中图版 (2019)必修1 数据与计算1.2.2 二进制与数制转换精品教案及反思
展开案例 二进制与数制转换
1. 《课程标准》要求
在具体感知数据与信息的基础上，描述信息的特征，知道数据编码的基本方式。
2. 教学目标
·能通过微课和学习平台等辅助自学，掌握数制转换的方法。（信息意识、数字化学习与创新）
·在游戏参与中，学会抽象问题，理解二进制的基本原理。（信息意识）
·探究生活实例背后的科学知识，在此过程中进行思考和判断，用思维导图的形式归纳总结，并将此过程迁移到其他知识的学习过程中，以及运用所学知识解决生活中的问题。（计算思维）
·从生活中“发现问题—学习知识—运用知识”，积极求证、讨论和交流，融入信息社会中。（信息社会责任）
3. 学业要求
·理解数据编码的基本方式。
·掌握数字化学习的方法，能够根据需要选用合适的数字化工具开展学习。
4. 教学对象分析
本节课的教学对象是高一年级学生，利用微课及网络学习经历较少，对学习计算机科学中的理论知识易产生枯燥感，但他们具有较强的求知欲和好奇心。
5. 教学重点与难点
教学重点：二进制的特征及各数制的相互转换方法。
教学难点：认识生活实例背后的科学知识，掌握各数制间的转换，并能运用所学知识解决生活中的问题。
6. 教学方法与教学手段
通过“猜生肖”游戏情境导入，引发学生由浅入深探究二进制的特征及各数制的转换方法，利用“颜色码的数制转换”等生活实例，巩固二进制及各数制在生活中的应用。为此，本节课主要采用了任务驱动法、讲授法和分层教学等教学方法。
7. 教学过程设计
教学环节 | 教学内容 | 学生活动 | 设计意图 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
情境导入 | 1. 游戏体验：介绍“猜生肖”游戏（图1）及其规则。 图1 “猜生肖”游戏界面 规则如下： 有4组图片，每组有6张生肖图片，一位同学根据自己的生肖图片是否在本组中，对另一位同学的提问给出回答“有”或“没有”，4次之后，由另一位同学猜出该同学的生肖。 提示：在玩游戏的过程中填写表1。 2. 师生同玩游戏： 找一位学生和老师搭档现场玩一次游戏（由学生说，教师猜）。学生4次回答后，教师能马上准确无误地猜出其生肖。 3. 提出问题：教师是如何做到的 | 参与游戏 做好记录 | 通过对比师生完成此游戏的快慢，引起学生对教师具有此项本领的好奇心，激发学生学习本课内容的兴趣 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
情境导入 | 表1 “猜生肖”游戏过程记录
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分析特点 认识 二进制 | 1. 给生肖编号，做好记录。 教师引导学生分析问题：首先给各生肖顺序编号，如表2所示。 表2 生肖顺序编号表
由于被猜的同学在每次回答是否有自己的生肖时，答案只有两种：“有”和“没有”，因此可将“有”记作“1”，“没有”记作“0”。为了更好地发现其中的特点，多找几位同学参与游戏，做好记录，如表3所示 | 分析问题 做好记录 | 在学生已有知识基础上逐步引导学生细心观察，从而发现数值特点，较自然地进入二进制这种理论性较强的知识的学习 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
表3 多位同学猜生肖的过程记录
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2. 分析特点，引出新知识。 （1）提出问题：上述表格有什么特点？ （2）引导分析：把每次猜的4组结果拼在一起，结果如表4所示 | 分析特点 |
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分析特点 认识 二进制 | 表4 每次猜生肖的4组结果组合记录
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3. 教师总结：这样便得到了一组新的数字，这些数字仅由“0”和“1”组成，像这样的数就是二进制数。二进制在计算机等数字设备中被广泛应用，计算机中所有的操作都需要通过二进制来实现 | 聆听 |
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4. 学习新知识：二进制采用逢二进一的进位规则。比如，在二进制中0+0=0，1+0=1，而1+1的结果在十进制中应该是“2”，但在二进制中只有“0”和“1”两个数字，且遵循逢二进一规则，所以遇到“2”时就应该往前一位进“1”，即1+1的结果是“10”。 5. 小练习：算一算在二进制中，10+1，11+1的结果分别是多少？ 6. 继续思考：生肖编号与一组二进制数都表示同一个生肖，如表5所示。 表5 生肖编号与二进制的对应关系
那么，十进制的生肖编号与对应的该组二进制数有什么关系吗？接下来，我们来看一下二进制与十进制的相互转换，此部分是“猜生肖”游戏的关键 | 完成练习 思考 | 在学生已有知识基础上逐步引导学生细心观察，从而发现数值特点，较自然地进入二进制这种理论性较强的知识的学习 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
自主探究掌握进制转换 | 1. 自主学习 （1）基础学习 自学微课“二进制与十进制的相互转换”（此知识是“猜生肖”游戏的关键部分），学完之后重玩“猜生肖”游戏，看看这项本领掌握得如何。 （2）拓展学习 ① 利用学习平台自学八进制和十六进制。 ② 概括出R进制与十进制的转换方法。 提示：在学习过程中要做好笔记，如有疑问可和本组同学交流、讨论，也可进入学习平台的互动区留言，请其他同学帮助解答。 2. 达成反馈 完成自主学习任务的同学可通过测试题检测自学效果 | 自学交流 讨论互助 | 建立学生对“猜生肖”游戏中的关键部分内容的强烈求知欲，在此驱动下乐于进入二进制与十进制转换的学习，然后可以将此学习方法迁移到八进制、十六进制及R进制与十进制相互转换的学习中，逐步培养计算思维 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
成果展示 评价交流 | 1. 学生查看自己的成绩和答题情况。 2. 抽取一些同学进行讲解，教师适当补充。 如遇出错率较高或学生共性问题，教师集中予以讲解。 3. 学生根据上述讲解及时修改自己的错误并归纳总结 | 查看成绩 反思错题 积极发言 归纳总结 | 让学生了解自学效果，对于薄弱的地方，在教师或同学讲解时可以有针对性地再学习；另一方面让学生讲解可以进一步巩固所学知识 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
分步归纳提炼要点 | 以思维导图的形式归纳本节课的知识要点 | 绘图 | 利用思维导图能够帮助学生系统性地建立起知识架构 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
拓展延伸 学以致用 | 实践活动1：颜色码的数制转换 1. 将#9400D3、#D2B48C颜色码表示成RGB颜色值； 2. 使用计算器程序验证上述结果。 实践活动2：发现生活中的数制应用 “猜生肖”是科技馆中的一款游戏。请同学们课下细心观察二进制及其他数制在生活中还有哪些应用？ | 完成实践活动1。 课下思考、观察各数制在生活中的应用 | 培养学生学以致用，探索生活中的科学知识的能力 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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