图像的数字化表示

第二章图形、图像

案例一

图像的数字化表示

（一）学习任务分析

本节课主要是向学生介绍在信息技术设备中存储的图像是如何用数字形式表示出来的。包括两部分：1.图像的分割，即以像素为基本单元，组成数字化图像；2.像素的数字化表示方法。本节课的教学的顺利完成，对后续的课堂教学有着重要奠定基础的作用。它是本课程理论部分教学的重点。

（二）学习者分析

学生没有相关或类似先前经验，甚至由于初中的应试教育，导致学生对信息技术的更基础的二进制数字还相当陌生，因此，对学生进行课前针对性的补习辅导十分必要。

（三）学习目标分析

1．知识与技能

（1）了解图像在多媒体技术中的表示方法

（2）理解图像数字化表示的相关概念

（3）能够估算图像在计算机中存储的大小

2．过程与方法

（1）体会图形、图像的视觉意义

（2）认识图形、图像表达信息的效果与特点

（3）能主动利用数字化图像解决日常生活、学习中遇到的的问题

（4）能主动利用数字化图像呈现信息、发表观点、交流思想、开展合作

3．情感态度与价值观

（1）通过观看演示文稿，使学生感受图像在信息表达的独特作用，激发学生探求

图像处理技术的欲望

（2）感受数字化图像对日常生活的影响

（3）引导学生负责地、健康地使用信息技术

（四）教学策略的选择与设计

教法：为了帮助学生正确理解图像的数字化表示方法，教师在每个教师环节努力为学生创设一个鲜活的教学情境，集中学生注意力，并激发学生学习兴趣，提出由浅入深、由表及里、循序渐进的启发性问题引起思考。教学活动以启发式教学为主，根据各环节教学内容，灵活运用各种教学策略。

学法：独立思考与小组讨论，通过一些计算强化对概念和方法的理解

（五）教学程序设计

环节一：引入课题、体验和认识图像的信息化表达

（一）课题的引入，依次提出如下问题：

1．信息是以什么形式存储在计算机中?

2．信息的载体有哪些形式？

3．图像以什么形式存储在计算机中？

4．我们要利用现代的信息技术存储、加工、传递图像，需要对图像进行如何处理？

这四个问题中，第1、2问题是两个先前经验(在课前补习已经知道、在信息技术基础的学习中已经知道)，在此基础上，通过对第三个问题的回答，得出（构建）对新问题的理解（新的知识的意义），而第4个问题的回答，引出的本节的课题（板书：图像的数字化表示）。本步骤教学中，采用先行组织者策略，通过由上位到下位的几个问题，一步一步进行启发，使学生很快理解图像数字化的概念。

（二）数字化图像的体验

播放一组主题为“举重”的图像，组织学生讨论运动员在举重比赛过程中，抓举前、抓举中、抓举成功以及在领奖台上的表现，使学生在100秒的图像播放中，感受到丰富、细腻、真实的情感表达。

本步骤实现信息技术新课标中的情感目标，以及“多媒体技术应用”模块目标中的“体验和认识利用多媒体技术呈现信息、交流思想的生动性和有效性”。从而激发学生的学习动机，促使学生积极、主动地构建新的知识的意义。

本步骤还为下一教学环节提供了一个鲜活的问题情境。

环节二：像素的概念

1．情境创设

本环节的情境与上环节情境相承接，在学生被运动员的奋力拼博、挑战自我、冲击极限的精神深深感染时，告诉学生还有几张更好的照片，因为某种原因，没有放入演示文稿，激发学生观看这些图像并发现问题的强烈愿望。

2．发现问题

在此情境下，组织学生打开事先已存入服务器中的这些图像，在教师的引导下、学生通过操作、观察，发现没有放入演示文稿的原由：

（1）这些图像太小

（2）这些图像放大后，发生模糊

3．问题启发，理解概念

然后，再组织学生利用编辑软件，打开这些图像，再反复放大，缩小，通过操作、观察，提出问题：

（1）存储在计算机中的这几幅图像是由什么组成的？

（2）为什么这几张图像小？

这两个问题为启发学生理解像素的概念，提供了问题性支架。其中问题（1）引出像素的概念；问题（2）启发学生加深对像素概念的理解。

4．列举生活实例

请学生列举生活中接触到像素的实例，并提问：

（1）你接触到的数字图像设备是多少像素的？

（2）作为数字图像设备的重要指标，为什么像素数越大越好？

本步骤强化对知识的理解，并实现多媒体技术模块的课程目标中：“关注多媒体技术对人们的学习、工作、生活的影响”、及“了解多媒体技术在数字化信息环境中普遍性。

环节三：像素的数字化

通过上一环节的学习，学生知道数字化图像是由像素组成的，这样探讨图像的数字化表示，只需要探讨像素的数字化表示方法。

本环节是本节课的重点，也是本节课的难点。学生没有先前的相关或类似的经验，且学生对二进制没有真正消化理解，只有课前临时性的补充，只具备感性的、表面的认识。为此，本环节采取由浅入深、循序渐近、通过问题启发，逐步推进最近发展区的策略。为了激发学生学习兴趣，使学生能够仔细观察思考，沿着老师所引导的路线一步一步地摸索下去，从而实现教学目标。本环节以学生普遍喜欢的一个明星照作为素材，并进行处理，形成四个图像作为学习情境，并作为学生观察分析的支架。

(一)单色位图的数字化

1．创设情境（展示图片）：

2．在此情境下，依次提问

（1）图像特点？

（2）图像中每个像素的特点？

（3）每个像素如何用二进制表示？

本过程中提供的情境是最简单的数字图像，在启发学生回答第二个问题时，为帮助学生观察、分析，将图片放大并为像素加边框线，如图。

在启发学生回答第三个问题时，为帮助学生直观、形象理解每个像素的数字化表示方法，为学生播放如下图。