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(共43张PPT)
第一单元 第2课
电波加密语
（湘教版）四年级
下
1
核心素养目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
7
板书设计
2
新知导入
4
课堂练习
6
课堂总结
课后作业
8
01
核心素养目标
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
了解近代通信技术的发展，体会科学家与谍战工作者的智慧与责任;知道加密信息需合法使用，树立保护信息安全、尊重他人隐私的意识。
参与摩尔斯电码拍手模拟、简单加密解密游戏，能用点、划表示简单字母或数字；能结合谍战情境，举例说明加密在生活中的应用(如密码锁、账号密码)。
能通过对照表梳理简单字符的摩尔斯电码规则，初步理解“明文一密文一密钥”的加密解密逻辑;能对比烽火编码与摩尔斯加密，分析加密的必要性。
知道摩尔斯电码是近代重要的电波编码/加密方式，能说出摩尔斯电码的基本符号(点、划)，感知加密在保护信息安全中的重要作用。
02
新知导入
02
新知导入
19世纪初，欧洲电磁学研究迈入一个高速发展的阶段，越来越多的人想到用电来传输信息，从而提高信息传递的时效性。著名的莫尔斯电码就是在这个时期发明的，它作为世界上曾经最便捷的远距离沟通语言，在人类的通信舞台上活跃了近两个世纪。
用来发送莫尔斯电码的电报机
02
新知导入
学习目标
莫尔斯电码的相关历史和编码规则是什么
如何为莫尔斯电码加密
莫尔斯电码在生活中的应用有哪些
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新知讲解
一、神秘的莫尔斯电码
莫尔斯电码是由美国发明家萨缪尔·莫尔斯及其助手艾尔菲德·维尔在1837年发明的。莫尔斯电码是一种时通时断的信号编码，由“·”（读作“嘀”）和“-”（读作“嗒”）两种符号以及它们的组合和间隔组成，可以代表不同的英文字母、数字和标点符号。
表1-2 莫尔斯电码表
03
新知讲解
一、神秘的莫尔斯电码
在用电报机发送莫尔斯电码时，“·”（嘀）和“-”（嗒）的声音长短不一，“-”相当于三个“·”的时间长度，每个字符之间的时间间隔也是三个“·”（嘀）的时间长度。
探索：
1.参照莫尔斯电码表，尝试用拍手的方式模拟发送字符。
2.在没有电报机的情况下，你还能想到用什么方式发送莫尔斯电码
03
新知讲解
敲击物体，靠敲击长短间隔传递信号。
开关灯光，明暗时长对应电码符号。
口哨声响，以长短音调组合编码。
挥舞旗帜，摆动频次快慢代表点位。
一、神秘的莫尔斯电码
- · ·-
03
新知讲解
一、神秘的莫尔斯电码
为了使人们能够更加方便快捷地阅读和解码莫尔斯电码，网络上有很多在线莫尔斯电码翻译器，可以实现莫尔斯电码的编码与解码、播放和下载莫尔斯电码的音频等。
莫尔斯电码翻译器界面
探索：在网络上找一个在线莫尔斯电码翻译器，输入需要发送的文字，查看结果，并尝试用多种方式发送出来。
03
新知讲解
打开网站，在文本框输入：HELLO。
自动生成摩尔斯电码：··· · ·-·· ·-·· ---。
点击播放，听长短音节奏（点 = 短，划 = 长）。
复制结果，准备发送。
一、神秘的莫尔斯电码
03
新知讲解
1、灯光发送（点 = 快闪 1 次，划 = 常亮 3 秒）
HELLO：闪 ×4 → 闪 ×1 → 闪 - 亮 - 闪 ×2 → 闪 - 亮 - 闪 ×2 → 亮 ×3。
2、手势发送（点 = 轻拍 1 下，划 = 重拍 1 下）
HELLO：轻 ×4 → 轻 ×1 → 轻 - 重 - 轻 ×2 → 轻 - 重 - 轻 ×2 → 重 ×3。
一、神秘的莫尔斯电码
03
新知讲解
莫尔斯电码的常见的应用场景
应急求救：遇险用灯光、敲击发出 SOS 求救信号。
野外通讯：无通讯设备时远距离简易传信。
海事航空：传统船舶、航空应急备用联络。
军事侦查：隐蔽无声传递情报指令。
趣味拓展：密码解谜、户外团建益智游戏。
残障辅助：手势敲击辅助沟通交流。
知识链接
按照莫尔斯电码表发送的字符是明文（不加密的信息），任何收到明文的人都可以通过莫尔斯电码表将收到的信息翻译出来。因此，可以先对信息进行加密，再将其转换为莫尔斯电码发送，从而防止信息的泄露。
03
新知讲解
二、被加密的莫尔斯电码
03
新知讲解
QWE加密是一种替换加密方法，是把计算机键盘上的字母Q~M按照字母A~Z的顺序依次进行替换，即Q=A，W=B，E=C······（将白色字母替换为同位置的黄色字母）
QWE加密对应字母示意
二、被加密的莫尔斯电码
1、QWE加密
03
新知讲解
若将明文HELLO WORLD进行QWE加密，如表1-3所示。
经过加密的密文是PCSSIBIDSM，再按照莫尔斯电码表对密文进行编码发送，这样做有效地提高了信息的保密性。
表1-3 QWE 加密
二、被加密的莫尔斯电码
1、QWE加密
探索：请将你名字的汉语拼音进行QWE加密，再转换为莫尔斯电码。
03
新知讲解
表1-4给字母加密
明文（拼音）
QWE 加密
莫尔斯电码
M O E R S I
D G T K L O
-·· --· - -·- ·-·· ---
二、被加密的莫尔斯电码
1、QWE加密
03
新知讲解
栅栏加密是一种置换加密方法，它把需要加密的明文按提前约定好的密钥分成若干组，然后将每组文字上下依次排列，最后纵向提取字母重新排序，组成密文。
比如：将HELLOWORLD进行栅栏加密。
提前与通信方约定好密文的密钥是解密
所需的特殊代码。栅栏加密的密钥与字母
的分组有关，几个字母分为一组，就代表
密钥是几。
二、被加密的莫尔斯电码
2、栅栏加密
通信双方提前约定密钥示意
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新知讲解
先去掉词句中间的空格，然后将它们按五个字母一组依次分层排列，就像是把每个字母分别放在一个栅栏里，如表1一5所示：
二、被加密的莫尔斯电码
2、栅栏加密
表1-5 栅栏加密表
纵向提取这些栅栏里的字母，然后重新排序：HWEOLRLLOD
因为密钥是提前约定好的，所以当对方收到密文后，按照密钥规则破译密文，就可以获得信息了。
探索：选择栅栏加密方式将密文发送给你的同伴，如果密钥为2，HELLOWORLD应怎样排列？尝试在下方表格中写一写，生成的密文是
。
03
新知讲解
二、被加密的莫尔斯电码
2、栅栏加密
第 1 行（奇数位） H L O O L
第 2 行（偶数位） E L W R D
HLOOLELWRD
03
新知讲解
为了让信息更安全，可以对信息进行多层加密，如图所示：
二、被加密的莫尔斯电码
3、多层加密
多层加密示意
探索：请你选一句话，对它进行多层加密，并通过莫尔斯电码发送给你的同伴，尝试互相破解密码。
03
新知讲解
二、被加密的莫尔斯电码
3、多层加密
OSCGTEGROFU
OOSTFCEGUGRTO
--- --- ··· - ··-· -·-· · --· ··- --· ·-· - ---
我将用“I LOVE CODING”进行尝试。
03
新知讲解
其他加密小方法
凯撒密码（移位密码）：把字母按固定位数 “往后挪”，比如密钥为 3 时，A→D、B→E，是最经典的移位替换加密。
维吉尼亚密码：用一串单词当密钥，不同字母按不同位数移位，破解难度比凯撒密码高很多。
键盘坐标密码：按键盘行和列的数字表示字母，比如第一行第 1 个字母 Q 表示为 (1,1)。
知识链接
03
新知讲解
三、国际求救信号 SOS
除了军事和通信领域，莫尔斯电码在生活中也具有广泛应用。其中，国际求救信号SOS最为人们所熟知。
SOS首次被采用是在1905年，SOS最初并非任何单词的缩写，它是为海上船只救险提出的标准化国际莫尔斯电码信号，由三短音、三长音、三短音组成（S表示三个点，O表示三条线），即“···---···”。
用莫尔斯电码表示“SOS”
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新知讲解
三、国际求救信号 SOS
除了电报，SOS信号还可以通过书写、拼摆、敲击、发光等方式传递，所以它逐渐被大众认可。1908年，国际无线电报公约组织正式宣布将SOS确定为国际通用海难求救信号。
随着现代无线电通信技术的发展，国际海事组织于1992年废除了SOS信号，改用“全球海上遇险与安全系统（GMDSS)”。但作为使用时间最长的国际求救信号，SOS还一直被大众使用。
SOS求救信号应用示意
03
新知讲解
探索：当你被困或发生危险又无法与外界联络时，会怎样发送求救信号？除了发送SOS求救信号，还有哪些方式能够使救援人员快速发现自己
火光 / 烟雾信号：点燃 3 堆火摆成三角形，夜间用干柴生明火，白天加湿柴生浓烟，飞机极易识别。
声音信号：用哨子、敲击金属等发出 “三次重复的声响”，如三短声、三长声，每分钟循环一次。
三、国际求救信号 SOS
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新知讲解
反光信号：用镜子、金属片、罐头盖反射阳光，向飞机 / 救援方向持续闪烁，每分钟闪 6 次。
地面标志信号：在开阔地用石头、树枝摆出巨大的三角形、“HELP” 或箭头，字母长度不小于 2 米。
抛物信号：在高处向地面抛软物或挥动颜色鲜艳的布料，吸引地面人员注意。
国际手势信号：双臂高举过头呈 “Y” 形，或双手在头顶交叉，是表示需要帮助的通用手势。
03
新知讲解
2019年4月23日是中国人民海军成立70周年，当天22点40分00秒至22点41分59秒，瓢虫一号卫星在太原上空用肉眼可见的聚光灯阵闪烁发送了一串莫尔斯电码，为人民海军送出了别样的祝福。
根据莫尔斯电码表，这些符号表示
JIA YOU REN MINHAI JUN（加油人
民海军)，这是中国式的硬核浪漫，
是全国人民对祖国建设强大的现代化海
军的迫切期待。
知识链接
04
课堂练习
1、多层加密是如何提升信息保密性的。
逐层叠加不同加密方式，打乱字符形态与顺序，破解需依次突破多层规则，大幅增加破译难度，有效保护信息。
04
课堂练习
2、以 “China” 和密钥 3为例，写出加密后的密文。
2、按行读取拼接最终密文为CHNIA。
第 1 行 C
第 2 行 H N
第 3 行 I A
1、将China分成多行，从上到下、从左到右写入下表：
04
课堂练习
3、写出国际求救信号 SOS 的莫尔斯电码，并说明它的组成特点。
SOS 的莫尔斯电码为··· --- ··· 。它的组成特点是信号简单、节奏清晰，无歧义且易于传递，可通过灯光、敲击、声音等多种方式发送，是国际通用的海难求救信号。
05
拓展延伸
永不破译的精神密码
05
拓展延伸
莫尔斯电码的发展历程
1837 年莫尔斯与助手研发出电码，依靠点、划两种符号传递信息。
1844 年完成首次正式电报发送，电码开始实际使用。
1851-1865 年优化统一标准，实现各国通信互通。
05
拓展延伸
莫尔斯电码的发展历程
19 世纪中后期到20 世纪初一度广泛用于商业、航海、军事远距离通讯。
1908 年 SOS 成为通用海上求救信号。
20 世纪中后期至今逐渐淡出主流，应
急与业余领域仍在使用。
05
拓展延伸
莫尔斯电码的使用方法和技巧
把控时长比例：划时长为点的 3 倍，符号、字符、单词间隔按固定倍数区分。
规范发送节奏：匀速发送，快慢均匀，避免信号混淆。
多样载体传递：灯光、敲击、声响均可转化为点划信号通信。
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拓展延伸
熟记基础编码：牢记字母、数字常用电码，提升收发效率。
巧用求救编码：熟练掌握 SOS 标准信号，危急时刻快速求援。
练习互译收发：日常练习编码译码，
提升识别与传送准确度。
莫尔斯电码的使用方法和技巧
05
拓展延伸
莫尔斯电码加密算法的优缺点
优点：
形式简单，仅两种符号，传递、记录便捷。
可叠加多种算法，灵活提升保密程度。
灯光、声响等多场景均可发送，适用性强。
基础算法易懂，上手学习难度低。
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拓展延伸
莫尔斯电码加密算法的优缺点
缺点：
单一加密算法规则简单，容易被破译。
收发双方必须统一密钥与规则，容错率低。
加密步骤增多后，收发效率会下降。
信号节奏偏差，极易造成信息解读错误。
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课堂总结
3
完成课堂练习
1
学习莫尔斯电码
电波加密语
2
解析加密莫尔斯电码
3
认识国际求救信号“SOS”
5
进行知识拓展
1
2
3
4
5
07
板书设计
电波加密语
1、远距离沟通语言——莫尔斯电码
2、莫尔斯电码加密的方法
3、国际求救信号的学习
4、关键探索：解析莫尔斯电码的浪漫
5、拓展延伸
08
课后作业
1、通过网络搜索，查找还有哪些加密方法。想一想，你能用莫尔斯电码和加密方法做什么？
2、有人说 “SOS 信号已经被现代海事
系统淘汰，完全没有用了”，你同意吗？
说明理由。
课后作业
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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