第二单元 活动2《设计编码方案》教案 黔科版信息科技四年级上册.doc

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