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1、数字声音与生活扬州市维扬实验小学北区校 顾卫华教材分析：本节内容是讲述了声音数字化表示的二种方法，第一部分讲解了声音的模拟音频信号进行采样、量化和编码的数字化过程，指出了影响数字化声音质量的主要因素，明确了数字化过程产生的巨大数据量。第二部分则简要介绍了MIDI音乐的生成原理，明确MIDI信息包含乐器、键名、力度、时值等内容，MIDI音乐的质量主要与音源的质量相关。由于本节内容主要涉及比较抽象的事物原理，与物理学中的电学、数学统计中的抽样分析、计算机科学中的信息编码、科学研究方法中的转化思想方法相关，对于学生来说，内容枯燥，深奥难懂，学生不易理解，难以引起学生的兴趣。因此，本节课主要采用类比探
2、究，形象演示，科学实践等方法，让学生了解声音数字化的一般过程，理解影响数字化声音质量的主要因素，并将这种转化的思想方法迁移到其它学习实践中。教学目标：知识与技能：了解声音数字化的概念，了解MIDI设备或软件产生的数字化声音，理解模拟音频数字化的采样、量化的过程，理解影响数字化声音质量的因素，了解声音数字化三种编码方式，了解常见的声音文件的格式及特点，了解MIDI概念及MIDI音乐生成原理。过程与方法：通过对模拟音频数字化的采样、量化及MIDI音乐产生的探究，了解将自然界中的声音信息转换为计算机能处理的声音信息的科学方法，并有意识将这些方法迁移到自己的生活、学习、研究之中。情感态度与价值观：感受
3、科技的魅力，感受计算机强大的信息处理能力。教学重点：1. 声音的模拟音频数字化原理，影响数字化声音质量的因素，声音文件格式及特点。2. MIDI音乐生成原理。（选用）教学难点： 模拟音频的采样、量化原理，音频文件大小的计算。教学方法：讲授法，演示法，实践法。教学课时：1课时教学过程：一、导入新课人类为了生存与发展发明了很多保存信息的方法，如文字、形像的保存。在声音的保存技术上，人类则花费了太长的时间，到近现代社会才出现。首先是留声机的发明，将声音通过喇叭变成针杆的振动，针在旋转的圆盘上刻划出振动的痕迹，从而将声音转化为特定的凹槽保存到圆盘上，播放时则进行相反的过程。磁带录音机，是将声音信息转化
4、为电信息，再转化为磁信息，保存到磁带上，播放则是一个相反的过程。声音是怎样保存到计算机中的呢？我们知道，计算机是以二进制数字编码方式表示信息的，声音信息的保存也是这样，要将声音信息转化为二进制数字序列，才能保存计算机中，今天我们就来研究这个“转化”问题。出示课题：声音的数字化表示二、新课3.1.2-1 声音的数字化1. 探究引导。 由第二章图像的数字化引入，声音信息转化为电信息，再将电信息转化为数字信息，声音的数字化也要经历采样，量化、编码这样一个过程。2. 声音的数字化原理1）由声波与音频信息的一致性，引导出信息转化的可能性。转化：声音信号转化为连续的电压信号值设备是话筒2）采样：原因：计算
5、机无法对连续变化的电压信息存储，只能选择采样。方法：每隔一个时间间隔取一个电压幅度值，用采样频率表示（每秒钟采集多个点的数值）。样本越多，信息越接近实际，声音质量也越好。常用采频率： 11.25kHz、22.05 kHz、44.1 kHz。3）量化：原因：电压取值大小变化多，不便于统计分析保存，所以将这些值用一定的等级值进行替代。方法：用二进制数字位数划分等级。等级越多，声音的质量就超高。常用量化位数：8位，12位，16位，24位等。小结并实践：采样频率、量化位数决定了声音数字化的质量。用不同的采样频率、量化位数录制同一段音乐，试听并判断它们的音质。计算并小结：数据长度的计算。声音数字化后的数
6、据量非常大。4）编码：原因：由于量化后的数据非常大，不变于保存、传输、回放与处理。通过按一定的策略进行编码，减少数据量。 方法：波形编码、参数编码、混合编码。不同的编码方式生成不同格式的音频文件。常用格式： CD、DVD格式-天籁之音WAV：无损的音乐MP3：流行的风尚WMA：最具实力的敌人。3.1.2-2 MIDI音乐（备用）1. 展示一组电子乐器，引入MIDI音乐概念2. 钢琴软件演奏一段音乐，感受MIDI音乐的发声3. MIDI文件记录的是乐器、键名、力度、时值等信息。4. MID概念：电子乐器谱曲演奏的一个通信标准。5. 电子乐器发声原理：由MIDI文件提供演奏指令，从音源提取相应的声音片断，合成后送音箱播放。6. MIDI音乐：由电子乐器或音乐制作软件生成音乐。三、课堂小结1. 声音的数字化表示有二种： 1） 用二进制数字编码表示声音电压信息的数字序列。 2） 记录演奏所需要的乐器、键名、力度、时值等事件信息。2. 影响声音数字化质量的因素：采样频率、量化位数四、作业 用音乐软件在不同的采样频率、量化位数下录制一段音乐，感受数字化后的音质区别。
