资源简介

(共36张PPT)
活动2
认识比特
（黔科版）四年级
01
教学目标
02
课堂导入
03
学习目标
04
探究四色图的编码规则
05
玩二进制编码与点赞游戏
06
了解比特
07
拓展延伸
08
课堂小结
09
板书设计
01
教学目标
1、信息意识：能够了解二进制和比特的基本概念及其在信息技术中的重要性，了解二进制在计算机存储和处理数据中的应用。
2、计算思维：能够学会将复杂的十进制数转换为二进制表示形式，增强问题分解和抽象化能力。
3、数字化学习与创新：能够利用二进制知识进行创造性学习和实践，培养创新能力。
4、信息社会责任：能够对信息技术使用的责任感，理解二进制和比特对社会的影响，认识到个人数据保护和隐私的重要性。
从第二单元中我们知道,编码位数越多，可表示的信息量越大，事物的两种状态(方格的黑或白，灯的亮或灭)可以用1个0或1个1来表示，也就是1位二进制编码。如图3-2-1所示，生活中有很多事物有两种以上的状态，它们该如何用二进制编码表示呢
02
课堂导入
图3-2-1
02
课堂导入
你将学到
★二进制编码的位数与其可表示的状态数之间的关系是什么
★什么是比特 什么是数字化 数字化的优势是什么
1.探究四色图的编码规则
2.玩二进制编码与,点赞游戏
活动向导
3.了解比特
知识拓展
02
课堂导入
03
探究四色图的编码规则
在活动1的编码解码游戏中，如果将图改成如图3-2-2所示的四色图，仍用“0表示黑色，1表示白色”的规则，是无法完成编码的。
如果将编码规则改为“00 表示黑色，01表示白色，10表示黄色，11表示蓝色”，则可以给四色图编码。
图 3-2-2
03
探究四色图的编码规则
观察图 3-2-3，了解图中各种颜色分别用什么二进制编码表示，并按此将图中的编码补充完整。
00表示黑色
01表示 色
10表示 色
11表示 色
图 3-2-3
做一做
红
蓝
白
05
探究四色图的编码规则
知识拓展
二进制编码的位数与其可表示的状态数之间的关系是什么
一、二进制编码的位数与其可表示的状态数之间的关系是指数关系。具体来说，n位二进制编码可以表示2^n个不同的状态。
二、例如，1位二进制编码只能表示两个状态（0和1），而2位二进制编码可以表示四个状态（00、01、10、11），依此类推。这种关系可以用数学公式表示为：状态数=2位数
这个公式表明，每增加一位二进制编码，可表示的状态数就会翻倍。
06
玩二进制编码与点赞游戏
在生活中，我们常用“点赞”或“不喜欢”来评价某部电影(图3-2-4)。这种评价可以用1位二进制编码表示(如“点赞”是 1,“不喜欢”是0)若要表示两个人对电影的评价信息，则需要2位二进制编码。
图3-2-4
06
玩二进制编码与点赞游戏
① 三人一组，两人用手的动作分别表示悟空和沙僧的观影评价(“点赞”和“不喜欢”)如图 3-2-5所示，另一人说出对应的2位二进制编码并解读其信息。
图3-2-5
06
玩二进制编码与点赞游戏
②将以上游戏总结成表3-2-1。
动作 编码 表示信息
00 悟空不喜欢、沙僧不喜欢
01 悟空不喜欢、沙僧喜欢
10 悟空喜欢、沙僧不喜欢
11 悟空喜欢、沙僧喜欢
06
玩二进制编码与点赞游戏
③ 如图 3-2-6 所示，如果八戒也参与观影评价，则需要3位二进制编码来表示三个人的评价信息。四人一组玩游戏，补充表3-2-2.
图3-2-6
06
玩二进制编码与点赞游戏
动作 编码 表示信息
000 悟空不喜欢、沙僧不喜欢、八戒不喜欢
011
100
101
悟空点赞、沙僧点赞、八戒不喜欢
悟空点赞、沙僧点赞、八戒点赞
001 悟空不喜欢、沙僧不喜欢、八戒点赞
010 悟空不喜欢、沙僧点赞、八戒不喜欢
悟空不喜欢、沙僧点赞、八戒点赞
悟空点赞、沙僧不喜欢、八戒不喜欢
悟空点赞、沙僧不喜欢、八戒点赞
110
111
03
玩二进制编码与点赞游戏
想一想
2位二进制编码可以表示4种可能性，3位二进制编码可以表示8种可能性。4位二进制编码可以表示多少种可能性
1、快速扫描: 条形码可以通过条码扫描器快速读取，比手动输入数字和字母更快。这大大提高了数据录入的效率，特别是在需要处理大量数据的场景下。
2、减少错误: 手动输入数字和字母时容易出现打字错误，而条形码扫描几乎不会出错。这有助于提高数据的准确性和可靠性。
3、易于使用: 条形码的使用非常简单，只需将条码扫描器对准条形码即可完成数据的录入。相比之下，手动输入需要更多的操作步骤和注意力。
03
玩二进制编码与点赞游戏
做一做
有一些网站给电影的评价是 1~5 颗星，至少需要几位二进制编码来表示 试着用二进制编码表示这5种评价:完成表 3-2-3。
答：至少需要五位二进制来表示。
评价 二进制编码
1 1 1 1 1
1 1 1 1 0
1 1 1 0 0
1 1 0 0 0
1 0 0 0 0
06
玩二进制编码与点赞游戏
知识拓展
什么是比特
一、基本定义与历史：比特，全称Binary digit，缩写为Bit。它是由数学家John Wilder Tukey提议，并在香农著名的《通信的数学理论》中首次正式使用。比特作为信息量的基本单位，用于表示数据存储和传输的最小单元。一个比特可以代表两种状态，即0或1。
二、信息量与熵：比特不仅可以表示数据存储的最小单位，还可以用作信息熵的单位。在等概率的情况下，一个二进制位的信息熵就是1bit。
07
了解比特
知道了如何使用二进制编码表示两种以上的状态，也就知道了只认识0和1的计算机为何能表示多种多样的数据。图3-2-7展示了如何用4位二进制编码表示生活中常用的十进制数 0~9.
图3-2-7
07
了解比特
我们把计算机存储数据的最小单位叫作比特(bit)，比特可以存储1位二进制编码，即1个0或1个1。要存储更多更复杂的数据，需要更多的比特。为了便于计量，人们在比特的基础上提出了字节(Byte)1个字节等于8个比特，如图3-2-8 所示。
图3-2-8
07
了解比特
在三年级的学习中，我们曾尝试使用数字设备拍摄照片和视频，并将文件保存在计算机中。这种将生活中复杂多变的事物转化为计算机可处理的二进制编码的过程，被称为数字化。
03
了解比特
想一想
数字化给我们的生活带来了哪些便捷？
一、便捷的信息获取:互联网和搜索引擎使人们能够快速获取各种信息，包括新闻、学术资料、娱乐内容等。社交媒体平台提供了即时的信息交流和分享渠道。
二、信息的多样性和即时性:数字化技术使得全球范围内的信息可以在短时间内传播，极大地丰富了信息的来源和种类。实时更新的内容让人们能够迅速了解最新的动态。
03
了解比特
做一做
在美术作业本中选一幅绘画作品，用数字设备拍照后存入计算机。
(1)在资源管理器中观察文件的大小。
03
了解比特
做一做
(2)说一说:想向朋友分享这个作品，有哪些方法 哪种更快捷
一、社交媒体平台: 如抖音、微博、小红书等，你可以上传你的作品并@你的朋友或在朋友圈、微博动态中分享。
二、即时通讯应用: 如微信、qq等，你可以通过聊天窗口直接发送文件给你的朋友。
三、电子邮件: 将作品作为附件发送给你的朋友的电子邮箱。
四、云存储服务: 如百度网盘、阿里云盘等，上传你的作品到云端，然后分享生成的链接给你的朋友。
03
了解比特
做一做
(3)试一试:与直接在作业本中修改作品相比，在计算机中修改是否更方便
一、即时反馈: 计算机软件可以提供即时的反馈，例如语法高亮、自动补全和错误提示。这有助于快速发现和纠正错误。
二、编辑功能: 计算机中的文本编辑器和编程环境提供了强大的编辑功能，如查找和替换、多光标编辑、版本控制等，这些功能可以大大提高修改效率。
三、撤销操作: 大多数文本编辑器和集成开发环境（IDE）都支持多级撤销操作，这意味着你可以安全地尝试不同的修改，而不必担心无法恢复到之前的状态。
03
了解比特
科学园地
一图看懂 KB、MB 与比特
查看计算机中的文本、图像、音频、视频等文件，我们会发现:这些文件大小的单位多是KB、MB、GB等。我们可以通过图 3-2-9 了解它们和比特、字节之间的转换关系,
图 3-2-9
03
了解比特
挑战时刻
算一算:一座图书馆的纸质图书能全部存进一台计算机中吗
(1)假设有一座藏书1万册的图书馆，人们通过扫描的方式将一本本纸质图书数字化，保存成一个个文件。
假设每个文件的平均大小为100MB。现有一台存储空间为1TB的计算机。请运行以下的Python程序，判断这些图书数字化后能否存进该计算机中。
答：根据运行结果，计算机种存储空间更大，所以可以全部存进去。
03
了解比特
挑战时刻
(2)假设有一座藏书1000万册的图书馆，尝试修改以上程序，计算图书数字化后需要多少存储空间。
答：根据运行结果，如果涂书为1000万册，那么需要的总空间为：1000000000 MB。
07
了解比特
知识拓展
什么是数字化 数字化的优势是什么
一、数字化：数字化是指将信息和数据转换为数字格式的过程，通常通过计算机和信息技术实现。这一过程涉及将纸质文档、音频、视频、图像等传统媒介转化为电子形式，以便更容易地进行存储、处理、传输和分析。
二、数字化的优势：
节省空间：数字文件占用的物理空间远小于纸质文件或其他传统媒介。
便于检索：通过关键词搜索和其他元数据，可以快速找到所需信息。
长期保存：数字文件在适当条件下可以保存数十年甚至更长时间，不易损坏
07
拓展延伸
1、数字化时代
07
拓展延伸
2、数字化在日常生活中造成了哪些影响？
(1)通信方式的变革即时通讯：通过电子邮件、即时消息和社交媒体，人们可以随时随地进行沟通，打破了时间和空间的限制。
视频会议：工具如Zoom和Skype使得远程会议成为可能，促进了全球协作和交流。
（2）信息获取的便捷性搜索引擎：Google、Bing等搜索引擎使人们能够快速找到所需的信息。在线资源：电子书、在线课程和知识库为学习和研究提供了丰富的资源。
07
拓展延伸
3、生活中数字化给我们带来哪些优势？
(1)提高效率：自动化流程：许多日常任务，如账单支付、日程安排等，都可以自动化完成，节省了大量时间。优化决策：数据分析工具可以帮助个人和企业做出更明智的决策。
（2）增强连接性：全球化交流：数字化使得跨国界交流变得容易，促进了文化和商业的交流。社交网络：人们可以轻松地与朋友和家人保持联系，即使他们身处世界的另一端。
（3）提升便利性：随时随地访问：无论是购物、学习还是工作，数字化服务都可以随时随地访问。
07
拓展延伸
4、我们如何更好的使用生活中的数字化？
(1）培养数字素养基本技能：学习如何使用基本的办公软件、搜索引擎和社交媒体。培养批判性思维：学会辨别信息的真伪，避免假新闻和误导性内容。培养网络安全意识：了解如何保护自己的个人信息和隐私，避免网络诈骗。
（2）合理规划时间设定界限：为工作、休息和娱乐设定明确的时间段，避免过度沉迷于数字设备。专注工作：使用番茄工作法等技巧提高工作效率，减少分心。定期休息：每隔一段时间就离开屏幕，进行眼部和身体的放松活动。
08
课堂小结
《认识比特》课程小结： 本课程中，我们学习了比特和二进制的基本概念，这些知识对于理解计算机的工作原理非常重要。二进制是一种数制，只有两个数字：0和1。我们平时用的十进制有0到9十个数字，而二进制只有两个。二进制在计算机科学中非常重要，因为计算机内部的所有操作都是基于二进制的。希望以后我们能更好地应用这些知识，解决更多的问题！
09
板书设计
认识比特
一、探究四色图的编码规则
二、玩二进制编码与点赞游戏
三、认识比特
课后作业
1、在父母陪同下尝试把自己手绘的图片通过手机拍照再传入电脑，同时尝试使用电子邮件分享给同学。
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