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1

项目主题：探究计算机中的数据表示——认识数据编码 【课题】 高一年级 必修一《数据与计算》 题目：1.2 探究计算机中的数据表示——认识数据编码 【课程标准内容要求】 1.1在具体感知数据与信息的基础上，知道数据编码的基本方式。 1.2 针对具体学习任务，体验数字化学习过程，感受利用数字化工具和资源的优势。 【学科核心素养】 信息意识：能够按照一定需求主动获取信息。针对特定的信息问题，能主动地比较不同的信息源，确定合适的信息获取策略。 计算思维：针对给定的简单任务，能够明确需要解决的关键问题，并根据需求选择适当的工具。能够提取问题的基本特征，并找到解决方案，如猜星座这一游戏，需要学生认识到其原理就是数值的编码，二进制的转换。 数字化学习与创新：在利用信息技术支持学习的过程中，认识到网络和相关资源的教育优势。能够利用简单的数字化工具，完成课程任务，如利用画图工具探究影响图片质量、大小的因素。 信息社会责任：认识信息技术发展对社会进步和人们生活带来的影响，通过举例生活中的编码让学生联系实际，体会编码的意义。 【教学目标】 1、 知识与技能：能够熟练进行进制的转换，了解文本数据的编码方式，理解声音和图像数字化的基本过程。 2、 过程与方法：通过探究活动，掌握进制转换的基本方法，体验影响图像数字化与声音数字化的因素。 3、 情感态度与价值观：了解数字化的意义与作用，感受数字技术对生活的影响、数字化工具的优势。 【教材分析】 《认识数据编码》是必修一《数据与计算》第一单元项目二的内容，本节内容包括数值数据、文本数据的编码，声音与图像的数字化，并且数值数据中的二进制转换与后面几个小节内容紧密联系，通过本节的整体学习让学生在理解数据编码的基本方式的基础上，了解数字化的意义与作用，感受数字技术对生活的影响。 【学情分析】 本节课的教学对象主要为高一学生，此时学生已经具备了一定的计算机基础，并且在生活中接触较多图片、声音相关内容，积累了一定的学习经验。学生已经具备积极思考和在讨论中发现问题、分析问题和解决问题的能力。虽然学生对数据编码的概念不清楚，但是学生此时正处于对未知充满好奇的年龄阶段，因此在有一定兴趣驱使下，学生能够更好的把握本节课的内容。 【教学重、难点分析】 重点：数制的转换；数值、文本、声音、图像的编码方式。 难点：进制的相互转换；声音数字化与图像数字化的原理。 【教学过程设计】 平台链接 https://umu.cn/course/?groupId=6116919&sKey=bc1dd1cd3433030ef32b4a8cacacb0cb 教学环节 教学活动 设计意图 游戏导入 展示魔术表演——读心术。学生心里选择一个数，教师通过4张牌面，询问每张牌面是否有其选择的数。 通过游戏导入，吸引学生兴趣 游戏揭秘 1、 学生自主观看学习资料，学习二进制与十进制的转换，并完成对应的习题检测。 2、 教师根据学生情况，讲解进制转换的方法及习题。 3、 根据所学进制转换内容，引导学生观察牌面的规律。 十进制——二进制——牌面分布 4、 编码的概念讲解。 5、 游戏升级检测：将牌面由数字换成星座 星座图像——十进制——二进制——牌面分布 6、 生活中的编码：身份证、邮政编码、车牌号等 先自主思考后讲解，并且结合实际游戏，加深学生对知识的理解。 游戏升级让学生拓展思维。 生活中的编码举例让学生联系实际，体会编码的意义 自主探究（一） 1、 除了数字编码，生活中还有哪些类型的编码？ 观看视频（密码暗号） 2、 根据所学的二进制转换，给出自己的暗号（hello），让学生猜测。引出国际编码标准ASCII码（字母——十进制——二进制） 3、 由英文编码提出汉字如何进行编码？学生自主学习文本数据编码内容，并思考讨论：一个汉字的编码为什么要用2个字节表示？ 4、 思考：为什么要将各类信息转换为二进制的形式？（编码的意义） 通过学生自主探究与思考，了解编码的意义与存储容量单位的转换 新知剖析 图像编码 1、 数值、文本可以通过十进制编码转二进制，那么声音、图像如何存储在计算机中呢？ 2、 创设情境：用微信发图片给朋友，没有点击发送原图，结果发过去的图片不够清晰。为什么有的图片会不清晰呢？为什么有的图片占用空间大？这和什么因素有关呢？引出图像数字化。 3、 放大图片，展示图片的像素，讲解采样以及分辨率的概念。 4、 探究活动一：学生按要求修改图片的分辨率，观察图片的变化，理解采样过程及分辨率对图像的影响。 5、 探究活动二：将图片分别另存为“24位位图”、“256色位图”、“16色位图”以及“单色位图”，理解图像数字化中的量化，体验不同颜色深度的变化及存储容量的关系。 6、 讲解编码的概念以及不同格式的