從編碼到解碼（教案）四年級(jí)上冊(cè)信息技術(shù)蘇科版

蘇科版小學(xué)信息科技第四單元編碼傳遞信息第2課：從編碼到解碼科目：信息科技教學(xué)對(duì)象：四年級(jí)課時(shí)：1新課標(biāo)要求：掌握編碼和解碼的基本科學(xué)原理，通過(guò)分析生活中的具體應(yīng)用，了解數(shù)字化表示信息的優(yōu)勢(shì)，體驗(yàn)信息存儲(chǔ)和傳輸過(guò)程中所必須的編碼和解碼的步驟。認(rèn)識(shí)到在信息社會(huì)中，合理運(yùn)用編碼技術(shù)可以保障信息的準(zhǔn)確傳輸和安全存儲(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)數(shù)字時(shí)代發(fā)展的正確價(jià)值觀。教材分析：本課為第四單元“編碼傳遞信息”的第2課內(nèi)容，是數(shù)據(jù)處理和信息傳輸相關(guān)知識(shí)的重要基礎(chǔ)，起到了承上啟下、串聯(lián)知識(shí)脈絡(luò)的重要作用，有助于學(xué)生構(gòu)建完整、系統(tǒng)的信息科技知識(shí)框架，深入理解信息在數(shù)字化世界中的流轉(zhuǎn)與處理機(jī)制。教材中清晰地闡述編碼是將原始信息按照特定規(guī)則轉(zhuǎn)換為一種特定形式，解碼則是編碼的逆過(guò)程，依據(jù)相同的規(guī)則將編碼信息還原為原始的可理解信息，著重強(qiáng)調(diào)編碼和解碼在信息交換過(guò)程中的雙向性和對(duì)應(yīng)性，二者相輔相成，缺一不可，共同確保信息的準(zhǔn)確傳遞與還原。這些內(nèi)容往往涉及到復(fù)雜的數(shù)學(xué)原理和邏輯運(yùn)算，對(duì)于小學(xué)生的認(rèn)知水平和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)來(lái)說(shuō)具有較大難度。教師需要采用深入淺出的教學(xué)方法，將復(fù)雜的原理簡(jiǎn)化為學(xué)生能夠理解的形式，逐步引導(dǎo)學(xué)生理解其核心思想和編碼、解碼的邏輯。學(xué)情分析：四年級(jí)學(xué)生在之前的信息科技課程中，已經(jīng)對(duì)編碼的基本概念有所認(rèn)知，但對(duì)于解碼的概念和具體過(guò)程，尚未深入接觸，這方面的知識(shí)儲(chǔ)備相對(duì)薄弱。四年級(jí)學(xué)生的思維開(kāi)始從直觀形象向抽象邏輯過(guò)渡，但仍以形象思維為主。他們對(duì)于具體、生動(dòng)、直觀的事物和現(xiàn)象容易產(chǎn)生興趣并理解，而對(duì)于抽象的概念和原理需要借助更多的實(shí)例和直觀演示來(lái)輔助理解。在學(xué)習(xí)編碼和解碼概念時(shí)，可以通過(guò)具體的字母替換解密或故事場(chǎng)景來(lái)引入，他們就能更好地掌握。他們喜歡在實(shí)踐活動(dòng)中學(xué)習(xí)，通過(guò)親身體驗(yàn)獲得成就感。因此，在教學(xué)中安排豐富的實(shí)踐環(huán)節(jié)，如讓學(xué)生體驗(yàn)簡(jiǎn)單的編碼方案或進(jìn)行解碼操作，能夠有效提高他們的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。教學(xué)目標(biāo)：1.能夠認(rèn)識(shí)到編碼和解碼在信息存儲(chǔ)和傳輸過(guò)程中的重要性，理解其是數(shù)字化時(shí)代信息處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。（信息意識(shí)）2.在理解和實(shí)踐編碼和解碼的過(guò)程中，能夠?qū)?wèn)題進(jìn)行分解，識(shí)別編碼模式。（計(jì)算思維）3.能利用數(shù)字化工具輔助編碼和解碼的學(xué)習(xí)，如利用解碼或轉(zhuǎn)碼軟件進(jìn)行編碼規(guī)則的轉(zhuǎn)換。（數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新）4.明白編碼在保障信息安全方面的作用，并能夠在日常生活中注意保護(hù)自己的信息安全。（信息社會(huì)責(zé)任）重點(diǎn)：體驗(yàn)信息傳輸過(guò)程中的編碼與解碼的步驟。難點(diǎn)：理解編碼和解碼在數(shù)字化傳輸中的作用。教學(xué)方法：情境教學(xué)法、講授法、問(wèn)答法、實(shí)踐操作法學(xué)習(xí)過(guò)程

環(huán)節(jié)學(xué)生活動(dòng)教師活動(dòng)媒體應(yīng)用設(shè)計(jì)意圖二次備課情景導(dǎo)入學(xué)生閱讀了解情境。出示情境，近期，公安機(jī)關(guān)根據(jù)線(xiàn)人來(lái)報(bào)，有一伙犯罪分子將要在我市進(jìn)行不法交易。線(xiàn)人將情報(bào)送至相關(guān)人員手中，今天就讓我們一起幫忙來(lái)抓住壞人吧！課件展示情境通過(guò)案情創(chuàng)造情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。解密情報(bào)1.學(xué)生任務(wù)一，查看密信情報(bào)。根據(jù)老師課前分發(fā)的解密規(guī)則，進(jìn)行解密。將解出的信息（時(shí)間，地點(diǎn)）寫(xiě)在學(xué)習(xí)單上。學(xué)生交流自己解出的密信內(nèi)容。2.學(xué)生交流討論自己解密的過(guò)程。1.教師出示一份情報(bào)，為了保證情報(bào)的安全，線(xiàn)人對(duì)重要情報(bào)進(jìn)行了加密處理。提問(wèn)：你看得懂這份密信嗎？它是正常的單詞嗎？出示解密規(guī)則，體驗(yàn)將密文翻譯為明文。2.Q：你是怎么解出這份密信的？師介紹凱撒密碼，播放相關(guān)的視頻。我們根據(jù)規(guī)則表，將密文轉(zhuǎn)化為明文，就是編碼的逆過(guò)程，這個(gè)過(guò)程就是解碼。學(xué)習(xí)單進(jìn)行解密。投屏學(xué)生的答案。出示密信，讓學(xué)生對(duì)照著解密規(guī)則進(jìn)行解密，幫助學(xué)生體驗(yàn)信息傳輸過(guò)程中編碼與解碼的步驟，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)的突破。讓學(xué)生在玩一玩中，不知不覺(jué)達(dá)成了本堂課的重點(diǎn)知識(shí)學(xué)習(xí)。體驗(yàn)信息傳輸過(guò)程1.學(xué)生交流討論：加密信件——傳遞出來(lái)——解密信件。學(xué)生交流回答。2.由學(xué)生一起得出結(jié)論，在編碼與解碼過(guò)程中，需要事先約定好規(guī)則，并且編碼與解碼的規(guī)則應(yīng)該要一致。（板書(shū)：規(guī)則一致）3.學(xué)生交流討論，觀察課件中的圖片，說(shuō)一說(shuō)在生活中見(jiàn)過(guò)的編碼與解碼的案例。1.Q：感謝大家?guī)途焓迨褰獬雒苄?，以便能在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)抓獲犯罪分子。那么從線(xiàn)人傳出這份密信到同學(xué)們解開(kāi)這個(gè)過(guò)程中，經(jīng)歷了哪些步驟呢？Q：那么你能夠從中總結(jié)出通信的一般過(guò)程嗎？教師出示板書(shū)：編碼——傳遞——解碼2.Q：如果我們沒(méi)有事先與線(xiàn)人說(shuō)好解碼的規(guī)則，我們能夠破譯出這份密信嗎？3.在我們平時(shí)生活中，充滿(mǎn)了編碼與解碼的過(guò)程。如交通信號(hào)燈，我們對(duì)信號(hào)燈進(jìn)行編碼，紅燈為停，綠燈為通行，黃燈為謹(jǐn)慎通過(guò)，當(dāng)信號(hào)燈亮紅燈時(shí)，駕駛員和行人接收到信號(hào)后，立馬將紅燈解碼為“停止”，就立刻靜止不能行駛了。Q：你在生活中還見(jiàn)過(guò)哪些編碼與解碼的過(guò)程嗎？游戲玩好了，教師幫助學(xué)生在這個(gè)過(guò)程中抽象總結(jié)出本節(jié)課的重點(diǎn)，再通過(guò)舉例，板書(shū)，交流討論等各種方式，讓學(xué)生理解編碼與解碼的過(guò)程。視頻采證1.學(xué)生回答，預(yù)設(shè)：要有人證，物證，拍下視頻得到強(qiáng)有力的證據(jù)。學(xué)生發(fā)現(xiàn)雙擊視頻后，出現(xiàn)一些錯(cuò)誤代碼，要求用戶(hù)安裝解碼器才能觀看。得出結(jié)論，電腦缺乏相應(yīng)的解碼軟件。2.學(xué)生交流總結(jié)，教師出示結(jié)論：在數(shù)字化傳輸過(guò)程中，先要對(duì)人們直接理解的信息進(jìn)行編碼，然后通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸，接收端再對(duì)數(shù)字信息進(jìn)行解碼呈現(xiàn)。學(xué)生安裝軟件，播放視頻。1.Q：不僅我們生活中有編碼與解碼的過(guò)程，在數(shù)字世界中同樣有編碼解碼的過(guò)程。這不，在同學(xué)們的幫助下，警察叔叔很快鎖定了交易的時(shí)間和地點(diǎn)。為了將他們繩之以法，掌握他們犯罪的確鑿證據(jù)，少年警校的同學(xué)們，你們知道通常警察執(zhí)法的時(shí)候會(huì)進(jìn)行一個(gè)怎樣的記錄呢？但是拍攝的視頻在回警局后卻打不開(kāi)了，同學(xué)們能不能幫警察叔叔想想看，為什么打不開(kāi)了，怎樣還原這個(gè)證據(jù)呢？將視頻分發(fā)給學(xué)生，但是缺乏這種視頻的解碼器，所以一般的視頻播放軟件無(wú)法打開(kāi)。2.在執(zhí)法過(guò)程中，警察拍攝犯罪行為并保存下來(lái)，這是對(duì)信息的一種編碼，然后傳輸?shù)诫娔X中，電腦打開(kāi)拍攝的視頻，這是一種解碼。課件出示數(shù)字世界的編碼解碼。要播放這個(gè)視頻，必須要安裝支持這個(gè)視頻編碼方式的解碼器。教師演示安裝相應(yīng)的軟件。安裝VLC播放器不僅現(xiàn)實(shí)世界中有編碼與解碼，在信息的世界中，更是到處都有編碼與解碼。但讓學(xué)生去體會(huì)數(shù)字世界的編碼與解密是很困難的，因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程是隱性的，無(wú)法觀察到。所以在這里故意設(shè)置錯(cuò)誤，讓學(xué)生打不開(kāi)視頻，在這個(gè)錯(cuò)誤中，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)，原來(lái)視頻的加工與發(fā)送，也是要進(jìn)行編碼與解碼的，而且不同的視頻，需要不同的解碼器（軟件）去打開(kāi)。視頻壓縮1.學(xué)生交流討論，預(yù)設(shè)：視頻壓縮，剪其中的一段……2.相鄰的同學(xué)根據(jù)不同的編碼規(guī)則，填一填圖，然后發(fā)現(xiàn)填出的圖形是一樣的。學(xué)生發(fā)現(xiàn)不同的編碼規(guī)則，最后實(shí)現(xiàn)的效果是一致的，但是編碼的長(zhǎng)度不一樣。3.學(xué)生嘗試，對(duì)視頻進(jìn)行轉(zhuǎn)換格式，然后查看視頻的大小是否有減小。1.Q：作為證據(jù)，警察需要把視頻發(fā)送給法院，但是視頻的數(shù)據(jù)量很大，你有讓視頻變小一點(diǎn)的辦法嗎？出示兩張文件傳輸?shù)膱D片，視頻壓縮可以可以讓視頻量更小一些，傳輸?shù)乃俣纫矔?huì)更快。2.視頻其實(shí)是由非常多張圖片構(gòu)成的，同學(xué)們你們知道壓縮的原理嗎？出示不同編碼方式下的填格子圖。得出結(jié)論，不同的編碼方式，可以得到相同的結(jié)果?？梢酝ㄟ^(guò)優(yōu)化像素中的重復(fù)信息來(lái)減少數(shù)據(jù)量。3.出示視頻壓縮原理的視頻，原來(lái)不同格式的視頻，使用的編碼解碼的方式也不同，對(duì)視頻呈現(xiàn)出的效果也不同。師介紹不同常用的視頻格式的各自?xún)?yōu)缺點(diǎn)。演示進(jìn)行視頻格式的轉(zhuǎn)換。視頻有很多的壓縮格式，不同的視頻格式，實(shí)際上就是不同的編碼方式，每種格式都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。學(xué)生在進(jìn)行視頻格式轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，體會(huì)信息不同編碼方式帶來(lái)的數(shù)據(jù)量的變化?？偨Y(jié)觀看視頻壓縮使網(wǎng)絡(luò)傳遞交互更便捷的視頻。生總結(jié)回