1.2数据编码 教学设计

《1.2 数据编码》教学设计 一、学科核心素养 1、明确数据编码的含义与价值，初步了解计算机语言与人类语言的区别，分析日常生活实例中的数据特征。（信息意识） 2、了解模拟信号与数字信号的含义及其相互关系，能够分析和比较两者在通信中的优劣。（信息意识） 3、了解文本、图像和声音这三种基础的数据编码方式，熟悉数据编码的基本过程，掌握数据编码文件大小的计算方法。（计算思维） 4、在学习过程中，能够评估常用的数字化工具与资源，根据需要合理选择。（数字化学习与创新） 5、在信息活动中，具有信息安全意识，尊重和保护个人以及他人的隐私。（信息社会责任） 二、课程标准要求 1、在具体感知数据与信息的基础上，描述计算机识别、存储和处理数据的过程，理解数据编码的含义和价值。 2、理论与实践结合，体验计算机编码的过程，进而理解不同类型的数据编码的基本方式。 3、通过对编码文件的大小计算，加深对数据编码的理解。 三、教学内容分析 本节内容是第一章的难点，介绍了文本、图像以及声音的数据编码基本方式。数据是现实世界客观事物的符号记录，而计算机存储的数据是以二进制数进行逻辑运算的结果，区分并描述计算机编码的过程是一个难点，而三种基础的编码方式也相对比较复杂，但又是理解计算机语言的基础，对后面了解机器语言以及学习程序设计有着至关重要的作用。 本节的学习重点是理解计算机对现实世界的数据记录方式、掌握三种媒体的基本的数据编码方式；难点是用自己的语言解释编码过程并计算出编码文件的大小。 四、学情分析 本节课的教学对象是高一年级的学生，在日常学习生活中已经接触和使用着各种形式的数据，大部分学生能熟悉利用各种数字化工具（如：摄像和录像设备、录音设备等）进行数据采集，少数学生还能借助各种数据处理软件编辑数据，但是学生并未深入思考和探究模拟信号数字化的原理，对科学性数据编码的方式也不了解，导致学生缺乏全面系统的认知影响了学生利用数字化工具处理数据的能力。 五、教学目标 1、知识与技能：通过类比现实世界中的编码来了解计算机进行数据编码的原理及含义，理解数据编码的现实意义。 2、过程与方法：了解文本、图像和声音等三种数据编码方式，熟悉数据编码的基本过程，掌握数据编码文件大小的计算方法。 3、情感态度价值观：初步了解计算机语言与人类语言的区别，进一步体会信息技术在生活中的应用和价值，感受数据的魅力。 六、教学重点难点 教学重点：认识数据编码的基本方式；理解计算机进行数据编码的价值。 教学难点：比较模拟信号与数字信号；掌握编码的文件计算方法。 七、教学策略分析 本节课采用：情境导入→激发动机→讲授新课→运用巩固→检查效果的教学法，教学过程中主要呈现为讲授法、实践体验法等。 八、教学资源及环境 1、教学资源：ppt、微课 2、教学环境：多媒体网络教室 九、教学安排 2课时 10、 教学过程 1.2 数据编码（第一课时） 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 教学导入 教师播放电影《风声》片段展示，思考： 1、视频中用什么传递消息？ 2、为什么不使用文字？ 顺利引出“现实世界中的事物现象符号化、数据化”这一概念，告诉学生这一过程就称之为“编码”。激发学生学习热情的同时导入本节课题。 观看电影片段，思考问题 1、激发兴趣，以学生感兴趣的电影情节导入 2、简化数据编码的概念，易于理解 新知教学 —— 模拟信号与数字信号 活动1：观看微课《模拟信号与数字信号》，分析、比较模拟信号与数字信号的特点和异同，并完成表1-2。 思考1：传统有线电话、电台广播电视，是通过什么信号传递信息？ 思考2：现代计算机网络，是通过什么信号传递信息？ 观看微课《模拟信号与数字信号》，分析、比较模拟信号的特点和异同，并在记录表中回答问题。 培养学生的信息意识，独立思考与逻辑归纳能力，了解模拟信号和数字信号。 活动 2（体验信号的数字化实验活动）： 请一位同学上台利用嘀嗒的声音，按照莫尔斯密码发送一组字母（如： SOS），其他同学观察同学发出的声音，记录数据，并使用莫尔斯密码译出这组字母。 讨论 1：还可以用什么方式传递莫尔斯密码？ 讨论 2：莫尔斯码为众人所熟知，在传递过程中信息很容易被截取并破译，如何设计只有你和同伴才能看懂的“密码”，并用“密码”传递信息？ 体验模拟信号的数字化实验活动，记录和分析实验数据，了解数据编码的基本方法和过程，理解数据编码数字化的必要性。 组织实验活动，通过问题引导学生思考，从而了解数据编码数字化的作用。 新知教学 ——数据编码的基本方式 生活中常见的编码： 图片展示生活中常见的编码，解释编码是将“现实世界中的事物现象符号化、数据化”。 解释计算机中存储数据所使用的是二进制数字，因此处理现实的数据就需要经过另一个过程，“将声光信号转换为电信号”、“现实符号转换为二进制数据”，这个过程便称为“数据编码”。 结合生活实际思考举例 了解“编码”的概念和应用，理解“数据编码”的过程。 文字编码： （1）ASCII码 介绍ASCII码，请学生观察课本上的ASCII码表。一问“ASCII码表一共有多少种编码”，二问“8位二进制码可以有256种组合方式”，加深学生ASCII码有8位二进制数却只有128种编码的印象，并解说ASCII码的编码规则中，首位固定为0。 思考： 某公司想为每个员工分配一个唯一的二进制位ID，以便计算机管理。如果有500名员工，则最少需要多少位来表示？如果又增加了200名员工，则是否需要调整位数？如果需要调整，应该调整到多少位合适？ 活动3： 根据ASCII码表，翻译下面数据： 073 032 108 111 118 101 032 080 121 116 104 111 110 033 （2）国标码 介绍国标码时，提出问题：“8位二进制数=1字节，ASCII码是8位二进制数，共1字节。而国标码是4位十六进制数，则它共多少字节呢？”引导学生进行计算，得出“国标码一共有两个字节”，归纳文字编码的类型有单字节码和双字节码。 活动4：通过以下网址查询自己名字对应的国标码（国标码是一个4位十六进制数） https://www.qqxiuzi.cn/bianma/guobiaoma.php （3）统一码 简介统一码 观察、思考并计算，回答问题。对照ASCII码表，翻译数据。 学习、思考并计算，回答问题。复制网址查阅自己名字的国标码。 培养学生的计算思维，独立思考与逻辑归纳能力，理解文字编码的过程。通过体验翻译数据，感受数据的魅力。 通过体验查询国标码，理解进行数据编码的价值。特别是偏僻字的查询，感受国标码的发展与补充。 课堂小结 人类感知的是声光信号，而计算机只能对数字信号进行处理、运算和存储，以二进制数字的形式呈现，计算机的处理方式便是数据编码。这节课主要介绍了模拟信号与数字信号、三大基本编码方式之一的文字编码。 紧跟教师的节奏，回顾课程内容。 回顾课程，巩固知识点。 【板书设计】 数据编码 【教学反思】 《数据编码》是信息技术课程学习中较为经典且而内容较难理解的理论课。 这节课的内容较零碎，涉及到的专有名词较多，需要逐一进行讲解，为此，我在进行教学设计时，不仅将教材内容吃透，还整理了相关的课件、视频素材，通过对教学内容的重新组合、编排带有个人特色的教学顺序，将专有名词的知识点放在最恰当的时间进行讲解，与教学内容紧密结合，选用合适的视频辅助，更好地帮助学生理解数据编码中涉及的计算机专有名词，促进学生对数据编码基本方式的理解；另一方面，我创设特殊情境、模拟人机交互的过程，以人工智能当中的语音转文字过程，让学生感受到数据编码的价值，同时激起学生对数据编码的学习兴趣，有助于教学的开展，教学中以“香农实现声音传输”这一视频来让学生轻松快速地理解模拟信号与数字信号的区别和转换，也是我教学设计中的一个亮点；在教学中，为了更好的体现编码的价值，我以身份证为例，介绍如何给世界上独立的人物个体一个独一无二的标志，从编码的概念逐步深入到数据编码的概念，层层深入，让学生更容易接受。 课程也有些不足的地方，比如一节课的时间较短，由于教学内容较满，授课节奏紧凑，因此课堂上未能给学生更多理解和消化的时间，其次，学生对数制这一数学概念很生疏，在学习数制转换和文件大小的计算上也比较吃力；下次备课可以改为2课时，在数制内容上多留一些时间，并补充一些相关的素材来引导学生感受编码过程。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$