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》教学设计

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》教学设计主备人备课成员教材分析《探究计算机中的数据表示——认识数据编码》是沪科版（2019）高中信息技术必修一第一单元的项目二。本节课通过引导学生探究计算机中的数据表示，使学生了解数据编码的基本概念和原理，掌握二进制、八进制、十六进制等编码方式，为后续学习计算机组成原理打下基础。教学设计紧扣教材，注重理论与实践相结合，旨在培养学生的逻辑思维能力和实践操作能力。核心素养目标1.培养学生的计算思维，通过数据编码的学习，使学生能够运用抽象思维分析问题，形成逻辑推理的能力。

2.提升学生的信息意识，让学生认识到数据编码在信息技术中的重要性，增强对信息技术的敏感度和应用能力。

3.增强学生的实践能力，通过动手操作，使学生能够将理论知识应用于实际问题解决，提高动手实践和创新能力。

4.培养学生的科学精神，通过探究数据编码的原理，激发学生对科学知识的兴趣，树立严谨求实的科学态度。教学难点与重点1.教学重点

-重点掌握二进制、八进制、十六进制数之间的转换方法，理解计算机中数据的二进制表示方式。

-能够运用ASCII编码规则，对英文字符进行编码和解码，了解字符编码在计算机中的作用。

-掌握常用的数据表示方法，如文本、数值、图像和声音等，理解它们在计算机中的存储和表示方式。

2.教学难点

-理解二进制数与十进制数之间的转换原理，对于学生来说，直接从十进制到二进制的转换往往需要一定的逻辑思维训练。

-ASCII编码规则的掌握，特别是对特殊字符的编码理解，需要学生对编码表的熟悉和对字符编码逻辑的深刻理解。

-将数据编码应用于实际问题的解决，例如，将一个字符串转换为其对应的二进制表示，这对于学生来说，需要将理论知识与实际应用相结合，具有一定的挑战性。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材：确保每位学生拥有沪科版（2019）高中信息技术必修一教材，以便查阅相关章节内容。

2.辅助材料：准备二进制、八进制、十六进制转换表、ASCII编码表、计算机内部数据表示原理图等多媒体材料。

3.实验器材：准备计算机实验室或教室中的计算机，确保每台计算机能正常运行，用于演示和实验操作。

4.教室布置：设置分组讨论区，方便学生进行小组合作；在实验操作台附近布置足够空间，以便学生进行实践操作。教学过程1.导入新课

-老师说：“同学们，今天我们要一起探索计算机中的数据表示，了解数据编码的基本概念和原理。大家知道，计算机的世界是由0和1构成的，那么这些数字是如何表示和处理信息的呢？接下来，让我们一起揭开这个神秘的面纱。”

2.讲解二进制数

-老师说：“首先，我们来学习二进制数。二进制数只有0和1两个数字，它们在计算机中非常重要。大家看看课本上的图1.2，这是一个二进制数的例子。现在，请同学们跟我一起，将这个十进制数转换成二进制数。”

学生跟随老师进行转换练习。

-老师说：“转换完成后，大家发现了什么规律？二进制数转换的难点在哪里？请大家举手发言。”

学生讨论并回答。

-老师总结：“二进制数的转换难点在于理解进制转换的原理。我们可以通过不断除以2，记录余数的方法来转换。接下来，我们用这种方法再试几个转换。”

学生继续练习。

3.八进制和十六进制数的讲解

-老师说：“除了二进制数，还有八进制和十六进制数。它们在计算机中也有很重要的作用。大家看课本上的图1.3，这是一个十六进制数的例子。接下来，请同学们尝试将这个十六进制数转换成二进制数。”

学生进行转换练习。

-老师说：“大家发现了什么？十六进制数转换成二进制数有什么好处？”

学生讨论并回答。

-老师总结：“十六进制数转换成二进制数可以简化计算过程。接下来，我们用这种方法再试几个转换。”

学生继续练习。

4.ASCII编码的讲解

-老师说：“除了二进制、八进制和十六进制数，我们还要学习ASCII编码。ASCII编码是一种字符编码，它将英文字符、标点符号等转换成二进制数。大家看课本上的表1.1，这是一个ASCII编码表。”

学生观察ASCII编码表。

-老师说：“请同学们尝试用ASCII编码规则，将一个英文字符转换成对应的二进制数。”

学生进行编码练习。

-老师说：“大家发现ASCII编码有什么特点？”

学生讨论并回答。

-老师总结：“ASCII编码具有唯一性，每个字符都有对应的二进制数。接下来，我们用这种方法再试几个编码。”

学生继续练习。

5.数据表示方法的讲解

-老师说：“除了字符编码，计算机中还有其他数据表示方法，如文本、数值、图像和声音等。大家看课本上的图1.4，这是一个图像文件的例子。现在，请同学们思考，图像文件是如何表示的？”

学生讨论并回答。

-老师说：“图像文件是通过对像素进行编码来表示的。接下来，我们学习一种简单的图像编码方法。”

学生跟随老师学习图像编码方法。

6.实践操作

-老师说：“接下来，我们进行实践操作。请大家打开计算机，尝试将一个英文字符转换成对应的二进制数，并记录下来。”

学生进行实践操作。

-老师说：“完成操作后，请同学们分享自己的经验，并讨论在操作过程中遇到的问题。”

学生分享经验并讨论问题。

7.总结与作业

-老师说：“今天我们学习了计算机中的数据表示，了解了二进制、八进制、十六进制数、ASCII编码以及数据表示方法。希望大家能够掌握这些知识，为后续学习打下基础。课后，请大家完成以下作业：”

老师布置作业。

8.课堂小结

-老师说：“今天我们学习了计算机中的数据表示，了解了二进制、八进制、十六进制数、ASCII编码以及数据表示方法。希望大家能够掌握这些知识，为后续学习打下基础。在今后的学习中，我们要不断探索，不断进步。”

学生点头表示理解。知识点梳理1.数据表示的基本概念

-数据：指计算机处理的各种信息，包括文本、数值、图像、声音等。

-数据表示：指计算机内部如何存储和表示这些信息。

2.数制及其转换

-十进制数：基数为10，包括0-9这10个数字。

-二进制数：基数为2，只有0和1两个数字。

-八进制数：基数为8，包括0-7这8个数字。

-十六进制数：基数为16，包括0-9和A-F这16个数字。

-数制转换：掌握二进制、八进制、十六进制数之间的转换方法。

3.二进制数的应用

-计算机内部数据的存储和处理：计算机内部的所有数据都是以二进制形式存储和处理的。

-数据传输：二进制数便于在计算机之间传输。

4.ASCII编码

-ASCII编码：一种字符编码，用于将英文字符、标点符号等转换成二进制数。

-ASCII编码表：列出所有字符及其对应的二进制数。

5.常用的数据表示方法

-文本：计算机内部使用ASCII编码或Unicode编码表示文本。

-数值：使用二进制表示整数和浮点数。

-图像：使用像素点阵表示图像，每个像素点由若干位二进制数表示。

-声音：使用采样、量化、编码等技术将声音信号转换为数字信号。

6.数据编码的应用

-文本处理：将文本输入计算机，进行编辑、存储和传输。

-图像处理：对图像进行编辑、存储和传输。

-声音处理：对声音进行录制、编辑、存储和传输。

7.数据表示与计算机组成原理的关系

-计算机组成原理：研究计算机硬件系统的结构、功能和工作原理。

-数据表示在计算机组成原理中的应用：了解计算机内部如何存储和处理数据，有助于理解计算机硬件系统的工作原理。

8.数据表示与程序设计的关系

-程序设计：研究如何编写程序来解决实际问题。

-数据表示在程序设计中的应用：了解数据表示方法有助于编写更高效、更可靠的程序。

9.数据表示与信息安全的关系

-信息安全：研究如何保护信息免受非法访问、篡改和泄露。

-数据表示在信息安全中的应用：了解数据表示方法有助于设计更安全的加密和解密算法。

10.数据表示与未来技术发展的关系

-未来技术发展：研究计算机、通信、人工智能等领域的发展趋势。

-数据表示在未来的应用：了解数据表示方法有助于把握未来技术发展的方向。教学评价与反馈1.课堂表现：

-学生在课堂上的参与度较高，积极回答问题，课堂互动良好。

-学生能够认真听讲，跟随老师的思路，对知识点有较好的理解。

-学生在课堂练习中，能够独立完成作业，对错误及时纠正。

2.小组讨论成果展示：

-学生在小组讨论中，能够主动提出问题，积极参与讨论，分享自己的观点。

-小组讨论成果展示时，成员之间能够相互补充，形成较为完整的解答。

-小组讨论过程中，学生能够学会倾听他人意见，提高团队合作能力。

3.随堂测试：

-学生在随堂测试中，对二进制、八进制、十六进制数的转换掌握较好。

-学生能够熟练运用ASCII编码规则，对英文字符进行编码和解码。

-学生对数据表示方法的理解较为深入，能够将理论知识应用于实际问题解决。

4.实践操作：

-学生在实践操作中，能够熟练使用计算机，完成相关任务。

-学生在操作过程中，能够发现问题并积极寻求解决方案。

-学生对实验结果进行分析，总结实验过程中的经验教训。

5.教师评价与反馈：

-针对课堂表现：教师对学生的积极参与给予肯定，鼓励学生在今后的学习中继续保持。

-针对小组讨论：教师指出学生在讨论过程中存在的问题，如过于依赖他人意见，缺乏独立思考等，并指导学生如何改进。

-针对随堂测试：教师对学生的答题情况进行点评，指出学生的优点和不足，并给出改进建议。

-针对实践操作：教师对学生的实践能力给予肯定，同时指出学生在操作过程中存在的问题，如对实验原理理解不透彻等，并引导学生加强理论学习。

-针对作业完成情况：教师对学生的作业完成情况进行评价，对学生的努力给予认可，同时指出作业中的不足，如计算错误、表达不清晰等，并指导学生如何改进。

-教师将根据学生的学习情况和反馈，调整教学策略，以提高教学效果。内容逻辑关系①计算机内部数据表示原理

-重点知识点：二进制数、八进制数、十六进制数

-关键词：基数、位、转换

-重点句子：计算机内部的数据都是以二进制形式存储和处理的。

②数据编码方法

-重点知识点：ASCII编码、Unicode编码

-关键词：字符、编码、转换

-重点句子：ASCII编码是一种字符编码，用于将英文字符转换成二进制数。

③常用数据表示方法

-重点知识点：文本、数值、图像、声音

-关键词：存储、表示、转换

-重点句子：文本数据通常使用ASCII编码或Unicode编码表示。

④数据表示与计算机组成原理的关系

-重点知识点：存储器、寄存器、处理器

-关键词：硬件、存储、处理

-重点句子：数据表示方法对计算机硬件系统的设计和功能有直接影响。

⑤数据表示与程序设计的关系

-重点知识点：变量、数据类型、操作符

-关键词：编程、数据、操作

-重点句子：程序设计中的数据表示方法决定了数据的存储和操作方式。

⑥数据表示与信息安全的关系

-重点知识点：加密、解密、安全协议

-关键词：保护、数据、安全

-重点句子：数据表示方法在信息安全中起到关键作用，如加密和解密算法。

⑦数据表示与未来技术发展的关系

-重点知识点：大数据、人工智能、物联网

-关键词：技术、数据、应用

-重点句子：随着技术的不断发展，数据表示方法在新技术中的应用将更加广泛。重点题型整理1.题型一：二进制数转换

-题目：将十进制数123转换为二进制数。

-答案：将123除以2，记录余数，直到商为0，将余数倒序排列得到二进制数1111011。

2.题型二：八进制数转换

-题目：将十进制数100转换为八进制数。

-答案：将100除以8，记录余数，直到商为0，将余数倒序排列得到八进制数144。

3.题型三：十六进制数转换

-题目：将十进制数255转换为十六进制数。

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