第280章 密码学教育纳入中学选修课程(第2页)
二、算盘上的模运算启蒙
在讲解 “模 2 加法” 时,团队遭遇 “二进制理解障碍”。老徐想起 1962 年在工厂劳动时,工人用算盘算账的场景:“模 2 加法就是‘逢二进一’的简化版,” 他在黑板上画下算盘示意图,梁上的一颗珠子代表 1,梁下两颗代表 0,“就像算盘只留一颗下珠,拨一下是 1,再拨一下回到 0。” 这个源自传统计算工具的类比,让学生们首次理解二进制的本质。
更巧妙的设计在实践环节。老徐让学生用红白两色的围棋子代表 0 和 1,通过交换棋子位置演示 “异或运算”,当小王发现红色棋子经过两次交换回到原位,兴奋地喊出:“这就是密钥的可逆性!” 而老徐的教案本上,每个抽象概念旁都画着对应的生活场景图示,“模运算” 旁边画着钟表 ——13 点等于 1 点,正是模 12 运算的实例。
三、课间纸的密码暗战
12 月 15 日,初二(5)班的课堂出现意外收获:学生们开始用课堂上学的凯撒密码传递纸条。老徐在收上来的纸条上看到 “wkh pdwk whdfkhu Lv juhdw”,通过移位 3 位解密后是 “the mAth teACher is greAt”,他没有批评,反而因势利导组织 “班级密码大赛”,设置 “明文加密”“密文破译”“密码寻宝” 三个环节。
在 “密码寻宝” 中,老徐将实验室钥匙的位置用三级密码加密:一级凯撒移位,二级替换字母为对应的部首,三级用数学公式转换坐标。当学生们通过合作解开密码,在生物标本室找到钥匙时,平时沉默的小赵突然说:“原来密码学需要语文、数学、甚至生物知识!” 这句话让老徐意识到,跨学科思维正在悄悄萌芽。
四、油印机的教材革命
为解决教材匮乏问题,老徐带着学生用复写纸油印《密码学练习册》,每个章节配有手绘插图:讲解 “维吉尼亚密码” 时,画着戴着假发的凯撒大帝拿着多套密码转盘;介绍 “摩尔斯电码” 时,附上了用点划表示的班级口号 “勤奋学习”。油印过程中,小张不小心把 “密钥” 印成 “密钩”,却促成了一个记忆技巧:“密钥就像钩子,能钩住明文变成密文。”
更系统的教材设计在 “错题本” 环节。老徐让学生记录破译失败的案例,小王在本上画下 “因忽略空格导致破译错误” 的示意图,旁边标注:“密码就像拼图,缺一块都拼不对。” 这些充满童趣的记录,后来成为修订教材的重要参考。
五、黑板报的心理博弈
1969 年 1 月,学校黑板报出现质疑声音:“中学生学密码学有什么用?” 老徐没有直接回应,而是组织学生制作 “密码学与生活” 专题板报,展示 “自行车锁的密码原理”“信件保密的简单方法”,甚至用密码写下班主任的生日,让同学们破译。当大家发现解密后的日期正是下周的班会日,质疑声渐渐变成了 “今天学哪种密码” 的询问。