“二進(jìn)制與計(jì)算機(jī)”是信息技術(shù)課中較經(jīng)典的基礎(chǔ)知識(shí)，但由于內(nèi)容本身較為生僻，如果沿用“以說(shuō)代教”、“以聽(tīng)代學(xué)”的方式教學(xué)，會(huì)讓教師教得生硬、單調(diào)，學(xué)生也學(xué)得吃力、低效。怎樣對(duì)此類(lèi)基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)進(jìn)行改革和創(chuàng)新，對(duì)于新課程的深入推進(jìn)具有現(xiàn)實(shí)意義。
　　
　　一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
　　
　　知識(shí)與技能：認(rèn)識(shí)二進(jìn)制的基本算理，了解二進(jìn)制與其他進(jìn)制間轉(zhuǎn)換的方法，認(rèn)識(shí)二進(jìn)制在計(jì)算機(jī)內(nèi)部運(yùn)行中的優(yōu)勢(shì)。
　　過(guò)程與方法：在探索“計(jì)算機(jī)為什么要采用二進(jìn)制”問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)習(xí)比較研究的方法。
　　情感、態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)豐富的活動(dòng)，體驗(yàn)計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制進(jìn)行工作的優(yōu)勢(shì)，體驗(yàn)二進(jìn)制所蘊(yùn)涵的技術(shù)思想和技術(shù)哲學(xué)。
　　
　　二、教學(xué)分析
　　
　　對(duì)于“二進(jìn)制”的內(nèi)容，目前多數(shù)教材主要在二進(jìn)制與十進(jìn)制及其他進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換等方面做文章。如果單純“照本宣科”，很容易將這節(jié)課上成學(xué)習(xí)不同進(jìn)制轉(zhuǎn)換的“數(shù)學(xué)課”。此外，學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)部的工作機(jī)制還不能產(chǎn)生清楚的認(rèn)識(shí)。在認(rèn)知能力方面，多數(shù)學(xué)生對(duì)事物本質(zhì)規(guī)律的探究能力也還處于起步階段，若要他們能對(duì)“二進(jìn)制對(duì)于計(jì)算機(jī)的意義”有所體驗(yàn)，絕非教師的簡(jiǎn)要陳述就能實(shí)現(xiàn)的?！坝?jì)算機(jī)為什么要采用二進(jìn)制?”是本節(jié)課的核心問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題看似簡(jiǎn)單，但其背后所涉及的二進(jìn)制對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)部工作的特殊意義，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，卻并不簡(jiǎn)單，所以它自然也成為了本課教學(xué)的難點(diǎn)。
　　
　　三、教學(xué)策略
　　
　　圍繞“計(jì)算機(jī)為什么要采用二進(jìn)制?”這個(gè)問(wèn)題的產(chǎn)生、認(rèn)識(shí)和解決的過(guò)程設(shè)計(jì)是本課教學(xué)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。教師應(yīng)精心設(shè)計(jì)富有啟發(fā)性的認(rèn)識(shí)活動(dòng)，讓學(xué)生在親身實(shí)踐的活動(dòng)過(guò)程中去體驗(yàn)，認(rèn)識(shí)二進(jìn)制與計(jì)算機(jī)的特殊關(guān)系，并進(jìn)一步感悟二進(jìn)制所蘊(yùn)涵的技術(shù)思想和技術(shù)哲學(xué)思想。本課教學(xué)還運(yùn)用了“比較”的研究方法。將其作為探究活動(dòng)的主線(xiàn)，一方面是因?yàn)檫@種方法很適合對(duì)本課核心問(wèn)題的研究，另一方面也期望學(xué)生在探究活動(dòng)中對(duì)這種基本的研究方法有所領(lǐng)略。
　　
　　四、教學(xué)過(guò)程
　　
　　1．提出問(wèn)題，進(jìn)入情境
　　教師(引入)：我們經(jīng)常遇到這樣一些概念，如一副手套，一打襪子、1分鐘等于60秒、一個(gè)星期有七天，它們各采用了什么進(jìn)制?在人類(lèi)社會(huì)生活中使用最廣泛的是什么進(jìn)制? (過(guò)渡)通過(guò)上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道了計(jì)算機(jī)足以二進(jìn)制的方式來(lái)進(jìn)行運(yùn)算和工作的，那么由此你想到了什么問(wèn)題?
　　引導(dǎo)學(xué)生形成“計(jì)算機(jī)的運(yùn)算為什么用二進(jìn)制，而不采用人們習(xí)慣的十進(jìn)制”這類(lèi)問(wèn)題。
　　教師組織學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行初步討論，了解學(xué)生對(duì)這方面知識(shí)的已有認(rèn)識(shí)。
　　再次組織學(xué)生對(duì)解決這個(gè)問(wèn)題的方法進(jìn)行研討，形成探究此問(wèn)題的思路——比較。即比較二進(jìn)制與十進(jìn)制及其他進(jìn)制的不同之處，從而尋找問(wèn)題的答案。
　　2．教學(xué)互動(dòng)，初識(shí)二進(jìn)制
　　教師簡(jiǎn)要講解二進(jìn)制的表示方式(用0、1來(lái)表示)、進(jìn)位原則(逢二進(jìn)一)和運(yùn)算法則等基本知識(shí)。
　　活動(dòng)1：用二進(jìn)制報(bào)數(shù)
　　指定學(xué)生按照座位次序(縱、橫皆可)用二進(jìn)制來(lái)報(bào)數(shù)，并通過(guò)多次練習(xí)使學(xué)生對(duì)二進(jìn)制的表示方式有一個(gè)實(shí)踐、內(nèi)化的過(guò)程。
　　教師提問(wèn)：基于剛才活動(dòng)中的感受，你嘗試著對(duì)二進(jìn)制與十進(jìn)制的區(qū)別作些思考、評(píng)判。例如，從中你是否體驗(yàn)到了人們?cè)谏鐣?huì)生活中為什么用十進(jìn)制，而不用二進(jìn)制?
　　教師傾聽(tīng)學(xué)生的回答，并作提示性小結(jié)：在這個(gè)活動(dòng)中，我們明顯感覺(jué)到用二進(jìn)制表示一個(gè)較大的數(shù)時(shí)要比十進(jìn)制來(lái)得復(fù)雜，也可以很清楚地意識(shí)到人們?cè)谏鐣?huì)生活中采用十進(jìn)制而不用二進(jìn)制的根本原因(教師可從人類(lèi)大腦對(duì)數(shù)字的組織能力及相關(guān)的心理研究進(jìn)行必要的補(bǔ)充)。
　　教師通過(guò)故意設(shè)置認(rèn)知沖突，使學(xué)生逐步提出疑問(wèn)：那么為什么計(jì)算機(jī)要采用二進(jìn)制呢?
　　3．活動(dòng)體驗(yàn)，再識(shí)二進(jìn)制
　　教師：很顯然，剛才的活動(dòng)是基于人類(lèi)現(xiàn)實(shí)生活的環(huán)境。如果我們模擬計(jì)算機(jī)內(nèi)部運(yùn)行的數(shù)字化環(huán)境，再來(lái)作一番研究，或許我們會(huì)有許多新的發(fā)現(xiàn)。
　　做好過(guò)渡與鋪墊，并組織學(xué)生閱讀課本中關(guān)于二進(jìn)制與十進(jìn)制之間轉(zhuǎn)換方法的內(nèi)容，指導(dǎo)學(xué)生掌握進(jìn)制間數(shù)值的基本轉(zhuǎn)換方法。
　　活動(dòng)2：填色表示數(shù)
　　游戲規(guī)則與內(nèi)容：規(guī)定用“黑、白、赤、橙、黃……”等十種顏色分別表示0、1、2、3…9十個(gè)數(shù)，嘗試用“顏色表示法”寫(xiě)出同一個(gè)數(shù)在十進(jìn)制與二進(jìn)制中的結(jié)果。如：123要用“門(mén)赤橙”三種顏色表示，這個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)是11 11011，則用“白白白白黑白白”表示，只需黑白兩種顏色。
　　師生互動(dòng)，開(kāi)展評(píng)價(jià)與交流。
　　活動(dòng)3：盡可能簡(jiǎn)單的表示方式
　　教師在教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)演示一個(gè)過(guò)程：將燈打開(kāi)，再關(guān)閉。讓學(xué)生用盡可能簡(jiǎn)單的方式將這個(gè)過(guò)程所產(chǎn)生的信息表示出來(lái)，通過(guò)相互交流與評(píng)價(jià)找到大家公認(rèn)為最簡(jiǎn)單的表示方式，再組織學(xué)生將其與計(jì)算機(jī)內(nèi)部工作的表示方式(0、1)相比較。
　　教師組織學(xué)生對(duì)剛才所進(jìn)行的兩個(gè)活動(dòng)進(jìn)行反思與體驗(yàn)，感悟出二進(jìn)制對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)部運(yùn)行的優(yōu)勢(shì)：容易表示。
　　活動(dòng)4：設(shè)計(jì)二進(jìn)制算盤(pán)
　　教師出示十進(jìn)制算盤(pán)(實(shí)物、圖示都可以)，要求學(xué)生依照其運(yùn)算原理設(shè)計(jì)一個(gè)二進(jìn)制算盤(pán)，學(xué)生分組討論，畫(huà)出簡(jiǎn)圖。
　　組織學(xué)生分小組交流設(shè)計(jì)方案，選出既正確又簡(jiǎn)略的設(shè)計(jì)方案。
　　提示學(xué)生比較觀察，期待學(xué)生發(fā)現(xiàn)二進(jìn)制對(duì)計(jì)算機(jī)工作的另一重要意義：節(jié)約設(shè)備。
　　4．總結(jié)提升、拓展延伸，
　　教師：經(jīng)過(guò)以上比較研究活動(dòng)，你現(xiàn)在對(duì)二進(jìn)制有了什么新的認(rèn)識(shí)?能否用最精煉的語(yǔ)言描述出來(lái)?
　　組織學(xué)生進(jìn)行廣泛，深入的研究活動(dòng)。
　　教師布置后續(xù)研究活動(dòng)：(1)在這節(jié)課中進(jìn)行研究活動(dòng)的主要方法是比較，你可以繼續(xù)運(yùn)用這種研究方法探索二進(jìn)制在其他方面還有哪些特征，或者運(yùn)用這種研究方法更一步地去研究其他讓你感興趣的問(wèn)題。在下一節(jié)課中，大家匯報(bào)研究的情況。(2)深入研究二進(jìn)制的特征及其蘊(yùn)涵的思想，努力思考、尋找其他能充分發(fā)揮二進(jìn)制優(yōu)勢(shì)的應(yīng)用領(lǐng)域。
　　
　　五、教學(xué)反思
　　
　　首先，本課教學(xué)的“切入點(diǎn)”是什么?當(dāng)然是“二進(jìn)制與計(jì)算機(jī)的關(guān)系”，這也應(yīng)當(dāng)是這部分教學(xué)的核心，但放在一節(jié)課中，很多教師對(duì)此的把握常常出現(xiàn)習(xí)慣性的偏差：重視二進(jìn)制知識(shí)的講授，忽視二者間關(guān)系的揭示，同時(shí)也顯露出我們?cè)谝龑?dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)事物間聯(lián)系方面的“束手無(wú)策”。本課教學(xué)用各種活動(dòng)較好地體現(xiàn)了二進(jìn)制與計(jì)算機(jī)之間的關(guān)系。
　　其次，是本課的教學(xué)策略。一般教師都會(huì)通過(guò)陳述二進(jìn)制在計(jì)算機(jī)內(nèi)部工作中的種種優(yōu)勢(shì)的方式來(lái)進(jìn)行教學(xué)，即使他面對(duì)的是一個(gè)剛?cè)氤踔械膶W(xué)生。這樣做的效果當(dāng)然可想而知，對(duì)此我有些“深?lèi)和唇^”。于是我思考了很久，也想了許多“怪點(diǎn)子”，諸如“用二進(jìn)制報(bào)數(shù)”、“用顏色表示數(shù)”、“盡可能簡(jiǎn)單的表示方式”、“設(shè)計(jì)二進(jìn)制算盤(pán)”等等，其內(nèi)在思路就是我一直堅(jiān)持的：通過(guò)精心的設(shè)計(jì)，將期望傳遞給學(xué)生的知識(shí)、信息預(yù)設(shè)在活動(dòng)中，指導(dǎo)學(xué)生從參與活動(dòng)的過(guò)程中體驗(yàn)和獲得。
　　最后，就是這節(jié)課的落腳點(diǎn)。初中階段的信息技術(shù)教學(xué)活動(dòng)，應(yīng)當(dāng)還是在打基礎(chǔ)。既然是“基礎(chǔ)”，就要盡可能寬一點(diǎn)。如教師既要指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)二進(jìn)制對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)部工作存在著明顯的優(yōu)勢(shì)，也有責(zé)任引導(dǎo)學(xué)生將二進(jìn)制放到一個(gè)更廣泛的領(lǐng)域，促進(jìn)學(xué)生全面，深入地研究與認(rèn)識(shí)。再者，探究活動(dòng)本身中所表現(xiàn)出來(lái)的研究思想與方法，也值得師生重視。
　　(作者單位：江蘇金壇市教育局教研