【中小学】高一上下册3.1数据编码第一课时教学设计.docx

数据编码第1课时教学设计广州市第16中学 xxx【学科核心素养】能够根据问题需要，根据不同的数据形式寻求恰当的方式获取与处理信息；能够敏锐地感觉到 信息的变化，分析数据中所承载的信息；采用计算机可以处理的方式界定问题、抽象特征、合理组 织数据；掌握数字化学习资源与学习工具的操作技能。【学业要求】知道数据编码的基本方式；了解数据采集、分析和可视化表达的基本方法。【内容要求】在具体感知数据与信息的基础上，知道数据编码的基本方式；通过典型的应用实例，了解数据采集、分析和可视化表达的基本方法。【教学内容分析】本章节选自高中信息技术必修1数据与计算3.1数据编码第一课时，通过“办理身份证” 和“语音模拟数据转换为数字数据”两个活动，引导学生建立对数据的表现形式的感性认识，以及 形成对模拟数据进入计算机时必须进行数字化采集的理性认识。【学情分析】本节课的教学对象是高一年级学生，对数据编码这一部分，学生已在第一章初识数据与计算 中对数据有了初步的了解，而且高一学生出生于00后，是数字原住民，生活中的数据无处不在，教 师只需要引导学生就可以明白数据表现方式。但学生没有接触过数据编码，对于编码这一点是未曾 涉及过的，且知识点较为抽象。结合以上两点，在教学设计的过程中可以考虑给学生提供多种呈现 方式的脚手架，在教师讲授后让学生动手探究学习。【教学目标】1 .知道模拟信号与数字信号；2 .能够解释声音的数字化过程；3 . 理解声音数字化过程中影响音频的声音质量的因素；4 . 能够计算无压缩音频占用的存储空间。【教学重难点】教学重点：模拟数据的数字化方法教学难点：模拟数据的数字化方法【教学准备】网络机房；在线课堂教学平台；Audacity软件；微课；教学课件和学案。【教学策略】教法：任务驱动（以任务串联课堂教学）、问题导学（以问题引领学生探究）、演示法、讲授 去学法：思考讨论、自主探究、实践学习XX过程与方法 (教师活动)学生活动设计意图教学资源引 入知识回顾：(0.5min)问1：数据的表现形式有什 么？创设情境:(2.5min)问2 :我们办理身份证时，需 要哪些信息呢？在身份证管理 系统中收集了你的哪些资 料？除了这些数据之外，生活中还 有哪些数据可以采集以及如何 采集、通过什么途径采集呢？ 教师展示计算机处理数据的表 格问3 ：以上数据如何进入计算 机？它们在计算机内部如何存 储2因为计算机只能存储和处理二 进制数值，所以这些数据需要 经过编码，用预先规定的方法 编成可以存储在计算机里的数 值。思考并XX学生XX :姓名 、身份证号、 照片等。学生思考用实际生活中的 事例吸引学生的 注意力，引导学 生思考数据的表 现形式、采集设 备。让学生初步了解 数据编码的意义XXX(-)讲授 新课一、模拟信号与数字信号 (3min)问3:在我们的手机或电脑传 输数据时，都有一个模拟信号 转为数据信号的过程，什么是 模畛信差？什么是数XXX呢？ 展示两幅图教师：左边代表的是模拟信号 ,用传感器直接获得的信号一 般为模拟信号，如声音、温度 等；它的波形光滑，随时间连 续变化，模拟信号的值称为思考XX教师展示图片， 学生在图像与文 字双重呈现方式 下加深对模拟、 数字信号的印 象，为之后模数 转换打基础。XXX模拟数据。听讲右边代表的是数字信号，它随 时间变化非连续、离散化。数 字信号的值即数字数据，直接 用计算机能理解的二进制表示 ,数字信号可以由模拟信号转 换得来。打开一个声音文件，放大，可以看到由一个个采样点连接而 成，这就是声音的数字信号。二、声音的数字化（模拟数据 转为数字数据）（15min）问4 :那么，声音的模拟信号 如何转换为数字信号？1、要把模拟信号'精确地”存储 到计算机中，最容易想到的办 法就是依次记下曲线中每个点 的坐标。但是，曲线中的点有 无穷多个，我们却只能记录有 限个点，怎么办？答案是在横 轴上按照一定的时间间隔取一 个瞬时值，也就是采样，如右 图所示。间隔多长时间取一个 瞬时值好呢？ 1秒，0.1秒？ 这个时间间隔的倒数称为采样 频率，即1秒内对声音信号的 采样次数，单位是xxx （Hz）。 左右两幅图，波形相同，但采 样次数不相同，右边的采集点 是左边的两倍，对比可以知道 ,在一定的时间内，采集的信 号样本越多、对纵轴的刻度划 分越细密、对信号波形的表示 就越精确，那采样频率不同， 会不会对音频的声音质量有影 响呢？观看老师录制的视频2、量化采样后，我们需要对每个声音 采样点的瞬时值进行量化，将听讲、思考、 回答观看视频教师展示图片与 声音文件，学生 在图像与文字双 重呈现下加深对 模拟、数字信号 的印象通过教师与学生 一问一答弓I发学 生的思考，帮助 学生理解新知。PPT视频信号波形的纵轴划分为若干区 间，落到某一区间的采样点按 四舍五入的规则取整选值。如 图所示。我们使用量化位数来区分量化 的精确度。不同的量化位数， 可记录的声音数据范围不一样 ,如表所示。很明显，量化位 数越大，可记录的数值越多， 音频的声音质量越好，但相对 应所需存储空间越大。标准 CD音频的量化位数为16位。 3、编码量化得到的整数值要进行编码 ,也就是用计算机能够存储和 处理的二进制数值表示。有些 编码可能采用压缩算法，如 XXX MP3格式的音频文件，就 是经过压缩处理的，这种格式 的音频质量没有wav格式的高O学生参照图3.1.5及十进制与 二进制数对应表，把量化得到 的整数值所对应的二进制数值 填入P52表312。4、教师引导学生总结，从模 拟数据到数字数据的三过程： 采样、量化、编码。在这个过 程中，不考虑编码的压缩算法 ,影响音频的声音质量的参数 有采样频率、量化位数。5、 除了这两个参数外，声道数也 会影响音频的声音质量，请观 看老师录制的视频。从视频中 可以知道双声道比单声道的表 现力更丰富，但所需存储空间 翻了一倍。完成活动1在教师带领下 总结学生通过上面的 学习完成表格填 空，理解编码过 程。教师带领学生总 结模数转换的过 程，加深学生对 这一知识点的理 解。PPT观看视频视频（三） 三、音频所需占用存储空间自主 探究的计算公式(10min)1.教师播放视频"Audacity录 音和保存文件的方法”学生根 据微课完成课堂活动2观看视频、学 生完成活动2 现场录日，对学生通过实践进 一步理解声音数 字化的全过程。PPT视频2 .教师展示比较两个文件大 小结果3 .根据影响音频的声音质量三 个参数，我们来归纳一下，无 压缩音频所需占用的存储空间 的计算方法。它的计算公式为 ：(采样频率(Hz) x量XXX(bit) x声道数).8,需要注意计 算机存储数据的基本单XX字节 ,8比特构成1字书，这就是 除以8的原由，另外采样频率 是1秒内采样次数的多少，所 以算出来的单XX B/so比两个文件大 小差异，思考 影响存储空间 大小的因素收听、思考通过活动理解影 响声音存储数据 量的因素补充知识：1 Byte=8bit 1KB=1024B 1MB=1024KB4、布置活动3 xxx听讲、思考学生完成活动3XXX通过计算，巩固 已讲的内容PPT(四)课堂 小结归纳总结本节课的学习内容 (2min)听讲、XXX识点总结、梳理、XXXPPT