1.1 数据及其特征教案
一、基本信息
课题 ：1.1 数据及其特征
课时 ：1课时（45分钟）
适用年级 ： 高一
学情 ：初中刚毕业，基础相对薄弱，少数学生有初步信息技术认知
课型 ：新授课
教学目标：
1.知识目标：掌握教材中数据的定义、类型、特征；理解十进制与二进制转换规则，能完成简单转换；
2.能力目标：能识别生活及教材中的数据，区分数据类型，独立完成基础数制转换，理解数据与计算机的关联；
3.素养目标：感受数据与数制在教材案例、家乡发展中的应用，建立“数据→转换→加工→信息”的思维
教学准备 ：
1.教具：PPT课件、数制转换步骤卡片
2. 学具：教材、笔记本、笔、草稿纸
教学重难点：
重点：数据的基本特征、十进制与二进制转换方法；
难点：二进制转换逻辑、数据特征与数制转换的关联
教学方法：情境导入法、案例分析法、实操演示法、小组讨论法
二、教学过程
（一）情境导入（5分钟）
1. 在《创新中国》中，“C919 零件数数百万”“天眼口径 500 米”等数据，在计算机中都是以二进制形式存储的。贵州西江千户苗寨年游客量 120 万（十进制），可以转换为二进制 1110101000100100000。这些案例都体现了数据与数制在我们生活中的广泛存在。
2. 提问引导：“我们平时计数都用十进制，那计算机为什么要把‘500米’这样的数变成一串0和1呢？这两种数制之间该怎么转换？”
3. 让学生自由发言，之后教师总结：“这些数字、文字、图像都是数据，是对客观事物的符号记录。而计算机只能识别二进制，所以数制转换是数据能被计算机处理的关键。今天咱们就来一起学习数据的特征和数制转换。”
（二）新知讲授（28分钟）
1. 数据的定义与类型（5分钟）
定义：数据是现实世界客观事物的符号记录，是信息的载体，是计算机加工的对象。它可以用来描述事物的特征、状态、行为等，通过对数据的处理和分析，我们可以获取有用的信息。
结合教材案例和贵州本土情况，讲解数据类型：
数据主要分为数值型和非数值型。
数值型：比如教材里的“500米（天眼口径）”“36.5℃”，还有咱们贵州的“黄果树瀑布高77.8米”“西江千户苗寨年游客量120万”等，它们可以进行数学运算；
非数值型：像教材中的“文字‘C919’”“国庆主题图像”，以及贵州的“苗寨照片”“苗族飞歌音频”等，频等，这些数据虽然不能直接进行数学运算，但同样承载着重要的信息。
互动环节：让学生翻开教材，找出其中不同类型的数据，教师在黑板上板书典型例子。
小思考：教材中“庆祝国庆多媒体作品”里的音频数据，属于哪种类型？计算机要怎么处理它？（提示：非数值型；得先把音频量化成数值，再转换成二进制）
2. 数据的基本特征（7分钟）
二进制：计算机里的所有数据，都是以0和1的形式存储和加工的。因为计算机的电子元件只有“通电”和“断电”两种状态，正好对应0和1，这种二进制的存储和处理方式，是计算机能够高效运算的基础；
语义性：数据能解释客观事物，比如“500米”这个数据对应着天眼的口径这一客观事实。通过数据的语义，我们可以理解数据所代表的现实意义，从而实现对客观世界的描述和记录；
分散性：数据是分别记录不同客观事物状态的，比如对于C919，会分别记录其“零件数数百万”“首飞时间”等不同方面的数据。这些分散的数据从各个角度反映了事物的属性和情况；
多样性与感知性：数据的记录形式具有多样性，包括文本、图像、音频等，并且这些数据是可以被感知的，如我们可以看到图像、听到音频。这种多样性使得数据能够从多个维度传递信息，满足不同的需求。。
小思考：结合教材中“多媒体作品数据”，说说数据的“多样性”和“二进制”特征有什么关联？（提示：不管是文字、图像还是音频，这些不同形式的数据，最终都要转换成二进制，计算机才能统一处理）
3. 数制转换（10分钟）
先明确两种数制的定义：
十进制：有0-9十个数字，逢十进一，是我们日常生活中最常用的计数方式；
二进制：只有0和1两个数字，逢二进一，这是计算机唯一能识别的数制。
重点演示转换方法，结合教材相关数据和举例：
1. 十进制转二进制：用“除2取余，逆序排列”的方法
举例1：把十进制的10转换成二进制。步骤：10÷2=5，余数0；5÷2=2，余数1；2÷2=1，余数0；1÷2=0，余数1。把余数逆序排列，就是1010，所以10（十进制）=1010（二进制）；
举例2：把十进制的7（比如“7个贵州特色小吃”）转换成二进制。步骤：7÷2=3，余数1；3÷2=1，余数1；1÷2=0，余数1。逆序排列得111，所以7（十进制）=111（二进制）。让学生跟着在草稿纸上演算。
2. 二进制转十进制：用“按权展开求和”的方法（权值是2 ，n从右往左从0开始计数）
举例：把二进制的1010转换成十进制。步骤：1×2 + 0×2 + 1×2 + 0×2 = 8+0+2+0=10，所以1010（二进制）=10（十进制）；
简单验证：教材中提到“数字180在计算机中表示为10110100”，我们可以取前4位“1011”简单演示：1×2 +0×2 +1×2 +1×2 =11（十进制），让学生明白转换逻辑。
互动练习：邀请2名学生上台，分别完成“9（十进制）转二进制”和“1101（二进制）转十进制”，教师在一旁纠错、指导。
小思考：教材中说“数字180在计算机中表示为10110100”，用“除2取余法”验证一下对不对？（提示：180÷2=90余0；90÷2=45余0；45÷2=22余1；22÷2=11余0；11÷2=5余1；5÷2=2余1；2÷2=1余0；1÷2=0余1，逆序排列就是10110100，是正确的）
4. 数据的拓展特征（6分钟）
补充3个拓展特征，结合数制转换讲解：
客观性：数据是对现实世界客观事物的真实记录，例如C919首飞时间2017年5月5日，这一数据是客观存在的事实，不受主观因素的影响。客观性是数据能够准确反映事物本质的基础。
关联性：不同数据之间存在着内在的联系，例如“观测时间”与“天眼发现脉冲星数量”之间就可能存在关联，通过分析这种关联，我们可以挖掘出更多有价值的信息。
可加工性：数据经过转换、处理后，能变成有价值的信息。比如教材中“庆祝国庆多媒体作品”的制作，就是把零散数据先做数制转换，再编码加工，最后变成了多媒体作品。
小思考：教材中“数据采集→编码→呈现”的流程，既体现了可加工性，又用到了数制转换，这是为什么？（提示：编码的核心就是把数据转换成二进制，只有完成转换，计算机才能对数据进行加工，最终把数据变成我们能看懂的信息）
（三）教材案例分析（7分钟）
1. 聚焦教材“庆祝国庆多媒体作品”这个项目，让学生以小组为单位讨论：
（1）这个项目中，哪些环节用到了数制转换？
（2）像图像这样的非数值型数据，怎么通过数制转换被计算机处理？
2. 每个小组派1名代表发言，教师点评总结：数制转换就像是数据和计算机之间的“桥梁”，不管是什么类型的数据，都得先转换成二进制，计算机才能处理，最后才能变成我们需要的信息。
（四）课堂小结（3分钟）
1. 带着学生梳理本节课的核心知识点，用简单的板书展示：
数据：定义→类型（数值型、非数值型）；
特征：基本特征（二进制、语义性、分散性、多样性与感知性）+ 拓展特征（客观性、关联性、可加工性）；
数制转换：十进制 二进制（方法：除2取余、按权展开）。
2. 总结：“今天我们学了数据的特征和数制转换，这些知识是后面学习‘数据编码’的基础，大家课后要好好巩固。”
（五）作业布置（2分钟）
发放课后作业，要求：基础题所有人都要做，提升题根据自己的情况选做，重点巩固数据类型、特征和数制转换方法。
三、教学反思
1. 本节课针对贵州高一学生基础薄弱的特点，数制转换只讲核心方法，用简单数值举例，避免复杂运算，知识点按照“定义→类型→特征→转换”的逻辑推进，循序渐进，降低学生理解难度。
2. 不足：课堂互动时间可以再优化，下次可以增加“小组数制转换竞赛”，让更多学生参与进来；课后可以录制简单的转换技巧短视频，方便学生复习。1.1 数据及其特征 课后作业（含答案及解析）
一、基础题（必做）
1. 结合教材定义，判断下列哪些属于数据，在括号内画“√”或“×”：
（1）天眼口径500米（ ）
（2）“C919”文字标识（ ）
（3）二进制数1010（ ）
（4）苗族飞歌的音频文件（ ）
（5）“数据很重要”的观点（ ）
2. 按教材分类方式，将下列数据填入对应表格：
数据：黄果树瀑布高77.8米、“遵义会议会址”文字、二进制数1101、贵州高铁里程1300公里、苗寨图像
数据类型 具体数据
数值型（含数制形式）
非数值型
3. 完成下列数制转换（写出关键步骤）：
（1）十进制15 → 二进制：
（2）二进制1011 → 十进制：
4. 下列描述体现了数据的哪个特征（二进制/语义性/分散性/多样性/客观性）：
（1）计算机中存储的“77.8米”以二进制1001101.11010111000010100011110101110000101000111101011100001010001111011形式存在（ ）
（2）“500米”这个数据能准确描述天眼的口径大小（ ）
（3）“游客量”“门票价格”“开放时间”分别记录景区的不同信息（ ）
二、提升题（选做）
5. 结合教材“庆祝国庆多媒体作品”项目，采集1条贵州本土数值型数据（如“梵净山海拔2336米”），完成：
（1）将其转换为二进制；
（2）分析该数据体现的3个数据特征；
（3）说明该数据如何被计算机加工成多媒体作品中的信息。
答案及解析
一、基础题
1. 答案：（1）√；（2）√；（3）√；（4）√；（5）×
解析：数据是对客观事物的符号记录，包括数值、文字、音频、二进制数等；“数据很重要”是主观观点，不是对客观事物的记录，所以不属于数据。
答案：
数据类型 具体数据
数值型（含数制形式） 黄果树瀑布高77.8米、二进制数1101、贵州高铁里程1300公里
非数值型 “遵义会议会址”文字、苗寨图像
解析：数值型数据是可以量化的符号记录，包括不同数制形式；非数值型数据是不能量化的符号记录，比如文字、图像等。
3. 答案及解析：
（1）十进制15→二进制：1111
步骤：15÷2=7余1；7÷2=3余1；3÷2=1余1；1÷2=0余1；将余数逆序排列，得到1111；
（2）二进制1011→十进制：11
步骤：按权展开求和，1×2 + 0×2 + 1×2 + 1×2 = 8+0+2+1=11。
4. 答案：（1）二进制；（2）语义性；（3）分散性
解析：（1）描述的是数据在计算机中的存储形式，体现了二进制特征；（2）数据能准确解释客观事物的属性，体现了语义性；（3）不同数据分别记录事物的不同信息，体现了分散性。
二、提升题（示例答案，以“梵净山海拔2336米”为例）
1. 十进制2336→二进制：100100010000
步骤：2336÷2=1168余0；1168÷2=584余0；584÷2=292余0；292÷2=146余0；146÷2=73余0；73÷2=36余1；36÷2=18余0；18÷2=9余0；9÷2=4余1；4÷2=2余0；2÷2=1余0；1÷2=0余1；将余数逆序排列，得到100100010000；
2. 体现的特征：① 客观性（2336米是梵净山海拔的真实记录）；② 语义性（该数据能明确描述梵净山的海拔高度）；③ 二进制（该数据要转换成二进制后，才能被计算机存储和处理）；
3. 加工过程：先将“梵净山海拔2336米”这个十进制数据，转换成二进制100100010000；计算机对二进制数据进行编码加工；再通过多媒体技术，把加工后的二进制数据转化为图像标注、文字说明等形式，呈现在庆祝国庆的多媒体作品中，让观众直观了解梵净山的海拔信息。(共9张PPT)
1θ1θ1θ
θ1θ11θ
11θθ11
1.1 数据及其特征
从《创新中国》到二进制世界
授课对象：高中一年级 第一章 数据与信息
信息技术 / 必修一
为什么计算机要用二进制？ | 我们日常使用的 十进制 如何转化为计算机能理解的 θ1代码？
C919国产大飞机
零件数 数百万
中国天眼 FAST
口径 5θθ 米
西江千户苗寨
年游客量 12θ 万
Memory Addr: 0x5B3C
0000000111110100 . . .
1 θ 1 θ 1 θ 1 θ θ θ 11 θ θ 1 θ 1 θ
Memory Addr: 0x8F9D
1001001001111100 . . .
θ 1 θ 111 θ θ 1 θ 1 θ 1 θ 1 θ θ 1
Memory Addr: 0x4A12
111101000010010000 . . .
θ 1 θ 1 θ 1 θ 111 θ 1 θ θ 1 θ 1 θ 1
情境导入： 数据与数制无处不在
计算机世界 · 二进制流
现实世界 · 十进制数据
思考时间 Discussion
数制转换
数制转换
数制转换
这需要结合计算机硬件特性来思考。计算机的硬件由大量的电子元件组成，电子元件通常具有两种稳定状态，如电路的通与断、电压的高与低等，用二进制的 0 和 1 来表示这两种状态非常方便，且运算规则简单，容易实现，抗干扰能力强。
数值型数据
非数值型数据
66 数据的定义
数据是现实世界客观事物的 符号记录 ，是信息的载体，也是计算机加工的对象。
01010101001010101110101010101010101001010101010101010101010101010101010101 10101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010101010 0101010101010101
0101010101 0101 二进制 (Binary )
计算机处理的唯一语言
所有数据类型
010101010101010101010101010101010101
归 宿
101
统
010
500米
天眼口径 (长度)
36.5 ℃
人体体温 (数值)
120万
苗寨游客量 (数量)
A 文本 "C919"
图像：苗寨飞歌
音频：波形图
知识点1：数据的定义与类型
010101010101010101010101010 1010101010101010101010101 010101010101010101010101010 100110011001100110011001100 11100001111000011110000111 111100001111000011110000 0 010101010101010101010101010 10101010101010101010101010
1010101010101010101010101010101010101010101010101010
10101010101010101010101010101010101010101010101010101
101010101010101010101010 001100110011001100110011001
11001100110011001100110011001100110011001100110011 1
10000111100001111000011110000111100001111000011110000
10101010101010101010101010101010101010101010101010101
10101010101010101010101 1010101010101010101010101010
计算机内部的通用语言。所有数据（无论是文本、图 像还是声音）在计算机中均以 θ 和 1 的形式进行存储 与加工。
分散性 信息往往分散记录在不同的数据中。如 "零件数" 和 "首飞时间" 分别记录了C919的不同状态，需整合才 能获得完整信息。
语义性
数据符号本身必须经过解释才能反映客观事物。例如 数值 "500米" 只有在特定语境下才代表 "天眼口
径"。
多样性与感知性
数据形式丰富多样，包括文本、图像、音频、视频
等，使其具备可看、可听、可感的特性，便于人类理 解和交互。
101010101010 二10进101制010101010101010101010101010101010
知识点2：数据的基本特征
(1010)a→ 公式验证：
基数：0, 1, 2, ..., 9
规则：逢十进一
场景：人类日常计数、苗年日期记录等。
θ1 二进制 (Binary)
基数：0, 1
规则：逢二进一
场景：计算机逻辑电路、数据存储与处理。
十进制转二进制： 除2取余法
2 1θ …… 0 2
知识点3： 数制转换
2 …… θ
2
5 …… 1
2
二进制转十进制：按权展开求和
1 …… 1
θ
2
10 十进制 (Decimal)
逆序排列
1θ1θ
数制是用一组固定的符号和统一的规则来表示数值的方法。十进制是日常使用的数制，它有0-9十个数字符号，遵循逢十进一的规则。而二进制是计算机中采用的数制，只有0和1两个数字符号，遵循逢二进一的规则。
数制定义
数据相关性模型
核心逻辑：数据价值的体现
03
可加工性
转化增值 ：数据经处理可转化为有价值的信息。
知识点4：数据的拓展特征
案例： C919首飞时间2017年5月5日
案例：天眼观测
观测时长 脉冲星数量
案例：多媒体制作零散素材 → 多媒体作品
关联性
客观性
真实记录：数据是对客观事物的如实反映。
内在联系：数据之间往往存在逻辑关联。
01
02
编码加工 计算机内部处理
数据压缩 编辑合成 特效处理
RGB
(255,0,0)
计算机存储形式
2 核心环节
数制转换
非数值
数值
二进制
教材案例深度分析： 多媒体作品的数据处理
核心案例 从数据采集到信息呈现的全流程解析
信息呈现
多媒体作品展示
数据采集
获取原始素材
原理说明： 将连续的模拟信号（如声音、光 线）进行采样和量化，转换为离散的数字信号。
A 文本信息
图像素材
音频录制
11111010
最终呈现效果
像素点
图像
定义与类型
类型
数制转换
课堂小结
思维导图梳理核心知识点
数据
DATA
十进制 二进制
除2取余，逆序排列
二进制 → 十进制 按权展开求和
定义
客观事物的符号记录，信息的载体
语义性
符号解释事物
二进制
0和1存储加工
基本特征 (4个)
拓展特征 (3个)
非数值型
可加工性
转化为信息
数值型
客观性
真实记录
关联性
相互联系
1010 → 10
10 → 1010
Review Time
结合教材“庆祝国庆多媒体作品”项目，采集1条贵州本土数值型数据（如“梵净山海拔2336米”），完成：
（1）将其转换为二进制；
（2）分析该数据体现的3个数据特征；
（3）说明该数据如何被计算机加工成多媒体作品中的信息。
基础巩固：数制转换
提示：使用 “除2取余 ”法
拓展思考：生活中的数据
课后作业预告
同学们， 加油！
期待你们的精彩答案
请将十进制数 15 和 2336 转换为二进制数。
