1、計算機與二進制一、基本說明1模塊：初中信息技術基礎2年級：七年級 3所用教材版本：湖南科學技術出版社4所屬的章節(jié)：第一單元第一節(jié)5學時數(shù)： 45分鐘（多媒體教室授課）二、教學設計 1、教學目標：知識與技能目標：理解數(shù)制的基本概念；了解二進制的基本特征；知道計算機采用二進制的原因；了解計算機與二進制的關系。操作技能目標：在探索“計算機為什么要采用二進制”問題的過程中，學習比較研究的方法。情感目標：通過豐富的活動體驗二進制對計算機工作的優(yōu)勢，體驗二進制所蘊涵的技術思想、技術哲學。培養(yǎng)學生獨立思考和探究性學習的能力，協(xié)作學習的能力 。2、內容分析：“二進制”數(shù)的概念解析是計算機基礎教學中的一個重點、

2、難點。但很多老師在教學時容易將這節(jié)課上成“二進制與十進制轉換”的數(shù)學課，學生無法理解的同時，更加畏懼這個內容。因此，這節(jié)課應從文化角度教出二進制的豐富多彩，二進制對思維方式培養(yǎng)的作用，二進制的意境。3、學情分析：學生剛剛從小學升入初一，多數(shù)學生對于二進制還很陌生，對于計算機內部工作機制沒有很清楚的認識。在認知能力方面，初一的學生對于事物本質規(guī)律的探究能力還處于逐步增長之中，如果要讓他們對“二進制對于計算機的意義”有所體驗，也絕非是教師的簡要陳述就能實現(xiàn)的。4、設計思路：計算機為什么要采用二進制？”是本節(jié)課的核心問題，然而鑒于這個問題背后所涉及的二進制對于計算機內部工作的特殊意義在學生來說并不“

3、簡單”，所以這自然也成為了本課教學的難點。通過以上分析，在本課教學中，圍繞“計算機為什么要采用二進制？”這個問題的產生、認識的過程設計是本課教學設計中的關鍵，精心設計富有啟發(fā)性的認識活動，期望學生在親身實踐的活動過程中去體驗、認識二進制與計算機的特殊關系，并進一步體悟二進制所蘊涵的技術思想、哲學思想。在本課教學中還突出以“比較”作為探究活動的主線，一方面是因為這種方法很適合對本課核心問題的研究，另一方面也期望學生在探究活動中對這種基本的研究思想有所領略。三、教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動對學生學習過程的觀察和考查及設計意圖創(chuàng)設情境問題引入教師：今天老師來給大家表演一下算命，告訴我，下列哪組數(shù)

4、字中有你的生日，哪組數(shù)字中沒有，我就能說出你的生日，你信嗎？投影：第一組：1，3，5，7，9，11，12，15，17、19，21，23，25，27，29，31；第二組：2，3，6，7，10，11，14，15，18，19，22，23，26，27，30，31；第三組：4，5，6，7，12，13，14，15，20，21，22，23，28，29，30，31；第四組：8，9，10，11，12，13，14，15，24，25，26，27，28，29，30，31；第五組：16，17，18，19，20，21，22，23，24，25，26，27，28，29、30，31教師：你們想知道老師是如何做到的嗎？學習了今天

5、的知識二進制，你們就能“解密”了？1、積極參與游戲活動2、思考討論“為什么老師可以做到？我也行嗎？原理在哪？”這個導入比較容易激發(fā)學生興趣，能讓學生很快進入信息技術的課堂氛圍。通過游戲，激發(fā)起學生探討游戲原理的興趣，引出本課的課題：二進制。新授：二進制與十進制投影：想一想1、什么是十進制？2、為什么人們習慣十進制？3、除了十進制，你還知道哪些進制？教師：計算機中主要運用的是二進制，我們先來了解一下二進制的基礎知識。1、 學生思考并討論。2、 舉出生活中 常見的進制例子，如12個月為一年；60分鐘為一小時等。從學生熟悉的十進制入手了解進制的基本概念，引申到生活中其他進制，讓學生明白并不是只有十進

6、制，再引申到本課內容：二進制投影：十進制二進制0,1,2,3,4,5,6,7,8,90,1逢十進一，借一當十逢二進一，借一當二0+0=0 0+1=11+0=1 1+1=1000=0 01=010=0 11=13、 通過對十進制的回顧，總結出二進制的特點，填寫表中紅色的內容。通過對比的方式得出二進制的特點，給學生創(chuàng)新、想象的機會。新授：計算機與二進制老師：利用我們剛學過的二進制計算法則，你能寫出二進制表示出的10個十進制數(shù)字嗎？投影：012345011011100101678911011110001001投影：想一想：為什么計算機采用二進制？教師：如果我們用燈泡來表示數(shù)，亮一個表示1，亮兩個表示

7、2，依次類推，表示9要用幾個燈泡？教師：換一種思路：燈泡開是一種狀態(tài)1，關是一種狀態(tài)0，對應剛填的二進制數(shù)表，表示9要用幾個燈泡？投影：計算機就其本身來說是一個電器設備，為了能夠快速存儲、處理、傳遞信息，其內部采用了大量的電子元件，在這些電子元件中，電路的通和斷、電壓高低，這兩種狀態(tài)最容易實現(xiàn)，也最穩(wěn)定、也最容易實現(xiàn)對電路本身的控制。我們將計算機所能表示這樣的狀態(tài)，用0，1來表示、即用二進制數(shù)表示計算機內部的所有運算和操作。二進制數(shù)運算非常簡單，計算機很容易實現(xiàn)，所以計算機內部都用二進制編碼進行數(shù)據(jù)的傳送和計算。學生運用所學知識計算：0+1=1,1+1=10，10+1=11，11+1=100等

8、，填寫表中紅色的內容。學生思考，通過比較，感悟為什么計算機采用二進制。及時運用現(xiàn)學知識計算，既鞏固所學，又學習新知識。利用簡單易懂的邏輯比較，結合學生自己得出的結論，讓學生感悟出二進制對計算機內部運行的一個巨大優(yōu)勢：容易表示、節(jié)約設備。教師：你知道二進制是如何產生的嗎？講述課本讀一讀圖1-2萊布尼茨的故事。投影：1701年，德國數(shù)學家萊布尼茨獲得一幅來自中國的八卦圖。八卦圖是由陰和陽構成的圖符，相傳產生于3000多年前我國的周代，主要用于占卜等方術，易經(jīng)中有較詳細的記載。萊布尼茨從中悟出二進制原理，把陽變?yōu)椤?”，把陰變?yōu)椤?”，二進制產生了。1848年，英國數(shù)學家布爾推出二進制代數(shù)法則，為二

9、進制計算機的誕生奠定了基礎。第一臺計算機誕生以后，馮諾依曼觀看了它的工作，因為是采用十進制來進行計算，數(shù)據(jù)量很大，工作起來慢極了。于是，馮諾依曼提出計算機采用二進制，二進制計算機誕生了！投影：太極八卦圖及對應二進制關系閱讀材料，根據(jù)資料說出體會，了解二進制的發(fā)展歷史通過知識的拓展，讓學生更加了解二進制的發(fā)展，從文化角度教出二進制的豐富多彩，二進制對思維方式培養(yǎng)的作用，二進制的意境。新授：數(shù)制的表示教師：前面我們在計算二進制加法時，1+1=10中的10讓很多同學有了疑惑：二進制中的10與十進制中10如何區(qū)別開呢？投影：同一數(shù)字在不同的進制表示的數(shù)值是不一樣的，為了方便區(qū)分它們，一般用“（ ）角標

10、”來表示不同的進制，例如（1011）2和（1011）10學生討論，闡述自己想到的區(qū)分方法。解決前期學習遺留的疑惑點，讓學生的印象更加深刻。拓展：二進制的計算教師：回到我們最開始的游戲，老師是如何算出你們的生日日期的？教師：結合二進制的知識想一想，我們把五組數(shù)字看成五位，如果那組數(shù)字里有你的生日日期就用1表示，如果那組數(shù)字里沒有你的生日日期就用0表示，再按從下到上的順序把五個數(shù)字排起來，就得到了一個二進制數(shù)，這就是你的生日密碼了。把密碼轉換成十進制數(shù)便是你的生日日期。教師：二進制數(shù)轉換為十進制數(shù)的方法，同學們自己利用網(wǎng)絡學習。學生結合本節(jié)課的知識尋找“解密生日密碼”的方法，利用網(wǎng)絡尋求幫助，自主學習，探究較高難度的知識。二進制轉換并不屬于本課內容，作為拓展知識，提供給有更高學習能力的學生一個自足探究、提高的空間。四、教學反思1、成功之處：這節(jié)課用學生感興趣的算命問題導入教學，在情緒高漲的狀態(tài)下開始學習；注意整合教材內容，設計綜合性問題，讓學生圍繞主題，自己探究，相互討論交流。在教學活動中，凸顯學生的主體地位，遵循學生的認知規(guī)律展開教學，根據(jù)學生的需求設計活動，通過創(chuàng)設情境、任務驅動，問題中心等多種方法引導學生主動學習、主動解疑。不足之處：教師講解的過多，學生動手操作的內容太少。一部分原因是由于這節(jié)課的內容決定的，當然也有教師沒有深入鉆研教材，精心備課，設計環(huán)節(jié)的原因，以后要重視這