全国中小学信息技术课程教学案例大赛获奖作品《比特与图像》教学设计【参赛稿】

《比特与图像》

运用游程编码的方式表示图像

本课主要采用启发式教学法，配合教师讲授和学生自主探究的教学方法。

教学环境多媒体教室

教学资源多媒体课件、纸质学习资料

环节教学过程

计算机作为多媒体设备可以以文字、声音、影像等不同的形

式存储和表达各种各样的信息。它在存储数字、字符的同

时，也具备存储和显示各种各样图像的功能。例如：照相机

拍摄的图像,电影的片段、网页上的

图像，甚至包括计算机中的图标和字母也算是体积较小的图像。

讣算机由于自身的特性只能识别和处理由0和1组成的二

进制代码，计算机中的数据也无一例外都以成组的0和1的形式

存储，自然也包含图像。这样的一个1 或0是计算机存储的最小

单元称为比特。

回顾复习

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在汁算机内部图像到底是如何存储和传递？比特

教学难点

教学方法

学生活动设计意图

通过计算机

图像实例引入，激

发学生的学习兴

趣。

问题导入

思考并回答问题。

回顾比特的基

础知识，自然引岀

“比特与图像” 的

课题。

与图像又有什么样的联系？

我们今天一起来探索比特与图像。

明确课题比特与图像

图像的基本组成

像素是构成图像最基本的元素。

黑白图像的表示

在最简单的黑白图像中，每个像素只有两种值：非黑即

白。当计算机储存这样的图像时，只需用数字0、 1记录图

像中哪些是黑点，哪些是白点。

【任务】利用1、0对图像的每一行进行编码。

用数字表示图像的过程是对图像的编码。

计算机内部承载的所有信息都用数字0和1表示。

7个0和1的组合成为7个比特。

图像的体积大小与它占据的比特数量相关。

三、游程编码与解码

利用图像编码的方式存储像素较高的图像时，将会占用

过多的比特，导致占据较多空间以及传输速率较慢

放大图像并观察一＞最终呈现出小方块思考并听讲。让学生直观形

象的理解像素是图

像的基本元素。

学习新知

思考并回答。

将0. 1与黑白

像素联系，引入用

比特表示图像的方

法，让学生建立二

进制与计算机图像

的联系。

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的问题C因此，人们发明了许多不同的方法来减少储存或发

送图像需要占用的体积。

【观看视频】图像压缩

利用图像中大块连续的白色像素以及连续的黑色像素的

特点，记录下每个白色或黑色像素连续区块的长度并进行编

码的方式称作游程编码。

编码规则：

1•以白色像素开始计数。

2.记录相同颜色像素的数量。

【任务】利用游程编码的方式对图像进行编码。

观看视频。

思考并回答。

利用视频生动

形象的引入相对较

难的“游程编码”

概念，让学生易于

理解。同时，教学

媒体的转换, 吸引

了学生的注意力，

激发学生的兴趣。

巩固新知【练习】利用纸质材料进行图像编码、解码练习。编码与解码。

游程编码的优势

由于游程的长度在计算机中也是二进制数表示的，因

此对于具有连续多个相同颜色像素的图像来说，使用游程编

码的方式可以压缩文件的体积。

知识提升

初才亢 +迪制

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思考与理解。

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应用现有的

知识进行练习。

对课堂活动做

总结提升，引发学

生对图像编码的深

入思考。

例如：9个连续白色像素可以用二进制数1001表

示，那么相比1像素对应1比特的编码方式，游程编码就节

约了 5个比特。

除此以外，还有很多编码方式，如：LZW编码、哈夫曼

编码、算术编码、变换编码等，等待着同学们去探索。

归纳总结

1・知道图像的基本组成单位是像素。

2.认识图像在计算机的存储与表示。

A.运用比特表示黑白图像。

B•理解游程编码的过程。

总结回顾。

拓宽学生关于

编码的知识，激发

进一步探索图像编

码的兴趣

回顾本节课的

重点知识。并将知

识迁移到日常生活

中。

拓展思考

板书设计

如何编码彩色图像呢?

课后思芳

比特与图像

一、像素

pixel = picture + element

二、图像的编码

1标准编码（像素-比特）

2游程编码

3其他编码

本节课的创新之处在于：

第一，在上课伊始采用各类图像实例来吸引学生的注意力，引导学生思考图像在计算机内部的 存储于表示，在激发学生的学习兴趣的同时，回顾比特与二进制的相关知识。

第二，本节课就同一实例“心形图像”展开分析和讨论，从比特与像素一一对应的编码方式到 游程编码再

到彩色图像编码，由简单到复杂，难度循序渐进，引导学生深入思考，符合学生的认知 规律，让学生逐步理解用数字表示图像，即图像的编码的过程。学生在体验从编码图像和解码恢复 图像时，不仅综合运用本巧课的新知识，也了解了计算机内部对图像的存储和表示，逐渐地实现了 教学目标。通过观看视频、教师提问引发思考、引导实践、纠错分析、独立自主练习等方式，不断 强化教学重点。通过引导学生对实践活动进行总结，对出现的问题及时反思，逐步突破教学难点。

第三个创新之处在于运用不插电的方式学习汁算机原理知识：借鉴了国外Computer Science Unplugged （不插电计算机科学）教林 整节课以由像素组成“心形图像”贯穿始终，将抽象枯燥 的"编码”知识趣味化、直观化。教学最后一个环节回归到本课的课题“比特与图像”这个问题, 引导学生分析游程编码中的长度任计算机内部也是以比特的形式表示，深化对比特与图像的理解。

本右课学生的参与度高，教学效果好。在一个个问题的启发下，学生积极思考，动手实践，自 主解决问题。通过本次的教学实践，我领悟到在教学过程中，教师的提问和任务的设计要有梯度、 有目的性。提问不在多，而在精，能够引发学生在已有的知识上进行思考并能将新旧知识建立联系 为好。这就建立在对学生学情的充分了解和对教学内容的深入挖掘。后续的教学内容和活动设汁如

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教学反思