第15课 图像编码传递游戏（教案）2025-2026学年四年级上册信息科技河北大学版

该小学信息科技教学设计聚焦图像编码传递原理，从生活中手机传图等场景切入，引导学生认识数字信息需编码为二进制传递，通过图案编码、校验纠错的阶梯式活动，搭建从具体实践到抽象原理的学习支架。 特色在于以项目式实践为主线，小组合作完成图案设计、跨组编码传递等任务，落实信息意识、计算思维与数字化学习与创新素养。通过行列校验定位错误等直观演示，助学生建立流程化思维，为教师提供重难点突破的清晰路径。

《第15课 图像编码传递游戏》教学设计 教学内容分析 本课选自2025年河北大学出版社四年级上册信息科技教材第4单元“数字世界中的编码秩序”的第15课《图像编码传递游戏》。 本单元以“编码秩序”为核心主题，本课作为单元关键内容，承接了数字信息基础认知，聚焦图像编码与传递的实践应用。教材通过情境导入、活动探究、拓展延伸的逻辑结构，从图案的编码与传递入手，逐步深入到校验码的使用及编码纠错，将抽象的编码原理转化为具象的实践活动，贴合2022版新课标中“在真实情境中开展项目式学习”的要求，旨在帮助学生理解数字信息传递的基本规律与保障机制。 学情分析 四年级学生处于小学中高年级阶段，具备以下特点：在生活经验上，普遍接触过手机传图、视频通话等数字信息传递场景，对“发送图片”这一行为有直观认知，但对背后的编码原理毫无了解；在知识基础上，已初步掌握二进制的基本概念，具备简单的逻辑思考能力，但对“编码-解码”“校验-纠错”等流程化思维较为陌生；在学习能力上，好奇心强，喜欢动手实践与小组合作，但抽象思维发展尚不完善，需要通过具象化的游戏与活动化解知识难点。 教学目标及核心素养指向 1.通过分析生活中图像传递的场景，认识到数字信息需经编码转化为二进制形式才能传递，理解编码规则在信息传递中的核心作用，形成对数字信息传递过程的基本认知。（信息意识） 2.在图案编码、传递、校验的实践中，初步建立“编码-解码”的流程化思维，掌握校验位的设计逻辑与简单的纠错方法，能运用逻辑分析判断信息传递中的错误位置。（信息意识、计算思维） 3.通过小组合作完成图案设计、编码规则制定、跨组传递挑战等任务，学会运用编码规则实现信息的有效传递与还原，初步形成基于规则解决信息传递问题的创新意识。（数字化学习与创新） 4.在信息传递错误的体验中，认识到信息准确性的重要性，理解校验与纠错机制对保障信息安全的意义，树立严谨的信息传递态度。（信息社会责任） 教学重难点 教学重点： 图案的编码与解码过程，校验码保障信息传输准确性的基本原理。 教学难点： 编码纠错的实现方法，理解行列校验位结合定位错误的逻辑。 重难点设计原因： 图案的编码与解码是理解数字信息传递的基础，是连接生活经验与抽象编码原理的桥梁；校验码则是解决“信息传递错误”问题的核心方法，直接回应了本课“保障信息准确传递”的核心目标，且二者均为后续学习复杂编码技术的前提，故确定为重点。 纠错涉及“行校验”“列校验”的双重逻辑，需要学生结合多维度信息进行分析判断，而四年级学生的抽象逻辑思维和综合分析能力尚不完善，对“双重校验定位错误”的原理难以快速理解，且该内容是校验码知识的深化与应用，故确定为难点。 教学策略 1. 情境驱动策略：以“手机传图为何能准确到达”的生活情境为切入点，结合PPT中的问题链，激发学生探究兴趣，让学生在解决真实问题的过程中习得知识。 2. 实践探究策略：设计“图案设计-编码制定-跨组传递-校验纠错”的阶梯式活动，让学生通过动手操作、小组合作完成实践任务，在体验中理解编码原理与纠错逻辑。 3. 直观演示策略：借助PPT中的表格、编码示例、微视频等可视化资源，将抽象的编码规则、校验位设计等内容具象化，降低学生理解难度。 4. 问题导向策略：围绕PPT中的核心讨论问题，引导学生自主思考、合作交流，逐步突破知识重难点。 教学过程 课堂导入 教师活动：情景描述：目前，借助手机、电脑等智能终端设备发送图片、进行视频通话等已经成为人们日常生活的一部分。根据计算机科学原理无论是图片还是视频，都需要转换为二进制的形式，才能在数字设备上存储。 明确本课课题《图像编码传递游戏》。 学生活动：结合生活经验思考教师问题，自由发言分享自己的猜想。明确本课学习主题，产生探究兴趣。 问题设计： 问题一：发送图片或进行视频通话时，这些二进制数据是如何准确地发送给接收者的呢? 问题二：如果在发送过程中数据出现错误，我们该怎么办呢? 设计意图： 从学生熟悉的生活场景切入，通过问题链激活已有经验，引发认知冲突，自然导入本课核心内容，贴合新课标“从生活走向信息科技”的理念。 活动1：图案的编码与传递 教师活动：布置任务：图左侧的格子中是什么?它看起来像数字“3”，实际上是个图案。参考图左侧的形式，在右侧的格子中设计一个用于句同伴传递信息的图案。 抛出讨论：(1)图中设计的图案需要使用几个符号来表示?(2)我们设计的符号编码图案需要多少位? 学生活动：小组合作设计图案，讨论并确定编码符号与位数，完成设计任务。填写编码表格，与同伴交换规则，尝试解码还原图案，记录过程中的问题。 教师活动：布置任务：填写表，并与同伴交换编码规则。尝试根据同伴的编码规则将编码信息还原为原始图形，并绘制在图中。 抛出讨论：(1)在上述图案传递的过程中，编码与解码分别在哪些环节发挥作用?(2)信息传递过程中如果发生错误该怎么办?如何改进编码以保障信息的安全传递? 学生活动：小组合作设计图案，讨论并确定编码符号与位数，完成设计任务。 教师活动：布置实践任务“跨组编码传递挑战”：各小组将设计的编码规则卡交给另一小组，保留图案对应表；发送方：随机选择3个数字，仅发送对应的二进制编码串；接收方：根据收到的编码串还原图案，再对照编码规则卡识别数字；核对结果：双方比对原始数字与识别结果，记录是否匹配 学生活动：分组完成跨组传递挑战，核对结果，记录是否匹配。 教师活动：播放【微视频】拓展：颜色编码RGB、【微视频】拓展：色彩与编码位数 讲解：1．颜色可以用来编码，颜色和编码是一一对应的。2．编码长度越长，所包含信息量越多，反之，编码长度越短，所包含信息量越少。 设计意图: 通过“设计-编码-解码-传递”的实践活动，让学生直观体验编码与解码的过程，理解二者在信息传递中的核心作用，为后续学习校验知识铺垫基础，落实计算思维与数字化学习的核心素养。 活动2：使用校验码确保信息传输的准确性 教师活动：结合跨组挑战中“结果不匹配”的情况，提问：为什么会出错？怎么知道信息传错了？ 布置任务：观察表中的编码规则与图案传递过程，思考如何通过增加校验位以保障信息的安全传输。 学生活动：结合挑战中的错误案例，思考信息出错的原因，提出解决猜想。学习校验位设计规则，动手分析PPT中的接收信息，找出错误行并修改。 教师活动：抛出讨论问题：(1)你能在表中找到错误并进行修改吗?(2)如何改进编码规则以保障信息出现错误后可以顺利找出并改正?(3)如果校验位在传递过程中也出错了该怎么办? 小结校验码的作用。 学生活动：小组讨论教师提出的问题，分享改进思路。 设计意图: 从实践中出现的错误切入，自然引出校验码知识，通过“规则学习-实例分析-讨论改进”的流程，让学生掌握校验码判断错误的原理，突破教学重点。 活动3：编码如何纠错 教师活动 布置任务：观察表中的编码规则与图案传递过程，思考编码方案是否可以实现纠错功能。 学生活动：学习列校验位规则，结合表格动手圈出错误行和列。 教师活动：布置讨论任务：(1)表中原始信息编码后的第6行第6列是否会出现按行填1、按列填0的情况?(2)表中原始信息编码后的第6行第6列的数字有什么作用?是否可以用于校验码验证? 结合学生回答小结：“行列校验结合可定位错误位置，实现纠错”。 学生活动：围绕讨论问题展开小组交流，尝试解释第6行第6列的作用。理解“行列双重校验定位错误”的原理。 设计意图： 在校验码基础上深化，通过“添加列校验-定位错误-讨论原理”的环节，引导学生逐步理解纠错逻辑，借助直观表格降低抽象难度，尝试突破教学难点。 课堂小结 教师活动：引导学生回顾本课内容，提问：今天我们学了哪三部分内容？编码传递的关键是什么？怎么保障信息准确？ 结合学生回答，展示PPT中总结要点。 学生活动：回顾本课学习过程，梳理核心内容，主动发言分享收获。 设计意图: 通过问题引导学生自主梳理知识脉络，结合PPT总结强化核心要点；借助微视频拓展知识面，让学生认识到编码的广泛应用，提升信息意识。 教学反思 亮点：本课以生活情境为起点，通过“设计-传递-校验-纠错”的阶梯式实践活动，将抽象编码知识转化为学生可动手操作的任务，符合四年级学生的认知特点；PPT中的表格、示例等资源直观清晰，有效辅助了教学重难点的突破；小组合作贯穿始终，培养了学生的协作能力与数字化创新意识。 不足：在“编码如何纠错”环节，部分学生对“行列双重校验定位错误”的逻辑理解较慢，因课堂时间有限，未能对这部分学生进行充分的个别指导；跨组传递挑战中，少数小组的编码规则不够规范，影响了传递效果，且未能及时引导其优化规则。 改进方向：后续教学中，可制作“行列校验定位错误”的动画演示短片，在纠错环节播放以强化直观认知；在跨组挑战前增加“编码规则互评”环节，由教师或小组间提前审核规则规范性，减少传递误差；课后设计“家庭编码小游戏”作业，让学生与家长合作实践，巩固纠错知识。 学科网（北京）股份有限公司 $