資源簡介

(共26張PPT)
1.3信息技術的影響
教材p16-p25
信息技術的發展使人類社會發生了翻天覆地的變化。由現代信息技術發展與應用所推動的信息化,雖然歷史不長,已經給經濟和社會的方方面面帶來了深刻的影響。“信息社會”
“信息時代””信息技術”
,
已不僅令人耳目一新的理論,更是每日發生在人們身邊的生動現實。人們憧憬美好的未來,為現代信息技術日新月異的發展而歡呼。
1.3.1
信息技術推動科技革新與進步
信息技術促進新技術的變革,極大地推動了科學技術的進步。計算機技術的應用,幫助人們在科學研究領域中不斷取得新的突破。微電子技術的應用普及,帶動了基礎理論學科研究、子通信與計算、人工智能、空間探索新能源開發、生物工程等一批尖端技術的發展。
1.基礎學科理論領域
從1916年科學家預測出引力波，到2015年科學家們獲得引力波直接觀測證據、引起全世界的轟動,這期間整整跨越了一百年。在引力波被探測的背后，超級計算等信息技術發揮了關鍵的支撐作用:通過探測儀采集海量數據，再通過數據網格傳輸給相應計算中心的超級計算機進行快速分析;采用機器學習等先進算法對引力波天文大數據進行深入挖掘,識別引力波信號中的噪聲、評估設備的響應函數和分析引力波的來源。以上過程還受到多核處理器、科學工作流系統等軟硬件的支持。我國正在策劃三項引力波探測工程，這些工程都離不開信息技術的支持。
2.量子通信
2016年8月16日凌晨1時40分，人類歷史上第一顆用于量子通信研究的“墨子號”量子科學實驗衛星（如圖1-10所示）在我國酒泉衛星發射中心發射升空。量子通信是指利用量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型通信方式。量子通信研究是近二十年發展起來的新型交叉學科，是量子論和信息論相結合的新的研究領域。
3.人工智能系統
移動互聯網、云計算、物聯網、大數據等推動人工智能技術迅猛發展。語音識別和人臉識別（如圖1-11所示）是人工智能的具體應用。
如圖1-12所示的是一個完整的人工智能系統與人的智能系統之間的對應關系。人工智能系統中的傳感（感受信息）、通信（傳遞信息）、計算（處理信息）、控制（執行信息）等技術屬于信息技術。
由此可見,人工智能系統是一個全局整體,其中包含著傳感、通信、計算、控制等信息技術環節;這也正像人這個智能系統是一個全局整體，其中包含感覺器官、傳輸神經系統、思維器官和執行器官。
探究活動
交流
1．訪問學校老師，查閱期刊文獻資料，與同學交流現代信息技術在推動科技革新和進步方面還有哪些例子。
2．智能技術將提升人類生產生活效率，將人從繁重勞動中解放出來，讓人能夠尋求更高層次的需求。機器人技術、自動駕駛技術、虛擬現實技術、增強現實技術等新的名詞層出不窮。通過網絡了解這些新技術的含義和作用，選擇其中一種技術，與同學交流了解到的知識以及對這種技術如何提升人類生產生活效率和質量的理解。
分析
1997年5月11日，國際象棋世界冠軍加里·卡斯帕羅夫以2.5∶3.5（1勝2負3平）輸給計算機程序“深藍”。2016年，人們首次看到了人工智能對現實世界產生的影響。2016年3月10日，阿爾法圍棋（AlphaGo）戰勝著名棋手李世石。接著，網絡圍棋平臺上一位名叫Master的神秘賬號接連戰勝多名國際著名棋手，拿下60連勝。AlphaGo的進步讓大家看到了電腦解決復雜問題的曙光。圍繞上述話題，尋找一個人機對弈的小游戲進行體驗，嘗試分析計算機在與人類的交互過程中是如何思考與做出應對的。
1.3.2
信息技術促進社會變革與發展
隨著信息技術的廣泛應用,它已經|起了社會各個領域的深刻變革,加快了社會生產力的發展和人們生活質量的提高。信息資源成為信息化社會的主要資源。信息技術的發展使得世界變成一?個地球村,人們能夠及時分享社會進步帶來的成果,減少地域和經濟發展造成的差異,這樣不僅促進了不同國家、同民族之間的文化交流與學習,還使文化更加開放化和大眾化。
調查
閱讀以下四份材料，選擇其中一個展開調查，并將調查所得數據在小組中進行交流。
>材料一
《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》指出:充分發揮現代信息技術獨特優勢，信息化環境下學生自主學習能力明顯增強，教學方式與教育模式創新不斷深入，信息化對教育變革的促進作用充分顯現。發展迅猛的信息技術從教育上根本改變著人們的學習方式和認知方式，更多的信息通過信息技術手段得到傳播與推廣。
要求:對在校學生、學科教師或從事教育教學研究的專家進行訪談，調查他們在學習與工作中運用信息技術的情況，了解信息技術在教育領域中的影響。
>材料二
《“十三五”全國農業農村信息化發展規劃》指出:信息化是農業現代化的制高點，大力發展農業農村信息化,是加快推進農業現代化、全面建成小康社會的迫切需要。到2020年，“互聯網+”現代農業建設要取得明顯成效，農業農村信息化水平明顯提高，信息技術與農業生產、經營、管理、服務全面深度融合，生產智能化、經營網絡化、管理數據化、服務在線化等水平均要大幅提升，信息化成為創新驅動農業現代化發展的先導力量。
要求:通過網絡、媒體，進一步收集農業信息化相關案例，調查農業物聯網的應用、農產品網上零售額、農村信息服務站及農村互聯網普及率等情況，了解信息技術在農業農村中的影響。
>材料三
2016年10月工信部頒布的《中國區塊鏈技術和應用發展白皮書》指出:區塊鏈系統的透明化、數據不可篡改等特征，完全適用于學生征信管理、升學就業、學術、資質證明、產學合作等方面，對教育就業的健康發展具有重要的價值。運用區塊鏈技術，可以建立個體學信大數據、架起產學合作新橋梁，開發學位證書系統、解決全球學歷造假難題，構建安全、高效、可信的開放教育資源新生態，實現網絡學習社區的真正“自組織”運行,開發去中心化教育系統等。
要求:嘗試運用網絡或查閱書籍,了解區塊鏈技術的基本工作過程,了解它被人們稱為“未來全球信用的基礎協議”的原因。
>材料四
數字世界的治理是一個漸進的、逐步發展的、逐步完善的過程。它需要從立法司法、規章制度、行政管理、大眾教育、科學技術、文化道德等各個方面加以研究，進行綜合性的治理。
要求:搜索有關數字世界的治理措施,討論數字世界治理的目的和改進方案,完善表1-4的內容。
1．提升社會建設水平
現代信息技術的應用,大大提升了國家社會建設的水平,在就業服務、社會保障、醫療與健康、教育與培訓等方面都有顯著進步。就業對每一個社會來說都是很重要的問題。有了信息技術,用人單位可以將他們的招聘信息放在網絡上;當完成信息輸入后,系統還會自動配對,立刻向用人單位提供符合用人單位要求的求職者信息。醫療保險信息管理系統（如圖1-13所示），可以幫助政府主管部門獲得許多與國民健康狀況、醫療衛生相關的重要信息，通過宏觀分析和研究，可以作為宏觀管理、制定政策的重要依據。由醫學信息學、公共健康、醫療業務等領域形成的電子健康領域,將利用信息與通信技術,在地方、區域乃至全球范圍內改進醫療健康服務，掌握人類醫療保健活動的每一個細節，提升人們的健康水平。教育信息化利用現代信息技術，實現了一個公平分配教育機會和教育資源的環境，無論什么人,在什么地方,只要他愿意,就可以平行地接受質量相當的教育或培訓。
2．促進工農業生產變革
我國《“十三五”全國農業農村信息化發展規劃》提出“互聯網+現代農業”的愿景,加強信息技術與農業生產融合應用，促進農業農村電子商務快速發展。物聯網、大數據、空間信息、移動互聯網等信息技術在農業生產的在線監測、精準作業、數字化管理等方面得到不同程度的應用。在大田種植上,遙感監測、病蟲害遠程診斷、水稻智能催芽、農機精準作業等開始大面積應用。在設施農業上，溫室環境自動監測與控制、水肥藥智能管理等加快推廣應用。在畜禽養殖上,精準飼喂、發情監測、自動擠奶等在規模養殖場實現廣泛應用。在水產養殖上,水體監控、餌料自動投喂等快速集成應用。國家物聯網應用示范工程智能農業項日和農業物聯網區域試驗工程深入實施，在全國范圍內總結推廣了幾百項節本增效農業物聯網軟硬件產品、技術和模式。
3.提升電子商務可靠性
經濟、金融的核心是信用。在網絡空間中進行的電子商務,主要的問題是網絡上誰也不認識誰,買克雙方對差社管機屏墓“交流”，怎樣取得互信,是一個需要解決的根本問題。信息術特別具百聯網的發展,催生了新的信用協議實現技術。區塊鏈技術,也被稱為分布式賬太術具一種石聯網數據庫技術，其特點是去中心化和公開透明,讓每個人均可參與數據E記尋在區也鏈協議下,數據呈現分布式存儲,有不可篡改刪除、可驗證等重要特點。它將開啟網絡空間新的信用時代，說謊將無比困難。
目前,區塊鏈技術的探索與研發正在起步。2016年12月，《“十三五”國家信息化規劃》首次提到支持區塊鏈技術發展。2017年，區塊鏈技術的發展環境逐步完善，中國人民銀行正式成立數字貨幣研究所,各地方政府及企業也陸續開展區塊鏈的研究及應用。未來，區塊鏈的落地仍然需要兩方面基礎:一方面是應用場景的開發，除數字貨幣以外，目前我國區塊鏈的應用仍然處于探索階段，在追溯、信息記錄等領域的少量應用并未完全體現出區塊鏈的優勢;另一方面,區塊鏈對于運算效率及存儲有很高需求，技術仍然是區塊鏈應用落地的重要因素。
4．加強數字世界的治理
現代信息技術的發展為國家的治理提供了新的手段和思路。從國家宏觀經濟管理角度來看,有四個重要的國家信息系統,即國家金融管理信息系統、稅收管理信息系統、海關管理信息系統和財政管理信息系統。從保障社會安定的角度來看,有兩個重要的國家信息系統，即社會保障管理信息系統和公共安全管理信息系統。國家地理信息系統是國家最重要的基礎信息系統之一,還有一個非常重要的系統就是全球定位系統。這些信息系統有可能使國家的人、財、物、企、地等都得到有效的管理，其戰略重要性毋庸置疑。
信息時代，一個國家的政治、經濟、軍事、科技、文化、社會活動等都建立在信息基礎設施和信息系統的支撐之上，信息和知識，及其相關的信息基礎設施和信息系統就成了國民生命線。信息化越先進，國家越有競爭力,發展就越快;但是,在信息戰面前，信息安全問題變得越突出,國家安全就變得越脆弱。在信息時代，國防和保護國家安全的概念有了重大的拓展:既要保護物理世界的國家安全,又要保護數字世界的國家安全。
1.3.3
信息技術提升人們在信息社會的適應力與創造力
信息社會的到來給我們帶來新的機遇和挑戰,信息化生存成為新的生存方式。在這種生存方式下,一個人的信息觀念、信息能力、信息行為,將極大地影響其生活質量。如果不具備一
定的信息能力,就不能有效地適應信息社會的環境,這樣,不但在學習、工作、生活上會受到很大影響,而且在日益激烈的社會競爭中必將處于不利的境地。
1.改變人們生產與工作的方式
(1)信息成為重要的生產資源，腦力勞動投入比例不斷增加。信息社會中，創造性勞動投入的比例在上升,模仿性腦力勞動投入比例有所下降。生產過程中,需要大量的管理人員,他們不僅要懂得大量的管理知識,而且還需要具備信息技術應用能力，才能夠勝任復雜的腦力勞動。
(2）互聯網促成了一種人人參與、人人互動的社會化格局,這個交互形態使得社會生產方式有了深刻的變革，產生了社交化、個性化的制造平臺。傳統制造業是一種縱向格局,而現在的制造業則呈現水平格局，供應商、經銷商、用戶以及產品的設計與生產,都是在同一平臺上進行“零距離”的互動,這種互動就是一種社交化、個性化的制造模式。這種零距離溝通的渠道就是網絡社交媒體的渠道。例如,基于網絡社交平臺中的電商服務，社交社區朋友圈中的銷售等,都是在互聯網中形成的新的生產和工作方式。
體驗
在生活中有時會遇到需要定制個性化商品的情況，如在學校開展義賣活動時定制有特色的物品，在各種交流活動中定制帶有主辦方或活動主題標志的紀念品等。嘗試登錄網上商城，看看如何利用在線咨詢工具定制符合個人需求的商品。
2．改變人們生活與交往方式
(1）信息技術應用突破了時空限制,人們能夠及時分享社會進步帶來的成果，減少地域和經濟發展造成的差異，在促進了不同國家、不同民族之間的文化交流與學習的同時，還使文化更加開放化和大眾化。但人們習慣于在網絡中進行交談，聚會都是圍繞著網絡進行互動,人際關系趨于冷淡,人與人之間變得更為陌生,缺少面對面的感情熱度。
(2）數字化生活和信息交流方便快捷,人們通過信息技術應用，可以感受到多姿多彩的數字生活，足不出戶可知天下事,人不離家照樣能辦事。網上看病、網上學習、網上會議、網上購物、網上洽談生意、網上娛樂等，成為人們新型的生活方式。但是，信息系統安全防范意識不容忽視。人們在網上辦理各種業務，把自己的隱私信息通過網絡進行傳送，并被存儲在服務器中。一些系統的漏洞被不法分子乘虛而入,竊取數據信息用于非法用途。個人隱私的泄露,將會對人們生活造成非常大的困擾，有的甚至威脅到財產安全。
3.促進人們數字化學習與創新
信息技術促進了教育思想和教育觀念的變化。信息技術使人們樹立了新的教育觀、學校觀和教學觀，樹立了新的教育理論觀和素質教育觀。在信息社會中,人們除了學習語文、數學等基礎文化知識,具有讀、寫、算等基本技能外，還必須學習信息技術及其相關文化,學會評估并選用常見的數字化資源與工具,有效地管理學習過程與學習資源,創造性地解決問題，完成學習任務，形成創新作品
4.培養人們計算思維方式計算思維是信息社會要求的基本能力。計算思維是指個體運用計算機科學領域的思想方法，在形成問題解決方案的過程中產生的一系列思維活功。具備計算思維的人，在信息活動中能夠采用計算機可以處理的方式界定問題、抽象特征、建立結構模型、合理組織數據;通過判斷、分析與綜合各種信息資源，運用合理的算法形成解決問題的方案;總結利用計算機解決問題的過程與方法，并遷移到與之相關的其他問題解決中。
實踐
選擇以下一個活動進行實踐，并與同學們交流感受。
>活動一
嘗試與小組的同學一起，選擇一個MOOC（慕課）網絡學習平臺，找到一門感興趣的課程開展一次數字化學習之旅。
>活動二
運用計算機科學領域的思想方法，對給定的任務進行需求分析，提取問題的基本特征，進行抽象處理，并用“形式化”的方法表述問題，運用基本算法設計方案，最后編程解決問題。這樣的思維方式可以有效地啟迪計算思維。嘗試在解決以下問題中體驗計算思維過程。
中國古代數學家張丘建在他的《算經》中提出了著名的“百錢百雞”問題:雞翁一，值錢五;雞母一，值錢三;雞雛三,值錢一;百錢買百雞，翁、母、雛各幾何?
以計算思維解決問題:
1.提取問題的基本特征,并抽象為數學模型。設雞翁為X只，雞母為Y只,雞雛為Z只,得到數學式:X+Y+Z=100
5X+3Y+Z/3=100
2.為數學模型設定邊界條件，設雞翁X<=100/5，雞母Y<=100/3，雞雛Z<=100。
3.用流程圖的方式進行形式化表述。
4.使用“枚舉”算法，用Python語言編程解決問題。
5．提升人們信息意識與信息社會責任感信息意識是指個體對信息的敏感度和對信息價值的判斷力。隨著信息技術的發展，人們在面對海量信息的同時,能夠根掘解決問題的需要，自覺、主動地尋求恰當的方式獲取與處理信息;能夠敏銳感六到信自的戀化,分析數據中所承載的信息，采用有效策略對信息來源的可靠性、內容的準確性指向的目的性做出合理判斷,對信息可能產生的影響進行預期分析，為解決問題提做公考,在合作解決問顆的過程中,愿意與團隊成員共享信息,實現信息的更大價值。
信息社會責任是指信息社會中的個體在文化修養、道德規范和行為自律等方面應盡的責任。具備信息社會責任的人,具有一定的信息安全意識與能力，能夠遵守信息法律法規，信守信息社會的道德與倫理準則,在現實空間和虛擬空間中遵守公共規范，既能有效維護信息活動中個人的合法權益,又能積極維護他人合法權益和公共信息安全;關注信息技術革命所帶來的環境問題與人文問題;對于信息技術創新所產生的新觀念和新事物,具有積極學習的態度和理性判斷、負責行動的能力。
項目實施
各小組根據項目選題及擬訂的項目方案，結合本節所學知識，進一步完善該項目方案中的各項學習活動，并參照項目范例的樣式，撰寫相應的項目成果報告。
成果交流
各小組運用數字化學習工具，將所完成的項目成果,在小組或班級上進行展示與交流,共享創造、分享快樂。
可以組織一次調查報告交流會。報告會的組織方式可以參考眾多科技新品發布會的方式，每個項目學習小組派代表上臺演講。為了取得更好的演講效果，同學們需要進一步提煉觀點,在圖文并茂的宣傳海報或演示文稿的配合下,展示調查成果和結果，如圖1-14所示。
活動評價
各小組根據項目選題、擬訂的項目方案、實施情況以及所形成的項目成果，利用教科書附錄2的“項目活動評價表”,開展項目學習活動評價。

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