七年级信息技术上册计算机与二进制教案

计算机与二进制 一、基本说明 1 模块：初中信息技术基础 2 年级：七年级 3 所用教材版本：湖南科学技术出版社 4 所属的章节：第一单元第一节 5 学时数： 45 分钟（多媒体教室授课） 二、教学设计 1、教学目标： 知识与技能目标：理解数制的基本概念；了解二进制的基本特征；知道计算机采用二进 制的原因；了解计算机与二进制的关系。 操作技能目标：在探索“计算机为什么要采用二进制”问题的过程中，学习比较研究的 方法。 情感目标：通过丰富的活动体验二进制对计算机工作的优势，体验二进制所蕴涵的技术 思想、技术哲学。培养学生独立思考和探究性学习的能力，协作学习的能力 。 2、内容分析：“二进制”数的概念解析是计算机基础教学中的一个重点、难点。但很 多老师在教学时容易将这节课上成“二进制与十进制转换”的数学课，学生无法理解的同时， 更加畏惧这个内容。因此，这节课应从文化角度教出二进制的丰富多彩，二进制对思维方式 培养的作用，二进制的意境。 3、学情分析：学生刚刚从小学升入初一，多数学生对于二进制还很陌生，对于计算机 内部工作机制没有很清楚的认识。在认知能力方面，初一的学生对于事物本质规律的探究能 力还处于逐步增长之中，如果要让他们对“二进制对于计算机的意义”有所体验，也绝非是 教师的简要陈述就能实现的。 4、设计思路：计算机为什么要采用二进制？”是本节课的核心问题，然而鉴于这个问 题背后所涉及的二进制对于计算机内部工作的特殊意义在学生来说并不“简单”，所以这自 然也成为了本课教学的难点。通过以上分析，在本课教学中，围绕“计算机为什么要采用二 进制？”这个问题的产生、认识的过程设计是本课教学设计中的关键，精心设计富有启发性 的认识活动，期望学生在亲身实践的活动过程中去体验、认识二进制与计算机的特殊关系， 并进一步体悟二进制所蕴涵的技术思想、哲学思想。在本课教学中还突出以“比较”作为探 究活动的主线，一方面是因为这种方法很适合对本课核心问题的研究，另一方面也期望学生 在探究活动中对这种基本的研究思想有所领略。 三、教学过程 教学环 节 教师活动 学生活动 对学生学习过程 的观察和考查及 设计意图 创设情 境问题 引入 教师：今天老师来给大家表演一下算命， 告诉我，下列哪组数字中有你的生日，哪 组数字中没有，我就能说出你的生日，你 信吗？ 投影：第一组：1，3，5，7，9，11，12， 15，17、19，21，23，25，27，29，31； 第二组：2，3，6，7，10，11，14，15， 18，19，22，23，26，27，30，31； 1、积极参与游戏 活动 2、思考讨论“为 什么老师可以做 到？我也行吗？ 原理在哪？” 这个导入比较容 易 激 发 学 生 兴 趣，能让学生很 快进入信息技术 的课堂氛围。 通过游戏，激发 起学生探讨游戏 原理的兴趣，引 第三组：4，5，6，7，12，13，14，15， 20，21，22，23，28，29，30，31； 第四组：8，9，10，11，12，13，14，15， 24，25，26，27，28，29，30，31； 第五组：16，17，18，19，20，21，22， 23，24，25，26，27，28，29、30，31 教师：你们想知道老师是如何做到的吗？ 学习了今天的知识——二进制，你们就能 “解密”了？ 出本课的课题： 二进制。 新授： 二 进 制 与 十 进 制 投影： 想一想 1、什么是十进制？ 2、为什么人们习惯十进制？ 3、除了十进制，你还知道哪些进制？ 教师：计算机中主要运用的是二进制，我 们先来了解一下二进制的基础知识。 1、 学生思考并 讨论。 2、 举出生活中 常见的进制例子， 如 12 个 月 为 一 年；60 分钟为一 小时等。 从学生熟悉的十 进制入手了解进 制的基本概念， 引申到生活中其 他进制，让学生 明白并不是只有 十进制，再引申 到本课内容：二 进制 投影： 十进制 二进制 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 0,1 逢十进一，借一当十 逢二进一，借 一当二 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10 0 × 0=0 0 × 1=0 1 × 0=0 1 × 1=1 3、 通过对十进 制的回顾，总结出 二进制的特点，填 写表中红色的内 容。 通过对比的方式 得出二进制的特 点，给学生创新、 想象的机会。 新授： 计 算 机 与 二 进 制 老师：利用我们刚学过的二进制计算法 则，你能写出二进制表示出的 10 个十进 制数字吗？ 投影： 0 1 2 3 4 5 0 1 10 11 100 101 6 7 8 9 110 111 1000 1001 投影：想一想：为什么计算机采用二进 制？ 学生运用所学知 识计算：0+1=1, 1+1=10， 10+1=11， 11+1=100 等，填 写表中红色的内 容。 学生思考，通过比 较，感悟为什么计 算机采用二进制。 及时运用现学知 识计算，既巩固 所学，又学习新 知识。 利用简单易懂的 逻辑比较，结合 教师：如果我们用灯泡来表示数，亮一个 表示 1，亮两个表示 2，依次类推，表示 9 要用几个灯泡？ 教师：换一种思路：灯泡开是一种状态 1， 关是一种状态 0，对应刚填的二进制数表， 表示 9 要用几个灯泡？ 投影：计算机就其本身来说是一个电器设 备，为了能够快速存储、处理、传递信息， 其内部采用了大量的电子元件，在这些电 子元件中，电路的通和断、电压高低，这 两种状态最容易实现，也最稳定、也最容 易实现对电路本身的控制。我们将计算机 所能表示这样的状态，用 0，1 来表示、 即用二进制数表示计算机内部的所有运 算和操作。 二进制数运算非常简单，计算机很容 易实现，所以计算机内部都用二进制编码 进行数据的传送和计算。 学生自己得出的 结论，让学生感 悟出二进制对计 算机内部运行的 一个巨大优势： 容易表示、节约 设备。 教师：你知道二进制是如何产生的吗？ 讲述课本读一读图 1-2 莱布尼茨的故事。 投影：1701 年，德国数学家莱布尼茨获得 一幅来自中国的八卦图。八卦图是由阴和 阳构成的图符，相传产生于 3000 多年前 我国的周代，主要用于占卜等方术，《易 经》中有较详细的记载。莱布尼茨从中悟 出二进制原理，把阳变为“1”，把阴变 为“0”，二进制产生了。1848 年，英国 数学家布尔推出二进制代数法则，为二进 制计算机的诞生奠定了基础。第一台计算 机诞生以后，冯·诺依曼观看了它的工 作，因为是采用十进制来进行计算，数据 量很大，工作起来慢极了。于是，冯·诺 依曼提出计算机采用二进制，二进制计算 机诞生了！ 投影：太极八卦图及对应二进制关系 阅读材料，根据资 料说出体会，了解 二进制的发展历 史 通过知识的 拓展，让学生更 加了解二进制的 发展，从文化角 度教出二进制的 丰富多彩，二进 制对思维方式培 养的作用，二进 制的意境。 新授： 数 制 的 表示 教师：前面我们在计算二进制加法时， 1+1=10 中的 10 让很多同学有了疑惑：二 进制中的 10 与十进制中 10 如何区别开 呢？ 投影：同一数字在不同的进制表示的数值 是不一样的，为了方便区分它们，一般用 “（ ）角标”来表示不同的进制，例如 学生讨论，阐述自 己想到的区分方 法。 解决前期学习遗 留的疑惑点，让 学生的印象更加 深刻。 （1011）2 和（1011）10 拓展： 二 进 制 的计算 教师：回到我们最开始的游戏，老师是如 何算出你们的生日日期的？ 教师：结合二进制的知识想一想，我们把 五组数字看成五位，如果那组数字里有你 的生日日期就用 1 表示，如果那组数字里 没有你的生日日期就用 0 表示，再按从下 到上的顺序把五个数字排起来，就得到了 一个二进制数，这就是你的生日密码了。 把密码转换成十进制数便是你的生日日 期。 教师：二进制数转换为十进制数的方法， 同学们自己利用网络学习。 学生结合本节课 的知识寻找“解密 生日密码”的方 法，利用网络寻求 帮助，自主学习， 探究较高难度的 知识。 二进制转换并不 属于本课内容， 作为拓展知识， 提供给有更高学 习能力的学生一 个自足探究、提 高的空间。 四、教学反思 1、成功之处：这节课用学生感兴趣的算命问题导入教学，在情绪高涨的状态下开始学 习；注意整合教材内容，设计综合性问题，让学生围绕主题，自己探究，相互讨论交流。在 教学活动中，凸显学生的主体地位，遵循学生的认知规律展开教学，根据学生的需求设计活 动，通过创设情境、任务驱动，问题中心等多种方法引导学生主动学习、主动解疑。 不足之处： 教师讲解的过多，学生动手操作的内容太少。一部分原因是由于这 节课的内容决定的，当然也有教师没有深入钻研教材，精心备课，设计环节的原因，以后要 重视这部分内容的教学方法。 2、初中阶段的信息技术教学活动，应当还是在“打基础”，既然是“基础”，就要尽 可能 “宽”一点。如老师要指导学生认识二进制对计算机内部工作存在着明显的“优势”， 教师也有责任引导学生将二进制放到一个更广泛的领域，促进学生全面、深入的研究与认识， 再如，探究活动本身中所表现出来的研究思想与方法，也值得师、生的重视，等等。 附：教学课件