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

2.提升學生的信息意識，讓學生認識到數(shù)據(jù)編碼在信息技術中的重要性，增強對信息技術的敏感度和應用能力。

3.增強學生的實踐能力，通過動手操作，使學生能夠將理論知識應用于實際問題解決，提高動手實踐和創(chuàng)新能力。

4.培養(yǎng)學生的科學精神，通過探究數(shù)據(jù)編碼的原理，激發(fā)學生對科學知識的興趣，樹立嚴謹求實的科學態(tài)度。教學難點與重點1.教學重點

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

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

-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，理解它們在計算機中的存儲和表示方式。

2.教學難點

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

-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)編碼應用于實際問題的解決，例如，將一個字符串轉換為其對應的二進制表示，這對于學生來說，需要將理論知識與實際應用相結合，具有一定的挑戰(zhàn)性。學具準備多媒體課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設計二次備課教學資源準備1.教材：確保每位學生擁有滬科版（2019）高中信息技術必修一教材，以便查閱相關章節(jié)內容。

2.輔助材料：準備二進制、八進制、十六進制轉換表、ASCII編碼表、計算機內部數(shù)據(jù)表示原理圖等多媒體材料。

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

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

-老師說：“同學們，今天我們要一起探索計算機中的數(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，計算機的世界是由0和1構成的，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.講解二進制數(shù)

-老師說：“首先，我們來學習二進制數(shù)。二進制數(shù)只有0和1兩個數(shù)字，它們在計算機中非常重要。大家看看課本上的圖1.2，這是一個二進制數(shù)的例子?，F(xiàn)在，請同學們跟我一起，將這個十進制數(shù)轉換成二進制數(shù)?！?/p>

學生跟隨老師進行轉換練習。

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

學生討論并回答。

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

學生繼續(xù)練習。

3.八進制和十六進制數(shù)的講解

-老師說：“除了二進制數(shù)，還有八進制和十六進制數(shù)。它們在計算機中也有很重要的作用。大家看課本上的圖1.3，這是一個十六進制數(shù)的例子。接下來，請同學們嘗試將這個十六進制數(shù)轉換成二進制數(shù)。”

學生進行轉換練習。

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

學生討論并回答。

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

學生繼續(xù)練習。

4.ASCII編碼的講解

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

學生觀察ASCII編碼表。

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

學生進行編碼練習。

-老師說：“大家發(fā)現(xiàn)ASCII編碼有什么特點？”

學生討論并回答。

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

學生繼續(xù)練習。

5.數(shù)據(jù)表示方法的講解

-老師說：“除了字符編碼，計算機中還有其他數(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，請同學們思考，圖像文件是如何表示的？”

學生討論并回答。

-老師說：“圖像文件是通過對像素進行編碼來表示的。接下來，我們學習一種簡單的圖像編碼方法。”

學生跟隨老師學習圖像編碼方法。

6.實踐操作

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

學生進行實踐操作。

-老師說：“完成操作后，請同學們分享自己的經驗，并討論在操作過程中遇到的問題。”

學生分享經驗并討論問題。

7.總結與作業(yè)

-老師說：“今天我們學習了計算機中的數(shù)據(jù)表示，了解了二進制、八進制、十六進制數(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)學習打下基礎。課后，請大家完成以下作業(yè)：”

老師布置作業(yè)。

8.課堂小結

-老師說：“今天我們學習了計算機中的數(shù)據(jù)表示，了解了二進制、八進制、十六進制數(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)學習打下基礎。在今后的學習中，我們要不斷探索，不斷進步。”

學生點頭表示理解。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：指計算機內部如何存儲和表示這些信息。

2.數(shù)制及其轉換

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

-二進制數(shù)：基數(shù)為2，只有0和1兩個數(shù)字。

-八進制數(shù)：基數(shù)為8，包括0-7這8個數(shù)字。

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

-數(shù)制轉換：掌握二進制、八進制、十六進制數(shù)之間的轉換方法。

3.二進制數(shù)的應用

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

-數(shù)據(jù)傳輸：二進制數(shù)便于在計算機之間傳輸。

4.ASCII編碼

-ASCII編碼：一種字符編碼，用于將英文字符、標點符號等轉換成二進制數(shù)。

-ASCII編碼表：列出所有字符及其對應的二進制數(shù)。

5.常用的數(shù)據(jù)表示方法

-文本：計算機內部使用ASCII編碼或Unicode編碼表示文本。

-數(shù)值：使用二進制表示整數(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制數(shù)表示。

-聲音：使用采樣、量化、編碼等技術將聲音信號轉換為數(shù)字信號。

6.數(shù)據(jù)編碼的應用

-文本處理：將文本輸入計算機，進行編輯、存儲和傳輸。

-圖像處理：對圖像進行編輯、存儲和傳輸。

-聲音處理：對聲音進行錄制、編輯、存儲和傳輸。

7.數(shù)據(jù)表示與計算機組成原理的關系

-計算機組成原理：研究計算機硬件系統(tǒng)的結構、功能和工作原理。

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

8.數(shù)據(jù)表示與程序設計的關系

-程序設計：研究如何編寫程序來解決實際問題。

-數(shù)據(jù)表示在程序設計中的應用：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系

-信息安全：研究如何保護信息免受非法訪問、篡改和泄露。

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

10.數(shù)據(jù)表示與未來技術發(fā)展的關系

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

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

-學生在課堂上的參與度較高，積極回答問題，課堂互動良好。

-學生能夠認真聽講，跟隨老師的思路，對知識點有較好的理解。

-學生在課堂練習中，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充，形成較為完整的解答。

-小組討論過程中，學生能夠學會傾聽他人意見，提高團隊合作能力。

3.隨堂測試：

-學生在隨堂測試中，對二進制、八進制、十六進制數(shù)的轉換掌握較好。

-學生能夠熟練運用ASCII編碼規(guī)則，對英文字符進行編碼和解碼。

-學生對數(shù)據(jù)表示方法的理解較為深入，能夠將理論知識應用于實際問題解決。

4.實踐操作：

-學生在實踐操作中，能夠熟練使用計算機，完成相關任務。

-學生在操作過程中，能夠發(fā)現(xiàn)問題并積極尋求解決方案。

-學生對實驗結果進行分析，總結實驗過程中的經驗教訓。

5.教師評價與反饋：

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

-針對小組討論：教師指出學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，并指導學生如何改進。

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

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

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

-教師將根據(jù)學生的學習情況和反饋，調整教學策略，以提高教學效果。內容邏輯關系①計算機內部數(shù)據(jù)表示原理

-重點知識點：二進制數(shù)、八進制數(shù)、十六進制數(shù)

-關鍵詞：基數(shù)、位、轉換

-重點句子：計算機內部的數(shù)據(jù)都是以二進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

-關鍵詞：字符、編碼、轉換

-重點句子：ASCII編碼是一種字符編碼，用于將英文字符轉換成二進制數(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

-關鍵詞：存儲、表示、轉換

-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)表示與計算機組成原理的關系

-重點知識點：存儲器、寄存器、處理器

-關鍵詞：硬件、存儲、處理

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

⑤數(shù)據(jù)表示與程序設計的關系

-重點知識點：變量、數(shù)據(jù)類型、操作符

-關鍵詞：編程、數(shù)據(jù)、操作

-重點句子：程序設計中的數(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系

-重點知識點：加密、解密、安全協(xié)議

-關鍵詞：保護、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鍵作用，如加密和解密算法。

⑦數(shù)據(jù)表示與未來技術發(fā)展的關系

-重點知識點：大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網

-關鍵詞：技術、數(shù)據(jù)、應用

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

-題目：將十進制數(shù)123轉換為二進制數(shù)。

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

2.題型二：八進制數(shù)轉換

-題目：將十進制數(shù)100轉換為八進制數(shù)。

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

3.題型三：十六進制數(shù)轉換

-題目：將十進制數(shù)255轉換為十六進制數(shù)。

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