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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 本节课义务教育版五年级全一册信息技术教材的第9课 互传密信有诀窍。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。本课主要介绍了移位密码的基本规则和加密算法在信息安全中的应用。学生将通过学习凯撒密码的加密和解密过程，了解明文与密文的关系，体验信息加密的过程，并探讨信息加密与信息安全的重要性。
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 掌握移位密码的基本思想。
难点 借助流程图的描述，认识凯撒密码加密算法。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 同学们，你们想不想知道恺撒是怎么做到的呢 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。 学生认真聆听、讨论。 引发学生的兴趣与思考。
讲授新课 认识简单的移位密码1．凯撒密码的加密方法介绍移位加密算法，引导学生了解凯撒密码的加密方法。凯撒密码的算法描述引导学生将移位加密算法，采用自然语言的方式描述出来。3.将移位加密算法，采用自然语言的方式描述出来。4.结合流程图，对移位加密算法的步骤进行讲解。二、与同学互传中文密信第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。第2步：选定要移位的列和移位的方式，如奇数列、下移3行。第3步：把奇数列的文字依次下移3行，找到对应的方格填入，下移超过最后一行的文字，回到第一行继续下移替换，构成密文。第4步：两位同学互传加密后的密信，并尝试解密。解密时，按照加密的规则反向操作，依据加密的规则（密钥的两个部分），将加密时的向下移动改为向上移动，就可以解密。三、信息加密与信息安全在信息传输过程中，为确保信息安全，发送方往往需要把原文信息进行加密后再传输，接收方收到信息后通过解密，获得原文信息。 学生认真聆听教师讲解，积极参与讨论；小组讨论完成学习活动教师引导学生思考：积极参与小组讨论，分享并讨论自己的见解和发现。 激发学生的学习兴趣，引导学生关注寻找解决问题的途径与方法，以及解决问题并验证结果等阶段。通过互动讨论。促进学生之间的交流与合作，为后续课程打下基础。
作业布置 在信息传输过程中，为确保信息安全，发送方往往需要把原文信息进行加密后再传输，接收方收到信息后通过解密，获得原文信息。
课堂小结 1．凯撒密码的基本算法思想就是移动字母位置并替换。2．通过了解移位加密算法，知道明文和密文的关系。3．加密算法在保护信息安全方面起着重要作用，保护着我们的信息安全。4．我们设置密码时，可以适当运用加密算法来加密。
板书 一、认识简单的移位密码二、与同学互传中文密信三、信息加密与信息安全
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第9课 互传密信有诀窍
(义务教育版）五年级上册
教学目标
1
新知导入
2
议一议
3
想一想
4
学一学
5
练一练
6
课堂总结
7
作业布置
8
1
教学目标
1．初步了解移位密码的基本规则，看懂用流程图描述的移位加密算法，知道明文与密文的关系。
2．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。
2
新知导入
　　同学们，你们想不想知道恺撒是怎么做到的呢
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。
3
议一议
　　恺撒是怎么做到的呢
4
想一想
　　如何用它来传递密码信息？
5
学一学
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，是历史上真实存在的一个经典加密方法。
在罗马共和时期的战争中，军事指挥官为了预防情报所表达的信息在传递过程中被敌军截获，往往会依据指定的规则对情报进行加密，只有知道规则的人才能解密。
到了现代，凯撒密码已经无法完全保证人们的信息安全，很少被直接使用，但常常作为一个部分被用于其他的加密方法之中。
凯撒密码
5
学一学
凯撒密码的加密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。
加密移位规则
5
学一学
明文中的所有字母在字母表中向右移动三位后被替换成密文。这时，字母A替换成D，B替换成E，依此类推。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，继续移动。
移动3位加密
5
学一学
在26个字母表中，下面是移动三位明文与密文的对应关系。
移动3位加密
5
学一学
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最前面的字母A，则需要回到字母表的最后，继续向左移动。下面是移动三位密文与明文的对应关系。
解密操作
5
学一学
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。
以上构成了一个循环结构。
移位密码的算法描述
5
学一学
两位同学一组：按照凯撒密码的移位规则，尝试对由英文字母组成的信息进行加密与解密游戏。
例如，一位同学出示密文“jrrg pruqlqj”，另一位同学尝试解密，并说出答案“good morning”。
提示：如果出现标点、空格等时，保持不变。
互猜密文游戏
5
学一学
二、与同学互传中文密信
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。
活动要求
5
学一学
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。
这里设定的行数、列数成为密钥的第一部分。
5
学一学
第2步：选定要移位的列和移位的方式，如奇数列、下移3行。
第3步：把奇数列的文字依次下移3行，找到对应的方格填入，下移超过最后一行的文字，回到第一行继续下移替换，构成密文。
第2步中选定的列和移位的行数，是密钥的第二部分。
5
学一学
第4步：两位同学互传加密后的密信，并尝试解密。
解密时，按照加密的规则反向操作，依据加密的规则（密钥的两个部分），将加密时的向下移动改为向上移动，就可以解密。
要给对方一些提示。如把文字与方格一起给对方，适当提示移位的行或列、移动的行数等。
5
学一学
三、信息加密与信息安全
在信息传输过程中，为确保信息安全，发送方往往需要把原文信息进行加密后再传输，接收方收到信息后通过解密，获得原文信息。
加密传输信息
5
学一学
信息加密时，如果加密规则过于简单，很容易被破解。所以加密算法需要尽可能多的位数和复杂度。
1．为信息加密时，在字母表中改变移动的位数，如果不是移动三位，而是移动五位、七位等，是不是更安全？
2．如果不知道移动的位数，如何破解移位密码？
3．加密时，把英文字母替换成指定中文段落中的文字，或者把中文替换成字母表中指定的字母，是不是更安全？
讨论交流
5
学一学
学习了移位加密算法后，有同学说，以后给自己或家长设置密码时，也要运用所学的算法规则。先想一个自己很容易记住的密码，然后利用移位、替换等方式，变成不容易被别人猜到的密码。
你认为这个做法好吗？与小组同学交流看法。
算法应用思考
6
练一练
尝试用所学加密算法，设计一个自己的密码本，并用这个密码本的加密方式，加密一则信息并传送给同学或家长，看看他们能否顺利解读出来。
7
课堂总结
1．凯撒密码的基本算法思想就是移动字母位置并替换。
2．通过了解移位加密算法，知道明文和密文的关系。
3．加密算法在保护信息安全方面起着重要作用，保护着我们的信息安全。
4．我们设置密码时，可以适当运用加密算法来加密。
8
作业布置
尝试通过网络搜索，查询还有哪些常用的加密算法以及这些算法的关键因素。
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板书设计
一、认识简单的移位密码
二、与同学互传中文密信
三、信息加密与信息安全
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