资源简介

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教学设计
课程基本信息
学科 信息科技 年级 四年级 学期 春季
课题 声音编码
教科书 书 名：义务教育教科书 信息科技教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2024年1月
教学内容与学习对象分析
教学内容分析：本课内容主要包括“认识数字音频”“声音数字化”和“数字音频的应用”三个部分。重点学习的大概念是“声音数字化过程中的编码，通过活动探究采样、量化和编码的过程。” 通过“讨论”部分分析人的声音是怎么被数字设备“认识”的，梳理身边数字音频应用的原理；本课“建构”的第一部分“认识数字音频”，通过播放不同格式的音乐并探究不同类型的音频文件在音质和容量上的区别，明确如何根据不同需求选择不同文件类型。第二部分“探究数字化过程”，安排采样、量化和编码操作，并讨论分析得出采样、量化和编码环节如果设置参数不一样，生成的音频质量也不相同。第三部分“数字音频的应用”通过说说并体验应用，呈现数字音频应用的广泛和对生活带来的便捷。小结环节梳理声音模拟信号与数字信号相互转化过程，让生活中各种数字音频应用其背后的原理更直观呈现。 学习对象分析：经过四年级上和四年级下“图像编码”与“字符编码”等内容学习，学生对数据和编码已经有一定的了解。生活经验方面，数字音频的使用在日常生活中随处可见，学生对其有一定的接触和使用经历，了解不同格式的数字音频可以满足不同需求。四年级的学生求知欲和探索欲强，抽象、概括、推理等能力开始形成。声音数字化原理的理解相对抽象，对四年级学生来说存在一定难度，通过设计探究活动，让学生将新旧知识有效整合，从而更好地加深对数字化过程和原理的理解。
教学目标分析（含核心素养导向）
1.通过比较分析认识数字音频，了解数字音频的特点和应用场景，提高学生对数字音频信息的敏感度和判断力。 2.通过实践探究声音数字化过程，培养学生的抽象、分解和建模能力，以及对数据和信息的处理能力。 3.通过体验“个性化导航语音”生活实例，了解数字音频广泛应用，培养学生信息社会责任意识。 教学重点： 1. 通过“音频不同文件类型属性对比”探究，认识数字音频。
2. 通过体验“个性化导航语音”生活实例，了解数字音频广泛应用。
教学难点： 通过探究声音采量、量化的过程，理解声音数字化过程中的编码。
教学过程
（一）讨论：声音文件传输的信息 1.结合图像编码和声音编码，思考以下两个问题：你会用微信的哪些方式和朋友联系？人的声音是怎么被数字设备“认识”的？ 【教师引导】 巡视学生课堂参与度情况，邀请学生回答。 补充：计算机等数字设备只认识0和1二进制数，声音的识别和图像与字符编码一样，需要转化为二进制数才能被识别，这也就是我们今天要学习的声音编码。（板书出示） （二）建构：认识数字音频和声音数字化 活动一：认识数字音频 1.聆听教师机播放的三个不同格式音乐文件，注意区分并描述它们之间声音表现的差异。 2.对三个文件分别查看属性，并填写不同文件类型属性差异表，如表1所示，结合表1思考为什么要有这么多不同类型的文件？不同类型的文件具有什么特点？准备展示汇报。 表1：不同文件类型属性差异表 序号文件类型文件大小123
【教师引导】 1.介绍数字音频如何形成，让学生明确采用不同标准会产生不同类型的数字音频文件，不同类型的音频文件又有什么差异。邀请学生说说感受和不同点。 2..组织学生查看三个文件的类型、大小，并将查看的结果记录在表中。追问：生活中为什么要有这么多不同类型的文件？补充：这三种格式的文件用途各不相同，那占用内存到底哪个更大？引出1B=8bit、1KB=1024B、1MB=1024KB。了解了数字音频的属性，下面我们就一起来探究数字音频是如何形成的。 活动二：探究声音数字化过程 1.阅读书本17页声音数字化相关内容，思考实现声音数字化需要做哪些准备？声音数字化的一般过程是什么？ 2.观看大屏中采样取点过程，在波形图上按学习单要求进行标注，并进行思考与汇报。 3.观看大屏中量化和编码过程，继续在学习单图2波形图中，将采样点对应的数值，按四舍五入法取整并标注在图2。结合进制转化表，将图2中标注的数值转化成二进制数，继续标注在图2。 4.小结声音数字化三个过程。 表2：十进制转化为二进制对应表 【教师引导】 1.学生回答。补充：声音数字化过程中采样之后需进行量化最后才是编码。此时教师出示PPT声音数字化过程图，这就是声音数字化过程。 2.出示采样要求并展示取点过程。追问：现在采集的这些点计算机能认识吗？该怎么办？ 3.介绍量化和编码具体要求并展示操作步骤，巡视关注学生完成情况。 4.以表格形式展示可以通过提高采样频率、增加量化位数、提升压缩编码技术来获得音质高容量小的音频。 （三）应用：体验生活中的各类数字音频 1.数字音频在生活中又有哪些应用？ 2.“以微信语音为例”思考：计算机内的声音通过怎样的过程才让我们听到？ 【教师引导】 1.同学回答。 2.补充：计算机内的声音被人听到的过程，是将数字信号转化为模拟信号的过程；人说话的声音被计算机识别的过程，恰好是模拟信号转化为数字信号的过程。 （四）小结评价：梳理声音模拟信号与数字号相互转化过程 1.结合声音与数字信号相互转化过程图，按照如下格式总结模拟声音与数字声音相互转化过程，“声音数字化要先________，再通过模数转换器将_________，音频_________，再通过数模转换器将_________，最后_________。” 声音与数字信号相互转化过程图 2.完成相关试题。 3.结合板书进行梳理总结。 板书设计 声音编码
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作业练习
课程基本信息
学科 信息科技 年级 四年级 学期 春季
课题 声音编码
教科书 书 名：义务教育教科书 信息科技教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2024年1月
作业练习
探究二：声音数字化过程 （一）采样 要求：在图2波形图上随机位置每秒标注1个点，并用曲线连接；在图3波形图上随机位置每秒标注3个点，并用曲线连接；观察哪个连接起来的曲线更接近波形图形状。按照“我认为___曲线更接近波形图形状，说明要使声音音质高，需要每秒采样点___”格式汇报。 图1 波形图图2 波形图
（二）量化 要求：继续在图2波形图中，将采样点对应的数值，按四舍五入法取整并标注图。 （三）编码 要求：对照十进制转化为二进制对应表，将图2中标注的数值转化成二进制数，继续标注在图2。 表2：十进制转化为二进制对应表 探究三：课堂检查 打开浙江省信息科技学习平台中的课堂检测，完成相关试题。 （1）【单选题】下列不属于数字音频应用是（ ） A.微信语音交流 B.磁带声音 C.语音控制智能家电 D.个性化导航语音 （2）【单选题】对于一个音频文件，下列文件类型可能未经压缩的是（ ） A.ALAC B.MP3 C.WAV D.WMA （3）【填空题】将下列数字化过程的步骤进行排序，将序号填写在括号内：（ ）→（ ）→（ ） ①量化：取样的离散音频转化为计算机能够表示的数据范围。
②采样：把时间连续的模拟信号转化成时间离散、幅度连续的信号。
③编码：对音频信号取样并转化成二进制，实际就是对音频信号进行编码。 参考答案与评价标准 探究二：探究数字化过程 （一）采样 1.参考答案 2.评价标准 （1）图1每秒各取1个点，共取3个点，各点分布合理；图2每秒取3个点，共取9个点，各点分布合理，得3星。 （2）图1或图2中有1个图取的采样点不足或过多，得2星。 （3）图1和图2采样点都出现不足或过多，得1星。 （二）量化 1.参考答案 2.评价标准 （1）9个点全部正确转化为对应数且9个点对应数都已标到对应位置，得3星。 （2）9个点中有4-8个正确转化为对应数且9个点对应数中4-8个都标到对应位置，得2星。 （3）9个点中有1-3个正确转为对应数且9个点对应数中只有1-3个标到对应位置，得1星。 （三）编码 1.参考答案 2.评价标准 批改时要注意以下几点：1.9个点是否都全部都正确转化为二进制数；2.9个点对应二进制数是否都已经标注到对应位置。 （1）9个点全部正确转为二进制数且9个点对应二进制数已标对应位置，类似上图，得3星。 （2）9个点中4-8个都正确转为二进制数且9个点对应二进制数有4-8个都标到对应位置，得2星。 （3）9个点中只有1-3个正确转为二进制数且9个点对应二进制数只有1-3个标到对应位置，得1星。 探究三：课堂检测 打开浙江省信息科技学习平台中的课堂检测，完成相关试题。 1.参考答案 （1）B 解析：磁带声音，是模拟信号，不是数字音频的应用。 （2）C 解析：WAV是未压缩音频文件，因此存储容量大、音频质量高。 （3） ②①③ 解析：声音数字化过程：采样、量化、编码。 2.评价标准 （1）正确得1星。 （2）正确得1星。 （3）正确得1星。
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学习任务单
课程基本信息
学科 信息科技 年级 四年级 学期 春季
课题 声音编码
教科书 书 名：义务教育教科书 信息科技教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2024年1月
学习目标
通过“音频不同文件类型属性对比”探究，认识数字音频。 通过探究声音采量、量化的过程，理解声音数字化过程中的编码。 3.通过体验“个性化导航语音”生活实例，了解数字音频广泛应用，了解作为数字公民应履行的义务和责任，培养学生信息社会责任意识。
课前学习任务
1.通读第四课声音编码。
2.了解数字音频在日常生活中的应用。
课上学习任务
【学习任务一】 认识数字音频 要求：对三个文件分别查看属性，并填写不同文件类型属性差异表，如表1所示，思考为什么要有这么多不同类型？ 表1：不同文件类型属性差异表 序号文件类型文件大小123
【学习任务二】探究声音数字化过程 （一）采样 要求：在图2波形图上随机位置每秒标注1个点，并用曲线连接；在图3波形图上随机位置每秒标注3个点，并用曲线连接；观察哪个连接起来的曲线更接近波形图形状。按照“我认为___曲线更接近波形图形状，说明要使声音音质高，需要每秒采样点___”格式汇报。 图1 波形图图2 波形图
（二）量化 要求：继续在图2波形图中，将采样点对应的数值，按四舍五入法取整并标注图。 （三）编码 要求：对照十进制转化为二进制对应表，将图2中标注的数值转化成二进制数，继续标注在图2。 表2：十进制转化为二进制对应表 （四）小结评价 1.结合声音与数字信号相互转化过程图，如图3所示，总结模拟声音与数字声音相互转化过程，按照“声音数字化要先______，再通过模数转换器将_________,音频_________,再通过数模转换器将_________,最后_________。” 格式进行举手发言汇报。 图3 声音与数字信号相互转化过程图 2.完成相关试题。 1.【单选题】下列不属于数字音频应用是（） A.微信语音交流 B.磁带声音 C.语音控制智能家电 D.个性化导航语音 2.【单选题】对于一个音频文件，下列文件类型可能未经压缩的是（ ） A.ALAC B.MP3 C.WAV D.WMA 3.【填空题】将下列数字化过程的步骤进行排序，将序号填写在括号内：（ ）→（ ）→（ ） ①量化：取样的离散音频转化为计算机能够表示的数据范围。 ②采样：把时间连续的模拟信号转化成时间离散、幅度连续的信号。 ③编码：对音频信号取样并转化成二进制，实际就是对音频信号进行编码。
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