小学信息技术浙教版（2023）四年级上册编码长度与信息量精品教案

这是一份小学信息技术浙教版（2023）四年级上册编码长度与信息量精品教案，共5页。教案主要包含了回顾探索，比一比，看一看，活动二，活动三，课堂小结等内容，欢迎下载使用。
课程基本信息
学科
小学信息科技
年级
四年级
学期
秋季
课题
第12课 编码长度与信息量
教科书
书 名：信息科技教材
出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年7月
教学内容与学习对象分析
本课学习内容主要包括“信息量的差异”和“信息量与编码长度的关系”。本课基于“数据”这一逻辑主线，响应课程标准中“通过观察身边的真实案例，知道如何使用编码建立数据间的内在联系，以便计算机识别和管理，了解编码长度与所包含信息量之间的关系”的内容要求。本课学习的重点是通过分析生活实例，感受不同编码规则包含信息量的差异，同时理解编码长度与信息量之间的关系。
本课的学习对象是四年级学生。通过之前的学习，学生对于编码已经有了一定的认识，了解了编码在生活中的应用，认识了数据编码的目的和意义，能够分析和解读生活中的一些常见编码。四年级学生正处于从具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的阶段，他们更倾向于通过身边的编码实例直观地理解“编码长度”和所蕴含的“信息量”。学生对世界充满好奇，乐于探索和编码相关的未知事物，也初步具备了一些用编码解决简单问题的能力。但是，学生对于编码的信息量和编码长度这类抽象概念的理解和应用有一定困难，根据不同的需要，通过分析、推理来选择合适的编码从而解决具体问题的能力有所不足。
教学目标分析（含核心素养导向）
1.通过分析编码实例，发现不同编码规则所包含的信息量存在差异。（信息意识）
2.通过观察身边的案例，理解编码长度与信息量之间的关系。（计算思维）
3.通过分析具体编码实例中的信息量，选择合适的编码长度。（计算思维）
4.通过调动生活常识，按照一定的规则表达与交流信息，初步体验信息存储和传输过程中必需的编码步骤。（信息社会责任）
教学重点：
理解编码长度与信息量之间的关系。
教学难点：
通过分析具体编码实例中的信息量，选择合适的编码长度。
教学过程
一、回顾探索
教师提问：同学们，通过前面的学习，你对编码有了什么样的了解呢？例如生活中有哪些常见的编码？这些编码是以什么形式呈现的？编码的作用又是什么呢？
回答：身份证号码、学号、门牌号等都是编码；编码有文字、数字、字母、图形等呈现形式；通过编码，可以让这个世界变得更加有序，实现精准管理。
观察图片，在学习单上圈出火车报销凭证上的编码，并说一说这些编码上都包含了那些信息。
回答：
教师总结：编码中是蕴含着信息的，编码的不同包含的信息也不同，这节课我们就来学习编码长度和信息量。
二、比一比：感知编码长度与信息量
出示情境：张同学他家的门牌号是，你能从这个门牌编码中读出什么信息？
回答：他家住在9楼1室。
张同学发现阿姨家也是9楼1室，但是门牌号是这样的。同样是9楼1室，这两个编码有什么不同呢？
回答：编码的位数不同。
教师总结：编码的位数也叫作编码长度。
教师：两个编码的编码长度不同，它们包含的信息相同吗？
回答：901用一位编码表示楼层，用数字表示，可以表示0~9层，
0901用两位编码表示楼层，用数字表示，可以表示0~99层。
教师总结：我们可以发现，同样的编码符号下，不同的编码长度表示的信息的规模是不同的，信息的规模，我们也叫做信息量。
三、看一看：理解编码长度与信息量的关系
教师：那么编码长度与信息量之间有什么关系呢？老师想起了我们同学最为熟悉的身份证号码编码。第一代公民身份号码是15位，第二代身份号码则为18位。为什么身份证号码的编码长度发生了改变呢？
回答：第一代中年份用两位数字表示，最多表示00-99年，无法区分1900年和2000年，说明两位的年份编码长度不足，导致它所包含的信息量不足，不足以表达所有年份。因此国家把二代身份号码把年份的编码长度扩增成了四位，这样直到9999年，年份都不会出现重复的可能了。我们可以发现，通常编码符号相同的情况下，增加了编码长度，它所能表示的信息量也扩增了。
教师：可以看出，我们编码时选择的编码长度要充分考虑信息量的多少，类似情况的还有图中两辆路径相同的公交车。为什么K322与322公交车行驶路线相同，编码却不同呢？原来两辆公交车唯一的区别在于有无空调。为了表达出这一信息，工作人员特地增加了一位编码长度，用字母K加以区分。
四、活动二：编码长度的合理运用
教师：既然编码长度与信息量如此息息相关，那我们在实际编码中如何确定需要的编码长度呢？现在就让我们一起来试一试。
活动二：剧院座位编码
“温岭大剧院”新近落成，工作人员要给每个演出厅的座位进行编码，请考虑编码长度与信息量的关系，完成学习单上的表格：
演出厅
座位数
编码长度
理由说明
演出厅A
7排，每排14个座位
（ ）位
演出厅B
30排，每排45个座位
（ ）位
演出大厅
共分为上下两层，每层40排，上层每排60个座位，下层每排50个座位
（ ）位
回答：
演出厅
座位数
编码长度
理由说明
演出厅A
7排，每排14个座位
（ 3 ）位
排数1位，座位数2位
演出厅B
30排，每排45个座位
（ 4 ）位
排数2位，座位数2位
演出大厅
共分为上下两层，每层40排，上层每排60个座位，下层每排50个座位
（ 5 ）位
排数2位，座位数2位，外加层数1位
教师：这时候可能有同学会提出疑问：为什么要这么麻烦？我统统都给10位的编码长度，这样信息量肯定够了。没错，10位的编码长度确实包含了非常巨大的信息量，但是如果我们不根据实际情况，而随便确定编码长度会出现什么情况呢？让我们一起来看看。
（PPT动画）没错，编码长度过长，实际使用起来会很拗口繁琐。
教师总结：编码长度不是越长越好，在我们的实际生活中，要根据实际需要的信息量来确定合适的编码长度。
五、活动三：学生课堂作业命名编码
教师：既然要考虑实际需要的信息量，老师这里也有一个跟我们同学息息相关的实际需求，希望同学们能帮老师解答一下。在我们的信息科技课上，同学们每节课都要上交课堂作业。为了使同学们的作业显得更加有序，我们需要对作业的命名方式进行统一规则的编码。你认为几位的编码长度比较合适呢？
教师：思考编码长度，首先我们要考虑这个编码需要包含哪些信息量？可能包括班级、学号、哪一课，也可能还有其他的。接着，我们再来思考每种信息需要用几位编码长度。班级，一般情况下为2位；学号，因为同一班级同学一般不超过50人，因此2位也足够表示；哪一课，因为信息科技一册教材共15课，因此我们也采取两位编码长度。如果你们还考虑了其他信息，也可以采用这样的方法对于编码长度进行确定。只要是符合实际的，就是合适的编码长度。
六、课堂小结
教师：好了，本节课我们学习了编码长度与信息量，知道了编码中蕴含着信息，不同的编码长度蕴含的信息量存在差异。同一情况下，编码长度越长，包含的信息量越大，我们根据实际需要的信息量确定合适的编码长度。