教科版 高一信息技術 必修1 第四單元 4.2 數(shù)值計算 教學設計

教科版高一信息技術必修1第四單元4.2數(shù)值計算教學設計課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、教學內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學內(nèi)容：教科版高一信息技術必修1第四單元4.2數(shù)值計算，包括數(shù)值的表示、運算方法以及常見數(shù)值計算問題。

2.教學內(nèi)容與學生已有知識的聯(lián)系：本節(jié)課與學生在初中階段所學的數(shù)學知識緊密相關，如整數(shù)的四則運算、分數(shù)的加減乘除等，有助于學生將數(shù)學知識應用于信息技術領域。二、核心素養(yǎng)目標培養(yǎng)學生信息意識，通過數(shù)值計算的學習，使學生認識到信息技術在處理數(shù)據(jù)中的重要作用。提升計算思維能力，通過數(shù)值運算的實踐，強化邏輯推理和問題解決能力。增強信息社會責任感，引導學生正確使用信息技術進行數(shù)據(jù)處理，培養(yǎng)信息安全意識。三、教學難點與重點1.教學重點，

①數(shù)值的表示方法及其在計算機中的存儲形式，理解二進制、八進制、十六進制等不同進制之間的轉換。

②數(shù)值運算的基本規(guī)則和算法，包括加、減、乘、除等基本運算，以及它們在計算機中的實現(xiàn)。

③數(shù)值計算的應用實例，如科學計算、工程計算等，理解數(shù)值計算在解決實際問題中的重要性。

2.教學難點，

①理解二進制運算的原理，特別是補碼、反碼等概念，以及它們在計算機中的實際應用。

②處理數(shù)值計算中的精度問題，包括浮點數(shù)運算的舍入誤差和精度損失。

③將實際問題轉化為數(shù)值計算模型，并設計合理的算法解決問題。

④在編程實踐中實現(xiàn)數(shù)值計算，包括編寫代碼、調(diào)試和優(yōu)化算法，這對學生的編程能力和問題解決能力提出了較高要求。四、教學資源準備1.教材：確保每位學生擁有教科版高一信息技術必修1的教材，包括第四單元的數(shù)值計算相關章節(jié)。

2.輔助材料：準備與數(shù)值計算相關的圖片、圖表和視頻，以幫助學生理解二進制運算、浮點數(shù)表示等復雜概念。

3.實驗器材：準備計算機實驗室或教學軟件，以便學生進行數(shù)值計算的實踐操作。

4.教室布置：設置分組討論區(qū)，提供實驗操作臺，確保學生有足夠的空間進行小組討論和實驗操作。五、教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

發(fā)布預習任務：通過在線平臺發(fā)布預習PPT，要求學生了解二進制的基本概念和轉換規(guī)則。

設計預習問題：圍繞“二進制加法”設計問題，如“如何將二進制數(shù)相加？”

監(jiān)控預習進度：通過班級微信群監(jiān)控學生的預習情況，確保大部分學生能完成預習任務。

學生活動：

自主閱讀預習資料：學生閱讀PPT，理解二進制加法的基本步驟。

思考預習問題：學生嘗試自己解決預習問題，記錄解題思路。

提交預習成果：學生將解題過程和疑問提交至平臺。

教學方法/手段/資源：

自主學習法：通過預習任務，培養(yǎng)學生自主學習能力。

信息技術手段：利用在線平臺，實現(xiàn)預習資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

幫助學生提前了解二進制加法，為課堂學習做好準備。

2.課中強化技能

教師活動：

導入新課：通過展示計算機內(nèi)部數(shù)據(jù)處理的視頻，引出數(shù)值計算的重要性。

講解知識點：講解二進制加法的具體步驟，如進位處理。

組織課堂活動：進行小組競賽，讓學生分組完成二進制加法練習。

解答疑問：針對學生在練習中遇到的問題，進行個別指導。

學生活動：

聽講并思考：學生認真聽講，思考老師講解的二進制加法原理。

參與課堂活動：積極參與小組競賽，提高計算技能。

提問與討論：學生提出自己在練習中遇到的問題，與同學討論解決。

教學方法/手段/資源：

講授法：通過講解，幫助學生理解二進制加法的原理。

實踐活動法：通過小組競賽，讓學生在實踐中掌握計算技能。

合作學習法：通過小組討論，培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力。

作用與目的：

幫助學生深入理解二進制加法，掌握計算技能。

通過實踐活動，培養(yǎng)學生的動手能力和解決問題的能力。

3.課后拓展應用

教師活動：

布置作業(yè)：布置涉及二進制乘法和除法的課后作業(yè)，鞏固所學知識。

提供拓展資源：推薦相關書籍和在線教程，供學生進一步學習。

反饋作業(yè)情況：批改作業(yè)，針對學生的錯誤進行講解和指導。

學生活動：

完成作業(yè)：認真完成作業(yè)，鞏固所學知識。

拓展學習：利用推薦資源，進行二進制乘除法的深入學習。

反思總結：反思自己的學習過程，總結學習心得。

教學方法/手段/資源：

自主學習法：引導學生自主完成作業(yè)和拓展學習。

反思總結法：引導學生對自己的學習過程和成果進行反思和總結。

作用與目的：

鞏固學生在課堂上學到的二進制乘除法知識點和技能。

通過拓展學習，拓寬學生的知識視野和思維方式。

通過反思總結，幫助學生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進建議，促進自我提升。六、拓展與延伸六、拓展與延伸

1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關的拓展閱讀材料

（1）二進制與計算機科學

閱讀材料：《計算機科學導論》中關于二進制和計算機內(nèi)部存儲、運算的章節(jié)。通過閱讀，學生可以了解二進制在計算機科學中的基礎地位，以及它在計算機內(nèi)部存儲和運算中的應用。

（2）浮點數(shù)的表示與運算

閱讀材料：《數(shù)值計算導論》中關于浮點數(shù)表示和運算的章節(jié)。學生可以了解浮點數(shù)的概念、表示方法以及運算中的精度問題，從而對數(shù)值計算有更深入的認識。

（3）數(shù)值計算的應用

閱讀材料：《工程數(shù)值方法》中關于數(shù)值計算在工程領域的應用案例。通過閱讀，學生可以了解數(shù)值計算在解決實際問題中的重要作用，以及如何將實際問題轉化為數(shù)值計算模型。

2.鼓勵學生進行課后自主學習和探究

（1）二進制與八進制、十六進制之間的轉換

學生可以嘗試自己編寫程序或手算，實現(xiàn)二進制、八進制、十六進制之間的轉換，加深對這些進制表示方法的理解。

（2）浮點數(shù)的精度問題

學生可以嘗試編寫程序，進行浮點數(shù)運算，觀察精度損失現(xiàn)象，并分析原因。

（3）數(shù)值計算在科學計算中的應用

學生可以查找相關資料，了解數(shù)值計算在氣象預報、物理模擬等科學計算領域的應用案例，探討數(shù)值計算在科學研究中的作用。

（4）數(shù)值計算在工程領域的應用

學生可以結合所學知識，查找工程領域的數(shù)值計算應用案例，分析數(shù)值計算在工程實踐中的重要性。

（5）編程實現(xiàn)數(shù)值計算

學生可以嘗試使用編程語言（如Python、C++等）實現(xiàn)數(shù)值計算，如求解微分方程、優(yōu)化問題等，提高編程能力和問題解決能力。

（6）數(shù)值計算中的誤差分析

學生可以學習誤差分析的基本方法，分析數(shù)值計算過程中的誤差來源，并嘗試減小誤差。七、板書設計①數(shù)值計算概述

①數(shù)值表示

②數(shù)值運算

③數(shù)值計算的應用

②二進制運算

①二進制數(shù)的基本概念

②二進制加法

③二進制減法

④二進制乘法

⑤二進制除法

③數(shù)值表示方法

①原碼

②反碼

③補碼

④浮點數(shù)表示

④數(shù)值計算實例

①科學計算

②工程計算

③日常計算

⑤數(shù)值計算中的誤差

①絕對誤差

②相對誤差

③誤差分析

⑥數(shù)值計算的應用領域

①計算機科學

②工程技術

③生物醫(yī)學

④經(jīng)濟管理八、課后作業(yè)1.將以下二進制數(shù)轉換為十進制數(shù)：

-1101

-1010.1011

答案：1.13，2.42.625

2.將以下十進制數(shù)轉換為二進制數(shù)：

-29

-13.75

答案：1.11101，2.1101.11

3.計算以下二進制數(shù)的和：

-1101

-1010

答案：10111

4.計算以下二進制數(shù)的差（假設被減數(shù)大于減數(shù)）：

-1101

-1010

答案：100

5.計算以下二進制數(shù)的乘積：

-1101

-101

答案：100101

6.計算以下二進制數(shù)的除法（假設被除數(shù)能被除數(shù)整除）：

-1101

-11

答案：101

7.將以下八進制數(shù)轉換為十進制數(shù)：

-25

-17.4

答案：1.21，2.15.25

8.將以下十進制數(shù)轉換為八進制數(shù)：

-100

-63.75

答案：1.144，2.77.6

9.將以下十六進制數(shù)轉換為十進制數(shù)：

-A1

-1F.8

答案：1.161，2.31.25

10.將以下十進制數(shù)轉換為十六進制數(shù)：

-257

-255.375

答案：1.FF.1，2.FF.1

11.使用補碼進行以下二進制數(shù)的加法運算：

-1101

-1011

答案：10000（注意：結果是溢出，實際結果為0010）

12.使用補碼進行以下二進制數(shù)的減法運算：

-1101

-1011

答案：10000（注意：結果是溢出，實際結果為0010）

13.計算以下浮點數(shù)的二進制表示：

-1.5

-0.75

答案：1.1.1，2.0.11

14.計算以下浮點數(shù)的十進制表示：

-1.1

-0.11

答案：1.1.5，2.0