中图人教版（2019）信息技术必修一 1.2.4 数据压缩 教案

案例　数据压缩
1. 《课程标准》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。
·针对具体学习任务，体验数字化学习过程，感受利用数字化工具和资源的优势。
2. 教学目标
·根据解决问题的需要，通过小组合作、自主探究、观察思考以及游戏体验等方式开展学习，明确数据压缩的作用、分类以及数据压缩的基本原理。（信息意识）
·从解决问题的需要出发，选择适合的数据压缩工具，体验数据压缩的过程，进一步理解数据压缩的实际意义，掌握数据压缩的基本技巧。（信息意识、数字化学习与创新）
3. 学业要求
·能够描述数据与信息的特征，知道数据编码的基本方式。
·掌握数字化学习的方法，能够根据需要选择合适的数字化工具开展学习。
4. 教学对象分析
本课的教学对象是高一年级的学生，学生具有一定的操作经验和逻辑思维能力。在此之前，学生已经学习了信息数字化的基本知识，基本掌握了二进制与其他数制之间的转换方法，对数据编码也都有了一定的了解，为本课的学习奠定了良好的基础。此外，很多学生具有比较丰富的上网经验，会使用压缩软件，但在压缩原理以及如何根据实际条件，合理地使用各种压缩工具实现有效压缩的知识和能力方面还有待提升。他们需要在实际项目的驱动下，通过独立思考、自主探究等学习方式完成知识的构建与技能的提升。
5. 教学重点与难点
教学重点：根据实际需要，选择合适的工具，进行合理的数据压缩。
教学难点：无损压缩的基本原理。
6. 教学方法与教学手段
教学方法：本课内容主要采用任务驱动、游戏教学等方法，以“我运动，我快乐”网上打卡活动为例，引导学生通过小组合作、自主探究、实践体验等方式开展学习。从现实需求出发，让学生经历解决问题的全过程，合理使用工具，明确数据压缩的知识与原理，达成目标。在整个过程中，引导学生自觉、主动地寻求问题解决方案，构建知识，增强利用信息技术手段解决问题的意识。
软件硬件资源：教学软件包括相关的图像处理软件、音视频编辑和压缩工具，以及教学课件等。
7. 教学过程设计
教学环节
教学内容
学生活动
设计意图
情境导入
提出任务：以高中学生的学习和生活等内容为主题，自选角度，组织素材，表达主题
确定主题
提出问题
情境导入
1. 学生围绕确定的主题，选择2～3个不同类型的素材文件上传到指定网站。
2. 观看并展示上传内容，总结大家分享内容的形式——文字、图片、音频、视频等。
3. 提问：
（1） 上传和观看的过程中，同学们发现哪些问题？
（2） 同学们在上传素材的过程中遇到了哪些问题？
4. 引导学生思考：遇到这些问题时如何解决？解决问题的过程中有没有遇到新的困难呢？
5. 师生交流解决问题的方法。
（1）?利用压缩软件对文件进行压缩，但对音频、视频的压缩不够理想。
（2）用多媒体和格式转换工具对图片、音视频文件进行压缩
完成任务
思考
交流
引导学生关注数据压缩的目的和作用
自主探究发现问题
1. 将学生分组，3 ～ 4人一组。
2. 结合观看过程中发现的问题以及分析的解决方法，对教师给出的素材进行观察，整理相关内容，填写实验报告1（表1）。
表1 实验报告1
项目
BMP
JPG
PNG
大小



清晰度



尺寸




3. 上网查找相关资料，填写图片不同格式的差异（表2）
表2 图片不同格式的差异
格式
压缩模式
特点及用途
BMP


JPG


PNG



观察
查阅资料
填写表格
学生通过实践主动获取知识，提高技能
游戏体验
掌握原理
1. 展示一系列文字、图片等样例素材，明确比赛规则：学生以小组为单位进行比赛，各组尽可能用简短的文字对素材进行描述，使用文字最少、传达信息最准确的小组获胜。
各组有2 min准备时间。
2. 展示比赛题目，各组派出三位同学参赛（一人描述，两人按描述完成任务）。
3. 评选出优胜组，并进行经验分享
参与比赛
展示
评价
经验分享
通过游戏激发学生兴趣，揭示无损压缩的基本原理，突破难点
小结
对游戏活动进行归纳：
·数据压缩的思想是在不损失有用信息的前提下，按照一定的编码规则对数据进行重新组合，以去除冗余。
·无损压缩的原理与我们刚才玩的游戏大体一致，压缩后的数据在还原后与压缩前完全相同。
如：CCCEEEEEEEEEEEETWWWWW → C03E12T01W05。
·相对于无损压缩，有损压缩会损失一定的信息，压缩后的数据无法还原成压缩前的数据。音视频的压缩经常采用有损压缩的方式
自主实践
合理运用
1. 布置任务：下载本组同学分享的图片及音视频文件，利用教师提供的音视频压缩工具，对下载的文件进行压缩。
2. 要求学生填写实验报告2（表3）中的相关项目。
表3 实验报告2
序号
类型
压缩后类型
原始大小
压缩后大小
备注



















3. 引导学生思考：在压缩图片和音视频文件的过程中，哪些因素与压缩后文件的大小有关？
4. 师生交流，总结压缩文件的过程，并总结出影响压缩后文件大小的因素。
·图片：颜色、尺寸、格式……
·音频：采样频率、声道数……
·视频：比特率、视频尺寸……
完成任务
填写表格
思考
交流
学生主动实践，根据实际需要分析问题，利用相关工具软件解决问题，落实重点
交流展示
互动评价
1. 组织学生分组展示实验报告及压缩成果；
2. 对学生压缩视频的合理性进行点评；
3. 组织学生完成自评和互评；
4. 组织学生完善并提交实验报告
交流展示
评价
提交报告
通过交流展示与评价，巩固知识与技能