《1.2 数据编码》教学设计2026-2027学年高一上学期心理健康粤教版

该高中信息技术教学设计聚焦数据编码核心知识，涵盖二进制与十进制转换、字符编码、图像及声音编码原理。通过展示条形码和二维码的生活场景导入，衔接上节二进制知识，引导学生思考现实数据如何转为0和1，搭建认知支架。 此资料亮点在于融合计算思维与数字化学习，通过“除2取余法”分步演示、ASCII码表查询等培养抽象思维，利用在线进制工具、画图软件绘制像素图实践提升创新能力。直观演示位图放大马赛克效果，帮助学生理解编码原理，既助学生具象化抽象知识，也为教师提供清晰流程与丰富资源，便于高效教学。

《1.2 数据编码》教学设计 课题 1.2 数据编码 课时 1课时 学科 信息技术 年级 高一 授课学校 眉山市彭山区第一中学 年级组 高中技术组 一、教材与学情分析 教材分析：本节是粤教版必修一第1章第2节，核心内容包括：①二进制与十进制的相互转换（除2取余法、按权展开法）；②字符编码（ASCII码、Unicode）；③图像编码（位图与矢量图）；④声音编码（采样、量化）。教材从“计算机只识别0和1”出发，系统介绍了数据在计算机中的编码方式，是理解“数据二进制特征”的深化。 学情分析：学生已了解数据的基本特征（尤其是二进制），但对“如何将现实世界的数据转为0和1”缺乏认知。二进制转换涉及一定的数学运算，部分学生可能存在畏难情绪，需要通过分层练习和直观演示加以引导。 二、学科核心素养与教学目标 信息意识 理解数据编码是计算机处理信息的基础，能在生活中识别编码的应用（如条形码、二维码、身份证号）。 计算思维 掌握“除2取余法”进行十进制到二进制的转换；理解字符、图像、声音数字化的基本逻辑，建立“符号→编码”的抽象思维。 数字化学习与创新 能使用在线进制转换工具、ASCII码表等数字化工具进行编码的查询与验证，体验编码的转化过程。 信息社会责任 了解编码与加密的关系，初步认识编码技术在信息安全中的作用，树立保护个人编码信息的意识。 三、教学重难点 教学重点 ①二进制与十进制的相互转换方法；②ASCII码与Unicode码的区别与应用；③位图与矢量图的编码原理及区别。 教学难点 ①“除2取余法”的逆向逻辑理解；②位图图像中“分辨率”与“色彩深度”对文件大小的影响。 四、教学方法与资源 教法 类比讲解法、演算示范法、直观演示法。 学法 演算练习、工具操作、观察归纳。 教学准备 多媒体课件（含ASCII码表、位图放大对比图）、在线进制转换器、音频采样动画演示、实物（一维条形码、二维码）。 五、教学过程 环节 时间 教师活动 学生活动 设计意图 导入 5分钟 1. 展示一张“一维条形码”和一张“二维码”，提问：“超市收银员扫一下条形码，就能知道商品价格——这背后是什么原理？” 2. 进一步提问：“计算机只认识0和1，那么‘A’这个字母、一张照片、一段音乐，是如何变成0和1的？” 3. 引出课题：数据编码——将现实世界的数据转换为计算机能识别的0和1。 观察条形码和二维码，讨论“扫一扫”背后的原理，自由发表看法。 产生认知冲突：计算机如何识别文字和图像？带着问题进入新课。 用学生熟悉的“扫码”场景激发兴趣，从生活经验过渡到计算机内部的编码原理，建立“编码无处不在”的认知。 新课讲授 （一）二进制与十进制转换 12分钟 1. 为什么要用二进制 复习上一节内容：计算机中数据以0和1存储（物理上可用开关的通/断表示）。 2. 十进制转二进制——“除2取余法” 板书示范：将十进制数13转为二进制。 步骤：13÷2=6余1，6÷2=3余0，3÷2=1余1，1÷2=0余1，倒序取余 → 1101。 3. 二进制转十进制——“按权展开法” 板书示范：1101 = 1×2³+1×2²+0×2¹+1×2⁰ = 8+4+0+1 = 13。 跟随教师演算13→1101的过程，在练习本上同步书写。 完成随堂练习：将十进制数“12”和“21”分别转为二进制，同桌互相验证。 理解按权展开法的运算过程，记录基本公式。 分步演示“除2取余法”的每一步，降低数学门槛。随堂练习及时巩固，同桌互评提高准确率。 新课讲授 （二）字符编码 8分钟 1. ASCII码 展示ASCII码表（0-127），让学生查找字母‘A’（65）、‘a’（97）、数字‘0’（48）的十进制编码。 提问：“为什么大写A和小写a的编码不一样？” 2. Unicode码 展示“中”字的Unicode编码（4E2D），对比ASCII码只能表示128个字符，引出Unicode统一字符集。 强调：Unicode可以表示世界上所有文字的字符。 查阅ASCII码表，在表中查找自己的姓名首字母的十进制和二进制编码。 对比观察ASCII与Unicode的编码长度，记录二者的主要区别（ASCII占1字节，Unicode占2-4字节）。 通过查阅ASCII码表，让学生亲身体验“字符→编码”的转化过程，加深对编码规则的理解。对比ASCII与Unicode，突出应用场景的差异。 新课讲授 （三）图像与声音编码 8分钟 1. 图像编码 展示一张“小猫”位图，将其放大，出现马赛克格子。 讲解：位图由像素点组成，每个像素用RGB值表示颜色；矢量图由数学公式描述图形，缩放不失真。 2. 声音编码 播放一段声音的波形图动画，讲解“采样”和“量化”两个关键步骤。 展示同一段声音在不同采样频率下的波形对比。 观察位图放大后的马赛克效果，理解“像素”概念。 在笔记本上画出位图与矢量图的对比表格（原理、特点、适用场景）。 观看声音采样动画，理解“采样频率越高，音质越好，文件越大”的基本规律。 用“放大马赛克”的直观效果展示位图原理，比纯理论讲解更易懂。通过对比表格帮助学生系统区分两种图像编码方式。 实践操作 8分钟 1. 发布任务：使用在线进制转换工具，将“眉山”两个字的Unicode编码（或指定十六进制值）转为二进制。 2. 引导学生完成教材上的“实践与探究”：打开画图软件，绘制一个5×5的简单像素图案，观察保存为位图后的文件大小。 3. 巡视指导，解决技术问题。 使用在线转换器完成转换，记录结果。 在画图软件中绘制简单图案（如“爱心”），保存为24位位图，观察文件大小。 小组内交流操作体验和发现。 通过动手操作，将抽象的编码知识具象化，加深对图像编码原理的理解，同时培养数字化工具使用能力。 总结与拓展 4分钟 1. 邀请学生总结本节课学习的三种编码类型（字符、图像、声音）。 2. 展示教材中的“编码发展史”时间轴，简要介绍编码技术的发展。 3. 拓展提问：“如果你来设计一套新的编码方案，你会考虑哪些因素？” 回顾并总结本节课的主要内容，记录在笔记本上。 思考拓展问题，与同桌交流想法。 帮助学生构建“编码”知识的整体框架。拓展性问题鼓励学生从“使用者”视角切换为“设计者”视角，培养创新意识。 六、板书设计 1.2 数据编码 一、二进制与十进制的转换 ① 十进制→二进制：除2取余法（倒序） 　例：13 → 1101 ② 二进制→十进制：按权展开法（2的幂次求和） 　例：1101 = 1×2³+1×2²+0×2¹+1×2⁰ = 13 二、字符编码 ① ASCII码：0-127，占1字节（英文/数字/符号） 　例：A→65→1000001 ② Unicode：0-∞，占2-4字节（全球文字） 　例：“中”→4E2D→01001110 00101101 三、图像编码 ① 位图：像素点阵（放大失真） ② 矢量图：数学公式（放大不失真） 四、声音编码：采样 → 量化 七、作业布置 必做 ①将你的出生年份（如2008）分别转为二进制和八进制（查资料了解八进制）；②查阅ASCII码表，写出字母“H”“h”和数字“5”的十进制编码。 选做 用画图软件绘制一个8×8的像素笑脸，保存为24位位图，记录文件大小；然后尝试将图片另存为16色位图，对比文件大小的变化，分析原因。 八、教学反思 成功经验 ①“除2取余法”的分步板书演示效果良好，大部分学生能独立完成转换练习；②位图放大后的马赛克效果直观展示了图像编码原理，学生印象深刻。 改进方向 ①部分学生在二进制转换时方向搞反（正序/倒序混淆），下节课可增加一个“口诀”帮助学生记忆；②声音编码部分由于时间限制，讲解较快，后续可补充一段音频采样动画视频供学生课后观看。 学科网（北京）股份有限公司 $