从编码到解码（教案）2024-2025学年四年级上册信息技术苏科版

从编码到解码 教 学 设 计 【学科核心素养】 1.能够理解编码和解码的基本概念，通过了解编码和解码的过程，能够意识到信息在计算机中的表示和处理方式，增强对信息的敏感度和理解力。（信息意识） 2.掌握简单的编码和解码方法，运用这些知识来解决实际问题。（计算思维） 3.通过实例分析和实践操作，培养逻辑思维和分析问题的能力。（数字化学习与创新） 4.激发学生对信息处理相关知识的探索兴趣，培养严谨、细心的学习态度。（信息社会责任） 【课标要求】 1.理解编码和解码的基本原理与过程，知道信息存储和传输过程中所必需的编码及解码步骤，初步感知数据编码在现代社会数字化传递中的作用和意义。 2.了解在当前信息社会中，编码和解码是信息存储和传输的必需步骤，也是确保信息能够准确、高效传输的关键。 【教材分析】 本课是四年级上册第四单元《编码传递信息》的第2课，以浅显易懂的方式引导学生认识编码与解码的基本概念及其在日常生活中的应用场景，强调它们是信息存储和传输的必需步骤。通过这节课的学习，学生将能够初步掌握编码与解码的基本知识，感知数据编码在现代社会数字化传递中的作用和意义，并意识到信息科技在当代社会中的广泛影响力。 【学情分析】 本课的教学对象为四年级学生，他们正处于从具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的阶段，对新鲜事物充满好奇，喜欢通过亲身实践和游戏化的方式来探索新知识。依托先前在其他学科中打下的逻辑思维能力，他们能够理解编码中所采用的符号系统和规则，同时也能够顺畅地解读解码后的信息内容。然而，他们对于信息传递的理解主要停留在日常生活的经验层面，对于编码在信息传递中的核心作用、具体表现形式以及现代数字化传输技术，尚未形成系统而深入的认识。 【教学目标】 （1）理解编码和解码的基本原理与过程。 （2）体验信息存储和传输过程中所必需的编码及解码步骤，初步感知数据编码在现代社会数字化传递中的作用和意义。 （3）了解在当前信息社会中，编码和解码是信息存储和传输的必需步骤，也是确保信息能够准确、高效传输的关键。 【教学重难点】 教学重点: 了解编码和解码的基本原理，知道数据编码的作用与意义。 教学难点: 在体验信息的存储和传输时，能够根据定的规则对信息进行编码与解码。 【教学策略】 自主探究、合作学习、教师讲演、问题驱动 【教学环节】 教学课件、学件、学习单、多媒体教室等。 【教学过程】 一、我来做，你来猜 1.师活动：日常生活中，我们经常看见聋哑人用手语来表达信息，猜一猜手语老师的手势，表达什么信息呢？ 2.学生活动：一起看手势、猜意思。 3.师活动：手指指向对方，代表“你”，竖起大拇指代表“好”，连接起来就是：你好！在信息的发送方，将“你好”转变成了手势，这是编码，在信息的接收方，将手势还原成“你好”的过程，这就是解码。今天我们一起来学习《从编码到解码》。（板书：从编码到解码） 【设计意图】通过看手势、猜意思这一互动环节，吸引学生的注意力，能够极大的激发学生的好奇心和探索欲，让学生初步认识编码和解码的基本原理。 2、 生活中的从编码到解码 1.师活动：生活中还有许多从编码到解码的事例，我们一起来看一下。（展示救护车图片） 2.师活动：当我们听到警笛声，就会知道有救护车在执行救护任务，（板书：发送方）在发送方，将执行任务的信息转换成了警笛声，这是编码，（板书：发送方）我们根据警笛声判断，救护车在执行公务，要注意避让，这就是解码 3.师活动：使用手机导航软件，屏幕上红色线条传递什么信息？绿色线条呢？ 4.学生活动：红色代表道路拥堵，绿色代表道路畅通。 5.师活动：信息的发送方将路况信息，用颜色来标识，我们根据线条的颜色，解读路况，这也包含着信息的编码与解码。 6.师活动：回顾信息传递的过程，我们发现了什么？ 7.学生活动：信息在发送端被编码，在接收端进行了解码。（板书：编码 解码） 8.教师活动：编码就是将信息按照编码规则，转换成另外一种形式的过程。解码就是将信息还原成原始信息的过程。小组讨论，说一说生活中还有哪些事例是从编码到解码的吗？ 9.学生活动：思考生活中的“从编码到解码”的事例并分享。 10.出示相关事例：教室的门牌；图书馆里的标识；学校广播里的铃声；商场里的标识；身份证；车牌号； 【设计意图】通过展示班牌、图书馆里的标识等生活中常见的编码及其规则，让学生再次体会从编码到解码的过程，知道要根据编码规则进行解码，从而获取信息，感受编码和解码在信息传递中的重要作用。 3、 计算机中信息的存储和传输 1.师活动：经过刚才的学习，我们感受了编码和解码在日常生活信息传递中的重要作用。其实在计算机存储和传输信息的过程中，也存在“从编码到解码”。接下来，我们一起来探索计算机中信息的传递。 2.师活动：信息时代，我们通过网络和远方的朋友联系。计算机中要使用二进制进行存储和传输信息，也就是通过0和1进行编码。美国人发明了计算机时，发明了一套规则，让字母和二进制代码，建立了一一对应的关系。（出示ASCII码对照表。） 活动一 字符编码我能行 对照ASCII码表，将字符串“Hello”用二进制进行编码。 3.学生活动：根据ASCII表，对字符串进行编码，将结果填入学案。 活动二 编码规则我来寻 4.师活动：互联网时代，汉字如何被计算机识别呢？（观看王选院士的视频） 5.师活动：王选是一位著名的计算机专家。他解决了汉字的计算机信息处理问题，他研发的汉字激光照排系统被公认为是继毕昇发明活字印刷术后中国印刷技术的第二次革命，而王选院士也被称为“当代毕昇”。 6.学生活动：对比“强”字的点阵图和对应的二进制编码，你有什么发现。 7.学生活动：“0”代表白色方格，“1”代表黑色方格 【设计意图】：通过探索计算机对黑白汉字点阵图像编码的规则，模拟计算机进行编码，学生能够更好地理解计算机中的编码过程和原理。 8.师活动：同学们已经理解了计算机是怎样进行编码的，接下来我们来一起模拟计算机进行解码，看看这些编码表达的是什么信息？（板书：编码规则） 活动三 我是解码小能手 1.这是用二进制表示的像素画,每一幅都对应了一个汉字。打开导学案，小组成员之间先说一说我们刚刚发现的编码规则，再进行解码。 要求:请每组根据分配到的二进制表示的字形进行解码，在相应的方格中涂上颜色，看一看这些编码呈现的是什么信息。 2.师活动：每个小组的汇报人说一说，你们解码后得到了什么信息? 科、技、兴、国 3.师活动：我们根据编码规则“0代表白色方格、1代表黑色方格”对这些汉字进行解码，得到了编码中的信息：科技兴国 4.师活动：那我们再来回忆一下刚刚的过程。 解码就是根据编码的规则将编码信息还原为原始信息的过程，它是编码的逆过程。同学们模拟了计算机进行编码和解码，来存储、传递黑白图像，而彩色图像的编码则更加复杂,这一点我们课后再去探索。 【设计意图】：通过模拟计算机来进行解码，获取编码中的信息，让学生意识到解码就是根据编码规则，将编码信息还原为原始信息的过程，是编码的逆过程，明白在数字化传输过程中，编码和解码是信息存储和传输的必需步骤。 活动3：编码优化大挑战 1.师活动：我们对图像进行编码，发现每一行都有11个数字，占用空间较多。为了节省存储空间，我们还可以进行压缩。你能发现其中的规律吗？ 2.学生活动：尝试进行编码。 3.师活动：右侧对应的每一行的数字依次代表0和1的个数，而且每一行的第一个数字都是0的个数，每当切换到下一个数字，便重新计数。请根据你发现的规律，在方格中画出与左侧编码对应的像素画？ 4.学生活动：完成学习单中的任务三 5.师活动：展示学生的还原的的像素画作品，并总结：在信息传输的过程中,可以对数据进行压缩处理，从而节省存储空问、提高传输效率。 【设计意图】：通过对像素画进行编码优化的小活动，让学生发现相邻重复出现的0和1的个数可以用数字来表示，在编码的基础上再进行编码，从而理解在信息传输过程中，还可以对数据进行压缩处理，从而节省存储空间，提高传输效率。 四、科技领域中的“从编码到解码” 1.师活动：在科技领域中，也有很多“从编码到解码的应用”。请大家思考:夜空中，无人机是怎样呈现字形、图案的？ 2.学生活动：尝试分析原因。 3.师生小结：经过分析得出无人机表演时通过亮与不亮两种状态来呈现字形。无人机灯光秀中蕴含了很多编码和解码的过程,这些过程确保了无人机能够精准地按照预定轨迹和灯光效果进行表演，呈现预期的效果。（播放无人机灯光秀视频） 【设计意图】：通过观看无人机灯光秀视频，分析无人机呈现字形、图案的原理，感受编码和解码在科技领域中的重要作用，意识到科技发展对于国家富强的具有重要的意义。 五、总结评价 1.师生总结：师生互动总结本课收获,强调要根据编码规则进行解码，获取其中信息，意识到编码与解码的重要性和应用价值。 2.这节课，你认为自己的表现怎么样，请同学们一起来评价，看看自己能得几颗星。 结束语:送给大家一句话，科技兴，则民族兴;科技强，则国家强。在科技飞速发展的过程中,希望同学们能够勇往直前，不断探索，课后大家可以尝试对自己的姓名进行编码。 【设计意图】：师生互动总结收获，引导学生回顾本节课所学内容，内化认识。通过自我评价，引导学思考自己在课堂上的优点与不足。 【板书设计】 接收方 解码 编码规则 从编码到解码 编码 发送方 学科网（北京）股份有限公司 $$