粤教版（2019）必修一 1.2数据编码（教学设计）

粤教版（）必修一数据编码（教学设计）

20191.2授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间课程基本信息

1.课程名称粤教版

（2019）必修一《信息技术》

1.2数据编码

2.教学年级和班级八年级1班3,授课时间2023年5月10日

4.教学时数1课时核心素养目标分析本节课旨在培养学生的信息素养和逻辑思维能力通过学习数据编码的概念和过程，学生将能够理解数字、文字和图像等信息在计算机中的表示方式，提升对信息技术的理解和应用能力同时，通过实际操作和问题解决，学生将锻炼分析问题和解决问题的能力，培养信息技术的实践与创新意识教学难点与重点

1.教学重点本节课的教学重点是理解和掌握数据编码的基本概念及其在计算机中的应用具体包括-数字编码理解二进制、八进制和十六进制等数字编码系统，以及它们之间的转换方法例如，学生需要掌握如何将十进制数转换为二进制数-字符编码掌握ASCII编码和Unicode编码的基本原理，了解它们如何将字符转换为计算机可以识别的数字编码例如，学生应了解字母A在ASCII编码中的二进制表示-图像编码了解图像如何在计算机中以像素形式表示，以及如何通过不同的编码方式（如JPEG、PNG）进行压缩和存储例如，学生应理解JPEG编码如何通过减少色彩信息和图像细节来压缩图像文件大小

2.教学难点本节课的教学难点主要在于理解抽象的编码概念和掌握具体的编码转换方法具体包括-编码转换过程学生可能会在理解不同进制之间的转换过程时遇到困难，例如,如何准确地将一个十进制数转换为二进制数，并理解转换的数学原理-编码的应用学生可能难以理解字符编码和图像编码在实际应用中的重要性，以及它们如何影响计算机处理信息的效率和准确性例如，学生可能不理解为什么Unicode编码比ASCII编码能够表示更多的字符，以及这对全球化信息交流的意义-编码的复杂性在图像编码方面，学生可能会对图像压缩的算法和原理感到困惑，例如，JPEG编码中如何通过离散余弦变换（DCT）来减少图像数据的冗余教学方法与手段教学方法

1.讲授法通过讲解数据编码的基本概念和原理，帮助学生建立扎实的理论基础

2.案例分析法通过分析具体的数据编码实例，如不同进制间的转换，加深学生对编码过程的理解

3.实践操作法通过实际操作练习，如使用编程软件进行编码转换，提高学生的动手能力和实际应用能力教学手段

1.多媒体教学利用PPT展示数据编码的图表和流程，增强视觉效果，帮助学生更好地理解抽象概念

2.教学软件使用编程软件或在线编码工具，让学生在模拟环境中进行编码实践，提高学习效率

3.网络资源引导学生利用网络资源，如在线教程和编码社区，拓展学习视野,促进自主学习教学流程

1.导入新课（5分钟）以日常生活中的信息传递为例，如手机短信、网络图片等，引导学生思考这些信息在计算机中是如何表示和传输的通过提出问题“手机是如何将文字信息发送给另一个手机？”来引发学生对数据编码的兴趣，为学习新课内容做好铺垫

2.新课讲授（15分钟）a.数据编码的基本概念介绍数据编码的定义、作用和分类，如数字编码、字符编码和图像编码，并通过实际例子（如计算机屏幕显示的字母A）说明编码的重要性b.编码转换方法详细讲解十进制与二进制、八进制和十六进制之间的转换方法，通过举例（如将十进制数10转换为二进制数1010）让学生理解转换过程c,编码应用实例通过展示不同编码格式（如JPEG、PNG）的图像文件，讲解图像编码的原理和作用，以及它们在计算机存储和传输中的应用

3.实践活动（10分钟）a.编码转换练习让学生使用计算器或编程软件，将指定的十进制数转换为二进制、八进制和十六进制，并观察转换结果b.字符编码实践让学生输入特定的字符，使用编码转换工具查看其在ASCII编码和Unicode编码中的数字表示c.图像编码体验让学生使用图像处理软件，观察不同编码格式对图像质量和文件大小的影响，并尝试进行简单的图像压缩

4.学生小组讨论（10分钟）a.编码转换的难点让学生讨论在编码转换过程中遇到的问题，如进制转换的数学原理和注意事项b.编码应用的实际意义引导学生探讨不同编码在日常生活和技术发展中的实际应用，如网络通信、数据存储等c.编码技术的未来发展趋势让学生思考随着技术进步，编码技术可能会如何发展，以及这些发展对计算机科学和信息技术的意义

5.总结回顾（5分钟）回顾本节课的主要内容，强调数据编码的概念、转换方法和应用实例，以及编码技术在计算机科学和信息处理中的重要性通过提问方式检验学生对知识点的掌握情况，确保学生对本节课的重难点有清晰的理解知识点梳理

1.数据编码概述-数据编码的定义数据编码是将信息（如文本、数字、声音、图像等）转换为计算机可以理解和处理的二进制形式的过程-数据编码的目的为了便于计算机存储、处理和传输信息-数据编码的类型数字编码、字符编码、图像编码、声音编码等

2.数字编码-二进制编码计算机中最基本的编码方式，使用0和1两个数字来表示所有数据-进制转换掌握十进制与二进制、八进制、十六进制之间的转换方法-二进制运算理解二进制的加法、减法、乘法、除法等基本运算规则

3.字符编码-ASCII编码:美国信息交换标准代码，使用7位或8位二进制数来表示128或256个字符-Unicode编码国际统一的字符编码标准，使用16位或32位二进制数来表示全球范围内的字符-编码转换了解如何将字符转换为其对应的编码值，以及如何将编码值转换回字符

4.图像编码-图像表示了解图像在计算机中以像素的形式表示，每个像素包含颜色和亮度信息-图像格式掌握常见的图像文件格式，如JPEG、PNG、GIF等，以及它们的编码方式-图像压缩了解图像压缩的原理和方法，如JPEG使用有损压缩减少文件大小

5.编码技术应用-数据存储了解编码在数据存储中的应用，如硬盘、U盘、光盘等存储设备的数据编码方式-网络传输掌握网络传输中的数据编码，如HTTP协议中数据的编码和传输过程-实际案例分析通过具体案例，如网页显示、视频播放等，分析数据编码在实际工作中的应用

6.编码技术发展趋势-高效编码随着信息量的增加，编码技术正向更高效率和更低延迟的方向发展-安全编码在数据传输和存储中，安全性变得越来越重要，加密编码技术得到广泛应用-适应性编码为了适应不同设备和网络环境，编码技术需要具备更好的自适应性和兼容性课后作业

1.编写一个程序，将用户输入的十进制数转换为二进制数，并输出转换结果补充说明本题旨在考察学生对十进制与二进制转换方法的理解学生需要编写一个程序，接收用户输入的十进制数，使用循环或递归方法进行转换，并输出对应的二进制数示例答案输入23输出

101112.设计一个简单的字符编码转换器，输入一个字符，输出其在ASCII编码和Unicode编码中的二进制表示补充说明本题考查学生对字符编码的理解学生需要编写一个程序，接收用户输入的字符，分别计算其在ASCH编码和Unicode编码中的二进制表示，并输出结果示例答案输入A输出ASCII编码01000001,Unicode编码

00000000010000013.编写一个程序，模拟图像压缩的过程假设每个像素的颜色由三个整数红、绿、蓝表示，要求将每个像素的颜色值减半，以减小图像数据的大小补充说明本题旨在考察学生对图像编码和压缩的基本概念学生需要编写一个程序，模拟图像中每个像素的颜色值减半的过程，以此来减小图像数据的大小示例答案输入像素颜色255,0,0输出压缩后颜色127,0,

04.编写一个程序，将用户输入的字符串按照UTF-8编码规则转换为二进制序列补充说明本题考查学生对UTF-8编码的理解学生需要编写一个程序，接收用户输入的字符串，根据UTF-8编码规则将其转换为二进制序列，并输出结果示例答案输入汉字中输出:二进制序列

1100000110110110100000015.编写一个程序，实现简单的错误检测和纠正功能假设数据传输过程中可能会出现一位错误，要求设计一个简单的校验码系统，能够在接收端检测并纠正一位错误补充说明本题旨在考察学生对数据编码中错误检测和纠正技术的理解学生需要设计一个程序，为数据添加校验码，并在接收端检测数据是否出错，如果出错则进行纠正示例答案输入原始数据1011,校验码1101输出检测到错误，纠正后数据1011课堂小结，当堂检测课堂小结本节课我们学习了数据编码的基本概念，包括数字编码、字符编码和图像编码我们了解了不同进制之间的转换方法,探讨了ASCII编码和Unicode编码的原理,以及JPEG和PNG等图像编码格式的应用通过实例分析和实践操作，我们加深了对数据编码的理解，认识到编码在计算机科学和信息处理中的重要性当堂检测

1.请简述数字编码中二进制、八进制和十六进制之间的转换方法检测答案二进制转换为八进制，每三位二进制数对应一位八进制数；二进制转换为十六进制，每四位二进制数对应一位十六进制数反之，八进制转换为二进制，每一位八进制数转换为三位二进制数；十六进制转换为二进制，每一位十六进制数转换为四位二进制数

2.请解释ASCH编码和Unicode编码的区别，并给出一个字符在这两种编码中的表不检测答案ASCII编码使用7位或8位二进制数表示128或256个字符，主要适用于英文字符Unicode编码使用16位或32位二进制数表示全球范围内的字符,包含更多种类的字符例如，字符A在ASCII编码中的表示为01000001,在Unicode编码中的表示为

00000000010000013.请描述JPEG图像编码的原理，并说明为什么JPEG编码可以减小图像文件的大小检测答案JPEG图像编码通过离散余弦变换（DCT）将图像数据转换为一组频率系数，然后对这些系数进行量化，减少非重要信息，最后进行端编码JPEG编码可以减小图像文件的大小，因为它通过压缩图像中的冗余信息，降低数据的冗余度，从而减少所需的存储空间

4.编写一个程序，输入一个字符串，输出该字符串中每个字符在Unicode编码中的二进制表示检测答案pythondef unicode_binary string:return1\join[formatordchar,for charin string]input_string=input请输入字符串”printunicode_binaryinput_string、、、

5.请设计一个简单的错误检测和纠正程序，假设数据传输过程中可能会出现一位错误，要求设计一个奇偶校验码系统，能够在接收端检测并纠正一位错误检测答案、、、pythondef parity_checkdata:parity_bit=0for bitin data:parity_bit八=intbitreturn data+strparity_bitdef check_and_correctdata_with_parity:data=data[:-l]parity_bit=data[-l]calculated_parity=0for bitin data:calculated_parity A=intbitif calculated_parity!=intparity_bit:corrected_data=data[:-l]corrected_data二corrected_data[:lencorrected_data//2]+T ifcorrected_data[lencorrected_data//2]==O elsef0+corrected_data[lencorrected_data//2+1:]return corrected_dataelse:return datainput_data=input请输入数据二进制形式data_with_parity二parity_checkinput_dataprint添加校验位后的数据:,data_with_paritycorrected_data=check_and_correctdata_with_parity print检测并纠正后的数据，corrected_data、、、教学反思与改进今天的课堂上，我们共同探讨了数据编码的知识，从数字编码到字符编码，再到图像编码，每一个环节都倾注了大家的心血课后，我一直在思考这堂课的教学效果，以及如何在未来的教学中做得更好首先，我设计了一个反思活动，让学生在下一堂课前分享他们对本节课内容的理解和困惑我会提出一些问题，比如“你觉得数据编码在日常生活中有哪些应用？”“在编码转换的过程中，你遇到了哪些难题？”通过这样的交流，我可以更直观地了解到学生的掌握情况，同时也能够发现我在教学过程中可能忽视的问题关于改进措施，我有以下几点计划

1.强化理论与实践的结合在讲授编码理论的同时，我会增加更多的实践环节,让学生通过实际操作来巩固理论知识例如，可以让学生使用编程软件进行实际的编码转换练习，或者分析一些真实的编码案例

2.优化课堂互动我会更加注重课堂上的互动，鼓励学生提出问题和观点，创造一个更加开放和活跃的课堂氛围我还会考虑小组合作学习的方式，让学生在小组讨论中互相学习，共同解决问题

3.个性化教学针对不同学生的学习水平和兴趣，我会设计不同难度的练习题和项目，让每个学生都能在适合自己的层面上得到提升

4.反馈与调整我会根据学生的反馈及时调整教学策略，比如对于学生普遍反映难理解的部分，我会准备更多的教学资源和解题示例，帮助学生更好地理解

5.持续关注新技术随着技术的发展，编码技术也在不断进步我会持续关注最新的技术动态，将这些新知识融入到教学当中，让学生能够学到最前沿的知识板书设计

1.数据编码概述-定义数据编码是将信息转换为计算机可处理的形式-目的便于存储、处理和传输信息-类型数字编码、字符编码、图像编码等

2.数字编码-二进制计算机使用0和1表示数据-进制转换十进制、二进制、八进制、十六进制之间的转换方法-运算二进制加法、减法、乘法、除法

3.字符编码-ASCII美国信息交换标准代码，7位或8位表示字符-Unicode国际统一字符编码标准，16位或32位表示字符-转换字符与编码值之间的转换

4.图像编码-表示图像以像素形式表示，包含颜色和亮度信息-格式JPEG、PNG、GIF等图像文件格式及其编码方式-压缩图像压缩原理和方法，如JPEG压缩。