中三 ICT|数据表示:二进制、十六进制与编码 备课指引(导师用)|位数换算与色彩深度
- 2026-11-12
学生背得出“电脑用 0 和 1”,但当你问他 10110110 是多少,他会逐个数字读出来。这一堂把读音变成权值:由右边数起,每个位值两倍。
本堂目标 学生能够:① 把八位二进制 10110110 换成十进制 182(128 + 32 + 16 + 4 + 2),并把 182 换回二进制;② 用“四位一组”把 10110110 分成 1011 与 0110,得出十六进制 B6,并讲出一个十六进制位等于四个二进制位;③ 用位数算数量:八位有 2⁸ = 256 个组合、七位 ASCII 有 128 个字元、二十四位色彩有 2²⁴ = 16,777,216 种颜色。
01 先备知识(开课前 3 分钟快检)
以下任何一项未过关,本堂就会卡住,先补该项:
| 技能 | 快检题 | 过关标准 |
|---|---|---|
| 次方 | 2 的 10 次方是多少? | 1,024,即 1 KiB 的由来 |
| 位值概念 | 十进制的 1,000 位是十的几次方? | 10³,即三个零 |
| 十六进制的数字 | 十六进制在 9 之后用什么表示? | A 到 F,代表 10 到 15 |
02 课堂流程(45 分钟)
| 时间 | 环节 | 导师做什么 | 学生做什么 |
|---|---|---|---|
| 0-6 分钟 | 先看位值 | 板书八格,由右至左写 1、2、4、8、16、32、64、128 | 能讲出每格是前一格的两倍 |
| 6-16 分钟 | 二进制转十进制 | 把 10110110 逐格对上,加出 182,再示范 11111111 = 255 | 自己算对 182 与 255 |
| 16-24 分钟 | 十进制转二进制 | 用减权值法把 182 拆回 128 + 32 + 16 + 4 + 2 | 能拆出五个 1 |
| 24-32 分钟 | 四位一组转十六进制 | 1011 得 B、0110 得 6,合并 B6;再示范 11111111 得 FF | 能把任何八位写成两个十六进制位 |
| 32-39 分钟 | 位数决定数量 | 由 2⁸、2⁷、2²⁴ 解释 ASCII 与 24 位色彩 | 能讲出位数加一,数量翻倍 |
| 39-45 分钟 | 离场检查 | 收三题即场批,指出要补哪一幕 | 交三题 |
03 讲解脚本(照着说就可以)
第一幕:第一幕:由右边数起,每格两倍
“不好由左边读 1、0、1、1,要由右边开始贴价钱牌:最右边一格值 1,向左每格两倍,所以是 1、2、4、8、16、32、64、128,一共八格。10110110 有 1 的格是 128、32、16、4、2,加起来 182。最右边那个位叫最低有效位,值 1;最左边值 128。八格全部是 1 就是 128 加 64 加 32 加 16 加 8 加 4 加 2 加 1,等于 255,所以八位最多表示 0 到 255 共 256 个值。”
由右贴价钱牌,每格两倍;八位最大 255。
第二幕:第二幕:四位一组,一个十六进制位等于四位
“十六进制是为了让人不读一长串 0 与 1。做法是由右边每四位切一刀:1011 0110。左边 1011 是 8 加 2 加 1,等于 11,写成 B;右边 0110 是 4 加 2,等于 6。所以 10110110 等于 B6,前面加 0x 表示十六进制。为什么是四位?因为 2 的 4 次方是 16,刚好一个十六进制位可以装四位。所以八位一定写成两个十六进制位,十二位一定写成三个,不会多不会少。11111111 就是 FF,255,八位满值。”
四位一组,11 写 B、6 写 6,合共 B6。
第三幕:第三幕:位数决定有几多种,不是几多个
“一条问题问‘八位可以表示几多个值’,答案系 2 的 8 次方,256,由 0 到 255。问‘七位 ASCII 有几多个字元’,2 的 7 次方,128。问‘二十四位色彩有几多种颜色’,2 的 24 次方,16,777,216,即一千六百多万。规律是位数加一,数量就翻倍,所以每加一位元的内存,成本是双倍。另外要分清:八字节(byte)等于八个位元(bit),1 KB 讲的是 1,024 个字节,不是 1,000 个。”
位数加一,数量翻倍;byte 与 bit 差八倍。
04 必教题型与步骤
| 题型 | 例子 | 步骤 | 答案 |
|---|---|---|---|
| 二进制转十进制 | 把 10110110 转成十进制。 | (1)由右写出权值 1 至 128(2)圈出值为 1 的格(3)相加(4)核对不超过 255 | 128 + 32 + 16 + 4 + 2 = 182 |
| 十进制转二进制 | 把 182 转成八位二进制。 | (1)找最大不超过 182 的权值 128(2)余 54(3)再取 32、16、4、2(4)补 0 补足八位 | 128 + 32 + 16 + 4 + 2 → 10110110 |
| 转十六进制 | 把 10110110 写成十六进制,并说明为什么是两个位。 | (1)由右每四位切一刀(2)1011 得 11 写 B(3)0110 得 6(4)前面加 0x | 0xB6;八除以四等于二,所以两个十六进制位 |
| 位数与数量 | 二十四位色彩可以表示几多种颜色?八位色呢? | (1)写 2 的位数次方(2)算出数量(3)比较两者(4)指出每加一位翻倍 | 2²⁴ = 16,777,216;2⁸ = 256,后者是前者的 65,536 分之一 |
合理性检查(一定要教):合理性检查:任何八位二进制换出的十进制必须在 0 到 255 之间,出现 300 就一定加错;十六进制结果必须刚好两个字元,出现三个或一个都表示切位错;把答案转回二进制再相加,应该得到原数;2²⁴ 要写成一千六百多万而不是一百六十万,位数要在小数点前数清楚;位元与字节永远差八倍,时间与容量题最常死在这里。
05 独立练习三题
| 题目 | 答案 | 想观察什么 |
|---|---|---|
| 把 11001010 转成十进制和十六进制。 | 202(128+64+8+2);十六进制 CA(1100 = 12 = C、1010 = 10 = A) | 两边都要核对 202 |
| 十二位可以表示几多个值?要用几个十六进制位写出? | 2¹² = 4,096 个值;十二除以四等于三,所以三个十六进制位 | 位数除四,不是除八 |
| 一个 1,024 × 768 的 24 位元影像,未压缩约几多字节? | 1,024 × 768 = 786,432 像素,乘 3 字节等于 2,359,296 字节(约 2.25 MiB) | 24 位除 8 得 3 字节 |
06 学生常见错误与纠正句
| 错误 | 学生通常这样写 | 导师这样说 |
|---|---|---|
| 由左边读二进制 | “10110110 即系一千零一十一万零一百一十。” | “二进制不系读数,系读位。由右边贴 1、2、4、8、16、32、64、128,加起来 182。” |
| 十六进制切位由左边开始 | “由左边切四位就得,不会错。” | “一定由右边切。左边不够四位就补零,例如 101101 要写成 0010 1101,即 2D。” |
| 位数与数量混淆 | “八位有八个值。” | “八位系八格,每格两个可能,所以 2 的 8 次方,256 个值,由 0 到 255。” |
| byte 与 bit 混用 | “1 KB 即系 1,000 bit。” | “1 KB 系 1,024 个 byte,每个 byte 八个 bit,所以系 8,192 个 bit。” |
07 家课建议(直接指到练习卷题号)
- 章节练习:五个十进制数转八位二进制,再转十六进制 数据表示章节,练习第一题
- 章节练习:由位数算 ASCII、Unicode 与 24 位色彩的可表示数量 数据表示章节,练习第二题
- 延伸:计一张 1,920 × 1,080 的 24 位元未压缩影像大小,再解释为何 JPEG 细得多 数据表示章节,练习第三题
08 离场检查(最后 5 分钟)
| 题目 | 答案 | 判定 |
|---|---|---|
| 10110110 是多少? | 182 | 答错就重教第一幕 |
| 为什么十六进制是四位一组? | 因为 2⁴ = 16,一个十六进制位刚好装四位 | 答不出就重教第二幕 |
| 二十四位色彩有几多种颜色? | 16,777,216 种 | 答 256 或一千六百万以下的数就重教第三幕 |
09 导师常问
需要教八进制吗?
中三课程不要求;把二进制与十六进制练熟,八进制只会增加混淆。
要不要背 ASCII 表?
不需要全背,但要记住 A 是 65、a 是 97、0 是 48,并知道大小楷相差 32。
取样率与分辨率要一起教吗?
这一堂先固定影像大小,只讲色彩深度;取样与压缩留到多媒体那一章。
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