《互传密信有诀窍》教案-2026-2027学年华中科大版（新版）小学信息科技五年级全一册

PAGE《互传密信有诀窍》教案-2026-2027学年华中科大版（新版）小学信息科技五年级全一册一、教学背景本课选自华中科技大学出版社《信息科技》五年级全一册（经湖北省教材委员会专家委员会2025年审定通过）第3单元“用算法解决问题”。第3单元承接前两个单元对算法含义、顺序结构、分支结构与循环结构的基本认识，聚焦“用算法解决身边的问题”，是培养计算思维的关键单元。本课是单元第一课，以“加密通信”为情境载体，引导学生体验移位加密算法，初步理解算法在保护信息安全中的重要作用。本课的教学对象是五年级学生。他们已具备一定的运算能力与逻辑推理基础，对汉字、英文字母和游戏有着浓厚的兴趣，能够在教师引导下按照步骤完成任务。在生活经验上，学生对“密码”“验证码”“加密”等词并不陌生，但对“信息为什么需要加密”“加密是怎样一步步完成的”缺少清晰认识。本课利用学生熟悉的通信情境，把抽象的算法学习放进“传密信”的游戏中，让学生在做中学、玩中学，体会算法就藏在解决实际问题的过程之中。二、教材分析本课围绕“移位密码的加密算法”展开，安排了三个学习活动。学习活动1“移位密码游戏”，通过把英文字母向右移动三位进行替换，让学生认识“明文—密文”的变换规律，并用流程图描述这一逐字母处理的算法，巩固对循环结构与判断结构的认识；学习活动2“与同学互传中文密信”，把明文按字数放入行与列确定的方格，再对指定列进行移位替换，帮助学生理解密钥的两个组成部分（方格行列数、移位规则）在加密与解密中的作用；学习活动3“信息加密与信息安全”，借助“明文—加密—密文—解密—明文”的流程示意图，引导学生讨论移位位数、破解方式与安全性，树立信息安全意识。从单元整体看，本课具有承上启下的作用：它把前两个单元所学的算法结构与描述方法运用到真实的加密问题中，也为第4单元“简单密码易破解”认识枚举法做了经验铺垫。同时，本课兼具算法学习与信息社会责任素养培育的双重价值，是落实“算法在保护信息安全中的作用”这一课标要求的典型课例。三、核心素养目标依据《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》中“身边的算法”模块的内容要求，结合五年级学生的认知水平，本课确定以下核心素养目标：1．信息意识：感受信息在传输过程中可能被窃取、篡改的风险，认识到加密算法对保护个人信息与信息安全的重要作用，初步树立安全用网的意识。2．计算思维：能够识别移位加密算法中的输入（明文）、处理（移位替换）、输出（密文），能用自然语言和流程图描述加密算法，理解算法步骤必须明确、可执行，并能根据加密规则反向完成解密。3．数字化学习与创新：能依据任务需要，选择方格行列数与移位方式设计自己的密信，与同学合作完成加密与解密，在迁移运用中体会算法的灵活性与创造力。4．信息社会责任：知道密钥需要保密、不能随意告诉他人，体会加密算法对个人隐私和网络信息安全的意义，初步具备保护数据安全、抵制不良信息的意识。学完本课后，学生应能够：说出“明文、密文、密钥”的含义；按照给定规则完成一次移位加密与反向解密；画出移位加密算法的流程图；用一两句话说明加密算法对保护信息安全的作用。四、教学重难点教学重点：掌握移位密码的加密与解密方法，理解算法“输入—处理—输出”的基本流程；能用自然语言和流程图描述加密算法。教学难点：理解密钥（方格行列数、移位规则）在加密与解密中的关键作用；能依据规则完成中文密信的移位加密与反向解密，体会算法步骤必须明确、可执行。五、教学过程情境导入·密信初体验上课伊始，教师在屏幕上出示一行奇怪的字母：“jrrgpruqlqj”。师：同学们，老师昨天收到一封特别的信，上面写的就是这行字母。它读起来不像英语，大家猜一猜，它想告诉我们什么？生1：看不懂，好像是乱码。生2：会不会是密码？就像谍战片里的密电一样。师：如果直接写上“goodmorning”，任何人都能看懂，那秘密就守不住了。今天，我们就来当一回“密信小高手”，学学怎样把一句话变成别人看不懂、只有约定的伙伴才能读懂的密信。【设计意图】用一串神秘字母创设认知冲突，激发学生的好奇心与探究欲，自然引出“加密”这一主题，把抽象的算法学习放进有趣的通信情境之中。探究活动1·移位密码有规律师：其实“jrrgpruqlqj”并不是乱码，它是由“goodmorning”按照一定规律变出来的。请同学们拿出纸笔，把26个英文字母按顺序写下来，想一想：如果把每个字母都向右数3个字母，会发生什么？学生在教师引导下尝试替换：g向右数3个是j，o向右数3个是r，d向右数3个是g……当教师请学生把自己写的结果连起来读时，学生惊喜地发现，得到的正是“jrrgpruqlqj”。师：谁能说说，把“goodmorning”变成“jrrgpruqlqj”，一共分几步？生：先看第一个字母，把它向右移3位；再看第二个字母，也移3位；就这样一个一个做下去，直到把整句话都处理完。师：说得真清楚。这样“明确、可执行”的步骤，就是我们常说的算法。刚才我们是给英文字母做“移位”，所以这种加密方法叫作“移位密码”。那么，收到“jrrgpruqlqj”的同学，该怎么把它读出来呢？生：把每个字母向左移3位，j回到g，r回到o，就能还原成“goodmorning”。随后，教师出示教材中的算法流程图，引导学生观察加密过程的执行顺序：从“开始”出发，“输入明文”，然后判断“明文中还有字母未处理吗”。若有，就执行“向右移三位替换”“输出密文字母”，再“取下一个字母”，回到判断处继续；若没有，流程走向“结束”。师：仔细观察这张流程图，里面藏着我们学过的哪些控制结构？生1：有循环结构，因为要不断“取下一个字母”重复处理。生2：还有判断（分支）结构，就是“明文中还有字母未处理吗”这个菱形框。师：很好！加密一个单词，就是这样一个字母一个字母地“输入—处理—输出”，循环加上判断，缺一不可。【设计意图】以字母移位为切入口，让学生在动手尝试中自主发现移位规律，再把算法步骤与“顺序、分支、循环”三种结构建立联系，借助流程图直观呈现加密过程，降低认知难度，渗透计算思维。探究活动2·中文密信自己造师：用移位的方法可以加密英文，可中文怎么办？汉字没法“向右移三位”。教材里给了一个聪明的办法——把明文写进方格。教师呈现教材第1步：根据要写的字数，确定一个多行多列的方格，把明文按顺序依次放入方格中。例如，把“计算机的能力主要依赖极高的算力、巨量的数据以及人类积累起来的丰富算法。”这句话，按顺序填入6行6列的方格。师：这里的“6行6列”，就是密钥的第一部分。接下来还要选定要移位的列和移位的方式，比如“奇数列、下移3行”，这是密钥的第二部分。加密时，把奇数列的文字依次下移3行，下移超过最后一行的文字回到第一行继续下移替换，这样得到的文字就是密文。接着，学生两人一组，按照教材步骤动手实践：每人写一句简单的话，自己确定方格行列数和移位方式，完成加密得到密文，再把密文交给同桌，并给出密钥提示，请同桌解密还原。教师巡视指导，提醒学生：解密就是加密的反向操作，把“下移”改成“上移”，按同样的行列数和列号逆向替换即可。师：同桌之间交换密信后，你能把对方的话读出来吗？你是怎么做到的？生：能。我先按他提示的几行几列把密文放回方格，再按他说的移位方式反着移动，就还原成原来那句话了。师：看来，密钥真关键。如果只给密文，不给密钥提示，还能解开吗？生：很难，因为不知道几行几列，也不知道移了几行、移了哪几列。师：对！密钥越清楚，约定好的伙伴越容易解密；而对不知道密钥的人，密文就越难读懂。所以密钥一定要保密，不能随便告诉别人。【设计意图】通过“造密信—传密信—解密信”的完整活动，让学生亲历算法从设计到应用的闭环，在操作中理解密钥两个部分的作用，体会算法步骤必须明确、可执行，同时发展合作交流与知识迁移能力。拓展讨论·信息安全你我他教师出示教材中的信息传输加密解密流程示意图：发送方的原始文档（明文）经过“加密”变成加密文档（密文），通过网络传给接收方后，接收方再通过“解密”把密文还原成明文。师：在信息传输的过程中，发送方为什么要先把原文加密再发出？生：防止信息在传输中被别人偷看，只有能解密的接收方才能读懂。师：谁能指出这个加密过程里的输入、处理和输出？生：加密的时候，明文是输入，移位替换是处理，密文是输出；解密的时候正好反过来。师：如果把移位的位数从3改成5、7，会不会更安全？生：会更难猜，因为别人不知道移了几位。师：那如果完全不知道移位的位数，有没有办法破解？教材里给了提示——可以利用循环把所有可能的位数都试一遍，比如26个英文字母全试一遍，这叫“暴力破解”；还可以数一数密信里哪个字母出现得最多，推测它最可能代表哪个字母。这说明，加密算法的安全性是有条件的，密钥越复杂越难破解，但也要发送方和接收方都能记住，并且严格保密。最后，教师引导学生联系生活：学了移位加密后，给手机或账户设置密码时，可以把一个自己容易记住的词，通过移位、替换等方式，变成不容易被别人猜到的密码。师：你觉得这个做法好吗？在小组里交流一下你的看法。生：好，这样既好记，又不容易被人猜到。师：是的。好的密码要“好记又难猜”，更重要的是不随意告诉别人。希望大家把今天学到的安全用网意识记在心里。【设计意图】把加密从“游戏”提升到“信息安全”的高度，通过流程分析、破解讨论和生活应用，引导学生理解加密算法