Szyfr Cezara w języku Python. Scenariusz zajęć

Scenariusz lekcji informatyki

Temat: Szyfr Cezara w języku Python
Podstawa programowa: zakres podstawowy dla technikum

Cel ogólny
Rozumienie, analizowanie i rozwiązywanie problemów na bazie logicznego i abstrakcyjnego myślenia, myślenia algorytmicznego i sposobów reprezentowania informacji.

Cele szczegółowe, uczeń:
• prześledzi algorytm szyfrowania tekstu za pomocą szyfru Cezara.
• przeanalizuje algorytm odszyfrowania tekstu utajnionego, za pomocą szyfru Cezara.
• Wyjaśni działanie funkcji na pojedynczych znakach i na napisach.
• Napisze w języku Python program szyfrujący oraz odszyfrowujący tekst.

Metody i techniki nauczania:
• rozmowa nauczająca z wykorzystaniem tablicy
• dyskusja

Formy pracy:
• praca indywidualna;
• praca w parach;

Środki dydaktyczne:
• komputery z dostępem do internetu;
• oprogramowanie dla języka Python 3

Przebieg lekcji
Faza wstępna:
1. Przedstawienie celów zajęć, tematu lekcji, wyjaśnienie zagadnienia.
Rozpoznanie wiedzy uczniów. Nauczyciel zadaje uczniom pytania dotyczące ich aktualnego stanu wiedzy w obszarze poruszanego tematu. Chętni uczniowie udzielają na nie odpowiedzi. Wyjaśnienie zagadnienia. Nauczyciel wyjaśnia na czym polega szyfrowanie przez podstawienie i zastępowanie znaków utajnianej informacji innymi znakami, wyjaśnia rolę klucza, wskazuje parametry realizujące algorytm za pomocą funkcji.

Faza realizacyjna:
1. Uczniowie analizują przykłady tekstów z tablicy. Szyfr Cezara wykonują w pierwszej fazie na kartce celem zrozumienia działania algorytmu podstawiennego. Z wykorzystaniem znaków alfabetu łacińskiego (otrzymują wydruk 26 znaków alfabetu) i podanej wartości klucza szyfrują teksty jawne
MEDYCYNA k=3 (PHGBFBQD)
ALARM k=4 (EPEVQ)
oraz deszyfrują kryptogramy:
LWUQVQSIVI k=8 (DOMINIKANA)
TEDBY k=10 (JUTRO)

2. W kolejnym etapie, nauczyciel wyjaśniając działanie algorytmu, odnosi strategie szyfrowania bezpośrednio do przykładu linijek kodu w języku Python

3. Ćwiczenie umiejętności. Uczniowie wykonują algorytm realizujący szyfr Cezara na swoich stanowiskach w środowisku Python. Testują działanie kodu dla operacji szyfrowania (wykorzystując do tego wcześniej podane przykłady). Wykonują zadanie
Zadanie. Napisz program szyfrujący podany tekst (przy ustalonym kluczu szyfrowania). Przetestuj jego działanie dla wyrazu INFORMATYKA oraz klucza o wartości 5.
Nauczyciel sprawdza poprawność napisanych programów, następnie analizuje z uczniami kod, tak aby uczniowie samodzielnie zaproponowali alternatywny sposób rozwiązania problemu dla operacji odwrotnej– deszyfrowania, która będzie zamieniać kryptogramy na tekst jawny (wykorzystując do tego wcześniej podane przykłady).

Faza podsumowująca:
Nauczyciel inicjuje krótką rozmowę na temat zrealizowanych celów (czego uczniowie się nauczyli), omawia ewentualne problemy podczas rozwiązania ćwiczeń z programowania w języku Python.