資源簡介

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第6課 信息數字化的優勢 教學設計
課題 信息數字化的優勢 單元 第二單元 學科 信息科技 年級 四年級
教材分析 《信息數據化與傳輸存儲》是江西科學技術出版社，根據新課標（2022年版）信息科技四年級第二單元的主題，該單元的第六課《信息數字化的優勢》旨在讓學生深入了解信息數字化的本質和實際應用。本課從信息傳輸的穩定性和信息處理的便捷性兩個方面，深入淺出地講解了信息數字化的優勢。通過本課的學習，學生將更全面地理解信息數字化的重要性，為其在未來的科技生活中更好地應用數字化技術打下堅實基礎。
學習目標 信息意識:學生通過學習將意識到信息數字化的重要性，理解數字信號傳輸的穩定性，以及信息易處理和壓縮的特點。計算思維:學生將學會運用計算思維分析信息數字化的優勢，理解其背后的原理和技術。數字化學習與創新:學生通過學習將掌握信息數字化的基礎知識，并能夠運用這些知識進行數字化學習和創新。信息社會責任:學生將理解自己在信息社會中的責任，認識到合理使用和保護數字信息的重要性。
重點 了解數字信號傳輸穩定性好
難點 掌握信息易處理、信息容易被壓縮
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 通過播放一段數字信號傳輸的視頻，引導學生認真觀看對數據信號的興趣和好奇心。 發現數字信號在生活中的作用。 激發學生的學習興趣。
講授新課 講解數字化含義信息數字化，就是將許多復雜多變的信息，轉變為可以度量的數字、數據,再以這些數字、數據建立起合適的數字化模型，把它們轉變為一系列二進制代碼，引入計算機內部，進行統一處理的過程。例如我們學習過的使用“除2求余法”將數字轉換成了二進制編碼，使用ASCII碼或其他的編碼可以將字母和漢字轉換為二進制，使用相應的編碼方式也可以將圖片轉換成二進制。一、數字信號傳輸穩定性好模擬信號在傳輸過程中容易受到外界的干擾，經過遠距離傳輸后，波形將產生較大的變化，甚至變成一個起伏不大的直線信號圖像，導致信號丟失，產生失真，所以當我們觀看模擬電視時，總會發現一閃一閃的雪花點，或者聲音和畫面不匹配等現象。而數字信號就解決了上述問題，數字信號只有0和1，受到干擾后,仍然可以保持一定的波形，接收端能夠收到較完整的數字信號,如果一定時間之內收到的數字信號越多,視頻信息的質量也就越高，視頻畫面也就越清晰。二、信息易處理其實可以將這張照片進行數字化處理。假設圖片上一共只有四種顏色，分別對這四種顏色編碼，藍色為“00”,黑色為“01”,紅色為“10”,白色為“11”。將這張圖片分割成100x100的小正方格，每一個方格內的顏色就可以用上述的編碼替換，然后逐行讀取。例如前5個方格的顏色是“白紅藍紅黑”,數字化之后就可以變成編碼為“1110001001”,這就是圖片數字化的過程。三、信息容易被壓縮觀察你的答案，可以發現編碼出來的二進制編碼長度非常長，有沒有什么方法可以縮短這些二進制編碼呢 當然可以，例如“AB”的編碼為“01000001 01000010”，可以發現中間有很多個連續的“0”符號，如果我們將多個連續且相同的符號用一個符號代替,再使用一些輔助信息，就可以將長編碼壓縮成長度較小的編碼，有利于數據的存儲和傳輸。 學生認真聆聽教師講解，積極參與討論，教師引導，學生思考。認真聽講，記錄重點內容，參與討論信息數字化的優勢在實際應用中的優勢。 激發學生的學習興趣，引導學生關注數據信號的重要性，為后續課程打下基礎。
課堂練習 信息經過數字化編碼后是如何在計算機上存儲和傳輸的呢 將你思考的答案寫下來與同學們一起討論。
課堂小結 一、數字信號傳輸穩定性好二、信息易處理三、信息容易被壓縮
板書 信息數字化的優勢一、數字信號傳輸穩定性好二、信息易處理三、信息容易被壓縮
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世紀教育網(www.21cnjy.com)(共21張PPT)
第6課 信息數字化的優勢
贛科學技術版四年級下冊
內容總覽
學習目標
01
新知導入
02
探究新知
03
課堂練習
04
課堂總結
05
課后作業
06
目錄
學習目標
1.信息意識:學生通過學習將意識到信息數字化的重要性，理解數字信號傳輸的穩定性，以及信息易處理和壓縮的特點。
2.計算思維:學生將學會運用計算思維分析信息數字化的優勢，理解其背后的原理和技術。
3.數字化學習與創新:學生通過學習將掌握信息數字化的基礎知識，并能夠運用這些知識進行數字化學習和創新。
4.信息社會責任:學生將理解自己在信息社會中的責任，認識到合理使用和保護數字信息的重要性。
新知導入
在之前課程的學習中,我們已經了解了生
活中的數據以及數據編碼的目的和意義，那信
息是何被數字化的 信息數字化的優勢有哪些 這節課就讓我們一起來學習。
新知講解
以前的年代，家庭使用的電視機有個共同的特點，畫面不清晰，遇到打雷下雨等極端天氣，電視機還會失去信號，屏幕上只有一片雪花點，這是因為那個時代電視機是模擬信號電視機，如圖6-1，其缺陷就是圖像不清晰、信號容易被干擾等。模擬信號又被稱為連續信號，是指用連續變化的物理量所表達的信息，如溫度、濕度、壓力、長度、電流、電壓等，,都是屬于連續信號。
新知講解
隨著科技的發展，模擬信號電視機逐漸被數字信號電視機所取代，如圖6-2。數字信號電視機將圖像畫面的每一個像素、 聲音的每一個音節都用二進制編碼成如圖6-3的數字信號，遠距離傳輸幾乎沒有信號衰減，所以數字電視能帶來高質量的畫面，高保真的音效，不但能收看豐富多彩的電視節目，更重要的是還具備交互性和通信功能。
新知講解
圖6—1 模擬信號電視機
圖6—2 數字信號電視機
圖6—3 模擬信號和數字信號
新知講解
模擬信號電視機到數字信號電視機的轉換其實就是一個信息數字化的
過程，那么數字化含義是什么呢 又有什么優勢呢 讓我們繼續學習。
信息數字化，就是將許多復雜多變的信息，轉變為可以度量的數字、數據,再以這些數字、數據建立起合適的數字化模型，把它們轉變為一系列二進制代碼，引入計算機內部，進行統一處理的過程。例如我們學習過的使用“除2求余法”將數字轉換成了二進制編碼，使用ASCII碼或其他的編碼可以將字母和漢字轉換為二進制，使用相應的編碼方式也可以將圖片轉換成二進制。
新知講解
同學們,我們生活和學習中都有
什么信息數字化的應用呢 請你思考
一下,將你的發現和同學們分享。
新知講解
模擬信號在傳輸過程中容易受到外界的干擾，經過遠距離傳輸后，波形
將產生較大的變化，甚至變成一個起伏不大的直線信號圖像，導致信號丟
失，產生失真，所以當我們觀看模擬電視時，總會發現一閃一閃的雪花點，或者聲音和畫面不匹配等現象。而數字信號就解決了上述問題，數字信號只
有0和1，受到干擾后,仍然可以保持一定的波形，接收端能夠收到較完整的
數字信號,如果一定時間之內收到的數字信號越多,視頻信息的質量也就越
高，視頻畫面也就越清晰。
一、數字信號傳輸穩定性好
找一找
請你上網收集相關資料，查詢圖6-4的收音機是如何工作的 天線的使用對收音機有什么影響 它用的是什么信號 這種信號有什么優點和缺點 將你收集的資料和同學們一起分享。
圖6—4 收音機
新知講解
我想將一張藍底的照片換成白底
的,我應該怎么做呢
二、信息易處理
其實可以將這張照片進行數字化處理。如圖6-5，假設圖片上一共只
有四種顏色，分別對這四種顏色編碼，藍色為“00”,黑色為“01”,紅色為
“10”,白色為“11”。將這張圖片分割成100x100的小正方格，每一個方格
內的顏色就可以用上述的編碼替換，然后逐行讀取。例如前5個方格的顏色
是“白紅藍紅黑”,數字化之后就可以變成編碼為“1110001001”,這就是圖片數字化的過程。
新知講解
如果需要改變顏色，則只需更改對應位
置的顏色編碼即可例如將藍色換成白色，則需要將第3個方格對應的編碼“00”改成“11”即可。按照相同的規則，把照片上所有藍色對應的編碼改成“11”就可以完成整個圖片的更改底色要求。現在你學會了嗎
數字化后的信息就變得容易被處理，技
術員使用這種技術就可以對圖片不滿意的地方進行修改，甚至可以制作視頻特效。
圖6—5 圖片數字化
新知講解
三、信息容易被壓縮
我們已經知道，字母通過不同的編碼可以轉換成計算機可識別的二進
制。假設現在有一串字母“ABBBBBBAAAAAB"采用ASCII碼的方式進行數
字化編碼，你可以將它的二進制編碼寫出來嗎
新知講解
觀察你的答案，可以發現編碼出來的二進制編碼長度非常長，有沒有什么方法可以縮短這些二進制編碼呢 當然可以，例如“AB”的編碼為“01000001 01000010”，可以發現中間有很多個連續的“0”符號，如果我們將多個連續且相同的符號用一個符號代替,再使用一些輔助信息，就可以將長編碼壓縮成長度較小的編碼，有利于數據的存儲和傳輸。
所以信息在經過了數字化處理之后，就變得容易被壓縮，技術員經常使用這種方法和技術壓縮大容量的圖片文件和視頻文件。
想一想
為什么相同的兩張照片經過傳輸后，清晰度變得不一樣了 為什么會發生這種情況 嘗試結合上面我們對圖片的編碼進行解釋說明。
課堂練習
信息經過數字化編碼后是如何在計算機上存儲和傳輸的呢
將你思考的答案寫下來與同學們一起討論。
課堂總結
一、數字信號傳輸穩定性好
二、信息易處理
三、信息容易被壓縮
作業布置
請你思考數字信號有什么缺點呢 嘗試結合具體的例子說明這個問題，將你收集的資料和同學們分享。
謝謝
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