資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 信息技術 年級 高一 學期 秋季
課題 單元挑戰 認識并制作二維碼
教科書 書 名：信息技術必修一《數據與計算》教材 出版社：上海科技教育出版社
教學目標
1. 了解二維碼的組成結構、編碼原理、功能、分類、特點及應用。 2. 了解二維碼的制作方法，能夠自己設計制作二維碼。 3. 樹立網絡安全風險意識，不隨意掃描二維碼，不制作違規違法的二維碼，提高信息安全意識。 4. 針對具體學習任務，設計方案，收集素材，選擇合適的方法和工具制作二維碼，體驗數字化學習過程，感受利用數字化工具和資源的優勢。
教學重難點
教學重點： 二維碼的組成結構、編碼原理、功能、分類、特點及應用。 二維碼的設計和制作。 教學難點： 1. 二維碼的組成結構和編碼原理。
教學過程
1.情境導入： 不知從什么時候起，各式各樣的二維碼開始在我們的生活中隨處可見，無論是購物支付，還是掃碼點餐，亦或是添加好友，我們都會先拿出手機來“掃一掃”，作為一種全新的數據存儲、傳遞和識別技術，二維碼被譽為“線上線下的一個關鍵入口”。 我校修建的校史博物館即將落成，為了方便來訪者了解情況，提高宣傳效率，學校決定為博物館制作二維碼解說卡片，來訪者“掃一掃”即可獲得解說。就讓我們帶著這個任務一起來探索二維碼的世界！ 知識探究： 【二維碼的應用】 請同學們認真思考，列舉出二維碼在生活中的應用。 學生思考并回答問題。 教師總結如下： 移動支付。如收付款二維碼，顧客掃描二維碼進入支付平臺，使用手機進行支付； 傳遞信息。如個人名片、產品介紹、質量跟蹤、防偽溯源、無線密碼、請柬等； 線上平臺入口。顧客線下掃描商品廣告的二維碼，然后在線購物，掃碼騎車、掃碼點餐； （4）電子憑證。比如電子票據，團購的消費憑證，會議的入場憑證等。 從應用行業上來說，覆蓋了金融、教育、農業、物流、生產制造、安防、交通管理等各行各業。 那么，如此強大的二維碼，你知道它究竟是何原理嗎？ 【二維碼的前生——條形碼】 了解二維碼之前，我們先來看看二維碼的“哥哥”，條形碼。 條形碼（barcode）是將寬度不等的多個黑條和白條，按照一定的編碼規則排列，用以表達一組信息的圖形標識符。條形碼技術最早產生于20世紀20年代，常見的條形碼是由反射率相差很大的黑條（簡稱條）和白條（簡稱空）排列的平行線團。條形碼可以標出物品的生產國、制作廠商、商品名稱、生產日期、圖書分類號、郵件起止地點、類別、日期等信息，因而在商品流通、圖書管理、郵政管理、銀行系統等領域廣泛應用。 條形碼在我們生活中很常見，同學們現在拿起課本翻到背面，就可以看到一串條形碼。 但是如此廣泛應用的條形碼，缺點也很明顯，它尺寸較大，占用空間多，容易因污損而難以識別，而且數據容量低，記錄的信息有限，僅能包含約30個左右的字母或數字。為了存儲更復雜的數據，二維碼出現了。 【二維碼的分類】 我們先觀察一下PPT上的二維碼，它們可以分成兩種類型。分別是堆疊式/行排式二維條碼和矩陣式二維條碼。 堆疊式/行排式二維條碼（又稱堆積式二維條碼或層排式二維條碼），其編碼原理是建立在一維條碼基礎之上，按需要堆積成二行或多行。 矩陣式二維條碼（又稱棋盤式二維條碼）它是在一個矩形空間通過黑、白像素在矩陣中的不同分布進行編碼。我們常見的QR碼就是矩陣式二維條碼。 【問題1】觀察圖中的二維碼，大家發現它們的規律了嗎？ 我們發現，相較于一個維度上傳遞信息的條形碼，二維碼是從兩個維度來傳遞信息的。無論是堆疊式二維條碼還是矩陣式二維條碼，都是由黑白像素組成的，其中黑色像素表示二進制“1”，用白色像素表示二進制“0”。所以，二維碼編碼的核心原理還是二進制。由此，我們可以總結出二維碼的定義如下： 【二維碼的定義】 二維碼是用某種特定的幾何圖形按一定規律在平面上（二維方向）分布的黑白相間的圖形記錄數據的信息。 【問題2】觀察圖上的QR碼，有什么共同點？你能猜到他們是做什么用的嗎？ 學生觀察會發現每個二維碼邊緣都有明顯的三個方框，根據自己的日常使用經驗可以推測出用于定位的。 【問題3】為什么不用四個點或者兩個點呢？ 【問題4】二維碼丟失部分碼還能正確讀取嗎？ 【問題5】二維碼使用如此廣泛，會被用完嗎？ 帶著這些問題，我們一起來看看二維碼的組成結構。 【二維碼的原理】PPT演示。 位置探測圖形：組成尋像圖形，用于確定二維碼的位置和方向。如果是兩個方框，以對角的形式就無法確認正反，四個方框的話正著倒著都一樣，而三個方框可以完整的定位一個正方形，并且可以讓閱讀器在任意方向下閱讀條碼。（問題3） 分隔符：用于分隔位置探測圖形和編碼區域。 水平定位圖形和垂直定位圖形：定位圖形能夠確定二維碼的位置和版本，提供著決定小方塊坐標的基本位置，相當于一個坐標系 輔助定位圖形：輔助定位。 數據單元：記錄二維碼的格式信息、版本信息和要傳遞的信息等。 不同版本二維碼橫豎格數是不同的，最少是21×21，最多為177×177，以最大密度版本為例，177×177個模塊為黑白兩色組成，可能組合為2177*177，這個數量是非常巨大的，因此目前不用擔心會被用完。（問題5） 二維碼具有容錯功能，最高有30%的容錯率，所以即使有部分區域被遮擋或者損毀，仍可能掃描成功。（問題4） 3.課堂任務： 請同學們完成以下表格。 條形碼二維碼信息存儲量數據容量低，記錄的信息有限，僅能包含約30個左右的字母或數字。信息容量大，比普通條碼信息容量約高幾十倍。編碼范圍字母或數字。圖片、聲音、文字、簽字、指紋等容錯能力容錯能力低，局部損壞時難以識別。遭到損壞后便不能閱讀。容錯能力較高，具有糾錯功能:這使得二維條碼因穿孔、污損等引起局部損壞時，照樣可以正確得到識讀，損毀面積達50%仍可恢復信息譯碼錯誤率百萬分之二不超過千萬分之一能否加密不能加密可引入加密措施，保密性、防偽性好制作制作簡單，成本低廉識讀方式條碼打印機、條碼掃描槍、采集器等條形碼設備組成識別系統，或者手工鍵盤輸入激光或CCD閱讀器識讀，手機即可掃描掃碼速度快與二維碼攜帶的信息數據相關，二維碼越簡單，信息數據越少，識別越容易，掃碼速度就越快應用商品流通、圖書管理、郵政管理、銀行系統等金融、電商、物流、生產制造、安防、醫療保健、交通管理等
根據對比我們可以發現二維碼具備許多優點，這也就是我們前邊提到的它應用如此之廣的原因。 實踐操作：二維碼的制作 全面了解二維碼的原理、特點、應用之后，相信同學們已經迫不及待想要動手嘗試了，通過微課視頻學習二維碼的制作方式。 步驟如下： 在網頁上以“二維碼在線制作”或“二維碼生成器”為關鍵詞進行搜索，選取第一個非廣告網站并打開； 輸入或上傳要在二維碼中傳遞的信息（文本/圖片/網址/音視頻/名片等）； 點擊“生成二維碼”或“生成活碼”； 點擊“二維碼美化”，在二維碼樣式編輯器里依據自己的喜好進行操作，如添加logo、修改顏色及形狀、設置容錯率等，點擊保存； 下載保存二維碼。 5.合作挑戰： 以小組合作的方式為學校博物館設計二維碼解說方案并制作成品。 小組成員共同制定二維碼解說方案，確定內容形式； 撰寫解說詞，并根據方案收集所需素材； 選擇合適的工具和方法制作二維碼； 各組派代表介紹本組二維碼的設計思路和方案，展示本組制作的系列二維碼。 6.掃碼安全： PPT展示二維碼，“掃碼抽取幸運大獎”。請學生拿出自己的手機掃一掃PPT上的二維碼，抽取幸運大獎！掃描后手機上顯示“病毒”圖標和字樣。 【思考】生活中見到的二維碼能否隨意去掃？可能存在怎樣的風險？ 不能，這些二維碼背后可能是手機木馬病毒的下載網址，惡意APP的下載鏈接或者是釣魚網址，從而造成個人信息泄露、資金被盜刷等后果。 【思考】我們在使用二維碼的過程中需要注意什么？ 了解收付款二維碼的功能，不要隨意出示自己的付款二維碼； 不隨意掃描非官方的二維碼或安裝未經驗證的應用，切忌“見碼就掃”。一旦發現二維碼存在覆蓋、損毀或其他明顯異常的情況，務必及時核實，防止有犯罪分子偷梁換柱更換二維碼； 在通過網絡社交軟件非面對面轉賬時，不要使用識別圖片二維碼的方式進行轉賬匯款； 手機里安裝安全軟件，以增加手機的安全系數。 7.課堂小結 最后請同學們利用自己熟悉的工具繪制出本節課的思維導圖。

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