電腦中的信息是如何表達的教案七年級上

1、第一課 電腦中的信息是如何表示的教學(xué)內(nèi)容分析本課是七年級上冊第一單元“電腦為什么能處理信息”的第一課時；通過小學(xué)的學(xué)習(xí)，學(xué)生對使用電腦處理信息有了一定的了解，但電腦為什么能處理信息呢？這是好奇心極強的學(xué)生們普遍關(guān)心的問題，也是本單元要回答的問題。二進制是電腦的基礎(chǔ)，本課先回答電腦為什么使用二進制，然后講解二進制數(shù)的表示、運算規(guī)則以及各種進制的轉(zhuǎn)換。本課分兩課時比較合適。教學(xué)對象分析由于習(xí)慣了十進制，學(xué)習(xí)二進制時會受到十進制的干擾。大部分學(xué)生會覺得本課內(nèi)容比較抽象，難度較大，學(xué)生的分化會比較嚴(yán)重，因此，對學(xué)生的要求分成三個層次，大部分學(xué)生達到第一個層次即可。第一層次：能理解電腦中為什么使用二進制

2、，二進制加減法運算規(guī)則，能利用電腦中的計算器進行二進制數(shù)和十進制之間的互相轉(zhuǎn)換；第二層次：在第一層次的基礎(chǔ)上能用短除法將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)；能將二進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)；第三層次：在第二層次的基礎(chǔ)上能將二進制數(shù)和十六進制數(shù)互相轉(zhuǎn)換。教學(xué)方法情境教學(xué)法、分層教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動法、講授法、演示法、練習(xí)法教學(xué)目標(biāo)知識與技能1. 理解電腦中為什么使用二進制而不是其它的進制；2. 熟練掌握二進制“逢二進一”的進位和加減法運算規(guī)則；3. 了解二進制數(shù)、十進制數(shù)、十六進制數(shù)之間可以互相轉(zhuǎn)換。過程與方法通過學(xué)習(xí)二進制的運算規(guī)則，訓(xùn)練學(xué)生的思維能力，加深對數(shù)學(xué)進制的理解。情感態(tài)度和價值觀激發(fā)學(xué)生的探究精神教學(xué)重

3、點電腦中為什么使用二進制；二進制的運算規(guī)則；教學(xué)難點電腦中為什么使用二進制教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖課堂引入電腦為什么能表達信息？課件展示圖片，提問：大家知道烽火臺狼煙的作用嗎？知道馬拉松的故事嗎？ 馬拉松信使費里皮德斯跑完40多公里回到雅典，只說了一句：“我們勝利了！”，就倒了下去，當(dāng)即死去。可見古代信息的傳遞是多么的艱難，如果是現(xiàn)在，我們可以通過什么方式快速地把信息傳遞出去？ 那么，電腦為什么能處理信息呢？這是本單元要回答的問題。假設(shè)電腦能表達數(shù)字，我們先把文字、圖形、聲音、視頻等形式的信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字，電腦不就可以表達信息，從而處理信息了嗎？問題的關(guān)鍵是：電腦能表達數(shù)字嗎？講述20世

4、紀(jì)科學(xué)家們研究快速計算機的故事：20世紀(jì)初，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)家們迫切需要一種能快速計算的機器，很多科學(xué)家都在設(shè)想如何制造一臺這樣的機器。由于受十進制這個計數(shù)習(xí)慣的困擾，機器的設(shè)計遇到了很多困難。直到20世紀(jì)30年代中期，美國科學(xué)家馮·諾依曼大膽地提出：拋棄十進制，采用二進制作為數(shù)字計算機的數(shù)制基礎(chǔ)，從而解決了電腦表達數(shù)字的難題。使得計算機的設(shè)計出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機。提問：看完科學(xué)家們的研究，大家說電腦能表達數(shù)字嗎？它能表達幾進制的數(shù)呢？歸納電腦能處理信息的原因并要求學(xué)生在30s內(nèi)記住本知識點：因為電腦能表達二進制數(shù)，所以把信息轉(zhuǎn)化成二進制數(shù)，電腦就能表達信息，從而處理信息了。聽講，思考

5、，回答 猜想，回答 聽故事 回答，聽講 在規(guī)定的時間內(nèi)記住電腦能處理信息的原因通過對比古今信息傳遞的方式跟速度，引入本單元要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。 引導(dǎo)學(xué)生思考：電腦能不能表達數(shù)字，為接下來的假設(shè)以及“電腦能處理信息的原因”剖析做鋪墊。 學(xué)生通過聽故事了解到電腦是可以表達數(shù)字的，驗證了剛剛的假設(shè)。引導(dǎo)學(xué)生參與知識生成的整個思維過程。同時教師的及時歸納及學(xué)生的強化記憶，有助于學(xué)生對知識點的掌握。課堂學(xué)習(xí)課堂學(xué)習(xí)為什么電腦要用二進制？1.日常中常見的進制分、秒逢60進1月逢12進1星期逢7進1十進制 逢10進12.二進制的特點而二進制是最簡單的進制，在二進制中，只有“0”和“1”兩個基本數(shù)字，“逢二進一”、

6、“借一當(dāng)二”。思考：102是二進制數(shù)嗎？3.二進制與十進制的對應(yīng)關(guān)系十進制01234567二進制000001010011100101110111 探究一：演示“模擬二進制計數(shù)器”計數(shù)實驗有珠子表示1，沒珠子表示0，從右到左，分別是從低位到高位。出現(xiàn)“虛珠”表示要進位。A柱子 B柱子 C柱子思考：通過觀看“模擬二進制計數(shù)器”計數(shù)實驗，你發(fā)現(xiàn)剛開始計數(shù)器上有沒有珠子？ 后來每操作一次增加_個珠子，總共操作_次。所以這7個二進制數(shù)分別對應(yīng)十進制的0-7。探究二：布置“用手電筒模擬電路來表示二進制數(shù)”的探究活動用手電筒模擬電腦中的邏輯電路。你能模擬表示哪些二進制數(shù)？模擬出來的二進制數(shù)對應(yīng)的十進制數(shù)分別

7、是多少？能表示連續(xù)的數(shù)字0-7嗎？根據(jù)學(xué)案中的要求進行實驗探究，把探究結(jié)果寫在學(xué)案上。要求：使用3個手電筒，每個手電筒代表一個電路。手電筒的按鈕可以打開和關(guān)閉手電筒，手電筒開表示1，關(guān)表示0，從右到左，分別從低位到高位。發(fā)現(xiàn)：采用二進制，用這3個手電筒能模擬表示連續(xù)的數(shù)字0-7。思考：如果采用十進制，用這3個手電筒能模擬表示哪些十進制數(shù)？注意：手電筒只有開和關(guān)兩種狀態(tài)，只能表示1和0兩個數(shù)字。 百位 十位 個位發(fā)現(xiàn)：采用十進制，這3個只有開和關(guān)兩種狀態(tài)手電筒模擬的數(shù)是不連續(xù)的，沒辦法完整地模擬表示數(shù)字0-7。結(jié)論：電腦中的邏輯電路只有開跟關(guān)兩種狀態(tài)，電壓也只有高和低兩種狀態(tài)，剛好對應(yīng)二進制的0

8、和1兩個數(shù)。由于二進制最容易用電路實現(xiàn)，所以電腦采用二進制。聽講，回答判斷，回答觀看演示，思考，回答根據(jù)要求進行實驗探究，把結(jié)果填入學(xué)案相應(yīng)的表格中說出在二進制狀態(tài)下，三個手電筒所能模擬的二進制數(shù)及其對應(yīng)的十進制數(shù)，由此，歸納探究所得。對比在二進制狀態(tài)下的探究實驗，思考說出采用十進制，用這3個手電筒能模擬表示的十進制數(shù)，由此歸納探究所得。由生活中經(jīng)常接觸的進制的特點引入，學(xué)生自然能對比說出二進制的特點。及時了解學(xué)生對知識點的掌握情況，及時糾錯。通過直觀的實驗演示，有助于學(xué)生理解二進制“逢二進一”的進位規(guī)則。同時學(xué)生通過觀看實驗演示也能獲得啟示，在教師的啟發(fā)引導(dǎo)下，明白二進制與十進制的對應(yīng)關(guān)系。

9、 通過“用手電筒模擬電路來表示二進制數(shù)”的探究活動，學(xué)生親身實驗，動手探究，對比得出結(jié)論，有助于學(xué)生對知識點的深入理解與掌握，同時也激發(fā)學(xué)生的探究精神。二進制的運算規(guī)則十進制： 1+9=10，“逢十進一”二進制，1+1=10，“逢二進一”二進制運算規(guī)則是：“逢二進一”、“借一當(dāng)二”。例如：0+0=0；0+1=1；1+1=10；演示1100+10=1110 及 1001+11=1100 的運算過程布置任務(wù)：列豎式計算二進制加法，并用計算器驗證： 1001+101= 1011+11= 1111+1011= 教師巡視指導(dǎo)，邀請3名學(xué)生代表進行榜演，提醒：完成“列豎式計算”的同學(xué)參照學(xué)案中的步驟提示，

10、用電腦中的計算器驗證計算結(jié)果。如果全部正確請舉手。如果錯了，跟你的小組成員討論一下錯誤的原因。邀請學(xué)生代表上臺演示：用電腦中的計算器驗證計算結(jié)果，教師一邊根據(jù)學(xué)生的演示，一邊總結(jié)相應(yīng)步驟，同時點評板演同學(xué)的計算過程，校對計算結(jié)果。0-0=0 1-0=1 0-1=-1 1-1=0演示1100-10=1010 ，1001-11=110 的運算過程列豎式計算二進制減法，并用計算器驗證： 1010-1001= 1010-101= 1100-11= 教師巡視指導(dǎo)，邀請3名學(xué)生代表進行榜演，提醒：完成“列豎式計算”的同學(xué)用電腦中的計算器驗證計算結(jié)果。如果全部正確請舉手。如果錯了，跟你的小組成員討論一下錯誤

11、的原因。完成的同學(xué)可以嘗試挑戰(zhàn)拓展練習(xí)：課本P5【試一試】?；卮疬呌^看二進制加法例題的步驟演示，邊根據(jù)老師的引導(dǎo)回答各個位數(shù)的運算結(jié)果3名學(xué)生代表每人1題進行板演，其他同學(xué)在下面列豎式計算完成列豎式計算的同學(xué)根據(jù)學(xué)案中的步驟提示用計算機中的計算器驗證計算結(jié)果學(xué)生代表上臺演示講解，其他同學(xué)認(rèn)真聽講邊觀看二進制減法例題的步驟演示，邊根據(jù)老師的引導(dǎo)回答各個位數(shù)的運算結(jié)果3名學(xué)生代表每人1題進行板演，其他同學(xué)在下面列豎式計算，完成列豎式運算的同學(xué)用電腦中的計算機進行結(jié)果驗證 完成計算及驗證的同學(xué)嘗試挑戰(zhàn)拓展練習(xí)由十進制的進位規(guī)則引出二進制的進位規(guī)則。 通過教師的范例演示及學(xué)生的參與運算，加深學(xué)生對二進

12、制加法“逢二進一”運算規(guī)則的理解，為接下來的“列豎式計算二進制加法”做準(zhǔn)備。通過學(xué)生板演可以有效發(fā)現(xiàn)存在的問題，對后面的教學(xué)可以做到有的放矢，同時有助于鍛煉學(xué)生的心理素質(zhì)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生通過閱讀學(xué)案中的步驟提示進行結(jié)果驗證，有助于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，讓學(xué)生上臺演示講解體現(xiàn)了分層教學(xué)的思想，上臺的學(xué)生鍛煉了膽量及口才，其他學(xué)生能學(xué)到本節(jié)應(yīng)該掌握的知識，讓不同層次的學(xué)生在同一個課堂收獲不同的知識。通過教師的范例演示及學(xué)生的參與運算，加深學(xué)生對二進制減法“借一當(dāng)二”運算規(guī)則的理解，為接下來的“列豎式計算二進制減法”做準(zhǔn)備。讓學(xué)生學(xué)會知識遷移，體現(xiàn)分層教學(xué)的思想。課堂總結(jié)1、電腦中的信息是如何表示的？因為電腦能表達二進制數(shù)，所以只需要把信息轉(zhuǎn)化成二進制數(shù)，電腦就能表達信息，從而處理信息了。2、電腦為什么要用二進制？二進制是如何表示的？運算規(guī)則怎樣？因為電腦中的邏輯電路只有開跟關(guān)兩種狀態(tài)，電壓也只有高和低兩種狀態(tài)，剛好對應(yīng)二進制的0和1兩個數(shù)，二進制最容易用電路實現(xiàn)，所以電腦采用二進制。二進制只有兩個數(shù)字：0和1。容易表示，電腦電子元件中的電子電路在技術(shù)上容易實現(xiàn)，這樣可以確保硬件工作穩(wěn)定。運算規(guī)則簡單：逢2進1，借1當(dāng)2。回顧課堂內(nèi)容嘗試小結(jié)幫助學(xué)生梳理所學(xué)知識。課后練習(xí)1、基礎(chǔ)題：填表，對比十進制總結(jié)二進制數(shù)碼、進位和加法規(guī)則：進制數(shù)碼進位規(guī)