第三單元《算法和程序設(shè)計(jì)》《單元挑戰(zhàn)探究密碼安全問(wèn)題》教學(xué)設(shè)計(jì)滬科版高中信息技術(shù)必修1

1．課時(shí)教材分析本課選自上?？萍冀逃霭嫔纭缎畔⒓夹g(shù)》必修1第三單元的單元挑戰(zhàn)?！疤骄棵茏寣W(xué)生自己動(dòng)手動(dòng)腦，發(fā)現(xiàn)并掌握密碼安全之匙。信息安全無(wú)論對(duì)國(guó)家、集體還是個(gè)人都是十分重要的。保證個(gè)人信息安全的重要舉措之一是設(shè)置安全級(jí)別高的密碼。那么，怎樣的密碼設(shè)置才是安全的？大多數(shù)學(xué)生可能都有類(lèi)似的困惑。有了算法和程序設(shè)計(jì)的信息素養(yǎng)的重要性也是不言而喻的。2．課時(shí)學(xué)情分析沿用教材中實(shí)物密碼鎖的案例，對(duì)此進(jìn)行升級(jí)，讓學(xué)生真正體驗(yàn)用程序來(lái)解密word文檔的過(guò)程，從而使學(xué)生能將算法的理論知識(shí)進(jìn)行運(yùn)用實(shí)踐，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性大大提高。并從此意識(shí)密碼安全的重要性，學(xué)生體會(huì)到學(xué)科知識(shí)與生活實(shí)際的關(guān)聯(lián)性，在學(xué)習(xí)中樂(lè)于嘗試，主動(dòng)思考，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的形成。3．課時(shí)學(xué)習(xí)重點(diǎn)理解枚舉法的含義，設(shè)計(jì)枚舉法并實(shí)現(xiàn)“三位數(shù)字密碼”破譯的程序設(shè)計(jì)。4.課時(shí)學(xué)習(xí)難點(diǎn)設(shè)計(jì)枚舉法并實(shí)現(xiàn)“三位數(shù)字密碼”破譯的程序。5.開(kāi)放性學(xué)習(xí)環(huán)境機(jī)房外網(wǎng)開(kāi)放，學(xué)生查閱密碼安全相關(guān)資源。6.課時(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）了解密碼的暴力破解——枚舉法，了解枚舉法實(shí)現(xiàn)的環(huán)境和條（2）設(shè)計(jì)枚舉法的算法，編程實(shí)現(xiàn)“三位數(shù)字密碼鎖”的密碼破解。【計(jì)算思維】1（3）通過(guò)相關(guān)資源查閱，探究密碼安全問(wèn)題，總結(jié)密碼設(shè)置策略【數(shù)字化學(xué)習(xí)與7.課時(shí)教學(xué)過(guò)程活動(dòng)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)活動(dòng)意圖情境導(dǎo)入大家看到老師手里的這個(gè)小盒子嗎？同學(xué)們是不是也有一個(gè)這樣的秘密小寶箱，配上一把密碼鎖呢？可老師把密碼忘記了，該怎么辦呢？同學(xué)們有沒(méi)有辦法幫老師打開(kāi)？在本單元的學(xué)習(xí)中，我們通過(guò)個(gè)人穿戴設(shè)備的數(shù)據(jù)應(yīng)用，為校園的安全健康管理提供助力。在當(dāng)今天的信息社會(huì)生活中，我們有大量的個(gè)人數(shù)據(jù)和信息存儲(chǔ)在互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)共享平臺(tái)上，各種信息系統(tǒng)個(gè)人賬戶使用的最直接的保護(hù)就是個(gè)人密碼的使用。那我們生活中有哪些場(chǎng)景在使用密碼，我們的密碼夠安全嗎？今天我們來(lái)嘗試一下“黑客”的身份，看看能否破解密碼。觀看思考填寫(xiě)學(xué)案密碼使用場(chǎng)景提出各種方通過(guò)打不開(kāi)的密碼鎖吸意，引導(dǎo)學(xué)概念學(xué)習(xí)播放摩斯電碼音頻，引導(dǎo)學(xué)生閱讀材料，理解密碼的含義。體驗(yàn)猜數(shù)游戲（真人版和程序版分析猜數(shù)游戲代碼的原理。引導(dǎo)學(xué)生理解枚舉法。回答密碼含兩位同學(xué)體戲，全體同學(xué)在計(jì)算機(jī)上體驗(yàn)猜數(shù)補(bǔ)全代碼和了解什么是密碼，從游戲中總結(jié)暴力枚舉解密的過(guò)程。2探究活動(dòng)（三位數(shù)字密碼”提出任務(wù)：下面學(xué)生內(nèi)容的閱讀材料文檔被加了密碼，我們無(wú)法打開(kāi)文檔。1、分析枚舉法破解三位數(shù)字密碼算法，并繪制流程圖。小組成員探究枚舉法解密，補(bǔ)全代碼和流程圖，破譯文檔密碼，打開(kāi)文檔閱讀密碼安全相探討枚舉法設(shè)置問(wèn)題，阻礙學(xué)生打開(kāi)文檔，激發(fā)學(xué)生的求知欲，通過(guò)完成成破解程序?qū)W習(xí)掌握枚舉法。;2、用python語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)word文檔密碼破解程序并測(cè)試。3、引導(dǎo)學(xué)生思考生生活枚舉法的應(yīng)用及探究活動(dòng)（個(gè)人密碼安全討通過(guò)視頻和2021常用密碼排名統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)生活使用密碼的一些煩惱和安引導(dǎo)學(xué)生計(jì)算不同的6位密碼的枚舉破譯時(shí)間。組織學(xué)生進(jìn)行探究活動(dòng)：1、我們常見(jiàn)的不安全的密碼設(shè)置習(xí)慣2、密碼設(shè)置策略3、新型密碼的形式和安全交流分享使用過(guò)的密碼口令，討論其安全性。計(jì)算枚舉破譯6位密碼總結(jié)不安全的密碼設(shè)置學(xué)生通過(guò)對(duì)自己親身經(jīng)驗(yàn)，計(jì)算進(jìn)行思考，總結(jié)，認(rèn)識(shí)密碼安全的重要性，主動(dòng)探究提升密碼安全性的方法，思考各種新型密4提出自己的密碼設(shè)置策討論新型密課后任務(wù)以小組為單位選擇一種新型密碼，查閱資料，了解相關(guān)原理，形成報(bào)告進(jìn)課后完成任了解科技發(fā)展的最新信息，讓學(xué)生學(xué)，體驗(yàn)科小結(jié)評(píng)價(jià)老師給出一些安全提示。密碼是個(gè)人網(wǎng)絡(luò)信息安全的鑰匙。在網(wǎng)絡(luò)非常發(fā)達(dá)的今天，我們應(yīng)該好好設(shè)計(jì)一下密碼，保障網(wǎng)上銀行安全、網(wǎng)上信息安全、網(wǎng)上交易安全，遵循上面介紹的個(gè)人密碼安全策略，可以較為有效地提高用戶個(gè)人密碼的安全性，防止自己的個(gè)人信息遭受威脅和攻擊?；仡櫛菊n所有，引導(dǎo)學(xué)生評(píng)價(jià)。完成學(xué)案。了解學(xué)生本節(jié)課的學(xué)習(xí)情況，以便完善教學(xué)設(shè)8.反思性教學(xué)改進(jìn)本課是單元挑戰(zhàn)，即是程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)后的一次實(shí)踐應(yīng)用，更是在信息社會(huì)中，對(duì)信息安全的一次重要探究。程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)是為數(shù)據(jù)處理提供技術(shù)支持，在本課中，學(xué)生第一次接觸真正的算法——“枚舉法”，在教學(xué)環(huán)節(jié)中用破解密碼這一典型情境，逐步了解什么是枚舉，什么時(shí)候用枚舉，怎么實(shí)現(xiàn)枚舉三步，從而達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。討論分享密碼的設(shè)置策略時(shí)，學(xué)生積極發(fā)言，課堂氣氛活躍。解密程序中由于學(xué)生對(duì)python庫(kù)函數(shù)不熟悉，以及首次接觸對(duì)文件操作的代碼，給學(xué)生實(shí)現(xiàn)的程序增加了一些難度。通過(guò)半成品程序的提供，以及破譯密碼本身