2020-2021学年教科版（2019）高中信息技术必修1 3.1数据编码 教案
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年教科版（2019）高中信息技术必修1 3.1数据编码 教案 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 2.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版（2019） | ||
| 科目 | 信息技术（信息科技） | ||
| 更新时间 | 2021-06-30 21:49:22 | ||
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文档简介
课堂教学设计表
课程名称 信息技术必修1数据编码 单位（学校） 授课班级 高一
章节名称 3.1 数据编码 学时 1-2
教材和内容分析 本节课主要内容包括：了解各类数据采集的基本方法、编码、模拟信号与数字信号、音频编码、数据编码、文本编码
2、教学重点：编码的含义、模拟信号与数字信号的区别及相互转换的过程、文本数据的编码的两种方案
3、教学难点：二进制与十进制之间的相互转换
教学目标 知识和技能目标：
1.了解各类数据采集的基本方法
2.学生能够说出编码的含义
3.能够复述模拟信号与数字信号的特点，并且能区分，理解二者之间的转换过程
4.能够计算二进制与十进制之间的转换，
5.能够说出ASCII码和Unicode码的含义及表示方法
过程和方法目标：
以办理市民卡的过程为例，学习各类数据采集的基本方法
以水银体温计和数字体温计为例，类比学习模拟信号与数字信号
3．通过微课学习、加以教师讲解学习声音数字化的过程
4. 以“读心术”游戏为切入点，吸引学生注意力，加以教师讲解、学生课堂练习学习二进制与十进制的相互转换
5. 教师简单讲解学习字符编码的两个方案——ASCII码和Unicode码
情感态度和价值观：感受数据编码的价值和意义，更加了解计算机
学生特征 1、高一学生的感知力和观察能力明显提高，在先前的学习中，对编程的概念也有了一定的了解，但是对编码的相关概念比较陌生，二进制的概念也相对模糊。
2、本节课通过程序的演示，让学生领悟编码及进制的作用。两种信号的教学有利于培养学生的逻辑思维能力，有利于学生在遇到问题时，可以将知识运用到生活中，为学生未来的学习特别是信息技术方面的学习提供支持。
教学方法策略 主要教学方法和策略：讲授法、演示法、任务驱动法，自主探究法
教学资源 主要利用的教学资源：多媒体教室：电脑+投影；PPT课件及Python运行软件，黑板
课堂教学过程设计思路
教学环节
教师的活动 学生的活动 设计意图
（一）创设 情境导入新课 智能公交系统是智慧城市的重要组成部分，它的应用提高了城市公交的运营效率，方便了人们的出行。市民在办理市民卡时，一般要到指定地点办理录入信息、拍摄照片等手续。
想一想，在办理市民卡的流程中，管理系统都收集了哪些数据？生活中还有哪些数据可以采集以及如何采集？请同学们相互讨论完成表格。
完成结果：
这些数据计算机能直接处理吗？——不能，计算机只能处理二进制的数据，所以我们要将图文声像等数据进行转换，这个过程叫做编码
编码：信息从一种形式或格式转换成另一种形式或格式的过程。指用预先规定的方法将文字、数字或其他对象编成可以存储在计算机里的数值。
模拟信号：一般用传感器直接获得，如声音、温度、压强等。模拟信号的值随时间而连续变化，波形光滑。
数字信号:一般随时间而产生非连续的变化。数字信号可以由模拟信号转化而来，数字信号的值即数字数据，可直接用计算机所能理解的二进制表示，方便计算机对其处理。
用水银体温计和数字体温计类比模拟信号和数字信号，帮助学习理解和区分二者
思考问题、回答问题，讨论学习，完成表格；
理解编码、模拟信号和数字信号 以办理市民卡为例，学习各类数据的采集方法，并用表格进行整理汇总。
用水银体温计和数字体温计类比模拟信号和数字信号，有助于学生理解知识。
（二）新知探究 观看视频，了解音频编码
声音数字化：将模拟声音数据转换为数字数据的这一个过程，称为声音的数字化。
三个过程：
采样：对模拟声音信号按给定的时间间隔进行采样
量化：对采样数据进行量化
编码：将量化后的数据用二进制数值表示
详细讲解声音数字化的详细过程
采样：以相等的时间间隔测得声音模拟信号的值。
采样点越多还是越少质量更好？
采样频率越高声音还原度越好；
但记录数据越多，存储容量越高。
量化：将采样点的值分级量化，变换到最接近的数字。用有限个数近似表示原来连续变化的值。
分级越多还是越少质量会更好？——越多质量约好。
编码：确立编码规则，优化数据排列。
未压缩、无损压缩与有损压缩
无压缩：
无所压缩：
有损压缩： 观看视频，了解音频编码的过程。通过教师讲解，学习声音数字化的具体过程。 详细学习声音数字化的过程。音频压缩方式是拓展知识，可简单讲解，了解即可。
“读心术”游戏
展示以上七张图片，请一位同学从1—100中随意选择一个数，记在心里，对教师保密，可展示给其他同学。教师依次展示七张图片，学生回答，该数字在不在图片中，教师根据回答情况计算得出该数字。
教师引导出，这个游戏与二进制和十进制有关，通过学习就能揭秘“读心术” 配合教师完成“读心术”游戏 “读心术”游戏的课堂效果很好，教师在游戏前需要营造气氛，注意引导学生这与二进制十进制相关。
二进制转换为十进制（着重强调从右往左进行运算）
十进制转换为二进制（着重强调从下往上读取）
在讲解完之后，教师展示练习题
请几位同学上黑板上来演示一下，其余的同学自己进行运算，运算完之后教师进行评价指导。
尝试用Python语言查看数据编码，了解文本数据所对应的编码。
讲解”ord”,”bin”,”chr”以及”0b”的意义和用法，并结合课件上的截图，进行演示讲解，并预留学生自主操作的时间。
ord:将字符转换为对应存储编码的函数
chr:将编码值转换为对应字符的函数
bin:将十进制转换为二进制
0b:表示一个二进制数
解释“读心术”游戏
例如：22
第一位：不在 0
第二位： 在 1
第三位： 在 1
第四位：不在 0
第五位： 在 1
第六位：不在 0
第七位：不在 0
可以写出二进制数0010110
转化为十进制：21+22+24=22 学习二进制与十进制的相互转换方法，完成练习巩固。
利用Python语言查看数据编码，了解文本数据所对应的编码。 二进制与十进制的相互转换是本节课的重难点，教师讲解是需要放慢速度，详细讲解。
文本数据包括字母、数字、标点符号、汉字等，文本数据的编码通过对其中每一个字符进行编码实现，ASCII码和Unicode码是最经典的两种编码方案
ASCII码：美国信息交换标准代码，规定了大小写字母、数字、常用符号等128个字符
Unicode码为了解决传统字符编码方案的局限性而产生，是全球可以共享的编码字符集，涵盖了世界上主要的文字符号，其中包括简繁体汉字，共74686汉字。
Unicode码就是在ASCII码的前面加上8个0，例如X的ASCII码是88，转换为二进制就是1011000，所以Unicode码就是000000001011000.
GB2312-1980：《信息交换用汉字编码字符集——基本集》，收录6763个汉字，一级汉字3755个，二级汉字3008个，包括拉丁字母、希腊字母等在内的682个字符，兼容ASCII编码；1个字节表示ASCII规定的英文字符，采用2个字节表示1个汉字以及其他字符。
GBK：兼容CB23312—1980标准，收入汉字21003个汉字，883个符号，共21886个字符
GB18030-2000：包含GBK字符集和CJK统一汉字扩充A的汉字，共计27533个汉字
GB18030-2005：在GB18030—2000的基础上，增加了CJK统一汉字扩充B的汉字及其他汉字，共计70244个汉字。 了解ASCII码和Unicode码两种经典的编码方案，了解我国先后制定的几个汉字编码方案。 学习文字编码
学习总结
本节课学习了数据编码，讲解了编码的概念，概念是……讲解了模拟信号和数字信号，模拟信号的特点是……数字信号的特点是……还学习了音频编码，叫做声音数字化，有哪几个过程……讲解了二进制与十进制的相互转换方法，最后学习了文本编码的两个方案……
这节课学习了音频、数值、文本编码，在计算机中我们还需要图像，图像是如何完成编码的？同学们可以课后利用搜索引擎自主学习。
课程名称 信息技术必修1数据编码 单位（学校） 授课班级 高一
章节名称 3.1 数据编码 学时 1-2
教材和内容分析 本节课主要内容包括：了解各类数据采集的基本方法、编码、模拟信号与数字信号、音频编码、数据编码、文本编码
2、教学重点：编码的含义、模拟信号与数字信号的区别及相互转换的过程、文本数据的编码的两种方案
3、教学难点：二进制与十进制之间的相互转换
教学目标 知识和技能目标：
1.了解各类数据采集的基本方法
2.学生能够说出编码的含义
3.能够复述模拟信号与数字信号的特点，并且能区分，理解二者之间的转换过程
4.能够计算二进制与十进制之间的转换，
5.能够说出ASCII码和Unicode码的含义及表示方法
过程和方法目标：
以办理市民卡的过程为例，学习各类数据采集的基本方法
以水银体温计和数字体温计为例，类比学习模拟信号与数字信号
3．通过微课学习、加以教师讲解学习声音数字化的过程
4. 以“读心术”游戏为切入点，吸引学生注意力，加以教师讲解、学生课堂练习学习二进制与十进制的相互转换
5. 教师简单讲解学习字符编码的两个方案——ASCII码和Unicode码
情感态度和价值观：感受数据编码的价值和意义，更加了解计算机
学生特征 1、高一学生的感知力和观察能力明显提高，在先前的学习中，对编程的概念也有了一定的了解，但是对编码的相关概念比较陌生，二进制的概念也相对模糊。
2、本节课通过程序的演示，让学生领悟编码及进制的作用。两种信号的教学有利于培养学生的逻辑思维能力，有利于学生在遇到问题时，可以将知识运用到生活中，为学生未来的学习特别是信息技术方面的学习提供支持。
教学方法策略 主要教学方法和策略：讲授法、演示法、任务驱动法，自主探究法
教学资源 主要利用的教学资源：多媒体教室：电脑+投影；PPT课件及Python运行软件，黑板
课堂教学过程设计思路
教学环节
教师的活动 学生的活动 设计意图
（一）创设 情境导入新课 智能公交系统是智慧城市的重要组成部分，它的应用提高了城市公交的运营效率，方便了人们的出行。市民在办理市民卡时，一般要到指定地点办理录入信息、拍摄照片等手续。
想一想，在办理市民卡的流程中，管理系统都收集了哪些数据？生活中还有哪些数据可以采集以及如何采集？请同学们相互讨论完成表格。
完成结果：
这些数据计算机能直接处理吗？——不能，计算机只能处理二进制的数据，所以我们要将图文声像等数据进行转换，这个过程叫做编码
编码：信息从一种形式或格式转换成另一种形式或格式的过程。指用预先规定的方法将文字、数字或其他对象编成可以存储在计算机里的数值。
模拟信号：一般用传感器直接获得，如声音、温度、压强等。模拟信号的值随时间而连续变化，波形光滑。
数字信号:一般随时间而产生非连续的变化。数字信号可以由模拟信号转化而来，数字信号的值即数字数据，可直接用计算机所能理解的二进制表示，方便计算机对其处理。
用水银体温计和数字体温计类比模拟信号和数字信号，帮助学习理解和区分二者
思考问题、回答问题，讨论学习，完成表格；
理解编码、模拟信号和数字信号 以办理市民卡为例，学习各类数据的采集方法，并用表格进行整理汇总。
用水银体温计和数字体温计类比模拟信号和数字信号，有助于学生理解知识。
（二）新知探究 观看视频，了解音频编码
声音数字化：将模拟声音数据转换为数字数据的这一个过程，称为声音的数字化。
三个过程：
采样：对模拟声音信号按给定的时间间隔进行采样
量化：对采样数据进行量化
编码：将量化后的数据用二进制数值表示
详细讲解声音数字化的详细过程
采样：以相等的时间间隔测得声音模拟信号的值。
采样点越多还是越少质量更好？
采样频率越高声音还原度越好；
但记录数据越多，存储容量越高。
量化：将采样点的值分级量化，变换到最接近的数字。用有限个数近似表示原来连续变化的值。
分级越多还是越少质量会更好？——越多质量约好。
编码：确立编码规则，优化数据排列。
未压缩、无损压缩与有损压缩
无压缩：
无所压缩：
有损压缩： 观看视频，了解音频编码的过程。通过教师讲解，学习声音数字化的具体过程。 详细学习声音数字化的过程。音频压缩方式是拓展知识，可简单讲解，了解即可。
“读心术”游戏
展示以上七张图片，请一位同学从1—100中随意选择一个数，记在心里，对教师保密，可展示给其他同学。教师依次展示七张图片，学生回答，该数字在不在图片中，教师根据回答情况计算得出该数字。
教师引导出，这个游戏与二进制和十进制有关，通过学习就能揭秘“读心术” 配合教师完成“读心术”游戏 “读心术”游戏的课堂效果很好，教师在游戏前需要营造气氛，注意引导学生这与二进制十进制相关。
二进制转换为十进制（着重强调从右往左进行运算）
十进制转换为二进制（着重强调从下往上读取）
在讲解完之后，教师展示练习题
请几位同学上黑板上来演示一下，其余的同学自己进行运算，运算完之后教师进行评价指导。
尝试用Python语言查看数据编码，了解文本数据所对应的编码。
讲解”ord”,”bin”,”chr”以及”0b”的意义和用法，并结合课件上的截图，进行演示讲解，并预留学生自主操作的时间。
ord:将字符转换为对应存储编码的函数
chr:将编码值转换为对应字符的函数
bin:将十进制转换为二进制
0b:表示一个二进制数
解释“读心术”游戏
例如：22
第一位：不在 0
第二位： 在 1
第三位： 在 1
第四位：不在 0
第五位： 在 1
第六位：不在 0
第七位：不在 0
可以写出二进制数0010110
转化为十进制：21+22+24=22 学习二进制与十进制的相互转换方法，完成练习巩固。
利用Python语言查看数据编码，了解文本数据所对应的编码。 二进制与十进制的相互转换是本节课的重难点，教师讲解是需要放慢速度，详细讲解。
文本数据包括字母、数字、标点符号、汉字等，文本数据的编码通过对其中每一个字符进行编码实现，ASCII码和Unicode码是最经典的两种编码方案
ASCII码：美国信息交换标准代码，规定了大小写字母、数字、常用符号等128个字符
Unicode码为了解决传统字符编码方案的局限性而产生，是全球可以共享的编码字符集，涵盖了世界上主要的文字符号，其中包括简繁体汉字，共74686汉字。
Unicode码就是在ASCII码的前面加上8个0，例如X的ASCII码是88，转换为二进制就是1011000，所以Unicode码就是000000001011000.
GB2312-1980：《信息交换用汉字编码字符集——基本集》，收录6763个汉字，一级汉字3755个，二级汉字3008个，包括拉丁字母、希腊字母等在内的682个字符，兼容ASCII编码；1个字节表示ASCII规定的英文字符，采用2个字节表示1个汉字以及其他字符。
GBK：兼容CB23312—1980标准，收入汉字21003个汉字，883个符号，共21886个字符
GB18030-2000：包含GBK字符集和CJK统一汉字扩充A的汉字，共计27533个汉字
GB18030-2005：在GB18030—2000的基础上，增加了CJK统一汉字扩充B的汉字及其他汉字，共计70244个汉字。 了解ASCII码和Unicode码两种经典的编码方案，了解我国先后制定的几个汉字编码方案。 学习文字编码
学习总结
本节课学习了数据编码，讲解了编码的概念，概念是……讲解了模拟信号和数字信号，模拟信号的特点是……数字信号的特点是……还学习了音频编码，叫做声音数字化，有哪几个过程……讲解了二进制与十进制的相互转换方法，最后学习了文本编码的两个方案……
这节课学习了音频、数值、文本编码，在计算机中我们还需要图像，图像是如何完成编码的？同学们可以课后利用搜索引擎自主学习。