二进制与计算机教学设计

教学设计：《二进制与计算机》

一、教材分析

本内容选自广州市教育局教学研究室2013年新编的《信息技术》初中第一册第一章《信息与信息技术》中第3节《计算机的基本工作原理》中的第二小节。二进制是计算机工作的基本形式，也是计算机理论知识中的最基本的原理，对于信息技术的学习及了解计算机的工作原理具有不可忽视的奠基作用。原教材以一小节的篇幅介绍二进制，只解答了计算机为什么要采用二进制，语焉不详，内容也相对抽象不易理解，难以引起学生的兴趣和重视。有鉴于此，笔者单独以一课时的时间介绍这一相关知识。

二、教学对象分析

本课教学对象为初一的学生。初一的学生活泼好动，但其逻辑思维能力和抽象思维能力相对较弱，对于二进制的工作原理不一定能够直观地理解，所以，笔者在教学设计中，以活动为主线，环环相扣，让学生在游戏中不断体悟二进制的妙用。

三、教学目标

（一）知识与技能：学会二进制数与十进制数之间的转化，认识计算机表示字符的原理，认识计算机描述图片的原理。

（二）过程与方法：通过模拟活动体会到计算机对字符的表示方法，通过设计图形编码了解计算机对图像的表示方法。

（三）情感态度价值观：学会相互之间的合作和沟通，了解二进制原理在计算机中和生活中的应用，激发其创新思考的乐趣。

四、重点难点分析

教学重点：二进制与十进制的转换

教学难点：二进制对字符的表示

五、教学手段

讲授法、游戏法

六、教学实施过程

教学环节

教学活动

设计意图教师活动学生活动

导入展示4张牌，第一张牌上有1个点，第二张

牌上有2个点，第三张牌上有4个点，第4

张牌上有8个点，让学生观察规律，说出第

5张牌有多少个点其规律是什么

(第i张牌的点数是2i-1 )

观察牌，总结

规律

题目简单有

趣，能够在短

时间内吸引学

生的注意力。

而且每张牌的

点数隐含着二

进制位数的

权，为正式介

绍二进制做好

铺垫。

二进制与十进制数的转换1、怎么表示二进制

现在，我们将某些牌翻转。那么，翻转后，

这幅牌上有多少个点

如果我们把面朝上的牌当作1，面朝下的

牌当作0，则以下牌可以这样表示为

01001，则它对应的有9个点

那么以下几张牌有多少个点呢

总结规律：如果将每一位数都认为背后有

一个点数2i-1，那么，二进制数可以转化

为2^4*1+2^3*0+2^2*1+2^1*0+2^0*1=21

思考：十进制数背后有没有一个点数呢它

的值是多少呢

2、练习，将二进制转换成十进制

同学已经可以非常敏捷地将二进制数进

行了转换，那么你知道下面的图表示多少

吗

3、将十进制转换成二进制

现在，各位同学已经能够非常熟练地进行

二进制转换，但是，有一个难题，需要大

家解决，那就是john的生日蛋糕问题。

John出生在1970年，他要过生日了，想

要在生日蛋糕上插上蜡烛表示自己的岁

数。但是，我们都知道，他已经43岁了，

如果在蛋糕上插满43根蜡烛，不仅蛋糕

插得太挤，而且蜡烛之间还可能会互燃。

他想到用二进制来表示自己的岁数，他在

学生回答，提

问他是怎么推

出答案的

题目太多，可

以分两组让学

生计算，竞争

回答计算结果

通过纸牌的翻

转引入二进制

数，过程流程，

学生容易接

受，用不同形

态来表示二进

制数，容易激

起学生的兴

趣，结合情景

学习，更能加

深学生对二进

制的理解。

巩固学生对二

进制的理解，

利用不同形态

来表示二进

制，有利于学

生思维迁移

结合情景，不

仅能激起学生

兴趣，更能加

深学生对二进

蛋糕上插上六根蜡烛，想用点燃蜡烛表示

1，不点燃蜡烛表示0，但他不知道具体应该点燃哪几根蜡烛，你能帮他吗

思考：你能不能用一只手表示你岁数学生回答问

题，并提问他

是怎么推出结

果

学生尝试用一

只手表示自己

的岁数

制在生活中应

用的理解

情境拓展，巩

固学生的认识

二进制编码1、情境

有一天夜里，你正在写作业，突然发现对

面楼里有灯光一闪一闪地，似乎有某种规

律，你仔细观察后发现对方可能是用二进

制来发送信息，于是，你把信息记了下来，

发现是以下一串代码

01000 00101 01100 10000

请问，你知道这是什么意思吗

后来，你记得对面是你的一个小伙伴，你

们曾经给字母编过表，如下：

现在，你能看出小伙伴的意思吗

原来，密码是这样破解的：从字母表里

找到字母对应的数字，将数字转化成二进制

进行传输，接收到二进制后将其转化成数

字，再从字母表里找出对应的字母。

2、游戏

根据以上规则，用二进制的方式给同桌

发送一个单词。二进制的表示方式用多种，

可以用手指表示，可以用声音表示，也可以

眨眼皮表示

3、讲解

其实刚才各位同学所做的，正是计算机的

工作，只不过，计算机所用的表跟大家不

用，它用一张特定的编码表，叫ASCII表。

学生猜猜意

思，将二进制

数转成十进制

学生破解出意

思

学生做游戏，

同桌之间一个

用二进制传输

一个单词，另

一方解析这个

单词。

本环节讲解二

进制的编码知

识，单纯地讲，

该知识可能比

价乏味。通过

情境设置让学

生来逐步模拟

计算的运行，

让学生不知不

觉中知道了计

算机的编码环

节，同时通过

设置活动加深

了学生对这个

流程的理解。

最后才正面讲

解计算机的编

码流程，巩固

学生的认识。