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让学生“上手”，一起揭开计算机工作的奥秘 “计算机如何表示信息”教学 邵 磊 王爱胜 教学目标 了解二进制的概念、应用与特点。 理解计算机如何把信息数字化。 能够进行简单的二进制加法运算。教学分析学生的信息技术教学需要透过表象看本质，使学生从小树立科学的世界观。如何通过科普的方法让他们学有所思、学有所想，脱离目前“表象”教育的困惑，这是一个很重要的问题。本节课就是要通过故事、实验和讨论，让学生了解计算机是如何表示数据的。教学方法诱思探究、创新教育。课堂引入 如果说数字计算机处理信息的最基本的原理起源于中国，有人相信吗？可这的确是事实。 故事：1701年，德国数学家莱布尼茨获得一幅来自中国的八卦图。八卦图是由阴和阳构成的图符，相传产生于3000多年前我国的周代，主要用于占卜等方术，易经中有较详细的记载。莱布尼茨从中悟出二进制原理，把阳变为“1”，把阴变为“0”，二进制产生了。1848年，英国数学家布尔推出二进制代数法则，为二进制计算机的诞生奠定了基础。第一台计算机诞生以后，冯诺依曼观看了它的工作，因为是采用十进制来进行计算，数据量很大，工作起来慢极了。于是，冯诺依曼提出计算机采用二进制，二进制计算机诞生了！ 什么是二进制 小创新 意图：与十进制对比，联想出二进制，以让学生创造的方式进行，给学生创新、想象的机会。 提问：十进制的特点：由09这10个数字构成，运算时“逢十进一”。如果让你创造一个几进制，你怎么做？ 创新： 二进制 （学生回答）由（ ）个数字构成，它们是（ ），运算时逢（ ）进一。 三进制 （学生回答）由（ ）个数字构成，它们是（ ），运算时逢（ ）进一。 四进制 （学生回答）由（ ）个数字构成，它们是（ ），运算时逢（ ）进一。 总结：二进制、八进制和十六进制都是现代常用的进制，不过三进制、四进制就没有了。 小演算 意图：通过演算，使学生进一步理解二进制。 演算：二进制加法：0+1、1+1 1+1+1 二进制怎样表示信息 小实验 意图：通过使用灯泡模拟电子管表示信息，使学生更容易理解数字信息的基本原理。 实验：学生三五个人一组。物理实验器材：灯泡、干电池、导线和闸灯开关。实验方法：用亮灯表示1，灭灯表示0。实验内容：表示1+1、1+1+1、1+1+1+1、1+1-1等简单的运算过程。 小讨论 意图：揭示电子管、晶体管和集成电路的优点，想象电子计算机自动化的原因。 问题：实验中闸灯开关不方便在什么地方？（提示：手动、保存等） 拓展：阅读计算机的发展简史，了解较早的纸带输入，了解电子管、晶体管和集成电路的特点。 讨论：为什么计算机采用二进制更方便，二进制对我们有什么不好？ 讨论提示：阅读中会了解到采用二进制需要的电路简单、耗电少和速度快。二进制以数字逻辑方式表示信息，限制了计算机向更聪明的层次发展，我们编写起程序来也很麻烦。 小观察 意图：揭示数字化的意义。 观察： 观看一个老化的录像带，说出自己对画面、声音的感觉。 观看一个老化的VCD，观察马赛克现象，以及无马赛克部分的画面、声音。 阅读：模拟信号与数字信号一般的电灯开关有“开”、“关”两种状态，电灯信号可理解为是不连续的；而由调光器控制的电灯亮度变化是平滑的，也可理解其信号是连续的。我们为区分两者不同的信号变化特点，可以称一般电灯开关为“数字”设备，称调光器为“模拟”设备。 计算机表示信息的方式取决于计算机是数字设备还是模拟设备。早期的计算机采用模拟设备，使用十进制描述信息。 模拟信号是模拟声音、图像等强弱变化的一个连续的信号。大部分家用电器，如电视机、收音机和固定家用电话等是靠接收由电视台、广播电台和电信局发出的模拟信号工作的。模拟信号的缺点是容易受到干扰。 数字信号就是把信息用0与1表示，VCD视盘、CD光盘和手机等设备都是利用数字信号工作的，使用的信号仅是0与1的组合。数字信号不容易受到干扰，并且可以用压缩的方法提高介质的容量。因此，我们常用的VCD光盘播出的图像比普通盒式录像带播出的图像更清晰、存储容量更大，并且使用的寿命更长。 小结 通过小创新、小