第1章第1节第2课时(信息与信息技术)详解

课题：信息与信息技术（第1章第1节第2课时）教学目的：1.知识与技能。

（1）了解信息技术的发展简史和发展趋势。

（2）初步了解计算机中数据与信息的关系，知道信息的编码方法和度量单位。

2．过程与方法。

（1）通过图片展示，了解信息技术在现代社会中的应用、发展与展望。

（2）通过介绍，让学生了解计算机中数据与信息的关系，知道信息的编码方法和度量单位。

3．情感态度与价值观。

体验信息技术蕴含的文化内涵，激发学生对信息技术的求知欲，养成主动学习和使用信息技术、积极参与信息活动的态度。

4.行为与创新。

加深对信息和信息技术的理解，关注与日常生活和学习密切相关的信息、技术的新发展，并积极利用信息技术支持其他学科的学习。

教学方法：体验学习、探究学习、实验学习。

教学过程：一、情境导入。

上一堂课我们学到了信息的含义和信息主要特征，显然，信息普遍存在于自然界和人类社会中，那么我们怎样采用什么方法，能高速度、高标准去获取信息呢？2、信息技术：一般说来，信息技术是指信息的获取、存储、加工处理、传递、利用和服务过程中涉及的相关技术（图1），主要由微电子技术、通信技术、计算机技术和传感技术等组成，其中计算机技术是信息技术的核心（图2）。

图1 什么是信息技术2. 1信息技术在现代社会的应用师：在我们日常生活中，哪些方面应用了信息技术？生：……现代信息技术的应用使我们的生活更方便、舒适。

书店的书架上，吸引读者的除了散发着墨香的书刊,还有五颜六色的光盘（图3）；竖立在大马路上的电子大屏幕随时向司机们报送城市道路的交通状况，以便调整行车路线（图4）；智能机器人可“上九天揽月，下五洋捉鳖”（图5、图6）；在互联网上，多媒体新闻发布、电子政务、网络广告、电子商务（图7）、视频点播、实时视频会议（图8）等的图3 书店的书架图5 智能机器人已经成为没有围墙的学校，计算机辅助教学为传统的教学模式和教学手段注入了图11 远程教育图12 广播电视教学-虚拟生物实验计算机辅助设计是指用计算机帮助设计人员来完成产品设计的计算、拟、制图等工作。

它在很多领域中都有着广泛的应用。

例如设计汽车、印刷电路、服装（图13、14）、建筑等。

运用数码照相机、摄像机、计算机等先进技术集成的“电子警察”（图15）是一套交通路道自动拍摄系统，可以对路道交通的违章行为实行监控。

图15 电子警察拍摄违章行为图16 远程医疗1图18 自动柜员机图19 电子收款机图17 远程医疗2人造地球卫星、交互式电视、数字图像压缩和信息高速公路的兴起，为远程医疗的发展提供了条件，随着远程医疗的不断发展，今后人们就可以在家“看名医”（图16、17）。

将信用卡插入自动柜员机（图18），输入密码和取款金额，钱就会从机器里“吐”出来。

此外，安装在商场、超市、宾馆等场所的收款机（图19）可以完成货币转帐的任务。

电子商务是利用电子通讯方式，买卖双方不谋面而进行的各种商贸活动，例如电子商情、电子合同、电子贸易、在线付款等，如图20所示。

图20 电子商务（按参与电子商务交易的对象分类，电子商务可分为以下三种类型：企业与消费者之间、企业与企业之间以及企业与政府之间。

）2.2 信息技术的发展和展望师：从古到今，信息技术是如何发展的？你能描述其演变过程吗？生：……信息技术是伴随着人类的进步而不断发展起来的、在人类历史上，语言的产生是一次伟大的信息技术变革，人类通过语言交换和传播信息；文字的出现使得人类信息的存储和传播超越了时间和地域的局限；造纸和印刷术的发明和利用，使信息得以大量地复制和传播；电报、电话、广播、电视的发明和应用，极大地加速信息的传播的速率（图21、22、23、24）；计算机与现代通信技术的结合，使得图21 语言的产生图23造纸和印刷术的发明和利用图26 新一代计算机索和研制新一代计算机，以突破半导体详体元件的物理极限例如，模糊计算机、光电计算机、量子计算机、超导计算机、以蛋自质分子作芯片的生物计算机等（图26）。

计算机以处理精度见长，而在我们的日常生活中，经常会遇到模糊的概念，例如，天气的冷与热、衣服的肮脏程度等要让计算机模仿人脑进行分析判断，就必图30 虚拟现实的应用3图32 虚拟现实的应用5觉、听觉、触觉和映觉效果的现实模拟环境，可以通过人体自身的技能进交互，在交互过程中体验到“身临其境”的感觉虚拟现实在工业、医疗、学习培训、娱乐活动和军事活动等方面开始发挥作用（图28、29、30、31、32），图33为通过虚拟现实技术感受天气变化。

人工智能（AI）研究的目的是为了解释和模拟人类智能行为及其规律，从而设计可以展现某些近似人类智能行为的计算系统。

该领域的研究主要包括智能机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。

自1956年第一次提出“人工智能”一词起，经过几十年的发展，人工智能已普遍应用与人们的工作和生活中，如计算机下棋、指纹识别、机器翻译、远程医疗诊断等。

人们把电子计算机比喻为“电脑”（图34），它具有惊人的运算速度和极强的记忆力，能存储大量信息，甚至有学习的能力，能思考、分析问题，并作出判断。

但是，电子计算机只擅长逻辑思维，缺乏形象思维的能力。

它们的智能是人类智慧给予的所以绝对不会超过人类。

目前，计算机正向着网络化、智能化、多媒体化、微型化、巨型化的方向发展（图35）。

讨论学习：信息技术的发展将带来重大的社会变革，例如，许多语言和文化将会消失，同时一些新兴网络语言不断出现，你如何看待这些变化？（与社会进步发展相适应，但应采取措施保护民族文化）3．信息的编码人类借助语言、动作、文字、图像等符号表达和传递信息，为了便于使用计算机加工、处理、交流信息，往往需要用各种不同的方法收集信息并输入到计算机中。

图41二进制发明人理这些信息，所以必须采取适当的手段和方法对信息进行数字化编码。

只有将这些数字、文字、图像、声音和视频等信息转换成二进制代码，才能便于计算机加工处理（图36、37、38、39、40）。

3.1 二进制在日常生活中，人们对数值描述有多种进制形式，如一般采用十进制计数；采用60进制计时；采用7进制表示一个星期（图42）。

计算机内部为便于使用物理在计算机处理的各种信息中，字符信息占了很大的比重（图45、46）。

为了能够对字符进行识别和处理，各种字符在计算机内一律用二进制编码表示，每一个西文字符与一个确定的编码相对应，而一个汉字字符则与一组确定的编码相对应图45计算机处理字符信息1图46计算机处理字符信息2图47字符与确定的编码相对应（1）ASCII码由于计算机的普及和应用，为了便于信息的交换，必须采用标准化编码。

当前国际上普遍采用的一种字符编码是“美国信息交换标准码”，简称ASCII码（图48）。

（2）汉字国标码1980年，我国公布了“信息交换汉字编码字符集GB2312—1980，即汉字国标码，其中收录了6763个汉字，解决了常用汉字的编码问题。

例如汉字“文”的国标码为4E44H，对应的二进制代码为0100 1110 0100 0100。

1993年，为便于全球信息交换，根据国际标准化组织制定的国际标准，我国制定了GB1300.1—1993。

2000年，为适应信息处理技术快速发展的需要，又制定了GB18030—2000，其中收录了27000多个汉字，为更好地解决人名、地名用字问题提供了解决方案，也为汉字研究、古籍整理等领域提供了统一的信息平台基础。

图48ASCII码表图49多媒体信息编码（3）多媒体信息编码图像、声音、视频等多媒体信息要通过采样、压缩等手段进行数字化（图49）。

实践学习：图片的编码。

位图图片以“像素”为单位存储图像信息，这些“像素”其实就是一些整齐排列的彩色（或黑白）点。

当我们将每一个“像素”放大后，就如同本例中的一个个方格一样，每个像素中都填充着各自的颜色，将这些“像素”按顺序整齐地排列起来，就成为一幅BMP位图图片。

当然真正的图片编码除了以上图像数据外，还要指定文件头（说明文件类型、实际图像数据长度、图像数据的起始位置、分辨率、图像的宽度、图像的高度以及调色板中用到的颜色数等）和彩色映射等。

例如：用0和1表示简单图形，如“心形”图（图50）。

图50单色位图的编码原理三、课堂小结：今天我们介绍了信息技术的应用、发展和展望以及信息的编码原理，其中二进制代码的特点是运算简便，且容易通过电子元件的物理特性来实现。

四、教后记本课通过图片说明、提问、学习讨论等形式进行教与学，让学生了解了信息技术是伴随着人类的进步而不断发展的，以及信息技术的发展方向，在现代社会中的广泛应用，同时介绍了信息的编码—采用二进制方式表示数据，使学生感觉到计算机并不是那么神秘，激发探索的动力。

附：信息技术的发展和展望人类在信息技术发展的道路上不断探索、不断发展、不断前进。

语言的产生是人类历史上一次伟大的信息技术变革，人类用大脑存储信息，用语言交流和传播信息；文字的出现使人类信息的存储和传播超越了时间和地域的局限；造纸和印刷术的发明和应用，使信息得以大量的复制和传播，从而极大地推动了人类文明的进步；电报、电话、广播、电视的发明和应用，使人类文化传播超越了时空界限，大大加速了信息传播的速度和效率；计算机的普及应用及计算机与现代通信技术的结合，使信息的载体、信息处理和交换的方式产生了革命性的变化，以计算机和网络为核心的现代信息技术已成为信息社会的重要技术支柱。

人们利用计算机可以高效地处理和加工信息，利用计算机网络可以广泛地获取信息、交流信息。

随着计算机的广泛应用，又推动了信息技术的飞速发展。

虽然每隔18个月微处理器的集成度便会增加一倍的摩尔定律依然起着作用，但是这种发展趋势可能将走到尽头。

许多科学家认为以半导体材料为基础的集成技术，已达到了无法突破的物理极限。

从20世纪90年代以来，科学家开始寻找能替代硅晶制造芯片的新材料，积极探索和研制新一代的计算机。

例如，模糊计算机、光子计算机、量子计算机、超导计算机、以蛋白质分子作芯片的生物计算机等。

在生物计算机中信息以波的形式传播，运算速度比目前的计算机快百万倍，而且能量消耗仅相当于普通计算机的十亿分之一，并具有巨大的存储能力。

在光子计算机中，由光信号进行数字运算、逻辑操作、信息存储和处理。

1993年，美国科罗拉多大学的科学家研制成功了第一台通用光子计算机，使研究光子计算机的进程迈出了历史性的一大步，科学家预言，21世纪将是光子计算机时代。

量子电子技术是国际上正在兴起的一门新学科，虽说目前量子计算机处于概念阶段，这门新学科的兴起意味着量子计算机正向我们走来。

计算机以处理精度见长，而在我们的日常生活中，经常会遇到模糊的概念。

比如天气的冷与热、衣服的肮脏程度、个子的高矮等，人脑对模糊信息有极高的识别能力和判断能力，可以得心应手地处理这些模糊问题，但是，要让计算机能模仿人脑，就必须让计算机具有处理模糊概念的本领。