二進(jìn)制與計算機教學(xué)設(shè)計完整版

二進(jìn)制與計算機教學(xué)設(shè)計完整版Documentserialnumber【Documentserialnumber【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】二進(jìn)制與計算機教學(xué)設(shè)計完整版全文共8頁，當(dāng)前為第1頁。二進(jìn)制與計算機教學(xué)設(shè)計二進(jìn)制與計算機教學(xué)設(shè)計完整版全文共8頁，當(dāng)前為第1頁。教學(xué)設(shè)計：《二進(jìn)制與計算機》教材分析本內(nèi)容選自廣州市教育局教學(xué)研究室2013年新編的《信息技術(shù)》初中第一冊第一章《信息與信息技術(shù)》中第3節(jié)《計算機的基本工作原理》中的第二小節(jié)。二進(jìn)制是計算機工作的基本形式，也是計算機理論知識中的最基本的原理，對于信息技術(shù)的學(xué)習(xí)及了解計算機的工作原理具有不可忽視的奠基作用。原教材以一小節(jié)的篇幅介紹二進(jìn)制，只解答了計算機為什么要采用二進(jìn)制，語焉不詳，內(nèi)容也相對抽象不易理解，難以引起學(xué)生的興趣和重視。有鑒于此，筆者單獨以一課時的時間介紹這一相關(guān)知識。教學(xué)對象分析本課教學(xué)對象為初一的學(xué)生。初一的學(xué)生活潑好動，但其邏輯思維能力和抽象思維能力相對較弱，對于二進(jìn)制的工作原理不一定能夠直觀地理解，所以，筆者在教學(xué)設(shè)計中，以活動為主線，環(huán)環(huán)相扣，讓學(xué)生在游戲中不斷體悟二進(jìn)制的妙用。教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能：學(xué)會二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)化，認(rèn)識計算機表示字符的原理，認(rèn)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，通過設(shè)計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(xué)會相互之間的合作和溝通，了解二進(jìn)制原理在計算機中和生活中的應(yīng)用，激發(fā)其創(chuàng)新思考的樂趣。重點難點分析教學(xué)重點：二進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換教學(xué)難點：二進(jìn)制對字符的表示教學(xué)手段講授法、游戲法二進(jìn)制與計算機教學(xué)設(shè)計完整版全文共8頁，當(dāng)前為第2頁。教學(xué)實施過程二進(jìn)制與計算機教學(xué)設(shè)計完整版全文共8頁，當(dāng)前為第2頁。教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)活動設(shè)計意圖教師活動學(xué)生活動導(dǎo)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(xué)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(jié)規(guī)律題目簡單有趣，能夠在短時間內(nèi)吸引學(xué)生的注意力。而且每張牌的點數(shù)隱含著二進(jìn)制位數(shù)的權(quán)，為正式介紹二進(jìn)制做好鋪墊。二進(jìn)制與十進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換怎么表示二進(jìn)制現(xiàn)在，我們將某些牌翻轉(zhuǎn)。那么，翻轉(zhuǎn)后，這幅牌上有多少個點如果我們把面朝上的牌當(dāng)作1，面朝下的牌當(dāng)作0，則以下牌可以這樣表示為01001，則它對應(yīng)的有9個點那么以下幾張牌有多少個點呢？總結(jié)規(guī)律：如果將每一位數(shù)都認(rèn)為背后有一個點數(shù)2i-1，那么，二進(jìn)制數(shù)可以轉(zhuǎn)化為2^4*1+2^3*0+2^2*1+2^1*0+2^0*1=21思考：十進(jìn)制數(shù)背后有沒有一個點數(shù)呢它的值是多少呢

練習(xí)，將二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制同學(xué)已經(jīng)可以非常敏捷地將二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行了轉(zhuǎn)換，那么你知道下面的圖表示多少嗎？將十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制現(xiàn)在，各位同學(xué)已經(jīng)能夠非常熟練地進(jìn)行二進(jìn)制轉(zhuǎn)換，但是，有一個難題，需要大家解決，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(jìn)制來表示自己的歲數(shù)，他在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(yīng)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)學(xué)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(xué)生計算，競爭回答計算結(jié)果學(xué)生回答問題，并提問他是怎么推出結(jié)果學(xué)生嘗試用一只手表示自己的歲數(shù)通過紙牌的翻轉(zhuǎn)引入二進(jìn)制數(shù)，過程流程，學(xué)生容易接受，用不同形態(tài)來表示二進(jìn)制數(shù)，容易激起學(xué)生的興趣，結(jié)合情景學(xué)習(xí)，更能加深學(xué)生對二進(jìn)制的理解。鞏固學(xué)生對二進(jìn)制的理解，利用不同形態(tài)來表示二進(jìn)制，有利于學(xué)生思維遷移結(jié)合情景，不僅能激起學(xué)生興趣，更能加深學(xué)生對二進(jìn)制在生活中應(yīng)用的理解二進(jìn)制與計算機教學(xué)設(shè)計完整版全文共8頁，當(dāng)前為第3頁。情境拓展，鞏固學(xué)生的認(rèn)識二進(jìn)制與計算機教學(xué)設(shè)計完整版全文共8頁，當(dāng)前為第3頁。二進(jìn)制編碼情境有一天夜里，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(xì)觀察后發(fā)現(xiàn)對方可能是用二進(jìn)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01000001010110010000請問，你知道這是什么意思嗎？后來，你記得對面是你的一個小伙伴，你們曾經(jīng)給字母編過表，如下：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(yīng)的數(shù)字，將數(shù)字轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制進(jìn)行傳輸，接收到二進(jìn)制后將其轉(zhuǎn)化成數(shù)字，再從字母表里找出對應(yīng)的字母。游戲根據(jù)以上規(guī)則，用二進(jìn)制的方式給同桌發(fā)送一個單詞。二進(jìn)制的表示方式用多種，可以用手指表示，可以用聲音表示，也可以眨眼皮表示講解其實剛才各位同學(xué)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。二進(jìn)制與計算機教學(xué)設(shè)計完整版全文共8頁，當(dāng)前為第4頁。計算機要傳遞一個字符，首先先在這張表里找到字符對應(yīng)的編碼，例如，A對應(yīng)的編碼就是65，然后將編碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制進(jìn)行傳輸，另一臺計算機接受到二進(jìn)制后，將其轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制，然后從ASCII表中找出對應(yīng)的字符進(jìn)行處理。二進(jìn)制與計算機教學(xué)設(shè)計完整版全文共8頁，當(dāng)前為第4頁。思考：ASCII只定義了英文字母，計算機又是怎么表示其它文字的，比如中文、日文、韓文之類的學(xué)生猜猜意思，將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)成十進(jìn)制學(xué)生破解出意思學(xué)生做游戲，同桌之間一個用二進(jìn)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(jìn)制的編碼知識，單純地講，該知識可能比價乏味。通過情境設(shè)置讓學(xué)生來逐步模擬計算的運行，讓學(xué)生不知不覺中知道了計算機的編碼環(huán)節(jié)，同時通過設(shè)置活動加深了學(xué)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(xué)生的認(rèn)識。二進(jìn)制與圖像圖像的表示計算機雖然明白了字符之間的傳輸，但是它怎么知道這個字怎么寫呢？計算機可以用一個表格來描述一張圖片，每個格子表示一點。如果該點有顏色，就表示為1，如果沒有顏色，就表示為0?；顒蝇F(xiàn)在傳輸一個二進(jìn)制圖像給你，你能快速地解碼出來嗎？你怎樣編寫一張圖片，然后以二進(jìn)制的方式發(fā)送給你的小伙伴。教師在此以excel的方式制定好表格，讓學(xué)生解碼一個圖像，然后讓學(xué)生自己繪制一個圖像然后進(jìn)行編碼。應(yīng)用用二進(jìn)制方式描述圖像的方法在我們生活中有很廣泛的應(yīng)用，比如可以用來畫圖，如像素畫：十字繡便是根據(jù)這原理來實現(xiàn)的最廣泛的一個應(yīng)用是打印機和傳真機。思考：如何用二進(jìn)制數(shù)描述一個物體并實現(xiàn)3D打印呢？學(xué)生思考學(xué)生活動，接受教師發(fā)送的表格，并開始解密圖像，并設(shè)計圖像，給圖像編碼本環(huán)節(jié)講解如何用二進(jìn)制數(shù)來描述圖像。問題承接上一個環(huán)節(jié)，電腦可以互相自己識別字符，但電腦和人之間如何傳遞字符呢？人不可能以ASCII碼來識別字符。講解圖像的表示原理后，讓學(xué)生通過活動對圖像進(jìn)行編碼和解碼，不僅加深學(xué)生對該知識的理解，更能激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性。緊接著對二進(jìn)制描述圖像在生活中的應(yīng)用進(jìn)行舉例，可以較好地拓展學(xué)生認(rèn)知，發(fā)散他們的思維。計算機中的二進(jìn)制同學(xué)們，通過剛才的例子，我們知道，在生活，我們可以通過各種各樣的例子來表示二進(jìn)制，那你們知道在計算機中，用什么方式來表示二進(jìn)制嗎？二進(jìn)制與計算機教學(xué)設(shè)計完整版全文共8頁，當(dāng)前為第5頁。利用電子原件的通電和斷電來表示二進(jìn)制與計算機教學(xué)設(shè)計完整版全文共8頁，當(dāng)前為第5頁。利用光的反射來表示二進(jìn)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。利用磁性來表示二進(jìn)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盤，就是這樣來存儲數(shù)據(jù)的。利用聲音來表示二進(jìn)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(jìn)制呢？我們設(shè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)化為1，低頻聲音轉(zhuǎn)化為0，電腦就可以識別數(shù)據(jù)了。學(xué)生聽講，可以適時發(fā)問通過多方面的舉例說明，讓學(xué)生深刻認(rèn)識到二進(jìn)制在計算機中的廣泛應(yīng)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(jìn)制”，可以讓學(xué)生發(fā)散思維?？偨Y(jié)總結(jié)課堂內(nèi)容教學(xué)反思二進(jìn)制與計算機教學(xué)設(shè)計完整版全文共8頁，當(dāng)前為第6頁。筆者在設(shè)計這節(jié)課的時候，曾經(jīng)反復(fù)思考，按照計算思維的理論，應(yīng)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(jìn)，以及層出不盡的應(yīng)用，都凝聚了前輩的智慧，不少偉大的數(shù)學(xué)家、計算機科學(xué)家在為其添磚加瓦，不妨說計算機是人類智慧的偉大結(jié)晶。但我們在教授信息技術(shù)課程，或者說計算機理論知識時，更多只停留在應(yīng)用層面，或者只講解現(xiàn)成的構(gòu)架，沒有將發(fā)明過程中的艱難問題提出來，沒有將計算機科學(xué)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(shù)教育才會淪為一種工具的教育，缺乏靈性和活力。二進(jìn)制與計算機教學(xué)設(shè)計完整版全文共8頁，當(dāng)前為第6頁。筆者在設(shè)計本教案之前，也曾按照教材結(jié)構(gòu)上過一節(jié)課，試想，將計算機工作原理濃縮一節(jié)課，但學(xué)生接觸到的只是幾個概念，對真正的原理并無深刻認(rèn)識。而且，因為概念的抽象性，學(xué)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(xué)》一書，單獨抽離其中的一個知識點，結(jié)合初一學(xué)生的認(rèn)知水平，設(shè)計成半游戲型的教學(xué)方式。雖然講的是二進(jìn)制，但又不單是計算機的二進(jìn)制。比如用蠟燭的點亮表示歲數(shù)，用手指的伸縮表示二進(jìn)制，用燈光的亮滅傳遞信息，用其它各種信息表示二進(jìn)制，如眨眼皮，如發(fā)兩個音調(diào)的聲音，二進(jìn)制存儲圖像的原理在生活中的應(yīng)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(xué)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)，而不僅僅是知識。二進(jìn)制與計算機教學(xué)設(shè)計完整版全文共8頁，當(dāng)前為第7頁。本節(jié)課的課堂效果很好。原本以為在二進(jìn)制與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)學(xué)生的接受會較困難，實踐證