高中信息技术粤教版（2019）必修一 1.2数据编码 教学设计

教学设计 课程基本信息 学科 信息技术 年级 高一年级 学期 秋季 课题 1.2数据编码 教科书 书 名：《数据与计算》教材 出版社：广东教育出版社 教学目标 1.了解计算机进行数据编码的原理及含义，理解数据编码的现实意义。 2.了解文本、图像和声音等三种数据编码方式，熟悉数据编码的基本过程，掌握数据编码文件大小的计算方法。 3.初步了解计算机语言与人类语言的区别，进一步体会信息技术在生活中的应用和价值，感受数据的魅力。 教学内容 教学重点： 1.认识数据编码的基本方式。 2.理解计算机进行数据编码的价值。 教学难点： 1.比较模拟信号与数字信号。 2.掌握编码的文件计算方法。 学科核心素养 1.明确数据编码的含义与价值，初步了解计算机语言与人类语言的区别，分析日常生活实例中的数据特征。（信息意识） 2.了解模拟信号与数字信号的含义及其相互关系，能够分析和比较两者在通信中的优劣。（信息意识） 3.了解文本、图像和声音这三种基础的数据编码方式，熟悉数据编码的基本过程，掌握数据编码文件大小的计算方法。（计算思维） 4.在学习过程中，能够评估常用的数字化工具与资源，根据需要合理选择。（数字化学习与创新） 5.在信息活动中，具有信息安全意识，尊重和保护个人以及他人的隐私。（信息社会责任） 教学过程 一、课堂导入 教师播放电影《风声》片段，请学生思考问题： 1、视频中用什么传递消息？ 2、为什么不使用文字？ 顺利引出“现实世界中的事物现象符号化、数据化”这一概念，告诉学生这一过程就称之为“编码”。激发学生学习热情的同时导入本节课题。 二、新知教学 （一）模拟信号与数字信号 模拟信号是指连续变化的物理量所表达的信息，其信号的幅度、频率或相位随时间作连续变化，波形可以是简单的，也可以是复杂的。模拟信号是传导能量的一种方式。无论是有线的电话、还是无线的广播电视，都是用模拟信号传输信息的。 数字信号是离散时间信号的数字化表示。其信号的自变量、因变量都是离散的。数字信号具有抗干扰能力强、保密性可靠性高的优点。 探究活动一：分析、比较模拟信号与数字信号在通信中的优劣，完成表格。 思考问题：1、可以用什么方式传递莫尔斯密码？2、莫尔斯码为众人所熟知，在传递过程中信息很容易被截取并破译，如何设计只有你和同伴才能看懂的“密码”，并用“密码”传递信息？通过莫尔斯码了解模拟信号的数字化过程。 （2） 编码的基本方式——文字编码 介绍生活中常见的编码，如身份证号，二维码等。 1、ASCII码——英文字符编码 介绍ASCII码，观察课本上的ASCII码表。一问“ASCII码表一共有多少种编码”，二问“8位二进制码可以有256种组合方式”，加深学生ASCII码有8位二进制数却只有128种编码的印象，解说ASCII码的编码规则中，首位固定为0。 探究活动二： 根据ASCII码表，翻译下面数据： 073 032 108 111 118 101 032 080 121 116 104 111 110 033 2、国标码——中文字符编码 介绍国标码及发展过程。解说国标码是双字节码，常用4位十六进制数来表示。中文字符国标码高字节最高位不为0。 计算机处理汉字的过程如右图。分别介绍输入码、机内码、输出码，重点说明国标码与机内码的关系。 探究活动三：通过以下网址查询自己名字对应的国标码 https://www.qqxiuzi.cn/bianma/guobiaoma.php 3、统一码——通用字符编码 简单介绍统一码。 （3） 编码的基本方式——图像编码 图像编码：在满足一定保真度的条件下，对图像（位图、矢量图）数据进行变换、编码和压缩，以较少比特数表示图像或图像中所包含的信息的技术。 1、位图图像编码 位图（Bitmap），最小单位为光栅点（或称像素），因而也叫点阵图或像素图。位图采用位映射存储格式，即每个像素映射为一个数据，存放在以字节为单位的矩阵中。 2、位图文件大小 图像量化位数：是图像中每个像素点记录颜色所用二进制数的位数。例如：黑白两种颜色的图像，只需要1个二进制位就能表示图中的颜色。黑点用1表示，白点用0表示。常见的图像有8位、16位、24位等。 介绍计算位图文件大小的方法。 思考：一幅像素为800*600的黑白图像 ，所占的空间？灰度图像呢（8位）？彩色图像呢（24位）？ （4） 编码的基本方式——声音编码 声音是模拟信号，对声音进行数据编码，必须经过前期的数据采样和数据量化。 （1）采样：就是把输入的模拟信号按适当的时间间隔得到各个时刻的样本值，使其转换为时间上离散、幅度上连续的脉冲信号。 奈奎斯特采样定理：如果以一定时间间隔对某个信号进行采样，并且采样频率高于该信号最高频率的两倍，则采样值包含了原信号的全部信息。 对于音频信号，常用的采样频率有44.1kHz、22.05kHz和11.025kHz。 （2）量化：把样值信号的无限多个可能的取值，近似地用有限个数的数值来表示。 首先是将采样信号幅度划分为若干量化等级(国标声音量化等级分为256级，即28个)，然后将采样后的信号幅度与所划分的各个量化等级进行比较，向下取最接近的量化等级的数值。 （3）编码：是将量化后的采样值用二进制数码表示，并转换为由二进制编码0和1组成的数字信号。模拟信号采样后可用8位二进制表示，最高位表示符号，正为0，负为1。 声音存储空间=采样频率×量化位数×声道数×时间÷8(字节) 例: 1秒钟双声道的立体声CD (CD通常采用44.1kHz的采样频率，16位音频)音乐，大约需要多少MB的存储量? 三、课堂小结 四、课后作业 学科网（北京）股份有限公司 $$