教学设计：《图形图像文件的存储格式及压缩》

1教学设计：《图形图像文件的存储格式及压缩》宁夏中卫中学陆春海一、教材分析本节选自教育科学出版社出版的《多媒体技术应用》第二章《图形、图像》的2.1.3《图形、图像的存储格式》和2.1.4《图形、图像文件的压缩》两小节。本节是在前一节《图形、图像的数字化表示》之后，继续学习图形、图像的存储格式和图形、图像文件的压缩。本节包含两大教学内容：图形、图像的存储格式和图形、图像文件的压缩。主要知识点有：常见图形、图像的格式与特点，数据压缩的基本原理，多媒体文件压缩的宏观原理，图像压缩的基本过程，无损压缩和有损压缩。涉及到的技能操作有：利用画图程序转化图像格式，利用Winrar压缩文件。由于本节课的两大教学内容之间有一定的联系，所以我在设计教学时将其糅合到了一起进行。对于图像压缩的基本过程这个知识点，我认为涉及到的3个部分：变换部分、量化部分和编码部分专业性太强，学生只需要作简单的了解即可。二、学生分析本节课的授课对象一般是高一年级下学期或高二年级的学生，经过了必修的学习，学生获取、加工、存储和利用信息的能力都有所提高。在日常生活中，学生对图像文件的存储格式已经有所了解和应用，尤其是JPG格式，只是缺乏一些理论认识。对于数据的压缩原理，学生是比较陌生的，大多数是第一次接触，但是有些学生使用过Winrar等压缩工具。从学习兴趣来看，学生对于信息技术课上的理论知识没有太大兴趣。三、教学目标2（一）知识与技能：1、比较图像文件常见的3种存储格式（BMP、JPG、ＧＩＦ），知道图形、图像文件存储格式的多样性；２、理解数据压缩的意义；３、了解多媒体文件压缩的宏观原理；４、了解无损压缩和有损压缩的区别。（二）过程与方法：尝试一种实践--观察--分析--阅读--归纳总结的学习方法。（三）情感态度与价值观：感受现代多媒体技术的魅力，了解数据压缩技术在多媒体技术中的重要地位。四、教学重点数据压缩的意义；多媒体文件压缩的宏观原理；无损压缩和有损压缩的区别。五、教学难点多媒体文件压缩的宏观原理；无损压缩和有损压缩的区别。六、教学策略与方法本节课理论知识比较多，学生学习时容易感到枯燥。为了激发学生兴趣，我把课本上的两个实践活动稍加修改，用数据说话，对这两个实践活动所得到的数据进行对比，学生通过观察、对比、分析，很自然地就能得出一个初步的结论。然后通过教师的引导和自己阅读，从实践到理论，完成本节课的学习目标。课时：1课时本节采用实践--观察--分析--阅读--归纳总结为主线的教学方法。3七、教学过程复习引入各种媒体数字化表示的核心是用二进制进行编码。计算机记录位图图像的方式是将整个图像分割成如棋盘状的方格点，进而储存每一个点的信息。每一个方格点我们称为一个像素点。将“实践活动1”文件夹中的“如琴湖.bmp”利用画图程序分别另存为JPG格式和GIF格式，对比其文件大小和清晰度的变化将其记录在29页表2-5中，并根据数据给出结论。聊天引入师：我们在使用电脑时经常会存储和传输图像文件，比如说用数码相机照的照片、从网上下载的精美壁纸、QQ上大家互相发送的QQ表情等等，大家知道这些图像在计算机中都是以什么格式存储的吗？生：ＪＰＧ、ＧＩＦ、ＢＭＰ等。师：在我们的日常生活中，哪一种是使用最为广泛的呢？生：ＪＰＧ。师：究竟ＪＰＧ格式有什么特点使得它备受青睐，变成了目前应用最为广泛的一种图像格式呢，下面我们来做一个实践活动。实践活动1师生总结我们可以发现存储同样的图像信息，ＢＭＰ格式占用空间最大，转换为ＪＰＧ格式后文件体积大小缩小为了原来的十四分之一，而清晰度几乎未受影响。转换为ＧＩＦ格式时会有一定的颜色丢失，文件体积也相应缩小了很多。BMP、JPG、Gif格式对比表教师引导师：对比ＢＭＰ和ＪＰＧ格式的特点，ＪＰＧ格式的文件体积之所以要比ＢＭＰ格式小得多，主要原因是什么？生：压缩。师：你们平常需要压缩文件体积时会怎么做？生：用压缩工具。实践活动2完成30页实践活动（1）。分别对”实践活动2“文件夹中的“图形和图像.doc”和“如琴湖.bmp”进行压缩，填写表2-6。师生总结我们会发现利用Winrar压缩“如琴湖.bmp”，文件体积缩为了原来的一半，而在实践活动1中我们将其转换为JPG格式时，文件体积缩为了原来的十四分之一，用两种方法得到了两种不同的压缩比、两种不同的压缩效果。那么这两种压缩方法的原理是什么，压缩所产生的效果为什么会相差如此大呢？我们可以在我们的课本上找到答案。4请同学们默读课本29页2.1.4图形、图像文件的压缩。要求：抓关键词，可以划出重点词句；集中注意力，边读边思考。思考问题：1、在实践活动1中，我们可以在压缩图像文件体积的同时，保持图像的原有清晰度，原因是什么？2、什么是无损压缩？什么是有损压缩？其区别主要是什么？3、音频和视频之所以能够高质量的进行压缩存储，主要是利用了什么？欣赏“阿凡达预告片.f4v”。默读时间师生总结师：通过阅读，我们可以猜测一下JPG格式采用的是有损压缩还是无损压缩？生：有损压缩师：那么winrar呢？生：无损压缩师：普通的压缩工具比如Winrar采用的是无损压缩，而对于多媒体文件我们完全可以利用其特点采用有损压缩的方式来降低压缩比，比如我们平常所熟知的JPG就是图像格式的一种压缩标准。师生共同解决思考问题1：三个冗余度的存在。放松时刻师生总结师：f4v是目前网上悄然流行的一种视频格式，它所支持的压缩标准的压缩比可以达到1:100，我们可以来看一下刚才我们欣赏的3分半钟的视频，它的文件大小大约为80MB，那么，大家想一下，如果没有数据压缩技术，它所占的体积就在8000MB，接近于8GB了，而我们一个8GB的U盘才能存放3分半钟的电影，这将是一个什么概念。所以，数据压缩的意义在于缩小文件体积，节省存储空间和传输时间。那么，我们大家看到了，图像、视频也包括音频在进行压缩存储后，其质量我们在感觉上并未觉得有所损失，这究竟是为什么呢？师生共同解决思考问题3：视频的压缩原理：利用人眼对某些图像信息的不敏感，或者是图像信息的相关性；运动补偿技术。音频的压缩原理：利用人耳听力范围的有限性，将一些人耳听不到或者不敏感频率范围的声音去掉。师：是不是所有数据都可以用这种损失部分数据的方式进行压缩呢？生：不是。无、有损压缩对比表5八、教学反思本节课的设计以学生为主体，实际教学效果很好，学生参与活动的积极性比较高，一个又一个问题的抛出和解决，激发了学生的学习兴趣，教学目标完图像的数字化表示使得图像信号可以高质量地传输，未压缩的原始文件容量太大，不方便存储、编辑和传输。数据压缩的意义在于缩小文件体积，节省存储空间和传输时间。压缩编码师：我们知道各种媒体数字化表示的核心是用二进制进行编码，除了利用媒体的特点和人类感官系统的有限性进行压缩外，采用不同的编码方式也是数据压缩的一条有效途径。教师对课本上有En=-log2（Pn）的一段课文进行讲解。每个字符在字符串种各自出现的次数并不相等：A:6次B:10次C:3次D:1次原编码：0000010000010110010001010110010100011110新编码：1010010100011001000011000100111110En=-log2（Pn）（Pn∈（0,1））的函数图象：00.511.522.533.500.20.40.60.811.2PnEn符号“B”在整条信息中重复出现的概率最大，所以用来表示它的二进制位数最少，符号“A”次之，“C”和“D”出现的概率最小，用来表示它们的二进制位数最多。师生总结6成地比较好。本节课涉及到的两个实践活动，应该说对于学生来讲不存在困难，然而考虑地区差异，在实际教学中对于操作能力比较差或者自学能力不强的学生，教师可以将大任务分解成小任务，对活动内容进行细化，以降低任务难度，保证教学时间的有效利用。如要完成实践活动1实际上是完成3个小任务：1、用画图程序打开“如琴湖.bmp”，利用“文件”菜单中的“另存为“将其转换为JPG格式；2、用画图程序打开“如琴湖.bmp”，利用“文件”菜单中的“另存为“将其转换为GIF格式；3、分别记录“如琴湖.bmp”、“如琴湖.JPG”、“如琴湖.GIF”三个文件的大小和清晰度，对比给出一个结论。九、板书设计图形、图像文件的存储格式及压缩实践活动1：文件格式文件大小（KB）清晰程度如琴湖.bmp2305***如琴湖.JPG162***如琴湖.GIF220*实践活动2：文件格式压缩前的文件大小（KB）压缩后前的文件大小（KB）压缩比图形和图像.doc2651:5如琴湖.bmp230510311:2En=-log2（Pn）7教学设计《图形图像文件的存储格式及压缩》适用教材：教育科学出版社出版的《多媒体技术应用》作者单位：宁夏中卫中学作者姓名：陆春海电子信箱：[e-mail]手机：[phone]邮编：755000