別把雞蛋放在同一個籃子里

陳藝

【教學(xué)內(nèi)容】

本節(jié)教學(xué)內(nèi)容源于浙教版高中信息技術(shù)選擇性必修1“數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”第四章的項目挑戰(zhàn)，是基于二叉樹的信息加密，綜合性強。

本章前部分課程關(guān)于樹的概念、樹的遍歷等知識較為抽象，學(xué)生的認知要求以記憶陳述性知識為主，沒有實際的應(yīng)用容易將習(xí)得知識變?yōu)椤岸栊灾R”。本節(jié)課的學(xué)習(xí)既是對樹的遍歷與形態(tài)推導(dǎo)的綜合運用，又是對必修二“數(shù)據(jù)加密與安全”的拓展，將必修、選修知識串聯(lián)，促成知識結(jié)構(gòu)化、網(wǎng)絡(luò)化。通過對基于二叉樹加密算法的學(xué)習(xí)，學(xué)生能理解二叉樹在信息領(lǐng)域的實際應(yīng)用；學(xué)生在實際探究加密過程中理解密鑰安全的重要性，將密鑰一分為二，實現(xiàn)密鑰的多方保存，體會“別把雞蛋放在同一個籃子里”的古老智慧。

【教學(xué)目標(biāo)】

1．能運用二叉樹對信息進行加密、解密。

2．能利用二叉樹的遍歷與推導(dǎo)特性，實現(xiàn)密鑰的多方保存，理解密鑰安全的重要性。

【教學(xué)重難點】

教學(xué)重點：運用二叉樹對信息加密、解密。

教學(xué)難點：能利用二叉樹的特點，實現(xiàn)密鑰的多方保存。

【核心素養(yǎng)要求】

1.運用基本算法設(shè)計解決問題的方案，能使用編程或其他數(shù)字化工具實現(xiàn)這一方案。（計算思維 水平1）

2.在信息技術(shù)應(yīng)用過程中，能運用一定的技術(shù)性策略保障信息安全。（信息社會責(zé)任 水平2）

【學(xué)情分析】

學(xué)生在此前已經(jīng)習(xí)得二叉樹的基本概念，能熟練掌握二叉樹的前、中、后序遍歷，并能根據(jù)前、中序或者后、中序推導(dǎo)二叉樹形態(tài)，但在實踐中也會出現(xiàn)一些細節(jié)上的錯誤。在必修二的學(xué)習(xí)中具備了關(guān)于加密、解密、密鑰等信息安全相關(guān)知識，能根據(jù)加密規(guī)則簡單地設(shè)計加密算法、完善加密程序，但這部分知識遺忘較多，需要借助一定的情境線索才能回憶出相關(guān)的知識。

【整體設(shè)計】

（一）設(shè)計思路

學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容之前已經(jīng)完整地學(xué)習(xí)了樹的相關(guān)知識，本課時的存在必然有其獨特的學(xué)習(xí)價值。本節(jié)課的前導(dǎo)技能是學(xué)生需要熟練掌握樹的基本操作，預(yù)期目標(biāo)是能利用二叉樹進行信息加密，還需要理解基于二叉樹信息加密的優(yōu)勢。本課預(yù)設(shè)情境將學(xué)生代入其中，使其親身體驗數(shù)據(jù)加密的過程?；顒又袑W(xué)生分成小組學(xué)習(xí)，組內(nèi)分工合作，組間進行互相加密、解密，體會信息加密、發(fā)送、解密的完整過程，感受基于二叉樹加密的優(yōu)勢，并嘗試構(gòu)建虛擬二叉樹實現(xiàn)密鑰的多方保存。具體流程如圖1。

（二）教法學(xué)法

小組合作、探究式學(xué)習(xí)。

（三）核心素養(yǎng)落實

本課時重點培養(yǎng)學(xué)生的計算思維與信息社會責(zé)任核心素養(yǎng)。計算思維的培養(yǎng)依托于對密鑰安全的思考與探索，并根據(jù)二叉樹遍歷的性質(zhì)，嘗試設(shè)計密鑰的多方保存策略，通過必要的數(shù)字化平臺或者編程實現(xiàn)這一算法。信息社會責(zé)任核心素養(yǎng)體現(xiàn)SIM卡密鑰被盜、二叉樹加密，密鑰的多方保存等環(huán)節(jié)，通過已有知識、技術(shù)保障信息安全。

（四）評價設(shè)計

（作者單位：浙江省杭州市富陽區(qū)場口中學(xué)）

編輯：趙文靜