──《數位化影象》教學設計
一、指導思想與理論依據
所謂操作化是通過對抽象概念的定義來選擇或制定調查指標，從而將抽象概念轉化為具體的可以觀察的變數，將研究假設轉化為具體的假設。抽象概念操作化，有助於使抽象概念與經驗現象聯絡起來，有助於對概念進行精確、客觀的描述和比較，有助於對結論進行檢驗。
往往在課程中，教師向學生提出很多新概念、新理論，但學生卻難以理解。從教學的有效性來看，這些抽象的概念和籠統的理論必須可操作化，在這一過程中，教師應起引導作用，充分發揮學生的自我主體性參與學習，親身體驗理論知識的意義建構，否則只能是一些毫無實際意義的空談，學生只是死記概念，死背理論罷了。
二、教學背景分析
1．教材分析
本節內容選自浙江教育出版社《資訊科技基礎》必修模組第一章節資訊編碼中多**資訊編碼的影象數位化部分和第三章節中多**資訊處理的影象處理部分。考慮到這兩小節在內容上有共同主題──數位化影象，因此合併在乙個課時內。根據課程標準，本節課要求學生了解影象數位化的簡單原理，掌握計算數位化影象檔案的儲存空間。
因為是抽象概念為主，所以教學中要把握好難度，重點讓學生理解點陣圖的解析度與顏色深度等屬性與影象檔案之間的聯絡。
2．學情分析
初中已普及資訊科技課程，學生對於計算機中常見影象已經比較熟悉，具備一定的影象編輯軟體操作基礎，具備一些基本的美術素養；但大部分學生卻並不了解影象相關的一些基本概念，例如點陣圖與向量圖之間的區分；影象的解析度與顏色對影象儲存容量的影響。這些概念必須在課程內得到體現。
3．教學環境
網路教室、投影螢幕、acdsee、提供影象素材、數位相機。
三、教學內容分析
【教學目標】
1.知識與技能
1）了解影象型別的一般分類；
2）學會根據具體例項，分析影象的基本屬性（解析度、顏色深度）的方法；
3）掌握影象儲存容量的計算方法。
2.過程與方法
能根據需要通過影象編輯解決生活、學習中的問題，能針對實際問題確定獲取影象的型別和屬性值修改。
3.情感、態度和價值觀
1）體驗數位化影象在日常生活中的應用，感受影象的魅力。
2）逐步養成自主參與課堂教學的習慣，自主解決問題的能力。
【重點與難點】
重點：數位化影象的兩大概念──解析度與顏色深度。
難點：影象解析度與顏色深度與影象儲存容量之間的正比關係，計算影象儲存容量的大小。
四、教學流程
1．點陣圖與向量圖（5分鐘）
出示4張不同格式的影象，引出點陣圖與向量圖的概念。
位圖：又叫光柵圖，是由許多像小方塊一樣的顏色畫素塊組成的影象，因此放大點陣圖會發現許多小方塊。
向量圖：將影象轉換為指令，在計算機中以指令形式儲存的影象。
實驗活動一：
學生將4張影象分別無限放大，發現1、2、3影象最終都變得相當模糊了，唯獨4影象顏色清晰，沒有任何變化。很容易地就可以在實驗報告中對4張不同格式的影象進行分類。
**問題：點陣圖與向量圖各有什麼優點呢？
基本結論：位圖，顏色鮮豔逼真；向量圖放大以後不會產生失真。
設計意圖：一方面通過具體例項的比較，學生更容易接受點陣圖與向量圖的概念，而不是枯燥地識記它們的定義；另一方面，學生通過概念掌握了識別兩者的方法，以及各自的優缺點，為今後的具體應用打下理論基礎。
2．影象的解析度與顏色深度（25分鐘）
實驗活動二：影象解析度的觀察與修改
教師引導：這裡有一幅校園的風景圖，觀察該影象的尺寸大小
學生活動：選擇影象，在檔案詳細資訊面板觀察影象的尺寸大小，並將影象的尺寸以及檔案大小記錄下來。
教師引導：將該影象尺寸變化下，將寬和高均變化為原來的一般，即1024×768。
學生活動：使用acdsee工具，並根據實驗報告中所提示的具體步驟，修改->調整大小->輸入數值->完成；另存為新的「0-1」影象，再觀察新影象檔案的大小並記錄下來。
教師引導：原來影象是新影象的幾倍？
學生結論：4倍。
教師引導：原來影象的大小又是新影象的幾倍？
學生結論：還是4倍。
**問題：通過這個實驗，發現了什麼？影象尺寸和影象大小存在什麼關係？正比還是反比關係？
基本結論：正比關係。
教師提出概念：「畫素」是影象尺寸大小的基本單位，指影象在高度上或寬度上由多少個小方塊組成。畫素寬度×畫素高度，稱為影象的解析度。因此，可以認為影象的畫素尺寸就是影象的解析度。
學生活動：將影象的解析度與影象儲存容量之間的正比關係寫入實驗報告。
設計意圖：發揮學生的自主性，通過實驗的方式，觀察影象解析度修改前後檔案大小上的變化，發現兩者之間的關係。在這一過程中，充分展現了「我參與，我得到」的教學理念，教師只是在一旁輔助，主要的實驗工作全部由學生完成。
實驗步驟教師在報告中提示給學生，但學生需要把具體的實驗資料填寫在報告中，培養了學生嚴謹的科學態度。最後在教師的引導下，根據實驗結果，學生得出結論，激發了學生的積極性，同時組內學生之間的互助，使得更多的學生順利地掌握了如何修改影象的解析度。
實驗活動三：影象顏色深度的觀察與修改
教師引導：再請把原來的「0」影象更改為黑白色。
學生活動：使用acdsee工具，並根據實驗報告中所提示的具體步驟，修改->改變色深->黑白；另存為新的「0-2」影象，再觀察新影象檔案的大小並記錄下來。
教師引導：用計算器計算下，原來影象的大小是新影象的的幾倍了？（提供計算式子：9×1024/384）
學生結論：24倍。
教師引導：
經過實驗，可以發現，原來影象的大小與影象的顏色也有關係，那麼它們會存在什麼關係呢？
學生結論：顏色豐富的影象需要的儲存空間更多。
教師引導：的確是這樣，但是要拿資料說話。
提出概念：顏色深度指影象每一畫素的顏色值用二進位制表示以後，需要的二進位制位數。
教師引導：請根據實驗報告的步驟提示，先觀察下校園彩色風景圖的顏色深度是多少？
（步驟：修改->改變色深）
學生結論：24位
教師引導：而黑白風景圖呢？
學生結論：1位
**問題：通過兩張影象顏色深度的比較，以及影象大小的比較；可以發現，影象的顏色深度與大小存在什麼關係？
基本結論：正比關係。
學生活動：將影象的顏色深度與影象儲存容量之間的正比關係寫入實驗報告。
設計意圖：在這一環節，首先沒有直接丟擲顏色深度這一概念，因為太過於抽象，學生無法理解。而是先讓學生來嘗試著做一些簡單的工作，例如將影象從彩色修改為黑白色，這是所有學生可以接受的。
再引出顏色深度這一概念，通過實驗結果的參照，從而發現顏色深度與儲存容量之間的聯絡。從簡易難，讓學生體驗了影象數位化的魅力，獲取了抽象性知識，不是由教師演示講解得到的，是由自己一手實驗出來的，一手觀察出來的，調動了學生的自主性。
3．歸納總結和知識拓展
教師歸納：影象的解析度和顏色深度對影象儲存容量有影響，它們之間均成正比關係。如果使用公式計算影象的大小的話，影象檔案大小=畫素大小*色深/8，單位位元組。
使用「0」影象驗證公式，2048×1536×24/8（位元組）/1024/1024=9（m）
教師引導：結合生活經驗，我們可以知道，使用數位相機過程中，如果相機太滿存放不下時，我們可以降低拍攝的畫素或者影象顏色質量。
學生疑問：可是我家的相機為什麼匯出的**大小都不一樣？可**尺寸和顏色都一樣啊。
教師引導：請同學將「0」影象另存，格式更改為jpg。
**問題：根據上述實驗可以發現，jpg大小比bmp大大降低，同樣的一張**，不同的格式卻發現大小並不一樣，這說明了什麼？影象儲存容量的計算方法是否適合所有影象格式？
學生現場分組**。
有的認為：jpg的計算方法另有一種。
有的認為：jpg的顏色深度發生了改變。
有的認為：jpg是bmp壓縮而來的，每張**壓縮比不一樣。
教師總結：由於公式驗證成功採用的是bmp影象，因此公式計算僅適合bmp格式。jpg是bmp的一種壓縮格式，沒有具體的計算方法。
而數位相機拍攝的**格式基本上為jpg，不同的**，即使尺寸顏色深度都相同，大小也會不一樣。
設計意圖：學生經過實驗活動，獲取解決日常生活問題的能力。通過具體例項的比較，了解上述公式僅適用於bmp格式；而jpg僅是bmp格式的一種壓縮格式，儲存容量上大大降低。
既拓展了知識面，又能很快就了解在網頁中應該廣泛採用jpg格式，為以後網頁設計課程做好影象處理的知識準備。
學生提交實驗報告以及自我評價反饋（5分鐘）
設計意圖：自我評價是學生對自我的一種反饋，在實驗報告中的對與錯往往不能發現學生的理解程度，而教師的評價又太片面；因此增加自我評價這一環節，是對教師評價的一種補充，以問題形式出現，以此評定學生對這些抽象概念了解或掌握，激勵更多的學生參與到教學中，給學生以成就感。同時，增加「在同學幫助下完成」一欄，也能更加細化出學生的理解程度。
激發學生之間的互助，組內學生的相互**，通過合作機制獲取他人知識的方式來提公升自身，培養學生自我發展和自我評價的能力。
五、教學反思
抽象概念的理解是教學中經常遇到的難題，如何使學生真正理解是教師教學設計的乙個經常需要處理的問題。學生如果不理解，往往導致課堂氣氛沉悶以及考試前死記硬背。那麼如何揭示抽象概念的內涵和外延，其教學設計有什麼途徑嗎？
就資訊科技課程而言，學生較為容易接受的是操作性技能，這樣就可以通過運用操作性技能，將抽象概念操作化，在學習實踐中體會和理解抽象概念，促進學生的課程參與有效性程度。在具體實施時，讓學生經歷「教師引導提問──獨立探索問題──分組實踐**──分析結論──自我點評」的過程。
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