《进制的相互转换》信息化教学设计

余田

摘要：随着信息技术的发展，信息化技术在教育领域也被广泛应用。文章以进制转换为主线，借助两个平台：中国大学慕课、云班课，三个工具：进制转换App、电子手写板、思维导图软件等信息化手段，更新传统的教学方式进行信息化教学设计，具体介绍了课前导预习、课中重实操、课后强巩固的信息化教学活动，解决了学生学习“进制多，方法多，难理解，难记忆”的四个难题，最后取得了较好的学习效果。

关键词：信息化教学;线上线下;教学设计;进制;进制转换

中图分类号：TP391        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）14-0142-02

1 引言

《江苏教育信息化2.0行动计划》指出要加快教育现代化、建设教育强国、办好人民满意的教育，发挥网络教育和人工智能优势，创新教育和学习方式，促进信息技术与各学科的融合创新发展，推动教育信息化的实践与创新。尤其在2020年上半年全球疫情的爆发，为了解决学生停课不停学的难题，很多国家都选择了学生在家上网课，在疫情肆虐的情况下，学生还能够正常学习课程内容，正是得益于信息化教育的发展。高校的信息化教学工作主要以采用与课程相关信息化教学手段、在线课程等方式展开。本文以《进制的相互转换》为例进行了信息化教学的设计和分析。

进制转换在程序设计、数字电路中广泛应用，学习进制转换是理解计算机思维的基础也是专业课基础。我们主要研究二、八、十、十六这四种进制之间的转换。依照以往教学经验，学生对四种进制的相互转换容易混淆，忘记转换方法，因此引入信息化教学，探寻转换规律，夯实转换过程，提高学习效率。

2 信息化教学基本情况

2.1 信息化教学环境

信息化教学环境是融合了信息化设备、信息化资源的学习场所 。《进制的相互转换》信息化教学设备可以有：计算机、投影仪、网络设备、手机、平板电脑、电子手写板等;信息化教学资源有：网络课程平台、考试系统、课堂管理软件、蓝墨云班课、视频资源、课件、测验题库等。

2.2 信息化教学分析

信息化教学分析是教师展开教学活动前对教学内容、学情、教学目标、教学重难点、教学方法、信息化教学手段等要素进行的研究活动。《进制的相互转换》信息化教学分析如下。

1）教学内容

（1）引导学生快速识别进制的种类和表示方法。

（2）引导学生熟练掌握四种进制之间的相互转换。

（3）引导学生课后拓展学习进制运算。

2）学情分析

（1）本次课的授课对象为高职一年级移动应用开发专业的学生，学生对于十进制的运用根深蒂固，部分学生高中阶段学习过进制转换，也有学生几乎零基础，学生知识储备不一，课前调查学生对进制类别容易混淆，进制之间的转换方法也会混淆。

（2）移动专业学生对计算机学习兴趣浓厚，但是缺乏自律性，需要教师督促引导。

学生能够接受信息化教学，具备利用信息化技术解决问题的能力。

3）目标分析

（1）知识目标：掌握进制、位权的概念、进制的计数原理与表示方法。

（2）能力目标：能够快速识别进制的类型、能够在不同进制之间熟练地转换。

（3）素养目标：感悟进制的文化魅力、养成学生独立思考、协作学习的习惯、激发学生计算机学习兴趣。

4）教学重难点

教学重点：掌握进制转换方法;教学难点：理解进制转换原理。

5）教学方法

综合采用任务驱动教学法、问题探讨教学法、自主学习法，小组演示法等方法开展教学活动。

6）信息化手段

综合采用网络课程平台、慕课堂、课堂管理软件、进制转换App、电子手写板、思维导图软件辅助教学活动的开展。

3 信息化实施过程

3.1 课前网络平台互动

课前，教师整理进制及转换方法资源传到网络课程平台，在云班课中发布测验试题，安排小组任务。学生观看教学资源，完成课前测验，安排课堂小组演示人员，提交课前学习疑问。教师根据学生课前的测验结果、往届学生评教内容，完善教学方案。

3.2信息化课堂过程实施

课堂被分为五个环节，以懂原理、找关系、知方法、会应用，理脉络的主线开展信息化教学活动。

3.2.1 懂原理

教师首先引入进制：自古就有结绳计数来标记猎物的数量，中国早有“太极生两仪，两仪生四象，四象生八卦，八卦衍万物”的说法，这也是中国二进制起源，一直发展到今天现代社会的二进制、十进制、十六进制等，让学生对进制有更多感性的认识。教师主要介绍二、八、十、十六四种进制，演示对于相同数量的铅笔，四种进制用不同的数字表示，而相同的数字在不同进制中又代表不同的数量，比如“10”，在二进制中代表的数量是2，八进制中代表的数量是8，十进制中代表的数量10，十六进制中代表的数量16，学生在问题的引导下思考进制的计数规律，教师讲解四种进制的基数、位权、进位法则、下标法以及后缀。教师动画演示数值表示方法，给出一个十进制数字，将标有该数字每个数码的小旗依次插在对应的位权方块上，形象具体的演示了数值的表示规则，让学生直观认识位权的概念。

3.2.2 找关系

二進制方便计算机内部逻辑电路设计，十进制符合阅读习惯，八进制十六进制便于对二进制书写，不难发现我们可以以二进制为中心，十进制和十六进制为支点，实现进制的相互转换。教师整合学习内容，将知识点分为两大模块：二进制和十进制相互转换，二进制与十六进制相互转换。八进制与其他进制的转换可以参照十六进制进行类推。

3.2.3 知方法

（1）二进制与十进制相互转换

学生都知道计算机内部使用二进制进行运算。教师引导学生思考为什么我们敲下键盘上的按键，屏幕上就会出现我们能识别的字符？其中转换的原理是什么呢？引入进制的应用 ASCII 码，教师给出 ASCII 码表，引导学生观察每个字符有二进制和十进制两种表示，那么他们如何相互转换呢？引出转换模块一：二进制与十进制相互转换，在理解位权概念的基础上，使用乘权求和法可以适用任意进制向十进制转换：数码乘以对应数制的位权最后相加得到的就是十进制。反过来，十进制向二进制转换，教师引导学生采用逆向思维，对十进制采用短除法：短除法可以将十进制转换成任意进制。熟悉方法后进入练习环节，教师在慕课堂中发布练习题，学生提交答案，教师对全班同学的答题情况一目了然，实时掌握学习效果，筛选出错误率较高的题目，使用电子手写板在屏幕上演算转换过程，投屏到每个学生的屏幕上，学生近距离看到演算过程，解决教室后排同学看不清投影的难题。

（2）二进制与十六进制相互转换

首先教师介绍进制的计算机的应用实例：计算机网络 OSI 模型中物理层和数据链路层分别以二进制和十六进制表示数据，完成通信必须进行进制转换。为了更直观的接触计算机中不同的进制，教师向学生演示如何查看计算机的IP地址和MAC地址，让进制认识落地，引入转换模块二：二进制与十六进制相互转换，教师引导学生思考 2 与 16 的关系，一个十六进制数用四位二进制数字表示，最常用的转换方法是使用 8421 编码，一位十六进制数对应四位二进制数，最高位对应8，第二位对应4，第三位对应2，最低位对应1，十六进制数由8、4、2、1其中哪几个数字参与运算对应位就标1，没有参与运算就标0。当给出多位十六进制时，把十六进制每个数码对应四位二进制顺位写出，最后的结果就是转换成二进制的结果。二进制向十六进制转换方法是以小数点为中心，向左向右四位为一组，不足四位补零，每四位对应8421，8421对应位标1的参与“加”运算，依次写出“和”的十六进制数结果即可，最后写出的结果就是转换成的十六进制。方法迁移，二进制与八进制的转换则使用 421编码的方法。

3.2.4 会应用

学生依照教师的演示获取个人计算机的 IP 地址和 MAC 地址，这些地址在计算机通信中需要使用二进制，学生将获取的十进制和十六进制转换成二进制，然后将转换的结果再转换回十进制和十六进制，巩固转换方法，可以依照小组竞赛的方式展开，由于每个学生计算机的IP 地址和 MAC 地址不尽相同，学生可以使用进制转换App检验自己的答案是否正确，小组代表上台展示小组完成成果，对于移动开发专业的学生在课堂上接触到App应用，可以激发学生的专业兴趣。

3.2.5理脉络

进制转换的难点在于进制种类较多，不同进制的转换方法不同，进制转换的方法容易混淆，为了解决这一难题，教师引导学生梳理进制的转换方法，使用思维导图软件记录转换过程，理清思路，加深印象。

3.3 课后拓展

课后拓展阶段，教师在网络课程平台发布进制运算微课，布置课后作业，为学生指导答疑。学生学习微课，将十进制运算规律应用到其他进制运算，锻炼方法迁移能力，完成课后作业，向老师询问有疑惑的问题。拓展学习夯实学生学习基础，建立知识梯度，让学生保持学习状态，开放的云班课为学生提供练习平台。

4 结论

《进制的相互转换》信息化教学设计以四种进制相互转换为任务，利用两个平台：中国大学慕课、云班课，三个工具：进制转换App、电子手写板、思维导图软件，解决学生学习“进制多，方法多，难理解，难记忆”四个难题，最终完成教学目标。当然，信息化教学也有需要改进的地方：学生使用电脑或手机学习时，面对丰富的网络资源，并不能专注的学习课程内容，容易被上网娱乐分散注意力，自律性需要加强，教师也要加强自身信息化能力，设计生动有趣、质量更高的学习视频。

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