将信息安全意识融入初中信息科技课堂

文章以“数字身份”为起点，通过多因素认证设计、“红蓝对抗”攻防演练、真实案例“三缺口”分析、家庭物联网安全体检及长周期密码与权限审计活动，将信息安全意识融入日常教学，培养学生系统化安全思维与常态化防护习惯。

文丨刘建莉

来源丨《时代教育》2026年第9期

《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》把“信息安全”作为六条逻辑主线之一，要求学生使用与身份相关的方法做好安全防护，掌握数据安全防护的方法，保护个人隐私。物联网、人工智能等技术逐渐走进初中信息科技课堂，学生在日常学习中更多地接触智能设备的操作、数据上传和远程控制，在这样的背景下，信息安全意识不能只是作为单节课的附加环节存在，更应该扎根于日常教学。

对“身份”的追问

初中信息科技课程中“数字世界有身份”相关内容是物联网安全主题的起始部分。相关内容从日常生活中的身份标识入手，介绍了数字世界中用户标识、密码、身份验证的基本概念，使学生理解在万物互联的世界里，每一个设备、每一个人都须拥有一个可以被识别的身份。课程开始，教师出示一张校园门禁卡，问学生：“这张卡片怎样才能证明你是本校学生呢？”学生纷纷观察发现卡片上只印着一串数字编号和校名Logo。教师追问：“如果有一个人捡到这张卡，可以复制一张吗？复制须满足哪些条件？”课堂安静了几秒钟之后，有学生说：“卡片编号是递增的，我前面一张卡的编号减一就是我的，猜也能猜出来。”学生补充说，自己在网上看到过一种设备叫读卡器，几十块钱就可以复制卡片信息。教师顺势提出“单因素认证”概念，即只依靠一种方式来验证身份，风险很高，因为任何一个环节被攻破，用户身份就会被冒用。

学生开始列举生活中使用的身份认证方式，如刷校园卡进门、用指纹解锁手机、输入支付密码、面部识别开智能门锁。教师逐一提问每种方式的安全隐患：“卡片可以复制吗？指纹是否可以伪造呢？密码是否会泄露呢？”学生依次作答：“卡片可以被复制，有人能用硅胶制成假指纹，弱密码也很容易被猜到。”教师顺势介绍信息安全课程“系统安全要升级”中“多因素认证”的概念，即用人脸、指纹、密码等多因素层层设防，大幅提升设备与账号的安全性。[1]学生举手发言，人脸识别叠加指纹验证能够更好地规避风险——攻击者要同时获取用户人脸与指纹信息，两道防线同时被突破的概率极低。教师补充道：“这体现了多因素认证的重要性，就像大桥配备多根承重柱，单根承重柱损坏，其余承重柱仍可支撑桥梁稳定。”

课后，教师布置学习任务，要求学生为个人校园卡账号、学习平台账号、电子邮箱制订一套多因素认证方案，并说明每个账号对应认证方式的选取依据。一周后，学生提交了各具特色的方案。有学生建议为校园卡增设刷卡、动态验证码双重认证，验证码依托班主任手机小程序生成，每分钟自动刷新；有学生为学习平台设计密码、手势图案、一次性密码器三重认证模式，并附上登录步骤流程图；还有学生为电子邮箱增设异地登录短信提醒功能，一旦系统检测到异常登录，即刻自动冻结账号。另有小组设计出更具创意的方案，为校园卡增设“地理围栏”功能，当卡片在教室、食堂、图书馆等常用区域外被刷卡时，系统会自动向持卡人手机发送确认请求，有效规避卡片遗失后的冒用风险。教师对所有方案进行了详细点评，肯定学生不仅考量了身份验证的方式，还兼顾了验证场景与验证时机，形成了完善的多维安全思维。尽管学生设计的方案较为简易，但学生已然站在安全设计者的角度思考问题，而非被动接收课本知识。

“红蓝对抗”实践活动

安全意识的培养不能仅停留在知晓安全隐患的层面，更须理解隐患成因与安全优化方法。信息科技课程“系统安全要升级”板块提及摄像头活体检测技术，为规避照片欺骗风险，物联门锁系统可增设张嘴、眨眼等动态面部动作识别功能，系统成功识别对应活体动作后，方可判定操作者为真人。高阶安全方案可依托深度摄像头采集人脸三维特征，搭配精密算法进一步提升安全防护等级。该类教学内容天然具备“攻防对抗”属性：攻击者依托照片、面具等工具欺骗识别系统，防御者依托活体检测技术甄别真伪，攻防双方持续迭代升级技术手段。

教师依托该教学内容，设计课堂“红蓝对抗”实践活动。全班学生分为红方（攻击方）与蓝方（防守方），依托虚拟智能门锁系统开展安全攻防演练。活动规则如下：红方须提出三个及以上不同的攻击方案，明确每个方案利用的系统漏洞；蓝方须针对每一项攻击方案，对应制订防御措施，并阐释防御原理。

红方首先提出第一项攻击方案，使用高清人脸照片对准摄像头，欺骗人脸识别系统解锁门锁。蓝方作答：系统增设活体动态监测机制，须识别用户眨眼、张嘴等动态动作，静态照片无法触发验证，可有效抵御该攻击方式。红方随即提出第二项方案，提前录制主人“开门”语音，将音频传输至门锁语音识别模块，骗取设备解锁。蓝方回应：系统新增声纹比对功能，不仅识别语音内容，还须完成随机数字朗读，核验声纹信息与本人一致，杜绝语音录制欺骗漏洞。红方第三项方案极具针对性，在门锁周边加装虚假信号接收器，截获开锁无线信号后重放解锁信号。蓝方研讨后给出解决方案：采用加密通信模式，每一次开锁指令均附带专属时间戳与一次性密钥，被截获的信号无法重复复用，彻底规避信号重放攻击风险。

课堂自由辩论环节最为精彩，红方提出疑问：“若他人使用假指纹开锁，该如何防御？”该问题极具挑战性，引发全班深度思考。蓝方集中研讨后给出优化方案：为指纹锁增设体温检测模块，须采集活体指纹温度方可触发解锁，假指纹无活体温度，可直接拦截；同时叠加动态面部活体识别，熟睡人员无法完成面部动态验证，双重防护杜绝漏洞。教师现场点评：这正是信息安全教学强调的活体检测核心思想，系统识别不仅要判定“对象是什么”，更须核验“对象是否为活体”。学生在辩论过程中，完整经历了攻击、防御、再攻击、再升级防御的技术迭代过程。对抗式学习让学生清晰认识到，网络安全没有绝对终点，唯有持续迭代防御手段，方能应对不断更新的攻击方式；安全意识的核心不是机械记忆安全规则，而是在常态化风险警觉中持续更新安全认知。学生自主设计攻击方案的实践过程，让其对安全防御的认知远深刻于被动听课的学习效果。课后教师安排学生撰写安全反思日记，记录本次攻防演练中印象最深的对抗环节与个人感悟。

三道“缺口”

安全意识的提升，核心是从识别单一漏洞入手，升级为预判多重漏洞叠加的安全风险。信息科技课程针对安全事件与风险，划分出物理攻击、漏洞攻击、拒绝服务攻击、隐私数据泄露四类安全事件，并详细阐释了各类事件的产生原因与典型表现。课程明确指出，多数网络安全事件并非单一因素导致，而是多重风险因素叠加引发的结果。基于此，教师依托真实脱敏案例开展教学，引导学生认知漏洞叠加效应，培育系统化安全思维。

教师展示脱敏真实案例：王先生家中智能摄像头被外人远程操控，攻击者通过摄像头扬声器喊话，对王先生家人造成惊扰。事后溯源排查发现，该摄像头出厂默认密码为admin123，路由器固件两年未更新升级，摄像头接入的楼下商铺公共Wi-Fi未设置加密保护。学生浏览案例后纷纷热议，对设备被轻易入侵的情况表示意外。教师引导学生分组研讨：本次安全事件包含几处安全缺口，各缺口对应何种安全风险。学生梳理总结出三处核心安全缺口。第一道缺口为弱密码风险，设备出厂默认密码普遍收录于攻击者使用的通用密码字典，依托暴力破解工具可快速破译，本质是身份认证机制薄弱引发的安全隐患。第二道缺口为固件漏洞隐患，设备上市半年后，官方已推送安全补丁，修复远程代码执行高危漏洞，但用户未及时更新设备固件，攻击者利用该公开漏洞实现摄像头远程控制，属于典型的漏洞攻击类安全事件。第三道缺口为不安全网络环境，设备接入的公共Wi-Fi无加密防护，网络数据以明文形式传输，攻击者可轻易扫描、定位局域网内智能设备，触发网络层安全风险。

学生分析得出，单一安全缺口通常不会被攻击者利用：若密码强度足够，即便网络环境不安全，攻击者也无法登录设备；若固件为最新版本、已知漏洞均已修复，简单密码也不易被利用。但三处缺口同时存在时，会形成完整攻击链路，让攻击者无阻碍地控制智能设备。

随后教师引导学生填写家庭物联网安全体检表，逐一登记家中联网智能设备，逐项核查设备是否仍使用出厂默认密码、固件是否为最新版本、家庭Wi-Fi加密方式是否安全（WPA3安全性优于WPA2，远高于无加密模式）、设备远程访问权限是否为必要权限。本次实践并非形式化任务，而是落地式安全自查，学生主动将体检表告知家长，协同排查家庭网络与智能设备安全隐患。学生反馈，已有家长在学生协助下修改路由器复杂密码，同时发现摄像头固件落后三个版本，已完成即时更新，多数家长此前并不了解设备固件更新的重要性。该案例让学生深刻认知，网络安全并非单一维度防护，而是系统化工程，任一环节的疏漏，都会破坏整体安全防线。

安全意识的培育，须从单点风险识别，升级为全域网络安全研判。教师课堂小结指出，网络安全无法依靠单一技术解决，须实现技术、习惯、意识三者协同：技术上落实加密、认证、漏洞补丁更新；习惯上坚持定期改密、不随意连接陌生Wi-Fi、不盲目授权设备权限；意识上保持常态化风险警觉、定期开展设备安全自查。三者缺一不可，任一环节的缺失，都会弱化整体安全链路的防护能力。

安全“体检”

安全意识无法通过单节课完成培育，须像常态化体检一样，实现长期持续培育。网络安全威胁持续迭代，新型攻击手段层出不穷，学生的安全认知与防护意识须不断强化、更新。因此，教师设计两项贯穿全学期的长周期实践活动，助力学生将课堂安全知识转化为日常行为习惯。

第一项活动为密码攻防实验室，固定每周五课前开展10分钟专项训练，活动设置三个递进式学习环节。第一环节为密码安全强度自测，学生依托课堂所学知识，自主检测个人常用账号密码的安全强度。教师提供离线密码强度检测工具，工具内置十万条常见弱密码数据库。当学生发现个人密码可在三秒内被系统匹配识别时，彻底打破了“个人密码独特、无法被破译”的错误认知。检测数据显示，超七成学生存在多个账号共用同一密码的问题，近四成学生密码长度不足八位。第二环节为密码学启蒙，教师用五分钟讲解凯撒密码的加密、解密核心原理，学生以个人姓名为素材编制加密暗号，交由同桌破译验证。教师补充讲解，现代密码学技术复杂度远高于凯撒密码，但核心逻辑一脉相承，均是依托算法将明文转化为密文，仅持有专属密钥的用户可还原真实信息，从古代凯撒密码到现代金融安全加密，核心防护原理始终一致。第三环节为密码管理方案设计，学生严格遵循“一账号一密码”原则，自主制定专属密码管理方案。教师示范科学密码设置方法，采用“基础词+站点标识+特殊符号”的组合模式，例如以“Xuexi2024#shuxue”作为数学学习平台密码，以“Yuedu2024$yuwen”作为阅读平台密码，统一基础词便于记忆，差异化站点标识保障账号唯一性，特殊符号有效提升密码破解难度。

第二项活动为“隐私权限审计师”，每月开展一次，贯穿整个学期。学生逐一核查个人手机已安装应用的权限配置，排查不合理权限授权问题，并撰写简易核查报告。首次核查中，学生发现多款手电筒类应用申请通讯录、位置信息等无关权限，随即提出疑问：手电筒仅须调用电池与闪光灯功能，无须获取用户通讯录信息。全班研讨后达成共识，此类无关权限申请，是应用开发者为窃取用户社交关系、地理位置等数据，用于精准广告推送。教师引导学生探讨应对方案，学生一致认为须及时拒绝或关闭应用的非必要权限。教师补充说明，安卓、iOS移动端系统均自带权限管理功能，用户可随时进入设置界面，逐项核查、关闭各类应用的冗余权限。学生主动协助家长排查手机应用安全问题，发现购物类软件麦克风权限长期设置为“始终允许”，可全天候采集用户语音信息。学生在家长配合下关闭该冗余权限，并向家长普及“仅使用时允许”的权限设置规范。

（作者系宁夏回族自治区青铜峡市第八中学教师）

[1]韦国慧.初中信息技术课程中信息安全意识教学策略研究[J].中学课程辅导,2025(31):93-95.