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《二值的黑白图像》教学设计
课题 第12课 二值的黑白图像 主题 三 学科 信息科技 年级 四
教材分析 本课选自人教版《信息科技》四年级上册第三单元第12课。本课是在学生已了解编码可以表示文字的基础上，进一步学习编码如何表示图像。教材从“0和1不光是生活中较常见的数字，也是编码中较常用的数字”切入，引导学生认识对于只有黑白两色的方块图，用0表示白色方块、用1表示黑色方块，就可以将图片转化为0、1编码。教材通过“用0、1编码的黑白图”动手做活动，引导学生经历观察行列数量、逐格编码转换、重新设计排列规则、交换解码的完整过程，并理解编码长度与图像信息量之间的关系。教材还引导学生设计属于自己的黑白方块图并进行交换解码，最后介绍了点阵字库的设计原理。本课是培养学生计算思维与信息意识的重要课。
学习目标 信息意识：感知0和1编码在表示图像信息中的价值，能理解编码长度与信息量之间的关系。计算思维：理解黑白图像的编码与解码规则，能按行列顺序将黑白方块图转换为0、1编码并正确还原。数字化学习与创新：能自主设计黑白方块图并完成编码与交换解码，尝试了解点阵字库的设计原理。信息社会责任：体会编码规则的规范性要求，养成按规则准确表达信息的严谨态度。
重点 黑白方块图的0、1编码规则——0表示白色方块，1表示黑色方块。按行列顺序进行编码与解码的方法。
难点 理解编码长度与黑白方块图大小（信息量）之间的关系。解码前需要确认黑白图的行列数量和排列规则。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 引用教材导语：0和1不光是生活中较常见的数字，也是编码中较常用的数字。提问：上节课我们用0和1表示了文字，那么图片能不能也用0和1来表示呢？引出课题——二值的黑白图像。 聆听，回忆已学的0、1编码表示文字的知识，思考图片编码的可能性。 从已学的文字编码知识迁移到图像编码，激发学生的探究兴趣。
讲授新课 活动一：0、1编码和黑白方块图1. 讲解编码不仅可以表示文字，还可以表示图片。对于只有黑白两色的方块图，当用0表示白色方块、用1表示黑色方块时，就可以将图片转化为0、1编码。2. 演示“用0、1编码的黑白图”的四个步骤：第1步，观察黑白箭头图，确定格子是4行4列；第2步，将对应格子逐个编码转换（0表示白、1表示黑）；第3步，重新设计排列规则，将4行4列的0、1组合展开排列为一行16位的编码；第4步，将重新排列的编码发给同学并告知排列规则，看能否正确解码。3. 讲解黑白图不一定都是行列相同的正方形，也可以是任意行和列。展示5行7列的0、1编码图，强调解码前要确认格子是几行几列以及相关排列规则。4. 布置任务单练习：补全熊猫头像黑白图转换的0、1编码；画出2个5行7列的0、1编码表示的黑白图；将“0101001010000001000101110”解码为黑白图（规则：5行5列，先行后列）。5. 引导发现：不同大小的黑白方块图，转化为0、1编码后的编码长度不一样，即黑白方块图越大，用到的0、1编码越多，越多的编码代表图像的复杂度也越高。活动二：设计属于自己的黑白方块图1. 讲解编码设计图表的三部分：设计区、编码区、解码区。2. 演示设计黑白图的三个步骤：第1步，完成自己的黑白方块图设计（如设计一个“师”字，可根据需要调整格子行列数）；第2步，根据设计的黑白方块图，在编码区写下0、1编码，注意清晰表示出行、列；第3步，交换解码，将编码区交给其他同学解码，同时依据其他同学的编码区在自己的解码区绘制对应的黑白方块图。3. 组织学生分组实践，巡视指导。活动三：了解点阵字库1. 结合教材“拓展与提升”，讲解点阵字库的设计原理：将汉字切分成固定大小的网格（如16×16），有笔画经过的格子记为“1”，空白处记为“0”，把每个汉字转化为一串由0和1组成的数字编码存储在计算机中；显示时再根据这些0、1编码还原出汉字形状。2. 展示“用0、1表示点阵字体”的示例图，引导学生理解点阵字库与黑白方块图编码的联系。
1. 聆听，理解0、1编码表示黑白方块图的基本规则。
2. 观察教师演示，理解编码转换的四个步骤。
3. 理解黑白图可以是任意行列，解码前要确认行列数量和排列规则。
4. 完成任务单练习：补全熊猫头像编码、绘制黑白图、解码。
5. 理解编码长度与图像复杂度之间的关系。
1. 了解编码设计图表的三部分。
2. 观察演示，理解设计、编码、交换解码的步骤。
3. 分组实践：设计自己的黑白方块图、写下0、1编码、与同学交换解码。
1. 聆听，理解点阵字库的设计原理。
2. 观察点阵字体示例图，理解点阵字库与黑白方块图编码的联系。 通过完整的编码转换过程演示，帮助学生掌握0、1编码表示黑白图像的基本方法；通过不同行列数量的例子，强调排列规则的重要性，突破教学难点；任务单练习巩固编码与解码技能。通过自主设计和交换解码，让学生亲身体验编码与解码的双向过程，培养计算思维与规范表达意识。通过点阵字库原理的讲解，将课堂所学的黑白方块图编码知识延伸到汉字点阵字库的实际应用，帮助学生理解0、1编码在计算机存储和显示中的广泛应用。
课堂练习 出示选择题：用0、1编码表示黑白方块图时，通常用1表示（ ）。白色方块黑色方块空白区域边框线出示选择题：一个5行7列的黑白方块图，展开排列为一行后，编码共有多少位？（ ）A.12位B.25位35位57位3. 出示判断题：黑白方块图的编码长度与图像大小无关。（ ） 1. 独立思考并选择（正确答案：B）。2. 独立思考并选择（正确答案：C）。3. 独立判断并说明理由（正确答案：×）。 通过选择题和判断题检验学生对编码规则、编码长度与图像大小关系的掌握情况。
拓展延伸 播放视频。引导学生结合本课所学的黑白图像编码知识，谈谈观看视频后的收获和感受。 观看视频，结合本课所学的0、1编码表示黑白图像的知识进行思考与交流。 通过视频拓展学生视野，将课堂所学的黑白图像编码知识与实际应用场景相联系，深化对编码价值的理解。
板书 第12课 二值的黑白图像一、0、1编码和黑白方块图0表示白色方块，1表示黑色方块编码步骤：观察行列→逐格编码→按规则排列→交换解码解码前确认：几行几列 + 排列规则黑白图越大，编码越多，复杂度越高二、设计属于自己的黑白方块图设计区→编码区→解码区第1步：设计黑白方块图第2步：写下0、1编码第3步：交换解码三、点阵字库汉字切分网格→有笔画记1、空白记0→存储编码→显示还原 板书，圈画重点。 采用提纲式结构呈现“编码规则—编码解码—设计实践—点阵字库”的认知脉络，帮助学生建立从黑白图像编码到点阵字库应用的完整知识框架。
21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页（共2页）
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