第2课《探秘二进制》教学设计-2026-2027学年北京版信息技术四年级上册

该小学信息科技教学设计聚焦二进制核心原理，通过复习上节课“发现身边的数据”中十进制知识，从生活数据切入，搭建新旧知识桥梁，自然引出计算机二进制这一全新概念。 特色在于具象化教学，运用灯泡亮灭模型模拟0和1状态，搭配表格对比十进制与二进制规则，开展“灯泡二进制猜猜看”游戏互动，落实计算思维与数字化学习与创新素养。帮助学生直观理解抽象原理，提升逻辑推理能力，为教师提供连贯教学流程和实操教具，贴合新课标要求。

《探秘二进制》教学设计-2026-2027学年北京版（新版）小学信息技术四年级上册 1、 教学背景 本课承接上一节课《发现身边的数据》，学生已经建立“数据是数字、符号”的基础认知，知道生活中各类数据载体，但学生不清楚计算机处理数据的底层规则，默认计算机和人类一样使用0-9十进制数字。四年级学生逻辑思维初步发展，能够理解简单进制转换规律，但无法理解抽象计算机底层原理，因此课堂采用实物道具、灯泡亮灭模拟二进制、表格对比、游戏互动等具象化教学方式。2026新版信息科技新课标要求四年级学生初步感知二进制编码，了解计算机只用0和1存储所有数据，无需复杂进制换算，重在感知原理，降低数学计算难度，贴合学段教学要求。 2、 教材分析 《探秘二进制》为本单元主题1第二课时，是连接生活数据与计算机编码的关键过渡课。教材分为三大核心板块：板块一《我们日常使用的十进制》，列举生活中0-9十进制数字案例，梳理十进制满十进一规则；板块二《计算机专属二进制》，通过灯泡亮灭实物图演示0和1两种状态代表数据，讲解二进制只有数字0、1，满二进一基础规则；板块三《二进制存储各类数据》，教材配图展示文字、图片、声音全部依靠0和1编码存储，搭配简易对照表，直观展示十进制数字对应二进制数字；教材配套课堂小游戏“灯泡二进制猜猜看”，弱化复杂计算，侧重原理感知。教材编排遵循“已知十进制→全新二进制→计算机应用”逻辑，承接上一课生活数据，为后续数字编码、字符编码学习铺垫底层原理，符合四年级学生认知递进规律。 3、 核心素养教学目标（依据2022信息科技新课标四大核心素养） （1） 信息意识 1. 区分日常十进制与计算机二进制，知道计算机仅使用0和1记录所有数据； 2. 理解二进制是计算机独有的数据编码方式，所有图片、文字、声音都依靠0、1存储。 （2） 计算思维 1. 通过灯泡亮灭模型模拟二进制0、1，理解“两种状态代表数据”的底层逻辑； 2. 能看懂简单十进制与二进制对应表格，初步感知满二进一的进制规则，建立简单逻辑推理能力。 （3） 数字化学习与创新 1. 借助灯泡道具、对照表、小游戏开展探究学习，学会用模型拆解抽象数字原理； 2. 小组合作完成二进制模拟小游戏，自主观察、总结二进制基础特点。 （4） 信息社会责任 1. 明白二进制是数字技术基础，现代数码设备、人工智能都依靠二进制运行，感受数字技术的价值； 2. 树立规范使用电子设备的意识，理解数据存储依托二进制编码，不随意破坏设备存储数据。 4、 教学重难点 教学重点 1. 掌握二进制只有0和1两个数字的核心特点； 2. 通过灯泡模型理解0、1代表两种状态，计算机依靠二进制存储全部数据。 教学难点 1. 理解二进制“满二进一”基础规则，区分十进制“满十进一”； 2. 建立逻辑认知：文字、图片、声音等复杂数据，本质都是0和1的组合编码。 5、 教学过程 Step1 复习旧知导入，衔接上节课教材内容 教师出示上节课《发现身边的数据》教材分类表格，开展师生问答复习，唤醒旧知。 师：上节课我们学习了身边的数据，谁能说一说什么是数据？ 生：数字、条纹、符号这类没有含义的符号就是数据。 师：我们生活中记录数据使用哪些数字？ 生：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9一共十个数字。 师：没错，我们平时数数、记学号、记价格，都用0到9十个数字，这种计数方式叫做十进制，也是教材本节课第一个板块的内容。但计算机和我们人类不一样，它只使用两个数字记录所有数据，今天我们跟随教材内容，一起《探秘二进制》。 板书课题：探秘二进制 设计意图：紧密衔接前一课时教材内容，以复习问答搭建新旧知识桥梁，从学生熟悉的十进制切入，自然引出本课全新知识点二进制，实现单元知识连贯教学。 Step2 教材板块一精讲：认识十进制（教材图文内容讲解） 教师展示教材十进制板块配图：钟表数字、商品价格、学号数字，教材原文标注：日常生活使用十进制，包含0-9十个数字，计数规则满十进一。 师朗读教材原文，逐条拆解十进制知识点，同步互动提问。 师：十进制一共有多少个数字？ 生：0到9，十个数字。 师：我们数数，1、2…9，再往后数为什么是10？结合教材文字“满十进一”，谁能说一说？ 生：数到十个，就往前进一位，变成两位数10。 教师板书十进制核心规则：数字0-9，满十向前一位进1。结合教材案例举例：9个苹果再加1个，变成10个，个位归零，十位进1。 师：除了教材图片里的学号、价格，生活中还有哪些十进制数据？ 生1：身高、体重数字。 生2：班级人数、考试分数。 教师出示简易十进制示例表格，直观展示满十进一： 个位数字 0 1 2 … 8 9 10 规则 0-9共10个数字，数到9再加1，十位进1，个位归0 设计意图：先吃透教材十进制板块内容，夯实学生已有认知，通过问答、表格明确十进制规则，为后续对比二进制做好铺垫，降低新知识理解难度。 Step3 教材板块二精讲：探秘二进制（本课核心重难点，教材灯泡模型图文讲解） 教师打开电子课本，展示教材核心教具图片：两盏可控灯泡，灯泡熄灭代表数字0，灯泡点亮代表数字1，教材文字标注：计算机只有两种电路状态，通电、断电，对应数字1、0，因此只使用二进制编码数据。 师完整朗读教材板块原文，拿出实物模拟灯泡道具（两个可开关小灯），现场演示，同步师生互动。 师：大家观察道具，灯泡不亮，对应教材里的数字是？ 生：0。 师：灯泡点亮，对应教材数字是？ 生：1。 师：人类有十个数字，计算机为什么只能用0和1？结合教材文字思考，谁能回答？ 生：计算机电路只有通电、断电两种状态，只能用两个数字表示。 教师拓展三盏灯泡道具，演示组合状态，对应教材二进制组合示例，板书二进制核心特点：只有0、1两个数字，计数规则满二进一。 结合教材简单对照表，展示十进制1-5对应二进制数字，带领全班认读： 十进制数字 对应二进制数字 1 1 2 10 3 11 4 100 5 101 师对照表格提问，拆解“满二进一”规则：十进制2用二进制10表示，为什么出现两位数字？ 生思考后作答：二进制只有0和1，数到2就要向前一位进1，本位变成0。 教师对比十进制、二进制规则，出示对比图表，清晰区分二者差异： 计数方式 使用数字 进位规则 使用场景 十进制 0、1、2…9（10个） 满十进一 人类日常生活 二进制 0、1（2个） 满二进一 计算机、电子设备 设计意图：完全依托教材灯泡模型、对照表开展教学，实物道具具象化抽象电路原理，通过大量问答、对比表格突破本课难点，清晰区分十进制与二进制，让四年级学生直观理解二进制底层逻辑，不引入复杂进制计算，贴合学段教学要求。 Step4 教材课堂实践活动：灯泡二进制猜猜看游戏 教材设置课堂互动小游戏：4盏灯泡，教师随机控制灯泡亮灭，学生快速说出对应的二进制数字组合。 教师操作道具，开展多轮问答互动： 第一轮：灯1亮、其余熄灭 师：请大家说出这组二进制数字？ 生：1000 第二轮：第一、第二盏灯亮，其余熄灭 师：这一组二进制编码是什么？ 生：1100 游戏结束后，教师引导学生总结游戏感悟：不同亮灭组合，能形成无数组0和1编码，计算机就是依靠无数电路灯泡组合，记录海量数据。 设计意图：落实教材配套课堂游戏，以游戏化互动巩固二进制0、1两种状态的核心知识点，调动学生课堂积极性，在实操游戏中内化计算思维。 Step5 教材板块三精讲：二进制存储所有数据（教材拓展图文） 教师展示教材第三板块配图：文字、卡通图片、音乐音符三类素材，配套教材文字：计算机里的文字、图片、视频、声音，全部会转化为0和1的二进制编码存储。 师朗读教材原文，分层提问，引导学生理解抽象逻辑。 师：我们在电脑记事本里输入汉字，这个文字数据最终会变成什么存储在电脑里？ 生：一串0和1组成的二进制编码。 师：电脑里的动画片、图片画面，也是数字0和1吗？ 生：是的，教材说所有数据都用二进制记录。 师补充简单案例：一张风景图片，包含几百万个亮灭电路组合，也就是几百万组0、1编码，组合在一起就形成我们看到的画面。 开展简短小组交流：想一想，如果计算机没有二进制0和1编码，还能显示图片、播放音乐吗？小组代表发言后教师总结：二进制是所有电子设备存储数据的基础编码方式。 顺势渗透信息社会责任：电脑、平板里的照片、文件都是二进制编码存储的数据，不随意删除他人设备里的存储数据，尊重他人数字资源。 设计意图：讲解教材拓展板块内容，打通“二进制编码—计算机各类数据”的逻辑链条，解决本课难点“复杂数据由0、1组合而成”，同时融入数字设备使用礼仪，落实信息社会责任素养。 Step6 随堂知识点巩固问答 教师提炼教材核心知识点，口头提问全班，即时检测掌握情况： 1. 二进制包含哪两个数字？ 2. 十进制和二进制分别是什么进位规则？ 3. 灯泡熄灭对应数字几，点亮对应数字几？ 4. 电脑里的图片依靠什么编码存储？ 学生集体作答，教师针对易错点二次讲解。 6、 课堂小结 本节课完整学习教材《探秘二进制》全部板块内容，首先复习上节课生活数据知识，学习教材中的十进制，掌握十进制0-9十个数字、满十进一的规则；其次依托教材灯泡模型道具，探究计算机专用二进制，明确二进制只有0和1两个数字、满二进一的核心特点，通过课堂小游戏巩固0、1两种状态的编码逻辑；最后学习教材拓展内容，明白电脑中的文字、图片、声音全部依靠二进制编码存储。我们了解到二进制是计算机处理数据的底层编码，是数字技术的基础。下一节课我们将结合二进制规则，学习生活中各类数字编码的设计规律，感受编码在生活中的广泛应用。 2 学科网（北京）股份有限公司 $