《二進制與計算機》優(yōu)質(zhì)課教學設(shè)計

第6頁共6頁《二進制與計算機》教學設(shè)計教材分析本內(nèi)容選自豫科教版《信息技術(shù)》初中第一冊第一章《信息與信息技術(shù)》。二進制是計算機工作的基本形式，也是計算機理論知識中的最基本的知識，對于信息技術(shù)的后續(xù)學習及了解計算機的工作原理具有不可忽視的奠基作用。原教材以一小節(jié)的篇幅介紹二進制，只解答了計算機為什么要采用二進制，語焉不詳，內(nèi)容也相對抽象不易理解，難以引起學生的興趣和重視。有鑒于此，筆者單獨以一課時的時間介紹這一相關(guān)知識。教學對象分析本課教學對象為初一的學生。初一的學生活潑好動，但其邏輯思維能力和抽象思維能力相對較弱，對于二進制的工作原理不一定能夠直觀地理解，所以，筆者在教學設(shè)計中，以活動為主線，環(huán)環(huán)相扣，讓學生在游戲中不斷體悟二進制的妙用。教學目標（一）知識與技能：學會二進制數(shù)與十進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)化，理解計算機表示字符的原理，理解計算機描述圖像的原理。（二）過程與方法：通過屈伸手指的方法學會二進制與十進制的轉(zhuǎn)化，通過二進制語言傳輸活動體會到計算機對字符的表示方法，通過設(shè)計圖形編碼活動理解計算機對圖像的表示方法。（三）情感態(tài)度價值觀：學會相互之間的合作和溝通，了解二進制原理在計算機中和生活中的應(yīng)用，激發(fā)其創(chuàng)新思考的樂趣。重點難點分析教學重點：二進制與十進制的轉(zhuǎn)換教學難點：二進制對字符的表示教學手段講授法、游戲法教學實施過程教學環(huán)節(jié)教學活動設(shè)計意圖教師活動學生活動二進制與十進制數(shù)的轉(zhuǎn)換（15分鐘）導入（3分鐘）同學們，我們今天來學習一下二進制和計算機方面的知識。在展開學習之前，請大家伸出右手，告訴我，用一只手最多能夠表示多少個數(shù)？老師用一只手可以表示30多個數(shù)，你們信不信？現(xiàn)在，請你們拿出筆，在小指上寫下1，無名指上寫下2，中指上寫下4，食指上寫下8，拇指寫下16。想想，假如你還有第六根手指，應(yīng)該寫下多少？怎么表示二進制（4分鐘）大家看這個手勢，它手指上的數(shù)字和分別是16+8+1=25，那么我們就說這個手勢表示的就是25這個數(shù)。由于我們的手指只有兩個狀態(tài)，伸和屈，我們可以用1來表示手指伸直的狀態(tài)，用0來表示手指彎曲的狀態(tài)，前面的手勢，我們就可以表示成11001，而11001對應(yīng)的就是25這個數(shù)。（接下來分析三個例子，讓學生熟悉二進制的表示方法）練習將二進制數(shù)轉(zhuǎn)成十進制數(shù)（5分鐘）同學已經(jīng)可以非常敏捷地將二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)，下面請同學們完成“學習任務(wù).xls”任務(wù)中的任務(wù)1。（反饋練習的答案）將十進制轉(zhuǎn)換成二進制（4分鐘）現(xiàn)在，各位同學已經(jīng)能夠熟練地進行二進制轉(zhuǎn)換，但是，有一個難題，需要大家解決，那就是TeacherLi的生日蛋糕問題。TeacherLi要過生日了，他買了一個蛋糕，但由于疏忽，只買了5根蠟燭，現(xiàn)在，他很憂愁怎樣用這5根蠟燭來表示他29歲的生日，同學們，你能幫他嗎？（分析怎樣將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)，提問怎樣用一只手表示自己的歲數(shù)）練習將十進制轉(zhuǎn)成二進制數(shù)（4分鐘）學生完成“學習任務(wù).xls”中的任務(wù)2（反饋學生練習結(jié)果）學生伸手，回答：5個或者10個數(shù)。學生拿筆在手指上寫數(shù)字。學生回答：32。學生聽講分析例子時，學生互動回答問題學生完成練習學生思考回答問題學生聽講，嘗試用一只手表示自己的歲數(shù)完成十進制轉(zhuǎn)二進制的練習通過設(shè)置問題“用手指表示數(shù)”容易吸引學生注意，在手指上寫數(shù)，操作簡單，就地取材，為后續(xù)活動提供快捷方便的輔助工具，通過屈伸手指的方式表示二進制數(shù)，直觀形象，學生容易接受，容易激起學習的興趣，容易進行拓展嘗試。拓展實例的分析，更能加深學生對二進制的理解。課堂練習，不僅鞏固學生對二進制的理解，而且利用不同形態(tài)來表示二進制，有利于學生思維遷移結(jié)合情景問題，激發(fā)學生解決問題的熱情，同時讓學生先逆向運算，將十進制轉(zhuǎn)成二進制，在授以方法，有利于學生思維的培養(yǎng)。二進制編碼（11分鐘）情境（4分鐘）有一天夜里，你正在寫作業(yè)，突然發(fā)現(xiàn)對面樓里有燈光一閃一閃地，似乎有某種規(guī)律，你仔細觀察后發(fā)現(xiàn)對方可能是用二進制來發(fā)送信息，于是，你把信息記了下來，發(fā)現(xiàn)是以下一串代碼0100000101011000110001111請問，你知道這是什么意思嗎？后來，你記得對面是你的一個小伙伴，你們曾經(jīng)給字母編過表，如下：現(xiàn)在，你能看出小伙伴的意思嗎？原來，密碼是這樣破解的：從字母表里找到字母對應(yīng)的數(shù)字，將數(shù)字轉(zhuǎn)化成二進制進行傳輸，接收到二進制后將其轉(zhuǎn)化成數(shù)字，再從字母表里找出對應(yīng)的字母。游戲（6分鐘）根據(jù)以上規(guī)則，用二進制的方式給同桌發(fā)送一個單詞。二進制的表示方式用多種，可以用手指表示，可以用聲音表示，也可以眨眼皮表示講解（2分鐘）其實剛才各位同學所做的，正是計算機的工作，只不過，計算機所用的表跟大家不用，它用一張?zhí)囟ǖ木幋a表，叫ASCII表。計算機要傳遞一個字符，首先先在這張表里找到字符對應(yīng)的編碼，例如，A對應(yīng)的編碼就是65，然后將編碼轉(zhuǎn)換成二進制進行傳輸，另一臺計算機接受到二進制后，將其轉(zhuǎn)換成十進制，然后從ASCII表中找出對應(yīng)的字符進行處理。思考：ASCII只定義了英文字母，計算機又是怎么表示其它文字的，比如中文、日文、韓文之類的學生猜猜意思，將二進制數(shù)轉(zhuǎn)成十進制學生破解出意思學生做游戲，同桌之間一個用二進制傳輸一個單詞，另一方解析這個單詞。本環(huán)節(jié)講解二進制的編碼知識，單純地講，該知識可能比價乏味。通過情境設(shè)置讓學生來逐步模擬計算的運行，讓學生不知不覺中知道了計算機的編碼環(huán)節(jié)，同時通過設(shè)置活動加深了學生對這個流程的理解。最后才正面講解計算機的編碼流程，鞏固學生的認識。二進制與圖像（9分鐘）圖像的表示（2分鐘）計算機雖然明白了字符之間的傳輸，但是它怎么知道這個字怎么寫呢？計算機可以用一個表格來描述一張圖片，每個格子表示一點。如果該點有顏色，就表示為1，如果沒有顏色，就表示為0?；顒樱?分鐘）現(xiàn)在傳輸一個二進制圖像給你，你能快速地解碼出來嗎？你怎樣編寫一張圖片，然后以二進制的方式發(fā)送給你的小伙伴。教師在此以excel的方式制定好表格，讓學生解碼一個圖像，然后讓學生自己繪制一個圖像然后進行編碼。應(yīng)用（2分鐘）事實上，計算機就是根據(jù)上述的方法對圖像進行編碼解碼的。不獨是計算機，如打印機、傳真機、甚至LED屏，也是根據(jù)二進制信息進行著墨或者顯示的。學生思考學生活動，接受教師發(fā)送的表格，并開始解密圖像，并設(shè)計圖像，給圖像編碼本環(huán)節(jié)講解如何用二進制數(shù)來描述圖像。問題承接上一個環(huán)節(jié)，電腦可以互相自己識別字符，但電腦和人之間如何傳遞字符呢？人不可能以ASCII碼來識別字符。講解圖像的表示原理后，讓學生通過活動對圖像進行編碼和解碼，不僅加深學生對該知識的理解，更能激發(fā)學生創(chuàng)造性。緊接著對二進制描述圖像在生活中的應(yīng)用進行舉例，可以較好地拓展學生認知，發(fā)散他們的思維。計算機中的二進制（4分鐘）同學們，通過剛才的例子，我們知道，在生活，我們可以通過各種各樣的例子來表示二進制，那你們知道在計算機中，用什么方式來表示二進制嗎？利用電子原件的通電和斷電來表示二進制的運算，如以下電路，可以對應(yīng)二進制的乘法法則。利用光的反射來表示二進制，例如，光發(fā)生折射表示0，沒有折射表示1。這就是光存儲的原理，例如我們的光盤就是這樣來存儲數(shù)據(jù)的。利用磁性來表示二進制，例如n-s表示1