资源简介

项目3 保障信息传输的安全——互联网信息加密
教学设计
一、学习内容
本项目是单元第三个项目，将算法、网络和信息安全三条逻辑主线融合。探讨了互联网信息加密，分析网络数据传输过程中可能遇到的安全威胁及相应的防护策略。本项目引导学生了解网络传输的过程及其隐含的风险，并从数据传输路径与数据内容两个维度出发，让学生掌握安全保障措施。通过动手实践，学生体验文件加密的全过程，运用压缩软件的内置加密功能，探索信息加密的基本原理及了解不同加密算法的安全性。同时，了解国产加密算法的重要地位以及互联网安全机制的运作，增强学生的网络安全意识与防护能力。
二、已具有的知识、能力与素养
七年级下学期的学生依旧对新鲜事物保持着浓厚的好奇心和对互联网的热情，理性思维也在不断发展，能够更全面、客观地思考问题。在之前的学习中，学生已经开始重视互联网安全，懂得如何保护自己的身份验证信息。然而，对于信息传输过程中的安全风险，他们还未曾深入了解，没有意识到信息在传输途中可能遭遇的截获、篡改或泄露等风险。
通过本项目的学习，学生将理解信息传输安全的重要性，并掌握加密原理和算法。在动手实践中，体验加密的全过程，学会如何有效地保护信息传输的安全，从而进一步提升网络安全防范意识和技能。
三、问题梳理
l．素养问题
（ l ）常见的对称加密算法思路是什么？如何实现加解密？
（2）为什么要研制国产加密算法？
（3）互联网上信息加密传输是自动实现的吗？
2．项目问题
（ l ）李明爸爸传输文件时可能遇到哪些安全问题？
（2）保障李明爸爸安全传输文件有哪些解决思路？
（3）为什么加密能提升李明爸爸网络传递信息或文件的安全性？
四、学习目标
l．项目目标
提出保障互联网信息安全传输的建议。
2．素养目标
计算思维：知道加密算法的原理，并能设计简单的加密算法。
信息社会责任：了解国产加密算法对网络信息安全的重要性。
五、学习重难点
1． 学习重点
（ 1 ）网络传输过程的安全问题。
（2）文件加密传输。
（3）加密算法原理。
2． 学习难点
设计简单的加密算法。
六、学习策略
本项目以问题为导向，在“情境创设—历史对比—实践探究—知识建构—课后拓展”环节中，通过一系列活动深入了解信息传输过程中的安全风险及加密原理，提升网络安全意识和防护能力。
七、环境与资源
学生可以通过教师准备的学历案、课件、微课、视频、Python加密程序和学案等完成本项目学习。
器材/工具及资源 作用/功能
学历案 学习流程
微课 加密知识和相关计算机操作的学习
器材/工具及资源 作用/功能
Python加密程序 了解字母加密算法
学习平台 进行自评、互评
八、学习评价
1．过程性评价
课堂表现评价方面，如思考、回答、讨论、操作、游戏、探究等过程中，教师将以激励性口头表扬为主，贯穿学习过程的每个环节。针对各项练习，教师将评价学生的答案是否正确，理由是否合理。对于错误答案，学生要了解错误的原因，并及时订正。
2．总结性评价
本项目总结性评价分为自测评价和项目评价两部分，学生的自测评价在平台上完成，项目评价通过填写评价量规表完成。
自测评价：
（1）哪个协议在数据传输时进行加密和解密操作：□http协议 □https协议
（2）互联网信息传输加密的过程大多是：□自动完成的 □手动完成的
（3）互联网信息加密是通过什么完成的：□加密狗 □协议 □U盾
（4）互联网信息传输加密的技术核心是：□安全意识 □加密算法项目评价：
评价维度 评价标准 学生自评 小组互评
素养目标 知道加密算法的原理，并能设计简单的加密算法 ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆
项目目标 能够提出互联网信息传输建议 ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆
展示汇报 以小组为单位汇报，观点描述正确，表达清晰，实用性强 ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆
九、学习过程
学习环节 学习内容 要点和记录
课前准备 （ 1 ）游戏：利用体育课，全班分4组，完成接力跑。 （2）网上搜索：什么是算法。 （ 1 ）接力跑过程中，接力棒的发送方是 ，传递方是 ，接收方是 。我们组传递接力棒时 （有/没有）发生问题。 （2）算法是解决问题的 。
学习环节 学习内容 要点和记录
热身 阅读学习手册、学历案。 本节课的学习目标。
情境导入 （ 1 ）观看教师展示的李明父亲利用QQ传输文件的视频。 （2）项目学习问题。由此引发的问题如下：使用QQ传输文件安全吗？有什么好办法解决呢？ 阅读学习手册。 讨论后回答 。
学习流程 活动1：了解传输过程风险，找到互联网信息加密途径 （ 1 ）观看教师展示的图片：QQ传输文件过程。 （2）思考：QQ传输文件过程中的发送方、接收方和传输通道。 （ 3 ）思考：传输过程中可能面临哪些安全风险？分组讨论，完成学习手册“网络传输安全风险”连线。 风险类型传输过程典型安全问题 A. 信息泄露① 对信息进行修改伪装，骗过接收方 ② 机密文件被不法分子查看B. 信息窜改③ 截获文件并复制 ④ 截取信息后公开传播
（4）汇报：讨论结果。 （5）归纳：保障互联网传输安全要防窃取。 （6）思考：防窃取从哪些方面采取措施？ （7）观看教师展示的马、鸽子、烽火台图片和阅读明朝徐渭的藏头诗《平湖秋月》。 平湖一色万顷秋，湖光渺渺水长流。 秋月圆圆世间少，月好四时最宜秋。 （8）思考：中国古人采取了什么方法保护信息传输安全？能否被互联网时代借鉴呢？ （9）归纳：互联网加密可以从传输通道和信息内容两个途径来保障。 活动2：探究加密原理，设计简单加密算法 （ 1 ）阅读学习手册“针对传输通道和信息内容的解决思路”（图3.3.3），完成两种途径保障传输安全优缺点的对比。 QQ传输过程中的发送方是 ， 接收方是 ，传递通道是 。 在图上连线。 马、鸽子、烽火台都是建立信息的 ，从而保障了信息传输安全。 藏头诗是信息的一种表达方式，可以采用类似的方法对 进行保密。 互联网时代 （可以/不可以）借鉴古代保护信息传输安全的方法，所以可以从 和 两个途径进行保障。
学习流程 解决思路针对传输通道针对信息内容技术手段专用传输通道：在发送方和接收方之间建立专门的传输线路加密传输：发送方对信息进行加密，通过互联网传送到接收方，接收方再对信息进行解密安全性相对较高使用成本相对较高适用范围适合系统内部使用结论在常规的互联网应用情况下，李明爸爸向同事发送重要的资料，一般采用 来完成
（2）汇报讨论结果。 （ 3 ）归纳：在常规互联网应用情况下， 一般通过对信息内容进行加密来完成。 （4）体验加密传输：使用压缩软件给文件添加密码，并将加密后的文档上利用QQ发送给接收方，接收方通过QQ下载文件。接收方得知密码后打开文件查看。 （5）观看视频“对称加密”。 （6）思考：加密过程中密钥的作用。 （7）设计简单加密算法：分组抽取教师给定的数字明文，设计密钥得到密文。填写算法流程图。 （ 8）汇报小组设计的加密算法，其他组根据密文和密钥进行验证。 （9）归纳：互联网数字移位加密的方法。 （ 10）思考：加密文件和密码能用相同的方式传输吗？为什么？ （ 11 ）根据所学知识，为李明爸爸安全交流信息和传递文件提出建议。 （ 12）汇报提出的建议。 （ 13）阅读学习手册了解加密原理。 完成表格填写。 在常规互联网应用情况下， 一般采用对 进行加密来完成。 我们组的明文是 ，设计的 密 钥 是 ，得 到 的 密文是 。 加密算法是 。我输入的明文是 ，得到的密文是 ，密钥是 。 互联网信息加密的方法： _______ 经过 转化成 。 完成练习。 我建议李明爸爸在安全交流信息 和传递文件时需要 。 完成练习。
学习环节 学习内容 要点和记录
学习流程 活动3：提升思维，建构知识 （ 1 ）观看视频“国家安全教育日”。 （2）阅读学习手册“互联网安全机制示意图”。 （3）完成互联网信息加密练习。 （4）订正练习。 （5）完成本项目评价。 （6）说说传输文件时可能遇到的安全问题。 （7）填写互联网信息加密思维导图进行总结。
课后拓展 （ 1 ）思考：字母加密采取什么方式呢？ （2）运行Python加密算法程序。根据输入的明文和输出的密文，破解找到密钥。 （3）归纳：互联网字母移位加密算法。 字母加密算法： 。
十、板书设计
十一、学习反思
本项目理论性较强，因此激发学生的兴趣成为突破教学重难点的关键。为了实现这一目标，教师精心设计了多个教学环节，如课前的接力跑游戏、课中的古今加密技术对比、加密解密游戏以及操作体验等，让学生在轻松愉快的氛围中思考和学习。这些活动不仅激发了学生的学习兴趣，还促使他们在实践中深入理解加密原理。
在教学过程中，教师注重引导学生思考。在活动开始前，教师提出了一系列问题，激
发学生的好奇心和探索欲；在活动过程中，教师要积极参与各组的探究，及时给予学生评价和鼓励；在活动结束后，教师要通过追问的方式，帮助学生归纳和总结所学知识，从而构建完整的知识体系。
通过这些实践活动，学生亲身体验了文件加密的全过程，对加密原理有了直观而深刻的理解。小组合作的方式也让学生能够集思广益，提出保障互联网信息传输安全的建议，并尝试设计出简单的加密算法。然而，课堂上部分学生在设计加密算法时遇到了一些困难，这反映出他们对算法原理的理解还有待加深。教师在讲解时，根据学情，运用课件和学习手册，详细阐述加密原理，加深学生对这一关键知识点的理解。

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