數(shù)據(jù)編碼教學(xué)設(shè)計(jì)（粵教版2019必修1）

第一章數(shù)據(jù)與信息

課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)

第2課時(shí)1.2數(shù)據(jù)編碼

—%項(xiàng)目簡(jiǎn)介

1、項(xiàng)目主題高一開(kāi)學(xué)季

2、項(xiàng)目背景高一是一個(gè)嶄新的學(xué)習(xí)階段的開(kāi)始，懷揣著大學(xué)的夢(mèng)想，走進(jìn)新的

學(xué)習(xí)環(huán)境，結(jié)識(shí)一群志同道合的新同伴，周圍的一切都是那么新奇又美

好。同學(xué)們，請(qǐng)結(jié)合本單元的內(nèi)容，通過(guò)觀察收集相關(guān)素材，制作《高

一開(kāi)學(xué)季》多媒體作品，記錄下這一珍貴的時(shí)刻

3、子項(xiàng)目一探究項(xiàng)目中數(shù)據(jù)的編碼

二、課時(shí)內(nèi)容分析

1）模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的區(qū)別與應(yīng)用

1、主要內(nèi)容

2）不同數(shù)據(jù)的編碼方式

2、內(nèi)容要求知道數(shù)據(jù)編碼的基本方式

3、地位和作用本節(jié)在1.1的基礎(chǔ)上進(jìn)一步理解計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)的本質(zhì)，是學(xué)習(xí)后續(xù)內(nèi)容的

基礎(chǔ)。

三'課時(shí)目標(biāo)分析

1、核心素養(yǎng)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1、明確數(shù)據(jù)編碼的含義與價(jià)值，初步理解計(jì)算機(jī)語(yǔ)言（信息

意識(shí)）

2、了解模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的含義及其相互關(guān)系，能夠分析

和比較兩者在通信中的優(yōu)劣（信息意識(shí)）

能力目標(biāo)

數(shù)據(jù)編碼的基本過(guò)程，掌握數(shù)據(jù)編碼文件大小的計(jì)算方法（計(jì)

算思維）

2、在學(xué)習(xí)過(guò)程中，能夠評(píng)估常用的數(shù)字化工具與資源，根據(jù)

需要合理選擇（數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新）

情感目標(biāo)

|口—HHg，也、J|口」￡、仕育口「但1卷71匕咫1比人^。、1口，0似寶貝TX/

分析《高一開(kāi)學(xué)季》各種數(shù)據(jù)的編碼方式，在活動(dòng)探究中促進(jìn)本章對(duì)應(yīng)課

2、項(xiàng)目目標(biāo)

標(biāo)的學(xué)科核心素養(yǎng)的達(dá)成，完成項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)。

3、學(xué)業(yè)目標(biāo)知道數(shù)據(jù)編碼的基本方式

四'課時(shí)教學(xué)重難點(diǎn)分析

認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)編碼的基本方式；理解計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼的價(jià)值。

重點(diǎn)1

oLiz左力蠟土N/土豆匕將與/土衛(wèi)一或七層4點(diǎn)TH比7Yr皆七壯

難點(diǎn)理解數(shù)據(jù)編碼的原理，有效將知識(shí)應(yīng)用與生活中的問(wèn)題分析

五、學(xué)情分析

知識(shí)積累高一學(xué)生在日常生活中對(duì)于各類型的數(shù)據(jù)接觸較多，有理解的材料基礎(chǔ)，但

是對(duì)于數(shù)據(jù)編碼認(rèn)識(shí)較淺。教師需要引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合項(xiàng)目活動(dòng)和日常生活強(qiáng)化

理解

1）在學(xué)習(xí)方法上，結(jié)果上節(jié)課的活動(dòng)實(shí)踐，學(xué)生初步感受了協(xié)作探究的學(xué)習(xí)

學(xué)習(xí)能力

方式，但是合作意識(shí)與能力還有待提升需要教師進(jìn)一步引導(dǎo)與協(xié)調(diào)。

1

學(xué)習(xí)興趣學(xué)生對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的各種數(shù)據(jù)很熟悉，興趣也較濃，但對(duì)數(shù)據(jù)編碼缺乏

一定的興趣。因此需要精選能夠激發(fā)學(xué)生興趣的素材和活動(dòng)。

六、教學(xué)方法與策略

l^基本思路通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)引導(dǎo)知識(shí)的學(xué)習(xí)

2、教學(xué)方法活動(dòng)實(shí)驗(yàn)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、協(xié)作討論、講授演示

七、教學(xué)準(zhǔn)備

1、環(huán)境準(zhǔn)備多媒體網(wǎng)絡(luò)機(jī)房，安裝完善教學(xué)所需的office辦公軟件、微課視頻播放軟件

等

2、資源準(zhǔn)備

類型項(xiàng)目來(lái)源

課件1.2數(shù)據(jù)編碼.pptx教師制作

活動(dòng)記錄1.2數(shù)據(jù)編碼課時(shí)活動(dòng)記錄表教師制作

表

1.2階段學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)量規(guī)

微課1-2文字編碼.mp4光盤提供

1-3圖像編碼.mp4

1-4聲音編碼.mp4

八、教學(xué)過(guò)程

環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教與學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖

環(huán)節(jié)一復(fù)習(xí)回顧羽怖：復(fù)習(xí)并激

導(dǎo)入發(fā)學(xué)生求

1回顧1.1數(shù)據(jù)及其特征的知識(shí)：

知欲。

現(xiàn)實(shí)世界中客觀棘的符號(hào)記景

數(shù)據(jù)一信息的教體

、計(jì)算機(jī)nor的對(duì)象

二進(jìn)制

I）語(yǔ)義性

數(shù)據(jù)的基本特性

1____1p

多樣性和感知性

2、通過(guò)數(shù)據(jù)的“二進(jìn)制性”導(dǎo)入數(shù)據(jù)的編碼：數(shù)據(jù)是如何轉(zhuǎn)

化為計(jì)算機(jī)中的二進(jìn)制的呢？

學(xué)生：

在教師引導(dǎo)下回顧與思考。

環(huán)節(jié)二探究活動(dòng)t師：通過(guò)切身

——---燈體驗(yàn)促進(jìn)

1、燈語(yǔ)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：在航海燈語(yǔ)系統(tǒng)中，燈語(yǔ)是一種通信手段，

語(yǔ)實(shí)驗(yàn)后續(xù)知識(shí)

月J燈光的一明一暗的間歇做出不同的信號(hào)來(lái)傳遞信息。

的理解

2、燈語(yǔ)實(shí)驗(yàn)的組織：

1）引導(dǎo)學(xué)生閱讀的燈語(yǔ)實(shí)驗(yàn)手冊(cè)

燈語(yǔ)實(shí)驗(yàn)……曲

埃T斯招表頭驗(yàn)步驟：

1、兩人一組，一人控制手電筒

A?一U??一開(kāi)關(guān)，按照莫爾斯碼發(fā)送一個(gè)

苫二:二.＜：=二字母，另一人觀察手電簡(jiǎn)發(fā)出

。=：=的光信號(hào)，記錄數(shù)據(jù)，并使用

展二二：N一一??莫爾斯碼譯出這個(gè)字母。（光

?：：??信號(hào)記錄請(qǐng)復(fù)制：?）

卜==一2、雙方核對(duì)信息，多次重復(fù)實(shí)

L?—??2??—驗(yàn)。

胃二L|3、你可以拓展嘗試發(fā)送一個(gè)單

P??6????詞（如HELLO）或者一句話，也

--4===:.可以設(shè)計(jì)一套自己的燈語(yǔ)，用

TL：*?==：==="密碼”傳送信息。

??

2）引導(dǎo)學(xué)生小組協(xié)作完成活動(dòng)數(shù)據(jù)記錄。

學(xué)生:

在教師指導(dǎo)下進(jìn)行燈語(yǔ)實(shí)驗(yàn)，并完成活動(dòng)記錄表的數(shù)據(jù)記錄。

環(huán)節(jié)三知識(shí)學(xué)習(xí)教師：

信號(hào)--模擬

1、指出;燈語(yǔ)實(shí)驗(yàn)中需要將燈光信號(hào)轉(zhuǎn)化為人與人能夠看得

信號(hào)和數(shù)

懂的信號(hào)，在遠(yuǎn)距離中才能夠傳遞信息。類似，聲、光信號(hào)

字

是人的感官所能識(shí)別和接收的信號(hào)，而計(jì)算機(jī)是一種采用電

信號(hào)進(jìn)行運(yùn)作的機(jī)器。人的感官所能識(shí)別的信號(hào)必須轉(zhuǎn)換為

計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的信號(hào)，才能實(shí)現(xiàn)人機(jī)器交互。

模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換

2、模擬信號(hào)VS數(shù)字信號(hào)

模擬信號(hào)VS數(shù)字信號(hào)

4八/.模擬信號(hào)innnn數(shù)字信號(hào)

1模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)

本質(zhì)連續(xù)的不連坡的'禹散的

保真性不好好

保密性不好好

抗干擾性不好好

應(yīng)用范00有線相連的電話現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信

無(wú)戰(zhàn)發(fā)送的廣播電視等

環(huán)節(jié)四探究活動(dòng)教師：1、通過(guò)分

二—結(jié)組解決大

1、指出：在現(xiàn)代技術(shù)的信號(hào)處理中，數(shù)據(jù)基本上是通過(guò)編

合微課與量知識(shí)在

碼將模擬信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)，文字、圖像、聲音等類型的數(shù)據(jù)都

活動(dòng)記錄有限的學(xué)

可以經(jīng)過(guò)編碼進(jìn)行存儲(chǔ)和傳輸。

表，分組習(xí)時(shí)間內(nèi)

協(xié)作與探2、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究活動(dòng)二：完成學(xué)習(xí)

究數(shù)據(jù)編的問(wèn)題

分組結(jié)合微課和活動(dòng)記錄表，探究相關(guān)數(shù)據(jù)（文本、圖像、

碼

聲音）的數(shù)據(jù)編碼2、通過(guò)學(xué)

生自主、協(xié)

學(xué)生：

作的探究

結(jié)合微課和先相關(guān)素材進(jìn)行探究活動(dòng)二。學(xué)習(xí)，促進(jìn)

知識(shí)的理

環(huán)節(jié)五展示與交各個(gè)小組展示交流探究活動(dòng)二的探究成果解

流學(xué)習(xí)成

果

環(huán)節(jié)六知識(shí)歸攏學(xué)生：1、通過(guò)學(xué)

—數(shù)據(jù)生的探究

各個(gè)小組結(jié)合探究過(guò)程展示探究成果

編碼成果展示

教師：利用幻燈片對(duì)學(xué)生探究知識(shí)進(jìn)行補(bǔ)充與說(shuō)明。促進(jìn)學(xué)生

探究

1、文字編碼

2、結(jié)合教

文字（字符）編碼是效率相對(duì)較低的編碼方式，有單字節(jié)碼

師簡(jiǎn)單補(bǔ)

和雙字節(jié)碼兩種，其中ASCII碼和莫爾斯碼屬于單字節(jié)碼，充促進(jìn)知

國(guó)標(biāo)碼（GBK）、統(tǒng)一碼（Unicode）屬于雙字節(jié)碼。識(shí)準(zhǔn)確學(xué)

習(xí)。

-....T.

*~*****?????*;1a0l234S(7t>ARCDEFUtOl?14??7a?ABCOl?

Ateeflr<xir?Bva^jF??a

二品二*00-75tXTTB?SXTn*mm

、:二Hi二二.—?.一:::

二:：二::..二??一??，一4(iowBs?a??ttaHaa*Maa

■崗iteni>?t-Yi?w

F火略乞收??/

C40l?34S?7SIABCDEF?^o-\"vxnj?*K%<an2?ws

;:二::;:?與匕號(hào):[AVR4.AKRASVc-BAiiai

二二分：三,二JO?,4u￡g?*a,&，。"gw

“，rw,Inu*wT~—??7OK(t.BK.?Ka*■?.■■■■■?

D9?tftHKK*Vtt

?^o?e*aa，7*r+*??=亍乎q

ExuMftBKeiEMfrvirtt2it

2、圖像編格5

在滿足一定，保真度的條件下，對(duì)圖像數(shù)4號(hào)進(jìn)行變換、編碼和

氏縮，以較4分比特?cái)?shù)月式圖像或圖像中所包含的信息的技術(shù)。

1）位圖圖像編碼

構(gòu)成：最小單位為光柵點(diǎn)（或稱像素），因而也叫點(diǎn)陣圖或像

素圖。位圖采用映射存儲(chǔ)格式，即每個(gè)像素映射為一個(gè)數(shù)據(jù)，

存放在以字節(jié)為單位的矩陣中。

位0,點(diǎn)"一||「■'.1,意囂;囂爵-M

<**3。刀iso

分“力…^-ILXJLHJ|:即詈:：九

■=OOOO1OOOO

口…?！鰘|:

2）位圖文件的大小

包含文件的類型、大小'用于說(shuō)明位圖的尺記錄位圖的每一個(gè)像素.

和位圖起始位置等信息，寸等信息，占40字用于說(shuō)明位圖的顏記錄順序按從左到右，從

共14個(gè)字節(jié)」中色.有若干個(gè)表項(xiàng)下到上的方式掃描

o----------o----------o-----------o---------

文件頭位圖信息頭顏色信息圖形數(shù)據(jù)

|文件大小=文件頭+信息頭+顏色表項(xiàng)+圖像分辨率*圖像量化位數(shù)外1

W——胸8位的位函￡]*像室為1024.800.聞確定常皿居

文件的大小-

1024*800*8/8-H-4*256-<-40+14=820278

820278/1024/1024=0.7822780609130859(MB)^0.8MB

3、聲音編碼

1）原理與過(guò)程

現(xiàn)實(shí)聲音是模擬信號(hào)，對(duì)聲音進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼，必須經(jīng)過(guò)前期

的數(shù)據(jù)采樣和數(shù)據(jù)量化

采樣量化編內(nèi)

2）聲音文件的大小

1聲音存儲(chǔ)空間=采樣頻率x量化位數(shù)X聲道數(shù)義時(shí)間+8

例如，采樣頻率為44.1kHz,量化位數(shù)為16的立體聲，1分

鐘聲音文件大小？

44.1X1000X16X2X604-8=10584000(B)

105840004-10244-1024=10.09368896484375(MB)^10MB

拓展學(xué)習(xí)：其他數(shù)據(jù)的編碼方式

學(xué)生：

自主觀看《視頻編碼相關(guān)知識(shí).mp4》，進(jìn)一步了解數(shù)據(jù)的編

碼方式

環(huán)節(jié)七任務(wù)匯總各個(gè)小組協(xié)作完成“1.2活動(dòng)記錄總表與學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)表”

與評(píng)價(jià)

環(huán)節(jié)八分組總結(jié)引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)知識(shí)

九、教學(xué)板書(shū)規(guī)劃

板書(shū)基本知識(shí)主題+疑難點(diǎn)知識(shí)分析

十、教學(xué)反思

授課結(jié)束后將結(jié)合課堂學(xué)生學(xué)習(xí)效果及存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，促進(jìn)教學(xué)改進(jìn)。

附件1:

1.2數(shù)據(jù)編碼

課時(shí)活動(dòng)記錄表

班級(jí)組號(hào)

項(xiàng)目主題高一開(kāi)學(xué)季

探究活動(dòng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康捏w驗(yàn)數(shù)據(jù)編碼

一：燈語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)方法：

在航海燈語(yǔ)系統(tǒng)中，國(guó)際摩爾斯碼表

燈語(yǔ)是一種通信手段，用

燈光一明一暗的間歇做出

長(zhǎng)短不同的信號(hào)來(lái)傳遞信

息。在古代，燈語(yǔ)對(duì)人們

之間的交流起到很大的作

用。隨著科技的發(fā)展，燈

語(yǔ)已經(jīng)通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)

現(xiàn)了燈光信號(hào)的自動(dòng)發(fā)

送、獲取和識(shí)別。

莫爾斯碼是一種時(shí)通

時(shí)斷的信號(hào)代碼，通過(guò)不

同的排列順序來(lái)表達(dá)不同

的英文字母、數(shù)字和標(biāo)點(diǎn)

符號(hào)。

注：?表示短完■

表示長(zhǎng)亮，Z字母間用*隔

開(kāi)，單詞間用**隔開(kāi)

例如，求救

SOS—（三短三長(zhǎng)三短）

可以通過(guò)燈光連續(xù)短亮三

次（一閃即

滅），再連續(xù)長(zhǎng)亮三次（亮

一秒鐘），再連續(xù)短亮三

次。

燈光信號(hào)記錄：???

?*

一—*■■■

燈光信號(hào)翻譯：SOS

實(shí)驗(yàn)步驟：

1、兩人一組，一人控制手電簡(jiǎn)開(kāi)關(guān)，按照莫爾斯碼發(fā)送一個(gè)字母，另一人觀察手

電簡(jiǎn)發(fā)出的光信號(hào)，記錄數(shù)據(jù)，并使用莫爾斯碼譯出這個(gè)字母。（光信號(hào)記錄請(qǐng)復(fù)

制：?

2、雙方核對(duì)信息，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

3、通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)該方法傳遞信息的利弊，提出改進(jìn)方法。

4、你可以拓展嘗試發(fā)送一個(gè)單詞（如HELLO）或者一句話，也可以設(shè)計(jì)一套自己的

燈語(yǔ)，用“密碼”傳送信息。

實(shí)驗(yàn)記錄:

序號(hào)信號(hào)類型內(nèi)容是否正

確翻譯

樣例燈光信號(hào)記錄????

燈光信號(hào)翻譯H

第一輪燈光信號(hào)記錄

燈光信號(hào)翻譯

第二輪燈光信號(hào)記錄

燈光信號(hào)翻譯

探究活動(dòng)探究目的理解與應(yīng)用數(shù)據(jù)的編碼

二：數(shù)據(jù)編

碼操作說(shuō)明：

1、計(jì)算器的使用：開(kāi)始一所有程序一附件一計(jì)算器

2、截圖方法：按下PrintScreen鍵，在目標(biāo)位置粘貼

3、關(guān)于數(shù)據(jù)單位：

位（bit）指一位二進(jìn)制代碼，它只具有“0”和“1”兩種狀態(tài)，是計(jì)算機(jī)最小的

存儲(chǔ)單位。

字節(jié)（Byte）8位二進(jìn)制代碼為一個(gè)字節(jié)，是計(jì)算機(jī)中表示存儲(chǔ)空間的最基

本容量單位

K（千）B,存儲(chǔ)空間的容量單位，kilobyte,1K=1O24字節(jié)

M（兆）B,megabyte,1M=1O24K

G（吉）B,gigabyte,1G=1O24M

T（太）B,terabyte,1T=1O24G

小組一：探究文本編碼