Tvíundarkerfi — tungumál tölvunnar
Tilgangur
Að nemendur skilji tvíundarkerfið (binary) og hvernig tölvur nota núll og einn til að tákna allar upplýsingar: tölur, texta og myndir.
Hæfniviðmið og námsmarkmið
Nemandi getur útskýrt tvíundarkerfið og umbreytt á milli tuga- og tvíundarkerfis
- 1.1: Nemandi getur útskýrt hvers vegna tölvur nota tvíundarkerfið
- 1.2: Nemandi getur umbreytt einföldum tölum úr tugakerfi í tvíundakerfi og öfugt
- 1.3: Nemandi skilur hvernig texti er kóðaður með ASCII
Getustig og forsendur nemenda
- Lestur: Mjög góður lestur; getur lesið tæknilegan texta
- Tækni: Nemandi skilur grunnatriði um hvernig tölvur vinna úr gögnum
- Aðrar forsendur: Nemandi hefur góða stærðfræðilega grunnfærni (veldisvísitölur, tugakerfi)
Lýsing á kennslustund
Nemendur læra tvíundarkerfið — tungumál tölvunnar. Þau skilja að tölvur nota aðeins 0 og 1 (slökkt og kveikt) og allar upplýsingar eru kóðaðar með þessum tveimur táknum. Nemendur umbreyta tugakerfistölum yfir í tvíundartölur og öfugt og sjá hvernig ASCII kóðar texta.
Kennarinn útskýrir: Tölvan er eins og lampi — hún getur aðeins verið kveikt (1) eða slökkt (0). En með mörgum lömpum saman getum við táknað allt! Nemendur fá fimm tvíundarkort (1, 2, 4, 8, 16) og æfa sig: Hvernig tákna ég töluna 13? (8+4+1 = 01101). Nemendur umbreyta tölum: 5, 10, 23, 31. Kennarinn kynnir síðan ASCII: Hver stafur hefur númer, og hvert númer er táknað í tvíundarkerfinu. Nemendur fá ASCII-töflu og skrifa nafnið sitt í tvíundarkóða. Þau búa einnig til leynileg skilaboð og skipta á milli para sem afkóða. Bekkurinn ræðir: Ef tölvan kann bara 0 og 1, hvernig getur hún sýnt myndir og spilað hljóð?
Verkfæri og hugbúnaður
Áþreifanleg kort gera tvíundarkerfið sjónrænt og skemmtilegt
Til að sjá hvernig stafir eru kóðaðir sem tölur
Kennsluaðferðir
Nemendur nota áþreifanleg kort til að búa til tvíundartölur og umbreyta þeim
Rannsóknargrundvöllur: CS Unplugged aðferðir gera abstrakt tölvunarfræði áþreifanlega og aðgengilega (Bell et al., 2009)
Nemendur nota ASCII-töfluna til að kóða og afkóða leynileg skilaboð
Rannsóknargrundvöllur: Leikræn verkefni auka áhugahvöt og festa hugtök í minni (Prensky, 2001)
Matsaðferðir
- Umbreyting: Getur nemandinn umbreytt tölum á milli kerfa?
- ASCII-kóðun: Getur nemandinn kóðað og afkóðað skilaboð?
- Umræða: Getur nemandinn útskýrt hvers vegna tvíundarkerfið er notað?
Aðlögun
Nemandi rannsakar hvernig myndir eru kóðaðar í tvíundarkerfinu (pixlar, RGB-gildi) og reynir að búa til einfalda mynd
Kennarinn einbeitir sér að umbreytingu smárra talna (0-15) og notar fleiri áþreifanlegar æfingar
Þverfaglegar tengingar
- Stærðfræði — tugakerfi, tvíundakerfi og veldisvísitölur
- Íslenska — kóðun og afkóðun (skilningarlestrar-samlíking)