初中物聯(lián)網(wǎng)安全教學(xué)的特點(diǎn)與實(shí)施策略

中圖分類號(hào)：G434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A論文編號(hào)：1674—2117（2025）20—0025-03

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在日常生活中的深度滲透，物聯(lián)網(wǎng)安全已成為信息安全教育不可或缺的核心領(lǐng)域。

其重要性不僅在于防范設(shè)備被控、數(shù)據(jù)泄露等直接風(fēng)險(xiǎn)，更關(guān)乎個(gè)人隱私保護(hù)、關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施安全乃至國(guó)家安全。《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出，學(xué)生需逐步建立“信息隱私與安全意識(shí)”，理解“安全、負(fù)責(zé)任地使用信息科技”的重要性，并最終形成“對(duì)信息安全的敏感性和判斷力”。然而，當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)安全教學(xué)面臨概念抽象難理解、學(xué)生認(rèn)知水平差異大等現(xiàn)實(shí)困境，傳統(tǒng)教學(xué)方法難以有效激發(fā)學(xué)習(xí)興趣并建立系統(tǒng)化的安全認(rèn)知體系。

物聯(lián)網(wǎng)安全教學(xué)的特點(diǎn)

1.概念抽象性：從具象認(rèn)知到 邏輯建構(gòu)的跨越

根據(jù)皮亞杰認(rèn)知發(fā)展理論，初中生正處于形式運(yùn)算階段初期，對(duì)抽象邏輯關(guān)系的理解仍需借助具體經(jīng)驗(yàn)支撐。物聯(lián)網(wǎng)安全涉及“虛擬身份”“自主可控”“漏洞利用”以及“加密算法”等眾多概念，其背后的技術(shù)原理大多都很復(fù)雜，有些遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了學(xué)生的直接經(jīng)驗(yàn)范圍，導(dǎo)致認(rèn)知斷層。如果教師采用傳統(tǒng)講授法，學(xué)生很容易將“加密傳輸”簡(jiǎn)化為“密碼設(shè)置”，而忽略其數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，對(duì)“DDoS攻擊”的原理也難以正確理解。

維果茨基的“最近發(fā)展區(qū)”理論指出，學(xué)習(xí)應(yīng)發(fā)生在學(xué)生現(xiàn)有水平與潛在發(fā)展水平之間。認(rèn)知斷層的存在，意味著有效的物聯(lián)網(wǎng)安全教學(xué)不能只是進(jìn)行簡(jiǎn)單的理論解釋，而是要通過(guò)具體情境的錨定，將抽象概念轉(zhuǎn)化為可操作任務(wù)，必要時(shí)還需要為學(xué)生學(xué)習(xí)搭建腳手架。

2.技術(shù)分層性：系統(tǒng)思維培養(yǎng)的必然要求

物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)比較復(fù)雜，可以分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層，各層之間均存在安全風(fēng)險(xiǎn)，并且風(fēng)險(xiǎn)相互關(guān)聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的技術(shù)分層特性為培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)思維提供了天然的教學(xué)載體。這種分層性主要體現(xiàn)在三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的層面：

一是系統(tǒng)架構(gòu)的層級(jí)關(guān)聯(lián)性。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層構(gòu)成的層級(jí)架構(gòu)，本質(zhì)上反映了信息從物理世界到數(shù)字世界的轉(zhuǎn)化過(guò)程。各層技術(shù)棧相對(duì)獨(dú)立，層間存在明確的接口規(guī)范，同時(shí)安全風(fēng)險(xiǎn)可在各層間傳導(dǎo)。

二是認(rèn)知發(fā)展的層級(jí)遞進(jìn)性。布魯姆教育目標(biāo)分類學(xué)強(qiáng)調(diào)，高階思維（分析、綜合、評(píng)價(jià)）需建立在事實(shí)性知識(shí)基礎(chǔ)上。在“自主可控意義大”教學(xué)中，通過(guò)對(duì)比進(jìn)口芯片與龍芯3A6000的物理參數(shù)（制程工藝、功耗） $$ 技術(shù)自主性（指令集架構(gòu)）一生態(tài)兼容性（軟件適配），幫助學(xué)生建立“硬件—軟件—協(xié)議”的全棧認(rèn)知框架。

三是教學(xué)實(shí)施的層級(jí)適配性。筆者通過(guò)課前調(diào)查發(fā)現(xiàn)，多數(shù)學(xué)生認(rèn)為“防火墻”可解決所有安全問(wèn)題，這其實(shí)是混淆網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層防護(hù)，需通過(guò)設(shè)計(jì)分層任務(wù)予以糾正。

3.社會(huì)關(guān)聯(lián)性：從技術(shù)能力到責(zé)任意識(shí)的升華

物聯(lián)網(wǎng)安全不僅僅是技術(shù)問(wèn)題，它和我們的生活、社會(huì)規(guī)則，甚至國(guó)家發(fā)展都緊密相關(guān)。家里的智能攝像頭被黑客入侵，會(huì)導(dǎo)致隱私泄露；工廠的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)被攻擊，可能造成停產(chǎn)或數(shù)據(jù)被盜；如果關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施（如電網(wǎng)、交通系統(tǒng)）依賴國(guó)外技術(shù)，國(guó)家可能面臨安全威脅。所以，學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)安全，不能只懂技術(shù)，還要明白技術(shù)背后的社會(huì)責(zé)任。因此，物聯(lián)網(wǎng)安全教學(xué)不能停留在“教學(xué)生寫(xiě)代碼、配設(shè)備\"上，還要讓他們看到技術(shù)的社會(huì)影響，養(yǎng)成主動(dòng)防護(hù)的習(xí)慣，愿意為安全負(fù)責(zé)。

教學(xué)實(shí)施策略

1.案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)：構(gòu)建情境認(rèn)知的真實(shí)性

案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)是一種以真實(shí)或模擬的具體案例為核心組織教學(xué)內(nèi)容、開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)的教學(xué)方法。它強(qiáng)調(diào)通過(guò)講述故事、分析情境和解決實(shí)際問(wèn)題，將抽象的知識(shí)和技能轉(zhuǎn)化為學(xué)生可感知、可理解、可應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)。案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)在物聯(lián)網(wǎng)安全課堂中展現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力，它通過(guò)真實(shí)情境將抽象概念轉(zhuǎn)化為學(xué)生的切身體驗(yàn)。

例如，在《安全事件與風(fēng)險(xiǎn)》一課中，教師通過(guò)播放智能門鎖被特斯拉線圈攻破的新聞視頻，讓學(xué)生直觀感受到物理攻擊的威脅，并順勢(shì)提出“如果你是鎖具設(shè)計(jì)師會(huì)如何防范”的開(kāi)放性問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生提出加裝電磁屏蔽層、增加異常電流檢測(cè)等解決方案。

又如，在《系統(tǒng)安全需升級(jí)》一課中，教師組織學(xué)生進(jìn)行角色扮演，讓一組學(xué)生扮演黑客使用嗅探工具截獲另一組明文傳輸?shù)拿艽a這種親身體驗(yàn)比單純說(shuō)教更能讓學(xué)生感受到加密傳輸?shù)闹匾浴Ｒ虼耍處熞⒅剡x擇時(shí)效性強(qiáng)、貼近學(xué)生生活的案例，如智能攝像頭入侵事件，引導(dǎo)學(xué)生從技術(shù)漏洞、心理影響到法律責(zé)任進(jìn)行全方位剖析。同時(shí)，要善于通過(guò)“搭橋”策略，從學(xué)生熟悉的手機(jī)游戲外掛人手講解漏洞原理，再過(guò)渡到工業(yè)控制系統(tǒng)安全。

更重要的是，案例教學(xué)不是簡(jiǎn)單地講故事，在分析“電廠遭網(wǎng)絡(luò)攻擊導(dǎo)致停電”案例時(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生從攻擊手法、應(yīng)急響應(yīng)到法律法規(guī)進(jìn)行層層深人的多角度剖析，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)思維。

2.分層實(shí)踐設(shè)計(jì)：基于差異化 教學(xué)的精準(zhǔn)指導(dǎo)

分層實(shí)踐設(shè)計(jì)是一種教學(xué)方法，指教師根據(jù)學(xué)生在知識(shí)基礎(chǔ)認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)風(fēng)格和興趣能力等方面的個(gè)體差異，設(shè)計(jì)不同難度、深度和廣度的實(shí)踐任務(wù)與活動(dòng)，以確保每個(gè)學(xué)生都能在適合自己的挑戰(zhàn)層級(jí)中獲得成長(zhǎng)與發(fā)展。分層實(shí)踐設(shè)計(jì)是一種基于差異化教學(xué)理念的方法，它直面課堂教學(xué)中學(xué)生認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)速度不一的現(xiàn)實(shí)，要求教師承認(rèn)差異、因材施教。

例如，在《系統(tǒng)安全需升級(jí)》實(shí)踐課上，教師摒棄“一刀切”的教學(xué)方式，設(shè)計(jì)了三層任務(wù)：針對(duì)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生使用現(xiàn)成模塊搭建簡(jiǎn)易系統(tǒng)；中等水平的學(xué)生需要增加密碼驗(yàn)證功能并思考防范措施；能力突出的學(xué)生則要挑戰(zhàn)設(shè)計(jì)防重放攻擊機(jī)制。這種階梯式設(shè)計(jì)讓每個(gè)學(xué)生都能在適合自己水平的實(shí)踐中獲得成長(zhǎng)。

實(shí)施分層的關(guān)鍵在于把握學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，如通過(guò)改良版“間諜密碼游戲”讓基礎(chǔ)組使用凱撒密碼、進(jìn)階組用復(fù)雜替換密碼、高階組自創(chuàng)加密規(guī)則，使不同水平的學(xué)生都能在游戲中提升并體驗(yàn)密碼學(xué)樂(lè)趣，為后續(xù)理解專業(yè)算法奠定基礎(chǔ)。

3.價(jià)值引領(lǐng)策略：意識(shí)培養(yǎng)與行為塑造的雙重路徑

價(jià)值引領(lǐng)策略是指教師通過(guò)有意識(shí)的設(shè)計(jì)和引導(dǎo)，將價(jià)值觀教育有機(jī)融入知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)之中，使學(xué)生不僅學(xué)會(huì)知識(shí)和技能，更能形成正確的價(jià)值判斷、社會(huì)責(zé)任感和倫理道德觀，實(shí)現(xiàn)“立德樹(shù)人”的根本目標(biāo)。

例如，在講解安全事件時(shí)，教師通過(guò)播放家庭監(jiān)控被入侵、黑客通過(guò)智能音箱恐嚇孩子的真實(shí)案例，引發(fā)學(xué)生震驚與思考，進(jìn)而提出“如果你們是物聯(lián)網(wǎng)工程師該如何對(duì)待產(chǎn)品安全”的問(wèn)題，促使學(xué)生課后自發(fā)研究防護(hù)方案，讓冷冰冰的技術(shù)知識(shí)轉(zhuǎn)化為溫暖的責(zé)任擔(dān)當(dāng)。

又如，在講解數(shù)據(jù)加密時(shí)，教師先講述醫(yī)院因未加密導(dǎo)致患者隱私泄露并被詐騙的案例，用問(wèn)題“如果是你的家人，你會(huì)怎么辦”賦予技術(shù)學(xué)習(xí)以溫度和使命感，使學(xué)生后續(xù)操作格外認(rèn)真。同時(shí)，通過(guò)播放國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工程師講述團(tuán)隊(duì)從零突破技術(shù)封鎖、展示滿本失敗記錄的視頻，讓學(xué)生感受到技術(shù)背后的家國(guó)情懷。同時(shí)，教師可通過(guò)組織學(xué)生分角色辯論“校園全面使用人臉識(shí)別”的利弊，讓學(xué)生在激烈的討論中平衡便利與隱私、先進(jìn)與安全，培養(yǎng)價(jià)值判斷力。此外還可布置與家長(zhǎng)共同制訂“家庭網(wǎng)絡(luò)安全公約”的作業(yè)，使知識(shí)從課堂走進(jìn)生活，實(shí)現(xiàn)家校協(xié)同。

結(jié)語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)安全教學(xué)的特點(diǎn)決定了教師在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)必須更加重視教學(xué)策略的選擇。教師應(yīng)當(dāng)通過(guò)真實(shí)的情境創(chuàng)設(shè)、分層任務(wù)設(shè)計(jì)，以及自主可控意識(shí)的價(jià)值滲透，在解決真實(shí)問(wèn)題的過(guò)程中，讓學(xué)生養(yǎng)成信息意識(shí)，發(fā)展計(jì)算思維，提升數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力，形成信息社會(huì)道德與責(zé)任感。

參考文獻(xiàn)：

中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）[.北京：北京師范大學(xué)出版社，2022. e