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信息技术二单元—第2课设计编码方案
课题
设计编码方案
单元
第二单元
学科
信息技术
年级
四年级
教材
分析
《设计编码方案》该课时教材编排了“明确编码需求、设计编码规则、评价与优化编码方案”的系列学习活动,能够根据需求设计编码方案,理解编码长度与所包含信息量之间有什么关系,能够区分好的编码具备哪些特点。教材编排合理,教学环节注重实践与理论相结合,教材内容贴近学生生活实际,符合四年级学生认知特点。
教学
目标
1、信息意识:能够了解编码的多样性及其来源的可靠性。能够评估编码的准确性和可信度
2、计算思维:能够学会将编码过程中复杂问题分解为可管理的小部分,掌握基本的编码技巧。
3、数字化学习与创新:能够设计和实现小型编码项目或生活中的实际运用,可以通过编码解决实际问题。
4、信息社会责任:能够理解信息技术对社会的潜在影响,包括积极和消极的方面。
重点
一、明确编码需求
二、设计编码规则
三、评价与优化编码方案
难点
1、评价与优化编码方案
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
金秋九月,学校即将召开秋季运动会(图2-2-1)。学校面向全体同学征集运动员号码的编码方案,你能提出自己的方案吗?
活动向导
1.明确编码需求
2.设计编码规则
3.评价与优化编码方案
你将学到
★如何根据需求设计编码方案?
★编码长度与所包含信息量之间有什么关系?
★好的编码应具备哪些特点?
知识拓展
学生之间相互讨论什么是编码方案的设计。
帮助学生了解课堂学习和了解什么是编码设计。
讲授新课
一、明确编码需求
设计编码方案的第一步是明确编码需求。假定某小学有6个年级,每个年级有8个班,每个班大约有20个学生参加比赛。
运动会中,以下几个方面涉及编码的使用:
图2-1-3中有哪些编码?它们分别有什么作用?
①运动员要根据年级划分参赛组。
②运动会结束后,要以班级为单位统计获奖人数。
③运动员要有全校唯一的标识,便于赛前检录和成绩记录。
想一想
还可以提出哪些编码需求?
知识拓展
如何根据需求设计编码方案?
二、设计编码规则
根据需求,编码应能表示运动员的年级、班级,为了形成唯一标识,还要给定每个人在班级内的序号。图2-2-2是一种简单的编码形式。
想一想
运动员编码的三个部分一定”要按图2-2-2的顺序排列吗?你认为怎样的顺序最直观、易懂!
针对每一部分,需要确定编码所用的符号,并规定符号与信息的对应关系。下列方案使用的是比较直观的数字编码:
①学校有6个年级,使用数字1~6对应一年级到六年级。
②)每个年级有8个班,使用数字1~8对应一班到八班,
③每班约20人参赛,班内序号用两位数字00~99表示。
根据上述方案,图2-2-3所示的编码表示四年级一班班内序号为5的运动员。
科学园地
编码长度与信息量
编码位数越多,可以表示的信息量就越大。1位数字(0~9)能表示10种可能性,2位数字(00~99)能表示100种可能性。为方便管理,编码在使用过程中一般不能改变位数(例如,表示100种可能时,用00,01,02,…,99,而不用0,1,2.…,99)。设计编码方案时,既要充分满足信息量的需求又要避免编码冗长、不便使用。
做一做
1、如果需要通过编码区分男女运动员,试修改上述编码规则,并画出运动员编码示意图。
规则修改如下,在上面的条件下后面再加一位数字
1:表示男生0:表示女生
示意图如下:
2、针对同样的需求,可以有很多种不同的编码方案。尝试使用与上文不同的符号和编码规则,画出自己的运动员编码示意图,
可以把性别区分放在最前面
示意图如下:
知识拓展
编码长度与所包含信息量之间有什么关系?
三、评价与优化编码方案
初步完成编码方案设计后,要进行评价,分析该方案是否需要改进。例如,上文中的运动员编码仅能满足当前需求,没有考虑学校未来的发展,缺乏扩展性。表2-2-1针对这一问题提出了优化方案。
做一做
1、小组内讨论好的编码方案应具备怎样的特点,在下列说法的基础上提出自己的见解。针对自己设计的运动员编码,提出改进方案。
编码是否清晰直观、不易混淆?
编码是否可以唯一标识人或物?
编码长度是否合理?
2、如果要为市级小学生运动会设计运动员编码,编码需求有何改变?编码规则该如何设计?试着完成表2-2-2。
你知道吗?
莫尔斯码在早期无线电通信领域的地位举足轻重,它由点(·)和划(-)两种符号组成,能够通过点和划的不同排列来表示不同的英文字母、数字和标点符号。莫尔斯码简单清晰,使用方便,是编码规则设计的典范(图2-2-4)
挑战时刻
为了安全、隐秘地传递情报,情报人员会对情报进行加密处理,加密的过程其实就是
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