课件18张PPT。导入：讨论如果你是缶阵节目的负责人，你将如何组织人员实现效果？编码思想二进制数图 像 的 数 字 化图像编码实现8*8点阵数字6的编码活动1：小试牛刀0000000001111110010000000100000001111110010000100100001001111110打开“课堂学习”/“任务.xls”表格文件，完成“练习”工作表内的任务存储数字6的字形用多少字节（B）？1B=8bit左图是二度灰色图，有四种颜色 提示：
1、打开“任务”表格文件中工作表“任务一”
2、小组讨论四种颜色的编码并对图案进行编码图像编码任务一：尝试二度灰色图的编码活动2：深入探索讨论交流每个点的编码位数统一其中点阵中的点称为像素，而每个像素的颜色信息编码的位数称为色彩深度8种颜色，色彩深度是多少位？活动3：探索规律16色、256色……？000 001 010 011 100 101 110 111任务二：探索颜色数与二进制位数之间的关系打开“任务”表格中“任务二”工作表，讨论交流，探究规律，完成表格内容活动3：发现规律颜色数量与二进制位数2色1位0,14色2位00,01,10,118色3位000,001,010,011,100,101,110,111n位2n色活动3：发现规律颜色数量=2^（色彩深度）你能否给这幅图像编码？为什么？组成图像的像素数二进制位数采样量化768像素1024像素24位点称为像素图像数字化过程分辨率
1024*768色彩深度
24位计算图像图像数据量大小=活动1：推论公式分辨率（1024*768）色彩深度（24位）分辨率 1024*768*色彩深度 24位=（1024*768*24/8）B活动2：计算与比较1、打开 “课堂学习”-“任务三素材”文件夹，分别查看图1、图2的文件类型、分辨率、位深度以及文件大小
2、通过公式计算图像大小
3、讨论完成比较与思考操作提示：1B=8bit
1KB=1024B
1MB=1024KB
1GB=1024MB任务三：打开 “任务三”计算图像大小，并比较结果比较与思考比较1：比较2：文件类型不同文件大小不同JPG有损压缩编码BMP无压缩编码小结：图像数据量大小=分辨率*色彩深度
Bmp文件为无压缩编码文件，文件大小要大于图像大小
Jpg文件为有损压缩编码的文件，文件存储容量小总结采样——量化——编码深入理解了颜色数与色彩深度之间的关系图像大小=分辨率*色彩深度文件大小还和编码方式以及文件头信息有关图像的数字化
【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（2017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
（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
学生活动
设计意图
导入
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
学生联系视频内容，思考如何组织人员实现图像效果，以数字“6”为例具体讲述缶阵图案的形成
通过播放视频短片，让学生直观的感受图案的形成，并且通过思考形成的过程，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
实践探索-编码
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
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？
学生打开教师提供的任务.xls中“练习”工作表，尝试完成对8*8点阵数字“6”编码。
在编码的过程中体验0和1如何表达的图案，并且观察最终所用到的二进制数位和与字节之间的换算。
学生思考数字6的缶阵实现后，设置活动1，让学生练习计算机实现简单的单色图，让学生能够落实前面的编码思想，从而实现缶阵-计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，
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？
该图是二度灰色图，共有4种颜色分别是：
操作提示：
小组讨论，确定四种颜色对应的编码
打开“任务.xls”-“任务一”工作表，对图案进行编码
任务一：尝试为四色图案进行编码
共同探讨：
教师选取几个同学的编码，共同探讨是否合适？
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。
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、通过教师展示学生们的不同编码方案，学生们产生了认知矛盾，同学们思考探讨
3、学生通过解码，发现问题所在，从而得出结论
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。从而激发学生解决该矛盾的欲望
利用出示图案代码让学生为其解码的活动，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
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？
16色、256色……？
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。
图像保存类型
颜色数
二进制位数 （色彩深度）
单色图
2
1
4色图
4
2
8色图
8
16色图
16
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）
学生共同说出所对应的编码
学生根据表格信息，总结规律，完成表格
明确颜色数与色彩深度之间的关系
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
分析归纳-数字化过程
上面我们了解了图像的编码的基本方式
教师利用ppt出示图像
问：同学们能否对这幅图像进行编码？为什么？
教师引导讲解：
要进行编码，首先要知道这张图由多少个点构成，是16*16 、8*8还是更多，这个过程叫采样。
这样是否可以进行编码了？还不行。还需要去确定图像要呈现的颜色数。颜色数确定了，表示每种颜色的二进制位数也就确定了，我们称为颜色深度。这个过程称为量化。
经过采样和量化两个过程，像素数和色彩深度确定了，那么接下来的编码，我们就可以实现
总结图像数字化过程:
采样：确定了分辨率 1024*768
量化：确定了色彩深度 24位
编码
学生讨论分析图像进行编码的条件：
组成图像的点数
色彩深度
在教师的问题引导下，学生明确采样与量化两个过程，并且了解到采样确定了分辨率，量化确定了色彩深度
本环节主要通过学生思考和联系编码思想，总结归纳图像数字化的过程，引导学生从图像存储的角度加深对图像数字化过程的认识与理解。
利用逆向的思维方式，使学生对数字化过程中各环节的作用加深理解。
巩固提升-计算比较
活动1：推论公式
提出问题：如果图像的分辨率与色彩深度已知，那么我们能不能求出图像的数据量大小？
活动2：计算与比较
提出问题：那么计算出的图像大小是否就是文件大小呢？
任务三：计算图1与图2的文件大小与计算图像大小
引导学生进行比较：
比较1：图像1中文件大小和计算图像大小
比较2：图像2的文件大小和计算图像大小
比较3：图像1和图像2文件大小和图像大小
通过比较,教师提出疑问：原因是什么？
教师介绍无压缩和压缩两种编码方式：
Bmp文件 无压缩的编码文件格式 文件略大于图像大小，因为有文件头信息。
Jpg文件 有损压缩
小结：
图像数据量大小=分辨率*色彩深度
无压缩情况下文件大小稍大于图像数据量
压缩后文件远小于图像数据量
学生推论公式：
图像数据量大小=图像分辨率×色彩深度
学生完成任务三素材图像的属性查阅和计算
单位换算：
8bit=1Byte、1024B=1KB、1024KB=1MB、1024MB=1GB
学生通过教师引导比较发现问题，得出结论，思考原因。
通过先让学生尝试推断出计算公式，加深对分辨率和色彩深度含义的理解。
通过任务三的完成，学生能够应用推论公式计算，并能进行单位换算
学生通过比较数据，发现问题，形成认知需求。这时教师给予引导与分析解释。学生是在问题的刺激下得到知识，从而加深学生的印象，更重要的是促进学生发现问题解决问题的思维习惯的养成。
课堂总结
回顾这节课，我们了解了图像数字化的过程、通过体验探索了图像编码的基本方式、通过计算比较了解了图像数据量的计算方法并且了解到文件大小与分辨率、色彩深度还有编码方式都有关系
我们还会学习有关音频、视频等媒体信息的数字化。他们数字化过程以及编码和图像有什么联系与区别？我们将在后面课程中共同探讨。
在教师引导下，回顾总结所学习的内容和所经历的思考过程
通过总结整理本节课的学习脉络，使学生对所学知识有系统的把握
课堂自测
利用电子教室的在线考试功能，提供课堂自测，要求学生3分钟完成并查看结果。
学生进行在线自测
通过自我测试，对本堂课的学习进行自我反馈，进而强化学习和反思学习。
课堂自测题
1、以下图像格式中属于无损编码的是：（ ）
A．png B.bmp C.jpg D.gif
2.图像数字化的过程中，确定图像色彩深度的是哪个环节？（ ）
确定分辨率大小的是哪个环节？（ ）
A．采样 B.量化 C.编码
3.一幅800*600的24位位图，其中分辨率是（ ），色彩深度是（ ），计算求出图像大小是（ ）
4.一幅图像的色彩深度为32位，那么图像能够容纳的颜色数量是（ ）
5.一幅100*100的32位bmp格式和jpg的图像的文件的存储容量一样。
A .正确 B.错误
学习自评表
1.我在学习过程中遇到了难以解决的问题：
是 否 问题简述：
2.我的问题解决主要依赖于：
老师点评或示范 同伴互助 自主思考
3.学习结束后，我还有未解决的问题：
是 否 问题简述：
4.如果满分是10分，我对自己本节课的表现打分是：
5.简要谈谈自己在本节课学习后的收获。（100-200字）
