2023-2024学年沪科版（2019）高中信息技术必修一第一单元项目二《 探究计算机中的数据表示-认识数据编码》教案

2023-2024学年沪科版（2019）高中信息技术必修一第一单元项目二《探究计算机中的数据表示——认识数据编码》教案授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间教学内容分析本节课的主要教学内容为沪科版（2019）高中信息技术必修一第一单元项目二《探究计算机中的数据表示——认识数据编码》。教学内容主要包括：数据的定义与类型、二进制与十进制的转换、字符编码（如ASCII码）以及汉字编码等。

教学内容与学生已有知识的联系：学生在之前的学习中已经掌握了基本的计算机操作和简单的程序设计，对二进制有一定的了解。在此基础上，本节课将引导学生深入理解数据的本质和编码方式，特别是在字符编码与汉字编码方面，结合学生日常生活中接触到的各种文本信息，使他们对数据编码有更直观的认识，从而加深对信息技术基础知识的理解。核心素养目标本节课旨在培养学生的信息意识、计算思维和数字化学习创新能力。通过学习数据编码，使学生能够：

1.提高信息意识：理解数据编码的重要性，认识到编码在信息传输与处理中的基础作用，增强对信息技术的敏感度和应用意识。

2.强化计算思维：运用二进制与十进制的转换方法，分析实际问题，培养逻辑思维和问题解决能力。

3.培养数字化学习创新能力：探索字符编码和汉字编码的原理，激发学生对数字化技术的兴趣，鼓励他们尝试创新编码方式，提高数字化学习与创新能力。重点难点及解决办法重点：二进制与十进制的转换、字符编码和汉字编码的原理。

难点：理解二进制与十进制转换的运算过程，以及不同编码方式的应用场景。

解决办法及突破策略：

1.对于二进制与十进制的转换，采用直观的图表和动画演示，帮助学生形象理解转换过程，配合实际例题进行讲解和练习，加强学生对运算步骤的记忆。

2.对于字符编码和汉字编码的原理，通过案例分析，比较不同编码方式的优缺点，结合实际应用场景，如网页编码问题，让学生在实践中掌握编码原理。

3.设计小组讨论活动，鼓励学生相互解答疑问，提高问题解决能力。

4.利用互动软件或教学游戏，设计编码解码小游戏，增加学习的趣味性，降低学习难度，提高学生的学习兴趣和参与度。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有沪科版（2019）高中信息技术必修一教材，以便查阅本节课相关内容。

2.辅助材料：准备二进制与十进制转换的图表、字符编码与汉字编码的图片和视频资料，以及计算机数据编码的相关案例。

3.实验器材：计算机及相关教学软件，用于演示编码转换过程及学生实践操作。

4.教室布置：设置分组讨论区，便于学生进行合作学习；布置实验操作台，确保学生能够进行编码解码的实践操作。同时，确保教室多媒体设备正常运行，以便展示教学资源。教学实施过程1.课前自主探索

-教师活动：

-发布预习任务：通过学校在线学习平台，发布关于数据编码的预习资料，明确预习目标和要求。

-设计预习问题：围绕“数据编码的重要性”设计问题，如“为什么计算机需要使用二进制？”引导学生自主思考。

-监控预习进度：通过平台跟踪学生的学习进度，及时给予反馈。

-学生活动：

-自主阅读预习资料：学生阅读教材和相关资料，初步理解二进制和编码概念。

-思考预习问题：针对预习问题进行思考，记录疑问。

-提交预习成果：通过平台提交预习笔记和问题。

-教学方法/手段/资源：

-自主学习法：培养学生自主学习习惯。

-信息技术手段：利用在线平台共享预习资源。

-作用与目的：

-让学生提前接触课程内容，为课堂学习打下基础。

-培养学生独立思考和自主学习能力。

2.课中强化技能

-教师活动：

-导入新课：通过展示生活中常见的编码错误案例，引出数据编码的重要性。

-讲解知识点：详细讲解二进制与十进制的转换、字符编码和汉字编码原理。

-组织课堂活动：设计小组讨论，让学生探讨不同编码方式的应用。

-解答疑问：及时解答学生在学习过程中的疑问。

-学生活动：

-听讲并思考：认真听讲，对讲解的知识点进行思考。

-参与课堂活动：在小组讨论中积极发言，体验编码的应用。

-提问与讨论：对不理解的地方提出问题，参与课堂讨论。

-教学方法/手段/资源：

-讲授法：系统传授知识点。

-实践活动法：通过小组讨论，加深对编码原理的理解。

-合作学习法：培养学生的团队协作能力。

-作用与目的：

-加深对数据编码知识的理解，突破重难点。

-培养学生动手实践和解决问题的能力。

3.课后拓展应用

-教师活动：

-布置作业：布置与课程内容相关的作业，如编码转换练习。

-提供拓展资源：推荐相关书籍、网站和视频，供学生深入学习。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予反馈和指导。

-学生活动：

-完成作业：认真完成作业，巩固所学知识。

-拓展学习：利用拓展资源，拓宽知识面。

-反思总结：对自己的学习过程进行反思，提出改进建议。

-教学方法/手段/资源：

-自主学习法：鼓励学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：帮助学生总结学习经验，促进自我提升。

-作用与目的：

-巩固课堂学习成果，提高学生的实际应用能力。

-培养学生的自我反思和持续学习的能力。教学资源拓展1.拓展资源：

-书籍：《计算机科学概论》、《编码：隐匿在计算机软硬件背后的语言》等，这些书籍详细介绍了计算机中的数据表示和编码原理，能够帮助学生更深入地理解二进制、字符编码和汉字编码等知识点。

-学术文章：选择一些关于数据编码的最新研究或应用文章，让学生了解数据编码在当前技术发展中的应用和趋势。

-视频资料：收集一些科普视频，如“二进制的工作原理”、“ASCII码与Unicode编码”等，通过视觉和听觉的结合，帮助学生更好地理解抽象的编码概念。

2.拓展建议：

-鼓励学生阅读推荐的书籍和学术文章，通过深入了解数据编码的历史发展和科学原理，提高学生的信息科学素养。

-观看视频资料，将理论知识与实际应用相结合，增强学生的学习兴趣和实际操作能力。

-建议学生尝试编写简单的编码转换小程序，如二进制与十进制的转换工具，通过实践加深对编码知识的理解。

-组织学生参加信息技术竞赛或项目，如编程挑战赛、科技创新项目等，让学生在实践中运用和拓展所学知识。

-鼓励学生参与在线课程或论坛讨论，与更多同行交流数据编码的相关话题，分享学习心得和经验。课后作业1.编码转换题：

-将以下二进制数转换为十进制数：

-1101

-10110

-10001

-111111

答案：

-1101（二进制）=1×2^3+1×2^2+0×2^1+1×2^0=8+4+0+1=13（十进制）

-10110（二进制）=1×2^4+0×2^3+1×2^2+1×2^1+0×2^0=16+0+4+2+0=22（十进制）

-10001（二进制）=1×2^4+0×2^3+0×2^2+0×2^1+1×2^0=16+0+0+0+1=17（十进制）

-111111（二进制）=1×2^5+1×2^4+1×2^3+1×2^2+1×2^1+1×2^0=32+16+8+4+2+1=63（十进制）

2.编码应用题：

-使用ASCII编码表，将以下字符转换为对应的二进制编码：

-A

-a

-0

-?

答案：

-A（字符）=01000001（二进制）

-a（字符）=01100001（二进制）

-0（字符）=01100010（二进制）

-?（字符）=00111111（二进制）

3.汉字编码题：

-使用GB2312编码标准，将以下汉字转换为对应的二进制编码：

-中

-文

答案：

-中（汉字）=1100011010110010（二进制）

-文（汉字）=1100011010011001（二进制）

4.编码问题解决题：

-假设你在一个网页上遇到了字符显示错误，你如何确定是编码问题，并解决它？

-提示：学生可以通过检查网页源代码中的<meta>标签来确定网页使用的编码，并提出解决方案。

答案：

-检查网页源代码中的<meta>标签，找到类似<metacharset="UTF-8">的内容。

-如果发现编码设置不正确，可以将<meta>标签中的charset属性更改为正确的编码，如GB2312或GBK。

-确保网页文件本身也是使用正确的编码保存的。

5.编码创新题：

-设计一个简单的编码系统，用于将字母表中的字母转换为数字。要求能够表示至少20个字母，并提供至少3个字母的编码转换示例。

答案：

-假设我们将A到T的20个字母分别用0到19的数字表示。

-示例：

-A=0

-B=1

-C=2

-...

-T=19

-示例编码：

-CAT=2019（二进制表示为：001000001001）教学评价与反馈2.小组讨论成果展示：评估学生在小组讨论中的参与程度、合作精神和创新思维，以及他们对数据编码知识的理解和应用能力。

3.随堂测试：通过随堂测试，评估学生对数据编码知识的