资源简介

1.2声音的数字化
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授课时间： 授课教师：
课时单元分析
本课时是单元“信息的数字化”中的第三节课，在单元前两节课的学习中，学生主要学习了信息的编码、数字化、数据量与模拟量基本概念和字符编码、图像编码的基本原理及文件大小的计算。声音的数字化，在经过之前知识点内容的铺垫和基本能力的塑造后，学生已经能够认识到声音数字化的基本过程应该也属于模数转换，并且应有采样、量化和编码的过程。
本课时的主题是“声音的数字化”，重点是理解声音数字化的基本原理，掌握未经压缩的声音文件大小的计算。
学情分析
经过开学前两周的学习，同学们基本掌握了信息的概念、进制转换、数字化与编码的基本概念。对数字化有一定的理解能力和计算能力。不过由于学生基础薄弱，计算能力和理解能力还是稍有欠缺。本节在机房使用音频处理软件对声音波形进行操作，也是本学期第一次上机，所以估计会出现进度拖慢，操作水平不一的问题。
总体上，学生具备完成项目活动的能力，但在实际操作和理论知识的理解上，仍然存在一些挑战。
教学目标
通过观察波形和软件界面参数，了解声音文件的采样频率和量化位数（信息意识）；通过调整波形参数，体会采样频率和量化位数大小对声音文件的影响（数字化学习与创新）；通过项目活动，获取音频文件的基本参数并计算文件的大小（计算思维）。
教学重点
声音数字化的基本原理
未经压缩的声音文件大小的计算
教学难点
未经压缩的声音文件大小的计算
教学准备
安装声音处理软件，并且将素材wav音频文件进行下发的机房
提供项目运行和访问方法简介以及声音处理软件使用方法等教学支架的PPT课件
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
课堂引入 1.情景介绍 介绍生活中的问题情景。 2提示同学们，思考生活中的声音属于模拟信号，而计算机中存储的声音文件属于数字信号。 3.提问，引导学生思考声音数字化本质也属于数字化过程，其采样、量化、编码的基本步骤是一致的。 4.明确今天的学习任务 1.观察ppt展示的项目情景。 2.思考并回答问题。 3.知晓今天的学习任务。 通过项目情景，让学生思考自然界中的声音和计算机中的声音文件的差别。在有梯度的问题的引导下，让学生回顾之前所学知识，对声音数字化的基本步骤建立整体的认识。
活动一：查看数字波形 1.ppt展示Audacity查看数字波形中采样点的基本步骤。 2.巡视课堂，帮助存在困难的同学。 1.根据ppt提示查看Canon in D.wav的波形,并且通过缩放看到采样点。 2.学有余力的同学帮助存在困难的学生。 让同学们切身体会到，计算机中的音频文件也有波形，不过其本质是一系列已经数字化过的，离散的采样点。
知识卡片： 采样频率 1.介绍采样频率，提示学生波形的横坐标和采样频率的关系。 2.让学生在软件界面上找到采样频率的大小。 1.思考并聆听新知识。 2.结合课本相应介绍进行学习。 通过引导和讲解，让同学们对基本概念和波形的采样频率参数有更深刻的认识。
活动二：探秘采样频率 1.ppt展示Audacity调节采样频率从44100HZ到22050HZ。 2.提问，波形如何变化（单位时间的采样点变多还是变少了）。 3.播放采样率减半的音乐，让学生体会声音质量的变化。 1.借助PPT为学习支架，使用Audacity调节采样频率从44100H到22050HZ。 2.思考波形的变化。 借助Audacity软件，让同学们直观的理解采样频率对波形的影响。并让同学们通过听相应的音乐文件，体会这种影响。
知识卡片：量化位数 1.讲解量化位数的概念。 2.引导学生从ppt图片和软件界面上读取量化位数。 1.参照课本和PPT学习四个SQL语句的语法。 2.思考并回答问题。 在学生对数据库有一定的直观认识的基础上，介绍本节课的重难点知识，为下一个活动的实施做铺垫。
活动三：了解量化位数 实验1：调整量化位数 1.根据ppt提示，请同学使用8bit存储wav文件到桌面，并且命名为music1 2.播放声音体会声音文件音质的变化。 实验2：比较文件大小 1.请同学们根据ppt提示，查看Canon in D.wav（原16位文件）和music1.wav（8位文件）的文件大小。 2.请同学们比较两个文件大小，并思考二者之间的数量关系。 1.保存8bit的wav文件。 2.体会声音文件的变化。 3.查看两个文件的大小。 4.比较两个文件的大小，思考其中的数量关系。 通过两个实验，让同学们从直观感受，到数据比对，分别体会量化位数对声音文件音质和文件大小的影响。通过思考两个文件的大小关系，引出声音文件大小的计算这一知识点。
知识卡片：声音文件大小的计算 引导同学们得到未经压缩的声音文件大小的计算方法。 引导同学们验证原文件大小。 提问，请同学们再次思考上个活动中两个文件大小的倍数关系。 根据提示，得到声音文件大小的计算方法。一起验证原文件大小。再次思考活动三中两个文件大小之间的倍数关系。 通过思考乘数，加深对声音数字化原理的理解。通过回顾之前的问题
课堂小结 活动一： 观察波形 活动二： 采样频率 活动三： 量化位数 知识卡片： 文件大小的计算 回顾并思考本节课所学习过的知识 引导学生反思本课学习收获，内化学习知识，提升素养；引导学生巩固声音数字化的 基本概念，为下节课做好铺垫。
思考与拓展 引导请同学们将音轨导出为mp3格式，观察文件大小，有条件，播放音乐感受文件的音质和wav文件的差别。并思考，为什么mp3格式文件 为什么体积小质量高。 思考，讨论，有余力的同学尽可能的完成实验。 给已经有一定操作基础的同学们给予引导，为数据压缩的相关知识做铺垫。
练习内容
已知一段2分零8秒的wav格式音乐文件，采样频率为44.1KHz，量化位数32位，双声道采集，请问其文件大小为多少MB？
已知一段未经压缩的音频文件，采样频率为40KHz，波形图如图所示，双声道，请问这样的录音文件每秒大小为多少KB？
教材P25页第二题（可留作下节课开头复习用）

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