《進制的相互轉換》信息化教學設計

余田

摘要：隨著信息技術的發展，信息化技術在教育領域也被廣泛應用。文章以進制轉換為主線，借助兩個平臺：中國大學慕課、云班課，三個工具：進制轉換App、電子手寫板、思維導圖軟件等信息化手段，更新傳統的教學方式進行信息化教學設計，具體介紹了課前導預習、課中重實操、課后強鞏固的信息化教學活動，解決了學生學習“進制多，方法多，難理解，難記憶”的四個難題，最后取得了較好的學習效果。

關鍵詞：信息化教學;線上線下;教學設計;進制;進制轉換

中圖分類號：TP391? ? ? ? 文獻標識碼：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》指出要加快教育現代化、建設教育強國、辦好人民滿意的教育，發揮網絡教育和人工智能優勢，創新教育和學習方式，促進信息技術與各學科的融合創新發展，推動教育信息化的實踐與創新。尤其在2020年上半年全球疫情的爆發，為了解決學生停課不停學的難題，很多國家都選擇了學生在家上網課，在疫情肆虐的情況下，學生還能夠正常學習課程內容，正是得益于信息化教育的發展。高校的信息化教學工作主要以采用與課程相關信息化教學手段、在線課程等方式展開。本文以《進制的相互轉換》為例進行了信息化教學的設計和分析。

進制轉換在程序設計、數字電路中廣泛應用，學習進制轉換是理解計算機思維的基礎也是專業課基礎。我們主要研究二、八、十、十六這四種進制之間的轉換。依照以往教學經驗，學生對四種進制的相互轉換容易混淆，忘記轉換方法，因此引入信息化教學，探尋轉換規律，夯實轉換過程，提高學習效率。

2 信息化教學基本情況

2.1 信息化教學環境

信息化教學環境是融合了信息化設備、信息化資源的學習場所 。《進制的相互轉換》信息化教學設備可以有：計算機、投影儀、網絡設備、手機、平板電腦、電子手寫板等;信息化教學資源有：網絡課程平臺、考試系統、課堂管理軟件、藍墨云班課、視頻資源、課件、測驗題庫等。

2.2 信息化教學分析

信息化教學分析是教師展開教學活動前對教學內容、學情、教學目標、教學重難點、教學方法、信息化教學手段等要素進行的研究活動。《進制的相互轉換》信息化教學分析如下。

1）教學內容

（1）引導學生快速識別進制的種類和表示方法。

（2）引導學生熟練掌握四種進制之間的相互轉換。

（3）引導學生課后拓展學習進制運算。

2）學情分析

（1）本次課的授課對象為高職一年級移動應用開發專業的學生，學生對于十進制的運用根深蒂固，部分學生高中階段學習過進制轉換，也有學生幾乎零基礎，學生知識儲備不一，課前調查學生對進制類別容易混淆，進制之間的轉換方法也會混淆。

（2）移動專業學生對計算機學習興趣濃厚，但是缺乏自律性，需要教師督促引導。

學生能夠接受信息化教學，具備利用信息化技術解決問題的能力。

3）目標分析

（1）知識目標：掌握進制、位權的概念、進制的計數原理與表示方法。

（2）能力目標：能夠快速識別進制的類型、能夠在不同進制之間熟練地轉換。

（3）素養目標：感悟進制的文化魅力、養成學生獨立思考、協作學習的習慣、激發學生計算機學習興趣。

4）教學重難點

教學重點：掌握進制轉換方法;教學難點：理解進制轉換原理。

5）教學方法

綜合采用任務驅動教學法、問題探討教學法、自主學習法，小組演示法等方法開展教學活動。

6）信息化手段

綜合采用網絡課程平臺、慕課堂、課堂管理軟件、進制轉換App、電子手寫板、思維導圖軟件輔助教學活動的開展。

3 信息化實施過程

3.1 課前網絡平臺互動

課前，教師整理進制及轉換方法資源傳到網絡課程平臺，在云班課中發布測驗試題，安排小組任務。學生觀看教學資源，完成課前測驗，安排課堂小組演示人員，提交課前學習疑問。教師根據學生課前的測驗結果、往屆學生評教內容，完善教學方案。

3.2信息化課堂過程實施

課堂被分為五個環節，以懂原理、找關系、知方法、會應用，理脈絡的主線開展信息化教學活動。

3.2.1 懂原理

教師首先引入進制：自古就有結繩計數來標記獵物的數量，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，這也是中國二進制起源，一直發展到今天現代社會的二進制、十進制、十六進制等，讓學生對進制有更多感性的認識。教師主要介紹二、八、十、十六四種進制，演示對于相同數量的鉛筆，四種進制用不同的數字表示，而相同的數字在不同進制中又代表不同的數量，比如“10”，在二進制中代表的數量是2，八進制中代表的數量是8，十進制中代表的數量10，十六進制中代表的數量16，學生在問題的引導下思考進制的計數規律，教師講解四種進制的基數、位權、進位法則、下標法以及后綴。教師動畫演示數值表示方法，給出一個十進制數字，將標有該數字每個數碼的小旗依次插在對應的位權方塊上，形象具體的演示了數值的表示規則，讓學生直觀認識位權的概念。

3.2.2 找關系

二進制方便計算機內部邏輯電路設計，十進制符合閱讀習慣，八進制十六進制便于對二進制書寫，不難發現我們可以以二進制為中心，十進制和十六進制為支點，實現進制的相互轉換。教師整合學習內容，將知識點分為兩大模塊：二進制和十進制相互轉換，二進制與十六進制相互轉換。八進制與其他進制的轉換可以參照十六進制進行類推。

3.2.3 知方法

（1）二進制與十進制相互轉換

學生都知道計算機內部使用二進制進行運算。教師引導學生思考為什么我們敲下鍵盤上的按鍵，屏幕上就會出現我們能識別的字符？其中轉換的原理是什么呢？引入進制的應用 ASCII 碼，教師給出 ASCII 碼表，引導學生觀察每個字符有二進制和十進制兩種表示，那么他們如何相互轉換呢？引出轉換模塊一：二進制與十進制相互轉換，在理解位權概念的基礎上，使用乘權求和法可以適用任意進制向十進制轉換：數碼乘以對應數制的位權最后相加得到的就是十進制。反過來，十進制向二進制轉換，教師引導學生采用逆向思維，對十進制采用短除法：短除法可以將十進制轉換成任意進制。熟悉方法后進入練習環節，教師在慕課堂中發布練習題，學生提交答案，教師對全班同學的答題情況一目了然，實時掌握學習效果，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換過程，投屏到每個學生的屏幕上，學生近距離看到演算過程，解決教室后排同學看不清投影的難題。

（2）二進制與十六進制相互轉換

首先教師介紹進制的計算機的應用實例：計算機網絡 OSI 模型中物理層和數據鏈路層分別以二進制和十六進制表示數據，完成通信必須進行進制轉換。為了更直觀的接觸計算機中不同的進制，教師向學生演示如何查看計算機的IP地址和MAC地址，讓進制認識落地，引入轉換模塊二：二進制與十六進制相互轉換，教師引導學生思考 2 與 16 的關系，一個十六進制數用四位二進制數字表示，最常用的轉換方法是使用 8421 編碼，一位十六進制數對應四位二進制數，最高位對應8，第二位對應4，第三位對應2，最低位對應1，十六進制數由8、4、2、1其中哪幾個數字參與運算對應位就標1，沒有參與運算就標0。當給出多位十六進制時，把十六進制每個數碼對應四位二進制順位寫出，最后的結果就是轉換成二進制的結果。二進制向十六進制轉換方法是以小數點為中心，向左向右四位為一組，不足四位補零，每四位對應8421，8421對應位標1的參與“加”運算，依次寫出“和”的十六進制數結果即可，最后寫出的結果就是轉換成的十六進制。方法遷移，二進制與八進制的轉換則使用 421編碼的方法。

3.2.4 會應用

學生依照教師的演示獲取個人計算機的 IP 地址和 MAC 地址，這些地址在計算機通信中需要使用二進制，學生將獲取的十進制和十六進制轉換成二進制，然后將轉換的結果再轉換回十進制和十六進制，鞏固轉換方法，可以依照小組競賽的方式展開，由于每個學生計算機的IP 地址和 MAC 地址不盡相同，學生可以使用進制轉換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，對于移動開發專業的學生在課堂上接觸到App應用，可以激發學生的專業興趣。

3.2.5理脈絡

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

3.3 課后拓展

課后拓展階段，教師在網絡課程平臺發布進制運算微課，布置課后作業，為學生指導答疑。學生學習微課，將十進制運算規律應用到其他進制運算，鍛煉方法遷移能力，完成課后作業，向老師詢問有疑惑的問題。拓展學習夯實學生學習基礎，建立知識梯度，讓學生保持學習狀態，開放的云班課為學生提供練習平臺。

4 結論

《進制的相互轉換》信息化教學設計以四種進制相互轉換為任務，利用兩個平臺：中國大學慕課、云班課，三個工具：進制轉換App、電子手寫板、思維導圖軟件，解決學生學習“進制多，方法多，難理解，難記憶”四個難題，最終完成教學目標。當然，信息化教學也有需要改進的地方：學生使用電腦或手機學習時，面對豐富的網絡資源，并不能專注的學習課程內容，容易被上網娛樂分散注意力，自律性需要加強，教師也要加強自身信息化能力，設計生動有趣、質量更高的學習視頻。

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