2023-2024學(xué)年滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修一1.2《探究計算機中的數(shù)據(jù)表示-認識數(shù)據(jù)編碼》說課稿

2023-2024學(xué)年滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修一1.2《探究計算機中的數(shù)據(jù)表示——認識數(shù)據(jù)編碼》說課稿課題：科目：班級：課時：計劃3課時教師：單位：一、設(shè)計意圖本節(jié)課以《探究計算機中的數(shù)據(jù)表示——認識數(shù)據(jù)編碼》為主題，旨在引導(dǎo)學(xué)生通過實際操作和探究活動，了解計算機中數(shù)據(jù)的表示方法和編碼規(guī)則，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和動手實踐能力，為后續(xù)學(xué)習(xí)計算機科學(xué)知識奠定基礎(chǔ)。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生信息意識，認識到數(shù)據(jù)編碼在信息技術(shù)中的重要性；提升計算思維，通過二進制等進制轉(zhuǎn)換，理解數(shù)據(jù)在不同進制間的轉(zhuǎn)換規(guī)律；增強問題解決能力，通過實際問題解決，掌握數(shù)據(jù)編碼的應(yīng)用方法；提高實踐能力，通過編碼實踐，提升動手操作和實驗探究能力。三、教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點

-重點理解二進制數(shù)與十進制數(shù)的轉(zhuǎn)換方法，包括加法和減法運算。

-掌握字符編碼的基本概念，如ASCII碼和Unicode編碼。

-理解計算機如何使用二進制來表示和存儲數(shù)據(jù)。

2.教學(xué)難點

-難點在于理解二進制數(shù)的加法和減法運算，特別是帶進位和借位的處理。

-難以掌握不同字符編碼之間的轉(zhuǎn)換和應(yīng)用場景。

-理解數(shù)據(jù)編碼的復(fù)雜性和多樣性，以及其在計算機系統(tǒng)中的作用機制。例如，學(xué)生可能難以理解為什么計算機使用二進制而不是十進制，或者為什么需要Unicode編碼。四、教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：系統(tǒng)講解二進制、字符編碼等基本概念，確保學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識。

2.討論法：引導(dǎo)學(xué)生討論不同編碼系統(tǒng)的優(yōu)缺點，培養(yǎng)批判性思維。

3.實驗法：通過實際操作，讓學(xué)生親身體驗數(shù)據(jù)編碼的過程。

教學(xué)手段：

1.多媒體展示：利用PPT展示二進制轉(zhuǎn)換、編碼轉(zhuǎn)換等實例，直觀教學(xué)。

2.在線資源：利用網(wǎng)絡(luò)資源提供編碼轉(zhuǎn)換工具，方便學(xué)生自主練習(xí)。

3.互動軟件：使用編碼學(xué)習(xí)軟件，讓學(xué)生在游戲中學(xué)習(xí)編碼知識。五、教學(xué)過程設(shè)計一、導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.創(chuàng)設(shè)情境：展示生活中常見的二維碼，提問學(xué)生二維碼是如何生成的，引發(fā)對數(shù)據(jù)編碼的興趣。

2.提出問題：引導(dǎo)學(xué)生思考數(shù)據(jù)在計算機中的存儲方式，激發(fā)學(xué)生對數(shù)據(jù)編碼的好奇心。

3.用時：5分鐘

二、講授新課（20分鐘）

1.講解二進制數(shù)的基本概念和運算規(guī)則，如加法和減法。

-展示二進制和十進制之間的轉(zhuǎn)換實例，講解轉(zhuǎn)換方法。

-用時：5分鐘

2.介紹字符編碼的基本概念，重點講解ASCII碼和Unicode編碼。

-解釋ASCII碼的編碼規(guī)則和表示范圍。

-介紹Unicode編碼的特點和應(yīng)用場景。

-用時：5分鐘

3.講解計算機中數(shù)據(jù)的存儲和表示方法。

-解釋計算機使用二進制表示數(shù)據(jù)的原因。

-舉例說明不同類型的數(shù)據(jù)在計算機中的存儲方式。

-用時：5分鐘

4.分析數(shù)據(jù)編碼在計算機系統(tǒng)中的作用和重要性。

-討論數(shù)據(jù)編碼對數(shù)據(jù)存儲、傳輸和處理的影響。

-引導(dǎo)學(xué)生思考數(shù)據(jù)編碼在實際應(yīng)用中的意義。

-用時：5分鐘

三、鞏固練習(xí)（10分鐘）

1.學(xué)生練習(xí)二進制和十進制之間的轉(zhuǎn)換。

-分組練習(xí)，互相檢查，鞏固轉(zhuǎn)換方法。

-用時：5分鐘

2.學(xué)生練習(xí)字符編碼的轉(zhuǎn)換。

-使用編碼轉(zhuǎn)換工具，進行實際操作，加深理解。

-用時：5分鐘

四、課堂提問（5分鐘）

1.提問學(xué)生關(guān)于二進制運算的問題，如二進制加法、減法運算規(guī)則。

2.提問學(xué)生關(guān)于字符編碼的問題，如ASCII碼和Unicode編碼的特點。

3.引導(dǎo)學(xué)生思考數(shù)據(jù)編碼在計算機系統(tǒng)中的作用。

-用時：5分鐘

五、師生互動環(huán)節(jié)（10分鐘）

1.教師提問：什么是二進制數(shù)？如何進行二進制加法和減法運算？

2.學(xué)生回答：二進制數(shù)是只包含0和1的數(shù)，加法和減法運算需要遵循特定的規(guī)則。

3.教師提問：什么是字符編碼？ASCII碼和Unicode編碼有什么區(qū)別？

4.學(xué)生回答：字符編碼用于將字符轉(zhuǎn)換為計算機可以識別的二進制數(shù)，ASCII碼是單字節(jié)編碼，而Unicode編碼可以表示更多的字符。

5.教師提問：數(shù)據(jù)編碼在計算機系統(tǒng)中的作用是什么？

6.學(xué)生回答：數(shù)據(jù)編碼使得計算機能夠存儲、傳輸和處理各種類型的數(shù)據(jù)。

六、核心素養(yǎng)拓展（5分鐘）

1.教師引導(dǎo)學(xué)生思考數(shù)據(jù)編碼在信息安全中的作用。

2.學(xué)生討論如何通過數(shù)據(jù)編碼保護個人信息安全。

3.教師總結(jié)：數(shù)據(jù)編碼在信息技術(shù)中具有重要意義，保護信息安全是每個公民的責(zé)任。六、知識點梳理1.計算機中的數(shù)據(jù)表示

-數(shù)據(jù)的基本概念：數(shù)據(jù)是信息的載體，包括數(shù)字、文字、圖像、聲音等。

-數(shù)據(jù)的分類：按照性質(zhì)可以分為數(shù)值數(shù)據(jù)和非數(shù)值數(shù)據(jù)；按照用途可以分為輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)等。

2.二進制數(shù)

-二進制數(shù)的基本概念：二進制數(shù)是計算機中使用的基本數(shù)字系統(tǒng)，只包含0和1兩個數(shù)字。

-二進制數(shù)的運算：加法、減法運算，以及與十進制數(shù)的轉(zhuǎn)換。

-二進制數(shù)的應(yīng)用：在計算機內(nèi)存、邏輯運算、二進制編碼等領(lǐng)域。

3.十進制數(shù)

-十進制數(shù)的基本概念：十進制數(shù)是我們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｓ玫臄?shù)字系統(tǒng)，包含0-9十個數(shù)字。

-十進制數(shù)的運算：加法、減法、乘法、除法運算。

4.進制轉(zhuǎn)換

-進制轉(zhuǎn)換的基本概念：進制轉(zhuǎn)換是不同數(shù)字系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換過程。

-十進制與二進制之間的轉(zhuǎn)換：通過除以2和乘以2的方法進行轉(zhuǎn)換。

-十進制與其他進制之間的轉(zhuǎn)換：利用進制轉(zhuǎn)換規(guī)則進行轉(zhuǎn)換。

5.字符編碼

-字符編碼的基本概念：字符編碼是將字符映射到數(shù)字的過程，用于計算機存儲、傳輸和處理文本信息。

-ASCII碼：美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼，使用7位二進制數(shù)表示128個字符。

-Unicode編碼：統(tǒng)一編碼，使用16位二進制數(shù)表示超過100萬個字符，包括各種語言和特殊符號。

6.數(shù)據(jù)存儲和表示

-數(shù)據(jù)存儲：數(shù)據(jù)在計算機中的存儲方式，如內(nèi)存、硬盤等。

-數(shù)據(jù)表示：計算機如何表示和存儲各種類型的數(shù)據(jù)，如文本、圖像、聲音等。

7.數(shù)據(jù)編碼的重要性

-數(shù)據(jù)編碼在計算機系統(tǒng)中的作用：提高數(shù)據(jù)傳輸和處理的效率，保證數(shù)據(jù)的一致性和可靠性。

-數(shù)據(jù)編碼在實際應(yīng)用中的意義：如網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)加密、信息檢索等。

8.數(shù)據(jù)編碼的安全性問題

-數(shù)據(jù)編碼的安全性：數(shù)據(jù)在傳輸和存儲過程中可能受到攻擊，如竊取、篡改等。

-數(shù)據(jù)編碼的安全措施：加密技術(shù)、認證技術(shù)、訪問控制等。

9.數(shù)據(jù)編碼的發(fā)展趨勢

-數(shù)據(jù)編碼技術(shù)的進步：如量子計算、人工智能等新技術(shù)的應(yīng)用。

-數(shù)據(jù)編碼的未來挑戰(zhàn)：如數(shù)據(jù)安全、隱私保護、數(shù)據(jù)治理等。七、內(nèi)容邏輯關(guān)系①計算機數(shù)據(jù)表示的基本概念

-數(shù)據(jù)的定義：信息的載體，包括數(shù)值、文字、圖像等。

-數(shù)據(jù)的分類：數(shù)值數(shù)據(jù)、非數(shù)值數(shù)據(jù)、輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)等。

②二進制數(shù)及其運算

-二進制數(shù)的構(gòu)成：0和1。

-二進制數(shù)與十進制數(shù)的轉(zhuǎn)換：通過位權(quán)展開和位值比較。

-二進制數(shù)的加法和減法運算：包括進位和借位處理。

③字符編碼與數(shù)據(jù)表示

-字符編碼的定義：將字符映射到數(shù)字的過程。

-ASCII碼：單字節(jié)編碼，用于表示基本字符集。

-Unicode編碼：多字節(jié)編碼，支持多種語言和符號。

④數(shù)據(jù)存儲與表示方法

-數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)：內(nèi)存、硬盤等。

-數(shù)據(jù)在計算機中的表示：二進制形式存儲和處理。

⑤數(shù)據(jù)編碼的重要性與應(yīng)用

-數(shù)據(jù)編碼的作用：提高數(shù)據(jù)處理效率，保證數(shù)據(jù)一致