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第4課 數(shù)據(jù)編碼的目的和意義 教學(xué)設(shè)計(jì)
課題 數(shù)據(jù)編碼的目的和意義 單元 第一單元 學(xué)科 信息科技 年級(jí) 四年級(jí)
教材分析 《數(shù)據(jù)編碼》是江西科學(xué)技術(shù)出版社，根據(jù)新課標(biāo)（2022年版）信息科技四年級(jí)第一單元的主題，該單元的第四課《 數(shù)據(jù)編碼的目的和意義》著重探討了數(shù)據(jù)編碼在現(xiàn)代科技社會(huì)中的重要性。旨在幫助學(xué)生了解數(shù)據(jù)編碼的基本概念，掌握數(shù)據(jù)編碼的方法，以及理解數(shù)據(jù)編碼在信息安全和管理方面的應(yīng)用。數(shù)據(jù)編碼是一種將信息轉(zhuǎn)化為特定格式的方法，以便于存儲(chǔ)、傳輸和處理。在當(dāng)今信息時(shí)代，數(shù)據(jù)編碼技術(shù)在防止數(shù)據(jù)泄密、提高數(shù)據(jù)管理效率方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通過(guò)學(xué)習(xí)本課程，學(xué)生將了解到如何利用數(shù)據(jù)編碼技術(shù)快速定位信息，減少存儲(chǔ)空間，提高數(shù)據(jù)檢索速度，以及保護(hù)信息安全。
學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.信息意識(shí):讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)編碼的重要性，理解數(shù)據(jù)編碼的目的和意義,提高學(xué)生的信息意識(shí)，使他們?cè)谌粘Ｉ詈蛯W(xué)習(xí)中能夠更好地理解和應(yīng)用數(shù)據(jù)編碼技術(shù)。2.計(jì)算思維:讓學(xué)生了解和掌握 數(shù)據(jù)編碼的基本原理和方法，通過(guò)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，使他們能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的知識(shí)和思維方式解決問(wèn)題。3.數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新:使學(xué)生能夠在數(shù)字化環(huán)境中進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，探索新的知識(shí)和技能。提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，使他們能夠在實(shí)際應(yīng)用中提出有效的解決方案。4.信息社會(huì)責(zé)任:通學(xué)生將了解到數(shù)據(jù)編碼對(duì)社會(huì)發(fā)展的積極作用，以及如何在保護(hù)數(shù)據(jù)安全、防止數(shù)據(jù)泄密等方面承擔(dān)起自己的責(zé)任。
重點(diǎn) 了解如何防止數(shù)據(jù)泄密、數(shù)據(jù)管理
難點(diǎn) 掌握快速定位、減少存儲(chǔ)空間
教學(xué)過(guò)程
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖
導(dǎo)入新課 通過(guò)提問(wèn)引導(dǎo)學(xué)生回顧前幾課的內(nèi)容，引出本節(jié)課的主題一一數(shù)據(jù)編碼的目的和意義。 思考并回答問(wèn)題，對(duì)數(shù)據(jù)編碼產(chǎn)生好奇心 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
講授新課 一、防止數(shù)據(jù)泄密同學(xué)們?cè)诳粗\戰(zhàn)片的時(shí)候,經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)情報(bào)人員使用如圖4-1的電報(bào)機(jī)發(fā)送摩斯密碼,接收方再?gòu)拿艽a中解析出重要情報(bào)。摩斯密碼是一種時(shí)通時(shí)斷的信號(hào)代碼,通過(guò)不同的排列順序來(lái)表達(dá)不同的英文字母、數(shù)字和標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。摩斯密碼中的代碼包括了五種:短促的點(diǎn)信號(hào)、保持一定時(shí)間的長(zhǎng)信號(hào)、表示點(diǎn)信號(hào)和長(zhǎng)信號(hào)之間的停頓、每個(gè)詞之間中等的停頓、句子之間長(zhǎng)的停頓。二、便于數(shù)據(jù)管理假設(shè)你們班有兩位同學(xué)的名字相同,老師在改作業(yè)時(shí),怎么區(qū)分誰(shuí)是誰(shuí)呢 課堂上請(qǐng)同學(xué)回答問(wèn)題時(shí)又如何區(qū)分 考試的時(shí)候又如何登記分?jǐn)?shù) 類似的問(wèn)題都源于一個(gè)原因,姓名無(wú)法唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)人，所以需要引入編碼的概念,來(lái)解決這些問(wèn)題。給每個(gè)同學(xué)編碼一個(gè)學(xué)號(hào)就是一個(gè)不錯(cuò)的方法。張三001李四002王五003......上述示例的學(xué)號(hào)編碼，在一個(gè)班級(jí)范圍內(nèi)，可以唯一標(biāo)識(shí)一名學(xué)生，讓老師在改作業(yè)、點(diǎn)名和登記分?jǐn)?shù)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生沖突，讓數(shù)據(jù)管理更加有序。三、快速定位對(duì)編碼規(guī)則熟悉的工作人員可以根據(jù)編碼與信息之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，快速定位文件或者其他物體的位置。檔案館每天都有大量的材料需要整理歸檔和取用讀檔，如圖4-2，每次都需要工作人員從檔案室的眾多文件架上查找特定的檔案，那么工作人員是怎么快速完成查找的呢 四、減少存儲(chǔ)空間我們可以將復(fù)雜的信息編碼成數(shù)據(jù)量更小的代碼來(lái)表示,這樣就減少了信息存儲(chǔ)的空間,在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,可以使用小小的硬盤存取大量的數(shù)據(jù)和信息。編碼和解碼的過(guò)程就是這樣的，說(shuō)明書代表編碼規(guī)則，拆解代表編碼，組裝代表解碼。由此可見，編碼和解碼是有規(guī)則的，在計(jì)算機(jī)中也可以按照一定的規(guī)則對(duì)信息編碼和解碼。利用這個(gè)道理我們可以壓縮文件的存儲(chǔ)空間，達(dá)到高效存儲(chǔ)的目的。 學(xué)生認(rèn)真聆聽教師講解，積極參與討論，教師引導(dǎo)，學(xué)生思考。認(rèn)真聽講，記錄重點(diǎn)內(nèi)容，參與討論數(shù)據(jù)編碼的目的和意義。 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注數(shù)據(jù)編碼的目的和意義，為后續(xù)課程打下基礎(chǔ)。
課堂練習(xí) 請(qǐng)你上網(wǎng)查詢國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)書號(hào)的有關(guān)知識(shí)和編碼規(guī)則，并根據(jù)身邊的實(shí)例結(jié)合編碼解讀表達(dá)的信息。將你收集的資料填在下方，分析這樣編碼的優(yōu)點(diǎn)，并將你收集的信息與同學(xué)們分享。
課堂小結(jié) 一、防止數(shù)據(jù)泄密二、便于數(shù)據(jù)管理三、快速定位四、減少存儲(chǔ)空間
板書 數(shù)據(jù)編碼的目的和意義一、防止數(shù)據(jù)泄密二、便于數(shù)據(jù)管理三、快速定位四、減少存儲(chǔ)空間
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第4課 數(shù)據(jù)編碼的目的和意義
贛科學(xué)技術(shù)版四年級(jí)下冊(cè)
內(nèi)容總覽
學(xué)習(xí)目標(biāo)
01
新知導(dǎo)入
02
探究新知
03
課堂練習(xí)
04
課堂總結(jié)
05
課后作業(yè)
06
目錄
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.信息意識(shí):讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)編碼的重要性，理解數(shù)據(jù)編碼的目的和意義,提高學(xué)生的信息意識(shí)，使他們?cè)谌粘Ｉ詈蛯W(xué)習(xí)中能夠更好地理解和應(yīng)用數(shù)據(jù)編碼技術(shù)。
2.計(jì)算思維:讓學(xué)生了解和掌握數(shù)據(jù)編碼的基本原理和方法，通過(guò)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)編碼技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。
3.數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新:使學(xué)生能夠在數(shù)字化環(huán)境中進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，探索新的知識(shí)和技能。提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，使他們能夠在實(shí)際應(yīng)用中提出有效的解決方案。
4.信息社會(huì)責(zé)任:通學(xué)生將了解到數(shù)據(jù)編碼對(duì)社會(huì)發(fā)展的積極作用，以及如何在保護(hù)數(shù)據(jù)安全、防止數(shù)據(jù)泄密等方面承擔(dān)起自己的責(zé)任。
新知導(dǎo)入
經(jīng)過(guò)前面課程的學(xué)習(xí),我們已經(jīng)知道了編
碼是什么,了解了生活中常見的編碼應(yīng)用場(chǎng)景。
那我們編碼的目的和意義是什么呢 編碼對(duì)我
們的生活有什么幫助呢 這節(jié)課就讓我們一起
來(lái)解答這些問(wèn)題。
新知講解
一、防止數(shù)據(jù)泄密
同學(xué)們?cè)诳粗\戰(zhàn)片的時(shí)候,經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)情報(bào)人員使用如圖4-1的電報(bào)機(jī)發(fā)送摩斯密碼,接收方再?gòu)拿艽a中解析出重要情報(bào)。摩斯密碼是一種時(shí)通時(shí)斷的信號(hào)代碼,通過(guò)不同的排列順序來(lái)表達(dá)不同的英文字母、數(shù)字和標(biāo)點(diǎn)符號(hào)。摩斯密碼中的代碼包括了五種:短促的點(diǎn)信號(hào)、保持一定時(shí)間的長(zhǎng)信號(hào)、表示點(diǎn)信號(hào)和長(zhǎng)信號(hào)之間的停頓、每個(gè)詞之間中等的停頓、句子之間長(zhǎng)的停頓。
圖4—1 電報(bào)機(jī)
查一查
請(qǐng)你上網(wǎng)查閱摩斯密碼的相關(guān)資料,并在下方記錄生活中常見字符的摩斯密碼符號(hào),嘗試將你的生日用摩斯密碼符號(hào)表示。
新知講解
摩斯密碼是編碼中的一種,只要通信雙方協(xié)定了密碼本,即使通信內(nèi)容被他人竊取，也很難破譯編碼的含義，有效防止了效據(jù)信息泄露,保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院捅Ｃ苄浴?br/>新知講解
假設(shè)你們班有兩位同學(xué)的名字相同,老師在改作業(yè)時(shí),怎么區(qū)分誰(shuí)是誰(shuí)呢 課堂上請(qǐng)同學(xué)回答問(wèn)題時(shí)又如何區(qū)分 考試的時(shí)候又如何登記分?jǐn)?shù) 類似的問(wèn)題都源于一個(gè)原因,姓名無(wú)法唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)人，所以需要引入編碼的概念,來(lái)解決這些問(wèn)題。給每個(gè)同學(xué)編碼一個(gè)學(xué)號(hào)就是一個(gè)不錯(cuò)的方法。
二、便于數(shù)據(jù)管理
新知講解
張三001
李四002
王五003
......
上述示例的學(xué)號(hào)編碼，在一個(gè)班級(jí)范圍內(nèi)，可以唯一標(biāo)識(shí)一名學(xué)生，讓老師在改作業(yè)、點(diǎn)名和登記分?jǐn)?shù)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生沖突，讓數(shù)據(jù)管理更加有序。
新知講解
請(qǐng)你思考，兩位數(shù)或者三位數(shù)就可以解決一個(gè)班級(jí)的學(xué)生編碼需求，為什么你的正式學(xué)號(hào)長(zhǎng)達(dá)8位甚至更長(zhǎng)呢 請(qǐng)你和同學(xué)們積極討論，將你們的討論結(jié)果與其他班級(jí)的同學(xué)分享!
新知講解
對(duì)編碼規(guī)則熟悉的工作人員可以根據(jù)編碼與信息之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，快速定位文件或者其他物體的位置。
三、快速定位
檔案館每天都有大量的材料需要整理歸檔和取用讀檔，如圖4-2，每次都需要工作人員從檔案室的眾多文件架上查找特定的檔案，那么工作人員是怎么快速完成查找的呢
新知講解
原來(lái),每個(gè)檔案在歸檔的時(shí)候都
被貼了一個(gè)特殊的編碼,例如在2021年5月20日那天存的第34份檔案放在A文件架的
第4列的第2排,存放信息就可編碼為“20210520-034-A42”,再輔以其他的信息就可完成檔案的編碼。當(dāng)需要查找時(shí),工作人員只要看到編碼,就可以立馬找到
正確的位置提取相應(yīng)的檔案。
圖4—2 文件架
新知講解
你是如何通過(guò)電影票上的座位編碼快速找到自己的座位呢 將你的發(fā)現(xiàn)和想法寫下來(lái)和同學(xué)們一起討論。
新知講解
我們可以將復(fù)雜的信息編碼成數(shù)據(jù)量更小的代碼來(lái)表示,這樣就減少了信息存儲(chǔ)的空間,在計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,可以使用小小的硬盤存取大量的數(shù)據(jù)和信息。
四、減少存儲(chǔ)空間
想象現(xiàn)在有幾個(gè)立體書柜需要運(yùn)到較遠(yuǎn)的地方,車輛的空間一次只能運(yùn)輸一個(gè)立體書柜,請(qǐng)問(wèn)你有什么辦法可以高效解決運(yùn)輸問(wèn)題呢 假設(shè)我們都有書柜的說(shuō)明書,我按照說(shuō)明書的步驟將所有的立體書柜拆解成幾塊木板,然后將木板裝車,向你的位置運(yùn)輸。你接收之后,再按照說(shuō)明書上相同的辦法將木板組裝成立體書柜,就可以達(dá)到完成運(yùn)輸?shù)哪康摹?br/>新知講解
編碼和解碼的過(guò)程就是這樣的，說(shuō)明書代表編碼規(guī)則，拆解代表編碼，組裝代表解碼。由此可見，編碼和解碼是有規(guī)則的，在計(jì)算機(jī)中也可以按照一定的規(guī)則對(duì)信息編碼和解碼。利用這個(gè)道理我們可以壓縮文件的存儲(chǔ)空間，達(dá)到高效存儲(chǔ)的目的。
課堂練習(xí)
報(bào)紙上的字符是怎么樣被編碼存儲(chǔ)到光盤中的呢 將你收集的資料與同學(xué)們一起分享。
課堂總結(jié)
一、防止數(shù)據(jù)泄密
二、便于數(shù)據(jù)管理
三、快速定位
四、減少存儲(chǔ)空間
作業(yè)布置
1、在之前的學(xué)習(xí)中,我們已經(jīng)了解了火車票上的車次編碼表達(dá)了什么信息,那我們?cè)趺赐ㄟ^(guò)火車票上的座位編碼找到自己的座位呢
2、你還知道數(shù)據(jù)編碼有什么其他的目的和意義嗎
請(qǐng)你積極思考,查閱資料,將你收集的結(jié)果向同學(xué)們展示。
謝謝
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