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第6课 信息数字化的优势 教学设计
课题 信息数字化的优势 单元 第二单元 学科 信息科技 年级 四年级
教材分析 《信息数据化与传输存储》是江西科学技术出版社，根据新课标（2022年版）信息科技四年级第二单元的主题，该单元的第六课《信息数字化的优势》旨在让学生深入了解信息数字化的本质和实际应用。本课从信息传输的稳定性和信息处理的便捷性两个方面，深入浅出地讲解了信息数字化的优势。通过本课的学习，学生将更全面地理解信息数字化的重要性，为其在未来的科技生活中更好地应用数字化技术打下坚实基础。
学习目标 信息意识:学生通过学习将意识到信息数字化的重要性，理解数字信号传输的稳定性，以及信息易处理和压缩的特点。计算思维:学生将学会运用计算思维分析信息数字化的优势，理解其背后的原理和技术。数字化学习与创新:学生通过学习将掌握信息数字化的基础知识，并能够运用这些知识进行数字化学习和创新。信息社会责任:学生将理解自己在信息社会中的责任，认识到合理使用和保护数字信息的重要性。
重点 了解数字信号传输稳定性好
难点 掌握信息易处理、信息容易被压缩
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 通过播放一段数字信号传输的视频，引导学生认真观看对数据信号的兴趣和好奇心。 发现数字信号在生活中的作用。 激发学生的学习兴趣。
讲授新课 讲解数字化含义信息数字化，就是将许多复杂多变的信息，转变为可以度量的数字、数据,再以这些数字、数据建立起合适的数字化模型，把它们转变为一系列二进制代码，引入计算机内部，进行统一处理的过程。例如我们学习过的使用“除2求余法”将数字转换成了二进制编码，使用ASCII码或其他的编码可以将字母和汉字转换为二进制，使用相应的编码方式也可以将图片转换成二进制。一、数字信号传输稳定性好模拟信号在传输过程中容易受到外界的干扰，经过远距离传输后，波形将产生较大的变化，甚至变成一个起伏不大的直线信号图像，导致信号丢失，产生失真，所以当我们观看模拟电视时，总会发现一闪一闪的雪花点，或者声音和画面不匹配等现象。而数字信号就解决了上述问题，数字信号只有0和1，受到干扰后,仍然可以保持一定的波形，接收端能够收到较完整的数字信号,如果一定时间之内收到的数字信号越多,视频信息的质量也就越高，视频画面也就越清晰。二、信息易处理其实可以将这张照片进行数字化处理。假设图片上一共只有四种颜色，分别对这四种颜色编码，蓝色为“00”,黑色为“01”,红色为“10”,白色为“11”。将这张图片分割成100x100的小正方格，每一个方格内的颜色就可以用上述的编码替换，然后逐行读取。例如前5个方格的颜色是“白红蓝红黑”,数字化之后就可以变成编码为“1110001001”,这就是图片数字化的过程。三、信息容易被压缩观察你的答案，可以发现编码出来的二进制编码长度非常长，有没有什么方法可以缩短这些二进制编码呢 当然可以，例如“AB”的编码为“01000001 01000010”，可以发现中间有很多个连续的“0”符号，如果我们将多个连续且相同的符号用一个符号代替,再使用一些辅助信息，就可以将长编码压缩成长度较小的编码，有利于数据的存储和传输。 学生认真聆听教师讲解，积极参与讨论，教师引导，学生思考。认真听讲，记录重点内容，参与讨论信息数字化的优势在实际应用中的优势。 激发学生的学习兴趣，引导学生关注数据信号的重要性，为后续课程打下基础。
课堂练习 信息经过数字化编码后是如何在计算机上存储和传输的呢 将你思考的答案写下来与同学们一起讨论。
课堂小结 一、数字信号传输稳定性好二、信息易处理三、信息容易被压缩
板书 信息数字化的优势一、数字信号传输稳定性好二、信息易处理三、信息容易被压缩
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第6课 信息数字化的优势
赣科学技术版四年级下册
内容总览
学习目标
01
新知导入
02
探究新知
03
课堂练习
04
课堂总结
05
课后作业
06
目录
学习目标
1.信息意识:学生通过学习将意识到信息数字化的重要性，理解数字信号传输的稳定性，以及信息易处理和压缩的特点。
2.计算思维:学生将学会运用计算思维分析信息数字化的优势，理解其背后的原理和技术。
3.数字化学习与创新:学生通过学习将掌握信息数字化的基础知识，并能够运用这些知识进行数字化学习和创新。
4.信息社会责任:学生将理解自己在信息社会中的责任，认识到合理使用和保护数字信息的重要性。
新知导入
在之前课程的学习中,我们已经了解了生
活中的数据以及数据编码的目的和意义，那信
息是何被数字化的 信息数字化的优势有哪些 这节课就让我们一起来学习。
新知讲解
以前的年代，家庭使用的电视机有个共同的特点，画面不清晰，遇到打雷下雨等极端天气，电视机还会失去信号，屏幕上只有一片雪花点，这是因为那个时代电视机是模拟信号电视机，如图6-1，其缺陷就是图像不清晰、信号容易被干扰等。模拟信号又被称为连续信号，是指用连续变化的物理量所表达的信息，如温度、湿度、压力、长度、电流、电压等，,都是属于连续信号。
新知讲解
随着科技的发展，模拟信号电视机逐渐被数字信号电视机所取代，如图6-2。数字信号电视机将图像画面的每一个像素、 声音的每一个音节都用二进制编码成如图6-3的数字信号，远距离传输几乎没有信号衰减，所以数字电视能带来高质量的画面，高保真的音效，不但能收看丰富多彩的电视节目，更重要的是还具备交互性和通信功能。
新知讲解
图6—1 模拟信号电视机
图6—2 数字信号电视机
图6—3 模拟信号和数字信号
新知讲解
模拟信号电视机到数字信号电视机的转换其实就是一个信息数字化的
过程，那么数字化含义是什么呢 又有什么优势呢 让我们继续学习。
信息数字化，就是将许多复杂多变的信息，转变为可以度量的数字、数据,再以这些数字、数据建立起合适的数字化模型，把它们转变为一系列二进制代码，引入计算机内部，进行统一处理的过程。例如我们学习过的使用“除2求余法”将数字转换成了二进制编码，使用ASCII码或其他的编码可以将字母和汉字转换为二进制，使用相应的编码方式也可以将图片转换成二进制。
新知讲解
同学们,我们生活和学习中都有
什么信息数字化的应用呢 请你思考
一下,将你的发现和同学们分享。
新知讲解
模拟信号在传输过程中容易受到外界的干扰，经过远距离传输后，波形
将产生较大的变化，甚至变成一个起伏不大的直线信号图像，导致信号丢
失，产生失真，所以当我们观看模拟电视时，总会发现一闪一闪的雪花点，或者声音和画面不匹配等现象。而数字信号就解决了上述问题，数字信号只
有0和1，受到干扰后,仍然可以保持一定的波形，接收端能够收到较完整的
数字信号,如果一定时间之内收到的数字信号越多,视频信息的质量也就越
高，视频画面也就越清晰。
一、数字信号传输稳定性好
找一找
请你上网收集相关资料，查询图6-4的收音机是如何工作的 天线的使用对收音机有什么影响 它用的是什么信号 这种信号有什么优点和缺点 将你收集的资料和同学们一起分享。
图6—4 收音机
新知讲解
我想将一张蓝底的照片换成白底
的,我应该怎么做呢
二、信息易处理
其实可以将这张照片进行数字化处理。如图6-5，假设图片上一共只
有四种颜色，分别对这四种颜色编码，蓝色为“00”,黑色为“01”,红色为
“10”,白色为“11”。将这张图片分割成100x100的小正方格，每一个方格
内的颜色就可以用上述的编码替换，然后逐行读取。例如前5个方格的颜色
是“白红蓝红黑”,数字化之后就可以变成编码为“1110001001”,这就是图片数字化的过程。
新知讲解
如果需要改变颜色，则只需更改对应位
置的颜色编码即可例如将蓝色换成白色，则需要将第3个方格对应的编码“00”改成“11”即可。按照相同的规则，把照片上所有蓝色对应的编码改成“11”就可以完成整个图片的更改底色要求。现在你学会了吗
数字化后的信息就变得容易被处理，技
术员使用这种技术就可以对图片不满意的地方进行修改，甚至可以制作视频特效。
图6—5 图片数字化
新知讲解
三、信息容易被压缩
我们已经知道，字母通过不同的编码可以转换成计算机可识别的二进
制。假设现在有一串字母“ABBBBBBAAAAAB"采用ASCII码的方式进行数
字化编码，你可以将它的二进制编码写出来吗
新知讲解
观察你的答案，可以发现编码出来的二进制编码长度非常长，有没有什么方法可以缩短这些二进制编码呢 当然可以，例如“AB”的编码为“01000001 01000010”，可以发现中间有很多个连续的“0”符号，如果我们将多个连续且相同的符号用一个符号代替,再使用一些辅助信息，就可以将长编码压缩成长度较小的编码，有利于数据的存储和传输。
所以信息在经过了数字化处理之后，就变得容易被压缩，技术员经常使用这种方法和技术压缩大容量的图片文件和视频文件。
想一想
为什么相同的两张照片经过传输后，清晰度变得不一样了 为什么会发生这种情况 尝试结合上面我们对图片的编码进行解释说明。
课堂练习
信息经过数字化编码后是如何在计算机上存储和传输的呢
将你思考的答案写下来与同学们一起讨论。
课堂总结
一、数字信号传输稳定性好
二、信息易处理
三、信息容易被压缩
作业布置
请你思考数字信号有什么缺点呢 尝试结合具体的例子说明这个问题，将你收集的资料和同学们分享。
谢谢
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