计算机基础知识与应用案例教程课程标准教学教案

《计算机基础知识与应用案例教程》课程标准【课程名称】计算机基础知识与应用案例教程【课程编码】【课程类别】公共必修课 【适用专业】所有专业【授课单位】 【总学时】32【编写执笔人】 【编写日期】一、课程定位和课程设计1.1课程性质《计算机基础知识与应用案例教程》是中等职业院校的一门公共基础课程，课程的主要任务是使学生了解计算机应用基础的基本理论，较系统地掌握计算机办公软件的基本操作方法和技巧，使之具有良好的计算机实际应用能力和相应的计算机文化素质，具备较强的文字处理、报表打印、图形编辑、表格处理、演示文稿制作等技术能力，为今后能够迅速地适应和从事其他工作打下扎实基础。1.2课程设计思路（1）以职业能力培养为本位，以工作过程为导向，充分体现课程的通识性、实践性与开放性，服务专业，符合实际工作岗位需要，满足学生职业生涯发展需求。（2）在内容编排上，遵循中职学生的认知规律，摒弃传统的以学科理论体系为主线的章节安排方式，以实际工作任务为主线，序化知识的教授和相关技能的训练，在培养技能的同时，注重方法能力与社会能力的培养。（3）以“用”促学，边“用”边学，突出“教、学、做”一体化的教育理念。（4）贯穿信息素养的教学主线，培养学生的信息意识与信息能力，塑造学生的终身学习与自主学习能力。（5）采取多样化的评价手段，形成性评价与总结性评价相结合，注重学生职业素养与能力的提升。二、课程目标2.1知识目标（1）了解计算机的概念、发展及各阶段的特点，以及计算机的分类和特点。（2）了解我国计算机的发展历程、计算机的应用领域及未来发展趋势。（3）了解人工智能、大数据、虚拟现实、云计算等新一代信息技术。（4）理解数制的概念及常用数制之间的转换方法。（5）熟悉数字在计算机中的表示方法和处理过程。（6）理解数据在计算机中的存储方法。（7）熟悉计算机硬件系统的组成与主要技术指标。（8）了解计算机硬件设备选购与微型计算机组装的相关知识。（9）了解BIOS设置、硬盘分区与硬件测试等的基本知识。（10）理解计算机硬件故障诊断与排除的基本方法。（11）了解计算机软件系统的组成。（12）熟悉操作系统的概念、分类和功能。（13）了解常用的应用软件及其使用方法。（14）理解程序设计与算法的基本概念。（15）熟悉常用多媒体素材的获取方法。（16）熟悉图像、音频和视频等多媒体处理技术的相关概念、文件格式和常用软件。（17）熟悉文件和文件夹的基本概念与常用管理操作。（18）了解Windows操作系统的常用系统管理工具和常见操作。（19）熟悉Windows操作系统个性化设置的主要内容及方法。2.2能力目标（1）能进行二进制数、八进制数、十进制数、十六进制数之间的转换，能进行不同数据存储单位之间的换算。（2）能根据自身需求选购计算机硬件设备并将其组装为可稳定运行的计算机。（3）能诊断计算机故障的类型和原因并排除故障。（4）能进行不同数据存储单位之间的换算。（5）能诊断计算机故障的类型和原因并排除故障。（6）能根据需要选择并使用应用软件。（7）能分析实际问题并为其设计算法。（8）能使用多媒体处理软件简单处理多媒体素材。（9）能使用多媒体处理软件制作简单的多媒体作品。（10）能完成Windows操作系统的常见系统管理操作。（11）能完成Windows操作系统的个性化设置。（12）能灵活使用Windows操作系统的实用命令行工具和工具软件。2.3素质目标（1）理解计算机在当代社会中的作用与价值，发展计算思维和提升信息素养。（2）了解计算机行业的最新动态，不断开阔视野，增强科学兴趣、创新意识和创新能力。（3）感受中国文化的博大精深，增强民族自信心和自豪感。（4）培养一丝不苟、精益求精的工作作风。（5）增强集体荣誉感和责任感，树立爱岗敬业、乐于奉献的职业价值观。（6）积极传承和弘扬精雕细琢、务实肯干、坚持不懈的工匠精神。（7）增强表达信息的能力，培养严谨的学习态度和精益求精的作风。（8）了解我国在操作系统领域取得的成就，增强民族自信心和自豪感。（9）勤于动手，乐于探究，培养搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力。（10）培养举一反三的迁移能力，树立常学常新、活学活用的理念。三、课程内容与教学要求本课程共分为六个项目，内容包括计算机概述、信息与数据、计算机硬件系统、计算机软件系统、多媒体技术、认识Windows操作系统。其教学内容和课时分配如表1所示。表1《计算机基础知识与应用案例教程》课程内容及课时分配表所用教材课程内容课时分配计算机基础知识与应用案例教程项目一计算机概述任务一认识计算机2432任务二了解计算机的应用及未来发展趋势1任务三了解新一代信息技术1项目二信息与数据任务一了解计算机中的信息的表示24任务二了解计算机中信息的存储与编码2项目三计算机硬件系统任务一认识计算机硬件系统26任务二组装计算机硬件系统2任务三配置与维护计算机硬件系统2项目四计算机软件系统任务一认识计算机软件系统24任务二了解程序设计和软件2项目五多媒体技术任务一了解多媒体基础知识24任务二了解多媒体关键技术2项目六Windows操作系统任务一认识Windows操作系统210任务二管理Windows操作系统的文件2任务三系统管理Windows操作系统2任务四个性化设置Windows操作系统2任务五使用Windows操作系统的实用工具2四、课程实施4.1教学条件我校十分注重建设和完善本课程的教学设施，如多媒体教室、实训室、网络教学平台、网络数据库等。同时，我校有一支强大的师资队伍，可以为本课程的教学出谋划策。4.2教学方法建议本课程遵循“教师引导，学生为主”的原则，采用讲解、多媒体演示、示范、讨论、练习、翻转课堂等多种方法，努力为学生创设更多知识应用的机会。（1）讲解法：主要用于讲授本课程的基础知识、行业岗位知识等理论性较强的知识。（2）多媒体演示法：在讲解过程中，借助音频、视频、图片等直观手段来呈现教学内容，在激发其学习兴趣和积极性的同时，不断提高其知识储备能力和综合文化素质。（3）示范法：根据教学内容和教学条件，教师通过示范操作使学生获得直接经验和感性认识，帮助学生建立相关概念。（4）讨论法：根据知识点，鼓励学生运用所学知识进行主题讨论，使其在讨论中逐步提升交际能力、思辨能力、解决实际问题的能力等。（5）练习法：组织学生在教师的指导下进行专项练习，在练习中熟练掌握计算机的基本操作，有效发展学生的动手能力。（6）翻转课堂法：坚持学生的主体地位，鼓励学生在课上对自己学到的知识点进行分享和讲解，并对其讲解进行补充和评价，不断完善学生的知识结构，加深其对所学知识的理解。教师在教学过程中，可根据学生的实际情况灵活选用教学方法，因材施教，尽量照顾到每一个学生的学习需求。4.3教学评价与考核要求课程的教学评价由形成性测评（40%）和终结性测评（60%）组成，其考核要求如下：4.3.1形成性测评形成性测评考核学生在学习本课程过程中的学习情况和实际应用能力的发展情况，包括出勤考核（10%）、课堂参与程度考核（10%）、作业完成质量考核（20%）等。（1）出勤考核：本项考核通过课前点名考核学生的课堂出勤率。迟到15分钟以内每次扣1分，迟到15分钟以上或无故缺勤一节课每次扣2分，该项考核累计最多扣10分。（2）课堂参与程度考核：本项考核主要通过课堂提问和课堂积极发言来评判学生的学习态度、学习主动性、课堂参与程度，以及学生的思辨能力、问题解决能力及其对课堂教学知识的掌握情况等。只要学生能按时上课听讲，即可获得5分的基本分。学生上课发言一次，即可另外获得0.5分，课堂发言最多可得5分。学生的最后成绩为“5+课堂发言得分”。（3）作业完成质量考核：本项考核主要通过学生作业来检测其对教学主体内容的掌握与理解程度、实际应用知识的能力、自主学习能力、信息收集与处理能力等。每次作业成绩按照相应标准而定，学生作业质量划分为优秀（10分）、良好（8分）、中等（7分）、及格（6分）和不及格（0分）五个档次。最后的作业成绩为学生作业完成质量成绩的平均数。4.3.2终结性测评终结性测评主要考核学生在学完本课程后所达到的水平，通过期末考试进行考核。期末考试由上机考核（60%）组成，主要评估学生对本门课程基本知识的掌握情况与综合运用能力。五、课程资源开发与利用5.1推荐使用教材5.2网络资源

《计算机基础知识与应用案例教程》

教案课时分配表章序课程内容课时备注1项目一计算机概述42项目二信息与数据43项目三计算机硬件系统64项目四计算机软件系统45项目五多媒体技术46项目六Windows操作系统10合计32

课题认识计算机课时2课时（90min）教学目标知识目标：（1）了解计算机的概念、发展及各阶段的特点（2）了解计算机的分类和特点（3）了解我国计算机的发展历程能力目标：能根据自身兴趣、计算机技术的发展现状和未来趋势做好未来职业生涯规划素质目标：理解计算机在当代社会中的作用与价值，发展计算思维和提升信息素养教学重难点教学重点：计算机的概念、发展及各阶段的特点教学难点：计算机的分类和特点教学方法讲授法、问答法、讨论法、案例分析法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学过程主要教学内容及步骤课前任务【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过APP或其他学习软件，了解计算机发展历史的相关内容【学生】完成课前任务考勤【教师】使用APP进行签到【学生】按照老师要求签到新课预热【教师】自我介绍，与学生简单互动，介绍课程内容、考核标准等【学生】聆听、互动【教师】讲解学习本课程的重要性如今，计算机已经广泛应用到社会生产、生活的各个领域，并迅速改变着人们的工作、学习和生活方式。掌握计算机基础知识，熟练操作计算机是当代社会每一位公民应具备的基本素养。【学生】聆听、记录、理解问题导入【教师】请学生扫描二维码观看视频“神奇的计算机”（详见教材），并让学生思考以下问题：（1）截至目前，计算机都给人类社会带来了哪些影响？（2）日常生活中有哪些常见的计算机类型？它们各自有什么特点？【学生】聆听、观看、思考、回答传授新知【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解计算机相关知识计算机（computer），俗称“电脑”，是20世纪人类最伟大的发明之一。它是一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算和逻辑计算，且具有存储记忆功能，能够按照程序自动、高速处理海量数据，是现代化的智能电子设备。一、计算机的诞生和发展1946年2月，世界上第一台通用电子计算机——ENIAC（图1-1）在美国宾夕法尼亚大学诞生。ENIAC占地约170平方米，重量达30余吨，功率约为150千瓦，主要元器件是电子管，采用十进制计算，每秒可进行5000次加法运算。ENIAC的诞生奠定了电子计算机的发展基础，开辟了信息时代。自ENIAC诞生以来，计算机技术获得了飞速发展。根据所用电子元器件的不同，计算机的发展已历经电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模及超大规模集成电路4个阶段。【教师】多媒体展示计算机的发展阶段及其特点表格，并讲解发展阶段起止时间主要元器件主存储器特点主要应用第一阶段1946—1957年电子管水银延迟线或磁鼓体积庞大、功耗大、运算速度慢、可靠性差、价格昂贵科学计算第二阶段1958—1964年晶体管磁芯体积、功耗减小，可靠性及运算速度提高，价格下降，出现了高级语言科学计算、工业控制等第三阶段1965—1970年中小规模集成电路半导体体积、功耗进一步减小，可靠性及运算速度进一步提高，操作系统逐渐成熟，出现了多种应用软件科学计算、文字处理、图形图像处理等第四阶段1971年至今大规模及超大规模集成电路集成度更高的半导体性能大幅度提高，价格大幅度下降，编程语言和软件更加丰富多样应用渗透到社会各个领域二、计算机的分类和特点1．计算机的分类【课堂提问】【教师】提出以下问题：计算机可从哪些角度进行分类？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结、讲解新知按照性能、规模和处理能力的不同，计算机可分为巨型机、大型机、小型机和微型计算机等。（1）巨型机。巨型机又称“超级计算机”，是运算速度最快、处理能力最强的计算机。巨型机规模庞大，造价昂贵，主要用于解决诸如气象、太空、能源、医药等尖端科学研究中的复杂计算问题。【拓展阅读】超级计算机超级计算机的研制水平是一个国家科技实力的重要体现。我国是世界上少数几个能研制超级计算机的国家之一，已经成功研制出“银河”“曙光”“神威”“天河”等超级计算机。在2023年5月公布的全球超级计算机500强榜单中，我国共有134台超级计算机上榜。其中，榜单前10名中有两台超级计算机来自我国，分别是“神威·太湖之光”和“天河二号”。（2）大型机。大型机虽然在量级上不及巨型机，但也有很快的运算速度和很大的存储容量，适用于政府部门或大型企业（如银行），其主要用于进行复杂事务处理、海量信息管理、大型数据库管理和数据通信等。（3）小型机。小型机是指性能和价格介于微型计算机和大型机之间的一种高性能计算机，其特点是结构简单、可靠性高和维护费用低。目前，小型机已逐渐被微型计算机取代。（4）微型计算机。微型计算机简称“微型机”或“微机”，具有体积小、功耗低、功能多、性价比高等特点，是如今最普及的一类计算机。按结构和性能的不同，微型机又可分为单片机、单板机、个人计算机（PC）、工作站和服务器等类型。按照用途的不同，计算机可分为专用计算机和通用计算机。（1）专用计算机。专用计算机是指为某种特殊需要而设计的计算机，如地质勘探专用计算机、自动化控制专用计算机等。（2）通用计算机。通用计算机是指各行业、各种工作环境都能使用的计算机，目前，市场上销售的计算机大多数都是通用计算机。按照所处理的数据类型的不同，计算机可分为数字计算机、模拟计算机和混合计算机。2．计算机的特点【课堂提问】【教师】提出以下问题：计算机具有哪些显著特点？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答（1）运算速度快。运算速度决定了计算机处理数据的效率，它通常用计算机每秒执行加法运算的次数或平均每秒执行指令的条数来衡量。（2）计算精度高。计算精度决定了计算机处理数据的准确性和可靠性。（3）存储功能强。【课堂提问】【教师】提出以下问题：计算机强大的存储功能主要体现在哪些方面？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答（4）具有逻辑判断能力。计算机不仅能进行快速、精准的计算，还能进行各种逻辑判断，并根据判断结果自动选择下一步要执行的命令。（5）具有自动执行能力。计算机内部的操作和运算都是根据预先编制的程序自动控制执行的，人们只需把需要计算机处理的问题编写成程序并存储到计算机中，计算机就能够根据程序的指令进行工作，工作过程完全自动化，不需要人的干预。三、我国计算机的发展历程【课堂讨论】【教师】请学生分组讨论以下问题：我国的计算机事业起步于何时？经历了哪些发展阶段？【学生】思考、讨论、小组代表回答【教师】聆听并点评学生的回答1．电子管计算机1952年，著名数学家华罗庚组织闵乃大、夏培肃和王传英等学者建立了中国首个计算机科研小组，他们作为我国计算机技术的奠基人和最主要的开拓者，开始设计和研制中国自己的电子计算机，我国的计算机事业就此拉开序幕。1953年，计算机科研小组提出了制造一台电子管串行计算机的设想。根据这个设想，小组成员分为两组：一组负责设计计算机的存储器，由吴几康担任负责人；另一组负责设计计算机的基本逻辑电路、运算器和控制器，由夏培肃担任负责人。1956年，吴几康负责的小组成功研制出阴极射线管存储器，这是中国研制成功的首个计算机部件，它可以存储32×32个二进制位信息，并可组合成汉字。1956年，夏培肃负责的小组完成了首台电子计算机运算器和控制器的设计工作，并编写了中国第一本电子计算机原理讲义。同年，我国首个专门从事计算机科学技术综合性研究的学术机构——中国科学院计算技术研究所成立。1958年，由中国科学院计算技术研究所研制的103机交付使用，这是我国研制出的首台通用数字电子计算机。1959年，中国科学院计算技术研究所成功研制出了我国首台大型通用数字电子计算机——104机。【拓展阅读】103机和104机103机和104机的问世不仅填补了我国计算机技术的空白，还解决了大量过去无法计算的经济和国防等领域的难题，是中国计算机事业起步阶段的重要里程碑。1964年，中国科学院计算技术研究所研制的119机交付使用。2．晶体管计算机【课堂提问】【教师】提出以下问题：我国晶体管计算机的研制经历了哪些历程？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答在研制电子管计算机的同时，我国就已经启动了晶体管计算机的研究工作。在晶体管计算机研制时期，中国计算机研制进入高速追赶国际先进水平的阶段。1962年，国防科技大学（原中国人民解放军军事工程学院）研制的“隔离—阻塞振荡器”成功解决了晶体管性能不稳的问题，为晶体管计算机的成功问世创造了条件。1964年，国防科技大学成功研制出我国第一台晶体管计算机——441B机。该机采用国产晶体管，每秒可进行8000次运算，样机连续工作268小时未发生任何故障。1965年，中国科学院计算技术研究所成功研制出大型晶体管计算机——109乙机。该机所用器材全部为国产，每秒可完成9万次定点运算，6万次浮点运算，且性能稳定，损坏率和耗电量较低。1967年，中国科学院计算技术研究所成功研制出109乙机的升级版本——109丙机。该机具有分时系统和管理程序，使用时间长达15年，在我国的“两弹一星”实验中发挥了重要作用，被誉为“功勋机”。3．集成电路计算机【课堂提问】【教师】提出以下问题：我国集成电路计算机的研制经历了哪些历程？【学生】聆听、思考、回答【教师】总结学生的回答我国集成电路计算机的发展始于20世纪70年代，这一时期，我国在不同计算机领域均取得了累累硕果，典型代表包括111机、150机、DJS系列机等小型计算机，长城、曙光、联想等微型计算机和银河、神威、天河等巨型计算机。1971年，中国科学院计算技术研究所成功研制出111机。这是我国第一台采用小规模集成电路为核心电子元器件的计算机，为日后国产计算机走向集成化、微型化、高速化和智能化奠定了重要基础。1973年，北京大学与“738厂”等联合研制的150机问世，它不仅在当时国产计算机中运算速度最高（每秒可完成100万次48位浮点数运算），同时也是中国第一台配有多道程序和自研操作系统的集成电路计算机。1974年，清华大学等单位联合设计和研制出采用集成电路的DJS-130小型计算机，其运算速度也达到了每秒100万次。1983年，“银河-Ⅰ”巨型计算机研制成功，运算速度达每秒1亿次，这是我国高速计算机研制的一个重要里程碑。1985年，我国成功研制出“长城0520CH”微型计算机，它是我国首台中文化、工业化、规模化生产的微型计算机，是我国计算机产业取得重大突破和成功的重要标志。1992年，“银河-Ⅱ”巨型计算机研制成功，其数字仿真能力是“银河-Ⅰ”的10倍。1995年，中国科学院计算技术研究所推出了“曙光1000”并行机，它包括36个可并行运行的处理机，是国内首台具有大规模并行处理机结构的高性能计算机。曙光1000的理论峰值速度可达每秒25.6亿次，实际运算速度可达每秒15.8亿次。1997年，“银河-Ⅲ”巨型计算机研制成功，这标志着我国高性能计算技术实现了从“跟跑”到“领跑”的历史跨越。“银河-Ⅲ”巨型计算机采用可扩展分布共享存储并行处理体系结构，由130多个处理节点组成，峰值运算速度可达每秒130亿次，是我国第一台运算速度达百亿次级的计算机。……(详见教材)一路走来，中国计算机的发展历程充满了坎坷和挫折，但一次次的跌倒并没有阻止我们前行的步伐，无数科学家和工程师在这条道路上前赴后继，默默耕耘，用汗水和智慧铸就了中国计算机现在的辉煌。如今，中国的计算机尤其是超级计算机已成为世界了解中国的一张名片。未来，相信我国计算机技术还会不断取得突破，迈向一个又一个新台阶，创造更多的辉煌，为人类的进步和发展做出重要贡献。【课堂活动】【教师】请学生分组完成以下活动分小组画出中国计算机发展的时间线，并进行分享和展示。【学生】聆听、思考、讨论、制作时间线、展示【教师】点评学生的作品【学生】聆听、思考、理解、记忆任务实施【教师】组织学生分组开展“了解我国在新型计算机领域的研究成果”活动，讲述活动背景和活动要求（1）全班学生自由分组，每组6～8人。（2）请查阅资料，了解我国近年来在新型计算机领域的先进研究成果，并针对搜集到的资料以小组为单位进行交流或开展“我国新型计算机‘黑科技’探秘”主题班会。（5）教师组织学生讨论，并对学生的任务实施情况进行点评。【学生】聆听、搜集资料、思考、讨论、开展班会【教师】指导学生进行学习活动、评价学生的表现课堂小结【教师】简要总结本节课的要点计算机的诞生和发展计算机的分类和特点我国计算机的发展历程【学生】总结回顾知识点作业布置【教师】布置课后作业（1）完善项目总结中的思维导图（2）完成项目考核中的相关习题【学生】完成课后任务教学反思

课题了解计算机的应用领域及未来发展趋势、新一代信息技术课时2课时（90min）教学目标知识目标：（1）了解计算机的应用领域及未来发展趋势（2）了解人工智能、大数据、虚拟现实、云计算等新一代信息技术能力目标：能根据自身兴趣、计算机技术的发展现状和未来趋势做好未来职业生涯规划素质目标：了解计算机行业的最新动态，不断开阔视野，增强科学兴趣、创新意识和创新能力教学重难点教学重点：计算机的应用领域及未来发展趋势教学难点：新一代信息技术教学方法讲授法、问答法、讨论法、案例分析法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学过程主要教学内容及步骤课前任务【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学查找资料，了解计算机应用领域的相关知识【学生】完成课前任务考勤【教师】使用APP进行签到【学生】按照老师要求签到问题导入【教师】讲述“任务准备”中的相关内容（详见教材），并让学生思考以下问题：（1）生活中的哪些地方离不开计算机？（2）未来，计算机会是什么样子？生活如何因它而更加美好？【学生】聆听、思考、回答传授新知【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解计算机应用及未来发展趋势的相关知识任务二了解计算机的应用及未来发展趋势一、计算机的应用领域【课堂提问】【教师】请学生扫描二维码观看视频“计算机的应用领域”（详见教材），随机邀请学生回答以下问题：计算机主要应用在哪些领域？【学生】观看、思考、回答【教师】总结学生的回答（1）科学计算。科学计算是计算机最早的应用领域。计算机不仅具有非常高的运算速度和精度，而且具有强大的信息存储能力，使人们能够既快速又准确地完成各类复杂的运算，从而大大提高工作效率。（2）数据处理。数据处理是对各种数据的收集、存储、整理、分类、统计、加工、利用、传播等一系列活动的统称，如企业的生产管理、学校的学籍管理、奥运会上的成绩统计、气象数据的采集与分析等。（3）过程控制。过程控制是指利用计算机检测生产过程或其他过程，并自动控制设备的运行状态。利用计算机进行过程控制，无须人工干预，可以有效提高生产的自动化水平，从而改善劳动条件、提高产品质量及合格率等。（4）计算机辅助。计算机辅助主要包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）和计算机辅助教学（CAI），分别用于帮助人们进行工程设计、管理生产过程和完成教学计划等。（5）多媒体应用。多媒体是文本、图形、图片、音频、动画和视频等各种媒体的组合物。（6）人工智能。人工智能是指让计算机模拟人类的某些智力能力，使其具有人的感知能力和思维能力。人工智能是计算机应用的新领域，这方面的研究和应用正处于发展阶段，在医疗诊断、定理证明、语言翻译、机器人等方面已有显著成效。（7）计算机网络。计算机网络是现代计算机技术与通信技术高度发展和密切结合的产物。它利用通信设备和线路将地理位置不同、功能独立的多个计算机系统互连起来，实现网络中的资源共享和信息传递。……(详见教材)【课堂讨论】【教师】请学生分组讨论以下问题：根据自身感受说一说计算机为我们的学习、生活和工作方式带来了哪些变化？【学生】思考、讨论、小组代表回答【教师】聆听并点评学生的回答二、计算机的发展趋势【课堂讨论】【教师】请学生分组讨论以下问题：你认为，未来的计算机会朝着哪些方向发展？【学生】思考、讨论、小组代表回答【教师】聆听并点评学生的回答1．巨型化巨型化是指计算机将朝着高速度、大存储量和功能强大的巨型机发展。随着天文、气象、地质、核反应、航天飞机和卫星轨道计算等尖端科学的不断发展，计算机需要拥有更快的速度、更大的存储容量和更高的可靠性，这也是巨型化这一计算机发展趋势产生的原因。2．微型化微型化是指进一步提高集成度，利用高性能的超大规模集成电路研制性能更加优良、运行更加稳定、价格更加低廉、整机更加小巧便携、有更多应用场景的微型计算机。如今流行的笔记本电脑、平板电脑等类型的计算机都是这种发展趋势的重要体现。3．智能化智能化是指让计算机能够模拟人的感觉能力和思维能力。尽管人们常称微型计算机为“电脑”，但它尚未具有人脑的智慧。为此，人们期待未来能够开发出智能计算机，使其可以像人类一样，具有自主获取新知识的学习能力、表示知识的逻辑思维能力和得出新知识的推理能力等。4．网络化网络化是指用通信线路把计算机连接成彼此间可以相互通信并共享资源的网络系统。网络化能够使计算机的软硬件资源得到充分利用并扩大计算机的使用范围，为用户提供方便、及时、可靠的信息服务，它是计算机当下和未来发展的重要趋势。5．多媒体化多媒体技术是20世纪80年代中后期兴起的一门跨学科的新技术。采用这种技术，可以使计算机具有处理文本、图像、音频、视频等多种媒体的能力，从而使计算机的功能更加完善，扩大了计算机的应用范围。因此，多媒体技术又称多媒体计算机技术。随着生活水平的不断提高，人们对休闲娱乐的需求也日益增加，融合多媒体技术的计算机可为用户打造出视听盛宴，故多媒体化成为计算机发展的重要趋势。【素养之窗】【教师】组织学生阅读相关材料，了解计算机相关行业的从业者应具备的能力为适应不断进步的科学技术和不断扩展的应用场景，未来计算机的发展必然不是一维化、对立化的，而会是多元化、综合化、智能化的。因此，计算机相关行业的从业者必须具备与时俱进的创新能力，树立终身学习的意识，具备终身学习的能力，不断地学习和成长，以适应计算机行业日新月异的发展，从而在职业生涯中立于不败之地。【学生】阅读、思考、理解【学生】聆听、思考、理解、记忆任务实施【教师】组织学生分组开展“探讨计算机技术在生活领域的应用场景”活动，讲述活动内容和活动要求如今，从家庭到社会，从医疗到教育，计算机技术已经成为人们生活中不可或缺的部分。请以小组为单位，探讨计算机技术在生活领域的应用场景，各组将讨论结果进行归纳、总结，并制作成PPT进行分享。【学生】聆听、分析、讨论、制作PPT、派代表上台分享【教师】对学生的表现进行点评案例导入【教师】讲述“任务准备”中的案例（详见教材），并让学生思考以下问题：（1）上述情景中的物联网、大数据、云存储、AI技术分别是什么？（2）这些新技术在你身边有哪些具体的应用？（3）你还知道哪些类似的新技术？【学生】聆听、思考、回答传授新知【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解新一代信息技术的相关知识任务三了解新一代信息技术一、信息技术概述【课堂提问】【教师】随机邀请学生回答以下问题：什么是信息技术？【学生】思考、回答【教师】总结学生的回答1．信息技术的概念信息技术（informationtechnology,IT）是指获取、传递、存储、处理和应用信息的过程中所采用的技术总和。它的研究与发展，极大地提高了人类的信息应用能力，使信息成为人类生存和发展过程中不可缺少的一种资源。2．信息技术的发展历程【课堂讨论】【教师】请学生分组讨论以下问题：信息技术经历了哪些大规模的发展历程？【学生】思考、讨论、小组代表回答【教师】聆听并点评学生的回答（1）语言的使用。（2）文字的创造。（3）造纸术和印刷术的发明。（4）电报、电话、广播、电视的发明和普及应用。（5）计算机、网络等现代信息技术的综合使用。3．信息技术与计算机技术的关系信息技术与计算机技术密不可分。信息技术的核心技术主要包括传感技术、计算机技术、通信技术和微电子技术等。其中，计算机技术是最为核心和关键的技术之一，同时也是实现信息系统的信息处理、存储和传输等功能的重要支撑技术。二、新一代信息技术【课堂提问】【教师】请学生扫描二维码观看视频“新一代信息技术”（详见教材），随机邀请学生回答以下问题：新一代信息技术包含哪些内容？【学生】观看、思考、回答【教师】总结学生的回答1.人工智能人工智能（artificialintelligence,AI）是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门技术科学，其目标是让人所创造的机器或人工系统模拟人类智能，包括模拟人类计划、学习、语言、感知、情感、意念表述等方面的能力，从而更好地为人类服务。“人工智能”一词最早提出于1956年，在经历了数十年的发展后，人工智能的研究领域变得非常广泛，如模式识别、智能机器人、语言识别、图像识别、专家系统、自然语言处理和智能搜索等。如今，人工智能已进入爆发式增长期，成为新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力和推动行业智能化发展的关键力量。【课堂提问】【教师】随机邀请学生回答以下问题：请列举一些我们日常生活中用到的人工智能。【学生】思考、回答【教师】总结学生的回答无论是自动驾驶汽车、无人机、智能音箱、早教机器人等新潮先进的科技产品，还是指纹识别、人脸识别、实时导航、美颜拍照、新闻推荐、智能搜索、语音助手、自动翻译、垃圾邮件过滤等软件应用，都属于人工智能在生活中的典型应用。2．大数据大数据（bigdata）也称“海量数据”或“巨量数据”，是指数据量大到无法利用传统数据处理技术在合理的时间内获取、存储、管理和分析的数据集合。“大数据”一词除用来描述信息时代产生的海量数据外，也被用来命名与之相关的技术、创新与应用。【课堂提问】【教师】随机邀请学生回答以下问题：大数据有哪些特征？【学生】思考、回答【教师】总结学生的回答大数据具有海量的数据规模（volume）、快速的数据流转（velocity）、多样的数据类型（variety）、真实的数据来源（veracity）和较低的价值密度（value）五大特征，简称“5V”。（1）海量的数据规模。据统计，全球数据总量2004年为30EB，2005年达到50EB，2015年达到7900EB，2021年已达到84.5ZB。预计到2025年，全球数据总量将达到惊人的175ZB。【提示】【教师】组织学生阅读相关材料，了解硬盘数据的相关知识1ZB=210EB=220PB=270B。若1块2.5英寸的机械硬盘的容量为1TB，大概要10亿块这样的硬盘才能装得下1ZB数据，这些硬盘连起来可以绕地球约2.5圈。【学生】阅读、思考、理解（2）快速的数据流转。快速的数据流转是指数据产生、流转速度快，而且越新的数据价值越大。这就要求对数据的处理速度也要快，以便能够及时从数据中发现、提取有价值的信息。（3）多样的数据类型。多样的数据类型是指数据的来源及类型多样。大数据的数据类型除包括二维表结构的数据外，还包括大量无法用传统二维表存储的非结构化数据。（4）真实的数据来源。真实的数据来源是指数据不是凭空捏造的，而是由现实世界的真实事物产生的，可以准确反映出事物的特征、发展规律和趋势。（5）较低的价值密度。较低的价值密度是指数据的量大但价值密度相对较低，挖掘数据中蕴藏的价值犹如沙里淘金。目前，大数据已在社会生活的各个领域得到广泛应用，如科学计算、金融、社交网络、医疗、互联网搜索、天文学、大气科学、生物和其他复杂或跨学科的科研、军事侦察、大规模的电子商务活动等。3．虚拟现实虚拟现实（virtualreality,VR）是指利用数字媒体技术和专业的VR设备模拟出一个逼真的三维空间虚拟环境，在其中的用户可以获得与真实环境相近乃至相同的感知和交互体验。目前，常见的VR设备主要包括建模设备、显示设备和交互设备。【课堂提问】【教师】随机邀请学生回答以下问题：虚拟现实技术有哪些特点？【学生】思考、回答【教师】总结学生的回答（1）沉浸性是指虚拟环境的逼真程度。理想的虚拟环境应该使用户获得与真实环境相同的视觉、听觉、触觉、嗅觉等感官体验。（2）交互性是指用户可以与虚拟环境中的元素进行交互并得到与现实环境相同的响应或反馈。（3）客观性是指虚拟环境中的物体遵循物理学规律。（4）想象性是指用户在虚拟环境中可构思和创造在现实环境中不存在的条件、物体、场景等，从而充分发挥自身想象力，激发创新思维。目前，VR技术已发展得较为成熟，且在多个行业和领域均有一定应用，常见的应用方向包括演示实验（如教学实验）、模拟训练（如飞机驾驶模拟训练）、仿真设计（如汽车仿真设计）、艺术与娱乐等。【高手点拨】【教师】组织学生阅读相关材料，了解AR的相关知识人们探讨VR时，往往还会提起AR。增强现实（augmentedreality,AR）是一种在现实的环境中叠加虚拟内容，实现“虚实结合”的技术。与致力于为用户提供以假乱真的虚拟环境体验的VR不同，AR致力于在现实环境的基础上为用户提供增强性、补充性的信息展示形式。【学生】阅读、思考、理解4．云计算从服务的角度来讲，云计算（cloudcomputing）是一种基于互联网的服务交付模式，它为用户提供可用的、便捷的、按需的网络访问和虚拟化的、高响应的、易扩展的、按使用量付费的计算资源，如算力、存储、服务器、带宽、现成的服务等。从技术的角度来讲，云计算是分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡、冗余热备份等计算机和网络技术发展融合的产物。云计算的原理可简单概括为，将超大规模的数据处理任务分解成大量小任务，然后通过由多台服务器组成的系统（即分布式系统）对其进行处理和分析，并将各自得到的结果汇总、合并后返回给用户。利用云计算，用户只需花费较小的成本即可享受强大的网络服务。【课堂提问】【教师】随机邀请学生回答以下问题：云计算有哪些特征？【学生】思考、回答【教师】总结学生的回答（1）资源配置动态化。（2）需求服务自助化。（3）以网络为中心。（4）资源池化、透明化。根据所提供资源集成度的不同，云计算可分为IaaS（基础设施即服务）、PaaS（平台即服务）和SaaS（软件即服务）3种服务模式，分别对应硬件基础设施、资源管理平台和定制化应用软件。5．云存储【课堂讨论】【教师】请学生分组讨论以下问题：云存储和云计算有哪些区别与联系？【学生】思考、讨论、小组代表回答【教师】聆听并点评学生的回答云存储（cloudstorage）是云计算概念的延伸和发展，是指通过集群应用、网格技术和分布式文件系统等，将网络中大量不同类型的存储设备通过虚拟化软件集合起来协同工作，实现共同对外提供数据存储和业务访问功能。当云计算系统处理的核心是大量数据的存储和管理时，云计算系统就需要配置大量的存储设备，那么云计算系统就转变成云存储系统，所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。与传统存储服务相比，云存储的资源配给更加灵活，企业可按需选择增加、缩减云存储的使用规模。6．物联网【课堂提问】【教师】随机邀请学生回答以下问题：什么是物联网？物联网有哪些特征？【学生】思考、回答【教师】总结学生的回答物联网（internetofthings,IoT）即“万物相连的互联网”，是在互联网的基础上延伸和扩展的网络，它是将各种信息传感设备与网络结合起来而形成的一个巨大网络，可实现随时随地的“人—机—环境”的互联互通。物联网的基本特征包括全面感知、可靠传递和智能处理。据此，业界习惯于将物联网分为感知层、网络层和应用层。（1）感知层。物联网的感知层利用射频识别（RFID）、传感器、摄像头、全球定位系统（GPS）等传感技术和设备，随时随地获取物体的属性信息并传输给网络层。【提示】【教师】组织学生阅读相关材料，了解射频识别的相关知识射频识别（RFID）是物联网感知层中的重要技术，它是20世纪90年代兴起的一种自动识别技术。RFID系统主要由3部分组成：电子标签（tag）、阅读器（reader）和天线（antenna）。其中，电子标签用于存储物体的标识信息；阅读器用于以射频信号方式读取电子标签中的信息（有的阅读器也具有写入信息功能）；天线用于发射和接收射频信号，往往内置在电子标签和阅读器中。【学生】阅读、思考、理解（2）网络层。向上传输感知层采集的数据，向下传输应用层发出的控制指令。（3）应用层。应用层有一个信息处理中心，用来处理从感知层得到的信息，以实现物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等实际应用。【课堂提问】【教师】随机邀请学生回答以下问题：请列举生活中较典型的物联网应用案例。【学生】思考、回答【教师】总结学生的回答7．区块链区块链（blockchain）是一种在对等网络环境下，通过透明和可信规则，构建不可伪造、不可篡改和可追溯的块链式数据结构，从而实现和管理可信数据的产生、存取和使用的技术。区块链是计算机、分布式系统、密码学等不同领域的理论和技术在互联网时代组合创新的应用模式，具有分布式对等、数据块链式、不可伪造和防篡改、透明可信、可靠性高等特征。区块链包括以下3个基本要素。（1）交易（transaction）：对账本的一次操作，导致账本状态的一次改变，如添加一条转账记录。（2）区块（block）：记录一段时间内发生的所有交易和状态结果，是对当前账本状态达成的一次共识。（3）链（chain）：由区块按照发生顺序串联而成，是整个账本状态变化的日志记录。简单来讲，可将区块链视为一个需要时刻保持同步的账本系统，一笔交易必须由所有系统成员达成共识并记录下来后方可生效，多笔成功的交易就构成了区块，多个区块首尾相连就构成了区块链。当前，随着区块链技术的不断更新升级，区块链的核心架构已经趋于成熟，以分布式系统、P2P网络和密码学为主，多种改良技术为辅的区块链技术体系已经形成。8．工业互联网【课堂提问】【教师】随机邀请学生回答以下问题：工业互联网与普通互联网有哪些区别？【学生】思考、回答【教师】总结学生的回答工业互联网（industrialinternet）是新一代信息技术与工业经济深度融合的新型基础设施、应用模式和工业生态，它通过对人、机、物、系统等的全面连接，构建起覆盖全产业链、全价值链的全新制造和服务体系，为工业乃至产业数字化、网络化、智能化发展提供了实现途径，是第四次工业革命的重要基石。工业互联网及平台构建在智能机器之上，提倡的是人、物和数据的连接，这样智能机器之间的网络化连接和它们所组成的系统才能创造更大的价值。工业互联网的核心是互联，是制造企业实现智能制造的关键使能技术之一。【学生】聆听、思考、理解、记忆任务实施【教师】组织学生分组开展“体验新一代信息技术在日常生活中的应用”活动，讲述活动内容和活动要求（1）全班学生自由分组，每组6～8人，其中一人为组长。（2）组长带领小组成员通过观察、思考、查阅资料等方式，探寻新一代信息技术在周围环境或日常生活中的应用场景。（3）各组将探寻结果进行归纳、总结，并制作成PPT进行分享。【学生】搜集资料、体验信息技术、制作PPT、派代表上台分享【教师】对学生的表现进行点评课堂小结【教师】简要总结本节课的要点计算机的应用领域计算机的发展趋势信息技术的概念、发展历程，以及与计算机技术的关系新一代信息技术【学生】总结回顾知识点作业布置【教师】布置课后作业（1）完成项目实训（2）将项目总结中的思维导图补充完整（3）完成项目考核中的剩余习题【学生】完成课后任务教学反思

课题了解计算机中信息的表示课时2课时（90min）教学目标知识目标：（1）理解信息与数据的概念（2）理解数制的概念及常用数制之间的转换方法（3）熟悉数字在计算机中的表示方法和处理过程能力目标：能进行二进制数、八进制数、十进制数、十六进制数之间的转换素质目标：感受中国文化的博大精深，增强民族自信心和自豪感教学重难点教学重点：数字在计算机中的表示方法和处理过程教学难点：常用数制之间的转换方法教学方法讲授法、问答法、讨论法、案例分析法、练习法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学过程主要教学内容及步骤课前任务【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学查找资料，了解计算机中信息的表示的相关知识【学生】完成课前任务考勤【教师】使用APP进行签到【学生】按照老师要求签到问题导入【教师】讲述“任务准备”中的相关内容（详见教材），并让学生思考以下问题：（1）什么是数制？不同数制之间有什么关系？（2）为什么计算机不采用十进制，而采用二进制？【学生】聆听、思考、回答传授新知【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解计算机中信息表示的相关知识信息与数据概述1．信息【课堂提问】【教师】随机邀请学生回答以下问题：什么是信息？信息有哪些特征？【学生】思考、回答【教师】总结学生的回答信息是对客观事物的属性及其相互之间联系的描述，反映了客观事物的存在形式或运动状态，同时也泛指人类社会传播的一切内容。在计算机科学中，信息通常是指能够被计算机处理，并由通信系统传输的内容，它们通常以数据的形式存在。信息具有以下5个基本特性。（1）载体依附性。（2）价值性。（3）时效性。（4）共享性。（5）传递性。2．数据数据是人们利用文字、数字及其他符号对客观事物信息的抽象描述和符号表示。在计算机科学中，人们将所有能输入到计算机中并被计算机处理的信息称为“数据”。【课堂提问】【教师】随机邀请学生回答以下问题：信息与数据有哪些联系？【学生】思考、回答【教师】总结学生的回答数据是信息的载体，信息是数据的内在含义或解释。常用数制及其转换数制也称“计数制”“进位计数制”，是用一组固定的计数符号和统一的规则来表示数值的方法，其核心规则可概括为“逢r进一”（r代表r进制，如十进制的计数规则是“逢十进一”）。数制的要素【课堂提问】【教师】请学生扫描二维码观看视频“常用数制及其转换”（详见教材），随机邀请学生回答以下问题：数制包含哪些要素？【学生】观看、思考、回答【教师】总结学生的回答数制具有基数、数位和位权三大要素。（1）基数。基数是指一种数制所使用的计数符号的个数〔r进制的基数为r，可供使用的计数符号有r个，为0～（r−1）〕。（2）数位。数位是计数符号在某个数字中的位置，通常小数点左侧第1个计数符号的数位序号为0，其他数位的序号自右向左依次递增。（3）位权。位权简称“权”，它是数制中每个数位对应的单位值（即该数位计数符号为1时的值）。位权通常表示为幂运算（即an）的形式，其中底数a为数制的基数，指数n为数位序号。不同数位的计数符号所代表的数值等于计数符号乘以相应的位权（称作“按位展开”），所有计数符号的数值相加就得到了数字的值。【课堂提问】【教师】随机邀请学生回答以下问题：将十进制数385.26按权展开后求和，应如何表示？【学生】思考、回答【教师】公布答案并讲解将十进制数385.26按权展开后求和，为3×102+8×101+5×100+2×10−1+6×10−2。2．常用的数制【教师】多媒体展示常用数制的计数符号、对同一数值的表示和标记方法表格，讲解新知目前，常用的数制包括二进制、八进制、十进制、十六进制等。其中，十进制是人们最熟悉的数制；二进制是目前计算机普遍使用的数制，计算机中所有的文本、图形、图像、音频、视频等数据均以二进制形式存储；八进制和十六进制主要用于弥补计算机中二进制数在书写和读取方面的不足，可看作二进制的压缩形式。为了区分多种数制，人们通常在一个数的后面用下标数字（如2、8、10、16）或特定的字母（B为二进制；O为八进制；D为十进制，可省略；H为十六进制）表示该数的进制。例如，二进制数101100可表示为(101100)2或101100B。数制计数符号对同一数值的表示标记方法二进制0、111011(11011)2或11011B八进制0、1、2、3、4、5、6、733(33)8或33O十进制0、1、2、3、4、5、6、7、8、927(27)10、27D或27十六进制0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F1B(1B)16或1BH十六进制0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F1B(1B)16或1BH3．数制的转换【教师】讲解并演示数制之间转换的方法（1）其他进制数转换为十进制数。首先将其他进制数各数位的计数符号用十进制数表示，然后将其按权展开，最后各项相加，即可得到相应的十进制数。例如，表2-1中的二进制数、八进制数和十六进制数转换为十进制数的方法如下。二进制数转换为十进制数：1×24+1×23+0×22+1×21+1×20=27八进制数转换为十进制数：3×81+3×80=27十六进制数转换为十进制数：1×161+11×160=27（2）十进制数转换为其他进制数（假设基数为r）。整数部分的转换采用“除r取余倒排法”，即整数部分不断除以r，并记下每次所得余数，直到商为0为止，然后将所有余数按倒序排列，即为相应的r进制数整数部分；小数部分的转换则采用“乘r取整顺排法”，即小数部分不断乘以r，并记下每次所得整数，直到满足精度要求或纯小数部分为0为止，然后将所有整数按顺序排列，即为相应的r进制数小数部分。【课堂练习】【教师】请学生根据教材例题（详见教材），练习分别用除2取余倒排法和乘2取整正排法进行十进制和2进制之间的转换【学生】思考、讨论、练习【教师】对学生进行指导（3）二进制数、八进制数、十六进制数之间的转换。【教师】多媒体展示各种进制的数码对照表，讲解新知由于二进制数、八进制数、十六进制数之间存在特殊的关系：81=23，161=24，即1位八进制数相当于3位二进制数，1位十六进制数相当于4位二进制数，因此它们之间的转换比较容易。十进制二进制八进制十六进制十进制二进制八进制十六进制0000810001081111910011192102210101012A3113311101113B41004412110014C51015513110115D61106614111016E71117715111117F【高手点拨】【教师】组织学生阅读相关材料，了解数制转换的相关知识二进制数转换为八进制数时，以小数点为中心，整数部分自右向左，每3位为一组，最后一组不满3位时高位补0；小数部分自左向右，每3位为一组，最后一组不满3位时低位补0。二进制数转换为十六进制数时，每4位为一组，原理同上。【学生】阅读、思考、理解三、计算机与二进制1．计算机采用二进制的原因【课堂提问】【教师】随机邀请学生回答以下问题：计算机为什么不采用十进制？【学生】思考、回答【教师】总结学生的回答尽管十进制是人们最熟悉、最常用的数制，但计算机采用的数制却是二进制，原因如下。（1）容易实现。信息在计算机中是以核心电子元器件的物理状态来表示的。二进制只有0和1两个计数符号，可以分别用两种不同的稳定状态（如低电平和高电平、通电和不通电）来表示，计算机的核心电子元器件容易实现；而十进制具有10个计数符号，计算机若想采用十进制，就需要制造出具有10种稳定状态的电子元器件，这无疑是十分困难的。（2）运算简单。二进制的运算规则十分简单，操作实现简便，运算效率较高。（3）工作可靠。计算机采用两种状态来表示数字，这两种状态不仅容易识别，而且稳定性较高，故计算机中数据的存储、传送和处理等工作均十分可靠。（4）逻辑运算方便。二进制的计数符号0和1正好代表逻辑运算中的“假”和“真”，由于计算机的很多工作需要以逻辑运算为基础，因此逻辑运算方便是计算机采用二进制的另一个重要原因。2．二进制的算术运算【教师】讲解并演示二进制算术运算的方法计算是计算机最基本的功能，也是计算机实现其他一切功能的基础。由于计算机中的信息都是以二进制代码的形式存在的，因此了解二进制的算术运算很有必要。（1）加法运算。二进制的加法运算法则为“逢二进一”，类似于十进制的加法运算法则“逢十进一”，具体如下。0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10（逢二进一）（2）减法运算。二进制的减法运算法则为“借一当二”，类似于十进制的减法运算法则“借一当十”，具体如下。0−0=0 10−1=1（借一当二） 1−0=1 1−1=0（3）乘法运算。二进制的乘法运算法则如下。0×0=0 0×1=0 1×0=0 1×1=1（4）除法运算。二进制的除法运算法则如下。0÷0（无意义） 0÷1=0 1÷0（无意义） 1÷1=13．机器数机器数是数字在计算机中的二进制表示形式。计算机使用的机器数长度通常为8的整数倍，如8位、16位、32位、64位等。数字有正数和负数之分，在机器数中，通常用最高位的0、1分别表示数字的正号、负号，称为“符号位”；其余各位表示数值，称为“数值位”；小数点不占位数。也就是说，机器数是由最高位的符号位和数值位两部分组成的。在计算机中，数字的表示方法一般有两种：定点数和浮点数。其中，定点数是指小数点位置固定不变的数。根据小数点的位置不同，定点数又分为定点整数（规定小数点的位置固定在数据的最低位之后，但不占一个二进制位）和定点小数（规定小数点的位置固定在符号位之后，但不占一个二进制位）。浮点数是指小数点的位置不固定的数。对于既有整数部分又有小数部分的数，一般用浮点数表示。为便于运算，机器数通常分为原码、反码和补码3种形式。其中，正数的原码、反码和补码均相同，负数的原码、反码和补码通常不同，但存在一定的转换关系。【教师】讲解并演示机器数的几种类型的表达方式下面以8位机器数（共256个）为例，分别讲解原码、反码和补码。（1）原码。在机器数中，原码的最高位用0或1分别表示该数的正号、负号，后面数值部分不变。例如：X1=+85=(+1010101)2 [X1]原=(01010101)2X2=−85=(−1010101)2 [X2]原=(11010101)20的原码有两种表达方式：[+0]原=(00000000)2 [−0]原=(10000000)2由于0占用了两个编码，因此8位机器数的原码用十进制表示为−127～−0，+0～127。（2）反码。在机器数中，正数的反码与原码相同；负数的反码符号位为1，数值位为原码的数值位逐位求反。例如：X1=+85=(+1010101)2 [X1]反=(01010101)2X2=−85=(−1010101)2 [X2]反=(10101010)20的反码也有两种表达方式：[+0]反=(00000000)2 [−0]反=(11111111)2因此，8位机器数的反码用十进制表示也为−127～−0，+0～127。（3）补码。在机器数中，正数的补码与原码相同；负数的补码为它的正数原码（带符号位）按位取反后末位加1，也就是该负数的反码的末位加1。例如：X1=+85=(+1010101)2 [X1]补=[X1]原=[X1]反=(01010101)2X2=−85=(−1010101)2 [X2]补=[X2]反+1=(10101011)20的补码只有一种表达方式：[+0]补=(00000000)2=[−0]补而(10000000)2则用来表示−128的补码。因此，8位机器数的补码用十进制表示为−128～127。【课堂练习】【教师】请学生根据教师讲解及教材例题，练习原码、反码和补码的表达方式【学生】思考、、讨论练习【教师】对学生进行指导【学生】聆听、思考、理解、记忆任务实施【教师】组织学生开展“使用Windows计算器进行数制转换”活动，讲述任务要求和实施步骤Windows10操作系统自带的“计算器”应用软件功能十分强大，它不仅可以实现常规的计算器功能，还支持数制转换、日期计算、汇率换算、体积换算、存储单位换算等。步骤1启动并登录一台安装有Windows10操作系统的计算机。步骤2按“Windows+S”组合键，在展开的搜索栏中输入“计算器”并按“Enter”键，打开“计算器”程序窗口。步骤3单击窗口左上方的“打开导航”按钮，在展开的列表中选择“程序员”选项，进入数制转换窗口。步骤4选择二进制类型“BIN”，然后输入二进制数10100100，即可看到程序自动将该二进制数转换为其他数制相应的值。步骤5参考步骤4的操作，选择其他数制类型进行转换。请学生参考以上步骤，根据前面学习的知识将下方的一组数字分别转换为其他数制（二、八、十、十六进制）的数字，然后使用“计算器”应用软件验证自己的计算结果。(10101111)2 (107)8 (255)10 (4F2)16【学生】聆听、操作、计算、验证结果【教师】对学生进行个别指导课堂小结【教师】简要总结本节课的要点信息与数据概述常用数制及其转换计算机与二进制【学生】总结回顾知识点作业布置【教师】布置课后作业（1）完善项目总结中的思维导图（2）完成项目考核中的相关习题【学生】完成课后任务教学反思

课题了解计算机中信息的存储与编码课时2课时（90min）教学目标知识目标：（1）理解数据在计算机中的存储方法（2）了解计算机中字符和汉字的编码能力目标：能进行不同数据存储单位之间的换算+素质目标：培养一丝不苟、精益求精的工作作风教学重难点教学重点：数据在计算机中的存储方法教学难点：进行不同数据存储单位之间的换算教学方法讲授法、问答法、讨论法、案例分析法、练习法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学过程主要教学内容及步骤课前任务【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学查找资料，了解计算机中信息的存储转换的相关知识【学生】完成课前任务考勤【教师】使用APP进行签到【学生】按照老师要求签到案例导入【教师】讲述“任务准备”中的案例（详见教材），并让学生思考以下问题：（1）MB、GB是什么？它们之间的换算关系是什么？（2）什么是信息编码？它的原理是什么？【学生】聆听、思考、回答传授新知【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解计算机中信息的存储与编码的相关知识计算机信息存储【课堂提问】【教师】请学生扫描二维码观看视频“计算机信息存储”（详见教材），随机邀请学生回答以下问题：计算机的信息存储有哪些基本单位？【学生】观看、思考、回答【教师】总结学生的回答“位”和“字节”是计算机中信息的基本存储单位。（1）位。在计算机中，称1个二进制数0或1为1比特（bit）或1位，单位符号为b。位是计算机中信息存储的最小单位。（2）字节。在计算机中，称8比特（位）为1字节（byte），单位符号为B。字节是计算机进行数据处理和存储的基本单位。以字节为基础，国际上目前存在两套通用的信息存储单位标准体系。（1）国际单位制标准。国际单位制标准是各硬件厂商广泛使用的信息存储单位标准体系，其中常用的存储单位包括千字节（kilobyte,KB）、兆字节（megabyte,MB）、吉字节（gigabyte,GB）和太字节（terabyte,TB）等，它们之间的换算关系如下：1KB=103B=1000B 1MB=103KB=1000KB1GB=103MB=1000MB 1TB=103GB=1000GB（2）IEC标准。IEC标准是国际电工委员会（IEC）基于字节制定的信息存储单位标准体系，其中常用的存储单位包括KiB（kibibyte）、MiB（mebibyte）、GiB（gibibyte）和TiB（tebibyte）等，它们之间的换算关系如下：1KiB=210B=1024B 1MiB=210KiB=1024KiB1GiB=210MiB=1024MiB 1TiB=210GiB=1024GiB目前，国际单位制标准与IEC标准规定的存储单位存在混用现象，即KiB/MiB/GiB/TiB也常写作KB/MB/GB/TB。二、计算机信息编码1．字符编码字符编码是指对数字、英文字母和“+”“&”“%”等符号的编码。目前，较常用的字符编码标准包括ASCII码和BCD码。（1）ASCII码。【教师】多媒体展示标准ASCII码表格，讲解新知ASCII码全称“信息交换标准代码”，是目前计算机上使用最广泛的字符编码标准之一。根据收录字符数量的不同，ASCII码又分为七位ASCII码和八位ASCII码两种。其中，七位ASCII码含128个二进制数，它们分别与128个国际通用的标准字符一一对应，故七位ASCII码也称“标准ASCII码”。高3位非打印控制字符打印字符（DEL除外）低4位000001010011100101110111十进制

码值控制字符代码十进制

码值控制字符代码十进制

码值字符十进制

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码值字符十进制

码值字符00000NUL16DLE32SP48064@80P96`112p00011SOH17DC133!49165A81Q97a113q00102STX18DC234"50266B82R98b114r00113ETX19DC335#51367C83S99c115s01004EOT20DC436$52468D84T100d116t01015ENQ21NAK37%53569E85U101e117u……(表格剩余内容详见教材)【高手点拨】【教师】组织学生阅读相关材料，了解ASCII码的相关知识在计算机中，通常使用1个字节（8位）存储1个ASCII码值，但1个ASCII码值只有7位（每个字符对应一个7位的二进制代码），所以用1个字节的低7位表示字符编码，最高位补0以凑够8位。在表2-3中，十进制码值为0～31、127的33个字符称为“通用控制字符”或“非打印控制字符”，如CR（回车）、DEL（删除）、BS（退格）等；十进制码值为32～126的95个字符称为“可见字符”或“打印字符”，主要包括空格（SP）、标点符号、运算符号、特殊符号、阿拉伯数字0～9、26个大写英文字母A～Z、26个小写英文字母a～z。【学生】阅读、思考、理解（2）BCD码。【教师】演示并讲解BCD码的使用方法在日常生活中，人们使用最多的是十进制数，但是计算机中使用的是二进制数，所以经常要用到二进制数和十进制数间的转换。如果用4位二进制码的组合来表示1位十进制数，那么按照这种方法就可以对任意十进制数进行编码。这种二进制编码的十进制数称为“BCD码”。其中最常用的是8421BCD码，即从高到低4位二进制数的权值分别是8、4、2、1。2．汉字编码为了使计算机能够处理汉字信息，就需要对汉字进行编码。与字符编码相比，汉字编码的流程更为复杂。一般来说，计算机处理汉字时需要借助一系列汉字编码，具体包括汉字外码、汉字交换码、机内码和汉字字形码等。（1）汉字外码。汉字外码也称“汉字输入码”，是用键盘将汉字输入到计算机中的编码方式。目前，常用的汉字输入码有拼音码、五笔字型码、自然码、表形码、认知码、区位码和电报码等。【高手点拨】【教师】组织学生阅读相关材料，了解汉字输入码的相关知识一种好的汉字输入码应具有编码规则简单、易学好记、操作方便、重码率低、输入速度快等优点。【学生】阅读、思考、理解（2）汉字交换码。汉字交换码是汉字信息处理系统或通信系统间进行汉字信息交换时使用的编码。目前，最常用的汉字交换码是国家标准《信息交换用汉字编码字符集基本集》（GB/T2312—1980）中规定的交换码，也称“国标码”，其中收集了682个常用图形符号和6763个汉字，所有字符和汉字均用1个4位十六进制数表示。【提示】【教师】组织学生阅读相关材料，了解国标码中汉字的相关知识国标码中的汉字分为两级：第一级包括常用汉字3755个，按拼音排序；第二级包括一般汉字3008个，按部首排序。《信息交换用汉字编码字符集基本集》规定，所有国标码规定的汉字和符号组成一个94×94的矩阵，该矩阵中的每一行称为一个“区”，每一列称为一个“位”。……(详见教材)【学生】阅读、思考、理解【拓展阅读】【教师】组织学生阅读相关材料，了解中文字符编码的技术规范指导性文件和国家标准的相关知识《信息交换用汉字编码字符集基本集》中编码的汉字已可满足日常生活中绝大多数的汉字使用需求。然而，技术在不断进步，新的需求也在随之产生。为此，我国后续又在《信息交换用汉字编码字符集基本集》的基础上发布了一系列中文字符编码的技术规范指导性文件和国家标准，如《汉字内码扩展规范》（即“GBK”）、《信息技术中文编码字符集》（GB18030—2022）等。【学生】阅读、思考、理解（3）汉字机内码。【课堂提问】【教师】随机邀请学生回答以下问题：汉字外码和汉字机内码有什么区别？【学生】思考、回答【教师】总结学生的回答汉字机内码简称“内码”，是指在计算机内部存储、处理和传输汉字的汉字编码。向计算机中输入的汉字必须转换为机内码方可进行处理和传输。目前通用的汉字机内码由国标码演化而来，也为4位十六进制数形式。【提示】【教师】组织学生阅读相关材料，了解国标码中汉字的相关知识区位码和国标码之间的换算关系：国标码=区位码+(2020)16。机内码和国标码之间的换算关系：机内码=国标码+(8080)16。……（详见教材）【学生】阅读、思考、理解（4）汉字字形码。汉字字形码是汉字的输出码。计算机输出汉字时采用图形方式，无论汉字的笔画是多是少，计算机都可以将其显示在标准化的点阵中。例如，目前常用的汉字点阵规格为16×16，点阵中的每个点均占1比特的存储空间，由此可知，使用该点阵规格的汉字字形码每个需占用256b或32B的存储空间。【高手点拨】【教师】组织学生阅读相关材料，了解几种汉字编码的区别为方便汉字输入而形成的汉字编码是汉字外码（输入码），汉字外码因编码方式而异。为在计算机内表示汉字而统一的编码方式所形成的汉字编码是汉字交换码（国标码），但计算机不能直接将国标码作为汉字在计算机中的表现形式，因为会和早已通用的ASCII码冲突（导致乱码），所以又产生了汉字机内码，汉字机内码是唯一的。……(详见教材)【学生】阅读、思考、理解【课堂练习】【教师】请学生根据教师讲解及教材例题，练习汉字编码的多种方式【学生】思考、讨论、练习【教师】对学生进行指导【学生】聆听、思考、理解、记忆任务实施【教师】组织学生开展“使用Windows计算器进行存储单位换算”活动，讲述任务要求和实施步骤步骤1参照前面的方法，在Windows10操作系统中打开“计算器”应用软件。步骤2单击窗口左上方的“打开导航”按钮，在展开的列表中向下拖动滚动条，选择“数据”选项，进入存储单位换算窗口。步骤3单击“GB”下拉按钮，展开“存储单位”下拉列表，选择“MiB”选项，然后单击“MB”下拉按钮，在展开的下拉列表中选择“GiB”选项。步骤4单击“MiB”上方的数字“0”并输入数值（如“360”），即可看到程序自动将其换算为“GiB”存储单位所对应的值。此外，在换算结果下方还会列出更多换算结果。【学生】按照步骤进行操作【教师】对学生进行个别指导项目实训【教师】组织学生分组开展以下活动，讲述活动内容（1）请仔细阅读表2-4（详见教材），然后根据表中描述，为下列不同的应用场景选用合适的存储设备。①班长想把班级元旦晚会录制的视频复制多份，发给全班人做纪念。②小明想把班里电脑上的期末练习题复制下来，去打印店打印纸质版。③小李经常携带数码相机外出拍摄高清风景照片和视频。……（详见教材）（2）将为各场景选择的存储设备及理由记录在表2-5中（详见教材）。（3）各组轮流进行分享交流。【学生】思考、讨论、填表、分享【教师】评价各组的表现课堂小结【教师】简要总结本节课的要点计算机信息存储计算机信息编码：字符编码、汉字编码【学生】总结回顾知识点作业布置【教师】布置课后作业（1）完善项目总结中的思维导图（2）完成项目考核中的相关习题【学生】完成课后任务教学反思

课题认识计算机硬件系统课时2课时（90min）教学目标知识目标：（1）了解计算机系统的组成与工作原理（2）熟悉计算机硬件系统的组成与主要技术指标能力目标：能够正确识别计算机主机的内外部结构素质目标：增强集体荣誉感和责任感，树立爱岗敬业、乐于奉献的职业价值观教学重难点教学重点：计算机系统的组成与工作原理教学难点：计算机硬件系统的组成与主要技术指标教学方法讲授法、问答法、讨论法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学过程主要教学内容及步骤课前任务【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学查找资料，了解计算机硬件系统的组成及主要技术指标等相关知识【学生】完成课前任务考勤【教师】使用APP进行签到【学生】按照老师要求签到任务