從編碼到解碼（教案）四年級上冊信息技術(shù)蘇科版

蘇科版小學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：信息科技教學對象：四年級課時：1新課標要求：掌握編碼和解碼的基本科學原理，通過分析生活中的具體應用，了解數(shù)字化表示信息的優(yōu)勢，體驗信息存儲和傳輸過程中所必須的編碼和解碼的步驟。認識到在信息社會中，合理運用編碼技術(shù)可以保障信息的準確傳輸和安全存儲，培養(yǎng)學生適應數(shù)字時代發(fā)展的正確價值觀。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)知識的重要基礎，起到了承上啟下、串聯(lián)知識脈絡的重要作用，有助于學生構(gòu)建完整、系統(tǒng)的信息科技知識框架，深入理解信息在數(shù)字化世界中的流轉(zhuǎn)與處理機制。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，著重強調(diào)編碼和解碼在信息交換過程中的雙向性和對應性，二者相輔相成，缺一不可，共同確保信息的準確傳遞與還原。這些內(nèi)容往往涉及到復雜的數(shù)學原理和邏輯運算，對于小學生的認知水平和數(shù)學基礎來說具有較大難度。教師需要采用深入淺出的教學方法，將復雜的原理簡化為學生能夠理解的形式，逐步引導學生理解其核心思想和編碼、解碼的邏輯。學情分析：四年級學生在之前的信息科技課程中，已經(jīng)對編碼的基本概念有所認知，但對于解碼的概念和具體過程，尚未深入接觸，這方面的知識儲備相對薄弱。四年級學生的思維開始從直觀形象向抽象邏輯過渡，但仍以形象思維為主。他們對于具體、生動、直觀的事物和現(xiàn)象容易產(chǎn)生興趣并理解，而對于抽象的概念和原理需要借助更多的實例和直觀演示來輔助理解。在學習編碼和解碼概念時，可以通過具體的字母替換解密或故事場景來引入，他們就能更好地掌握。他們喜歡在實踐活動中學習，通過親身體驗獲得成就感。因此，在教學中安排豐富的實踐環(huán)節(jié)，如讓學生體驗簡單的編碼方案或進行解碼操作，能夠有效提高他們的學習興趣和學習效果。教學目標：1.能夠認識到編碼和解碼在信息存儲和傳輸過程中的重要性，理解其是數(shù)字化時代信息處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。（信息意識）2.在理解和實踐編碼和解碼的過程中，能夠?qū)栴}進行分解，識別編碼模式。（計算思維）3.能利用數(shù)字化工具輔助編碼和解碼的學習，如利用解碼或轉(zhuǎn)碼軟件進行編碼規(guī)則的轉(zhuǎn)換。（數(shù)字化學習與創(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自己的信息安全。（信息社會責任）重點：體驗信息傳輸過程中的編碼與解碼的步驟。難點：理解編碼和解碼在數(shù)字化傳輸中的作用。教學方法：情境教學法、講授法、問答法、實踐操作法學習過程

環(huán)節(jié)學生活動教師活動媒體應用設計意圖二次備課情景導入學生閱讀了解情境。出示情境，近期，公安機關(guān)根據(jù)線人來報，有一伙犯罪分子將要在我市進行不法交易。線人將情報送至相關(guān)人員手中，今天就讓我們一起幫忙來抓住壞人吧！課件展示情境通過案情創(chuàng)造情境，激發(fā)學生的學習興趣。解密情報1.學生任務一，查看密信情報。根據(jù)老師課前分發(fā)的解密規(guī)則，進行解密。將解出的信息（時間，地點）寫在學習單上。學生交流自己解出的密信內(nèi)容。2.學生交流討論自己解密的過程。1.教師出示一份情報，為了保證情報的安全，線人對重要情報進行了加密處理。提問：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，就是編碼的逆過程，這個過程就是解碼。學習單進行解密。投屏學生的答案。出示密信，讓學生對照著解密規(guī)則進行解密，幫助學生體驗信息傳輸過程中編碼與解碼的步驟，實現(xiàn)重點的突破。讓學生在玩一玩中，不知不覺達成了本堂課的重點知識學習。體驗信息傳輸過程1.學生交流討論：加密信件——傳遞出來——解密信件。學生交流回答。2.由學生一起得出結(jié)論，在編碼與解碼過程中，需要事先約定好規(guī)則，并且編碼與解碼的規(guī)則應該要一致。（板書：規(guī)則一致）3.學生交流討論，觀察課件中的圖片，說一說在生活中見過的編碼與解碼的案例。1.Q：感謝大家?guī)途焓迨褰獬雒苄牛员隳茉谶m當?shù)臅r機抓獲犯罪分子。那么從線人傳出這份密信到同學們解開這個過程中，經(jīng)歷了哪些步驟呢？Q：那么你能夠從中總結(jié)出通信的一般過程嗎？教師出示板書：編碼——傳遞——解碼2.Q：如果我們沒有事先與線人說好解碼的規(guī)則，我們能夠破譯出這份密信嗎？3.在我們平時生活中，充滿了編碼與解碼的過程。如交通信號燈，我們對信號燈進行編碼，紅燈為停，綠燈為通行，黃燈為謹慎通過，當信號燈亮紅燈時，駕駛員和行人接收到信號后，立馬將紅燈解碼為“停止”，就立刻靜止不能行駛了。Q：你在生活中還見過哪些編碼與解碼的過程嗎？游戲玩好了，教師幫助學生在這個過程中抽象總結(jié)出本節(jié)課的重點，再通過舉例，板書，交流討論等各種方式，讓學生理解編碼與解碼的過程。視頻采證1.學生回答，預設：要有人證，物證，拍下視頻得到強有力的證據(jù)。學生發(fā)現(xiàn)雙擊視頻后，出現(xiàn)一些錯誤代碼，要求用戶安裝解碼器才能觀看。得出結(jié)論，電腦缺乏相應的解碼軟件。2.學生交流總結(jié)，教師出示結(jié)論：在數(shù)字化傳輸過程中，先要對人們直接理解的信息進行編碼，然后通過數(shù)據(jù)傳輸，接收端再對數(shù)字信息進行解碼呈現(xiàn)。學生安裝軟件，播放視頻。1.Q：不僅我們生活中有編碼與解碼的過程，在數(shù)字世界中同樣有編碼解碼的過程。這不，在同學們的幫助下，警察叔叔很快鎖定了交易的時間和地點。為了將他們繩之以法，掌握他們犯罪的確鑿證據(jù)，少年警校的同學們，你們知道通常警察執(zhí)法的時候會進行一個怎樣的記錄呢？但是拍攝的視頻在回警局后卻打不開了，同學們能不能幫警察叔叔想想看，為什么打不開了，怎樣還原這個證據(jù)呢？將視頻分發(fā)給學生，但是缺乏這種視頻的解碼器，所以一般的視頻播放軟件無法打開。2.在執(zhí)法過程中，警察拍攝犯罪行為并保存下來，這是對信息的一種編碼，然后傳輸?shù)诫娔X中，電腦打開拍攝的視頻，這是一種解碼。課件出示數(shù)字世界的編碼解碼。要播放這個視頻，必須要安裝支持這個視頻編碼方式的解碼器。教師演示安裝相應的軟件。安裝VLC播放器不僅現(xiàn)實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。但讓學生去體會數(shù)字世界的編碼與解密是很困難的，因為這個過程是隱性的，無法觀察到。所以在這里故意設置錯誤，讓學生打不開視頻，在這個錯誤中，讓學生發(fā)現(xiàn)，原來視頻的加工與發(fā)送，也是要進行編碼與解碼的，而且不同的視頻，需要不同的解碼器（軟件）去打開。視頻壓縮1.學生交流討論，預設：視頻壓縮，剪其中的一段……2.相鄰的同學根據(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。學生發(fā)現(xiàn)不同的編碼規(guī)則，最后實現(xiàn)的效果是一致的，但是編碼的長度不一樣。3.學生嘗試，對視頻進行轉(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臁?.視頻其實是由非常多張圖片構(gòu)成的，同學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^優(yōu)化像素中的重復信息來減少數(shù)據(jù)量。3.出示視頻壓縮原理的視頻，原來不同格式的視頻，使用的編碼解碼的方式也不同，對視頻呈現(xiàn)出的效果也不同。師介紹不同常用的視頻格式的各自優(yōu)缺點。演示進行視頻格式的轉(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。學生在進行視頻格式轉(zhuǎn)換的過程中，體會信息不同編碼方式帶來的數(shù)據(jù)量的變化。總結(jié)觀看視頻壓縮使網(wǎng)絡傳遞交互更便捷的視頻。生總結(jié)回