1.1.3 信息技术的关键技术 教学设计2026-2027学年高一下学期信息技术必修2人教版

1.1.3 信息技术的关键技术 教学设计 教材版本：人教-中图版（2019）高中信息技术必修2《信息系统与社会》 课时安排：1课时（45分钟） 授课对象：高一年级 一、教材与学情分析 （一）教材分析 本节是第一章“信息技术与社会”的核心内容，承接1.1.1信息技术的概念与1.1.2发展历程，具体展开信息技术五大关键技术：微电子技术、传感技术、通信技术、计算机技术和人工智能技术。教材以自动驾驶智能汽车为情境载体，引导学生认识这些技术如何协同工作 。 这一节在必修2中处于“打地基”的位置——学生只有理解了这些关键技术“分别解决什么问题”，才能在后续学习信息系统组成、网络搭建、信息安全时，把技术概念和系统应用对应起来。教材本身偏介绍性，如果处理成“逐个念定义”，学生容易记混、记不住。因此本节课的关键在于：让学生通过一个具体产品（智能音箱/自动驾驶汽车）“拆”出关键技术，建立“技术—功能”的对应关系。 （二）学情分析 高一学生对智能手机、智能音箱、扫码支付等产品非常熟悉，但存在几个典型问题： 问题 具体表现 对教学的影响 把技术“混为一谈” 知道“AI”“物联网”，但说不清它们之间的关系 需要设计“拆解产品”的任务来厘清技术边界 对“底层技术”无感 知道手机能拍照，不知道背后有微电子芯片和传感器 需要从“看得见的功能”倒推“看不见的技术” 容易混淆“技术”和“产品” 把“智能音箱”本身当作一种技术 需要强调“产品是多种技术的集成” 因此，本节课的教学难点不在于“记住五种技术的定义”，而在于理解“一个产品背后是多技术协同的结果”。 二、教学目标（基于学科核心素养） 1. 信息意识：能够从日常使用的智能产品中识别出至少三种信息技术的存在，形成“看到一个智能产品，会想它背后用了什么技术”的习惯；对“自主可控”有初步感知，知道我国在超级计算机、芯片等领域取得的成就。 2. 计算思维：能够将“智能音箱为什么会听懂你说话”这类问题分解为“感知—传输—计算—反馈”的技术链条，初步建立“系统由多个技术模块协同组成”的思维框架；能用表格或流程图对比五种关键技术各自解决的核心问题。 3. 数字化学习与创新：能够在小组协作中使用在线工具（如共享思维导图）梳理技术案例；能通过观看视频或查阅资料，自主完成“一种关键技术的生活应用”调研，并用文字或表格记录发现。 4. 信息社会责任： 通过讨论“芯片断供”“核心技术自主可控”等话题，初步认识关键技术的国家战略意义；形成“技术发展需要长期投入，核心技术不能受制于人”的基本判断。 三、教学重难点 类型 内容 突破策略 重点 五种关键技术（微电子、传感、通信、计算机、人工智能）的核心功能与典型应用 用“智能音箱拆解”任务，让学生把技术和功能一一对应 难点 理解五种技术不是孤立存在的，而是“感知→传输→计算→智能处理”的协作链条 用流程图展示自动驾驶汽车中五种技术的分工与协作 四、教学方法与资源 主要方法：任务驱动法、拆解探究法、案例讨论法。 辅助方法：对比法（用于技术功能对比）、讲授法（用于概念提炼与归纳）。 教学资源：多媒体课件、学习任务单（含“技术拆解表”）、智能音箱实物或视频片段、自动驾驶汽车工作原理动画、“五种关键技术对比卡”（每组一套）。 五、教学过程 环节一：导入——“它为什么会听话？”（5分钟） 教师活动 学生活动 设计意图 展示一个智能音箱，对着它说：“小爱同学，播放周杰伦的歌。”音箱应答并播放音乐。追问：“它凭什么能听懂我说话？从我说出这句话到音乐响起来，中间发生了什么？” 观察演示，尝试描述过程。可能的回答：“它听到了”“它识别了我的声音”“它去网上找到了这首歌”。 用学生熟悉的“叫音箱放歌”场景开场，不需要任何铺垫就能引发兴趣。 不急于评判对错，追问：“你们说的‘听到’‘识别’‘找歌’，分别需要什么技术来支撑？” 带着问题进入下一个环节。 把“感觉熟悉”转化为“真正理解”，引出五种关键技术。 过渡语：“一个看起来简单的‘放歌’，背后至少用了三种技术。今天我们就来当一回‘技术侦探’，把智能产品背后的关键技术‘拆’出来。” 环节二：技术拆解——五种关键技术分别解决什么问题（15分钟） 第一步：技术功能初识（5分钟） 发放“五种关键技术对比卡”，学生快速浏览，完成初步匹配。 技术名称 核心功能 用一句话说清楚 生活例子 微电子技术 制造微型芯片，让电子设备变小 芯片是所有电子设备的“心脏” 手机里的处理器芯片 传感技术 从外界获取信息 让机器有了“眼睛和耳朵” 手机的摄像头、指纹锁 通信技术 把信息从一头传到另一头 让数据“跑”起来 WiFi、4G/5G、蓝牙 计算机技术 高效处理信息 让数据“算”得又快又准 电脑、服务器 人工智能技术 模拟人的智能，做判断和决策 让机器学会“思考”和“判断” 语音助手、人脸识别 第二步：拆解任务（10分钟） 教师活动 学生活动 设计意图 任务一：智能音箱背后的技术——发放“技术拆解表”，要求小组讨论：智能音箱从“听到你说话”到“播放音乐”，每个环节用了哪些技术？ 小组讨论，填写拆解表。 让学生把抽象的技术概念和具体功能“挂钩”。 巡视各组，对卡住的小组提示：“音箱首先得‘听到’你说话吧？它用什么‘听’的？” 在提示下继续讨论。 引导从功能倒推技术，而不是从技术正推功能。 “技术拆解表”学生填写示例： 环节 发生的事 用到的技术 ① 接收声音 音箱的麦克风阵列拾取你说的话 传感技术 ② 传输数据 把录音上传到云端服务器 通信技术 ③ 识别语义 服务器分析你说了什么 计算机技术 + 人工智能技术 ④ 搜索歌曲 在音乐库中找到对应歌曲 计算机技术 ⑤ 传回结果 把歌曲数据传回音箱 通信技术 ⑥ 播放音乐 音箱的扬声器播放 微电子技术 + 传感技术 教师活动 学生活动 设计意图 请2—3组分享拆解结果，教师用流程图在黑板上整理。追问：“如果去掉‘通信技术’，这个音箱还能用吗？” 回答：不能，因为音箱本身算不了复杂的语义识别，必须靠云端。 强调五种技术是“协作”关系，缺一不可。 环节三：技术协作——自动驾驶汽车的“五技合一”（12分钟） 教师活动 学生活动 设计意图 任务二：自动驾驶汽车的技术分工——播放一段自动驾驶汽车的工作动画（30秒），要求学生边看边记录：哪些技术在哪里“出场”了？ 观看动画，在任务单上标注。 用动态画面展示“多技术协同”，比静态文字更直观。 发放“自动驾驶技术分工表”，小组完成填写。 小组讨论，完成表格。 巩固“技术—功能”的对应关系。 自动驾驶汽车技术分工表： 关键环节 自动驾驶汽车在做什么 关键技术 感知环境 用摄像头、雷达、激光雷达“看”路况 传感技术 传输信息 把感知数据传给车载电脑 通信技术 计算决策 判断前方有没有障碍物、该左转还是右转 计算机技术 智能判断 识别红绿灯、行人、交通标志 人工智能技术 控制执行 控制刹车、油门、方向盘 微电子技术 教师活动 学生活动 设计意图 追问：“如果传感器坏了，但AI算法很强，这辆车还能安全行驶吗？为什么？” 回答：不能，没有感知就没有数据，AI再强也无从判断。 让学生理解：技术之间不是“谁更重要”的关系，而是“缺一不可”。 展示五种关键技术协作流程图，总结“感知→传输→计算→智能→执行”的链条。 观察流程图，对照自己的拆解表。 把零散的发现整理为系统的认知框架。 环节四：拓展与责任——“芯片为什么这么重要”（8分钟） 教师活动 学生活动 设计意图 任务三：芯片断供的连锁反应——展示一段简短新闻：“某国限制向中国出口高端芯片，某手机厂商无法生产新款手机。”提问：“为什么芯片断供会影响手机生产？这和微电子技术有什么关系？” 讨论后回答：“芯片是手机的核心，没有芯片手机造不出来”“微电子技术是信息处理系统的基石”。 将技术概念和国家战略连接，激活信息社会责任。 追问：“我国在微电子领域有哪些突破？还面临哪些挑战？” 分享已知信息，如“华为麒麟芯片”“中芯国际”等。 让学生意识到：技术自主可控不是口号，而是正在发生的现实。 展示我国超算成就（“神威·太湖之光”“天河二号”），简要介绍。 倾听，感受我国在计算机技术领域的实力。 增强民族自信，但不过度煽情。 环节五：总结（5分钟） 教师活动 学生活动 设计意图 请学生用一句话回答：“今天这节课，你对‘智能产品’的理解发生了什么变化？用‘我以前觉得……现在我觉得……’来说。” 自由发言。示例：“我以前觉得智能音箱就是一个小音箱，现在我觉得它是一个集成了五种技术的系统。” 用“变化”检验学习效果。 布置课后任务：选一个你身边的智能产品（如智能手表、扫地机器人、共享单车），画一张“技术拆解图”，标出它用到了哪几种关键技术，下节课交流。 记录任务。 将“技术拆解”能力迁移到学生自己的生活中。 六、板书设计 1.1.3 信息技术的关键技术 一、五种关键技术 技术 解决什么问题 生活例子 微电子技术 让芯片变小 手机处理器 传感技术 让机器“感知” 摄像头、指纹锁 通信技术 让数据“跑”起来 WiFi、5G 计算机技术 让数据“算”得快 服务器、电脑 人工智能 让机器“判断” 语音助手 2、 技术协作链条 感知 → 传输 → 计算 → 智能 → 执行 (传感) (通信) (计算机) (AI) (微电子) 3、 一句话提醒 产品是技术的集成，没有哪种技术“单独存在”。 学科网（北京）股份有限公司 $