第13课 多彩的数字世界（教学设计）信息科技人教版四年级上册（新教材）

该小学信息科技教学设计聚焦“多彩的数字世界”，核心知识点包括彩色图像由像素点组成、RGB颜色编码原理及编码长度与图像信息量的关系。导入环节通过回顾黑白图像编码，放大彩色图像观察像素点，从已知自然过渡到未知，搭建学习支架。 亮点在于任务驱动式实践操作，如用《画图》软件输入RGB编码找对应颜色、取色对比不同复杂度图像的编码数量，培养计算思维与信息意识，设计专属色活动激发数字化创新，评价指标具体，助力教师高效教学，提升学生信息素养与实践能力。

13.多彩的数字世界 教学设计 学科 信息科技 年级 4年级 备课时间 主备人 教案持有教师 备课组 成员 教学内容 课 题 13.多彩的数字世界 课 型 新授课 课时 第 1课时 课程标 准要求 通过观察身边的真实案例，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。 学科核心素养目标 信息意识：通过观察和操作，感知彩色图像在计算机中也是由像素点构成的，并知道每个像素的颜色可以用数字编码表示，初步建立颜色数字化的概念。 计算思维：能理解并描述RGB颜色编码的基本原理（红、绿、蓝三色组合）；能使用《画图》软件的调色板和取色工具，查看和记录颜色的RGB编码，体验颜色与编码的一一对应关系。 数字化学习与创新：能通过放大图像、取色编码等实践活动，探究图像分辨率与编码长度、图像清晰度之间的关系；能尝试使用数字化工具探索和创造颜色。 信息社会责任：了解图像压缩技术的基本概念，初步认识编码技术在节省存储空间、方便网络传输方面的价值。 教学重点 1.知道彩色图像由像素点组成，像素点数量越多，图像越清晰。 2.了解计算机中颜色用RGB编码表示，知道红(R)、绿(G)、蓝(B)三个数值的组合能表示一种颜色。 3.理解图像越复杂（像素越多、颜色越丰富），所需的编码长度越长，图像文件容量越大。 教学难点 1.理解RGB编码的原理，即通过调整红、绿、蓝三种颜色的亮度值（0-255）来混合出各种颜色。 2.体会“编码唯一性”在颜色表示中的应用，即每种颜色都有其唯一的RGB编码。 教学方法 任务驱动法、合作探究法、实践操作法 教 学 过 程 教学活动 教师活动 学生活动 教学意图 环节1 导入新课 1.回顾旧知，提问：上节课我们学习了如何用0和1表示黑白图像，那么彩色图像又是怎么表示的呢？ 2.展示对比：课件展示彩色图像，将彩色图像不断放大，引导学生观察，直到看到彩色小方块（像素点）。 3.引出课题：揭示这些彩色小方块就是构成图像的“像素”， 1.回顾二值图像编码知识。 2.观察放大后的图像，发现彩色图像也是由一个个小方块（像素）组成的。 通过对比和直观演示，从已知的黑白编码自然过渡到未知的彩色编码，激发学生的好奇心和探究欲。 环节2 给颜色编码 1.提问：我们能用像黑白图那样，只用0和1两种符号给这个彩色苹果编码吗？ 2.分析难点：引导学生思考，如果只用0/1表示“红/非红”，那么绿色和蓝色部分就无法区分，编码会重复，违反唯一性原则。 3.讲解RGB原理： 介绍光学三原色：红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)。 讲解计算机中常用RGB编码：用三个数字分别表示红、绿、蓝的亮度，每个数字范围是0-255。 举例：纯红色是(255,0,0)，纯绿色是(0,255,0)，白色是(255,255,255)，黑色是(0,0,0)。 4.演示操作：打开计算机《画图》软件，进入“编辑颜色”工具，现场调整R、G、B的数值，展示颜色随之变化的过程。 1.思考并讨论用0/1编码彩色图的困难。 2.学习任务单活动1：在教师指导下，打开《画图》软件，在调色板中输入给定的RGB编码，观察并记录显示的颜色。 3.聆听讲解，理解RGB编码用三个数值组合唯一表示一种颜色的原理。 通过设疑和对比，让学生深刻理解单一符号编码的局限性，从而引入更强大的RGB编码方案。通过动手操作，直观感受编码与颜色的对应关系，突破“编码表示颜色”这一难点。 环节3 越来越多的颜色编码 1.探究活动引导： 任务一（取色记录）：让学生用《画图》软件打开两幅复杂度不同的图片，放大到最大，用取色工具逐个像素查看并记录RGB编码。 计时挑战：设定1分钟，看能记录下多少个颜色编码。 2.组织讨论：引导学生对比两幅图的记录结果。提问：哪幅图记录的颜色编码多？为什么？ 3.归纳结论： 图像分辨率（像素总数）越高，图像越清晰、细节越丰富。 图像越清晰、颜色越丰富，要记录所有像素的RGB编码，总的编码长度就越长，图像文件占用的存储空间（容量）就越大。 1.学习任务单活动2： 分别打开教师提供的两幅图像，使用取色工具，在1分钟内尽可能多地记录不同位置的RGB编码。 对比记录结果，发现高清复杂图像的颜色编码更多样、更难以在短时间内记录完。 2.参与讨论，在教师引导下总结规律：图像像素越多、颜色越复杂→编码总量越大→文件容量越大。 将编码知识从“单个颜色”扩展到“整幅图像”，通过实践探究，让学生亲身体验高分辨率图像庞大的信息量，从而自主建构“编码长度与图像信息量”的关系，实现知识的迁移与深化。  环节4 设计我的专属色 1.布置创意任务： 使用《画图》软件的调色板，通过拖动滑块或直接输入数值，调配出一种自己最喜欢的颜色，并记录下它的RGB编码。 为这种颜色起一个好听的名字（如“阳光橙”、“星空紫”）。 2.组织分享交流：请几位学生分享自己设计的“专属色”名称和RGB编码，其他同学在自己的电脑上输入该编码，验证是否得到相同颜色。 3.强调唯一性：总结指出，只要RGB三个数值确定，无论在哪台电脑上，显示的颜色都是一样的，再次强调编码的唯一性和精确性。 1.学习任务单活动3： 动手操作调色板，创造并记录自己的“专属色”及RGB编码。 为颜色命名。 2.交流与验证：与同学交换颜色编码，在软件中输入，验证是否能复现出相同的颜色。 3.感受用数字精确描述和传递颜色的奇妙之处。 将知识应用于创造性的活动，激发学生的学习兴趣和成就感。通过分享和验证，强化对“编码唯一性”和“数字化表示优势”的理解，体现“做中学，用中学”。 环节5 知识总结 1.知识梳理： 图像由很多小方块组成，方块称为像素点； 像素数量越多，图像清晰度越高； 计算机中的颜色用编码来表示，编码越长，图像容量越大。 2.完成“智慧挑战”：完成课件中的选择题，巩固核心概念。 （1）构成彩色数字世界的基础颜色是？（B.红、绿、蓝） （2）纯绿色的RGB编码是？（B.(0,255,0)） 1.跟随教师回顾本课要点。 2.独立完成选择题，检验学习效果。 通过练习巩固重点知识，检测学习效果。梳理知识脉络，形成结构化认知。 环节6 兴趣园地 拓展介绍：简要介绍“图像压缩”技术，说明为了节省存储和方便传输，可以对图像编码进行压缩处理。 了解图像压缩技术的初步概念。 从图像编码长度与图像文件容量之间的关系拓展介绍图像压缩技术，感受其在生活中的广泛应用。 学习评价与反思 评价内容 达成情况 1.能说出彩色图像由像素点组成，像素点数量越多，图像越清晰 2.能说出计算机中常用RGB编码表示颜色 3.能使用《画图》软件的调色板工具，通过输入RGB编码找到对应颜色 4.能通过对比不同复杂度图像的取色体验，理解图像越复杂，其编码总长度越长，文件容量越大 ☆☆☆☆☆ 1.明确任务分工，开展组内协作 2.积极参与小组讨论，分享观点 3.能设计并记录一种“专属色”的RGB编码，并与同学交流验证 4.交流合作，促成新认知 ☆☆☆☆☆ 1 学科网（北京）股份有限公司 $