【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 生活、學(xué)習(xí)中遇到的的問(wèn)題（2）能主動(dòng)利用數(shù)字化圖像呈現(xiàn)信息、發(fā)表觀點(diǎn)、交流思想、開(kāi)展合作3． 情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）感受人類在利用技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息表達(dá)時(shí)體現(xiàn)的才智和不斷探索的精神；（四）教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)一: 感性認(rèn)識(shí)人眼的分辨力，理解圖像數(shù)字化的生理學(xué)基礎(chǔ)，引入課題（一） 肖像的觀察與分析首先，教師利用演示文稿向?qū)W生播放圖像1，向?qū)W生提問(wèn)：“現(xiàn)在同學(xué)們看到了什么？”學(xué)生看到這幅圖像后，馬上回答：“看到了一些0、1”，再繼續(xù)觀察發(fā)現(xiàn)是由0、1組成的肖像，部分同學(xué)聯(lián)想到某某名星，很快有同學(xué)發(fā)現(xiàn)這是老師的肖像。然后，再播放第二幅圖像。告訴學(xué)生這幅圖像與上幅圖像都是由0、1組成（提供教學(xué)支架）。然后，提出問(wèn)題：“這兩幅圖像有什么區(qū)別呢？”學(xué)生通過(guò)比較得出：1．第二幅圖像中0、1很小，以至于無(wú)法看清2．第二幅圖像中0、1距離很近3．第二幅圖像中0、1的個(gè)數(shù)多4．第二幅肖像更加逼真接著播放第三幅圖像。告訴學(xué)生，這幅圖像也是由0、1組成(支架)，且這幅圖像0、1個(gè)數(shù)與第二幅圖像的相同，并提出問(wèn)題：“這幅圖像與前兩幅比較，又有什么不同？”學(xué)生很快回答出：1．第三幅圖像中0、1更小2．第三幅圖像中0、1距離更近4．第三幅肖像看起來(lái)像一幅連續(xù)的畫面在此基礎(chǔ)上，組織學(xué)生討論：“通過(guò)剛才的觀察、比較、分析，我們可以得出什么結(jié)論？”（二） 顏色列表的觀察與分析1．展示顏色列表，如下圖，學(xué)生可以清晰看出相鄰兩種顏色的差別2．展示顏色列表如下圖，告訴學(xué)生，這也是由黑到白的一些顏色組成的顏色列表。利用圖像編輯軟件，將其放大、縮小。觀察相鄰兩種顏色的區(qū)別。3．展示顏色列表如下圖，學(xué)生可以清晰看出相鄰兩種顏色的差別。 4．展示顏色列表如下圖，告訴學(xué)生，這也是由黑到白的一些顏色組成的顏色列表。利用圖像編輯軟件，將其放大、縮小。觀察相鄰兩種顏色的區(qū)別。 在此基礎(chǔ)上，組織學(xué)生討論：“通過(guò)剛才的觀察、比較、分析，我們可以得出什么結(jié)論？”教師：“現(xiàn)在我們知道，人的視覺(jué)具有一定的局限性，人們正是利用這種局限性，才做到了將現(xiàn)實(shí)的模擬的連續(xù)的圖像，轉(zhuǎn)化為近似的、看起來(lái)是真實(shí)的數(shù)字化的圖像。就像我們?cè)谏瞎?jié)課看到的那些數(shù)字化圖像那樣?！苯處煟骸斑@節(jié)課我們以數(shù)碼相機(jī)為例，探討圖像的數(shù)字化過(guò)程?！北经h(huán)節(jié)安排的主要目的：1． 活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生的注意力迅速集中到課堂學(xué)習(xí)中；2． 啟發(fā)學(xué)生理解圖像數(shù)字化表示的生理學(xué)基礎(chǔ)—人眼分辨力，為本課后面教學(xué)建立最近發(fā)展區(qū)，為學(xué)生理解采樣過(guò)程中圖像的分割過(guò)程奠定基礎(chǔ)；3． 引入本節(jié)課題。環(huán)節(jié)二： 采樣(一) 灰度圖像的采樣利用課件展示下圖。感光器鏡頭提示：1． 這是一幅灰度圖像(模擬照片)2． 它反射的光線通過(guò)鏡頭照射到感光器上，感光器負(fù)責(zé)將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)；3． 我們知道，數(shù)字化的圖像是由像素組成的，將連續(xù)的圖像分割為像素陣列，就是在這一過(guò)程中完成的；討論：怎樣才能實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程呢？教師總結(jié):1．在日常生活中，我們所使用的數(shù)碼相機(jī)的感光器，一般是由M*N個(gè)光敏元件組成，這些光敏元件具有光電轉(zhuǎn)換功能。其中每個(gè)光敏元件對(duì)應(yīng)一個(gè)像素點(diǎn)，它采集的是一個(gè)像素點(diǎn)的信息，并將光信息號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。2．展示模擬光電反應(yīng)的教學(xué)課件，向?qū)W生進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。當(dāng)光信號(hào)的幅度連續(xù)變化時(shí)，通過(guò)光敏元件轉(zhuǎn)換成的電信號(hào)也是連續(xù)的，它也是模擬的，并向?qū)W生展示光信號(hào)與電信號(hào)變化關(guān)系曲線。(如下圖中A到B的過(guò)程)3．利用感光器中的光敏元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的過(guò)程被稱為采樣。（二）顏色圖像的采樣提示：1． 感光器中光敏元件并不能分辨色彩，它僅僅是光電轉(zhuǎn)換器。2． 上節(jié)課我們已經(jīng)知道，計(jì)算機(jī)中的彩色像素，是用表示R、G、B三種顏色的不同亮度二進(jìn)制數(shù)字組合表示的。討論：怎樣才能實(shí)現(xiàn)彩色像素的采樣呢？教師總結(jié)：實(shí)現(xiàn)彩色攝影的方法有多種，包括給感光器表面加以CFA（Color Filter Array，彩色濾鏡陣列），或者使用分光系統(tǒng)將光線分為紅、綠、藍(lán)三色，分別用3片CCD接收等。設(shè)計(jì)思路:1．本環(huán)節(jié)采用由淺入深、循序漸進(jìn)的策略，先探索灰度圖像的采樣，在此基礎(chǔ)上，探索彩色圖像的采樣，從而降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的梯度。2．在講解灰度圖像的采樣時(shí)，首先通過(guò)課件的播放和兩個(gè)提示對(duì)學(xué)生提供學(xué)習(xí)支架,在此基礎(chǔ)上組織學(xué)生進(jìn)行討論，討論過(guò)程可以仁者見(jiàn)仁、智者見(jiàn)智，不一定要與現(xiàn)實(shí)技術(shù)一致。在討論的過(guò)程中,培養(yǎng)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，然后，與教師介紹目前采用的技術(shù)相對(duì)比，對(duì)本環(huán)節(jié)的知識(shí)有了更深刻的理解。3．在學(xué)習(xí)彩色圖像的采樣時(shí)，以上節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容和灰度圖像的采樣為基礎(chǔ)，通過(guò)啟發(fā)，推進(jìn)鄰近發(fā)展區(qū)。4．學(xué)生在高三才學(xué)習(xí)光電效應(yīng)，本環(huán)節(jié)需要通過(guò)課件，向?qū)W生進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。環(huán)節(jié)三：量化教師講解：物體反射的光線（光信號(hào)，模擬信號(hào)），通過(guò)鏡頭照射到感光器上，感光器上光敏元件陣列將其分割為像素并轉(zhuǎn)換為模擬的電信號(hào)（如下圖A→B的過(guò)程），而在信息技術(shù)設(shè)備中存儲(chǔ)的都是數(shù)字信號(hào)，所以我們還要將模擬的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。這個(gè)過(guò)程叫做量化。依次提出問(wèn)題，組織學(xué)生討論：1． 采樣獲得的電信號(hào)是連續(xù)的、模擬的，而數(shù)字信號(hào)是離散的、數(shù)字的，將連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號(hào)的依據(jù)應(yīng)該是什么？2． 將模擬電信號(hào)變化范圍進(jìn)行分割（如8等分），那么，各等分點(diǎn)能不能用二進(jìn)制表示呢？怎樣表示？3． 當(dāng)各等分點(diǎn)用二進(jìn)制數(shù)表示后，在任意時(shí)刻t，光信號(hào)轉(zhuǎn)變成的電信號(hào)能否近似的用二進(jìn)制數(shù)表示呢？如何表示？為什么？4． 怎樣做才能使數(shù)字化的圖像與真實(shí)的物體顏色更加接近，看起來(lái)更加真實(shí)？教師邊展示下圖，邊總結(jié)：將模擬電信號(hào)按照由弱到強(qiáng)劃分為若干個(gè)區(qū)間，每個(gè)區(qū)間端點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，然后將表示像素的電信號(hào)強(qiáng)度提升或下降到鄰近的二進(jìn)制數(shù)。（由圖B到圖D，模擬信號(hào)（P1的縱坐標(biāo)）轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)（P2的縱坐標(biāo)）設(shè)計(jì)思路：1． 本環(huán)節(jié)中的問(wèn)題1是在環(huán)節(jié)1基礎(chǔ)上向前推進(jìn)發(fā)展區(qū)，同時(shí)，問(wèn)題1又題后續(xù)問(wèn)題的基礎(chǔ)；2． 問(wèn)題3的解答，使學(xué)生理解了量化的兩個(gè)過(guò)程；3． 上節(jié)課中二種灰度圖像的分析和觀察，使學(xué)生對(duì)本環(huán)節(jié)問(wèn)題4有了感性的認(rèn)識(shí)，本環(huán)節(jié)在此基礎(chǔ)上向前推進(jìn)最近發(fā)展區(qū)。同時(shí)，問(wèn)題4的設(shè)計(jì)主要是為了加深學(xué)生對(duì)量化的理解。環(huán)節(jié)三： 編碼（壓縮） 圖形、圖像的壓縮原理比較深?yuàn)W，學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，相關(guān)內(nèi)容很少。因此，應(yīng)采取直接教學(xué)方式，給出相關(guān)的壓縮技術(shù)方法，然后通過(guò)學(xué)生的活動(dòng)加深對(duì)知識(shí)的理解。教師：在上節(jié)課的學(xué)習(xí)中，我們已經(jīng)感受到圖像數(shù)字化之后的數(shù)據(jù)量非常大。這樣大的數(shù)據(jù)量，在因特網(wǎng)上傳輸時(shí)很費(fèi)時(shí)間，存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)時(shí)很占“地盤”，因此就需要按照一定的編碼規(guī)則對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，用比較少的數(shù)據(jù)量表達(dá)原始的圖像，以滿足存儲(chǔ)容量和傳輸帶寬的要求。圖像數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)主要有兩類方法。一類是通過(guò)改變圖像的描述方式，減少數(shù)據(jù)量。而圖像在壓縮前后完全一樣，這種壓縮稱為無(wú)損壓縮；另一類是利用人眼的視覺(jué)特性，有針對(duì)地簡(jiǎn)化不重要的數(shù)據(jù)，以減小總的數(shù)據(jù)量。這種壓縮方法生成的圖像與壓縮前有一定程度的不同，稱為有損壓縮。學(xué)生活動(dòng)：（1）有一種無(wú)損壓縮的方法是將顏色值相同的相鄰像素點(diǎn)用一個(gè)計(jì)數(shù)值和該顏色值來(lái)代替。有一幅彩色圖像如圖：它可以記錄為5432164請(qǐng)問(wèn)這兩種記錄方式的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度與壓縮比？（2）下圖為一圖像示意圖（在表示每個(gè)像素點(diǎn)的單元格內(nèi)標(biāo)明了該像素的RGB值），分析壓縮策略，以及壓縮后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)形式、壓縮比。(246, 40, 6)(251, 32, 15)(248, 27, 4)(248, 27, 4)(248, 27, 4)(248, 27, 4)(244, 47, 8)(248, 27, 4)(248, 27, 4)(248, 27, 4)(251, 33, 12)(248, 27, 4)(248, 27, 4)(248, 27, 4)(248, 27, 4)(244, 47, 8)(248, 27, 4)(244, 8, 8)(248, 27, 4)(248, 27, 4)(0, 128, 0)(2, 126, 14)(0, 128, 0)(0, 128, 0)(44, 124, 4)(0, 128, 0)(242, 27, 10)(240, 28, 10)(252, 24, 0)(248, 27, 4)(248, 27, 4)(248, 27, 4)(248, 27, 4)(248, 27, 4)(248, 27, 4)(248, 27, 4)(248, 27, 4)(248, 27, 4)(248, 27, 4)(91, 104, 8)(91, 104, 8)(94, 105, 9)(91, 104, 8)(91, 104, 8)(91, 104, 8)(84, 97, 7)(87, 106, 8)(91, 104, 8)(91, 104, 8)(11, 86, 161)(10, 90, 166)(10, 90, 166)(10, 90, 166)(10, 90, 166)(8, 82, 164)(9, 97, 163)(10, 90, 166)(10, 90, 166)(10, 90, 166)(10, 90, 166)(11, 82, 163)(10, 90, 166)(10, 90, 166)(8, 82, 164)(10, 90, 166)環(huán)節(jié)四： 圖像的存儲(chǔ)教師：上面我們分別介紹了兩種圖像壓縮方法，實(shí)際的圖像壓縮是綜合使用各種有損和無(wú)損壓縮技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于圖片的用途不同、生成的軟件不同、壓縮方式不同，產(chǎn)生了很多種圖片的格式，比如：BMP格式是Windows采用的圖像文件存儲(chǔ)格式，在Windows環(huán)境下運(yùn)行的所有圖像處理軟件都支持這種格式；JPEG 格式是一種主要的有損壓縮圖像格式； GIF適合網(wǎng)頁(yè)圖像和 GIF 動(dòng)畫等等。學(xué)生活動(dòng)：（1） 閱讀教材中的表24。（2） 討論圖形、圖像文件格式的轉(zhuǎn)換方法。（3） 利用掃描儀采集一幅圖片并存儲(chǔ)為BMP格式，再將圖片轉(zhuǎn)換為其它格式，分析各種格式圖片效果及數(shù)據(jù)量。（4） 利用通用壓縮軟件將BMP格式圖片進(jìn)行壓縮，比較壓縮文件與各種格式文件的數(shù)據(jù)量。環(huán)節(jié)五： 利用課件介紹數(shù)碼相機(jī)的照相過(guò)程環(huán)節(jié)六： 課堂總結(jié)（略）案例評(píng)析在上節(jié)課學(xué)生已經(jīng)理解了圖像在信息技術(shù)設(shè)備中存儲(chǔ)的方法，本節(jié)課是在此基礎(chǔ)上，以數(shù)碼相機(jī)為例，學(xué)習(xí)圖像數(shù)字化的過(guò)程。本節(jié)課根據(jù)各環(huán)節(jié)內(nèi)容的特點(diǎn)，靈活采用了各種不同的教學(xué)策略。如情境教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)、講練結(jié)合、以及循序漸進(jìn)逐步推進(jìn)最近發(fā)展區(qū)等。常言道 “教學(xué)有法，教無(wú)定法”，我們應(yīng)該深刻理解各種教學(xué)策略，把握其規(guī)律，這樣才能駕輕就熟在教學(xué)實(shí)踐中嫻熟地運(yùn)用，順利完成教學(xué)目標(biāo)。第二節(jié) 圖形、圖像加工方法案例一圖像加工的方法【教材和教學(xué)目標(biāo)分析】“圖像加工的方法”是本章第二節(jié)中“圖形、圖像加工方法”最后一個(gè)小節(jié)的內(nèi)容，這部分內(nèi)容既是本節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容，也是難點(diǎn)內(nèi)容。在這一小節(jié)的學(xué)習(xí)中，需要學(xué)生掌握?qǐng)D像的基本加工方法和圖像加工的一般流程，另外學(xué)生將接觸到第一個(gè)比較大的圖像加工軟件，如何讓學(xué)生掌握?qǐng)D像加工軟件的共性、相通的使用方法，以便學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)中舉一反三，快速掌握其他圖像加工工具的使用方法也是本節(jié)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。本節(jié)教學(xué)目標(biāo)是：1．掌握?qǐng)D形、圖像加工的方法2．體驗(yàn)利用圖形、圖像表達(dá)的意義【教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】掌握?qǐng)D形、圖像加工的方法【教學(xué)設(shè)計(jì)思路】本案例是以Photoshop為例講解圖像的加工方法，Photoshop作為一種專業(yè)的圖像軟件，功能非常強(qiáng)大，那么如何在有限的課時(shí)讓學(xué)生掌握?qǐng)D像加工的基方法和一般流程，是本案例教學(xué)的重點(diǎn)。本案例建議可以采用范例教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生從幾個(gè)有代表性的典型圖像加工實(shí)例，把分散的知識(shí)串成一個(gè)整體，總結(jié)出圖像加工的基本方法和一般流程。 【課前準(zhǔn)備】教師在課前搜集一些能夠反映出Photoshop基本加工方法，并且制作優(yōu)美的有代表性的圖像加工實(shí)例，可以整理實(shí)例操作的具體步驟并以網(wǎng)頁(yè)形式放到校園網(wǎng)上或教師服務(wù)器中以便于學(xué)生瀏覽。另外，還要為學(xué)生獨(dú)立制作圖像作品搜集一些圖像素材和Photoshop學(xué)習(xí)資料。【教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)】教學(xué)過(guò)程教學(xué)目標(biāo)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)欣賞本書配套光盤中一些優(yōu)美的圖像作品激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生產(chǎn)生主動(dòng)嘗試和體驗(yàn)的欲望。展示具體直觀的作品實(shí)例欣賞圖像作品演示制作“水中花”實(shí)例 1．體驗(yàn)圖像加工過(guò)程。2．了解本實(shí)例中涉及Photoshop的基本概念和加工工具。1．教師使用Photoshop演示并講解“水中花”的加工實(shí)例制作過(guò)程。2．通過(guò)制作實(shí)例，教師簡(jiǎn)單講解本例中涉及到的Photoshop中一些概念和加工工具。感受圖像加工過(guò)程?？偨Y(jié)實(shí)例中應(yīng)用的具體加工方法學(xué)會(huì)從實(shí)例中總結(jié)出具體的加工方法?？偨Y(jié)本實(shí)例中的用到加工方法。學(xué)習(xí)總結(jié)加工方法。分組實(shí)踐通過(guò)分組完成實(shí)例，分析其中使用的圖像加工方法和加工的一般流程。1．課上把學(xué)生分組，每組學(xué)生至少完成其中感興趣的三至五個(gè)實(shí)例。2．教師在實(shí)踐過(guò)程中對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)，幫助學(xué)生解決在實(shí)際操作中遇到的問(wèn)題。3．分組時(shí)，根據(jù)情況讓每組至少安排一個(gè)有一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生，幫助其他同學(xué)解決操作中遇到的問(wèn)題，同時(shí)自己也會(huì)有所提高。1．實(shí)踐：完成幾個(gè)圖像加工實(shí)例。2．組內(nèi)分析這些實(shí)例中所使用的主要加工方法，并總結(jié)加工的一般流程，把它們填入表中。組間交流了解Photoshop的基本概