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“信息论简介”教学设计

LEARNING.SOHU.COM    2005年8月16日11:45    来源:[ ≤信息技术教育≥ ] 
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  教学设计

  ◇通过经典案例引导学生参与讨论,认识不同的工具、方法,总结、归纳知识点,掌握操作技能。

  ◇将二进制基础作为重点细致、深入地讲解,关于计算机中数字和字符的表示的讲述简明而概括。

  教学目标

  ◇知识目标:对信息论有基础的认识,对信息的表示方法有一定了解。

  ◇技能目标:掌握信息编码的基本原理;会进行二进制和十进制之间的数制转换;认识不同的编码方式,会用编码表示给定的信息。

  ◇情感目标:对信息论有一个简单了解,培养和加强学生学习信息技术学科的兴趣。

  师:生活中如何用算盘表示0~9这10个数字?能不能用计算机电路来表示0~9这10个数字?

  生:算珠的10种不同的组合。电路有2种基本状态:“开”和“关”,或许可以表示吧,但好像很复杂。

  师:假如“开”用1表示,“关”用0表示,电路的状态就要么是1,要么是0了。一个“0”或者“1”所占的数位就构成了计算机中存储信息的最小单位:位(比特)。

  二进制基础

  1.一个比特表示2个信息单元。

  案例:烽火台传递敌人是否来犯的信号。(请学生简述古代战争中用烽火台传递战事消息的典故)

  约定:烽火点亮用“1”来标记,否则用“0”来标记。

  师:把烽火台比作比特位,传递是否有敌人来犯的消息,需要几个烽火台?

  生:1个,有敌人来犯就点亮烽火,如果烽火未点亮,则平安无事。

  投影:1个烽火台可以传递2个信息单元。(动画)

  2.二个比特表示4个信息单元。

  思考并讨论:用几个烽火台可以传递敌人进攻的方向,东、南、西、北分别如何用烽火排列来表示?

  生:2个烽火台,即2个比特位。可约定:东→00,南→01,西→10,北→11。

  投影:使用2个烽火台来表示4个方向。(动画)

  3.总结:比特位与可以表示的最多的信息单元的个数。

  讨论:当比特位(烽火台)更多时,它们表示的信息单元数与比特位数有何关系?

  投影:列举1~4位比特可以传送的最多不同信息(动画和列表),并请学生根据规律猜想和归纳。

  生:当有n个比特位(烽火台)时,可以表示的最大不同信息单元的个数为2n。

  计算机中的数字表示

  1.十进制转换成二进制。

  讨论:如何传递来犯敌人的数量信息?假如15万敌人参与进攻,约定1个烽火表示1万,需要多少个烽火才能正确传递信号呢?

  生:24=16。4个烽火可表示的最大不同信息单元数是16,就可以表示15万人。

  师:15是十进制,每个烽火台的状态是要么点亮、要么不点亮,究竟哪几个该点亮,哪几个又不该点亮?

  学生用逐一实验法操作,繁琐低效,最终讨论未果。

  投影:用除二取余法(适用于整数)将十进制转换成二进制。

  生:15除以2取余转换结果为1110,烽火点亮与不点亮的排列应该是:亮→亮→亮→不亮。

  2.二进制转换成十进制。

  师:后方部队已看到烽火信号是1010,如何计算来犯敌人的人数?

  生:把二进制转换成十进制。这里烽火有4位,可表示的最大信息单元数为24=16,敌人人数应该在16万以内,具体不得而知。

  投影:用按权相加法将二进制转换成十进制。

  生:23×1+22×0+21×1+20×0=10(万)。

  3.实战演练(提示:不同数制通过下标来区别;二进制运算规则:逢二进一)。

  1B(字节)=(11111111)2=( )10

  (78)10=( )2

  (1011)2+(0001)2=( )2

  (0101)2+(0111)2=( )2

  (20)10-(1010)2=( )2

  (1101)2+(3)10=( )10

  4.数制间转换工具介绍。

  师:请大家打开Windows自带的计算器。

  学生发现“科学型”计算器可方便进行十六进制、十进制、八进制和二进制两两间的快速转换。

  学生使用计算器自检实战演练结果。

  计算机中字符的表示

  师:请一位同学讲讲二战期间用密码发电报传递消息的典故(引入使用编码的原因)。

  1.ASCII码:美国国家信息交换标准码。

  学生分组竞赛,参考编码表做下列扩展练习:

  ⑴写出“somme@163.com”的ASCII码(用“,”隔开)。

  ⑵知道“a”的ASCII码是97,请计算并分别用二进制和十进制写出“e”的ASCII码。

  ⑶将字符按编码大小排序:5、c、A、p。

  学生小结:做起来不难,但查表效率低、易出错。

  2.总结。

  ⑴在ASCII码表中,数学数字的编码<大写英文字母的编码<小写英文字母的编码。

  ⑵简单实用的工具介绍:ASCII码转换器2.0(可在给定字符和ASCII码间进行同步转换)。

  学生练习使用ASCII码转换器2.0,顺利、高效完成扩展练习。

  3.其他编码。

  学生通过阅读教材资料,简单了解Unicode编码和汉字编码。

  教后随笔

  以案例讨论为出发点,让学生在亲身体验发现的探索活动中,自觉主动地接受知识;随着讨论的深入、升华而掌握不同的计算方法和操作技能,使学生对信息在计算机中的表示有一个明确的认识;引发学生对后续课程的继续关注,充分调动学生思考和讨论问题的积极性,培养他们处理问题的能力和自主意识。

  



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