《图像信息的数字化》教学设计

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图像信息的数字化

【教案设计】 *_**学 李某某

【教学内容】 《信息技术基础》（中国地图出版社）第二章第一节的部分内容

【授课对象】 高一年级学生

【授课时间】 2017年12月20日

Ⅰ：教案

一、【教学目标】

1、知识与技能：

通过对于图像信息数字化过程的推导，理解、体验图像信息数字化的基本思想；

了解采样和量化过程中，图像分辨率、量化位数对于图像精细程度和色彩效果的影响。

掌握图像数据量的计算方法。

2、过程与方法：

在纸笔讨论、借助Excel进行分析细化以及使用程序进行体验验证的过程中，体验综合运用各种方法分析解决问题，提升分析解决问题的能力。

通过体验造字程序，进而促进对于图像信息数字化方法思考的过程，提升学习迁移能力。

通过特殊图像的数字化归纳得出一般图像数字化的过程，再由特殊到一般的过程中，遵循认知规律，体验事物认知的过程与方法，构建完善自身的信息数字化知识体系。

通过推导图像数据量的计算公式，提高分析归纳能力。

3、情感态度价值观：

了解图像处理技术在生活中的广泛应某某，体会图像信息数字化的意义和重要性。

通过最新的图像处理技术应某某视频，提升对信息科学技术的兴趣与憧憬。

在学习的过程中，将大而化之的设想转换成细致准确的方案，培养科学、严谨的学习态度和寻根究底的探索精神。

二、【教学重点与难点】

【教学重点】

图像信息数字化处理的基本思想

理解图像分辨率、量化位数对于图像效果和数据量的影响。

【教学难点】

推导图像数据量的计算公式

三、【教学准备】

硬件资源：多媒体网络教室、投影仪、实物投影仪等。

软件资源：视频、图像实验程序等。

四、【教学方法】讲授法、讨论法、任务驱动

五、【学习方法】合作、探究、分析、验证、归纳等。

六、【教学策略设计】

现代教学论强调要实现有意义学习，强调理解对知识保持和应某某的作用。结合教育心理学、教育方法论，我对教材进行了尝试与重构，希望能够进一步转变学生学习方式，将学习的目标由为了记忆而学习，转变为为了理解而学习；由对单个知识点的学习掌握，转换为实现对知识点间的贯通和知识体系的构建完善。

本节课在课堂结构上，采用了总分总的教学形式：从图像信息数字化过程的整体讨论，到对采样、量化具体步骤的研究，再到对于所学内容的整体运用。在学习方式上，提倡多样化的学习思考方法：从学生常用的纸笔讨论，到应某某Excel作为思维细化的工具，再到运行实验程序，验证图像信息数字化结果。在知识体系上，注重对于学生整体知识体系的构建：从学生的旧有知识和学习体验出发，通过汉字造字程序的演示，得出解决新问题的方法和启示；课堂的设计从黑白苹果，到8色苹果，再到逼真苹果，层层递进，基于学生的认知规律，在学生的探索与思考下，不断描绘出图像信息数字化的知识轮廓，逐步完善自身知识体系的构建。

而课堂从上课之初对于图像处理技术的应某某实例的介绍，到课堂结束时，回到对于当前社会上对于图像处理技术的进一步发展和应某某，首尾呼应，学生在体会图像处理的广泛应某某和图像信息数字化的意义和重要性的同时，进一步升华学习的目的与意义，激发学生继续学习的兴趣和对信息技术发展的关注。

七、【教学过程】

教学

环节

教师活动

学生活动

设计意图



复习

1、作业交流：利用造字程序编辑一个象形文字。

学生造字演示

通过象形文字造字提升学生兴趣。象形文字“形”“意”结合的特点，益于激发学生联想，为后续的图像数字化的思考埋下伏笔。



引入

2、出示一组图像处理的应某某实例，了解图像处理技术被广泛应某某到社会的各个领域。但无论哪一种应某某，它的基础都是将实际的图像转换成计算机能够处理的形式（二进制）——即图像的数字化。

了解图像处理技术在社会领域的广泛应某某。进而明确图像数字化的重要性。

从生活中的图像处理应某某出发，让学生在感受图像处理应某某的广泛性的同时，感受图像数字化的重要性。



授新

第1个苹果：黑白苹果

1、思考：如何将这样一个黑白苹果图数字化。要求前后4人一组讨论：

1）提出你们自己的数字化方案（说明具体的方法和步骤）；

2）写出数字化后的苹果的二进制代码；

3）举例说明，表示这样一个苹果共需要几个二进制位？（图像数据量的大小）

2、参与、观察学生讨论情况，并适时引导。

3、请学生交流本组的方案。

4、根据学生方案，归纳得出图像数字化过程，理解采样、量化。



1、了解任务

2、讨论，并尝试使用纸笔在学案上设计“黑白苹果”的数字化方案。

3、交流方案，并尝试用教师提供的Excel实验软件“任务1”进行黑白苹果数字化方案的细化。

4、归纳得出图像数字化的过程，理解相应概念。

从一张特殊的“黑白苹果”图像出发，引发学生的思考和探究。通过学生小组的讨论与设计，提出自己的图像数字化方案。

在造字程序的基础上，学生易于联想到，将“黑白苹果”用网格划分。

借助纸笔进行讨论和方案设计是人们最常用的一种思考模式，而Excel的表格形式使得Excel也成为一个有力的辅助思考的工具。在纸笔讨论和使用Excel细化方案的过程中，拓展学生学习工具视野与范畴。

学生通过自身探究得出图像数字化过程，在锻炼思维能力的同时，获得解决问题的成就感和自信心。





黑白苹果的“改良”

1、思考：怎样获得一个更加细腻的“黑白苹果”？

从前面借助Excel细化的“粗糙的苹果”效果出发，思考如何提升获取的图像效果。

2、图像实验1：

打开“第一个苹果”文件夹，使用程序“图像实验1”，体验网格划分数量对图像的影响，同时通过程序自学理解相应概念。

3、课堂阶段小结：明确像素、分辨率的概念，并得出分辨率与图像显示效果间的关系。



1、在前面的经验上，提出划分更多的网格来获得更加细腻的苹果。

2、进行实验，自学理解像素、分辨率的概念，并体验分辨率对图像效果的影响。

3、与教师共同明确像素、分辨率的概念，并得出分辨率与图像显示效果间的关系。



从学生对前面黑白苹果的数字化效果的视觉感受出发，由学生提出问题，也由学生提出解决的设想，并通过辅助实验程序来验证他们的设想。

在实验辅助程序的形象演示下，像素和分辨率的概念更容易被学生接受和理解。

通过程序实验，学生能够更加直观的感受到分辨率对图像效果的影响，验证自己的设想。





第2个苹果：8色苹果

1、师生共同讨论：

1）第二个苹果与黑白苹果的差异。

2）对于这个差异，有什么解决的方案？

2、打开“第2个苹果”文件夹中的“任务3.xls”，前后4人一组，尝试使用Excel来帮助我们细化方案，并回答：

1）如何将8色苹果数字化；

2）写出8色苹果每种颜色其中一个像素的二进制代码；

3）表示这样一个苹果共需要多少二进制位？（图像数据量的大小）

3、交流讨论8色苹果的数字化方案。

4、如果苹果有更多的颜色，又该如何解决？（16色，256色）得出量化位数与颜色总数的关系。

5、根据前面的学习，你能归纳出图像数据量的计算方法吗？



1、学生指出两者的最大不同在于色彩，并提出自己的解决想法。

2、讨论，交流，并尝试借助Excel分析思考本组方案。

3、交流本小组的8色苹果数字化方案。

4、在前一问题基础上进一步思考。

5、总结得出图像数据量的计算公式。



从黑白苹果的数字化进一步提升到8色苹果的数字化，循序渐进，给学生以思考的阶梯，逐步解决图像数字化过程中的难点。

进一步使用Excel进行数字化方案的分析与设计，任何工具的使用都是基于人们思考与学习的需求的。

从8色苹果引申到对16色、256色苹果的思考，进一步得出量化位数与颜色总数的关系。

在前面学习的基础上，通过归纳分析，得出图像数据量的计算公式，水到渠成。





第3个苹果：综合运用—逼真苹果

1、提出问题：如何将这样一张苹果图数字化？你认为这里的关键是什么？

2、师生共同思考，自然界中的光学原理。打开PhotoShop，观察PhotoShop中的色板，分析以三原色为基础的色彩表示方案。

3、打开“第3个苹果”文件夹，使用程序“图像实验2”，体验不同量化位数、分辨率下，获得的图像效果的差异。



1、学生：色彩太多，难于量化。

2、基于三原色原理，讨论图像数字化的方案。

3、实验体验，不同量化位数、分辨率下，获得的图像效果的差异。



综合运用所学知识，了解图像数字化过程。

再次调动学生以往的认知体验，融合身边常用图像处理软件的使用经验，分析解决问题。

通过实验程序，综合感受分辨率、量化位数对于图像效果的影响。



归纳小结与

展望

1、归纳梳理图像数字化过程。图像数字化是各类图像处理的基础。

观看视频：图像处理的最新应某某——空付

归纳梳理所学内容，并与课堂初的图像处理应某某相呼应，通过视频了解图像处理技术的新应某某，进一步激发学生学习与思考的兴趣，让学生感受到对任何知识的学习与探究都是来源于生活，来源于人类需求，最终也回归于生活，回归于人类需求的满足。





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