第一課電腦中的信息是如何表示的

1、第一課 電腦中的信息是如何表示的教學(xué)內(nèi)谷分析本課是七年級(jí)上冊(cè)第一單元“電腦為什么能處理信息”的第一課時(shí)；通過小學(xué)的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)使用電腦處理信息有了一定的了解，但電腦為什么能處理信息呢？這是好奇心極強(qiáng)的學(xué)生們普遍關(guān)心的問題，也是本單元要回答的問題。 二進(jìn)制是電腦的基礎(chǔ)，本課先回答電腦為什么使用二進(jìn)制，然后講解二進(jìn)制數(shù)的表示、運(yùn)算規(guī)則以及各種進(jìn)制的轉(zhuǎn)換。本課分兩課時(shí)比較合適。教學(xué)對(duì)象分析由于習(xí)慣了十進(jìn)制，學(xué)習(xí)二進(jìn)制時(shí)會(huì)受到十進(jìn)制的干擾。大部分學(xué)生會(huì)覺得本課內(nèi)容比較抽象，難度較大，學(xué)生的分化會(huì)比 較嚴(yán)重，因此，對(duì)學(xué)生的要求分成三個(gè)層次，大部分學(xué)生達(dá)到第一個(gè)層次即可。第一層次：能理解電腦中為什么使用二

2、進(jìn)制，二進(jìn)制加減法運(yùn)算規(guī)則，能利用電腦中的計(jì)算器進(jìn)行二進(jìn)制數(shù)和十進(jìn)制之間的 互相轉(zhuǎn)換；第二層次：在第一層次的基礎(chǔ)上能用短除法將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)；能將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)； 第三層次：在第二層次的基礎(chǔ)上能將二進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)互相轉(zhuǎn)換。教學(xué)方法情境教學(xué)法、分層教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、講授法、演示法、練習(xí)法教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1. 理解電腦中為什么使用二進(jìn)制而不是其它的進(jìn)制；2. 熟練掌握二進(jìn)制“逢二進(jìn)一”的進(jìn)位和加減法運(yùn)算規(guī)則；3. 了解二進(jìn)制數(shù)、十進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)之間可以互相轉(zhuǎn)換。過程與方法通過學(xué)習(xí)二進(jìn)制的運(yùn)算規(guī)則，訓(xùn)練學(xué)生的思維能力，加深對(duì)數(shù)學(xué)進(jìn)制的理解。情感態(tài)度和價(jià)值觀 激發(fā)學(xué)生的探究

3、精神教學(xué)重點(diǎn)電腦中為什么使用二進(jìn)制； 二進(jìn)制的運(yùn)算規(guī)則；教學(xué)難點(diǎn)電腦中為什么使用二進(jìn)制教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖課件展示圖片，提問：大家知道烽火臺(tái)狼煙的作用嗎？知道馬拉松 的故事嗎？電腦為什課堂引入能表達(dá)信息？4、 匚訂馬拉松信使費(fèi)里皮德斯跑完 40多公里回到雅典，只說了一句：“我 們勝利了！”，就倒了下去，當(dāng)即死去?？梢姽糯畔⒌膫鬟f是多么的 艱難，如果是現(xiàn)在，我們可以通過什么方式快速地把信息傳遞出去？聽講，思考，回答通過對(duì)比古今信息 傳遞的方式跟速度，引入 本單元要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。&那么，電腦為什么能處理信息呢？這是本單元要回答的問題。電腦表達(dá)信息電腦處理信息假設(shè)電腦能表達(dá)數(shù)字，我們先把

4、文字、圖形、聲音、視頻等形式的 信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字，電腦不就可以表達(dá)信息，從而處理信息了嗎？問題的 關(guān)鍵是：電腦能表達(dá)數(shù)字嗎？講述20世紀(jì)科學(xué)家們研究快速計(jì)算機(jī)的故事：20世紀(jì)初，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家們迫切需要一種能快速計(jì)算的機(jī)器，很多科學(xué)家引導(dǎo)學(xué)生思考：電腦 能不能表達(dá)數(shù)字，為接下 來的假設(shè)以及電腦能處 理信息的原因”剖析做鋪墊。都在設(shè)想如何制造一臺(tái)這樣的機(jī)器。由于受十進(jìn)制這個(gè)計(jì)數(shù)習(xí)慣的困 擾，機(jī)器的設(shè)計(jì)遇到了很多困難。直到20世紀(jì)30年代中期，美國科學(xué)家馮諾依曼大膽地提出：拋棄十進(jìn)制，采用二進(jìn)制作為數(shù)字計(jì)算機(jī)的 數(shù)制基礎(chǔ)，從而解決了電腦表達(dá)數(shù)字的難題。使得計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)出現(xiàn)了 轉(zhuǎn)機(jī)。提問：

5、看完科學(xué)家們的研究，大家說電腦能表達(dá)數(shù)字嗎？它能表達(dá) 幾進(jìn)制的數(shù)呢？歸納電腦能處理信息的原因并要求學(xué)生在30s內(nèi)記住本知識(shí)點(diǎn):為電腦能表達(dá)二進(jìn)制數(shù)，所以把信息轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制數(shù)，電腦就能表達(dá)信 息，從而處理信息了。聽故事回答，聽講在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)記住 電腦能處理信息的原因1.日常中常見的進(jìn)制分、秒一一逢60進(jìn)1逢12進(jìn)1聽講，回答課堂學(xué)習(xí)學(xué)生通過聽故事了解 到電腦是可以表達(dá)數(shù)字 的，驗(yàn)證了剛剛的假設(shè)。 引導(dǎo)學(xué)生參與知識(shí)生成的 整個(gè)思維過程。同時(shí)教師 的及時(shí)歸納及學(xué)生的強(qiáng)化 記憶，有助于學(xué)生對(duì)知識(shí) 點(diǎn)的掌握。為 什 么 電 腦 要 用星期一一逢7進(jìn)1十進(jìn)制逢10進(jìn)12.二進(jìn)制的特點(diǎn)而二進(jìn)制是最簡(jiǎn)單的進(jìn)

6、制，在二進(jìn)制中，只有“0”和“ 1”兩個(gè)基本數(shù)字，“逢二進(jìn)一”、“借一當(dāng)二”。思考：102是二進(jìn)制數(shù)嗎?3.二進(jìn)制與十進(jìn)制的對(duì)應(yīng)關(guān)系十進(jìn)制 01234567判斷，回答由生活中經(jīng)常接觸的 進(jìn)制的特點(diǎn)引入，學(xué)生自 然能對(duì)比說出二進(jìn)制的特 點(diǎn)。及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí) 點(diǎn)的掌握情況，及時(shí)糾錯(cuò)。二進(jìn)制000 001 010 011 100 101 110 111探究一：演示“模擬二進(jìn)制計(jì)數(shù)器”計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)有珠子表示1，沒珠子表示0，從右到左，分別是從低位到高位。 出現(xiàn)“虛珠”表示要進(jìn)位。觀看演示，思考，回A柱子B柱子C柱子思考：通過觀看“模擬二進(jìn)制計(jì)數(shù)器”計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)，你發(fā)現(xiàn)剛開始計(jì)數(shù)器上有沒有珠子？后來每操作一次

7、增加 個(gè)珠子，總共操作次。所以這7個(gè)二進(jìn)制數(shù)分別對(duì)應(yīng)十進(jìn)制的通過直觀的實(shí)驗(yàn)演 示，有助于學(xué)生理解二進(jìn) 制“逢二進(jìn)一”的進(jìn)位規(guī) 則。同時(shí)學(xué)生通過觀看實(shí) 驗(yàn)演示也能獲得啟示，在 教師的啟發(fā)引導(dǎo)下，明白 二進(jìn)制與十進(jìn)制的對(duì)應(yīng)關(guān) 系f 糸。0-7。探究二：布置“用手電筒模擬電路來表示二進(jìn)制數(shù)”的探究活動(dòng)用手電筒模擬電腦中的邏輯電路。 你能木模擬表示哪些二進(jìn)制數(shù)？模擬出來的二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)分別是多少？能表示連續(xù)的數(shù)字0-7嗎？根據(jù)學(xué)案中的要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，把探究結(jié)果寫在學(xué)案上。要求：使用3個(gè)手電筒，每個(gè)手電筒代表一個(gè)電路。手電筒的按鈕 可以打開和關(guān)閉手電筒，手電筒開表示-1,關(guān)表示0,從右到左，分

8、別 從低位到高位。9(31 dQ fTHB BTB QQ ITTft QQ根據(jù)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探 究，把結(jié)果填入學(xué)案相應(yīng)的 表格中用手電筒 模擬電路來表示二進(jìn)制 數(shù)”的探究活動(dòng)，學(xué)生親 身實(shí)驗(yàn)，動(dòng)手探究，對(duì)比 得出結(jié)論，有助于學(xué)生對(duì) 知識(shí)點(diǎn)的深入理解與掌 握，同時(shí)也激發(fā)學(xué)生的探 究精神。進(jìn) 制 的 運(yùn) 算 規(guī) 則發(fā)現(xiàn)：采用二進(jìn)制，用這 3個(gè)手電筒能模擬表示連續(xù)的數(shù)字 0-7。 思考：如果采用十進(jìn)制，用這3個(gè)手電筒能模擬表示哪些十進(jìn)制數(shù)？ 注意：手電筒只有開和關(guān)兩種狀態(tài)，只能表示1和0兩個(gè)數(shù)字。Iz t/ t/個(gè)位發(fā)現(xiàn)：采用十進(jìn)制，這3個(gè)只有開和關(guān)兩種狀態(tài)手電筒模擬的數(shù)是 不連續(xù)的，沒辦法完整地模擬

9、表示數(shù)字結(jié)論：電腦中的邏輯電路只有開跟關(guān)兩種狀態(tài)， 電壓也只有高和低百位十位0-7。兩種狀態(tài)，剛好對(duì)應(yīng)二進(jìn)制的 0和1兩個(gè)數(shù)。由于二進(jìn)制最容易用電路 實(shí)現(xiàn)，所以電腦采用二進(jìn)制。十進(jìn)制：1+9=10，二進(jìn)制，1+1=10,二進(jìn)制運(yùn)算規(guī)則是:“逢十進(jìn)一”“逢二進(jìn)一”“逢二進(jìn)一”、“借一當(dāng)二”。例如:0+0=0; 0+1=1; 1+1=10;演示1100+10=1110及1001+11=1100的運(yùn)算過程110 010 0 11110110 0說出在二進(jìn)制狀態(tài) 下，三個(gè)手電筒所能模擬的 二進(jìn)制數(shù)及其對(duì)應(yīng)的十進(jìn) 制數(shù)，由此，歸納探究所得。對(duì)比在二進(jìn)制狀態(tài)下 的探究實(shí)驗(yàn)，思考說出采用 十進(jìn)制，用這3個(gè)手

10、電筒能 模擬表示的十進(jìn)制數(shù)，由此 歸納探究所得?；卮疬呌^看二進(jìn)制加法例 題的步驟演示，邊根據(jù)老師 的引導(dǎo)回答各個(gè)位數(shù)的運(yùn) 算結(jié)果由十進(jìn)制的進(jìn)位規(guī)則 引出二進(jìn)制的進(jìn)位規(guī)則。通過教師的范例演示 及學(xué)生的參與運(yùn)算，加深 學(xué)生對(duì)二進(jìn)制加法“逢二 進(jìn)一”運(yùn)算規(guī)則的理解， 為接下來的“列豎式計(jì)算 二進(jìn)制加法”做準(zhǔn)備。通過學(xué)生板演可以有課堂 學(xué)習(xí)布置任務(wù):列豎式計(jì)算二進(jìn)制加法，并用計(jì)算器驗(yàn)證:1001+101=1011+11=1111+1011=教師巡視指導(dǎo)，邀請(qǐng)3名學(xué)生代表進(jìn)行榜演，提醒：完成“列豎式 計(jì)算”的同學(xué)參照學(xué)案中的步驟提示， 用電腦中的計(jì)算器驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果。 如果全部正確請(qǐng)舉手。如果錯(cuò)了，跟你的

11、小組成員討論一下錯(cuò)誤的原因。邀請(qǐng)學(xué)生代表上臺(tái)演示：用電腦中的計(jì)算器驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果，教師一 邊根據(jù)學(xué)生的演示，一邊總結(jié)相應(yīng)步驟，同時(shí)點(diǎn)評(píng)板演同學(xué)的計(jì)算過程, 校對(duì)計(jì)算結(jié)果。0-0=0 1-0=1 0-1=-1 1-1=0 演示 1100-10=1010，1001-11=110的運(yùn)算過程10 0 110 10列豎式計(jì)算二進(jìn)制減法，并用計(jì)算器驗(yàn)證:1010-1001 =1010-101 =1100-11 =教師巡視指導(dǎo)，邀請(qǐng)3名學(xué)生代表進(jìn)行榜演，提醒：完成“列豎式 計(jì)算”的同學(xué)用電腦中的計(jì)算器驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果。如果全部正確請(qǐng)舉手。 如果錯(cuò)了，跟你的小組成員討論一下錯(cuò)誤的原因。完成的同學(xué)可以嘗試 挑戰(zhàn)拓展練

12、習(xí)：課本 P5【試一試】。3名學(xué)生代表每人1題 進(jìn)行板演，其他同學(xué)在下面 列豎式計(jì)算完成列豎式計(jì)算的同 學(xué)根據(jù)學(xué)案中的步驟提示 用計(jì)算機(jī)中的計(jì)算器驗(yàn)證 計(jì)算結(jié)果學(xué)生代表上臺(tái)演示講 解，其他同學(xué)認(rèn)真聽講邊觀看二進(jìn)制減法例 題的步驟演示，邊根據(jù)老師 的引導(dǎo)回答各個(gè)位數(shù)的運(yùn) 算結(jié)果3名學(xué)生代表每人1題 進(jìn)行板演，其他同學(xué)在下面 列豎式計(jì)算，完成列豎式運(yùn) 算的同學(xué)用電腦中的計(jì)算 機(jī)進(jìn)行結(jié)果驗(yàn)證完成計(jì)算及驗(yàn)證的同 學(xué)嘗試挑戰(zhàn)拓展練習(xí)效發(fā)現(xiàn)存在的問題，對(duì)后 面的教學(xué)可以做到有的放 矢，同時(shí)有助于鍛煉學(xué)生 的心理素質(zhì)，提高學(xué)生的 學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生通過閱讀學(xué)案中 的步驟提示進(jìn)行結(jié)果驗(yàn) 證，有助于培養(yǎng)學(xué)生自主 學(xué)

13、習(xí)的能力，讓學(xué)生上臺(tái) 演示講解體現(xiàn)了分層教學(xué) 的思想，上臺(tái)的學(xué)生鍛煉 了膽量及口才，其他學(xué)生 能學(xué)到本節(jié)應(yīng)該掌握的知 識(shí)，讓不同層次的學(xué)生在 同一個(gè)課堂收獲不同的知 識(shí)。通過教師的范例演示 及學(xué)生的參與運(yùn)算，加深 學(xué)生對(duì)二進(jìn)制減法“借一 當(dāng)二”運(yùn)算規(guī)則的理解， 為接下來的“列豎式計(jì)算 二進(jìn)制減法”做準(zhǔn)備。讓學(xué)生學(xué)會(huì)知識(shí)遷 移，體現(xiàn)分層教學(xué)的思想。課堂總結(jié)1、電腦中的信息是如何表示的?因?yàn)殡娔X能表達(dá)二進(jìn)制數(shù)，所以只需要把信息轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制數(shù)，電 腦就能表達(dá)信息，從而處理信息了。2、電腦為什么要用二進(jìn)制？二進(jìn)制是如何表示的？運(yùn)算規(guī)則怎 樣？因?yàn)殡娔X中的邏輯電路只有開跟關(guān)兩種狀態(tài)，電壓也只有高和低兩種狀態(tài)，剛好對(duì)應(yīng)二進(jìn)制的 0和1兩個(gè)數(shù)，二進(jìn)制最容易用電路實(shí)現(xiàn)， 所以電腦采用二進(jìn)制。二進(jìn)制只有兩個(gè)數(shù)字：0和1。容易表示，電腦電子元件中的電子 電路在技術(shù)上容易實(shí)現(xiàn)，這樣可以確保硬件工作穩(wěn)定。運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單： 逢2進(jìn)1,借1當(dāng)2?；仡櫿n堂內(nèi)容嘗試小 結(jié)幫助學(xué)生梳理所學(xué)知 識(shí)。課后練習(xí)進(jìn)制1數(shù)碼進(jìn)位規(guī)則JI加法規(guī)則十進(jìn)制二進(jìn)制1、基礎(chǔ)題