第12课 二值的黑白图像（教案）2025-2026学年四年级全一册信息科技人教版

《二值的黑白图像》教学设计 一、教学目标 1. 信息意识 能用0和1对给定黑白图像进行编码，理解计算机中图片、文字等信息是用二进制（0和1的不同排列组合）表示的 认识编码长度与图像复杂度、信息量之间的关系：越复杂的图像需要越长的编码，编码的位数直接影响可表示的信息量 理解编码的排列方式（行列数）必须与图像尺寸匹配才能正确解码，初步感知数据结构对信息准确性的重要性 2. 计算思维 能建立0/1与黑/白的对应关系，实现图像与编码的双向转换（编码与解码），体验信息符号化的过程 能分析解码失败的原因，通过调整行列数或重新排列编码，解决编码与图像不匹配的问题 能归纳二进制编码的核心思想：仅用两个符号通过不同排列组合即可表示复杂信息，体会化繁为简的抽象思维 3. 数字化学习与创新 能设计属于自己的黑白图像（如班级标志、个人签名图案），并将其转换为0、1编码，体验创作与分享的乐趣 通过"解码猜作者"游戏，能独立完成从编码到图像的解码过程，并能根据图像特征推断作者，发展逻辑推理能力 初步了解点阵字库的概念，知道汉字在计算机中也是以0、1点阵编码形式存储，感知技术实现的基本原理 4. 信息社会责任 养成规范编码和解码的操作习惯，理解数据准确性对信息有效传达的重要性，培养严谨细致的科学态度 在分享与游戏中尊重他人的编码设计作品，学会欣赏同伴的创意，建立健康的数字交往礼仪 初步了解信息表示标准化（统一编码规则）对跨设备、跨平台信息交流的必要性，增强遵守技术规范的意识 二、教学重难点 1.教学重点 让学生了解编码长度与所包含信息量之间的关系。 引导学生理解计算机中图片、文字等信息是用0和1的不同排列组合来表示的。 2.教学难点 如何让学生深刻理解编码长度与信息量的关系，以及如何通过0和1的排列组合表示复杂的图像信息。 三、教学过程 （一）课堂导入 1.问题情境引入 教师提问：“同学们，你在哪里见过这类黑白图？你能理解这些图想要表达的含义吗？如果要给这些黑白图编码，你会怎么做呢？” 展示PPT中“问题情境”页面的内容，引导学生思考黑白图的编码方式。 学生自由回答，教师根据学生的回答引出本节课的主题：“今天，我们就来学习二值的黑白图像。” 2.揭示课题 教师板书课题：“第12课 二值的黑白图像”，并简要介绍本节课的学习目标。 （二）新课讲授 1.了解黑白图和0、1编码 教师展示PPT中“黑白图和0、1编码”页面的内容，介绍计算机中黑白图的编码方式。 教师提问：“同学们，在计算机中，是用0和1对黑白图进行编码的。人们一般用0代表白色，1代表黑色。你们能理解这种编码方式吗？”让学生回答，如通过0和1的不同排列组合，可以表示各种各样的黑白图。 教师总结：“同学们说得很好。在计算机中，黑白图是通过0和1的不同排列组合来表示的。” 2.实践编码和解码 教师展示PPT中“你能用0和1对下面的黑白图进行编码吗？”页面的内容，引导学生进行编码实践。 教师提问：“同学们，你能用0和1对这个黑白图进行编码吗？”让学生回答，如按照黑白方块的排列顺序，用0和1进行编码。 教师展示PPT中“在计算机中，代码也会存储在一行上”页面的内容，介绍代码的存储方式。 教师提问：“同学们，如果要将编码存储在一行上，你会怎么做呢？”让学生回答，如将编码按顺序排列。 教师总结：“同学们说得很好。在计算机中，编码通常会存储在一行上，方便处理和存储。” 3.解码实践 教师展示PPT中“已知这是一个黑白图，你能解码成功吗？”页面的内容，引导学生进行解码实践。 教师提问：“同学们，你能根据这个编码解码出对应的黑白图吗？”让学生回答，如按照编码的顺序，将0和1转换为黑白方块。 教师展示PPT中“这是一个5行7列的黑白图，解码失败的再试试”页面的内容，引导学生调整编码的行列数进行解码。 教师提问：“同学们，如果解码失败，可能是什么原因呢？”让学生回答，如编码的行列数与图像的行列数不一致。 教师总结：“同学们说得很好。解码时，需要注意编码的排列方式和图像的行列数是否一致。” 4.设计自己的黑白图 教师展示PPT中“设计属于自己的黑白方块图并与同学交流”页面的内容，引导学生设计自己的黑白图。 教师提问：“同学们，你能设计一个属于自己的黑白方块图，并转化为0、1编码吗？”让学生回答，如在方格纸上设计黑白方块图，并用0和1进行编码。 教师展示PPT中“设计编码后，把设计区撕下，把编码区和解码区提交给老师”页面的内容，介绍活动步骤。 教师提问：“同学们，设计完成后，你们需要提交哪些内容呢？”让学生回答，如设计区、编码区和解码区。 教师总结：“同学们说得很好。设计完成后，需要将设计区撕下，把编码区和解码区提交给老师。” 5.解码猜作者 教师展示PPT中“解码猜作者”页面的内容，引导学生进行解码猜作者活动。 教师提问：“同学们，你能随机抽取一张其他同学的编码，解码后绘制成黑白标志，并猜一猜这是谁的设计吗？”让学生回答，如通过解码后的图像特征，猜测作者。 教师总结：“同学们说得很好。通过解码猜作者活动，我们可以更好地理解编码和解码的过程。” 6.总结编码长度与信息量的关系 教师展示PPT中“对比黑白图的编码，你有没有发现，编码的长度和图片的复杂度是相关的”页面的内容，引导学生总结编码长度与信息量的关系。 教师提问：“同学们，对比黑白图的编码，你发现了什么？”让学生回答，如越复杂的图片，越需要更长的编码来表示。 教师总结：“同学们说得很好。编码的长度和图片的复杂度是相关的，越复杂的图片，越需要更长的编码来表示。” （三）课堂活动 1.小组合作学习 教师将学生分成若干小组，每组进行以下活动： 对给定的黑白图进行编码。 将编码存储在一行上。 根据编码解码出对应的黑白图。 设计属于自己的黑白方块图，并转化为0、1编码。 随机抽取其他同学的编码，解码后绘制成黑白标志，并猜测作者。 每组选出一位代表上台展示本组的活动结果，并汇报活动过程。 其他小组的同学认真倾听，给予评价和建议。 2.实践操作 教师引导学生在方格纸上设计黑白方块图，并用0和1进行编码。 学生分组进行实践操作，填写实践记录单。 教师提问：“同学们，在实践操作中，你们有什么发现呢？”让学生回答，如通过0和1的排列组合，可以表示复杂的图像信息。 教师总结：“同学们说得很好。通过0和1的排列组合，我们可以表示复杂的图像信息。” （四）课堂总结 1.回顾知识 教师引导学生回顾本节课所学的内容，提问：“同学们，今天我们学习了哪些知识呢？” 学生回答后，教师总结：“我们了解了编码长度与所包含信息量之间的关系，知道了计算机中图片、文字等信息是用0和1的不同排列组合来表示的。” 2.强调重点 教师强调本节课的重点内容：“了解编码长度与所包含信息量之间的关系。知道计算机中图片、文字等信息是用0和1的不同排列组合来表示的。” 3.情感升华 教师提问：“同学们，通过今天的学习，你们对编码有什么新的认识和感受呢？” 学生回答后，教师总结：“编码在信息表示中起到了重要的作用，它可以帮助我们将复杂的图像信息用简单的0和1表示出来。希望大家在今后的学习和生活中，能够关注编码技术的应用，合理使用编码技术。” （五）拓展与提升 1.布置任务 教师布置拓展任务：“请同学们上网查找并了解点阵字库。” 教师引导学生思考点阵字库的结构和作用。 教师总结：“同学们，点阵字库是计算机中文字显示的基础，通过点阵字库，计算机可以将文字信息用0和1的排列组合表示出来。希望大家能够通过拓展任务，进一步了解点阵字库的应用。” 四、教学反思 1.教学方法反思 本节课采用了问题情境引入、小组合作学习、实践操作等多种教学方法，充分调动了学生的学习积极性和主动性，让学生在实践中学习知识，感受编码在信息表示中的重要性和实用性。 在教学过程中，教师要注意引导学生思考和探索，培养学生的自主学习能力和合作精神。同时，教师要及时给予学生鼓励和评价，增强学生的自信心和学习动力。 2.教学内容反思 本节课的教学内容较为丰富，涵盖了黑白图的编码和解码、编码长度与信息量的关系、计算机中信息的表示方法等方面。在教学过程中，教师要注意把握教学重点和难点，让学生充分理解和掌握所学知识。 在拓展与提升环节，教师可以引导学生进一步思考编码技术在其他领域的应用，培养学生的创新思维和实践能力。 3.学生表现反思 在课堂活动中，学生表现出了较高的参与度和实践能力，能够积极思考和回答问题，主动参与到小组合作学习和实践操作中。在设计和解码黑白图的活动中，学生充分发挥了自己的想象力和创造力，展示了自己独特的想法和方法。 教师要注意关注每个学生的学习情况，对于学习有困难的学生，要及时给予帮助和指导，让他们能够跟上教学进度。同时，教师要鼓励学生大胆创新，培养学生的创新思维和实践能力。 学科网（北京）股份有限公司 $