余田

摘要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，信息化技術(shù)在教育領(lǐng)域也被廣泛應(yīng)用。文章以進(jìn)制轉(zhuǎn)換為主線，借助兩個平臺：中國大學(xué)慕課、云班課，三個工具：進(jìn)制轉(zhuǎn)換App、電子手寫板、思維導(dǎo)圖軟件等信息化手段，更新傳統(tǒng)的教學(xué)方式進(jìn)行信息化教學(xué)設(shè)計，具體介紹了課前導(dǎo)預(yù)習(xí)、課中重實操、課后強(qiáng)鞏固的信息化教學(xué)活動，解決了學(xué)生學(xué)習(xí)“進(jìn)制多，方法多，難理解，難記憶”的四個難題，最后取得了較好的學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：信息化教學(xué);線上線下;教學(xué)設(shè)計;進(jìn)制;進(jìn)制轉(zhuǎn)換

中圖分類號：TP391? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）14-0142-02

1 引言

《江蘇教育信息化2.0行動計劃》指出要加快教育現(xiàn)代化、建設(shè)教育強(qiáng)國、辦好人民滿意的教育，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教育和人工智能優(yōu)勢，創(chuàng)新教育和學(xué)習(xí)方式，促進(jìn)信息技術(shù)與各學(xué)科的融合創(chuàng)新發(fā)展，推動教育信息化的實踐與創(chuàng)新。尤其在2020年上半年全球疫情的爆發(fā)，為了解決學(xué)生停課不停學(xué)的難題，很多國家都選擇了學(xué)生在家上網(wǎng)課，在疫情肆虐的情況下，學(xué)生還能夠正常學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，正是得益于信息化教育的發(fā)展。高校的信息化教學(xué)工作主要以采用與課程相關(guān)信息化教學(xué)手段、在線課程等方式展開。本文以《進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換》為例進(jìn)行了信息化教學(xué)的設(shè)計和分析。

進(jìn)制轉(zhuǎn)換在程序設(shè)計、數(shù)字電路中廣泛應(yīng)用，學(xué)習(xí)進(jìn)制轉(zhuǎn)換是理解計算機(jī)思維的基礎(chǔ)也是專業(yè)課基礎(chǔ)。我們主要研究二、八、十、十六這四種進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換。依照以往教學(xué)經(jīng)驗，學(xué)生對四種進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換容易混淆，忘記轉(zhuǎn)換方法，因此引入信息化教學(xué)，探尋轉(zhuǎn)換規(guī)律，夯實轉(zhuǎn)換過程，提高學(xué)習(xí)效率。

2 信息化教學(xué)基本情況

2.1 信息化教學(xué)環(huán)境

信息化教學(xué)環(huán)境是融合了信息化設(shè)備、信息化資源的學(xué)習(xí)場所 ?！哆M(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換》信息化教學(xué)設(shè)備可以有：計算機(jī)、投影儀、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、手機(jī)、平板電腦、電子手寫板等;信息化教學(xué)資源有：網(wǎng)絡(luò)課程平臺、考試系統(tǒng)、課堂管理軟件、藍(lán)墨云班課、視頻資源、課件、測驗題庫等。

2.2 信息化教學(xué)分析

信息化教學(xué)分析是教師展開教學(xué)活動前對教學(xué)內(nèi)容、學(xué)情、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重難點、教學(xué)方法、信息化教學(xué)手段等要素進(jìn)行的研究活動?！哆M(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換》信息化教學(xué)分析如下。

1）教學(xué)內(nèi)容

（1）引導(dǎo)學(xué)生快速識別進(jìn)制的種類和表示方法。

（2）引導(dǎo)學(xué)生熟練掌握四種進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換。

（3）引導(dǎo)學(xué)生課后拓展學(xué)習(xí)進(jìn)制運算。

2）學(xué)情分析

（1）本次課的授課對象為高職一年級移動應(yīng)用開發(fā)專業(yè)的學(xué)生，學(xué)生對于十進(jìn)制的運用根深蒂固，部分學(xué)生高中階段學(xué)習(xí)過進(jìn)制轉(zhuǎn)換，也有學(xué)生幾乎零基礎(chǔ)，學(xué)生知識儲備不一，課前調(diào)查學(xué)生對進(jìn)制類別容易混淆，進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換方法也會混淆。

（2）移動專業(yè)學(xué)生對計算機(jī)學(xué)習(xí)興趣濃厚，但是缺乏自律性，需要教師督促引導(dǎo)。

學(xué)生能夠接受信息化教學(xué)，具備利用信息化技術(shù)解決問題的能力。

3）目標(biāo)分析

（1）知識目標(biāo)：掌握進(jìn)制、位權(quán)的概念、進(jìn)制的計數(shù)原理與表示方法。

（2）能力目標(biāo)：能夠快速識別進(jìn)制的類型、能夠在不同進(jìn)制之間熟練地轉(zhuǎn)換。

（3）素養(yǎng)目標(biāo)：感悟進(jìn)制的文化魅力、養(yǎng)成學(xué)生獨立思考、協(xié)作學(xué)習(xí)的習(xí)慣、激發(fā)學(xué)生計算機(jī)學(xué)習(xí)興趣。

4）教學(xué)重難點

教學(xué)重點：掌握進(jìn)制轉(zhuǎn)換方法;教學(xué)難點：理解進(jìn)制轉(zhuǎn)換原理。

5）教學(xué)方法

綜合采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法、問題探討教學(xué)法、自主學(xué)習(xí)法，小組演示法等方法開展教學(xué)活動。

6）信息化手段

綜合采用網(wǎng)絡(luò)課程平臺、慕課堂、課堂管理軟件、進(jìn)制轉(zhuǎn)換App、電子手寫板、思維導(dǎo)圖軟件輔助教學(xué)活動的開展。

3 信息化實施過程

3.1 課前網(wǎng)絡(luò)平臺互動

課前，教師整理進(jìn)制及轉(zhuǎn)換方法資源傳到網(wǎng)絡(luò)課程平臺，在云班課中發(fā)布測驗試題，安排小組任務(wù)。學(xué)生觀看教學(xué)資源，完成課前測驗，安排課堂小組演示人員，提交課前學(xué)習(xí)疑問。教師根據(jù)學(xué)生課前的測驗結(jié)果、往屆學(xué)生評教內(nèi)容，完善教學(xué)方案。

3.2信息化課堂過程實施

課堂被分為五個環(huán)節(jié)，以懂原理、找關(guān)系、知方法、會應(yīng)用，理脈絡(luò)的主線開展信息化教學(xué)活動。

3.2.1 懂原理

教師首先引入進(jìn)制：自古就有結(jié)繩計數(shù)來標(biāo)記獵物的數(shù)量，中國早有“太極生兩儀，兩儀生四象，四象生八卦，八卦衍萬物”的說法，這也是中國二進(jìn)制起源，一直發(fā)展到今天現(xiàn)代社會的二進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制等，讓學(xué)生對進(jìn)制有更多感性的認(rèn)識。教師主要介紹二、八、十、十六四種進(jìn)制，演示對于相同數(shù)量的鉛筆，四種進(jìn)制用不同的數(shù)字表示，而相同的數(shù)字在不同進(jìn)制中又代表不同的數(shù)量，比如“10”，在二進(jìn)制中代表的數(shù)量是2，八進(jìn)制中代表的數(shù)量是8，十進(jìn)制中代表的數(shù)量10，十六進(jìn)制中代表的數(shù)量16，學(xué)生在問題的引導(dǎo)下思考進(jìn)制的計數(shù)規(guī)律，教師講解四種進(jìn)制的基數(shù)、位權(quán)、進(jìn)位法則、下標(biāo)法以及后綴。教師動畫演示數(shù)值表示方法，給出一個十進(jìn)制數(shù)字，將標(biāo)有該數(shù)字每個數(shù)碼的小旗依次插在對應(yīng)的位權(quán)方塊上，形象具體的演示了數(shù)值的表示規(guī)則，讓學(xué)生直觀認(rèn)識位權(quán)的概念。

3.2.2 找關(guān)系

二進(jìn)制方便計算機(jī)內(nèi)部邏輯電路設(shè)計，十進(jìn)制符合閱讀習(xí)慣，八進(jìn)制十六進(jìn)制便于對二進(jìn)制書寫，不難發(fā)現(xiàn)我們可以以二進(jìn)制為中心，十進(jìn)制和十六進(jìn)制為支點，實現(xiàn)進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換。教師整合學(xué)習(xí)內(nèi)容，將知識點分為兩大模塊：二進(jìn)制和十進(jìn)制相互轉(zhuǎn)換，二進(jìn)制與十六進(jìn)制相互轉(zhuǎn)換。八進(jìn)制與其他進(jìn)制的轉(zhuǎn)換可以參照十六進(jìn)制進(jìn)行類推。

3.2.3 知方法

（1）二進(jìn)制與十進(jìn)制相互轉(zhuǎn)換

學(xué)生都知道計算機(jī)內(nèi)部使用二進(jìn)制進(jìn)行運算。教師引導(dǎo)學(xué)生思考為什么我們敲下鍵盤上的按鍵，屏幕上就會出現(xiàn)我們能識別的字符？其中轉(zhuǎn)換的原理是什么呢？引入進(jìn)制的應(yīng)用 ASCII 碼，教師給出 ASCII 碼表，引導(dǎo)學(xué)生觀察每個字符有二進(jìn)制和十進(jìn)制兩種表示，那么他們?nèi)绾蜗嗷マD(zhuǎn)換呢？引出轉(zhuǎn)換模塊一：二進(jìn)制與十進(jìn)制相互轉(zhuǎn)換，在理解位權(quán)概念的基礎(chǔ)上，使用乘權(quán)求和法可以適用任意進(jìn)制向十進(jìn)制轉(zhuǎn)換：數(shù)碼乘以對應(yīng)數(shù)制的位權(quán)最后相加得到的就是十進(jìn)制。反過來，十進(jìn)制向二進(jìn)制轉(zhuǎn)換，教師引導(dǎo)學(xué)生采用逆向思維，對十進(jìn)制采用短除法：短除法可以將十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成任意進(jìn)制。熟悉方法后進(jìn)入練習(xí)環(huán)節(jié)，教師在慕課堂中發(fā)布練習(xí)題，學(xué)生提交答案，教師對全班同學(xué)的答題情況一目了然，實時掌握學(xué)習(xí)效果，篩選出錯誤率較高的題目，使用電子手寫板在屏幕上演算轉(zhuǎn)換過程，投屏到每個學(xué)生的屏幕上，學(xué)生近距離看到演算過程，解決教室后排同學(xué)看不清投影的難題。

（2）二進(jìn)制與十六進(jìn)制相互轉(zhuǎn)換

首先教師介紹進(jìn)制的計算機(jī)的應(yīng)用實例：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) OSI 模型中物理層和數(shù)據(jù)鏈路層分別以二進(jìn)制和十六進(jìn)制表示數(shù)據(jù)，完成通信必須進(jìn)行進(jìn)制轉(zhuǎn)換。為了更直觀的接觸計算機(jī)中不同的進(jìn)制，教師向?qū)W生演示如何查看計算機(jī)的IP地址和MAC地址，讓進(jìn)制認(rèn)識落地，引入轉(zhuǎn)換模塊二：二進(jìn)制與十六進(jìn)制相互轉(zhuǎn)換，教師引導(dǎo)學(xué)生思考 2 與 16 的關(guān)系，一個十六進(jìn)制數(shù)用四位二進(jìn)制數(shù)字表示，最常用的轉(zhuǎn)換方法是使用 8421 編碼，一位十六進(jìn)制數(shù)對應(yīng)四位二進(jìn)制數(shù)，最高位對應(yīng)8，第二位對應(yīng)4，第三位對應(yīng)2，最低位對應(yīng)1，十六進(jìn)制數(shù)由8、4、2、1其中哪幾個數(shù)字參與運算對應(yīng)位就標(biāo)1，沒有參與運算就標(biāo)0。當(dāng)給出多位十六進(jìn)制時，把十六進(jìn)制每個數(shù)碼對應(yīng)四位二進(jìn)制順位寫出，最后的結(jié)果就是轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的結(jié)果。二進(jìn)制向十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換方法是以小數(shù)點為中心，向左向右四位為一組，不足四位補零，每四位對應(yīng)8421，8421對應(yīng)位標(biāo)1的參與“加”運算，依次寫出“和”的十六進(jìn)制數(shù)結(jié)果即可，最后寫出的結(jié)果就是轉(zhuǎn)換成的十六進(jìn)制。方法遷移，二進(jìn)制與八進(jìn)制的轉(zhuǎn)換則使用 421編碼的方法。

3.2.4 會應(yīng)用

學(xué)生依照教師的演示獲取個人計算機(jī)的 IP 地址和 MAC 地址，這些地址在計算機(jī)通信中需要使用二進(jìn)制，學(xué)生將獲取的十進(jìn)制和十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制，然后將轉(zhuǎn)換的結(jié)果再轉(zhuǎn)換回十進(jìn)制和十六進(jìn)制，鞏固轉(zhuǎn)換方法，可以依照小組競賽的方式展開，由于每個學(xué)生計算機(jī)的IP 地址和 MAC 地址不盡相同，學(xué)生可以使用進(jìn)制轉(zhuǎn)換App檢驗自己的答案是否正確，小組代表上臺展示小組完成成果，對于移動開發(fā)專業(yè)的學(xué)生在課堂上接觸到App應(yīng)用，可以激發(fā)學(xué)生的專業(yè)興趣。

3.2.5理脈絡(luò)

進(jìn)制轉(zhuǎn)換的難點在于進(jìn)制種類較多，不同進(jìn)制的轉(zhuǎn)換方法不同，進(jìn)制轉(zhuǎn)換的方法容易混淆，為了解決這一難題，教師引導(dǎo)學(xué)生梳理進(jìn)制的轉(zhuǎn)換方法，使用思維導(dǎo)圖軟件記錄轉(zhuǎn)換過程，理清思路，加深印象。

3.3 課后拓展

課后拓展階段，教師在網(wǎng)絡(luò)課程平臺發(fā)布進(jìn)制運算微課，布置課后作業(yè)，為學(xué)生指導(dǎo)答疑。學(xué)生學(xué)習(xí)微課，將十進(jìn)制運算規(guī)律應(yīng)用到其他進(jìn)制運算，鍛煉方法遷移能力，完成課后作業(yè)，向老師詢問有疑惑的問題。拓展學(xué)習(xí)夯實學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，建立知識梯度，讓學(xué)生保持學(xué)習(xí)狀態(tài)，開放的云班課為學(xué)生提供練習(xí)平臺。

4 結(jié)論

《進(jìn)制的相互轉(zhuǎn)換》信息化教學(xué)設(shè)計以四種進(jìn)制相互轉(zhuǎn)換為任務(wù)，利用兩個平臺：中國大學(xué)慕課、云班課，三個工具：進(jìn)制轉(zhuǎn)換App、電子手寫板、思維導(dǎo)圖軟件，解決學(xué)生學(xué)習(xí)“進(jìn)制多，方法多，難理解，難記憶”四個難題，最終完成教學(xué)目標(biāo)。當(dāng)然，信息化教學(xué)也有需要改進(jìn)的地方：學(xué)生使用電腦或手機(jī)學(xué)習(xí)時，面對豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，并不能專注的學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，容易被上網(wǎng)娛樂分散注意力，自律性需要加強(qiáng)，教師也要加強(qiáng)自身信息化能力，設(shè)計生動有趣、質(zhì)量更高的學(xué)習(xí)視頻。

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