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(xiàng)目挑戰(zhàn)，是基于二叉樹的信息加密，綜合性強(qiáng)。

本章前部分課程關(guān)于樹的概念、樹的遍歷等知識(shí)較為抽象，學(xué)生的認(rèn)知要求以記憶陳述性知識(shí)為主，沒有實(shí)際的應(yīng)用容易將習(xí)得知識(shí)變?yōu)椤岸栊灾R(shí)”。本節(jié)課的學(xué)習(xí)既是對(duì)樹的遍歷與形態(tài)推導(dǎo)的綜合運(yùn)用，又是對(duì)必修二“數(shù)據(jù)加密與安全”的拓展，將必修、選修知識(shí)串聯(lián)，促成知識(shí)結(jié)構(gòu)化、網(wǎng)絡(luò)化。通過對(duì)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(shí)際應(yīng)用；學(xué)生在實(shí)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(shí)現(xiàn)密鑰的多方保存，體會(huì)“別把雞蛋放在同一個(gè)籃子里”的古老智慧。

【教學(xué)目標(biāo)】

1．能運(yùn)用二叉樹對(duì)信息進(jìn)行加密、解密。

2．能利用二叉樹的遍歷與推導(dǎo)特性，實(shí)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(diǎn)】

教學(xué)重點(diǎn)：運(yùn)用二叉樹對(duì)信息加密、解密。

教學(xué)難點(diǎn)：能利用二叉樹的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)密鑰的多方保存。

【核心素養(yǎng)要求】

1.運(yùn)用基本算法設(shè)計(jì)解決問題的方案，能使用編程或其他數(shù)字化工具實(shí)現(xiàn)這一方案。（計(jì)算思維 水平1）

2.在信息技術(shù)應(yīng)用過程中，能運(yùn)用一定的技術(shù)性策略保障信息安全。（信息社會(huì)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(shí)踐中也會(huì)出現(xiàn)一些細(xì)節(jié)上的錯(cuò)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(shí)，能根據(jù)加密規(guī)則簡單地設(shè)計(jì)加密算法、完善加密程序，但這部分知識(shí)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(shí)。

【整體設(shè)計(jì)】

（一）設(shè)計(jì)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(shí)，本課時(shí)的存在必然有其獨(dú)特的學(xué)習(xí)價(jià)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(jìn)行信息加密，還需要理解基于二叉樹信息加密的優(yōu)勢(shì)。本課預(yù)設(shè)情境將學(xué)生代入其中，使其親身體驗(yàn)數(shù)據(jù)加密的過程?；顒?dòng)中將學(xué)生分成小組學(xué)習(xí)，組內(nèi)分工合作，組間進(jìn)行互相加密、解密，體會(huì)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(shì)，并嘗試構(gòu)建虛擬二叉樹實(shí)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(shí)

本課時(shí)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維與信息社會(huì)責(zé)任核心素養(yǎng)。計(jì)算思維的培養(yǎng)依托于對(duì)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(jì)密鑰的多方保存策略，通過必要的數(shù)字化平臺(tái)或者編程實(shí)現(xiàn)這一算法。信息社會(huì)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(shí)、技術(shù)保障信息安全。

（四）評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

（作者單位：浙江省杭州市富陽區(qū)場(chǎng)口中學(xué)）

編輯：趙文靜