单位文秘网 2020-09-10 10:11:02 点击: 次
【教材分析】
《计算机中信息的编码》位于苏科版7年级信息技术教材《第1章 走进信息世界》第1节“信息与信息技术”。只认识二进制的计算机,如何识别丰富多彩的信息?这便是本课的学习内容。计算机能处理数字、字符、图像、声音、视频等多种媒体,基于中学生的认知能力,课本以数字、英文字符、中文字符为例开展编码教学,中文字符介绍了国标码和字形码两种编码,图像、声音、视频的编码并未涉及。
关于中文的编码,笔者只介绍机内码,将字形码调整为图像编码。原因有二:1、文字符的编码包含:机内码、区位码、输入码、字形码。不同编码有不同的作用,交代清楚并不容易,太专业学生也不好理解;2、字形码的编码原理同黑白图像的编码原理相同,学生对后者的兴趣更大。
【学情分析】
学生刚从小学进入初中,他们在心智还不成熟,自控能力差,学习上缺乏自觉性,但对感兴趣的东西却乐于探索。所以,教师在教学过程中应从学生的兴趣入手,注意创设有效的教学情景来调动学生的学习积极性,尽可能安排多种形式的教学活动让学生主动参与课堂。
本课是理论课,与需要上机实践的操作课相比,学生兴趣不大。而且信息的编码比较抽象,对大部分学生难以理解。如何以通俗易懂的方式向学生介绍本课内容,改变以教师讲授为主的理论课授课模式,帮助学生主动参与课堂是本课设计的关键。
【教学目标】
知识与技能:
了解信息编码的基本过程;
知道计算机内部处理的信息是用二进制表示的,掌握二进制的基本知识及运算法则;
了解数字、字符、图片在计算机中的编码方法;
会制作二维码并能利用解码器读取二维码中的信息。
过程与方法:
1、通过对电子元器件基本知识的简单了解,帮助学生理解计算机使用二进制表示信息的原因;
2、通过视频、游戏、查表等多种手段,帮助学生了解信息编码的过程及数字、字符、图片信息的编码方法。
情感态度与价值观:
通过二维码的制作和解码,让学生感受到知识来源于生活,可解决生活中的实际问题;
通过编码知识的学习,让学生感受科技领域周密、细致、严谨的研究态度,帮助学生养成规则意识的同时又要敢于打破规则,为日新月异的科技发展贡献力量。
【教学重点与难点】
二进制及运算法则;数字、字符和图片在计算机中的表示方法;
【教学过程】
一、联系生活,导入课题
周末在家,你通常使用计算机干什么?
计算机可以处理文字、图片、声音、视频等不同类型的信息。不管什么类型的信息,要使计算机识别和处理,必须按照一等的规则对信息进行编码。今天我们便来学习《计算机中信息的编码》
二、视频观赏,体会编码
播放《潜伏》片段,思考:
1、情报是如何传递的?
2、在传递过程中,情报的形式发生了什么变化?
3、情报通过普通电台发送,我方不怕敌人窃取吗?
问题一、二在播放视频前出示,播放视频后回答;问题三在学生看完视频回答完问题一、二后再出示和回答。
图1
图1
影片中情报传递的一般过程:
文字
文字
数字
解码
编码
其中编码规则非常重要,如果不知道规则,情报就不能被准确编码和解码。
三、信息编码之总规则——二进制
引出
在计算机中信息传递的过程与刚才的情报传递的过程类似,文字、图片、声音、视频等信息也要转换成数字,但这个数字是二进制形式的数字。
文字、图片声音、视频
文字、图片
声音、视频……
二进制
编码
解码
不管是文字、图片、声音、视频都需要用一定的规则转成二进制,计算机才能识别和处理。
图2
图2
2、二进制
(1)使用原因
图3
图3
电子元件具有两种稳定状态,如开关的闭合,电流的有无,电平的高低等。为了描述方便,我们把这样两种状态分别用“0”和“1”表示。
(2)基数
十进制:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9;二进制:0、1。
(3)加分运算法则
十进制:逢十进一;
二进制:逢二进一;
猜猜下列二进制运算式的计算结果:
0+0=?;0+1=?;1+0=?;1+1=?;
四、信息编码之分规则——各类信息的编码
1、编码之数字
手指游戏:拿出笔,伸出左手,按照图4标上数字。
图5图6图4
图5
图6
图4
思考:图5、图6的手势表示的值?
13,25的表示方法?(答案见图7、图8)
图7图8
图7
图8
记录手势:约定伸出的手指表示1,没有伸出的为0,小拇指为最低位,大拇指为最高位。
图5~图8的手势如何记录?
十进
制数
0
12
13
25
手势
记录
方法
0
1100
1101
11001
上表中的记录方法就是十进制数对应的二进制数。
为了弥补二进制数位数比较长的问题,所以我们还可以用十六进制数来代替二进制数。
编码之字符
(1)英文字符——ASCII表
将所有的西文字符放入一张表格(如图9),西文字符的编码可通过查表实现。
图9学生观看动画后说一说西文字符的查表方法,接着按规则查询 = 1 \* GB3 ①“#”的编码; = 2 \* GB3 ②编码为“1100001”对应的西文字符。
图9
图9所示的表格就是ASCII码表。ASCII码(American Standard Code for Information Interchange),又称美国信息交换标准码。
(2)中文字符——汉字国标码
将所有的汉字字符放入一张表格(如图10),汉字字符的编码同样可通过查表实现。
学生观看动画后说一说中文字符的查表方法,接着按规则查询 = 1 \* GB3 ①“对”对应的编码; = 2 \* GB3 ②编码为“D0A1”对应的汉字。
图10图10所示的表格就是汉字国标码。
图10
学生阅读课本P12汉字国标码相关知识介绍:
图11
图11
学生阅读后回答:关于汉字的编码,我国公布了哪两个字符集?各解决了什么问题?
3、编码之图片
我们生活中大部分图片都是位图,当这些图像放大后会模糊,看到组成图片的单个小方块,也就是出现“马赛克”现象(如图12)。
图12
图12
每个小方块就是一个像素点,每个像素点只有一种颜色。
1个像素点用1位二进制数表示图13 2种颜色的黑白图像
1个像素点用1位二进制数表示
图13 2种颜色的黑白图像
1个像素点用3位二进制数表示,编码可以如下:
1个像素点用3位二进制数表示,编码可以如下:
图14 8种颜色的彩色图像
图14 8种颜色的彩色图像
填一填:
图15
图15
每个像素点的颜色可以由若干位二进制数进行描述;二进制位数越 (多/少),能表现的色彩越丰富,图像占用的空间也就越 (大/小)。
4、二维码
(1)认识二维码
打开课本,课本最显眼的变化是加入了二维码。当我们二维码解码器扫描二维码时就可以得到相应的拓展知识。
图17
图17
图16 见课本12页
图16 见课本12页
请你说一说哪些软件带有二维码的解码器?
图19图18
图19
图18
(2)二维码名片制作
学校的二维码名片:
图21图20
图21
图20
学生利用“二维码大师”制作二维码,并上传。完成后,从网上下载其他同学的二维码进行解码。
图22
图22
五、课堂小结,余韵犹存
图23
图23
今天我们学习了信息的编码,反复强调了两个字“规则”,只有遵循规则,信息才能被计算机认识与处理。但反过来想,如果当初莱布尼兹没有摆脱十进制的束缚,提出二进制概念,就没有如今信息技术领域的高速发展。所以,我们要遵循规则的同时,又要敢于打破规则,这样科技才能进步,社会才能发展。
【教学反思】
信息的编码是理论课,理论课教学,通常以老师讲授为主,老师讲得唇干舌燥,学生却兴趣乏乏。为此,笔者设计了各种形式的教学活动:(1)通过观看“潜伏”片段,让学生感受信息的编码过程;(2)通过手指游戏,帮助学生掌握十进制转化二进制的方法;(3)通过观看动画,帮助学生掌握字符编码的查表方法;(4)通过学生亲身制作自己的二维码名片,让他们感受知识来源于生活,能解决生活中的问题。原本沉闷的教师独角戏,有了学生的主动参与课堂气氛一下子灵动起来了。
困惑:
1、需不需要加入权重的讲解?
课堂上,手指游戏背后包含权重等知识并没有向学生深入介绍,因为这一部分知识对中学生而言太难。但这也是我们评课时的一个争议点,有老师认为介绍了就应该讲透,权重的讲解不可或缺。
2、学生有没有必要掌握查表方法?
英文字符、中文字符对应的编码表格形式多种多样,不同形式的表格的查表方法完全不同。有没有必要让学生掌握某一种表格的查表方法?若不介绍,学生对字符编码的查表实现印象则不够深刻。
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