《数据编码》第 1 课时教学设计

3.1《数据编码》第1课时教学设计学科核心素养:能够根据问题需，根据不同的数据形式寻求恰当的式获取与处理信息；能够敏锐地感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界定问题、抽象特征、合组数；握字学资与习具操技。学业要求:知道数据编码的基本方式；2、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:本节课自中息技必修数与算.数编第1课通办身证”和“语音模拟数转换为数字数据”两个活动，导学生建立对数据的表形式的感性认识，以及成模数进计机必进数化集理认识。学情分析:节的学象高年学生数编这部生在一识据计算》中数有初的解而高学0后是字住生中数无不在教师只需要引学生就可以明白数据表现方式。但学没有接触过数据编码，对编码这一点是不曾涉及过的，且知识点较抽象。结合以上两点，在学设计的过程中可以考虑学生提供多种呈现式脚架在师授让生手究习。教学目标: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:学点模数的数字化方法学点模数的字方法教学准备:机房；在线课堂教学平台；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、讲授法学法：思考讨论、自主探究、实践学习教学过程:环节过程与方法（教师活动）学生活动设计意图教学资源一）引入知识回顾：（1min）问1：数据的表现形式有什么？创设情境：（2min）问2我办身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？了些据外活中还有哪些数据可以采集以如采过么径采呢？教师展示计算机处理数的格问以数如进计算机？它们在计算机内部如何储？因为计算机只能存储和理进数以些数需经编预规定的方法编成可以存储在计算里数。思考并回答学生回答：姓份号、片。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。让学生初步了解据码意义PPT二）授课一、模拟信号与数字信号（3min）问在们手或脑传数时有个拟号为据号过么是模拟信号？什么是数字信号？展示两幅图教师：左边代表的是模拟信传器接得信号般模信声温等的形滑时间续化拟号值为考答教师展示图片，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，为之后模数换基础。PPT模拟数据。听讲听讲、思考、答观看视频边表是字号随间化连、散。教师展示图片与数字信号的值即数字数据，直声音文件，学生接用计算机能理解的二进制在图像与文字双表示，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，可重呈现下加深对模拟、数字信号以看到由一个个采样点连接的印象而成，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PPT的点有无穷多个，我们却只能通过教师与学生记录有限个点，怎么办？答案一问一答引发学是在横轴上按照一定的时间隔一瞬值就采右所隔长时生的思考，帮助生解知。间取一个瞬时值好呢？1秒，0.1秒？这个时间间隔的倒数1秒内对声音信号的采样次数，单位是赫兹（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，将信号波形的纵轴划分为若干完成活动1在教师带领下结观看视频区间，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，如保存成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。学生通过上面的学生参照图3.1.5及十进制与进数应量得到的整数值所对应的二进制数学习完成表格填空，理解编码过值填入P52表3.1.2。程。PPT4、教师引导学生总结，从模拟数据到数字数据的三过程：教师带领学生总采样、量化、编码。在这个过结模数转换的过程中，不考虑编码的压缩算程，加深学生对法，影响音频的声音质量的参这一知识点的理数有采样频率、量化位数。解。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。从视视频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。三、音频所需占用存储空间的计算公式（10min）自主1.教师播放视频观看视频、学学生通过实践进PPT探究“录音和保存文件的方法”学生根据微课完成课堂活动2生完成活动2现场录音，对一步理解声音数化全程。视频2.教师展示比较两个文件大比两个文件大小结果小差异，思考3.根据影响音频的声音质量影响存储空间通过活动理解影三个参数，我们来归纳一下，大小的因素响声音存储数据无压缩音频所需占用的存储空间的计算方法。它的计算公量的因素式为：（采样频率（Hz）×量收听、思考需要注意计算机存储数据的基本单位是字节，8比特构成1字这是除以8的由，另外采样频率是1秒内采样次数的多少，所以算出来的单位是B/s。听讲、思考补充知识：1Byte=8bit1KB=1024B1MB=1024KBPPT4、布置活动3计算题学生完成活动通过计算，巩固3计算题已讲的内容四）堂结归纳总结本节课的学习内容（2min）听讲、回顾知点总结、梳理、巩固PPT板书设计:3.1《数据编码》