初识加密与解密（教案）2025-2026学年四年级上册信息科技清华版

课 题 初识加密与解密——加密解密小游戏 课时数 1 教学内容 教材第91-96页内容 课型 新授 教学目标 1.信息意识：认识加密技术在信息保护中的作用，理解信息安全的重要性。 2.计算思维：通过分析滚筒密码和凯撒密码的规则，培养信息编码与解码的逻辑思维。 3.数字化学习与创新：能运用简单工具（纸条、密码表）完成加密解密操作。 4.信息社会责任：感受加密技术的历史价值与现实意义，树立个人信息保护意识。 教学重点 理解加密与解密的概念，掌握滚筒密码和凯撒密码的基本原理。 教学难点 理解“密钥”（如滚筒直径、移动位数）在加密解密中的核心作用。 教学准备 课件 ○教具 ○学具 ○作业单 ○其他： 教学过程 环节 教师组织/学习任务/学生活动 二次备课 1、 导入 （一）导入：古代军事保密智慧 1.情境创设： 展示教材图3.1.2（滚筒密码腰带），讲述古希腊斯巴达统帅莱桑德的故事： “2400多年前，雅典信使携带一条杂乱字符的腰带，被斯巴达士兵截获。当莱桑德用特定直径的木棒缠绕腰带时，字符竟组成了完整的军事情报！” 补充中国古代“阴符”案例：《六韬》记载八种长度的符牌代表不同指令，九寸长代表“攻破敌军”，五寸长代表“请求军粮”。 2.提问引导： “为什么这些方法能保护信息？生活中哪些信息需要加密保护？”（如聊天记录、账号密码） 通过历史故事激发兴趣，初步感知“加密技术源于信息保护需求”。 二、新授 （二）新授：探索加密解密的奥秘 1. 核心概念解析 明文与密文：未加密的原始信息叫明文（如“HELP”），加密后不可读的信息叫密文（如“KHOO”）。 加密与解密：将明文转为密文的过程叫加密，反向过程叫解密，两者需依赖相同规则（即密钥）。 历史脉络：人类密码技术经历古典密码（如滚筒密码）、近代密码（如恩尼格玛机）、现代密码（如手机加密）三个阶段。 2. 实践活动一：滚筒密码纸条缠绕游戏 材料准备：每组1张细长纸条、3种不同直径物品（铅笔、胶棒、手指）。 角色分工：2人一组，分别担任“加密者”和“解密者”。 操作步骤： 加密步骤： 加密者随机选择1个物品（如铅笔），将纸条螺旋缠绕其上（不让解密者看见）。 在缠绕的纸条上横向写下简短明文（如“OPEN”）。 取下纸条，物品归位。 解密步骤： 解密者用不同物品尝试缠绕纸条，直到信息还原。 原理总结：滚筒密码利用置换（字符位置改变） 原理，只有使用相同直径的密钥（物品）才能还原信息。 3. 实践活动二：凯撒密码字母替换挑战 规则解析： 古罗马凯撒大帝通过“字母移动固定位数”加密信息，例如移动3位时：A→D，B→E，…，Z→C。 示例：明文“STOP”→密文“VWRS”（移动3位）。 小组任务： 每组确定一个移动规则（方向：左/右；位数：1-5），填写任务单： 明文表 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 密文表 （根据规则填写，如右移2位：C D E F… B） 用姓名拼音进行加密（如“LI MING”→“NK OQPI”，右移2位），交换解密。 难点突破：通过“移动位数即密钥”的对比实验（如移动2位与3位的密文差异），强调密钥的唯一性。 三、小结 （三）课堂小结与拓展 1. 知识梳理 两种加密方法对比： 加密类型 原理 密钥示例 滚筒密码 字符位置置换 相同直径的物品 凯撒密码 字符本身替换 固定移动位数 核心结论：加密技术的本质是“用规则保护信息”，密钥是解密的关键。 2. 现实意义 展示生活中的加密场景：手机指纹解锁、支付密码、聊天软件加密（如微信“阅后即焚”）。 提问：“如果密码被破解，可能会有什么后果？”（引导学生关注账号被盗、隐私泄露等风险）。 板书设计 初识加密与解密——加密解密小游戏 ┌─ 历史渊源 │ ├─ 滚筒密码（古希腊）：木棒=密钥 │ └─ 阴符（中国古代）：长度=指令 ├─ 核心概念 │ ├─ 明文 ↔ 密文 │ └─ 加密 ↔ 解密（需密钥） ├─ 加密方法 │ ├─ 滚筒密码：位置置换（纸条缠绕） │ └─ 凯撒密码：字母替换（移动位数） └─ 生活应用 └─ 密码保护：支付、聊天、文件加密 作业布置及设计 基础作业 拓展作业 完成教材第95页“实践与思考”第1题：用凯撒密码（左移3位）加密“HELLO”，并写出解密过程。 搜集一个生活中的加密案例（如快递单隐去手机号、游戏账号二次验证），下节课分享其加密原理。 教 学 反 思 亮点 不足 改进措施: 通过历史故事和动手实验，学生能直观理解加密原理，参与度高。 部分学生对“密钥唯一性”理解不深，需加强对比实验（如用不同直径物品解密滚筒密码）。 下次可增加“密码破解”环节（如已知明文和密文反推密钥），强化逻辑推理能力 学科网（北京）股份有限公司 $