3.1 数据编码（教案）-高一信息技术同步教材配套教案+课件（教科版2019必修1）

教学单元 认识数据 教学主题 数据编码 教学目标 知识与技能 理解二进制、十进制、十六进制的内涵和相互转化方法 掌握数字信号、模拟信号的区别 运用模拟信号转化过程举例说明声音的转化过程 了解文本编码方法 过程与方法 通过视频、图片等多媒体播放，结合生活中的各种实例（二维码）等内容，让复杂问题简单化，同时更容易理解理论概念。学生也能够理解媒体信息是如何存储和转化的。 情感态度价值观 通过二维码、条形码实例结合生活实际，让学生能够利用信息技术制作自己的二维码。 核心素养培养 能够理解计算机处理数据的形式以及与数学之间的区别，利用处理多模态数据的数字化表示。 教学内容 二进制、十进制、十六进制；模拟信号、数字信号；文本编码 教学媒体 电子白板、PPT 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 情境导入 日常生活中，常有“扫码支付”。 类似：二维码、条形码。 观看视频【二维码制作和原理】。 提问：思考并说出如何制作二维码？二维码的原理是什么？ 思考，联系实际生活。 回答问题： 二维码原理就是利用黑、白、灰进行色彩标注、存储或索引信息，利用经过图像色块排列组合形成不同的二维码运用功能。 二维码是日常生活最常见的数据处理方式，通过引入二维码，让学生理解计算机的数据展示形式，并引入二进制概念。 课堂讲授 【知识点一、二进制、十进制、十六进制】 1、二进制 一般情况下，黑、白用数学符号0和1表示，即二进制。 场景二进制生活场景有：“灯泡”、“开关”。 逢二进一。 用于表示数字信号。 易于表示和计算。 最小单位为字节。 ○：表示1bit（比特），存在两个状态：0、1，因此是2^1。 计算机存储单位是字节（B表示），1B=8bit=2^8=256bit 思考 按照教师的案例认真听讲 适当自行练习 二进制和十六进制是计算机的处理单位，但是日常生活中是十进制，因此，将十进制作为中介概念，让学生能够理解和掌握二进制的概念，二进制、十进制、十六进制之间的转换。 尤其是各转换方法是通用的，适用于八进制，因此由学生当堂练习，区别不同的转换方式的细节不同。 2、二进制vs十进制 二进制转化成十进制： 十进制转化成二进制 二进制——十进制对照表 3、十六进制 · 由0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F 共16位数据表示。 · 逢十六进一 十进制转化为十六进制： 【知识点二、模拟信号、数字信号】 1、数据 数据是对客观事物的符号表示。 数据包含：数字型、图片型和视频型等。 2、数据的采集 认真听讲，做笔记。 填写表格。 认真听讲 本知识点较难理解，首先以图片形式为学生程序数据的类型。 其次让学生联系生活实际思考并填写表格，回忆采集数据的设备，进一步理解数据类型的概念和内涵。 最后，模拟信号和数字信号讲解时，要引入微积分的概念，让学生结合数学知识能够更容易通过图片理解模拟信号和数据信号之间的联系、区别。理解连续和离散的对比方式。 利用声音的数字化实例让学生掌握声音模拟信号如何转化为数字信号。 3、模拟信号、数字信号 按照取值特征，可以将信号分为模拟信号和数字信号。用传感器直接获得的信号一般为模拟信号，如声音、温度、压强等。模拟信号的值是随时间连续变化的，波形光滑。模拟信号的值称为模拟数据。以声音为例，通过话筒的声音传感器获得的声音信号取值情况如图 数字信号随时间的变化是非连续的，如图3.1.2所示。数字信号可以由模拟信号转换得来，数字信号的值即数字数据，直接用计算机所能理解的二进制表示，以方便计算机对其进行处理。 模拟信号向数字信号转化： · 采样：在时间轴上按照一定的时间间隔取一系列时刻，得到每个时刻对应的声波信号的瞬时振幅值。 · 量化：将第一步所得的振幅瞬时值往最接近的整数取整，每个样本所对应的整数值即为纵坐标，在图中标出这些整数值。 · 编码：将量化的整数值用二进制数值表示，即可得到一串二进制数 4、声音的数字化 · 我们不能把连续的音频信号存放在计算机中，必须将模拟声音数据转换为数字数据。将模拟声音数据转换为数字数据的这一过程，称为声音的数字化。 · 通常先对模拟声音信号按给定的时间间隔进行采样，然后对采样数据进行量化，最后将量化后的数据用计算机能够存储和处理的二进制数值表示，即编码。 【知识点三、文本的编码】 1. ASCII码 · ASCII码（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准码）用7位（标准ASCII码）或8位（扩展ASCII码）二进制数表示一个字符。 · 标准ASCII码字符集中定义了大小写英文字母、标