十年级在线非插电与积木式密码学教学

我们报告了在十年级开展的一项关于密码学原理的课外在线干预经验。本文的第一个目标是呈现我们所设计的学习路径，其受密码学核心思想而非技术知识的影响。我们将详述如何使用 Snap!（一种可视化编程语言）来实现动手活动：用于试验密码系统及其局限性的编程游乐场，以及用于 Diffie-Hellman 密钥交换非插电活动的交互式支持。第二个目标是从学生感知与核心密码学思想学习两方面评估我们的干预。学生们欣赏该课程，并觉得尽管是远程的，它有趣、有意思且引人入胜。他们表示课程帮助其理解了密码学、计算机科学（CS）与数学在社会中的作用，并激发了他们的兴趣，尤其是在密码学与 CS 方面。第三个目标是讨论收效良好之处与待改进方面。在教学上，远程教学造成了高度的“教师盲视”，使我们在使用 Snap! 游乐场的探索活动中无法给出最优数量的指导，有时对完全编程新手而言过于困难。另一方面，“远程非插电”的 Diffie-Hellman 效果良好：它体现了一个连贯的隐喻，使学生投入其中并理解了这一开创性协议。学生们称赞这些活动引人入胜，即便具有挑战性。最终评估显示核心密码学思想已被良好理解。