四年级下册《数字与信息》教案

常州市武进区崔桥小学 王姗

一、教学内容：苏教版小学数学综合实践《数字与信息》

二、教学目标

1. 知识与技能：认识身份证、邮政编码的组成与含义；掌握编码规范性、唯一性、简洁性；能读懂并按要求设计编码。

2. 过程与方法：在“解密 — 探究 — 辨析 — 设计 —AI 优化 — 应用”任务中，经历观察、猜想、验证、交流、优化的探究过程。

3. 情感态度与价值观：感受数字编码在生活中的价值；增强个人信息保护意识；学会合理使用AI工具。

三、教学重难点

重点：理解身份证、邮政编码规则；运用三大原则设计编码。

难点：结合实际需求设计规范、唯一、简洁的编码。

四、教具准备

多媒体课件、身份证示意图、小组任务单、AI 助手（豆包 / 即梦 AI）、罗马数字小动画。

五、教学过程

（一）情境导入：神秘的数字身份证

1. 情境导入：同学们，春假的时候你们出去玩了吗？小明春假也跟爸爸妈妈去景区游玩了，我们来看一下。（播放视频）

小明春假和爸妈出去游玩，他发现出门买票要登记、进景区要实名、住酒店要登记信息、坐车也要核对身份，爸爸妈妈每次办事都会拿出一张小小的身份证，还要填写一串长长的数字，这串数字就是身份证号码。小明就很好奇一串身份证号码是怎么精准定位出全中国14亿人的呢？

教师：你们想知道身份证号的秘密吗？其实，身份证号，不是随便乱编的数字，而是按照统一的规则，精心设计的身份代码，能传递个人信息。

2、揭示课题：今天用数学知识破解数字密码，学习数字与信息，学会读懂编码、用好编码、保护好自己的信息安全。接下来，我们化身数字特工，先破解大家最熟悉的身份证号的奥秘！你们准备好了吗？

（二）探究新知：破解身份证

1.观察发现

提问：小明拿出他的身份证号，想让数字特工们破解他的奥秘，你觉得包含了哪些信息？

教师给出一些选项，学生根据信息选择出生日期、性别、地址。

教师：这些信息又是对应的哪部分呢？你们知道吗？我们请特工助手—小智为大家解答（教师播放AI数字人视频。）

师：我们每个人的身份证号都被分成了4个部分，就像一串有规律的密码，藏着我们的出生地、出生时间和专属编号。

2.自主探究

教师：现在老师根据特工助手小智的解释，整理了信息，大家根据这些信息，自主学习身份证号的含义，说给同桌听一听。（小组讨论。）

（1）前6位：地址码——前两位代表省份，中间两位代表市，最后两位代表区/县。

（2）第7-14位：出生日期码——这8位数字，依次是出生的年份、月份、日期。

（3）第15-17位：顺序码——在同一个地区、同一天出生的人有很多，这3位数字就是用来区分大家的，其中第17位还有小秘密：单数代表男生，双数代表女生。

（4）第18位：校验码——最后一位是根据前17位数字算出来的校验码，用来检验身份证号是不是正确的。

3、解码奥秘

教师出示另一串身份证号，请学生上台说一说身份证号各部分的组成。

教师：你能够根据这些知识判断小明的一些信息吗？

预设回答：小明出生在2016年12月5日

提问：为什么写05不是5？

教师引导：保持位数统一。

提问：那身份证号有多少位数字呢？

预设回答：18位数字

教师：大家看，身份证号只有固定的 18 位，不长也不短，写起来很方便，记起来也很简单。这一串小小的数字，却把地区、生日、性别、校验这么多信息全部浓缩在一起，不用写长长的文字，用数字代替更简洁。这就是身份证号的简洁性。（板书：简洁性）

4、交流互动

教师：现在请同学们拿出事先准备好的自己的身份证号和家庭住址，交流互动，和同桌说一说你的身份证号，介绍你的身份证号传递的信息；想一想：不同人的身份证号会相同吗？不同的身份证号码中有相同的部分吗？（播放音频，学生互动。）

教师示范小明爸爸身份证号，并说一说表示的信息，也请同学照样子说一说自己身份证号的含义。

教师引导：身份证号=地址码+出生日期码+顺序码+校验码（其中第17位是性别码），一套完整的规则，让14亿人都有独一无二的编号，不会重复、不会出错。如果地址相同、出生日期相同，那就可以用顺序和校验码区分。每个公民的身份证号都是唯一的，终身不变的。

提问：现在能解答小明的疑惑了吗？为什么18位数字却能精准定位出14亿人。预设回答：每个公民的身份证号都是唯一的，终身不变的。现在你能解答小明的疑惑了吗？18位数字为什么能精准定位每个人？（板书：唯一性）

5.互动判断

教师：现在你知道身份证号包含哪些信息了吗？

根据这些信息，请特工队们判断小明的爸爸妈妈爷爷奶奶的身份证号，学生互相讨论，得出结果，请同学上台拼图。并解释判断理由。

刚刚爷爷的身份证号中校验码是X，为什么呢？教师提问：“为什么这里有个字母？是错误吗？”

互动： 引入“罗马数字”小剧场（动画），解释为了保持18位的位数统一，10用X表示。身份证号统一 18 位，如果写成10就变成19位了，为了位数统一、结构固定、编排规范，每一段数字放在哪里，都有严格的规定，不能随便乱排、不能随意更改。这就是身份证号的规范性（板书：规范性）

6.安全小卫士

教师：现在大家都掌握身份证号的秘密了吗？能不能把身份证号和个人信息告诉给陌生人吗？

但是小明在家玩游戏在网上填写了身份证号和住址等个人信息，被骗取了钱财，所以这里小智有个安全小提醒：我们一起来看一下（播放视频）。

（三）实践应用：设计校园通行证编码

1.守护校园安全

教师：同样地，校园安全很重要，为了防止陌生人进入校园，守护我们校园的安全，学校有几千名同学，怎么设计校园证编码，才能让老师、同学一眼就认出，这个编码属于哪个年级、哪个班级、哪位同学呢？其实，我们可以照搬身份证号的“分段编码”思路，给校园证也编一套专属密码！

2. 设计要求

教师：请同学们讨论，你觉得校园学生证编码需要有哪些信息组成？

引导：可以包含年级、班级、个人序号。

3. 小组合作探究

学生合作交流，给自己设计通行证编码，讨论出不同方案，思考：年级、班级和序号各需要几位？并说明设计理由，教师出示评价标准：只用数字，位数固定，唯一不重复，信息简洁精练。

4. 方案展示与冲突

成果初现：各小组展示自己的方案。例：给四年级3班第2号设计编码，方案一：年级1位+班级1位 +序号2位，如4302，方案二：年级1位+班级2位 +序号2位，如40302；方案三：年级2位+班级2位+序号2位，如040302

预设冲突1：方案一的班级用一位，如果班级扩大，数量增多，则不够用，引导超过10个班就要用两位。

预设冲突2：方案二的“4”能看出是四年级，但1位年级未来扩班/扩年级时不够用。如果学校是小学初中高中连读，规模较大时不适用。

学生互相评价方案，教师根据学生的方案不断调整。

5. AI优化决策

教师：今年我们是四年级，用编号04表示，那明年五年级是不是要重新制定编码呢？六年级的时候呢？怎样才能保证通行证编码一直是同一个，不用一直更新？我们让特工助手小智帮我们解答疑惑。

AI预设回答：用入学年份表示年级。教师提示本届四年级2022年入学。

教师继续引导：用入学年份后两位就可以。学校历史悠久则需要4位。

教师：听了小助手的建议，你觉得有什么办法编码可以一直保持同一个，不用一直更新。我们发现，设计编码不仅要考虑当下，还要考虑未来。请大家根据建议，结合我们刚才讨论的 “规范性、唯一性、简洁性” ，再次完善你们的编码方案。

6. 统一规范

完善方案：年级(入学年份后2位)+班级(2位)+序号(2位)

示例：2022 级 3 班 第 2 号 →220302

7.填写编码

教师出示一张表格，表头是姓名，入学年份，年级，班级，学号，请学生根据以上信息和刚刚优化的方案填写编码。

（四）课外拓展

1.教师：特工队完成得非常好！所以老师给大家准备了很多礼物。

教师展示各种礼物，一一擦出礼物，并展示生活中的编码，如楼层编码，路牌、银行卡、电话号码、运动员编码。人民币上也有编码，车牌、数学书条形码、崔桥小学官网二维码。有的是一串数字，有的是数字和字母组合，或者和汉字组合，课后请同学们研究这些编码的含义。

3.破译密码

教师出示一张数字与汉字的表格，请同学根据10121601060908和05031411170220破译上面的密码，最后展示“个人信息要保密，校园安全我守护”，提醒学生不要轻易把银行卡号和身份证号等个人信息告诉给陌生人。

（五）总结升华

1. 知识回顾：

教师：同学们，通过今天这节课你收获了什么？

在今天的任务中，我们不仅了解了身份证的秘密，还亲自设计了编码，甚至请AI帮我们优化了方案。我们发现，数字编码无处不在，它让信息传递更规范、唯一、简洁。

德育升华：未来是数字化的时代，希望同学们能像今天一样，保持好奇心，用数学的眼光观察世界，用智慧的头脑设计规则，同时也要时刻警惕，保护好个人信息，做一名文明的“数字公民”！

六、板书设计

数字与信息——校园数字特工队

1. 解码规则

   身份证：地址码(6)+出生码(8)+顺序码(3)+校验码(1)

2. 编码三原则

   规范性（位数固定） 唯一性（一人一码） 简洁性（信息精炼）

3. 校园通行证编码

年级(入学年份后2位)+班级(2位) +序号(2位)

2022 级 3 班 第 2 号 →220302

七、作业设计（分层）

1. 基础必做：向家人讲解身份证各部分含义，记录家庭邮编并说明定位。

2. 提升选做：设计家庭门牌编码（包含小区、楼栋、单元、户号）。

3. 拓展挑战：收集车牌、学号、快递单号等，分析其编码规则，下节课分享。