第3单元 第2课《无线通信的编码与解码莫尔斯电码收发实验》教案清华大学社信息科技四年级上册.doc

第3.2课《无线通信的编码与解码——莫尔斯电码收发实验》教学设计

课题

无线通信的编码与解码——莫尔斯电码收发实验

单元

第二单元

学科

信息科技

年级

四年级

核心素

养目标

信息意识：认识到信息在无线通信中的核心作用，理解信息的编码和解码对于信息传输的重要性，并且增强对信息传输方式多样性的认识。

计算思维：锻炼逻辑推理能力，理解点与划的不同组合如何代表不同的字符和数字，学习并应用莫尔斯电码的编码规则。

数字化学习与创新：在掌握莫尔斯电码基本原理的基础上，尝试创新，设计并实现新的编码方式或改进现有的解码算法。

信息社会责任：认识到信息安全的重要性，了解编码和解码技术在保护信息安全方面的应用，能够理解并遵守相关的信息技术法律法规。

教学重点

认识莫尔斯电码，学习简单的莫尔斯电码原理。

教学难点

掌握莫尔斯电码实验的步骤与原理。

教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

导入新课

第3.2课《无线通信的编码与解码——莫尔斯电码收发实验》

板书课题。

无线通信问世后，人类进入了无线电通信时代。但是无线电通信完全是一个开放的广播系统，在己方接收电文的同时，对方也可“一览无遗”。因此伴随战争出现的密码攻防术，也就立即与无线电结合，出现了无线电密码，这节课我们继续学习编码、解码、加密、解密的相关知识实际操作使用莫尔斯电码发送和接收信息，亲身感受密码攻防的魅力。

思考：电影中有很多“嘀……嘀……嗒……嗒”的谍战镜头，你能猜到他们是如何传达信息的吗?

在电影中，演员们通过“嘀……嘀……嘀”的方式传达信息，往往是通过电报机、无线电或其他通信设备发出的模拟的摩尔斯电码（MorseCode）或其他类似的编码方式，演员们可能会根据预设的编码规则，通过敲击或按键来产生这些声音，从而传递特定的信息。莫尔斯电码是一种通过不同的长短音（嘀和嗒）组合来表示字母和数字的编码系统，它在历史上的谍战和通信中扮演了重要角色。

学习新知引入

完成思考。

观看教学视频。

用生活中的常见现象引入课堂。

用提问的方式引入课题，增强课堂互动性。

将学生的注意吸引到课堂。

讲授新课

新知讲解：

板书课题。

电报与无线通信

电报是一种通过电信技术传输文字信息的通信方式。它利用电流的传输来传递信息，将文字和数字转换成可以传输的信号。电报的发明开启了电信时代，成为人类历史上第一种可以实现远距离实时通信的技术。事实上，它增强了世界各国的通信能力，也使得无线通信和即时通信成为可能。

在电报通信中，编码和解码是密不可分的两个过程。编码是将信息转换为可以传输的电信号的过程，而解码则是将接收到的电信号还原为原始信息的过程。

早期人们探索了多种无线通信的方式，但最终莫尔斯电码成为早期无线电通信的主要编码方式，这是因为莫尔斯电码简单、易记、易学，并且抗干扰能力强。

二、莫尔斯电码

莫尔斯电码(Morsecode)也被称为莫尔斯密码或莫斯码，是通过点（·）和划（-）的组合来表达不同的字母、数字和标点符号的一种时通时断的无线通信编码方案。莫尔斯电码电报机按下电键时有电流通过，可以通过控制通电时间的长短来表示不同的信号状态。短按电键表示“点(·)”，听起来是“嘀”的声响;长按电键表示“划(-)”，听起来是“嗒”的声响，就是在各种谍战影片中经常出现的“嘀嘀嗒嗒”的节奏。

莫尔斯电码采用了非常巧妙的编码方式，比较常用的字母E使用最简单的“点(·)”来表示,字母T则使用另一个最简单的“划(-)”来表示，而英文里相对较少的字母Q则用相对烦琐的“----”表示。要想表示数字或标点符号就需要加大编码容量，比如数字9使用“----”表示，而标点符号“，”则使用“----”，如图3.2.1所示。

莫尔斯电码只使用点（·）和划（-）的组合就能表达不同的信息，所以莫尔斯电码电报机可以做到只依靠一个平稳的无线电信号就能传送信息,可以在噪声复杂的电磁环境或恶劣条件下传输信息。

实验活动

1.将莫尔斯电码发送程序刷入一块乐动掌控中，再将莫尔斯电码接收程序刷入多块乐动掌控中，如图3.2.2所示。

2.发送端按A键输入“点”，按B键输入“划”，稍作停顿表示同一单词内字母与字母间的间隔，较长时间的停顿表示单词与单词之间的间隔，按N键清空，重新发送信息，如图3.2.3所示。

3.发送方的同学先在纸上写好要发送的内容，对照莫尔斯电码表，在旁边写下其对应的莫尔斯电码，然后对照着发送信息，接收方的同学将信号在纸上记录下来，书写的时候要注意间隔，避免写错，然后对照同一张电码表将电码转化为文字，如图3.2.4所示。

表3.2.1莫尔斯电码实验过程记录表

序号

发送方发出的信息

接收方破译出的信息

通信是否成功

通信不成功的原因

1

.--...----...(A)

A

成功

无

2

-...