《数字与信息》教学设计与反思

一、教学内容：苏教版小学数学四年级下册P104-105。

二、学情分析

四年级学生已经具备了一定的数学基础知识和生活经验，对数字有了较为熟悉的认知。他们在日常生活中也接触过一些数字编码，如电话号码、车牌号等，但对于数字编码的科学性、规范性和实用性缺乏深入的理解。此阶段的学生好奇心强，具有一定的自主探究和合作学习能力，但在分析问题和解决问题的能力上还需要进一步培养和提高。教学中应充分利用学生已有的生活经验，引导学生通过观察、思考、讨论等活动，主动探索数字编码的规律和意义。

三、教学目标、教学重点难点

（一）教学目标

1.学生能理解数字编码核心意义，掌握身份证、校园卡编码结构并运用规则解决问题。

2.通过实践活动培养分析推理与合作交流能力，提升运用数学知识及AI工具解决实际问题的素养。

3.感受数字编码广泛应用，体会数学与生活联结，激发学习兴趣与创新精神。

（二）教学重、难点

教学重点：理解数字编码传递信息的特点，掌握身份证号、校园卡号等常见编码的意义。

教学难点：引导学生自主发现编码规律并迁移应用。

四、教学准备

教师准备：手机（安装豆包AI、即梦AI、希沃白板5）

学生准备：每个小组1个平板（安装Deepseek、豆包AI等），课前调查单、课堂学习单、课后作业单。

五、教学过程

（一）学习任务一：为龙凤胎设计身份证号码

1. 观看视频，发布学习任务

（1）观看视频故事

2013年2月6日，北漍中心小学体育老师何老师家的一对龙凤胎出生了，宝宝的爸爸想要为他俩办理户口登记，其中有一项要输入身份证号码，派出所的民警是怎样编制身份证号码的呢？

（2）发布学习任务

今天我们就一起来为这对龙凤胎设计身份证号码。

2.解码与编码

（1）了解身份证信息

提问：想要编制身份证号码，先让我们来认识一下身份证吧，这是我的身份证，看看这张身份证上有哪些信息？（姓名、性别、民族、出生日期、住址、公民身份号码）

公民身份号码是用数字传递信息的，猜猜看，它可能传递了哪些信息？

揭题：今天我们一起来研究数字与信息。

老师把我的身份证号码请到黑板上。

提问：身份证号码一共有几位？你们的呢？

（2）出生日期码

操作：课前，老师让大家准备了自己和家人的身份证信息和号码。下面我们先来研究一下自己的身份证号码。

学习活动一：探究身份证号码中的熟悉信息

圈一圈：用笔圈一圈自己身份证号码中比较熟悉的信息。

说一说：圈出的数字是哪几位，传递什么信息。

交流：圈出的是身份证号码的第几位到第几位？传递什么信息？

以老师的身份证号码为例，（预设）第7-14位，表示出生日期，我们把身份证号码中第7到14位表示出生日期的这串数字称为出生日期码。

介绍一下丁老师的出生日期，你的意思是哪几位表示年？月呢？日呢？（第7-10位是年、第11-12位是月、第13-14位是日。）

追问：表示年、月、日的信息为什么分别用4位、2位、2位表示？

预设：年份有4位，月份最多12月用两个数字编码，日期最多31天用两个数字编码，

小结：是呀，在中国，除了港澳台，我们身份证编码的规则是统一的。通过探究，我们了解了出生日期码的编码规则。

编码：现在谁来帮男宝宝和女宝宝编出生日期码？【20130206】是的，月和日不足两位的，用0来占位。

（3）地址码

提问：出生日期码前面表示什么信息呢？让我们继续来研究全家人的身份证号码前六位。

学习活动二:探究身份证号码前6位

比一比：联系身份证上的信息，先比一比自己和家人的身份证号码的前6位，

再在小组内比一比。

说一说：身份证号码的前6位可能传递什么信息？

交流：身份证号码的前6位可能传递什么信息？

过渡：身份证前6位传递的是地址信息，称为地址码。

提问：把这6位分分组，怎么分？分别表示？（第1-2位表示省，第3-4位表示市，第5-6位表示区县市。

追问：为什么省、市、县都用2位数字表示？

思考：我们国家一共有几个省？

我们来查看一下我们国家的地图，中国一共有几个省级行政区？（34个省级行政区，其中包括23个省、5个自治区、4个直辖市和2个特别行政区）这里的省、自治区、直辖市和特别行政区都是省级行政区。

追问：地级市用2位数字编码，为什么呢？我们问问豆包吧，怎么问？

AI赋能：中国哪个省的地级市数量最多？（广东和四川，都有21个地级市。）

小结：一个省最多21个地级市，就用2位数字编码。

追问：区县级呢？

AI赋能：（学生问）豆包，中国哪一个地级市的县级行政区个数最多？（河北保定一共有24个县级行政区，它有5个区、15个县，还代管4个县级市。）

小结：一个地级市最多24个县级行政区，用2位数字编码。

无锡市和江阴市，这两个市级别一样吗？（不同：一个是地级市，一个是县级市。）

编码：大家给龙凤胎编编地址码吧，你还想知道什么？（江苏省无锡市江阴市的编码分别用什么数字表示）可以怎么解决？（和丁老师的相同、和同学的相同、发现问题，老师的第5-6位是81，同学们的是19，利用豆包查询原因，撤县建市前后不同）【320219】

（4）顺序码

比较：观察一下男宝宝和女宝宝的地址码和出生日期码，你发现了什么？（都一样）

提问：哪里可以不一样？你们觉得身份证号码里还应包含什么信息？

追问：最后4位传递什么信息？编码规则是怎样的？

学习活动3：探究身份证号码后4位

1.查一查：利用豆包查找身份证后4位传递的信息和编码规则。

2.标一标：下面的身份证后4位上标一标你了解到的信息。

3 2 0 2 1 9 1 9 8 1 1 0 2 1 5 0 2 1

3.说一说：小组内交流身份证后4位的编码规则。

交流：15-17位顺序码，其中第17位是性别码，男奇女偶，第18位是校验码。

编码：第17位，男宝7，女宝6，顺序的前两位是47和47，校验码分别是7和9。

看一看，课前准备的身份证号码中，最后一位分别有哪些数字？发现X。

校验码最后一位X表示几？（十）读什么？（十）不是英文字母，是罗马数字十。

（5）回顾总结

比较体会：同学们，我们帮龙凤胎设计好了身份证号码，我们可以发现，哪怕是同年同月同日同地址出生的人，身份证号码也是不一样的，一个号码对应了唯一的一个人，体现了编码规则的唯一性特点。

看一下，公民身份证号码传递了哪些信息？比较一下这串身份证号码和以上信息，你觉得用数字表示的这串号码怎么样？（简洁性）

小结：刚才我们怎么解决帮龙凤胎设计身份证号码这个问题的？

通过认真观察、仔细比较、利用豆包，帮助思考。

下面就让我们刚才学会的本领继续来帮帮龙凤胎！

（二）学习任务二：设计校园卡号

2020年9月，双胞胎王小明和王小红成为北漍中心小学一年级新生了，王小明是（7）班的30号学生，王小红是（10）班8号学生。此后每学年升学后，他们的班级一直没变。学校计划为每位学生设计校园卡号码，要求该号码能从一年级一直使用到六年级毕业。

请你帮助学校完成校园卡号码的设计，并以王小明和王小红为例标注说明设计思路。

提示：要想帮龙凤胎设计出简洁、统一、唯一的校园卡编码，要思考我们设计的编码应该传递哪些信息？

交流：包含年级、班级、学号、性别，交流后发现年级应改成入学年份。

小组设计，设计完老师巡视拍照对比。

汇报：设计的校园卡号的意义。

比较：挑选有代表性的三个作品，比一比，你更喜欢哪个？

（1）王小明：10730   王小红：11228

（2）王小明：2020090730   王小红：2020091228

（3）王小明：202007301   王小红：202012282

AI评价：多个设计方案拍照，请豆包评价设计规则。（豆包，请根据校园卡号要从一年级一直用到六年毕业这个要求来评价两份设计）

（三）总结全课

1. 今天学了什么内容？有什么新的收获？

2. 拓展延伸（探究生活中的信息与编码）

生活中，除了用数字编码传递信息，你们还见过其他编码的情况吗？

编码规则无处不在，它们传递着各种各样的信息。在我们的衣、食、住、行中到处都有这样的实例，请看小视频。

3.课后研究：课后，请同学们选择1-2个喜欢的编码，借助AI研究编码规则。

《数字与信息》课前调查单

课前调查任务：请查阅户口簿，把下面的信息摘录到表格中。

	姓名	性别	出生日期	户口簿地址	公民身份证号码
自己			年 月 日	省 市 区（县） 镇 村（小区） 号
爸爸			年 月 日	省 市 区（县） 镇 村（小区） 号
妈妈			年 月 日	省 市 区（县） 镇 村（小区） 号

《数字与信息》课堂学习单

学习活动3：探究身份证号码后4位

1. 查一查：利用豆包查找身份证后4位传递的信息和编码规则。

2.标一标：下面的身份证后4位上标一标你了解到的信息。

320219198110215021

3.说一说：小组内交流身份证后4位的编码规则。

阅读材料：2020年9月，双胞胎王小明和王小红成为北漍中心小学一年级新生了，王小明是7班的30号学生，王小红是12班28号学生。此后每学年升学后，他们的班级一直没变。

学校计划为每位学生设计校园卡号码，要求该号码能从一年级一直使用到六年级毕业。

学习任务：

请你帮助学校完成校园卡号码的设计，并以王小明和王小红为例，说明设计思路。

王小明：

王小红：

《数字与信息》课后作业单

1.这些身份证号码可能是一家人中谁的？连一连。

320281200501045021                    爸爸

320219198012035019                    妈妈

32028120050104503X                    哥哥

370704197910072126                    姐姐

2.根据给定的信息，尝试解读214413这个邮政编码的编码规则。

活动要求：

（1）分一分：将这6位数字分成（   ）级。

（2）标一标：在邮政编码下方画横线分级，并标注每一级编码的意义。

（3）说一说：在小组内交流思考过程。

2  1   4   4   1  3

（ ）省（ ）市（ ）区/县（     ）片区/镇邮政局

3.设计校车乘车码

阅读材料：

王小明进入三年级后，和他表姐张小丽开始乘坐校车。王小明是北漍中心小学三年级7班的30号，他乘坐第一班3号校车29号座位。张小丽是顾山实验小学四年级10班的8号，他乘坐第三班11号校车3号座位。

请根据实际需要，为王小明和张小丽设计校车乘车码，要求该乘车码信息完整，便于护乘老师点名与查询信息，能一直使用到小学毕业。

王小明的校车码：

张小丽的校车码：

4.拓展作业（可选择性作业）：

用AI查阅资料，了解更多关于编码的知识，如车牌号码、条形码、二维码等的编码规则和应用，请选择其中1个编码，写一篇自主探究编码的小短文。

【教学反思】

在《数字与信息》这一课的教学实践中，我以苏教版小学数学四年级下册的教学内容为依托，结合学生学情，围绕教学目标，深度融合人工智能技术开展教学活动。经过对整个教学过程的复盘与分析，有收获也有不足，现将教学反思总结如下。 一、教学目标达成情况

从教学目标的完成度来看，大部分学生能够理解数字编码的核心意义，熟练掌握身份证、校园卡编码结构，并能运用相应规则解决实际问题。在为龙凤胎设计身份证号码以及校园卡号的学习任务中，学生积极参与探究，通过观察、比较、分析和小组合作，逐步发现并总结出编码规律。例如，在探究身份证号码的过程中，学生对地址码、出生日期码、顺序码等各部分的编码规则有了清晰的认识，且能准确运用规则为龙凤胎设计身份证号码，这表明知识目标基本达成。

在能力培养方面，通过一系列实践活动，学生的分析推理与合作交流能力得到了锻炼。在小组讨论身份证号码后四位编码规则以及设计校园卡号时，学生各抒己见，共同探讨，充分展现了合作学习的成果。同时，借助AI工具进行问题查询与分析，学生运用数学知识解决实际问题的素养也有所提升，实现了能力目标。

情感目标方面，学生在学习过程中感受到了数字编码在生活中的广泛应用，体会到了数学与生活的紧密联系，激发了对数学学习的兴趣和创新精神。当学生看到生活中各种熟悉的数字编码，并通过自己的努力探究其规律时，脸上洋溢的成就感便是最好的证明。

二、人工智能技术应用的成效

AI技术在本次教学中发挥了关键作用，带来了诸多创新与突破。在情境创设上，利用即梦AI生成的“龙凤胎办户口”三维情境，结合剪映剪辑技术，让学生仿佛置身于真实场景之中，极大地提升了学生的代入感，使学习动机从被动接受转变为主动解决问题。这种沉浸式的问题场创设，有效激发了学生的学习兴趣和探索欲望。  对于教学难点的突破，AI的助力尤为显著。在讲解地址码2位分级逻辑时，豆包AI实时调取的数据可视化呈现，让抽象的规则变得直观易懂。学生通过具体的数据，如中国省级行政区数量、地级市数量等，轻松理解了2位数字编码的合理性。在身份证后四位自学环节，豆包AI推送的文件和生动视频，引导学生进行深度思考，提高了学生对规则的理解准确率，解决了传统小组讨论容易流于表面的问题。

AI在评价环节的应用也带来了新的变革。在校园卡号设计中，豆包AI相机和对话功能实时抓取学生方案，并从统一性、唯一性、简洁性三个维度进行量化评价，相比人工评价更加客观、准确，有效推动了学生对设计方案的优化，提升了评价的精准度和效率。

课后延伸阶段，AI的支持使得学生的个性化探究成为可能。学生借助豆包AI的搜索功能，自主研究多种生活中的编码规则，AI还能根据学生兴趣推送相关资料，满足了不同学生的学习需求，实现了从课堂到生活的深度学习延伸。

三、教学过程中的不足与改进方向

尽管教学取得了一定成效，但仍存在一些不足之处。在课堂节奏把控上，部分环节由于学生讨论热烈，导致时间超出预期，使得后续一些内容讲解略显仓促，未能充分展开。例如，在小组设计校园卡号后的汇报与讨论环节，时间分配不够合理，没有给每个小组足够的展示机会。在今后的教学中，需要更加精准地把握课堂节奏，提前预估每个环节所需时间，并设置合理的时间节点，确保教学内容能够完整、深入地呈现。

在AI工具的使用过程中，发现部分学生对AI工具的操作不够熟练，影响了学习效率。例如，在利用豆包AI查询信息时，有些学生不能准确提出问题，导致获取的信息不够精准。针对这一问题，在今后的教学中，应加强对学生AI工具使用方法的培训，提前安排专门的时间进行讲解和练习，让学生熟悉操作流程，提高使用效率。

此外，在小组合作学习中，存在个别学生参与度不高的情况。部分学生在小组讨论中缺乏主动性，只是被动地听取他人意见，没有充分发挥自己的思考能力和创造力。后续教学中，要进一步优化小组合作机制，明确每个小组成员的分工和任务，鼓励学生积极参与讨论，发表自己的见解，确保每个学生都能在合作学习中有所收获。

本次教学实践，是一次将人工智能技术与数学教学深度融合的有益尝试。通过AI技术的应用，在教学情境创设、难点突破、评价改进等方面取得了显著成效，为学生的数学学习带来了全新的体验，推动了教学模式从传统的单向传递向人机协同探究的转变。教学是一个不断探索和改进的过程。针对教学过程中发现的问题，我将在今后的教学中积极采取改进措施，不断优化教学方法和策略，提高课堂教学质量。同时，将继续探索AI技术在数学教学中的更多应用方式，充分发挥其优势，为学生创造更加优质、高效的学习环境，促进学生数学素养的全面提升。

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