《數(shù)據(jù)編碼》第 1 課時教學(xué)設(shè)計

3.1《數(shù)據(jù)編碼》第1課時教學(xué)設(shè)計學(xué)科核心素養(yǎng):能夠根據(jù)問題需，根據(jù)不同的數(shù)據(jù)形式尋求恰當(dāng)?shù)氖将@取與處理信息；能夠敏銳地感到信息的變化分析數(shù)據(jù)中所承載的信息采用計算機(jī)可以處理的方界定問題、抽象特征、合組數(shù)；握字學(xué)資與習(xí)具操技。學(xué)業(yè)要求:知道數(shù)據(jù)編碼的基本方式；2、了解數(shù)據(jù)采集、分析和可視化表達(dá)的基本方法。內(nèi)容要求:在具體感知數(shù)據(jù)與信息的基礎(chǔ)上，知道數(shù)據(jù)編碼的基本方式；通過典型的應(yīng)用實(shí)例，了解數(shù)據(jù)采集、分析和可視化表達(dá)的基本方法。教學(xué)內(nèi)容分析:本節(jié)課自中息技必修數(shù)與算.數(shù)編第1課通辦身證”和“語音模擬數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)”兩個活動，導(dǎo)學(xué)生建立對數(shù)據(jù)的表形式的感性認(rèn)識，以及成模數(shù)進(jìn)計機(jī)必進(jìn)數(shù)化集理認(rèn)識。學(xué)情分析:節(jié)的學(xué)象高年學(xué)生數(shù)編這部生在一識據(jù)計算》中數(shù)有初的解而高學(xué)0后是字住生中數(shù)無不在教師只需要引學(xué)生就可以明白數(shù)據(jù)表現(xiàn)方式。但學(xué)沒有接觸過數(shù)據(jù)編碼，對編碼這一點(diǎn)是不曾涉及過的，且知識點(diǎn)較抽象。結(jié)合以上兩點(diǎn)，在學(xué)設(shè)計的過程中可以考慮學(xué)生提供多種呈現(xiàn)式腳架在師授讓生手究習(xí)。教學(xué)目標(biāo):知道模擬信號與數(shù)字信號；2、能夠解釋聲音的數(shù)字化過程；3、理解聲音數(shù)字化過程中影響音頻的聲音質(zhì)量的因素；4、能夠計算無壓縮音頻占用的存儲空間。教學(xué)重難點(diǎn):學(xué)點(diǎn)模數(shù)的數(shù)字化方法學(xué)點(diǎn)模數(shù)的字方法教學(xué)準(zhǔn)備:機(jī)房；在線課堂教學(xué)平臺；微課；教學(xué)課件和學(xué)案。教學(xué)策略教法：任務(wù)驅(qū)動（以任務(wù)串聯(lián)課堂教學(xué)）、問題導(dǎo)學(xué)（以問題引領(lǐng)學(xué)生探究）、演示法、講授法學(xué)法：思考討論、自主探究、實(shí)踐學(xué)習(xí)教學(xué)過程:環(huán)節(jié)過程與方法（教師活動）學(xué)生活動設(shè)計意圖教學(xué)資源一）引入知識回顧：（1min）問1：數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式有什么？創(chuàng)設(shè)情境：（2min）問2我辦身證時需要哪些信息呢？在身份證管理系統(tǒng)中收集了你的哪些資？了些據(jù)外活中還有哪些數(shù)據(jù)可以采集以如采過么徑采呢？教師展示計算機(jī)處理數(shù)的格問以數(shù)如進(jìn)計算機(jī)？它們在計算機(jī)內(nèi)部如何儲？因?yàn)橛嬎銠C(jī)只能存儲和理進(jìn)數(shù)以些數(shù)需經(jīng)編預(yù)規(guī)定的方法編成可以存儲在計算里數(shù)。思考并回答學(xué)生回答：姓份號、片。學(xué)生思考用實(shí)際生活中的事例吸引學(xué)生的注意力，引導(dǎo)學(xué)生思考數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式、采集設(shè)。讓學(xué)生初步了解據(jù)碼意義PPT二）授課一、模擬信號與數(shù)字信號（3min）問在們手或腦傳數(shù)時有個擬號為據(jù)號過么是模擬信號？什么是數(shù)字信號？展示兩幅圖教師：左邊代表的是模擬信傳器接得信號般模信聲溫等的形滑時間續(xù)化擬號值為考答教師展示圖片，學(xué)生在圖像與文字雙重呈現(xiàn)方式下加深對模擬、數(shù)字信號的印象，為之后模數(shù)換基礎(chǔ)。PPT模擬數(shù)據(jù)。聽講聽講、思考、答觀看視頻邊表是字號隨間化連、散。教師展示圖片與數(shù)字信號的值即數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，直聲音文件，學(xué)生接用計算機(jī)能理解的二進(jìn)制在圖像與文字雙表示，數(shù)字信號可以由模擬信號轉(zhuǎn)換得來。打開一個聲音文件，放大，可重呈現(xiàn)下加深對模擬、數(shù)字信號以看到由一個個采樣點(diǎn)連接的印象而成，這就是聲音的數(shù)字信號。二、聲音的數(shù)字化（模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)）（15min）問4：那么，聲音的模擬信號如何轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號？1、要把模擬信號“精確地”存儲到計算機(jī)中，最容易想到的辦法就是依次記下曲線中每個點(diǎn)的坐標(biāo)。但是，曲線中PPT的點(diǎn)有無窮多個，我們卻只能通過教師與學(xué)生記錄有限個點(diǎn)，怎么辦？答案一問一答引發(fā)學(xué)是在橫軸上按照一定的時間隔一瞬值就采右所隔長時生的思考，幫助生解知。間取一個瞬時值好呢？1秒，0.1秒？這個時間間隔的倒數(shù)1秒內(nèi)對聲音信號的采樣次數(shù)，單位是赫茲（Hz）。左右兩幅圖，波形相同，但采樣次數(shù)不相同，右邊的采集點(diǎn)是左邊的兩倍，對比可以知道，在一定的時間內(nèi)，采集的信號樣本越多、對縱軸的刻度劃分越細(xì)密、對信號波形的表示就越精確，那采樣頻率不同，會不會對音頻的聲音質(zhì)量有影響呢？觀看老師錄制的視頻視頻2、量化采樣后，我們需要對每個聲音采樣點(diǎn)的瞬時值進(jìn)行量化，將信號波形的縱軸劃分為若干完成活動1在教師帶領(lǐng)下結(jié)觀看視頻區(qū)間，落到某一區(qū)間的采樣點(diǎn)按四舍五入的規(guī)則取整選值。如圖所示。我們使用量化位數(shù)來區(qū)分量化的精確度。不同的量化位數(shù)，可記錄的聲音數(shù)據(jù)范圍不一樣，如表所示。很明顯，量化位數(shù)越大，可記錄的數(shù)值越多，音頻的聲音質(zhì)量越好，但相對應(yīng)所需存儲空間越大。標(biāo)準(zhǔn)CD音頻的量化位數(shù)為16位。3、編碼量化得到的整數(shù)值要進(jìn)行編碼，也就是用計算機(jī)能夠存儲和處理的二進(jìn)制數(shù)值表示。有些編碼可能采用壓縮算法，如保存成MP3格式的音頻文件，就是經(jīng)過壓縮處理的，這種格式的音頻質(zhì)量沒有wav格式的高。學(xué)生通過上面的學(xué)生參照圖3.1.5及十進(jìn)制與進(jìn)數(shù)應(yīng)量得到的整數(shù)值所對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)學(xué)習(xí)完成表格填空，理解編碼過值填入P52表3.1.2。程。PPT4、教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)，從模擬數(shù)據(jù)到數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的三過程：教師帶領(lǐng)學(xué)生總采樣、量化、編碼。在這個過結(jié)模數(shù)轉(zhuǎn)換的過程中，不考慮編碼的壓縮算程，加深學(xué)生對法，影響音頻的聲音質(zhì)量的參這一知識點(diǎn)的理數(shù)有采樣頻率、量化位數(shù)。解。5、除了這兩個參數(shù)外，聲道數(shù)也會影響音頻的聲音質(zhì)量，請觀看老師錄制的視頻。從視視頻頻中可以知道雙聲道比單聲道的表現(xiàn)力更豐富，但所需存儲空間翻了一倍。三、音頻所需占用存儲空間的計算公式（10min）自主1.教師播放視頻觀看視頻、學(xué)學(xué)生通過實(shí)踐進(jìn)PPT探究“錄音和保存文件的方法”學(xué)生根據(jù)微課完成課堂活動2生完成活動2現(xiàn)場錄音，對一步理解聲音數(shù)化全程。視頻2.教師展示比較兩個文件大比兩個文件大小結(jié)果小差異，思考3.根據(jù)影響音頻的聲音質(zhì)量影響存儲空間通過活動理解影三個參數(shù)，我們來歸納一下，大小的因素響聲音存儲數(shù)據(jù)無壓縮音頻所需占用的存儲空間的計算方法。它的計算公量的因素式為：（采樣頻率（Hz）×量收聽、思考需要注意計算機(jī)存儲數(shù)據(jù)的基本單位是字節(jié)，8比特構(gòu)成1字這是除以8的由，另外采樣頻率是1秒內(nèi)采樣次數(shù)的多少，所以算出來的單位是B/s。聽講、思考補(bǔ)充知識：1Byte=8bit1KB=1024B1MB=1024KBPPT4、布置活動3計算題學(xué)生完成活動通過計算，鞏固3計算題已講的內(nèi)容四）堂結(jié)歸納總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容（2min）聽講、回顧知點(diǎn)總結(jié)、梳理、鞏固PPT板書設(shè)計:3.1《數(shù)據(jù)編碼》