進(jìn)制數(shù)及進(jìn)制轉(zhuǎn)換教學(xué)設(shè)計(jì)研究

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【摘要】在智能制造的大環(huán)境下，社會(huì)對(duì)相關(guān)工作技術(shù)人員的要求越來(lái)越高，進(jìn)制數(shù)及進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換已成為高職類工科專業(yè)學(xué)生的必備知識(shí)，但其掌握情況并不理想。針對(duì)進(jìn)制數(shù)的概念，其他進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制，十進(jìn)制轉(zhuǎn)其他進(jìn)制的問(wèn)題，結(jié)合類比法，創(chuàng)新性地提出用十進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制幫助學(xué)生記憶和理解進(jìn)制數(shù)及進(jìn)制轉(zhuǎn)換。經(jīng)過(guò)多次教學(xué)實(shí)踐，此方法教學(xué)效果良好，深受學(xué)生喜愛。

【關(guān)鍵詞】進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換；教學(xué)設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

1引言

在全球提倡智能制造，自動(dòng)化生產(chǎn)的時(shí)代背景下，中國(guó)政府提出“中國(guó)制造2025”。它是國(guó)家工業(yè)發(fā)展得一個(gè)行動(dòng)指南，是中國(guó)走向制造強(qiáng)國(guó)的一個(gè)行動(dòng)綱領(lǐng)。其大致內(nèi)容是2015年到2020年，這5年中，中國(guó)要大幅度提升制造業(yè)的信息化水平，保住制造大國(guó)的同時(shí)，向制造強(qiáng)國(guó)發(fā)展。2020年到2025年，要把國(guó)內(nèi)制造業(yè)提升一個(gè)臺(tái)階，在國(guó)際制造業(yè)中，中國(guó)要出現(xiàn)一批具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)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(luò)化已是一種趨勢(shì)，而進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換是學(xué)習(xí)信息化、網(wǎng)絡(luò)化的必備基礎(chǔ)知識(shí)[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(shí)、技能、素養(yǎng)等。2019年2月13日，政府的《國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》中，明確指出推進(jìn)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(jié)構(gòu)，把更多的勞動(dòng)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(diǎn)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(xué)和學(xué)習(xí)的方式，建立“職教高考”制度。（4）在養(yǎng)老、護(hù)理、現(xiàn)代服務(wù)、現(xiàn)代工業(yè)等重點(diǎn)領(lǐng)域，要擴(kuò)大學(xué)生的培養(yǎng)規(guī)模。（5）啟動(dòng)特高院校、特高專業(yè)計(jì)劃，建設(shè)一批高水平、具有強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的高等教育學(xué)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(xué)設(shè)計(jì)是根據(jù)要教學(xué)的內(nèi)容、教學(xué)的對(duì)象等，對(duì)教學(xué)的過(guò)程、方法等進(jìn)行設(shè)計(jì)，讓教學(xué)對(duì)象更容易接收所教授的知識(shí)[4]。在進(jìn)制數(shù)及進(jìn)制轉(zhuǎn)換的教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)高職學(xué)生對(duì)進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換掌握不到位，對(duì)進(jìn)制間的內(nèi)在邏輯關(guān)系理解不夠[5]。主要有以下幾個(gè)問(wèn)題，一是，概念不清晰，對(duì)進(jìn)制、權(quán)位理解不夠；二是，容易忘記把其他進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)成十進(jìn)制的方法；三是，容易忘記把十進(jìn)制轉(zhuǎn)其他進(jìn)制的方法。學(xué)生學(xué)習(xí)這些知識(shí)與方法時(shí)，剛學(xué)完，照著書本會(huì)套用簡(jiǎn)單公式，但題目稍加變化，或過(guò)段時(shí)間，學(xué)生就基本忘了。造成這種現(xiàn)象的原因是，學(xué)生理解不夠深刻，學(xué)后就忘。本文將針對(duì)這三個(gè)典型問(wèn)題，做詳細(xì)地課程設(shè)計(jì)。

2教學(xué)分析

2.1教學(xué)內(nèi)容分析。計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程是高等職業(yè)學(xué)生的必修公共基礎(chǔ)課，進(jìn)制數(shù)及進(jìn)制轉(zhuǎn)換是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的核心內(nèi)容，學(xué)生必須要掌握。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)、授課計(jì)劃以及往年的教學(xué)實(shí)踐，完成進(jìn)制數(shù)及進(jìn)制轉(zhuǎn)換的教學(xué)任務(wù)需要2個(gè)課時(shí)。2.2學(xué)情分析。本課程的教學(xué)對(duì)象是，機(jī)電工程專業(yè)大一第一學(xué)期的學(xué)生。他們?cè)诔醺咧须A段已經(jīng)學(xué)習(xí)和具備了基本的物理、數(shù)學(xué)知識(shí)，能進(jìn)行一些不太復(fù)雜的計(jì)算和推導(dǎo)，在AI、互聯(lián)網(wǎng)很火爆的環(huán)境下，學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)興趣都非常濃厚。根據(jù)對(duì)往屆學(xué)生的問(wèn)卷調(diào)查，和以往的考試情況分析，在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生對(duì)進(jìn)制數(shù)及進(jìn)制轉(zhuǎn)換的掌握情況不是很理想。結(jié)合以往教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)新性地提出用十進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制幫助學(xué)生記憶和理解進(jìn)制數(shù)及進(jìn)制轉(zhuǎn)換。2.3教學(xué)重難點(diǎn)。（1）進(jìn)制的概念，和常用的進(jìn)制有哪些。學(xué)生在學(xué)校學(xué)的運(yùn)算基本都是十進(jìn)制的，對(duì)于其他進(jìn)制的概念相對(duì)模糊，針對(duì)這個(gè)重難點(diǎn)，教師要從常見的實(shí)例入手，讓學(xué)生慢慢理解。（2）其他進(jìn)制向十進(jìn)制轉(zhuǎn)換的方法。在理解進(jìn)制概念的基礎(chǔ)上，學(xué)生要掌握其他進(jìn)制轉(zhuǎn)為十進(jìn)制的方法，單套公式學(xué)生還是比較容易掌握，但機(jī)械地套公式學(xué)生基本學(xué)了就忘。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，引入十進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制方法，進(jìn)行類比，學(xué)生很容易自己推算出，其他進(jìn)制向十進(jìn)制轉(zhuǎn)換的方法。學(xué)生自己參與了轉(zhuǎn)換方法的推算，加深理解，加深記憶，這樣他們基本就不會(huì)忘記。（3）十進(jìn)制向其他進(jìn)制轉(zhuǎn)換的方法。這個(gè)重難點(diǎn)的解決方案和第二個(gè)類似，不再累述。

3教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

3.1進(jìn)制的教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)。進(jìn)制全稱進(jìn)位計(jì)數(shù)制，是一種人為定義的計(jì)數(shù)方法，這樣說(shuō)概念職業(yè)技術(shù)學(xué)院的學(xué)生基本都聽不懂，所以我們從熟悉的概念入手，慢慢引導(dǎo)學(xué)生。引入環(huán)節(jié)：同學(xué)們，根據(jù)書上進(jìn)制的概念，大家想想生活中用到了哪些進(jìn)制，說(shuō)說(shuō)它們都是什么進(jìn)制，說(shuō)說(shuō)它們有什么特點(diǎn)？教師引導(dǎo)：用7天算1周，1000毫升算1升，引導(dǎo)大家思考生活中進(jìn)制的實(shí)例，用小學(xué)加減法中的逢十進(jìn)一，借一當(dāng)十，來(lái)引導(dǎo)學(xué)生思考進(jìn)制的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生主動(dòng)思考，進(jìn)制及其特點(diǎn)。為了引導(dǎo)學(xué)生思考，老師的引導(dǎo)及其重要，用7天為1周為例，可以讓學(xué)生往時(shí)間方面想，學(xué)生基本都可以想到24小時(shí)為1天、60分鐘為1小時(shí)、60秒為1分鐘等。用1000毫升為1升為例，引導(dǎo)學(xué)生往單位換算方面思考，學(xué)生基本可以想到1000毫安為1安，1024M為1G。結(jié)合加減法，稍加引導(dǎo)學(xué)生就能想到進(jìn)制的基本特點(diǎn)，幾進(jìn)制，逢幾進(jìn)一，借一當(dāng)幾。3.2其他進(jìn)制向十進(jìn)制轉(zhuǎn)換的教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)。要掌握其他進(jìn)制向十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換，必須先掌握基數(shù)和位權(quán)的概念，基數(shù)是各種進(jìn)制中允許使用的符號(hào)的個(gè)數(shù)。如十進(jìn)制的基數(shù)是10，分別是0到9；八進(jìn)制的基數(shù)是8，分別是0到8；二進(jìn)制的基數(shù)是2，分別是0和1。位權(quán)，指數(shù)制中每一個(gè)固定位置對(duì)應(yīng)的單位值。如十進(jìn)制中，從左往右數(shù)，第1位的位權(quán)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(duì)進(jìn)制的概念和特點(diǎn)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(dǎo)：引導(dǎo)學(xué)生這是十進(jìn)制的話，表示一千一百零一，這是二進(jìn)制的話，表示一組數(shù)字代碼，然后把基數(shù)和權(quán)位的概念引入。通過(guò)圖1對(duì)比分析，得出二進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制的方法，然后引導(dǎo)同學(xué)自己得出八進(jìn)制、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制的方法。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)學(xué)生熟悉的十進(jìn)制，有個(gè)位、十位、百位，引導(dǎo)學(xué)生得出二進(jìn)制的1位、2位、4位、8位，從而掌握基數(shù)與位權(quán)的概念，進(jìn)一步分析，讓學(xué)生掌握二進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制的方法。在同學(xué)掌握二進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制的基礎(chǔ)上，稍加引導(dǎo)學(xué)生就可以掌握其他任何進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制的方法。3.3十進(jìn)制向其他所有進(jìn)制轉(zhuǎn)換的教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)。十進(jìn)制轉(zhuǎn)其他進(jìn)制時(shí)，著重強(qiáng)調(diào)十進(jìn)制轉(zhuǎn)二進(jìn)制，學(xué)生掌握這個(gè)后，稍加引導(dǎo)讓學(xué)生掌握十進(jìn)制往其他進(jìn)制的轉(zhuǎn)換。引入環(huán)節(jié)：在黑板上寫13，問(wèn)學(xué)生這是什么意思，假設(shè)它是十進(jìn)制的數(shù)，怎么轉(zhuǎn)成二進(jìn)制的數(shù)？教師引導(dǎo)：首先我們來(lái)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(guò)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(jìn)制轉(zhuǎn)其他進(jìn)制的一種格式，根據(jù)這種格式，讓學(xué)生把13轉(zhuǎn)成二進(jìn)制，如圖2（b）所示。設(shè)計(jì)意圖：十進(jìn)制轉(zhuǎn)其他進(jìn)制的方法很容易掌握，但學(xué)生如不理解，掌握后很快就會(huì)忘記，用十進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制的格式對(duì)比掌握，這樣學(xué)生記憶會(huì)很深刻，不易遺忘。

4小結(jié)

進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換是工科類學(xué)生必須要掌握的內(nèi)容，也是高職類學(xué)生學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)。按常規(guī)的教學(xué)，學(xué)生只是簡(jiǎn)單機(jī)械的記住怎么轉(zhuǎn)換，但理解不夠深，時(shí)間一長(zhǎng)就忘記。本文提出的用十進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制類比法，大大加深了學(xué)生的理解程度，在教學(xué)中多次使用，效果良好。

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作者:唐順 周峰 許二娟 單位:佛山職業(yè)技術(shù)學(xué)院