信息安全中的加密（教学设计）2026-2027学年五年级上册信息科技苏科版

该小学信息科技教学设计聚焦信息安全中的加密，涵盖明文、密文、密钥概念及凯撒移位加密算法。通过班级线上传递秘密通知的情境导入，感知信息传输风险，衔接第三单元算法思想，以教材阅读、师生互动、流程图绘制和小组实践为支架，构建加密知识体系。 特色在于情境贴近校园生活激发兴趣，依托凯撒密码案例让学生亲历加密解密过程，理解算法可逆性，通过对比表格辩证分析简易加密局限性联系现代技术。落实计算思维（算法理解）、信息意识（安全认知）和信息社会责任（隐私保护），学生提升加密实践能力与安全素养，教师获得清晰教学流程与实践活动设计。

《信息安全中的加密》教学设计-2026-2027学年苏科版（新版）小学信息技术五年级上册 一、学情分析 五年级学生日常使用社交软件、线上平台，能够感受到信息传递场景，具备基本网络生活经验。学生了解个人信息需要保护，但是对于加密、密码算法缺少系统认知，普遍混淆“设置登录密码”和“信息加密传输”两个概念。学生已经学习多种算法思想，能够理解“按照固定规则执行步骤”，具备读懂简单流程图的基础能力。 学生好奇心强，喜欢解密闯关类任务，但是难以抽象理解明文、密文、密钥三者之间的逻辑关系；容易认为加密规则永远无法破解，不能客观看待简单加密算法存在的安全局限。本课立足算法视角，让学生认识加密本质是一套变换信息的算法，同时提升信息安全素养，落实信息社会责任相关目标。 二、教材分析 本课是第三单元最后一课，将算法思想与信息安全相结合。教材以经典凯撒移位密码作为核心案例，搭建完整学习链条：信息传输隐患→认识加密基本概念→凯撒加密算法实践→加密与解密的可逆关系→简单加密算法的局限→生活中的现代加密技术。 教材文本结构清晰，层层递进：首先提出问题，明文直接传递容易被他人窃取；随后定义明文、密文、密钥三大核心概念；借助字母移位案例展示加密算法流程；通过解密活动验证加密和解密互为逆过程；最后引导学生辩证思考简单加密的不足，联系互联网生活认识现代加密手段。 教材隐性主线：加密本质是一套有序执行的算法，再次巩固本单元算法思想；同时实现学科育人，培养学生保护个人隐私、重视数据安全的意识，实现计算思维与信息社会责任融合。 三、核心素养目标 1.信息意识：认识明文直接传输存在安全风险；理解加密技术在保护个人信息、网络通信中的作用；能够识别生活中加密技术应用场景。 2.计算思维：掌握明文、密文、密钥基本概念；理解凯撒移位加密算法的执行规则；能够使用自然语言、流程图描述加密与解密步骤；明白加密和解密互为可逆过程。 3.数字化学习与创新：小组合作完成加密、解密实践活动；尝试自主设计简易字符变换加密规则。 4.信息社会责任：树立信息保护意识，不随意泄露敏感信息；客观认识简单加密存在安全漏洞，知道复杂加密技术支撑网络安全；自觉规范网络言行，尊重他人信息隐私。 四、教学重难点 教学重点：理解明文、密文、密钥含义；掌握凯撒移位加密算法原理；能够独立完成简单信息加密与解密。 教学难点：抽象理解加密是一套变换数据的算法；理解加密和解密的可逆关系；客观分析简易加密算法的安全局限性。 五、教学过程 （1） 情境创设，感知信息传输风险 教师创设情境：班级需要线上传递一条秘密通知，如果直接发送文字消息，消息有可能被其他人看到。 师：如果直接发送原始文字，别人轻易读懂，我们有什么办法，让拿到消息的陌生人无法看懂内容？ 生1：把文字换成暗号。 生2：制定一套专属转换规则。 师：大家想到的方法，就是加密思想。在网络世界，大量信息在互联网中传递，为了防止信息泄露，人们使用加密算法保护数据。今天我们学习《信息安全中的加密》，探究加密背后的算法。 设计意图：选用贴近校园生活的消息传递情境导入，让学生直观感受加密的现实价值，激发探究兴趣，自然引入课题。 （2） 研读教材，掌握加密基础概念 教师组织学生自主阅读教材正文，勾画三个核心名词，开展师生互动。 师：阅读教材，找一找明文、密文、密钥分别代表什么含义？ 生：原始可以直接读懂的信息叫做明文；经过转换、难以直接看懂的信息是密文；转换使用的统一规则就是密钥。 教师板书规范概念： 明文 →【按照密钥规则加密算法】→ 密文 密文 →【按照密钥规则解密算法】→ 明文 师提问：如果两个人进行秘密通信，一方加密、另一方解密，双方必须拥有什么相同的东西？ 生：必须约定统一的密钥。没有密钥，很难把密文还原成明文。 教师小结：加密与解密依靠同一套密钥，密钥是实现信息还原的关键。 设计意图：立足教材文本落实概念教学，建立加密完整模型，理清三者逻辑关系，为凯撒密码实践做好知识铺垫。 （3） 案例探究：凯撒移位加密算法（教材核心案例） 教师引导学生阅读教材凯撒密码相关内容，介绍历史背景：古罗马凯撒大帝使用移位密码传递军事指令，这是经典的简易加密算法。 展示教材标准规则：选定密钥为3，所有英文字母向后移动3位；A→D，B→E，以此类推；到达字母Z后，循环回到字母开头。 师生共同完成示例加密：明文【CAT】，密钥3，加密得到密文【FDW】。 师：我们梳理整个转换步骤，大家观察，加密是不是一套有序执行的步骤？ 生：是的，依次处理每一个字母，按照固定规则转换，本质就是算法。 教师绘制简易流程图，展示加密算法完整流程：读取字符→字母移位转换→输出密文字符。 布置小组实践任务：两人一组，约定密钥，互相将简单英文短句加密，交换密文尝试解密。 学生开展实践活动，教师巡视指导。 师：如果加密向后移动3位，想要解密，我们需要怎么操作？ 生：字母向前移动3位。 教师总结规律：加密操作和解密操作互为反向操作，体现可逆性。 设计意图：严格依托教材凯撒密码案例开展实践，让学生亲身完整经历加密、解密全过程；引导学生发现加密本质是算法，串联单元整体知识主线。 （4） 深度辨析：简易加密算法的局限性 师：我们使用的凯撒移位密码安全吗？大家思考，如果外人不知道密钥，能不能尝试破解？ 组织课堂讨论，学生自由发表观点。 教师讲解：凯撒密码只有25种不同移位方式，攻击者可以逐个尝试所有密钥，很容易完成破解。 师：结合教材拓展内容想一想，生活中网银、聊天软件还会单纯使用凯撒密码吗？为什么？ 生：不会，安全性太低，容易被破解，需要更加复杂的加密算法。 教师拓展生活案例：手机锁屏密码、微信通信加密、网购支付信息保护，都使用更加复杂的现代加密算法。 展示对比表格： 加密类型 优势 不足 适用场景 凯撒移位密码 规则简单，容易理解 密钥数量少，极易破解 课堂趣味练习、简易暗号 现代商用加密算法 密钥组合极多，破解难度巨大 算法规则复杂 网络聊天、支付、数据存储 设计意图：落实教材思考板块内容，辩证看待简易加密算法；打通课堂案例与真实网络生活的联系，提升学生信息安全认知。 （5） 拓展创新：自主设计简易加密规则 拓展实践任务：不局限于字母移位，小组自主设计一套加密密钥规则，可以针对汉字、数字进行转换，互相完成加密解密测试。 部分小组分享自创规则：数字统一加5、汉字使用序号替换等。 教师点评：无论规则如何变化，加密的底层逻辑不变：依托统一规则完成明文与密文之间的转换。 师提醒：大家设计的自创规则大多属于简易加密，仅适合小游戏，不能用来保护重要个人信息。 设计意图：给予学生创新探究空间，巩固加密核心模型；同时做好安全提示，落实信息社会责任目标。 六、课堂小结 师：我们一起回顾本节课重点知识，邀请同学自主梳理学习收获。 师生共同汇总知识点： 1.明文是原始可读信息，密文是加密后的信息，密钥是约定好的转换规则； 2.凯撒移位密码是经典简易加密算法，字母按照密钥位数进行移位变换；加密与解密互为可逆过程； 3.加密本质是一套有序执行的算法；简易移位加密存在明显安全漏洞，无法保护重要数据； 4.加密技术广泛应用在互联网场景，能够保护我们的隐私信息，我们要树立良好的信息安全意识。 教师课程升华：第三单元我们先后学习枚举、分治、递推、加密等多种算法思想。算法不只是纸上步骤，既能用来解决游戏、数学问题，也能够守护网络信息安全。后续学习中，我们还会继续探究更多实用算法。 2 学科网（北京）股份有限公司 $