全国电子工业版初中信息技术第四册第3单元3.4活动2《自主可控的5G网络》教学设计

全国电子工业版初中信息技术第四册第3单元3.4活动2《自主可控的5G网络》教学设计教学课题课时备课时间授课时间设计意图一、设计意图本活动基于课本对5G技术的介绍，聚焦“自主可控”这一核心概念，结合我国5G技术发展实例（如华为、中兴的突破），引导学生理解自主可控的技术内涵与国家安全意义。通过分析5G基站芯片、操作系统等关键环节，联系学生生活场景（如智能交通、远程教育），将抽象概念具象化，培养信息意识与技术理解力，契合初中生认知水平与学科核心素养要求。核心素养目标二、核心素养目标聚焦信息意识，引导学生感知5G网络自主可控对国家信息安全的战略意义；培养计算思维，通过分析5G核心技术自主化路径，理解技术逻辑与产业链安全；强化信息社会责任，树立科技自主创新意识，认同国产5G技术的价值，提升数字时代公民责任感。学习者分析三、学习者分析1.学生已掌握5G网络的基本概念（如速率、时延、连接数）、网络架构及信息安全基础知识，了解我国在通信领域的发展历程，对华为、中兴等国产企业有初步认知。2.学生对5G在生活中的应用（如短视频、智能设备）兴趣浓厚，具备基本的信息检索和分析能力，学习风格偏向直观体验和案例探究，喜欢通过视频、小组讨论获取知识。3.可能对“自主可控”的技术内涵（如芯片、操作系统、产业链协同）理解抽象，难以将其与国家安全建立联系；易将“自主可控”等同于完全自主研发，忽略国际合作与产业链生态的复杂性；对国产5G技术的突破细节（如专利占比、标准制定）缺乏具体认知，易产生概念化理解。教学资源准备四、教学资源准备1.教材：确保每位学生有全国电子工业版初中信息技术第四册教材，重点查阅第3单元3.4活动内容。2.辅助材料：准备5G网络架构图、国产5G产业链分布图表、华为5G技术突破视频片段、自主可控技术案例集。3.实验器材：本活动无实验操作，无需准备实验器材。4.教室布置：设置4-6人分组讨论区，配备多媒体设备展示图文及视频资源，预留板书空间记录关键概念。教学过程基本内容五、教学过程（一）情境导入，感知5G应用（5分钟）同学们，早上好！请大家拿出手机，回忆一下平时用5G网络最常做什么？（停顿，等待学生回答）有的同学说刷短视频，有的说玩在线游戏，还有的说视频通话。没错，5G让我们的生活更便捷。但你们有没有想过，支撑这些高速、稳定5G网络的核心技术是什么？为什么我们常说“5G要自主可控”？今天我们就一起走进《自主可控的5G网络》，探索背后的秘密。（二）探究新知，理解“自主可控”内涵（20分钟）请大家翻到教材第3单元3.4活动2，快速阅读“自主可控的定义”部分，思考：课本中提到的“自主可控”包含哪几个关键方面？（2分钟后）哪位同学愿意分享你的发现？（点名回答）很好，这位同学提到了技术、标准、产业链三个关键点。没错，自主控不仅是技术自主研发，还包括标准制定权和产业链安全。接下来，我们通过一个视频进一步理解。（播放华为5G技术研发突破视频，2分钟）视频里提到，华为在5G基站芯片、基带芯片上实现了自主研发，这解决了什么问题？（引导学生回答）对，解决了“卡脖子”问题！如果芯片依赖国外，一旦被限制，5G网络建设就会停滞。这就是自主可控的重要性。现在请大家看课本图3-4-2，这是5G网络架构图，标注了核心网、接入网、终端等部分。结合刚才的讨论，小组内交流：5G网络的哪些环节需要自主可控？（小组讨论3分钟，巡视指导）时间到，哪个小组愿意分享？（小组汇报）第三组提到核心网设备、操作系统、基站芯片都需要自主可控，非常准确！比如核心网是5G的“大脑”，如果操作系统被植入后门，信息安全就无法保障。课本第58页案例中，我国5G专利占比超过30%，这说明我们在标准制定上有了话语权，这也是自主控的重要体现。现在请大家思考：自主控和“完全自主研发”是一回事吗？（停顿，引导学生辨析）不是的！自主控不等于所有技术都要自己研发，而是关键核心技术掌握在自己手中，产业链安全可控。就像课本中说的，我们可以通过国际合作，但核心环节必须自主。（三）合作学习，分析产业链安全（15分钟）接下来，我们以小组为单位完成一个任务：分析“国产5G产业链自主可控的现状与挑战”。请大家看课本第59页的“产业链分布图”，结合课前搜集的资料，填写表格中的“关键技术”“国产化现状”“面临挑战”三列。（分发任务单，小组合作8分钟，提供华为、中兴等企业资料）完成的小组派代表展示。（小组展示后）第一组提到芯片国产化率有待提高，这是当前最大的挑战。确实，虽然华为海思的芯片很先进，但高端制造环节仍面临困难。第二组提到操作系统，鸿蒙系统的推出就是很好的突破！这说明我们正在逐步实现产业链自主可控。通过这个活动，大家应该深刻体会到，自主控不仅是技术问题，更是国家战略问题。（四）总结提升，强化社会责任（5分钟）同学们，今天我们学习了“自主可控的5G网络”，知道了它包含技术、标准、产业链三个层面，理解了它对国家安全的重要性。作为新时代的青少年，我们应该怎么做？（引导学生回答）对，要树立科技自主创新意识，支持国产技术，将来用所学知识为国家科技发展贡献力量。今天的作业是：搜集一个国产5G技术突破的案例，下节课分享。下课！教学资源拓展1.拓展资源

（1）技术突破案例：华为海思麒麟芯片研发历程，从早期依赖进口到实现7nm制程自主设计的技术攻坚；鸿蒙操作系统分布式架构在多终端协同中的自主可控实现原理；中兴通讯Pre5G基带芯片在频谱效率优化上的国产化突破。

（2）产业链安全分析：中国信通院《5G产业白皮书》中关于基站射频器件、光模块等关键元器件国产化率数据；工信部发布的5G专利族统计报告，展示我国在编码调制、大规模天线等核心技术的专利布局；华为"鲲鹏"服务器芯片与昇腾AI芯片在算力自主化中的协同应用。

（3）战略意义解读：国家发改委"新基建"规划中5G网络自主可控的部署要求；央视纪录片《创新中国》第五集"通信的力量"，详述5G标准制定中的国际博弈；中国工程院院士邬贺铨关于"5G安全与产业链韧性"的专题报告节选。

（4）前沿技术延伸：6G太赫兹通信技术研发进展及自主可控挑战；量子通信在5G网络加密中的融合应用；边缘计算节点国产化设备在工业互联网中的实践案例。

2.拓展建议

（1）技术探究活动：分组拆解废旧5G路由器，识别自主可控核心部件（如基带芯片、交换芯片），对照教材图3-4-3标注国产化组件；使用仿真软件模拟5G基站信号传输过程，观察不同国产天线阵列的覆盖差异。

（2）产业调研实践：走访本地通信设备制造企业，记录5G基站外壳散热材料、滤波器等零部件的国产替代情况；采访运营商工程师，了解5G核心网设备选型中的自主可控考量因素。

（3）政策研究任务：整理《网络安全法》《数据安全法》中关于关键信息基础设施自主可控的条款，结合教材案例说明法律保障作用；分析国家集成电路产业投资基金（大基金）对5G芯片产业链的扶持政策。

（4）创新设计挑战：为校园5G网络设计自主可控方案，需包含基站选址、频段规划、设备选型等要素；设计5G+智慧教室应用场景，要求使用国产终端设备，提交系统架构图及安全防护方案。

（5）跨学科整合：绘制5G产业链思维导图，标注各环节国产化程度及突破难点；撰写《假如5G核心技术完全自主》科幻短文，描述对数字经济的影响；统计国产5G手机市场份额变化，分析消费者认知与政策支持的关系。

（6）社会责任实践：参与"5G科普进社区"活动，向居民讲解自主可控对个人信息安全的重要性；制作《青少年科技报》专刊，报道国产5G技术突破背后的科研团队故事。板书设计①自主可控的内涵

-定义：关键核心技术掌握在自己手中，产业链安全可控

-三大层面：技术自主（芯片、操作系统）、标准主导（专利占比、话语权）、产业链安全（核心环节自主）

②5G网络自主可控的关键环节

-核心网：5G“大脑”，操作系统需自主（如鸿蒙系统）

-接入网：基站设备，基带芯片需自主（如华为麒麟芯片）

-终端设备：用户终端，核心元器件需自主（如射频器件、光模块）

③自主可控的战略意义

-国家安全：破解“卡脖子”风险，保障信息主权

-科技自立：突破高端制造技术，提升国际竞争力

-数字经济：为工业互联网、智慧城市等提供安全基础课堂小结，当堂检测课堂小结：本节课围绕"自主可控的5G网络"展开，核心是理解自主可控的内涵——关键技术自主、标准主导权、产业链安全。通过分析5G核心网、接入网、终端设备三大环节的自主化需求，结合华为麒麟芯片、鸿蒙系统等案例，认识到自主可控是破解"卡脖子"风险、保障国家信息安全的战略基石。其意义不仅在于技术突破，更在于支撑数字经济安全发展，为智慧城市、工业互联网等场景提供可靠基础。

当堂检测：

1.**判断题**：自主可控等同于完全自主研发所有技术。（）

2.**选择题**：5G网络中需自主可控的关键环节包括（）

①核心网操作系统②基站基带芯片③