資源簡介

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第9課 互傳密信有訣竅 教學設計
課題 互傳密信有訣竅 單元 第三單元 學科 信息科技 年級 五年級
教材分析 本節課義務教育版五年級全一冊信息技術教材的第9課 互傳密信有訣竅。在本單元的學習中，進一步結合典型問題,運用算法的基本控制結構來解決實際問題。用算法解決問題需要提取問題的關鍵因素，確定解決問題的相關因素，忽略非必要因素，清晰地認識問題、準確地描述問題，可以結合數學學習中的問題分解方法，通過分析問題的已知信息、求解目標、條件關系來解決問題。本課主要介紹了移位密碼的基本規則和加密算法在信息安全中的應用。學生將通過學習凱撒密碼的加密和解密過程，了解明文與密文的關系，體驗信息加密的過程，并探討信息加密與信息安全的重要性。
學習目標 1.信息意識：了解移位密碼及其算法，知道明文與密文的關系，了解加密算法在保護信息安全方面的意義。2.計算思維：進一步認識算法的分支結構，學會從問題情境中提取關鍵因素、確定判斷條件，知道判斷條件對算法執行結果的影響。3.數字化學習與創新：通過學習身邊的算法，體會算法的特征，有意識地將其應用于數字化學習過程中，適應在線學習環境。4.信息社會責任：了解加密算法在保護信息安全方面的意義，增強信息安全意識。
重點 掌握移位密碼的基本思想。
難點 借助流程圖的描述，認識凱撒密碼加密算法。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 同學們，你們想不想知道愷撒是怎么做到的呢 這背后其實隱藏著一門很有趣的知識 -- 密碼學。 今天，我們就一起來學習神秘又有趣的凱撒密碼。 學生認真聆聽、討論。 引發學生的興趣與思考。
講授新課 認識簡單的移位密碼1．凱撒密碼的加密方法介紹移位加密算法，引導學生了解凱撒密碼的加密方法。凱撒密碼的算法描述引導學生將移位加密算法，采用自然語言的方式描述出來。3.將移位加密算法，采用自然語言的方式描述出來。4.結合流程圖，對移位加密算法的步驟進行講解。二、與同學互傳中文密信第1步：依據自己所寫密信的字數，確定一個多行多列的方格，把明文依次放入方格中。第2步：選定要移位的列和移位的方式，如奇數列、下移3行。第3步：把奇數列的文字依次下移3行，找到對應的方格填入，下移超過最后一行的文字，回到第一行繼續下移替換，構成密文。第4步：兩位同學互傳加密后的密信，并嘗試解密。解密時，按照加密的規則反向操作，依據加密的規則（密鑰的兩個部分），將加密時的向下移動改為向上移動，就可以解密。三、信息加密與信息安全在信息傳輸過程中，為確保信息安全，發送方往往需要把原文信息進行加密后再傳輸，接收方收到信息后通過解密，獲得原文信息。 學生認真聆聽教師講解，積極參與討論；小組討論完成學習活動教師引導學生思考：積極參與小組討論，分享并討論自己的見解和發現。 激發學生的學習興趣，引導學生關注尋找解決問題的途徑與方法，以及解決問題并驗證結果等階段。通過互動討論。促進學生之間的交流與合作，為后續課程打下基礎。
作業布置 在信息傳輸過程中，為確保信息安全，發送方往往需要把原文信息進行加密后再傳輸，接收方收到信息后通過解密，獲得原文信息。
課堂小結 1．凱撒密碼的基本算法思想就是移動字母位置并替換。2．通過了解移位加密算法，知道明文和密文的關系。3．加密算法在保護信息安全方面起著重要作用，保護著我們的信息安全。4．我們設置密碼時，可以適當運用加密算法來加密。
板書 一、認識簡單的移位密碼二、與同學互傳中文密信三、信息加密與信息安全
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第9課 互傳密信有訣竅
(義務教育版）五年級上冊
教學目標
1
新知導入
2
議一議
3
想一想
4
學一學
5
練一練
6
課堂總結
7
作業布置
8
1
教學目標
1．初步了解移位密碼的基本規則，看懂用流程圖描述的移位加密算法，知道明文與密文的關系。
2．了解加密算法在保護信息安全方面的意義，增強信息安全意識。
2
新知導入
　　同學們，你們想不想知道愷撒是怎么做到的呢
這背后其實隱藏著一門很有趣的知識 -- 密碼學。
今天，我們就一起來學習神秘又有趣的凱撒密碼。
3
議一議
　　愷撒是怎么做到的呢
4
想一想
　　如何用它來傳遞密碼信息？
5
學一學
一、認識簡單的移位密碼
凱撒密碼采用的是一種簡單的移位加密算法，是歷史上真實存在的一個經典加密方法。
在羅馬共和時期的戰爭中，軍事指揮官為了預防情報所表達的信息在傳遞過程中被敵軍截獲，往往會依據指定的規則對情報進行加密，只有知道規則的人才能解密。
到了現代，凱撒密碼已經無法完全保證人們的信息安全，很少被直接使用，但常常作為一個部分被用于其他的加密方法之中。
凱撒密碼
5
學一學
凱撒密碼的加密規則是把明文中的每個字母按照一定的規則移動，從而生成密文。
加密移位規則
5
學一學
明文中的所有字母在字母表中向右移動三位后被替換成密文。這時，字母A替換成D，B替換成E，依此類推。如果移動后的字母超過了字母表最后的字母Z，則需要回到字母表的開頭，繼續移動。
移動3位加密
5
學一學
在26個字母表中，下面是移動三位明文與密文的對應關系。
移動3位加密
5
學一學
解密是加密的反向操作。
例如，將加密時的向右移動三位改為向左移動三位，就可以解密。如果移動后的字母超過了字母表最前面的字母A，則需要回到字母表的最后，繼續向左移動。下面是移動三位密文與明文的對應關系。
解密操作
5
學一學
第1步：輸入要傳送的明文。
第2步：查看第一個字母，將字母向右移動三位并輸出對應的字母。
第3步：重復第2步操作，分別判斷并輸出第二個字母、第三個字母、第四個字母……直到處理完成原文中的所有字母。
以上構成了一個循環結構。
移位密碼的算法描述
5
學一學
兩位同學一組：按照凱撒密碼的移位規則，嘗試對由英文字母組成的信息進行加密與解密游戲。
例如，一位同學出示密文“jrrg pruqlqj”，另一位同學嘗試解密，并說出答案“good morning”。
提示：如果出現標點、空格等時，保持不變。
互猜密文游戲
5
學一學
二、與同學互傳中文密信
兩個同學一組，利用移位加密的規則，給對方寫一封簡單的中文密信，然后解密并相互驗證。
活動要求
5
學一學
第1步：依據自己所寫密信的字數，確定一個多行多列的方格，把明文依次放入方格中。
這里設定的行數、列數成為密鑰的第一部分。
5
學一學
第2步：選定要移位的列和移位的方式，如奇數列、下移3行。
第3步：把奇數列的文字依次下移3行，找到對應的方格填入，下移超過最后一行的文字，回到第一行繼續下移替換，構成密文。
第2步中選定的列和移位的行數，是密鑰的第二部分。
5
學一學
第4步：兩位同學互傳加密后的密信，并嘗試解密。
解密時，按照加密的規則反向操作，依據加密的規則（密鑰的兩個部分），將加密時的向下移動改為向上移動，就可以解密。
要給對方一些提示。如把文字與方格一起給對方，適當提示移位的行或列、移動的行數等。
5
學一學
三、信息加密與信息安全
在信息傳輸過程中，為確保信息安全，發送方往往需要把原文信息進行加密后再傳輸，接收方收到信息后通過解密，獲得原文信息。
加密傳輸信息
5
學一學
信息加密時，如果加密規則過于簡單，很容易被破解。所以加密算法需要盡可能多的位數和復雜度。
1．為信息加密時，在字母表中改變移動的位數，如果不是移動三位，而是移動五位、七位等，是不是更安全？
2．如果不知道移動的位數，如何破解移位密碼？
3．加密時，把英文字母替換成指定中文段落中的文字，或者把中文替換成字母表中指定的字母，是不是更安全？
討論交流
5
學一學
學習了移位加密算法后，有同學說，以后給自己或家長設置密碼時，也要運用所學的算法規則。先想一個自己很容易記住的密碼，然后利用移位、替換等方式，變成不容易被別人猜到的密碼。
你認為這個做法好嗎？與小組同學交流看法。
算法應用思考
6
練一練
嘗試用所學加密算法，設計一個自己的密碼本，并用這個密碼本的加密方式，加密一則信息并傳送給同學或家長，看看他們能否順利解讀出來。
7
課堂總結
1．凱撒密碼的基本算法思想就是移動字母位置并替換。
2．通過了解移位加密算法，知道明文和密文的關系。
3．加密算法在保護信息安全方面起著重要作用，保護著我們的信息安全。
4．我們設置密碼時，可以適當運用加密算法來加密。
8
作業布置
嘗試通過網絡搜索，查詢還有哪些常用的加密算法以及這些算法的關鍵因素。
9
板書設計
一、認識簡單的移位密碼
二、與同學互傳中文密信
三、信息加密與信息安全
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