多媒體信息編碼是字符的編碼之后的內(nèi)容，主要內(nèi)容是學習圖像、視頻和音頻的數(shù)字化，要求學生在理解計算機用二進制表示、處理、存儲信息的原理的基礎(chǔ)上，能判斷位圖圖像大小與分辨率、色彩種類的關(guān)系，能了解視頻的本質(zhì)，能判斷音頻大小與采樣頻率、采樣位數(shù)的關(guān)系。
　　
　　一、教學目標
　　
　　知識與技能：了解位圖圖像的數(shù)字化表示；掌握黑白位圖大小的計算方法；了解音頻、視頻在計算機中的數(shù)字化原理；了解圖像、音頻大小的相關(guān)因素。
　　過程與方法：讓學生通過觀察對比，學會分析和總結(jié)影響文件（位圖、聲音和視頻文件）大小的相關(guān)因素，以及文件與各因素之間的對應(yīng)關(guān)系。通過在“畫圖”程序中填色，讓學生直觀地了解顏色的數(shù)字化表示，掌握黑白圖的計算方法。通過“錄音機”的錄音和播音，讓學生體驗?zāi)?shù)信號的轉(zhuǎn)換過程。
　　情感、態(tài)度與價值觀：激發(fā)學生學習信息技術(shù)的興趣；通過自主探究，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力；促使學生形成良好的思維習慣。
　　
　　二、教學重點與難點
　　
　　重點：位圖圖像的大小計算。
　　難點：聲音文件大小的相關(guān)因素。
　　
　　三、教學過程
　　
　?。ㄒ唬﹦?chuàng)設(shè)情境，新課導入
　　教師向?qū)W生展示一張照片。
　　師：我想將這張照片存入電腦，該怎么做？
　　學生思考，并例舉辦法。
　　生1：用掃描儀掃描。
　　生2：用數(shù)碼相機對著這張照片再拍一次，然后存入電腦。
　　師：兩種方法都可以。存入電腦的照片是用什么表示的呢？大家回想一下，計算機中所有的信息都用什么來表示？
　　生：二進制。
　　師：對，接下來我們研究一下圖像在計算機中是如何數(shù)字化表示和存儲的。
　　
　　（二）探究任務(wù)一：放大位圖，觀察變化
　　布置任務(wù)：請將桌面上的“熊貓.bmp”圖放大，并回答你觀察到了什么現(xiàn)象？
　　學生操作。
　　眾生：圖片是放大了，但熊貓的邊緣線粗糙了、模糊了，有些線條還有點兒像齒輪……
　　教師將圖片放大6倍，說明位圖的本質(zhì)以及分辨率的概念。計算機存儲位圖，就是將位圖的每個像素的顏色信息進行數(shù)字化后的量存入電腦。
　　師：位圖的大小和什么因素有關(guān)呢？
　　
　?。ㄈ┨骄咳蝿?wù)二：畫圖，對比觀察幾幅圖，總結(jié)出位圖大小的相關(guān)因素
　　布置任務(wù)：
　　1.請在“畫圖”程序中隨意畫一幅400×300像素的圖，按照默認的保存類型保存到桌面上，查看其大小。
　　2.請觀察兩幅分辨率分別為200×145像素(圖像大小為3625B)和300×190像素(圖像大小為7125B)的黑白圖，你能說明位圖大小和什么因素有關(guān)嗎？
　　3.觀察四幅分辨率相同但顏色數(shù)不同（分別為24位真彩色、256色、16色和黑白色，所成圖像的大小依次為352KB、118KB、59KB、15KB）的位圖，思考位圖大小還和什么因素有關(guān)？
　　教師提示位圖的寬和圖像分辨率之間的對應(yīng)關(guān)系。學生用“畫圖”程序按任務(wù)要求作畫，并保存以便查看其大小。
　　師：大家畫好的400×300像素的圖有多少KB？
　　生：351KB。
　　師：大家畫的內(nèi)容肯定是不同的，可文件大小相同，說明了什么問題？
　　生：大小和內(nèi)容沒有關(guān)系。
　　師：那么位圖大小和什么因素有關(guān)呢？
　　生3：從第二題的兩張圖像中看出，像素越多，文件也越大。
　　生4: 根據(jù)對第三題的四幅圖的觀察，我發(fā)現(xiàn)除分辨率影響著位圖的大小之外，色彩的多少也影響著圖像的大小。
　　
　　（四）探究任務(wù)三：填色。思考顏色的數(shù)字化表示，總結(jié)出位圖大小的計算方法
　　師：我們研究位圖的大小與分辨率、顏色數(shù)量的對應(yīng)關(guān)系以及位圖的大小的計算。
　　布置任務(wù)：請把桌面上的“熊貓.bmp”這幅黑白圖中標有“1”的地方填充上黑色，并思考黑白位圖需要幾個位來表示顏色信息。
　　師：黑白兩色可以用二進制的哪個值表示？
　　生：1和0。
　　師：所以至少要用幾個位表示黑白兩種顏色？
　　生：1個。
　　師：很好。計算機存儲一張位圖，就是存儲了這張圖每個像素的顏色信息。黑白圖里的一個像素需要1個位，這樣一個黑白圖的大小就很容易計算出來了（大?。椒直媛省烈粋€像素需要的位數(shù)）。我們一起來計算這張圖的大小。
　　生：600×386×1。
　　師：這樣算出來的結(jié)果單位是什么？
　　生：位，比特。
　　師：那么一幅16色的位圖至少需要幾個位表示一種顏色呢？
　　生：4個（大部分學生都能較快回答出來）。
　?。ㄎ澹┝私庖曨l的本質(zhì)，了解影響視頻畫面切換快慢的因素
　　師：我們已經(jīng)學習了位圖在計算機中的數(shù)字化，接下來，我們看看在計算機中又是如何數(shù)字化表示視頻的。我們先來看一個小動畫（gif格式的動畫，如圖1）。
　　
　　圖1
　　
　　師：視頻和動畫本質(zhì)是什么呢？有誰知道？
　　學生都回答不出。
　　教師展示制作gif動畫的9幅bmp圖片素材，并告知學生該動畫實際上就是由這9幅圖片組成的。
　　學生有些好奇。
　　師：為了讓大家更好地了解動畫視頻的本質(zhì)，我們就用這9幅圖制作gif小動畫。
　　教師簡單演示用gif animator軟件制作gif動畫的過程。學生動手制作。教師觀察有哪些學生修改了每秒種播放的幀數(shù)。學生完成后，教師先轉(zhuǎn)播兩個按默認方式做好的學生機屏幕，再轉(zhuǎn)播兩個改了每秒鐘播放的幀數(shù)的學生機屏幕。
　　師：大家有沒有觀察到后面兩位同學的動畫跟前面兩位的不一樣？
　　生：第三位同學的動畫特別快，第四位同學的動畫特別慢。
　　師：請第三位同學說說他改了什么設(shè)置。
　　生：我把延遲時間改成了10。
　　師生共同總結(jié)出每秒鐘播放的幀數(shù)對動畫、視頻畫面切換速度的影響。通過gif動畫的制作實踐，學生能很直觀地體會到視頻的本質(zhì)——由一幅幅（即一幀幀）靜止的圖像組成。
　　
　　（六）體會模數(shù)信號的相互轉(zhuǎn)換，學習音頻的參數(shù)含義
　　師：我們學習音頻在計算機中的數(shù)字化。先請一位同學用錄音機來錄一段音，內(nèi)容為《再別康橋》的后四句。
　　學生朗誦、錄音，并保存該音頻到桌面上，點擊播放。
　　師：這位同學朗誦得很有感情。從物理學的角度來說，聲音是什么？
　　生：聲波。
　　師：對！聲音是一種波，是一連續(xù)、平滑變化的模擬信號。計算機只能處理哪種信號？
　　生：數(shù)字信號。
　　師：如何將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號呢？那就要一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器，通過對聲波的采樣和量化轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。剛才我們錄音的過程就是將聲波的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的過程。大家看圖2。
　　
　　　　圖2
　　
　　圖上的黑線表示原聲，紅線表示數(shù)字化后的聲音。橫坐標表示時間，縱坐標表示音高標準。紅線上的點，就是數(shù)模轉(zhuǎn)換器從模擬信號上采樣獲取的點。大家看，圖2所示的設(shè)備多長時間采樣一次？
　　生：0.001秒。
　　師：每秒鐘采樣的次數(shù)，我們稱之為“采樣頻率”，單位為Hz。我們再來觀察圖2，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將音高設(shè)為幾個標準？
　　生：8個。
　　師：對。計算機要表示這8個音高標準，至少需要幾個位？
　　生：3個位。
　　師：對，用3個位能表示出23種信息，這里的信息就是音高。我們把每個采樣點所需的二進制位數(shù)，稱為“采樣位數(shù)”。計算機存儲這段音頻，就是將每個采樣點的音高數(shù)字化后的值存入計算機。我們播放這段音頻，又需要數(shù)模轉(zhuǎn)換器，將數(shù)字信號重新轉(zhuǎn)換為模擬信號。那么數(shù)字化后的音頻的音質(zhì)、大小與什么因素有關(guān)呢？
　　
　　（七）對比觀察
　　教師讓學生觀察兩張具有相同采樣位數(shù)的聲音采樣圖片（一張的采樣頻率為每0.001秒一次，另一張每0.002秒一次），讓學生通過比較，說明wav聲音文件的音質(zhì)與哪些因素有關(guān)。
　　學生觀察、思考和討論。
　　生：采樣時間間隔越短，聲音越接近原聲。
　　師：是的。如果將它說得完整點兒，應(yīng)該是當采樣位數(shù)相同時，采樣頻率越高，數(shù)字化后的聲音越真實，音頻的文件也越大。請大家再觀察兩幅具有相同采樣頻率的聲音采樣圖（一張音高分為8個標準，另一張將音高分為16個標準），你能說說wav聲音文件的音質(zhì)還與哪些因素有關(guān)嗎？
　　生：當采樣頻率相同時，音高劃分得越多，聲音越真實。
　　師：對，當采樣頻率相同時，采樣位數(shù)越多，聲音越真實，聲音文件也越大。
　　
　?。ò耍┪募嚎s
　　師：我們來看一段3分鐘的wav文件有多大（演示如何查看文件大?。?。
　　生：哇，這么大！
　　師：再來看看一段3分鐘的mp3音頻一般有多大？
　　生：3MB、4MB、5MB……
　　師：大概就在3～5MB。我們要想節(jié)省磁盤空間，該怎么做？請例舉幾個常見的多媒體文件的壓縮格式。
　　生：壓縮。常見的圖像的壓縮格式有jpg、gif，音頻壓縮格式有mp3、wma。
　　師：mp3和wma這兩種格式哪個壓縮比更高？
　　生：wma。
　　師：視頻呢？
　　生：mpg、rm。
　　師：本課我們已學習了圖像、視頻、音頻在計算機中的數(shù)字化原理，位圖大小的相關(guān)因素，音頻大小的相關(guān)因素，以及影響視頻畫面切換速度的相關(guān)因素。課后請完成教材習題以及本節(jié)課的自我評價。
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　　培養(yǎng)學生信息判斷能力 青少年信息科學技術(shù)應(yīng)用與創(chuàng)新科學普及活動啟動
　　“中國青少年信息科學技術(shù)應(yīng)用與創(chuàng)新科學普及活動”日前啟動。這項由中國少年兒童新聞出版總社和中國科學院計算技術(shù)研究所共同主辦的系列活動，旨在指導中小學正確使用計算機學習各種知識，提高他們使用計算機解決實際問題的能力，并積極推動創(chuàng)建校園綠色網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，幫助未成年人加強網(wǎng)絡(luò)道德修養(yǎng)。
　　據(jù)介紹，這次集普及性、廣泛性、趣味性和應(yīng)用性于一體的大規(guī)?？破栈顒?，著重培養(yǎng)中小學生的信息判斷能力和動手操作能力，更倡導創(chuàng)新精神的體現(xiàn)。啟動后的首個活動為應(yīng)用與創(chuàng)新競賽，包括電腦基礎(chǔ)知識競賽、電腦軟件展示、電腦技能競賽、單項應(yīng)用知識競賽、限時提交原創(chuàng)作品競賽等。有關(guān)專家組成命題評審組對活動進行技術(shù)指導，在自愿參賽的原則下，在初賽、賽區(qū)決賽的基礎(chǔ)上選拔城市代表隊，參加12月下旬在北京舉行的全國總決賽暨頒獎大會。
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