第一章 信息与信息技术.doc

第一章 信息与信息技术

第二节　信息的编码

上虞市教研室　　蒋梅芬

本节的课程标准内容：
描述信息的基本特征，列举信息技术的应用实例，了解信息技术的历史和发展趋势。
本节课程标准分析：
１.把握计算要求。根据省必修模块教学指导意见的相关内容要求：信息的编码，仅要求学生掌握二进制数与十进制数之间的转换方法。对于十进制数为小数时的二进制数和十进制数之间的转换，及其它进制数之间的转换，仅需老师作简单的讲解，不要求学生掌握。
２.了解信息编码的多样性和计算机信息编码的方法与种类。信息字符的编码是学生了解多媒体数字化的第一步，学生只需了解字符数字化的原理，不要求记忆ASCII字符编码表。对于汉字编码也只需让学生了解其数字化的原理，不要求学生记忆各种汉字编码方案的编号和名称。为了让学生直观了解字符和汉字的编码形式，可让学生通过实践体验——“观察字符的内码”来体会。
３.知道信息的数字化。有关声音、图像和视频数字化的教学内容，较为专业，对学生来说要一次性理解比较困难。因此，只要求学生了解声音、图像和视频数字化的简单原理。在计算方面，只要求学生掌握计算黑白图像数字化后所占的字节数，能判断声音采样频率的高低、图像分辨率的高低等因素对于声音、图像所占存储容量大小的影响。至于声音、图像和视频数字化的具体过程，及计算数字化后各种形式的存储容量，将来可在选修模块“多媒体技术应用”中去进一步学习。
【教材分析】  
1.上一节课的铺垫。在第一节中，学生已了解信息的载体及形态，明确了信息的特征，然这些仅是存在于电脑“外部”的感性认识，而在电脑“内部”是如何将相关的信息编码，有待进一步学习。
2.本节课的教学重心。本节课的教学重心是各种信息在机内如何编码，字符的编码是学生了解信息数字化的第一步，讲解要较为详细，让学生了解ASCII字符编码原则，但不要求记忆ASCII字符编码表。为了让学生进一步直观了解字符和汉字的编码形式，组织学生动手操作完成《学生活动手册》中的实践一“观察字符的内码”，使学生加深对信息编码的体验。对声音、图像和视频数字化，只要求学生了解简单原理，掌握计算黑白图像数字化后所占的字节数。能判断声音采样频率的高低、图像分辨率的高低等因素对于声音、图像所占存储容量大小的影响。
3.本节课的地位。信息技术是对信息进行采集、处理、传输、存储、表达和使用的技术，要使用计算机对信息进行处理，必须要把待处理的信息（数字、字符、汉字、声音、图像等）用二进制进行编码，即进行信息的数字化。通过本节课的学习，揭开了电脑工作的神秘面纱，激发了学生深入学习信息技术知识的兴趣和强烈的求知欲，也激励学生不断向高科技挑战。
【学情分析】
高一学生身心渐趋成熟，逻辑思维趋于严密，并且已经具备一定的信息技术使用经验，只是对所学的内容欠缺系统的提炼、重组和内化。因此，在进行信息与信息技术这部分内容的教学时，教师可以有层次、有选择地设计实例分析、讨论归纳、合作探究等活动，引导学生从不同层面分析和归纳问题，鼓励学生将自己形成的理解与专家或他人已有的想法相比较，加深理解，使学生通过亲身体验与理性建构相结合的方式，理解信息技术对社会发展的影响，为不断发展、变化的信息技术做好心理准备，逐步形成与社会发展相适应的价值观和责任感。
【教学目标】
1.知识与技能
了解二进制代与十进制的转换计算。了解ASCII字符编码和汉字编码。
了解声音数字化、图像和视频数字化的基本方法。
2.过程与方法
在“观察字符内码”实践体验中，让学生直观地了解字符和汉字的编码形式。
通过“画图”中的“显示网格”，让学生明白图像的实质像素及图像大小与分辨率、颜色数的关系。
通过“录音机”软件的录音、播放功能的使用，及“采样”动画的播放，便于学生理解声音数字化的简单原理。
3.情感态度与价值观
激励学生进一步学习计算机原理，鼓励学生不断探究新知，开拓科技新领域。
培养了学生的自主探索、协作研究的精神，鼓励学生善于提出问题，并分析、解决问题。
【重点难点】
重点：字符的编码、图像数字化。
难点：判断声音采样频率的高低、图像分辨率的高低等因素对于声音、图像所占存储容量大小的影响。
【设计思想】
本节课涉及知识点较多，有些是第一次接触，还难以理解。故更多的是考虑如何深入浅出，从学生熟悉的内容着手，采取问题讨论、合作解决的方法学习新知识。
现实生活的实例：归纳信息的编码       信息技术发展史：二进制与十进制的换算
字符编码：电脑内部如何区分我们的键盘（101键或103键）上的各键？     ASCII码
汉字编码：用一个字节能对汉字进行编码吗？       需两个字节的GB 2312      联系实际查看IE菜单“查看”“编码”      实践活动：观察字符的编码。
多媒体信息编码：大家熟悉的数码相机、扫描仪的使用，“画图”中显示网格，“录音机”录音        了解图像视频数字化、声音数字化原理。
【教学流程】
教学环节
教师活动
学生活动

观察数据理解编码
上节课我们学习了信息的基本特征，现在下列一组数字，它们不是一个简单的数，而是代表着不同的信息，猜一猜，它们可能代表什么？
119： 120 ；96315   （本地区的邮政编码）：
（本地区的身份证编码）：（本地区的电话号码）：
你知道生活中信息的编码形式还有哪些？（条形码、交通图标、红绿灯信号、盲道……
计算机的编码方式是什么？为什么？简介信息技术发展史有关二进制部分内容。
讲解二进制表示方法；二进制与十进制的换算。
学生回忆生活经历，体验生活中的信息编码的常用方法。

学生自己练习二进制与十进制的简单换算。例：9与1000那个更大？

创设问题情境
观察我们的键盘（101键或103键），将它们输入电脑时其内部如何区分它们？
观察并思考二进制码（0-9数字可以用二进制码）。
引导探索
在计算机内部采用二进制代码，国际普遍采用ASCII码。
在键盘输入字符“A”，电脑内部即表示为怎样的一串二进制码？输入字符“a”呢？
问题：计算机内存中有一个字节的内容是65，它究竟是数值65还是字符“A”？
看书：ASCII字符编码表（7位二进制数，编码范围0-127，94个图形字符码、34个控制符码。）
学生在理解的基础上灵活应用

引导探索
实践体验
用一个字节对汉字进行编码，行吗？用两个字节能编码多少个？
简介GB2312 -1980编码。介绍汉字的“大字符集”——ISO/IEC 10646。“其他”中的GB 18030介绍（兼容GBK与GB2312）
问题：拼音输入法与五笔输入法所生成的汉字内码一样吗？
分组实践：观察字符的编码。
根据学生活动手册要求，明确任务，分组协作，独立完成。
计算：一、两个字节分别可以表示多少个编码。
学生实践：打开IE浏览器的菜单“查看”“编码”，会发现GB2312编码。（如下图1）
学生实践：查看“其他”编码，如日文、韩文等。

学生实践体验：观察字符的内码。
填写完成《学生活动手册》实践一
实验评价
分组交流实践过程与结果。教师给予激励性评价。
自我评价并填写“学生学业成长记录表”

图像数字化
引导探索
教师用数码相机现场拍摄照片，并保存到电脑中，设置共享。
启动“画图”程序，打开拍摄的照片文件（或选取其中的一部分，复制在新建的文件中），并放大到400%，显示网格。（如下图2）
通过菜单“图像”的“属性”查看分辨率。

将原图像另存为单色位图后，计算存储大小。并与该文件的实际大小作比较。

问题：计算所得的大小与文件实际大小不一，为什么？

与师一起操作并体会图像的实质（像素）和特点（每个像素的颜色都被数字化成一定的数值）。

将该图片分别以256.bmp(256色)、16.bmp(16色)、2.bmp(单色)为名保存在D盘中，观察文件的大小，并理解文件大小关系与颜色位数之间的关系。
深入与拓展
利用扫描仪，将一张照片进行各种不同分辨率、同颜色位数（真彩色）的扫描（如图3）。
单击分辨率下拉按钮，分别选取100dpi（即水平分辨率、垂直分辨率都为100象素/英寸）、200dpi，在左下角的“任务 1”处分别显示图像的大小为123KB、494KB。
再次了解图像数字化原理，并理解图像存储大小与分辨率的关系。
视频数字化
播放动画“眨动的眼睛” （如图4）
观察，得出视频的实质：一串相关的静止图像。
课堂过程评价
1.说出图像的组成实质。
2.存储画面为640*480像素的黑白两色的图像至少需要多少字节的空间。
3.能否理解图像存储大小与分辨率、颜色数的关系？

声音数字化
引导探索
利用Windows附件中“录音机”程序录音并播放，引出声波。
录音时模拟信号如何转化为数字信号？——采样、量化（模数转换器）
存储空间的介绍。

模拟信号 （录音） 模数转换器      数字信号
数模转换器  （放音）
学生自由录音。
采样动态演示（看flash动画，如图5）
试着利用“录音机”程序处理声音文件（将录制后声音进行“加速”、“添加回音”等操作），比较播放效果，体会声音的数字化原理。
归纳总结
总结信息的编码，详见“知识结构”

拓展应用
根据自己兴趣自选探究性主题
1.汉字“中国2008”及自己姓名的GB 18030-2000编码
2.文件固有格式占据空间情况。
如新建空白画图文件、DOC文件等，观察、比较他们的文件大小。
3.请学生到网上搜索有关“（图像）分辨率”、“声音采样”的资料，并整理成论文或做成演示文稿