基于學科核心素養培養的初中信息科技課堂教學

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》將“信息意識”\"計算思維”“數字化學習與創新”“信息社會責任\"確立為信息科技課程著力培養的四大核心素養，這一舉措既呼應數字時代人才培養需求，也與習近平總書記提出的“提高全民全社會的數字素養與技能\"的重要指示相契合。所以，一線教師肩負著通過課堂實踐將核心素養從抽象理念轉化為學生具象能力的重要使命。這既需要對課程標準的深度解構，也需要結合學情設計貼合學生認知規律的教學路徑。本節課以“個人數字身份及資源的保護\"為主題，正是基于核心素養培育的典型教學實踐，通過立體化的教學設計，力求讓核心素養培育落地生根，為學生夯實數字時代的安全與責任意識基石。

一、學科核心素養

1.通過學習，學生應能意識到個人數字身份和數字資源的重要性，以及它們可能面臨的安全風險。學會主動關注個人信息安全，提高信息安全防護的自覺性。（信息意識）2.在面對個人數字身份和數字資源的安全問題時，能夠運用計算思維進行分析，找出問題的根源和可能的解決方案。（計算思維）3.根據學習需要，有效搜索所需學習資源，探究信息科技支持學習的新方法、新模式，借助信息科技提高學習質量。（數字化學習與創新）4.了解并遵守相關的信息安全法規和道德規范，不參與任何違法或不良的網絡行為。在保護自身信息安全的同時，學生還應尊重他人的隱私和權益，不泄露或濫用他人的個人信息。（信息社會責任）。

二、教材分析

本課對應蘇科版信息科技七年級下冊第五單元探索二“個人信息資源的防護措施”，課程內容聚焦“個人數字身份的保護\"與“個人數字資源的防護\"兩大核心板塊。在數字化時代，數字身份作為個人身份體系的關鍵構成，關乎個體隱私與信息安全，每個人都需掌握其保護之道。此課圍繞個人數字身份保護及數字資源防護展開，旨在讓學生精準理解數字身份與數字資源的概念，深刻認知其對個人隱私、財產及網絡安全的重要意義。同時，情景體驗和活動探究能幫助學生掌握保護個人數字身份和資源的有效方法，提升網絡安全防護意識，從容應對復雜的網絡環境，避免隱私泄露與數字資源被侵犯的風險。

三、學情分析

七年級學生已經具備一定的網絡使用經驗，如社交媒體、在線購物等。這為他們理解個人數字身份和數字資源的概念奠定了基礎。然而，由于年齡和經驗的限制，他們在面對復雜的網絡安全問題時，可能缺少足夠的判斷力和應對能力，容易被網絡上的不良信息所吸引，或者在不了解風險的情況下隨意分享個人信息。因此，在這一課的教學中，教師需要注重培養學生的網絡安全意識和自我保護能力。此外，七年級學生的邏輯思維能力正在逐漸發展，他們可以通過案例分析和小組討論等方式，深人探討個人數字身份保護的重要性以及具體的防護策略。這樣的教學方式不僅能激發學生的學習興趣，還能幫助他們在實踐中提高解決問題的能力。

四、教學目標

1.通過學習，學生能夠認識到個人數字身份和數字資源在現代生活中的重要地位，理解保護它們的必要性。

2.能夠掌握一些基本的數字身份和數字資源保護方法，如設置復雜密碼、定期備份數據等。

3.通過案例分析、小組討論等方式，學生能夠學會分析個人數字身份和數字資源可能面臨的安全風險，提出合理的防護策略。

4.能夠意識到自己在網絡空間中的行為對他人

和社會的影響，自覺遵守網絡安全法規和道德規范，維護網絡空間的健康和安全。

五、教學重難點

教學重點：保護個人信息和數據安全的措施。

教學難點：培養學生在日常生活中保持高度的安全意識并養成良好的安全習慣以及信息社會責任意識。

六、教學過程

（一）視頻導人，引發共鳴

教師播放視頻：“你的信息安全嗎？\"視頻中列舉了近年發生在各大公司及個人身邊的各類數據安全及信息泄露事件，以及事件所導致的經濟損失、隱私安全、法律責任等問題。

教師播放該視頻的目的讓學生感受到互聯網為社會、為人民生活提供動力和便捷的同時，也存在各種網絡安全問題，特別是信息的泄露問題。該視頻內容引起學生對信息安全問題的重視，在情感上引發學生共鳴，激發學生的學習欲望，順勢引出本節課的主題一“個人數字身份及資源的保護”。

（二）活動探究，情景體驗

本環節需要學生弄明白兩個問題：“1.什么樣的個人數字身份是安全的？\"\"2.如何正確地保護個人數字身份？”。那么，如何讓學生更快、更好地理解并回答這兩個問題，這就需要教師的深入思考和研究。筆者在這節課中則采取了體驗式教學的方法，幫助學生創造實際的經歷情景，讓學生在親歷的過程中去探究，最終理解知識、建構知識，生成有意義學習。具體的實施過程如下：

探究一：密碼安全性體驗

將班級學生分為6人一小組，請每組學生按照“密碼安全性體驗過程記錄表（如表1所示）進行分工，每位學生選擇一種密碼組合，打開并運行老師下發的“破譯密碼”小程序，填入符合要求的密碼后單擊“破譯密碼\"按鈕，最后記錄下密碼以及密碼被破解所花費的時長。

表1密碼安全性體驗過程記錄表

學生運行完程序并記錄好表格內容后，教師提出問題：“現在你能說一說什么樣的密碼安全性更高嗎？\"“破譯密碼\"小程序的體驗，讓學生的回答變得有理有據。有的學生說：“通過同一種密碼組合的不同密碼長度的對比，發現密碼長度越長，破譯密碼所需的時長也越長，所以，一般來說，密碼越長越安全。”有的學生說：“通過表格可以看出，同樣長度的密碼，當其組合為數字、大小寫字母及特殊字符時，暴力破解密碼所需的時長最長，所以說，密碼組合越復雜，其安全性越高。\"學生表達完觀點以后，教師總結并舉例說明如何設置既安全又方便記憶的密碼。

在使用互聯網的過程中，賬號密碼的設置對保護個人數字身份起著舉足輕重的作用。密碼安全性的高低，直觀體現在破譯密碼所需的時長上一簡單字符組合可能瞬間被攻破，而復雜混合密碼則需數年甚至更久的時間才能破解。該探究活動創新性地將抽象的安全概念轉化為可量化的數字對比，通過模擬不同密碼強度對應的破譯時間跨度，讓學生在直觀的數據沖擊中深刻理解密碼復雜度與安全性的內在關聯。這種寓理論于實踐的教學方式，加深了學生對密碼安全性的理解，讓學生學會防范密碼被破解的方法。

體驗一：人臉識別技術

教師講授“身份驗證技術”概念：用戶向系統出示身份證明的過程稱為身份識別，而系統核對用戶身份證明的過程則稱為身份認證，這兩個過程統稱為身份驗證，屬于維護互聯網安全的重要環節。“用戶名 + 密碼”是目前最常用的身份驗證技術。此外，系統還能利用人臉、指紋、聲紋、虹膜、掌紋等進行身份驗證。

學生理解了“身份驗證技術”之后，請他們登錄百度AI體驗中心，體驗該平臺的“人臉比對”技術。教師在課前收集了本班每位學生的2張不同風格或不同姿勢的照片，先請學生上傳自己的兩張照片，查看顯示“是同一人的概率”;再請學生分別上傳一張自己的照片和一張其他同學的照片，再次查看顯示“是同一人的概率”，分析該平臺“人臉比對\"技術的準確率。

① 體驗二：聲紋驗證技術

請學生登錄百度AI體驗中心，體驗該平臺的“聲紋比對\"技術。先請學生錄制自己的兩段不同腔調的聲音，查看顯示“是同一人的概率”;再請學生分別錄制一段自己的聲音以及其他同學的聲音，再次查看顯示“是同一人的概率”，分析該平臺“聲紋驗證\"技術的準確率。在該體驗活動中，學生積極性非常高，他們甚至暗暗和AI“較勁”，有男生故意學女同桌的聲音，試探AI識別是否準確，“玩\"得不亦樂乎！

體驗后，教師提出疑問：“百度AI為何如此聰明？它是如何分清每個人的臉和聲音的呢？”，然后播放一則短視頻，介紹“人臉識別技術\"與“聲紋識別技術\"的原理。

通過在百度AI體驗中心的兩次體驗，學生直觀地感受到了人臉識別、聲紋識別技術的獨特性和準確性。同時，貼近真實生活的體驗活動讓學生對身份驗證技術產生了強大的好奇心，從而激起他們更強有力的學習和探索欲。

探究二：保護個人數字身份的錦囊妙計

在前面的體驗與探究活動中，學生破解了身份驗證技術的奧秘，深入理解了密碼的安全性問題。那么，本探究就是要讓學生學有所用，探討怎么做的問題。請學生以6人為一組，相互討論保護個人數字身份的錦囊妙計有哪些。

學生給出的答案大致如下：設置長的、組合復雜的密碼；輸入賬號密碼時，防止別人偷看；不在不可靠的網站上注冊賬號，或進行人臉識別等身份驗證；定期更換自己的密碼；不在所有的網站使用同樣的密碼；盡量不啟用“記住密碼\"功能等。因為學生提到“盡量不啟用‘記住密碼'功能”，教師便順勢而為，給學生演示了清除保存在瀏覽器中的密碼的操作方法。

課堂所學的所有知識最終都應該落到生活實處，所以本環節的重心是讓學生明白在現實生活中如何保護個人的數字身份。并且針對學生都關心的現實問題當即給出解決辦法，有利于提高學生的學習積極性。

（三）實踐操作，掌握方法

學生除了要有對個人數字身份及資源的保護意識，還要掌握常用的防護措施，當個人數字身份或資源被侵犯時能夠及時找到解決辦法，實施解決策略。

體驗：計算機病毒

教師首先發送一個“請你玩游戲\"程序給學生端，請學生一起體驗。當學生打開該程序的一瞬間，其電腦桌面上出現了很多個彈窗。此時，學生恍然大悟，老師發送給自己的是“計算機病毒\"程序。

在這段故意設計的小插曲之后，播放一段科普小短片，并請學生總結：什么是計算機病毒？計算機病毒的特點有哪些？

該體驗環節，教師巧妙地設計一種模擬的計算機病毒程序，該程序的出現使得學生需要即刻了解病毒的基本工作原理、特征以及查殺方法，從而解決自己面前的這臺電腦的安全問題。通過這樣的教學方式，學生不僅產生了學習新知識的需求，還深刻體會到了學習的意義。

? 實踐一：殺毒軟件的使用

將\"360安全衛士\"軟件安裝包發送給學生端，讓學生通過學案自主學習軟件操作步驟并安裝軟件，完成將“小游戲\"病毒查殺掉的任務。

① 實踐二：防火墻的設置

通過視頻讓學生了解防火墻的概念以及防火墻的原理。

教師半屏廣播，學生跟著老師的操作一起進行防火墻的設置。具體操作如下：在系統設置中開啟防火墻功能，確保防火墻處于活動狀態；添加自定義規則，允許或阻止特定應用程序或端口的網絡通信。

兩次實踐活動都是基于實際的上網需求，將理論知識與實際應用相結合，提高了學生的動手能力和解決問題的能力。

（四）歸納總結，增強意識教師提問學生：本節課，你學到了什么？

教師利用思維導圖形式總結本節課知識點，倡導學生規范使用網絡、增強安全意識，以及樹立正確的世界觀、人生觀與價值觀。

七、教學反思

本節課的教學設計充分體現了以學生為中心、以實踐為導向的教育理念，將信息科技學科核心素養的培養融人具體的教學活動。在教學過程中，注重激發學生的學習興趣和主動性，通過多樣化的教學方法和手段，引導學生積極參與課堂，深入理解知識。以下是筆者對本節課的幾點反思。

（一）本節課集體驗、探究和操作等多種學習方式于一體

課堂伊始，一段視頻真實還原了多起因身份驗證漏洞引發信息泄露的典型案例，迅速吸引學生目光，自然地導人數字化身份驗證技術主題。在AI體驗軟件的互動操作中，學生直觀感受了人臉識別、聲紋驗證等前沿技術的魅力，深入理解其背后的運行原理與廣泛應用場景。在模擬計算機病毒傳播的游戲中，“病毒侵襲\"讓學生切身體會到計算機病毒的強大殺傷力，深刻認識到網絡安全威脅的真實存在，學生網絡安全保護意識得到顯著增強；通過對“破譯密碼\"程序的探究、個人數字身份保護策略的研討分析，結合殺毒軟件安裝與防火墻配置的實操演練，學生將理論知識轉化為實踐能力，實現知識與技能的雙重提升。

（二）本節課強調學生的主體地位，讓學生發現問題、分析問題、解決問題

整節課，教師始終扮演引導者的角色，鼓勵學生主動探索，而非被動接受知識。在討論環節，教師拋出“如果數字身份被泄露，會面臨哪些風險？現實生活中，你是如何規避這些風險的？”等開放性問題，學生以小組為單位，通過查閱資料、分析案例、聯系實際等多種方式，提出了多種保護個人數字身份的錦囊妙計。通過一系列的發現問題、分析問題、解決問題的過程，學生能夠從多角度、多層次理解個人數字身份和資源的重要性，認識到網絡資源安全的復雜性和必要性，學會采取有效的措施保護自己的隱私和數據安全。

（三）本節課以信息科技學科核心素養為抓手

本節課通過圍繞個人數字身份和資源安全這一主題，不僅培養了學生對信息的敏感度和批判性思維，還鼓勵學生運用邏輯思維和算法思維分析網絡安全問題，并通過數字化體驗、探究和實操來學習如何保護個人信息和資源，最終讓學生認識到自己在信息社會中的責任與義務。

總之，本節課的教學設計充分體現了理論與實踐相結合、知識與技能并重的教學思想，有助于培養學生的信息科技核心素養，特別是在網絡安全意識和能力方面取得了顯著成效。在后續的學習中，教師還可以帶領學生通過親手編寫加密解密程序、模擬病毒運行機制，深入理解數據安全背后的邏輯攻防。同時，教師依托人工智能課程，引導學生穿透人臉識別、聲紋驗證等技術的應用表象，掌握AI算法的核心原理，讓學生完成從“技術使用者\"到“原理解讀者”的認知升級，在代碼實踐與算法推演中，建立從應用層到理論層的完整知識鏈路，為未來的科技探索奠定兼具實操能力與思維深度的堅實基礎。

（作者單位：南京東山外國語學校）

編輯：孫守春