注重交互反馈，助推学生自学能力提升——《汉字的编码》交互式课件制作

张双 山东省济南市济阳区第一中学

●特色与亮点

①精读课标，深挖教材。汉字编码的教学内容，是粤教版高中信息技术必修1第一章中数据编码的重要内容之一。新课标要求学生知道数据编码的基本方式，其中数据包含字符、文字、图像、声音、视频等多项内容。关于汉字编码部分，教材只对国标码进行了简单的介绍，仅从教材呈现的内容上来说，学生无法达到新课标的要求。为了让学生深刻理解汉字编码的知识，本作品厘清了汉字编码的知识结构并进行了详细的知识展示。学生梳理清楚汉字编码的原理，是深刻理解计算机信息处理原理的关键环节之一。

②逻辑清晰，画面精良。汉字的编码是数据编码的重要组成部分，也是重难点。作品采用总分总的知识结构，同时充分利用Focusky的缩放动画演示特点，让学生在学习过程中，巩固学习内容。学生居家自学的状态受到学习兴趣、学习能力等多种因素的影响，课件风格多变，排版清新雅致，将枯燥的知识赋予形象的表达，最大可能地调动学生的学习积极性。

③声画同步，互动跟测。汉字编码的知识是抽象的，枯燥地讲述无法让学生具象感知汉字在计算机中的编码原理。在课件制作时考虑的主要使用场景是学生居家学习使用，考虑到如何充分发挥课件传授知识的作用，让学生通过自学就尽可能地掌握相关内容。课件主要实现了两个方面的功能：一是声画同步，实时配音讲解；二是在合适的环节设置互动测试题目，及时自我反馈。以上两个功能的实现，能让学生集中注意力，边学习边反馈，明确自己的知识掌握程度，也可以自由地返回相应的知识点进行复习，锻炼学生的自主学习能力。

●制作背景

2020年初，受新冠疫情影响，所有师生居家工作与学习。学校信息技术学科教师响应“停课不停学”的号召，积极准备线上或居家学习资源。考虑到高二年级六月份的学业水平考试，学生的复习进度不能停。但由于高中学校高考升学压力大，信息技术又只作为合格考科目，学校没有给信息技术学科安排线上直播课。面对这样的实际情况，笔者选择了制作一个既能互动学习又能实时测试反馈的课件，让学生在家能梳理汉字编码部分的重点难点，进行高效的复习。

●设计思路及内容结构

汉字编码知识对于学生来说是抽象的，但是其知识结构并不复杂。课件选取的是具有代表性的区位码、国标码和机内码作为重点呈现的内容。所以在设计该课件的时候，笔者重点考虑的是如何厘清三者之间的关系，该关系如何用课件总分总的结构去呈现。在提倡学生自学方式的多媒体课件中，趣味性是吸引学生学习的很重要的因素。用教师走入教室场景讲课的动画开场，如教师亲临授课，能一下子抓住学生的注意力，提高学生的学习兴趣。课件内容以区位码-国标码-机内码的内容为主线，采用“总分总”的呈现方式，知识呈现部分思维导图，其总体结构可以分为六部分，如下页图1所示。

图1

第一部分：通过ASCII字符编码导入，引出汉字字符集的确定。中国汉字博大精深，数量庞大，但是由于受当时计算机处理信息水平的限制，无法做到对所有汉字编码，所以采用的是对部分汉字编码。选取的编码对象为常用一级汉字3755个、二级汉字3008个、特殊符号682个（共7445个），这也就是1982年发布的GB2312字符集。在GB2312字符集确定后，再结合当时的计算机处理能力，规定了用两个字节来存储汉字就足够用了。在字符集和存储空间确定后，计算机对其采用的是区、位的管理方式。

第二部分：区位划分，一一对应。相对于ASCII字符集来说，GB2312字符集的数量较多，所以采用了区位管理、区位编码的方式。在计算机中划分出94个区，每个区94个位，每一个位上都可以存储一个汉字或者字符，也可以暂时不编码作为自定义编码的区域。在课件呈现过程中，学生是通过亲自点击部分字符查看其区位码，并且查看过程既可以打开也可以关闭（如图2），这种交互的方式能调动学生的学习兴趣，也符合知识的传授过程，犹如教师亲授。学完后直接给出互动测试，写出对应字符或汉字的区位码。

图2

第三部分：沿用控制字符，制订国标编码方案。该部分重点是理解国标码的编码规范，即国标码和区位码的关系。计算机在存储汉字或字符的时候并不是直接采用的区位码，这是因为国标码存储方式在的制订时，沿用了ASCII字符中的前32个控制字符，在GB2312中的1-9区对字母和一些特殊符号进行了重新编码。所以，GB2312的存储是整体向后偏移20H，即区位码+20H=国标码，这也就是GB2312的编码规范。

第四部分：编码冲突，机内码解决。早期在中国，计算机在打开一些文章时，会出现乱码问题，这是什么原因导致的？先分析编码方案：国标码编码方案中对字母和符号进行了编码，但是在ASCII编码中也对字母和符号进行了编码，即对计算机的字母和一些字符来说，既有ASCII的编码又有GB2312的编码。所以，计算机在打开一篇带有字母和符号的英文文章时，计算机不知该选用哪套编码方案来解读英文文章和相关字符，会产生编码冲突，最终呈现出来的文章是乱码。这个乱码问题的根源是GB2312没有完全兼容ASCII编码，当系统中同时存在ASCII和GB2312编码时，将会产生二义性。

这个编码冲突问题该怎么解决，也就是如何让计算机拥有一套唯一的编码系统？这个问题的解决方案是国标码应该要兼容早期的ASCII码，而不是覆盖它，汉字处理系统也要保证中西文的兼容。微软提出的解决方案是：在GB2312中区号字节的最高位是0，人们认为规定将该位0变为1，这样相当于区号增加了80H。而在ASCII编码时用的是一个字节中的后7位进行，所以字节最高位是固定的0。这样通过最高位的0或1就能准确区分ASCII和GB2312编码了。微软采用的这个方案本质上是修改了GB2312的编码规范，这个方案最后产生的编码被称为机内码。由此得出这样的编码关系：机内码=国标码+8080H。

第五部分：综合跟测，实时反馈。学完汉字的编码后，提供综合互动测试，学生根据给出的汉字能写出对应的区位码、国标码和机内码，能及时反馈学习效果。另外，在该部分还提供了一个上机实践环节，让学生在自己的电脑上利用简单的Python代码亲自查看字符或汉字的编码，这个小环节的设置，是理论联系实际的表现，让学生不再觉得编码是抽象的，而是可以在计算机上通过某种方式具体呈现在眼前的。

第六部分：知识拓展和小结。课件开始介绍到，1980年制定的汉字编码字符集GB2312的选定和当时的计算机处理水平有很大的关系，但是随着计算机处理技术的逐渐成熟，汉字在计算机中处理的编码方案也在逐渐完善。从GB2312到GBK再到GB18030方案，无论是从支持的文字简体到繁体还是日韩语种，甚至对少数民族的字符，都进行了扩充，而且编码字节也从原来的2字节扩展到现在的可变的1、2、4个字节不等，编码的空间也从原来的65536个字符扩展到最大161万个字符，这其中是几代字符编码人的艰辛付出。

●关键技术处理

在课件制作之前，笔者比较了几款常用的课件制作工具：希沃白板5、PPT、Focusky。以上三款软件在制作课件方面都有各自的优势和缺点。考虑到想实现的主要效果之一是实时互动测试效果，这个功能在希沃白板5和Focusky中都是相对容易实现的，但是利用希沃白板5制作的课件必须依赖该软件才能运行，而Focusky是可以直接生成EXE的可执行程序，可以兼容学生端不同的电脑性能，所以最终确定了用Focusky软件制作。Focusky还有一个缩放动画演示的优势，非常适合本课件内容层层递进展示，其风格也是可爱多变、清新雅致，特别在制作互动效果时也是毫不逊色。课件的关键技术处理有以下几点：

①本课件的总体结构是总分总，在画面内容布局上需要层层递进。笔者充分利用了画面内容位置特点，选取合适的场景放置画面，巧妙利用文字位置和结构进行画面构图（如下页图3），展示了比较好的伸缩递进效果。例如，在区位码的呈现环节，根据计算机中汉字编码划分的区和位，将汉字或符号用图片的方式展示出来，这样将抽象的汉字编码位与字符汉字就具象地展示在了学生眼前。

图3

②声画同步，引导展示。该课件的主要使用场景是学生居家自学，自学状态下如何尽可能提高学生学习的注意力呢？因此，笔者主要设计了以声画同步的讲授为主，线框、手势等引导性标志为辅的方式。这样学生能跟随课件呈现的内容，不会遗漏知识点的学习。在处理声画同步问题时，采用的方法是一点一点地调试，尽可能做到声画完美同步。

③互动测试，及时反馈。在知识讲授部分，有互动学习；在合适的环节，有互动测试。无论是互动学习还是互动测试，都及时反馈给学生学习结果，让学生互动后，能及时知道自己的学习效果。Focusky软件在制作互动效果方面是非常有优势的，可鼠标经过，可触发，根据不同的学习内容设定合适的互动效果。在这个部分的制作过程中，教师首先要明确想法，想通过什么样的操作实现什么样的效果，只有这样才能避免一些无效操作，达到事半功倍的效果。

④细节处理，剪映辅助。因为高中课堂知识容量较大，课件部分内容所用到的文字会较多，这样在进行声画同步处理时，有的部分可以考虑加速式朗读呈现。笔者采用的剪映软件的声音自动朗读和变速处理，最终呈现的声画效果干净利落，不拖沓，学生在学习时也不会出现声音疲劳现象。

●幕前幕后

关于选题：汉字编码部分的知识对于学生理解计算机处理数据是及其重要的。学生若是能充分理解字符、汉字、图像、声音、视频在计算机中的编码原理，将为后面的数字化学习、计算思维等方面能力的提升打下知识基础。在高中信息技术新课标和新教材启用后，笔者分析了多个版本的教材关于汉字编码部分的内容，只有浙教版的汉字编码部分讲解略深。笔者认为，虽然信息技术非高考省份对学生的知识掌握程度要求不高，但是抽象思维活跃的高中学生对该部分知识是有能力理解并掌握的，学生对该部分的知识也保持着很高的好奇心。笔者一直留意相关素材的积累，恰逢新冠疫情线上教学这个契机，所以充分利用已积累的资料，构思加制作历时2～3周，最终完成作品的制作。

关于参赛：在进行EOC教育信息化发明创新奖答辩的时候，评委老师问笔者关于作品字幕的问题，当时回答欠佳，现补充回答一下：添加字幕的问题有考虑过，但是后来最终没有添加。软件本身也具有添加字幕的功能，所以添加字幕的技术难度不大，但是因为本课件的内容是适合高中学生上课的内容，在内容呈现上主要采用的是声画同步、引导性展示，课件文字内容呈现和声音都是相匹配的，若是再增加字幕，会导致画面内容与字幕重复，故最终没有添加字幕效果。

关于课件应用：课件是适合学生自学的学习资源，总分总的课件设计结构，能够加深学生对知识的印象。课件的互动测试、实时反馈功能在一定程度上能督促学生学习，但是这个互动测试是单机的，对于一些自学能力较弱的学生，教师若是能做到实时跟踪，及时掌握学生的互动及测试效果就更好了。在实际应用过程中通过学生反馈，综合测试的部分对于学生来说还是难度比较大的。一方面，反映出学生自学过程中学习不扎实，看会了和真正理解了还是有一定差距；另一方面，该部分知识涉及的进制转换问题对于部分学生来说还是难点，进制转换问题是编码学习的基础，只有打好基础才能在编码学习时游刃有余。