教学教案设计
总第12课时
课题名称防护数据安全
1.理解物联网数据安全的基本原则：学生能够理解数据机密性、数
据完整性和数据可用性三大原则，认识它们在物联网系统中的重要
性。
学习目标2.掌握经典数据加密方法及应用场景：学生能够掌握置换加密（如
（包含学科核心栅栏加密法）和替换加密（如恺撒加密法）的原理，并能在实际情
素养）境中运用这些方法来保护物联网数据。
3.提高数据安全防护意识：学生能够结合实际应用，认识物联网环
境中数据安全的威胁与应对措施，提升个人在数据加密和隐私保护
方面的综合素养。
1.为什么物联网数据安全如此重要？在数据采集、传输、处理的过
程中，可能会面临哪些安全威胁？
2.数据机密性、数据完整性、数据可用性分别指的是什么？它们对
学生问题
物联网数据安全有什么意义？
3.栅栏加密法和恺撒加密法是如何保护数据的？这些经典加密方
法在实际应用中有什么优缺点？
问1.在物联网环境中，如何利用加密技术来保证数据机密性？栅栏加
密法和恺撒加密法在物联网数据防护中起到什么作用？
题2.如何通过数据完整性和可用性保护，防止物联网系统中的数据被
学科问题
篡改或无法访问？
类3.为什么在物联网系统中需要统一的数据安全标准？它对物联网
数据安全的规范性起到什么作用？
型
1.在设计物联网数据安全方案时，如何结合加密方法（如栅栏加密
法、恺撒加密法）与隐私保护技术，以满足数据机密性、完整性和
可用性的要求？
教师问题
2.在物联网应用中，如何引导学生理解数据安全与网络安全的关
系？如何让他们认识到信息保护不仅是技术问题，也是社会和法律
层面的问题？
1.在物联网环境中，如何利用加密技术来保证数据机密性？栅栏加
密法和恺撒加密法在物联网数据防护中起到什么作用？
问题系统
2.如何通过数据完整性和可用性保护，防止物联网系统中的数据被
（星号标出核心问
篡改或无法访问？
题）
3.为什么在物联网系统中需要统一的数据安全标准？它对物联网
数据安全的规范性起到什么作用？
问题探究流程导（问题引导）、学（自主探究）、探（合作探究）、测（课堂检测）、拓（知识拓展）
一、导（问题引导）：
情境创设：
教师向学生展示一个物联网应用场景（如智能灌溉系统、智能家居等），引入数据
安全问题：
在这些应用中，大量数据需要被采集、传输、处理和存储，如果数据被篡改或泄露，
系统可能发生什么问题？
由此引出“数据安全在物联网中的重要性”，让学生思考并带出本节课的核心概念。
引导问题:
（学生问题1）“为什么物联网数据安全如此重要？在数据采集、传输、处理的过
程中，可能会面临哪些安全威胁？”
答案：物联网系统中产生和传输的数据量庞大，若缺乏安全防护，可能被窃取或篡
改，导致个人隐私泄露、设备被非法控制等问题。
（教师问题1）“在设计物联网数据安全方案时，如何结合加密方法（如