——互动教学案例

山西省万荣中学 梅王丽
一、教学背景

　　在数字化时代，信息技术深度融入社会，高中信息技术课程在培养学生信息素养与数字化能力上至关重要。二进制作为计算机基础语言，贯穿信息存储、处理及传输等环节。但传统教学侧重理论讲授，方式单一，难以激发学生兴趣，致使学生理解浮于表面，无法灵活运用知识解决实际问题。“二进制密码破译挑战”互动教学案例由此设计，旨在通过趣味、挑战情境，让学生在实践与交流中深化二进制知识理解与应用，提升信息技术核心素养。

二、学情分析

　　授课对象为高一学生，已掌握计算机基本操作，对信息技术兴趣浓厚，具备一定自主学习和团队协作能力。不过，二进制概念抽象，学生理解有难度。此阶段学生正从形象思维向抽象思维过渡，对直观内容接受度高，面对抽象符号和复杂逻辑易有理解障碍。所以，教学中需采用多样手段将知识具象化，借助挑战性任务激发学生积极性。

三、教学目标

　　信息意识：让学生认识二进制在信息处理中的重要性，能发现生活中二进制编码应用，增强信息敏感度与分析能力。计算思维：借二进制密码破译与编制，培养学生用算法思维分析、解决问题，将复杂问题分解，运用二进制知识逻辑推理与运算。数字化学习与创新：引导学生借助数字化工具自主探究，鼓励在密码破译中创新思维，尝试不同方法策略，提升数字化学习与创新能力。信息社会责任：通过密码破译，让学生意识到信息安全重要性，树立正确信息道德观念，遵守法规，培养信息社会责任意识。

四、教学重、难点

　　教学重点：二进制与十进制相互转换；二进制密码编解码规则；运用二进制知识解决实际问题。教学难点：理解二进制在计算机信息存储与处理的本质原理；灵活运用知识设计有效破译策略。

五、教学准备

　　硬件设备：保证教室计算机数量充足、性能良好、网络稳定。软件资源：安装二进制转换工具、密码破译模拟软件、教学课件及相关学习资料。教学资料：编制学习任务单、二进制知识手册、密码破译案例集。

六、教学步骤

　　（一）情境导入（5分钟）
　　教师播放电影中特工用密码传递情报片段，引发学生对密码的好奇。提问：“计算机最基础的密码形式是什么？计算机很多信息以二进制编码存储传输，今天开启二进制密码破译之旅。”
　　（二）知识讲解（10分钟）
　　教师用课件讲解二进制基本概念，如数位、基数。举例：“二进制101，从右往左，第一位1是1个2的0次方，第二位0是0个2的1次方，第三位1是1个2的2次方，相加得5，即二进制101等于十进制5。”介绍二进制与十进制转换方法，以13为例演示：“13除以2，商6余1；6除以2，商3余0；3除以2，商1余1；1除以2，商0余1。从下往上排列余数，1101就是13的二进制表示。”讲解二进制密码简单编码规则，如字母A用00000001、B用00000010表示，可将文字编为二进制密码。
　　（三）分组实践（20分钟）
　　教师将学生分成每组4-5人的小组，发放学习任务单与二进制知识手册。布置任务：依据给定密码表，破译加密二进制密码得明文。教师引导：“大家分工合作，有人查密码表，有人记录，有人计算。”学生实践，教师巡视答疑。学生A问：“这个二进制数对应的字母不确定。”教师回应：“再看密码表数位规则，注意进位。”
　　（四）小组竞赛（15分钟）
　　教师设置更高难度密码破译任务，要求限时完成。激励学生：“这次密码含字母、数字、特殊符号编码，加油！”小组竞赛，教师观察记录。结束后，邀请最快且准确的小组分享思路：“我们先按规则分组密码，再分别查密码表，同时计算，速度就快了。”
　　（五）拓展提升（10分钟）
　　教师引导学生思考如何用二进制设计复杂安全密码：“学会破译，想想怎么设计难破译的密码？”鼓励学生发言，学生B提出：“组合多个二进制数，加特殊运算规则。”教师点评：“此想法能增加密码复杂度与安全性。”
　　（六）课堂总结（5分钟）
　　教师回顾重点知识，强调二进制重要性：“今天学了二进制概念、转换及密码破译设计，二进制是计算机基础语言，要牢记。”评价小组表现，表扬优秀小组：“第三、五小组实践和竞赛表现出色，团队协作与知识运用强。其他小组后续加油。”

七、教学评估

　　过程性评估：观察学生课堂讨论、小组实践、竞赛参与度与表现，包括团队协作、问题解决能力，及时反馈指导。作业评估：布置二进制密码相关作业，如设计复杂密码说明规则、破译给定密码，依作业评估知识掌握与应用能力。学生自评与互评：组织学生自评与互评，反思学习收获不足，互相学习促进成长。

八、教学反思

　　本次互动教学激发了学生学习积极性，提升了学生对二进制知识的理解与应用能力。但教学中发现，知识讲解环节部分学生对二进制与十进制转换理解困难，后续应增加实例练习巩固。小组竞赛时个别小组分工不合理影响进度，今后教学要加强小组分工指导。总体看，本教学案例在培养学生信息技术核心素养上有成效，但需持续优化完善，以契合学生学习需求。