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信息科技 单元 3 第2课 用数字编码世界万物
课题 用数字编码世界万物 单元 单元三 学科 信息科技 年级 四年级
教材分析 本课承接前序编码认知内容，聚焦数字编码的含义、特点、生活应用三大核心。通过观察、设计、优化数字编码等实践，让学生理解数字与信息的对应关系，掌握简单数字编码方法，感受数字编码的便捷性，培养计算思维与信息意识，贴合四年级学生动手实践、联系生活的认知特点。
教学目标 1.识别生活中的数字编码，理解编码是信息标识、传递、管理的重要工具；知道数字编码具有唯一性、简洁性、规范性特点，感受编码在信息社会的价值。2.分析典型编码的结构与规则，理解编码中每段数字的含义；遵循编码设计原则，尝试设计简单实用的数字编码方案。3.能收集生活中的编码案例，用数字化工具分析编码结构；小组合作设计校园编码方案，提升数字化实践与创新能力。4.了解编码中的隐私信息，树立保护个人编码信息的安全意识；遵守编码使用规则，养成规范使用数字编码的良好习惯。
重点 数字编码的含义与特点。简单数字编码的设计方法。数字编码在生活中的常见应用。
难点 设计规范、唯一、简洁的实用数字编码。树立编码使用的安全意识与信息责任。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 用数字编码世界万物1、播放视频。 我们已经知道二进制是计算机唯一能识别的编码，因此我们存储一切数据时，都需要用二进制来编码。那么，世界上的各种数据，都能用二进制编码吗 出示图片本课中你将学习:1、如何对文字进行编码2、如何对图像进行编码3、动态文件的数字编码方式 学习新知内容，参与探索讨论明确本课学习目标，更清晰所学习的主要内容。 通过视频引入本课内容，吸引学生的学习兴趣，更快的进入学习状态。理清概念逻辑，帮助学生构建数字编码认知。
讲授新课 一 、新知讲解一、文字的数字编码方式1.文字编码的由来 最早的计算机只能用于数值计算，渐渐地，人们希望计算机能够处理更多种类的数据，比如字母、符号等。只有能处理更多种类的数据，计算机才能承担更多的工作，比如编辑电子文档、存储人名列表等。 出示图片那怎么才能把字母存储到计算机中呢 科学家们想到为每一个字符规定一个二进制形式的代码，也就是对字母进行二进制编码。出示图片探索用二进制给从a到g的英文字母设计一套只有你和朋友知道的编码，并用编码向朋友传递一串字母，不要被其他同学猜到。我们可以为 a-g 设计一套专属二进制编码，例如：a:001, b:010, c:011, d:100, e:101, f:110, g:111，传递时按规则编码，既练习了二进制，又能和朋友传递秘密信息。 出示图片 2.计算机中文字的编码规则具体用哪些二进制数字表示不同符号呢 当然每个人都可以制订一套自己的编码方案，但这样就很难解码了。为了便于信息处理，所有的计算机需要采用一套标准化的编码。 目前，ASCII(美国信息交换标准码，American StandardCode for Information Interchange)是国际通用的信息交换标准代码，它规定了128个二进制数，用于表示128个不同的英文字母、数字、标点或控制符号。每个ASCII码恰好占用1字节(8位)。当你按下键盘上的一个键时，会向处理器发送一个特定信号，当处理器接收到信号后会使用ASCII码存储字符。例如，小写字母a被存储为二进制数01100001，小写字母b被存储为二进制数01100010，依此类推。出示图片3.编码固定且唯一计算机中存储的都是二进制数字，当我们需要阅读计算机内存储的文本时，就需要计算机对数据进行解码，并将解码后的文字在显示器上展示出来。使用同一套标准化编码能让解码变得容易，每个电脑只需要保存一份ASCII编码表，就可以在收到解码指令后检索表格，找到与数字对应的字符。出示图片探索参考ASCII编码示范表用二进制编码写下一个英文单词，请其他同学尝试解码。例如:01111001，01100101，01110011。示例编码01110001 01100101 01110011对应 ASCII 码的q e s，即单词 “qes”。出示图片阅读汉字的编码GB/T2312一1980、GB18030-2022是现有的国家汉字字符编码标准。其中，GB18030-2022(《信息技术中文编码字符集》)收录了87887个汉字，每个汉字都有自己对应的二进制数字。汉字编码比英文编码需要多编码很多内容，相对应地，每个汉字使用的二进制位数也更多，GB18030-2022中最多用4个字节存储一个汉字的编码。观看 什么是汉字的编码的导入视频二、图像的数字编码方式1.像素电子屏幕中显示的图像，实际是由很多被称为像素的小正方形组成的“方阵”。像素就是“图像元素”的简称。在计算机中，像素被组织成行和列的网格，每个像素存储一种颜色。图片就像一个电子表格，但是单元格包含的是颜色而不是数字。出示图片阅读真彩色超过256种颜色的照片看起来才逼真。计算机使用一种叫作“真彩色”的编码方法来存储图像，能存储构成图像的所有色度信息。“真彩色”编码方法使用三个字节存储单个像素的信息，因此可以存储近1700万种颜色。出示图片探索在下方8x8像素的空白格中解码复原图像。编码1代表白色，0代表黑色。图像中的编码顺序是从左到右、从上到下，每个字节代表一行像素。1111111111100011110111011010101010111110101000101101110111100011出示图片2.图像存储的演化早期，计算机刚刚能够存储图像时，人们还能很明显地看到像素的痕迹。随着科技的发展，像素颗粒越来越小，同样尺寸画面中的像素数量越来越多，呈现的图像就越来越清晰了。出示图片三、声音和视频的数字编码计算机除了能存储图片、文字和数字，还能存储声音和视频，我们没有办法给每一段声音都设定一个编码，那计算机是怎么存储它们的呢 计算机通过采样将声波的连续振动转化为离散数字，再用二进制编码存储；视频则拆分为连续帧图像，按顺序编码存储。出示图片1.声音编码按一下钢琴键，琴弦就会振动;敲一下鼓，鼓面也会振动。乐器通过振动产生声波，传到我们的耳朵里就变成了动听的乐曲。出示图片人们可以利用数字对声波进行编码并将其存储在计算机中，想要播放某一段音乐，只需要解码对应的数字，并将其转换成声波，就可以复现这段音乐了。出示图片2.视频编码视频具有动态的视觉效果，但它其实是通过快速地一个接一个地显示一系列静止图像形成的。如果计算机要存储一段视频，就需把这段视频分成很多张图片进行编码存储。只要按照顺序快速播放这些图片，便可以复现这段视频。出示图片阅读帧率视频编码时，我们会看到“帧率”这个选项，这里的帧率是指每秒钟放映多少张图片。每秒放映24张以上的静态图片，就可以看到连续动态的视频。出示图片拓展使用动画册绘制你自己的动画。把15~20张纸装订在一起，在第一张纸上画一个简单的图像，然后在下面的每张纸上画一个略有变化的图像。例如你可以画一个跳舞的火柴棍人。如图所示画完后，快速翻动这些纸张，你就可以看到这些图像的动画效果啦。 二、课堂练习1、1、参考 ASCII 编码表，解码二进制串01101000 01100001 01101001，写出对应的英文单词。这串二进制分别对应小写字母 h、a、i，解码后是单词hai，体现了文字的二进制编码规则。2、8×8 像素的黑白图中，一行编码为11001111，1 为白、0 为黑，请描述这一行的像素分布。这一行的像素分布为：前 2 个白，中间 2 个黑，后 4 个白，共 8 个像素，符合从左到右的编码顺序。三、拓展延伸1、传输编码时出错了，电脑怎么发现问题？学生A：很多编码会加入 “校验码”，比如在 ASCII 码后加一位奇偶校验，电脑可快速检测传输是否出错。出示图片2、电脑里的声音文件，是怎么把声波变成数字的？ 学生B：电脑会按固定频率 “采样” 声波，记录每个时刻的振动值，把连续声波转成离散数字串保存。出示图片3、彩色照片怎么存颜色？学生A：彩色照片常用 “真彩色” 编码，每个像素用 3 个字节记录红、绿、蓝三色，能呈现近 1700 万种颜色。出示图片 学习新知内容，参与探索讨论观察图片素材，参与探索交流观察素材图片，分析数字编码应用特点观察图片素材，参与探索交流阅读案例内容，总结数字编码核心作用学习拓展视频阅读案例内容，总结数字编码核心作用观察图片素材，参与探索交流观察素材图片，分析数字编码应用特点观察图片素材，参与探索交流 阅读案例，总结编码作用观察拓展素材图片，分析编码应用特点完成课堂练习，核对订正学习拓展内容，思考创新思路。 帮助学生理解概念，提升信息意识理解数字编码意义，培养学生计算思维能力联系生活实际，丰富学生数字编码认知体验与教师一起学习和研究编码，为深入学习数字编码的知识打下基础。理解数字编码意义，培养学生计算思维能力更好的理解和运用知识理解数字编码意义，培养学生计算思维能力与教师一起学习和研究编码，为深入学习数字编码的知识打下基础。联系生活实际，丰富学生数字编码认知体验与教师一起学习和研究编码，为深入学习编码的知识打下基础。与教师一起学习和研究编码，为深入学习编码的知识打下基础。联系生活实际，丰富学生编码认知体验检验学生掌握情况，巩固课堂知识在原有的基础知识上为学生进一步拓展相关知识。
布置作业 1.收集 3 种生活中的数字编码（如学号、邮编），写出它们代表的信息和用途。2.参考 ASCII 表，用二进制为自己的名字首字母编码，和同学交换解码验证。 完成作业。 培养学生主动思考的能力，分析解决问题的能力。
课堂小结 《用数字编码世界万物》课程小结：1. 文字的数字编码方式2. 图像的数字编码方式3.声音和视频的数字编码4.完成课堂练习5.进行知识拓展 回顾知识点。 梳理知识，强化记忆。
板书 学习、记忆及勾画知识点。 明确教学内容及重点和难点。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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