教科版2019信息技术必修1数据与计算
第3单元认识数据3.1数据编码教学设计
 
【教材分析】
本项目包含任务一“认识智能公交系统中的数据”和任务二“查看存储在计算机中的数据”两个任务。任务包含活动1“办理市民卡”和活动2“将语音模拟数据转换为数字数据”两个活动。任务二包含活动1“卡片组合游戏”和活动2“查看数据的编码”
任务-是让学生通过活动1, 亲身体验数据的表现形式，如文本、数值、声音、图像、视频等，善于总结各种不同形式数据的采集的基本工具和方法;通过活动2，以声音为例，认识到将模拟数据转换为数字数据的基本思维和实现方法。两个活动相互关联，前者主要是对数据的表现形式建立感性认识，后者是形成对模拟数据进人计算机时必须进行数字化采集的理性认识。建议任务-安排1课时。
任务二有两个重要内容:一是通过活动 1的游戏，认识二进制，进而由二进制和十进制扩展到十六进制乃至任意进制，归纳总结任意进制系统的共有特征，并能对任意两种进制数据进行相互转换;二是通过活动2,使用Python语言工具，查看字符的ASCII码和Unicode码，引导学生了解字符的编码，加深体验和认识。建议任务二安排1课时。
通过两个任务的学习，学生能了解各类数据采集的基本方法，解释文本、音频等数据的编码原理，理解数据编码的意义和作用。
【教学建议】
计算机是处理数据的工具，尽管所有数据在计算机中都是以二进制的形式表示的，但不同类型的数据所表达的意义不一一样， 编码方式不一样，因此处理方式也不一样。我们常见的数据的表现形式有数值型、文本型、图像、声音、视频等，本节重点讲解声音的数字化与文本编码，介绍二进制及进制、 十进制、十六进制之间的转换 。
数据编码是数据后续处理的基础。教学中可以让学生借助某些软件工具，充分了解不同的编码方式，如声音有WAV格式、MP3格式等，图像有BMP格式、JPG (JPEG)格式、GIF格
式等。编码( 含压缩)方式不同，则文件大小不同，表达效果也不一样。再如汉字编码有区位码、国标码、机内码、Unicode 码、输人码、字形码等，讲清楚这些“编码”之间的联系和区别，让学生触类旁通，融会贯通，激发他们的学习兴趣。
项目教学法主张先练后讲，先学后教，强调学生的自主学习，主动参与，从尝试人手，从练习开始，调动学生学习的主动性、创造性、积极性等，学生唱“主角”，而教师转为“配角”，实现教师角的换位，有利于加强对学生自学能力、创新能力的培养。
对于实践性强的项目或活动，要让每个学生充分参与、全程参与、深度参与，在体验、经验的基础上领悟、归纳、总结;对于理论性较强的项目或活动，要充分铺垫、诱导、启发、示范、练习，课前学生带着问题预习，教师充分准备各种情境下的教学预案以及教学支架性材料，讲解时以例释理，避免直接灌输结论，更不要让学生机械背诵结论。
【教学目标】
1、了解各类数据采集的基本方法。
2、能够解释文本、音频等数据的编码原理。
3、理解数据编码的意义和作用。
【教学重点、难点】
各类数据采集的基本方法。文本、音频等数据的编码原理。数据编码的意义和作用。
【教学过程】
第一课时
在当今信息时代，计算机已经成为数据处理的主要工具。那么，编码是信息数据是如何进入计算机中的?它们在计算机内部是如何存储的?
理解这些问题是将来进- - 步学习数据加工与处理的重要基础。本节我们将在解决问题的活动中，学习数据编码的基本知识，熟悉数据编码的思想和方法，认识数据编码的重要性。
一、引入
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。在本节中，我们将国绕“智能公交系统中的数据采集”项目展开学习。通过该项目，我们可以进一步认识生活中存在不同类型的数据，了解数据采集和编码的一般方法，理解其基本原理，为应用数据解决问题打基础。
本项目主要包含“认识智能公交系统中的数据”和“查看存储在计算机中的数据”两个任务。
许多城市开通了智能公交，使用市民卡可以方便出行。在办理市民卡的过程中，有很多数据需要采集与编码。
任务一认识智能公交系统中的数据
活动1办理市民卡
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?请尝试分析这些问题，并将相关内容填入表3.1.1。
表3.1.1 计算机处理的数据
表现形式
实例
采集该类数据的设备
用什么软件处理
文本
姓名,家庭住址,性别（也可以用数字表示）、手机号
键盘
手写输入
语音输入
文字处理软件，电子表格，数据库
OCR识别
语音识别
数字
unicode码和ascii码区别
身高、体重、肺活量、血压,身份证号
键盘，各种数字化采集仪
手写输入
电子表格，数据库
图像
照片
手机，相机，摄像头，扫描仪
PS,美图秀秀
用软件从视频中抓帧
声音
声音，语音，音乐
手机，录音机（录音笔），话筒（声卡）
录音机，CoolEdit
从有声视频中分离音轨
视频
监控视频
手机，摄像机，摄像头
QQ影音、绘声绘影
Camtasia
二、模拟信号与数字信号
按照取值特征，可以将信号分为模拟信号和数字信号。用传感器直接获得的信号- -般为模拟信号，如声音、温度、压强等。模拟信号的值是随时间连续变化的，波形光滑。模拟信号的值称为模拟数据。以声音为例，通过话简的声音传感器获得的声音信号取值情况如图3.1.1所示。
数字信号随时间的变化是非连续的，如图3.1.2所示。数字信号可以由模拟信号转换得来，数字信号的值即数字数据，直接用计算机所能理解的二进制表示，以方便计算机对其进行处理   
活动2将语音模拟数据转换为数字数据
我们有时在公交车上能听到司机使用智能车载对讲系统与相关人员通话。现在的智能车载对讲系统都采用了数字模式的对讲机。与传统模拟对讲机相比，数字模式可以更顺畅、更清晰地传输语音，这些语音数据是通过对模拟数据的处理得来的。
图3.1.3为待转换的模拟声音波形，其横轴为时间1，纵轴为声波的理量。 音量与振幅。
振幅。
第一步，采样。在时间轴上按照一定的时间间隔取一系列时刻，得到每个时刻对应的声波信号的瞬时振幅值。如图3.1.4所示， 在横轴上取n个时刻采集样本，纵坐标心即为每个样本所对应的声波振幅的离散值，当前n=10。
第二步，量化。将第一步所得的振幅瞬时值往最接近的整数取区间。每个样本所对应的整数值即为纵坐标，在图中标出这些整数值，如图3.1.5所示。

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。