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图像的数字化
【教材分析】
在现行高中信息技术必修部分《信息技术基础》中，关于图像信息的内容在第五章《图像信息的采集与加工》，学习内容主要涉及到图像的类型和格式以及图像的采集与加工。而在普通高中信息技术课程标准（2019年版）中，对必修部分进行了大的改变，必修部分分为数据与计算和信息系统与社会两个模块。新课标在对涉及图像等多媒体信息具体内容中要求，在具体感知数据与信息的基础上，描述数据与信息的特征，知道数据编码的基本方式。因此，根据课标要求，现行教材选修《多媒体技术应用》中的《图像的数字化》的内容提到必修部分来。通过学习本部分内容，让学生真正体会到计算机是如何具体地表示与存储图像的。在整个教学中，在汉字编码知识了解的基础上，后续还有音频、视频等多媒体信息的数字化的学习，因此，起到承前启后的作用，对编码思想与编码方式的理解进行巩固和加深，并为音视频编码的理解打下基础，这对于后面要学习音频和视频的数字化可以起到知识迁移的作用。 【学情分析】
学生在前一章节中对不同类型的信息已经有了感性的认知，对于图像已经知道常见的图像格式，也知道位图和矢量图，在《汉字处理技术》中已经初步认识到计算机是用二进制来表示信息的，对于字形码的编码方式有了一定的了解。但是，汉字编码是对单色字形的编码，道理比较浅显，而图像色彩一般较复杂；并且学生更愿意实践操作，不愿意在计算机课上去理解与记忆。 【设计思路】
1、通过教师创设情境，联系计算机编码方式。
2、通过单色-二度灰色图像编码的实践探究，产生认知冲突，发现问题，学习新知。 3、由复杂图像的编码为学生设置认知冲突，从而分析归纳数字化过程。 4、通过计算图像，巩固图像数字化过程的理解，并且比较，理解压缩编码的含义 整体上采用“实践探索——发现问题——解决问题——归纳总结——拓展提升”的思路。
【教学目标】
1、知识与技能目标 （1）理解图像编码的基本方式
（2）理解图像颜色数与色彩深度之间的关系 （3）了解图像数字化过程
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（4）能够计算图像数据量的大小 （5）知道压缩编码的思想 2、过程与方法
（1）体验不同颜色图案的编码过程中，发现问题、分析问题，解决问题
（2）通过色彩丰富图像的编码任务，分析解决问题的条件，以计算机的身份思考图像数字化过程。
（3）通过具体图像的计算，并且通过具体数据的对比，发现问题，分析疑惑，最终得出结论。
3、情感态度价值观
（1）在探究实验中，培养勇于实践，严谨实施的科学态度。 （2）逐步养成勤于思考，自主解决问题的习惯 【教学重难点】
重点：理解图像编码的基本方式和了解图像数字化过程 难点：图像色彩深度与颜色数之间的关系
【教学过程】 教学环节 教师活动 播放《北京奥运会开幕式》缶阵节目视频片段 提出讨论问题： 如果你是缶阵节目负责人，你会如何组织人员实现数字图案效果？ 例如视频中数字“6” 教师：其实节目效果的实现渗透了编码的思想。缶面的灯有亮与灭两种状态，我们可以给形成图案的人员编号，接到指令就击缶，灯就亮，相反灯则不亮。而计算机中处理信息也只有0和1两个数字，如果是计算机，如何实现呢？ 下面我们就一起来学习图像数字化的相关知识 学生活动 设计意图 通过播放视 导入 学生联系视频内频短片，让学生容，思考如何组织人员直观的感受图实现图像效果，以数字案的形成，并且“6”为例具体讲述缶通过思考形成阵图案的形成 的过程，引入编码的思想，从而激起学生对计算机编码实现的的兴趣，引出学习主题 第 2 页
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首先来做一个编码小练习 活动1：小试牛刀 实现8*8点阵数字6的形状编码 学生打开教师提供的学生思考数字6任务.xls中“练习”的缶阵实现后，工作表，尝试完成对设置活动1，让8*8点阵数字“6”编学生练习计算码。 机实现简单的在编码的过程中体验0单色图，让学生和1如何表达的图案，能够落实前面并且观察最终所用到的编码思想，从的二进制数位和与字而实现缶阵-计节之间的换算。 算机编码过渡和联系。 活动3通过学生自己数的方式完成表格，从数据中发现规律， 实践探索-编码 要求：学生打开教师提供的任务.xls中“练习”工作表，完成编码 教师利用ppt将编码的效果图展示 问：最终用多少位二进制数存储了数字的形状？ 活动2：深入探索 同学们非常好的充当的计算机的角 色，很容易完成了数字6形状的编码。 在上图中，共有两种颜色，那看看下 面这幅图该如何编码呢？ 第 3 页
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该图是二度灰色图，共有4种颜色分别是： 操作提示： 1、学生进行小组讨论，确定四种颜色对应的编码，完成任务一 2、通过教师展示学生 学生在自主编码的活动中会出现各种编码情况，通过展示学生不同的编码，学生认知出现冲突与矛盾。1. 小组讨论，确定四种颜色对应的们的不同编码方案，学从而激发学生编码 生们产生了认知矛盾，解决该矛盾的2. 打开“任务.xls”-“任务一”同学们思考探讨 欲望 工作表，对图案进行编码 任务一：尝试为四色图案进行编码 3、学生通过解码，发 现问题所在，从而得出 共同探讨： 结论 利用出示图案教师选取几个同学的编码，共同探讨 代码让学生为是否合适？ 在学生对不同的编码方式无法选择之时，教师利用PPT展示一组编码，要求学生利用课堂中学生们用的编码方式为其解码，引导学生发现问题 问：那么我们利用几位的二进制数可以表示4种颜色？ 强调最优化概念（用最小的空间存储最大的信息量） 图像所能呈现的颜色数不同时，每个点的颜色编码位数是不同的，其中编码位数也叫色彩深度。 其解码的活动，目的是让学生自主思考矛盾的问题所在，并且思考问题的解决办法。通过自主的思考，加深对问题的理解 第 4 页
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活动3：发现规律 思考：如果是8种颜色的图案，该如 何进行编码呢？ 学生共同说出所对应16色、256色……？ 的编码教师引导分析：利用发现规律的方式， 归纳颜色数量和色彩深度之间的关系 任务二：学生自主完成下表，归纳图 像颜色数与色彩深度之间的关系。 图像保存二进制位数 颜色数 类型 （色彩深度） 学生根据表格信息，总单色图 2 1 结规律，完成表格4色图 4 2 8色图 8 明确颜色数与色彩深16色图 16 度之间的关系256色 256 结论 教师总结：颜色数量和色彩深度之间 的关系：颜色数=2^（色彩深度） 学生通过前一活动的总结，会快速延伸完成对8中颜色的二进制位数的选取，目的是让学生通过已知的数据关系总结出规律，从而强化知识的理解 与记忆 上面我们了解了图像的编码的基本方 式 学生讨论分析图像进 教师利用ppt出示图像行编码的条件： 组成图像的点数 分析归纳- 色彩深度 本环节主要通过学生思考和联系编码思想，总结归纳图像第 5 页
图像的数字化教案
