“校園一卡通”數(shù)據(jù)采集探秘

李平

《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》引入“計(jì)算思維”，把項(xiàng)目整合到課堂教學(xué)中，讓學(xué)生在真實(shí)情境中解決問(wèn)題養(yǎng)成計(jì)算思維。而基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)是指學(xué)生在教師引導(dǎo)下發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，以解決問(wèn)題為導(dǎo)向開(kāi)展方案設(shè)計(jì)、新知學(xué)習(xí)、實(shí)踐探索，具有創(chuàng)新特質(zhì)的學(xué)習(xí)活動(dòng)。本案例內(nèi)容選自教科版《信息技術(shù)必修1：數(shù)據(jù)與計(jì)算》的“3.1數(shù)據(jù)編碼”，為設(shè)計(jì)一個(gè)完整的項(xiàng)目，需對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行整合，探究數(shù)據(jù)采集和文本數(shù)據(jù)編碼，要求學(xué)生掌握二進(jìn)制數(shù)與其他進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換，知道文本數(shù)據(jù)編碼的基本方式。

項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)

本案例的課程標(biāo)準(zhǔn)要求為：從生活出發(fā)，了解數(shù)據(jù)采集的意義;理解二進(jìn)制數(shù)和其他進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換方法和意義;了解數(shù)據(jù)采集和編碼的一般方法，理解其基本原理，為應(yīng)用數(shù)據(jù)解決問(wèn)題打基礎(chǔ)。學(xué)業(yè)要求為能掌握二進(jìn)制數(shù)與其他進(jìn)制數(shù)（十、十六進(jìn)制數(shù)）之間的轉(zhuǎn)換，知道文本數(shù)據(jù)編碼的基本方式。

高一學(xué)生對(duì)二進(jìn)制數(shù)有初步認(rèn)識(shí)，邏輯思維能力逐漸成熟，具有一定的演繹歸納能力，自我表現(xiàn)欲、求知欲強(qiáng)，易接受新思維、新方法。

基于課程標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)業(yè)的要求、學(xué)情的分析，本項(xiàng)目的教學(xué)目標(biāo)設(shè)定為：通過(guò)活動(dòng)讓學(xué)生親身體驗(yàn)數(shù)據(jù)采集的過(guò)程;認(rèn)識(shí)二進(jìn)制，熟練掌握十進(jìn)制數(shù)與其他進(jìn)制數(shù)（二、十六進(jìn)制數(shù)）之間轉(zhuǎn)換方法;使用ASCII碼表和函數(shù)（ord、chr），查看字符的ASCII碼和Unicode碼，引導(dǎo)學(xué)生了解文本數(shù)據(jù)編碼，加深體驗(yàn)和認(rèn)識(shí)。其中，教學(xué)重點(diǎn)是認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)的二進(jìn)制化、掌握二進(jìn)制數(shù)與其他進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換、了解文本數(shù)據(jù)編碼基本方式;教學(xué)難點(diǎn)是掌握二進(jìn)制數(shù)與其他進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換、了解文本數(shù)據(jù)編碼基本方式。

項(xiàng)目概述

本案例圍繞“‘校園一卡通數(shù)據(jù)采集”項(xiàng)目開(kāi)展實(shí)施，以“分析數(shù)據(jù)采集的需求——設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集的方案——掌握二進(jìn)制數(shù)及其轉(zhuǎn)換——數(shù)據(jù)編碼探秘”為主線實(shí)施教學(xué)。學(xué)生通過(guò)小組合作、自主學(xué)習(xí)等完成本項(xiàng)目，教師起著引導(dǎo)和輔助的作用。

項(xiàng)目教學(xué)過(guò)程

1.項(xiàng)目引入

“校園一卡通”是“數(shù)字化校園”中的重要組成部分，以“智能卡——校園卡”為信息載體，實(shí)現(xiàn)生活消費(fèi)、學(xué)籍管理、身份認(rèn)證、網(wǎng)上交費(fèi)等多種功能。為實(shí)現(xiàn)智能化管理，高一新生入校都需辦理一張校園卡，學(xué)校需采集學(xué)生的各種數(shù)據(jù)錄入計(jì)算機(jī)，要采集哪些數(shù)據(jù)呢？

設(shè)計(jì)意圖：從學(xué)生天天使用的校園卡出發(fā)，讓學(xué)生感受數(shù)據(jù)無(wú)處不在，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過(guò)問(wèn)題引出本項(xiàng)目進(jìn)入課堂。

2.項(xiàng)目分析

活動(dòng)1：“校園一卡通”數(shù)據(jù)采集需求分析

知識(shí)技能：?jiǎn)栴}的界定與描述?；顒?dòng)要求：探討“校園一卡通”有哪些功能;探討“校園一卡通”中各種功能需要收集哪些數(shù)據(jù);根據(jù)功能列出需收集的數(shù)據(jù)清單。

設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)讓學(xué)生明白解決問(wèn)題的需求，并分析已有的信息，引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的基本特征和要素，明確問(wèn)題解決的方法。

3.項(xiàng)目設(shè)計(jì)

活動(dòng)2：“校園一卡通”數(shù)據(jù)采集方案設(shè)計(jì)

知識(shí)技能：了解數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式及采集方法?；顒?dòng)要求：根據(jù)需采集的數(shù)據(jù)，探討數(shù)據(jù)的不同形式及采集方法，完成表1。思考：收集來(lái)的各種形式的數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)中如何存儲(chǔ)？

設(shè)計(jì)意圖：整理“數(shù)據(jù)清單”去除重復(fù)收集項(xiàng)，設(shè)計(jì)“校園一卡通”數(shù)據(jù)采集方案，了解不同數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式及采集方法，體驗(yàn)數(shù)據(jù)采集的過(guò)程。通過(guò)問(wèn)題思考，引出二進(jìn)制和編碼。

活動(dòng)3：二進(jìn)制數(shù)及其轉(zhuǎn)換

知識(shí)技能：領(lǐng)會(huì)二進(jìn)制數(shù)的基本知識(shí)，掌握二進(jìn)制數(shù)與其他進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換。

活動(dòng)要求：討論二進(jìn)制數(shù)組成及計(jì)算機(jī)為什么采用二進(jìn)制數(shù)存儲(chǔ);自主學(xué)習(xí)“泰微課”《二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)》，掌握“權(quán)值相加法”，能把二進(jìn)制數(shù)11111轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù);自主學(xué)習(xí)“泰微課”《十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)》，掌握“短除法”，能把十進(jìn)制數(shù)32轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，再用“權(quán)值相加法”驗(yàn)證。知識(shí)遷移：利用“權(quán)值相加法”和“短除法”，實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)討論加深對(duì)二進(jìn)制數(shù)意義的理解，學(xué)生自主學(xué)習(xí)“泰微課”掌握二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換，進(jìn)而遷移掌握二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換，最后歸納出十進(jìn)制數(shù)與R進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換。

4.項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)

活動(dòng)4：數(shù)據(jù)編碼探秘

知識(shí)技能：查看文本數(shù)據(jù)的編碼，掌握ord（） 函數(shù)和chr（）函數(shù)，了解ASCII碼表?；顒?dòng)要求：對(duì)照ASCII碼表，找到自己校園卡中消費(fèi)余額對(duì)應(yīng)的編碼;在Python軟件中，查看自己學(xué)籍號(hào)的編碼;在Python軟件中，查看自己姓名的編碼。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)實(shí)踐，讓學(xué)生能靈活查看數(shù)字、符號(hào)、漢字等文本數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的編碼，理解文本數(shù)據(jù)編碼的意義和作用。

總結(jié)回顧

師生共同對(duì)本節(jié)課知識(shí)進(jìn)行梳理，突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)。通過(guò)本節(jié)課我們查看了文本數(shù)據(jù)編碼，課后探究圖像數(shù)據(jù)編碼方式。

作者單位：江蘇泰州市第二中學(xué)