信息技术必修一《数据与计算》第一章第二节《数字化与编码》教案

信息技术必修一《数据与计算》第一章第二节《数字化与编码》教案课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、课程基本信息1.课程名称：信息技术必修一《数据与计算》第一章第二节《数字化与编码》

2.教学年级和班级：高一年级全体学生

3.授课时间：2022年10月10日

4.教学时数：45分钟二、核心素养目标1.数据观念：使学生理解数字化与编码的基本概念，认识数据与信息之间的关系。

2.计算思维：培养学生运用计算机科学的方法和思想，分析和解决实际问题的能力。

3.信息素养：提高学生对信息技术的认识，培养安全、合法、负责任地使用信息技术的能力。

4.创新与实践：鼓励学生积极探索，通过实践活动体验数字化与编码的过程，提升问题解决能力。三、学情分析考虑到我所教授的是高一年级全体学生，他们在知识、能力和素质方面各有差异。大部分学生已具备一定的信息技术基础，对计算机和网络使用较为熟悉。然而，对于数据与计算的深度理解，尤其是数字化与编码的概念，可能存在一定程度的模糊。

在能力方面，学生们具备基本的逻辑思维和问题解决能力，但计算思维和信息素养方面的锻炼相对较少。因此，在授课过程中，需要设计相应的活动来培养和锻炼这些能力。

此外，学生的行为习惯和学习态度对课程学习有很大影响。部分学生可能对信息技术课程缺乏兴趣，导致学习积极性不高。因此，在教学过程中，我将注重激发学生的学习兴趣，鼓励他们主动参与课堂活动。

针对以上学情分析，我将根据学生的实际情况，调整教学策略和内容，以期达到更好的教学效果。四、教学资源准备1.教材：确保每位学生都有《信息技术必修一》教材，以便跟随课程进度进行学习。

2.辅助材料：搜集与数字化与编码相关的图片、图表、视频等多媒体资源，以丰富教学手段，提高学生的学习兴趣。

3.实验器材：准备电脑、编程软件等实验器材，以便学生能够亲自动手实践，加深对数字化与编码的理解。

4.教室布置：根据教学需要，将教室布置为分组讨论区和实验操作区，以便学生能够在讨论和实验中更好地学习和交流。五、教学过程1.导入新课（5分钟）

“同学们，上一节课我们学习了数据与计算的基本概念，了解了数据与信息之间的关系。今天，我们将深入探讨数字化与编码的知识，了解如何将信息转化为数字，并探究编码在现实生活中的应用。希望大家能够通过本节课的学习，对数字化与编码有更加深入的了解。”

2.知识讲解（15分钟）

“首先，我们来讲解数字化与编码的基本概念。数字化是指将现实世界中的信息转化为数字的过程，而编码则是将数字化后的信息进行符号化的表示。在这个过程中，我们需要掌握数字的表示方法、编码规则等基础知识。接下来，我将通过PPT演示的方式，详细讲解数字化与编码的相关知识。”

3.案例分析（10分钟）

“接下来，我们通过一个案例来分析数字化与编码在现实生活中的应用。请大家观看这个案例视频，并思考以下问题：视频中的信息是如何被数字化的？编码在这个过程中起到了什么作用？请大家看完视频后，分小组进行讨论，并分享你们的思考。”

4.实践操作（10分钟）

“现在，我们来进行实践操作。请大家打开电脑，登录编程软件，按照这个实验指导书进行实验。实验过程中，请大家注意安全，遇到问题可以随时向我请教。实验结束后，我们将进行实验成果的展示和交流。”

5.小组讨论（5分钟）

“现在，我们已经完成了实验操作，接下来进行小组讨论。请每个小组分享你们的实验成果，并讨论以下问题：实验过程中遇到了哪些困难？如何解决的？实验结果是否符合预期？通过小组讨论，我们可以互相学习，共同提高。”

6.总结与反思（5分钟）

“通过本节课的学习，我们了解了数字化与编码的基本概念，掌握了数字的表示方法、编码规则等基础知识，并了解了数字化与编码在现实生活中的应用。希望大家能够通过本节课的学习，对数字化与编码有更加深入的了解，并在日常生活中能够灵活运用。”

7.作业布置（5分钟）

“请大家课后完成这个练习题，巩固本节课所学的知识。同时，也可以结合自己的生活实际，思考数字化与编码在生活中的应用，下节课分享你们的思考。”六、教学资源拓展六、教学资源拓展

1.拓展资源

(1)教材延伸：《信息技术必修一》教材中涉及到的数字化与编码知识点，可以进一步延伸至二进制、十六进制等进制转换，让学生深入了解计算机内部数据的表示和处理方式。

(2)在线课程：可推荐学生观看国内知名教育平台上的相关课程，如“数字化与编码”专题讲解，帮助学生从多角度理解数字化与编码的原理和应用。

(3)科普文章：推荐阅读科普文章，如《计算机是如何看世界的——深入解析数字化与编码》、《生活中的编码现象》等，帮助学生从实际生活中发现编码的存在，提高信息素养。

(4)编程实践：鼓励学生参加线上编程实践项目，如“编程猫”、“LeetCode”等，让学生在实际编写代码的过程中，加深对数字化与编码的理解。

2.拓展建议

(1)针对本节课所学内容，建议学生进行课后总结，整理学习笔记，加深对数字化与编码知识的理解。

(2)结合教材内容，鼓励学生进行实际操作，如编写简单的代码程序，实现信息的数字化与编码。

(3)学生可以尝试寻找身边的编码现象，如手机密码、条形码等，了解其背后的原理，提高信息素养。

(4)鼓励学生参加学校或社区的信息技术竞赛，将所学知识运用到实际问题中，提升计算思维和创新能力。

(5)学生可以尝试阅读计算机专业的书籍，如《计算机组成原理》、《算法导论》等，深入了解计算机科学的基本概念和原理。七、典型例题讲解为了帮助同学们更好地理解和掌握数字化与编码的知识，我将通过讲解几个典型例题来加深大家对课文知识点的认识。

例题1：将十进制数255转化为二进制数。

解答：255÷2=127……1，127÷2=63……1，63÷2=31……1，31÷2=15……1，15÷2=7……1，7÷2=3……1，3÷2=1……1，1÷2=0……1。所以，255的二进制表示为11111111。

例题2：将二进制数11011011转化为十进制数。

解答：1×2^7+1×2^6+0×2^5+1×2^4+1×2^3+0×2^2+1×2^1+1×2^0=128+64+0+16+8+0+2+1=229。

例题3：解释ASCII编码的含义。

解答：ASCII编码是一种将英文字母、数字和特殊符号转化为计算机内部二进制表示的编码方式。例如，字母A的ASCII编码为65，数字0的ASCII编码为48。

例题4：解释汉字编码的原理。

解答：汉字编码通常采用拼音字母和数字的组合来表示。例如，汉字“中”的编码为“ZHONG”。

例题5：试解释UTF-8编码。

解答：UTF-8编码是一种可变长度的编码方式，用于表示Unicode字符集。它将每个Unicode字符转换为1到4个字节的长度，具有较好的兼容性和扩展性。例如，英文字母A的UTF-8编码为0x41，中文汉字“中”的UTF-8编码为0xE40xBD0xA0。八、反思改进措施（一）教学特色创新

1.实践教学：本节课通过实践操作，让学生亲身体验数字化与编码的过程，提高了学生的学习兴趣和参与度。

2.案例分析：通过分析现实生活中的案例，使学生能够将理论知识与实际应用相结合，增强了学生的应用能力。

3.小组讨论：通过小组讨论，培养了学生的团队合作意识和交流能力，提高了学生的计算思维和问题解决能力。

（二）存在主要问题

1.教学管理：在实践操作环节，部分学生对实验器材不熟悉，导致实验进展缓慢，影响课堂教学进度。

2.教学方法：在案例分析环节，部分学生对实际案例的理解不够深入，导致学习效果不佳。

3.教学评价：评价方式较为单一，主要依赖课后作业，未能全面评估学生在课堂上的学习效果。

（三）改进措施

1.教学管理：加强实验器材的准备工作，提前为学生提供相关资料，提高实验效率。同时，加强对学生的引导和监督，确保实验安全。

2.教学方法：在案例分析环节，引入更多实际生活中的例子，帮助学生更好地理解和应用知识。同时，鼓励学生主动参与讨论，提高课堂互动性。

3.教学评价：完善评价方式，结合课堂表现、实验操作和课后作业等多方面进行综合评价，以全面了解学生的学习情况。同时，鼓励学生进行自我评价和同伴评价，提高评价的客观性和准确性。课堂小结，当堂检测课堂小结：

本节课我们学习了数字化与编码的基本概念，了解了数字的表示方法、编码规则，并通过案例分析和小实验，深入探讨了数字化与编码在现实生活中的应用。希望同学们能够通过本节课的学习，对数字化与编码有更加深入的了解，并在日常生活中能够灵活运用。

当堂检测：

1.数字化与编码的基本概念包括什么？请简要说明。

2.请举例说明数字的表示方法和编码规则。

3.请分析一个现实生活中的数字化与编码案例，说明其原理和应用。

4.请根据以下字符串“Hello,World!”，将其转化为二进制数。

5.请解释UTF-8编码的原理和特点。

答案：

1.数字化与编码的基本概念包括数字的表示方法、编码规则，以及数字化与编码在现实生活中的应用等。

2.数字的表示方法包括二进制、八进制、十进制等，编码规则例如ASCII编码、UTF-8编码等。

3.现实生活中的数字化与编码案例：例如，条形码是一种常见的编码方式，它将商品信息转化为条纹图案，通过扫描器转化为数字信息，便于商品的识别和管理。

4.“Hello,World!”的二进制表示为：010010000110010101101100011011000110111100100000。

5.UTF-8编码是一种可变长度的编码方式，用于表示Unicode字符集。它的原理是将每个Unicode字符转换为1到4个字节的长度，具有较好的兼容性和扩展性。UTF-8编码的特点包括使用透明的编码方式，易于实现字符集的扩展，同时保持了与ASCII编码的兼容性。内容逻辑关系①数字化与编码的基本概念

-数字化的含义：将现实世界中的信息转化为数字的过程。

-编码的含义：将数字化后的信息进行符号化的表示。

-数字化与编码的关系：数字化是编码的前提，编码是数字化的结果。

②数字的表示方法

-二进制：计算机内部使用的一种数字表示方法，只有0和1两个数字。

-八进制：由八个数字组成，包括0-7。

-十进制：日常生活中使用的一种数字表示方法，由十个数字组成，包括0-9。

③编码规则

-ASCII编码：一种将英文字