中小学教育资源及组卷应用平台 第5.1课《物联网物理安全》教学设计 课题 物联网物理安全 单元 第五单元 学科 信息科技 年级 八年级 核心素养目标 信息意识：通过分析物联网系统中的物理安全隐患，增强对硬件连接、设备防护的敏感度，提升在生活场景中重视物联网物理安全的意识。计算思维：理解物联网系统中物理安全保障的流程，帮助学生掌握硬件正确连接、故障排查的逻辑，理解物理安全防护的基本原理。数字化学习与创新：通过小组讨论，结合物联网物理安全案例进行分析，探索不同硬件安全防护方式，激发学生的创新思维和实践能力。信息社会责任：引导学生关注物联网系统的物理安全和设备保护，培养他们在物联网应用中的责任意识，确保系统的安全和可靠运行。 教学重点 通过分析物联网系统中的物理安全隐患，增强对硬件连接、设备防护的敏感度，提升在生活场景中重视物联网物理安全的意识。 教学难点 引导学生关注物联网系统的物理安全和设备保护，培养他们在物联网应用中的责任意识，确保系统的安全和可靠运行。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 第5.1课 物联网物理安全单元导入： 物联网系统给我们提供了很多便利，但同时也带来了种种安全隐患，一旦发生安全事故，会给我们带来难以预计的影响，甚至严重干扰我们的正常生活。因此，我们在追求方便的同时，不能忽视物联网的安全问题。依据物联网的层次，其安全问题可以分为物理安全、网络传输安全、数据安全三类。学习目标：1. 了解物理安全的一般含义。 2. 能够主动发现系统中存在的物理安全隐患。3. 认识自主可控技术对保障物联网系统安全的重要性。播放视频活动背景：物联网在物理层面上有大量的硬件装置连接，如大量的传感器节点和规格、类型多样的移动终端，这些设备带来了智能化服务的同时，也可能引发物理安全问题。例如，部分物联网的控制系统依赖于电磁控制，在断电情况下，门、窗等装置会自动打开或锁死。如果不法分子利用这一特点，切断物联网的控制电源，就可能会导致用户出现损失。小贴士：重视设备安装环境安装物联网设备时，要选合适环境。像温湿度传感器，别装在空调出风口或暖气片旁，不然采集数据会不准。户外设备得做好防水、防雷，比如给摄像头加防雨罩、装避雷针，不然恶劣天气易损坏设备，影响系统运行，还可能引发安全问题。 单元导入了解学习目标了解活动背景 了解本单元的学习内容帮助学生初步了解本课学习任务通过活动背景引导学生了解本课基本内容 讲授新课 新知讲解：一、案例分析一：壮壮设计的智能大棚硬件接线原理图如图5-1-1所示。在实际接线的过程中，他将继电器模块的 VIN 端与 VOUT端接反了，结果物联网系统未按照设定目标工作，控制器也差点烧坏了。继电器的使用比较简单，输入端一般是给继电器供电的，可以连接电源适配器、电源线电池盒等;输出端是连接需要被控制的执行器，比如水泵、LED灯条、电磁锁等(图5-1-2)一旦接反，后果不堪设想。像案例中这样的安全事故，我们认为是物联网系统的物理安全出现了问题。物理安全是系统安全的前提，也是保障物理设备安全的第一道防线。物理安全出现问题会导致物联网系统存在风险，例如:环境事故造成整个物联网系统瘫痪;电源故障造成设备断电，以致系统引导失败或物联网数据库信息丢失;报警系统设计不足或失灵可能造成事故等等；硬件设备的安全性能直接决定物联网系统的保密性、完整性、可用性;信息系统所处物理环境的优劣直接影响信息系统的可靠性，其自身的物理安全问题也会对系统的保密性和完整性、可用性带来安全威胁。小贴士：规范硬件连接操作连接硬件设备要严格按说明书来。接线前确认端口功能，像继电器 VIN 和 VOUT 端不能接反。操作时断电，防止短路烧坏设备。同 ... ...
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