信息科技 教案-教学设计 四年级下册 第一单元资源（数据与数据安全）

四年级下册一单元单元教学设计（一）单元基本信息学科信息科技实施年级四年级下册设计者谢昭强《课程标准》模块数据与编码单元名称数据与数据安全单元课时3课时（二）单元教学规划1.主题概述1.1核心概念本单元属于“数据与编码”模块，对应《课程标准》该模块的内容要求（4）（5）。本单元内容涉及的核心概念主要是信息安全。1.2内容结构本单元围绕《课程标准》“数据与编码”模块的内容要求（4）（5），紧密结合生活实际和真实案例逐步推进教学，内容为数据安全初认识、数据传输巧加密、数据时代新挑战三部分，共3课时。1.3教学过程图示1.4育人价值（一定要考虑这个部分内容，将课堂思政融入教材）信息社会每时每刻都在产生大量的数据，并呈指数级增长，为人们提供越来越多的信息与知识，对个人、社会的、国家的影响正逐步加深。但人们在使用数字设备时产生的个人数据，可能在自己“不知情”的情况下被他人收集或监控，给个人和国家安全带来严重的风险隐患，这就是非常重要的数据安全问题。数据的安全与否不仅关系到个人、企业、社会，还可能关系到国家。在本单元中，学生将了解数据与数据安全，认识数据安全的重要性，掌握一些保护数据安全的方法，了解自主可控技术对保障数据安全的重要意义，养成保护数据的意识，遵守相关的法律法规，成为一名信息科技时代的合格公民。我们在教学这一部分内容时，要充分理解课标的意图，发挥好教材内容的作用，发展学生的数据安全观，激发学生自主创新意识，从小培养科技创新能力，发挥学科育人功能，开展学科思政教育。2.主题学情分析本单元的学习对象是4年级下学期学生。该学段的学生已经具有比较强的自行探究能力，在观察能力、思维能力、语言表达能力方面都有了较好的提高，有着强烈的好奇心与动手操作的能力，乐于参与活动，乐于分享、交流。在前面的学习和生活中，学生了解到了信息时代信息服务的便捷化，基本了解数字编码的原理和过程，具备了获取、处理数据的基本技能，能够比较熟练并越来越多地使用数字设备和在线平台进行自主学习与生活，享受着信息服务的便捷。但同时，他们却很容易忽视数据安全问题，受到数据安全隐患的威胁。他们很少知道威胁数据安全的因素，经常会被一些软件平台的操作“牵引”或“诱导”，缺乏数据的保护意识，对数据没有防范保护措施。他们对我国的自主可控技术缺乏了解，更没有认识到自主可控技术对于社会安全、国家安全的重要性。3.教学环境网络环境，在线协作工具，配套视频资源。单元教学目标1.学生能结合生活体验和真实案例，理解什么是数据安全，能主动发现、交流数据安全问题。了解常见的威胁数据安全的场景，认识数据安全威胁给个人和国家层面带来的严重危害。2.学生能从案例场景中分析、查找产生数据安全威胁的主要因素，强化数据安全意识，自觉做好数据保护，养成良好的信息素养。3.在学习和生活中有意识地保护数据，掌握常用的数据防护方法，了解国家层面保障数据安全的法律法规。4.了解从古至今的密码故事，明白人们很早以前就重视信息的安全，尤其是军事领域，通过学习信息加密的方法，感受人们在密码方面的研究和智慧，激发继续探究密码学的欲望。能利用加密的方法运用到日常文件和信息的保护中，养成良好的数据安全习惯。5.借助学生的生活体验、大数据应用场景等，交流、感受大数据给人们生活、工作带来的便利，了解大数据背后的安全隐患，掌握大数据环境下的日常防护。6.在学习过程中，学生能了解一些我国的自主可控技术，逐步理解自主可控技术是保障数据安全的关键，认识科技兴国与原始创新的重要意义，从小树立创新创造的理想。学会什么（3-5条，主语是学生，三维叙写，可测量可评价，看得到学科核心素养的影子）5.教学过程课时（包括课名）任务序号教学主要任务第1课时数据安全初认识任务1数据安全：结合生活体验和实例，交流和分析关于数据安全的重要性。解惑shen任务2数据的安全隐患：通过师生交流、资料查询，了解数据有哪些安全隐患以及相应的威胁场景。认识到数据安全威胁给个人和国家层面带来的严重危害。任务3数据保护有方法：通过文字、视频资料，以及学生的一些生活经验，交流讨论相应场景下的数据保护方法，并能掌握一些简单的方法运用到学习和生活中去，并筑牢数据安全意识。第2课时数据传输巧加密任务1密码的故事：了解从古至今的密码故事，明白人们很早以前就重视信息的安全。任务2信息加密方法1：换位加密法信息加密方法2：凯撒密码第3课时数据时代新挑战任务1大数据带来的便利：借助学生的生活体验、大数据应用场景等，交流、感受大数据给人们生活、工作带来的便利，分享自己使用数字设备享受大数据的经历。任务2大数据背后的安全隐患：通过分析使用数字设备享受大数据服务的过程，了解大数据画像形成的原因，通过讨论、游戏发现大数据画像背后的安全隐患。任务3大数据环境下的日常防护：身处大数据时代，我们离不开数字设备，所以做好日常防护就尤为重要。任务4自主可控很重要：结合具体案例，认识到自主可控是我们国家\t"/item/%E8%87%AA%E4%B8%BB%E5%8F%AF%E6%8E%A7/_blank"信息化建设的关键环节，是保护\t"/item/%E8%87%AA%E4%B8%BB%E5%8F%AF%E6%8E%A7/_blank"信息安全的重要目标之一，在信息安全方面意义重大。6.评价建议学习表现评价表:评价维度评价标准(5分)学生自评(占比20%)同伴互评(占比30%)教师评价(占比50%)单项得分问题解决及表现学习目标明确，能完成学习任务；学习过程中乐于思考,有旺盛的求知欲,努力发现自己的潜能，能认识自己的不足；行动积极，迎难而上。协作能力及表现敢于提出问题，发表个人意见，提高口头表述和答辩能力；在小组中主动承担任务，能与同学共同学习，共享学习资源，积极参与讨论，乐于协作，互相促进，共同进步。创新能力及表现针对数据安全问题，确定解决问题的需求和数据源，主动获取、筛选、分析数据，设计解决方案，解决实际问题。综合得分学习内容评价表:评价要素评价标准学生自评5分3分2分数据安全意识通过对数据安全案例的分析，能认识到数据安全对个人及国家的重要性，具有保护个人隐私的意识。通过对数据安全案例的分析，能认识到数据安全对个人及国家的重要性，增强保护个人隐私的意识。通过对数据安全案例的分析，能认识到数据安全对个人的重要性，知道要保护个人隐私。数据安全因素通过对某网站高危漏洞、酒店数据库泄露、购物网站信息泄露、App中个人信息泄露等多个典型案例的分析，归纳出个人信息无意泄露、网上交流、数字足迹被恶意窃取、密码泄露、数据意外丢失等3个以上的问题与威胁数据安全的因素。通过对某网站高危漏洞、酒店数据库泄露、购物网站信息泄露、App中个人信息泄露中任意两个典型案例的分析，得出3个问题与威胁数据安全的因素。通过对某网站高危漏洞、酒店数据库泄露、购物网站信息泄露、App中个人信息泄露中任意一个典型案例的分析，得出1~2个问题与威胁数据安全的因素。数据安全防范能在学习、生活中采用3种以上的防护措施保护数据。能在学习、生活中采用3种防护措施保护数据。能在学习、生活中采用1～2种防护措施保护数据。综合得分（三）课时教学设计第1课时第2课数据传输巧加密1.课时教学内容分析本节课是信息科技课程“数据与编码”模块中的“数据与数据安全”部分的内容，重在引导学生立足实际生活，认识数据传输中的潜在威胁，在学习和生活中有意识地保护数据，提高安全防范意识；从密码的定义、作用和发展，以及古代中国的密码故事；从对信息加密的换位加密法和替换加密法的加密和解密规则；自创的信息加密和解密规则；文件的加密等三方面了解数据防护措施，同时渗透自主可控技术对保障数据安全的重要意义。2.课时学情分析四年级学生通过前面的学习，已经认识到数据是无处不在的。他们对在线生活有一定的感知，知道在使用网络和智能设备进行活动时会产生数据，但对于数据传输中存在哪些威胁还缺乏了解，对威胁数据安全的因素缺乏整体、全面、深刻的认知。四年级学生思维活跃，愿意与同学分享自己的经验和观点，能够通过引导，从现实生活的案例中总结经验。3.课时教学目标了解从古至今的密码故事，明白人们很早以前就重视信息的安全，尤其是军事领域，通过学习信息加密的方法，感受人们在密码方面的研究和智慧，激发继续探究密码学的欲望。能利用加密的方法运用到日常文件和信息的保护中，养成良好的数据安全习惯。4.教学环境多媒体教室或机房5.教学过程教学环节教师与学生活动教学意图课前准备多媒体课件生动展示问题讨论引入新课一、情景导入、激活旧知教师展示一段神秘的加密信息，邀请学生猜测内容。师：“同学们，看看这段神秘的信息，你们能猜出它的内容吗？”学生积极参与猜测和讨论。通过引发学生的好奇心，激发他们对密码学的兴趣。任务一二、学习知识、提升认知（一）密码的故事师：“在很久很久以前，人们就已经开始使用密码了。你们知道为什么吗？”生：“是为了保密吗？”师：“没错，让我们一起看看古代的密码是怎么样的。”（展示图片和视频）通过有趣的古代故事，让学生理解密码在历史中的重要作用。任务二（二）信息加密方法师：“同学们，你看，这些古老的密码虽然不够安全，但是现在任然还在发挥出它的作用，比如摩斯密码——SOS。那你知道这些密码他们是如何加密又如何解密的呢？现在，我们一起来学习几种加密信息的方法吧。”生：“听起来很酷！”师：“是的，让我们一起来看看它是怎么工作的。”（通过实例演示）（1）换位加密法换位加密法是重新排列明文中字母位置的加密法。（2）凯撒密码恺撒密码是一种替换加密的技术，明文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一个固定数目进行偏移后被替换成密文，它是一种最简单且最广为人知的加密技术，这个加密方法是以罗马共和时期凯撒的名字命名的，据称当年凯撒曾用此方法与其将军们进行联系。师：以上两种加密方法你都掌握了吗？它们加密、解密的规则是什么呢？如果不知道编码规则，我们还能破译数据内容吗？通过实际操作，让学生掌握基本的加密方法。任务三三、能力拓展、学用结合小组合作，实践感知师：“同学们，这是一个简单密码本示例，供同学们参考。请同学们分组讨论，选择其中一种，将约定见面时间和地点的明文进行加密、解密。”一个简单的密码本(替换密码的对应表)生操作通过实际的操作练习，让学生将理论知识应用到实践中，培养他们的动手能力和信息保护意识。任务四四、拓展探索给文件上把锁操作：将一个文件或文件夹用WinRAR或7-Zip压缩软件进行加密打包，请同学试试能否将密码破解出来。制作“斯巴达棒”操作：用身边的木棒（比如：铅笔）代替斯巴达棒（scytale木棒），找一张细长的纸条缠绕在木棒上，写下你要传递的加密信