揭开神秘数字的面纱　探寻杰出人物的智慧

摘要

以教科版“数据编码”一课为教学实践切入口，深入探寻四位在计算机汉化领域的杰出人物。通过一系列精心设计、环环相扣的项目活动，鼓励学生主动建构知识，深入理解数据编码的原理，从而培养学生的计算思维能力，提升学生的人文素养，让学生感受深厚的科技文化底蕴。

关键词

数据编码 / 项目教学 / 数值编码 / 字符编码 / 汉字编码

“数据编码”项目是教科版《信息技术必修1：数据与计算》第3单元第1节的内容。该教学内容理论性较强，如果单一地讲授编码知识，课堂就会略显枯燥乏味，学生的学习兴趣就会降低。笔者以解锁计算机汉化的杰出人物^［1-4］为主题项目，将4个蕴藏“神秘数字”的项目活动贯穿整个课堂教学，让学生在学习过程中更好地理解数据编码的原理，理解数据编码的作用与意义。

1 项目教学目标

基于课程标准的要求和内容、学情的分析，将本项目的教学目标设为4项。①通过计算4位杰出人物的研发年龄，掌握二进制与十进制之间的转换方法，同时了解八进制和十六进制的特征，学会人工计算和计算器计算2种方法，了解数值编码的原理。②通过解锁杰出贡献的研发年份，学会查看ASCII码表，了解ASCII码的编码原理。③通过解锁研发人员的名字，知道汉字在计算机中的处理过程，了解机内码（GB码和Unicode码），学会使用chr（ ）函数将十进制编码值转换成人物的名字，了解汉字编码的原理。④通过Python小程序解锁研发成果，观看视频进一步认识4位杰出人物，理解数据编码的意义和作用。其中，教学重点是学会二进制及其他进制转换的方法。教学难点是了解数值、字符、汉字的编码原理。

2 项目实施过程

2.1 创设情境，明确项目任务

【创设情境】请同学们猜一猜中国的4位杰出人物，他们在计算机汉化方面做出了重大贡献，那么，计算机为什么要汉化呢？因为早期的计算机来源于美国，只能识别和处理英文，不能识别中文及其他语言的字符。20世纪80年代，我国涌现出了一批研究人员致力于计算机的汉化研究。计算机经过汉化以后，方便了我国计算机用户的使用，中国的计算机发展也得到了大力推动和普及。

【明确任务】本项目将围绕解锁4位杰出人物的身份展开学习，通过4个蕴藏“神秘数字”的项目活动（表1），希望同学们能够认识并了解他们。

2.2 开展项目活动，提升素养

生活中数据的表现形式多种多样，有数字、文字、声音、图像、视频。那么，这些数据是如何在计算机中进行存储的？答案是编码。编码是指用预先规定的方法将文字、数字或其他对象编程可以存储在计算机中的数值。这里的数值即二进制，由0和1两个数字组成，它的最小单位是位，可以用比特（bit）来表示；它的基本单位是字节（Byte，简写为B）；两者之间的关系是1B=8bit。

【活动1】解锁4位杰出人物的研发年龄（表1）。

明确任务：掌握二进制及其他进制转换的方法，了解数值编码的原理。

实验探究：学生观察数字的构成（以人物1为例），发现含有数字0和1，再根据右下角括号中的数字2确定为二进制。然后，确定人物2是二进制，人物3是八进制，人物4是十六进制。

自学材料：学生自学进制的相关内容，观看动画了解二进制与十进制的相互转换过程，观看视频了解计算器进制转换法。

完成任务：学生利用计算器将4位人物的研发年龄转换成人们习惯用的十进制。

任务评价：学生完全掌握了进制转换的2种方法。从4位人物的研发年龄看出都非常年轻，彰显了他们坚持不懈的刻苦钻研精神和对科研的执着追求。

【活动2】解锁4位杰出人物的研发年份（表1）。

明确任务：了解ASCII码的编码原理。

自学材料：学生自学ASCII码的个数、存储的字符和符号类型等内容。

实验探究：学生观察并分析数字的组成，发现ASCII码（十进制）与对应字符符号之间的关系，如ASCII码（十进制）48对应的是数字0，ASCII码（十进制）65对应的是A，ASCII码（十进制）97对应的是a。

完成任务：通过ASCII码表解锁出正确的研发年份。

任务评价：学生成功解锁研发年份，了解ASCII码表的编码规则及原理。从研发年份看出，时间集中在20世纪80年代，是中国计算机的普及和应用阶段，广泛应用于各个领域。

【活动3】解锁4位杰出人物的名字（表1）。

明确任务：知道汉字在计算机中的处理过程；了解2种机内码（GB码和Unicode码）；了解Python中chr（ ）函数和ord（ ）函数的作用，并学会使用进行汉字解锁。

实验探究：学生分析十进制编码值的组成，一个十进制编码值对应的就是一个汉字。如人物1有3个编码值，他的名字就由3个汉字组成。

自学材料1：汉字在计算机中的处理过程，要经过键盘输入（输入码）—编码转换（机内码）—编辑与输出（输出码）。常见的输入码有：音码、形码、混合码。常见的机内码有：GB码（国标码）、Unicode码（统一码）。常见的输出方式有：点阵方式和矢量方式。

自学材料2：GB码是我国制定的汉字编码方案，从1980年至2005年之间主要经历了4个阶段，汉字收录由6 763个增至70 244个，由此可见我国研究人员在计算机汉化方面作出了巨大贡献。Unicode码是全球可以共享的编码字符集，涵盖世界上主要的文字字符，并且兼容ASCII码。

自学材料3：学生观看视频了解chr（）函数和ord（）函数的作用和使用方法，如chr（29579）转换结果为‘王’，ord（‘王’）转换结果为29579。

完成任务：学生小组选择正确的函数解锁杰出人物的名字。

任务评价：学生小组合作探究，掌握了函数的使用方法，成功解锁杰出人物的名字。当人物名字解锁后，学生表现出极大的兴趣，也预示着距离真正的谜底越来越近。

【活动4】解锁4位杰出人物的研发成果。

明确任务：通过Python小程序解锁杰出人物的研发成果。

完成任务：根据解锁的研发年龄、研发年份、研发人员，学生小组通过Python小程序解锁研究成果。

任务评价：学生小组合作探究，成功解锁研究人员的研发成果。

情感升华：观看“四位人物的简介”视频，进一步了解4位人物的杰出贡献。学生交流感悟。同学A：“他们非常了不起，用智慧和坚持，为我们创造了一个又一个的科技奇迹。”同学B：“他们的杰出贡献不仅推动了计算机技术的发展，更为我们的生活带来了更多的便利和可能性。”同学C：“我们也应该像他们一样，不断追求自己的梦想和目标，为社会的进步和国家的发展贡献自己的力量。”

2.3 总结项目内容，立德树人

回顾展望：教师采用思维导图的形式呈现主题活动和教学内容，学生回顾数值编码（二进制及其他进制）、字符编码（ASCII码）、汉字编码（GB码和Unicode码）。后续课程将涵盖视频编码、声音编码、图像编码的原理。

立德树人：奋斗是青春最亮丽的底色，行动是青年最有效的磨砺。有责任有担当，青春才会闪光。以此作为对青年一代的新希望和新期待。

3 项目教学反思

教学特色：本节课以“解锁4位计算机汉化领域的杰出人物”为主线展开教学，通过3组神秘的数字解锁他们的研发年龄、研发年份、研发名字及研发成果，最终揭开了他们神秘的身份。本节课将项目教学法运用到教学中，并通过视频、动画、材料等多样化的教学资源丰富教学内容，鼓励学生小组合作积极探索、交流神秘数字的特点，提高学习的积极性和主动性，从而更好地理解数据编码的原理。同时，本节课借助探寻4位人物的活动，让学生深入感受4位杰出人物的研究精神，感受科技发展的历史脉络和社会价值。

改进方向：本节课将优化教学内容及活动之间的衔接，确保课堂教学更加饱满、流畅、生动，争取做到人课合一。在教学过程中，应增加学生自我探索、自我展示的机会和时间，使他们能够充分展示自己的学习成果和创新思维，让课堂焕发出勃勃生机。通过不断优化课堂教学，力求为学生创造一个高质量、高效率的学习环境，让他们能够充分掌握数据编码的原理，并在此过程中培养计算思维能力、提升人文素养。

参考文献

[1] 南阳晚报.推动汉字信息化的“王码五笔字型”发明者 王永民 五笔字型的荣誉，属于这个伟大时代［J］.科学大观园，2019（01）：14-15.

[2] 王缉志.倪光南的坚持［J］.知识经济，2002（03）：22.

[3] 汪杰良.计算机汉字激光照排技术创始人：王选［J］.中学数学，2024（23）：封2.

[4] 沈红宇，周密.求伯君和WPS 97［J］.科技潮，1997（12）：12-13.