1、教学设计：二进制与计算机 第 1 页 共 7 页 教学设计：为中华崛起而读书二进制与计算机 一、一、 教材分析教材分析 二进制是计算机工作的基本形式， 也是计算机理论知识中的最基本的原理， 对 于信息技术的学习及了解计算机的工作原理具有不可忽视的奠基作用。 原教材以一 小节的篇幅介绍二进制，只解答了计算机为什么要采用二进制，语焉不详，内容也 相对抽象不易理解，难以引起学生的兴趣和重视。有鉴于此，笔者单独以一课时的 时间介绍这一相关知识。 二、二、 教学对象分析教学对象分析 本课教学对象为初一的学生。 初一的学生活泼好动， 但其逻辑思维能力和抽象 思维能力相对较弱，对于二进制的工作原理不一定能够
2、直观地理解，所以，笔者在 教学设计中，以活动为主线，环环相扣，让学生在小组、组组游戏中不断体悟二进 制的妙用。 三、三、 教学目标教学目标 （一）知识与技能：学会二进制数与十进制数之间的转化，认识计算机表示字 符的原理，认识计算机描述图片的原理。 （二）过程与方法：通过模拟活动体会到计算机对字符的表示方法，通过设计 图形编码了解计算机对图像的表示方法。 通过导学案的使用引导学生通过小组合作 学习完成任务。 （三）情感态度价值观： 学会相互之间的合作和沟通，了解二进制原理在计 算机中和生活中的应用，激发其创新思考的乐趣。激发学生的爱国情怀 四、四、 重点难点分析重点难点分析 教学重点： 二进制与
3、十进制的转换 教学难点： 二进制对字符的表示 五、五、 教学手段教学手段 讲授法、小组自主探究、小组合作发游戏法 六、六、 教学实施过程教学实施过程 教学教学 环节环节 教学活动教学活动 设计意图设计意图 教师活动教师活动 学生活动学生活动 引入 播放近期新闻 视频引导爱国 情怀 观看视频 激发学生的爱 国情感，引出 课题 一、一、 怎么怎么 表示表示 二进二进 制制数数 展示 4 张牌、 引导学生自主 学习 小组合作（一）小组合作（一） 1、自主学习：、自主学习：现在，我们将某些牌翻转。那 么，翻转后，这幅牌上有多少个点 如果我们把面朝上的牌当作 1，面朝下 的牌当作 0，则以下牌可以这样表
4、示为二进 制数 01001，则它对应的：8+1=9 个点，得出 二进制数 01001 对应的十进制数为 9。 题 目 简 单 有 趣，能够在短 时间内吸引学 生的注意力。 而且每张牌的 点数隐含着二 进 制 位 数 的 权，为正式介 绍二进制做好 铺垫。 教学设计：二进制与计算机 第 2 页 共 7 页 那么以下几张牌有多少个点呢？请你画一画 写一写 引出 2n-1 二 、二 、 将 二将 二 进 制进 制 数数 转转 换 成换 成 十 进十 进 制制数数 引导学生 完成任务 小组合作（二）小组合作（二） 巩固学生对二 进制的理解， 利用不同形态 来 表 示 二 进 制，有利于学 生思维迁移
5、三 、三 、 将 十将 十 进 制进 制 数数 转转 换 成换 成 二 进二 进 制制数数 出示情景、引 导学生完成任 务 小组合小组合作作（三）（三） 刘老师就要过 25 岁生日了，想要在生日蛋 糕上插上蜡烛表示自己的岁数。如果在蛋糕 上插满 25 根蜡烛， 不仅蛋糕插得太挤， 而且 蜡烛之间还可能会互燃。用二进制来表示自 己的岁数，她在蛋糕上插上五根蜡烛，想用 点燃蜡烛表示 1， 不点燃蜡烛表示 0， 但她不 知道具体应该点燃哪几根蜡烛，你能帮帮她 吗？ 出示合作任务 引导学生完成 任务 小组合作小组合作（四）（四） 四、四、 二进二进 制编制编 码码 与解与解 码码 出示潜伏 破译密码片
6、 段、引出密码 本、编码解码 小组合作（五）小组合作（五） 故事：故事：有一天下晚自习回宿舍，突然 发现教学楼里有一个房子灯光一闪一闪地， 似乎有某种规律，你仔细观察后发现对方可 能是用二进制来发送信息，于是，你把信息 记了下来，发现是以下一串代码：10011 01111 10011 你记得对面是你的一个小伙伴，你们曾经给 字母编过表，如下： 教学设计：二进制与计算机 第 3 页 共 7 页 出示课件、共 同总结编码、 解码过程 引导学生小 组、组组合作 完成任务。 小组合作（六）小组合作（六） 根据以上规则，用二进制的方式给另外 一组发送一个单词。 编码： 本组完成编码： 本组完成 （1）
7、把单词拆分写入 “字 母”列；另外一组完成另外一组完成（2）在字母列表中分 别找到每个字母对应的十进制数 （3） 把十进 制数转换成二进制数 解码：本组完成解码：本组完成（1）把看到的密码翻译 成二进制数；另外一组完成另外一组完成（2）把二进制数 转换成十进制数在字母中分别找到每个十进 制数对应的字母（4）把字母组成单词 先填写“本组”内容、和另外一组交换后填先填写“本组”内容、和另外一组交换后填 写“交换”内容写“交换”内容 本环节讲解二 进制的编码知 识， 单纯地讲， 该知识可能比 价乏味。通过 情境设置让学 生来逐步模拟 计算的运行， 让学生不知不 觉中知道了计 算机的编码环 节，同时通
8、过 设置活动加深 了学生对这个 流程的理解。 最后才正面讲 解计算机的编 码流程，巩固 学生的认识。 通过小组、组 组合作，激发 学生与他人合 作的能力 出示 ascII 表 再次激发学生 学习热情 五、五、 二进二进 制与制与 图像图像 出示图片、 引导学生 观察 1、 图像的表示图像的表示 计算机虽然明白了字符之间的传输，但 是它怎么知道这个字怎么写呢？ 计算机可以用一个表格来描述一张图片，每 个格子表示一点。如果该点有颜色，就表示 为 1 ，如果 没有颜 色， 就表示为 0。 教学设计：二进制与计算机 第 4 页 共 7 页 出示任务 引导学生 小组、 组组 合作完成 任务 小组合作小组
9、合作（七）（七） 请根据右边的信号解码在左边画出图请根据右边的信号解码在左边画出图 像像 本环节讲 解如何用二进 制数来描述图 像。问题承接 上一个环节， 电脑可以互相 自 己 识 别 字 符，但电脑和 人之间如何传 递字符呢？人 不 可 能 以 ASCII 码来识 别字符。讲解 图像的表示原 理后，让学生 通过活动对图 像进行编码和 解码，不仅加 深学生对该知 识的理解，更 能激发学生创 造性。紧接着 对二进制描述 图像在生活中 的应用进行举 例，可以较好 地拓展学生认 知，发散他们 的思维。 通过小组、组 组合作，激发 学生与他人合 作的能力 小组合作小组合作（八）（八） 设计一个图像，和
10、另外一组交换后，将编码设计一个图像，和另外一组交换后，将编码 写在右边写在右边 教学设计：二进制与计算机 第 5 页 共 7 页 七、七、 教学反思教学反思 笔者在设计这节课的时候，曾经反复思考，按照计算思维的理论，应该怎样将 计算机的理论知识变成普适的知识。 计算机的发明和不断改进， 以及层出不尽的应 用，都凝聚了前辈的智慧，不少伟大的数学家、计算机科学家在为其添砖加瓦，不 妨说计算机是人类智慧的伟大结晶。 但我们在教授信息技术课程， 或者说计算机理 论知识时，更多只停留在应用层面，或者只讲解现成的构架，没有将发明过程中的 艰难问题提出来，没有将计算机科学家如何柳暗花明巧妙化解难题的智慧表现
11、出 来。因此，信息技术教育才会沦为一种工具的教育，缺乏灵性和活力。 笔者在设计本教案之前，也曾按照教材结构上过一节课，试想，将计算机工作 原理浓缩一节课，但学生接触到的只是几个概念，对真正的原理并无深刻认识。而 且，因为概念的抽象性，学生兴趣不高，更不能积极思考。于是，笔者借鉴不插 电的计算机科学一书，单独抽离其中的一个知识点，结合初一学生的认知水平， 设计成半游戏型的教学方式。虽然讲的是二进制，但又不单是计算机的二进制。比 如用蜡烛的点亮表示岁数，用手指的伸缩表示二进制，用灯光的亮灭传递信息，用 其它各种信息表示二进制，如眨眼皮，如发两个音调的声音，二进制存储图像的原 理在生活中的应用，不仅
12、可以用来辅助画画、十字绣、打印传真等等，这些例子， 都是希望我们所学的知识不仅仅是计算机世界的， 更多是生活中的， 是一种思维的 体现，而不仅仅是知识。 本节课的课堂效果很好。 原本以为在二进制与十进制的转换环节学生的接受会 较困难，实践证明，学生的反应很快，并且能很快找到规律。笔者在实验班和平行 引导学生回顾 合作任务七、 八总结规律、 引导学生和生 活联系、英语 与生活。 回顾总结 通过多方面的 举例说明，让 学生深刻认识 到二进制在计 算机中的广泛 应用，而非教 材中简单带过 的“在计算机 内部，所有信 息的表示、存 储、处理、输 出均采用二进 制”，可以让 学 生 发 散 思 维。 小结 出示思维导 图。 1、总结本课 2、引导学生谈 谈收获 3、引导学生感 受团队 4、激发爱国情 感 1、观察思维导图 2、齐读团队建设 3、齐读少年中国说 1、总结本课 2、 引导学生谈 谈收获 3、 引导学生感 受团队 4、 激发爱国情 感，再次点题 教学设计：二进制与计算机 第 6 页 共 7 页 班都进行了实验，实验班的同学接受能力较快，教学进度很从容，平行班的教学进 度相对有点赶，但学生的兴趣都很高昂，表现也很活跃，甚至不少学生下课后还主 动过来表述他们对二进制的理解。 不足之处，课堂节奏比较紧凑，有些活动环节未能充分开展。 教学设计：二进制与计算机 第 7 页 共 7 页
