教學(xué)設(shè)計(jì)

課程基本信息學(xué)科信息科技年級四年級學(xué)期春季課題聲音編碼教科書書名：義務(wù)教育教科書信息科技教材出版社：浙江教育出版社出版日期：2024年1月教學(xué)內(nèi)容與學(xué)習(xí)對象分析教學(xué)內(nèi)容分析：本課內(nèi)容主要包括“認(rèn)識數(shù)字音頻”“聲音數(shù)字化”和“數(shù)字音頻的應(yīng)用”三個部分。重點(diǎn)學(xué)習(xí)的大概念是“聲音數(shù)字化過程中的編碼，通過活動探究采樣、量化和編碼的過程?！蓖ㄟ^“討論”部分分析人的聲音是怎么被數(shù)字設(shè)備“認(rèn)識”的，梳理身邊數(shù)字音頻應(yīng)用的原理；本課“建構(gòu)”的第一部分“認(rèn)識數(shù)字音頻”，通過播放不同格式的音樂并探究不同類型的音頻文件在音質(zhì)和容量上的區(qū)別，明確如何根據(jù)不同需求選擇不同文件類型。第二部分“探究數(shù)字化過程”，安排采樣、量化和編碼操作，并討論分析得出采樣、量化和編碼環(huán)節(jié)如果設(shè)置參數(shù)不一樣，生成的音頻質(zhì)量也不相同。第三部分“數(shù)字音頻的應(yīng)用”通過說說并體驗(yàn)應(yīng)用，呈現(xiàn)數(shù)字音頻應(yīng)用的廣泛和對生活帶來的便捷。小結(jié)環(huán)節(jié)梳理聲音模擬信號與數(shù)字信號相互轉(zhuǎn)化過程，讓生活中各種數(shù)字音頻應(yīng)用其背后的原理更直觀呈現(xiàn)。學(xué)習(xí)對象分析：經(jīng)過四年級上和四年級下“圖像編碼”與“字符編碼”等內(nèi)容學(xué)習(xí)，學(xué)生對數(shù)據(jù)和編碼已經(jīng)有一定的了解。生活經(jīng)驗(yàn)方面，數(shù)字音頻的使用在日常生活中隨處可見，學(xué)生對其有一定的接觸和使用經(jīng)歷，了解不同格式的數(shù)字音頻可以滿足不同需求。四年級的學(xué)生求知欲和探索欲強(qiáng)，抽象、概括、推理等能力開始形成。聲音數(shù)字化原理的理解相對抽象，對四年級學(xué)生來說存在一定難度，通過設(shè)計(jì)探究活動，讓學(xué)生將新舊知識有效整合，從而更好地加深對數(shù)字化過程和原理的理解。教學(xué)目標(biāo)分析（含核心素養(yǎng)導(dǎo)向）1.通過比較分析認(rèn)識數(shù)字音頻，了解數(shù)字音頻的特點(diǎn)和應(yīng)用場景，提高學(xué)生對數(shù)字音頻信息的敏感度和判斷力。2.通過實(shí)踐探究聲音數(shù)字化過程，培養(yǎng)學(xué)生的抽象、分解和建模能力，以及對數(shù)據(jù)和信息的處理能力。3.通過體驗(yàn)“個性化導(dǎo)航語音”生活實(shí)例，了解數(shù)字音頻廣泛應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生信息社會責(zé)任意識。教學(xué)重點(diǎn)：1.通過“音頻不同文件類型屬性對比”探究，認(rèn)識數(shù)字音頻。

2.通過體驗(yàn)“個性化導(dǎo)航語音”生活實(shí)例，了解數(shù)字音頻廣泛應(yīng)用。

教學(xué)難點(diǎn)：通過探究聲音采量、量化的過程，理解聲音數(shù)字化過程中的編碼。教學(xué)過程（一）討論：聲音文件傳輸?shù)男畔?.結(jié)合圖像編碼和聲音編碼，思考以下兩個問題：你會用微信的哪些方式和朋友聯(lián)系？人的聲音是怎么被數(shù)字設(shè)備“認(rèn)識”的？【教師引導(dǎo)】巡視學(xué)生課堂參與度情況，邀請學(xué)生回答。補(bǔ)充：計(jì)算機(jī)等數(shù)字設(shè)備只認(rèn)識0和1二進(jìn)制數(shù)，聲音的識別和圖像與字符編碼一樣，需要轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)才能被識別，這也就是我們今天要學(xué)習(xí)的聲音編碼。（板書出示）（二）建構(gòu)：認(rèn)識數(shù)字音頻和聲音數(shù)字化活動一：認(rèn)識數(shù)字音頻1.聆聽教師機(jī)播放的三個不同格式音樂文件，注意區(qū)分并描述它們之間聲音表現(xiàn)的差異。2.對三個文件分別查看屬性，并填寫不同文件類型屬性差異表，如表1所示，結(jié)合表1思考為什么要有這么多不同類型的文件？不同類型的文件具有什么特點(diǎn)？準(zhǔn)備展示匯報(bào)。表1：不同文件類型屬性差異表序號文件類型文件大小123【教師引導(dǎo)】1.介紹數(shù)字音頻如何形成，讓學(xué)生明確采用不同標(biāo)準(zhǔn)會產(chǎn)生不同類型的數(shù)字音頻文件，不同類型的音頻文件又有什么差異。邀請學(xué)生說說感受和不同點(diǎn)。2..組織學(xué)生查看三個文件的類型、大小，并將查看的結(jié)果記錄在表中。追問：生活中為什么要有這么多不同類型的文件？補(bǔ)充：這三種格式的文件用途各不相同，那占用內(nèi)存到底哪個更大？引出1B=8bit、1KB=1024B、1MB=1024KB。了解了數(shù)字音頻的屬性，下面我們就一起來探究數(shù)字音頻是如何形成的。活動二：探究聲音數(shù)字化過程1.閱讀書本17頁聲音數(shù)字化相關(guān)內(nèi)容，思考實(shí)現(xiàn)聲音數(shù)字化需要做哪些準(zhǔn)備？聲音數(shù)字化的一般過程是什么？2.觀看大屏中采樣取點(diǎn)過程，在波形圖上按學(xué)習(xí)單要求進(jìn)行標(biāo)注，并進(jìn)行思考與匯報(bào)。3.觀看大屏中量化和編碼過程，繼續(xù)在學(xué)習(xí)單圖2波形圖中，將采樣點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)值，按四舍五入法取整并標(biāo)注在圖2。結(jié)合進(jìn)制轉(zhuǎn)化表，將圖2中標(biāo)注的數(shù)值轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制數(shù)，繼續(xù)標(biāo)注在圖2。4.小結(jié)聲音數(shù)字化三個過程。表2：十進(jìn)制轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制對應(yīng)表【教師引導(dǎo)】1.學(xué)生回答。補(bǔ)充：聲音數(shù)字化過程中采樣之后需進(jìn)行量化最后才是編碼。此時(shí)教師出示PPT聲音數(shù)字化過程圖，這就是聲音數(shù)字化過程。2.出示采樣要求并展示取點(diǎn)過程。追問：現(xiàn)在采集的這些點(diǎn)計(jì)算機(jī)能認(rèn)識嗎？該怎么辦？3.介紹量化和編碼具體要求并展示操作步驟，巡視關(guān)注學(xué)生完成情況。4.以表格形式展示可以通過提高采樣頻率、增加量化位數(shù)、提升壓縮編碼技術(shù)來獲得音質(zhì)高容量小的音頻。（三）應(yīng)用：體驗(yàn)生活中的各類數(shù)字音頻1.數(shù)字音頻在生活中又有哪些應(yīng)用？2.“以微信語音為例”思考：計(jì)算機(jī)內(nèi)的聲音通過怎樣的過程才讓我們聽到？【教師引導(dǎo)】1.同學(xué)回答。2.補(bǔ)充：計(jì)算機(jī)內(nèi)的聲音被人聽到的過程，是將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為模擬信號的過程；人說話的聲音被計(jì)算機(jī)識別的過程，恰好是模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的過程。（四）小結(jié)評價(jià)：梳理聲音模擬信號與數(shù)字號相互轉(zhuǎn)化過程1.結(jié)合聲音與數(shù)字信號相互轉(zhuǎn)化過程圖，按照如下格式總結(jié)模擬聲音與數(shù)字聲音相互轉(zhuǎn)化過程，“