资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
《二值的黑白图像》教学设计
科目：信息科技 年级：四年级 单元：第三单元 课时名称：二值的黑白图像
教学理念 本课基于《义务教育信息科技课程教学指南》的总体要求，强调以学生为中心，通过实践活动和体验学习，培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任意识。教学中，注重将抽象的数据和编码概念与学生的生活实际相结合，激发学生的学习兴趣，提高他们的实践操作能力和问题解决能力。同时，倡导跨学科融合，将信息科技知识与其他学科内容有机结合，拓展学生的学科视野，并帮助他们理解信息技术在不同领域中的应用。
教材分析 本节课是“数据与编码”模块中的一部分，该模块旨在让学生认识数据，理解编码在信息社会中的重要作用，并初步掌握利用数字化工具进行数据管理和应用的基本技能。本节课《二值的黑白图像》是第三单元“有趣的编码应用”中的一课，具体内容涉及0、1编码与黑白图之间的转化，以及设计并编码自己的黑白方块图。
课时目标 信息意识：1.能够认识到信息是可以用不同的形式表示的，特别是通过二值（0和1）编码来表示图像信息。2.能够理解编码长度与所包含信息量之间的关系，意识到信息编码的重要性及其在日常生活中的应用。
课时目标 计算思维：1.能够通过观察和分析，理解0、1编码与黑白图像之间的对应关系，并能够运用这种对应关系进行简单的编码和解码操作。2.通过设计属于自己的黑白方块图并转化为0、1编码，学生能够锻炼抽象思维和逻辑推理能力。数字化学习与创新：1.能够利用信息技术工具进行黑白图像的编码和解码实验，体验数字化学习的乐趣。2.能够通过创新设计属于自己的黑白方块图，并转化为0、1编码，展示自己的创意和个性。信息社会责任：1.能够理解信息编码在信息安全和隐私保护方面的重要性，意识到在使用信息技术时应遵守道德规范和法律法规。
课时重难点 重点：1.理解0、1编码与黑白图之间的转化；2.掌握设计并编码自己的黑白方块图。难点：1.理解并掌握0、1编码的排列方式与黑白图行列数的匹配；2.理解编码长度与图片复杂度之间的关系。
教学过程 教师活动 学生活动
课堂导入 1.通过大屏幕或投影设备，清晰地展示一张简单的二值图像——黑白棋盘。引导学生仔细观察这张图像，注意其色彩、图案以及整体视觉效果。2.提出问题：这张图像有什么特点？你们能描述一下它的色彩和图案吗？（引导学生注意到图像只包含黑白两种颜色，且图案规则、清晰）3.进一步提问：你们能想象这张图像在计算机中是如何存储的吗？它与我们平时看到的彩色图片有什么不同？4.简述二值图像在数字表示中的广泛应用：二值图像，仅由黑色与白色构成，形似铅笔勾勒的简洁线条画。这类图像在计算机领域扮演着重要角色。例如，它们能够辅助电脑精确地识别图像中的轮廓，仿佛沿着物体的边缘绘制线条。这使得电脑能够更清晰地辨识图像内容。此外，在网络传输图片时，将图片转换为二值图像可以显著减小文件大小，从而加快发送速度。还有，对于自动扫描文件的设备和车牌识别系统等机器而言，二值图像因其能轻松提取所需信息，如文字或车牌号码，而备受青睐。因此，尽管二值图像外观简单，它在数字世界中却是一个极其有价值的工具。 1.观察图像，思考并尝试回答教师的问题。2.倾听教师的引入，对即将学习的内容产生期待。
新知讲授 1.定义讲解：详细解释二值图像的定义，即图像中只包含黑白两种颜色，每种颜色可用一个比特（bit）表示，白色为0，黑色为1。2.原理说明：通过PPT展示，解释二值图像在计算机中的存储原理，包括像素矩阵和位图表示法。像素矩阵(1)引导学生理解“像素”这个概念，解释像素是图像的基本单位，就像拼图的一块块小碎片。在二值图像中，每个像素要么是黑色，要么是白色。(2)展示黑白棋盘格的像素矩阵表示。在这个矩阵中，每一行和每一列都代表图像中的一行或一列像素，而矩阵中的每个数字（或颜色块，为便于学生理解，可用黑白颜色块替代数字）则代表对应位置的像素颜色——黑色用0表示，白色用1表示。(3)通过动画演示的方式，让学生直观地看到如何从图像转换为像素矩阵，以及如何从像素矩阵还原为图像。位图表示法(1)位图，简单来说就是把图像中的每个像素都按照一定的顺序排列起来，形成一个长长的数字序列（或二进制序列）。(2)例子：假设我们有一个2x2的二值图像，左上角是黑色，右上角是白色，左下角是白色，右下角是黑色。那么，它的像素矩阵就是：0 11 0对应的位图表示法就是：0110（从左到右，从上到下读取）。3.示例演示：以简单的黑白图案为例，逐步演示如何将其转化为0和1的编码序列。 1.认真听讲，理解二值图像的定义和存储原理。2.观察示例演示，跟随教师的思路思考编码过程。
实践操作 1.任务布置：分发练习纸或提供数字化平台，要求学生选择一个简单的二值图像进行编码练习。2.步骤指导：详细讲解编码步骤，包括确定图像尺寸、逐像素编码等。确定图像尺寸(1)解释图像尺寸的概念，即图像的宽度和高度（以像素为单位）；(2)引导观察所选的二值图像，并测量其宽度和高度。(3)在练习纸上，为学生提供一个空白的像素矩阵模板，其大小应与所选图像的尺寸相匹配。逐像素编码(1)讲解逐像素编码的方法：从左到右、从上到下依次遍历图像的每个像素，并根据像素的颜色（黑色或白色）在像素矩阵中记录相应的数字（0或1）。(2)学生尝试自己编码所选的二值图像。位图表示法转换(1)解释位图表示法的概念，即按照像素矩阵中像素的顺序，将每个像素的颜色（0或1）依次排列成一个长长的数字序列（或二进制序列）。(2)鼓励学生尝试自己将像素矩阵转换为位图表示法，并在练习纸上记录下来。 1.选择一个二值图像，按照教师的指导进行编码练习。2.遇到问题及时举手提问，与同伴交流讨论。
编码解码对比 1.解码演示：选取一位学生的编码作品，在大屏幕上展示并演示解码过程，即将0和1序列还原为原始的二值图像。2.对比分析：引导学生对比原始图像和解码后的图像，讨论编码和解码过程中可能遇到的问题及解决方法：(1)在解码完成后，将原始的二值图像展示在大屏幕上，以便学生进行对比。(2)引导学生对比原始图像和解码后的图像，观察两者是否完全一致。(3)讨论问题：如果解码后的图像与原始图像存在差异，这是由什么引起的呢？(4)邀请在编码和解码过程中遇到问题的学生分享他们的经验和教训；(5)总结方法：在对比分析和讨论的基础上，总结编码和解码的正确方法，并强调在编码和解码过程中需要保持细心和耐心的重要性。 1.观察解码过程，思考编码和解码之间的联系。2.参与讨论，分享自己的见解和经验。
拓展讨论 1.提出问题：引导学生思考二值图像编码在实际应用中的意义和价值，例如，在图像处理领域，二值图像编码可以用于图像压缩、图像识别等；在数据传输领域，二值图像编码可以用于减少数据传输量、提高传输速度等。2.启发思考：如何优化二值图像的编码方法以提高存储效率？二值图像编码在哪些领域有广泛应用？ 1.思考并尝试回答教师的问题。2.与同伴讨论，分享自己的观点和想法。
课堂小结 课堂总结：简要回顾本节课的学习内容，强调二值图像编码的重要性和应用价值。 认真听讲，巩固本节课的学习内容。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑