人教版（2024）五年級全一冊信息科技第15課簡

單密碼易破解教案

教學設計

基本信息

主題15.簡單密碼易破解學科信息科技

老師年級五年級

教學內容分析

《簡單密碼易破解》是小學五年級信息科技學科中的一節(jié)重要課程，旨

在通過探究密碼的破解過程，引導學生認識到密碼安全的重要性，學會設置

較為安全的密碼，并培養(yǎng)學生的信息意識、計算思維、數(shù)字化學習與創(chuàng)新能

力以及信息社會責任。本節(jié)課內容設計注重趣味性和實踐性，通過一系列活

動讓學生親身體驗密碼的破解過程，從而深刻理解密碼安全性的重要性。同

時，考慮到小學生的認知水平和興趣特點，教學內容將采用通俗易懂的語言

和生動的實例進行講解，確保學生能夠輕松理解和掌握。

學情分析

五年級的學生已經具備了一定的計算機操作基礎和邏輯思維能力，對新

鮮事物充滿好奇，喜歡通過動手實踐來探索未知。在信息科技學科方面，他

們可能已經接觸過一些基本的網絡安全知識，但對于密碼安全性的認識還不

夠深入，缺乏具體的實踐經驗和理論知識。此外，小學生的注意力集中時間

相對較短，需要采用多樣化的教學手段來保持他們的學習興趣和注意力。因

此，本節(jié)課將注重活動的趣味性和互動性，通過游戲化的學習方式激發(fā)學生

的學習興趣，同時結合具體實例和實踐活動，幫助學生掌握密碼安全性的相

第1頁共10頁

關知識。

學習目標

信息意識：培養(yǎng)信息安全意識，認識到密碼保護個人信息的重要性。關

注網絡環(huán)境中的密碼安全問題，提高自我保護能力。

計算思維：通過探究密碼的破解過程，培養(yǎng)邏輯思維和問題解決能力。

理解密碼復雜性與破解難度之間的關系，學會評估密碼的安全性。

數(shù)字化學習與創(chuàng)新：運用所學知識，設計并實踐安全的密碼設置策略。

培養(yǎng)創(chuàng)新思維，探索更多提高密碼安全性的方法。

信息社會責任：樹立正確的網絡道德觀念，不隨意破解他人密碼或泄露

他人信息。培養(yǎng)社會責任感，積極參與網絡環(huán)境的凈化與維護。

教學重點

1.計算破解密碼所需的重復判斷次數(shù)。

2.明確密碼設置安全性，樹立安全意識。

教學難點

1.在一定規(guī)則下，估算破解指定密碼的時間，感受編程破解密碼的效

率和時間關系。

2.體會利用遍歷法解決問題的基本思路。

教學準備

具備編程環(huán)境的信息科技實驗室、多媒體課件等。

教學實施過程

情境導入

教師活動學生活動~設計意圖

第2頁共10頁

【教師活動1】組織學生說一說生活中【學生活動1】說一【設計意圖】

使用密碼的場景，根據(jù)學生回答列舉說生活中常見的使通過學生說生

出代表性的。對比密碼，觀察并說出用密碼的場景，并活中常見的密

不同之處，并提出問題：“你設定的通過觀察發(fā)現(xiàn)說出碼場景，并選

密碼安全嗎？如果破解需要多長時間各密碼組成之間的取有代表性的

呢？”不同之處，思考密進行比較，觀

碼設定安全和破解察發(fā)現(xiàn)密碼組

時間問題。成之間的不同

之處，初步感

知密碼安全性

和如何破解時

間問題，引入

課題。

教學活動分析密碼破解需要的次數(shù)

教師活動學生活動設計意圖

1.分析破解4位數(shù)字密碼鎖需要的次【設計意圖】

數(shù)【學生活動2】根據(jù)以貼近學生生

【教師活動2】創(chuàng)設情境：小夏的爺爺情境內容討論保證活實例出發(fā)，

有一個4位數(shù)的數(shù)字密碼鎖，爺爺忘能夠找到這個4位提高課堂參與

記了密碼，請你想辦法幫助爺爺找到數(shù)密碼的方法，并度，從純數(shù)字

密碼，思考需要嘗試多少次？學生討進行匯報。開始，把解決

第3頁共10頁

論如何嘗試?！緦W生活動3】學生問題的思路理

【教師活動3】根據(jù)學生回答，思考4交流討論純數(shù)字密清，再加入字

位純數(shù)字密碼范圍是多少？一共有多碼組合方式和計算母或是符號的

少種組合，如何計算？設計以下問題：方法，并進行匯報。組合。從簡單

(1)4位純數(shù)字密碼范圍是多少？到復雜，循序

范圍是0000至9999c漸進，便于學

(2)一共有多少種組合，如何計算？【學生活動4】學生生理解，在探

【教師活動4］教師根據(jù)學生匯報情根據(jù)教師講解進行究過程中要不

況，總結純數(shù)字密碼的計算思路和方完善和修訂。斷引導學生樹

法。立安全意識。

2.破解“數(shù)字+字母”的6位密碼【學生活動5】學生

需要的次數(shù)交流討論，分析每

【教師活動5】根據(jù)活動2的計算思路位數(shù)字、大寫字母

和方法，思考確定6位“數(shù)字+字母”和小寫字母各多少

密碼的范圍。種，根據(jù)4位純數(shù)

字密碼破解的思路

和方法，嘗試計算

一共有多少種組

合，并匯報。

【教師活動6】提出進一步復雜問題：【學生活動6】學生

如果是“數(shù)字+字母+符號”的6位密根據(jù)教師提示和介

碼，又需要嘗試多少次？教師介紹計紹了解計算結果，

第4頁共10頁

算過程和結果，并假設6位純數(shù)字計并簡單估算破解6

算次數(shù)的時間，估算其他情況計算時位“數(shù)字+字母”密

間。碼、"數(shù)字+字母+

計算機標準鍵盤上常見的符號大約有符號”密碼和8位

32種，那么每位密碼增加32種可能“數(shù)字+字母+符

性，即10+26X2+32=94。因此需要循號”密碼所用大體

環(huán)94X94X94X94X94X94=689869時間。

781056次，即6898億次，將近七

千億次。在這個基礎上，密碼長度每

增加一位，破解所需的循環(huán)次數(shù)就會

增加約94倍。

教學活動對比不同密碼組合的破解時間

教師活動學生活動設計意圖

1.破解時間巧對比

【教師活動7］組織學生運行“破解時【學生活動7】運行【設計意圖】

間估算.py”程序，對比破解時間。名為“破解時間估通過運行程

算.py”的參考程序，填寫破解

序，得出6位純數(shù)密碼大致所需

字密碼所用時間，時間，讓學生

記錄并對比破解的能充分感受到

時間，并匯報自己編程破解密碼

第5頁共10頁

的發(fā)現(xiàn)。的效率和時間

(1)破解6位純關系。介紹破

數(shù)字密碼大約需要解原理，讓學

()秒。生感受計算機

(2)破解“數(shù)字+對于算法實現(xiàn)

【教師活動8】總結破解密碼的規(guī)律，字母”的6位密碼的優(yōu)勢。

明確破解密碼的效率和時間關系。密大約()年。

碼位數(shù)越多，組成方式越復雜，所需(3)破解“數(shù)字+

的破解時間也就越長。字母+符號”的6

2.破解原理早知道位密碼大約需要

【教師活動9】介紹破解密碼的原理和()年。

枚舉法?！緦W生活動8】根據(jù)

破解密碼主要是編程發(fā)揮計算機強大教師講解，修訂學

的計算能力，來枚舉每一種可能的情習單。

況，從而達成破解的目標。枚舉法的

基本思想是逐一列舉指定范圍內所有

可能的情況，根據(jù)條件進行檢驗從而【學生活動9】說一

找到可能的答案。計算機對于這種重說在以前學習中或

復性算法的實現(xiàn)有著巨大優(yōu)勢。者生活中接觸到枚

舉法的例子，想一

想哪些問題可以通

過使用計算機編程

第6頁共10頁

幫助解決。

教學活動密碼設置的安全性

教師活動學生活動設計意圖

【教師活動10】組織學生討論哪些?！緦W生活動10】說【設計意圖】

見的密碼容易被破解。一說生活中容易被明確現(xiàn)實生活

破解的密碼。中設置密碼的

用生日做密碼、用安全性要求，

123456做密碼、用包括位數(shù)長度

電話號做密碼、用和符號類型

【教師活動11】提問：如果讓你重新門牌號做密碼等。等，從前面的

設置一個密碼，你會怎么設置？為什【學生活動11】學數(shù)據(jù)分析，讓

么？生小組討論，在任學生知道為什

務單上寫下設置規(guī)么越長的密碼

則，以小組為單位越安全、符號

【教師活動12】根據(jù)各小組匯報情況，匯報，并進行自評類型越多的密

進行點評，補充。和互評。碼越安全。在

【學生活動12】根學生對密碼設

據(jù)小組互評、教師置要求有了認

點評結果完善設定識后，進一步

規(guī)則。延伸，引導學

基本規(guī)則包括：生探討一些防

第7頁共10頁

(1)設置密碼需要止密碼被破解

一定的長度和復雜的方法。通過

度。例如，6位以了解密碼，能

上數(shù)字、字母或字夠更好地感受

符的組合。身邊處處有算

(2)密碼最好包含法及現(xiàn)實意

大小寫字母、數(shù)字義，也能樹立

【教師活動13】提問：按照以上基本和符號。網絡安全意

規(guī)則設置的密碼一定安全嗎？日常中(3)密碼不要與姓識。

防止密碼被破解的方法有哪些？名、生日、電話號

碼等相同。

(4)密碼是重要的

個人隱私信息，要

注意保護好。

【學生活動13】說

一說日常中防止密

碼被破解的方法。

拓展提升

教師活動學生活動設計意圖

【教師活動14］如果一個三位數(shù)，它【學生活動14】分【設計意圖】

每個數(shù)位上數(shù)字的立方之和等于它本析水仙花數(shù)范圍，進一步認識循

身，那么這個數(shù)被稱為水仙花數(shù)。例取出百位、十位和環(huán)結構的特

第8頁共10頁

如，13+53+33=153o個位，根據(jù)水仙花點，體會利用

嘗試運行配套資源中的參考程序，找數(shù)定義判斷，可嘗遍歷法解決問

到所有水仙花數(shù)。試編程。題的基本思

【教師活動