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第三章多媒体作品中的声音


第三章
(一)学习任务分析

多媒体作品中的声音

本节课主要是引领学生体验声音在信息表达中体现出的特点, 学习声音数字 化原理, 本章的原理部分与本教 材的第二章相街接, 技能方面是后续课程中学 生完成学习活动所需具备的。 因此本节课的学习与该课程的前后有 着密切的联 系。

(二)学习者分析
学生在小学、初中信息技术基础课程学习中,已经多次进行了有关声音的简 单操作,对声音有了一些感性认识。但从知识角度看,学生对此还是比较陌生的, 从方法看,本课的原理与第二章中图像的数字化过程 与方法又有着相似的地方。 因此,本课中,应较多的采取迁移的方法,其教学难度与第二章上图像数字化原 理的 教学要简单得多。

(三)教学目标
1.知识与技能 (1)知道声音分类(语音、音效、音乐) (2)了解声音数字化过程(采样、量化、编码) (3)能列举常见的声音文件格式 (4)列举获取音频信息的途径 2.过程与方法 (1)能通过实例分析,了解多媒体作品中的音频使用情况 (2)能从日常生活、学习中发现或归纳需要利用声音解决的问题 3.情感态度与价值观 (1)感受声音在人类表达、交流中的重要作用。 (2)理解声音在信息表达的意义 (3)体验数字音频对人的生活带来的影响

(四)教学过程
环节一: 利用声音表达信息的意义 录像片断的播放 事先教师组织其它班级学生录制一部两三分钟的小品。然 后,在本班播放。 1. 将“音量控制”设臵为“全部静音” ,播放录像。学生猜测小 品的内容 2. 取消“音量控制”中的“全部静音” ,重新播放录像。学生讨论与先前 猜测的内容的不同,继而感受声音在信息表达的重要,使学生体验到声音与其它 媒体组合,使信息的传递更加直接和有效。 3. 组织学生观看教师自制的多媒体 作品“有声电影的产生” ,使学生更深刻感受到声音在信息表达中的意 义。 本环 节目的是感受声音在人类表达、交流中的重要作用,实现信息技术教学的情感目 标。同时也努力引起学 生对本课内容的学习兴趣,使学生能够积极主动投放到本 课的学习中来。 环节二:利用声音表达信息的方法 通过上一环节的学习,学生对声音表达信息的意义有了一定的认识,对利用

声音表达信息产生强烈兴趣,这 时教师不失时机引导学生通过对声音作品和包含 声音的多媒体作品进行分析, 使学生掌握应用声音表达信息的方 法。为了引导 学生顺利完成作品的分析,提高教学效率,教师先播放其中一部作品,然后向学 生提出如下问题, 作为学生学习的示范型支架: 1. 作品中承载信息的媒体有 哪些?(图形、图像、声音、文字、字符、符号……) 2. 其中使用了哪几种声 音? (语音、 音响、 音乐?) 3. 声音的使用方式? (叙述?画外音?……) 4. 声 音在作品中的作用? 在此基础上,组织学生完成如下活动: 1. 各小组打开学习 资源库,观看其中的作品,分析声音媒体的使用并利用表格记录下来。 2. 各小组 交流讨论结果。 教师总结:多媒体技术中一种重要媒体来自声音,包括语音、音 响和音乐。声音的作用是直接通过讲话表达 信息、制造某种效果和气氛、播放音 乐等。 本环节设计目的是使学生能通过实例分析,了解多媒体作品中的音频使用 情况,了解常见的声音的类型,能 从日常生活、学习中发现或归纳需要利用声音 解决的问题,合理的利用声音呈现信息、发表观点、交流思想。为 了使学生能够 顺利完成学习任务, 教师首先引领学生完成一个作品的分析是十分必要的, 它 为学生提供了一个示 范性的学习支架。 环节三:获取声音的途径 讨论:首先,组织学生讨论,然后由教师进行总结,获取声音的途径大致有 以下几个方面: 1. 将光盘中的文件存储到计算机中 2. 将磁盘中的文件存储计算 机中 3. 将 U 盘或移到硬盘中的文件存储到计算机中 4. 从网络下载 5. 通过话 筒将自已的语音录入到计算机中 6. 利用录音机将磁带中的内容录制到计算机中 7. 利用 MIDI 设备制备音频 本环节使学生了解数字音频信息的获取方式和途 径, 理解声音信息获取方式的多样性。 这一环节是本人在教 学设计时,根据实 际情况将下节内容提到这里。本环节采取讨论教学的方式,在需要同学们列举的 获取声音的途 径中,大部分学生都有相关的学习或生活经验。但每个同学的先前 经验并不一定完整,经过讨论,同学们将自己 独立的、片面的、零散的理解,综 合为对知识的完整的认识。 环节四:声音的数字化 在上面总结声音采集的 7 个途径中,前 4 种声音信号是以二进数字形式存 放在存储介质中的,而第 5、6 种 方式传输到声卡端口的信号是模拟音频,第 7 种是由信息技术设备直接制作成的二进制信息存储在计算机中。 这样通过“设疑 引学”提出: “第 5、6 种方式声音源本来是自然的、模拟的声音,它是如何转变 为数字的音 频保存到计算中的呢?”引入声音数字化的教学内容。 声音的数字化 是本节课的重点和难点。本环节主要采取知识的迁移,充分利用和不断推进最近 发展区,启发 学生逐渐完成知识的建构。 在本环节正式教学之前, 可以先组织 学生回忆图像数字的原理, 充分利用最近发展区, 为本环节的教学的顺利进行 打好基础。 (一) 采样 1.采样的定义 提问: 我们在学习图像的数字化表示时,已经 接触过采样的概念,它是怎样描述的? 与此类似,声音数字化过程中,采样应该 怎样定义? 2. 采样的过程 提问: 图像数字化的采样过程? 那么声音数字化 过程中可能是怎样进行采样呢? 声电转换: 提示:话筒是我们生活中最常见的 音频感受器实验: (1)断开音响扬声器与音响主机的连接,打开主机机箱,将 调至“电压”的万用表与音响设备的话筒 端口相连,插好话筒,接好音响电源。音 源(如说话)发出不同声音,观察声音的大小及话筒端口电 压变化的关系; (2) 断开万用表与话筒接口的连接,将示波仪两个端口与话筒接口相连。音源发出不

同声音,利用示 波仪观察话筒接口电压波形,分析电压波的振幅与音量(声波的 振幅)的关系、频率与音调(声波的 频率)的关系; (3)切断电源,断开示波 器与音响的连接,盖好主机机箱,将扬声器与主机连接好。 (4)小组讨论:经 过实验,分析声波与话筒接口电压波的关系。 (5)教师总结: 通过实验,我们 发现,声波通过话筒转变为时间上连续的电压波,电压波与声波的变化规律是一 致 的,因此可以利用电压波来模拟声音信号,这种电压波被称为模拟音频信号。 3.采样离散化 提示:在数字化图像的过程中,首先将连续的图像分割为离散的 像素。 提问: 在数字化声音时,我们已经通过话筒将声波转化为连续的电信号。 下一步应该怎样做呢? 4.教师展示课件并总结。 (二) 量化 提问:像素量化的方法和依据? 提示:就像人的视觉一样,人 的听觉也是有一定的局限性的 讨论:音频的量化办法 教师展示课件并总结。 计 算: (1)如果 CD 音质的采样频率为 44.1kHz,量化位数为 16bit,那么,一 首 4 分钟 CD 双声道立体声 音乐的数据长度是多少? (2)更高品质的数字录 音带,其采样频率为 48kHz,量化位数为 16bit。这样一首 4 分钟双声道立 体声 音乐的数据长度又是多少? (3) 有的数字字音带甚至采用了 96kHz 的采样频率, 用以在最大限度上追求声音的完美。这样一 首 4 分钟双声道立体声音乐的数据 长度又是多少? (三) 编码 通过上步骤的计算,学生感受到数字音频的数据量也是相当大 的。为了减少数据量,方便、顺利地利用信息 技术存储、处理和传输数字音频, 需要采取一定的策略,将数字音频序列按照一定格式记录下来,这就是数字音 频 的编码技术。本部分技术很复杂,但又不是重点,教师以讲解方式对其方法及分 类进行介绍。 本环节与第二章中图像数字化原理的方法非常类似,图像数字化原 理的理解,对本章教学的顺利完成有着 重要的作用。本环节一共三个部分,这三 部分组成了声音数字化的完整过程。第一过程通过实验启发学生理解声 音转化为 电信号原理。然后利用第二章方法的迁移,使学生很容量理解采样的原理。第二 过程同样采用方法的迁 移达成教学目的, 其第五步目的的使学生更深入理解采 样和量化, 使学生将刚刚获得的陈述性知识转化为技能性 知识,同时向学生介 绍在计算过程中需要了解的与采样、 量化相关的几个概念[采样周期、 采样频率 (采 样率) 、 量化位数(或采样精度、采样位数、分辨率)],同时使学生感受数字 音频数据量之大,理解进行编码、压缩的 必要性,为第三过程的教学创设情境。 第三过程主要采取讲解法完成。 本环节的重点是采样和量化。在进行这两部分教 学时,可以向学生展示采样、量化过程示意图(如下图) , 这样使学生的理解 更加形象、直观。 环节五:MIDI 前面接触的数字音频 利用模/数转换设备对来自话筒或音响设备的模拟音频信号,进行采样、量化 转换成 由二进制序列表示的数字音频。 计算机中还有一种声音信号的获取方式 ——MIDI (环节三中的第 7 种采集信息的 方式) 。 学生在生活中很少接触 MIDI 电子琴以外的其它 MIDI 设备。 在教学过程中, 一边向学生展示各种 MIDI 设备, 一边讲解 MIDI 的采集与回放过程,更好地激发学生的好奇心和求 知欲。 环节六:实践 为使学生理解数字音频对人类生活的影响,更好地理解波形音乐和 MIDI 音 乐,感受数字化音乐的魅力,本节最后组织学生完成如下活动: 1. 列举生活中应 用数字音频的实例; 2. 欣赏学习资源库中的 MIDI 音乐与波形音乐,体会音乐

所表达的意境, 并比较两种音乐的异同。 3. 利用 MIDI 软件输入一小段音乐; 就 像第二章中的图形和图像一样,数字音频的产生主要有两种途径,一种是由模拟 声音数字化而来,另一种 是由数字化设备制作而成,MIDI 就是由第二种途径产 生的。本环节内容只需学生感性的有所了解就可以了。 环节七:总结 今天我们讨论了收集声音信息的途径,数字化声音的产生方式和原理,感受 了数字化音乐的魅力。 一般的声 卡都具有将模拟音频数字和接收 MIDI 信号的功 能, 但这不是声卡的全部功能。 课后, 同学们阅读教材中的 3.2.1 节,对声卡 的功能做一个比较全面的了解。 我们还学习了声音的数字化原理和 MIDI 音效的 采集与回放过程。声音的数字化原理与前面我们学习的图像 数字化原理很类似, 同学们将这两个原理进行比照,就更容易理解这部分内容。


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