1.2.3数据编码及压缩 教学设计-2023-2024学年人教/中图版（2019） 高中信息技术必修1

学 科 信息技术 年 级 班 级 授课教师 章 节 第一章第二节 课题名称 数据编码及数据压缩 课 型 新授课 课标要求 内容要求： 知道数据编码的基本方式,了解数据编码意义和作用，理解数据采集、分析和可视化表达是数据处理的重要环节，结合生活中的实例感受它们对人们日常生活的影响。 学业要求： 能够描述数据与信息的特征，知道数据编码的基本方式。 掌握数字化学习的方法，能够根据需要选择合适的数字化工具开展学习。 教学目标（核心素养） 1. 理解字符编码、声音、图像编码实现过程，知道采样、量化、编码三个步骤。【信息素养】【计算思维】 2. 知道声音、图像影响因素，掌握字符、声音、图像存储容量的计算方法，能够选择合适的工具解决常见问题。【信息素养】【计算思维】 3. 能够根据需要选择合适的字符编码；认识到图像信息安全风险，尊重他人的知识版权，承担信息社会责任。【信息社会责任】 教学重点 1.常见的字符编码方案；2.声音编码的实现过程；3. 图像数字化的实现过程4、数据压缩 教学难点 1.常见字符处理问题的解决方法；2.音频质量的影响因素 教学方法 讲授法，案例分析法、探究法 教学过程 教师活动 学生活动 二次备课 新 课 引 入 请同学们帮忙看看我这个文档是怎么了 ？在日常使用计算机的时候，同学们有没有遇到过这样的情况或问题呢： 打开文本文档、浏览网页时出现了乱码现象 遇到这些情况时，我们该怎么办呢？若想解决问题，必要知其原理。今天，我们就和大家一起来探究计算机是如何处理字符的。 观察打开的文档，思考为什么会出现这种情况？ 展示一篇文档，发现文档怎么变成了乱码，用请同学们帮帮忙引入课题，引导学生思考这是什么原因造成的。 教 学 环 节 教 学 环 节 计算机作为数据处理的一种工具，只识别0和1的二进制。因此，在处理各种对象时需要将其转换成计算机可识别的二进制数据。那么字符是如何转变成二进制的呢？ 一. 字符编码 1. 字符编码的概念 字符编码是按照预先确定的规则，将所需字符转换映射为计算机可以接受的二进制数字的过程。字符编码方案会为每个字符指定对应的数字编码，便于不同计算机系统间交换文件，产生的编码叫做交换码。 字符编码包括字符集（系统支持的所有抽象字符的集合）与字符编码（方案）（符号集合与数字系统间建立对应关系的法则）。 (1) 英文字符编码方案——ASCII 在ASCII编码方案中，制定了包含128个英文字符的字符集，包括英文大小写字、数字、常用符号等。 提问思考：至少需要几个字节可以表示128个字符呢？ 1个字节为8位，可以表示256种情况。因此，ASCII采用1个字节对128个字符进行编码。 (2) 中文字符编码方案 当计算机引入中国后，我国的中文汉字多达10万多个，1个字节的ASCII编码已无法满足需求。因此，我国设计了GB系列字符编码用于将汉字转换为计算机可接受的数字。 (2) 中文字符编码方案 当计算机引入中国后，我国的中文汉字多达10万多个，1个字节的ASCII编码已无法满足需求。因此，我国设计了GB系列字符编码用于将汉字转换为计算机可接受的数字。 (3) unicode字符集与编码方案 每个国家拥有自己的语言和文化，在使用计算机时也会建立自己的字符编码。随着互联网将世界连接起来，各个国家采用的字符编码不同，信息交流时就会产生问题。那么有没有一种编码方案能够容纳世界上的所有字符，实现集大成者呢？ 面对这样的情况，国际标准化组织和Unicode组织制定了unicode字符集，致力于将世界上所有文字和符号都纳入，以满足使用不同语言的人利用计算机进行信息交流。对于unicode字符集，常见的编码方案有UTF-8、UTF-16、UTF-32等。 (4) 体验活动：txt中的联通 刚刚我们学习了常见的字符编码，下面我们通过实践体验一下不同的字符编码对字符处理会产生什么样的影响。 ① 体验实践 请同学们在自己的计算机中新建一个txt文档，输入“联通”两个汉字，保存后再打开看看会出现什么？ ② 原理分析 经过实践，同学们发现“联通”两个字变成了乱码，那么这是为什么呢？让我们通过一段短片来看一下。 ③ 问题解决 文本文档【另存为】-【编码】选项中选择合适的字符编码。 二、声音编码 在平时的生活中，我们经常会使用微信语音来和别人交流。在聆听微信语音的时候，你有没有注意过这样一个现象：对方发过来的微信语音和他真实说话的声音不太一样呢？声音是如何进入手机成为微信语音的？下面我们继续来了解说话声音到微信语音都经历了什么过程。 1.声音的表示 声音是由振动产生的，振动可以通过波形来记录。振幅反映了响度的