模块二 核心讲义
第一部分 学科知识
第1章 信息技术专业基础知识
1.1 考纲解读
1．了解信息技术发展史及国内外发展动态，掌握与高中信息技术课程相关的基础知识和基本理论。
2．掌握与信息活动相关的法律法规、伦理道德。
3．掌握信息技术学科的基本理论和基本方法，并能用于分析和解决相关问题。
1.2 核心讲义
一、信息技术基础知识
（一）信息的概念及特征
1．信息的基本概念
（1）从日常生活来看，信息被看作为新闻、消息和知识。
（2）从哲学的角度讲，信息与物质和能量是构成客观世界的三大支柱。
（3）从本体论来讲信息是事物运动的状态和方式。
（4）从认识论来讲信息是主体所感知的或表述的事物存在的方式和运动状态。
（5）在信息通信科学中，信息被定义为对事物运动状态和存在状态的不确定性的描述。
2．信息的基本特征
（1）普遍性；
（2）客观性；
（3）时效性；
（4）依附性；
（5）可传递；
（6）可共享；
（7）可存储；
（8）可加工处理。
（二）信息技术的基本概念
1．信息技术定义
信息技术指能够支持信息的获取、传递、加工、存储和呈现的一类技术，是能够扩展人类信息处理能力的技术，是能够替代和延伸人的感官及大脑信息功能的技术。
2．信息技术的体系
（1）主体技术层次：包括感测技术、通信技术、计算机技术和控制技术四个主要方面。
（2）应用技术层次：指在文化教育、商业贸易、工农业生产、社会管理中用以提高效率和效益的各种自动化、智能化、信息化应用软件与设备。
（3）支撑技术层次：指机械技术、电子技术、激光技术、生物技术、空间技术等。
（4）基础技术层次：指新材料、新能源技术。
二、信息技术的发展
（一）信息技术的发展历史
1．第一次是语言的产生和应用
语言，即规范化、语义化的声音信息，使人们有了面对面的相互交流工具，起到了人类社会发展的奠基石的作用。
2．第二次是文字的发明和使用
文字使人类的信息突破了以语言为主的直接传递方式，可以将信息存储在文字中加以传播。
3．第三次是造纸术和印刷术的发明和应用
这两项发明扩大了信息的交流、传递的容量和范围，使人类文明得以迅速传播。
4．第四是电报、电话、电视及其他通信技术的发明和应用
电报、电话、电视的发明分别使文字、声音和图像信息能够进行远距离实时传输，大大提高了人类信息的传播速度和范围。
5．第五次信息革命是20世纪60年代以来计算机的普及，以及计算机技术与现代通信技术的结合。它的突出标志是信息网络的形成。
（二）信息技术的发展动态
1．计算机技术
计算机技术发展的主要特征是速度越来越快、体积越来越小、应用越来越广、功能越来越强。主要技术发展动态有：
（1）生物计算机技术
生物计算机又称仿生计算机，是以生物芯片制成的计算机。
（2）量子计算机技术
量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学运算和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。
（3）智能专家系统
专家系统是在某个领域具有大量专家的专门知识与经验的程序系统，它应用人工智能技术和计算机技术，根据一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题。
（4）机器学习
机器学习是人工智能和神经计算机的研究核心，与机器学习相关的基于脑功能模拟的机器智能研究领域还包括机器感知、机器联想、机器推理、机器理解。
（5）虚拟现实技术
虚拟现实，简称VR技术，集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机生成的高技术模拟系统。
（6）云计算技术
云计算是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等传统计算机和网络技术发展融合的产物。
2．通信技术与网络技术
通信技术总的发展趋势是数字化、宽带化、高速化、综合化、网络化、智能化、全球化。
（1）IPv6技术。IPv6是新一代互联网协议，IPv6的主要优势体现在：简化的报头和灵活的扩展、层次化的地址结构、即插即用的联网方式、网络层的认证与加密、服务质量的满足以及对移动通信更好的支持。
（2）三网合一技术。即通信网、计算机网和有线电视网相互融合，整合成为统一的信息通信网络。
（3）无线局域网技术。无线局域网技术是一种基于无线传输的局域网技术，与有线网络相比，具有灵活、建网迅捷、个人化等特点。
（4）多媒体网络技术。传统多媒体技术与网络通信技术相结合形成多媒体通信网络。
（5）物联网技术。物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络技术。
（6）Web2.0技术。Web2.0是新一代互联网应用的总称，目前Web2.0的产品有Blog、RSS、Tag、SNS等。
（7）人工神经网络技术。人工神经网络是以计算机网络系统模拟生物神经网络的智能计算系统。
3．感测技术
感测技术的核心是传感器技术和感测信息处理技术。传感器是由敏感元件和转换元件组成的，可将电量或非电量转换为可测电量的检测装置。
4．控制技术
控制技术是以计算机控制技术为核心，综合可编程控制技术、单片机技术、计算机网络技术，从而实现生产技术的精密化、生产设备的信息化、生产过程的自动化及机电控制系统的最佳化技术。
控制技术的主要发展方向有模糊控制技术、神经网络控制技术、预测控制技术等。
三、信息技术对社会发展的影响
（一）信息技术对经济领域的影响
1．信息技术促进了传统生产过程的提升和改造
信息技术对传统产业特别是制造业的改造和提升贡献巨大，主要体现在：
（1）在生产装备的信息技术利用方面，主要利用数字技术和微处理技术改造各种零部件和整机的生产工具，使其具备自动化和智能化特征。
（2）在生产流程上，从产品设计、制造到测试等全程的信息技术支持，如各种计算机辅助技术：计算机辅助设计、计算机辅助工程、计算机辅助工艺计划、计算机辅助制造、直接数字控制、产品数据管理等。
2．信息技术促进了生产要素管理的系统化、智能化和自动化
（1）信息技术促进了劳动生产率和生产管理水平的提高，增加了产品的信息技术含量，促进了生产效益的提高。
（2）信息技术对生产要素管理方面的支持，不仅包括对人、财、物管理的信息化，还包括产品供、销、存等管理的信息化。
3．信息技术的广泛应用促进了新兴产业的产生和发展
信息技术对国民经济的推进，催生了一大批以计算机和网络通信技术为基础、以信息服务为主要内涵的现代化服务业，如金融、航运、物流、商务等。
（二）信息技术对社会管理和建设领域的影响
信息技术在现代社会管理和建设中扮演了极为重要的角色：
1．信息技术为社会管理提供了新的管理方法和模式，大规模地提高了政府、企业、社会团体信息沟通的效率，提高了社会资源的利用效率。
2．信息技术在政府信息管理、办公和政务处理电子化方面，在社会领域如人口管理、就业服务、社会保障与福利、教育与培训、健康与医疗等方面都产生了重要影响。
（三）信息技术对教育、科研、文化领域的影响
1．信息技术对教育的影响
（1）信息技术的普及对传统教育方式带来了深刻的变革，使教学观念、教学模式、教学方法和手段发生了深刻的变化，引发了一场教育革命。
（2）信息技术的广泛应用有利于促进教育的现代化水平，使得全民学习、自主学习、个性化学习等现代教育理念的践行成为可能。
（3）信息技术为新型教与学方式的形成提供了有效支持、搭建了多样化的平台。信息技术也为新型教学模式提供了支持。
2．信息技术对科研的影响
科研领域里的信息技术应用极其活跃，计算机互联网络和远程技术的最早开发和应用源于对信息的需求。从事自然科学、社会科学、人文科学的研究者，可借助于网上及网下的信息设施更快捷、更大规模地相互交流和传播研究资料和成果，开展科技合作。
3．信息技术对文化领域的影响
信息技术的发展对世界各国的文化和价值观产生了巨大的影响：
（1）文字符号的数字化对文化资源的组织、发布、传播与共享开拓了新途径，拓展了传播和共享的范围；
（2）信息技术的发展促进了新文化如信息文化、网络文化、虚拟文化的产生，推动了设计、文化、新媒体等创意产业的发展。
四、国内外高中信息技术教育的发展
（一）国外高中信息技术教育的发展
1．美国高中信息技术教育的发展
美国信息技术课程目标定位于培养学生的21世纪生存技能，包括创新与变革、交流与协作、熟练运用信息开展研究、批判性思维、解决问题与决策、数字化时代公民的意识与素养、技术操作与概念等。
2．英国中学信息技术教育的发展
英国中小学信息通信技术课程的基本理念是培养学生的信息技术能力，促进学生四个方面的发展、六种关键技能和五种思维技能的提高：
（1）四个方面的发展：精神发展、道德发展、社会发展、文化发展。
（2）六种关键技能：交流技能、数字应用技能、信息技术技能、协作技能、自我提高技能、问题解决技能。
（3）五种思维技能：信息处理技能、推理技能、调查技能、创造性思维技能、评价技能。
3．日本中学信息技术教育的发展
日本将信息技术教育的理念定位在培养学生的“生存能力”上，即培养学生自主学习、独立思考的能力以及创造能力和表现能力。新技术教育课程的主要内容包括培养学生：
（1）运用信息的能力（收集、选择、整理、加工、交流表达）。
（2）信息的科学理解能力（基础理论、信息设备特性、构造和组成）。
（3）参与信息社会的态度（信息技术的影响作用、思考信息伦理道德和对信息的责任、积极参与信息社会的创造）。
（二）我国高中信息技术教育的发展
1．1981年，我国开始在普通高中开展计算机教学。2003年，我国建立了第一个全国性的高中信息技术课程标准。
2．我国高中信息技术教育发展的主要阶段
（1）计算机教育起步探索阶段
①20世纪80年代初开始进入计算机学科教学阶段，主要教学内容是计算机基础知识，包括计算机基本结构、Basic语言和编程初步，以Basic语言为核心。
②目标是让学生学习和掌握基本的计算机技术知识。
③其标志性的口号是“计算机语言是人类的第二文化”。
（2）计算机教育推广普及阶段
20世纪90年代，我国开始在全国范围内普及高中计算机教育。同时，将计算机作为一种认知工具，积极开展计算机辅助教学和计算机辅助管理活动。
（3）信息技术教育快速发展阶段
21世纪以来，随着计算机技术和网络技术的发展，高中信息技术教育的内容也发生了许多变化，由过去的注重计算机操作技能和计算机知识向计算机基本知识、网络知识、多媒体知识等新技术应用扩展。
五、信息活动的伦理道德与法律法规
（一）信息活动及其主要形式
信息活动是指人类社会围绕信息资源的形成、传递和利用而开展的管理活动与服务活动。信息活动主要分为两个层次：
1．信息生产活动
信息生产活动主要概括为信息的产生、记录、传播、采集、存储、加工、处理等活动过程，主要目的在于生产可供人类利用的信息资源。
2．信息利用活动
信息利用活动主要概括为对信息资源的检索、传递、分析、选择、评价、管理等活动过程，主要目的在于实现信息的价值。
（二）信息活动涉及的信息安全与信息道德
1．信息安全
信息安全性的主要是指信息的完整性、可用性、保密性和可靠性。即信息网络的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不受偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行，信息服务不中断。
2．信息道德
信息道德是指在信息的采集、加工、存储、传播和利用等信息活动各个环节中，用来规范其间产生的各种社会关系的道德意识、道德规范和道德行为的总和。
（三）我国信息活动的安全政策与法律法规
1．我国信息安全保障工作的主要原则
《国家信息化领导小组关于加强信息安全保障工作的基本政策纲领》提出了我国信息安全保障工作的主要原则：
（1）立足国情，以我为主，坚持管理和技术并重；
（2）正确处理安全和发展的关系，以安全保发展，在发展中求安全；
（3）统筹规划，突出重点，强化基础工作；
（4）明确国家、企业、个人的责任和义务，充分发挥各方面的积极作用，共同构筑国家信息安全保障体系。
2．我国信息安全法律法规建设
（1）信息安全法律法规
①1997年全国人大修订的《刑法》中，在第285条、286条对侵入计算机系统和破坏计算机系统的行为作出了专门的法律规定。
②2000年出台的《全国人民代表大会常务委员会关于维护互联网安全的决定》对危害互联网运行安全、国家安全和社会稳定、市场经济秩序和社会秩序稳定以及危害个人、法人和组织的人身、财产安全的互联网违法犯罪行为，及相应刑事、民事、行政管理法律责任进行了专门规定。
③针对计算机信息安全系统的保护、安全监督与相关破坏信息安全行为的法律责任，公安部出台的《中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例》作出了相应规定。
④公安部出台了《计算机信息网络国际联网安全保护管理办法》对计算机信息网络国际联网的安全保护、国际联网业务从事单位及个人的合法权益和公众利益保护作出规定。
（2）信息服务法律法规
①《互联网信息服务管理办法》对互联网信息服务活动的性质、经营性互联网信息服务活动的许可制度、非经营性互联网信息服务活动的备案制度、互联网信息服务活动审核制度、互联网信息服务活动内容范围和行为规范等进行了规定。
②《信息网络传播权保护条例》对著作权人、表演者、录音录像制作者的信息网络传播权益进行了规定。
③《互联网新闻信息服务管理规定》对互联网新闻信息业务主体的设立、资格审查、服务规范、法律责任及合法权益进行了规定。
④《互联网电子公告服务管理规定》对电子公告信息发布行为的内容、范围和法律责任和权益进行了规定。
（四）中学信息道德与信息法律法规教育
1．中学生信息道德的教育
（1）主要目的：树立学生正确的价值观，养成良好的计算机网络使用习惯，自觉抵制网络不良信息。
（2）主要途径：社会与品德类课程、信息技术课程及校园活动等。
（3）主要内容：引导学生正确对待网络虚拟世界，合理使用互联网和信息技术产品，提高对黄色网站、暴力和淫秽色情信息、不良网络游戏等危害性的认识，增强对不良信息的辨别能力，主动拒绝不良信息等。
2．中学生信息安全意识和信息法律法规教育
中学生信息安全和信息法律法规教育的主要目的是培养中学生的信息安全意识和信息法律意识，养成知法、懂法、守法的信息行为，自觉抵制不法信息行为，能够利用相关法律法规，维护国家利益，保护自身安全和合法权益。