柳暗花明又一村——利用win7计算器突破计算机基础知识的教学难点

□江苏省苏州市吴中区木渎金山高级中学　徐志龙



柳暗花明又一村
——利用win7计算器突破计算机基础知识的教学难点

□江苏省苏州市吴中区木渎金山高级中学徐志龙

【摘要】本文通过灵活使用Win7计算器，创设教学情境，嫁接教学内容，激发学生的学习兴趣，让抽象的理论形象化，解决教学过程和教学内容在教学情境中有效整合的问题。案例中还通过学生在新的学习环境中，用所学知识解决问题的实践，梳理和拓展学生对理论知识的理解，使学生在形象化过程中进行了有意义的学习。

【关键词】win7计算器信息技术教学难点

信息技术学科是一门基础性学科，它涉及到许多边缘和基础性学科。对于中小学的信息技术教育来说，旨在了解各种信息处理和技术应用，任务是把学生引入到这个科学世界之中，不断提升学生的信息素养，并为进一步深入到计算思维打下基础。但是我们在计算机入门性的理论知识的教学过程中，并不容易达到我们的教学目标。针对中学生的认知阶段特点及学科教学目标着重点的不同，我们一方面对信息理论基础知识只作知识的导入，没有特别的深入，有时还选择跳过直接转到技术应用的教学；另一方面，在基础知识教学中沿用了大学或者专业授课的教学方法，但课堂效果并不理想。如计算机中信息的表示方法等基本概念的教学模式，就是根据计算机知识体系脉络展开的，过于注重概念抽象化和专业陈述，注重教师“讲完”，而不是学生“学透”，往往造成学生不得要领，或死记硬背，或一知半解；同样地，在教学过程中还缺乏除文书以外的教学辅助手段，就理说理，枯燥乏味，迫使学生接受学习，不能引起学生的学习兴趣。在整个教学过程中，缺少形象化的通俗有趣的教育情境，学生缺少构造新知识的体验过程。

可喜的是，在偶然使用win7计算器时，发现这一简单工具可以用来解决以上问题，弥补这些缺憾。对这个工具中的“程序员模式”的合理使用，可用它作为教学情境；可以用计算器的可视性特征减少概念抽象过程；可以借助计算器的计算功能，让课堂教学减少运算量；教学过程重点关注概念的内延和外延，让学生在理解的基础上构建信息知识体系，推动学生主体作用的同时提高课堂教学效果。具体做法及实例如下。

一、计算器的功能和界面图示

二、通过形象化的实践，提高对基础知识体系的理解

我首先通过强大的程序员模型，加以可视化利用，解决数制基础的教学。

进位记数制。定义：使用有限个数码来表示数据，按进位的方法进行记数，称为进位记数制。

1.使用不同的进制表示数。

二进制数码（即每位只能是0或1）

十进制数码（0～9）十六进制数码（0～F）

2.逢X进一、借X当十。即二进制：逢二进一（1+1=10）；十进制：逢十进一（9+1=10）；十六进制：逢十六进一（F+1=10）。进制是某种运算的法则，计算机只能进行二进制运算，当碰到其他进制时必须转换成二进制；人类习惯于看或用十进制，当计算机运算输出时，又把二进制转换成十进制供人们使用。

3.进制之间的转换。教学时不需要作具体的运算，只进行计算器操作，尤其是借助计算器二进制显示区，体验各种进制的转换规律。

4.信息存储计量（位、字节等概念）。计算机能够处理数值、文字、声音、图像等信息，为什么作为电子设备的计算机能处理那么多复杂的信息呢？实际上，当把这些信息转换成计算机能识别的形式就能进行处理。目前计算机中所有的信息都用“0”和“1”两个数字符号组合的二进制数来表示。数值、图形、文字等各种形式的信息，需要计算机加工处理时，首先必须按一定的法则转换成二进制数，其次是按一定容量进行存储，存储往往以字节（Byte）计量。

1字节（Byte）=8位（bit），1位（b）=1个数位（bit）。一个数位的值只能是1或者0，它也是计算机信息组成、处理、存储、传输的最小单位。

1字=2字节，1双字=4字节。

其他常用单位有：

千字节（KB）：1KB=210字节=1024B

兆字节（MB）：1MB=220字节=1024KB

千兆字节（GB）：1GB=230字节=1024MB

兆兆字节（TB）：1TB=240字节=1024GB

三、激活学习思路，深入逻辑思维

在分析、解决问题时，要有逻辑性的思维和条理性的分析，这才是学生必不可少的东西。在掌握了上述基本知识后，正好可借助运算，恰到好处地锻练学生的逻辑思维能力。

例1：由于计算机只能识别二进制，所以26个英文字符在计算机内部处理时，也要进行二进制编码。如英文字母A的编码是“（0100 0001）2”，那么英文字母H的二进制编码是多少？十六进制的编码又是多少？其二进制数值是多少？解：“H”=（0100 0001）2+（7）10=（0100 0001）2+（0000 0111）2= （0100 1000）2=（48）16

二进制数值应该是（1001000）2。注意编码与数值的区别。

知识记忆点：计算机内部，一个英文字符编码占用一个字节。

例2：汉字编码中的区位码、国标码与机内码的关系如图（略），请你找出它们的关系并计算出汉字的“知”的机内码。

解：区位码、国标码与机内码的转换关系，方法下：

（1）区位码先转换成十六进制数表示；

（2）（区位码的十六进制表示）+2020H=国标码；

（3）国标码+8080H=机内码。

举例：以汉字“知”为例，“知”字的区内码为54 10

（1）区号54（54）10=（0011 0110）2=（36）16

位号10（10）10=（0000 1010）2=（0A）16

（2）国标码=（36 0A）16+（2020）16=（56 2A）16

（3）机内码=（56 2A）16+（8080）16=（D6 AA）16

知识记忆点：计算机内一个汉字占两个字节；处理过程是：输入码——机内码——国标码——区位码表——汉字输出码。

例3：我们已经会用二进制作加法运算，如4+3=7，（100）2+（11）2=（111）2，那么减法呢？4-3=1。请自我探究计算机二进制减法规律。（提示：计算机内的减法采用的是把负数转换为补码，然后进行相加，补码=反码+1）。计算45-7=38。

请注意二进制位的变化，如-7的补码形式。最终计算机把减法变成了加法。

（0010 1101）2+（1111 1001）2=（0010 0110）2

知识记忆点：计算机内部的减法是使用补码加法实现的。

四、教育理念的再认识

学习环境如何，对于激发学生的学习兴趣及教学有效性影响极大。我们把简单的计算器变成实践性很强的可视化工具后，就组织构建了宽松和谐的学习氛围，从而转变了单一的被动学习方式；然后，在这种以学生为主体的学习方式下，教师再发挥引导作用，一步一步将操作引入到基础知识的思想方法、运算逻辑上，促成学生学习知识的同时，培养思考问题能力、推理能力。最后，让学生在利用计算器探索过程中巩固知识，或再构建新知识。

Win7计算器的灵活使用可谓是与时俱进，它创新了一种学习情境，很好地把计算机理论基础与操作实践结合在一起，使教学过程中每一个环节都顾及到学生的实际情况，教学中调动了学生的学习兴趣和学习积极性，最终师生得益于45分钟课堂教学的成效，体现和发挥出信息技术在教学模式改变和创新中的作用。