本学期最后一节信息技术课是Python编程《恺撒密码》，受限于课时与学生的编程基础，未能按魏烁佳老师精彩的教学设计《恺撒密码》实施，我对相关的教学环节都做了调整与简化。教学过程大致如下：

一、创设情境，界定问题

课堂伊始，我展示一些字母“Vhoi-lpsuryhphqw”，问学生是否了解其中的意义，然后引出密码学相关概念（“明文”是原始信息，“密文”是加密后的信息）及恺撒密码的由来。接着，提出本节主要任务：通过Python编程，利用位移替换的方法自动加密信息或解密信息。

二、分析数据，抽象特征

首先分析如何加密，例如将明文的字母按字母表的顺序后移3位，从而实现加密。按后移3位的规则，明文与密文的对照表如下：

明文字母表：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

密文字母表：DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC

例如明文为RETURN TO ROME，密文则为    UHWXUQ WR URPH

这里引导学生抓住问题的关键：后移3位，明文与密文的运算表达式该如何表达？

例如录入一串字符Text，但Text中的英文字母不能直接进行算术运算，不能直接后移而得到相应的密文。这里可以将Text的每一个字符通过函数ord()转换为ASCII码，移位运算后，再通过函数chr()转换为相应的字符。

英文字母与ASCII码对照表

字母A向后推移3个单位，可以表达为chr(ord(‘A’)+3)。接着，再提出问题：是不是26个英文都可以用以上式子运算？哪些字母不能用？按后移3位的规则，它们的表达式是什么？这里通过问题导向，引导学生发现X、Y、Z后移3位为A、B、C，表达为chr(ord(‘*’)-23)。接着又继续问：如果偏移量不为3，而是5，运算式子又该如何表示？

抽象是计算思维的本质，这里尝试通过抽象的方法，分析数据，引导学生设计可计算的模型，从而达到培养学生计算思维的目标。

三、设计算法，实现自动化加密与解密

根据上述分析，引导学生理解恺撒加密算法的流程图，要求学生编写加密程序，然后又在加密程序的基本上编写解密程序。解密老师在课前展示的密文“Vhoi-lpsuryhphqw”（偏移量为3）。

当学生将密文“Vhoi-lpsuryhphqw”解密为“Self-improvement”（自强不息）后，进入下一个教学活动：已知密钥（偏移量）在1-13，请解密密文“Zbywhzz fvbyzlsm”。全班13个小组，每一个小组设计一个密钥的解密程序。全班学生分工与合作，兴致颇高，最终有一个小组发现了明文内容“Surpass yourself”（超越自我）。至此，学生发现了本节课解密的内容就是我校的校风“自强不息，超越自我”。我借此勉励学生弘扬校风精神，努力向上，刚毅坚卓，不断地自我完善。

四、总结与提升

我展示了一个通过用结构化的方法，编写的恺撒密码程序，它有加密和解密两种模式，可以自定义1-26以内的密钥加密码信息，也可以直接罗列所有密钥对应的明文内容，大幅度提高问题解决的效率。通过展示该程序，提升学生对编程方法的认识，也为他们优化程序提供了思路。之后，提出问题的延伸：本课加密与解密的内容是英文，如果需要对汉字进行加密与解密处理，该如何做？

课堂最后的总结，引用了魏老师观点：信息的加密与解密也是信息编码和解码的过程，编码与解码一般是一个可逆过程，如果将编码、解码规则表述为可计算的、机器能处理的模型，就可编写自动化的算法程序让计算机高效地完成。同时指出：密码学是一门古老又年轻的学科，数千年来，从古典密码学到近现代密码学，它一直在发展、创新。随着量子计算和量子通信的研究，量子密码学受到越来越多的关注，被认为会对已有的密码学安全机制产生较大的影响……

本课的教学内容仍是编程基础知识的初步综合运用。本学期初次展开Python教学，教学进度比预期的慢。开学初，我期望可以基本完成《必修一》的教学内容；学生可以灵活掌握程序控制的三种基本结构、字符串的处理、条件结构或循环的嵌套、爬虫技术的基本应用方法等；学生可以灵活应用所学的编程知识，自选主题，初步完成相关数据的抓取与分析……然而，一学期以来的整体教学效果与开学初的期望有不小的距离。除了课时、学科考核等客观原因，还有我在教学策略上的问题。考虑到许多学生家庭没有计算机，没有编程实践的条件，因而我很少布置课后练习，从而学生对相关知识的掌握不牢固。犹记我在大学二年级学习C语言编程时，也没有计算机，但通过笔纸抄写经典的代码，强化理解与记忆，也有过得去的学习效果。想必以后同样也可让学生在课后将代码写在纸上，同时，勉励有条件的学生利用计算机编程、调试、优化程序，乃至设计作品，完成项目学习，从而达到更有效培养学生计算思维的教学目标。