Autor: Zespół Gromar.eu

Przedmiot: informatyka

Temat: Szyfr Cezara.

Grupa docelowa: III etap edukacyjny, liceum, technikum

Podstawa programowa:

Zakres podstawowy

I. Rozumienie, analizowanie i rozwiązywanie problemów. Uczeń:

2) stosuje przy rozwiązywaniu problemów z różnych dziedzin algorytmy poznane w szkole podstawowej oraz algorytmy:

b) na tekstach: porównywania tekstów, wyszukiwania wzorca w tekście metodą naiwną, szyfrowania tekstu metodą Cezara i przestawieniową.

Kompetencje kluczowe:

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,

• kompetencje w zakresie wielojęzyczności,

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii,

• kompetencje cyfrowe,

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne:

Uczeń:

• dowiaduje się, czym jest i jak działa szyfr Cezara,

• szyfruje przykładową wiadomość,

• analizuje algorytm, sprawdzając, czy szyfr Cezara jest łatwo złamać.

Strategie nauczania:

• konstruktywizm.

Metody i techniki nauczania:

• burza mózgów;

• rozmowa kierowana;

• dyskusja.

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami i dostępem do internetu, słuchawki;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda.

Przebieg zajęć:

Faza wstępna

1. Przed zajęciami chętni uczniowie przygotowują krótkie prezentacje dotyczące szyfru Cezara i innych historycznych metod szyfrowania (np. ROT13, ADFGVX, One Time Pad). Inna czteroosobowa grupa przygotowuje osiem zaszyfrowanych wiadomości szyfrem Cezara.

2. Przedstawienie tematu i celów zajęć oraz wspólne z uczniami ustalenie kryteriów sukcesu.

3. Burza mózgów na temat szyfrów i szyfrowania. Pytania do uczniów:

• Jakie szyfry znacie?

• W jakim celu stosuje się szyfry?
  Moderator zapisuje propozycje na tablicy. Po fazie twórczej następuje weryfikacja pomysłów i podsumowanie zadania.

Faza realizacyjna

1. Prezentacja materiałów dotyczacych szyfrów przygotowanych przez uczniów przed zajęciami. Dyskusja.

2. Nauczyciel wspólnie z uczniami omawia metody kryptoanalizy stosowane do odczytywania szyfru Cezara.

3. Podział klasy na cztery grupy. Każda otrzymuje dwie wiadomości zaszyfrowane przez kolegów (o jednej wiadomo, że użyto szyfru Cezara, o drugiej – nie wiadomo). W każdej grupie powinien znaleźć się szyfrant, który w razie potrzeby będzie naprowadzał kolegów na rozwiązanie. Uczniowie samodzielnie rozszyfrowują wiadomości. Wspólna analiza rozwiazań.

4. Praca z multimedium bazowym. Uczniowie przygotowują algorytm analogiczny do szyfru Cezara, uwzględniający zamianę (kodowanie) cyfr na litery z przesunięciem o 4 znaki. Następnie prezentują go kolegom i koleżankom. Wspólnie omawiają rezultaty swojej pracy i oceniają się wzajemnie. Praca w grupach lub w parach.

5. Uczniowie rozwiązują ćwiczenia interaktywne wskazane przez nauczyciela. Wspólne omówienie odpowiedzi.

Faza podsumowująca

1. Na koniec zajęć nauczyciel prosi uczniów o rozwinięcie zdań:

• Dziś nauczyłem się…

• Zrozumiałem, że…

• Zaskoczyło mnie…

• Dowiedziałem się…

• Łatwe było dla mnie…

• Trudne było dla mnie…

Dwa ostatnie zdania oceniają trudność omawianego zagadnienia; dzięki nim uczeń dokonuje samooceny swoich wiadomości i umiejętności.

Materiały pomocnicze:

1. Materiały na temat innych historycznych szyfrów ROT13, ADFGVX, One Time Pad, np. Dirk Rijmenants, Secure Communications with the One Time Pad Cipher

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Multimedium można również wykorzystać do pracy domowej – uczniowie przygotowują samodzielnie algorytmy, np. z przesunięciem do tyłu o 6 znaków.