资源简介

《二进制与信息编码》教学设计
课 型：新课
教学目标：
知识与技能：①了解日常生活中常用的进制事例并了解进制的定义；②熟悉二进制的表示方法，了解计算机系统使用二进制的原因；③掌握十进制与二进制的换算方法，并学会使用计算器进行进制转换；④了解二进制与信息编码的关系。
过程与方法：从生活实例出发，逐步深入，并通过角色扮演游戏，学习掌握进制、二进制等知识内容。
情感态度与价值观：让学生明白深奥抽象的理论往往可以在实际生活中找到影子，应学会观察生活，理论联系实际的灵活学习。
教材分析：
重点：进制的定义，常用进制，二进制与计算机，二进制与十进制的转换，信息编码。
难点：二进制与计算机，二进制与十进制的换算。
教学方法：讲授法、任务驱动法，游戏教学法
学法指导：讲授指导、示范指导、点拨指导。
一、教学过程：
引入阶段
同学们，在前面的学习中，我们知道了计算机对于信息技术的重要性，也学习了解了计算机的硬件和软件系统，那么请同学们思考一下，计算机能不能看懂文字呢？又能不能听懂音乐呢？计算机到底是如何处理这些信息，并和人类进行交流的呢？
计算机内部是一个数字的世界，我们今天的任务就是来探索这个世界。
设计意图：快速复习以前的知识点，并用提问的方式来引导学生思考。问题的选择需要贴近学生的生活体验、易引起共鸣的内容。鼓励学生大胆猜想。
讲授新课
1、进制与二进制数
1.1进制
数字世界离不开计数，那么同学们谁会数数？一起来数吧。（0、1、2、3……9、10到此处稍停，引导观察）为什么这样数？每一“位”能表示几个数字呢？为什么？
实际上这都是我们进行了规定，请大家看教材P26进制数的定义。
对于任何一种进制，就表示在一位数上的数字是逢几进一。（逢十进一称为十进制，那么逢八进一呢？逢二进一呢？注意引导学生观察几进制中最大的各位数字是几）
同学们思考一下，生活中有没有接触过不是十进制的例子？
一小时是六十分，一分是六十秒，这个是……？
一年十二个月，这个是……？生肖年呢？
一个星期是七天，这个是……？
“半斤八两”是什么意思？意味着？
1.2二进制
二进制是逢几进一呢？所以二进制中共有几个数字？
注意它们的运算规律和表示方法（n）2
0+0=0 0*0=0
1+0=1 0*1=0
0+1=1 1*0=0
1+1=10 1*1=1
逢二进一，借一当二
课堂练习：11-1=？ 11+1=？ 1011+11=？
设计意图：通过加减的基本运算，刺激学生思考，强化进制的概念。乘法的例子是留给下面的游戏环节，所以刻意回避。
1.3二进制数与计算机
计算机为什么采用二进制数呢？
（1）元器件容易制造
电路的通/断 高电平（3.2V↑）/低电平（2.5V↓）
磁极：南/北 表面：凹/凸 逻辑：是/非
（2）运算器硬件结构简单
运算法则越少，运算器硬件结构越简单。
（3）容易实现逻辑运算
主要是“与”“或”“非”等逻辑运算组成。
教学游戏：“模拟计算机”
为了方便我们理解计算机的工作原理，下面我请四位同学上前，其他同学在自己的座位上准备好笔和纸，我们共同来完成一个“模拟计算机”的游戏。
步骤一：成员分工。一位同学发出“举手”和“放下”指令，另两位同学根据指令，随机举起自己的左手或右手，第四位同学根据前两位同学举手情况决定自己举起那只手，所有在座同学记录三位同学的举手情况。着重给第四位同学强调，只有两位同学都举左手时才举左手，其余情况均举右手。
步骤二：游戏过程。发出指令的同学有节奏的发出指令，教师在旁观察，控制好速度，在出现反复循环时适当干预，正常情况下，四周情况都出现后，适时结束即可。
步骤三：分析。让角色扮演学生回座位，让其余同学把记录的“左”换成“1”，“右”换成“0”，在第三个数字（即第四位同学举手结果）前加上等号，观察规律。若学生未发现规律，可引导对比教材26页运算法则。
步骤四：总结。发出命令的同学即为“控制器”，三位举手的同学即为“运算器”，所有在座的同学都是“存储器”，我们全班共同模拟了一台能进行一位二进制乘法的计算机。
步骤五：延伸。让学生自主设计能进行一位二进制加法的运算器。

1.4十进制数与二进制数的转换
十进制→二进制
整数：除二取余法 小数：乘二取整法
二进制整数部分即为：10001011 小数部分即为：0.011
（139.375）10=（10001011.011）2
1.5计算机中的其它进制
（1）八进制：“逢八进一，借一当八”
（2）十六进制：9+1=A,逢十六进一
演示Windows自带计算器的转换功能验算。
2、二进制数与信息编码
2.1信息编码
信息编码是用少量、简单的基本符号，选用一定的组合规则，以表示大量复杂多样的信息。
提问：每位同学在学籍档案里都有什么号？在月考中有什么号？为什么要有这些编号？
功能：鉴别、分类、排序、专用含义等。
2.2二进制信息编码
（1）英文字母与数字
（2）汉字
（3）图像、视频、声音等
2.3二进制信息的存储单位
最小的存储单位：比特、bit，一个二进制数。
最常用存储单位：字节、Byte，八个二进制数。
更大的单位和换算关系见教材P30。
课堂练习和各部分内容讲解同步进行
本节小结
常用的进制有十进制、二进制、六十进制等。计算机采用二进制，各进制可相互换算，信息编码神通广大。
二、作业布置
思考算盘的信息编码方式是什么？
三、板书设计
四、案例分析：
本案例巧妙地将微观的“门电路”运算过程变成角色模拟游戏，并且通过合理的角色设计，使得所有同学均可以投入其中，通过角色扮演来体验和感受计算机的工作流程，消除“看不见摸不着”的神秘感，最终在这样的游戏活动中获得了知识，体验到了快乐，分析、总结和知识泛化的能力得到提高，真正实现了在快乐中学习、学习中体验快乐。
但本设计也存在教学内容设计偏多、对学生基本功要求较高的问题，还有待后续改进。

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