为学生的精彩而鼓掌——《信息的数字化》课堂实录

张钰

（南京市第一中学,江苏 南京 210001）

为学生的精彩而鼓掌
——《信息的数字化》课堂实录

张钰

（南京市第一中学,江苏 南京 210001）

文章记录了《信息的数字化》课堂教学过程，教师对抽象概念不作讲解，只对学生稍加点拨，就达到了教学目标。作者提出，怎样去挖掘技术背后的原理和课程原理，这些是需要教师去思考的。

数字化；文本；声音；图像；视频

信息的数字化是地图版高中信息技术基础第二单元有效获取信息的内容。教材要求知道文本、声音、图像和视频等信息数字化的过程，熟悉文本、声音、图像和视频等信息的数字化方法及常见信息技术工具的使用。

信息数字化的过程包含了大量的原理性知识，如分辨率、采样频率、量化位数、汉字编码等。这些原理性知识，内容抽象性强，相对深奥，不易理解。对于这些知识教师往往通过讲授法将抽象的概念形象化，以达到好的教学效果。如果教师不讲解，学生能学到哪一步呢？让我们来看看学生朴素的数字化思想吧。

第一环节

师：诸如数字化地球、数字化校园等名称频繁的出现在我们面前，那么什么是数字化？

生：不知道。

师：什么是数字？

生：阿拉伯数字。

师：数字化可不可以理解为利用数字表示信息。

生：能吧。

师：我们暂且认为这种定义是正确的，那么我们为什么要数字化？

生：（茫然）

师：在我们对数字化还不是很了解的情况下回答这个问题确实比较困难，那么我们再来思考一下怎么数字化。我们可以把信息分为文本、声音、图像、视频。

文本

首先讨论一下文本的数字化。如何用数字表示文本？

生：以前有一种编码叫四角码，把文字分成四块，给每一块一个数字表示。

生：可以用易斯特密码本，给每一个汉字一个数字编码。

生：用汉语拼音表示汉字，汉语拼音的26个字母分别对应一个数字。（补充：再增加一位数字表示音调）

生：将所有的笔画用数字表示。

师：用这些方法就可以实现用数字表示汉字了，会不会遇到一些问题。

生：重码、太繁琐、不容易找。

第二环节

师：看来文字可以数字化，那么图像、声音、视频又如何数字化。在数字化之前我们先弄清楚声音和视频的原理。

生：声音是由物体振动产生。声音以声波的形式传播。

生：视频就是利用视觉暂留原理，连续播放的图像。

师：下面请同学们四人一个小组进行讨论，形成一种数字化的方案，利用简要的文字记录。可以任选一种信息。

生：（讨论）

第三环节

图像

师：请已经有结果的小组谈谈他们的数字化方案。

生：以一幅图像的左下角作为坐标原点，记录各个像素的颜色值。

师：什么是像素？

生：像素在扫描后的照片文件属性中就可以查到。

师：在计算机中存储的照片本身就已经数字化了，所以研究的目标出现了偏差。

生：还是以图像的左下角作为坐标原点，每隔一段取一个点，记录它的颜色值。

师：如何记录？

生：用RGB表示颜色，每一种颜色的值是0-255之间。比如红色就是255,0,0。

师：为什么是255，不是999，或者1000。

生：因为我以前在PS中调整RGB，最大只能设255。

师：那作为你自己创建的这个数字化的方案，你准备怎么设定范围。

生：那就设0-100之间吧。

师：那你可以表示多少种颜色？

生：100的3次方。

师：还有没有补充意见？

生：应该记录色相、饱和度、亮度等信息。

声音

师：声音如何数字化？

生：（在黑板绘制了一条连续的曲线，画上坐标系），每过一段时间取一个点，记录点的频率。然后可以根据这些记录的点来还原声音。

师：取点的频率对记录声音有没有影响？

生：间隔时间越短，声音的还原度越好。

师：你准备用多大的数字表示这一个点。

生：根据声音的音频。

师：音频如果无限大怎么办？

生：（茫然）

师：正常人只能够听见20Hz到20000Hz的声音，所以我们只要记录这一段的声音就可以了。

生：还可以增加一维坐标，记录音调。

视频

（无小组讨论，但有一位学生思考了此问题）

师：视频如何数字化？

生：刚才说了，视频就是连续播放的图片，只要再增加一个时间轴，记录这一点时间的图像就可以了。

师：这样会不会数据量太大了。

生：每一幅画面的变化很小，记录变化的地方就可以了。

第四环节

师：经过大家的思考，这四类信息的数字化均能够实现了。那么数字化到底是什么，也就不难理解了。数字化就是将任何连续变化的信息如图画的线条或声音信号转化为一串分离的单元，在计算机中用0和1表示。数字化的过程就是利用一些必要的仪器设备把各类非数字化的资料采集为声光电等物理信号（也称为模拟信号），再经过采样、量化和数字编码，转换为用二进制数字表示的数字信息，最后进入计算机中存储。

教师总结的过程略。

结束语

其实在学生的思考中已经蕴含了采样、量化和数字编码的概念。在这里教师只需要稍加点拨，学生自然就容易理解了。整节课中都是围绕怎么用数字表示信息这个核心的概念来展开的。学生的表现真的很令教师惊讶，他们真的不是零基础的孩子。我们还需要在信息技术课上为了信息获取的一般过程这么简单的概念说它30分钟吗？怎么样去挖掘技术背后的原理，课程的原理，还是需要老师去思考的。

（编辑：郭桂真）

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1673-8454（2012）22-0039-02