普通高中信息技术课程标准(2017年版2020年修订)-项目教学案例

普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）附录2项目教学案例“使用灯语交流信息”项目活动【学科核心素养】（1）针对给定的任务进行需求分析，明确需要解决的关键问题。（2）能提取问题的基本特征，进行抽象处理，并用形式化的方法表述问题。（3）运用基本算法设计解决问题的方案，能使用编程语言或其他数字化工具实现这一方案。（4）针对不同模块，设计或选择合适的算法，利用编程语言或其他数字化工具实现各模块功能。【内容要求】必修课程模块1：1.1在具体感知数据与信息的基础上，描述数据与信息的特征，知道数据编码的基本方式。1.7掌握一种程序设计语言的基本知识，使用程序设计语言实现简单算法。通过解决实际问题，体验程序设计的基本流程，感受算法的效率，掌握程序调试与运行的方法。必修课程模块2：2.3通过分析物联网应用实例，知道信息系统与外部世界的连接方式，了解常见的传感与控制机制。【学业要求】（1）学生能够描述数据与信息的基本特征，知道数据编码的基本方式。（2）依据解决问题的需要，设计和表示简单算法。（3）掌握一种程序设计语言的基本知识，利用程序设计语言实现简单算法，解决问题。（4）知道网络的结构，理解物联网的概念，认识与物联网相关的│附录│应用。【情境设置】小明在电影中看到海军使用探照灯用灯语向其他船只发出信息，自己也想用简单的工具和学过的知识，通过编程的方法来实现。【项目主题】使用灯语交流信息。通过手电筒、计算机及网络等器材、设备，实现灯语的识别及信息的交流。【项目活动】活动1：用手电筒传递信息要求：（1）两人一组，一人控制手电筒开关，按照莫尔斯码发送一组字母，另一人观察手电筒发出的光信号，记录数据，并使用莫尔斯码译出这组字母；（2）双方核对信息，多次重复实验；（3）通过分析实验数据，总结该方法传递信息的利弊，提出改进方法；（4）设计一套自己的灯语，用“密码”传送信息。活动2：用计算机识别灯语要求：（1）设计一个使用手电筒发送灯语、计算机自动翻译的解决方案；（2）完善方案，并编程实现；（3）分析实验方法及数据，提出改进方案并实施，提高信息翻译的准确率。活动3：利用计算机网络实现灯语远程交流要求：（1）在计算机单机识别灯语实验的基础上，设计能通过网络实现的灯语远程交流方案；（2）完善方案，并编程实现；普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）（3）优化程序，利用网络实现灯语远程交流。【拓展思考】（1）如何用计算机实现对发光源的控制，使其发送端信号能发送得更准确？设想一种解决方案。（2）如何通过移动终端实现灯语交流？谈谈你的设想。【项目实施说明】灯语是一种通信手段，用灯光一明一暗的间歇作出长短不同的信号来传递信息。灯语通信需要双方约定的明暗表达方式，这就是灯语编码，目前国际上流行的灯语编码是莫尔斯码。过去，培养一个专业灯语识别人员需要2~3年的时间。即使是专业人员，由于各种条件限制，解码错误或者无法解码的情况是难以完全避免的。如果考虑发送信号的不稳定性，错误发生的可能性就更大。本案例从灯语传递信息的活动出发，让学生设计并通过计算机网络实现灯语发送和解码的自动化，从而学习“根据实际需求，设计方案并用计算机解决问题”的方法。活动1为学生提供了一个了解灯语的场景：通过两人使用灯语传送和翻译信息，了解人工传送与接收灯语信息的不足，激发学生用计算机解决问题的欲望。活动2是用计算机设计方案、解决问题的过程。可以利用计算机的摄像头捕捉手电筒的光信号，达到信号输入的目的；然后在计算机里将莫尔斯码建库，用计算机实现自动翻译。活动3是在活动2的基础上，通过网络传输，实现远程信息传送和译码。在难度水平的把握上，可以通过提供程序功能模块的方式加以调节。例如：教师提供“利用计算机的摄像头捕捉手电筒光信号”的模块，供学生编程时直接调用，就大大降低了活动2的难度。采用此类方法调节，该项目适用于学科核心素养要求在水平1和水平2的不同教学场合。拓展思考（1）的意义在于让学生通过该实验，了解自动控制及远程控制的方法，从而了解物联网概念。拓展思考（2）是为了解移│附录│动应用而设计的，条件具备的学生可以将局域网的应用扩展到移动终端。【课时建议】活动1和活动2共2课时，建议连堂进行；活动3建议2课时。所列活动可在相应模块内容学习完成后分别进行，同时应配合必要的课外活动时间，让学生能有充裕的时间开展活动。