資源簡介

“數據采集與編碼”教學設計
教材分析
數據采集與編碼是浙教版《數據與計算》第一章“數據與信息”中第三節的內容，本節包含1.3.1數據采集、1.3.2數字化、1.3.3數制、1.3.4編碼四個小節，在教學建議中包含2個課時的內容，第1課時主要介紹數據采集的三種方式與數字化的基本概念，二進制、十進制、十六進制之間的轉換方法，第2課時著重介紹編碼，所以總體來看，該節課重點還是在于進制及數據的編碼。因此本節課基于學生學情，通過現場聲音圖像的采集，然后結合課堂任務單分小組討論交流，使學生重點掌握聲音與圖像的編碼，并在此這個過程中理解數字化的概念及感受數據采集方式已變得越來越越高效便捷。在下一節課中以文字的編碼及進制數為重點展開教學。
學情分析
該節課的授課對象是高一的學生，高一沒有開設信息技術課程，但在上本節課之前剛
有開設3次（每次2課時）信息技術的選課指導，雖然針對的是舊教材的內容，但涉及到二進制部分的內容基本是相同的，所以這部分學生對二進制已經有了一個初步的認識，大致了解計算機內部信息的處理全部采用二進制，以及數據存儲的基本單位等內容，而且1.3.2數字化中聲音圖像的數字化與1.3.4中聲音圖像的編碼其實是同一個過程中實現，所以本節課將兩者結合在一起進行講解，通過小組探究，分工合作解決問題，使學生既掌握了課程中的重難點，也培養了學生組織協調能力、理解能力與表達能力等。但因為考慮到學生沒有在機房實踐操作的原因，對各種軟件的操作都不熟悉，本節課的重點也不是操作技能，所以在課前通過微視頻讓學生先對聲音、圖像軟件的操作進行一個自主學習，在上課過程中也是分組操作，組內成員可以互相幫助，課堂上更關注對操作結果的觀察與分析。
教學目標
了解生活中常用的數據采集方式
理解數字化的概念，掌握聲音、圖像數字化的一般流程
理解編碼的概念與具體應用，掌握聲音與圖像的編碼
所指向的核心素養
信息意識：學生能聯系自己的日常生活，感受到信息技術的發展，并能有目的獲取信息并樂于分享。
計算思維：能提取問題的基本特征，進行抽象處理，并用形式化的方法表述問題。
數字化學習與創新：能夠識別數字化學習環境的優勢與局限，適應數字化學習環境。
教學重難點
重點：
1.理解數字化的概念，掌握聲音、圖像數字化的一般流程
2.理解編碼的概念與具體應用，掌握聲音與圖像的編碼
難點：
1.理解編碼的概念與具體應用
2.掌握聲音與圖像存儲容量的計算
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
課前準備 錄制兩段微視頻，分別是GoldWave軟件與Photoshop軟件的基本操作 自主學習這兩個視頻 為教學活動的展開做準備
創設情景 導入新課 設計小游戲：掃碼有“驚喜”，即讓學生用學習平板來掃描不同的二維碼，通過掃到不同的內容，來激發學生的學習興趣，同時也引出讓一位同學來進行唱歌表演，從而進行現場聲音與圖像的采集，然后提出問題：如何實現將聲音與圖像轉換成為二進制存儲到計算機中？ 用學習平板進行二維碼的掃描， 掃描到唱歌的同學小唱一段 引發思考 通過生活中很常見的掃碼活動導入課程，掃碼雖然常見，但不同的學生掃到不一樣的內容，引發學生的學習興趣，請其中一位同學上臺表演，不僅活躍了課堂氛圍，更實現了現場采集聲音與圖像，為下一步教學活動的展開做鋪墊
小組分工 探究問題 將所有同學分為8組，4組同學探究聲音的存儲，4組同學探究圖像的存儲，以學生為主體，引導學生自己進行小組分工，合作解決問題。 聲音小組：主要設置兩部分任務，一是先根據三組數據來繪制不同的圖形， 二是描述聲音的編碼過程 圖像小組：也是設置兩部分任務，先是在excel根據已經有的顏色編號進行顏色填充，再思考圖像的編碼過程 學生分組，小組合作，探究問題 分不同的任務展開活動 將課堂交給學生，由學生來進行自主探究學習，增強學生探究問題、解決問題的能力，也增強學生的分工合作意識。 聲音通過3組對比數據來繪制圖形，第一組數據與第二組數據的區別在于橫向采樣點的不同，第二組與第三組數據的不同在量化等級的不同，讓學生來體會采樣次數與量化等級之間的關系 圖像通過讓學生在EXCEL小方格中不同編號位置填充不同的顏色，讓學生來理解圖像的采樣、量化與編碼，EXCEL雖然不是圖像處理軟件，但因為它是學生學生生活中比較常用的軟件，相對操作比較熟悉，同時，方格中填充顏色又能比較形象地表示圖像的采樣量化過程。
成果展示 操作體驗 請小組派代表發言，總結歸納聲音、圖像的編碼 分別用Goldwave、Photoshop軟件打開之前采集到的聲音文件及圖像文件，觀察聲音、圖像的基本屬性 小組派代表發言 展示成果 操作體驗 創設給學生自我展示的機會，培養學生分享信息的意識 通過操作能更好地理解聲音、圖像的編碼
課堂小結 引導學生來進行總結本節課中重點解決的問題是聲音與圖像的編碼，再引導學生對編碼與數字化的概念進行理解與區別，最后提出數據的采集，引導學生課后對數據的采集方式及編碼進行進一步的擴展。 小結本節課內容 由學生自己來總結本節課的內容，使學生加深對知識點的理解，突出本節課的重點，同時也提出本節課中各個環節其實都有體現數據的采集，使學生對數據的采集有一個知識層面的認識，也引導學生關注數據的采集方式正在發生著越來越快速的變化，課后進行進一步擴展
學習評價課堂小測 發布個人評價表與組內成員互評表 發布課堂練習 在學習平板中完成學習評價與課堂練習，拍照上傳 通過學習評價能更好地讓學生來了解自己的學習情況，也能幫助教師更好地了解學生的學習情況
教學設計思路
該節課的授課對象是高一的學生，高一沒有開設信息技術課程，但在上本節課之前剛
有開設3次（每次2課時）信息技術的選課指導，雖然針對的是舊教材的內容，但涉及到二進制部分的內容基本是相同的，所以這部分學生對二進制已經有了一個初步的認識，大致了解計算機內部信息的處理全部采用二進制，以及數據存儲的基本單位等內容，而且1.3.2數字化中聲音圖像的數字化與1.3.4中聲音圖像的編碼其實是同一個過程中實現，所以本節課將兩者結合在一起進行講解，通過小組探究，分工合作解決問題，使學生既掌握了課程中的重難點，也培養了學生組織協調能力、理解能力與表達能力等。但因為考慮到學生沒有在機房實踐操作的原因，對各種軟件的操作都不熟悉，本節課的重點也不是操作技能，所以在課前通過微視頻讓學生先對聲音、圖像軟件的操作進行一個自主學習，在上課過程中也是分組操作，組內成員可以互相幫助，課堂上更關注對操作結果的觀察與分析。
在課堂一開始先掃描二維碼激發學生的學習興趣，同時請同學上臺表演唱歌，出于三方面的考慮，一是營造良好的課堂氛圍，二是課堂中直接采集聲音、圖像，三是為后面課堂小結中引出數據的采集埋下伏筆。然后通過小組分組探究聲音與圖像的編碼，以學生為主體，更能發揮學生的積極主動性，培養學生的自主學習能力、組織協調能力，為后續課程中項目式教學的展開打下基礎，同時綜合多個小組的學習成果，能使學生更全面的掌握聲音、圖像的存儲過程。課堂總結環節，進一步幫助學生理解編碼與數字化，引導學生對數據采集方式進行課后拓展學習，最后的學習評價，能更好地幫助學生及教師了解自身及學生的學習掌握情況，為后續教學的展開提供參考。
針對核心素養培養的設計考慮
核心素養的培養不可能泛泛而談，而應落實在每一次引導、每一個活動之中，在仔細分析了第一章第1節第2節第3節的內容后，我認為這里可以融入三類核心素養的培養，并且細致分了各個核心素養的具體落實點。
一是信息意識：主要落腳點學生能聯系自己的日常生活，感受到信息技術的發展，并能有目的獲取信息并樂于分享。上課一開始請學生掃描生活中十分常見的二維碼，使學生感受到信息技術的發展，二維碼技術和條形碼技術給生活帶來了極大的便利。通過課堂上采集聲音圖像，學生能聯系自己的日常生活，感受計算機的應用給數據處理帶來高效率，能選用恰當的方式進行數據采集。通過分配任務，然后讓學生分小組探究、分工解決問題、最后分享成果，這樣學生會在一個有意義的問題下催生分享必要，通過解決問題來理解分享的價值，這對于培養他們“樂于分享”的信息意識是必要的。
二是計算思維：主要落腳點在能提取問題的基本特征，進行抽象處理，并用形式化的方法表述問題。聲音探究小組從具體的數據點出發，繪制折線圖，由此來抽象聲音數字化的過程，同樣圖像探究小組從具體的描點繪圖出發，從這樣一個具體的操作出來，來抽象出圖像數字化中的采樣與量化。
三是數字化學習與創新：落腳點在于能夠認識數字化學習的優勢與局限性，適應數字化學習環境。本次課堂中采用了校園里的數字化設備—暢言智慧課堂，學生能直接在學習平板上拍照上傳作業成果，能比較好的與學生進行互動，但涉及教學過程中的相關軟件的操作還是有很多局限性。

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