信息技术七年级上川教版第5课计算机中数的表示——奇妙的二进制教学设计

第5课 计算机中数的表示
——奇妙的二进制
一、教学内容分析：
1. 本节是四川人民出版社出版的《信息技 ( http: / / www.21cnjy.com )术》七年级上册第5课《计算机中数的表示》，重点介绍了计算机中数的表示方式，本节内容对学生的数学认知能力要求较高，因此小学阶段没有涉及。本节的上一课是《计算系统及工作原理》，本节课紧随其后，对计算机中数的表示原理做了较形象的描述，使学生对计算机的工作原理有了更深刻的认识。
2. 本节内容理论性强，跟数学有紧密联系，有一定的理解难度，这节课能否讲得生动易懂，关键在于要理论联系实际。
二、学生情况分析：
七年级的学生，已经能熟练的进行十进制计算， ( http: / / www.21cnjy.com )对二进制的有一定的好奇心，但是对于在计算机课中进行数学运算可能会感到枯燥，在学习十进制转换为二进制时可能会存在畏难情绪。因此，整节课要不断激发学生的学习兴趣，理论联系实际，使学生感觉学习这些知识对他们来说是有必要，有意义的。
三、教学目标：
1、知识与技能：
①了解计算机中为什么要使用二进制，以及二进制怎样转换为十进制；
②了解计算机存储器容量单位，掌握容量单位之间的换算关系；
2、过程与方法：
①通过十进制引入二进制，通过八进制、十六进制的对比强化二进制的概念。
②通过电筒模拟实验，使学生明白为什么要使用二进制。
③通过与人民币的对比，让学生理解存储单位的换算关系。
3、情感态度与价值观：
让学生明白知识与生活密切相关，利用所学知识可以解决生活中的问题。同时让学生感受只有多尝试才会有收获。
四、教学策略
首先我采用“问题引入法”，通过一张神奇的图 ( http: / / www.21cnjy.com )片和一个奇怪的问题来激发学生的兴趣，然后我应用“对比学习法”，让学生对比已经学过的知识，从而理解和掌握新知识。通过“实验探究法”，让学生自己总结出二进制与十进制的关系，同时在每个知识点都用“小任务驱动”穿插一些实践活动，让学生动脑动手。最后联系生活实际，设计应用练习和拓展活动，让学生将知识融于生活。
五、教学重、难点：
1、教学重点：二进制的概念、存储单位的换算关系。
2、教学难点：二进制转十进制的方法。
六、课时
1课时
七、教学环境及资源准备：
多媒体电子教室、教学课件
八、教学过程
教学环节 教师活动 学生学习活动 设计意图
导入 老师展示一张神奇的图片，数一数图片中有多少个黑点，多少个白点。师：这张图片很神奇，由于视觉差，我们根本无法分辩。这节课我们来学习另一个神奇的东西：二进制。你知道1+1=？老师纠正学生等于十的说法，提出二进制中只有两个数0和1,引出二进制的进位规则：逢二就向前进位了。 学生尝试观察这神奇的图片，由于视觉差，学生始终无法确定黑白点的个数。观看图片，思考1+1=？学生反思难道不等于2，部分了解二进制的同学会说等于十。 创作愉快的课堂气氛。激发学生的好奇心
学习新知 一、二进制的概念1.演示二进制的运算法则。老师演示1+1=10的计算过程，并详细分析二进制的运算法则：逢二进一。2.展示十进制的构成规则。老师展示一张各种进制的对比 ( http: / / www.21cnjy.com )表，首先由老师描述十进制的构成规则：由数字0-9构成，没有数字十，因为逢十就进位了所以写成10，然后让学生对比分析二进制及其他进制的构成规则，总结填表。3.出示3道简单的二进制加法题。让学生按照逢二进一的规则进行口算。 11 + 10=？11 + 11=？111 + 011=？ 学生观看教师演示过程，领会二进制的进位法则，学习二进制加法。学生对比十进制的构成规则，猜测出二进制、八进制、十六进制的构成规则。通过填表的方式，进一步理解二进制的数字构成和运算法则。试一试：完成3道二进制加法的口算，并由学生代表讲诉进位过程。 通过对比其他进制增强对二进制的数值构成，及进位原则的理解。通过计算二进制加法感受二进制的进位原则
学习新知 二、为什要使用二进制？ 1.老师展示若干电脑硬件的图片，提问 ( http: / / www.21cnjy.com )我们人类使用十进制，为什么在设计电脑的时候却不能直接使用十进制，而是转换成二进制之后在各种设备间传递呢？你们知道吗，任何电脑设备都有两种最基本的状态？有电、没电。 2.进一步用实例反应电脑与二进制的关系。幻灯片呈现一张内存条的图片，老师说明内存是由无数个微小单晶体管构成的。用四个圆点，演示怎样用晶体管的通电情况来存储信息。3.指导学生通过完成书上的探究活动“电筒”，填写表格，并总结二进制与十进制的关系。并提问怎样把更加复杂的二进制转换为十进制呢？ 学生思考老师提出的问题，学生代表回答，有两种状态有电和没电。学生对比感受用四个晶体管存储数据的方法。学生尝试书上的电筒探究，填表。 学生总结：1至10的二进制表示，及进位法则，了解二进制于十进制的对应关系。 通过设问，让学生将知识与实际生活联系起来？理解二进制与电脑的关系。通过电路演示让学生理解，二进制在电脑中的工作方式，通过电筒实验总结出二进制与十进制的对应关系。
学习新知 三、二进制转换为十进制 1.十进制的展开式。 教师举例说明十进制的展开式： 9876 =9000+800+70+6 =9×103+8×102+7×101+6×1002.对比学习二进制的展开式。教师让学生一步步的跟着分析，找到展开式的规律。 1011=1× +0× +1× +1× = 1×23+0×22+1×21+1×20 =11 学生观看老师的演示，理解展开式的方式。并思考二进制展开式中问号的地方如何填写。学生做一个小练习题：（1111）2=（ ）10完成练习后，安装书上P26页学生活动的提示，使用科学型计算器验证自己的答案。 通过展开式让学生形象地了解二进制转换为十进制的过程，通过练习增强转换能力。
学习新知 四、存储容量关系1.常见设备的存储容量。教师介绍：光盘：700MB U盘：16GB 硬盘：1TB教师让学生观察自己的CDE盘，感受容量单位。2.存储容量的单位及其换算方法。教师展示人民币的单位换算表，然后介绍信息存储的最小单位和基本单位，让学生对比人民币分析推测二进制的单位换算并填表。3.组织学生进行应用练习 （1）感受文字所占空间，并应用单 ( http: / / www.21cnjy.com )位的换算关系计算一篇文章的空间大小。要求学生打开记事本，在第1行输入10个A， 在第2行输入10个‘啊’。 观察两行字所占的宽度有什么差别？讨论：①已知计算机中一个英文字符占1个字节B（8b），那么一个汉字占多少个字节B②一篇文章有1024个汉字，请问该文章的大小大概是多少KB？（2）算算自己的相机内存可以装多少 ( http: / / www.21cnjy.com )张照片？假设1张用高清数码相机拍摄的数码照片约4M,如果该数码相机的存储卡为2G,请问该数码相机最多能照多少张照片？ 学生活动1：看看CDE盘的容量分别是多少，猜学生机硬盘的总容量是多少？学生活动2：容量的应用1.学生按照教师的提示进行字符的录入和比较，并计算出一篇文章的大小。2. 学生演算计算照相机存储照片张数的方法，学生代表回答并分析。 1.通过观察硬盘的容量，让基础差的同学从最直接方面来了解存储容量的含义。2.通过对比学习帮助学生感受逐层递进的换算关系，实现较形象的理解二进制的换算关系。3.通过活动1和活动2增强学生对存储单位的深刻理解，和应用能力。使感受到知识和生活是息息相关的。
拓展 教师提供太平洋电脑网的网址，要求学生浏览太平洋电脑网，了解内存、硬盘、SD卡等存储设备的主流存储容量及其他相关信息。 学生自主浏览太平洋电脑网，了解各种存储设备的主流存储容量及其他相关信息。 让知识进一步走进生活，联系实际。
评价 教师提问：本节课你收获了什么？让学生进行自我总结和评价。 学生进行自我评价 形成成就感
反思 本节课一开始学生充满了兴趣，但是随着 ( http: / / www.21cnjy.com )内容逐渐接近数学，学生的兴趣有点下降。在电筒实验中，学生能轻松的写出二进制，但是对应的十进制却是通过猜测得到的，此时很多学生会疑问为什么该二进制就对应着那样的十进制，此时老师正好以此为引子，引出学生二进制转换为十进制的方法。使学生对下一步学习提起兴趣。是在二进制转十进制的阶段，学生仍然会觉得有些难度，此时老师对学生的要求不要太高，让学生基本能够了解二进制转十进制的方法就可以了，并介绍其实我们不用手工计算，通过附件中的计算器可以快速的得到结果，以此来活跃一下气氛。在字节的基本概念这一段，学生通过与人民币的对比表对字节的换算关系很快就理解了，在通过以后几个实际应用题，学生对存储容量单位及之间的换算关系理解得就更加透彻了。
点评：
1、从结构上分析，此教学设 ( http: / / www.21cnjy.com )计方案十分完整，具备教学内容分析、学生情况分析、教学目标设置、教学策略设定、教学重难点、教学环境及资源准备、教学过程设计等，教学过程的各个环节又有清晰的教师活动、学生学习活动设计和设计意图，教学教程与教学课件各页对应，便于使用者快速把握本教案的特色和设计者的意图，有利于再设计。
2、从备课的基本环节看， ( http: / / www.21cnjy.com )本教案对本课的基本内容分析简洁明快，并根据七年级学生的基本特征确定了以理论联系实际、不断激发学生兴趣，由浅入深的小任务实验探究策略。三维目标表述精确，知识技能定位适度，过程与方法有利于培训学生的自主能力和激发学生创造力，并在情感上让学生领悟实践与知识建构之间的关系。
3、多数学生并未接触二进制的概念，因此 ( http: / / www.21cnjy.com )如何引导学生理解二进制计数的基本方法尤为重要，本课引入部分的那张“视觉差”图片，对吸引学生注意力、激发兴趣有一定帮助，但与二进制概念本身联系不大，使用者若有更好的引入方案可另行选择。
4、引入二进制概念时，老师向学生提出： ( http: / / www.21cnjy.com )根据二进制的计数法则，1+1=？当学生回答“2”时，教师可告诉学生，二进制里没有数字“2”，只有“0”和“1”两个数字，又该怎么表示与十进制数“2”同样大的数呢？
5、学习新知部分首先通过几种进制的 ( http: / / www.21cnjy.com )对比使学生重点理解二进制的运算法则，然后联系电脑硬件（存储器）的特征说明了为什么要使用二进制，通过电路演示让学生理解二进制在电脑中的工作方式，通过电筒实验总结出二进制与十进制的对应关系。这样可化抽象为具体，便于学生理解掌握。
6、进制转换是本节的难点，教师采用与十进 ( http: / / www.21cnjy.com )制类比的方法进行教学，让学生找出两种进制展开式的共同点和不同点，理解各数位所表示的意义，生形象地了解二进制转换为十进制的过程，通过练习增强转换能力。
当然，也可先让学生理解二进制的1,1 ( http: / / www.21cnjy.com )0,100,1000,10000中的1在不同数位上所代表的值（1，2，4，8，16），即（20，21，22，23，24），再讲展开式的用法可能会更有利于理解为什么要这样转换。
7、在学习“存储容量关系”这部分，首先 ( http: / / www.21cnjy.com )通过观察硬盘的容量，让基础差的同学从最直接方面来了解存储容量的含义，了解B，KB，MB，GB可以用在什么地方。然后通过与人民币单位换算进行对比，帮助学生感受存储容量单位逐层递进的换算关系，实现较形象的理解二进制的换算关系，同时感受到知识和生活是息息相关的。
教师教学时不一定用人民币来对比 ( http: / / www.21cnjy.com )，也可以用其它单位进行对比，如吨、千克、克、毫克等，它们之间的进率为1000，而相邻的存储容量单位间的进率为1024。
8、拓展部分让学生自主浏览时，应当让学生带着问题去浏览，建议教师提一两个与主流存储设备的容量相关的问题，让学生通过浏览回答即可。