随着科技的发展，人类已进入大数据时代，当前，我国人工智能的发展态势良好。党中央、国务院高度重视并大力支持发展人工智能。习近平总书记在党的十九大、2018年两院院士大会、全国网络安全和信息化工作会议、十九届中央政治局第九次集体学习等场合多次强调要加快推进新一代人工智能的发展。2017年国务院发布《新一代人工智能发展规划》，将新一代人工智能放在国家战略层面进行部署。要发展人工智能，应该从义务教育阶段，尤其是小学阶段，就要让学生了解人工智能，因为他们正身处在人工智能发展的大环境下。
　　研究背景与学情分析
　　本课选自《小学人工智能基础》上册第二单元《知识表示与推理》，是本单元的起始课。人类智能的进化与知识的学习密切相关，如幼儿在3岁左右词汇量快速增加并逐渐接近成年人的说话方式，儿童在4岁左右语言已具有一定的逻辑性、在5岁左右可以根据讨论的话题表达自己的见解。机器是怎样拥有知识并像人类一样利用知识进行思考的呢？《知识表示与推理》就是让学生去体验从机器到智能的过程。本课作为单元起始课，以二进制这一计算机最基础的数制为主要内容，引领学生从最简单的“0”和“1”开始，逐步了解人工智能领域机器表示信息的方法。
　　在课前调查中，我们发现学生们思维活跃，对学习人工智能相关内容有着极高的热情与渴望，愿意思考并尝试用多种方式解决问题。在第一单元《走进人工智能》的学习中，他们已经了解了什么是人工智能，体验了典型的人工智能产品。在已有的数学经验方面，他们对十进制的计数及进位方法掌握的极好，但对于二进制的相关内容没有认知。
　　实践活动是从学生的真实生活和发展需要出发，强调学生亲身经历各项活动，在动手做、实验、探究的过程中进行体验。著名心理学家皮亚杰指出：“真正的学习不是由教师传给儿童，而是出自儿童本身，这是一个主动的发展过程。”教师通过多种途径唤醒学生的自主意识，启发学生从被动接受学习中走出来，引导他们积极思索，自主实践，学会学习，生动活泼地健康发展。本课利用学生已有的数学经验和信息技术，将任务与情境相结合，引导学生在观察、实践中认识和学习。
　　本课的学习目标有以下几项：认识二进制数，知道计算机中主要用的数制是二进制;通过实践活动，体验二进制数与十进制数的转换;使用图特板，体验用二进制表示信息的方法。教学重点在于认识二进制数并能够体验用二进制表示信息的方法，而教学难点是能够进行二进制数与十进制数的转换。
　　课程实践探索
　　本课的学习方式以学生在教师指导下开展的实践活动为主。针对学习内容，教师设计了不同主题的实践活动——认一认、摆一摆、数一数、动一动、看一看、做一做，力求将略显枯燥的资料性、概念性知识融入活动中，使学生在活动体验中逐步认识二进制数并能够体验用二进制表示信息的方法，能够进行二进制数与十进制数的转换。
　　1.认一认，了解0和1
　　教师出示教具并对学生提问：你认识这个符号吗？你在哪里见过它？如图1。学生会很快地回答是“开关”符号，在电脑、电视机等一些家用电器上见过。教师提问并板贴：请你仔细观察，这个开关符号是由哪两个数字组成的呢？教师用自制的教具将“开关”符号分解成0和1。学生们都恍然大悟，其实开关符号是由0和1组成。
　　图1 开关教具及分解图示
　　接下来，教师将分好的0和1教具贴在黑板上，继续提问：生活中有很多像这样表示两种相对状态的事物，你能说一说吗？这个时候学生回答一个就在教具0和1下面对应书写板书。学生们回答完毕后，教师拿出两张卡牌问学生纸牌的正面和反面可以用0和1表示吗？请学生代表上台前摆好。
　　教师总结，像这样两种状态的事物，都可以用0和1来表示。從生活实际出发，让学生了解身边的0和1。
　　2.摆一摆，初识二进制
　　教师拿出一套大的卡牌在黑板上演示。如图2。
　　图2 卡牌演示图
　　请学生结合以往的学习经验，说出反过来的卡牌应该是几点。学生很容易说出是8点，因为他们找到规律，相邻两张卡牌的点数左边是右边的2倍。运用已有的数学知识解决问题。翻过卡牌学生观察从左到右卡牌上的点数是从大到小的规律。
　　教师邀请学生共同玩一个游戏：每位学生拿出一套小卡牌，自己先在课桌上按照教师演示的顺序从左到右依卡牌上的点数从大到小的规律摆好卡牌。教师出示一个数字（十进制数），请你快速地用所有朝上的卡牌点数之和将数字表示出来。并注意卡牌顺序不能改变，不用的卡牌请反过来，不要拿走。如教师出示22这个数，请学生操作。
　　教师请摆得快的学生在黑板上摆好大卡牌。学生们都摆完后，教师和学生交流，你能用0和1来表示现在卡牌的状态吗？教师用手指向刚才的板书来提示学生。很快学生可以说出正面的卡牌用1表示，反面的卡牌用0表示。教师和学生一起在卡牌下面标注上0和1，如图3。
　　图3