進制數(shù)及進制轉換教學設計研究
時間:2022-08-01 09:20:55
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【摘要】在智能制造的大環(huán)境下,社會對相關工作技術人員的要求越來越高,進制數(shù)及進制間的轉換已成為高職類工科專業(yè)學生的必備知識,但其掌握情況并不理想。針對進制數(shù)的概念,其他進制轉十進制,十進制轉其他進制的問題,結合類比法,創(chuàng)新性地提出用十進制轉十進制幫助學生記憶和理解進制數(shù)及進制轉換。經(jīng)過多次教學實踐,此方法教學效果良好,深受學生喜愛。
【關鍵詞】進制數(shù)轉換;教學設計;計算機基礎
1引言
在全球提倡智能制造,自動化生產(chǎn)的時代背景下,中國政府提出“中國制造2025”。它是國家工業(yè)發(fā)展得一個行動指南,是中國走向制造強國的一個行動綱領。其大致內(nèi)容是2015年到2020年,這5年中,中國要大幅度提升制造業(yè)的信息化水平,保住制造大國的同時,向制造強國發(fā)展。2020年到2025年,要把國內(nèi)制造業(yè)提升一個臺階,在國際制造業(yè)中,中國要出現(xiàn)一批具有較強競爭力的企業(yè)。在這種大環(huán)境下,各行各業(yè)的信息化、網(wǎng)絡化已是一種趨勢,而進制之間的轉換是學習信息化、網(wǎng)絡化的必備基礎知識[1-2]。職業(yè)教育是讓受教育者掌握以后工作中所必備的知識、技能、素養(yǎng)等。2019年2月13日,政府的《國家職業(yè)教育改革實施方案》中,明確指出推進高等職業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展[2]。(1)高等職業(yè)教育是高等教育的一種,要提高高等職業(yè)教育的比例,優(yōu)化高等教育結構,把更多的勞動力培養(yǎng)成工匠型人才。(2)高等職業(yè)院校要根據(jù)自身所在區(qū)域,重點培養(yǎng)為本土企業(yè)培養(yǎng)高素質(zhì)高技能型人才。(3)探索多種高等職業(yè)教育入學和學習的方式,建立“職教高考”制度。(4)在養(yǎng)老、護理、現(xiàn)代服務、現(xiàn)代工業(yè)等重點領域,要擴大學生的培養(yǎng)規(guī)模。(5)啟動特高院校、特高專業(yè)計劃,建設一批高水平、具有強競爭力的高等教育學校和專業(yè)[3]。在這雙重背景下,高職的信息化教育顯得格外重要。教學設計是根據(jù)要教學的內(nèi)容、教學的對象等,對教學的過程、方法等進行設計,讓教學對象更容易接收所教授的知識[4]。在進制數(shù)及進制轉換的教學實踐過程中,發(fā)現(xiàn)高職學生對進制之間的轉換掌握不到位,對進制間的內(nèi)在邏輯關系理解不夠[5]。主要有以下幾個問題,一是,概念不清晰,對進制、權位理解不夠;二是,容易忘記把其他進制數(shù)轉成十進制的方法;三是,容易忘記把十進制轉其他進制的方法。學生學習這些知識與方法時,剛學完,照著書本會套用簡單公式,但題目稍加變化,或過段時間,學生就基本忘了。造成這種現(xiàn)象的原因是,學生理解不夠深刻,學后就忘。本文將針對這三個典型問題,做詳細地課程設計。
2教學分析
2.1教學內(nèi)容分析。計算機基礎課程是高等職業(yè)學生的必修公共基礎課,進制數(shù)及進制轉換是計算機基礎的核心內(nèi)容,學生必須要掌握。根據(jù)課程標準、授課計劃以及往年的教學實踐,完成進制數(shù)及進制轉換的教學任務需要2個課時。2.2學情分析。本課程的教學對象是,機電工程專業(yè)大一第一學期的學生。他們在初高中階段已經(jīng)學習和具備了基本的物理、數(shù)學知識,能進行一些不太復雜的計算和推導,在AI、互聯(lián)網(wǎng)很火爆的環(huán)境下,學生對計算機興趣都非常濃厚。根據(jù)對往屆學生的問卷調(diào)查,和以往的考試情況分析,在傳統(tǒng)教學模式下,學生對進制數(shù)及進制轉換的掌握情況不是很理想。結合以往教學經(jīng)驗,創(chuàng)新性地提出用十進制轉十進制幫助學生記憶和理解進制數(shù)及進制轉換。2.3教學重難點。(1)進制的概念,和常用的進制有哪些。學生在學校學的運算基本都是十進制的,對于其他進制的概念相對模糊,針對這個重難點,教師要從常見的實例入手,讓學生慢慢理解。(2)其他進制向十進制轉換的方法。在理解進制概念的基礎上,學生要掌握其他進制轉為十進制的方法,單套公式學生還是比較容易掌握,但機械地套公式學生基本學了就忘。針對這個問題,引入十進制轉十進制方法,進行類比,學生很容易自己推算出,其他進制向十進制轉換的方法。學生自己參與了轉換方法的推算,加深理解,加深記憶,這樣他們基本就不會忘記。(3)十進制向其他進制轉換的方法。這個重難點的解決方案和第二個類似,不再累述。
3教學過程設計
3.1進制的教學過程設計。進制全稱進位計數(shù)制,是一種人為定義的計數(shù)方法,這樣說概念職業(yè)技術學院的學生基本都聽不懂,所以我們從熟悉的概念入手,慢慢引導學生。引入環(huán)節(jié):同學們,根據(jù)書上進制的概念,大家想想生活中用到了哪些進制,說說它們都是什么進制,說說它們有什么特點?教師引導:用7天算1周,1000毫升算1升,引導大家思考生活中進制的實例,用小學加減法中的逢十進一,借一當十,來引導學生思考進制的特點。設計意圖:讓學生主動思考,進制及其特點。為了引導學生思考,老師的引導及其重要,用7天為1周為例,可以讓學生往時間方面想,學生基本都可以想到24小時為1天、60分鐘為1小時、60秒為1分鐘等。用1000毫升為1升為例,引導學生往單位換算方面思考,學生基本可以想到1000毫安為1安,1024M為1G。結合加減法,稍加引導學生就能想到進制的基本特點,幾進制,逢幾進一,借一當幾。3.2其他進制向十進制轉換的教學過程設計。要掌握其他進制向十進制的轉換,必須先掌握基數(shù)和位權的概念,基數(shù)是各種進制中允許使用的符號的個數(shù)。如十進制的基數(shù)是10,分別是0到9;八進制的基數(shù)是8,分別是0到8;二進制的基數(shù)是2,分別是0和1。位權,指數(shù)制中每一個固定位置對應的單位值。如十進制中,從左往右數(shù),第1位的位權為1,第2位位10,第3位位100,依次類推。引入環(huán)節(jié):大家對進制的概念和特點都有所了解了,大家看看,黑板上的這組數(shù)代表什么?(在黑板上寫著1101)教師引導:引導學生這是十進制的話,表示一千一百零一,這是二進制的話,表示一組數(shù)字代碼,然后把基數(shù)和權位的概念引入。通過圖1對比分析,得出二進制轉十進制的方法,然后引導同學自己得出八進制、十六進制轉十進制的方法。設計意圖:通過學生熟悉的十進制,有個位、十位、百位,引導學生得出二進制的1位、2位、4位、8位,從而掌握基數(shù)與位權的概念,進一步分析,讓學生掌握二進制轉十進制的方法。在同學掌握二進制轉十進制的基礎上,稍加引導學生就可以掌握其他任何進制轉十進制的方法。3.3十進制向其他所有進制轉換的教學過程設計。十進制轉其他進制時,著重強調(diào)十進制轉二進制,學生掌握這個后,稍加引導讓學生掌握十進制往其他進制的轉換。引入環(huán)節(jié):在黑板上寫13,問學生這是什么意思,假設它是十進制的數(shù),怎么轉成二進制的數(shù)?教師引導:首先我們來用13除以10,商為1余數(shù)為3;再由1除以10,商為0,余數(shù)為1,把過程在黑板上寫清楚如圖2中的(a)所示。余數(shù)從下往上為13,這是十進制轉其他進制的一種格式,根據(jù)這種格式,讓學生把13轉成二進制,如圖2(b)所示。設計意圖:十進制轉其他進制的方法很容易掌握,但學生如不理解,掌握后很快就會忘記,用十進制轉十進制的格式對比掌握,這樣學生記憶會很深刻,不易遺忘。
4小結
進制之間的相互轉換是工科類學生必須要掌握的內(nèi)容,也是高職類學生學習的重難點。按常規(guī)的教學,學生只是簡單機械的記住怎么轉換,但理解不夠深,時間一長就忘記。本文提出的用十進制轉十進制類比法,大大加深了學生的理解程度,在教學中多次使用,效果良好。
參考文獻
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作者:唐順 周峰 許二娟 單位:佛山職業(yè)技術學院