7.2 防范信息系统恶意攻击（第二课时）（教案）2025-2026学年高教版中职信息技术基础模块（下册）(1)

7.2 防范信息系统恶意攻击（第二课时）（教案） 课 题 7.2 防范信息系统恶意攻击（第二课时） 课型 新授课 主备人 集体备课时间 课时安排 教授人 授课班级 授课时间 教学目标 1. 知识与技能 · 了解常见的身份验证方式（静态密码、动态口令、生物特征识别、数字证书等），能辨识生活中不同场景使用的身份验证技术 · 理解数据加密的基本概念（对称加密、非对称加密），了解加密技术在保护信息安全中的作用 · 了解防火墙的基本功能和主要类型（硬件防火墙与软件防火墙） · 能使用杀毒软件等系统自带安全防护工具对信息系统执行基础安全防护操作 · 了解入侵检测系统（IDS）和虚拟专用网络（VPN）的基本概念 2. 过程与方法 · 通过“校园信息系统安全加固”情境任务驱动，在真实安全需求中系统掌握身份验证、数据加密、防火墙三类核心技术的安全原理与操作配置 · 通过“身份验证连连看”配对活动，将身份验证技术类型与真实应用场景进行匹配辨析 · 通过“加密小实验”动手体验，初步理解明文→加密→密文→解密的基本过程 · 通过系统自带安全工具的实践操作，体验杀毒软件扫描与防火墙配置，并利用Wireshark捕获网络数据验证防火墙的包过滤效果 · 通过“AI安全技术升级站”前沿体验，认识2026年后量子加密、无密码认证等新技术趋势 3. 情感态度与价值观 · 增强主动使用信息安全技术的防护意识——“技术上可用的防护措施，如果不去主动开启，就等于没有” · 树立依法使用信息安全技术的意识——《网络安全法》《密码法》《个人信息保护法》为信息安全技术的使用划定了法律边界 · 在AI时代建立“技术向善”的价值观——理解加密、认证、防火墙等技术的核心是保护而非监控，是保障公民数字权益的基石 教学重点 · 常见的身份验证方式及其安全特性的辨识 · 数据加密的基本原理和两种加密体系（对称加密、非对称加密）的核心区别 · 防火墙的基本功能与访问控制策略 教学难点 · 对称加密与非对称加密的密钥机制区分——对称加密用同一密钥加解密，非对称加密用公钥加密、私钥解密 · 双因子认证与多因素认证的概念辨析——因子必须来自不同类别 · 防火墙的ACL规则逻辑——理解包过滤中“源地址/目标地址/端口/协议/动作”的允许与拒绝判断 学习策略 情境教学法、任务驱动法、对比体验法、演示法、小组合作探究法 设计理念与创新点 1. 情境线+任务驱动：延续第7单元“校园信息系统安全守护计划”项目情境，以“为学校数字校园系统部署三个层面的安全技术防护方案”为核心驱动任务，将本课三类核心技术自然串联 2. 采用“识—析—配—验—拓”五步递进教学链：识技术（认识身份验证方式与原理）→析原理（理解加密技术的工作机制，辨析对称加密与非对称加密的区别）→配策略（用防火墙配置基础访问控制规则）→验操作（动手扫描系统、配置防火墙、验证防御效果）→拓视野（认识后量子加密、无密码认证等2026年前沿趋势），让教学过程从认知到原理到策略到操作到拓展层层递进 3. 通过“身份验证连连看”配对活动和“加密小实验”动手体验，将抽象的技术原理转化为可辨析、可体验的认知活动 4. 通过Wireshark抓包验证防火墙过滤规则，将防火墙从“概念”转化为“可验证的防御效果” 5. 融入2026年最新信息安全技术前沿动态，增强课堂的时代感和现实针对性 教学过程 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 情境唤醒 延续第7单元校园信息安全守护计划，发布升级任务：“经过上一节课的排查，我们已经识别出了5类常见的恶意攻击手段。现在学校信息中心要求我们为即将升级的数字校园系统部署三重安全防护——①确保‘你是谁’能被系统准确识别（身份验证）；②确保‘你发送的信息在路上没有被偷看或篡改’（数据加密）；③确保‘外面的攻击打不进来’（防火墙）。这三重防护，就像你家门口的三道防线——第一道验证来访者的身份，第二道把屋内的贵重物品锁进保险柜，第三道给整栋楼装上一扇能自动拦截未经授权敲门者的安全门。” 回顾7.2.1排查的攻击类型，感受从“识别攻击”到“部署防护”的任务升级 以同一个业务场景下的“升级需求”引出本课核心内容，将三类安全技术与学生最熟悉的家庭安防进行学习迁移——身份验证门锁→数据加密保险柜→防火墙安全门 明确任务 分发任务书：“本课我们要帮学校数字校园系统部署三重安全防护——①区分各类身份验证方式并辨识其安全特性；②理解数据加密的基本原理并对比对称加密和非对称加密的区别；③学会配置防火墙等安全防护工具并验证其防御效果。完成这三重防护部署后，你就是合格的‘信息系统安全技术员’。” 展示学习目标 查看任务书，明确三重防护部署任务 以务实任务驱动全课，增强学习的目的性 身份验证方式的因子分类 在黑板上画出三类验证因子分类矩阵——知识因子（你知道什么）如密码/PIN码；持有因子（你拥有什么）如手机/智能卡/U盾；生物因子（你是什么）如指纹/人脸/虹膜，并要求学生将刚才连连看中的6种验证方式各自归入对应的因子分类格中 逐项将配对结果填入因子分类矩阵的对应位置，理解双因子认证的本质是跨因子组合 “身份验证因子分类矩阵” ——将教材对多种验证方法的列举式讲解转化为三类安全因子的结构化分类，帮助学生从“记每种方法的特点”升级为“理解每种方法对应的安全因子类别”，进一步为理解双因子认证的技术原理构建认知框架 实操体验：加密小实验 引导学生打开WPS文字或记事本，用两行文字分别记录自己的姓名与学号信息和一条经过简单替换规则加密后的同一段信息（如每个字母替换为其在26个字母表中的后一个字母，数字替换为其相等的偏移值），完成后与同桌互换——各自尝试从对方加密后的文本恢复出原始内容并验证对方的替换规则是否与原始规则一致。实验完成后教师指出：“你们刚才做的就是一次‘加密-解密’的完整过程——你设定的替换规则就是‘算法’，字母偏移的位数就是‘密钥’。真正的商用加密算法比这个复杂得多，但原理是相通的——密钥不泄露，信息就是安全的。” 动手加密一段文本→交给同桌解密→反馈解密结果是否与原文一致。如不一致，排查是算法规则不同还是密钥约定模糊 加密小实验——将抽象的加密概念转化为一次可控的手工编解码体验，学生在自定规则-加密-交换解密-反馈修正的完整过程中将“算法”和“密钥”两个核心概念从教材定义转化为亲身体验过的认知记忆 AI时代安全技术升级站 快速展示2026年信息安全技术前沿三组关键数据——后量子加密方面，NIST于2025年发布首批后量子密码标准，Cloudflare于2026年2月成为首个在整个SASE平台支持后量子加密的厂商，中国团队积极推动商密SM2与ML-KEM-768混合密码算法成为国际标准；身份认证方面，设备代码钓鱼攻击2026年初激增37倍，AI深度伪造语音可绕过银行语音认证，无密码认证成为钓鱼抵抗型访问的基石；防火墙方面，2026年初600余台Fortinet FortiGate防火墙在55个国家遭自动化攻击。提出思考问题：“当AI既能帮我们检测攻击、也能帮攻击者绕过防火墙——信息安全技术是不是变成了永无止境的‘猫鼠游戏’？” 记录三组前沿数据，思考并讨论AI时代信息安全技术的“攻防螺旋” 为第二课时的综合操作和AI对比预置认知基础 任务一：身份验证方式诊断——“诊一诊” 诊断任务发布 发放任务书上的“身份验证方式诊断卡”，布置快速诊断任务：“请各小组逐一诊断6个真实应用场景分别属于哪种身份验证方式，标注每种方式所属的验证因子类别——①某App设置了‘输入密码+短信验证码’登录→双因子认证（知识+持有因子，密码不单独构成双因子）；②某银行发放U盾用于大额转账验证→基于信任物的身份验证（持有因子）；③某公司门禁系统使用指纹识别→基于生物特征的身份验证；④App自动记录你走路和滑屏的方式并据此判断是否允许登录→行为特征识别（一种生物特征识别技术下的行为生物特种子类）；⑤无线网络连接时要求输入WiFi密码→静态密码验证（知识因子）；⑥远程连接学校服务器时要求使用带私钥证书的数字签名验证→基于信任物的身份验证（持有因子）。每组标注完成后交换互审。”巡视各组诊断情况 每小组在诊断表上写出每种场景对应的验证方式名称和所属因子类别，完成后交换互审 将身份验证知识从被动接收转化为主动辨析，通过互审校准将个人认知偏差暴露在组内纠错循环中自然纠正 诊断结果复盘 随机抽查2组口头分享诊断归属结果，重点指出④（行为特征识别）不要与③（指纹识别）混为同一种方式——都属于生物特征验证大类，但细分维度完全不同（行为特征在安全层面还面临环境变化导致的误判率偏高等额外风险） 对照标准答案自我修正，记录两类容易被混淆的生物特征认证方式的对比差异 即时反馈巩固身份验证方式认知 任务二：防火墙规则配置——“配一配” 配置结果择组讲解 选取代表性错误案例在全班展示并逐字段分析错因——最常见的三种错误配置是源地址与目标地址颠倒、ACL规则的序号顺序与需求的安全层级不匹配、以及通配符掩码计算错误 对照自己的配置表修正错误规则，同步记录每种典型配置错误的识别方法 “防火墙ACL规则配置任务” ——将防火墙功能从概念讲解转化为可逐条填写并交叉验证的ACL规则配置卡，学生在“需求→规则”的逐一映射中亲身体验访问控制策略的制定逻辑 任务三：系统防护工具实践——“做一做” Wireshark抓包验证实验 发布网络包验证任务——将教师机与一台学生机配对，分别进行一次Ping测试和一次Telnet连接尝试。学生用Wireshark开启双网卡抓包，在防火墙“开启前/开启后”两个时段各自捕获ICMP和Telnet数据包——对比两次抓取结果的数据包数量差异，直观验证防火墙对所有不符合其安全规则的外部请求行为的实时过滤拦截效果。讲解Wireshark的三层过滤器设置——捕获过滤器在开始抓包前限定要采集的协议和设备从而只捕获指定类型的流量数据，显示过滤器在已捕获的所有数据包中按IP地址或端口等项目筛选出目标行以便快速定位和分析。实验完成后各组填写“防火墙效果验证记录表”并汇报自己的观察发现 配对操作，记录防火墙启用前后Ping和Telnet的连通率差异及对应的包过滤证据，理解防火墙包过滤的实际生效方式和生效位置 Wireshark防火墙包过滤验证实验——将防火墙从“开启/关闭”的简单操作提升到“数据包级的过滤效果验证”，学生亲眼看到同一台主机在防火墙开启后外部数据包被拦截而内部数据包照常通过的实时抓包证据 成果展示 选取2个小组代表上台投屏展示：①“身份验证连连看”的配对结果及因子分类矩阵；②防火墙ACL规则配置的完整方案与推理依据；③Wireshark防火墙验证实验的测试结果截图与对比数据分析；④AI安全技术方案对比评估的核心结论 小组代表展示并讲解，其他小组认真倾听并在评价表中记录关键对比数据 锻炼表达与展示能力，促进组间经验交流和知识互补 多元评价 组织自评与互评，教师进行点评总结。重点评价——①身份验证方式的辨析准确率及因子分类是否正确；②防火墙ACL规则是否与安全需求全面匹配（规则数量和范围应完整覆盖4条安全需求）；③Wireshark防火墙验证实验的数据分析与结论是否正确（防火墙记录中应明确拦截所有Telnet连接并放行ICMP或HTTP而实际Telnet连接全部失败且Ping或HTTP请求成功）；④AI安全技术对比评估的分析深度和独立见解。表扬ACL规则配置准确率最高且AI对比分析有独到见解的小组 进行自我评价和小组互评，填写评价记录 构建多维评价体系 板书设计 板书设计：7.2.2 掌握常用信息安全技术 一、身份验证——证明“你是谁” · 五种方式：静态密码丨动态口令丨信任物（U盾/智能卡/数字证书）丨生物特征（指纹/人脸/虹膜/行为）丨双因子（跨因子组合） · 三类安全因子：知识（你知道什么）丨持有（你拥有什么）丨生物（你是什么） · 双因子要点：必须来自不同类别因子，同一类别不构成双因子 二、数据加密——对信息进行保护的最可靠办法 · 对称加密：同一把钥匙（加密解密用同一个密钥），效率高，如AES · 非对称加密：公钥上锁+私钥开锁（加解密用不同的密钥），安全分发，如RSA · 加密小实验：替换规则=算法，字符偏移数=密钥，两把不同钥匙=对称/非对称 三、防火墙——隔离、限制网络互访以保护内部网络 · 三种基本功能：过滤非法用户丨防止入侵者访问丨限制内部访问特殊站点 · ACL规则格式：序号·动作·协议·源地址·目的地址·端口 · 软件防火墙vs硬件防火墙丨包过滤vs代理vs状态检测 · VPN：公用网络上建立专用加密通道，实现安全远程数据传输 · 入侵检测系统（IDS）：网络流量监控与异常行为检测——防火墙之后的第二道防线 四、AI时代安全技术升级 · 后量子加密丨无密码认证丨防火墙AI攻击与反攻击 · AI能推荐最优加密方案，但仍无法感知具体场景的物理环境和安全风险差异 教学反思 （课后填写） · 教学目标达成度分析 · 学生对信息技术发展历程的理解情况 · 小组讨论环节的参与度和效果 · 课程思政融入的自然度 · 改进措施与建议 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $