1.3 数据采集与编码教学设计-2024-2025学年浙教版（2019）高中信息技术必修一

本文围绕“数据采集与编码（第二课时）”展开，聚焦声音和图像的编码，介绍数据采集方法及数字化过程。承接前课编码知识，为学生理解大数据时代奠基。通过实例分析、实验探究等环节，渗透信息意识、计算思维、数字化学习与创新及信息社会责任等核心素养。 该教学设计亮点在于结合生活场景，采用范例解答、小组讨论等特色教法。从学生层面提升数字化学习与创新能力，为教师提供清晰授课路径，有效突破教学难点，强化学生对知识的理解与应用。

教学设计 课程基本信息 学科 信息技术 年级 高二 学期 秋季 课题 数据采集与编码（第二课时） 课时分析 本课时主要根据数据的主要来源，介绍了数据采集的一般方法，并且通过采样、量化和编码的数字化过程，着重介绍声音和图像的编码，结合实例讲解，从而总结出采样频率、量化位数与保真度和存储容量之间的关系。引导学生初步理解计算机采集、编码数据后分析海量数据的大数据时代特征。 教学目标 1.了解数据采集的常见方法和传感器的概念和对大数据分析的初步概念； 2.掌握模拟信号数字化的一般过程，理解采样和量化的概念； 3.能计算声音与图像的存储容量，提升数字化学习与创新能力。 教学重点： 掌握模拟信号数字化的一般过程。 教学难点： 理解采样和量化的概念，计算声音与图像的存储容量。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 课堂导入 复习前一课：人类语言→计算机内码 运用不同的编码方式：ASCII码、GB2312码 联系生活实际进行思考。 从两个生活场景出发，联系实际，思考模拟信号转化数字信号的过程。 生活场景：自动驾驶、智能家居 引出：数据采集 转换过程：模拟信号→数字信号 传感器:一种能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。 课堂新知： 数字化 数字化:抽象（物理、化学、生物等领域的特征） 尝试画出数字化流程。 总体了解数字化的过程。 课堂新知： 声音数字化 声音数字化 声音特点：波形起伏表现音量高低 1 采样：以相等的时间间隔(通常为1秒)测得多少个声音模拟信号的值。 采样频率：每秒采样声音的次数，单位：赫兹 (Hz) 思考1：采样点越多还是越少音质更好？ 采样频率越高，声音还原度越好； 但记录数据越多，存储容量越高。 边听边思考，尝试在笔记本上将音波画出不同的采样频率对比图，并与原始音波比较。 通过对比，思考采样频率对声音质量的影响。 课堂新知： 声音数字化 2 量化：将采样点的值分级量化，变换到最接近的数字。 量化位数：表示量化值的二进制位数。 思考2：分级越多还是越少质量会更好？ 量化位数越多，声音越接近原始信号，音频的质量越好；但所占存储容量也越大。 小结：提高采样频率和量化位数，可以提高音频质量，减少失真。 边听边思考，尝试在笔记本上将音波画出不同的量化位数对比图，并与原始音波比较。 通过对比，思考量化位数对声音质量的影响。 3 编码：将量化得到的数值转换为二进制数字。 编码后的声音：01010110011000100111…… 边听边思考，将量化数值用二进制表示出来。 学会将量化数值用二进制表示。 音频文件存储容量=采样频率×量化位数×声道数× 时间（秒）/8（字节） 例题：一首100s的双声道音频，采样频率44.1kHz，量化位数为16，计算该音频所占的存储容量。 完成课堂练习 学会音频文件存储容量计算方法。 实验探究 实验1：我是声音工程师 范例解答：如果我是工程师，在优化网络的基础上增加语音的采样频率和量化位数进行编码，既保证网络传输流畅又能听到高还原度的声音。 探究声音工程师提高音质的方法。 通过真实情境，探究音频质量影响因素。 实验2：探究录制播放过程 探究演唱会声音经历的转化过程。 通过真实情境，探究声音数字化的正反过程。 课堂小结： 声音数字化 归纳声音数字化知识点。 总结回顾。 课堂新知： 图像数字化 图像数字化 图像（位图）特点：由像素点组成 ①采样：将空间上或时间上连续的图象(模拟图象)变换成离散采样点(象素)集合的一种操作。 像素点数越多，图像越接近真实， 越能体现细节，但需要更多存储空间。 边听边思考。 了解矢量图和位图的区别。 ②量化：需要用多大范围的数值来存放每个像素的颜色信息。 边听边思考。 了解图像不同颜色需要的颜色位深度。 编码：将量化得到的数值转换为二进制数字。 图像文件存储容量=水平像素数×垂直像素数 ×每个像素所占位数/8（字节） 例题：图像素材中有一张bmp文件，它是分辨率1024*768的32位真彩色位图图像，该图像占用的存储空间大小是？ 完成课堂练习 学会图像文件存储容量计算方法。 实验探究 实验3：小组讨论 结论：像素点数越多，图像越接近真实，越能体现细节，需要跟多存储空间。量化位数跟图片质量也成正比。 体验探究。 通过实际操作，体验影响图片质量的因素。 课堂小结： 图像数字化 归纳图像数字化知识点。 总结回顾。 学习巩固 完成课堂练习 巩固提升。 自我小结 对本课堂所学进行自我小结 自我评价。 展望未来 思考回答。 体会信息化社会，数字化带来的好处。 学科网（北京）股份有限公司 $$