二進(jìn)制和比特-不插電的科學(xué)技術(shù)教學(xué)設(shè)計(jì)

《認(rèn)識(shí)二進(jìn)制和比特——不插電的科學(xué)技術(shù)》教學(xué)設(shè)計(jì)一、學(xué)情分析四年級(jí)學(xué)生二、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能：掌握比特bit非0即1，二進(jìn)制的性質(zhì)以及二進(jìn)制與數(shù)字之間的轉(zhuǎn)換規(guī)律。2、過程與方法：獨(dú)立思考、小組合作、游戲任務(wù)、自我總結(jié)3、情感態(tài)度價(jià)值觀：4、學(xué)生核心素養(yǎng)：三、重難點(diǎn)1、重點(diǎn)：2、難點(diǎn)：四、教學(xué)過程1、導(dǎo)入問題：什么是二進(jìn)制哪里需要使用二進(jìn)制呢今天我們來說說計(jì)算機(jī)是怎樣進(jìn)行計(jì)算的。其實(shí)計(jì)算機(jī)計(jì)算的方式非常簡(jiǎn)單。它只需要判斷“是”或者“不是”就可以了，對(duì)勾表示“是”，叉表示“否”。用數(shù)字表示：對(duì)勾用“1”表示，叉用“0”表示。我們用“0”和“1”表示這幾排符號(hào)。這種用“0”和“1”兩個(gè)數(shù)碼來表示的數(shù)，叫做“二進(jìn)制數(shù)”。我們通常使用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9這十個(gè)數(shù)碼來表示數(shù)，稱為十進(jìn)制。我們的時(shí)間，使用的是多少進(jìn)制呢一小時(shí)有60分鐘，一分鐘有60秒。使用0-59這六十個(gè)數(shù)碼來表示數(shù)，稱為六十進(jìn)制。電腦采用的是0，1這兩個(gè)數(shù)碼存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，這里面采用的進(jìn)制就是二進(jìn)制。2、共學(xué)：計(jì)算機(jī)如何只用數(shù)字0和1來表示所有的數(shù)字引入：現(xiàn)在大家已經(jīng)知道，計(jì)算機(jī)上所有的數(shù)據(jù)，都是采用一系列0和1的形式存儲(chǔ)和傳送的。那么只有0和1這兩個(gè)數(shù)字，怎樣展示各種形式的信息呢你來說。接下來，我們借助“二進(jìn)制卡片”的活動(dòng)來了解計(jì)算機(jī)如何只用數(shù)字0和1來表示十進(jìn)制數(shù)字的。

思考：卡片上的圓點(diǎn)數(shù)量有怎樣的規(guī)律你來說。觀察很仔細(xì)，以2的倍數(shù)來增加。還有其他同學(xué)又發(fā)現(xiàn)嗎（這組數(shù)據(jù)可以表示為2的零次方到2的三次方。）如果同學(xué)們沒有提到可以不講。如果在左側(cè)增加一張卡片，那么卡片上應(yīng)該畫幾個(gè)點(diǎn)你來說。非常棒，大腦處理數(shù)據(jù)非?？?！依照怎樣的規(guī)律新增卡片新增卡片上的圓點(diǎn)數(shù)量是他右邊卡片上圓點(diǎn)數(shù)量的2倍。小組挑戰(zhàn)第一次：用卡片表示數(shù)字。我要請(qǐng)坐姿最好，最安靜的小組上來參與活動(dòng)。請(qǐng)五位同學(xué)手持卡片從左到右以數(shù)字的降序依次排列展示（如課件圖）。師：5，13，28是否可以找到另一種方式來獲得這些數(shù)字不能，也就是說，這些數(shù)字僅且只有這一種方式來表示。好的，謝謝你們。好的，同學(xué)們，剛才我們用五張卡片的正反面組合來做到了表示大于5的數(shù)字。上面一組圖表示的是數(shù)字幾思考：你認(rèn)為數(shù)字28對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)值是多少，說說你的想法回答很棒??！十進(jìn)制的數(shù)字28，進(jìn)入電腦處理時(shí)被轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制，寫作：11100。小組搶答：二進(jìn)制00111對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)字幾三、練學(xué)小組挑戰(zhàn)第二次：1用你的右手表示3，12，25數(shù)字。2說出該數(shù)字對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)。3你能用你的右手連貫的表示出0—31數(shù)嗎思考：五張卡片能表示的最大數(shù)字是多少對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)值是31，11111；五張卡片能表示的最小數(shù)字是多少對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)值是0，00000。也就是說5位二進(jìn)制數(shù)可以表示十進(jìn)制數(shù)的范圍是0-31的十進(jìn)制數(shù)。問題：如何表示電腦存儲(chǔ)的更大的數(shù)字呢例如：32，68，9999999……怎么辦呢你來說。五位不夠，再增加一位二進(jìn)制或更多更多位二進(jìn)制數(shù)。請(qǐng)同學(xué)們算一算6位二進(jìn)制數(shù)可以存儲(chǔ)的最大數(shù)字的十進(jìn)制數(shù)字是生：63通過剛才的學(xué)習(xí)及活動(dòng)，你知道電腦是怎樣儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的嗎引導(dǎo)生總結(jié)：采用二進(jìn)制。二進(jìn)制位數(shù)越多可以存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)就越大。剛才說到了多少位二進(jìn)制的問題，接下來，我們一定要了解一下“比特”。一個(gè)比特（bit）即為一個(gè)數(shù)位，其值可以為0或1。一位二進(jìn)制數(shù)=1bit（位）例子：二進(jìn)制數(shù)比特111115bit10111100110說明：比特是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量的最小單位這臺(tái)電腦下載速度是多少每秒處理多少位二進(jìn)制數(shù)1KB=1024B=1024*8bit=8192bit59KB=483328bit這臺(tái)電腦下載數(shù)據(jù)是每秒處理483328位二進(jìn)制。四、拓學(xué)1、拓展1：有趣的事中國(guó)長(zhǎng)壽氣功養(yǎng)生家李慶遠(yuǎn)256歲，看到這個(gè)生日蛋糕，你們猜猜他的高齡是多少學(xué)了二進(jìn)制，我們可以怎么解決呢說說你的想法。2、不插電的計(jì)算機(jī)科學(xué)：“不插電的計(jì)算機(jī)科學(xué)”項(xiàng)目是一個(gè)