Die meisten Jugendlichen können sich unter dem Begriff „Kryptologie“ nur wenig vorstellen. Für uns ist es wichtig, dass sie den Begriff verstehen und die Chiffrierung auch anwenden können bzw. die Idee dahinter verstehen. Durch unseren Unterricht wollen wir ihnen die Verschlüsselung nicht nur theoretisch, sondern vielmehr alltagsbezogen näherbringen. Durch lebensnahe Beispiele in der Schnitzeljagd finden SchülerInnen Interesse an der Verschlüsselung.

Kryptologie, Chriffrierung, Schnitzeljagd, Morse-Code
5. Klasse AHS, aber auch für BHS geeignet

Geeignet für: Schulunterricht

• Alter: ~15
• Schulform und Fach: AHS (Wahlpflichtfach), BHS (Schwerpunkt Informatik)
• Schulstufe: 5. Klasse AHS

• AutorInnen: Dominic Andert, Lucas Beck, Nadine Fellinger, Claudia Hackl, Denise Kerschl
• Rückfragen bitte an: Dominic Andert (a1300599@univie.ac.at), Lucas Beck (a1302019@univie.ac.at), Nadine Fellinger(a1326535@univie.ac.at), Claudia Hackl (a1301070@univie.ac.at), Denise Kerschl (a1304066@univie.ac.at)
• Lehrveranstaltung: PR Didaktisches Design in der Informatik, 2016 WS, bei Prof. Motschnig

Für das Konzept müssen die folgenden Vorraussetzungen von Lernenden und Lehrenden erfüllt sein.

• Kenntnisse der Lehrenden:
  • Wissen zu Kryptologie
  • Cäsar-Verschlüsselung/Ersetzungsverfahren
  • Erfahrung mit Morsecode
• Raum und Ausstattung:
  • Beamer
  • Gedruckte Arbeitsblätter
  • Süßigkeiten
  • Tische für Stationen
  • Tablet/Laptop mit Internetzugang für die Morsestationen
    • Audiodatei mit Morsecode (oder Link dazu)
    • Morsealphabet

SchülerInnen benötigen folgenes Vorwissen:
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Das Ziel unseres Projektes und zugleich das pädagogische Konzept ist es „Learning by doing“. Die Jugendlichen sollen durch erfahrungsbasiertes Lernen die Inhalte und Hintergründe der Kryptologie kennen lernen. Dabei ist es auch unser Ziel „weg von den Bildschirmen“, denn die Schüler/innen sollen nicht nur theoretisch das Thema kennen lernen, sondern es selbst verstehen und anwenden können.

Erstmals soll eine allgemeine Problemstellung der geheimen Nachrichtenübermittlung erklärt werden, sodass die SchülerInnen motiviert werden die Chiffrierungsmethoden zu realisieren und mit Alltagsbeispielen (z.B. E-Mail-Verkehr) verknüpfen können. Dabei hilft eine offene Diskussionsrunde, in der alle Schüler/innen ihre Ideen und Beispiele aus dem Alltag einbringen können. Da die Verschlüsselung in diversen Formen in unserem alltäglichen Leben vorkommt, ist es also von großer Bedeutung, die Jugendlichen damit zu konfrontieren und ihnen das Konzept näherbringen.

Durch die Schnitzeljagd sind die Jugendlichen körperlich betätigt und können sowohl ihre intrinsische, als auch die extrinsische Motivation verbessern. Ihre intrinsische Motivation wird auch durch die gegebenen Alltagsbeispiele (zB Whatsapp) gefördert, wodurch die SchülerInnen bereits vertraut sind. Auch die lebensnahen Beispiele, sowohl im Theorievortrag, als auch bei der Schnitzeljagd sollen nicht technikaffine SchülerInnen motivieren.

Doppelstunde:

• Begrüßung & Einfindung (5 Minuten)
• Diskussionsrunde „Relevanz/Einsatzgebiete von Kryptologie“ (10 Minuten)
  • + ergänzender theoretischer Input
• Theoretischer Input – Cäsar-Verschlüsselung / Ersetzungsverfahren (10 Minuten)
• Lösen von Arbeitsblättern in Partnerarbeit (10 Minuten)
• Kurze Pause 5 Minuten
• Schnitzeljagd durch die Schule (50 Minuten)
• Gewinn: Schatztruhe mit Süßigkeiten
• Feedback (5 Minuten)

Wie ist das Thema im Lehrplan verankert?
ggf. digikomp, Kompetenzen, welcher Lehrplan, welche Version?

Die Schüler/innen

• sehen die Notwendigkeit der Verschlüsselung
• kennen Fachbegriffe aus der Kryptologie
• verstehen die Ideen verschiedener Chiffriermethoden
• kennen mind. zwei Codierungsarten (Vigenère, Cäsar) und deren Unterschiede
  • Verbesserung/Änderung: Die SchülerInnen lernten 4 verschiedene Verschlüsselungsarten kennen: Cäserverschlüsselung, Ersetzungsverfahren, Skytale und Morsealphabet (Audio und schriftlich). Das Vigenère-Verfahren erschien uns für die 5.AHS als Einstieg zu kompliziert und zeitaufwendig.
• können mind. eine Chiffriermethode anwenden
• kennen Alltagsbeispiele

• Partnerarbeit gegenseitig etwas ver-/entschlüsseln
• Betreuung bei Schnitzeljagd
• Schnitzeljagd

Arbeitsblätter für Stationen

Caesar Verschlüsselung

Morse Alphabet

Morse Alphabet mit Audio

Ersetzungsverfahren

Skytale

Präsentationen

Präsentation für den Unterricht

Piratengeschichte für Schnitzeljagd

• Bsp. Syntax
• Bsp. Google

• Alle Bilder und Grafiken sind unter CC0 Creative Commons Lizenz
• http://www.mathe.tu-freiberg.de/~hebisch/cafe/kryptographie/caesar.html (zuletzt abgerufen am 13.11. 2017)