圖像的數(shù)字化原理教學(xué)設(shè)計(jì)-全國(guó)高中信息技術(shù)優(yōu)質(zhì)課

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)圖像的數(shù)字化原理海南中學(xué) 李霞蘭【內(nèi)容分析】本部分內(nèi)容是中國(guó)地圖出版社多媒體技術(shù)應(yīng)用選修模塊第一單元（認(rèn)識(shí)多媒體）第二節(jié)多媒體技術(shù)中的內(nèi)容，主要包含：圖像的數(shù)字化原理及圖像容量大小的計(jì)算公式等相關(guān)知識(shí)。通過(guò)學(xué)習(xí)本部分內(nèi)容，讓學(xué)生真正體會(huì)到計(jì)算機(jī)是如何具體地表示與存儲(chǔ)圖像的，這對(duì)于后面要學(xué)習(xí)音頻和視頻的數(shù)字化可以起到知識(shí)遷移的作用，也為第二單元“圖形圖像處理”的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)?！緦W(xué)生分析】高二的學(xué)生通過(guò)信息技術(shù)基礎(chǔ)必修模塊的學(xué)習(xí)，已經(jīng)初步認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)是用二進(jìn)制來(lái)表示信息的，

2、對(duì)圖像的知識(shí)也已經(jīng)有了一定的理解：比如知道常見(jiàn)的圖像格式、也知道位圖和矢量圖，并具備有一定計(jì)算機(jī)操作能力。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能對(duì)圖像的知識(shí)有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，理解圖像數(shù)字化的原理，并掌握?qǐng)D像容量大小的計(jì)算公式。 【教學(xué)策略】 本節(jié)課的主要教學(xué)策略：教師創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境學(xué)生從中產(chǎn)生問(wèn)題（一張照片的容量是多少？）學(xué)生進(jìn)而猜想通過(guò)探究活動(dòng)驗(yàn)證學(xué)生的猜想交流總結(jié)推導(dǎo)出計(jì)算公式，然后利用公式計(jì)算相片容量大小，解決實(shí)際問(wèn)題。教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)與技能目標(biāo) （1）了解影響圖像容量大小的幾個(gè)因素，并能分析其中所蘊(yùn)含的數(shù)量關(guān)系。 （2）理解圖像數(shù)字化的過(guò)程。 （3）學(xué)會(huì)利用圖像容量大小的計(jì)算公式計(jì)算數(shù)據(jù)量。 （4）了

3、解數(shù)據(jù)單位的換算關(guān)系 2、過(guò)程與方法 （1）通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)圖像容量大小與圖像分辨率和色彩深度之間的關(guān)系，并理解圖像數(shù)字化的過(guò)程。 （2）通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出圖像容量大小的計(jì)算公式。 （3）通過(guò)兩張不同格式的圖像對(duì)比，理解BMP格式和JPG格式數(shù)據(jù)量差別。3、情感態(tài)度價(jià)值觀（1）在探究實(shí)驗(yàn)中，培養(yǎng)用于實(shí)踐，嚴(yán)謹(jǐn)實(shí)施的科學(xué)態(tài)度。（2）逐步養(yǎng)成自主參與課堂教學(xué)的習(xí)慣，自主解決問(wèn)題的能力。教學(xué)重難點(diǎn) 1、重點(diǎn)：圖像的數(shù)字化原理及圖像文件存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量的計(jì)算公式。2、難點(diǎn)：圖像量化及圖像文件存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量的計(jì)算公式。 教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)意圖一、導(dǎo)入（5分鐘）創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境引發(fā)提出問(wèn)題嘗試說(shuō)出解決問(wèn)題

4、的假設(shè)方法引出課題情境：老師有一臺(tái)存儲(chǔ)卡容量為8G的數(shù)碼相機(jī)，打算在銀川多拍些照片帶回海南，但是這臺(tái)數(shù)碼相機(jī)的存儲(chǔ)卡能存儲(chǔ)多少?gòu)埾嗥?，你能幫我算一下嗎?問(wèn)題：實(shí)際上是每一張相片的大小，求每張相片的數(shù)據(jù)量猜想：圖像的容量大小可能跟哪些因素有關(guān)？師生交流：尺寸、顏色等假設(shè)：相片大，數(shù)據(jù)量大；色彩豐富，數(shù)據(jù)量大本節(jié)課我們就一起通過(guò)學(xué)習(xí)圖像的數(shù)字化原理來(lái)尋找答案。結(jié)合生活實(shí)際，創(chuàng)設(shè)情境，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，還可以引發(fā)學(xué)生思考：圖像大小可能跟哪些因素有關(guān)？由此引出本課的學(xué)習(xí)主題探究圖像的數(shù)字化原理，揭開(kāi)它幕后的神秘面紗。二、圖像數(shù)字化原理（20分鐘）（一）采樣（本環(huán)節(jié)首先通過(guò)“探究實(shí)驗(yàn)一”來(lái)驗(yàn)

5、證學(xué)生的猜想一，然后再引出“采樣”這個(gè)概念）1、驗(yàn)證學(xué)生的猜想一：圖像的尺寸大，圖像容量大。（1）探究實(shí)驗(yàn)（探究實(shí)驗(yàn)一的內(nèi)容：利用畫(huà)圖軟件完成以下操作：（1）執(zhí)行菜單欄上的“圖像屬性”將圖像寬度設(shè)置為100像素，高度設(shè)置為100像素，其他參數(shù)默認(rèn)，保存在桌面上，文件名為“1.bmp”。查看文件大小。（2）再通過(guò)“圖像屬性”修改圖像寬度為200像素，高度為200像素，其他參數(shù)不變，另存為到桌面上，文件名為“2.bmp”。查看文件大小。通過(guò)比較“1.bmp”和“2.bmp”的文件大小，你有什么發(fā)現(xiàn)？）（2）交流：引導(dǎo)學(xué)生交流、分析結(jié)論：圖像的容量大小跟圖像的分辨率有關(guān)，圖像分辨率越大，圖像容量越大

6、，而且是成比例的關(guān)系。進(jìn)一步驗(yàn)證結(jié)論：讓學(xué)生根據(jù)結(jié)論，猜測(cè)“文件3.bmp（300*300像素）”的文件大小大約是多少？由此進(jìn)一步驗(yàn)證得出的結(jié)論。2、教師引導(dǎo)講授由圖像尺寸引出圖像分辨率，讓學(xué)生明白圖像就是由像素點(diǎn)組成的，再引出采樣的概念。采樣就是要采集圖像像素點(diǎn)的總數(shù)，采集的像素點(diǎn)數(shù)量越多，圖像的容量就越大。采樣是圖像數(shù)字化的第一步。量化（本環(huán)節(jié)首先通過(guò)觀察圖像引出問(wèn)題：像素點(diǎn)顏色信息是由怎么表達(dá)的？然后再通過(guò)“探究實(shí)驗(yàn)二”來(lái)驗(yàn)證學(xué)生的猜想二，并通過(guò)一系列的提問(wèn)引出“量化”的概念和“色彩深度”的概念。）1、情景：通過(guò)觀察一張有網(wǎng)格的圖像，假設(shè)這些網(wǎng)格就是圖像分辨率，每個(gè)小格對(duì)應(yīng)一個(gè)像素點(diǎn)，觀

7、察像素點(diǎn)可以看到是什么信息？顏色信息講解：從像素點(diǎn)可以看到顏色信息的。引出問(wèn)題：像素點(diǎn)的顏色信息是怎么表達(dá)的呢？顏色越豐富，信息量是不是越大？2、驗(yàn)證：色彩越豐富，圖像容量也大“探究實(shí)驗(yàn)二”（探究實(shí)驗(yàn)二的內(nèi)容：利用“畫(huà)圖”軟件打開(kāi)“色彩.bmp”這張圖片，執(zhí)行“文件另存為”這個(gè)操作，分別另存為“24位色.bmp”、“256色.bmp”、“16色.bmp”、 “單色.bmp”，保存類型分別選擇“24位位圖”、“256色位圖”、“16色位圖”、 “單色位圖”。觀察另存后的4張圖像，看看你有什么發(fā)現(xiàn)。）通過(guò)“探究實(shí)驗(yàn)二”的操作，學(xué)生發(fā)現(xiàn)圖像的容量大小不一樣、從畫(huà)面上看顏色也不同，數(shù)據(jù)量大小成倍數(shù)關(guān)系

8、。3、交流結(jié)論：顏色越多，數(shù)據(jù)量越多，數(shù)據(jù)量成倍數(shù)。為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的情況，繼續(xù)分析。4、教師講授以“單色圖像”為例子來(lái)分析：顏色總數(shù)、二進(jìn)制位數(shù)，引出“量化”和“色彩深度”分析1：“顏色總數(shù)”、“二進(jìn)制位數(shù)”之間的關(guān)系。教師引導(dǎo)講授“量化”的概念圖像采樣之后的每個(gè)像素點(diǎn)的顏色信息要由多少位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示，這個(gè)過(guò)程稱為量化，量化是圖像數(shù)字化的第二步。分析2：色彩深度成倍數(shù)，數(shù)據(jù)也成倍數(shù)，按比例。引出結(jié)論：圖像容量大小與色彩深度有關(guān)，色彩深度的位數(shù)越大，圖像的容量也就越大。并且它們之間也是成比例關(guān)系：色彩深度增加幾倍，圖像的容量就增加幾倍。（三）編碼教師引導(dǎo)講授：圖像采樣量化的目的是為了讓計(jì)算機(jī)

9、識(shí)別和處理，這個(gè)過(guò)程就是編碼的過(guò)程，也就是把圖像像素點(diǎn)的顏色信息轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別和處理的二進(jìn)制代碼。編碼是圖像數(shù)字化的第三步。小結(jié)：圖像數(shù)字化的過(guò)程通過(guò)以一張圖像為例子來(lái)跟學(xué)生一起總結(jié)圖像數(shù)字化的過(guò)程。該階段以學(xué)生通過(guò)“探究實(shí)驗(yàn)”來(lái)驗(yàn)證“猜想”的方式來(lái)讓學(xué)生理解圖像數(shù)字化的三個(gè)過(guò)程：采樣、量化、編碼。在本階段，學(xué)生處于”主導(dǎo)“地位，教師處于”引導(dǎo)“的地位。量化這個(gè)環(huán)節(jié)是本節(jié)課的重點(diǎn)之一，也是本節(jié)課的難點(diǎn)。學(xué)生沒(méi)有先前的相關(guān)或類似的經(jīng)驗(yàn)，為此，本環(huán)節(jié)采取由淺入深、循序漸近、通過(guò)問(wèn)題啟發(fā)，逐步推進(jìn)的策略來(lái)突破重點(diǎn)與難點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。三、圖像容量大小的計(jì)算公式（8分鐘）（在本環(huán)節(jié)，先是讓學(xué)

10、生嘗試自己推斷出圖像容量大小的計(jì)算公式，然后再通過(guò)“探究實(shí)驗(yàn)三”來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證這個(gè)計(jì)算公式是否成立。）（一）推論公式引導(dǎo)分析： “圖像尺寸大，色彩深度大，圖像的數(shù)據(jù)量也大，成倍數(shù)，成比例”，嘗試自己推斷圖像容量大小的計(jì)算公式推論： 圖像容量大小=圖像分辨率色彩深度？（二）通過(guò)“探究實(shí)驗(yàn)三”來(lái)驗(yàn)證自己推斷的計(jì)算公式。（探究實(shí)驗(yàn)三的內(nèi)容：假設(shè)某張圖像的圖像分辨率是1024768像素，色彩深度是24位，已知這張圖像的容量大小是：2.25MB，請(qǐng)利用計(jì)算器根據(jù)你所推斷的圖像容量大小的計(jì)算公式去驗(yàn)證一下，看看這張圖像的容量大小是否等于2.25MB。）在學(xué)生驗(yàn)證的過(guò)程中，進(jìn)行存儲(chǔ)單位說(shuō)明以及引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行單位換

11、算：8bit=1Byte、1024B=1KB、1024KB=1MB、1024MB=1GB（三）交流學(xué)生通過(guò)驗(yàn)證，驗(yàn)證自己的推論，得出結(jié)論。結(jié)論：圖像容量大小=圖像分辨率色彩深度本環(huán)節(jié)是重點(diǎn)也是難點(diǎn)。通過(guò)先讓學(xué)生嘗試推斷出計(jì)算公式，然后再去驗(yàn)證，最后歸納總結(jié)。學(xué)生經(jīng)歷“推斷驗(yàn)證總結(jié)”三個(gè)階段，有助于學(xué)生更好地理解公式及應(yīng)用公式。四、計(jì)算公式的應(yīng)用（5分鐘）（一）利用公式解決上課之初所提出的問(wèn)題。求8G存儲(chǔ)卡能存儲(chǔ)多少?gòu)堈掌?？?wèn)題：相機(jī)的圖像分辨率是25601920，色彩深度是24位，2G存儲(chǔ)卡能存儲(chǔ)多少?gòu)堈掌坑?jì)算：一張照片的容量？8G能存儲(chǔ)多少?gòu)?？（二）觀察同一張圖像的兩種不同格式：BMP格式和JPG格式，看看有什么發(fā)現(xiàn)？并提出問(wèn)題：圖像容量大小=圖像分辨率色彩深度這個(gè)計(jì)算公式是否適用于所以得圖像文件格式？通過(guò)分析讓學(xué)生理解BMP是一種位圖格式，是沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何壓縮的，JPG格式是一種壓縮格式。圖像容量大小的計(jì)算公式只適用于沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何壓縮的圖像文件格式。通過(guò)運(yùn)用計(jì)算公式來(lái)解決上課之初所提出的問(wèn)題，并分析計(jì)算公式的應(yīng)用范圍，有助于鞏固知識(shí)，并把所學(xué)知識(shí)跟生活聯(lián)系起來(lái)。五、課堂總結(jié)（2