《烟火长安与信息的编码》教学设计发表时间：2019-12-28 20:45 引· 白日何短短，百年苦易满。 苍穹浩茫茫，万劫太极长。 麻姑垂两鬓，一半已成霜。 天公见玉女，大笑亿千场。 吾欲揽六龙，回车挂扶桑。 北斗酌美酒，劝龙各一觞。 富贵非所愿，与人驻颜光 《长安十二时辰》是由曹盾执导，雷佳音、易烊千玺领衔主演的古装悬疑剧。 该剧改编自马伯庸的同名小说，讲述了唐朝上元节前夕，长安城陷入危局，长安死囚张小敬临危受命，与李必携手在十二时辰内拯救长安的故事 。 多模态视域下的核心素养探究 教学设计 Instructional design
烟火长安 与信息的编码 The Longest Day In Chang'an & Coding of information 基于人民教育出版社·中国地图出版社： 信息技术必修1：数据与计算 ——1.2《数字化与编码》
Fuzhou No.8 School，Fujian Province 信息技术组 Information Technology Group
Lin Rong Hui
中华人民共和国教育部《普通高中课程方案和信息技术学科课程标准（2017年版）》（以下称《新课标》）对信息技术相关素养分析指出：信息技术在社会各领域的广泛应用形成了不同价值取向的素养概念，比如ICT素养（信息与通信技术素养）、信息素养、媒介素养和数字素养。不同的素养特征，指向不同的教育内容。通过文本分析法聚合主要相关素养的实质内涵，可抽象出信息技术教育的核心要点。 数据不仅是信息的载体，也是人们提取信息、做出决策的重要依据，正逐步称为社会发展的一项重要资源。通过本部分内容的学习，学生能了解在数字化工具中数据存储的一般原理与方法，理解数据、信息与知识的相互关系，合理选用数字化工具支持个人学习实现知识建构，适应数字化学习环境。 古装历史剧是中华文化的特有表现形式，它的发展和传承经历了漫长的历史长河和充斥粗制滥造作品的年代。在目前的社会主义新文化浪潮背景下，带有浓郁的文化符号特征及家国情怀的作品不断涌现，广受广大人民群众的欢迎。 综合《新课标》和党的十九大报告中涉及信息技术，特别是信息思维与文化自信方面的要求，本课基于人民教育出版社与中国地图出版社联合出版的《信息技术必修1：数据与计算》——《数字化与编码》的教学内容，结合《长安十二时辰》的文化历史科技样本，寻求一种新颖的主题情境，既能串联学科知识内容，又能综合体现媒体素养的提升。
【 学情分析 】 在信息化环境下成长起来的学生被称为“数字原住民”，他们从小就有机会接触各种信息技术设备，使用信息技术设备已经成为他们日常学习生活中不可或缺的环节。数字原住民概念的提出者Marc Prensky指出，在网络和数字环境中成长起来的一代，其思维方式与上一代数字移民有很大不同，尤其是学习方式发生了很大变化： 信息技术基础能力大幅提升 学习方式愈发信息化 能熟练使用日常的信息技术设备 行为习惯和思维方式逐步适应了信息化环境。
【 教学目标 】 情境与问题 体验《长安十二时辰》为代表的中国古装悬疑剧的情感表达。 了解影视行业作品多样化的判定标准及从事影视行业的不易。 管窥二进制编码历史定论中的必然与偶然，感受人类哲学科技文化发展进程中的点点星光。 知识与技能 知晓信息编码的必要性及二进制的决定性作用。 能够理解字符、汉字、音视频编码的基本原理。 思维与表达 根据文化传承的数据聚合问题，思考信息编码的抽象要素。 在课堂或教学平台运用数字化工具辅助完成认知表达。 交流与反思 能口头表述/纸面表述/平台表述《长安十二时辰》案例中体现的编码思想。 体验家国情怀的传承，感受戍守边疆英雄精神的可贵。 尝试补完课堂未尽的学习细节，如多媒体编码、二进制计算中的技巧等。
【 教学策略】 根据信息技术核心素养的要求，结合“多模态视域下的核心素养探究”的理念，同时借助福州八中“一体三重”（讲求整体效益，重情、重导、重实践）的特色，我设定了“以分析情境模型为中心，以计算思维为载体，以数字化学习生活为手段，以提升信息社会文化认同为期望”的核心理念。 创设情境，巧设导入。用中国古代文化传承与长安一百零八坊结构中望楼的功能导入情境，启发编码模型的建立，灵活采用讲授法，分析法，教师完成对信息现象的引入与数学模型的初步建立过程，配合UMU互动教学平台、极域电子教室系统，借助任务驱动和启发式教学，引导学生一步步分析信息问题，逐步提升信息意识，坚定计算思维和信息思维指导学习生活工作的信念！
【 教学环境及资源准备】 教学硬件： 多媒体网络教室、触摸式白板（希沃、非必须）、教学用学生平板（非必须） 教学软件：
极域电子教室，Visual Basic 6.0开发环境（可选），Python编译工具（可选）
创设情境 核心问题 <7 Min> ══════════════════════════════════════════════════════ [ 教师活动 ] 1.《长安十二时辰》简介（含主人公生平/坚毅品质由来/后续家国情怀伏笔1st） 2.《清平乐·禁庭春昼》与缺失的琴谱 提出问题：讨论——为什么中国古代的琴谱难以传世？ 问题分析1：琴谱记录的是指法，没有一个标准。 问题分析2：印刷的问题，刻工一个疏漏稍微刻错，指法就不对了。 结论：需要信息的编码，规范事物属性或特征。
[ 学生活动 ] 聆听教师分析，思考并参与教师提出的编码需求分析。 [ 设计意图 ] ★多模态理论强调将符号、肢体语言、多媒体视音频等表达知识与任务，也强调听觉、视觉和触觉等多种通道融合，使用多种手段和符号资源如语言、图像、视频、声音等进行学习——语言学家Kress与Van Leeuwen。 时间上，借助情境导入结合多媒体演示文稿和提示学生尽快进入上课状态。 功能上，引出核心问题的缘由，给后续编码问题的展开做铺垫。 心理上，抑制学生脑中传统的“信息课就是功能引入+练习反馈模式”的反射。 构思上，侧重“一体三重”中的“重导”。 效果上，揭示本课核心问题之一 ——为什么要编码？ 缩小鸿沟 构建思维 ══════════════════════════════════════════════════════ [ 教师活动 ] 聚焦信息编码1——数字化问题 延续乐谱传承问题，给出初步解决方案：模拟信号与数字信号 无论是模拟信号还是数字信号，都需要借助符号和数字表达编码信息。而就在这编码成型的的过程中，我们可以捕捉到独特的数理共性——二进制数字序列管理，进而引出计算机字符编码的标准——美国标准信息交换码ASCII码。 尝试引向下一环节： ASCII码表0至127位已经固定，那么后面还可以接什么呢？
[ 学生活动 ] 听取模拟信息与数字信息的定义，比较两者的异同及适用范围，理解ASCII码表的双重作用： 管理常见字符的边界范围。 世界范围内出现了一种相对通用的编码标准，有利于计算机技术的发展和推广。 [ 设计意图 ] ★具身性是具身认知的本质要求，是基础性前提；情境性是具身认知的环境基础、条件保障；生成性是具身认知的过程要求——具身化课程的故事性建构 结构上，承接引课环节，导入环境条件，扩展编码认知范围。 功能上，将话题由文化传承迁移至字符编码，并引出汉字及多媒体编码，简化上课结构并再次强调二进制数字序列管理。 教学上，呈现教师主导和情感体验，体现具身化课程思维。 心理上，通过模拟数字体系比较/情境模型的结合表现“一体三重”中的“重导与重情”。 效果上，揭示本课核心问题之二——字符编码与ASCII。 拨云见日 编码俱现 ══════════════════════════════════════════════════════ [ 教师活动 ] 展开《长安十二时辰》中望楼系统，引出汉字编码模型： 1. 怎样将汉字输入计算机？ 2. 在计算机内部怎样处理汉字？( 情境探究任务2 ） 3. 计算机怎样实现汉字的输出？ 在模型3：计算机怎样实现汉字的输出基础上扩展图像及视频的编码原理，第三次强调二进制数字序列。由情境探究任务2引出“安西铁军故事”，即关联家国情怀主题（2nd）。 [ 学生活动 ] 参与情境探究活动2，展示： 初中阶段二进制知识余量。 区位方式管理汉字编码模型的理解。 [ 设计意图 ] ★中小学信息技术课程以缩小数字鸿沟、构建信息文化、适应信息社会发展等为社会价值，以培养学习者信息技术许可核心素养为核心职责，围绕这一目标，中小学信息技术课程内容在设置上淡化了纯计算机知识，从“量”上减少了对计算机专业知识的学习，从“质”上强调了信息思维及方法的训练。 结构上，小结多种媒体编码，转向二进制研究。 内容上，聚合编码共性，突出再三强调的二进制数字序列管理思想。 形式上，淡化传媒领域、通信领域专业知识要求，推广编码信息思维。 情感上，唤醒家国情怀，在精神层面推崇坚毅果敢的部队精神。 学科上，明确信息技术核心素养——信息社会责任&信息思维
深入剖析 两位进制 ══════════════════════════════════════════════════════ [ 教师活动 ] 提出核心问题——为什么历史选择了二进制？ 从状态特性/实现手段/电子元件角度分析二进制的特点。 从理论基础（布尔代数）角度分析包含与或非二进制思想的世界建构（难点）。 话题指引：“崇尚科学，破错迷信”。 引出学生讨论——二进制编码的特殊用法（枚举策略解题）。 引出知识问题扩展——进制转换在生活中的合理运用。 [ 学生活动 ] 利用极域电子教室平台/教室环境讨论，交流个人见解。 训练思维与表达——猜姓氏个人理解与理念分享。 [ 设计意图 ] ★释放学生的思维与身体，让学生的身心充分地、自我掌控地参与学习过程——故事性课程的横向维度。 结构上，激发学生兴趣交互《猜姓氏》。 内容上，结合社会问题，提升算法思维的横向维度。 形式上，鼓励教师与学生对话，谈知识，谈过程，谈结果，谈理念（ 对话教学 ）。 教学上，考察学生对身边社会问题的合理认识，尝试给以人生指引。 情感上，提倡“用科技理论说明问题，用算法研究问题”，同时正面表现“一体三重”中的“重实践”。 学科上，点名信息技术核心素养——信息社会责任&信息思维 冗余非余 大有可为 ══════════════════════════════════════════════════════ [ 教师活动 ] 在2X2望楼模型基本够用的情况下，为什么还要设计出3X3和2X6两种大望楼呢？ 信息编码中的冗余问题——解决纠错和数据补偿。 活动：二维码缺损情况实验探究。
展开课堂核心主题——信息编码探究。 [ 学生活动 ] 聆听教师分析，感受冗余设计的精妙作用。 思考/回答问题： 缺失占比为多少的情况下，二维码的扫码功能会失效？ 二维码边角的矩形的作用是什么？ 为什么要设计冗余，他有什么作用？ 举一个生活中冗余设计的例子。 [ 设计意图 ] ★学以为己是中国哲学的重要命题，孔子在《论语》中指出“古之学者为己，今之学者为人”。 ★已有经验与当前经验、个体检验与人类经验的联结与互动——故事性课程的纵向维度 表现上，是教师综合展示信息编码研究深度的机会。 内容上，关联“多种望楼模型”与“乐谱印刷易错”解释冗余设计，融合知识与故事。 结构上，重现章节难点，呈现“一体三重”中的“重情重导重实践”。 素养上，呼应信息技术核心素养——数字化学习与信息社会责任。 把知识融入自我体验、成为个人叙事的过程。——派纳（W.Pinar） ★我的理解：课型也可以这样——“从复制知识到经历知识”。 设计上，由思维互动到具体操作，全面考察学生的循环结构基本结构和提高应用能力。 认同上，肯定学生喜爱的“汉服文化”、“二次元文化”与“中华文化复兴”运动主题。 情感上，抑制“古代文化皆为封建迷信，实在中华之糟粕”谬论，呼唤中华文化认同。 结构上，综合展现“一体三重”中的“重情重导重实践” 素养上，再次提升信息技术核心素养的认识——数字化学习与生活、信息社会责任 总结回顾 引领指向 ═══════════════════════════════════════ [ 教师活动 ] 小结点题——《烟火长安与信息的编码》 [ 学生活动 ] 回忆课堂内容，梳理对文化，对数字化学习的认识 [ 设计意图 ] 教育上，符合“了解——学习——掌握——总结——实践”的认知规律 结构上，点题回顾，完整展现课程过程
【 反思 】 经济的发展唤醒了我们的自信，我们相信自身能坦然屹立于世界民族之林，既依靠了西方近代先进科技的成果，又凭借骨血之中的中华传承。我们学习程序、理解程序、编制程序，并用计算思维，用绵绵不尽的代码组合我们的文化，我们的理想，我们的传承，循环——让我们感受层层而上的修行提升，也可以觉察到悠远血脉的磅礴觉醒。 传统认知理论认为，认知开始于符号输入的接受，结束于编码输出，认知的过程不包含大脑之外身体与环境之间的互动。这种表征主义的认识论是去情景化的，遮蔽了身体所处的情景在认知过程中的重要作用的地位。 本节课受条件限制（借班上课&初中二进制基础&现场表现），选择情境性和知识经历作为主轴，需根据日常的教学实际，适当扩展学生活动及课程时长。 |
