控制系统的安全与自主可控 教案(表格式) 小学信息科技 湘科版（2024） 六年级上册

编写时间： 2025 年 月 日 执行时间：2025 年 月 日至 日
年级： 6年级 总序第 个教案
课 题 控制系统的安全与自主可控 共 1 课时 课 型 新授
教学目标 1、了解计算机控制系统的安全风险类型及常见防护方法，能结合生活实例说明风险表现。2、理解自主可控的核心含义，初步树立计算机控制系统自主可控的国家安全意识和创新意识。
教学重点 1、控制系统常见的安全风险（病毒感染、非法入侵、软硬件故障）及对应的防护措施。2、自主可控的基本概念及对国家的重要意义。
教学难点 1、将抽象的安全防护知识与生活中的智能设备使用场景结合，形成实际防护意识。2、理解“自主可控”的深层意义，建立个人学习与国家技术发展的关联认知。
教学策略 任务驱动法、、讨论法、实践法、小组合作法
教 学 过 程 课前、课中反思
一、导入新知 1、情境激趣：播放1分钟短视频（内容：智能工厂机械臂运转、高铁调度中心画面、家庭智能设备控制场景），提问：“视频里这些‘聪明的控制’给我们带来了什么方便？如果它们突然‘罢工’或被坏人操控，会发生什么？” 2、问题导入：结合学生回答，引出核心问题：“计算机控制系统藏着哪些‘看不见的危险’？我们该怎么保护它们？更重要的是，为什么国家要强调‘自己能掌控’这些系统？今天我们就一起探索这些问题。” 二、探究新知 （一）控制系统的安全与防护 1、控制系统存在的安全风险 （1）基础认知：展示“控制系统构成示意图”（硬件：芯片、传感器；软件：控制程序），明确：无论简单还是复杂的控制系统，都由软硬件组成，风险也围绕这两部分产生。 （2）案例剖析1（网络攻击类）：①播放“震网病毒简化动画”（30秒，突出“侵入工业系统→控制设备→造成损毁”逻辑）；②提问：“这个病毒专门攻击什么？它带来了什么后果？”；③联系生活：“现在我们用手机控制空调、用摄像头看家，这些设备连网后，可能会遇到类似‘偷偷入侵’的风险吗？” （3）互动探究：“开动脑筋”升级为小组讨论。任务：“结合课本韩国黑客窃取摄像头信息的案例，想一想：我们身边的智能设备（如智能手表、学习机、家庭路由器）可能有哪些安全风险？把想到的写在任务单上。” 小组代表分享后，教师补充：“比如智能手表泄露位置信息、路由器密码简单被蹭网等，都是常见风险。” （4）案例剖析2（软硬件故障类）：①展示波音737 MAX事故相关插图，用儿童化语言解读：“飞机的自动控制系统里，有个‘指挥错误’的软件，还有个‘传错信号’的传感器，导致了严重事故。”；②小结：“除了别人攻击，系统自己‘设计有问题’或‘零件出故障’，也会带来大危险。” 2、保护计算机控制系统安全 （1）意识先行：提问：“保护系统安全，首先要做到什么？” 引导学生说出“重视安全”，教师总结：“先有安全意识，再做具体防护。比如设计时就考虑‘怎么防攻击’，运行时定期检查‘有没有故障’。” （2）技术防护1：展示防火墙工作原理插图，类比说明：“防火墙就像家里的‘安全门’，只让好人（合法信息）进来，把坏人（非法入侵）挡在外面。工业上还有专门的‘工业防火墙’，保护工厂的控制系统。” （3）技术防护2：展示“飞机双控制系统”“智能门锁多开锁模式”插图，解释“冗余备份”：“就是准备‘备用方案’，一套出问题，另一套能立刻顶上。比如我们考试时带两支笔，也是一种‘冗余备份’哦。” （二）树立控制系统自主可控意识 1、概念解读：展示“自主可控重要领域”插图，用“自己掌控”类比：“就像我们自己整理书包，从选书包（硬件）、放课本（软件）到每天检查（维护），全程自己做，不依赖别人，这就是‘自主可控’。控制系统的自主可控，就是核心技术都由我们自己研发、生产、维护。” 2、国家意义：①展示“自主可控与国家安全”插图，结合“神经系统”比喻：“控制系统是国家的‘神经’，如果‘神经’要靠别人提供，别人一旦‘掐断’，我们的工厂、交通、通信都可能瘫痪。”；②举例：“如果我们的高铁调度系统依赖外国技术，外国不提供维修服务，高铁就可能开不了。” 3、情感升华：①说明现状：“现在我国在芯片、操作系统等核心技术上，还没完全做到自主可控，需要向别人学习。”；②引导责任：“但我们的科研人员一直在努力！作为小学生，我们现在认真学习知识、敢于动手创新，将来也能为‘自主可控’出一份力，让国家更安全。” （三）练习提升（7分钟） 1、情境问答：将原填空题改为情境题：“小明家安装了智能窗帘和网络摄像头，请你说说，要保护这些控制系统的安全，小明和家人应该做到哪些事？” （提示：从意识、密码、备份、更新等角度回答） 2、创意写作：明确AI工具使用指引：“打开AI大语言模型，输入提示‘以“我家的智能设备安全小卫士”为题，写一篇300字左右的短文，告诉小朋友怎么保护智能设备安全’，生成后自己读一读，修改不通顺的句子。” 教师巡视指导，选取1-2篇分享。 （四）开拓视野 播放我国高铁运行短视频，结合插图讲解：“过去，高铁的‘大脑’（控制系统）被外国垄断，我们想建高铁都很困难。后来我国科研人员不断研究，终于做出了完全属于自己的高铁控制系统，还卖到了国外！这就是‘自主可控’的力量，让我们国家更厉害、更安全。” 引导学生鼓掌，增强民族自豪感。 三、课堂小结 1、知识梳理：用“安全小口诀”总结：“控制系统有风险，攻击故障要防范；防火墙加备份案，安全意识记心间；自主可控很关键，国家安全靠钻研。” 2、收获分享：“今天你学到了什么？关于‘安全防护’或‘自主可控’，你有什么新想法？” 邀请2-3名学生发言。 3、评价激励：给积极参与讨论、回答正确的学生贴“安全防护小能手”贴纸，鼓励：“希望大家都能做家里的‘安全小卫士’，未来的‘创新小达人’。” 四、板书设计 控制系统的安全与自主可控 一、安全防护 1、风险类型：病毒感染、非法入侵、软硬件故障（案例：震网、波音事故） 2、防护方法：①意识：重视安全，定期维护 ②技术：防火墙、冗余备份 二、自主可控 1、含义：核心技术自主研发、生产、维护 2、意义：国家安全（不受制于人）→ 案例：高铁控制系统 三、行动：安全使用设备，努力学习创新
课后反思