文檔可自由編輯打印文檔可自由編輯打印文檔可自由編輯打印《各種媒體信息在計(jì)算機(jī)中的表示》典型教學(xué)設(shè)計(jì)研究錄入者：澄海實(shí)驗(yàn)高級(jí)中學(xué)

錄入時(shí)間：2010-10-259:24:17

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課程分析：本課的主要內(nèi)容是讓學(xué)生了解各種媒體在計(jì)算機(jī)內(nèi)的二進(jìn)制表示方法。本課涉及到的文件數(shù)字化方法問題，在很多方面都有積極的指導(dǎo)意義。了解各種媒體信息的數(shù)字化方法有利于學(xué)生加深對(duì)文件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的了解，而掌握相關(guān)計(jì)算使學(xué)生在對(duì)文件結(jié)構(gòu)了解的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生對(duì)多媒體信息的數(shù)據(jù)量從一個(gè)感性認(rèn)識(shí)上升到理論層次，這將有利于指導(dǎo)他們?cè)谏钪惺褂煤线m的工具、合適的文件格式來存儲(chǔ)和傳輸多媒體數(shù)據(jù)，并根據(jù)需要選用合適的壓縮工具進(jìn)行壓縮，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。根據(jù)學(xué)生的實(shí)際水平與接受能力，本課將分兩個(gè)課時(shí)進(jìn)行，本節(jié)是第一課時(shí)，內(nèi)容涉及文本、圖像的數(shù)字化及壓縮原理。學(xué)習(xí)重點(diǎn)：了解文本、圖像在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示方法；熟練掌握文本、圖像的相關(guān)計(jì)算；學(xué)習(xí)難點(diǎn)：文本、圖像的數(shù)字化原理和相關(guān)計(jì)算；.數(shù)據(jù)壓縮的原理。學(xué)情分析：

本班是高二級(jí)理科班的學(xué)生，從能力上看，他們經(jīng)過了初中三年的學(xué)習(xí)，而且在高一時(shí)已完成了必修模塊的學(xué)習(xí)，已具備了一定的信息處理能力和學(xué)習(xí)方法，對(duì)二進(jìn)制和文件類型有初步的了解；從思維特征上看，理科班學(xué)生思想活躍、好動(dòng)，對(duì)于操作類的課很感興趣，因?yàn)檩^容易獲得成功感，但對(duì)理論課興趣不大。理科班的學(xué)生也有一個(gè)優(yōu)勢(shì)——邏輯思維能力較強(qiáng)，有一定的推理能力，因此，能否在一開始就緊緊抓住學(xué)生的注意力，找到一個(gè)既能貫穿整個(gè)教學(xué)流程、又能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)欲望和邏輯思維的案例，讓他們帶著問題，主動(dòng)探究，從而解決問題十分重要。設(shè)計(jì)思路：根據(jù)探究性學(xué)習(xí)理論，改變傳統(tǒng)教學(xué)中教師“滔滔講”學(xué)生“默默聽”的狀況，倡導(dǎo)學(xué)生“自主、合作、探究”的學(xué)習(xí)方式，真正實(shí)現(xiàn)“學(xué)生為主體，教師為引導(dǎo)”的理念。這節(jié)課涉及的知識(shí)都比較枯燥，因此在上課一開始我就以“痞子蔡能否以最低的成本把小說、輕舞飛揚(yáng)的照片發(fā)送到出版社”這一有趣的問題為線索，變“老師要教”為“學(xué)生要學(xué)”，相機(jī)誘導(dǎo)，穿插文本的數(shù)字化方法、位圖的數(shù)字化方法、量化位數(shù)與色彩數(shù)關(guān)系、數(shù)據(jù)壓縮等內(nèi)容，在教學(xué)各環(huán)節(jié)中注意主動(dòng)創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在需要，讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)問題、動(dòng)腦思考、動(dòng)手嘗試、動(dòng)口討論、主動(dòng)探究、合作學(xué)習(xí)，最終解決問題，從而落實(shí)知識(shí)點(diǎn)，發(fā)展技能。在教學(xué)過程貫徹新課程理念，注意挖掘課本知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用的交匯點(diǎn)，努力使知識(shí)生活化、實(shí)用化，既能激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又體現(xiàn)了技術(shù)服務(wù)于人的理念。學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解文本、圖像、聲音的數(shù)字化原理，熟練掌握相關(guān)計(jì)算；2.感受多媒體數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn)，知道視頻、動(dòng)畫的數(shù)字化原理；3.了解壓縮的原理，理解壓縮與冗余度的關(guān)系，掌握壓縮的操作方法與應(yīng)用。教學(xué)流程：一、問題引導(dǎo)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)，落實(shí)知識(shí)點(diǎn)㈠、創(chuàng)設(shè)情境，問題導(dǎo)入【課件展示】痞子蔡完成了“第一次親密接觸”以后，出版權(quán)經(jīng)投標(biāo)被一家出版社投得，出版社讓痞子蔡把小說最新修改版發(fā)過去，但剛好碰上網(wǎng)絡(luò)大塞車，QQ、郵箱、網(wǎng)絡(luò)硬盤都打不開，寄優(yōu)盤成本又過高，痞子蔡想通過軟盤寄到出版社，5萬多字的小說，軟盤能裝下嗎？后來他覺得還是應(yīng)該讓讀者認(rèn)識(shí)一下輕舞飛揚(yáng)的音容笑貌(展示輕舞飛揚(yáng).bmp和她的一段錄音)，因此他又掃描了一張輕舞飛揚(yáng)的照片，錄制了一段她的聲音和生活錄像，同樣想通過軟盤寄到出版社，他能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)嗎？【設(shè)計(jì)意圖】通過有趣的情境設(shè)置引起學(xué)生對(duì)各種類型媒體信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示方法以及容量的關(guān)注，自然引入本課教學(xué)內(nèi)容?！竞?jiǎn)要實(shí)錄】問題提出后，部分學(xué)生竊竊私語，有學(xué)生說見到很多圖片和聲音文件，都是幾兆多的，可能用軟盤只能寄出小說(文本)，大多數(shù)同學(xué)覺得應(yīng)該先弄清文本、圖像、聲音等在計(jì)算機(jī)里是怎樣表示的，得出文件大小后才能下結(jié)論。㈡、認(rèn)識(shí)文本【課件展示】在計(jì)算機(jī)中不管是文字，還是圖像、聲音，都變成了二進(jìn)制數(shù)字后以文件形式來存放，他們的數(shù)字化方法及占用的空間又是怎樣呢？請(qǐng)你用minihex.exe打開abcde.txt，并與“ASCII碼表.JPG”對(duì)照，能否找出兩者聯(lián)系？【設(shè)計(jì)意圖】變枯燥的理論為學(xué)生探索，由學(xué)生自主觀察與比較，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)換規(guī)律。

【簡(jiǎn)要實(shí)錄】教師簡(jiǎn)單演示十六進(jìn)制編輯器minihex的用法，特別要注意讓學(xué)生看到每個(gè)英文字母在計(jì)算機(jī)中對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)字。學(xué)生用minihex打開一個(gè)英文文檔(abcde.txt)，先記錄每個(gè)英文字母對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)字，然后打開“ASCII碼表.JPG”，通過ASCII碼表找到英文字母對(duì)應(yīng)的行號(hào)與列號(hào)，很快得出英文字母的轉(zhuǎn)換方法(由學(xué)生操作后總結(jié))：英文字母是通過查ASCII碼表的方法轉(zhuǎn)換成其對(duì)應(yīng)的行號(hào)與列號(hào)，每個(gè)英文字符占1字節(jié)的空間。學(xué)生再打開一個(gè)中文文檔，發(fā)現(xiàn)每個(gè)漢字占用2字節(jié)的空間。學(xué)生歸納總結(jié)：1個(gè)英文字符=1字節(jié)，1個(gè)中文字符=2字節(jié)回應(yīng)案例，讓學(xué)生計(jì)算痞子蔡是否能用軟盤寄出小說(小說約5萬漢字，而軟盤的容量為1.44M)。

㈢、認(rèn)識(shí)位圖圖像1.課件展示⑴.請(qǐng)你把教師所給的圖像文件用acdsee不斷放大，觀察最終現(xiàn)象，思考為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？⑵.請(qǐng)你通過資源管理器查看“輕舞飛揚(yáng).bmp”的大小，判斷是否能用軟盤裝下？【設(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)圖像的基本組成單位，并引出圖像占用空間非常大的問題，讓學(xué)生產(chǎn)生繼續(xù)探究的欲望，探討圖像的大小與什么因素有關(guān)。【簡(jiǎn)要實(shí)錄】學(xué)生發(fā)現(xiàn)圖像放大后出現(xiàn)很多格子，覺得好奇，教師可讓基礎(chǔ)好的學(xué)生來介紹圖像的構(gòu)成單位：像素，因此位圖放大后會(huì)出現(xiàn)失真(格子)，并且由于一個(gè)圖像包含了很多像素，因此造成圖像文件會(huì)很大。教師適時(shí)引導(dǎo)，一個(gè)圖像包含的總像素?cái)?shù)怎樣計(jì)算？(學(xué)生總結(jié))總像素?cái)?shù)=橫向分辨率×縱向分辨率，如1000×750=75萬像素提到75萬像素時(shí)很多同學(xué)都似曾相識(shí)一般，有學(xué)生與旁邊同學(xué)議論，說購(gòu)買數(shù)碼相機(jī)或者能拍照的手機(jī)都有這個(gè)性能指標(biāo)，但不知道代表的意義，教師：既然75萬像素可以照1000×750的相片，如果我告訴你我的數(shù)碼相機(jī)是300萬像素的，你能理解這300萬像素代表什么意義呢？(能照出更大、細(xì)節(jié)更豐富的照片)。不少同學(xué)象恍然大悟一樣都發(fā)出了“喔”的聲音：原來在選購(gòu)數(shù)碼相機(jī)的時(shí)候經(jīng)常說的多少萬像素是這樣的含義，以下是部分學(xué)生的摘錄：程理健：我的手機(jī)是30萬像素的，怪不得最大只能照640X480。譚子健：我姐上星期買了個(gè)500萬像素的，早知道叫她買700萬的好了。楊梓欣：700萬像素的相機(jī)很貴吧，而且我還看到過，分辨率太高存儲(chǔ)卡很容易爆滿的。譚子?。含F(xiàn)在4G的存儲(chǔ)卡也不貴，4G可以照很多照片了吧？教師：相信在學(xué)圖像分辨率之前，很多同學(xué)都知道選數(shù)碼相機(jī)時(shí)總像素?cái)?shù)很重要，越大越好，但為什么越大越好？現(xiàn)在你明白了吧？很多時(shí)候我們學(xué)習(xí)不但要知其然，更要知其所以然，才能靈活運(yùn)用解決問題。2.課件展示：圖像大小除了與圖像分辨率有關(guān)外，還與什么因素有關(guān)呢？請(qǐng)你用畫圖軟件打開“輕舞飛揚(yáng).bmp”，把它分別存儲(chǔ)為單色位圖、256色位圖，24位位圖，記錄文件顏色數(shù)、文件大小，每個(gè)像素占用的空間。(這里教師要強(qiáng)調(diào)存完一種格式后應(yīng)把源文件重新打開，再存為另一種格式)項(xiàng)目格式橫向分辨率縱向分辨率總像素?cái)?shù)圖像大小(B)每個(gè)像素占用字節(jié)圖像質(zhì)量單色位圖100075075000096062約1/8字節(jié)只有黑白兩種顏色256色位圖1000750750000751078約1個(gè)字節(jié)面部有些顏色會(huì)丟失，圖像出現(xiàn)失真24位位圖1000750750000約3個(gè)字節(jié)圖像質(zhì)量高，無失真【設(shè)計(jì)意圖】通過讓學(xué)生存儲(chǔ)不同量化位數(shù)的圖像，形成量化位數(shù)與圖像質(zhì)量(即顏色總數(shù))間的直觀印象，并計(jì)算每個(gè)像素占用的字節(jié)數(shù)，為下面圖像文件大小的分析與計(jì)算作鋪墊?！竞?jiǎn)要實(shí)錄】學(xué)生發(fā)現(xiàn)特點(diǎn)：雖然圖像的分辨率沒變化，但每種圖像占用的空間卻不同，圖像文件的大小≈總像素?cái)?shù)×每個(gè)像素占用字節(jié)，而如果每個(gè)像素占用的字節(jié)數(shù)越多，色彩就越豐富，圖像的質(zhì)量也越好，但圖像就會(huì)越大，為什么會(huì)這樣呢？小組內(nèi)展開討論，研究顏色數(shù)與量化位數(shù)的關(guān)系。學(xué)生在稿紙上畫格，然后往里填二進(jìn)制數(shù)，很快發(fā)現(xiàn)規(guī)律：1個(gè)位可以容納1個(gè)二進(jìn)制數(shù)字，只能往里面填0或1，共有兩種狀態(tài)，因此只有黑白兩種顏色。2個(gè)位可以容納兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)字，狀態(tài)可以是00，01，10，11，共有四種狀態(tài)，就是四種顏色。3個(gè)位可以容納三個(gè)二進(jìn)制數(shù)字，狀態(tài)可以是000，001，010，011，100，101，110，111，共有八種顏色。學(xué)生總結(jié)顏色數(shù)與量化位數(shù)關(guān)系：顏色數(shù)=2量化位數(shù)；【課件展示】圖像顏色數(shù)=2量化位數(shù)學(xué)生總結(jié)圖像文件大小的計(jì)算方法：橫向分辨率×縱向分辨率×每像素占用字節(jié)數(shù)(或量化位數(shù)/8)【課件展示】圖像大小=橫向分辨率×縱向分辨率×每像素占用字節(jié)數(shù)(或量化位數(shù)/8)㈣、認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)【課件展示】1.輕舞飛揚(yáng).bmp的量化位數(shù)是24，即一個(gè)像素占用3個(gè)字節(jié)，請(qǐng)你計(jì)算該圖像的大小，并判斷能否用軟盤寄出；2.如果不能，但痞子蔡非要降低成本，還是想用軟盤寄出去呢？你能給他想辦法嗎？提示：用小時(shí)候被老師罰抄名字100遍為例，你能否理解壓縮的原理？3.請(qǐng)你分別壓縮“純色圖.bmp”(只有一種顏色)與“first.txt”(小說：第一次親密接觸)，對(duì)比兩者的壓縮比率，思考與討論壓縮比率與什么有關(guān)？【設(shè)計(jì)意圖】通過一個(gè)學(xué)生都可能經(jīng)歷過的形象類比(罰抄名字)，一正一反兩個(gè)設(shè)問，讓學(xué)生在輕松愉快的氣氛中掌握壓縮的原理。并通過學(xué)生自主比較兩種類型的文件壓縮后的對(duì)比(一幅純色圖因所有像素的顏色都是相同的，未壓縮時(shí)為1440054字節(jié)，壓縮后只有843字節(jié)，壓縮比率達(dá)1:1700，而一篇txt文檔只能壓縮到原來的1/2到1/3左右)，學(xué)生很容易得出“重復(fù)的數(shù)據(jù)越多，壓縮比率越大”這一結(jié)論，體現(xiàn)“以誘達(dá)思”?！竞?jiǎn)要實(shí)錄】教師：為什么數(shù)據(jù)可以被壓縮？其實(shí)罰抄名字就體現(xiàn)了壓縮這一理念。老師是怎么布置任務(wù)的？壓縮方式：他需要給你念張三張三張三嗎？他只要告訴你抄〖張三100遍〗，你是怎么完成任務(wù)的？非壓縮方式。展示“壓縮原理圖.jpg”。反問：要抄的名字是張三李四何五陳六林七趙八，老師能否用壓縮方式布置任務(wù)？從中可看出，數(shù)據(jù)為什么可以被壓縮呢？學(xué)生都覺得很有趣，稍加思考后得出：有重復(fù)的數(shù)據(jù)。學(xué)生打開指定文件，在文件上按右鍵把文件添加到壓縮包，可能是壓縮率太高的原因，不少學(xué)生出現(xiàn)驚訝和不相信的表情，還與旁邊的同學(xué)交流壓縮的結(jié)果。二、知識(shí)應(yīng)用，拓展延伸1.痞子蔡怕軟盤某些區(qū)域損壞，想到了在一張軟盤上復(fù)制多份小說，他最多能放多少個(gè)小說的復(fù)件？2.請(qǐng)計(jì)算常用的16位色能呈現(xiàn)出多少種顏色？3.如果一臺(tái)3百萬像素的數(shù)碼相機(jī)，能否拍攝1920×1440的照片，它可拍照片