（2023）新沪教版《高中信息技术》必修第一册 《数据与计算》 同步教案（全册打包）.rar

单元挑战单元挑战 探究密码安全问题探究密码安全问题单元挑战项目实施建议单元挑战项目实施建议信息安全无论对国家、集体还是个人都是十分重要的。保证个人信息安全的重要举措之一是设置安全级别高的密码。那么，怎样的密码设置才是安全的？大多数学生可能都有类似的困惑。有了算法和程序设计的基础之后，学生已具备了解决困惑需要的本领和技能，并且，这样的内容对于提升学生信息素养的重要性也是不言而喻的。本项目立足于从简单问题出发，研究密码安全问题，分析计算机破解密码之“谜”，让学生自己动手动脑，发现并掌握密码安全之匙。本项目虽然篇幅不长，但地位相当重要！【学习目标】【学习目标】（）了解密码的暴力破解枚举法。（）了解枚举法实现的环境与条件。（）设计枚举算法，编程实现“三位数字密码锁”的密码破解。【教学准备】【教学准备】（）软硬件环境：机房。（）教学素材：参考源代码。【教学重点和难点】【教学重点和难点】（）重点：掌握枚举法实现的条件，设计枚举法并实现“三位数字密码锁”的程序设计。（）难点：设计枚举法并实现“三位数字密码锁”的程序设计。【教学过程安排建议】【教学过程安排建议】课 时教学环节教师活动学生活动第课时（活动课）分析密码的计算机破探究密码的计算机破解原理，加强密码安全分析设计“三位数字密码锁”的算法逻辑，引导学生设计“三位数字分析问题、设计算法、编写程序、调试运行、观察运行解原理，设计“三位数字密码锁”的算法，并编写程序，掌握密码安全之道。意识，提升学生信息安全素养。密码锁”破解计数程序。引导学生提升理论认识高度，强调信息安全的重要性。结果，得出结论，认识到密码安全的重要性。撰写实验报告。单元挑战单元挑战 认识并制作二维码认识并制作二维码单元挑战项目实施建议二维码是近几年来移动设备上流行的一种编码方式。作为一种全新的数据存储、传递和识别技术，二维码的应用已越来越广泛，如在地铁广告、报纸、火车票、快餐店、电影院、团购网站以及各类商品外包装上都能见到二维码。为了提高项目的可操作性，建议在实施“认识并制作二维码”这一单元挑战项目时，进一步明确项目要求、创设具体的项目情境、细化活动流程。【项目情境】又到一年一度的招生季，许多新生和家长会来校访问，了解学校的情况。为此，学校需要安排大量接待人员，向来访者介绍学校各方面的情况，如学校的历史、办学理念、培养目标、办学特色、场馆设施、师资情况为了减轻接待人员的工作压力、方便新生和家长了解情况、提高宣传效率，今年学校想利用二维码的方式来发布学校信息。【项目活动】活动 认识二维码活动实施流程：（）以小组为单位，查找资料，了解二维码的组成结构、编码方式、功能、特点及应用等。（）对收集到的资料进行分析、选择、梳理和提炼，用思维导图呈现小组的学习成果。（）各小组派代表展示本组制作的思维导图，并借助思维导图讲解对二维码的认识。（）师生对各小组提交的思维导图及展示交流表现进行评价。活动 制作二维码活动实施流程：（）小组成员共同设计二维码，确定设计目标及需要通过二维码承载的信息，制定设计方案。（）查找资料，了解二维码的制作工具，学习二维码的制作方法，了解二维码的类型及其可以承载的信息类型。（）根据规划，收集素材，选择合适的工具和方法制作二维码。（）各组派代表介绍本组二维码的设计思路和方案，展示本组制作的一系列二维码。（）师生对各组的设计思路及提交的二维码作品进行评价。【拓展思考】（）二维码的应用给人们带来了哪些影响？（）二维码的应用可能引发哪些安全问题？如何恰当地使用二维码？【项目实施说明】本案例从发布学校信息这一需求出发，引导学生利用数字化资源和工具了解二维码的组成结构、编码方式、功能、特点及应用，学习二维码的制作方法，设计制作二维码，经历“根据实际需求设计方案、应用信息技术解决问题”的过程。学生将在本项目活动中学习信息技术、应用信息技术解决实际问题，并在数字化学习过程中掌握数字化学习的方法，提高信息意识和数字化学习与创新的能力。活动 旨在学习二维码的知识，了解其编码方式、特点及应用等。活动实施过程中学生需要上网查找资料，甄别选择并梳理归纳资料，交流评价各自的收获，通过自主探究、合作交流，一步步达成活动目标。活动 旨在学习二维码的制作方法、创作二维码作品。学生首先需要规划设计自己的作品，例如要发布的内容和目标、需要制作的二维码的个数、每个二维码要承载的信息、信息的呈现方式；其次，需要了解二维码的生成工具、每种工具可以生成的二维码的类型及其可以承载的信息类型，并根据需要选择合适的工具和方法；然后，获取相关素材、制作宣传页面最后，制作二维码并进行美化。在本活动的“做中学”“学中做”过程中，学生将提升信息意识，掌握计算思维方法，体验数字化学习过程，感受利用数字化工具和资源的优势，提高数字化学习与创新的意识和能力。拓展思考（）的意义在于引导学生关注二维码的应用，了解二维码给人们带来的影响，体会编码技术的实际运用价值。拓展思考（）是为了引导学生在信息技术应用过程中关注信息安全问题和信息伦理道德，提升信息安全意识，增强社会责任感，负责任地使用信息技术，适应信息社会学习和工作的需要。单元挑战单元挑战 采集与分析气象数据采集与分析气象数据一、一、项目任务项目任务气象数据是反映天气的一组数据气象数据是反映天气的一组数据,气象站采集的地面气象观测数据如温度、湿度、气压和风力、风向等气象站采集的地面气象观测数据如温度、湿度、气压和风力、风向等,是气象数据的重要组成部分。随着技术的发展，人工气象站正逐渐被自动气象站所取代是气象数据的重要组成部分。随着技术的发展，人工气象站正逐渐被自动气象站所取代(图图 2-52)。查找资料，了解并比较人工气象站和自动气象站采集气象数据的方法和过程。重点关注自动气象站是如何自动采集数据的，借助了哪些技术手段或工具。查找资料，了解并比较人工气象站和自动气象站采集气象数据的方法和过程。重点关注自动气象站是如何自动采集数据的，借助了哪些技术手段或工具。上网采集当地或某地近几年上网采集当地或某地近几年 7 月和月和 8 月的历史气温数据，并对气温数据进行统计和分析，了解近几年该地区月的历史气温数据，并对气温数据进行统计和分析，了解近几年该地区 7 月和月和 8 月高温天气的走势。月高温天气的走势。二、项目指引二、项目指引1.以小组为单位以小组为单位,查找资料或访问气象站，了解常见的地面气象观测数据及其人工采集方法和自动采集方法。查找资料或访问气象站，了解常见的地面气象观测数据及其人工采集方法和自动采集方法。2.每个小组确定每个小组确定-一个城市，上网查找该城市近几年一个城市，上网查找该城市近几年 7 月和月和 8 月的历史气温数据月的历史气温数据,并选择并选择-种电子表格软件设计、创建表格种电子表格软件设计、创建表格,输人数据。输人数据。3.制作合适的图表，对比不同年份制作合适的图表，对比不同年份 7 月和月和 8 月气温的走势。月气温的走势。4.使用函数计算或数据分析工具等方法使用函数计算或数据分析工具等方法,参考高温预警信号的等级分类定义参考高温预警信号的等级分类定义(图图 2-53),统计该城市近几年统计该城市近几年 7 月和月和 8 月各级高温天气的天数月各级高温天气的天数,进行对比分析进行对比分析,并选择适当的工具可视化数据。并选择适当的工具可视化数据。5.根据以上分析数据，了解该城市根据以上分析数据，了解该城市 7 月和月和 8 月的高温天气呈现怎样的趋势，思考背后的原因月的高温天气呈现怎样的趋势，思考背后的原因,并撰写报告。并撰写报告。三、三、交流评价与反思交流评价与反思各小组派出代表各小组派出代表,用自己熟悉的信息表达工具用自己熟悉的信息表达工具(如演示文稿等如演示文稿等)制作电子作品，通过网络或课堂制作电子作品，通过网络或课堂,展示交流小组的报告展示交流小组的报告,并对其他小组的报告进行评价。并对其他小组的报告进行评价。项目一 探秘鸟类研究认识数据、信息与知识项目一 探秘鸟类研究认识数据、信息与知识学习目标（）通过实例分析，感知其中的数据和信息，描述数据和信息的概念和特征，理解数据、信息与知识之间的相互关系。（）通过分析大数据应用案例，了解大数据的概念、特征和常见应用领域，认识数据在信息社会中的重要价值，能够举例说明大数据对人们日常生活的影响。（）通过数字化学习活动，逐步适应数字化学习环境，掌握数字化学习的方法，能够根据需要选用恰当的数字化工具和资源开展学习。教学重点和难点（）重点：数据和信息的概念和特征，大数据的特征、应用及其对人们日常生活的影响。（）难点：数据、信息与知识之间的关系。教学准备（）软硬件环境：机房、思维导图软件、大数据应用平台。（）教学素材：鸟类研究的案例或其他体现数据、信息与知识之间关系的案例，大数据的应用案例。课时教学环节教 师 活 动学 生 活 动导入导入：“人类社会已进入大数据时代，信息技术与社会各领域的交互融合引发了数据量的迅猛增长，同时带来了海量信息。现实社会中，数据和信息无处不在，我们时刻处于数据和信息的包围之倾听，思考。中。那么，什么是数据？什么是信息？今天，我们将学习数据和信息的基本知识。”自主学习明确自主学习的任务和要求：（）阅读教材中的项目一“探秘鸟类研究”，完成“导学案”第一部分的问题和任务。（）阅读知识链接中的“数据和信息”，结合“探秘鸟类研究”项目，完成“导学案”第二部分的问题和任务。（）阅读知识链接中的“数据信息与知识的关系”及相关资料，完成“导学案”第三部分的问题和任务。借助教材和网络资源学习相关知识，完成“导学案”中的问题和任务（详见附件中的“探秘鸟类研究”项目导学案）。明确小组交流的要求（）小组内学生依次分享自主学习的成果，要求每个学生都参与。（）所有组员都完成交流后，选出小组代表，并帮助他完善发言，准备代表本组在 班级里分享。小组内学生依次分享自主学习的成果，阐述 自己的认识（具体内容见附件中的“探秘鸟类研究”项目导学案）。第 课时 小组交流巡视、指导。小组共同准备即将在班级里分享的发言。班级分享明确班级分享的要求：（）每个小组派一名代表发言，阐述小组的学习成果。（）发言人应声音响亮，有困难可向教师要话筒。（）其他同学应安静、认真地倾听。（）后发言的小组尽量不重复前面小组的内容。班级分享时及时点拨、提示、引导、补充。各组代表阐述本组的认识，进一步完善对“导学案”中相关内容的理解。第 课时 拓展活动（可让学生课后完成）明确要求：完成“导学案”中的第四、（教材活动 和 的整合）和第五部分。简单介绍思维导图及一种思维导图软件，如，并演示利用制作思维导图的方法。完成导学案中的第四和第五部分。导入展示大数据应用案例：某夜某地上空鸟类迁徒轨迹图、电商推荐商品、智能手环、无人驾驶汽车，引入本节内容大数据。倾听、观看，感受大数据的魅力。第课时 体验大数据的应用布置任务：完成教材活动。完成活动，体验大数据的应用及价值。组织、引导学生交流。分享活动成果和体验感悟。明确要求：上网查找资料，进一步了解大数据的含义、特征和应用。学生分组活动时巡视、指导。以小组为单位，借助教材和网络学习资源学习大数据的知识，进一步认识大数据。归纳整理学习资料，制作，呈现学习成果。认识大数据组织、引导学生交流。小组派代表，借助 展示小组的学习成果，分享学习体会。拓展思考提出问题：大数据给我们带来哪些机遇和挑战？如何应对？思考并讨论，提出自己的观点。总结组织、引导学生总结。总结本节课的主要学习内容和自己的收获。项目七 用计算机计算圆周率项目七 用计算机计算圆周率设计简单数值数据算法设计简单数值数据算法学习目标.学习目标.(1)掌握数值数据的常用运算,并熟练运用运算规则。(2)利用 Python 语言编程实现计算圆周率的算法,探究和理解程序的选择结构和循环结构。(3)熟练应用选择结构和循环结构实现简单算法,并感受不同算法的效率。教学准备教学准备(1)软硬件环境:机房。(2)教学素材:教材案例源代码。教学重点和难点教学重点和难点(1)重点:数值数据的常用运算,选择结构和循环结构的特点、应用环境和用法。(2)难点:应用选择结构和循环结构实现算法。教学过程安排建议教学过程安排建议课时教学环节教师活动学生活动导入介绍祖冲之对圆周率的精确计算这一数学成就，引出本节的任务，并强调现在借助计算机，中学生可以完成古代只有数学家才能办到的事情。倾听、观看、思考、讨论、回答。分析欧拉 计 算 圆周 率 的 公式给出求解圆周率的欧拉公式，引导学生思考求解过程，并使用自然语言描述算法。思考、讨论。引导学生思考欧拉公式中可重复计算的规则，探究上述用自然语言所描述算法中的抽象规则。倾听、观看、思考。设计算法引导学生使用流程图描述算法。绘制流程图。第课时学习数讲解数值运算的相关知识。倾听、思考。值 数 据 的常用运算指导学生阅读知识链接，学习数值数据的运算表达式和运算规则。查阅知识链接，自主学习数值数据的常用运算。给出参考代码。观看、思考。编写并调试程序引导学生自主学习相关知识，依据参考代码完成程序，并指导学生调试程序，归纳学生在调试程序过程中出现的错误的类型。使用 Python 实现算法，学习调试程序的方法和技巧。总结总结数值运算。倾听、思考。导入给出！的定义：！（）！，让学生思考如何编写代码求解！，引入本节课的任务完成活动。倾听、观看、思考。第课时分析计算 圆 周 率的 沃 利 斯公式展示沃利斯公式，组织学生观察公式，找出变化规律。倾听、观看、思考。用自然语 言 或 流程 图 描 述算法学生完成用流程图或自然语言描述算法后，组织学生交流与评价。用流程图或自然语言描述算法，并交流。编写并调试程序引导学生讨论如何使用或语句实现算法，总结、语句的使用方法，进而分析它们的使用条件。选择语句或语句编写程序并调试。第课时总结总结使用沃利斯公式求解圆周率的过程。倾听、观看、思考。导入展示并运行用随机投点法求圆周率的代码，要求学生观察所投点的分布情况，引出本节课任务。观看、思考、讨论。引导学生讨论随机投点法求圆周率的原理。交流、讨论。组织学生依据教材中的用自然语言描述的算法，补充完善教材中的流程图和参考代码，并运行、调试代码。对学生的表现进行评价。完善、运行和调试代码。学习新知识讲解函数的使用及实现选择结构的语句。倾听、思考。指导学生完成活动。对比两个 计 算 圆周 率 的 程序总结随机投点法求圆周率和数学公式法求圆周率在时间效率和求解精度上的不同。依据教师提供的学案（实验表）完成活动。第课时总结总法：求解问题的方法并不唯一，在设计算法时要综合考虑时间代价（时间效率）和运算结果的好坏等因素。倾听、思考。项目三项目三 调查中学生移动学习现状经历数据处理的一般过程调查中学生移动学习现状经历数据处理的一般过程学习目标学习目标（）了解数据处理的概念及过程。（）认识数据处理的应用价值。（）了解数据采集、数据分析的概念及基本方法。（）了解数据可视化及其常见的呈现方式。（）能够使用在线调查平台进行调查问卷的设计、发放、数据分析和可视化表达。（）能够完成数据分析报告。教学建议教学准备教学准备（）软硬件环境：机房、移动学习软件、思维导图软件、在线调查平台、文本加工软件、数据处理软件。（）教学素材：移动学习应用案例、调查问卷范例、在线调查平台网址、数据分析范例、调查报告范例。教学重点和难点教学重点和难点（）重点：数据处理的过程及作用，数据分析的方法，数据可视化的方法，撰写报告。（）难点：数据分析的方法，撰写报告。课时教学环节教 师 活 动学 生 活 动展示移动学习应用，询问学生移动学习 的使用情况，提出问题：“如何了解中学生的移动学习现状？”倾听、观看、思考、讨论、回答。导入总结归纳学生的发言，引出项目。了解项目。了解在线调查和数据处理的过程讲解在线调查与数据处理的关系、数据 处理的意义及过程。倾听、观看、思考。第课时明确数从移动学习软件开发者和使用者两个角度给出部分调查目标、研究问题和需要采集 的数据，引导学生确定数据需求。倾听、观看、思考。据需求组织学生分组讨论，确定小组的数据需求。分组讨论，确定调查目标、研究问题和需要采集的数据，用思维导图或其他形式记录讨论结果。展示汇报及小结组织学生展示汇报，点评并小结。展示汇报，完善数据需求。总结提问，明确数据需求的意义。回答。课时教学环节教 师 活 动学 生 活 动 导入 展示某在线调查平台上教师发布的调查问卷，引出设计问卷任务及了解在线平台功 能的任务。提出问题：如何设计问卷？倾听、观看、思考。了解问卷设计的原则用实例来说明问卷设计的原则和注意事项。倾听、观看、思考。设计问卷按照在线调查网站导入问题的格式提供样例，布置活动，组织学生分组讨论，完成问卷设计。阅读教材，分组讨论，形成问卷。展示点评选择学生提交的典型问卷进行点评。参与点评，完善问卷。第课时 总结 归纳问卷设计的要点，布置课后任务：利用在线调查平台发布问卷，并向目标人群发放问卷。参与归纳，倾听、观看、思考。导入 呈现学生在在线调查平台上发布的设计得较好的问卷，组织学生在线填写问卷。在线填写问卷。第 导出问卷数据演示导出在线调查平台中的数据的方法和过程。倾听、观看、思考。将导出的数据提供给学生，列举数据分 析实例，组织学生分组讨论数据经过分析所挖掘出的有价值的信息。阅读教材，分组讨论。分析与可视化数据组织学生对数据进行分析与可视化。各组分析数据，形成结论。汇报点评组织学生汇报数据分析与可视化后的发现并点评。汇报、思考、点评、倾听。课时 总结 归纳数据分析的常用方法与数据可视化中的常用图表。参与归纳。第课时 导入 展示一份完整的调查报告范例，讲解报 告一般会包含的主要内容。布置本节课的任务根据上节课的数据分析结论撰写调查报告，提出数据应用建议。倾听、观看、思考。课时教学环节教 师 活 动学 生 活 动 撰写报告组织学生分组撰写报告，巡视指导。分组讨论、撰写报告。展示点评组织学生展示报告并点评。展示、点评、倾听。第课时 总结 归纳数据报告的组成要素与意义。参与归纳、思考、倾听。项目九项目九 了解手写数字识别体验人工智能了解手写数字识别体验人工智能学习目标学习目标(1)了解什么是人工智能及机器学习。(2)了解人工智能的发展。(3)认识人工智能对社会的作用及影响。(4)了解机器学习的一般过程。教学准备教学准备(1)软硬件环境:64 位操作系统的机房,64 位 Python3 编译环境,Python 第三方库Numpy.Tensorflow,MNIST 数据集。(2)教学素材:人工智能应用图文和视频资料,读人 MNIST 数据集并将其中的二进制文件数据转换成图像格式文件的 Python 代码,建立并应用手写数字识别模型的 Python 代码。教学重点和难点教学重点和难点(1)重点:人工智能技术及机器学习的概念,机器学习的一般过程,人工智能对社会的作用及影响。(2)难点:机器学习的一般过程。教学过程安排建议教学过程安排建议课时教学环节教师活动学生活动导入播放国家人工智能发展战略的相关图文或视频，播放人形机器人相关报道的视频或科幻电影中的相关内容，提出问题：“人工智能就是机器人吗？”引出人工智能的概念。观看、倾听、思考。讨论人工 智 能 的概念组织学生针对“什么是人工智能”问题进行讨论，列举生活中的各种人工智能应用，并说明为什么该应用属于人工智能。阅读教材、讨论、分析、回答。第课时了解人工 智 能 的应用领域总结学生的举例，拓展介绍人工智能的应用领域，播放相关图文和视频。观看、倾听、思考。引出项目介绍人工智能的一个具体应用手写数字识别，提出问题：“计算机是如何判断手写内容是什么数字的？”引出项目。观看、倾听、思考。了解机器学习提出问题：“人为什么认识数字？”“为什么人也有认不出他人写的字的情况？”以此引出机器学习的概念及一般过程。观看、倾听、思考、回答。模拟机器 学 习 的过程组织学生开展活动：展示一组学生不熟悉字体的文字图片，让学生辨认。然后给出相应的答案。再展示一组相似的图片让学生辨认，然后给出答案。提出问题：“如此重复多少遍后，你能够认识这种字体的文字？”“你是怎样记忆并作出判断的？”引导学生通过此活动理解手写数字识别的学习过程，理解分类的含义。辨认、思考、回答。活 动 和指导学生完成活动和，尝试理解图片向量化、二进制文件转图片文件以及手写识别模型建立和检验的原理和过程。操作、体验、思考。总结归纳人工智能和机器学习的概念、意义和影响，总结机器学习的一般过程。参与归纳、倾听、观看、思考。续表课时教学环节教师活动学生活动导入播放人工智能对未来职业的影响、无人机或无人驾驶汽车等存在的安全隐患、人工智能威胁论等相关视频资料。提出问题：“人工智能会威胁人类生存吗？”观看、倾听、思考。第 课时 阅读资料，形成观点组织学生分组，形成正反两方。引导学生阅读教师收集整理的相关资料（有条件的可在上节课布置学生课下自行收集整理阅读、讨论、思考、整理记录。资料），寻找论据，形成观点。辩论组织学生辩论，根据实际条件安排学生代表主持辩论，确保辩论有序、参与广泛。引导学生通过辩论发现问题的本质。观看、倾听、思考、辩论。总结人工智能的积极影响和负面影响。观看、倾听、思考。总结和评价参考教材上的评价表，布置评价任务。完成自评和互评。项目二项目二 探究计算机中的数据表示认识数据编码探究计算机中的数据表示认识数据编码学习目标（）了解数据编码的意义和作用，体会数据编码的基本思想与方法。（）经历数值数据编码的过程，掌握数值数据编码的基本方法。（）了解计算机处理文本数据的基本过程，知道常用的文本数据编码方式。（）经历声音数据数字化的过程，掌握声音数据数字化的基本方法，了解声音数字化的基本原理，知道采样频率、量化位数和声道数对数字化音频文件大小及效果的影响。（）经历图像数字化的过程，掌握图像数字化的基本方法，了解图像数字化的基本原理，知道分辨率和量化位数对位图的影响。（）亲历方案设计、对比分析、探究实验等学习活动，体会运用信息技术开展学习、解决问题的思想与方法。（）在数字化学习过程中掌握数字化学习的策略和方法，能够根据需要选用恰当的方法及合适的数字化工具和资源开展有效学习。教学准备(1)软硬件环境:机房,音频编辑软件,图像处理软件。(2)教学素材:各类数据编码实例和编码表,用于体验活动的声音文件和图像文件。教学重点和难点(1)重点:编码的意义与作用，数值、文本声音、图像等类型数据的基本编码方式。(2)难点:声音数字化和图像数字化。课时教学环节教师活动学生活动导入号、列举生活中的各种编码实例，如车牌学籍号、条形码、二维码等，引出编码。倾听、思考。例，针对具体的编码实思考编码中承载的以树牌号编码“”为例，引导学生分析编码中承载的信息、编码的方法，总结编码的规则。总结编码的规则体会编码的含义、方法及作用。提出问题：（）如果区子区中有棵树，以上的编码规则是否适用？（）位十进制数能表示多少种情况？位、位十进制数呢？（）位十进制数能表示多少种情况？思考、回答问题。第课时分析生活 中 的 编码实例引导学生深入思考编码位数与编码可表示情况之间的关系。分析编码位数与编码可表示情况之间的关系，总结出位十进制数能表示种情况。编码体验了解生 活 中 的编码布置任务：以小组为单位，完成体验活动：（）上网查找资料，了解身份证号的编码规则，分析一代身份证号与二代身份证号的区别，思考启用二代身份证号的原因。（）根据本校学生人数及分班情况，分析学籍号编码需求，设计学籍号编码。了解活动要求。课时教学环节教师活动学生活动学生活动时巡视，指导。分组活动。编码体验了解生 活 中 的编码组织学生分享，并引导学生分析编码需求，根据需求确定合理的编码位数。分享学籍号编码方案，说明如何保证无重码，以及在什么情况下需要修改编码规则、如何修改。布置任务：自学计数制的知识。借助学习资源学习计数制的相关知识。提出问题：（）哪些情况适合用二进制数编码？（）位二进制数称为，个比特位能表示多少种情况？个比特位、个比特位呢？（）位二进制数（个比特位）能表示多少种情况？思考、列举适合用二进制数编码的实例，分析二进制位数与编码可表示情况之间的关系，总结出位二进制数能表示种情况。了解二进制编码布置练习：（）用、表示灯泡灭、亮的状态，个灯泡最多有几种组合？设计编码方案，写出可能的编码。（）用、表示单项选择题的个选项，需要几个比特位？如何编码？以小组为单位，体验编码的过程，并交流各组的编码方案。第课时了解数值 数 据 的编码布置任务：阅读资料，学习数值数据编码的知识。借助学习资源学习数值数据编码的相关知识。拓展延伸引导学生思考、讨论生活中的其他编码应用。举例（非纯数值的编码，如车牌号），为下节课学习文本数据编码打下伏笔。列举实例。导入播放视频短片：谍报人员将获取的情报加密、传送，接收方收到情报后拿出密码本解密，还原情报内容。导入：加密和解密的过程实质上就是编码和解码的过程。观看、倾听。第课时玩加密解密游戏布置任务：完成活动加密解密游戏。举例说明游戏玩法。提供资源：（）标准码表。（）信息交换用汉字编码字符集。了解活动要求。课时教学环节教师活动学生活动玩加密解密游戏学生活动时巡视、指导。以小组为单位学习文本数据编码知识，通过玩游戏体验编码解码的过程与方法，填写“加密解密游戏记录单”（详见附件）。第课时交流总结组织各小组展示本组游戏记录单，引导学生总结文本数据编码的知识。交流各组设计的编码方案、密码本和游戏玩法。导入播放鸟鸣声的音频，引入：自然界的鸟鸣声被录音设备录制下来并存入计算机中，经历了怎样的转换过程？倾听，思考。布置任务：（）借助教材，自主学习声音数字化的过程。（）任选一段声音信号，模拟声音信号的采样和量化。了解要求。借助教材，学习声音数字化的过程。第课时学习声音 数 字 化的过程学生活动时巡视、指导，并建议学生按以下流程模拟声音信号的采样和量化：（）选择合适的软件，采集声音信号的波形图。（）模拟采样的过程，每隔一段时间采集一个声音信号的样本，画出采样示意图。模拟声音采样、量化的过程，画出采样、量化示意图。（）模拟量化的过程，确定量化位数、划分量化级数，确定各采样点的量化值，画出量化示意图，并设计表格，将各采样点的量化值填入表格。展示交流。布置任务：完成活动（详见附件中的探究实验声音数字化参数对音频文件的影响），强调注意事项。明确实验目的和实验方案。探究实验：声音数字 化 参 数对 音 频 文件的影响学生实验时巡视、指导。探究采样频率、量化位数、声道数对音频文件大小与音质的影响，并分析原因、填写表格（详见附件）。总结组织、引导学生总结声音数字化的过程与方法。展示交流。课时教学环节教师活动学生活动化，复习：“上节课我们学习了声音的数字请大家回忆一下，声音数字化的过程包含哪几个步骤？”复习声音数字化的过程。复习并导入导入：“现实中还有一类数据，如各式各样的照片、风格各异的图画、茶杯上的图案、教材上的插图从信息技术角度看，它们都是模拟图像，也需要转换成二进制代码才能在计算机中存储和处理，这一过程称为图像的数字化。那么，图像数字化与声音数字化有怎样的区别与联系？”倾听，思考。布置任务：完成活动（）。（）借助教材学习图像数字化的知识。（）分析声音数字化与图像数字化的区别与联系，填写声音数字化与图像数字化对比分析表（详见附件中的声音数字化与图像数字化对比分析表）。了解要求。学生活动时巡视指导。借助教材学习图像数字化的知识，填写声音数字化与图像数字化对比分析表。第课时对比分析：声音数字 化 与 图像数字化组织学生展示交流填写的表格。通过交流进一步理解图像数字化的知识。（）布置任务：完成活动的（）（）。引导学生思考：分辨率和颜色深度对位图的大小和质量有怎样的影响？倾听，思考，明确要求。说明实验目的和方法。（）实验目的：探究图像分辨率和颜色深度对位图大小及质量的影响。（）实验方案自拟。明确实验目的和方法。两人一组进行图像数字化实验，设计并填写实验记录单。探究实验：分辨率和 颜 色 深度 对 位 图文 件 大 小和 质 量 的影响在学生实验时进行适当的引导、点拨、补充。展示实验记录单，交流实验过程和结论，总结分辨率和颜色深度对位图文件大小和质量的影响。课时教学环节教师活动学生活动引导学生总结图像数字化的过程及数字化参数对位图文件大小和质量的影响。交流总结。第课时总结与评价参考教材上的评价表，布置评价任务。完成自评与互评。项目五项目五 描述洗衣机的洗衣流程描述洗衣机的洗衣流程了解算法及其基本控制结构了解算法及其基本控制结构学习目标学习目标(1)认识算法的概念与特征。(2)了解算法的描述方法及其优缺点。(3)了解算法的三种基本控制结构以及三种结构的流程图表示。(4)能运用适当的描述方法和控制结构表示简单算法。2.教学建议教学准备教学准备(1)软硬件环境:机房、投影仪。(2)教学素材:教学演示课件。教学重点和难点教学重点和难点.(1)重点:算法的特征算法的描述方法以及算法的基本控制结构。(2)难点:使用流程图来描述算法。教学过程安排建议教学过程安排建议课时教学环节教师活动学生活动导入展示手工洗衣流程“故事板”，引出“算法”的概念在有限步骤内解决问题所使用的方法。观察、思考、表述。探索算法的特征及评价展示洗衣机快洗流程图，对洗衣机洗衣过程进行分析，引导学生归纳算法的特征及评价。联系生活实践，总结归纳。第课时研究算法的描述方法展示针对同一个问题分别用自然语言、流程图、伪代码描述的算法，引导学生发现几种方法的异同。在教师的引导下阐述对不同算法描述方法的认识。完成活动引导学生分析并描述医院自助挂号算法：（）进入登录界面，选用本人有效证件登录。（）进入挂号分类界面，选择要挂号的科室。（）选择该科室当日门诊的某位医生。（）依据提示缴费。（）领取机器打印的挂号就诊单。“故结合算法的特征用事板”描述医院自助挂号算法。总结引导学生归纳本节的学习内容以及重难点。思考、回顾。导入复习算法描述的方法并导入新课描述简单算法。思考并回答几种算法描述方法的优缺点。探究流程图的使用解释流程图的符号用法，引导学生用流程图描述“洗涤”过程，帮助学生初步掌握用流程图描述算法的关键步骤（可引入知识链接中的相关内容）。用流程图描述“洗涤”过程。了解伪代码展示并讲解描述洗涤算法的伪代码，介绍伪代码较容易被程序开发人员转换为能被机器识别并执行的指令。观察伪代码，体验该方法的优势。了解算法的三种控制结构演示并讲解顺序结构、选择结构、循环结构的算法执行逻辑，引导学生思考教材第页的“思考与讨论”。思考、讨论。第课时总结引导学生总结用流程图描述算法的方法及算法的三种控制结构。思考、回顾。续表课时教学环节教师活动学生活动导入复习前两节课的内容，引出本节的内容算法探究活动课。回顾、倾听。设计并描述算法针对学生对前两节课内容的掌握情况，选择教材活动、中的部分或全部内容，让学生自主完成探究活动，以巩固学生对算法的学习。分析问题，设计算法，绘制流程图。交流与评价引导学生交流并评价活动的完成情况。展示、评价、交流。第课时总结引导学生总结本节课的收获。回顾、总结。项目八 分析历史气温数据项目八 分析历史气温数据设计批量数据算法设计批量数据算法学习目标(1)了解批量数据在程序中的表示方法。(2)了解访问批量数据的常用程序模式。(3)了解定义和使用函数的方法。(4)了解“自顶向下、逐步求精”的程序设计方法，以及嵌套、模块化设计的思想。教学准备(1)软硬件环境:机房。(2)教学素材:教材案例源代码。教学重点和难点(1)重点:批量数据的表示方法、函数的定义与使用方法、“自顶向下、逐步求精”的程序设计方法、模块化设计的思想。(2)难点:定义和使用函数的方法、嵌套思想的理解和使用。教学过程安排建议课时教学环节 教师活动学生活动提供用于计算某日平均气温和某月平均气温的电子表格，让学生使用电子表格软件求出相应的平均气温。使用电子表格软件处理数据。导入给出使用列表存储批量数据和使用语言编程求解平均气温的任务。倾听、思考。讲解列表的定义及使用方法。倾听、思考。引导学生探究列表与电子表格中一列或一行单元格的区别与联系。探究、交流。第课时 探究列表及其使用引导学生探究利用列表求日平均气温问题。编程计算日平均气温、交流。引导学生分析计算月平均气温问题，找出求解批量数据问题的规律，使用循环结构来解决问题。交流如何使用循环结构计算月平均气温，并编写代码。总结访问列表的数据项的两种方法：下标访问和迭代访问。倾听、思考。探究利用循环结构求月平均气温利用电子表格软件中使用过的函数（），引出在中自定义函数来求平均值，并讲授函数的定义和使用方法，引导学生编程求月平均气温。使用的自定义函数来求月平均值。总结 对比列表和电子表格中批量数据的表示方法，总结列表的定义与使用方法。倾听、思考。课时教学环节 教师活动学生活动导入 布置任务：某地一个月的日平均气温都存放在记事本中了，如何取出数据并计算该月的月平均气温？倾听、思考。引导学生分析问题：由于数据都存放在记事本文件中，所以需要做以下处理：从文件中读数据到列表中，转换数据的类型。讨论、思考。分析问题讲解从文件中读取数据的方法、转换数据类型的方法，引导学生编程实现。编写代码，实现从文件中读数据到列表中并进行类型转换。设计算法依据问题的要求，引导学生设计算法。探究算法。实现算法给出参考代码，指导学生编写并调试程序。编程实现。第课时总结 总结编程解决问题的一般过程。倾听、思考。导入 提出问题：年个月的日平均气温该如何存储、处理？如何计算各月的月平均气温？思考。分析问题引导学生分析问题，探究可以对原始数据做哪些处理，以便于设计算法、编程解决问题。思考、交流。了解批量处理数据的方法讲授列表的嵌套和批量处理数据的方法，引导学生编程实现。倾听、练习。学习模块化设计思想介绍“模块化”的概念，引导学生探究解决问题的“程序模块图”。思考、画出模块图。细化各模块依据“程序模块图”，带领学生分析并细化各个模块，引导学生用“自顶向下、逐步求精”的方法来设计算法。思考、使用自然语言写出每个模块的细化算法。第课时总结 总结模块化设计思想、解决问题的一般过程。倾听、思考。课时教学环节教师活动学生活动了解模块的函数实现依据上节课的模块细化内容指导学生用函数实现。为每个模块分别设计函数，并测试、调试函数。综合测试并调试组织学生交流编程中出现的问题，引导学生找出解决问题的方法。综合测试并调试程序。第课时总结总结编程解决复杂问题的一般过程。倾听、思考。项目六 解决温标转换问题项目六 解决温标转换问题认识程序和程序设计语言认识程序和程序设计语言学习目标(1)了解程序及程序设计语言的产生与发展历史。(2)掌握程序设计的一般过程,了解 Python 语言的使用环境和语法特征。(3)掌握程序的基本控制结构,能使用 Python 语言编写简单程序。2.教学建议教学准备(1)软硬件环境:机房、投影仪。(2)教学素材:教材案例的源代码。教学重点和难点(1)重点:程序设计的一般过程及程序的基本控制结构,Python 语言的使用环境和语法特征。(2)难点:程序的基本控制结构,程序调试运行的方法。教学过程安排建议课时教学环节教师活动学生活动提出问题：什么是程序？程序的特征都有哪些？阅读知识链接中的相关内容并回答问题。引导学生认识程序：程序实际上是一组操作指令或语句序列，是计算机执行算法的一系列操作步骤。导入师生共同概括程序的特征。听讲、思考、归纳。引导学生阅读教材中的相关内容，了解程序语言从机器语言到汇编语言、高级语言的发展历程。阅读教材。第课时了解程序设计语言组织学生交流程序设计语言的发展给开发者和使用者带来的好处、程序设计语言的发展方向和发展趋势等问题。讨论。引导学生总结：高级程序设计语言正向着开发过程更简单、更有效率，便于应对快速软件开发的要求在发展。总结。探究Python 语言扩展讲解 Python 的语法特点。思考、讨论。师生共同阅读教材中的相关内容。阅读教材。了解程序设计的一般过程要求学生陈述程序设计的各个步骤并按照自己理解进行分析、讲解。归纳程序设计的一般过程，讨论此过程中各步骤的重要性。总结引导学生思考、回顾、概括。思考、概括、表述。导入展示程序设计的第一步：分析问题，并给出待解决问题：温标转换。了解任务。分