1、3.2.1 数据加密与安全教学设计 【课标内容要求】 1. 认识到信息在使用过程中存在的风险，熟悉信息安全防范的常用技术方法，树立信 息安全意识。 2. 通过解决实际问题，掌握密码系统的基本知识，体验密码设计的一般过程。 【教学内容分析】 本节教学内容来自高中信息技术浙教版教材必修模块信息系统与社会 ，第三章第二 节第一部分。本节内容注重个人信息安全与保护意识的加强，强调数据加密方法，以在实际 应用过程中做好安全防范工作。 本课内容是系统安全与防护的第一小节， 数据的安全是信息系统安全的重要基础。 本课 选取 “密码条破译”和“密码设计”的活动，通过对数据加、解密过程的实践与体验，在 活动中加
2、深对加密和解密基础知识的理解。 本课教学帮助学生初步掌握数据的安全防范技术， 并能够灵活应用到学习和生活中，进一步提升信息安全意识和防护能力。 【教学目标】 1.初步了解在进行信息系统应用过程中， 数据面临着一系列安全问题， 能描述数据存在 的安全问题。 2.通过加、解密实践与体验，理解常用的加密算法，初步学会密码的设计。 3.通过对数据的安全防范技术的学习， 提升信息安全意识， 能主动保护自身数据的安全 和尊重他人的数据安全。 重点：重点：了解数据加密的重要性和必要性，理解常用加密算法和密码体制 难点：难点：理解密码系统的组成，设计密码。 【核心素养指向】 1. 具有一定的信息安全意识与能力
3、，既能有效维护信息活动中个体的合法权益，又能 积极维护他人合法权益和公共信息安全。(信息社会责任) 2.理解密码的加密算法与解密算法。 （计算思维） 【学情分析】 1.本案例适用对象为高中一年级学生， 这一阶段的学生正处在抽象逻辑思维逐步形成的 过程中。任务的设计应针对他们的特点，形象性与抽象性结合，任务难度不宜过大。高一学 生在之前的学习和生活阶段已经积累了一定的信息安全意识，初步了解数据安全的重要性， 但对比较高级的常用数据加密技术不甚清楚。 2.高一学生好奇心强、求知欲旺、视野较广泛，对信息技术充满兴趣；而且已具备一定 的使用信息技术的经验， 大部分同学曾经遇到或听说过数据安全及加密问题
4、， 但数据安全防 范意识薄弱，对一些常用的加密技术理论并不清楚，使用的也不多。在讲数据安全的时候， 如没有明确有趣的实验对象，仅仅是安全理论的讲解，不能满足学生的需要，很难吸引学生 的兴趣，学生也认识不到数据的安全对人们学习、生活和工作的重要性。因此要选取与学生 学习和生活有关的事例， 适当讲解加密技术， 让学生体会掌握数据的安全防范技术的重要意 义。 【设计构想】【设计构想】 1.1.教学方法设计教学方法设计 在教学中选用了学生感兴趣的“密码条破译”和“密码设计”的例子，引导学生总结出 密码系统中加密算法，解密算法，明文，密文，加密密钥，解密密钥的概念，学生根据自己 的能力水平，设计密码，学
5、有余力的学生还可尝试探究用程序实现密码。教学中采用了“活 动式” 、 “启发式” 、 “探究式” 、“实验式”等教学模式。 在教学设计中安排大量的尝试性、探索性的活动，引导学生积极主动地完成学习任务。 逐步建立起自主性和研究性的学习模式， 从而更加突出学生在教学过程中的主体地位。 教学 中还安排大量的实践性、操作性的内容，使学生在具体活动中理解加密和解密的基础知识， 掌握数据安全防范的基本技能，并能够灵活应用到学习和生活中。 2 2关于教关于教- -学流程和教学流程和教- -学活动的设计思路学活动的设计思路 3 3学生上机操作安排和教师应用信息技术的情况学生上机操作安排和教师应用信息技术的情况
6、 （1）学生上机操作的任务和目标；教师应注意哪些方面的巡视指导？ 由于学生已有信息技术水平参差不齐，上机练习采用分层的任务和目标。 A 类：模仿老师提供的密码案例设计简单密码。 B 类：在完成基本密码的设计后，思考如何改进密码，提高密码的保密程度。 （2）教师计划使用哪些设备、软件、课件或资源？ 本节课的教学在多媒体机房进行，需要多媒体广播系统，投影等设备，装有基础办公软 件的学生机，教师为教学设计的课件及学生探究环节要使用的密码条和解密密钥等教具。 【教学活动设计】【教学活动设计】 1 1、教与学的过程描述、教与学的过程描述 活动探究一 提出问题 总结 密码的起源 知识讲授 活动探究二 活动
7、探究三 知识讲授 展示评价 教学总结 活动探究一：请学生探究，拿到的密码条中蕴含的信息。 为什么要用乱码表达信息？ 师生共同总结出数据加密的必要性 古希腊密码的起源故事引出本课主题数据加密与安全 密码和口令的概念 根据加密算法，探究密码条中蕴含的信息 密码设计 密钥的概念与重要性，简单加密算法 展示、评价、分享学生设计密码，讨论在密码设计过程中应 注意哪些问题。 教学总结 教学阶段教学阶段 教师活动教师活动 学生活动学生活动 对学生学习过程对学生学习过程 的观察和考查的观察和考查 设计意图设计意图 引入课题引入课题（活 动探究一） （3 分钟） 任务任务 1 1：请同学们 探究， 拿到的密码
8、条中蕴含的信息。 完成任务 1 看是否引起了学 生的兴趣 借助探究活 动，引入主 题， 切实感受 加密的必要 性， 激发学习 兴趣。 同时唤 起学生的信 息安全意识， 培养信息社 会责任 提出问题提出问题 （2 分钟） 为什么要使用乱 码描述数据？ 学生描述数据的安 全问题，总结出数 据加密的重要性、 必要性 听学生的回答， 了解学生对数据 加密的方法和步 骤掌握的如何 密码的起源密码的起源 （2 分钟） 古希腊密码的起 源故事引出本课 主题数据加密与 安全 一位学生读故事， 其他学生听故事 观察学生，看其 能 否 集 中 注 意 力，跟上教师的 思维 通过故事让 学生感受密 码的作业 知识讲
9、授知识讲授 （5 分钟） 密码与口令的概密码与口令的概 念念 理解 观察学生是否理 解 结合学生的 实际情况， 帮 助学生理解 活动探究二活动探究二 （3 分钟） 密码的解密方法 是缠绕得到明文。 因为缠绕物体不 同，结果不同，得 到解密过程需要 密钥。 学生尝试，缠绕在 不同的物体上，得 到不同的明文 帮助学生理解解 密过程 培养学生动 手能力 新课讲授新课讲授 （10 分钟） 密钥的概念与作 用，总结密码系 统。 介绍简单加密 算法。 理解 观察学生是否理 解 培养学生计 算思维 活动探究三活动探究三 （10 分钟） 请同学们根据老 师提供的样例设 计密码 设计密码 帮助有困难的学 生完成
10、设计，指 导水平较高的学 生设计更优的密 码。 培养学生计 算思维 展示展示、评价交评价交 流流 （3 分钟） 对好的作品进行 评价， 对出现错误 进行分析 展示作品，相互交 流 观察学生，看其 对自己的作业是 否满意，是否有 成就感 展示、评价、 分享学生设 计密码， 讨论 在密码设计 过程中应注 意哪些问题。 总结总结 （2 分钟） 和学生一起总结 本节课内容 和教师一起总结 看学生在老师的 引导下能不能自 己总结出来 加深学生对 数据加密与 安全的认识 2.2.关键环节提炼关键环节提炼 （1）引入：学生动手探究，拿到的密码条中的含义，立即唤起学生求知欲望，产生学 习兴趣。 （2）体验：课程设计中安排了“密码条破译”和“密码设计”两个实验环节让学生经 历和体验密码技术。我结合学生的实际情况，以密码系统为主题，组织学生实施实验环节的 学习、体验。 （3）评价和展示：在整个教学过程中，时刻注重师生间、生生间的交流互动。如，在 “密码设计”过程中，教师进行有目的的分层指导，帮助有困难的学生完成设计，指导水平 较高的学生设计更优的密码。教师及时进行点评，其他同学提出补充或修改意见。通过交流 展示，实现知识“共享” ，共同提高。师生一起讨论密码设计过程中应注意的问题。 （4）总结和提升：师生一起讨论密码设计过程中应注意的问题。培养学生计算思维。
