别把鸡蛋放在同一个篮子里

陈艺

【教学内容】

本节教学内容源于浙教版高中信息技术选择性必修1“数据与数据结构”第四章的项目挑战，是基于二叉树的信息加密，综合性强。

本章前部分课程关于树的概念、树的遍历等知识较为抽象，学生的认知要求以记忆陈述性知识为主，没有实际的应用容易将习得知识变为“惰性知识”。本节课的学习既是对树的遍历与形态推导的综合运用，又是对必修二“数据加密与安全”的拓展，将必修、选修知识串联，促成知识结构化、网络化。通过对基于二叉树加密算法的学习，学生能理解二叉树在信息领域的实际应用；学生在实际探究加密过程中理解密钥安全的重要性，将密钥一分为二，实现密钥的多方保存，体会“别把鸡蛋放在同一个篮子里”的古老智慧。

【教学目标】

1．能运用二叉树对信息进行加密、解密。

2．能利用二叉树的遍历与推导特性，实现密钥的多方保存，理解密钥安全的重要性。

【教学重难点】

教学重点：运用二叉树对信息加密、解密。

教学难点：能利用二叉树的特点，实现密钥的多方保存。

【核心素养要求】

1.运用基本算法设计解决问题的方案，能使用编程或其他数字化工具实现这一方案。（计算思维 水平1）

2.在信息技术应用过程中，能运用一定的技术性策略保障信息安全。（信息社会责任 水平2）

【学情分析】

学生在此前已经习得二叉树的基本概念，能熟练掌握二叉树的前、中、后序遍历，并能根据前、中序或者后、中序推導二叉树形态，但在实践中也会出现一些细节上的错误。在必修二的学习中具备了关于加密、解密、密钥等信息安全相关知识，能根据加密规则简单地设计加密算法、完善加密程序，但这部分知识遗忘较多，需要借助一定的情境线索才能回忆出相关的知识。

【整体设计】

（一）设计思路

学生在学习本节课内容之前已经完整地学习了树的相关知识，本课时的存在必然有其独特的学习价值。本节课的前导技能是学生需要熟练掌握树的基本操作，预期目标是能利用二叉树进行信息加密，还需要理解基于二叉树信息加密的优势。本课预设情境将学生代入其中，使其亲身体验数据加密的过程。活动中将学生分成小组学习，组内分工合作，组间进行互相加密、解密，体会信息加密、发送、解密的完整过程，感受基于二叉树加密的优势，并尝试构建虚拟二叉树实现密钥的多方保存。具体流程如图1。

（二）教法学法

小组合作、探究式学习。

（三）核心素养落实

本课时重点培养学生的计算思维与信息社会责任核心素养。计算思维的培养依托于对密钥安全的思考与探索，并根据二叉树遍历的性质，尝试设计密钥的多方保存策略，通过必要的数字化平台或者编程实现这一算法。信息社会责任核心素养体现SIM卡密钥被盗、二叉树加密，密钥的多方保存等环节，通过已有知识、技术保障信息安全。

（四）评价设计

（作者单位：浙江省杭州市富阳区场口中学）

编辑：赵文静