“校园一卡通”数据采集探秘

李平

《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》引入“计算思维”，把项目整合到课堂教学中，让学生在真实情境中解决问题养成计算思维。而基于项目的学习是指学生在教师引导下发现问题，以解决问题为导向开展方案设计、新知学习、实践探索，具有创新特质的学习活动。本案例内容选自教科版《信息技术必修1：数据与计算》的“3.1数据编码”，为设计一个完整的项目，需对教材内容进行整合，探究数据采集和文本数据编码，要求学生掌握二进制数与其他进制数之间的转换，知道文本数据编码的基本方式。

项目教学目标

本案例的课程标准要求为：从生活出发，了解数据采集的意义;理解二进制数和其他进制数的转换方法和意义;了解数据采集和编码的一般方法，理解其基本原理，为应用数据解决问题打基础。学业要求为能掌握二进制数与其他进制数（十、十六进制数）之间的转换，知道文本数据编码的基本方式。

高一学生对二进制数有初步认识，逻辑思维能力逐渐成熟，具有一定的演绎归纳能力，自我表现欲、求知欲强，易接受新思维、新方法。

基于课程标准和学业的要求、学情的分析，本项目的教学目标设定为：通过活动让学生亲身体验数据采集的过程;认识二进制，熟练掌握十进制数与其他进制数（二、十六进制数）之间转换方法;使用ASCII码表和函数（ord、chr），查看字符的ASCII码和Unicode码，引导学生了解文本数据编码，加深体验和认识。其中，教学重点是认识数据的二进制化、掌握二进制数与其他进制数的转换、了解文本数据编码基本方式;教学难点是掌握二进制数与其他进制数的转换、了解文本数据编码基本方式。

项目概述

本案例围绕“‘校园一卡通数据采集”项目开展实施，以“分析数据采集的需求——设计数据采集的方案——掌握二进制数及其转换——数据编码探秘”为主线实施教学。学生通过小组合作、自主学习等完成本项目，教师起着引导和辅助的作用。

项目教学过程

1.项目引入

“校园一卡通”是“数字化校园”中的重要组成部分，以“智能卡——校园卡”为信息载体，实现生活消费、学籍管理、身份认证、网上交费等多种功能。为实现智能化管理，高一新生入校都需办理一张校园卡，学校需采集学生的各种数据录入计算机，要采集哪些数据呢？

设计意图：从学生天天使用的校园卡出发，让学生感受数据无处不在，从而激发学生的学习兴趣，通过问题引出本项目进入课堂。

2.项目分析

活动1：“校园一卡通”数据采集需求分析

知识技能：问题的界定与描述。活动要求：探讨“校园一卡通”有哪些功能;探讨“校园一卡通”中各种功能需要收集哪些数据;根据功能列出需收集的数据清单。

设计意图：本环节让学生明白解决问题的需求，并分析已有的信息，引导学生分析问题、发现问题的基本特征和要素，明确问题解决的方法。

3.项目设计

活动2：“校园一卡通”数据采集方案设计

知识技能：了解数据的表现形式及采集方法。活动要求：根据需采集的数据，探讨数据的不同形式及采集方法，完成表1。思考：收集来的各种形式的数据，在计算机中如何存储？

设计意图：整理“数据清单”去除重复收集项，设计“校园一卡通”数据采集方案，了解不同数据表现形式及采集方法，体验数据采集的过程。通过问题思考，引出二进制和编码。

活动3：二进制数及其转换

知识技能：领会二进制数的基本知识，掌握二进制数与其他进制数之间的转换。

活动要求：讨论二进制数组成及计算机为什么采用二进制数存储;自主学习“泰微课”《二进制数转换成十进制数》，掌握“权值相加法”，能把二进制数11111转换成十进制数;自主学习“泰微课”《十进制数转换成二进制数》，掌握“短除法”，能把十进制数32转换成二進制数，再用“权值相加法”验证。知识迁移：利用“权值相加法”和“短除法”，实现二进制数和十六进制数的相互转换。

设计意图：通过讨论加深对二进制数意义的理解，学生自主学习“泰微课”掌握二进制数与十进制数的相互转换，进而迁移掌握二进制数与十六进制数的相互转换，最后归纳出十进制数与R进制数之间的相互转换。

4.项目实现

活动4：数据编码探秘

知识技能：查看文本数据的编码，掌握ord（） 函数和chr（）函数，了解ASCII码表。活动要求：对照ASCII码表，找到自己校园卡中消费余额对应的编码;在Python软件中，查看自己学籍号的编码;在Python软件中，查看自己姓名的编码。

设计意图：通过实践，让学生能灵活查看数字、符号、汉字等文本数据在计算机中的编码，理解文本数据编码的意义和作用。

总结回顾

师生共同对本节课知识进行梳理，突出重点、突破难点。通过本节课我们查看了文本数据编码，课后探究图像数据编码方式。

作者单位：江苏泰州市第二中学