第二单元第6课 图像编码巧理解 导学案-2026-2027学年信息科技四年级上册重大版

该小学信息科技导学案围绕“0”和“1”的图像编码展开，引导学生认识像素，理解黑白图像用0、1表示像素亮灭的原理，初步了解RGB彩色图像编码及LED数字屏二进制编码。通过填空题导入基础概念，活动任务从还原像素画到创作、模拟LED屏到编程实践，构建递进式学习支架。 资料亮点在于融合信息意识、计算思维与数字化学习，通过像素画板创作、LED屏编程等动手实践，让学生体验编码过程，培养用二进制表示图形的能力。检测题结合实际应用，巩固知识的同时，引导学生体会科技便利，提升信息社会责任。

第2单元 “0”和“1”世界真奇妙 第6课 图像编码巧理解 导学案 班级：________ 姓名：________ 【学习目标】 1.信息意识：认识像素，知道数字图像由像素构成，了解黑白、彩色图像的存储原理，感受 0 和 1 编码在图像显示中的应用。 2.计算思维：理解用二进制 0、1 表示像素亮灭，能够完成像素画还原、LED 数字屏二进制编码，初步了解 RGB 彩色图像编码原理。 3.数字化学习与创新：通过像素画创作、模拟 LED 屏编程实践，体验图像编码过程，能用二进制简单表示简单图形图案。 4.信息社会责任：体会科学家研究历程，感受数字编码技术给图像显示带来的便利。 【学习重难点】 学习重点：理解像素概念；二进制 0、1 表示像素的亮灭；黑白图像编码原理。 学习难点：理解 RGB 彩色图像编码；将简单图形转化为二进制编码。 【学习过程】 （一）阅读学知识（填空题，共 5 题） 1.放大图片，图像由许许多多小方格组成，这些小方格叫作________。 2.在黑白像素编码中，一般用数字________表示黑色像素，数字________表示白色像素。 3.LED 显示屏收到数字 “1” 代表灯________，收到数字 “0” 代表灯________。 4.彩色图像的三基色 RGB 指红色、________、________。 5.一个彩色像素，R、G、B 每种颜色占用________位二进制数。 （二）活动提能力（具体活动任务） 活动任务 1：还原与设计像素画 1.观察教材二进制编码像素画，读懂编码规则：1 代表黑色像素，0 代表白色像素。根据编码，在方格纸上涂色还原黑白像素画。 2.打开教学资源 “像素画板.html”，选择颜色，为方格涂色，自主创作一幅简单像素画作品。 3.小组互相展示自己的像素画，说一说自己作品中哪些方格对应 1，哪些对应 0。 活动任务 2：模拟 LED 数字显示屏体验 1.观察 5×5 模拟 LED 屏显示数字 1，小组说一说每一行哪些灯是亮的，哪些灯是灭的。 2.在教材表格中涂色，完成数字 “2” 的 LED 点亮图案；再把数字 2 的亮灭情况转换成二进制编码。 3.小组尝试构思爱心图案，在 5×5 方格中标出需要点亮的位置，把图案转换成 0、1 二进制序列。 活动任务 3：模拟数字屏编程实践 1.硬件连接：使用 USB 连接线，把主控器和计算机相连，按下主控器中间按键，打开主控板。 2.打开图形化编程软件，完成主控器软件连接。 3.编程操作：添加 “当绿旗被点击” 指令，添加 “显示图标” 指令，先将模拟 LED 灯全部熄灭。 4.在 5×5LED 编辑区，点击点位，点亮灯位，实现显示数字 1；点击绿色小旗运行程序，观察屏幕效果。 5. 小组尝试修改点位，编程让 LED 屏显示数字 2，观察运行结果。 活动任务 4：探究彩色图像编码 1.阅读教材信息窗，小组讨论：黑白图像和彩色图像存储方式有什么不同。 2.说一说 RGB 三基色如何混合得到各种各样的颜色。 （三）检测显素养 一、选择题（共 10 小题） 1. 构成数字图像的最小小方格单元是（） A. 像素 B. 字节 C. 文件夹 2. 在黑白像素编码中，数字 1 代表（） A. 白色像素 B. 黑色像素 C. 透明像素 3. LED 显示屏收到二进制数字 0 代表（） A. 灯变彩色 B. 灯点亮 C. 灯熄灭 4. 不属于 RGB 三基色的是（） A. 黄色 B. 红色 C. 绿色 5. RGB 编码中，每一种基础颜色占用二进制位数为（） A. 16 位 B. 8 位 C. 4 位 6. 1957 年，创造世界第一张数字图像的科学家是（） A. 罗素・基尔希 B. 爱因斯坦 C. 牛顿 7. 5×5LED 显示屏，一共有多少颗 LED 灯（） A. 10 颗 B. 25 颗 C. 15 颗 8. 黑白图像存储时，二进制数字主要记录（） A. 像素黑、白状态 B. 图片文件名字 C. 图片保存路径 9. 下面设备，不属于 LED 数字显示屏的是（） A. 纸质练习本 B. 电梯楼层显示屏 C. 车牌识别显示屏 10. 彩色像素总共使用多少位二进制进行描述（） A. 8 位 B. 16 位 C. 24 位 二、判断题（共 10 小题） 1. 把图片不断放大，我们可以看见一个个像素小方格。（） 2. 像素画编码中，只能使用数字 5 和 6 来表示颜色。（） 3. LED 灯亮可以用二进制数字 1 表示。（） 4. RGB 三基色为红、绿、蓝。（） 5. 彩色图像和黑白图像存储原理完全一样，不需要更多二进制位。（） 6. 主控器需要 USB 线和计算机完成硬件连接。（） 7. 图形化编程中，点击绿色小旗可以执行程序。（） 8. 所有像素必须显示黑色，不能显示其他颜色。（） 9. 电梯楼层显示屏是由 LED 灯行列排列组成。（） 10. 通过不同 RGB 数值组合，可以产生丰富的色彩。（） 参考答案 （一）阅读学知识 填空题 1. 像素 2. 1；0 3. 点亮；熄灭 4. 绿色；蓝色 5. 8 (二)活动任务参考解答 活动任务 1：还原与设计像素画 1. 还原像素画：按照课本编码，编码为1的方格涂黑色，编码为0的方格留白，逐行对照二进制数字完成涂色，复原课本上的像素图案。 2. 创作像素画：打开像素画板网页，挑选喜欢的颜色，点击方格进行涂色，可画星星、小动物、简笔画等简单图案。 3. 小组交流参考：被涂色的方格对应数字1，空白没有涂色的方格对应数字0。 活动任务 2：模拟 LED 数字显示屏体验 1. 观察数字 1（5×5LED 屏） 0 行：第 2 列灯亮，其余列灯灭 1 行：第 1、2 列灯亮，其余列灯灭 2 行：第 2 列灯亮，其余列灯灭 3 行：第 2 列灯亮，其余列灯灭 4 行：第 1、2、3 列灯亮，其余列灯灭 2. 数字 “2” 涂色与二进制编码（5 行 5 列，1 = 灯亮，0 = 灯灭） 0 行：全部点亮 1 1 1 1 1 1 行：仅最右列点亮 0 0 0 0 1 2 行：全部点亮 1 1 1 1 1 3 行：仅最左列点亮 1 0 0 0 0 4 行：全部点亮 1 1 1 1 1 3. 爱心图案二进制构思示例（5×5） 提示：方格内点亮写 1，熄灭写 0 0 行：0 1 0 1 0 1 行：1 1 1 1 1 2 行：1 1 1 1 1 3 行：0 1 1 1 0 4 行：0 0 1 0 0 活动任务 3：模拟数字屏编程实践 1. 硬件连接要点：USB 线一头接主控器，一头接电脑 USB 接口；按下主控板中间按键，设备开机。 2. 软件连接：启动图形化编程软件，在设备选择界面选中启智主控板，完成设备配对。 3. 编程步骤 ① 拖拽积木：【当绿旗被点击】； ② 添加【5×5 显示图标】积木，点击编辑区 “全灭” 按钮，所有 LED 灯置为熄灭； ③ 在编辑网格中点击对应方格，点亮点位绘制数字 1 图案； ④ 点击绿色小旗运行积木，观察模拟屏幕出现数字 1。 4. 修改显示数字 2：再次进入图标编辑，按照任务 2 数字 2 的点位重新点亮网格，点击绿旗执行，屏幕显示数字 2。 小组观察：点位点亮位置不同，屏幕显示的图形就会发生改变。 活动任务 4：探究彩色图像编码 1. 黑白图像与彩色图像存储的不同 黑白图像：每个像素只记录 2 种状态（黑 / 白），只用 1 位二进制 0、1 就可以记录。 彩色图像：每个像素要记录红、绿、蓝三种颜色，每种颜色 8 位二进制，一共 24 位二进制，记录颜色深浅数值，数据量更大。 2. RGB 三基色混合原理 RGB 分别代表红 (R)、绿 (G)、蓝 (B)；调整三种颜色的二进制数值大小，改变三种颜色亮度占比，不同比例互相叠加混合，就可以得到千千万万种不同的颜色。 （三）检测显素养 选择题参考答案 1.A 2.B 3.C 4.A 5.B 6.A 7.B 8.A 9.A 10.C 判断题参考答案 1.√2.×3.√4.√5.×6.√7.√8.×9.√10.√ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $