高中信息技術(shù)多媒體技術(shù)應(yīng)用3.1多媒體作品中的聲音教學(xué)設(shè)計(jì)

高中信息技術(shù)多媒體技術(shù)應(yīng)用3.1多媒體作品中的聲音教學(xué)設(shè)計(jì)一、學(xué)習(xí)任務(wù)分析本節(jié)課主要是引領(lǐng)學(xué)生體驗(yàn)聲音在信息表達(dá)中體現(xiàn)出的特點(diǎn)，學(xué)習(xí)聲音數(shù)字化原理，本章的原理部分與本教材的第二章相街接，技能方面是后續(xù)課程中學(xué)生完成學(xué)習(xí)活動(dòng)所需具備的。因此本節(jié)課的學(xué)習(xí)與該課程的前后有著密切的聯(lián)系。二、學(xué)習(xí)者分析學(xué)生在小學(xué)、初中以及高中信息技術(shù)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)中，已經(jīng)多次進(jìn)行了有關(guān)聲音的簡(jiǎn)單操作，對(duì)聲音有了一些感性認(rèn)識(shí)。但從知識(shí)角度看，學(xué)生對(duì)此還是比較陌生的，從方法看，本課的原理與第二章中圖像的數(shù)字化過(guò)程與方法又有著相似的地方。因此，本課中，應(yīng)較多的采取遷移的方法，其教學(xué)難度與第二章上圖像數(shù)字化原理的教學(xué)要簡(jiǎn)單得多。三、教學(xué)目標(biāo)1．知識(shí)與技能：（1）知道聲音分類（語(yǔ)音、音效、音樂(lè)）（2）了解聲音數(shù)字化過(guò)程（采樣、量化、編碼）（3）能列舉常見(jiàn)的聲音文件格式（4）列舉獲取音頻信息的途徑2．過(guò)程與方法：（1）能通過(guò)實(shí)例分析，了解多媒體作品中的音頻使用情況（2）能從日常生活、學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)或歸納需要利用聲音解決的問(wèn)題3．情感態(tài)度與價(jià)值觀：（1）感受聲音在人類表達(dá)、交流中的重要作用。（2）理解聲音在信息表達(dá)的意義（3）體驗(yàn)數(shù)字音頻對(duì)人的生活帶來(lái)的影響四、教學(xué)過(guò)程環(huán)節(jié)一：利用聲音表達(dá)信息的意義（一）錄像片斷的播放事先教師組織其它班級(jí)學(xué)生錄制一部?jī)扇昼姷男∑?。然后，在本班播放?.將“音量控制”設(shè)置為“全部靜音”，播放錄像。學(xué)生猜測(cè)小品的內(nèi)容。2.取消“音量控制”中的“全部靜音”，重新播放錄像。學(xué)生討論與先前猜測(cè)的內(nèi)容的不同，繼而感受聲音在信息表達(dá)的重要，使學(xué)生體驗(yàn)到聲音與其它媒體組合，使信息的傳遞更加直接和有效。3.組織學(xué)生觀看教師自制的多媒體作品“有聲電影的產(chǎn)生”，使學(xué)生更深刻感受到聲音在信息表達(dá)中的意義。本環(huán)節(jié)目的是感受聲音在人類表達(dá)、交流中的重要作用，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)教學(xué)的情感目標(biāo)。同時(shí)也努力引起學(xué)生對(duì)本課內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生能夠積極主動(dòng)投放到本課的學(xué)習(xí)中來(lái)。環(huán)節(jié)二：利用聲音表達(dá)信息的方法通過(guò)上一環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)聲音表達(dá)信息的意義有了一定的認(rèn)識(shí)，對(duì)利用聲音表達(dá)信息產(chǎn)生強(qiáng)烈興趣，這時(shí)教師不失時(shí)機(jī)引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)聲音作品和包含聲音的多媒體作品進(jìn)行分析，使學(xué)生掌握應(yīng)用聲音表達(dá)信息的方法。為了引導(dǎo)學(xué)生順利完成作品的分析，提高教學(xué)效率，教師先播放其中一部作品，然后向?qū)W生提出如下問(wèn)題，作為學(xué)生學(xué)習(xí)的示范型支架：1.作品中承載信息的媒體有哪些？（圖形、圖像、聲音、文字、字符、符號(hào)……）2.其中使用了哪幾種聲音？（語(yǔ)音、音響、音樂(lè)？）3.聲音的使用方式？（敘述？畫(huà)外音？……）4.聲音在作品中的作用？在此基礎(chǔ)上，組織學(xué)生完成如下活動(dòng)：1.各小組打開(kāi)學(xué)習(xí)資源庫(kù)，觀看其中的作品，分析聲音媒體的使用并利用表格記錄下來(lái)。2.各小組交流討論結(jié)果。教師總結(jié)：多媒體技術(shù)中一種重要媒體來(lái)自聲音，包括語(yǔ)音、音響和音樂(lè)。聲音的作用是直接通過(guò)講話表達(dá)信息、制造某種效果和氣氛、播放音樂(lè)等。本環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)目的是使學(xué)生能通過(guò)實(shí)例分析，了解多媒體作品中的音頻使用情況，了解常見(jiàn)的聲音的類型，能從日常生活、學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)或歸納需要利用聲音解決的問(wèn)題，合理的利用聲音呈現(xiàn)信息、發(fā)表觀點(diǎn)、交流思想。為了使學(xué)生能夠順利完成學(xué)習(xí)任務(wù)，教師首先引領(lǐng)學(xué)生完成一個(gè)作品的分析是十分必要的，它為學(xué)生提供了一個(gè)示范性的學(xué)習(xí)支架。環(huán)節(jié)三：獲取聲音的途徑討論：首先，組織學(xué)生討論，然后由教師進(jìn)行總結(jié)，獲取聲音的途徑大致有以下幾個(gè)方面：將光盤中的文件存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)中將磁盤中的文件存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)中將U盤或移到硬盤中的文件存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)中從網(wǎng)絡(luò)下載通過(guò)話筒將自已的語(yǔ)音錄入到計(jì)算機(jī)中利用錄音機(jī)將磁帶中的內(nèi)容錄制到計(jì)算機(jī)中利用MIDI設(shè)備制備音頻本環(huán)節(jié)使學(xué)生了解數(shù)字音頻信息的獲取方式和途徑，理解聲音信息獲取方式的多樣性。這一環(huán)節(jié)是本人在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況將下節(jié)內(nèi)容提到這里。本環(huán)節(jié)采取討論教學(xué)的方式，在需要同學(xué)們列舉的獲取聲音的途徑中，大部分學(xué)生都有相關(guān)的學(xué)習(xí)或生活經(jīng)驗(yàn)。但每個(gè)同學(xué)的先前經(jīng)驗(yàn)并不一定完整，經(jīng)過(guò)討論，同學(xué)們將自己獨(dú)立的、片面的、零散的理解，綜合為對(duì)知識(shí)的完整的認(rèn)識(shí)。環(huán)節(jié)四：聲音的數(shù)字化在上面總結(jié)聲音采集的7個(gè)途徑中，前4種聲音信號(hào)是以二進(jìn)數(shù)字形式存放在存儲(chǔ)介質(zhì)中的，而第5、6種方式傳輸?shù)铰暱ǘ丝诘男盘?hào)是模擬音頻，第7種是由信息技術(shù)設(shè)備直接制作成的二進(jìn)制信息存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中。這樣通過(guò)“設(shè)疑引學(xué)”提出：“第5、6種方式聲音源本來(lái)是自然的、模擬的聲音，它是如何轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字的音頻保存到計(jì)算中的呢？”引入聲音數(shù)字化的教學(xué)內(nèi)容。聲音的數(shù)字化是本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本環(huán)節(jié)主要采取知識(shí)的遷移，充分利用和不斷推進(jìn)最近發(fā)展區(qū)，啟發(fā)學(xué)生逐漸完成知識(shí)的建構(gòu)。在本環(huán)節(jié)正式教學(xué)之前，可以先組織學(xué)生回憶圖像數(shù)字的原理，充分利用最近發(fā)展區(qū)，為本環(huán)節(jié)的教學(xué)的順利進(jìn)行打好基礎(chǔ)。（一）采樣1．采樣的定義提問(wèn)：我們?cè)趯W(xué)習(xí)圖像的數(shù)字化表示時(shí)，已經(jīng)接觸過(guò)采樣的概念，它是怎樣描述的？與此類似，聲音數(shù)字化過(guò)程中，采樣應(yīng)該怎樣定義？2.采樣的過(guò)程提問(wèn)：圖像數(shù)字化的采樣過(guò)程？那么聲音數(shù)字化過(guò)程中可能是怎樣進(jìn)行采樣呢？聲電轉(zhuǎn)換：提示：話筒是我們生活中最常見(jiàn)的音頻感受器實(shí)驗(yàn)：（1）斷開(kāi)音響揚(yáng)聲器與音響主機(jī)的連接，打開(kāi)主機(jī)機(jī)箱，將調(diào)至“電壓”的萬(wàn)用表與音響設(shè)備的話筒端口相連，插好話筒，接好音響電源。音源（如說(shuō)話）發(fā)出不同聲音，觀察聲音的大小及話筒端口電壓變化的關(guān)系；（2）斷開(kāi)萬(wàn)用表與話筒接口的連接，將示波儀兩個(gè)端口與話筒接口相連。音源發(fā)出不同聲音，利用示波儀觀察話筒接口電壓波形，分析電壓波的振幅與音量（聲波的振幅）的關(guān)系、頻率與音調(diào)（聲波的頻率）的關(guān)系；（3）切斷電源，斷開(kāi)示波器與音響的連接，蓋好主機(jī)機(jī)箱，將揚(yáng)聲器與主機(jī)連接好。（4）小組討論：經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，分析聲波與話筒接口電壓波的關(guān)系。（5）教師總結(jié)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)，聲波通過(guò)話筒轉(zhuǎn)變?yōu)闀r(shí)間上連續(xù)的電壓波，電壓波與聲波的變化規(guī)律是一致的，因此可以利用電壓波來(lái)模擬聲音信號(hào)，這種電壓波被稱為模擬音頻信號(hào)。采樣離散化提示：在數(shù)字化圖像的過(guò)程中，首先將連續(xù)的圖像分割為離散的像素。提問(wèn)：在數(shù)字化聲音時(shí)，我們已經(jīng)通過(guò)話筒將聲波轉(zhuǎn)化為連續(xù)的電信號(hào)。下一步應(yīng)該怎樣做呢？教師展示課件并總結(jié)。（一）量化提問(wèn)：像素量化的方法和依據(jù)？提示：就像人的視覺(jué)一樣，人的聽(tīng)覺(jué)也是有一定的局限性的討論：音頻的量化辦法教師展示課件并總結(jié)。計(jì)算：如果CD音質(zhì)的采樣頻率為44.1kHz，量化位數(shù)為16bit，那么，一首4分鐘CD雙聲道立體聲音樂(lè)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度是多少？更高品質(zhì)的數(shù)字錄音帶，其采樣頻率為48kHz，量化位數(shù)為16bit。這樣一首4分鐘雙聲道立體聲音樂(lè)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度又是多少？有的數(shù)字字音帶甚至采用了96kHz的采樣頻率，用以在最大限度上追求聲音的完美。這樣一首4分鐘雙聲道立體聲音樂(lè)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度又是多少？（一）編碼通過(guò)上步驟的計(jì)算，學(xué)生感受到數(shù)字音頻的數(shù)據(jù)量也是相當(dāng)大的。為了減少數(shù)據(jù)量，方便、順利地利用信息技術(shù)存儲(chǔ)、處理和傳輸數(shù)字音頻，需要采取一定的策略，將數(shù)字音頻序列按照一定格式記錄下來(lái)，這就是數(shù)字音頻的編碼技術(shù)。本部分技術(shù)很復(fù)雜，但又不是重點(diǎn)，教師以講解方式對(duì)其方法及分類進(jìn)行介紹。本環(huán)節(jié)與第二章中圖像數(shù)字化原理的方法非常類似，圖像數(shù)字化原理的理解，對(duì)本章教學(xué)的順利完成有著重要的作用。本環(huán)節(jié)一共三個(gè)部分，這三部分組成了聲音數(shù)字化的完整過(guò)程。第一過(guò)程通過(guò)實(shí)驗(yàn)啟發(fā)學(xué)生理解聲音轉(zhuǎn)化為電信號(hào)原理。然后利用第二章方法的遷移，使學(xué)生很容量理解采樣的原理。第二過(guò)程同樣采用方法的遷移達(dá)成教學(xué)目的，其第五步目的的使學(xué)生更深入理解采樣和量化，使學(xué)生將剛剛獲得的陳述性知識(shí)轉(zhuǎn)化為技能性知識(shí)，同時(shí)向?qū)W生介紹在計(jì)算過(guò)程中需要了解的與采樣、量化相關(guān)的幾個(gè)概念[采樣周期、采樣頻率（采樣率）、量化位數(shù)（或采樣精度、采樣位數(shù)、分辨率）]，同時(shí)使學(xué)生感受數(shù)字音頻數(shù)據(jù)量之大，理解進(jìn)行編碼、壓縮的必要性，為第三過(guò)程的教學(xué)創(chuàng)設(shè)情境。第三過(guò)程主要采取講解法完成。本環(huán)節(jié)的重點(diǎn)是采樣和量化。在進(jìn)行這兩部分教學(xué)時(shí)，可以向?qū)W生展示采樣、量化過(guò)程示意圖（如下圖），這樣使學(xué)生的理解更加形象、直觀。環(huán)節(jié)五：MIDI前面接觸的數(shù)字音頻，利用模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備對(duì)來(lái)自話筒或音響設(shè)備的模擬音頻信號(hào)，進(jìn)行采樣、量化轉(zhuǎn)換成由二進(jìn)制序列表示的數(shù)字音頻。計(jì)算機(jī)中還有一種聲音信號(hào)的獲取方式——MIDI（環(huán)節(jié)三中的第7種采集信息的方式）。學(xué)生在生活中很少接觸MIDI電子琴以外的其它MIDI設(shè)備。在教學(xué)過(guò)程中，一邊向?qū)W生展示各種MIDI設(shè)備，一邊講解MIDI的采集與回放過(guò)程，更好地激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。環(huán)節(jié)六：實(shí)踐為使學(xué)生理解數(shù)字音頻對(duì)人類生活的影響，更好地理解波形音樂(lè)和MIDI音樂(lè)，感受數(shù)字化音樂(lè)的魅力，本節(jié)最后組織學(xué)生完成如下活動(dòng)：列舉生活中應(yīng)用數(shù)字音頻的實(shí)例；欣賞學(xué)習(xí)資源庫(kù)中的MIDI音樂(lè)與波形音樂(lè)，體會(huì)音樂(lè)所表達(dá)的意境，并比較兩種音樂(lè)的異同。利用MIDI軟件輸入一小段音樂(lè)；就像第二章中的圖形和圖像一樣，數(shù)字音頻的產(chǎn)生主要有兩種途徑，一種是由模擬聲音數(shù)字化而來(lái)，另一種是由數(shù)字化設(shè)備制作而成，MIDI就是由第二種途徑產(chǎn)生的。本環(huán)節(jié)內(nèi)容只需學(xué)生感性的有所了解就可以了。環(huán)節(jié)七：總結(jié)今天我們討論了收集聲音信息的途徑，數(shù)字化聲音的產(chǎn)生方式和原理，感受了數(shù)字化音樂(lè)的魅力。一般的聲卡都具有將模擬音頻數(shù)字和接收MIDI信號(hào)的功能，但這不是聲卡的全部功能。課后，同學(xué)們閱讀教材中的3.2.1節(jié)，對(duì)聲卡的功能做一個(gè)比較全面的了解。我們還學(xué)習(xí)了聲音的數(shù)字化原理和MIDI音效的采集與回放過(guò)程。聲音的數(shù)字化原理與前面我們學(xué)習(xí)的圖像數(shù)字化原理很類似，同學(xué)們將這兩個(gè)原理進(jìn)行比照，就更容易理解這部分內(nèi)容。五、案例分析根據(jù)心理學(xué)的研究，先前的學(xué)習(xí)會(huì)對(duì)當(dāng)前的學(xué)習(xí)產(chǎn)生影響，同時(shí)