第四单元第15课《图像编码传递游戏》教学设计2025-2026学年河北大学出版社信息科技四年级全一册

第15课《图像编码传递游戏》教学设计 一、教学目标 （一）核心素养目标 1. 数据意识：理解图像编码的本质，知道图像需转换为二进制/特定符号编码才能被计算机存储、传输；明确像素是图像编码的基本单位，掌握编码与解码的对应关系。 2. 计算思维：通过模拟图像编码传递，体验“编码-传输-解码”的完整流程，初步感知奇偶校验位的纠错逻辑，能分析简单编码传递中的错误并尝试解决。 3. 信息素养：了解图像编码在日常通信（发图片、视频通话）中的应用，树立信息传输的准确性意识，养成严谨的信息处理习惯。 4. 数字化实践与创新：能结合教材规则设计简单编码方案，完成图案编码与解码实践，提升数字化问题解决能力。 （二）知识与技能目标 1. 能说出图像编码的定义，明确像素、编码位、校验位的核心作用。 2. 能依据教材规则完成5×5/6×6网格图案的编码与解码，掌握奇偶校验位的纠错方法。 3. 能分析图像编码传递中出现的错误，提出简单的改进方案。 （三）过程与方法目标 通过“情境探究—动手实践—合作研讨—拓展深化”的环节，让学生亲历编码传递全过程，在小组合作中培养分工协作、逻辑推理的能力。 （四）情感态度与价值观目标 感受编码技术在生活中的实用价值，激发探究数字世界原理的兴趣，培养严谨细致的科学态度和团队合作意识。 二、教学重难点 （一）教学重点 1. 理解图像编码的核心逻辑：像素网格→符号编码→传输→解码还原。 2. 掌握基础编码与解码的操作方法，能完成教材中的图案编码任务。 （二）教学难点 1. 理解奇偶校验位的纠错原理，能准确判断编码传递中的错误位置。 2. 分析“校验位出错”的特殊情况，提出合理的编码改进思路。 三、学情分析 四年级学生已具备基础的计算机操作能力，对手机、电脑传输图片等生活场景熟悉，但对“图像如何被计算机识别、传输”的底层原理认知空白。学生具象思维为主，抽象理解二进制、校验位等概念存在难度，需通过实物操作、游戏化任务降低认知门槛，同时小组合作能有效助力难点突破。 四、教学准备 1. 教具：多媒体课件（含图像编码动画、教材表格可视化）、像素网格教具（5×5/6×6空白网格、彩色符号卡片）、奇偶校验位演示板。 2. 学具：学生学习单（含编码规则表、网格练习格、错误分析表）、彩色笔/符号贴纸。 3. 环境：多媒体教室，确保学生分组（4人一组）便于合作探究。 五、教学过程 （一）情境导入，激发探究兴趣（5分钟） 1. 生活情境提问：播放短视频，展示“手机发照片→视频通话”的场景，提问：“我们每天用手机发图片、打视频，这些图片和视频是怎么准确传到对方手机的？如果传输过程中图片变模糊、出现错格，该怎么办？” 2. 认知冲突引出课题：引导学生猜测，教师总结：“计算机只能识别符号/二进制，图像传输前会先进行‘编码’，接收后再‘解码’。今天我们就来玩《图像编码传递游戏》，揭开图像编码的秘密。”（板书课题） 3. 课标对接：结合2022版课标“数据与编码”模块要求，明确本节课核心任务：体验图像编码与传递，解决“准确传输、错误纠错”的实际问题。 （二）新知探究，拆解核心原理（10分钟） 1. 认识像素与编码基础 观察感知：展示教材中“数字3”的像素网格图，提问：“这个图案看起来像数字3，它由什么组成？这些小方格有什么作用？” 教师讲解：这些小方格是像素（图像的最小单位），每个像素用固定符号（如■、□、//）表示，多个像素按规则排列就组成图像。 明确编码位：教材中用3种符号（■、□、//）编码，每个像素对应1位编码，编码位数越多，图像细节越丰富。 2. 梳理编码与解码流程 动画演示：播放“编码→传输→解码”的简化动画，总结流程： 原始图像→分割像素网格→按规则编码→传递编码信息→按规则解码→还原图像 板书核心流程：直观呈现流程，帮助学生建立逻辑框架。 （三）动手实践，完成基础编码与解码（15分钟） 1. 任务一：图案的编码与传递（7分钟） 明确规则：展示教材研讨问题，明确编码要求： ① 设计图案使用3种符号（■、□、//）； ② 每个像素对应1位编码，按“行优先”顺序编码； ③ 小组分工：1人设计图案、1人制定编码规则、2人完成编码记录。 - 学生实践：小组合作，在5×5网格中设计简单图案（如数字、几何图形），填写表4-9《编码规则与编码信息记录表》，完成编码。 展示评价：选取2组学生作品展示，点评编码规则的合理性、编码的准确性，强调“编码规则统一是准确传递的前提”。 2. 任务二：解码还原图像（5分钟） 规则讲解：给出编码规则（如■=1、□=0、//=//）和编码信息，学生按规则在网格中还原图像，完成图4-3解码后的图案绘制。 小组互查：同桌交换解码作品，核对图像还原度，标注错误位置，培养严谨的信息核对意识。 3. 研讨聚焦：编码与解码的作用 提问：“在图案传递中，编码和解码分别在哪些环节发挥作用？” 学生总结：编码是“图像转符号”，让计算机可存储传输；解码是“符号转图像”，让接收者看懂信息。 （四）深度探究，解决编码错误问题（8分钟） 1. 任务三：用校验码纠错（基础版） 规则讲解：结合表4-10，讲解奇偶校验位规则：每5位编码后加1位校验位，0表示前5位有偶数个1，1表示有奇数个1；接收端通过校验位判断是否出错。 实践操作：学生对照教材表格，逐行分析接收信息，判断“是否出错、哪一行出错”，填写表格。 难点突破：教师演示错误行的校验计算，强调“校验位是保障信息准确的关键”。 2. 任务四：拓展纠错（进阶版） 研讨问题： ① 表4-10中能否找到错误？如何修改？ ② 若校验位在传递中也出错，该如何改进编码规则？ 小组研讨：结合表4-11“升级后编码规则（行+列双重校验）”，分析错误行和列，尝试提出改进方案（如增加校验位数量、采用双重校验）。 成果分享：小组代表发言，教师补充：双重校验能精准定位错误位置，是更可靠的纠错方案，呼应课标“信息安全与可靠性”要求。 （五）课堂小结与拓展（2分钟） 1. 知识梳理：师生共同回顾本节课核心内容： ① 图像编码的本质：像素→符号→传输→解码； ② 核心技能：基础编码/解码、奇偶校验纠错； ③ 核心素养：严谨的信息处理意识、计算思维。 2. 生活拓展：提问：“生活中还有哪些场景用到了编码纠错？（如二维码、快递单号）”，引导学生联系生活，感受编码技术的实用价值。 3. 课后作业： ① 完成教材65页拓展题：分析表4-11中第6行第6列的编码情况； ② 家庭实践：和家长用“像素编码”传递一个简单图案，体验编码传递的乐趣。 六、板书设计 图像编码传递游戏 1. 核心概念 像素：图像最小单位 编码：图像→符号（可存储/传输） 解码：符号→图像（还原信息） 2. 核心流程 原始图像→像素网格→编码→传递→解码→还原图像 3. 纠错关键 奇偶校验位：判断错误 双重校验：精准定位错误 学科网（北京）股份有限公司 $