2023-2024學(xué)年滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修一第一單元項目二《 探究計算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示-認(rèn)識數(shù)據(jù)編碼》教學(xué)設(shè)計

2023-2024學(xué)年滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修一第一單元項目二《探究計算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示——認(rèn)識數(shù)據(jù)編碼》教學(xué)設(shè)計主備人備課成員教材分析《探究計算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示——認(rèn)識數(shù)據(jù)編碼》是滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修一第一單元的項目二。本節(jié)課通過引導(dǎo)學(xué)生探究計算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示，使學(xué)生了解數(shù)據(jù)編碼的基本概念和原理，掌握二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制等編碼方式，為后續(xù)學(xué)習(xí)計算機(jī)組成原理打下基礎(chǔ)。教學(xué)設(shè)計緊扣教材，注重理論與實踐相結(jié)合，旨在培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和實踐操作能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的計算思維，通過數(shù)據(jù)編碼的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠運用抽象思維分析問題，形成邏輯推理的能力。

2.提升學(xué)生的信息意識，讓學(xué)生認(rèn)識到數(shù)據(jù)編碼在信息技術(shù)中的重要性，增強(qiáng)對信息技術(shù)的敏感度和應(yīng)用能力。

3.增強(qiáng)學(xué)生的實踐能力，通過動手操作，使學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R應(yīng)用于實際問題解決，提高動手實踐和創(chuàng)新能力。

4.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，通過探究數(shù)據(jù)編碼的原理，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)知識的興趣，樹立嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點

-重點掌握二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換方法，理解計算機(jī)中數(shù)據(jù)的二進(jìn)制表示方式。

-能夠運用ASCII編碼規(guī)則，對英文字符進(jìn)行編碼和解碼，了解字符編碼在計算機(jī)中的作用。

-掌握常用的數(shù)據(jù)表示方法，如文本、數(shù)值、圖像和聲音等，理解它們在計算機(jī)中的存儲和表示方式。

2.教學(xué)難點

-理解二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換原理，對于學(xué)生來說，直接從十進(jìn)制到二進(jìn)制的轉(zhuǎn)換往往需要一定的邏輯思維訓(xùn)練。

-ASCII編碼規(guī)則的掌握，特別是對特殊字符的編碼理解，需要學(xué)生對編碼表的熟悉和對字符編碼邏輯的深刻理解。

-將數(shù)據(jù)編碼應(yīng)用于實際問題的解決，例如，將一個字符串轉(zhuǎn)換為其對應(yīng)的二進(jìn)制表示，這對于學(xué)生來說，需要將理論知識與實際應(yīng)用相結(jié)合，具有一定的挑戰(zhàn)性。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生擁有滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修一教材，以便查閱相關(guān)章節(jié)內(nèi)容。

2.輔助材料：準(zhǔn)備二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換表、ASCII編碼表、計算機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)表示原理圖等多媒體材料。

3.實驗器材：準(zhǔn)備計算機(jī)實驗室或教室中的計算機(jī)，確保每臺計算機(jī)能正常運行，用于演示和實驗操作。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，方便學(xué)生進(jìn)行小組合作；在實驗操作臺附近布置足夠空間，以便學(xué)生進(jìn)行實踐操作。教學(xué)過程1.導(dǎo)入新課

-老師說：“同學(xué)們，今天我們要一起探索計算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示，了解數(shù)據(jù)編碼的基本概念和原理。大家知道，計算機(jī)的世界是由0和1構(gòu)成的，那么這些數(shù)字是如何表示和處理信息的呢？接下來，讓我們一起揭開這個神秘的面紗?！?/p>

2.講解二進(jìn)制數(shù)

-老師說：“首先，我們來學(xué)習(xí)二進(jìn)制數(shù)。二進(jìn)制數(shù)只有0和1兩個數(shù)字，它們在計算機(jī)中非常重要。大家看看課本上的圖1.2，這是一個二進(jìn)制數(shù)的例子?，F(xiàn)在，請同學(xué)們跟我一起，將這個十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)?！?/p>

學(xué)生跟隨老師進(jìn)行轉(zhuǎn)換練習(xí)。

-老師說：“轉(zhuǎn)換完成后，大家發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換的難點在哪里？請大家舉手發(fā)言?！?/p>

學(xué)生討論并回答。

-老師總結(jié)：“二進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換難點在于理解進(jìn)制轉(zhuǎn)換的原理。我們可以通過不斷除以2，記錄余數(shù)的方法來轉(zhuǎn)換。接下來，我們用這種方法再試幾個轉(zhuǎn)換?！?/p>

學(xué)生繼續(xù)練習(xí)。

3.八進(jìn)制和十六進(jìn)制數(shù)的講解

-老師說：“除了二進(jìn)制數(shù)，還有八進(jìn)制和十六進(jìn)制數(shù)。它們在計算機(jī)中也有很重要的作用。大家看課本上的圖1.3，這是一個十六進(jìn)制數(shù)的例子。接下來，請同學(xué)們嘗試將這個十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)?！?/p>

學(xué)生進(jìn)行轉(zhuǎn)換練習(xí)。

-老師說：“大家發(fā)現(xiàn)了什么？十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)有什么好處？”

學(xué)生討論并回答。

-老師總結(jié)：“十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)可以簡化計算過程。接下來，我們用這種方法再試幾個轉(zhuǎn)換?！?/p>

學(xué)生繼續(xù)練習(xí)。

4.ASCII編碼的講解

-老師說：“除了二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制數(shù)，我們還要學(xué)習(xí)ASCII編碼。ASCII編碼是一種字符編碼，它將英文字符、標(biāo)點符號等轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。大家看課本上的表1.1，這是一個ASCII編碼表?！?/p>

學(xué)生觀察ASCII編碼表。

-老師說：“請同學(xué)們嘗試用ASCII編碼規(guī)則，將一個英文字符轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)?！?/p>

學(xué)生進(jìn)行編碼練習(xí)。

-老師說：“大家發(fā)現(xiàn)ASCII編碼有什么特點？”

學(xué)生討論并回答。

-老師總結(jié)：“ASCII編碼具有唯一性，每個字符都有對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)。接下來，我們用這種方法再試幾個編碼?！?/p>

學(xué)生繼續(xù)練習(xí)。

5.數(shù)據(jù)表示方法的講解

-老師說：“除了字符編碼，計算機(jī)中還有其他數(shù)據(jù)表示方法，如文本、數(shù)值、圖像和聲音等。大家看課本上的圖1.4，這是一個圖像文件的例子?，F(xiàn)在，請同學(xué)們思考，圖像文件是如何表示的？”

學(xué)生討論并回答。

-老師說：“圖像文件是通過對像素進(jìn)行編碼來表示的。接下來，我們學(xué)習(xí)一種簡單的圖像編碼方法?！?/p>

學(xué)生跟隨老師學(xué)習(xí)圖像編碼方法。

6.實踐操作

-老師說：“接下來，我們進(jìn)行實踐操作。請大家打開計算機(jī)，嘗試將一個英文字符轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)，并記錄下來?！?/p>

學(xué)生進(jìn)行實踐操作。

-老師說：“完成操作后，請同學(xué)們分享自己的經(jīng)驗，并討論在操作過程中遇到的問題?！?/p>

學(xué)生分享經(jīng)驗并討論問題。

7.總結(jié)與作業(yè)

-老師說：“今天我們學(xué)習(xí)了計算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示，了解了二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)、ASCII編碼以及數(shù)據(jù)表示方法。希望大家能夠掌握這些知識，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。課后，請大家完成以下作業(yè)：”

老師布置作業(yè)。

8.課堂小結(jié)

-老師說：“今天我們學(xué)習(xí)了計算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示，了解了二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)、ASCII編碼以及數(shù)據(jù)表示方法。希望大家能夠掌握這些知識，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。在今后的學(xué)習(xí)中，我們要不斷探索，不斷進(jìn)步?！?/p>

學(xué)生點頭表示理解。知識點梳理1.數(shù)據(jù)表示的基本概念

-數(shù)據(jù)：指計算機(jī)處理的各種信息，包括文本、數(shù)值、圖像、聲音等。

-數(shù)據(jù)表示：指計算機(jī)內(nèi)部如何存儲和表示這些信息。

2.數(shù)制及其轉(zhuǎn)換

-十進(jìn)制數(shù)：基數(shù)為10，包括0-9這10個數(shù)字。

-二進(jìn)制數(shù)：基數(shù)為2，只有0和1兩個數(shù)字。

-八進(jìn)制數(shù)：基數(shù)為8，包括0-7這8個數(shù)字。

-十六進(jìn)制數(shù)：基數(shù)為16，包括0-9和A-F這16個數(shù)字。

-數(shù)制轉(zhuǎn)換：掌握二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換方法。

3.二進(jìn)制數(shù)的應(yīng)用

-計算機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)的存儲和處理：計算機(jī)內(nèi)部的所有數(shù)據(jù)都是以二進(jìn)制形式存儲和處理的。

-數(shù)據(jù)傳輸：二進(jìn)制數(shù)便于在計算機(jī)之間傳輸。

4.ASCII編碼

-ASCII編碼：一種字符編碼，用于將英文字符、標(biāo)點符號等轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。

-ASCII編碼表：列出所有字符及其對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)。

5.常用的數(shù)據(jù)表示方法

-文本：計算機(jī)內(nèi)部使用ASCII編碼或Unicode編碼表示文本。

-數(shù)值：使用二進(jìn)制表示整數(shù)和浮點數(shù)。

-圖像：使用像素點陣表示圖像，每個像素點由若干位二進(jìn)制數(shù)表示。

-聲音：使用采樣、量化、編碼等技術(shù)將聲音信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。

6.數(shù)據(jù)編碼的應(yīng)用

-文本處理：將文本輸入計算機(jī)，進(jìn)行編輯、存儲和傳輸。

-圖像處理：對圖像進(jìn)行編輯、存儲和傳輸。

-聲音處理：對聲音進(jìn)行錄制、編輯、存儲和傳輸。

7.數(shù)據(jù)表示與計算機(jī)組成原理的關(guān)系

-計算機(jī)組成原理：研究計算機(jī)硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和工作原理。

-數(shù)據(jù)表示在計算機(jī)組成原理中的應(yīng)用：了解計算機(jī)內(nèi)部如何存儲和處理數(shù)據(jù)，有助于理解計算機(jī)硬件系統(tǒng)的工作原理。

8.數(shù)據(jù)表示與程序設(shè)計的關(guān)系

-程序設(shè)計：研究如何編寫程序來解決實際問題。

-數(shù)據(jù)表示在程序設(shè)計中的應(yīng)用：了解數(shù)據(jù)表示方法有助于編寫更高效、更可靠的程序。

9.數(shù)據(jù)表示與信息安全的關(guān)系

-信息安全：研究如何保護(hù)信息免受非法訪問、篡改和泄露。

-數(shù)據(jù)表示在信息安全中的應(yīng)用：了解數(shù)據(jù)表示方法有助于設(shè)計更安全的加密和解密算法。

10.數(shù)據(jù)表示與未來技術(shù)發(fā)展的關(guān)系

-未來技術(shù)發(fā)展：研究計算機(jī)、通信、人工智能等領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。

-數(shù)據(jù)表示在未來的應(yīng)用：了解數(shù)據(jù)表示方法有助于把握未來技術(shù)發(fā)展的方向。教學(xué)評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：

-學(xué)生在課堂上的參與度較高，積極回答問題，課堂互動良好。

-學(xué)生能夠認(rèn)真聽講，跟隨老師的思路，對知識點有較好的理解。

-學(xué)生在課堂練習(xí)中，能夠獨立完成作業(yè)，對錯誤及時糾正。

2.小組討論成果展示：

-學(xué)生在小組討論中，能夠主動提出問題，積極參與討論，分享自己的觀點。

-小組討論成果展示時，成員之間能夠相互補(bǔ)充，形成較為完整的解答。

-小組討論過程中，學(xué)生能夠?qū)W會傾聽他人意見，提高團(tuán)隊合作能力。

3.隨堂測試：

-學(xué)生在隨堂測試中，對二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換掌握較好。

-學(xué)生能夠熟練運用ASCII編碼規(guī)則，對英文字符進(jìn)行編碼和解碼。

-學(xué)生對數(shù)據(jù)表示方法的理解較為深入，能夠?qū)⒗碚撝R應(yīng)用于實際問題解決。

4.實踐操作：

-學(xué)生在實踐操作中，能夠熟練使用計算機(jī)，完成相關(guān)任務(wù)。

-學(xué)生在操作過程中，能夠發(fā)現(xiàn)問題并積極尋求解決方案。

-學(xué)生對實驗結(jié)果進(jìn)行分析，總結(jié)實驗過程中的經(jīng)驗教訓(xùn)。

5.教師評價與反饋：

-針對課堂表現(xiàn)：教師對學(xué)生的積極參與給予肯定，鼓勵學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)中繼續(xù)保持。

-針對小組討論：教師指出學(xué)生在討論過程中存在的問題，如過于依賴他人意見，缺乏獨立思考等，并指導(dǎo)學(xué)生如何改進(jìn)。

-針對隨堂測試：教師對學(xué)生的答題情況進(jìn)行點評，指出學(xué)生的優(yōu)點和不足，并給出改進(jìn)建議。

-針對實踐操作：教師對學(xué)生的實踐能力給予肯定，同時指出學(xué)生在操作過程中存在的問題，如對實驗原理理解不透徹等，并引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)。

-針對作業(yè)完成情況：教師對學(xué)生的作業(yè)完成情況進(jìn)行評價，對學(xué)生的努力給予認(rèn)可，同時指出作業(yè)中的不足，如計算錯誤、表達(dá)不清晰等，并指導(dǎo)學(xué)生如何改進(jìn)。

-教師將根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和反饋，調(diào)整教學(xué)策略，以提高教學(xué)效果。內(nèi)容邏輯關(guān)系①計算機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)表示原理

-重點知識點：二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)

-關(guān)鍵詞：基數(shù)、位、轉(zhuǎn)換

-重點句子：計算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)都是以二進(jìn)制形式存儲和處理的。

②數(shù)據(jù)編碼方法

-重點知識點：ASCII編碼、Unicode編碼

-關(guān)鍵詞：字符、編碼、轉(zhuǎn)換

-重點句子：ASCII編碼是一種字符編碼，用于將英文字符轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。

③常用數(shù)據(jù)表示方法

-重點知識點：文本、數(shù)值、圖像、聲音

-關(guān)鍵詞：存儲、表示、轉(zhuǎn)換

-重點句子：文本數(shù)據(jù)通常使用ASCII編碼或Unicode編碼表示。

④數(shù)據(jù)表示與計算機(jī)組成原理的關(guān)系

-重點知識點：存儲器、寄存器、處理器

-關(guān)鍵詞：硬件、存儲、處理

-重點句子：數(shù)據(jù)表示方法對計算機(jī)硬件系統(tǒng)的設(shè)計和功能有直接影響。

⑤數(shù)據(jù)表示與程序設(shè)計的關(guān)系

-重點知識點：變量、數(shù)據(jù)類型、操作符

-關(guān)鍵詞：編程、數(shù)據(jù)、操作

-重點句子：程序設(shè)計中的數(shù)據(jù)表示方法決定了數(shù)據(jù)的存儲和操作方式。

⑥數(shù)據(jù)表示與信息安全的關(guān)系

-重點知識點：加密、解密、安全協(xié)議

-關(guān)鍵詞：保護(hù)、數(shù)據(jù)、安全

-重點句子：數(shù)據(jù)表示方法在信息安全中起到關(guān)鍵作用，如加密和解密算法。

⑦數(shù)據(jù)表示與未來技術(shù)發(fā)展的關(guān)系

-重點知識點：大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)

-關(guān)鍵詞：技術(shù)、數(shù)據(jù)、應(yīng)用

-重點句子：隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)表示方法在新技術(shù)中的應(yīng)用將更加廣泛。重點題型整理1.題型一：二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換

-題目：將十進(jìn)制數(shù)123轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。

-答案：將123除以2，記錄余數(shù)，直到商為0，將余數(shù)倒序排列得到二進(jìn)制數(shù)1111011。

2.題型二：八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換

-題目：將十進(jìn)制數(shù)100轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)。

-答案：將100除以8，記錄余數(shù)，直到商為0，將余數(shù)倒序排列得到八進(jìn)制數(shù)144。

3.題型三：十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換

-題目：將十進(jìn)制數(shù)255轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)。

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