《信息技術（Windows10 Office 2016）》教案 第3課 了解新一代信息技術

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課題第3課了解新一代信息技術課時2課時（90min）教學目標知識目標：（1）了解物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、體系結構和應用場景（2）了解大數(shù)據(jù)的基本概念、關鍵技術和應用場景（3）了解云計算的基本概念、特點、服務類型和應用場景（4）了解區(qū)塊鏈的基本概念、基本原理和應用場景能力目標：能夠清晰描述運用新一代信息技術解決實際問題的典型案例，正確分析其應用價值素質目標：理解新一代信息技術對人們的生產(chǎn)生活所產(chǎn)生的影響，認同并維護我國科教興國戰(zhàn)略教學重難點教學重點：物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算和區(qū)塊鏈的基本概念和應用場景教學難點：物聯(lián)網(wǎng)的體系結構，大數(shù)據(jù)的關鍵技術、云計算服務類型、區(qū)塊鏈基本原理教學方法問答法、討論法、講授法教學用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學設計第1節(jié)課：傳授新知（28min）課堂討論（12min）第2節(jié)課：問題導入（3min）

傳授新知（27min）

課堂實踐（10min）

課堂小結（3min）

作業(yè)布置（2min）教學過程主要教學內容及步驟設計意圖第一節(jié)課課前任務【教師】布置課前任務，和學生負責人取得聯(lián)系，讓其提醒同學預習本課知識，同時查閱相關資料，了解新一代信息技術的相關知識【學生】按照要求完成課前任務通過課前的預熱，讓學生了解所學課程的大概內容，激發(fā)學生的學習欲望考勤

（2min）【教師】使用文旌課堂APP進行簽到【學生】班干部報請假人員及原因培養(yǎng)學生的組織紀律性，掌握學生的出勤情況任務導入（3min）【教師】講述“任務工單”中的相關內容（詳見教材），讓學生了解本節(jié)課學習任務【學生】聆聽、思考、記憶通過任務導入，讓學生了解學習目標，調動學生的主觀能動性傳授新知

（28min）【教師】講解新知，介紹物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的基本概念、體系結構、關鍵技術和應用場景等相關內容一、物聯(lián)網(wǎng)是什么【課堂問答】【教師】隨機邀請學生回答以下問題物聯(lián)網(wǎng)又稱傳感網(wǎng)，是利用RFID、傳感器、全球定位系統(tǒng)（GPS）、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。【小提示】射頻識別（radiofrequencyidentification）的英文縮寫，是20世紀90年代開始興起的一種自動識別技術。RFID系統(tǒng)主要由3部分組成：電子標簽（tag）、閱讀器（reader）和天線（antenna）。其中，電子標簽用于存儲物體的標識信息；閱讀器用于以射頻信號方式讀取電子標簽中的信息（有的閱讀器也具有寫入信息功能）；天線用于發(fā)射和接收射頻信號，往往內置在電子標簽和閱讀器中。……（詳見教材）物聯(lián)網(wǎng)的定義包含兩層意思：一是物聯(lián)網(wǎng)的基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng)，它是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎上延伸和擴展的網(wǎng)絡；二是其用戶終端延伸和擴展到了任何物體之間，使任何物體之間都可以進行信息交換和通信。簡而言之，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)”。2.物聯(lián)網(wǎng)的體系結構【多媒體】教師展示“物聯(lián)網(wǎng)的3層結構模型”圖（詳見教材），并講解，幫助學生了解物聯(lián)網(wǎng)的體系結構（2）網(wǎng)絡層。網(wǎng)絡層通過各種網(wǎng)絡，將物體的信息實時、準確地傳遞給應用層。（3）應用層。應用層有一個信息處理中心，用來處理從感知層得到的信息，以實現(xiàn)物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等實際應用。物聯(lián)網(wǎng)的3層結構體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的基本特征，即全面感知、可靠傳遞和智能處理。物聯(lián)網(wǎng)的應用場景【拓展閱讀】教師講解“卓越創(chuàng)新”的相關內容如今，共享單車遍布城市的大街小巷，為人們的出行提供便利的同時，也掀起了綠色出行、健身騎行的新風潮。共享單車將“共享經(jīng)濟”的創(chuàng)新思維與物聯(lián)網(wǎng)這一高新技術相結合，幫助企業(yè)創(chuàng)造了價值，節(jié)省了成本。……（詳見教材）【課堂問答】【教師】隨機邀請學生回答以下問題（1）智能家居物聯(lián)網(wǎng)在智能家居中的應用包括設備控制、設施控制、防盜報警等?！菊n堂問答】【教師】隨機邀請學生回答以下問題（2）智能醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)在智能醫(yī)療中的應用包括病人監(jiān)控、遠程醫(yī)療、醫(yī)療管理、醫(yī)院物資管理等。（3）智能物流【課堂問答】【教師】隨機邀請學生回答以下問題物聯(lián)網(wǎng)在智能物流中的應用包括庫存監(jiān)控、物品識別、配送管理、運輸管理、包裝管理、裝卸管理、安全追蹤等。（4）智能交通物聯(lián)網(wǎng)在智能交通中的應用包括車輛定位與調度、交通狀況感知、交通智能化管控、停車管理等。（5）智能工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在智能工業(yè)中的應用包括生產(chǎn)過程控制、供應鏈跟蹤、生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測、產(chǎn)品質量檢測等。（6）智能農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的應用包括自動灌溉、自動施肥、自動噴藥、異地監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測等?！ㄔ斠娊滩模┒⒋髷?shù)據(jù)概述1.大數(shù)據(jù)是什么【課堂問答】【教師】隨機邀請學生回答以下問題大數(shù)據(jù)（bigdata）也稱海量數(shù)據(jù)或巨量數(shù)據(jù)，是指數(shù)據(jù)量大到無法利用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理技術在合理的時間內獲取、存儲、管理和分析的數(shù)據(jù)集合?！按髷?shù)據(jù)”一詞除用來描述信息時代產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)外，也被用來命名與之相關的技術、創(chuàng)新與應用。（1）海量的數(shù)據(jù)規(guī)模。【小提示】大數(shù)據(jù)是隨著互聯(lián)網(wǎng)（尤其是移動互聯(lián)網(wǎng)）的普及和物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應用而產(chǎn)生的。在互聯(lián)網(wǎng)中，人人都是數(shù)據(jù)制造者。……（詳見教材）（2）快速的數(shù)據(jù)流轉。（3）多樣的數(shù)據(jù)類型?！拘√崾尽拷Y構化數(shù)據(jù)是指可以使用二維表結構來表示的數(shù)據(jù)，一般使用傳統(tǒng)的關系數(shù)據(jù)庫進行存儲和管理；非結構化數(shù)據(jù)是指數(shù)據(jù)結構不規(guī)則，不方便用二維表來表示的數(shù)據(jù)，包括各類文檔、網(wǎng)頁、圖像、音頻、視頻等。（4）數(shù)據(jù)價值密度低。……（詳見教材）2．大數(shù)據(jù)的關鍵技術大數(shù)據(jù)技術是指用非傳統(tǒng)的方式對大量結構化和非結構化數(shù)據(jù)進行處理，以挖掘出數(shù)據(jù)中蘊含的有價值的技術。（1）大數(shù)據(jù)采集。大數(shù)據(jù)采集就是將這些數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)倉庫，整合在一起，以便對數(shù)據(jù)進行綜合分析。大數(shù)據(jù)采集包括網(wǎng)絡日志采集、網(wǎng)絡文件采集（提取網(wǎng)頁中的圖片、文本等）、關系數(shù)據(jù)庫的接入等，常用的工具有Flume、Kakfa、Sqoop等。【小提示】網(wǎng)絡日志是記錄Web服務器接收處理請求及運行錯誤等各種原始信息的文件。通過網(wǎng)絡日志可以清楚地得知用戶使用什么IP、在什么時間、用什么操作系統(tǒng)、用什么瀏覽器、用什么分辨率的顯示器訪問了網(wǎng)站的哪些頁面，以及是否訪問成功等。（2）大數(shù)據(jù)預處理。大數(shù)據(jù)預處理是指將雜亂無章的數(shù)據(jù)轉化為相對單一且便于處理的結構（數(shù)據(jù)抽?。?，或者去除沒有價值甚至可能對分析造成干擾的數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)清洗），從而為后期的數(shù)據(jù)分析奠定基礎。（3）大數(shù)據(jù)存儲與管理。大數(shù)據(jù)存儲是指用存儲器把采集到的數(shù)據(jù)存儲起來，并建立相應的數(shù)據(jù)庫，以便對數(shù)據(jù)進行管理和調用。（4）大數(shù)據(jù)分析與挖掘。大數(shù)據(jù)分析與挖掘是指通過各種算法從大量的數(shù)據(jù)中找出潛在的有用信息，并研究數(shù)據(jù)的內在規(guī)律和相互間的關系。（5）大數(shù)據(jù)可視化展現(xiàn)。大數(shù)據(jù)可視化展現(xiàn)是指利用可視化手段對數(shù)據(jù)進行分析，并將分析結果用圖表或文字等形式展現(xiàn)出來。3.大數(shù)據(jù)的應用場景【課堂問答】【教師】隨機邀請學生回答以下問題（1）大數(shù)據(jù)在電商行業(yè)的應用。（2）大數(shù)據(jù)在金融行業(yè)的應用。（3）大數(shù)據(jù)在醫(yī)療行業(yè)的應用。（4）大數(shù)據(jù)在教育行業(yè)的應用。（5）大數(shù)據(jù)在政務管理中的應用?！ㄔ斠娊滩模緦W生】聆聽、思考、理解、記錄通過教師講解、課堂問答等方式，讓學生了解物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的基本概念、體系結構、關鍵技術和應用場景等相關內容課堂討論（12min）【教師】對學生進行分組，3～5人一組，每組選出一名組長，然后組織學生以小組為單位討論以下問題問題1：請列出物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)實生活中的一些典型應用場景。問題2：請列出大數(shù)據(jù)在現(xiàn)實生活中的一些典型應用場景。【學生】聆聽、思考、小組討論，由小組代表上臺發(fā)表討論結果【教師】總結學生的回答，并評價各組的表現(xiàn)通過課堂討論，加深學生對物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)應用場景的認識第二節(jié)課問題導入

（3min）【教師】隨機邀請學生回答以下問題請談談你對云計算的認識?！緦W生】思考、回答用問題導入讓學生主動探究云計算的相關內容，激發(fā)學生的求知欲傳授新知

（27min）【教師】講解新知，介紹人云計算和區(qū)塊鏈的基本概念、特點和應用場景等相關知識三、云計算是什么云計算（cloudcomputing）既是一種計算機創(chuàng)新技術，也是一種IT服務模式。它將計算任務分布在互聯(lián)網(wǎng)上大量計算機（通常是一些大型服務器集群）構成的資源池中，并將資源池中的資源（計算力、存儲空間、帶寬、軟件等）虛擬成一個個可任意組合、可大可小的資源集合，然后以服務的形式提供給用戶使用?！ㄔ斠娊滩模?.云計算的特點【課堂問答】【教師】隨機邀請學生回答以下問題（1）超大規(guī)模。一般云計算都具有超大規(guī)模的計算機集群。（2）虛擬化。云計算對于用戶來說好像是一個虛擬的存在，沒有具體的位置，看不到、摸不著。（3）高可靠性。云計算通過專業(yè)、先進的技術和管理手段，保障了服務的高可靠性。（4）通用性。云計算不針對特定的應用，同一片“云”可以同時支撐不同的應用運行。（5）可伸縮性。云計算的規(guī)模和計算能力可以根據(jù)應用需要彈性地伸縮。（6）按需服務。云計算是一個龐大的資源池，用戶可以按需購買并隨時調整其提供的資源。（7）價格低。云計算的公用性和通用性使資源的使用率大幅提升，從而降低了成本，可以用較低的價格提供云計算服務；（8）自動化。云計算不論是資源的部署、應用和服務，還是軟硬件的管理，都主要通過自動化的方式來執(zhí)行和管理。3．云計算的服務類型（1）基礎設施即服務（IaaS）。IaaS主要是出售計算能力、存儲和帶寬等基礎資源。IaaS不像傳統(tǒng)的服務器租賃商一樣出租具體的服務器實體，而是將所有服務器的計算能力和存儲能力整合成一個整體，然后劃分為一個個虛擬的實例，每個實例代表著一定的計算能力和存儲能力。（2）平臺即服務（PaaS）。PaaS主要面向軟件開發(fā)人員，它提供了完整的云端開發(fā)環(huán)境，使軟件開發(fā)者無須在本地安裝開發(fā)工具，可以直接在云端開發(fā)軟件，不僅節(jié)省了開發(fā)者的成本和時間，而且加快了產(chǎn)品的上線速度。（3）軟件即服務（SaaS）。SaaS主要面向企業(yè)或個人用戶，它將某些應用軟件封裝成服務，讓用戶可以通過瀏覽器或移動App隨時隨地使用這些服務。4.云計算的應用場景（1）企業(yè)云。這是專門設計客戶關系管理軟件、人力資源管理軟件、數(shù)據(jù)庫軟件等企業(yè)內部系統(tǒng)給商業(yè)公司使用的云系統(tǒng)。（2）云存儲系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過整合網(wǎng)絡中的多種存儲設備來對外提供云存儲服務，并能管理數(shù)據(jù)的存儲、備份、復制和存檔。（3）大規(guī)模數(shù)據(jù)處理云。通過將數(shù)據(jù)處理軟件和服務運行在云計算平臺上，利用云計算的計算能力和存儲能力對海量的數(shù)據(jù)進行大規(guī)模的處理。（4）云殺毒。當發(fā)現(xiàn)有嫌疑的數(shù)據(jù)時，殺毒軟件可以將有嫌疑的數(shù)據(jù)上傳至云中，并通過云中龐大的特征庫和強大的處理能力來分析這個數(shù)據(jù)是否含有病毒。（5）開發(fā)測試云。云計算可以解決開發(fā)測試過程中的棘手問題。（6）游戲云。將游戲部署至云中。目前主要有兩種應用模式，一種是基于Web游戲模式，另一種是為大容量和高畫質的專業(yè)游戲設計的，整個游戲都將在云中運行，并將渲染完畢的游戲畫面壓縮后通過網(wǎng)絡傳送給用戶。四、區(qū)塊鏈概述1.區(qū)塊鏈是什么【課堂問答】【教師】隨機邀請學生回答以下問題區(qū)塊鏈區(qū)塊鏈是一種在對等網(wǎng)絡環(huán)境下，通過透明和可信規(guī)則，構建不可偽造、不可篡改和可追溯的塊鏈式數(shù)據(jù)結構，以實現(xiàn)和管理事務處理的模式。區(qū)塊鏈是分布式數(shù)據(jù)存儲、傳輸、加密等計算機技術在互聯(lián)網(wǎng)……（詳見教材）2.區(qū)塊鏈的基本原理（1）交易（transaction）。它是對賬本的一次操作，導致賬本狀態(tài)的一次改變，如添加一條轉賬記錄。（2）區(qū)塊（block）。它記錄著一段時間內發(fā)生的所有交易和狀態(tài)結果，是對當前賬本狀態(tài)的一次共識。（3）鏈（chain）。它由區(qū)塊按照發(fā)生順序串聯(lián)而成，是整個賬本狀態(tài)變化的日志記錄。……（詳見教材）3.區(qū)塊鏈的應用場景【課堂問答】【教師】隨機邀請學生回答以下問題（1）金融服務區(qū)塊鏈帶來的潛在優(yōu)勢包括降低交易成本、減少跨組織交易風險等。金融領域的區(qū)塊鏈應用目前最受關注，全球不少銀行、證券、保險等金融機構都是主力推動者。部分投資機構也在應用區(qū)塊鏈技術降低管理成本和管控風險。【拓展閱讀】教師講解“卓越創(chuàng)新”中的相關內容數(shù)字人民幣是中國人民銀行發(fā)行的數(shù)字形式的法定貨幣，由指定運營機構參與運營，與實物人民幣等價。為保證數(shù)據(jù)真實準確，在數(shù)字人民幣支付體系的發(fā)行層，基于聯(lián)盟鏈技術構建了統(tǒng)一分布式賬本。為充分體現(xiàn)數(shù)字人民幣“支付即結算”的優(yōu)勢，數(shù)字人民幣體系結合區(qū)塊鏈共識機制和可編程智能合約特性實現(xiàn)自動對賬和自動差錯處理。（2）征信和權屬管理征信和權屬的數(shù)字化管理是大型社交平臺和保險公司都夢寐以求的。目前該領域的主要技術問題包括缺乏足夠的數(shù)據(jù)和分析能力，缺乏可靠的平臺支持及有效的數(shù)據(jù)整合管理等。區(qū)塊鏈可以促進數(shù)據(jù)交易和流動，提供安全可靠的支持。（3）資源共享相比于依賴中間方的資源共享模式，基于區(qū)塊鏈的去中心化模式能更直接地連接資源的供給方和需求方，從而減少交易環(huán)節(jié)和成本，其透明、不可篡改的特性也有助于減少貿易糾紛。（4）貿易管理區(qū)塊鏈可以有效地減少自動化國際貿易和物流供應鏈領域中煩瑣的手續(xù)和流程?；趨^(qū)塊鏈設計的貿易管理方案會為參與的多方企業(yè)帶來更多便利。此外，貿易中銷售和法律合同的數(shù)字化、貨物監(jiān)控與檢測、實時支付等方向都可能成為創(chuàng)業(yè)公司的突破口。（5）物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)也是很適合應用區(qū)塊鏈的一個領域，預計在未來幾年內會有大量應用出現(xiàn)，特別是租賃、物流等特定場景。【學生】聆聽、思考、理解、記錄通過教師講解、課堂問答等方式，讓學生了解云計算和區(qū)塊鏈的基本概念、特點和應用場景等相關內容課堂實踐

（10min）【教師】演示使用數(shù)字人民幣的具體步驟，并講解，幫助學生掌握使用數(shù)字人民幣的方法1.注冊數(shù)字人民幣App步驟1在手機上下載并安裝數(shù)字人民幣App。安裝完成后，點擊桌面上的圖標啟動數(shù)字人民幣App，在打開的“App個人信息保護政策”對話框中點擊“同意”按鈕，打開“用戶登錄”界面，點擊“新用戶注冊”按鈕。步驟2在打開的“注冊須知”對話框中點擊“同意并繼續(xù)注冊”按鈕，打開“新用戶注冊”界面，在編輯框中輸入手機號碼，選中“我已閱讀并同意《App用戶服務協(xié)議》與《App個人信息保護政策》”復選框，然后點擊“注冊”按鈕。步驟3打開“請輸入驗證碼”界面，在其中輸入收到的短信驗證碼。步驟4打開“設置登錄密碼”界面，在上方編輯框中輸入密碼，然后在下方編輯框中再次輸入相同的密碼，最后點擊“完成”按鈕。至此，數(shù)字人民幣App就注冊成功了?！拘√崾尽繑?shù)字人民幣App要求設置的密碼為8～16位，且需要同時包括數(shù)字和字母?！窘處煛拷M織學生在App上進行注冊操作【學生】下載App、完成注冊2.開通數(shù)字錢包步驟1進入數(shù)字人民幣App的歡迎頁，點擊“開通數(shù)字錢包”按鈕。步驟2打開“開通匿名錢包”界面，選擇其中的1個機構（如“中國工商銀行”）。步驟3打開“驗證手機號”界面，選中“我已閱讀并同意《中國工商銀行數(shù)字人民幣錢包用戶服務協(xié)議》與《中國工商銀行數(shù)字人民幣錢包個人信息保護政策》”復選框，然后點擊“下一步”按鈕。步驟4打開“請輸入驗證碼”界面，輸入收到的短信驗證碼。步驟5打開“設置錢包名稱”界面，用戶可自行修改錢包名稱，然后點擊“下一步”按鈕。步驟6打開“設置錢包支付密碼”界面，輸入要設置的密碼，然后在打開的“確認錢包支付密碼”界面中再次輸入相同的密碼。步驟7打開“開通成功”界面，點擊“完成”按鈕。至此，數(shù)字錢包開通成功。【教師】組織學生進行開通數(shù)字錢包的操作【學生】完成開通數(shù)字錢包的操作3.為數(shù)字錢包充值步驟1進入數(shù)字人民幣App的主界面，在該界面中可查看剛剛開通的數(shù)字錢包。單擊“充錢包”鏈接。步驟2打開“充錢包”界面，在編輯框中輸入充值金額，然后選擇充錢包方式，本例單擊“銀行卡充錢，簡單快捷”按鈕。步驟3打