主講人：駱瑩瑩

教學(xué)背景

本案例屬于“物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐與探索”的第四部分“物聯(lián)網(wǎng)安全”。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是信息技術(shù)與行業(yè)專業(yè)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，它改變了人與人之間、人與環(huán)境之間的互動(dòng)模式。萬物互聯(lián)后隨之產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)處理和業(yè)務(wù)控制策略在安全性、可靠性方面面臨著巨大挑戰(zhàn)。從個(gè)人來說，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用必須注重個(gè)人的隱私保護(hù)、個(gè)人信息的安全采集等；從國家安全發(fā)展來看，關(guān)鍵核心技術(shù)必須自主可控。

本課通過討論身邊的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備存在的安全隱患，優(yōu)化“測量肺活量”小程序的安全性能，設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)安全挑戰(zhàn)解決方案等活動(dòng)，讓學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)基本流程，物聯(lián)網(wǎng)中發(fā)展自主可控技術(shù)的意義以及自主可控生態(tài)體系對我國國家安全的重要作用。

教學(xué)目標(biāo)

1.了解身邊物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)備存在的安全隱患，增強(qiáng)自身物聯(lián)網(wǎng)安全意識。

2.在設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)安全應(yīng)用項(xiàng)目時(shí)，能應(yīng)用簡單的物聯(lián)網(wǎng)安全策略，增強(qiáng)項(xiàng)目的安全性。

3.能有意識地保護(hù)個(gè)人隱私，掌握日常物聯(lián)網(wǎng)安全的防護(hù)舉措。

4.了解物聯(lián)網(wǎng)中發(fā)展自主可控技術(shù)的意義，知道其對國家信息安全的重要作用。

學(xué)情分析

本單元的教學(xué)對象是八年級學(xué)生，他們對互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的安全問題已有一定認(rèn)識，并在使用互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用時(shí)能夠利用用戶標(biāo)識、密碼和身份驗(yàn)證等措施做好基本防護(hù)，會(huì)使用加密軟件對重要數(shù)據(jù)和個(gè)人信息進(jìn)行加密保護(hù)。通過前面的學(xué)習(xí)，他們已經(jīng)了解了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基本原理，并進(jìn)行了一些物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)踐，充分體會(huì)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的魅力，但對物聯(lián)網(wǎng)安全問題還缺乏足夠的了解，在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下保護(hù)個(gè)人隱私和信息安全意識方面也還有欠缺。

教學(xué)過程

一、物聯(lián)網(wǎng)安全之殤

1.情景導(dǎo)入

師：運(yùn)動(dòng)手環(huán)不僅能準(zhǔn)確記錄自己的步數(shù)、運(yùn)動(dòng)軌跡，還能計(jì)算出消耗的卡路里等。有些人會(huì)在朋友圈上曬一曬自己的運(yùn)動(dòng)成果和朋友一決高下。圖1是某同學(xué)的運(yùn)動(dòng)軌跡圖，從這張圖你能獲取哪些信息？這些信息可能有哪些危害？

生：暴露自己的家庭地址，如果引起不法之徒的關(guān)注，可能會(huì)威脅個(gè)人安全等。運(yùn)動(dòng)手環(huán)還會(huì)記錄個(gè)人日常作息，比如什么時(shí)候會(huì)睡得比較沉，如果泄露出去也許有生命危險(xiǎn)。

2.安全之殤

師：思考生活和工作中的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，你覺得這些設(shè)備存在哪些安全隱患？填寫表1。

教師請學(xué)生回答不同物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的安全隱患，總結(jié)在物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)上存在的安全問題。教師展示物聯(lián)網(wǎng)的安全架構(gòu)，如圖2所示。

設(shè)計(jì)意圖：教師由日常生活情景導(dǎo)入，激起學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)安全的思考，同時(shí)討論日常生活中的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備存在的隱患，知道物聯(lián)網(wǎng)安全隱患無處不在，了解物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)安全問題，喚起學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)策略學(xué)習(xí)的欲望，培養(yǎng)學(xué)生敏銳感知物聯(lián)網(wǎng)安全的信息意識。

二、物聯(lián)網(wǎng)安全之策

編程優(yōu)化：“測量肺活量”小程序

小組討論：使用“測量肺活量”小程序，思考提高小程序安全性的方法有哪些？

教師介紹小程序的使用方法，并展示程序代碼（“測量肺活量”小程序界面如圖3，“連接”按鈕對應(yīng)代碼如圖4，“測試肺活量”按鈕對應(yīng)代碼如圖5，“顯示”按鈕對應(yīng)代碼如圖6），學(xué)生體驗(yàn)小程序，并思考哪些地方可以增強(qiáng)安全性？具體做法是什么？

學(xué)生討論回答可增強(qiáng)小程序安全性的地方，如：（1）顯示肺活量數(shù)據(jù)應(yīng)先驗(yàn)證密碼；（2）測試數(shù)據(jù)前應(yīng)提醒用戶信息將被記錄；（3）連接物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也應(yīng)通過驗(yàn)證；（4）傳輸肺活量數(shù)據(jù)應(yīng)加密傳輸；等等。

教師簡單介紹顯示肺活量數(shù)據(jù)加密的程序如圖7，學(xué)生上機(jī)嘗試編寫更多增強(qiáng)安全性的程序。

總結(jié)物聯(lián)網(wǎng)安全之策

教師總結(jié)增強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)安全的策略：（1）安全的密鑰管理機(jī)制；（2）數(shù)據(jù)處理與隱私的保護(hù)；（3）安全的路由協(xié)議；（4）認(rèn)證與訪問控制。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生在前面階段已經(jīng)能夠搭建簡單的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生從物聯(lián)網(wǎng)安全的角度優(yōu)化程序，真實(shí)地感受增強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用安全的設(shè)計(jì)策略，了解物聯(lián)網(wǎng)中發(fā)展自主可控技術(shù)的意義，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

三、物聯(lián)網(wǎng)安全之舉

創(chuàng)作《物聯(lián)網(wǎng)安全挑戰(zhàn)解決方案》

小組合作活動(dòng)要求：選取生活中的一種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，通過網(wǎng)絡(luò)搜索、討論等方式，完成本小組的《物聯(lián)網(wǎng)安全挑戰(zhàn)解決方案》，如表2所示。

日常防護(hù)舉措：（1）使用強(qiáng)密碼；（2）使用雙因素身份驗(yàn)證；（3）禁用不需要的功能；（4）避免使用公共Wi-Fi；（5）使用最新的固件及系統(tǒng)；（6）主動(dòng)監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

設(shè)計(jì)意圖：通過小組活動(dòng)，學(xué)生探索日常物聯(lián)網(wǎng)安全的防護(hù)舉措，提高自身的信息安全意識，塑造網(wǎng)絡(luò)虛擬身份，有意識地保護(hù)個(gè)人隱私進(jìn)行安全防護(hù)。

四、物聯(lián)網(wǎng)安全之規(guī)

教師帶領(lǐng)學(xué)生一起觀看視頻“物聯(lián)網(wǎng)十大安全事件”，讓學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)安全對國家信息安全的重要作用。教師總結(jié)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，公民應(yīng)該具有以下權(quán)利：

【保密權(quán)】除法律規(guī)定外，隱私資料的使用人不得隨意公開隱私。

【知情權(quán)】個(gè)人有權(quán)知道物聯(lián)網(wǎng)收集的隱私信息內(nèi)容、收集的目的以及收集信息的共享程度。

【選擇權(quán)】物聯(lián)網(wǎng)信息采集機(jī)構(gòu)收集涉及個(gè)人隱私的信息前需征得權(quán)利人的同意。

【支配權(quán)】權(quán)利人有權(quán)依據(jù)自己的自由意志處理個(gè)人隱私，準(zhǔn)許或者不允許他人知悉、傳播、利用或者公開自己的隱私。

教師布置課后延展作業(yè)：學(xué)生完成一篇小論文“物聯(lián)網(wǎng)安全與我的網(wǎng)絡(luò)虛擬身份”。

教學(xué)案例點(diǎn)評

本案例是以物聯(lián)網(wǎng)安全知識為主線，各主線中又以實(shí)踐活動(dòng)為主導(dǎo)，讓學(xué)生先經(jīng)歷再總結(jié)提升。在“物聯(lián)網(wǎng)安全之殤”中，學(xué)生討論身邊的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備存在的安全隱患，從而切身感受物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用存在的安全隱患，增強(qiáng)安全防范意識，并為后面如何提出物聯(lián)網(wǎng)安全策略和舉措埋下伏筆；在“物聯(lián)網(wǎng)安全之策”中，學(xué)生通過討論并優(yōu)化“測量肺活量”小程序的安全性能，體會(huì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)的整體策略，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)新能力；在“物聯(lián)網(wǎng)安全之舉”中，學(xué)生設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)安全挑戰(zhàn)解決方案，從而知道自己在日常生活中的防范舉措，增強(qiáng)學(xué)生的信息意識；在“物聯(lián)網(wǎng)安全之規(guī)”中，學(xué)生觀看《物聯(lián)網(wǎng)十大安全事件》，拓展學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)安全的認(rèn)知，了解物理網(wǎng)安全對國家安全的重要性，知道自主可控的深刻意義，提升學(xué)生的信息社會(huì)責(zé)任感。