中小学教育资源及组卷应用平台 第9课 互传密信有诀窍 教学设计 课题 互传密信有诀窍 单元 第三单元 学科 信息科技 年级 五年级 教材分析 【学情分析】在上一单元的学习中，通过生活实例，认识了算法的三种基本控制结构及其描述的基本方法。在本单元的学习中，进一步结合典型问题，运用算法的基本控制结构来解决实际问题。用算法解决问题需要提取问题的关键因素，确定解决问题的相关因素，忽略非必要因素，清晰地认识问题、准确地描述问题。可以结合数学学习中的问题分解方法，通过分析问题的已知信息、求解目标、条件关系来解决问题。本单元的移位密码、用二分法猜数、判断闰年与平年等案例都涉及基本的数学知识和方法。这些知识和方法可以作为学生设计、运用算法解决问题的基础，有利于学生借助原有知识经验用计算思维解决熟悉的问题，学习新的知识与技能。本单元的学习强调实践和实际应用。学生通过对所求解问题的算法描述与设计，观察执行步骤，讨论执行路径，判断算法是否解决了指定问题，了解算法与程序之间的关系，知道编写程序的目的是实现、验证算法。【内容结构】 学习目标 1. 信息意识：了解移位密码及其算法，知道明文与密文的关系，了解加密算法在保护信息安全方面的意义。2. 计算思维：进一步认识算法的分支结构，学会从问题情境中提取关键因素、确定判断条件，知道判断条件对算法执行结果的影响。3. 数字化学习与创新：通过学习身边的算法，体会算法的特征，有意识地将其应用于数字化学习过程中，适应在线学习环境。4. 信息社会责任：了解加密算法在保护信息安全方面的意义，增强信息安全意识。 重点 信息加密传输的过程，明文与密文的关系。 难点 加密算法在保护信息安全方面的意义。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 激趣导入 【激趣导入】同学们，今天老师要给大家讲一个发生在很久很久以前的有趣故事。【提问】同学们，你们想不想知道恺撒是怎么做到的呢？【建构】这背后其实隐藏着一门很有趣的知识 ——— 密码学。今天，我们就一起来学习神秘又有趣的凯撒密码。 思考、注意 吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣。 学习活动 【学习活动1】一、认识简单的移位密码凯撒密码采用的是一种简单的移位加密算法。规则是把明文中的每个字母按照一定的规则移动，从而生成密文。明文中的所有字母在字母表中向右移动指定位后被替换成密文。例如，当字母表中的字母向右移动三位时，A替换成D，B替换成E，以此类推。如果移动后的字母超过了字母表最后的字母Z，则需要回到字母表的开头，继续向右移动。解密是加密的反向操作。例如，将加密时的向右移动三位改为向左移动三位，就可以解密。如果移动后的字母超过了字母表的最前面一个字母 A，则需要回到字母表的最后，继续向左移动。上述移动三位的加密算法，可以用自然语言描述如下。第 1 步：输入要传送的明文。第 2 步：查看第一个字母，将字母向右移动三位并输出对应的字母。第 3 步：重复第 2 步操作，分别判断并输出第二个字母、第三个字母、第四个字母……直到处理完成原文中的所有字母。可以看出，以上构成了一个循环结构的算法。【学习活动2】二、与同学互传中文密信要求：两个同学一组，利用移位加密的规则，给对方写一封简单的中文密信，然后解密并相互验证。具体的操作过程如下。第 1 步：依据自己所写密信的字数，确定一个多行多列的方格，把明文依次放入方格中。设定的行数、列数成为密钥的第一部分。例如，把原文“计算机的能力主要依赖极高的算力、巨量的数据以及人类积累起来的丰富算法。”放入 6 行 6 列的方格中。第 2 步：选定要移位的列和移位的方式，如奇数列、下移 3 行。这是密钥的第二部分。 第 3 步：把奇数列的文字依次下移 3 行 ... ...
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