第4课数据编码的目的和意义 教学设计

《第4课 数据编码的目的和意义》教学设计 教学内容分析 本节课是2022年江西科学技术出版社的四年级下册第一单元第4课。本节课分为四个活动：“防止数据泄密”“便于数据管理”“快速定位”“减少存储空间”。学生通过小组合作探究学习逐步掌握本节课的知识点，具备一定的小组合作能力、探究能力、创新能力等，提升信息社会责任，综合提升信息素养。 教学目标及核心素养指向 1、了解数据编码的目的和意义；（信息意识） 2、了解数据编码在防止数据泄密、数据管理、快速定位、缩小存储空间方面编码的运用规则。（信息意识、数字化学习与创新） 3、探究与拓展数据编码在生活中其他的意义。（信息意识、计算思维、信息社会责任） 教学重难点 教学重点： 1、 了解数据编码的目的和意义； 2、 了解数据编码在防止数据泄密、数据管理、快速定位、缩小存储空间方面编码的运用规则。 设计原因：了解编码的目的和意义是本节课的主要内容，知识点的渗透需要作为重点内容。 教学难点： 探究与拓展数据编码在生活中其他的意义。 设计原因：探究与拓展数据编码在生活中其他的意义对学生来说比较困难，所以此部分对学生来说难度较高，应作为难点内容。 教学过程 1、情境导入（3分钟） 教师活动 学生活动 情境引入： 经过前面课程的学习,我们已经知道了编码是什么,了解了生活中常见的编码应用场景。车牌号也是一种编码，大家以车牌号为出发点想一想编码的目的和意义是什么呢?编码对我们的生活有什么帮助呢?这节课就让我们一起来解答这些问题。 学生听教师引导生活中的案例,学生讨论，回答提问 设计意图： 激发学生对数据编码目的和意义的学习兴趣并快速进入学习状态。 2、新知讲授（30分钟） 教师活动 学生活动 活动1：防止数据泄密 同学们在看谍战片的时候，经常会发现情报人员使用如图4-1的电报机发送摩斯密码,接收方再从密码中解析出重要情报。摩斯密码是一种时通时断的信号代码，通过不同的排列顺序来表达不同的英文字母、数字和标点符号。 摩斯密码中的代码包括了五种:短促的点信号、保持一定时间的长信号、表示点信号和长信号之间的停顿、每个词之间中等的停顿、句子之间长的停顿。 图4-1 电报机 摩斯密码的优点： 摩斯密码是编码中的一种,只要通信双方协定了密码本，即使通信内容被他人窃取,也很难破译编码的含义,有效防止了数据信息泄露,保证了数据传输的安全性和保密性。 活动2：便于数据管理 提问：假设你们班有两位同学的名字相同,老师在改作业时，怎么区分谁是谁呢?课堂上请同学回答问题时又如何区分?考试的时候又如何登记分数? 回答：类似的问题都源于一个原因,姓名无法唯一标识一个人,所以需要引入编码的概念,来解决这些问题。给每个同学编码一个学号就是一个不错的方法。 上述示例的学号编码,在一个班级范围内,可以唯一标识一名学生,让老师在改作业、点名和登记分数时不会产生冲突,让数据管理更加有序。 活动3：快速定位 对编码规则熟悉的工作人员可以根据编码与信息之间的对应关系，快速定位文件或者其他物体的位置。 档案馆每天都有大量的材料需要整理归档和取用读档,如图4-2.每次都需要工作人员从档案室的众多文件架上查找特定的档案,那么工作人员是怎么快速完成查找的呢?原来,每个档案在归档的时候都被贴了一个特殊的编码,例如在2021年5月20日那天存的第34份档案放在A文件架的第4列的第2排，存放信息就可编码为“20210520-034-A42”再辅以其他的信息就可完成档案的编码。当需要查找时，工作人员只要看到编码，就可以立马找到正确的位置提取相应的档案。 图4-2 文件架 活动4：减少存储空间 我们可以将复杂的信息编码成数据量更小的代码来表示,这样就减少了信息存储的空间,在计算机互联网时代,可以使用小小的硬盘存取大量的数据和信息。 想象现在有几个立体书柜需要运到较远的地方，车辆的空间一次只能运输一个立体书柜,请问你有什么办法可以高效解决运输问题呢?假设我们都有书柜的说明书,我按照说明书的步骤将所有的立体书柜拆解成几块木板,然后将木板装车,向你的位置运输。你接收之后，再按照说明书上相同的办法将木板组装成立体书柜,就可以达到完成运输的目的。 编码和解码的过程就是这样的,说明书代表编码规则，拆解代表编码组装代表解码。由此可见,编码和解码是有规则的,在计算机中也可以按照一定的规则对信息编码和解码。利用这个道理我们可以压缩文件的存储空间,达到高效存储的目的。 学生通过教师的讲解，以小组合作的方式，开展探讨交流，完成任务 活动1：防止数据泄密 实践探究 请你上网查阅摩斯密码的相关资料，并在下方记录生活中常见字符的摩斯密码符号,尝试将你的生日用摩斯密码符号表示。 活动2：便于数据管理 思考与讨论 请你思考,两位数或者三位数就可以解决一个班