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3.4加密与解密第一课时教学设计2023—2024学年教科版（2019）高中信息技术必修1

主备人

备课成员

教材分析

本课是2023-2024学年教科版（2019）高中信息技术必修1的第三单元第4节内容“加密与解密第一课时教学设计”。本节课的主要内容是让学生了解加密与解密的基本概念，掌握对称加密和非对称加密的原理及应用，了解哈希函数的作用，以及了解RSA算法的应用。通过本节课的学习，学生应能理解信息加密的重要性，掌握基本的加密和解密方法，提高信息安全的意识。

核心素养目标分析

本节课的核心素养目标主要包括信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个方面。

1.信息意识：通过学习加密与解密技术，使学生认识到信息安全的重要性，增强信息保护的意识，提高在面对信息泄露、网络攻击等安全问题时，能够主动采取措施保护个人信息和数据安全的能力。

2.计算思维：通过学习对称加密、非对称加密和哈希函数等基本概念，培养学生运用计算机科学领域的思想方法，分析问题、解决问题的能力。

3.数字化学习与创新：通过自主学习、合作探讨等教学活动，使学生掌握加密与解密技术的基本原理和应用，培养学生主动探索、勇于创新的精神。

4.信息社会责任：在学习过程中，使学生了解加密与解密技术在保障信息安全、维护网络秩序方面的重要性，提高信息安全意识，增强负责任地使用网络、保护个人和他人的信息的能力。

教学难点与重点

1.教学重点：

（1）对称加密和非对称加密的原理及应用：本节课的重点是让学生掌握对称加密和非对称加密的原理，了解它们在实际应用中的作用。例如，对称加密算法如DES、AES等，非对称加密算法如RSA、ECC等。

（2）哈希函数的作用：学生需要理解哈希函数的定义、特点及其在加密算法中的应用，如SHA-256、MD5等。

（3）RSA算法的应用：本节课重点让学生了解RSA算法的原理及其在实际应用中的重要性，如数字签名、加密通信等。

2.教学难点：

（1）对称加密和非对称加密的原理：学生难以理解对称加密和非对称加密的原理，尤其是非对称加密中公钥和私钥的生成、分发和使用的复杂性。

（2）哈希函数的数学原理：学生难以理解哈希函数的数学原理，如雪崩效应、抗碰撞性等。

（3）RSA算法的数学原理：学生难以理解RSA算法的数学原理，如大数分解、欧拉定理等。

（4）加密与解密技术的实际应用：学生难以将加密与解密技术应用于实际场景，如电子邮件加密、数字签名等。

（5）信息安全的重要性：学生难以认识到信息安全的重要性，缺乏信息安全意识。

为突破上述难点，教师可采取以下教学方法：

（1）运用图示、动画等直观教学手段，生动演示对称加密和非对称加密的原理及应用。

（2）通过数学模型和案例，讲解哈希函数的数学原理，帮助学生理解其作用和重要性。

（3）深入剖析RSA算法的数学原理，引导学生理解其应用背景和优势。

（4）组织学生进行实践操作，将加密与解密技术应用于实际场景，提高学生的实际应用能力。

（5）通过讲解信息安全案例，提高学生对信息安全重要性的认识，培养学生的信息安全意识。

学具准备

多媒体

课型

新授课

教法学法

讲授法

课时

第一课时

步骤

师生互动设计

二次备课

教学方法与策略

1.选择适合教学目标和学习者特点的教学方法

为了提高学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任等核心素养，本节课将采用多种教学方法，包括讲授、讨论、案例研究、项目导向学习等。

（1）讲授法：教师通过讲解加密与解密的基本概念、原理和算法，为学生提供系统的知识体系。

（2）讨论法：组织学生就信息安全问题展开讨论，培养学生的思辨能力和团队协作精神。

（3）案例研究法：分析实际案例，让学生了解加密与解密技术在现实生活中的应用，提高学生的实践能力。

（4）项目导向学习法：引导学生参与加密与解密项目，培养学生解决实际问题的能力。

2.设计具体的教学活动

（1）角色扮演：让学生扮演加密与解密的各方角色，如信息发送者、接收者、加密算法开发者等，增进学生对加密与解密技术实际应用的理解。

（2）实验操作：安排实验室实践环节，让学生动手实现加密与解密过程，提高学生的实际操作能力。

（3）游戏设计：设计加密与解密主题的游戏，让学生在游戏中学习加密与解密技术，提高学生的学习兴趣。

3.确定教学媒体和资源的使用

（1）PPT：制作精美的PPT，展示加密与解密的基本概念、原理和算法，方便学生理解和记忆。

（2）视频：播放与加密与解密相关的视频，如加密技术的发展历程、实际应用案例等，丰富学生的感性认识。

（3）在线工具：利用在线加密与解密工具，让学生实时体验加密与解密过程，提高学生的实践能力。

（4）网络资源：引导学生查阅网络资源，了解加密与解密技术的最新发展动态