声音文件的数字化.doc

声音数字化扬子中学信息组 陈凯博教材分析 这一部分教学内容在华师大版教材中属于第一章中的第二节信息与数字化里的内容，是第一章中的重点，同时也是难点。教材把这部分内容安排在“字符编码”和“汉字编码”之后，要求学生在熟练掌握二进制与十进制相互转换的基础上，先对字符及汉字等较为简单的编码方式有所了解，然后再学习声音编码，这样既符合学生循序渐进的认知规律，又能在学习的过程中加深对二进制的理解。在地图版教材中，这部分内容属于第一章中的第三节，同样安排在ASCII码和汉字编码之后。这部分内容在信息数字化中属于较难的部分。学情分析 学生在本节课以前已学习了二进制的概念及二进制与十进制的转换方法，并能对字符和汉字进行编码。本节课在此基础上继续深入学习声音编码。在学习新知识的同时巩固旧知识，加深对二进制的理解及各种信息编码的理解。首先要让学生明白声音是振动产生的，是一种通过声波传递的连续变化的模拟信号，再让他们体会采样和量化，并由此理解声音的编码过程。由于学生刚刚接触二进制，采样、量化的概念又比较抽象，又涉及声波等物理知识，所以理解起来有一定的难度。教学目标1、知识与技能：1) 知道声音是振动产生的波。2) 知道模拟量和数字量的概念。3) 理解声音数字化的基本过程，能分析“采样频率”、“量化位数”和音质及数据量间的关系。2、过程与方法:1) 通过录制各种声音，体会声音数字化的过程。2) 通过实验结果分析采样频率、量化位数与数据量及音质间的关系。3) 通过总结声音数字化的规律，能够解决实际生活中一些与之相关的问题。3、情感态度与价值观1) 通过实验，动手实践，录制声音，提高学习兴趣，激发探究欲望，为今后继续学习信息的数字化打下基础。2) 认识采样的思想实质就是“微分”的思想，愿意通过自己的思考来理解“数字化”的过程。教学重点及难点采样、量化教学方法多媒体课件、电子教室、合作式学习 教学过程环节教师活动学生活动设计意图课堂引入1、计算机内部采用采用二进制数进行运算和存储。2、要使用计算机进行信息处理，首先要把待处理的信息用二进制数来表示。3、在学习声音的数字化之前，先复习两个知识： 声音是怎样产生的？ 声音是怎样传播的？（声音是振动产生的，并通过声波传播）4、怎样表示声波？用一根连续变化的曲线来表示（声音是一种模拟信号）5、声音怎样数字化？为了说明问题，录制一段声音到电脑里，观察一下，数字化以后得到的波形是否跟原始的模拟信号一致。录制声音需要话筒，话筒要接到电脑里的声卡接口上。声音的数字化需要声卡。学生思考回答问题，复习以前学过的有关物理知识。引出本课的课题，让学生了解本课要学习的内容。知识新授录制一段3秒钟的声音，并在CoolEdit中查看声音的波形提问：录制得到的波形跟原始的模拟声波一样吗?将波形放大，数字化后得到的波形与原始的模拟信号不一样。原始的模拟信号是光滑的，连续的，而数字化以后的波形是由一个个点连接得到的。这些点哪里来？从原始声波上采集得到。我们叫采样。采样得到的这些点的值都要以二进制数的形式保存在电脑里，我们叫量化。声音的数字化通过采样和量化两个步骤实现。（PPT上给出采样量化的概念。）采样：从声波上采集信号的样本。每秒钟的采样样本数称为采样频率，单位为Hz。量化：将采集到的样本值转化为二进制数。观察波形并回答问题。引出采样、量化的概念，了解声音数字化的过程任务一1、如图1所示，每隔0.2秒采集一个样本，则采样频率为 _Hz。2、将图中的5个采样点进行量化，标注在图1对应的采样点上方。3、第四、第五个点应如何量化？取近似值，第四个采样点看成4，第五个采样点看成10。4、将5个采样点用直线连起来，比较连接得到的波形和原始的声波。发现存在误差。5、有什么办法可以减少误差？缩小y轴刻度之间的间隔距离，将y轴的刻度从0到31分为32个等级。（音质同量化位数有关）6、数字化波形同原始模拟声波不太吻合，如何解决？提高采样频率，每隔0.1秒采样一次。（音质和采样频率有关）完成5个采样点的量化，并思考如何使数字化后的波形和原始模拟声波接近。了解数字化的音质和什么有关。任务二二、录制5段声音，时长各为3秒编号采样频率量化位数声道数音量保存文件名文件大小音质44100Hz16位立体声正常说话a1.wav好、中、差4410Hz16位立体声正常说话a2.wav好、中、差44100Hz 8位立体声正常说话a3.wav好、中、差44100Hz 16位单声道正常说话a4.wav好、中、差44100Hz 16位立体声大声说话a5.wav/根据实验结果，完成以下问题：1、 比较a1.wav与a2.wav的文件大小：采样频率越高，声音的数据量越_(填大或小)2、 比较a1.wav与a3.wav的文件大小：量化位数越多，声音的数据量越_(填大或小)3、 比较a1.wav与a4.wav的文件大小，声音数据量和声道数有关吗？答：_(填有关或无关）4、 比较a1.wav与a5.wav的文件大小，声音数据量和音量高低有关吗？答：_(填有关或无关）计算公式：声音数据量(B)=_。任务三小明非常喜欢听鸟叔的江南Style，并从网上下载了音质较好的wav格式版本（采样频率为44.1kHz，量化位数为16位，立体声，时长为3分39秒）。1、请你帮小明计算一下，这首歌曲的数据量为多大？（列公式）2、小明想保存到自己的U盘里，但发现U盘只剩下5MB的存储空间。请你帮小明想个方案，怎样调整歌曲的采样频率和量化位数，才能存储进U盘？(要求：保持wav格式不变，且调整以后音质不能太差）。方案：采样频率调整为_Hz，量化位数调整为_位。文件大小变为_。在CoolEdit中操作实现。巩固任务二实验所得的结论。课堂总结1. 声音的数字化通过采样和量化两个步骤来实现。2. 采样：从声波上采集信号的样本。每秒钟的采样样本数称为采样频率，单位为Hz。3. 量化：将采集到的样本值转化为二进制数。4. 采样频率越高，量化位数越多，音质越好。5. 采样频率越高，量化位数越多，数据量越大。作业对某段音乐分别采用下列不同的采样频率和量化级数进行数字化，完成后的音频文件容量最小的是：_。A