二進制與計算機教學設計

1、教學設計：二進制與計算機一、教材分析 本內(nèi)容選自廣州市教育局教學研究室第一章信息與信息技術中第 進制是計算機工作的基本形式，技術的學習及了解計算機的工作原理具有不可忽視的奠基作用。 篇幅介紹二進制，只解答了計算機為什么要采用二進制， 象不易理解，難以引起學生的興趣和重視。有鑒于此，紹這一相關知識。二、教學對象分析本課教學對象為初一的學生。 初一的學生活潑好動，2013年新編的信息技術初中第一冊 3節(jié)計算機的基本工作原理中的第二小節(jié)。二 也是計算機理論知識中的最基本的原理，對于信息原教材以一小節(jié)的 語焉不詳，內(nèi)容也相對抽 筆者單獨以一課時的時間介但其邏輯思維能力和抽象所以，筆者在思維能力相對較弱

2、， 對于二進制的工作原理不一定能夠直觀地理解， 教學設計中，以活動為主線，環(huán)環(huán)相扣，讓學生在游戲中不斷體悟二進制的妙用。三、教學目標（一）知識與技能：學會二進制數(shù)與十進制數(shù)之間的轉化，認識計算機表示字符的原理，認識計算機描述圖片的原理。（二）過程與方法：通過模擬活動體會到計算機對字符的表示方法， 圖形編碼了解計算機對圖像的表示方法。（三）情感態(tài)度價值觀：學會相互之間的合作和溝通，了解二進制原理在計算機中和生活中的應用，激發(fā)其創(chuàng)新思考的樂趣。重點難點分析教學重點：二進制與十進制的轉換 教學難點：二進制對字符的表示 教學手段講授法、游戲法 教學實施過程通過設計四、五、八、教學環(huán)節(jié)教學活動教師活動學

3、生活動設計意圖導入展示4張牌，第一張牌上有 1個點，第二張 牌上有2個點，第三張牌上有 4個點，第4 張牌上有8個點，讓學生觀察規(guī)律，說出第 5張牌有多少個點？其規(guī)律是什么？（第i張牌的點數(shù)是2i-1 ）觀察牌，總結 規(guī)律 * *,* 題目簡單有 趣，能夠在短 時間內(nèi)吸引學 生的注意力。 而且每張牌的 點數(shù)隱含著二 進制位數(shù)的 權，為正式介 紹二進制做好 鋪墊。12 / 7制 十 制 的 換進 與 進 數(shù) 轉怎么表示二進制現(xiàn)在，我們將某些牌翻轉。那么，翻轉后, 這幅牌上有多少個點如果我們把面朝上的牌當作1，面朝下的牌當作0,則以下牌可以這樣表示為 01001，則它對應的有 9個點那么以下幾張牌

4、有多少個點呢?E圖叵0目總結規(guī)律：如果將每一位數(shù)都認為背后有 一個點數(shù)2i-1，那么，二進制數(shù)可以轉化 為 2人4*1+2人3*0+2人2*1+2人1*0+2人0*1=21 思考：十進制數(shù)背后有沒有一個點數(shù)呢？ 它的值是多少呢？練習，將二進制轉換成十進制同學已經(jīng)可以非常敏捷地將二進制數(shù)進 行了轉換，那么你知道下面的圖表示多少 嗎？(0=1.吃皿+ + X+ = 葉=1絵切OOOOO = (0=1.0=01OOOGO =(0=1, 403(3* =(DmATATT =t=姜全全=f*=l. *叩呼-將十進制轉換成二進制現(xiàn)在，各位同學已經(jīng)能夠非常熟練地進行 二進制轉換，但是，有一個難題，需要大 家

5、解決，那就是john的生日蛋糕問題。 John出生在1970年，他要過生日了，想 要在生日蛋糕上插上蠟燭表示自己的歲 數(shù)。但是，我們都知道，他已經(jīng)43歲了， 如果在蛋糕上插滿43根蠟燭，不僅蛋糕 插得太擠，而且蠟燭之間還可能會互燃。他想到用二進制來表示自己的歲數(shù)，他在學生回答，提 問他是怎么推 出答案的題目太多，可 以分兩組讓學 生計算，競爭 回答計算結果 學生回答問 題，并提問他 是怎么推出結 果學生嘗試用一 只手表示自己 的歲數(shù)通過紙牌的翻 轉引入二進制 數(shù)，過程流程， 學生容易接 受，用不同形 態(tài)來表示二進 制數(shù)，容易激 起學生的興 趣，結合情景 學習，更能加 深學生對二進 制的理解。

6、鞏固學生對二 進制的理解， 利用不同形態(tài) 來表示二進 制，有利于學 生思維遷移 結合情景，不 僅能激起學生 興趣，更能加 深學生對二進 制在生活中應 用的理解 情境拓展，鞏 固學生的認識蛋糕上插上六根蠟燭，想用點燃蠟燭表示 1,不點燃蠟燭表示0，但他不知道具體 應該點燃哪幾根蠟燭，你能幫他嗎？思考：你能不能用一只手表示你歲數(shù)1、情境有一天夜里，你正在寫作業(yè)，突然發(fā)現(xiàn)對 面樓里有燈光一閃一閃地， 似乎有某種規(guī) 律，你仔細觀察后發(fā)現(xiàn)對方可能是用二進 制來發(fā)送信息，于是，你把信息記了下來， 發(fā)現(xiàn)是以下一串代碼01000 00101 01100 10000請問，你知道這是什么意思嗎？后來，你記得對面是

7、你的一個小伙伴，你們曾經(jīng)給字母編過表，如下：|n|o|p q|r|s|t二進制編碼現(xiàn)在，你能看出小伙伴的意思嗎？原來，密碼是這樣破解的：從字母表里 找到字母對應的數(shù)字，將數(shù)字轉化成二進制 進行傳輸，接收到二進制后將其轉化成數(shù) 字，再從字母表里找出對應的字母。2、游戲根據(jù)以上規(guī)則，用二進制的方式給同桌 發(fā)送一個單詞。二進制的表示方式用多種， 可以用手指表示，可以用聲音表示，也可以 眨眼皮表示3、講解其實剛才各位同學所做的， 正是計算機的 工作，只不過，計算機所用的表跟大家不 用，它用一張?zhí)囟ǖ木幋a表，叫ASCII表。學生猜猜意 思，將二進制 數(shù)轉成十進制 學生破解出意 思學生做游戲， 同桌之間一

8、個 用二進制傳輸 一個單詞，另 一方解析這個 單詞。本環(huán)節(jié)講解二 進制的編碼知 識，單純地講, 該知識可能比 價乏味。通過 情境設置讓學 生來逐步模擬 計算的運行， 讓學生不知不 覺中知道了計 算機的編碼環(huán) 節(jié)，同時通過 設置活動加深 了學生對這個 流程的理解。最后才正面講 解計算機的編 碼流程，鞏固 學生的認識。卜Uh陽甲馬4町朋1T 囪CMFGMTJKI MNnP0RSTlJVWJV7rr_ flbcdefnhi jklwnopqrslLivw!yz 11 d J pp rr * X n-r l 尸亠 FTr 厶軒產(chǎn) f pVijRrtaflflterfM 11 nnF#(rooijiiy

9、nu4 bH 川 H aMW irw動，發(fā)送的表格， 并開始解密圖 像，并設計圖 像，給圖像編 碼ASCII碼來識 別字符。講解 圖像的表示原 理后，讓學生 通過活動對圖 像進行編碼和 解碼，不僅加 深學生對該知 識的理解，更 能激發(fā)學生創(chuàng) 造性。緊接著 對二進制描述 圖像在生活中 的應用進行舉 例，可以較好 地拓展學生認 知，發(fā)散他們3、應用用二進制方式描述圖像的方法在我們生 活中有很廣泛的應用，比如可以用來畫 圖，如像素畫：jn1 細十字繡便是根據(jù)這原理來實現(xiàn)的最廣泛的一個應用是打印機和傳真機。5計 機 的思考：如何用二進制數(shù)描述一個物體并 實現(xiàn)3D打印呢？同學們，通過剛才的例子，我們知道

10、，在生 活，我們可以通過各種各樣的例子來表示二 進制，那你們知道在計算機中，用什么方式 來表示二進制嗎？利用電子原件的通電和斷電來表示的思維。1、進制2、利用光的反射來表示二進制，例如，光 發(fā)生折射表示0，沒有折射表示1。這就 是光存儲的原理，例如我們的光盤就是 這樣來存儲數(shù)據(jù)的。學生聽講，可以適時 發(fā)問通過多方面的 舉例說明，讓 學生深刻認識 到二進制在計 算機中的廣泛 應用，而非教 材中簡單帶過 的“在計算機 內(nèi)部，所有信 息的表示、存 儲、處理、輸 出均采用二進 制”，可以讓學生發(fā)散思維。3、利用磁性來表示二進制，例如n-s表示1， s-n表示0,這就是磁存儲的原理。例如 我們的硬盤、U

11、盤，就是這樣來存儲數(shù)據(jù) 的。也，1叵一g國PFiriaBL甸呼4、利用聲音來表示二進制，例如早期我們用 電話線來傳輸數(shù)據(jù)，但是電話線是傳輸聲 音的（模擬信號），怎樣讓它傳輸二進制 呢？我們設計兩個頻率，高頻就表示1,低頻就表示0，電腦傳輸時，通過調(diào)制解 調(diào)器將01信號轉換成低頻高頻，就可以 通過電話線傳輸了。電腦接受信號時，同 樣通過調(diào)制解調(diào)器將高頻聲音轉化為1，低頻聲音轉化為0，電腦就可以識別數(shù)據(jù) 了?？偨Y課堂內(nèi)容總結二進制的表示生活中的二進制 計S機中前二進詡二進制與數(shù)二世制轉換成十逬*十進制怦換成二邃 制制煤遇圖二 二進制與文字不 但我們在教授信息技術課程，或者說計算機理 或者只講解現(xiàn)成

12、的構架， 沒有將發(fā)明過程中的七、教學反思筆者在設計這節(jié)課的時候，曾經(jīng)反復思考，按照計算思維的理論，應該怎樣將 計算機的理論知識變成普適的知識。計算機的發(fā)明和不斷改進， 以及層出不盡的應用，都凝聚了前輩的智慧，不少偉大的數(shù)學家、計算機科學家在為其添磚加瓦， 妨說計算機是人類智慧的偉大結晶。 論知識時，更多只停留在應用層面，艱難問題提出來，沒有將計算機科學家如何柳暗花明巧妙化解難題的智慧表現(xiàn)出 來。因此，信息技術教育才會淪為一種工具的教育，缺乏靈性和活力。雖然講的是二進制， 但又不單是計算機的二進制。 用手指的伸縮表示二進制， 用燈光的亮滅傳遞信息， 如眨眼皮， 如發(fā)兩個音調(diào)的聲音， 二進制存儲圖像的原筆者在設計本教案之前， 也曾按照教材結構上過一節(jié)課， 試想， 將計算機工作 原理濃縮一節(jié)課， 但學生接觸到的只是幾個概念， 對真正的原理并無深刻認識。 且，因為概念的抽象性，學生興趣不高，更不能積極思考。于是，筆者借鑒不插 電的計算機科學一書，單獨抽離其中的一個知識點，結合初一學生的認知水平， 設計成半游戲型的教學方式。 如用蠟燭的點亮表示歲數(shù)， 其它各種信息表示二進制， 理在生活中的應用，不僅可以用來輔助畫畫、十字繡、打印傳真等等，這些例子， 都是希望我們所學的知識不僅僅是計算機世界的， 更多是生活中的， 是一種思維的 體現(xiàn)，而不僅