1.4-1.5 定点数和浮点数、BCD码 (教案) 《计算机原理》(电工版第五版) 【上好课】

《计算机原理》(电工版第五版) 教案 课 题 1.4-1.5 定点数和浮点数、BCD码 课 型 理论 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本部分内容在《计算机原理》课程体系中处于基础且关键的位置，是理解计算机如何表示和处理实数及十进制数的重要知识，对培养"数据处理与传输"相关岗位能力至关重要。核心概念包括定点数、浮点数的表示，以及二进制编码的十进制数（BCD码）的编码和运算。在知识衔接上，以前面的二进制数和数制转换知识为基础，后续将用于网络协议中数据格式的定义。教材结合实例讲解，基本适配中职需求，但对于浮点数运算和BCD码调整规则等复杂内容可进一步简化。 学情分析 中职学生已掌握二进制数和数制转换的基础知识，但对于定点数、浮点数和BCD码等抽象概念理解存在困难，逻辑思维和抽象认知能力有待提升。部分学生对实践操作和生活实例兴趣浓厚，身体-动觉智能较强，但在逻辑-数学智能方面，如理解浮点数的规格化、对阶操作和BCD码的运算调整规则较为吃力。 学习目标 知识目标： 理解定点数与浮点数的表示方法及规格化概念， 掌握8421 BCD码的编码规则， 熟悉各类数制在计算机中的存储与编码逻辑。 技能目标： 能够熟练完成定点数与浮点数的格式转换， 准确运用BCD码进行加减运算及结果修正， 具备分析计算机底层数据表示与运算过程的实操能力。 情感目标： 培养数据表示的精度意识与严谨的逻辑思维， 深入理解计算机处理数据的底层机制，建立对数字系统原理的探究兴趣与科学素养。 学习重难点 重点： 1. 定点数和浮点数的表示方法。 2. BCD码的编码规则和运算调整方法。 3. 浮点数的规格化和对阶操作。 难点： 1. 理解浮点数规格化和对阶的原理及实际操作。 2. 掌握BCD码运算调整规则的应用。 教学方法 案例分析、讲授法、小组讨论法 课前准备 1.查找相应网站资料，课堂演示使用。 2.学生课前预习。 教学媒体 电子课件、多媒体视频 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 【课程导入】 1.抛出日常计算问题：用固定小数点只能表示有限数值，科研软件要处理超大/极小数字该怎么解决？同时提问：为什么计算器直接显示十进制数字，底层却是二进制运算，引出本节课两大核心：定点浮点、BCD码。 2.下发课堂任务单，明确本节课三层学习目标，对标PPT给出的知识、技能、素养要求。 【新知识传授】 1.播放配套教学短视频：演示定点纯整数、纯小数书写，浮点数阶码尾数拆分、8421BCD码转换全过程演算。 2.简单梳理本节课三大板块：定点数、浮点数、BCD码，点明学习重难点。 【练一练】 口头提问：看完视频说一说定点数小数点有几种固定形式？4位二进制最多能表示几位十进制BCD数字？ 1.领取课堂任务单，通读学习目标，清楚本节课学习内容。 2.完整观看配套演算视频，重点记下定点格式、浮点三部分结构、BCD四位一组规则。 3.主动举手回答课堂口头提问，结合视频内容说出基础概念。 4.跟随教师标注本节课重难点，建立初步学习框架。 1.结合计算器、科学计算软件真实场景提问，贴近学生日常使用，快速吸引注意力。 2.任务单前置，学习目标清晰，学生听课更有方向。 3.演算视频把抽象数字运算可视化，降低理论理解难度，为后续知识点讲解铺垫。 活动二： 调动思维 探究新知 【新知识传授】 1.讲解第一模块：定点数 ①定义：小数点位置固定，分纯小数（符号位后）、纯整数（末尾）两种格式； ②结合PPT示意图讲解8位字长定点数表示范围，搭配二进制换算例题板书。 2.讲解第二模块：浮点数 ①浮点公式N=(-1)^S×M×R^E，拆解数符、尾数、阶码三部分； ②讲解规格化浮点数要求，对比阶码、尾数分别控制范围、精度。 【练一练】 1.书面简答：8位含符号位定点纯小数表示范围是多少？浮点数阶码、尾数各自作用？ 2.单选：浮点数中决定数值大小范围的是（）A数符 B阶码 C尾数 1.认真记录定点两种格式、浮点三部分组成，跟随教师同步演算例题。 2.独立完成课堂书面练习，写完后同桌互相核对计算步骤。 3.遇到定点范围、浮点规格化疑问及时举手请教。 4.自主整理笔记，搭建定点、浮点基础理论框架。 1.由简单定点过渡到复杂浮点数，由浅入深，贴合中职学生认知节奏。 2.随堂习题匹配PPT基础例题，当堂检测学生吸收情况，快速找到薄弱点。 3.同桌互查、自主提问，带动自主学习，梳理知识点内在联系。 活动三： 调动思维 探究新知 【新知识传授】 1.讲解第三模块：BCD码完整内容 ①8421BCD编码规则，区分有权/无权码； ②压缩、非压缩两种BCD存储格式； ③BCD加减运算修正规则：加法超9/有进位加6，减法产生借位减6，搭配PPT例题演算。 2.布置小组实操任务： ①分组完成定点、浮点格式转换计算题； ②十进制与8421BCD互转； ③BCD加法运算并完成修正。 3.巡回指导各组演算，纠正小数点位置、四位分组、加减修正等常见错误，鼓励小组互相对答案。 【练一练】 小组讨论简答：计算机为什么需要BCD码？BCD加法什么时候需要加6修正？各小组推选代表上台展示演算全过程与讨论结论。 1.记录BCD分类、存储格式、运算修正规则，跟随教师完成加减演算。 2.4人小组分工完成定点浮点换算、BCD转换、带修正加法实操。 3.小组内交流讨论简答题，统一发言思路。 4.上台展示演算步骤，听取其他小组补充，及时修正计算错误。 5.演算卡住主动向老师求助，小组之间交流计算小技巧。 1.理论搭配小组计算实操，把抽象进制编码落地，锻炼数字演算实操能力。 2.小组合作演算，培养协作、互相检查纠错的习惯。 3.上台展示锻炼语言表达，在互评加深定点、浮点、BCD全部知识点记忆。 4.教师全程巡查找错，及时纠正高频演算错误，培养严谨计算习惯。 活动四： 巩固练习 素质提升 【知识点总结】 1.整体梳理本节课完整知识脉络：定点两类格式、浮点数三要素与规格化、8421BCD编码、存储格式、加减修正规则。 2.点评各小组演算成果，指出高频错误：定点小数点混淆、浮点阶码尾数分不清、BCD未四位分组、运算忘记修正。 3.布置课后作业：绘制定点、浮点、BCD思维导图；完成全套换算、运算习题；查找BCD码在收银软件的实际应用案例。 【分组讨论】 讨论话题：定点数、浮点数、BCD码分别适合哪些计算机应用场景，各自优缺点是什么？ 1.跟随教师完整复盘全部知识点，补充完善课堂草稿与笔记，标记演算易错点。 2.认真听取小组演算点评，修正自己计算步骤中的错误。 3.参与小组话题讨论，结合本节课知识分享三种编码适用场景，整理小组讨论结论。 4.记录课后作业，规划完成顺序。 5.课后独立完成思维导图、全套换算运算习题。 1.课堂整体复盘，梳理完整知识脉络，实现当堂知识检测巩固。 2.针对性点评演算高频易错点，纠正认知误区，培养严谨底层数字逻辑思维。 3.场景拓展讨论，把课本理论延伸到收银、科学计算等真实岗位，提升专业探究意识。 4.思维导图、计算习题类作业，巩固本课核心计算技能，贴合计算机原理专业学习需求。 课堂小结 作业布置 课堂小结 本节课系统学习了定点数、浮点数和BCD码三大知识点。重点掌握定点数两种格式（纯小数、纯整数）的表示方法、浮点数三要素（数符、尾数、阶码）与规格化要求、8421BCD编码规则与加减修正方法。 作业布置 1.绘制定点、浮点、BCD码思维导图。 2.完成全套换算、运算习题。 3.查找BCD码在收银软件的实际应用案例。 板书设计 一、定点数 纯小数格式：小数点固定在符号位后，范围-1<N<1 纯整数格式：小数点固定在末尾，范围-2ⁿ<N<2ⁿ 二、浮点数 N=(-1)^S×M×R^E 三要素：数符S、尾数M、阶码E 规格化：尾数最高位为1 三、BCD码 8421编码规则：4位二进制表示1位十进制 存储格式：压缩（1字节2位）、非压缩（1字节1位） 加法修正：和>9或有进位，加6修正 减法修正：有借位，减6修正 教学反思 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $