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(完整版)二进制教案

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地区
贵阳
学校

日期
2014—10—29
所属的章节
第一单元第一节
所用教材版本
湖南科学技术出版社
案例摘要
课题
二进制
所属模块
知识与运用
课型
新课
所属学科
信息技术
学时安排
45分钟
年级
初一
教学目标
1、知识与技能：
理解数制的基本概念;了解二进制的基本特征；知道计算机采用二进制的原因;了解计算机与二进制的关系和二进制转化为十进制。
2、过程与方法：在探索“计算机为什么要采用二进制”问题的过程中，学习比较研究的方法.
3、情感态度与价值观:通过丰富的活动体验二进制对计算机工作的优势，体验二进制所蕴涵的技术思想、技术哲学。培养学生独立思考和探究性学习的能力，协作学习的能力 。鼓励学生在学习中要善于发现，善于钻研，力争为计算机的发展作出自己的贡献。
教学内容分析
“二进制”数的概念解析和二进制转化为十进制是计算机基础教学中的一个重点、难点。老师先从让学生了解二进制开始学.因此，这节课应从文化角度教出二进制的丰富多彩，二进制对思维方式培养的作用，二进制的意境。
学习者分析
学生刚刚从小学升入初一,多数学生对于二进制还很陌生，对于计算机内部工作机制没有很清楚的认识.在认知能力方面，初一的学生对于事物本质规律的探究能力还处于逐步增长之中，如果要让他们对“二进制对于计算机的意义"有所体验，也绝非是教师的简要陈述就能实现的。
教
学
重
、
难
点
为什么计算机要采用二进制表示信息
位权表示法
二进制转换为十进制

教学
方法
讲授、练习法
教学
媒体
普通教室
教学过程设计
教学环节
教师活动
学生活动
对学生学习过程的观察和考查及设计意图

创设情境问题引入
一、引入新课
教师：今天老师来给大家表演一下算命，告诉我，下列哪组数字中有你的生日，哪组数字中没有,我就能说出你的生日，你信吗?
投影：第一组:1，3，5，7，9,11，12,15，17、19，21，23，25，27，29,31；
第二组：2，3，6，7,10，11,14，15，18，19，22,23,26,27,30,31；
第三组：4，5，6，7，12,13，14,15，20，21，22，23，28，29,30,31；
第四组：8，9，10，11，12，13,14，15，24，25，26，27，28，29,30，31；
第五组：16，17，18，19，20，21，22，23，24，25，26，27,28，29、30,31
教师：你们想知道老师是如何做到的吗？学习了今天的知识——二进制，你们就能“解密”了？
1、积极参与游戏活动
2、思考讨论“为什么老师可以做到？我也行吗？原理在哪?”
这个导入比较容易激发学生兴趣，能让学生很快进入信息技术的课堂氛围.
通过游戏,激发起学生探讨游戏原理的兴趣，引出本课的课题:二进制。

切入课堂内容
提出问题：什么是进位制？最常见的进位制是什么?
教师继续提问：那十进制为什么叫十进制？引起学生的思考。（部分经过思考的学生回答是约定的)教师提醒学生一起回忆幼儿园开始学习算术的情景。
当是我们是从最简单的个位数相加学起，比如2+3=？，当时我们会数手指，2个手指+3个手指等于5个手指，答案为5。
那4+6呢？4个手指+6个手指等于10个手指，10个手指刚好够用。
那6+9呢？当时我们就困惑了。记得当时老师是告诉我们把6拆成1+5,9+1=10，这时老师跟我们约定用一个脚趾表示10,另外用5个手指表示5。这样通过脚趾，我们就成功解决了两个数相加超过10的问题.
教师提问:那当时我们为什么要约定10呢，为什么用9或11?（部分经过思考的学生回答为了方便运算)

学生普遍回答是十进制。

引起学生思考。

二进制与十进制
投影：
1、什么是十进制？
2、为什么人们习惯十进制？
3、除了十进制，你还知道哪些进制？
教师:计算机中主要运用的是二进制，我们先来了解一下二进制的基础知识。
教师提问：除此之外还有哪些常见的进位制？请举例说明.拓展学生的思维。
有学生回答60进制（时分秒的换算）,360进制(1周=360度）,二进制等等。
教师和学生一起归纳进位制的概念，学生和老师形成共识：
进位制是人们为了计数和运算方便而约定的记数系统.

二进制与十进制
1、使用一组固定的数字表示数值的大小;
如:十进制的表示数字是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。
2、统一的规则：逢N进一；
如：十进制逢十进一.
(三)数制的要素：基数和位权。
这里的N叫做基数.所谓“基数”就是指各种进位计数制中允许选用基本数码的个数，比如，十进制中用0——9来表示数值，一共有10个不同的字符,那么，10就是十进制的基数,表示逢十进一。则二进制的基数为二。
什么是位权？
师：下面我们再引入一个新概念--“位权”.大家看一下这个十进制数215
215=2*102 +1＊ 101 +5＊1002的数量级为百—102 ；1的数量级为十—101 ；5的数量级为个—100
其中102、101、100为权，每一位数字乘以其相应的权就是该位数的数值.
每个数码所表示的数值等于该数码乘以一个与数码所在位置相关的常数，这个常数叫做位权.其大小是以基数为底、数码所在位置的序号为指数的整数次幂。
这就叫做按权相加法。也就是让每一位上的数字字符乘以它所代表的权.
十进制由三个部分构成：
(1）由0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个数码组成；
（2）进位方法，逢十进一;（基数为10）
(3）采用位权表示法，即一个数码在不同位置上所代表的值不同。
引入基数和位权的概念
一种进制就规定了一组固定的数字，数字的个数就是这种类制的基数，如十进制规定了，0，1，2…9共10个数字,则十进制的基数就为10。
位权是一个比较新的概念，通过简单的例子介绍什么是位权.
比如：数码3,在个位上表示为3，在十位表示为30，在百位表示为300，在千位表示为3000.
3333=3000+300+30+3=3*103+3*102+3＊101+3＊100
这里个（100）、十(101)、百(102),称为位权，位权的大小是以基数为底，数码所在位置序号为指数的整数次幂。
什么是二进制?
从生活最常用的十进制入手，讲解基数和位权的概念，学生理解后，引入二进制数的概念，在对二进制数进行介绍时，会把学生带入到一个全新的数字领域。
(1）二进制的表示方法（同样由三部分组成）
①由0、1两个数码来描述。如11001，记为11001（2)或者（11001)2
②进位方法，逢二进一；(基数为2)
③位权大小为2-n．．．、2—1、20、21、22．．．2n比如

通过按权位展开，就可以把二进制转化为十进制，这也是权位的妙处所在.

老师：利用我们刚学过的二进制计算法则，你能写出二进制表示出的10个十进制数字吗？
投影：
0
1
2
3
4
5
0
1
10
11
100
101
6
7
8
9
110
111
1000
1001
0+1=1，1+1=10，10+1=11，11+1=100等，
学生运用所学知识计算：填写表中红色的内容。

二进制的由来和概念引入

教师：你知道二进制是如何产生的吗？
讲述课本读一读图1—2莱布尼茨的故事.
投影：1701年，德国数学家莱布尼茨获得一幅来自中国的八卦图。八卦图是由阴和阳构成的图符，相传产生于3000多年前我国的周代，主要用于占卜等方术,《易经》中有较详细的记载.莱布尼茨从中悟出二进制原理，把阳变为“1",把阴变为“0”，二进制产生了。1848年，英国数学家布尔推出二进制代数法则，为二进制计算机的诞生奠定了基础。第一台计算机诞生以后,冯·诺依曼观看了它的工作，因为是采用十进制来进行计算，数据量很大，工作起来慢极了。于是，冯·诺依曼提出计算机采用二进制，二进制计算机诞生了!
投影：太极八卦图及对应二进制关系

阅读材料，根据资料说出体会,了解二进制的发展历史

通过知识的拓展，让学生更加了解二进制的发展，从文化角度教出二进制的丰富多彩,二进制对思维方式培养的作用，二进制的意境.

二进制加法
先回顾十进制加法的加法规则和运算方法。
运算方法：列竖式，加数和被加数个位对齐，从各位数开始，如果相加之和大于等于十,就向高位进位。
二进制加法运算方法也一样.也是列竖式,加数和被加数右边第一位对齐,从右边第一位数开始，如果相加之和大于等于二，就向高位进位.
提出二进制加法规则：0+0=0；0+1=1;1+0=1；1+1=10
教师出题让学生练习，选几个学生上黑板练习，学生做完后讲解
练习：(1)100（2)+10(2） (2)101(2）+110(2） (3）1100(2）+1011(2）

二进制数转化为十进制数
将二进制数101101（2）化成十进制数
解：根据进位制的定义可知(按权位展开）
101101(2）=1*25+0*24+1＊23+1＊22+0*21+1*20
=32+0+8+4+0+1
所以，101101（2)=45.
练习：
（2）101。01(2）
(1）11(2)
将下面的二进制数化为十进制数？
(3）(1010101。1011)2=（ )10
作业：
(101.1）2 =（ ）10
（1011.11）2 = （ ）10
(1010101。1011）2=（ ）10
提出课后思考题：
将下面的十进制数化为二进制数
（1）10 （2）23
学生们思考写练习

拓展：
二进制的计算
教师：回到我们最开始的游戏，老师是如何算出你们的生日日期的？
教师：结合二进制的知识想一想,我们把五组数字看成五位,如果那组数字里有你的生日日期就用1表示，如果那组数字里没有你的生日日期就用0表示，再按从下到上的顺序把五个数字排起来，就得到了一个二进制数，这就是你的生日密码了.把密码转换成十进制数便是你的生日日期。
教师：十进制数转换为二进制数的方法，同学们自己利用网络学习.下节课我们再一起学习
学生结合本节课的知识寻找“解密生日密码”的方法,利用网络寻求帮助，自主学习，探究较高难度的知识。

十进制转化为二进制提供给有更高学习能力的学生一个自足探究、提高的空间。
教学反思

1、成功之处：这节课用学生感兴趣的算命问题导入教学，在情绪高涨的状态下开始学习；注意整合教材内容，设计综合性问题，让学生围绕主题，自己探究，相互讨论交流。在教学活动中，凸显学生的主体地位，遵循学生的认知规律展开教学，根据学生的需求设计活动，通过创设情境、任务驱动，问题中心等多种方法引导学生主动学习、主动解疑。 
   不足之处: 教师讲解的过多，学生动手操作的内容太少.一部分原因是由于这节课的内容决定的，当然也有教师没有深入钻研教材,精心备课，设计环节的原因，以后要重视这部分内容的教学方法。  
2、初中阶段的信息技术教学活动，应当还是在“打基础”,既然是“基础"，就要尽可能 “宽”一点。如老师要指导学生认识二进制对计算机内部工作存在着明显的“优势”，教师也有责任引导学生将二进制放到一个更广泛的领域，促进学生全面、深入的研究与认识,再如，探究活动本身中所表现出来的研究思想与方法，也值得师、生的重视，等等。
[板书设计］
一、进位制是人们为了计数和运算方便而约定的记数系统.
二、十进制构成：
(1)由0、1……9十个数码组成；（基数为10)
(2)进位方法，逢十进一;
(3）采用位权表示法，即一个数码在不同位置上所代表的值不同。
二、二进制的表示方法(同样由三部分组成）
（1)由0、1两个数码来描述。（基数为2）
（2）逢二进一；
(3)位权大小为2—n．．．、2-1、20、21、22．．．2n
三、二进制转换为十进制
1、二进制转十进制——按权位展开求和
四、课后思考
将下面的十进制数化为二进制数
（1）10 (2）23

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