第12课　二值的黑白图像（教案）2024-2025学年四年级全一册信息技术人教版

教 案 备 课 教 师：（方正仿宋简体、仿宋_GB2312） 备课日期： 年 月 日 课题 第12课　二值的黑白图像 课型：新课 授课时间 年 月 日 共 1 课时 第 1 课时 学科核心素养目标 1.信息意识：学生能够认识到计算机中图像信息的数字化表示方式，理解二值图像在信息处理中的重要性。 2.信息社会责任：通过了解图像编码的过程，学生增强对信息技术在社会中应用的认识，培养尊重知识产权、保护个人隐私的信息社会责任感。 3.计算思维：学生能够运用逻辑思维和算法思想，理解并模拟二值图像的编码过程，培养解决问题的能力。 4.数字化学习与创新：鼓励学生利用数字化工具进行图像编码的实践探索，培养其创新思维和自主学习能力。 教学重点 理解二值图像的概念，掌握0/1编码与黑白方块之间的转换方法。 教学难点 理解编码长度与所包含信息量之间的关系，以及如何将这一原理应用于实际图像编码中。 教法学法 教法：情境教学法、案例教学法、任务驱动法、合作学习法、互动探究。 学法：观察思考、小组讨论、动手实践、自主探究。 教具学具准备 多媒体教学设备（电脑、投影仪）、教学PPT、黑白方块图设计软件或在线工具、分组学习材料（如图像编码原理介绍、编码实践任务单等）、小组学习表格和记录笔。 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 新 课 导 入 活动1： 同学们，你们平时见过哪些黑白图像呢？比如报纸上的漫画、古老的照片或者我们玩的黑白棋。今天，我们就来一起探索这些黑白图像背后的秘密——它们是如何在计算机中被表示和处理的。 展示几张黑白图像实例，引导学生观察并思考： 这些图像看起来很简单，只有黑白两种颜色，但计算机是如何知道每个像素是黑色还是白色的呢？ 活动1： 学生思考并回答教师提出的问题，激发学习兴趣。 通过生活实例引入，激发学生的学习兴趣，为后续学习做好铺垫。 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 新 知 探 究 应 用 提 升 一、新知探究 1.认识二值图像 活动2： 二值图像，顾名思义，就是只有两种颜色（通常是黑色和白色）的图像。在计算机中，这两种颜色分别用0和1来表示。现在，我们来看一段动画，了解二值图像是如何被计算机识别和处理的。 提问： 为什么计算机要用0和1来表示图像的颜色呢？ 学生自由发言，教师总结： 因为计算机内部的所有信息都是以二进制形式存储和处理的，这样做可以简化计算机的硬件设计，提高信息处理效率。 2.0/1编码与黑白方块的转换 活动3： 现在，我们来看一个简单的例子——如何将一个黑白方块图转换为0/1编码。请大家看这张图（展示一个由黑白方块组成的简单图案），每个方块代表图像中的一个像素，黑色方块用0表示，白色方块用1表示。 疑难解答： 问题： 如果图像中有灰色或其他颜色怎么办？ 答案： 在本课中，我们只讨论二值图像，即只有黑白两种颜色的图像。对于包含更多颜色的图像，需要采用更复杂的编码方式，如灰度编码或彩色编码。 实践操作： 学生分组使用软件或在线工具，尝试将给定的黑白方块图转换为0/1编码序列。 3.理解编码长度与信息量 活动4： 同学们，你们有没有发现，不同的图像转换为0/1编码后，编码的长度是不一样的？这是为什么呢？ 教师总结： 编码的长度与图像所包含的信息量有关。图像越复杂，包含的信息量就越大，需要的编码长度也就越长。 二、应用提升 游戏名称： 黑白图像设计师 游戏规则： 1.分组进行，每组选一名“设计师”和一名“编码员”。 2.“设计师”负责设计一张简单的黑白图像（可以是文字、图案等），并描述给“编码员”。 3.“编码员”根据“设计师”的描述，将图像转换为0/1编码序列，并记录在纸上。 4.完成后，各组展示作品，比较编码长度和图像复杂度之间的关系。 活动5： 1.监督游戏过程，确保游戏公平进行。 2.鼓励学生在游戏中创新设计，提高编码效率。 活动2： 观看动画，理解二值图像的概念及其在计算机中的表示方式。 活动3： 观察图案，理解0/1编码与黑白方块之间的对应关系。 活动4： 思考并回答。 活动5： 1.积极参与游戏，合作完成任务。 2.尝试设计不同复杂度的图像，并观察编码长度的变化。 通过划分多个子任务，逐步引导学生深入理解二值图像及其编码过程，同时培养学生的计算思维和问题解决能力。 教师根据学生在游戏中的表现，给予及时反馈和评价。重点关注学生的创新思维、团队协作能力和问题解决能力。 通过游戏化的方式巩固所学知识，培养学生的创新思维和团队协作能力，同时体现分层教学。 课堂小结 活动6： 今天，我们一起探索了二值图像的奥秘，了解了计算机中图像信息的数字化表示方式。我们知道了二值图像的概念、0/1编码与黑白方块之间的转换方法，以及编码长度与信息量之间的关系。这些知识不仅帮助我们更好地理解计算机是如何处理图像的，还为我们将来学习更复杂的信息处理技术打下了坚实的基础。 拓展升华： 同学们，想象一下，如果我们能够掌握更高级的图像编码技术，比如JPEG、PNG等，我们就可以在网络上更快地传输高清图片，让我们的生活变得更加丰富多彩。希望大家在未来的学习中，能够继续探索信息技术的奥秘， 用我们的智慧和创造力去创造更加美好的世界。 活动6： 学生回顾本课所学内容，分享自己的学习感悟和收获。 通过课堂小结，帮助学生梳理本课所学知识，激发其对未来学习的期待和兴趣。同时，通过拓展升华，引导学生关注信息技术的发展和应用前景，培养其信息意识和社会责任感。 课后作业 布置 基础作业： 完成一份关于“二值图像与0/1编码”的学习报告，包括概念理解、编码过程描述和个人感悟。 拓展作业： 设计一张包含特定信息的二值图像（如班级口号、生日祝福等），并将其转换为0/1编码序列。 实践作业： 利用网络资源或图书资料，研究一种图像编码技术的原理和应用场景（如JPEG、PNG等），并撰写一篇小论文介绍其特点和优势。 板书设计 第三单元 有趣的编码应用 第12课　二值的黑白图像 1.二值图像的概念 ①只有黑白两种颜色 ②计算机中用0和1表示 2.0/1编码与黑白方块的转换 ①黑色方块→0 ②白色方块→1 教学札记 收获： 1.本课通过生动有趣的情境导入和多样化的教学方法，成功激发了学生的学习兴趣和探究欲望。学生在实践中体验了二值图像的编码过程，加深了对相关知识点的理解。 2.通过小组合作学习和游戏化的巩固练习，培养了学生的团队协作能力和创新思维。同时，通过交流提问和评价环节，促进了学生之间的思维碰撞和知识共享。 不足： 1.部分学生对二值图像和0/1编码的概念理解不够深入，可能由于抽象思维能力有限。未来教学中需要更多地采用直观教学手段和具体实例来帮助学生理解。 2.在拓展应用环节，部分学生的研究深度和广度有限，需要进一步加强对学生自主学习能力的培养和指导。 改进： 在课前准备阶段，可以增加一些直观的教学材料（如实物模型、动画演示等），帮助学生更好地理解抽象概念。 备课组长签字: 教研组签字: 教研处盖章： 学科网（北京）股份有限公司 $$