教科版 高一信息技术 必修1 第三单元 3.1 数据编码 素材 (8份打包)

3.1 数据编码 （一）项目目标分析 【项目名称】智能公交系统中的数据采集 【项目目标】通过该项目，我们可以进一步认识生活中存在不同类型的数据，了解数据采集和编码的一般方法，理解其基本原理，为应用数据解决问题打基础。 （二）项目内容分析 本项目包含“任务一认识智能公交系统中的数据”和“任务二查看存储在计算机中的数据”两个任务。任务一包含两个活动：“活动1办理市民卡”，“活动2将语音模拟数据转换为数字数据”。任务二包含两个活动：“活动1卡片组合游戏”，“活动2查看数据的编码”。 任务一是让学生通过“活动1”，亲身体验数据的表现形式：文本、数值、声音、图像、视频等，善于总结各种不同形式的数据的采集的基本工具和方法；通过“活动2”，以声音为例，认识到将模拟数据转换为数字数据的基本思维和实现方法。两个活动相互关联，前者主要是对数据的表现形式建立感性认识，后者是对模拟数据进入计算机时必须进行数字化采集的理性认识。建议任务一安排1课时。 任务二有两个重要内容：一是通过“活动1”游戏，认识二进制，进而由二进制和十进制扩展到十六进制乃至任意进制，归纳总结任意进制系统的共有特征，并能将任意两种进制进行相互转换。二是通过“活动2”，使用Python语言工具，查看字符的ASCII码和Unicode码，引导学生了解字符的编码，加深体验和认识。建议任务二安排1课时。 通过两个任务的学习，使学生能了解各类数据采集的基本方法，能够解释文本、音频等数据的编码原理，理解数据编码的意义和作用。 （三）项目教学建议 计算机是处理数据的工具，尽管所有数据在计算机中都是以二进制的形式表示的，但不同类型的数据所表达的意义不一样，编码方式不一样，因此处理方式也不一样。我们常见的数据的表现形式有数值型、文本型、图像、声音、视频等，本节重点讲解了声音的数字化，文本编码，介绍了二进制及二、十、十六进制之间的转换。 数据编码是数据后续处理的基础。可以让学生借助于某些软件工具，充分了解不同的编码方式：如声音有wav格式，mp3格式等，图像有bmp格式，jpg(jpeg)格式，gif格式等，由于编码（含压缩）方式不同，文件大小不同，表达效果也不一样。再如汉字有区位码、国标码、机内码、Unicode码、输入码、字形码等等， 讲清楚这些“编码”之间的联系和区别，让学生触类旁通，融会贯通，激发他们的学习兴趣。 项目教学法主张先练后讲，先学后教，强调学生的自主学习，主动参与，从尝试入手，从练习开始，调动学生学习的主动性、创造性、积极性等，学生唱“主角”，而老师转为“配角”，实现教师角色的换位，有利于加强对学生自学能力、创新能力的培养。 对于实践性强的项目或活动，要让每个学生充分参与、全程参与、深度参与，在体验、经验的基础上领悟、归纳、总结；对于理论性较强的项目或活动，要充分铺垫、诱导、启发、示范、练习，课前学生作好预习，带着问题预习，教师充分准备各种情境下的教学预案，以及教学支架性材料，讲解时以例释理，避免直接灌输结论，更不要让学生机械背诵结论。 $$设计灯语传送信息 活动： 设计灯语传送信息 活动描述： 设计一套自己的灯语，用“密码”传送信息。 （1）两人一组，一人控制手电筒开关，按照灯语发送一组字母或数字，另一人观察手电筒发出的光信号，记录数据，并使用灯语译出这组字母或数字； （2）双方核对信息，多次重复实验； （3）通过分析实验数据，总结该方法传递信息的利弊，提出自己的灯语方法（建议考虑如何传递中文信息）； （4）针对自己的灯语方案，编写程序，实现明文、摩尔斯码、二进制灯语码之间相互“翻译”。 1.选题理由 灯语是一种通信手段，用灯光明暗的时间和间歇时间不同表示不同的信号来传递信息。灯语通信需要双方事先约定明暗表达方式，这就是灯语编码。本案例从灯语传递信息的活动出发，让学生设计并通过计算机程序实现灯语编码和解码的自动化，从而学习“根据实际需求，设计方案并用计算机解决问题”的方法。 2.操作建议 本活动为学生提供了一个了解灯语的场景：通过两人使用灯语传送和翻译信息，了解人工传送与接收灯语信息的不足，激发学生用计算机解决问题的欲望。 考虑到让学生完全自主地设计灯语编码方案有相当难度，先介绍目前国际上流行的灯语编码摩尔斯码。 摩尔斯码由两种基本信号和不同的间隔时间组成：短促的点信号“·”，读“滴”(Di)；保持一定时间的长信号“-”，读“嗒”(Da)。时间约定：用1t表示最小单位时长（例如可定为1秒）；滴，时长1t；嗒，时长3t；同一字符内部滴与滴之间，滴与嗒之间，嗒与嗒之间，停顿（灯暗）1t;同一单词的字符结束，灯暗3t;单词结束，灯暗7t；多个停顿同时产生时，不累加，取最大值。 让学生自拟一段明文（假定只含上图中的字符），写出其摩尔斯码；但将摩尔斯码用电筒表示出来还是不方便，为此，可再