資源簡介

《編碼的驗證優化》教學設計
一、學習內容分析
《編碼的驗證優化》課程將鞏固學生對編碼過程的理解，并將之前學習的編碼原理應用于實際情景中。學生已經通過《從數據到編碼》等課程中了解編碼的基本概念，并在《編碼長度與信息量》及《數據有關聯》中深化了理解與應用。通過《編碼的規則制訂》的學習，學生已能自行制定編碼規則。本節課《編碼的驗證優化》將在此基礎上，引導學生進一步實踐，驗證編碼準確性并嘗試優化，以提升其計算思維和編程效率，為后續編程學習奠基。
二、學情分析
四年級的小學生在信息科技課程中學習《數據編碼》時，正處于認知發展的關鍵階段，他們對數字世界充滿好奇，但同時可能對抽象概念的理解存在限制。學生們對于如何將日常信息轉換成計算機可以理解的語言感到新奇，但對編碼背后的邏輯和規則需要更具體和直觀的解釋。他們可能已經有了使用簡單符號代表信息的經驗，例如用符號或顏色表示狀態，但對于編碼的規范化和系統化過程可能不太熟悉。因此，教學設計需要注重將編碼過程具體化，并且通過實際操作和生動的例子來增強學生的理解。
學習目標
教學目標 核心素養指向
1.通過編碼的實踐操作，了解不同的編碼規則傳遞效率都會存在一定的差異。 2.通過分析不同編碼規則的優劣，優化編碼規則，提高編碼效率。 3.能夠根據需要運用不同的編碼規則對信息進行表達，認識數據編碼的價值與意義。 【信息意識】 能對看到、體驗到的信息進行梳理和簡單推導，認識到我們所處的世界，不僅數據無處不在，編碼也是如此。 【計算思維】 在真實情境中，能對驗證編碼準確性并嘗試優化， 【信息社會責任】 對于信息技術創新所產生的新事物具備積極的學習態度，讓學生體會數據與編碼在真實情境中的應用，進一步理解編碼對世界秩序的影響。
四、教學重難點
重點：能夠根據需要運用不同的編碼規則對信息進行表達
難點：通過分析不同編碼規則的優劣，優化編碼規則，提高編碼效率。
通過小組合作、實踐探究、分析歸納、遷移應用輔以教師指導等多種方式逐一突破。
五、課前準備
學習環境：普通教室或計算機教室
學習資源：學習單、視頻
設計思路
1.整體設想
通過編碼的實踐操作，讓學生了解不同的編碼規則傳遞效率會存在一定的差異，通過分析不同編碼規則的優劣，優化編碼規則，提高編碼效率。
2.教法學法
講授法、任務驅動法、討論法、探究學習等
3.情境與任務
任務一：進行編碼破解，記錄破解每個編碼所需要的時間。
任務二：分組使用不同的編碼規則對課桌進行編碼，并記錄編碼長度和編碼。任務三：討論數據傳輸的基本流程，完成數據傳輸示意圖。
任務四：在班級物品編碼的基礎上，為學校物品設計編碼方案。
4.學生活動
討論、思考、實踐、練習、總結
5.核心素養的落實
知道不同的編碼規則傳遞效率會存在一定的差異，了解編碼后的數據要簡單明了，便于理解、傳遞、交流。
能夠通過分析不同編碼規則的優劣，優化編碼規則，提高編碼效率。
能夠根據需要運用不同的編碼規則對信息進行表達，認識數據編碼的價值與意義。
6.評價設計
學生在操作過程中，教師進行過程性巡視指導并及時糾正，組內同學相互幫助；展示學生作品，師生共同評價，最后教師進行總結性評價。
七、學習過程
（一）活動導入
學習內容與活動 設計意圖
活動導入，知識探索 出示4種編碼：旗語編碼、摩爾斯碼、顏色編碼、手勢編碼，請同學們根據相應的編碼方式破解其編碼表示的是哪個單詞，并記錄破解每個編碼所需的時間。 通過對比，發現每種編碼方式在解碼同一個單詞的時候花費的時間存在差異。進而發現生活中其它事物的編碼，不同的編碼規則傳遞效率都會存在一定的差異。
（二）認知建構
學習內容與活動 設計意圖
認知建構，提出問題 在生活中，編碼后的數據要簡單明了，便于理解、傳遞、交流。通過檢測實際的傳遞效果，可以驗證編碼的效率 思考：應該如何設計選擇最優的編碼以提高編碼的傳遞效率？ 讓學生了解編碼后的數據要簡單明了，便于理解、傳遞、交流。
（三）編碼實踐
學習內容與活動 設計意圖
出示4種不同的編碼規則，根據不同的編碼規則為課桌生成相應的編碼 同一個物品使用不同的編碼規則，哪一種編碼更簡單、合理？ 學生分組使用不同的編碼規則對課桌進行編碼，并記錄編碼長度和編碼，思考編碼的合理性 通過實踐操作，對比分析，感受不同編碼規則的優劣與合理性
（四）編碼的有效性
學習內容與活動 設計意圖
1.現在教室里的課桌根據不同的編碼規則生成了4種編碼，哪一種編碼可以幫助維修人員精準定位相應的課桌呢？ 2.在選擇你認為最合適的編碼規則時要考慮采用這種編碼能否準確的被接收方接收，把相應的理由填寫到表格中 展示不同小組對同一事物的編碼，通過傳遞交流，讓學生感受不同編碼的差異
（五）分析優化
學習內容與活動 設計意圖
請你談一談看了4個編碼規則傳遞效率解析之后的感受 我們在制定完編碼規則 之后該如何對它進行優化，提高編碼效率呢？ 3.根據數據傳輸示意圖，請你說一說影響被接收方準確接收到數據的因素有哪些嗎？ 1.通過對比分析讓學生了解不同編碼規則下產生的編碼，傳遞效率存在著很大的差異 2.通過數據傳輸示意圖的展示，讓學生了解環境因素對數據傳輸的影響
（六）拓展思考
學習內容與活動 設計意圖
思考：在校園里，除了課桌編碼之外，還有哪些東西可以進行編碼的呢？請你探索它們的編碼方式和用途。最后，你可以分享你的發現和見解，以及對于如何利用編碼來改進校園管理的建議。 遷移至其他情境，拓展思考編碼在生活中的使用與優化。
（七）課堂小結
學習內容與活動 設計意圖
我們需要深入分析了解不同編碼規則的優劣，在優化過程中兼顧環境、數據類型、管理需要等多種因素來提高編碼效率 通過分析總結，讓學生了解編碼的驗證與優化是一個漫長的分析與思考驗證的過程，我們可以在實際生活過程中學習掌握如何更好的制定編碼規則和進行優化《人臉識別》學習單
班級： 姓名：
任務一：用手勢編碼、摩爾斯碼、旗語編碼、顏色編碼等方式表示一個單詞，展示給組內伙伴，思考不同編碼的傳遞效率。
編碼方式 解碼用時 編碼含義
手勢編碼
摩爾斯碼
旗語編碼
顏色編碼
任務二：不同小組對同一個物品使用不同的編碼規則，哪一種編碼更簡單、合理？
物品 編碼規則（填寫序號） 編碼長度 編碼
課桌
課桌
課桌
課桌
任務三：在選擇你認為最合適的編碼規則時，需要考慮采用這種編碼能否準確的被接收方接收，思考完成后，將相應的理由填寫在表格中。
最合理
編碼規則
物品
編碼規則
編碼方式
編碼長度
推薦/不推薦理由
樓號，樓層，教室方位，物品種類，課桌序號。
課桌
字母與數字的組合。第1-2位表示樓號，第3位表示樓層，第
4-5位表示教室方位，第6位表示物品種類，第7-8位表示課
083E1101
8
桌序號。
樓號，樓層，教室方位，物品種類，課桌所在行列。
字母數字與符號的組合。第1-2位表示樓號，第3位表示樓
課桌
083E111-1
9
層，第45位表示教室方位，第6位表示物品種類，第7位表示
課桌所在行，第8位為分隔符，第9位表示課桌所在列。
物品種類，班級名稱，課桌序號。
課桌
字母與數字的組合。第1位表示物品種類，第2-4位表示班
D10101
6
級名稱，第5-6位表示課桌序號。
購買年份，物品種類，課桌序號。
課桌
字母與數字的組合。第1-4位表示課桌購買年份，第5位表
202310001
9
示物品種類，第6-9位表示課桌序號。(共31張PPT)
編碼的驗證優化
浙江教育出版社小學信息科技四年級上冊第三單元《身邊的編碼》
2
學習內容
1、編碼的驗證
2、編碼的優化
思考
用手勢編碼、摩爾斯碼、旗語編碼、顏色編碼等方式表示一個單詞，展示給組內伙伴，思考不同編碼的傳遞效率
手勢編碼
旗語編碼
顏色編碼
摩爾斯碼
思考
編碼方式 解碼用時 編碼含義
手勢編碼
摩爾斯碼
旗語編碼
顏色編碼
如果編碼方式不同，它們的易讀性上也會存在差異，而這也將影響編碼的效率。
其實不僅僅是對單詞的編碼，包括生活中其他事物的編碼，不同的編碼規則傳遞效率都會存在一定的差異。
思考
在生活中，編碼后的數據要簡單明了，便于理解、傳遞、交流。通過檢測實際的傳遞效果，可以驗證編碼的效率。
編碼實踐
編碼的有效性
分析優化
看一看
編碼實踐
制訂編碼規則后，可按規則產生每個事物的編碼。如8幢3樓東2教室的第一張課桌為083E2101，第二張課桌為083E2102。
學一學
在編碼實踐過程中，可根據情況優化編碼規則。若發現物品種類很多，就可以根據需要修改編碼規則，增加編碼長度。
學一學
編碼實踐
不同小組對同一個物品使用不同的編碼規則，哪一種編碼更簡單、合理？
思考
2
1
3
4
思考
編碼的有效性
數據經過編碼、傳遞、解碼等一系列操作后，能否被接收方準確接收，是檢驗數據編碼效率的重要標準。
學一學
教師課桌根據不同編碼規則，生成了四種編碼。如果學校管理平臺管理員收到維修申請，哪一種編碼能夠幫助維修人員精準定位課桌呢？
思考
小提示：
在選擇你認為最合適的編碼規則時，需要考慮采用這種編碼能否準確的被接收方接收，思考完成后，將相應的理由填寫在表格中。
思考
思考
編碼規則1：
思考
理由：一旦課桌分散到各個教室后，維修人員就不能快速的找到課桌了。
編碼規則1：
思考
編碼規則2：
思考
理由：升年級之后，通常教室也換了，如果將班級加入編碼規則的話，一旦出現更換教室的情況，是不利于維修人員尋找需要維修的桌子的。
編碼規則2：
思考
編碼規則2：
思考
編碼規則3：
思考
編碼規則3：
理由：會出現因環境因素變化，而影響查找結果的情況。
思考
編碼規則3：
理由：教室里的課桌是按照行列的編碼規則確定的，如果出現課桌移動的情況，維修人員容易找到一張錯誤的桌子。
思考
編碼規則3：
思考
編碼規則4：
思考
編碼規則4：
思考
編碼的有效性
當維修人員看到維修單上的數據“083E1101"后，快速、準確地找到8幢3樓東1教室的第一張課桌，就驗證了編碼的有效性。
學一學
請你談一談看了4個編碼規則傳遞效率解析之后的感受。
我們在制定完編碼規則之后該如何對它進行優化，提高編碼效率呢？
想一想
分析優化
不同編碼規則下產生的編碼，傳遞效率往往存在差異。深入分析不同編碼規則的優劣，有利于人們優化編碼規則，提高編碼效率。
學一學
分析優化
學一學
請你說一說影響被接收方準確接收到數據的因素有哪些嗎？
學一學
拓展
思考：在校園里，除了課桌編碼之外，還有哪些東西可以進行編碼的呢？請你探索它們的編碼方式和用途。最后，你可以分享你的發現和見解，以及對于如何利用編碼來改進校園管理的建議。

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