資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第2課《編碼中的奧秘》教學設計
課題 編碼中的奧秘 單元 第五單元 學科 信息科技 年級 四年級下
核心素養目標 信息意識：理解和識別生活中的各種編碼，培養敏銳的觀察力，意識到其背后蘊藏的重要信息。計算思維：學會設計和使用編碼規則，理解編碼的長度和信息量的關系，能夠有效地進行信息壓縮。數字化學習與創新：熟練運用網絡和工具進行信息查詢和學習新知識。開發創造性應用，提升溝通趣味和效率。信息社會責任：認識到個人信息的重要性，嚴格保護自己和他人的隱私，注意信息安全，識別潛在風險，并采取措施保護信息安全。
教學重點 1、理解編碼表示信息的原理。2、掌握編碼長度與信息量的關系。
教學難點 1、復雜編碼規則的應用。2、編碼壓縮與信息完整性。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 板書課題。男生：編碼中蘊含著有哪些信息呢？女生：門牌號蘊含著樓層，列車車次蘊含著列車類別信息，車牌號中蘊含著地域信息，公路編號蘊含著公路等級信息。觀看教學視頻《郵政編碼》。體驗探索班上即將迎來一位從外地來的新老師，同學們對新老師都很好奇。班主任給大家提供了一些有關新老師的信息：身份證號碼(部分顯示)家鄉車牌號碼的前兩位是湘C。原來所在地的郵政編碼是 510630。1、根據班主任提供的信息，可以知道新老師哪些個人基本情況？2、新老師身份證號碼的最后一位不是數字而是X，你知道是為什么嗎？問題1答案：根據班主任提供的信息，可以推斷新老師的以下基本情況：出生日期：1998年8月30日（身份證中的日期段）。性別：女性（身份證倒數第二位為6，偶數代表女性）。戶籍所在地：湖南省湘潭市（身份證前六位4303**對應湘潭市，且家鄉車牌“湘C”是湘潭市的代碼）。原居住/工作地：廣東省廣州市天河區（原郵政編碼510630對應廣州天河區）。問題2答案：身份證號碼的最后一位是校驗碼，通過前17位計算得出。當計算結果為10時，校驗碼用羅馬數字X表示（而非數字10），以確保身份證號碼總長度為18位。X在此不讀作“字母”，而是代表數值10的符號。 學習新知引入，觀看教學視頻。 用提問的方式引入課題，增強課堂互動性。將學生的注意吸引到課堂。
講授新課 新知講解：一、用編碼表示信息用編碼可以表示信息。例如，用字母和數字編碼表示寫字樓的樓層信息，“F16”代表16層，字母“F”是英文單詞floor 的首字母；“B2”代表地下2層，字母“B”是英文單詞basement的首字母。不同類別的列車車速不同，列車車次編碼時用字母表示列車類別信息，一目了然。對于一些較為復雜的問題，往往也需要通過編碼來進行分類。例如，在全國范圍內分區域進行編碼，生成6位數字的郵政編碼，使郵件自動分揀得以實現，大大加快郵件投遞速度。我國公路系統龐大而復雜，給公路編碼可以唯一標識每條公路便于管理和使用。編碼實際上是信息從一種形式轉換為另一種形式的過程。從編碼中提取信息就是解碼的過程。用編碼表示信息需要遵循一定的規則。同樣的信息用不同的編碼規則，會得到完全不一樣的編碼。探究實踐。汽車車牌號的第一位是漢字，為省、自治區、直轄市的簡稱；第二位是英文字母，代表汽車所在省的地市一級代碼。請上網查一查下面車牌的歸屬地是哪里。二、編碼長度與信息量的關系編碼長度與信息量之間存在一定的關系。編碼的長度不同編碼中包含的信息量就不同。例如，某小區門牌號碼“1205”表示12樓5號房，“3-1205”表示3棟12樓5號房，“D-3-1205 ”表示D區3棟12樓5號房。通常來說，編碼的長度越長，可以表示的信息量越多。例如:新能源汽車車牌號比燃油汽車車牌號多一位，多出的這一位使用字母來區分純電動汽車和非純電動汽車。校學號中還包含了入學年份、班級、性別等信息，確保在全校范圍內唯一標識每位學生。我在班級的學號是30，校學號是202003301。校學號比在班級中使用的學號長很多。探究實踐。某企業共有10個生產車間，采用以下規則為產品進行編碼生產日期(8位)加生產車間編號(2位)。例如，2023020501表示2023年2月5日在1車間生產的。如果想要縮寫成8位你認為可以去掉哪兩位？可以將年份從4位壓縮為2位，即去掉年份的前兩位（例如將2023020501縮寫為23020501），同時保留車間編號的兩位數。編碼長度并不是越長越好。在實際應用中，編碼長度的增加不僅會增加信息量，同時也會增加數據傳輸和存儲的成本。因此，在編碼時需要考慮編碼長度和信息量之間的平衡。三、課堂練習1、老師說趙欣然的信息卡填錯了。你認為可能是哪里錯了？四、拓展延伸1、身份證號碼從15位變成18位在1999年之前，中國的身份證號碼只有15位，僅用2位數字表示出生日期中的年份。例如：“98”表示1998年。如果到了2000年以后，仍只用2位數字表示年份，將會出現年份無法唯一標識的情況。例如，“00”既可以表示2000年，也可以表示1900年。所以，自1999年起，中國開始逐步推行18位身份證號碼，將出生日期中的年份由2位升級為4位，并增加了1位校驗碼，以確保身份證的唯一性和安全性。2、DAN生物編碼DNA中的ATCG堿基序列編碼著基因，決定了蛋白質的合成，這些蛋白質影響細胞的功能和結構，進而決定了我們的各種生理特征和外貌。基因之間的復雜交互，以及環境因素的影響，共同塑造了我們的獨特長相。3、編碼與信息安全編碼與信息安全密切相關，通過復雜的編碼技術，如密碼、指紋和人臉識別，提高信息保護的可靠性。此外，防偽技術在貨幣和身份驗證中應用廣泛，比如水印和熒光編碼，有效防止偽造和未授權訪問，保障信息和財產的安全。4、太空通信編碼太空通信編碼是為了在宇宙中可靠傳輸數據而設計的，它需要應對長距離和干擾。通過使用先進的糾錯編碼技術，這些編碼方法增強了通信的效率和可靠性，使得航天器與地球之間的信息傳遞更加穩健。 學習編碼中蘊含的信息。學習編碼長度與信息量的關系。完成課堂練習。進行課外知識拓展。 初步了解編碼蘊含的信息，鍛煉學生的學習能力和觀察能力。培養學生思考能力和學習能力。在課堂練習中強化所學知識內容。拓寬學生知識面。
課堂小結 編碼中的奧秘1、進行新知引入2、學習用編碼表示信息3、學習編碼長度與信息量的關系4、完成課堂練習5、進行知識拓展 總結回顧 對本節課內容進行總結概括。
課后作業 1、莫爾斯電碼由短信號“·”和長信號“—”組成，通過它們的不同組合可以用來表示字母、數字或其他字符。亮亮和昕昕在紙條上寫下莫爾斯電碼，向對方傳遞“秘密”信息。你能成功破譯嗎？ 布置作業 拓展學生的學習能力
課堂板書 觀看板書 強調教學重點內容。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世紀教育網(www.21cnjy.com)

展開更多......

收起↑