声音编码
3.1数据编码-声音编码 教学设计 教科版(2019)高中信息技术必修1
数据编码——声音编码、【教材分析】数据编码——声音编码选自人民教育出版社《信息技术》必修一第一单元第二节第三框的内容，这一部分共包括三个小节的内容：文字编码、图像编码、声音编码，本单元的内容包括认识数据和大数据，认识日常生活中形形色色的数据以及数据的编码方式有助于学生进一步的学习相关的知识。
本单元内容是高中信息技术的第一单元第二小节的内容，是学生在初步的认识数据相关概念之后的进一步的深入的学习，本节的内容对学生而言是学生学习进一步的深化，也是学习之后知识的基础。
【学情分析】高一年级的学生正处于形式运算阶段，学生能够将问题抽象化，但是学生初中学习的知识和高中的知识有所脱节，学生学习数据有关的知识点，在前面的知识的学习中，学生们已经知道文字、图像、声音、视频等数据，明白了数据在日常学习和生活中的使用价值，但是这些数据是如何能够被计算机识别并且存储和传递的，他们在存储和传递的过程中有什么样的共同点和什么样的不同点，是本节内容学生需要重点了解和掌握的。
【教学目标】1.感悟声音编码的过程，理解声音采样、量化、编码的流程。
（计算思维）2.能够在理解声音编码方式并能够将所学运用于生活实践。
（信息意识）【教学重难点】1.教学重点：理解声音数字化的采样、量化、编码的过程。
2.教学难点：在理解声音数字化的采样、量化、编码的过程后能够将所学习的知识来解决日常学习和生活中的问题。
【教学过程】到自己说话的声音和录制的声音也是有差异的，请同学们想一想影响因素是什么？3.教师解答播放视频《自己听到的声音和录制的声音为什么不太一样》。
4.正课引入一起学习声音的编码方式对声音的质量有哪些影响。
并结合之前所学的知识思考原因。
学生观看视频深化理解。
1.教师提问要想知道声音编码是如何影响声音质量的，首先要回忆声音是怎么产生的？2.教师解答在初中的物理就学习过，声音是由物体的振动产生的：①振幅：声音响度的强弱。
②频率：声音音调的高低。
（人耳所能听到的频率范围是20HZ～20000HZ）3.引出声音传递和存储方式转变以前声音存储在磁带、黑胶唱片等设备中，是以模拟信号存储和传递的，弊端是在长时间存储和传递的过程中容易失学生稍作思考并集体回答。
1.2数据编码声音编码教学设计人教中图版高中信息技术必修1
3.小组合作作业：
-以小组为单位，选择一个声音编码技术在现实生活中的应用案例进行分析，撰写案例分析报告；
-小组之间进行交流分享，互相学习，提高团队协作能力。
4.创新设计作业：
-鼓励学生发挥创意，设计一个与声音编码相关的项目或产品，要求具有实际意义和可行性；
4.学习方式：学生更倾向于通过实践操作和案例分析的方式学习，对理论知识的学习兴趣相对较弱。
5.合作能力：学生在小组合作中表现出一定的积极性，但在分工、协作、沟通等方面仍有待提高。
针对以上学情分析，教师在教学过程中应注重理论与实践相结合，激发学生的学习兴趣，培养他们的动手操作能力和创新能力，同时加强团队协作能力的培养，提高学生在信息技术领域的综合素质。
3.情感态度与价值观方面：
-培养学生对声音编码技术的兴趣和热情；
-引导学生关注声音编码技术在环保、节能减排等方面的应用，提高他们的社会责任感。
（二）教学设想
1.创设情境，激发兴趣：
-以生活中熟悉的声音现象为例，引入声音编码的概念，激发学生学习兴趣；
-通过展示声音编码技术在音乐制作、语音识别等方面的应用，提高学生对声音编码技术重要性的认识。
4.分层次教学，关注个体差异：
-根据学生的实际情况，设置不同层次的教学目标，使每个学生都能在原有基础上得到提高；
-在教学过程中，关注学生的个体差异，给予个性化指导。
5.情感态度与价值观的培养：
-结合声音编码技术在环保、节能减排等方面的应用，开展主题活动，培养学生的社会责任感；
-强化知识产权意识，引导学生遵循法律法规，养成良好的网络道德素养。
4.培养学生尊重知识产权，遵循法律法规，养成良好的网络道德素养。
3.1数据编码声音编码优秀教学案例教科版高中信息技术必修1
3.介绍常见的声音编码格式，如MP3、WAV等，并分析其优缺点。
4.结合实例，讲解声音编码技术的实际应用，如数字音频处理、多媒体制作等。
（三）学生小组讨论
在讲授新知后，我组织学生进行小组讨论，让学生深入探究数据编码和声音编码的相关问题。具体包括：
5.紧跟发展趋势：结合当前信息技术的发展趋势，向学生介绍一些新兴的声音编码技术，如全景声、杜比音效等。激发学生对信息技术学习的兴趣和热情，培养他们勇于创新的精神。
（三）情感态度与价值观
本节课旨在培养学生对信息技术的兴趣和热情，提高他们对数据编码在现实生活中的认识，具体包括：
1.培养学生对信息技术学习的兴趣，使他们认识到数据编码在现实生活中的重要性。
2.培养学生热爱科学、勇于创新的精神，激发他们对信息技术发展的关注。
3.引导学生关注信息技术在可持续发展方面的作用，提高他们的社会责任感。
2.总结声音编码的原理和方法，让学生掌握关键要点。
3.强调声音编码技术在现实生活中的应用，激发学生的学习兴趣。
（五）作业小结
在课堂总结后，我布置了课后作业，让学生进一步巩固所学知识。具体包括：
1.要求学生完成一道关于数据编码的应用题，提高他们的实际操作能力。
2.布置一篇关于声音编码技术应用的调研报告，培养学生的独立思考能力。
1.提出具有挑战性的问题，引导学生思考数据编码的局限性和发展趋势。
2.设计实践环节，让学生在小组内合作完成声音编码和解码任务。
3.鼓励学生分享心得，培养他们良好的沟通能力和团队协作意识。
（四）总结归纳
在学生小组讨论结束后，我进行了课堂总结，梳理本节课的主要知识点。具体包括：
声音的编码与合成
波形表合成法
预先存储一系列基本波形，通过查表和波形叠加来合成声音 。这种方法音质较高，但存储需求大且灵活性有限。
波形编码合成法
对声音波形进行编码和压缩，然后在解码端还原波形以合成 声音。这种方法可降低存储需求，但可能损失音质。
频率调制合成法
振荡器合成法
使用振荡器生成基本波形，通过调制振荡器的频率、幅度等参数来合成声音。 这种方法可生成丰富的音色，但需要复杂的调制算法。
02
声音编码原理及技术
脉冲编码调制（PCM）
01
02
03
采样
将模拟信号转换为数字信 号的第一步，以固定频率 对模拟信号进行采样，得 到离散的信号样本。
量化
将采样得到的信号样本幅 度近似为最接近的量化级 别，实现幅度值的离散化。
编码
将量化后的样本幅度值转 换为二进制代码，以便于 存储和传输。
差分脉冲编码调制（DPCM）
情感计算与表达
通过分析语音中的情感特征，实现情感的识别和表达，让 机器更加智能地与人类进行交互。
虚拟现实和增强现实领域应用
01
3D音频编码与合成
02
空间音频处理
03
实时音频传输与处理
在虚拟现实中，通过3D音频技术实现 声音的定位和环绕效果，提升用户的 沉浸感。这涉及复杂的音频编码和合 成算法。
在增强现实中，空间音频处理技术可 以将虚拟声音与真实环境声音融合， 使得虚拟对象在听觉上更加逼真。
在虚拟现实和增强现实应用中，需要 实时传输和处理音频数据，以保证用 户体验的流畅性和真实性。这要求高 效的音频编码、传输和解码技术。
06
声音编码与合成技术发展 趋势
更高压缩率和更低失真度方向发展
先进的音频编码算法
《声音的编码》课件
参数编码
01
02
03
04
参数编码定义
通过对声音信号的某些参数进 行提取和编码，以实现声音的
合成或重构。
声道数
单声道、双声道或多声道。
语音合成
通过提取语音特征，生成新的 语音信号。
语音识别
将语音信号转换为文本或命令 。
混合编码
混合编码定义
结合波形编码和参数编码的特 点，以实现更好的压缩效果和
增强音频传输的鲁棒性。
音频处理的安全性
加密技术
对音频数据进行加密处理，以防 止未经授权的访问和篡改。常用
的加密觉的 水印信息，可以追踪音频的来源和 使用情况，增强音频的安全性。
访问控制
实施严格的访问控制策略，限制对 音频数据的访问权限，以防止未经 授权的访问和滥用。
音频传输的稳定性
传输协议
选择可靠的传输协议是保证音频 传输稳定性的关键。例如，RTP （实时传输协议）被广泛用于实 时音频传输，而HTTP渐进式下
载则适合于点播音频传输。
网络适应性
为应对网络波动，音频编码器应 具备动态调整比特率的能力，以
保持音频传输的稳定性。
前向错误纠正编码
通过在音频数据中添加额外的信 息以检测和纠正传输错误，可以
《声音的编码》 ppt课件
contents
目录
• 声音的概述 • 声音的编码技术 • 声音编码的应用 • 声音编码的未来发展 • 声音编码的挑战与解决方案
01
声音的概述
声音的产生
总结词
描述声音产生的原理
详细描述
声音是由物体的振动产生的。当物体振动时，它会使周围的空气分子产生有规 律的振动，这种振动以波的形式传播，形成我们听到的声音。
1.2数据编码-声音编码说课教案2023-2024学年人教_中图版高中信息技术必修1
《数据编码声音编码》说课稿一、说教材《数据编码声音编码》是人民教育出版社地图版《数据与计算》必修1第一章数据与大数据1.2.3数据编码的内容。
本节内容包括“字符编码”、“图像编码”、“声音编码”三个部分，声音编码不仅与前边所学的字符编码图像编码等内容紧密联系，同时也为后面内容的学习打下基础，起到承上启下的作用。
本节课是培养学生信息意识和信息社会责任的重要课程。
我通过研读教材以及课程标准，考虑本单元对应的学科核心素养及需要掌握的核心概念等，聚焦学生发展，在教材原有单元内容的基础上进行梳理和整合。
根据以上情况，我确定了如下的教学目标：1、理解声音数字化的实现过程，知道采样、量化、编码三个步骤（信息意识）2、知道音频质量的影响因素，掌握音频存储容量的计算方法，能够选择合适的工具解决常见问题。
（计算思维、数字化学习与创新）3、通过学习数字音频的价值认识到声音信息安全风险，尊重他人的知识版权，承担信息社会责任。
（信息社会责任）根据教材内容和教学目标，我把本课的教学重点确定为声音编码的实现过程。
依据学生的身心发展和认知结构，我将本课的教学难点确定为音频质量的影响因素。
二、说学情本节课教学对象为高一学生，他们已经具有一定的逻辑思维能力，喜欢具有挑战的任务，他们出生并成长在数字化信息时代，多年的生活和学习经验使他们具备了一定的信息素养。
他们能熟练得使用各类数字化工具，但是相对各种各样的数字媒体内容，对于其背后的技术和原理却知之甚少。
根据以上情况我制定了以下解决对策：激发学生兴趣：通过微信语音聊天声音的变化引入新课。
营造求知氛围：通过四个探究活动引导学生学习新知。
三、说教法信息技术课是以培养学生的信息素养为宗旨，来培养学生的获取信息、处理信息、运用信息的能力。
强调学生的自主学习和探究学习。
因此，对于本节信息技术教学，为了更好地突出本节课的重点、突破难点，我通过以下教学方法化学生被动学习为主动愉快学习。
我采用的教学方法是：1．任务驱动法在讲解知识点的同时，利用事先设计好的任务单引导他们去完成，他们在完成任务的同时，掌握新课的内容，解决重点难点问题。
《第4课 声音编码》教学设计教学反思
《声音编码》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 知识与技能：了解声音的基本观点，理解声音的数字化过程，掌握声音的编码方式。
2. 过程与方法：通过实际操作，掌握如何将声音文件进行编码处理。
3. 情感态度与价值观：培养学生对信息技术学科的兴趣，增强学生对于声音数字化技术的认识。
二、教学重难点1. 教学重点：掌握声音的编码方式，理解声音的数字化过程，能够进行简单的声音编码操作。
2. 教学难点：如何将生活中的声音进行编码处理，如何理解声音的数字化原理。
三、教学准备1. 硬件设备：计算机、耳机、麦克风、声卡等。
2. 软件环境：安装有录音软件、音频编辑软件、多媒体播放器等。
3. 素材：准备一些生活中的声音文件（如鸟叫声、水流声等），以及一些音乐和语音文件。
4. 教室互动工具：用于学生参与教室讨论和提问。
四、教学过程：（一）导入新课1. 同砚们，你们喜欢听故事吗？那老师就给大家讲一个有趣的故事吧！（播放故事音频）2. 听完故事，大家有什么想说的吗？3. 对，故事中的人物和情节我们听得清清楚楚，但是，如果故事需要我们拿着放大器去听，那会怎么样呢？这就是我们今天要学习的内容——声音编码。
（二）探究新知1. 认识声音文件（1）播放一段杂音较多的声音文件，请学生尝试修复。
（2）学生讨论、交流。
（3）教师介绍声音文件的基本知识，包括：声音文件需要数字化、压缩编码、存储格式等。
2. 学习声音编码（1）教师介绍声音编码的基本观点和作用。
（2）通过实例讲解不同编码方式的特点和适用途景。
（3）介绍常见的声音编码格式及其特点。
（三）实践操作1. 小组合作，尝试应用不同的声音编码格式保存音频文件。
2. 将保存好的音频文件发给教师或上传到班级学习平台，由教师评判、反馈。
3. 根据教师的反馈，小组内讨论、交流，总结经验教训。
（四）教室小结1. 教师总结声音编码的基本知识和实践操作要点。
2. 鼓励学生在平时生活中多尝试应用声音编码技术，提高自己的信息素养。
声音编码
计算机中常见的声音文件格式
2.wav格式（无损的音乐）
存放的是对模拟声音波形经数字化采样、量化和编 码后得到的音频数据。原本由声音波形而来，所以WAV 文件又称波形文件。WAV文件对声源类型的包容性强， 只要是声音波形，不管是语音、乐音，还是各种各样的声 响，甚至于噪音都可以用WAV格式记录并重放。当采样 频率达到44.1kHz、量化采用16位并采用双通道记录时， 就可以获得CD品质的声音。WAV文件是Windows环境中 使用的标准波形声音文件格式 。
2.有损压缩
对压缩后的数据进行还原，还原后的数据没有原来的精确，质量 有所损失，但不会导致人们对原始数据表达的信息产生误解。 常见格式：mp3, jpg , mpeg， ……
这样就能把以数字表达的声音还原成原来的声音）
声卡
质量 电话 AM FM CD DAT
采样频率 (kHz)
8 11.025 22.050 44.1 48
量化位数 单声道/立 (未压缩的) 频率范围 (bit/s) (Hz) 体声 数据率(kb/s)
8 8 16 16 16 单声道 单声道 立体声 立体声 立体声 64.0 88.2 705.6 1411.2 1536.0 200～3 400 50～7000 20～ 15000
计算机中常见的声音文件格式
5.ra格式（流动的旋律）
这种格式真可谓是网络的灵魂，强大的压缩量和极 小的失真使其在众多格式中脱颖而出。和MP3相同，它也 是为了解决网络传输带宽资源而设计的，因此主要目标是 压缩比和容错性，其次才是音质。
计算机中常见的声音文件格式
6.wma格式（最具实力的敌人）
是微软开发的音频格式，可以使用windows media player播放。音质要强于MP3格式，更远胜于RA格式，是以 减少数据流量但保持音质的方法来达到比MP3压缩率更高 的目的，WMA的压缩率一般都可以达到1：18左右。
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处理码（汉字机内码） 计算机内部处理汉字信息 一个汉字占两个字节 ，一个字节用两个十六进 制表示；汉字以字母开头。 例：
输出显示或打印汉字时，系统使用的是汉字 的______ B 。 A、机内码 B、字形码 C、输入码 D、输出码 字形码 对汉字字形的编码 不存在输出码
1.UltraEdit软件打开记事本的“奥运ABC”,结 果显示“B0C2D4CB414243”,请问“B”字的十 六进制编码为（ D ） A.B0B2 B. D4CB C.41 D. 42
进制变换
二进制转十进制 十六进制转十进制 十进制转二进制 十进制转十六进制 二进制转十六进制 十六进制转二进制
将10110101B转换成十六进制 1011 0101B 11 5 H B 5 H 将D4H转换成二进制 D 4 H 1101 0100 B
字符编码
1、在下列字符中，其ASCII码值最小的一个 A 。 是______ A、9 B、p C、Z D、a
量化
分级量化 按整个模拟电 压变化的最大 幅度划分成几 个区段，把落 在某个区段的 采样到的样本 值归成一类， 并给出相应的 量化值。
声音的质量取决于采样频率和量化分级的细 密程度。 采样频率越高，量化的分辨率越高，所得数 字化的声音的保真程度也越好，存储容量也 越大。
未经压缩的声音的存储容量 =采样频率×量化位数×声道×时间/8（B） 常见的量化位数有8bit,16bit,32bit 存储容量单位有B、KB、MB、GB、TB 1B=8b 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB
汉字编码
1.怎样将数字输入计算机？ 2.在计算机内部怎样处理汉字？ 3.在计算机各系统之间怎样交换汉字信息？ 4.计算机怎样实现汉字的输出显示？
汉字字形的自动识别 自动识别方式 汉字字音的自动识别 音码 形码 输入码（外码） 音形码 形音码
汉字输入
交换码（区位码） 不同设备之间 的汉字信息交 换
声音数字化
传感器 进行能量方式的的转化，把物理量的变化 转化成电流电压的变化形式
声音数字化
模拟声音信号 模数转换（A/D转换） 采样 量化 数字信号 数模转换（D/A转换） 模拟声音信号
采样
按一定的频率，即每隔一小段时间，测得 模拟信号的模拟量值。
采样频率 例：CD采用的采样频率是44.1kHz =每秒钟要采样44100次