1.2加密算法 教学设计-2022电子工业版 五年级下册

《1.2 加密算法》教学设计 教学内容分析 本节课是2022年电子工业出版社出版的五年级下册第一单元第2课。本节课分为三个活动：“古代加密算法”“使用加密算法为信息加密”“设计一个加密算法”三部分内容组成。学生通过小组合作探究学习逐步掌握本节课的知识点，具备一定的小组合作能力、探究能力、创新能力等，提升信息社会责任，综合提升信息素养。 教学目标及核心素养指向 1、知道古代加密算法（信息意识、计算思维） 2、能使用加密算法为信息加密（信息意识） 3、能综合所学设计一个加密算法（信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任） 教学重难点 教学重点： 1、 知道古代加密算法 2、能使用加密算法为信息加密 设计原因：了解加密算法是本节课的主要内容，知识点的渗透需要作为重点内容。 教学难点： 能综合所学设计一个加密算法 设计原因：设计一个加密算法在操作上对学生来说比较困难，所以此部分对学生来说难度较高，应作为难点内容。 教学过程 1、情境导入（3分钟） 教师活动 学生活动 情境引入：从古至今，在很多时候，人们都需要对重要的信息进行加密，例如，在战场上需要将传递的情报信息进行加密;在生活中需要给手机、计算机、银行卡、邮箱等设置密码。计算机的产生，使人们在加密与解密方面的能力都有了大幅提高。 学生听教师引导生活中的案例,学生讨论，回答提问 设计意图： 激发学生对加密算法的学习兴趣并快速进入学习状态。 2、新知讲授（30分钟） 教师活动 学生活动 活动1：古代加密算法 中国古代晋商的票号遍布各大城市，甚至海外，这些票号每天都要兑换大量的汇票，如图1.2.1所示。为了鉴别纸质汇票的真假，一般会在汇票下面写一行字，也就是银票对应的日期和数目。如果汇票和银票上的数目及存款日期一致，汇票就是真的;如果不一致，汇票就是假的。而到底是真是假，只有票号中少数掌握密码规则的人才清楚，一般人则看不懂。 图1.2.2所示为晋商创造的一套用汉字作为符号的加密方法，例如，为了表示农历每个月的1-30日，晋商创造了“堪笑世情，天道最公平，昧心图自利，阴谋害他人，善恶终有报，到头必分明”的诗句。每个字表示一个日期，如写个“天”字，熟悉其中奥妙的人就知道是6日。 活动2：使用加密算法为信息加密 凯撒密码是古罗马时期军事活动中创造的一种加密方法，用到的是一种简单的置换移位方法，例如，D代表A，E代表 B……如图1.2.3所示。 在凯撒密码加密算法中，根据英文字母表中字母的位置进行置换移位。使用这种方法给信息加密时需要事先约定好:向后或者向前移动1位或者2位，甚至更多。 要加密的信息一般称为“明文”,加密后的信息称为“密文”，对“明文”加密的规则就是“密钥”，如图1.2.4所示的过程就是使用凯撒密码加密算法将明文“book”加密成了密文“errn”。 活动3：设计一个加密算法 在对信息进行加密时，使用不同的加密算法进行加密，得到的密文会不同。例如，活动1中的加密算法，明文与密文是一一对应的;活动2中的加密算法，密文是将明文通过一定的规则推导出来的。 小江设计了一个可以对数字进行加密的算法,例如,他用“床前明月光,疑是地上霜”10个字分别代表 0-9的数字，部分程序如图1.2.5所示，只要输入数字，程序就会输出对应的密文。 学生通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务 活动1：古代加密算法 小组合作探究 1.假设要在汇票中表示 12月1日，应写哪些字呢? 2.在票号 100 多年的历史中，没有一次因为汇票伪造而引起的冒领事件。想一想，如果当时人人都知道这样的规则，票号使用的防伪方式还有用吗? 3.请查阅资料，说一说图 1.2.2 中的加密文字分别代表什么信息。 活动2：使用加密算法为信息加密 小组合作交流 1.分析凯撒密码的加密算法，在加密过程中，B、C分别代表什么字母?M、N分别可以用什么字母代表? 2.使用凯撒密码加密方法，英文单词“World”加密后的内容是什么? 3.用单一的密钥进行加密的算法有什么缺点?如何改进? 4.加密之后的密文如何通过对应的“密钥”进行解密，得到正确的明文? 活动3：设计一个加密算法 小组合作探究 1.请将图 1.2.5的程序补充完整。 2.输入自己的生日，验证程序的运行结果是否正确。 实践探究 1.请尝试设计一个加密算法，确定“密钥”，并在下框中描述这个算法。 2.根据上面设计的加密算法，和同学玩一玩信息加密的游戏，尝试填写表 1.2.1。 设计意图: 培养学生独立思考的能力，提高核心素养。 3、课堂小结（7分钟） 教师活动 学生活动 总结本课内容： 活动1古代加密算法 活动2使用加密算法为信息加密 活动3 设计一个加密算法 学生一同回答并梳理知识 设计