信息的編碼蔣梅芬

1、第一章 信息與信息技術(shù)第二節(jié)信息的編碼上虞市教研室蔣梅芬本節(jié)的課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容：描述信息的基本特征，列舉信息技術(shù)的應(yīng)用實例，了解信息技術(shù)的歷史和發(fā)展趨勢。本節(jié)課程標(biāo)準(zhǔn)分析：.把握計算要求。根據(jù)省必修模塊教學(xué)指導(dǎo)意見的相關(guān)內(nèi)容要求：信息的編碼，僅要求學(xué)生掌握二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換方法。對于十進(jìn)制數(shù)為小數(shù)時的二進(jìn)制數(shù)和十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換，及其它進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換，僅需老師作簡單的講解，不要求學(xué)生掌握。.了解信息編碼的多樣性和計算機信息編碼的方法與種類。信息字符的編碼是學(xué)生了解多媒體數(shù)字化的第一步，學(xué)生只需了解字符數(shù)字化的原理，不要求記憶ASCII字符編碼表。對于漢字編碼也只需讓學(xué)生了解其數(shù)字化的原

2、理，不要求學(xué)生記憶各種漢字編碼方案的編號和名稱。為了讓學(xué)生直觀了解字符和漢字的編碼形式，可讓學(xué)生通過實踐體驗“觀察字符的內(nèi)碼”來體會。.知道信息的數(shù)字化。有關(guān)聲音、圖像和視頻數(shù)字化的教學(xué)內(nèi)容，較為專業(yè)，對學(xué)生來說要一次性理解比較困難。因此，只要求學(xué)生了解聲音、圖像和視頻數(shù)字化的簡單原理。在計算方面，只要求學(xué)生掌握計算黑白圖像數(shù)字化后所占的字節(jié)數(shù)，能判斷聲音采樣頻率的高低、圖像分辨率的高低等因素對于聲音、圖像所占存儲容量大小的影響。至于聲音、圖像和視頻數(shù)字化的具體過程，及計算數(shù)字化后各種形式的存儲容量，將來可在選修模塊“多媒體技術(shù)應(yīng)用”中去進(jìn)一步學(xué)習(xí)?！窘滩姆治觥?1.上一節(jié)課的鋪墊。在第一節(jié)中

3、，學(xué)生已了解信息的載體及形態(tài)，明確了信息的特征，然這些僅是存在于電腦“外部”的感性認(rèn)識，而在電腦“內(nèi)部”是如何將相關(guān)的信息編碼，有待進(jìn)一步學(xué)習(xí)。2.本節(jié)課的教學(xué)重心。本節(jié)課的教學(xué)重心是各種信息在機內(nèi)如何編碼，字符的編碼是學(xué)生了解信息數(shù)字化的第一步，講解要較為詳細(xì)，讓學(xué)生了解ASCII字符編碼原則，但不要求記憶ASCII字符編碼表。為了讓學(xué)生進(jìn)一步直觀了解字符和漢字的編碼形式，組織學(xué)生動手操作完成學(xué)生活動手冊中的實踐一“觀察字符的內(nèi)碼”，使學(xué)生加深對信息編碼的體驗。對聲音、圖像和視頻數(shù)字化，只要求學(xué)生了解簡單原理，掌握計算黑白圖像數(shù)字化后所占的字節(jié)數(shù)。能判斷聲音采樣頻率的高低、圖像分辨率的高低等

4、因素對于聲音、圖像所占存儲容量大小的影響。3.本節(jié)課的地位。信息技術(shù)是對信息進(jìn)行采集、處理、傳輸、存儲、表達(dá)和使用的技術(shù)，要使用計算機對信息進(jìn)行處理，必須要把待處理的信息（數(shù)字、字符、漢字、聲音、圖像等）用二進(jìn)制進(jìn)行編碼，即進(jìn)行信息的數(shù)字化。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，揭開了電腦工作的神秘面紗，激發(fā)了學(xué)生深入學(xué)習(xí)信息技術(shù)知識的興趣和強烈的求知欲，也激勵學(xué)生不斷向高科技挑戰(zhàn)?！緦W(xué)情分析】 高一學(xué)生身心漸趨成熟，邏輯思維趨于嚴(yán)密，并且已經(jīng)具備一定的信息技術(shù)使用經(jīng)驗，只是對所學(xué)的內(nèi)容欠缺系統(tǒng)的提煉、重組和內(nèi)化。因此，在進(jìn)行信息與信息技術(shù)這部分內(nèi)容的教學(xué)時，教師可以有層次、有選擇地設(shè)計實例分析、討論歸納、合作探

5、究等活動，引導(dǎo)學(xué)生從不同層面分析和歸納問題，鼓勵學(xué)生將自己形成的理解與專家或他人已有的想法相比較，加深理解，使學(xué)生通過親身體驗與理性建構(gòu)相結(jié)合的方式，理解信息技術(shù)對社會發(fā)展的影響，為不斷發(fā)展、變化的信息技術(shù)做好心理準(zhǔn)備，逐步形成與社會發(fā)展相適應(yīng)的價值觀和責(zé)任感?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1.知識與技能了解二進(jìn)制代與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換計算。了解ASCII字符編碼和漢字編碼。了解聲音數(shù)字化、圖像和視頻數(shù)字化的基本方法。2.過程與方法在“觀察字符內(nèi)碼”實踐體驗中，讓學(xué)生直觀地了解字符和漢字的編碼形式。通過“畫圖”中的“顯示網(wǎng)格”，讓學(xué)生明白圖像的實質(zhì)像素及圖像大小與分辨率、顏色數(shù)的關(guān)系。通過“錄音機”軟件的錄音、播放功

6、能的使用，及“采樣”動畫的播放，便于學(xué)生理解聲音數(shù)字化的簡單原理。3.情感態(tài)度與價值觀激勵學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)計算機原理，鼓勵學(xué)生不斷探究新知，開拓科技新領(lǐng)域。培養(yǎng)了學(xué)生的自主探索、協(xié)作研究的精神，鼓勵學(xué)生善于提出問題，并分析、解決問題。【重點難點】重點：字符的編碼、圖像數(shù)字化。難點：判斷聲音采樣頻率的高低、圖像分辨率的高低等因素對于聲音、圖像所占存儲容量大小的影響。【設(shè)計思想】本節(jié)課涉及知識點較多，有些是第一次接觸，還難以理解。故更多的是考慮如何深入淺出，從學(xué)生熟悉的內(nèi)容著手，采取問題討論、合作解決的方法學(xué)習(xí)新知識?，F(xiàn)實生活的實例：歸納信息的編碼 信息技術(shù)發(fā)展史：二進(jìn)制與十進(jìn)制的換算字符編碼：電腦

7、內(nèi)部如何區(qū)分我們的鍵盤（101鍵或103鍵）上的各鍵？ ASCII碼漢字編碼：用一個字節(jié)能對漢字進(jìn)行編碼嗎？ 需兩個字節(jié)的GB 2312 聯(lián)系實際查看IE菜單“查看”“編碼” 實踐活動：觀察字符的編碼。多媒體信息編碼：大家熟悉的數(shù)碼相機、掃描儀的使用，“畫圖”中顯示網(wǎng)格，“錄音機”錄音 了解圖像視頻數(shù)字化、聲音數(shù)字化原理。【教學(xué)流程】教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動觀察數(shù)據(jù)理解編碼上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了信息的基本特征，現(xiàn)在下列一組數(shù)字，它們不是一個簡單的數(shù)，而是代表著不同的信息，猜一猜，它們可能代表什么？ 119： 120 ；96315 （本地區(qū)的郵政編碼）：（本地區(qū)的身份證編碼）：（本地區(qū)的電話號碼）：你

8、知道生活中信息的編碼形式還有哪些？（條形碼、交通圖標(biāo)、紅綠燈信號、盲道計算機的編碼方式是什么？為什么？簡介信息技術(shù)發(fā)展史有關(guān)二進(jìn)制部分內(nèi)容。講解二進(jìn)制表示方法；二進(jìn)制與十進(jìn)制的換算。學(xué)生回憶生活經(jīng)歷，體驗生活中的信息編碼的常用方法。學(xué)生自己練習(xí)二進(jìn)制與十進(jìn)制的簡單換算。例：9與1000那個更大？創(chuàng)設(shè)問題情境觀察我們的鍵盤（101鍵或103鍵），將它們輸入電腦時其內(nèi)部如何區(qū)分它們？觀察并思考二進(jìn)制碼（0-9數(shù)字可以用二進(jìn)制碼）。引導(dǎo)探索在計算機內(nèi)部采用二進(jìn)制代碼，國際普遍采用ASCII碼。在鍵盤輸入字符“A”，電腦內(nèi)部即表示為怎樣的一串二進(jìn)制碼？輸入字符“a”呢？問題：計算機內(nèi)存中有一個字節(jié)的內(nèi)

9、容是65，它究竟是數(shù)值65還是字符“A”？看書：ASCII字符編碼表（7位二進(jìn)制數(shù)，編碼范圍0-127，94個圖形字符碼、34個控制符碼。）學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上靈活應(yīng)用引導(dǎo)探索實踐體驗用一個字節(jié)對漢字進(jìn)行編碼，行嗎？用兩個字節(jié)能編碼多少個？簡介GB2312 -1980編碼。介紹漢字的“大字符集”ISO/IEC 10646?！捌渌敝械腉B 18030介紹（兼容GBK與GB2312）問題：拼音輸入法與五筆輸入法所生成的漢字內(nèi)碼一樣嗎？分組實踐：觀察字符的編碼。根據(jù)學(xué)生活動手冊要求，明確任務(wù)，分組協(xié)作，獨立完成。計算：一、兩個字節(jié)分別可以表示多少個編碼。學(xué)生實踐：打開IE瀏覽器的菜單“查看”“編碼”

10、，會發(fā)現(xiàn)GB2312編碼。（如下圖1）學(xué)生實踐：查看“其他”編碼，如日文、韓文等。學(xué)生實踐體驗：觀察字符的內(nèi)碼。填寫完成學(xué)生活動手冊實踐一實驗評價分組交流實踐過程與結(jié)果。教師給予激勵性評價。自我評價并填寫“學(xué)生學(xué)業(yè)成長記錄表”圖像數(shù)字化引導(dǎo)探索教師用數(shù)碼相機現(xiàn)場拍攝照片，并保存到電腦中，設(shè)置共享。啟動“畫圖”程序，打開拍攝的照片文件（或選取其中的一部分，復(fù)制在新建的文件中），并放大到400%，顯示網(wǎng)格。（如下圖2）通過菜單“圖像”的“屬性”查看分辨率。將原圖像另存為單色位圖后，計算存儲大小。并與該文件的實際大小作比較。問題：計算所得的大小與文件實際大小不一，為什么？與師一起操作并體會圖像的實質(zhì)

11、（像素）和特點（每個像素的顏色都被數(shù)字化成一定的數(shù)值）。將該圖片分別以256.bmp(256色)、16.bmp(16色)、2.bmp(單色)為名保存在D盤中，觀察文件的大小，并理解文件大小關(guān)系與顏色位數(shù)之間的關(guān)系。深入與拓展利用掃描儀，將一張照片進(jìn)行各種不同分辨率、同顏色位數(shù)（真彩色）的掃描（如圖3）。單擊分辨率下拉按鈕，分別選取100dpi（即水平分辨率、垂直分辨率都為100象素/英寸）、200dpi，在左下角的“任務(wù) 1”處分別顯示圖像的大小為123KB、494KB。再次了解圖像數(shù)字化原理，并理解圖像存儲大小與分辨率的關(guān)系。視頻數(shù)字化播放動畫“眨動的眼睛” （如圖4）觀察，得出視頻的實質(zhì)：

12、一串相關(guān)的靜止圖像。課堂過程評價1.說出圖像的組成實質(zhì)。2.存儲畫面為640*480像素的黑白兩色的圖像至少需要多少字節(jié)的空間。3.能否理解圖像存儲大小與分辨率、顏色數(shù)的關(guān)系？聲音數(shù)字化引導(dǎo)探索利用Windows附件中“錄音機”程序錄音并播放，引出聲波。錄音時模擬信號如何轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號？采樣、量化（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）存儲空間的介紹。模擬信號 （錄音） 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 數(shù)字信號數(shù)模轉(zhuǎn)換器 （放音）學(xué)生自由錄音。采樣動態(tài)演示（看flash動畫，如圖5）試著利用“錄音機”程序處理聲音文件（將錄制后聲音進(jìn)行“加速”、“添加回音”等操作），比較播放效果，體會聲音的數(shù)字化原理。歸納總結(jié)總結(jié)信息的編碼，詳見“知識結(jié)構(gòu)

13、”拓展應(yīng)用根據(jù)自己興趣自選探究性主題1.漢字“中國2008”及自己姓名的GB 18030-2000編碼2.文件固有格式占據(jù)空間情況。如新建空白畫圖文件、DOC文件等，觀察、比較他們的文件大小。3.請學(xué)生到網(wǎng)上搜索有關(guān)“（圖像）分辨率”、“聲音采樣”的資料，并整理成論文或做成演示文稿圖3圖1圖2圖4圖5【知識結(jié)構(gòu)】 信息的編碼: 字符漢字多媒體信息聲音數(shù)字化圖像和視頻數(shù)字化編碼ASCII碼GB 2312-1980GBK -1995 GB 18030-2000經(jīng)過采樣和量化，模擬信號變成一系列二進(jìn)制數(shù)據(jù)圖像由像素組成，每個像素的顏色都被數(shù)字化成一定的數(shù)值視頻由連續(xù)的圖像幀組成【問題研討】.如何把握本節(jié)的教學(xué)要求與內(nèi)容？從本節(jié)的教材內(nèi)容上看紛繁復(fù)雜，信息編碼、二進(jìn)制、進(jìn)制轉(zhuǎn)換、字符編碼、ASCII碼、漢字編碼、字符的內(nèi)碼，聲音數(shù)字化、圖像和視頻的數(shù)字化等等，教師應(yīng)正確把握教學(xué)的重點與基本要求，一是計算：掌握二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換方法，但不包括十進(jìn)制數(shù)為小數(shù)時的制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換，及其它進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換；掌握計算黑白圖像數(shù)字化后所占的字節(jié)數(shù)。二是定性的認(rèn)識為主，有關(guān)知識與概念只是要求了解，教學(xué)中不要過高要求。如ASCII字符編碼表只是一個補