第11课编码助力计算机识别数据 教学设计

《第11课 编码助力计算机识别数据》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三单元第2课。本节课分为三个活动：“识别数字数据”“识别文字数据”“识别图形数据”。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、了解进制的概念，学会十进制与二进制的相互转换。（信息意识、数字化学习与创新、计算思维） 2、了解文字是如何转换成计算机能看懂的二进制数据的。（信息意识、信息社会责任、数字化学习与创新、计算思维） 3、了解计算机是如何读取条形码图片数据的。（信息意识、计算思维） 教学重难点 教学重点： 1、了解进制的概念，学会十进制与二进制的相互转换。 2、了解文字是如何转换成计算机能看懂的二进制数据的。 设计原因：了解编码助力计算机识别数据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： 了解计算机是如何读取条形码图片数据的。 设计原因：计算机读取条形码图片数据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： 日常生活和学习中的数据,经编码后再使用就变得非常简单和便利了。如果可以使用计算机进行数据识别,那就能又快又好地发挥数据的作用。编码是如何让计算机识别数字、字母和文字数据的呢?这节课就让我们一起来学习. 抛砖引玉： 计算机的世界中,它能懂的只有两个数据0和1(二进制),但是生活中我们交流时更多是通过其他字符数据进行的,那计算机是怎样读懂这些数据的呢?又是怎样理解数据的含义的呢?这节课就让我们一起来学习常见类型的数据是如何编码成计算机可以识别的信息 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： 激发学生对编码助力计算机识别数据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：识别数字数据 进制也就是进位计数制,是人为定义的带进位的计数方法。对于任何一种N进制,就表示每一位上的数运算时都是逢N进1。人类使用十进制(例如0、1、2、……、9),计算机使用二进制(0和1),常见的还有八进制、十六进制等,常见数字的不同进制对照表见表11-1。日常生活中,人们最常见熟悉的数字数据是十进制,下面让我们一起来学习十进制与二进制之间的转换吧。 1.十进制转二进制 十进制转二进制采用的方法是“除2求余法”,即每次将整数部分除以2,记录余数,而商继续除以2,再次记录余数,这个步骤一直持续下去,直到商为0为止,最后读数时候,从最后一个余数读起，一直到最前面的一个余数。 如图 11-1,将十进制数字“15”转换为二进制。首先将15 除以2,商为7.,余数为1,记录第一个余数:再将上一步计算的商7除以2,新的商为3,余数为1,记录第二个余数:再将商3除以2,商为1,余数为1,记录第三个余数;将商1除以2,商为0,余数为1,记录第四个余数:当商为0时,计算结束从最后一个余数开始向第一个余数读数,读数为“1111”,则十进制“15”对应计算机能够识别的二进制编码为“1111”。你学会了吗? 图11-1 十进制转二进制示例 2.二进制转十进制 计算机可以直接识别的二进制,人类使用起来其实是不方便的,所以我们还要学会将二进制转为十进制的方法。具体操作是,将二进制的第一位乘以2后的积加上编码的第二位:再将得到的结果乘以2后的积加上编码的第三位:再将得到的结果乘以2后的积加上编码的第四位,以此类推，直到某一个乘积加上二进制编码的最后一位,则计算结束,所得的结果便是此二进制编码对应的十进制数字。 如图11-2,现在有一个二进制编码为“1110”，将二进制的第一位乘以2的积加上编码的第二位,便是1x2+1=3:再将得到的结果乘以2的积加上编码的第三位,便是3x2+1=7:再将得到的结果乘以2的积加上编码的第四位也就是最后一位,便是7x2+0=14,计算结束,最后的结果为“14”那么“14”就是二进制编码“1110”对应的十进制数字。你学会了吗? 图11-2二进制转十进制示例 活动2：识别文字数据 文字是我们日常生活中使用最多的一种编码方式，若要让计算机也能识别文字数据,就必须将文字符号也转换成计算机能识别的二进制编码，以便文本能够在计算机中存储和通过通信网络传递。 目前对现代英语和其他西欧语言,计算机常常使用的是 ASCII码(美国信息交换标准代码)是一种使用7个或8个二进制位进行编码的方案，最多可以给256个字符(包括字母、数字、标点符号及其他符号)分配对应的ASCII码。例如大写字母“A”对应的二进制编码为“01000001”,小写字