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(共37张PPT)
第三单元 第3课
程序也是编码
（湘教版）四年级
下
1
核心素养目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
7
板书设计
2
新知导入
4
课堂练习
6
课堂总结
课后作业
8
01
核心素养目标
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
了解编码标准化的意义，规范编写程序指令，树立安全、有序使用信息的意识。
尝试设计简单指令编码方案，探索程序编码的应用场景，激发创意解决问题的能力
理解指令编码与程序编码的逻辑关系，掌握二进制编码规则，培养规则推理能力。
感知指令与程序编码的作用，理解计算机的交流方式，建立数据有序化意识。
02
新知导入
02
新知导入
计算机是日常生活中不可或缺的工具，能够帮助我们完成各种各样的任务。但是，计算机不能理解人类的语言，所以我们需要使用一种特殊的方法来与计算机进行交流，指导计算机完成任务。这种方法就是编写程序。
编写程序示意
02
新知导入
本课中你将学习:
1、指令与指令编码的含义。
2、程序与程序编码的含义。
3、指令与程序的关系。
03
新知讲解
一、指令与指令编码
在日常生活中，我们频繁地使用各种指令。学习时，我们通过请求指令，如“请借给我一本书”“请帮我讲解这道数学题”等，向他人寻求帮助；在繁忙的十字路口，交警运用手势指令指挥车辆通行，确保交通流畅且有序；在足球训练中，教练向运动员发出“起跑”“传球”“防守”等动作指令，帮助团队实现训练目标。
03
新知讲解
指令就是下达的命令。通过指令，我们能告诉事物需要执行的行动，从而达到某种目的。让我们通过一个小游戏来体会指令的意义。
如图是一个5x5的网格，我们控制小蛇在网格中上、下、左、右移动，移动时要避开障碍物，最终吃掉所有小鼠。
1.什么是指令
请你在网格中画一画，找出一条小蛇吃掉棕色小鼠的路线。思考一下，可选的路线只有一条吗
03
新知讲解
我们以某一条路线为例。如图所示，可以发现小蛇吃掉棕色小鼠的运动路线是“向左1格、向上1格、向左1格、向上2格、向右2格”。
在这个游戏中，控制小蛇运动路线的每一次命令都是一条指令，当完成所有的指令后，小蛇即可吃到棕色小鼠。
03
新知讲解
在“蛇吃小鼠”的游戏中，我们使用了文字“向上”“向左”“向右”和方向箭头“↑”“←”“→”，用这两种方式描述指令，就是对指令的编码。对指令进行编码可以让指令更加规范且清晰易读，从而更高效地完成任务。
2.指令编码
03
新知讲解
你还可以用哪些方式对游戏中的动作指令进行编码？
可以使用英文单词“up”“down”“left”“right”，或者用对应单词的首个大写字母“U”“D”“L”“R”分别表示向上、向下、向左、向右，这样更简洁。
我觉得还可以使用键盘上类似方向箭头布局的按键“W”“S"“A”“D"来表示向上、向下、向左、向右，也很方便!
03
新知讲解
探索：请在图中画出小蛇吃掉灰色小鼠的路线，并按照你设计的指令编码方式，表示出所需要的步骤吧!
小蛇路线：向左2 格→向上 4 格→向左 1 格，按 “上 01 / 下 10 / 左 00 / 右 11” 编码，二进制为00000101010100。
03
新知讲解
二、程序与程序编码
我们已经知道，计算机采用二进制(即0和1)对数据进行存储与计算。在计算机中，所有的指令均由一串二进制代码组成。在使用计算机解决问题时，我们通过向计算机发布一系列的指令，指示计算机执行某种操作，从而完成任务。
03
新知讲解
1.什么是程序
程序是特定编程语言对任务内容、任务对象和任务解决步骤的描述，是由一系列指令组成的集合，这些指令按照一定的顺序排列，告诉计算机如何一步步完成任务。
让我们继续讨论“蛇吃小鼠”的游戏，感受程序的作用。
首先需要将“向上”“向下”“向左”“向右”的指令编码为计算机可以理解的二进制编码，假设每运动一步的指令编码结果如表3-2所示。
表3-2 每个指令的二进制编码
指令 向上 向下 向左 向右
指令的二进制编码 01 10 00 11
03
新知讲解
我们已经知道，小蛇吃掉棕色小鼠的路线可以是“向左1格、向上1格、向左1格、向上2格、向右2格”，以二进制形式表示的指令编码为00010001011111。
指令的二进制编码示意
03
新知讲解
程序以一定的形式进行编码，存储于计算机设备中，不同的编码形式形成了不同的“计算机语言”。执行时，计算机遵循程序预设的指令。程序编码让计算机完成从简单计算到复杂人工智能应用的任务。
现代社会中，程序编码解决了许多问题，个人计算机、智能手机等设备上的程序极大便利了生活和工作。例如，手机地图软件提供导航和约车服务，便于出行;办公软件提供方案撰写、演讲汇报、数据统计分析，提高工作效率;电商平台程序能管理商品、订单和支付，提升用户体验。
2.程序编码
03
新知讲解
探索：“蛇吃小鼠”游戏中，假设程序的指令编码规则为“向上是01、向下是10、向左是00、向右是11”，请完成以下表格。
表3-2 每个指令的二进制编码
程序 指令 执行效果
01000001011111 向上1格，向左2格，向上2格，向右2格 小蛇吃到棕色小鼠
00000101010100 向左2格，向上4格，向左1格 小蛇移动到指定位置
01000001010100 向上 1 格，向左 2 格，向上 3 格，向左 1 格 小蛇吃到灰色小鼠
03
新知讲解
三、指令编码和程序编码
指令编码和程序编码都可以帮助我们解决生活中的问题，在信息科技领域，它们的关系密不可分。
03
新知讲解
指令编码是程序编码的基础，程序是由多个指令编码按照一定的逻辑顺序组合而成的。
电脑运行程序时，会按照程序编码中的要求和顺序，一条一条地执行指令编码。
1.指令编码与程序编码的联系
03
新知讲解
指令编码是计算机执行任务的最基本的操作命令，而程序编码则是由多个指令组成的集合。指令编码关注于“做什么”，而程序编码则关注于“怎么做”和“何时做”
单个与整体:指令编码就像是“蛇吃小鼠”游戏里的一个动作，比如“让小蛇向右移动一格”;程序编码则是整个游戏的所有动作组合，形成了一个完整的游戏步骤。
2.指令编码与程序编码的区别
03
新知讲解
简单与复杂:指令编码通常比较简单，就是一个具体的动作或命令;程序编码则很复杂，因为它包含了很多指令编码，这些指令编码之间存在逻辑关系，比如先后顺序、条件判断等。
03
新知讲解
在计算机的“画图”软件中，如果要画一个红色的正方形，那么程序可能包含以下指令:
1.把画笔颜色设置为“红色”，指令编码:101011。
2.设置画笔的形状为“直线”，指令编码:101010。
3.把画笔移动到画布上的某个位置(假设是左上角)，指令编码:010101。
4.画一条线段到另一个位置(假设是右上角)，指令编码:011010。
拓展
03
新知讲解
5.以上一个步骤的终点位置为起点再画一条垂直于原线段的等长线段(完成正方形的另一条边)，指令编码:011011。
6.重复步骤5，直至完成整个正方形。
这些指令按照一定的顺序排列起来，就形成了一个程序。请你写出计算机执行画一个红色正方形的程序编码，并与同伴讨论能不能利用其他程序画一个同样的红色正方形。
拓展
03
新知讲解
什么是编程语言
03
新知讲解
阅读
编程语言是一种用于编写计算机程序的特殊语言，由一系列符号、关键字和规则组成。人们能够利用编程语言编写指令，告诉计算机如何执行特定的任务。
03
新知讲解
阅读
常见的编程语言有C++、Java、Python等，有的编程语言还可以通过图形化界面编写程序。同一个命令可以用很多种编程语言来实现，但对计算机来说，解码后收到的命令都是相似的。例如，如果想在屏幕上显示“你们好!”，可以通过多种编程语言编写的程序实现，如下图所示。
不同编程语言编写出的程序
03
新知讲解
探索：在计算机里找一找，你还能发现哪些不同类别的程序吗
在计算机里能找到操作系统、办公软件、浏览器、游戏、杀毒软件等程序，它们由不同指令编码组成，实现多样功能。
04
课堂练习
1、请按照 “年级 + 班级 + 序号” 的规则，为四年级 3 班第 12 号同学设计参赛码，并说明每段数字含义。
参赛码可设计为 40312。其中 4 代表四年级，03 代表 3 班，12 代表该班第 12 号选手，编码唯一、简洁且符合比赛登记规范。
04
课堂练习
2、找出参赛码 5205 中的错误，并说明正确编码应该怎么修改，为什么这样改。
错误是位数不规范，班级和序号没有补 0 凑成两位；正确编码：50205，严格遵守「1 位年级 + 2 位班级 + 2 位序号」规则。
05
拓展延伸
参赛码为什么要加校验位？
校验位能快速检查编码是否写错或传错，避免重复、无效编码，让参赛信息更准确，方便统计与核对。
05
拓展延伸
不同比赛的参赛码能通用吗？
不能，不同比赛规则、人数不同，通用会导致信息混乱，每个比赛需设计专用编码。
05
拓展延伸
丢失参赛码该怎么找回？
可通过报名信息、班级序号、年级等数据重新核对生成，或找主办方查询备案编码。
06
课堂总结
3
完成课堂练习
1
指令与指令编码
程序也是编码
2
程序与程序编码
3
指令编码和程序编码
5
进行知识拓展
1
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07
板书设计
程序也是编码
1、指令与指令编码
2、程序与程序编码
3、指令编码和程序编码
4、完成课堂练习
5、拓展延伸
08
课后作业
1.为自己所在年级、班级设计 5 个同学的参赛码，标注每段数字含义，确保唯一、简洁、规范。
课后作业
2.收集 2 种生活中类似参赛码的编码，说明其结构与作用，下节课和同学分享交流。
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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