《数据与信息》教学反思

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《数据与信息》是粤教版普通高中信息技术必修一《数据与计算》第一章的内容。本章的教材内容通过了项目范例“多媒体作品的数据与信息处理”,引导师生开展自主、协作、探究学习活动。让学生能了解数据与信息的概念与特征,知道数据编码的基本方式,从而将知识建构、技能培养与思维发展融入到解决实际问题的过程中,并促进信息技术学科核心素养的达成。然而,教材提供的项目范例资源《庆祝国庆多媒体作品》仅有几张图片,难以囊括数据的概念与特征、数据编码等内容,难以深入、清楚阐述相关概念与原理。因而,我立足教材内容,依据新课标的学科素养要求与学业要求,依据我校学生基础情况,采用讲授法、小组合作的教学方法,力图能够高效完成课堂教学任务,均衡发展学生的信息技术学科素养。
我校学生大多数都来源于农村学校,信息技术基础薄弱。在开学第一课,通过问卷星与自设的内部问卷调查平台,我们科组对全级的新生开展信息技术基础调查问卷活动。其中在问卷星上4个班的部分调查结果截图如下。

在学生信息技术基础薄弱的情况下,我认为可以采用教师讲授与学生自主探究相结合的方式开展活动,对于知识重点、难点依旧有必要采用教师讲授方式。例如本章第二节的内容模拟信号与数字信号有什么区别、文字编码、图像编码等。
近两周,我倾听了我校侯丹丹老师的课。下面说一说我的教学过程,及通过与侯老师对比,分析不同教法与可待改进之处。
在课堂伊始,我们同样强调数据在当前背景下,对社会生产与人们生活的影响与价值。侯老师制作了下图,更清晰地讲述了信息技术的发展脉络。
在认识数据环节,我采用视频《创新中国之大飞机C919》,让学生初步感知数据的同时,提高学生对我国高端制造的了解。侯老师采用了视频《一分钟能做什么》,该视频内容贴近学生生活,能激发进一步了解数据的兴趣。
关于数据的概念,我通过提及《创新中国》系列纪录片中的数据,引出“数据”的定义。侯老师从“某同学的身高”、“一瓶矿泉水的价格”、“明天的气温”几个问题引入,并提出问题“数据只是数值吗”,首先区分数据与数值,然后通过描述天气预报、描述某地景色、让学生猜几段声音等教学活动,表述了数据不只是数值,还可以是文字、图形、图片、声音等,她的讲解清晰,教法值得借鉴与学习。
数据有几个基本特征,首先是二进制。我借助视频《计算机为何采用二进制》,让学生了解什么是二进制,为何要用二进制的问题。由于本章内容许多与二进制有关,如不掌握二进制的基本运算方法,学生难以掌握后续的内容。所以,我通过魏烁佳老师分享的课件《二进制运算》,比较二进制与十进制的特点,并讲解二进制与十进制的转换方法。同时,我设计了以下教学实践的环节。
提出问题:“大家猜下老师今年几岁”,然后根据学生回答演示十进制转换为二进制的方法。接着,让学生通过小组活动,计算小组成员的年龄对应的二进制数。通过这个趣味性的活动,活跃了课堂气氛,同时也让学生二进制的基本运算方法。同时我指出,对于比较大的数,转换成二进制数是比较困难的,因而进一步演示系统自带“计算器”的进制转换方法。
对于数据的基本特征语义性,我采用了“1978—2019年我国国内生产总值”的图表给予说明。对于数据的分散性则采用疫情大数据报告中的数据来源进行讲解。
对于数据的多样性和感知性,我播放了人民日报制作的视频《世界GDP动态排名》,在富有感染力的视频效果下,不仅让学生认识到数据是多样的、可感知的,同时让学生了解到我们国家、我们每一代人,一直在奋斗,一直在抵励前行。落实培养学生的信息社会责任的学科素养要求。
在本章的第二节《数据编码》,内容包括了模拟信号、数字信息、文字编码等,教材内容比较简约,需要进一步充实与拓展。
侯老师提出问题“在日常生活中,你喜欢记录下有趣的事情并与朋友分享,你会怎么做呢?”,引入本节学习内容。通过数字化的三个问题:为什么(原因);怎么做(方法);做什么(应用),条理清晰地开展本节教学活动。
计算机处理、存储的是数字信号,它需将模拟信号转换成数字信号,那么,什么是模拟信号?什么是数字信号?它们又有什么区别?这几个问题是很难弄清楚的。我播放来自“啃芝士”的一个微课视频(该视频下载地址在上一篇博文),这个视频大致讲解清楚了相关概念与原理。学生通过视频学习,知道了模拟信号与数字信号的具体区别在哪,知道了采样频率越高,信号的保真度也更高; “量化”是对数据进行划分等级; “编码”是对量化后各个等级编一串的二进制数字……
对于文字编码、图像编码等内容,我借助微课视频,同时辅以必要的讲解,让学生对于相关知识点有所理解并掌握。关于位图图像大小,微课视频中有一个实践题:“有一幅8位的位图图像,像素为1024*800,试确定其数据文件的大小。”视频给出计算式子:1024*800*8/8+4*256+40+14=820278。我向学生指出,这里应该保留计算单位B“字节”,不应省略;另外,有人认为820278B大约为820KB,这种取大约数的方法不严谨。在前面的课程里,我已告诉学生,1KB=210B=1024B,及为何这里是2的10次方……那么,在取大约值的运算中,也应是除以1024,而非除以1000。经与科组同事交流,我们认为,这个问题还必要拓展到一个现实问题:标称为“32GB”的U盘(或存储卡),为什么实际上在计算机中显示的容量少了一些呢?
在本章的第三节信息及其特征,我采用让学生自主探究的方法,让学生进一步了解数据与信息的逻辑关系及信息的特征。
受限于课时安排,在本章的教学活动中,我只讲解了二进制与十进制的相互转换,但本章的内容其实还涉及了八进制、十六进制,虽然进制的转换有共性,但仍然有些规律与技巧需要学生掌握,可惜未能进一步展开。我希望留出更多时时间给学生去学习一些基本操作,留出更多的时间给后续的计算机语言Python的学习。
今年采用的是新教材,如何更有效地开展教学活动,如何达到新课程标准的学科核心素养的要求,我将继续探索、学习、思考。