□江蘇省蘇州市吳中區(qū)木瀆金山高級(jí)中學(xué)　徐志龍

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柳暗花明又一村
——利用win7計(jì)算器突破計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)難點(diǎn)

□江蘇省蘇州市吳中區(qū)木瀆金山高級(jí)中學(xué)徐志龍

【摘要】本文通過靈活使用Win7計(jì)算器，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，嫁接教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓抽象的理論形象化，解決教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容在教學(xué)情境中有效整合的問題。案例中還通過學(xué)生在新的學(xué)習(xí)環(huán)境中，用所學(xué)知識(shí)解決問題的實(shí)踐，梳理和拓展學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，使學(xué)生在形象化過程中進(jìn)行了有意義的學(xué)習(xí)。

【關(guān)鍵詞】win7計(jì)算器信息技術(shù)教學(xué)難點(diǎn)

信息技術(shù)學(xué)科是一門基礎(chǔ)性學(xué)科，它涉及到許多邊緣和基礎(chǔ)性學(xué)科。對(duì)于中小學(xué)的信息技術(shù)教育來說，旨在了解各種信息處理和技術(shù)應(yīng)用，任務(wù)是把學(xué)生引入到這個(gè)科學(xué)世界之中，不斷提升學(xué)生的信息素養(yǎng)，并為進(jìn)一步深入到計(jì)算思維打下基礎(chǔ)。但是我們?cè)谟?jì)算機(jī)入門性的理論知識(shí)的教學(xué)過程中，并不容易達(dá)到我們的教學(xué)目標(biāo)。針對(duì)中學(xué)生的認(rèn)知階段特點(diǎn)及學(xué)科教學(xué)目標(biāo)著重點(diǎn)的不同，我們一方面對(duì)信息理論基礎(chǔ)知識(shí)只作知識(shí)的導(dǎo)入，沒有特別的深入，有時(shí)還選擇跳過直接轉(zhuǎn)到技術(shù)應(yīng)用的教學(xué)；另一方面，在基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)中沿用了大學(xué)或者專業(yè)授課的教學(xué)方法，但課堂效果并不理想。如計(jì)算機(jī)中信息的表示方法等基本概念的教學(xué)模式，就是根據(jù)計(jì)算機(jī)知識(shí)體系脈絡(luò)展開的，過于注重概念抽象化和專業(yè)陳述，注重教師“講完”，而不是學(xué)生“學(xué)透”，往往造成學(xué)生不得要領(lǐng)，或死記硬背，或一知半解；同樣地，在教學(xué)過程中還缺乏除文書以外的教學(xué)輔助手段，就理說理，枯燥乏味，迫使學(xué)生接受學(xué)習(xí)，不能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在整個(gè)教學(xué)過程中，缺少形象化的通俗有趣的教育情境，學(xué)生缺少構(gòu)造新知識(shí)的體驗(yàn)過程。

可喜的是，在偶然使用win7計(jì)算器時(shí)，發(fā)現(xiàn)這一簡單工具可以用來解決以上問題，彌補(bǔ)這些缺憾。對(duì)這個(gè)工具中的“程序員模式”的合理使用，可用它作為教學(xué)情境；可以用計(jì)算器的可視性特征減少概念抽象過程；可以借助計(jì)算器的計(jì)算功能，讓課堂教學(xué)減少運(yùn)算量；教學(xué)過程重點(diǎn)關(guān)注概念的內(nèi)延和外延，讓學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上構(gòu)建信息知識(shí)體系，推動(dòng)學(xué)生主體作用的同時(shí)提高課堂教學(xué)效果。具體做法及實(shí)例如下。

一、計(jì)算器的功能和界面圖示

二、通過形象化的實(shí)踐，提高對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)體系的理解

我首先通過強(qiáng)大的程序員模型，加以可視化利用，解決數(shù)制基礎(chǔ)的教學(xué)。

進(jìn)位記數(shù)制。定義：使用有限個(gè)數(shù)碼來表示數(shù)據(jù)，按進(jìn)位的方法進(jìn)行記數(shù)，稱為進(jìn)位記數(shù)制。

1.使用不同的進(jìn)制表示數(shù)。

二進(jìn)制數(shù)碼（即每位只能是0或1）

十進(jìn)制數(shù)碼（0～9）十六進(jìn)制數(shù)碼（0～F）

2.逢X進(jìn)一、借X當(dāng)十。即二進(jìn)制：逢二進(jìn)一（1+1=10）；十進(jìn)制：逢十進(jìn)一（9+1=10）；十六進(jìn)制：逢十六進(jìn)一（F+1=10）。進(jìn)制是某種運(yùn)算的法則，計(jì)算機(jī)只能進(jìn)行二進(jìn)制運(yùn)算，當(dāng)碰到其他進(jìn)制時(shí)必須轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制；人類習(xí)慣于看或用十進(jìn)制，當(dāng)計(jì)算機(jī)運(yùn)算輸出時(shí)，又把二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制供人們使用。

3.進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換。教學(xué)時(shí)不需要作具體的運(yùn)算，只進(jìn)行計(jì)算器操作，尤其是借助計(jì)算器二進(jìn)制顯示區(qū)，體驗(yàn)各種進(jìn)制的轉(zhuǎn)換規(guī)律。

4.信息存儲(chǔ)計(jì)量（位、字節(jié)等概念）。計(jì)算機(jī)能夠處理數(shù)值、文字、聲音、圖像等信息，為什么作為電子設(shè)備的計(jì)算機(jī)能處理那么多復(fù)雜的信息呢？實(shí)際上，當(dāng)把這些信息轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的形式就能進(jìn)行處理。目前計(jì)算機(jī)中所有的信息都用“0”和“1”兩個(gè)數(shù)字符號(hào)組合的二進(jìn)制數(shù)來表示。數(shù)值、圖形、文字等各種形式的信息，需要計(jì)算機(jī)加工處理時(shí)，首先必須按一定的法則轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，其次是按一定容量進(jìn)行存儲(chǔ)，存儲(chǔ)往往以字節(jié)（Byte）計(jì)量。

1字節(jié)（Byte）=8位（bit），1位（b）=1個(gè)數(shù)位（bit）。一個(gè)數(shù)位的值只能是1或者0，它也是計(jì)算機(jī)信息組成、處理、存儲(chǔ)、傳輸?shù)淖钚挝弧?/p>

1字=2字節(jié)，1雙字=4字節(jié)。

其他常用單位有：

千字節(jié)（KB）：1KB=210字節(jié)=1024B

兆字節(jié)（MB）：1MB=220字節(jié)=1024KB

千兆字節(jié)（GB）：1GB=230字節(jié)=1024MB

兆兆字節(jié)（TB）：1TB=240字節(jié)=1024GB

三、激活學(xué)習(xí)思路，深入邏輯思維

在分析、解決問題時(shí)，要有邏輯性的思維和條理性的分析，這才是學(xué)生必不可少的東西。在掌握了上述基本知識(shí)后，正好可借助運(yùn)算，恰到好處地鍛練學(xué)生的邏輯思維能力。

例1：由于計(jì)算機(jī)只能識(shí)別二進(jìn)制，所以26個(gè)英文字符在計(jì)算機(jī)內(nèi)部處理時(shí)，也要進(jìn)行二進(jìn)制編碼。如英文字母A的編碼是“（0100 0001）2”，那么英文字母H的二進(jìn)制編碼是多少？十六進(jìn)制的編碼又是多少？其二進(jìn)制數(shù)值是多少？解：“H”=（0100 0001）2+（7）10=（0100 0001）2+（0000 0111）2= （0100 1000）2=（48）16

二進(jìn)制數(shù)值應(yīng)該是（1001000）2。注意編碼與數(shù)值的區(qū)別。

知識(shí)記憶點(diǎn)：計(jì)算機(jī)內(nèi)部，一個(gè)英文字符編碼占用一個(gè)字節(jié)。

例2：漢字編碼中的區(qū)位碼、國標(biāo)碼與機(jī)內(nèi)碼的關(guān)系如圖（略），請(qǐng)你找出它們的關(guān)系并計(jì)算出漢字的“知”的機(jī)內(nèi)碼。

解：區(qū)位碼、國標(biāo)碼與機(jī)內(nèi)碼的轉(zhuǎn)換關(guān)系，方法下：

（1）區(qū)位碼先轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)表示；

（2）（區(qū)位碼的十六進(jìn)制表示）+2020H=國標(biāo)碼；

（3）國標(biāo)碼+8080H=機(jī)內(nèi)碼。

舉例：以漢字“知”為例，“知”字的區(qū)內(nèi)碼為54 10

（1）區(qū)號(hào)54（54）10=（0011 0110）2=（36）16

位號(hào)10（10）10=（0000 1010）2=（0A）16

（2）國標(biāo)碼=（36 0A）16+（2020）16=（56 2A）16

（3）機(jī)內(nèi)碼=（56 2A）16+（8080）16=（D6 AA）16

知識(shí)記憶點(diǎn)：計(jì)算機(jī)內(nèi)一個(gè)漢字占兩個(gè)字節(jié)；處理過程是：輸入碼——機(jī)內(nèi)碼——國標(biāo)碼——區(qū)位碼表——漢字輸出碼。

例3：我們已經(jīng)會(huì)用二進(jìn)制作加法運(yùn)算，如4+3=7，（100）2+（11）2=（111）2，那么減法呢？4-3=1。請(qǐng)自我探究計(jì)算機(jī)二進(jìn)制減法規(guī)律。（提示：計(jì)算機(jī)內(nèi)的減法采用的是把負(fù)數(shù)轉(zhuǎn)換為補(bǔ)碼，然后進(jìn)行相加，補(bǔ)碼=反碼+1）。計(jì)算45-7=38。

請(qǐng)注意二進(jìn)制位的變化，如-7的補(bǔ)碼形式。最終計(jì)算機(jī)把減法變成了加法。

（0010 1101）2+（1111 1001）2=（0010 0110）2

知識(shí)記憶點(diǎn)：計(jì)算機(jī)內(nèi)部的減法是使用補(bǔ)碼加法實(shí)現(xiàn)的。

四、教育理念的再認(rèn)識(shí)

學(xué)習(xí)環(huán)境如何，對(duì)于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及教學(xué)有效性影響極大。我們把簡單的計(jì)算器變成實(shí)踐性很強(qiáng)的可視化工具后，就組織構(gòu)建了寬松和諧的學(xué)習(xí)氛圍，從而轉(zhuǎn)變了單一的被動(dòng)學(xué)習(xí)方式；然后，在這種以學(xué)生為主體的學(xué)習(xí)方式下，教師再發(fā)揮引導(dǎo)作用，一步一步將操作引入到基礎(chǔ)知識(shí)的思想方法、運(yùn)算邏輯上，促成學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)思考問題能力、推理能力。最后，讓學(xué)生在利用計(jì)算器探索過程中鞏固知識(shí)，或再構(gòu)建新知識(shí)。

Win7計(jì)算器的靈活使用可謂是與時(shí)俱進(jìn)，它創(chuàng)新了一種學(xué)習(xí)情境，很好地把計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)與操作實(shí)踐結(jié)合在一起，使教學(xué)過程中每一個(gè)環(huán)節(jié)都顧及到學(xué)生的實(shí)際情況，教學(xué)中調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性，最終師生得益于45分鐘課堂教學(xué)的成效，體現(xiàn)和發(fā)揮出信息技術(shù)在教學(xué)模式改變和創(chuàng)新中的作用。