【文章內(nèi)容簡介】 問題化，啟發(fā)、誘導學生思考問題、解決問題，在和諧的課堂氛圍中，順利、高效地實現(xiàn)教學目標。實踐證明，這種教學方式適合基本概念和基本原理的教學特點，有助于實現(xiàn)高效教學，完成教學任務。在實際教學中，我們還應該根據(jù)具體教學內(nèi)容、老師的教學風格和學生的學習特點，靈活、恰當?shù)夭扇「鞣N不同的教學策略?！　　　　　　“咐D像的數(shù)字化過程　（一） 學習任務分析　本節(jié)課教學是多媒體技術應用中三種媒體數(shù)字化原理的第一個，在后續(xù)課堂教學中，“聲音的數(shù)字化表示”、“視頻的數(shù)字化表示”與圖像的數(shù)字化表示有相通或類似的思想，本節(jié)課的教學的順得完成，對后續(xù)的兩節(jié)課堂教學有著重要奠定基礎和方法遷移的作用?！⊥ㄟ^上節(jié)課的學習，學生已經(jīng)知道圖像是如何利用二進制進行表示，本節(jié)課主要學習如何將模擬圖像轉化為數(shù)字圖像，并存儲在信息技術設備中?！　。ǘ?學習者分析　　人的視覺特性是圖像數(shù)字化原理的生理學基礎，但學生對此沒有相關的知識準備，因此，在本節(jié)課的開始，對相關知識的補充的十分必要的?！　　。ㄈ?學習目標分析　1． 知識與技能?。?）了解圖像圖像數(shù)字化的原理與過程　　　（2）掌握圖形、圖像文件壓縮工具的用法；　　2． 過程與方法　?。?）能主動利用數(shù)字化圖像解決日常生活、學習中遇到的的問題　　（2）能主動利用數(shù)字化圖像呈現(xiàn)信息、發(fā)表觀點、交流思想、開展合作　3． 情感態(tài)度與價值觀　　?。?）感受人類在利用技術實現(xiàn)信息表達時體現(xiàn)的才智和不斷探索的精神；　　?。ㄋ模┙虒W過程設計　　　環(huán)節(jié)一: 感性認識人眼的分辨力，理解圖像數(shù)字化的生理學基礎，引入課題?。ㄒ唬?肖像的觀察與分析　　　首先，教師利用演示文稿向學生播放圖像1，向學生提問：“現(xiàn)在同學們看到了什么？”　　　學生看到這幅圖像后，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，部分同學聯(lián)想到某某名星，很快有同學發(fā)現(xiàn)這是老師的肖像。　然后，再播放第二幅圖像?！　　　「嬖V學生這幅圖像與上幅圖像都是由0、1組成（提供教學支架）。然后，提出問題：“這兩幅圖像有什么區(qū)別呢？”學生通過比較得出：　　　1．第二幅圖像中0、1很小，以至于無法看清　　2．第二幅圖像中0、1距離很近　　　3．第二幅圖像中0、1的個數(shù)多　　4．第二幅肖像更加逼真　　　接著播放第三幅圖像?！　　　　「嬖V學生，這幅圖像也是由0、1組成(支架)，且這幅圖像0、1個數(shù)與第二幅圖像的相同，并提出問題：“這幅圖像與前兩幅比較，又有什么不同？”　學生很快回答出：　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．第三幅肖像看起來像一幅連續(xù)的畫面　在此基礎上，組織學生討論：“通過剛才的觀察、比較、分析，我們可以得出什么結論？”　?。ǘ?顏色列表的觀察與分析　1．展示顏色列表，如下圖，學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?！　　　?．展示顏色列表如下圖，學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?！　? 　　在此基礎上，組織學生討論：“通過剛才的觀察、比較、分析，我們可以得出什么結論？”　　　教師：“現(xiàn)在我們知道，人的視覺具有一定的局限性，人們正是利用這種局限性，才做到了將現(xiàn)實的模擬的連續(xù)的圖像，轉化為近似的、看起來是真實的數(shù)字化的圖像。就像我們在上節(jié)課看到的那些數(shù)字化圖像那樣?！薄　　〗處煟骸斑@節(jié)課我們以數(shù)碼相機為例，探討圖像的數(shù)字化過程?！薄”经h(huán)節(jié)安排的主要目的：　　　1． 活躍課堂氣氛，激發(fā)學生的學習興趣，使學生的注意力迅速集中到課堂學習中；　2． 啟發(fā)學生理解圖像數(shù)字化表示的生理學基礎—人眼分辨力，為本課后面教學建立最近發(fā)展區(qū)，為學生理解采樣過程中圖像的分割過程奠定基礎；　3． 引入本節(jié)課題?！…h(huán)節(jié)二： 采樣　　(一) 灰度圖像的采樣　　　利用課件展示下圖?！　「泄馄鳌＄R頭　　　　提示：　　1． 這是一幅灰度圖像(模擬照片)　2． 它反射的光線通過鏡頭照射到感光器上，感光器負責將光信號轉變?yōu)殡娦盘?；　?． 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，就是在這一過程中完成的；　討論：　　　怎樣才能實現(xiàn)這一過程呢？　教師總結:　　1．在日常生活中，我們所使用的數(shù)碼相機的感光器，一般是由M*N個光敏元件組成，這些光敏元件具有光電轉換功能。其中每個光敏元件對應一個像素點，它采集的是一個像素點的信息，并將光信息號轉變?yōu)殡娦盘?。　?．展示模擬光電反應的教學課件，向學生進行簡單介紹。當光信號的幅度連續(xù)變化時，通過光敏元件轉換成的電信號也是連續(xù)的，它也是模擬的，并向學生展示光信號與電信號變化關系曲線。(如下圖中A到B的過程)　　　3．利用感光器中的光敏元件將光信號轉變?yōu)殡娦盘柕倪^程被稱為采樣?！　。ǘ╊伾珗D像的采樣　　提示：　　　1． 感光器中光敏元件并不能分辨色彩，它僅僅是光電轉換器?！?． 上節(jié)課我們已經(jīng)知道，計算機中的彩色像素，是用表示R、G、B三種顏色的不同亮度二進制數(shù)字組合表示的?！∮懻摚骸　≡鯓硬拍軐崿F(xiàn)彩色像素的采樣呢？　　　教師總結：　　實現(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、藍三色，分別用3片CCD接收等。　　　設計思路:　　1．本環(huán)節(jié)采用由淺入深、循序漸進的策略，先探索灰度圖像的采樣，在此基礎上，探索彩色圖像的采樣，從而降低了學生學習的梯度?！　　?．在講解灰度圖像的采樣時，首先通過課件的播放和兩個提示對學生提供學習支架,在此基礎上組織學生進行討論，討論過程可以仁者見仁、智者見智，不一定要與現(xiàn)實技術一致。在討論的過程中,培養(yǎng)學生的想象力和創(chuàng)造力，然后，與教師介紹目前采用的技術相對比，對本環(huán)節(jié)的知識有了更深刻的理解?！?．在學習彩色圖像的采樣時，以上節(jié)課學習內(nèi)容和灰度圖像的采樣為基礎，通過啟發(fā)，推進鄰近發(fā)展區(qū)?！　　?．學生在高三才學習光電效應，本環(huán)節(jié)需要通過課件，向學生進行簡單介紹。　環(huán)節(jié)三：量化　教師講解：物體反射的光線（光信號，模擬信號），通過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換為模擬的電信號（如下圖A→B的過程），而在信息技術設備中存儲的都是數(shù)字信號，所以我們還要將模擬的電信號轉換為數(shù)字信號。這個過程叫做量化?！　∫来翁岢鰡栴}，組織學生討論：　1． 采樣獲得的電信號是連續(xù)的、模擬的，而數(shù)字信號是離散的、數(shù)字的，將連續(xù)的模擬信號轉換為離散的數(shù)字信號的依據(jù)應該是什么？　　　2． 將模擬電信號變化范圍進行分割（如8等分），那么，各等分點能不能用二進制表示呢？怎樣表示？　3． 當各等分點用二進制數(shù)表示后，在任意時刻t，光信號轉變成的電信號能否近似的用二進制數(shù)表示呢？如何表示？為什么？　　　4． 怎樣做才能使數(shù)字化的圖像與真實的物體顏色更加接近，看起來更加真實？　　　教師邊展示下圖，邊總結：　　將模擬電信號按照由弱到強劃分為若干個區(qū)間，每個區(qū)間端點對應一個二進制數(shù)，然后將表示像素的電信號強度提升或下降到鄰近的二進制數(shù)。（由圖B到圖D，模擬信號（P1的縱坐標）轉換為數(shù)字信號（P2的縱坐標）　　設計思路：　　　1． 本環(huán)節(jié)中的問題1是在環(huán)節(jié)1基礎上向前推進發(fā)展區(qū)，同時，問題1又題后續(xù)問題的基礎；　2． 問題3的解答，使學生理解了量化的兩個過程；　　3． 上節(jié)課中二種灰度圖像的分析和觀察，使學生對本環(huán)節(jié)問題4有了感性的認識，本環(huán)節(jié)在此基礎上向前推進最近發(fā)展區(qū)。同時，問題4的設計主要是為了加深學生對量化的理解。　　　環(huán)節(jié)三： 編碼（壓縮）　 圖形、圖像的壓縮原理比較深奧，學生原有的認知結構中，相關內(nèi)容很少。因此，應采取直接教學方式，給出相關的壓縮技術方法，然后通過學生的活動加深對知識的理解?！　〗處煟涸谏瞎?jié)課的學習中，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)上傳輸時很費時間，存儲介質中存儲時很占“地盤”，因此就需要按照一定的編碼規(guī)則對圖像數(shù)據(jù)進行壓縮，用比較少的數(shù)據(jù)量表達原始的圖像，以滿足存儲容量和傳輸帶寬的要求?！　　D像數(shù)據(jù)壓縮技術主要有兩類方法。一類是通過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，這種壓縮稱為無損壓縮；另一類是利用人眼的視覺特性，有針對地簡化不重要的數(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?！W生活動：　（1）有一種無損壓縮的方法是將顏色值相同的相鄰像素點用一個計數(shù)值和該顏色值來代替。有一幅彩色圖像如圖：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　它可以記錄為　　5　　4　　　3　　　　2　　1　　　　6　　　4　　　　請問這兩種記錄方式的數(shù)據(jù)長度與壓縮比？　?。?）下圖為一圖像示意圖（在表示每個像素點的單元格內(nèi)標明了該像素的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　　教師：上面我們分別介紹了兩種圖像壓縮方法，實際的圖像壓縮是綜合使用各種有損和無損壓縮技術來實現(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格式，在Windows環(huán)境下運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)頁圖像和 GIF 動畫等等?！W生活動：　　　（1） 閱讀教材中的表24?！。?） 討論圖形、圖像文件格式的轉換方法?！。?） 利用掃描儀采集一幅圖片并存儲為BMP格式，再將圖片轉換為其它格式，分析各種格式圖片效果及數(shù)據(jù)量?！　　。?） 利用通用壓縮軟件將BMP格式圖片進行壓縮，比較壓縮文件與各種格式文件的數(shù)據(jù)量?！…h(huán)節(jié)五： 利用課件介紹數(shù)碼相機的照相過程　　　環(huán)節(jié)六： 課堂總結（略）　　　　案例評析　在上節(jié)課學生已經(jīng)理解了圖像在信息技術設備中存儲的方法，本節(jié)課是在此基礎上，以數(shù)碼相機為例，學習圖像數(shù)字化的過程。本節(jié)課根據(jù)各環(huán)節(jié)內(nèi)容的特點，靈活采用了各種不同的教學策略。如情境教學、啟發(fā)式教學、講練結合、以及循序漸進逐步推進最近發(fā)展區(qū)等。常言道 “教學有法，教無定法”，我們應該深刻理解各種教學策略，把握其規(guī)律，這樣才能駕輕就熟在教學實踐中嫻熟地運用，順利完成教學目標?！　　　　?第二節(jié) 圖形、圖像加工方法　　案例一　圖像加工的方法　　　　【教材和教學目標分析】　“圖像加工的方法”是本章第二節(jié)中“圖形、圖像加工方法”最后一個小節(jié)的內(nèi)容，這部分內(nèi)容既是本節(jié)重點內(nèi)容，也是難點內(nèi)容。在這一小節(jié)的學習中，需要學生掌握圖像的基本加工方法和圖像加工的一般流程，另外學生將接觸到第一個比較大的圖像加工軟件，如何讓學生掌握圖像加工軟件的共性、相通的使用方法，以便學生在今后的學習中舉一反三，快速掌握其他圖像加工工具的使用方法也