1.4 数据管理与安全（教学设计）信息技术浙教版2019必修1

1.4 数据管理与安全 （教学设计） 年级 高一年级 课时 1课时 课题 1.4 数据管理与安全 教学 目标 1.了解数据管理的内涵和掌握基本方法； 2.了解常见文件的扩展名和常见文件的区别； 3.了解数据保护的一般方法，提高数据安全意识，增强信息社会责任感； 教学 重难点 重点：数据管理的基本方法。 难点：能够根据实际需要，选择恰当的数字化工具对数据进行管理与保护。 教学 准备 多媒体课件、多媒体教室 教学过程 教师活动 学生活动 新 课 导 入 一、课堂导入 1.通过观看数据安全法的一个短视频引出本堂课的主题内容，并得出随着技术的发展，数据量的增长速度越来越快，如何有效管理数据和保证数据安全成为各行各业都面临的问题。同时如何保障我们的个人信息及数据安全，国家也及时提供了相应的法律保障。从而提问：那同学们你们经历过信息泄露的事情没有呢？ 进而引出本节课的第一点内容：数据管理与安全。 通过播放视频，直观的引出本堂课的知识点。从而引发学生的兴趣。 新 知 讲 授 一、数据管理 通过三个连续的提问来引出同学们的思考，同时展示两张图片，以两张图片的对比来引出疑问，直观的让同学们感知本节知识点。 什么是数据管理 如何有效管理数据 如何进行数据管理 上面两张图分别是不同电脑的桌面，哪一个电脑桌面看起来让人舒服一点？ 在第二幅图中，你可以在5S内说出不能文件的数量是多少吗？ 将刚才杂乱的文件进行分类，分别建立多个文件夹。 在刚才的那幅图中，如果我们将桌面上的各种文件按照其文件类型进行分类，并分别装在不同的文件夹中，那么就可以一目了然的知道有哪些文件，并且桌面会更加整洁。 将数据管理的概念和历史展示出来，以直观的方式展示知识点。并且以对比的方式展示人工管理、文件管理和数据库管理三个阶段，让同学们在比较中感知各个知识点的不同，这样更能同学们吸收。 概念：数据管理是利用计算机硬件和软件技术对数据进行有效收集、存储、处理和应用的过程，其目的在于充分、有效地发挥数据的作用。 历史：计算机数据的管理已经经历了人工管理、文件管理和数据库管理三个阶段。 人工管理：数据主要依靠人工进行管理和维护，数据量较小，缺乏系统的管理方法和工具。 文件管理：数据以文件形式存储，有了一定的组织和管理，但数据的独立性和共享性仍存在一些不足。 数据库管理：采用专门的数据库管理系统来统一管理数据，数据具有较高的独立性、共享性、完整性和安全性，管理更加科学和高效。 在人们日常使用的计算机中，数据一般以文件的形式存储。 你知道这些文件夹名称都存放哪种类型的文件吗？ 展示一张图片，并以这张图片来提问，让同学们思考，在同学们的思考中展示结果。 以小组为单位，上网检索，按照给出的内容，先进行分类，然后列出常见文件扩展名，并填写下表。 1.我爱你中国.jpg 2.嫦娥六号着陆.png 3.《龙的传人》.mp3 4.《诫子书》.doc 5.探月工程.wav 6.《开学方案》.pdf 让同学们小组探讨并完成表格，在小组合作中检验同学们的知识结构，并在逐步检查中根据同学们的完成情况将本节知识点进行强调和总结。 根据编码规则的不同，文件的格式也不相同，用以区分不同类型的存储数据，如文本、图像、音频等。在目前使用较广的Windows操作系统中，可以用文件扩展名来表示某些特定的文件类型，如网页文件的文件扩展名为.htm或.html，而JPEG图像的文件扩展名为.jpg等。 在同学们完成表格内容后，教师再提出两个问题进行知识点的巩固。 想一想：将word文档“test.docx”的文件名改为“test.text”,文档的编码方式和文件格式变了吗？ “记事本” 默认保存的txt文件，word默认保存的docx文件，这两种文件有哪些区别？ 计算机一般采用树形目录结构来管理文件，如图一所示。在Windows系统中，则采用了更为形象的文件夹来管理文件，如图二所示。 展示两张计算机管理文件的图片，以对比的方式同时展示，直观的展示两种管理文件的方式的不同，让同学们在直观的对比中感受两种不同的管理文件的方法。 相对于普通用户对数据的日常管理，软件开发人员在编写具体应用软件时，需要将与应用有关的所有数据收集在一个文件中，然后对该文件进行管理。 以人物对话的方式展示最初文件管理的弊端，让同学们直观的了解这一现象。 每个应用程序都有自己的数据文件，数据可能在多个文件中重复出现，造成数据冗余。同时数据文件之间的相互关联，需要大量的人工干预，给数据的维护与更新造成不便。 随后抛出疑问：刚才的这两个问题该怎么解决呢？ 这些问题直到数据库系统的出现才得以解决。 以问题为导向，从而引出知识点，并直观的让同学们知道数据库系统的作用。 概念：数据库是按照特定的数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。它可以将大量的数据进行有序的存储，并提供对这些数据进行增、删、改、查等操作的机制，以便用户能够高效地管理和利用数据。 作用：数据库可以对数据进行有效的存储和管理，使不同的应用程序或用户能够访问和使用相同的数据，避免数据冗余和不一致。保证数据在不同操作下的一致性，支持快速、高效地从海量数据中检索出所需的信息。便在出现故障或灾难时能够恢复数据，保障数据的安全性。并对不同来源的数据进行整合和统一管理。 小组讨论总结自己身边经常使用的数据库。 银行交易数据库、电信运营商数据库、电商平台数据库、医院信息系统数据库、交通管理数据库、学校教务管理数据、企业资源管理数据库、图书馆管理数据库。 让同学们小组讨论，加深数据库的理解，以身边的例子为导向，这样更能让同学们理解这一知识点。 结构化数据，也称作行数据，是由二维表结构来进行逻辑表达和实现的数据，严格地遵循数据格式与长度规范，主要通过关系型数据库进行存储和管理。 非结构化数据是数据结构不规则或不完整，没有预定义的数据模型，是不方便用数据库二维逻辑表来表现的数据。包括各类格式的办公文档、文本、图片、HTML、各类报表、图像、音频、视频等。 半结构化数据，就是介于结构化数据和非结构化数据之间的数据，具有一定的结构性。 以线性思维和案例展示分别介绍这三种数据，让同学们在直观对比中了解其异同点。 二、数据安全 播放视频：唐僧师徒面对着各种各样的陷阱，使他们的信息泄露或者自身数据受到伤害。从而引出本节知识点。 大到全球经济发展格局，小到每个人的日常工作生活，都与数据息息相关，数据的安全问题也变得越来越重要。 威胁数据安全的因素有很多，如硬盘驱动器损坏、操作失误、黑客入侵、感染计算机病毒、遭受自然灾害等，都有可能造成计算机中数据的损坏。 以发散思维图的方式展示威胁数据安全的因素，在不同颜色图像的展示中让同学们感知威胁数据安全因素的多样性。 数据存储在特定的介质上，保护数据的安全也需要保护存储数据的介质。对于政府部门或企业的数据，目前主要采用主动防护的手段，如通过磁盘阵列、数据备份、异地容灾等手段，保证数据的安全。 以对比和箭头导向的方式展示主动防护的三种主要方式。 对于数据安全，不仅要做好防护上的安全，还应提高数据本身的安全，如通过数据加密、数据校验等方法来提高数据的保密性和完整性。数据加密，是指通过加密算法和加密密钥将明文转变为密文，而解密则是通过解密算法和解密密钥将密文 恢复为明文。数据校验，是为保证数据的完整性进行的一种验证操作，通常用一种指定的算法对原始数据计算出一个校验值，接收方按同样的算法计算出一个校验值，如果两次计算得到的校验值相同，则说明数据是完整的。常见的数据校验方法有MD5、CRC、SHA-1等。 以对比的方式展示提高数据安全的两个方式，让同学们在直观的对比中了解其异同点。 三、课堂小结 四、课堂小练 通过三个连续的提问来引出同学们的思考，同时展示两张图片，以两张图片的对比来引出疑问，直观的让同学们感知本节知识点。 将数据管理的概念和历史展示出来，以直观的方式展示知识点。并且以对比的方式展示人工管理、文件管理和数据库管理三个阶段，让同学们在比较中感知各个知识点的不同，这样更能同学们吸收。 展示一张图片，并以这张图片来提问，让同学们思考，在同学们的思考中展示结果。 让同学们小组探讨并完成表格，在小组合作中检验同学们的知识结构，并在逐步检查中根据同学们的完成情况将本节知识点进行强调和总结。 展示两张计算机管理文件的图片，以对比的方式同时展示，直观的展示两种管理文件的方式的不同，让同学们在直观的对比中感受两种不同的管理文件的方法。 以人物对话的方式展示最初文件管理的弊端，让同学们直观的了解这一现象。 以问题为导向，从而引出知识点，并直观的让同学们知道数据库系统的作用。 让同学们小组讨论，加深数据库的理解，以身边的例子为导向，这样更能让同学们理解这一知识点。 以线性思维和案例展示分别介绍这三种数据，让同学们在直观对比中了解其异同点。 播放视频：唐僧师徒面对着各种各样的陷阱，使他们的信息泄露或者自身数据受到伤害。从而引出本节知识点。 以发散思维图的方式展示威胁数据安全的因素，在不同颜色图像的展示中让同学们感知威胁数据安全因素的多样性。 以对比的方式展示提高数据安全的两个方式，让同学们在直观的对比中了解其异同点。 课 堂 练 习 （有题有答案有解析） 1.为保障数据安全，下列措施有效的是（  ） A.对密码等敏感信息进行数据校验 B.进行数据备份可以预防数据丢失 C.开启防火墙就能有效阻止内部网络的非法攻击 D.安装杀毒软件就能有效防止所有病毒的攻击 答案：B 解析：本题主要考查数据安全。结合选项，可知为保障数据安全，措施有效的是：进行数据备份可以预防数据丢失，故本题选B选项。 2.下列哪种数据存储方式适用于存储需要频繁修改的数据？（  ） A.硬盘存储 B.SSD存储 C.RAM存储 D.ROM存储 答案：C 解析：本题考查数据存储相关内容。硬盘存储的读写速度相对较慢，即使断电，数据也能保留，适合存储大量数据，如文件和文档。SSD存储读写速度：非常快，即使断电，数据也能保留，适合需要快速读写操作的应用场景，如操作系统和应用程序的安装。RAM存储读写速度：非常快，断电后数据会丢失，用于临时存储正在运行的程序和数据，如操作系统、打开的应用程序和当前的工作状态，适用于存储需要频繁修改的数据。ROM存储读写速度相对于RAM较慢，但数据可以长时间保存，数据不会因断电而丢失，用于存储固定程序和基本输入输出系统（BIOS），以及一些固定的系统文件和数据。四种存储方式各有特点，适用于不同的应用场景。硬盘和SSD适合长期数据存储和大容量数据存储，RAM用于临时数据处理和运算，而ROM则用于存储固定的程序和数据。故本题答案是C选项。 3.以下数据安全防护措施不可取的是（　　） A.对文档限制编辑、限制访问以保护文档安全 B.不随意连接公共场所的Wi­Fi C.安装防病毒软件，定期更新病毒库 D.为了不拖慢系统运行速度，不要安装系统补丁 答案：D 解析：本题主要考查数据安全。对文档限制编辑、限制访问以保护文档安全；为了数据安全，应安装防病毒软件，定期更新病毒库；不随意连接公共场所的Wi-Fi；要安装系统补丁。故本题选D选项。 4.关于数据管理与安全，下列说法正确的是（  ） A.计算机数据的管理已经先后经历了文件管理、人工管理、数据库管理 B.安装正版的杀毒软件并及时更新就一定能保证计算机的数据安全 C.通过数据加密可以提高数据的保密性，数据校验能提高数据的完整性 D.为防止自然灾害引起计算机数据损坏，一般可采用安装防火墙等手段 答案：C 解析：本题主要考查数据管理与安全。计算机数据的管理已经先后经历了人工管理、文件管理、数据库管理；安装正版的杀毒软件并及时更新能有效预防病毒，对计算机的数据安全起到保护作用；通过数据加密可以提高数据的保密性，数据校验能提高数据的完整性；为防止自然灾害引起计算机数据损坏，一般可采用建立异地容灾系统，故本题选C选项。 5.有一网上好友告诉你，你的一位同学身体不适，想向你借点钱看病，你会（  ） A.立即拔刀相助，向对方提供的帐号汇款 B.现在网上聊一下，知道我是谁我就借 C.想办法打电话或当面确认，先证实事件真伪后再做考虑 D.拿不定主意，先借一点再说 答案：C 解析：本题考查网络安全的相关知识点，网络上转账、为了支付安全，应该先确认，证实事件真伪后再做考虑。故本题选C选项。 课 堂 小 结 1.数据管理是利用计算机硬件和软件技术对数据进行有效收集、存储、处理和应用的过程，其目的在于充分、有效地发挥数据的作用。 2.计算机数据的管理已经经历了人工管理、文件管理和数据库管理三个阶段。 3.数据库是按照特定的数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。它可以将大量的数据进行有序的存储，并提供对这些数据进行增、删、改、查等操作的机制，以便用户能够高效地管理和利用数据。 4.结构化数据，也称作行数据，是由二维表结构来进行逻辑表达和实现的数据，严格地遵循数据格式与长度规范，主要通过关系型数据库进行存储和管理。 5.非结构化数据是数据结构不规则或不完整，没有预定义的数据模型，是不方便用数据库二维逻辑表来表现的数据。 6.半结构化数据，就是介于结构化数据和非结构化数据之间的数据，具有一定的结构性。 7.数据加密，是指通过加密算法和加密密钥将明文转变为密文，而解密则是通过解密算法和解密密钥将密文恢复为明文。 8.数据校验，是为保证数据的完整性进行的一种验证操作，通常用一种指定的算法对原始数据计算出一个校验值，接收方按同样的算法计算出一个校验值，如果两次计算得到的校验值相同，则说明数据是完整的。 反 思 评 价 本节课授课对象为高一年级学生，作为刚刚踏入新高一不久的新生，还无法快速适应高中的学习节奏，本堂课讲解的是理论方面的知识，比较枯燥，只有通过大量的举例来充实课堂。本节课涉及的内容学生在生活中经常见到，但并未从理论层面进行深入了解。本节课主要才有自主探究和小组合作的方式，放手让学生利用数字化的工具自己去探索、归纳、总结，有效的帮助学生认识到数据管理和保护数据安全的重要性。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$