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第2课《编码中的奥秘》教学设计
课题 编码中的奥秘 单元 第五单元 学科 信息科技 年级 四年级下
核心素养目标 信息意识：理解和识别生活中的各种编码，培养敏锐的观察力，意识到其背后蕴藏的重要信息。计算思维：学会设计和使用编码规则，理解编码的长度和信息量的关系，能够有效地进行信息压缩。数字化学习与创新：熟练运用网络和工具进行信息查询和学习新知识。开发创造性应用，提升沟通趣味和效率。信息社会责任：认识到个人信息的重要性，严格保护自己和他人的隐私，注意信息安全，识别潜在风险，并采取措施保护信息安全。
教学重点 1、理解编码表示信息的原理。2、掌握编码长度与信息量的关系。
教学难点 1、复杂编码规则的应用。2、编码压缩与信息完整性。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 板书课题。男生：编码中蕴含着有哪些信息呢？女生：门牌号蕴含着楼层，列车车次蕴含着列车类别信息，车牌号中蕴含着地域信息，公路编号蕴含着公路等级信息。观看教学视频《邮政编码》。体验探索班上即将迎来一位从外地来的新老师，同学们对新老师都很好奇。班主任给大家提供了一些有关新老师的信息：身份证号码(部分显示)家乡车牌号码的前两位是湘C。原来所在地的邮政编码是 510630。1、根据班主任提供的信息，可以知道新老师哪些个人基本情况？2、新老师身份证号码的最后一位不是数字而是X，你知道是为什么吗？问题1答案：根据班主任提供的信息，可以推断新老师的以下基本情况：出生日期：1998年8月30日（身份证中的日期段）。性别：女性（身份证倒数第二位为6，偶数代表女性）。户籍所在地：湖南省湘潭市（身份证前六位4303**对应湘潭市，且家乡车牌“湘C”是湘潭市的代码）。原居住/工作地：广东省广州市天河区（原邮政编码510630对应广州天河区）。问题2答案：身份证号码的最后一位是校验码，通过前17位计算得出。当计算结果为10时，校验码用罗马数字X表示（而非数字10），以确保身份证号码总长度为18位。X在此不读作“字母”，而是代表数值10的符号。 学习新知引入，观看教学视频。 用提问的方式引入课题，增强课堂互动性。将学生的注意吸引到课堂。
讲授新课 新知讲解：一、用编码表示信息用编码可以表示信息。例如，用字母和数字编码表示写字楼的楼层信息，“F16”代表16层，字母“F”是英文单词floor 的首字母；“B2”代表地下2层，字母“B”是英文单词basement的首字母。不同类别的列车车速不同，列车车次编码时用字母表示列车类别信息，一目了然。对于一些较为复杂的问题，往往也需要通过编码来进行分类。例如，在全国范围内分区域进行编码，生成6位数字的邮政编码，使邮件自动分拣得以实现，大大加快邮件投递速度。我国公路系统庞大而复杂，给公路编码可以唯一标识每条公路便于管理和使用。编码实际上是信息从一种形式转换为另一种形式的过程。从编码中提取信息就是解码的过程。用编码表示信息需要遵循一定的规则。同样的信息用不同的编码规则，会得到完全不一样的编码。探究实践。汽车车牌号的第一位是汉字，为省、自治区、直辖市的简称；第二位是英文字母，代表汽车所在省的地市一级代码。请上网查一查下面车牌的归属地是哪里。二、编码长度与信息量的关系编码长度与信息量之间存在一定的关系。编码的长度不同编码中包含的信息量就不同。例如，某小区门牌号码“1205”表示12楼5号房，“3-1205”表示3栋12楼5号房，“D-3-1205 ”表示D区3栋12楼5号房。通常来说，编码的长度越长，可以表示的信息量越多。例如:新能源汽车车牌号比燃油汽车车牌号多一位，多出的这一位使用字母来区分纯电动汽车和非纯电动汽车。校学号中还包含了入学年份、班级、性别等信息，确保在全校范围内唯一标识每位学生。我在班级的学号是30，校学号是202003301。校学号比在班级中使用的学号长很多。探究实践。某企业共有10个生产车间，采用以下规则为产品进行编码生产日期(8位)加生产车间编号(2位)。例如，2023020501表示2023年2月5日在1车间生产的。如果想要缩写成8位你认为可以去掉哪两位？可以将年份从4位压缩为2位，即去掉年份的前两位（例如将2023020501缩写为23020501），同时保留车间编号的两位数。编码长度并不是越长越好。在实际应用中，编码长度的增加不仅会增加信息量，同时也会增加数据传输和存储的成本。因此，在编码时需要考虑编码长度和信息量之间的平衡。三、课堂练习1、老师说赵欣然的信息卡填错了。你认为可能是哪里错了？四、拓展延伸1、身份证号码从15位变成18位在1999年之前，中国的身份证号码只有15位，仅用2位数字表示出生日期中的年份。例如：“98”表示1998年。如果到了2000年以后，仍只用2位数字表示年份，将会出现年份无法唯一标识的情况。例如，“00”既可以表示2000年，也可以表示1900年。所以，自1999年起，中国开始逐步推行18位身份证号码，将出生日期中的年份由2位升级为4位，并增加了1位校验码，以确保身份证的唯一性和安全性。2、DAN生物编码DNA中的ATCG碱基序列编码着基因，决定了蛋白质的合成，这些蛋白质影响细胞的功能和结构，进而决定了我们的各种生理特征和外貌。基因之间的复杂交互，以及环境因素的影响，共同塑造了我们的独特长相。3、编码与信息安全编码与信息安全密切相关，通过复杂的编码技术，如密码、指纹和人脸识别，提高信息保护的可靠性。此外，防伪技术在货币和身份验证中应用广泛，比如水印和荧光编码，有效防止伪造和未授权访问，保障信息和财产的安全。4、太空通信编码太空通信编码是为了在宇宙中可靠传输数据而设计的，它需要应对长距离和干扰。通过使用先进的纠错编码技术，这些编码方法增强了通信的效率和可靠性，使得航天器与地球之间的信息传递更加稳健。 学习编码中蕴含的信息。学习编码长度与信息量的关系。完成课堂练习。进行课外知识拓展。 初步了解编码蕴含的信息，锻炼学生的学习能力和观察能力。培养学生思考能力和学习能力。在课堂练习中强化所学知识内容。拓宽学生知识面。
课堂小结 编码中的奥秘1、进行新知引入2、学习用编码表示信息3、学习编码长度与信息量的关系4、完成课堂练习5、进行知识拓展 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 1、莫尔斯电码由短信号“·”和长信号“—”组成，通过它们的不同组合可以用来表示字母、数字或其他字符。亮亮和昕昕在纸条上写下莫尔斯电码，向对方传递“秘密”信息。你能成功破译吗？ 布置作业 拓展学生的学习能力
课堂板书 观看板书 强调教学重点内容。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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