- Учителю
- Проектный урок с использованием элементов шифрования
Проектный урок с использованием элементов шифрования
План - конспект урока по математике в 5 классе с использованием проектных технологий по теме: «Школа шпиона»
Цель: изучить способы шифрование и дешифрования информации, определить необходимость шифрования в современном обществе.
Термины и понятия: криптография, шифр, дешифрование, шифр Цезаря, квадрат Полибия, азбука Морзе, шифр Мирабо.
Образовательные задачи:
-
Собрать научную информацию о разных способах засекречивания информации;
-
Распределить способы шифрования в хронологическом порядке;
-
Выявить простые и эффективные способы шифрования;
-
Разработать собственный шифр.
Развивающиеся задачи:
-
Совершенствование познавательной компетентности;
-
Совершенствование коммуникативной компетентности;
-
Формирование устойчивой мотивации с помощью творческой работы.
Дидактический материал: презентация, видеофрагмент, раздаточный материал (алфавит, карточки для шифрования), лист А4, сертификат.
План урока
№ этапа
Вид деятельности
Время выполнения
1
Организационные моменты
-
Разбиение учащихся на группы (жеребьевка по 7 человек в группе. Назначение ответственного)
-
Приветствие
-
Проверка готовности учащихся к занятию
3 мин
2
Актуализация знаний (история про письмо)
1,5 мин
3
Объяснения нового материала (дешифруем фразу: «Математика - язык точных наук»)
4.1. Краткая историческая справка
4.2. Дешифрование частей фразы
4.3. Получение итоговой фразы
13-15 мин
4
Физкультминутка
3 мин
5
Создание собственного графического способа кодирования (шифруем фразу учителя)
6.1. Демонстрация результатов на доске
6.2. Объяснение механизма шифрования
10 мин
6
Игра «Свиток» (если останется времени)
6 мин
7
Подведение итогов (рефлексия)
5 мин
Учитель: Здравствуйте, 5 в класс. Поприветствуйте наших гостей. Присаживайтесь. Сегодня на занятии мы с вами побудем немножечко шпионами. Как вы понимаете кто такой шпион.
Класс.
Учитель: Шпион - человек, который занимается сбором информации, слежкой. А шпион должен уметь разгадывать логические задачи, головоломки, ребусы?
Класс: Да.
Учитель: Вот мы и узнаем какие из вас могут получится шпионы.
История про письмо
Мне пришло загадочное письмо. Но, к сожалению, я не могу его прочитать. Как я не пыталась тут совершенно ничего не понятно. Не текст, а только символы да значки. Вы мне поможете расшифровать, что тут написано?
Учитель: Как вы думаете как называется такая последовательность условных знаков, с помощью которых зашифровали слово?
Класс: Шифр.
Учитель: Используется ли шифрование сегодня и для каких целей?
Класс: Чтобы скрывать информацию от других, безопасно передавать военные, государственной важности сообщения.
Учитель: Правильно, а наука о способах шифрования (преобразования) информации с целью защиты ее от незаконного или нежелательного использования называется криптографией.
Объяснение нового материала
На доске зашифрованная фраза «П г х и п г х л н г - 63 23 55 26 - - - - - - - · - · - · - - · · · · 3,4 1,1 4,5 3,1».
Первое слово мы будем дешифровать с помощью шифра Цезаря.
Краткая историческая справка.
Шифр Цезаря возник в I веке до н.э. Назван в честь римского императора Юлия Цезаря. Юлий Цезарь применил шифр , чтобы защитить военные сообщения. Шифр Цезаря известен также как и шифр сдвига. Это один из самых простых и широко известных методов. Шифрования. Шифр был эффективным и достаточно безопасным в то время, т.к. большинство врагов Цезаря были неграмотными и предполагали, что сообщения были написаны на неизвестном иностранном языке. Шифр Цезаря со сдвигом 13 используется в алгоритме ROT13 методе запутывания текста используемого в Usenet (социальная сеть 1980 года). Недостатком шифра является то, что он нигде не применяется, и легко взламывается.
Заполните таблицу, в которой каждая буква сдвигается на три позиции вперёд.
а
б
в
г
д
е
ж
з
и
й
к
л
м
н
о
п
г
р
с
т
у
ф
х
ц
ч
ш
щ
ь
ы
ъ
э
ю
я
Расшифровка первого слова.
Следующее слово дешифруем с помощью шифра Полибия.
Краткая историческая справка. В Древней Греции (II в. до н. э.) был создан шифр, который известен, как квадрат Полибия.
В каждую клетку такой таблицы записывалась одна буква. В результате каждой букве соответствовала пара чисел, и шифрование сводилось к замене буквы парой цифр (первая цифра указывает номер строки, вторая - номер столбца).
1
2
3
4
5
6
1
А
Б
В
Г
Д
Е
2
Ё
Ж
З
И
Й
К
3
Л
М
Н
О
П
Р
4
С
Т
У
Ф
Х
Ц
5
Ч
Ш
Щ
Ъ
Ы
Ь
6
Э
Ю
Я
Расшифровка второго слова.
Дешифровка третьего слова с помощью Азбуки Морзе
Краткая историческая справка. 8 февраля 1838 года Сэмюэль Морзе представил общественности своё изобретение - систему электромагнитного телеграфа. Аппарат мог передавать сообщения на небольшие расстояния в специальной кодировке. Этот код получил название «морзянка» или азбука Морзе.
Сэмюэль Морзе не имел никакого специального технического образования. Он был вполне успешным художником, основателем и президентом Национальной академии рисунка в Нью-Йорке. Возвращаясь из путешествия по Европе на корабле, Морзе увидел фокусы, которые показывали на палубе. Провод под электрическим напряжением подносили к компасу, стрелка которого начинала бешено крутиться.
Именно тогда Морзе пришла в голову идея передавать по проводам определённые сигналы. Художник тут же набросал схему телеграфа. Прибор состоял из рычага на пружине, к концу которого был прикреплен карандаш. При подаче тока карандаш опускался и оставлял на движущейся бумажной ленте линию, а при отключении тока карандаш поднимался, и в линии получался пробел.
Первый аппарат смог принять и зафиксировать сигнал по проводу 500 метров длиной. Тогда это открытие не вызвало особого интереса.
Потенциал изобретения Морзе увидел промышленник Стив Вейл. Он профинансировал дальнейшие исследования художника и приставил к нему помощником своего сына Альфреда. В итоге прибор удалось усовершенствовать - он более точно принимал сигнал, а длина провода возросла во много раз. Такой телеграф уже можно было использовать, и в 1843 году Конгресс США постановил провести первую телеграфную линию между Балтимором и Вашингтоном.
А
· -
И
··
Р
· - ·
Ш
- - - -
Б
- · · ·
Й
· - - -
С
· · ·
Щ
- - · -
В
· - -
К
- · -
Т
-
Ъ
· - - · - ·
Г
- - ·
Л
· - · ·
У
· · -
Ы
- · - -
Д
- · ·
М
- -
Ф
· · - ·
Ь
- · · -
Е
·
Н
- ·
Х
· · · ·
Э
· · - · ·
Ж
· · · -
О
- - -
Ц
- · - ·
Ю
· · - -
З
- - · ·
П
· - - ·
Ч
- - - ·
Я
· - · -
Последнее слово дешифруем с помощью шифра Мирабо.
Из категории числовых шифров наибольшей известностью пользуется шифр Мирабо. Азбука у Мирабо разделена на 5 или 6 групп, которые нумеруются по порядку; в каждой группе нумеруются также отдельно все буквы. При этом каждую букву в письме заменяют двумя числами, из которых первое обозначает № группы, а второе № буквы в группе; оба числа пишутся либо в виде простой дроби, либо в виде дроби десятичной.
№ 1
№ 2
№ 3
А
Б
В
Г
Д
Е
Ж
З
И
Й
К
Л
М
Н
О
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
№ 4
№ 5
№ 6
П
Р
С
Т
У
Ф
Х
Ц
Ч
Ш
Щ
Ь
Ы
Ъ
Э
Ю
Я
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
Получение итоговой дешифрованной фразы.
«Математика - язык точных наук»
Физкультминутка
Придумайте собственный графический способ кодирования букв русского алфавита ( с помощью особых картинок).
А
Б
В
Г
Д
Е
Ё
Ж
З
И
Й
К
Л
М
Н
О
П
Р
С
Т
У
Ф
Х
Ц
Ч
Ш
Щ
Ъ
Ы
Ь
Э
Ю
Я
Учитель: Продемонстрируйте зашифрованное слово «Молодцы» с помощью вашего алфавита.
Учащиеся выходят к доске и демонстрируют слово «Молодец», объясняют механизм шифрования.
Учитель: А теперь давайте поиграем.
Игра «Свиток»
-
Наука о методах преобразования информации, с целью её защиты.
-
Квадрат, разбитый на ячейки с вырезанными окошками, помогает расшифровать сообщение.
-
Азбука, в которой вместо букв используются только точка и тире.
-
Классик литературного жанра, который показал использование в своём произведении.
-
Шифр, названный в честь великого императора, получавшийся заменой каждой буквы в сообщении другой буквой этого же алфавита, расположенной на три позиции вперёд
-
Сколько букв в русском алфавите?
-
Как называлась немецкая машина для шифрования информации?
Вывод: Ребяте, понравится ли вам сегодня урок? Вы сможете теперь расшифровать люой шифр. А теперь за активную работу вручим сертификаты шпионов.