三 信息与信息技术——信息的编码

教师备课手记 总第 3 课时 教学题目 章 节或 主题 课时三 信息与信息技术 信息的编码 教学课型 新课 实验课 习题课 实践课 写作课 其它 课时安排 1 课时 教学 目的 要求 知识目标 了解数制的基本概念 能力目标 了解二进制的基本特点与应用 情感目标 认识知识的重要性 教学 重点 难点 教学重点 教学重点 掌握二进制的原理 教学难点 教学难点 二进制的运算和原理 方式 手段 媒体 方式 讲授法 演示法 讨论法 实验法 小组合作法 发现法等 手段及媒体 计算机网络及多媒体 教学过程 含教学内容 教学方法 师生互动 板书设计 一 导入 教师在黑板上写出 11 或者用 ppt 中的幻灯片展示 要求学生回答这是多少 学生可能会回答 11 或者 3 老师 同学们的答案都是正确的 事实上 学习了今天的课程 你们会发现它可能是 11 可能是 3 可能是 17 也可能是 61 到底是怎么回事呢 留个小疑问 我们来学习这 学期的第一课 计算机与二进制 板书 第一课 计算机与二进制 二 新课讲解 一 十进制与二进制 1 十进制的由来及其数制表示方法和进位方式 老师 我们先来看看一些数制 刚才同学们都说这个数字是 11 这表明了日常生活中 我们最常用的是十进制数 那么 有同学知道十进制的由来吗 学生自由回答 教师辅助回答 教师利用小黑板和小磁石来解释 教师讲解逢十进一 的时候 可以利用一个小磁石来表示十 把小磁石放在小黑板上 并把小磁铁横排 表示 十进制中不同的位 讲解完 将其保留在小黑板上 或者 教师可以将这个设想用 ppt 做 出来 10 个 1 代表 10 千位 百位 十位 个位 老师 十进制是由 0 9 这 10 个数构成的 最大的数字是 9 大家都知道十进制的进 位方式是 逢十进一 借一当十 2 二进制及其运算规则 老师 其实 除了我们常用的十进制 我们还用到了其他的进位方法 像古代斤两用 十六进制 现代的钟表采用六十进制 计算机采用二进制等 那同学们知道它们的数字的 表示方法和进位方式吗 教师用 ppt 展示幻灯片 十进制 逢十进一 借一当十 最大的数字是 9 十六进制 最大的数字是 六十进制 最大的数字是 二进制 最大的数字是 答案在学生思考回答之后分条列出 逢十六进一 借一当十六 15 逢六十进一 借一当六十 59 逢二进一 借一当二 1 熟悉了二进制的数制组成和它的运算规则 下面老师要考考大家 请同学们看以下的 题目 用 ppt 展示题目 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 二 数制的表示 老师 现在同学们知道为什么 11 可以表示那么多数字了吗 对了 都是不同的数 制惹的祸 该怎么解决呢 这就牵涉到我们要学习的另一个内容 数制的表示 教师用 ppt 展示数制的表示方法 一般用 角标 来表示不同的进制 所以 11 2 和 11 10 就区别开来了 在计算机中 一般在数字后用特定的字母来表示该数的进制 B 二进制 D 十进制 O 八进制 H 十六进制 老师 所以 11 2 也可以表示为 11 B 而 11 10 可以表示为 11 D 三 计算机与二进制 教师用 ppt 展示莱布尼茨和冯 诺依曼的图片 引出有关计算机与二进制的讲解 老师 莱布尼茨指出中国最早使用二进制计数 现代计算机之父 冯 诺依曼最 早在计算机中采用了二进制 目前计算机都采用二进制 那么 为什么计算机要使用二进 制而不是我们平常最习惯使用的十进制呢 学生分组讨论 再由小组代表发言 小组之间相互挑刺 以促进学生对知识和相关原 理的理解 教师对学生讨论的结果进行总结 使学生获得总结性知识 开关的 接通 与 断开 控制 电灯的 亮 与 灭 利用二进制的 0 和 1 状态来表示计算机中的电路的通与断 电子元件的开与关 等 非常简单 稳定 而且会大大地简化计算机的结构 提高计算机的性能和可靠性 教师备课手记 讨论 思考题 作业 讨论 讨论 如果计算机采用十进制 会是怎样的呢 参 考 资 料 参考资料 一 计算机的特点 早期的电子计算机主要用于数值计算 电子计算机也因此得名 现代的电子计算 机早已超出了数值计算的范畴 已经成为运算速度快 自动化程度高的信息处理 工具 电子计算机主要有以下特点 1 运算速度快 运算速度快 计算机采用了高速的半导体器件 处理信息的速度极快 再加上先进的计算技术 现代的电子计算机的运算速度已经达到几十上百亿次 过去需要几天 几个月的 大量复杂的科学计算 现在只要几分钟 几个小时就能完成 极大地提高了工作 效率 2 计算精度高 计算精度高 由于电子计算机内可以通过程序使计算精度得以改变 因此只要改进算法技巧 就可以使得电子计算机的精度越来越高 3 有记忆和逻辑判断能力 有记忆和逻辑判断能力 电子计算机的存储设备可以存储大量的程序和数据 为计算机进行信息处理奠定 了基础 随着存储容量的不断增大 电子计算机能够记忆的信息也越来越多 电子计算机可以对提供的信息进行识别 比较和判断 并确定下一步该完成的操 作 计算机具有的逻辑判断功能 使自动计算成为可能 且使得计算机能够进行 诸如资料分类 情报检索 逻辑推理等具有逻辑判断性质的工作 大大地扩展了 计算机的应用范围 4 有自动处理能力 有自动处理能力 只要人们将事先编制好的计算机程序输入到计算机中 电子计算机就能根据程序 的要求自动执行 而不需要人的干预 自动化程序极高 二 计算机的应用 电子计算机具有的运算速度快 计算精度高 具有存储和判断的能力以及自动处 理能力等特点 决定了计算机的应用是非常广泛的 主要应用有 1 数值计算 数值计算 数值计算是计算机最早 也是最基本的应用 随着计算机的发展 数值计算在现 代科学研究中的地位和作用也越来越重要 已经成为与高度技术化的实验具有同 等意义的研究方法 在火箭 人造卫星 宇宙飞船等尖端技术领域的研究和设计 中都离不开计算机 显得尤为重要 数值计算对于自然科学 特别是基础科学的发展也都起着重要的推动作用 计算 机可以解决数学家用纸和笔无法解决的数学问题 使古老的数学焕发了青春 导弹核武器 原子能潜艇 超音速轰炸机等的研制和生产都离不开电子计算机 因此 数值计算在国防现代化建设中发挥的作用也越来越大 海湾战争等现代战 争并不是人力的竞争 而是科学技术的竞争 2 信息处理 信息处理 信息处理就是对数据的综合分析 在科学研究 生产实践 经济活动中所获得的 大量信息 如实验数据 观察数据 统计数据 原始数据等 计算机能按照不同 的使用要求 对这些数据进行搜索 转换 分类 组织 计算 存储等加工处理 有时还要根据需要绘制出图表 打印出报表 这些信息处理不涉及到复杂的数学 问题 只要进行普通的运算就可解决 信息处理是计算机应用最广泛的领域 涉 及到社会各行业 3 自动控制 自动控制 自动控制系统一般由检测 放大 信息处理 显示 执行等几个环节组成 计算 机是信息处理的基本设备 也是执行机构的中心环节 在整个系统中 计算机将 检测到的信息经过处理后 向被控制或调节对象发出最佳的控制信号 由系统中 的执行机构自动完成控制 利用计算机进行自动控制 对于自动化控制系统具有 重大的意义 计算机用于生产过程的控制 不仅解放了生产力 提高了生产效率 引起了工业 生产的革命性改变 对人类的发展和社会的进步产生了极为深刻的影响 4 辅助设计 辅助设计 计算机辅助设计是利用计算机的图形处理能力帮助设计人员进行某一方面的设计 工作 计算机辅助设计极大地提高工作效率 以建筑设计为例 以前几十个设计 人员要花费几周 甚至几个月才能设计完成的建筑平面图 立体图 剖面图以及 效果图 用计算机辅助设计只要几天时间就可以完成了 大大地缩短了设计周期 利用计算机辅助设计生成的模型图立体感强 透视关系精确无误 修改灵活方便 由于计算机的广泛应用 目前许多国家已经把辅助设计 辅助制造 辅助测试组 成一个系统 使得设计 制造 测试一条龙 形成高度自动化的生产线 5 辅助教学 辅助教学 计算机辅助教学起步于 20 世纪 60 年代 作为一种自动化教学设备 计算机以其 形象化 智能化的特点来辅助完成教学计划和模拟某个实验过程 具体的操作程 序是 根据教学的要求 编写好课件的脚本 然后 设计出相应的计算机辅助教 学软件 教师在计算机的协助下完成教学任务 也可以由学生通过人机对话的方 式操作计算机 根据自己的学习需求进行学习 达到辅助学习的目的 这种学习 方式的最大特点是能够适应各种不同水平和层次的学生 提高学生的学习兴趣 有效地提高学习效率和学习质量 随着现代科技的发展 融计算机 摄像机等多种设备为一体的多媒体技术的发展 和应用 将进一步显示出计算机辅助教学的优势 将可能改变传统的教学方法和 教学模式 强调以学生为本 提高学生学习的针对性 更加有利于在单位时间内 教和学的效益的提高 确保教学质量 6 网上学习 网上学习 因特网是世界上规模最大的计算机网络 我们可以通过因特网浏览信息 随着网 上教育资源的进一步开发 人们学习的方式也将发生改变 人们都想接受高