湘科版（2024）五年级上册信息科技 活动三 简单加密解密算法 教案（表格式）

编写时间： 20 年 月 日 执行时间：20 年 月 日至 日
年级： 5年级 总序第16个教案
课 题 简单加密解密算法 共 1 课时 课 型 新授
教学目标 了解信息加密和解密的基本过程。 理解简单加密算法的基本原理。 体验通过编程实现加密的过程
教学重点 透彻理解信息加密和解密的概念及过程
教学难点 能够根据实际需求，自主设计合理有效的加密方案，并对其安全性和可行性进行评估
教学策略 任务驱动法、、讨论法、实践法、小组合作法
教 学 过 程 课前、课中反思
一、导入 同学们，在当今这个信息爆炸的时代，我们每天都会通过互联网传递海量的信息。倘若这些重要信息不幸被泄露或者遭到非法获取，将会给个人、企业乃至整个国家的信息安全带来极其严重的风险。那么，大家有没有思考过，我们究竟应该采用怎样的方法对这些信息进行加密，从而有效防止信息泄露呢？这便是我们今天这堂课要深入探究的内容 —— 简单加密解密算法。 二、探究新知 （一）信息的加密和解密 1、简单来讲，加密就是将明文，通过特定的方法加工转化成一种难以被轻易识别的信息形式，即密文。解密则恰恰相反，它是把密文还原为原始明文的过程。 2、信息链接：中国在很早以前就已经出现了加密传送信息的巧妙方法。其中，姜子牙的阴符堪称我国史料中关于信息加密的最早记载。 3、探究实践：鼓励学生以小组为单位开展合作，深入思考并设计一种独特的对信息进行加密的方案，然后在小组内互相交流并验证该方案的实际效果。每个小组推选一名代表，在课堂上分享小组设计的加密方案及其验证情况。 （二）简单的加密算法 1、位移法： （1）原理阐述：对于明文中的字母，按照英文字母表既定的顺序，向后或者向前偏移一个固定的位数，从而得到一个与之对应的新字母，并用这个新字母去替换明文字母，最终形成密文。这便是位移加密算法的典型应用方式。 （2）开动脑筋：布置实践任务，让学生尝试运用位移法进行加密操作。具体要求为，采用将英文字母按照字母表顺序向右移动 3 位的方法，把明文加密成密文；同时，采用将英文字母按照字母表顺序向左移动 3 位的方法，将密文解密还原成明文。引导学生思考并讨论，将密文解密成明文需要知晓哪些关键信息。 2、替换法： （1）原理讲解：替换法加密指的是用一个字符去替换另一个字符的加密手段。例如，莫尔斯电码就是运用一些特定的符号来替代英文字母和数字。 （2）信息链接：着重强调信息加密算法和技术对于国家信息安全的至关重要性。只有大力发展具有完全自主知识产权的加密算法和技术，实现技术层面的自主可控，才能够为国家的信息安全提供充分且坚实的保障。展示配图：锁和电脑的安全图标，直观体现信息安全的重要性，激励学生努力学习信息科技知识，树立将来为国家信息安全贡献力量的远大志向。 （三）编程实现加密 1、原理讲解：使用计算机能够显著提高信息加密的效率。以编写程序实现 3 位数字的向右移动 4 位加密为例，比如输入数字 “123”，加密后会得到 “567”。展示数字位移示意图，清晰标注 1 - 0 向右移动 4 位对应 2 - 4 的关系；同时展示程序流程图：开始→输入明文→重复 3 次（分解数字、右移 4 位）→输出密文→结束；以及代码块示意图，详细呈现包含变量定义、循环、数字处理等关键步骤。 2、探究实践：布置任务，让学生尝试修改程序参数，实现输入 6 位数字，向右移动 5 位的加密功能，并对其正确性进行验证。学生在实践过程中，教师加强巡视指导，及时发现并解决学生遇到的问题。 （四）开拓视野 介绍莫尔斯电码的相关知识：莫尔斯在 1837 年成功发明了莫尔斯电码。它主要由点 “ ”、划 “—” 这两种基本符号组合构成。在早期的无线电通信领域，莫尔斯电码得到了极为广泛的应用。 三、课堂小结 引导学生回顾本节课的核心知识点，包括信息加密和解密的概念，着重强调明文、密文、加密算法、解密算法以及密钥在整个过程中的关键作用。 四、板书设计 简单加密解密算法 1、信息的加密和解密 2、简单的加密算法：位移法、替换法 3、编程实现加密
课后反思 分层教学：对编程基础薄弱的学生，可先通过图形化工具（如 Scratch）模拟加密过程。 跨学科融合：结合历史课讲解 “凯撒密码”（古罗马位移加密案例），增强知识联动性。 安全意识渗透：课后布置 “家庭密码安全调查” 作业，如 “父母如何保存银行卡密码”，深化信息保护意识。 六、拓展资源推荐