论文部分内容阅读
多媒体信息编码是字符的编码之后的内容，主要内容是学习图像、视频和音频的数字化，要求学生在理解计算机用二进制表示、处理、存储信息的原理的基础上，能判断位图图像大小与分辨率、色彩种类的关系，能了解视频的本质，能判断音频大小与采样频率、采样位数的关系。
一、教学目标
知识与技能：了解位图图像的数字化表示；掌握黑白位图大小的计算方法；了解音频、视频在计算机中的数字化原理；了解图像、音频大小的相关因素。
过程与方法：让学生通过观察对比，学会分析和总结影响文件（位图、声音和视频文件）大小的相关因素，以及文件与各因素之间的对应关系。通过在“画图”程序中填色，让学生直观地了解颜色的数字化表示，掌握黑白图的计算方法。通过“录音机”的录音和播音，让学生体验模数信号的转换过程。
情感、态度与价值观：激发学生学习信息技术的兴趣；通过自主探究，培养学生分析问题、解决问题的能力；促使学生形成良好的思维习惯。
二、教学重点与难点
重点：位图图像的大小计算。
难点：声音文件大小的相关因素。
三、教学过程
（一）创设情境，新课导入
教师向学生展示一张照片。
师：我想将这张照片存入电脑，该怎么做？
学生思考，并例举办法。
生1：用扫描仪扫描。
生2：用数码相机对着这张照片再拍一次，然后存入电脑。
师：两种方法都可以。存入电脑的照片是用什么表示的呢？大家回想一下，计算机中所有的信息都用什么来表示？
生：二进制。
师：对，接下来我们研究一下图像在计算机中是如何数字化表示和存储的。
（二）探究任务一：放大位图，观察变化
布置任务：请将桌面上的“熊猫.bmp”图放大，并回答你观察到了什么现象？
学生操作。
众生：图片是放大了，但熊猫的边缘线粗糙了、模糊了，有些线条还有点儿像齿轮……
教师将图片放大6倍，说明位图的本质以及分辨率的概念。计算机存储位图，就是将位图的每个像素的颜色信息进行数字化后的量存入电脑。
师：位图的大小和什么因素有关呢？
（三）探究任务二：画图，对比观察几幅图，总结出位图大小的相关因素
布置任务：
1.请在“画图”程序中随意画一幅400×300像素的图，按照默认的保存类型保存到桌面上，查看其大小。
2.请观察两幅分辨率分别为200×145像素(图像大小为3625B)和300×190像素(图像大小为7125B)的黑白图，你能说明位图大小和什么因素有关吗？
3.观察四幅分辨率相同但颜色数不同（分别为24位真彩色、256色、16色和黑白色，所成图像的大小依次为352KB、118KB、59KB、15KB）的位图，思考位图大小还和什么因素有关？
教师提示位图的宽和图像分辨率之间的对应关系。学生用“画图”程序按任务要求作画，并保存以便查看其大小。
师：大家画好的400×300像素的图有多少KB？
生：351KB。
师：大家画的内容肯定是不同的，可文件大小相同，说明了什么问题？
生：大小和内容没有关系。
师：那么位图大小和什么因素有关呢？
生3：从第二题的两张图像中看出，像素越多，文件也越大。
生4: 根据对第三题的四幅图的观察，我发现除分辨率影响着位图的大小之外，色彩的多少也影响着图像的大小。
（四）探究任务三：填色。思考颜色的数字化表示，总结出位图大小的计算方法
师：我们研究位图的大小与分辨率、颜色数量的对应关系以及位图的大小的计算。
布置任务：请把桌面上的“熊猫.bmp”这幅黑白图中标有“1”的地方填充上黑色，并思考黑白位图需要几个位来表示颜色信息。
师：黑白两色可以用二进制的哪个值表示？
生：1和0。
师：所以至少要用几个位表示黑白两种颜色？
生：1个。
师：很好。计算机存储一张位图，就是存储了这张图每个像素的颜色信息。黑白图里的一个像素需要1个位，这样一个黑白图的大小就很容易计算出来了（大小＝分辨率×一个像素需要的位数）。我们一起来计算这张图的大小。
生：600×386×1。
师：这样算出来的结果单位是什么？
生：位，比特。
师：那么一幅16色的位图至少需要几个位表示一种颜色呢？
生：4个（大部分学生都能较快回答出来）。
（五）了解视频的本质，了解影响视频画面切换快慢的因素
师：我们已经学习了位图在计算机中的数字化，接下来，我们看看在计算机中又是如何数字化表示视频的。我们先来看一个小动画（gif格式的动画，如图1）。
图1
师：视频和动画本质是什么呢？有谁知道？
学生都回答不出。
教师展示制作gif动画的9幅bmp图片素材，并告知学生该动画实际上就是由这9幅图片组成的。
学生有些好奇。
师：为了让大家更好地了解动画视频的本质，我们就用这9幅图制作gif小动画。
教师简单演示用gif animator软件制作gif动画的过程。学生动手制作。教师观察有哪些学生修改了每秒种播放的帧数。学生完成后，教师先转播两个按默认方式做好的学生机屏幕，再转播两个改了每秒钟播放的帧数的学生机屏幕。
师：大家有没有观察到后面两位同学的动画跟前面两位的不一样？
生：第三位同学的动画特别快，第四位同学的动画特别慢。
师：请第三位同学说说他改了什么设置。
生：我把延迟时间改成了10。
师生共同总结出每秒钟播放的帧数对动画、视频画面切换速度的影响。通过gif动画的制作实践，学生能很直观地体会到视频的本质——由一幅幅（即一帧帧）静止的图像组成。
（六）体会模数信号的相互转换，学习音频的参数含义
师：我们学习音频在计算机中的数字化。先请一位同学用录音机来录一段音，内容为《再别康桥》的后四句。
学生朗诵、录音，并保存该音频到桌面上，点击播放。
师：这位同学朗诵得很有感情。从物理学的角度来说，声音是什么？
生：声波。
师：对！声音是一种波，是一连续、平滑变化的模拟信号。计算机只能处理哪种信号？
生：数字信号。
师：如何将模拟信号转换为数字信号呢？那就要一个模数转换器，通过对声波的采样和量化转换为数字信号。刚才我们录音的过程就是将声波的模拟信号转换为数字信号的过程。大家看图2。
图2
图上的黑线表示原声，红线表示数字化后的声音。横坐标表示时间，纵坐标表示音高标准。红线上的点，就是数模转换器从模拟信号上采样获取的点。大家看，图2所示的设备多长时间采样一次？
生：0.001秒。
师：每秒钟采样的次数，我们称之为“采样频率”，单位为Hz。我们再来观察图2，模数转换器将音高设为几个标准？
生：8个。
师：对。计算机要表示这8个音高标准，至少需要几个位？
生：3个位。
师：对，用3个位能表示出23种信息，这里的信息就是音高。我们把每个采样点所需的二进制位数，称为“采样位数”。计算机存储这段音频，就是将每个采样点的音高数字化后的值存入计算机。我们播放这段音频，又需要数模转换器，将数字信号重新转换为模拟信号。那么数字化后的音频的音质、大小与什么因素有关呢？
（七）对比观察
教师让学生观察两张具有相同采样位数的声音采样图片（一张的采样频率为每0.001秒一次，另一张每0.002秒一次），让学生通过比较，说明wav声音文件的音质与哪些因素有关。
学生观察、思考和讨论。
生：采样时间间隔越短，声音越接近原声。
师：是的。如果将它说得完整点儿，应该是当采样位数相同时，采样频率越高，数字化后的声音越真实，音频的文件也越大。請大家再观察两幅具有相同采样频率的声音采样图（一张音高分为8个标准，另一张将音高分为16个标准），你能说说wav声音文件的音质还与哪些因素有关吗？
生：当采样频率相同时，音高划分得越多，声音越真实。
师：对，当采样频率相同时，采样位数越多，声音越真实，声音文件也越大。
（八）文件压缩
师：我们来看一段3分钟的wav文件有多大（演示如何查看文件大小）。
生：哇，这么大！
师：再来看看一段3分钟的mp3音频一般有多大？
生：3MB、4MB、5MB……
师：大概就在3～5MB。我们要想节省磁盘空间，该怎么做？请例举几个常见的多媒体文件的压缩格式。
生：压缩。常见的图像的压缩格式有jpg、gif，音频压缩格式有mp3、wma。
师：mp3和wma这两种格式哪个压缩比更高？
生：wma。
师：视频呢？
生：mpg、rm。
师：本课我们已学习了图像、视频、音频在计算机中的数字化原理，位图大小的相关因素，音频大小的相关因素，以及影响视频画面切换速度的相关因素。课后请完成教材习题以及本节课的自我评价。
（作者单位：浙江温州中学）
培养学生信息判断能力 青少年信息科学技术应用与创新科学普及活动启动
“中国青少年信息科学技术应用与创新科学普及活动”日前启动。这项由中国少年儿童新闻出版总社和中国科学院计算技术研究所共同主办的系列活动，旨在指导中小学正确使用计算机学习各种知识，提高他们使用计算机解决实际问题的能力，并积极推动创建校园绿色网络环境，帮助未成年人加强网络道德修养。
据介绍，这次集普及性、广泛性、趣味性和应用性于一体的大规模科普活动，着重培养中小学生的信息判断能力和动手操作能力，更倡导创新精神的体现。启动后的首个活动为应用与创新竞赛，包括电脑基础知识竞赛、电脑软件展示、电脑技能竞赛、单项应用知识竞赛、限时提交原创作品竞赛等。有关专家组成命题评审组对活动进行技术指导，在自愿参赛的原则下，在初赛、赛区决赛的基础上选拔城市代表队，参加12月下旬在北京举行的全国总决赛暨颁奖大会。
（中国教育报）
一、教学目标
知识与技能：了解位图图像的数字化表示；掌握黑白位图大小的计算方法；了解音频、视频在计算机中的数字化原理；了解图像、音频大小的相关因素。
过程与方法：让学生通过观察对比，学会分析和总结影响文件（位图、声音和视频文件）大小的相关因素，以及文件与各因素之间的对应关系。通过在“画图”程序中填色，让学生直观地了解颜色的数字化表示，掌握黑白图的计算方法。通过“录音机”的录音和播音，让学生体验模数信号的转换过程。
情感、态度与价值观：激发学生学习信息技术的兴趣；通过自主探究，培养学生分析问题、解决问题的能力；促使学生形成良好的思维习惯。
二、教学重点与难点
重点：位图图像的大小计算。
难点：声音文件大小的相关因素。
三、教学过程
（一）创设情境，新课导入
教师向学生展示一张照片。
师：我想将这张照片存入电脑，该怎么做？
学生思考，并例举办法。
生1：用扫描仪扫描。
生2：用数码相机对着这张照片再拍一次，然后存入电脑。
师：两种方法都可以。存入电脑的照片是用什么表示的呢？大家回想一下，计算机中所有的信息都用什么来表示？
生：二进制。
师：对，接下来我们研究一下图像在计算机中是如何数字化表示和存储的。
（二）探究任务一：放大位图，观察变化
布置任务：请将桌面上的“熊猫.bmp”图放大，并回答你观察到了什么现象？
学生操作。
众生：图片是放大了，但熊猫的边缘线粗糙了、模糊了，有些线条还有点儿像齿轮……
教师将图片放大6倍，说明位图的本质以及分辨率的概念。计算机存储位图，就是将位图的每个像素的颜色信息进行数字化后的量存入电脑。
师：位图的大小和什么因素有关呢？
（三）探究任务二：画图，对比观察几幅图，总结出位图大小的相关因素
布置任务：
1.请在“画图”程序中随意画一幅400×300像素的图，按照默认的保存类型保存到桌面上，查看其大小。
2.请观察两幅分辨率分别为200×145像素(图像大小为3625B)和300×190像素(图像大小为7125B)的黑白图，你能说明位图大小和什么因素有关吗？
3.观察四幅分辨率相同但颜色数不同（分别为24位真彩色、256色、16色和黑白色，所成图像的大小依次为352KB、118KB、59KB、15KB）的位图，思考位图大小还和什么因素有关？
教师提示位图的宽和图像分辨率之间的对应关系。学生用“画图”程序按任务要求作画，并保存以便查看其大小。
师：大家画好的400×300像素的图有多少KB？
生：351KB。
师：大家画的内容肯定是不同的，可文件大小相同，说明了什么问题？
生：大小和内容没有关系。
师：那么位图大小和什么因素有关呢？
生3：从第二题的两张图像中看出，像素越多，文件也越大。
生4: 根据对第三题的四幅图的观察，我发现除分辨率影响着位图的大小之外，色彩的多少也影响着图像的大小。
（四）探究任务三：填色。思考颜色的数字化表示，总结出位图大小的计算方法
师：我们研究位图的大小与分辨率、颜色数量的对应关系以及位图的大小的计算。
布置任务：请把桌面上的“熊猫.bmp”这幅黑白图中标有“1”的地方填充上黑色，并思考黑白位图需要几个位来表示颜色信息。
师：黑白两色可以用二进制的哪个值表示？
生：1和0。
师：所以至少要用几个位表示黑白两种颜色？
生：1个。
师：很好。计算机存储一张位图，就是存储了这张图每个像素的颜色信息。黑白图里的一个像素需要1个位，这样一个黑白图的大小就很容易计算出来了（大小＝分辨率×一个像素需要的位数）。我们一起来计算这张图的大小。
生：600×386×1。
师：这样算出来的结果单位是什么？
生：位，比特。
师：那么一幅16色的位图至少需要几个位表示一种颜色呢？
生：4个（大部分学生都能较快回答出来）。
（五）了解视频的本质，了解影响视频画面切换快慢的因素
师：我们已经学习了位图在计算机中的数字化，接下来，我们看看在计算机中又是如何数字化表示视频的。我们先来看一个小动画（gif格式的动画，如图1）。
图1
师：视频和动画本质是什么呢？有谁知道？
学生都回答不出。
教师展示制作gif动画的9幅bmp图片素材，并告知学生该动画实际上就是由这9幅图片组成的。
学生有些好奇。
师：为了让大家更好地了解动画视频的本质，我们就用这9幅图制作gif小动画。
教师简单演示用gif animator软件制作gif动画的过程。学生动手制作。教师观察有哪些学生修改了每秒种播放的帧数。学生完成后，教师先转播两个按默认方式做好的学生机屏幕，再转播两个改了每秒钟播放的帧数的学生机屏幕。
师：大家有没有观察到后面两位同学的动画跟前面两位的不一样？
生：第三位同学的动画特别快，第四位同学的动画特别慢。
师：请第三位同学说说他改了什么设置。
生：我把延迟时间改成了10。
师生共同总结出每秒钟播放的帧数对动画、视频画面切换速度的影响。通过gif动画的制作实践，学生能很直观地体会到视频的本质——由一幅幅（即一帧帧）静止的图像组成。
（六）体会模数信号的相互转换，学习音频的参数含义
师：我们学习音频在计算机中的数字化。先请一位同学用录音机来录一段音，内容为《再别康桥》的后四句。
学生朗诵、录音，并保存该音频到桌面上，点击播放。
师：这位同学朗诵得很有感情。从物理学的角度来说，声音是什么？
生：声波。
师：对！声音是一种波，是一连续、平滑变化的模拟信号。计算机只能处理哪种信号？
生：数字信号。
师：如何将模拟信号转换为数字信号呢？那就要一个模数转换器，通过对声波的采样和量化转换为数字信号。刚才我们录音的过程就是将声波的模拟信号转换为数字信号的过程。大家看图2。
图2
图上的黑线表示原声，红线表示数字化后的声音。横坐标表示时间，纵坐标表示音高标准。红线上的点，就是数模转换器从模拟信号上采样获取的点。大家看，图2所示的设备多长时间采样一次？
生：0.001秒。
师：每秒钟采样的次数，我们称之为“采样频率”，单位为Hz。我们再来观察图2，模数转换器将音高设为几个标准？
生：8个。
师：对。计算机要表示这8个音高标准，至少需要几个位？
生：3个位。
师：对，用3个位能表示出23种信息，这里的信息就是音高。我们把每个采样点所需的二进制位数，称为“采样位数”。计算机存储这段音频，就是将每个采样点的音高数字化后的值存入计算机。我们播放这段音频，又需要数模转换器，将数字信号重新转换为模拟信号。那么数字化后的音频的音质、大小与什么因素有关呢？
（七）对比观察
教师让学生观察两张具有相同采样位数的声音采样图片（一张的采样频率为每0.001秒一次，另一张每0.002秒一次），让学生通过比较，说明wav声音文件的音质与哪些因素有关。
学生观察、思考和讨论。
生：采样时间间隔越短，声音越接近原声。
师：是的。如果将它说得完整点儿，应该是当采样位数相同时，采样频率越高，数字化后的声音越真实，音频的文件也越大。請大家再观察两幅具有相同采样频率的声音采样图（一张音高分为8个标准，另一张将音高分为16个标准），你能说说wav声音文件的音质还与哪些因素有关吗？
生：当采样频率相同时，音高划分得越多，声音越真实。
师：对，当采样频率相同时，采样位数越多，声音越真实，声音文件也越大。
（八）文件压缩
师：我们来看一段3分钟的wav文件有多大（演示如何查看文件大小）。
生：哇，这么大！
师：再来看看一段3分钟的mp3音频一般有多大？
生：3MB、4MB、5MB……
师：大概就在3～5MB。我们要想节省磁盘空间，该怎么做？请例举几个常见的多媒体文件的压缩格式。
生：压缩。常见的图像的压缩格式有jpg、gif，音频压缩格式有mp3、wma。
师：mp3和wma这两种格式哪个压缩比更高？
生：wma。
师：视频呢？
生：mpg、rm。
师：本课我们已学习了图像、视频、音频在计算机中的数字化原理，位图大小的相关因素，音频大小的相关因素，以及影响视频画面切换速度的相关因素。课后请完成教材习题以及本节课的自我评价。
（作者单位：浙江温州中学）
培养学生信息判断能力 青少年信息科学技术应用与创新科学普及活动启动
“中国青少年信息科学技术应用与创新科学普及活动”日前启动。这项由中国少年儿童新闻出版总社和中国科学院计算技术研究所共同主办的系列活动，旨在指导中小学正确使用计算机学习各种知识，提高他们使用计算机解决实际问题的能力，并积极推动创建校园绿色网络环境，帮助未成年人加强网络道德修养。
据介绍，这次集普及性、广泛性、趣味性和应用性于一体的大规模科普活动，着重培养中小学生的信息判断能力和动手操作能力，更倡导创新精神的体现。启动后的首个活动为应用与创新竞赛，包括电脑基础知识竞赛、电脑软件展示、电脑技能竞赛、单项应用知识竞赛、限时提交原创作品竞赛等。有关专家组成命题评审组对活动进行技术指导，在自愿参赛的原则下，在初赛、赛区决赛的基础上选拔城市代表队，参加12月下旬在北京举行的全国总决赛暨颁奖大会。
（中国教育报）