中小学教育资源及组卷应用平台 4单元 任务一《系统风险看一看》教学设计 课题 编程实践来学习 单元 第四单元 学科 信息技术 年级 六年级 核心素养目标 信息意识：能够感知过程与控制系统中传感器、控制器的安全漏洞，理解攻击方式与系统故障、隐私泄露的对应关系。计算思维：能够梳理过程与控制系统的攻击影响链条，理解 “攻击感知 / 控制环节 — 篡改数据指令 — 破坏系统功能” 的安全逻辑。数字化学习与创新：能够借助案例分析、流程图、表格等数字化工具，分析系统安全漏洞与攻击原理，构建风险防范思路。信息社会责任：能够了解过程与控制系统安全在民生、工业、国防等领域的重要性，体会自主可控技术对国家安全的关键意义。 教学重点 一、系统风险寻踪迹二、传感模块受攻击三、攻击控制引风险四、攻击案例来分析 教学难点 传感模块受攻击 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 一、新知引入单元导入系统安全我知道———安全与隐私保护过控系统应用广，安全漏洞要考量。传感控制紧相连，针对攻击影响全。系统数据多敏感，隐私保护要承担。自主可控影响深，中国创造优势显。近年来，随着各种过程与控制系统的广泛应用，一些安全问题也随之出现，如信息泄露、功能故障、经济损失等。安全漏洞可能出现在哪些环节 具体会带来哪些风险 怎样才能避免损失呢 其实，传感模块和控制模块可以分别被看作过程与控制系统的“感知器官”和“大脑”。这两个模块一旦被攻击，系统很可能遭受严重的安全威胁，数据机密性和完整性也会遭到破坏，从而带来无法估计的损失。更有甚者，如果过程与控制系统的核心技术没有掌握在我们自己手中，不仅无法及时解决安全问题，而且容易遭受攻击、监视和控制，给国家安全埋下很大隐患。因此，我们要克服困难，继续在实现自主可控的道路上奋力前行。单元目标1.了解传感器和控制器被攻击给过程与控制系统带来的安全问题。2.知道数据机密性和完整性的区别。3.能意识到过程与控制系统存在数据安全风险。4.能理解自主可控对国家安全与发展的重要意义。 了解智能设备安全隐患情境，结合生活经验，交流自己了解的系统安全风险场景。 以贴近生活的情境导入，降低安全主题距离感，快速激发学生的学习兴趣与探究欲。 讲授新课 新知讲解：一、系统风险寻踪迹案例阅读在某次国家网络安全宣传周活动现场，一名工作人员向观众展示了一台普通的扫地机器人如何秒变窃听、偷窥工具。该工作人员表示:“这款扫地机器人的端口存在漏洞。通过该漏洞，攻击者可获取扫地机器人的控制权，控制其运动轨迹，还可以录音、拍照等。”与其他同学讨论:攻击者获得扫地机器人的控制权后，可能会有什么后果 攻击者对过程与控制系统的攻击，会导致系统功能性故障，造成人身安全威胁、经济损失及环境破坏等后果。播放视频二、传感模块受攻击传感器就像感知器官，是过程与控制系统和外界环境交互的重要媒介，因此它成为被重点攻击的对象。如图所示，某款智能家居监控产品可以监测住宅是否遭到了恶意入侵。该产品通过传感器监测门窗状态，利用系统内部的控制模块判断是否存在异常行为。如果有，则触发警报并发送预警信息，否则继续保持监测状态。但有研究报告称，该产品存在安全漏洞。攻击者可利用该漏洞使传感器无法监测门窗的异常状态，从而在不触发警报的情况下进入用户住宅。自动驾驶汽车借助传感器感知周围环境。汽车会向四周发射超声波、激光束或毫米波。当周围有障碍物时，障碍物会反射这些信号。车辆的传感器根据反射回的信号判断障碍物情况，利用算法让车自动避让或者急停。攻击者可以在前方有障碍物时，发送特定频率的信号干扰正常反射的信号，使其与无障碍时的信号相同，从而隐藏障碍物;或者在没有障碍物时，发 ... ...
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