高中信息技术沪科版（2019）《营救潘生大作战-了解数值数据与文本数据的编码》教学设计

《了解数值数据与文本数据的编码》教学设计
课题 营救潘生大作战-了解数值数据与文本数据的编码 课型 新授课
目标制订的依据 课标分析：根据新课标中内容要求和学业要求，本节课需要在具体感知数据与信息的基础上，知道数据编码的基本方式，理解数据编码的必要性。教材内容分析：本节课内容选自上海科技教育出版社《信息技术（必修1）》项目二《认识数据编码》之了解数值数据和文本数据的编码，这部分内容理论性较强，比较抽象，但在整个课程学习中占有重要的作用，是理解计算机内部工作原理的基础，需要教师配合具象的案例、实验等进行引导教学。对其他四个版本的教材同内容横向比较，凝练出本节课两个重要的知识点：二进制与数制转换和字符编码。学情分析：本节课授课对象为高一学生知识储备：他们知道计算机内部采用二进制来存储和处理数据，但是对二进制和字符编码仅停留在表面，缺乏系统的学习。认知水平：这个年龄段的学生更倾向在活动中体验和理解知识，具备一定的逻辑思维、团队合作意识和自主探究的能力。作为数字原住民，他们更喜欢主动地去需求问题答案，利用数字化资源辅助学习已经成为他们自主学习的一个习惯。心理状态：他们有很强的求知欲，愿意表达自己的观点，渴望得到认可，有很强的好胜心。障碍点：高一学生在知识的归纳、总结和迁移上略有欠缺，需要教师搭建支架。
学习目标 通过例举生活中的编码，理解编码的意义和作用。（信息意识）通过对比分析，归纳总结常用数制的计数规则，掌握二进制数与十进制数相互转换的方法。（计算思维）通过灯语实验，经历文本数据编码的过程，体会数据编码的必要性。（信息意识）通过参与真实问题情境并结合实际经验，培养个人数据保护的安全意识，初步形成合理运用技术的道德观念。（信息社会责任）
重难点 重点：了解数值数据和文本数据的编码过程难点：二进制数与十进制数相互转换的方法
评价任务 学生可以举出生活中1-2个编码的例子，并说出编码的含义，则达成目标1。90%的学生可以完整、正确地填写常用数制转化表则达成目标2。学生积极参与灯语操作实验，并对该实验进行评价，则达成目标3。所有学生认同保护个人隐私数据的重要性并在实际生活中有意识地进行保护，则达成目标4。
评价设计 1.表现性评价：课堂回答问题情况积分制、学历案的完成度。2.学生自评：在课程学习完毕后，在学习任务单上对掌握情况自我评判。3.组间互评：小组间展示并互相点评探究活动以及实验情况。4.本节课总结评价：课堂积分前三的小组，赋予“反诈达人”称号绶带。
教学活动设计
教师活动 学生活动 设计意图
环节一：情境引入-质疑潘生（4min）
1.观看《孤注一掷》中潘生如何自救的视频，提出问题：为何手势“6”代表“110”？在电影中我们注意到一个细节：潘生将工牌随手丢弃，不法分子通过工牌号获得潘生的相关信息，这是导致他误入诈骗团伙的关键一步。在你的身边有哪些编码？你知道它们的含义吗？教师根据学生回答，引出编码的作用和意义：鉴别、排序、专用含义 学生思考并回答学生回答：身份证号、电话号码等等从身份证中我们可以得知出生日期、所在地区、性别等信息 从电影中创设情境，引发学生兴趣。例举生活中的编码，易于理解计算机中编码概念。
环节二：编码与二进制-理解潘生（15min）
教师活动：引出计算机中编码的概念。请你思考：为什么在计算机中要采用二进制编码？为什么不是其他进制？提示学生可利用网络学习资源进行查找，然后举手回答。【探究活动一】数据要存储在计算机中要先转换为二进制数在进行编码，其实我们计算机常用的数制还有8进制、16进制，作为“程序猿”的潘生当然也知道这一点。他卷入诈骗团伙后，老板答应他完成（10101100）2W的“业绩”后就放他回家，潘生别无选择，一起来帮他开启回家之路吧！任务要求：（1）先在学习任务单上独立完成，然后组内交流，时间7分钟。组间展示评价3分钟。（2）通过类比，补全数制表格。（3）将潘生手势“6”破解出“110”代码，写出转换过程。引导学生将二进行数的位权展开式计算，从而得到二进制数转化为十进制数的方法。引导学生通过逆推或参照案例的方法，获得十进制数转化为二进制数的方法。教师拓展:数据的存储单位-比特（bit），8个比特位为一个字节，展示常用存储容量常用单位的转化规则。字节是传递信息的最小单位。 学生活动：学生上网查找原因，并回答学生通过类比十进制数的特点，推导出其他进制计算特点，从而归纳出R（任意）进制数的计数特点。学生首先独立思考完成，然后小组内交流讨论，最后组间点评。讲解存储单位知识，为后续声音编码和图像编码奠定基础。 设计意图：从计算机工作底层了解使用二进制的原因，学生理解地更深刻。通过类比分析得到结论有利于培养学生的计算思维，也更好地突破重难点。
环节三：灯语实验-成为潘生（15min）
教师活动：我们了解了数值数据在计算机中如何被转换和存储的，那么文本数据又是如何呢？【探究活动二】灯语实验：骗子始终是骗子，潘生完成老板要求的业绩后，老板不但没放他走，还对他变本加厉，要求他完成更多的任务。潘生终于下定决心和同伴一起逃离，于是他选择在一个漆黑的夜晚，使用手电筒给不远的同伙传递信息，但是诈骗公司有站岗放哨的人员，每隔1分钟要巡查5秒，在这5秒时间内，潘生不能向同伴发送任何信息。实验要求：三人一组，第一人扮演潘生控制手电筒开关，按照ASCII码表发送一组字母，第二人扮演同伴观察手电筒发出的光信号，记录数据，将接收的信息使用ASCII表破译出这组字母。第三人扮演放哨的人，每间隔30秒阻碍传递信息的双方一次。发送信息双方核对信息，重复实验。（3）根据实验数据和过程，为实验的各项指标打分，分析该方法的利弊。（4）实验时间10分钟，交流分享5分钟。 学生活动：学生根据分工进行实验，记录数据，并对该实验进行评估。 设计意图：通过灯语实验，学生亲历文本数据编码过程，体会到编码的重要性，通过评估该实验，也对数据传输的影响因素有一定的认识，对必修2中信息系统的网络学习做下铺垫。
环节四：头脑风暴-超越潘生（6min）
教师活动：经过重重磨难，潘生终于在中国政府的救助下回到了祖国的怀抱，浴火重生之后，潘生成为国家反诈中心的技术人员，运用技术打击违法犯罪。请结合你的实际经验谈一谈：在生活中你遇到过诈骗的情况吗？你又是怎么保护个人隐私数据的？你知道现在个人隐私数据不再仅仅是账户密码、手机号、身份证好了吗？我若拿出利用AI技术的新型诈骗手段，阁下该如何应对？课堂最后揭示：潘生是单词“python”的音译，Python是一种强大的编程语言，我们在后续的学习中马上就会接触到，希望同学们学好技术，合理运用技术，向电影中的潘生一样将技术发光发热。 学生活动：学生对个人或家人受骗经历以及保护个人数据的常用方法进行发言学生观看利用AI换脸、合成语音的新型诈骗手段新闻，思考应对措施 设计意图：培养学生个人信息保护的意识，引导学生合理利用信息技术。
板书 2.2数值数据与文本数据的编码
作业设计 请在国家中小学智慧平台（https://basic.）课程教学模块中找到字符编码相关资源，了解中文字符编码方式。
反思 如何将更多的数字化学习工具加入到理论性较强的课堂中，利用信息化手段帮助学生理解。