第1章信息技術(shù)與社會(huì)1.1信息技術(shù)及其應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)背景信息科技是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的重要部分，主要研究以數(shù)字形式表達(dá)的信息及其應(yīng)用中的科學(xué)原理、思維方法、處理過程和工程實(shí)現(xiàn)。當(dāng)代高速發(fā)展的信息科技對(duì)全球經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和文化發(fā)展起著越來越重要的作用。義務(wù)教育信息科技課程具有基礎(chǔ)性、實(shí)踐性和綜合性，為高中階段信息技術(shù)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。信息科技課程旨在培養(yǎng)科學(xué)精神和科技倫理，提升自主可控意識(shí)，培育社會(huì)主義核心價(jià)值觀，樹立總體國家安全觀，提升數(shù)字素養(yǎng)與技能。教材分析本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容選自人教/地圖出版社必修２第1章信息技術(shù)與社會(huì)1.1信息技術(shù)及其應(yīng)用，信息技術(shù)的發(fā)展與普及為我們創(chuàng)造了一個(gè)全新的數(shù)字化生活環(huán)境。它們?cè)诮o我們帶來生活便利的同時(shí)，也在逐漸地改變著我們的生活方式。有效地利用信息技術(shù)方面的知識(shí)與技能，幫助同學(xué)們培養(yǎng)信息意識(shí)，提升計(jì)算思維，進(jìn)而通過數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新，承擔(dān)起信息社會(huì)責(zé)任。自20世紀(jì)80年代以來，迅猛發(fā)展的信息技術(shù)加快了全球范圍內(nèi)的知識(shí)更新和技術(shù)創(chuàng)新，催生出現(xiàn)實(shí)空間與虛擬空間并存的信息社會(huì)。生活在信息世界里的人們，通過接收和傳遞各種各樣的信息來不斷地認(rèn)識(shí)新事物、學(xué)習(xí)新知識(shí)。在信息社會(huì)中，人們只有掌握獲取、加工、管理、表達(dá)和交流信息的基本方法，能夠根據(jù)需要選擇適當(dāng)?shù)男畔⒓夹g(shù)工具解決實(shí)際問題，才能合理地使用信息技術(shù)為社會(huì)服務(wù)，成為信息社會(huì)的合格公民。學(xué)情分析此節(jié)課針對(duì)的對(duì)象是高一年級(jí)的學(xué)生。學(xué)生已經(jīng)已經(jīng)積累了許多信息技術(shù)方面的知識(shí)與技能，具備了一定的邏輯思維能力，能夠?qū)栴}進(jìn)行客觀的分析和評(píng)價(jià)。學(xué)習(xí)新知識(shí)，首先要知其然，接著通過不斷學(xué)習(xí)，積極動(dòng)手操作，大膽請(qǐng)教，加深對(duì)知識(shí)的理解，然后才能知其所以然，在不斷的探索過程中取得進(jìn)步。教學(xué)目標(biāo)1.了解信息技術(shù)的發(fā)展歷史與趨勢(shì)。2.了解信息技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域、科技成就和創(chuàng)新成果。3.探討信息技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展、科技進(jìn)步以及人們生活、工作與學(xué)習(xí)的影響。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn):信息技術(shù)在科研協(xié)同創(chuàng)新中的應(yīng)用。難點(diǎn):信息技術(shù)在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用。教學(xué)方法與教學(xué)手段案例分析法、講授法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法。教學(xué)過程問題導(dǎo)入提出問題，引發(fā)思考：體驗(yàn)探索感受身邊的信息早上，清脆的鬧鈴聲把我們從夢(mèng)中叫醒，新的一天開始了！推送的天氣預(yù)報(bào)送來陰晴冷暖信息；上學(xué)路上，實(shí)時(shí)的交通信息讓我們選擇合適的出行方式；走在校園中，大屏幕上滾動(dòng)著校內(nèi)的各種信息，廣播里播放著重要通知......由此可見，信息無處不在，信息技術(shù)已經(jīng)成為社會(huì)生活的重要組成部分。思考：在社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中，人類獲取、傳播信息的技術(shù)手段經(jīng)歷了哪些變化？小組討論：在社會(huì)生活中，還有哪些應(yīng)用信息技術(shù)解決問題的事例？信息技術(shù)的社會(huì)應(yīng)用信息技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)中的地位和作用變得越來越重要。政府機(jī)關(guān)、工商企業(yè)、金融機(jī)構(gòu)、科研部門、文化教育單位等，每時(shí)每刻都在收集、傳送、發(fā)布大量的信息，通過對(duì)信息的加工與分析做出相應(yīng)的決策?？梢哉f，信息技術(shù)的深入應(yīng)用，不斷推動(dòng)人類社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步。情境2：信息技術(shù)使出行更便捷放假了，趙宇和家人準(zhǔn)備到外地旅游。他提前在網(wǎng)上訂好了高鐵票、酒店以及接站的網(wǎng)約專車，還通過電子地圖查看了酒店和景點(diǎn)的位置。到達(dá)當(dāng)?shù)鼐频旰?，趙宇的爸爸租了一輛小轎車，并利用導(dǎo)航軟件，帶領(lǐng)一家人游覽周邊的景點(diǎn)（圖1.1.13）。有了各類信息服務(wù)系統(tǒng)和信息終端的支持，我們的交通出行變得既快捷又舒適。例如，外出旅游時(shí)，可以提前在網(wǎng)上購買火車票、飛機(jī)票等；去不熟悉的地點(diǎn)時(shí)，可以通過電子地圖獲得公交、地鐵的乘車路線；等待乘車時(shí)，可以實(shí)時(shí)查看車輛預(yù)計(jì)到站的時(shí)間；駕車出行時(shí)，利用導(dǎo)航軟件，可以實(shí)時(shí)了解交通路況、沿途導(dǎo)航并及時(shí)躲避擁堵路段；通過網(wǎng)絡(luò)約車可以獲得個(gè)性化的出行服務(wù)；利用掃碼可以乘車（圖1.1.14）；利用電子收費(fèi)系統(tǒng)（electronictollcollectionsystem，ETCS，圖1.1.15）可以方便地支付高速公路通行費(fèi)用。隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，交通管理迎來了智能化時(shí)代。在交通運(yùn)輸、道路監(jiān)控、車輛管理、勤務(wù)指揮、信息服務(wù)等各個(gè)方面，形成了實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效、綜合的交通信息管理系統(tǒng)，加強(qiáng)了人員、車輛、道路三者的智能化管理（圖1.1.16）。例如，利用公交調(diào)度系統(tǒng)，依靠衛(wèi)星定位、無線通信、視頻監(jiān)控等技術(shù)手段，可以實(shí)時(shí)采集公交車輛的位置和狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)精確管理、高效指揮和調(diào)度。實(shí)踐活動(dòng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)鐵路運(yùn)行系統(tǒng)、航空管理系統(tǒng)、水利運(yùn)輸系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等都離不開衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（圖1.1.17）的支持，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是重要的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施。其中，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，在交通運(yùn)輸、海洋漁業(yè)、水文監(jiān)測(cè)、氣象預(yù)報(bào)、測(cè)繪地理信息、森林防火、通信系統(tǒng)、電力調(diào)度、救災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急搜救等方面廣泛應(yīng)用，正逐步滲透到人類社會(huì)生產(chǎn)和人們生活的各個(gè)方面，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入了新的活力。嘗試登錄“北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”網(wǎng)站，了解我國研制衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的意義。情境3：信息技術(shù)改善醫(yī)療趙宇的奶奶病了，準(zhǔn)備去醫(yī)院看病。出發(fā)前，趙宇利用為奶奶掛好了第二天上午的號(hào)。到了醫(yī)院，在自助機(jī)上取了號(hào)，趙宇陪奶奶進(jìn)行了全面檢查?；氐皆\室，大夫依據(jù)檢查結(jié)果進(jìn)行了診療。趙宇和奶奶拿著處方到了取藥處（圖1.1.18），顯示屏上已經(jīng)顯示著奶奶的名字，藥已經(jīng)分揀好了。奶奶贊嘆道：“現(xiàn)在看病省時(shí)省力，太好啦！”隨著信息技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的深度應(yīng)用與融合，新的服務(wù)模式快速滲透到醫(yī)療領(lǐng)域的各個(gè)環(huán)節(jié)。通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，醫(yī)院把醫(yī)療設(shè)備、醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)等連接起來，實(shí)現(xiàn)了臨床數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、查詢和共享（圖1.1.19）。同時(shí)，通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，患者可以用、計(jì)算機(jī)等信息終端在網(wǎng)上掛號(hào)、查詢?cè)\斷結(jié)果等。在特殊環(huán)境下，可以利用通信網(wǎng)絡(luò)，把患者的病理信息傳送給醫(yī)療中心的醫(yī)療專家，以便專家根據(jù)患者的病情給出相應(yīng)的診斷和治療建議。遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)還可以為工作在全球不同地點(diǎn)的醫(yī)療專家提供網(wǎng)絡(luò)在線會(huì)診（圖1.1.20）、問題探討等?？纱┐麽t(yī)療產(chǎn)品是未來醫(yī)療的一個(gè)發(fā)展方向。穿戴這些產(chǎn)品后，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)生理體征數(shù)據(jù)，持續(xù)了解運(yùn)動(dòng)健康狀況（圖1.1.21），從而調(diào)整生活習(xí)慣，做好疾病預(yù)防。情境4：電子商務(wù)便捷生活下雪天，趙宇的奶奶想出門購買蔬果，但又擔(dān)心天冷路滑。趙宇打開里安裝的蔬果訂購軟件，讓奶奶選擇要購買的蔬果，然后確認(rèn)下單并支付了貨款。過了一個(gè)多小時(shí)，快遞員就送來了新鮮的蔬果（圖1.1.23）。奶奶覺得這種通過網(wǎng)絡(luò)訂購蔬果的方式既方便又快捷。信息技術(shù)使醫(yī)學(xué)影像技術(shù)、生理檢測(cè)與監(jiān)護(hù)技術(shù)、臨床檢驗(yàn)技術(shù)等醫(yī)療技術(shù)的診斷更加精準(zhǔn)，效率更高。近年來，一些新興技術(shù)正逐步用于臨床試驗(yàn)。例如，2016年，我國研究人員利用金屬三維打印技術(shù)，研制出人造脊骨（圖1.1.22）并成功植入患者體內(nèi)。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，出現(xiàn)了一種新型商務(wù)模式——電子商務(wù)，主要指通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的電子交易和相關(guān)服務(wù)活動(dòng)，是傳統(tǒng)商業(yè)活動(dòng)的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。電子商務(wù)是“互聯(lián)網(wǎng)+”應(yīng)用的典型案例，主要表現(xiàn)為消費(fèi)者網(wǎng)上購物、商戶之間的網(wǎng)上交易和在線電子支付以及各種金融活動(dòng)、交易活動(dòng)和相關(guān)綜合服務(wù)。電子商務(wù)系統(tǒng)包括電子貨幣交換、貨品管理、網(wǎng)絡(luò)營銷、在線事務(wù)處理、電子數(shù)據(jù)交換、自動(dòng)數(shù)據(jù)收集等信息系統(tǒng)。信息技術(shù)已經(jīng)滲透到商業(yè)領(lǐng)域的各個(gè)方面。例如，超市給每種商品貼上編碼，收款員用讀碼器掃描編碼（圖1.1.24）后，商品的名稱、單價(jià)等信息就會(huì)進(jìn)入信息管理系統(tǒng)，從而完成結(jié)賬、打印購物清單等操作，同時(shí)系統(tǒng)還根據(jù)這些信息完成庫存管理等一系列處理。近年來，越來越多的人不再攜帶更多的現(xiàn)金，因?yàn)橹灰ㄟ^網(wǎng)上銀行、移動(dòng)支付等服務(wù)，就可以查詢個(gè)人賬戶、轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出資金，給購買的貨品付款，還可以完成交納電費(fèi)、水費(fèi)、燃?xì)赓M(fèi)，管理個(gè)人理財(cái)產(chǎn)品等。這種信息技術(shù)環(huán)境下的交易活動(dòng)，具有交易方便快捷、流通環(huán)節(jié)少、市場(chǎng)規(guī)模大等優(yōu)點(diǎn)，把政府、企業(yè)、個(gè)人帶入網(wǎng)絡(luò)金融的新天地，人們不再受時(shí)間和地域的限制，足不出戶就可完成各種商務(wù)活動(dòng)。情境5：信息技術(shù)改變教育教學(xué)在一間教室里，小組同學(xué)圍坐在計(jì)算機(jī)前，在老師的引導(dǎo)下探討問題，進(jìn)行小組協(xié)作學(xué)習(xí)（圖1.1.25）。在另一間教室里，老師利用課件，借助教室的信息設(shè)備在講解知識(shí)（圖1.1.26）。在家里，一位學(xué)生坐在書桌前寫作業(yè)，不時(shí)登錄網(wǎng)絡(luò)查閱資料，收看網(wǎng)絡(luò)課程，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)（圖1.1.27）。信息技術(shù)給教育教學(xué)帶來了從硬件到軟件，從學(xué)校管理、教師授課到學(xué)生自主學(xué)習(xí)等各個(gè)環(huán)節(jié)的變革與創(chuàng)新，從根本上改變了教與學(xué)的方式。在課堂教學(xué)中，教師利用各種信息工具引導(dǎo)學(xué)生參與學(xué)習(xí)，主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)，使課堂變成了師生、生生互動(dòng)的場(chǎng)所，教師成為主導(dǎo)者，學(xué)生成為真正的學(xué)習(xí)主體。學(xué)習(xí)也從課內(nèi)延伸到了課外（圖1.1.28），從學(xué)校延伸到了家庭和社會(huì)。例如，許多博物館、科技館、圖書館等正逐漸成為學(xué)習(xí)的重要場(chǎng)所（圖1.1.29）。項(xiàng)目實(shí)施繼續(xù)構(gòu)思“智能化教學(xué)大樓”設(shè)計(jì)方案1.“智慧校園”正向我們走來，學(xué)校已經(jīng)成為以各種信息服務(wù)系統(tǒng)為載體，把教學(xué)、科研、管理以及校園生活充分融合起來的智能化環(huán)境（圖1.1.30）。有教育專家這樣描繪“智慧校園”：無處不在的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，融合創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)科研，透明高效的校務(wù)治理，豐富多彩的校園文化，方便周到的校園生活。小組討論：在“智能化教學(xué)大樓”設(shè)計(jì)方案中，如何體現(xiàn)這些功能，要用到哪些信息技術(shù)？2.有教育專家認(rèn)為：自帶設(shè)備（、平板計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)等）是撬動(dòng)信息技術(shù)應(yīng)用的“杠桿”，會(huì)引發(fā)泛在學(xué)習(xí)，有助于實(shí)現(xiàn)“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)”的學(xué)習(xí)型社會(huì)愿景。小組辯論：你認(rèn)為學(xué)生把自帶設(shè)備帶進(jìn)校園有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？在“智能化教學(xué)大樓”設(shè)計(jì)方案中，你是否考慮到學(xué)生利用自帶設(shè)備開展學(xué)習(xí)？終身學(xué)習(xí)變得更加真實(shí)可行。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)課程、教育資源上網(wǎng)、遠(yuǎn)程教育等教育方式的出現(xiàn)，為每個(gè)社會(huì)公民的終身學(xué)習(xí)提供了便利，終身學(xué)習(xí)逐漸成為社會(huì)對(duì)每個(gè)公民的必然要求。情境6：機(jī)器人代替人工作汽車生產(chǎn)線：工業(yè)機(jī)器人正在自動(dòng)完成焊接工作（圖1.1.31）?；馂?zāi)現(xiàn)場(chǎng)：消防機(jī)器人正在向濃煙滾滾的建筑物噴水（圖1.1.32）。家庭：家政服務(wù)機(jī)器人正在送餐（圖1.1.33）。集高新技術(shù)于一身的工業(yè)機(jī)器人是工業(yè)現(xiàn)代化的典型應(yīng)用場(chǎng)景。很多企業(yè)利用機(jī)器人代替人從事繁重和重復(fù)性的工作，解放了大量的勞動(dòng)力，同時(shí)也提高了效率。例如，制造行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線上的點(diǎn)焊、弧焊、電子裝配等工作，物流系統(tǒng)中的搬運(yùn)、包裝、碼垛等工作，危險(xiǎn)、有害環(huán)境中的操作任務(wù)，都可以借助機(jī)器人來完成。近年來，全球工業(yè)機(jī)器人銷量持續(xù)增長，我國一些省市正在推動(dòng)“機(jī)器換人”計(jì)劃，自動(dòng)化、智能化、無人化生產(chǎn)線越來越多?？梢哉f，信息技術(shù)引發(fā)了以信息產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的一大批高新技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，極大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，加大了各類產(chǎn)品的科技含量，使產(chǎn)品的智能化水平不斷提升。以智能冰箱為例（圖1.1.34），它不僅能提供食品儲(chǔ)藏功能，而且能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)互動(dòng)，為用戶提供冷藏物管理服務(wù)，還能通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自主檢測(cè)和報(bào)修。智能冰箱正在成為提供全方位食品服務(wù)的智能終端。與此同時(shí)，信息技術(shù)改變了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的運(yùn)行模式，促使這些傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造、升級(jí)與優(yōu)化，催生了眾多的新興產(chǎn)業(yè)。信息技術(shù)對(duì)整個(gè)社會(huì)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)體系、組織體系和社會(huì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。我國高速鐵路縱橫交錯(cuò)、四通八達(dá)，穿山越嶺、跨江跨河。我國自然地理地質(zhì)狀況復(fù)雜多樣，之所以能滿足高速而又安全的高鐵運(yùn)營需求，是其建設(shè)者、科研人員、制造者借助信息技術(shù)，通過協(xié)同工作、信息共享，構(gòu)筑起了成套的高速列車與鐵路技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)，從動(dòng)車設(shè)計(jì)制造到運(yùn)行控制系統(tǒng)，從鐵路設(shè)計(jì)建設(shè)到線路工程系統(tǒng)，從牽引供電到智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)......突破了一系列尖端技術(shù)，才使我們感受到了今天高鐵列車的縱橫馳騁。隨著信息技術(shù)在設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、制造等各個(gè)環(huán)節(jié)的廣泛應(yīng)用，數(shù)字化研發(fā)設(shè)計(jì)已成為飛機(jī)、船舶等大型機(jī)械、電氣產(chǎn)品提高水平、縮短周期、降低成本的必要技術(shù)手段。例如，我國自主研制的大型飛機(jī)C919（圖1.1.36）、水陸兩棲飛機(jī)AG600（圖1.1.37）、首艘航空母艦“遼寧艦”（圖1.1.38）等，它們的研發(fā)與設(shè)計(jì)都采用三維數(shù)字設(shè)計(jì)和并行工程。其中，AG600具有4500千米的航程，最大起飛質(zhì)量53500千克，巡航速度達(dá)500km/h，可用于海洋搜救、資源勘測(cè)、客貨運(yùn)輸?shù)??！斑|寧艦”擁有巨大的飛行甲板和艦島，便于艦載機(jī)起飛和降落，并配有3000多個(gè)艙室，有現(xiàn)代化餐廳、超市、郵局、健身房等，就像一座智能化的小城市。情境7：信息技術(shù)助力設(shè)計(jì)制造2007年12月，我國首列國產(chǎn)時(shí)速300千米的動(dòng)車組列車“和諧號(hào)”竣工下線，幾個(gè)月后在京津城際鐵路投入運(yùn)營。2017年6月，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組“復(fù)興號(hào)”（圖1.1.35）上線運(yùn)行，其試驗(yàn)速度超過400km/h，持續(xù)運(yùn)行速度350km/h，標(biāo)志著我國鐵路技術(shù)裝備達(dá)到了“領(lǐng)跑世界”的先進(jìn)水平。情境8：信息技術(shù)助力農(nóng)產(chǎn)品種植放暑假了，趙宇來到農(nóng)村的叔叔家度假。叔叔帶他來到田間，只見叔叔用打開一個(gè)軟件，并簡(jiǎn)單點(diǎn)擊了幾下，噴灌閥門自動(dòng)打開，開始按照設(shè)定的水量澆灌農(nóng)作物（圖1.1.39）。叔叔告訴趙宇：“農(nóng)田周圍安裝了好幾個(gè)能旋轉(zhuǎn)的攝像頭，各個(gè)方向的情況都可以探測(cè)到。這樣，即便外出旅游，也能通過隨時(shí)查看莊稼的生長情況，進(jìn)行遠(yuǎn)程操控?！蹦壳埃畔⒓夹g(shù)廣泛應(yīng)用在農(nóng)情監(jiān)測(cè)、智能灌溉（圖1.1.40）、農(nóng)業(yè)設(shè)施生產(chǎn)制造、病蟲害監(jiān)測(cè)與防治、農(nóng)產(chǎn)品銷售與流通等方面。例如，利用遙感技術(shù)，收集地球表面的有關(guān)數(shù)據(jù)信息，經(jīng)加工處理后，可以獲得土壤、水源以及作物的分布、長勢(shì)等信息。利用類似的信息技術(shù)，還可以獲悉可能發(fā)生的臺(tái)風(fēng)、洪水、干旱、病蟲害等自然災(zāi)害信息。又如，通過溫室數(shù)字化自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控空氣和土壤的溫度、濕度以及光照強(qiáng)度等參數(shù)（圖1.1.41），并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心進(jìn)行統(tǒng)一分析，從而實(shí)施遠(yuǎn)程灌溉等生產(chǎn)操作......這一切，不僅有助于確定播種與收獲的時(shí)機(jī)，還能避免或減輕災(zāi)害造成的損失等。近年來，物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信、地理信息系統(tǒng)、全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、無人機(jī)監(jiān)測(cè)（圖1.1.42）等新興技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理中逐步得到普及。一些企業(yè)依靠自動(dòng)控制與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，建成了集科研、種植、育苗、養(yǎng)殖、食品檢測(cè)、保鮮、冷鏈配送等環(huán)節(jié)于一體的全產(chǎn)業(yè)鏈管理體系。信息技術(shù)應(yīng)用水平的高低，標(biāo)志著人類社會(huì)的進(jìn)步程度。信息技術(shù)已經(jīng)成為社會(huì)存在、發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)，信息已經(jīng)成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略性資源。閱讀拓展信息技術(shù)推動(dòng)國防信息化信息技術(shù)在國防軍事領(lǐng)域的應(yīng)用，對(duì)武器裝備、指揮方式、作戰(zhàn)形式、軍隊(duì)結(jié)構(gòu)以及戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)等都產(chǎn)生了巨大推進(jìn)作用。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，電子預(yù)警、電子干擾、聲吶探測(cè)、雷達(dá)系統(tǒng)、紅外夜視裝置等都需要信息技術(shù)的支撐。例如，DFZF飛行器能夠借助自身的氣動(dòng)控制能力，像打水漂一樣在大氣層邊緣保持10倍音速機(jī)動(dòng)飛行。F35艦載機(jī)具有較好的隱身設(shè)計(jì)，其分布在機(jī)身上的多套光電探測(cè)裝置可實(shí)現(xiàn)360度環(huán)視，圖像投射到頭盔面罩上，飛行員用肉眼就能“穿透”各種障礙物看到廣域外景圖像。我國研制的“殲10”“殲20”等戰(zhàn)斗機(jī)性能卓越，其頭盔顯示器系統(tǒng)是光電系統(tǒng)和頭部位置跟蹤裝置的組合，可實(shí)時(shí)顯示各種狀態(tài)數(shù)據(jù)信息。思考活動(dòng)信息技術(shù)在本學(xué)科領(lǐng)域的應(yīng)用從信息技術(shù)學(xué)科應(yīng)用領(lǐng)域來看，信息技術(shù)廣泛用于自動(dòng)控制、信息系統(tǒng)和科學(xué)計(jì)算等方面。自動(dòng)控制用于各種設(shè)備與設(shè)施，提高了運(yùn)行的穩(wěn)定性和智能性。信息系統(tǒng)用于辦公自動(dòng)化、工程施工管理、倉儲(chǔ)物流管理、網(wǎng)絡(luò)交易管理等各行業(yè)，是行業(yè)發(fā)展與創(chuàng)新的基礎(chǔ)?？茖W(xué)計(jì)算用于油田勘探、工程開發(fā)、航空航天、天氣預(yù)報(bào)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面。思考：從以上角度，查找?guī)讉€(gè)應(yīng)用實(shí)例，想一想信息技術(shù)對(duì)社會(huì)的促進(jìn)作用。項(xiàng)目實(shí)施形成“智能化教學(xué)大樓”方案的初步構(gòu)想1.上網(wǎng)搜索資料，看一看還有哪些應(yīng)用情境體現(xiàn)了信息技術(shù)的社會(huì)應(yīng)用。2.歸納“智能化教學(xué)大樓”設(shè)計(jì)方案的初步構(gòu)想，并參考表1.1.3記錄要點(diǎn)。表1.1.3構(gòu)想與設(shè)計(jì)要點(diǎn)樓層房間功能簡(jiǎn)介主要技術(shù)與配置1層101教室1層102教室信息技術(shù)推動(dòng)科技進(jìn)步進(jìn)入21世紀(jì)以來，就像顯微鏡的發(fā)明打開了微觀世界的大門，天文望遠(yuǎn)鏡把人們的視野引向廣袤的宇宙，信息技術(shù)正在改變科學(xué)研究的方法和模式。情境9：信息技術(shù)助力科研協(xié)同創(chuàng)新2008年9月10日，坐落于日內(nèi)瓦附近侏羅山地下100米深的隧道內(nèi)，大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LargeHadronCollider，LHC，圖1.1.43）初次啟動(dòng)測(cè)試，它是當(dāng)時(shí)能量最高的粒子加速器。LHC每天產(chǎn)生巨量數(shù)據(jù)，為了存儲(chǔ)與處理這些數(shù)據(jù)，歐洲核子研究中心協(xié)同相關(guān)機(jī)構(gòu)打造了分布式計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的基礎(chǔ)設(shè)施——LHC計(jì)算網(wǎng)格。這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在計(jì)算網(wǎng)格的支持下，分布式存儲(chǔ)到全球多個(gè)研究中心，再進(jìn)一步分散到各個(gè)研究機(jī)構(gòu)，以便全球的科技人員協(xié)同處理這些數(shù)據(jù)，并在各自的科研中共同使用這些數(shù)據(jù)。信息技術(shù)應(yīng)用的深度發(fā)展，把科研推進(jìn)到大數(shù)據(jù)時(shí)代。正是借力于信息技術(shù)，科技人員、科研儀器與裝置、計(jì)算工具、數(shù)據(jù)信息等實(shí)現(xiàn)了無縫連接，為協(xié)同創(chuàng)新與資源共享創(chuàng)造了條件。2014年7月，我國也開始設(shè)計(jì)建造一個(gè)能量相當(dāng)于LHC兩倍的環(huán)形粒子對(duì)撞機(jī)。信息技術(shù)提升了高速科研網(wǎng)絡(luò)、超級(jí)計(jì)算機(jī)、大科學(xué)裝置、野外臺(tái)站等科研基礎(chǔ)設(shè)施以及科研軟件的處理能力。例如，2016年，我國重大科技基礎(chǔ)設(shè)施、被譽(yù)為“超級(jí)天眼”的“500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡”（FivehundredmeterApertureSphericalradioTelescope，F(xiàn)AST，圖1.1.44）工程落成啟用，它能夠接收百億光年以外的電磁信號(hào)，大大拓展了人類探測(cè)宇宙天體的能力。信息技術(shù)已成為全球創(chuàng)新速度最快、通用性最廣、滲透性最強(qiáng)的高新技術(shù)，不斷為物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、天文和地球科學(xué)、能源科學(xué)、生態(tài)科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等提供新的研究方法，并促進(jìn)了學(xué)科交叉與融合。智能控制、人機(jī)交互、分布式能源、智能材料、生物芯片、生物傳感等領(lǐng)域的不斷融合創(chuàng)新，引發(fā)了多領(lǐng)域的技術(shù)突破。情境10：信息技術(shù)推動(dòng)航空航天科技發(fā)展2016年10月17日，隨著一聲“點(diǎn)火”口令，承載著“神舟十一號(hào)”載人飛船的火箭，沖天而起，飛向茫茫太空（圖1.1.45）?；鸺樌麑擅教靻T送入太空。航天員進(jìn)入“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室，開展了一系列空間科學(xué)與應(yīng)用研究任務(wù)，駐留30多天后成功返回地球。在以上情境中，從火箭、飛船的研制，到發(fā)射運(yùn)行及與空間實(shí)驗(yàn)室的對(duì)接（圖1.1.46），再到進(jìn)入空間實(shí)驗(yàn)室開展研究、返回地球，都要用到信息技術(shù)。可以說，航空航天技術(shù)在一定意義上彰顯了一個(gè)國家的實(shí)力，而信息技術(shù)推動(dòng)了航空航天的創(chuàng)新與發(fā)展。載人航天是人類駕駛和乘坐載人航天器在太空從事各種探測(cè)、研究、試驗(yàn)、生產(chǎn)和軍事應(yīng)用的往返飛行活動(dòng)。從1961年蘇聯(lián)宇航員首次進(jìn)入太空，到1981年美國發(fā)射第一架航天飛機(jī)“哥倫比亞”號(hào)，再到2016年我國航天員乘坐“神舟十一號(hào)”載人飛船進(jìn)入“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室，人類這一系列的探索都隨著信息技術(shù)的發(fā)展而不斷進(jìn)步。在載人航天器飛往外太空的過程中，需要用到精確的控制技術(shù)，以確保準(zhǔn)確運(yùn)行在既定軌道，航天器進(jìn)入外太空后，精密的零部件體系以及超遠(yuǎn)程傳感技術(shù)，可以幫助航天員進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制。探測(cè)飛行器往往需要飛離地球幾十萬到幾億千米，飛行、著陸過程中必須精確控制和導(dǎo)航。早在1975年，美國“海盜號(hào)”探測(cè)器就在空間飛行超過8億多千米，進(jìn)行了2000余次自主軌道調(diào)整，最后在火星表面軟著陸，落點(diǎn)精度達(dá)到50千米。2013年，我國發(fā)射的“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器在月球著陸（圖1.1.47），開展了“觀天、看地、測(cè)月”的探測(cè)任務(wù)。2019年1月，“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器成功在月球背面的預(yù)選著陸區(qū)著陸（圖1.1.48），并通過“鵲橋”中繼星傳回了世界第一張近距離拍攝的月背影像圖，揭開了古老月背的神秘面紗，開啟了人類月球探測(cè)的新篇章。在這一過程中，探測(cè)器的導(dǎo)航系統(tǒng)、感測(cè)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、信息處理與傳輸系統(tǒng)等都涉及多種信息技術(shù)。實(shí)踐活動(dòng)我國的衛(wèi)星研制與應(yīng)用舉例人造地球衛(wèi)星是全球范圍內(nèi)發(fā)射數(shù)量最多、用途最廣的航天器，我國在衛(wèi)星研制、發(fā)射與應(yīng)用方面成就卓越。例如，2014年我國發(fā)射的“高分二號(hào)”遙感衛(wèi)星，在60萬米外就可看到道路標(biāo)志線，拍攝的影像廣泛應(yīng)用在國土資源、環(huán)境保護(hù)、勘探測(cè)繪等方面。高分辨率衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)與載人航天、探月工程、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航等，同是國家重大科技項(xiàng)目。2015年，我國發(fā)射的暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星“悟空”，具有能量分辨率高、測(cè)量能量范圍大等優(yōu)勢(shì)。2017年，我國量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”與“京滬通信干線”實(shí)現(xiàn)天地鏈路，實(shí)現(xiàn)洲際量子保密通信。登錄“中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心”網(wǎng)站，了解我國近年發(fā)射了哪些衛(wèi)星，體會(huì)信息技術(shù)對(duì)衛(wèi)星研制與發(fā)射的助力作用。大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和人工智能等新興技術(shù)不斷改變著人類社會(huì)進(jìn)程，信息技術(shù)成為科技進(jìn)步的重要驅(qū)動(dòng)力。然而，信息技術(shù)的發(fā)展又直接依賴科技的創(chuàng)新與發(fā)展，依賴基礎(chǔ)學(xué)科研究的進(jìn)展以及相關(guān)技術(shù)的演進(jìn)。因此，科學(xué)技術(shù)在產(chǎn)業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長中的地位日益突出，使國家之間經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)變成了科學(xué)技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。同時(shí)，只有充分利用先進(jìn)的科技成果，才能有效解決全社會(huì)面臨的生態(tài)環(huán)境退化、能源危機(jī)、社會(huì)道德失范等一系列問題。思考活動(dòng)信息技術(shù)引發(fā)的一些社會(huì)問題信息污染：虛假信息、垃圾信息、干擾信息、誤導(dǎo)信息、冗余信息等。信息犯罪：黑客攻擊、網(wǎng)上色情、網(wǎng)上賭毒、網(wǎng)上詐騙、信息竊取等。信息侵權(quán)：侵犯知識(shí)產(chǎn)權(quán)、個(gè)人隱私權(quán)、商標(biāo)權(quán)等。信息侵略：一些強(qiáng)勢(shì)國家通過信息壟斷，大肆宣揚(yáng)本國的價(jià)值觀，用自身的文化和生活方式影響其他國家。計(jì)算機(jī)病毒