第8课数据校验 教学设计

《第8课 数据校验》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二单元第3课。本节课分为两个活动：“奇偶校验法”“CRC 循环冗余校验”。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、了解奇偶校验法的概念，学会使用奇偶校验法。（信息意识） 2、了解CRC 循环冗余校验，学会使用CRC 循环冗余校验法。（信息意识、信息社会责任、数字化学习与创新） 3、了解数据校验的概念及其过程。（信息意识、计算思维） 教学重难点 教学重点： 1、了解奇偶校验法的概念，学会使用奇偶校验法。 2、了解CRC 循环冗余校验，学会使用CRC 循环冗余校验法。 设计原因：学会使用两种校验法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： 了解数据校验的概念及其过程。 设计原因：数据校验的概念及其过程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： 在上节课的学习中,我们学会了信息数字化，了解了信息在存储和传输过程中的编码和解码过程。如果信息在传输过程中被干扰了，接收端能发现吗?是怎么发现的呢?这节课就让我们一起来探索学习。 某天，小蓝同学通过邮件给小红同学发送了一封重要的邮件，其中邮件的一部分字符为“ABC”,经过编码器编码得到二进制串为“010000010100001001000011”的三个数据块后送入信道发送。由于信道遭受到干扰最后一个“1”变成了“0”,所以接收端收到的二进制串为“010000010100001001000010”,经过解码器得到的字符为“ABB”于是邮件的内容变得不准确,已经不能表达发送者原有的意图。遇到这样的问题你有办法解决吗? 提问： 如果在发送过程中二进制串少了一个字符,传输的信息也会发生变化吗?请你动手试一试。 回答： 原来数据在传输过程中,会受到各种千扰的影响,例如强磁场、损耗和人为干扰等,这些干扰会让数据发生变化、丢失等差错,为了能够控制传输过程中的差错,系统通常会采取有效措施来控制差错。控制差错的过程称为数据校验,是保证数据完整性的一种验证操作。 数据校验通常用一种指定的算法对原始数据计算出一个校验值，接收方用同样的算法计算一次校验值,如果两次计算得到的检验值相同，则说明数据是完整的。 请你观察下面的例子,体会数据校验的过程。 小蓝要发送的信息是一个水果。用榨汁机榨汁后，可以得到一杯西瓜汁。于是小蓝把水果、榨汁机和果汁都通过快递寄给小红，小红收到以后不知道水果有没有被调包,于是再次将水果放进相同的榨汁机，如果果汁也是西瓜汁,那么说明水果没有被更换,如果变成了其他的果汁,说明水果已经不是原来发送前的水果,出现了差错。 数据校验的原理和上面的例子是一样的。 原始数据相当于小蓝发送的水果,指定的算法相当于榨汁机,第一个校验值相当于小蓝榨出来的果汁小红收到的水果相当于接收方收到的数据，同样的算法是指相同的榨汁机第二个校验值相当于小红榨出来的果汁。如果两个校验值相同，说明数据完整,如果两个校验值不同,说明传输过程中发生了差错. 抛砖引玉： 数据校验的目的和意义是为了保证数据的完整性，发挥数据的最大作用,常见的数据校验方法有哪些呢?让我们一起来学习。 学生听教师引导生活中的案例,学生讨论，回答提问 实践探究 请你上网收集资料,尝试使用生活中的例子说明数据校验的过程，并思考数据校验的目的和意义。 设计意图： 激发学生对数据校验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：奇偶校验法 奇偶校验法常用于识别数据是否发生了错误传输，发现错误传输时可以启动校正措施或者舍弃错误的数据,要求发送端重新传输正确的数据块。奇偶校验法又可分为奇校验和偶校验。 这种方法的原理是:假如是奇校验,在每8个二进制位后增加一位二进制位,即校验位。如果前8个字符中“1”的个数是奇数,则校验位上是“0”如果前8个字符中“1”的个数是偶数,则校验位上是“1”;假如是偶校验,如果前8个字符中“1”的个数是奇数,则校验位上是“1”,如果前8个字符中“1”的个数是偶数,则校验位上是“0”。 数据在发送之前,收发双方就会确定采用奇校验还是偶校验，以保证发送端和接收端采用相同的校验方法进行数据校验。发送端进行字符个数计算后,在对应的校验位上编码，接收端接收到编码时，使用相同的编码规则计算校验位编码,如果编码相同,则说明传输无差错,如果不相同,则说明传输出错。 例如:上面小蓝给小红发送的邮件的重要部分字符二进制编码为“0100