Двоичное кодирование звуковой информации в компьютере

Визитная карточка урока
Тема урока: Двоичное кодирование звуковой информации в компьютере.
Аудитория: учащиеся 9 классов.
Автор учебного комплекта: Н. Д. Угринович. Информатика и ИКТ. Базовый
курс.
Тип урока: изучение и первичное закрепление новых знаний и способов
деятельности.
Форма организации работы с учащимися: практикум.
Дидактические материалы: презентация, носители информации (дискета,
лазерные диски), текст поздравления, инструкционная карта, файлы со
звукозаписями разного качества.
Литература для учителя:
1. Учебник: Информатика, задачник-практикум 1 том, под редакцией
И.Г.Семакина, Е.К. Хеннера )
2. Н. Угринович. Информатика и информационные технологии. 10-11
классы. Москва. Бином. Лаборатория знаний 2003.
3. http://informatikaiikt.narod.ru/predstavlenieinform5.html
Диагностика результативности урока: качество урока и степень усвоения
нового материала можно проследить на этапе оценивания деятельности
учащихся, при выполнении практического задания и рефлексии (по
звучащим мелодиям).
Двоичное кодирование звуковой информации в компьютере
Цели:
1.
Продолжить формирование представления об информационных
технологиях и роли в них современных средств информатизации.
2.
Развивать умение пользоваться специальной литературой для решения
возникающих при работе с ПК проблем.
3.
Воспитывать «компьютерную» вежливость и целеустремленность при
работе с ПК.
Задачи урока:
1.
Научить работать с устройствами ввода и вывода звуковой
информации.
2.
Развивать исполнительскую точность и внимательность при
выполнении поставленной задачи.
3.
Содействовать адаптации учащихся к реальным условиям социальной
деятельности.
Используемые программные средства: операционная система Windows,
мультимедиа программа Звукозапись (стандартная для Windows).
Используемые аппаратные средства: ПК, колонки, микрофон, гарнитура.
Оборудование: презентация, носители информации (дискета, лазерные диски),
текст поздравления, инструкционная карта, файлы со звукозаписями разного
качества.
Ход урока
I.Организационный момент.
1. Приветствие.
2. Проверка готовности к уроку.
3. Представление темы урока.
II.Подготовка учащихся к восприятию и усвоению новых знаний.
С начала 1990-х годов персональные компьютеры получили возможность
работать со звуковой информацией. Компьютер может записывать, сохранять и
воспроизводить звуковую информацию.
 Какую информацию компьютер мог обрабатывать до 1990-х годов?
(числовую, текстовую, графическую)
С помощью специальных программных средств (редакторов звукозаписи)
открываются широкие возможности по созданию, редактированию и
прослушиванию звуковых файлов. Создаются программы распознавания речи, и в
результате появляется возможность управления компьютером при помощи голоса.
Сегодня на уроке мы разберём наиболее приближенную к реальной жизни задачу,
при решении которой столкнёмся с двоичным кодированием информации и
определением объёма звуковых файлов. (сл. 1)
III.Организация процесса усвоения новых знаний.
1.
Постановка перед учащимися проблемы.
Представьте себе, что у нас в городе существует фирма «Резонанс», которая
занимается цифровой звукозаписью. Вас приняли на работу в отдел по созданию
музыкальных приветствий. К вам обратился клиент, которому нужно отправить
поздравление учителям к началу учебного года, причём с качеством звучания
старой грампластинки, длительностью 3 минуты (стерео).
2.
Определение исходных данных.
Для начала нужно определить, что дано и чего не хватает для решения этой
проблемы.

Что, прежде всего, должен иметь ваш компьютер для того, чтобы
работать со звуковой информацией? (звуковую карту, колонки или
наушники, микрофон)
Кроме этого, нужна программа, которая позволит компьютеру работать со
звуком. Клиент попросил, чтобы вы передали поздравление получателю. Для этого
вам необходимо знать объём полученного файла, чтобы подобрать подходящий
носитель.

Какие носители цифровой информации вы знаете? (Дискета 3,5»,
лазерный (оптический) диск, флэш-память.)

Какой объём имеют эти носители? (Дискета - 1, 44 Мбайта, CD 650-700 Мбайт DVD - 10 Гбайт, флэш-память от 128 Мбайт до 8 и более
Гбайт.)
Как вы знаете из физики, звуковая волна характеризуется амплитудой и
частотой: чем больше амплитуда, тем громче звук, чем больше высота сигнала,
тем выше тон. (сл. 2 - 4) Для того чтобы компьютер мог работать со звуком,
информация должна быть записана на машинном языке, то есть произведено
кодирование звуковой информации в двоичную систему.
Первоначальное преобразование звукового сигнала в электрический
происходит в микрофоне. Компьютер делит сигнал на временные отрезки, каждому
из которых ставится в соответствие код амплитуды и частоты. Процесс этого
деления называется временной дискретизацией. (сл. 5, 6) Количество временных
отрезков (измерений) за 1 секунду называется частотой дискретизации. (сл. 7)
Объём информации одного измерения в битах называется «глубиной»
дискретизации.
Напоминаю, что Клиент просит качество старой грампластинки.
Качество звукового сигнала определяется «глубиной» и частотой дискретизации.
(сл. 8 - 12)
Послушайте звуки различного качества (на ПК проигрываются файлы с
качеством 8 кГц, 8 бит (радио) и 48 кГц, 16 бит (CD-ROM)). (сл.13 -15)
3.
Решение задачи учащимися (сл.16 – 17)
Итак, в задаче дано:
t=3 мин=180 с
I=8 бит
v= 8 кГц
стерео
найти: Vфайла -?
Решение:
1)
8000 Гц*180 с=1440000 (количество измерений за 3 мин)
2)
Моно: 1440000*8 бит = 11520000 бит = 11520000/8/1024/1024
Мбайт=1,37Мбайт
3)
Стерео:1,27 Мбайт*2=2,74 Мбайт
Ответ: объём файла 2,74 Мбайт, такой файл должен поместиться на CD. (сл. 18 –
19)
IV.Оценивание деятельности учащихся.
Контроль уровня усвоения программного материала
1. При частоте дискретизации 8 кГц качество дискретизированного звукового
сигнала соответствует:
а) качеству звучания аудио-CD;
б) качеству радиотрансляции;
в) среднему качеству.
2. В каком формате сохраняются звуковые файлы:
a) DOC;
б) WAV;
в) BMP.
3. Качество кодирования непрерывного звукового сигнала зависит:
а) от частоты дискретизации и глубины кодирования;
б) от глубины цвета и разрешающей способности монитора;
в) от международного стандарта кодирования.
4. Два звуковых файла записаны с одинаковой частотой дискретизации и
глубиной кодирования. Информационный объем файла, записанного в
стереорежиме, больше информационного объема файла, записанного в
монорежиме:
а) в 4 раза;
б) объемы одинаковые;
в) в 2 раза.
V.Инструктаж по технике безопасности.
Ученикам предлагается вспомнить основные правила поведения в компьютерном
классе при помощи компьютерной программы.(ТБ)
VI.Выработка умений создавать звуковые файлы с помощью компьютерных
технологий. (сл. 20)

Ученики садятся за компьютеры. У каждого имеется гарнитура и
инструкция по выполнению поставленной задачи (приложение 1), текст
поздравления (приложение 2).

Запись файлов с определёнными условиями.

Определение объёма файла с помощью программы «Проводник».

Сравнение объёма файла с результатом, полученным математическим
путём.
VII.Домашнее задание (на выбор ученика).
1 вариант - Рассчитайте время звучания моноаудиофайла, если при 16-битном
кодировании и частоте дискретизации 32 кГц его объём равен 700 Кбайт
2 вариант - Создать звуковой файл Ералаш, используя набор детских песен.
VIII.Подведение итогов урока. Рефлексия.
Безусловно, оценка качества звучания - во многом субъективна и зависит от
нашего восприятия. Компьютер, так же как и человек, кодирует звуковую
информацию с целью хранения и последующего воспроизведения. Подумайте, а в
чем разница между звуковой информацией, хранимой в памяти ПК и в памяти
человека? (Ответ: у человека процесс кодирования звука тесно связан с эмоциями).
Таким образом, компьютер хранит звук, а человек музыку!!! Музыка единственный язык, на котором душа говорит с душою (Бертольд Авербах). Она
может поднять в небеса, пробудить чувства, сковать разум и вселить страх. Для
каждого человека музыка своя. Именно музыка поможет вам выразить свои
эмоции, которые возникли у вас в ходе урока. На рабочих столах ваших
компьютеров есть три звуковых файла. Если материал урока вам показался
интересным, полезным и вы хорошо разобрались в данной теме, то запустите файл
№1, если вы остались равнодушны к теме урока, то файл №2, а если в ходе урока
вы испытали трудности и недостаточно хорошо усвоили материал, то запустите
файл №3.
Приложение 1
Текст поздравления
Дорогие наши учителя, спешим поздравить вас с началом учебного года! Хочется, чтобы это
было для вас праздником. Мы дарим вам эти стихи:
И опять на резное крылечко
Молодая ступает весна,
И опять обмирает сердечко,
И кому – то опять не до сна.
Было все: холода и метели,
И сомнений несметная рать,
Всё на свете пройти вы сумели,
Чтобы выстоять и устоять.
Всё принять: и печаль, и отраду,
Боль, надежду, немыслимый быт, И цвести вопреки снегопаду,
Что некстати виски серебрит.
Сколько было побед и свершений,
Обретений и горьких утрат,
А душа остаётся весенней,
Красоту умножая стократ.
И опять, затихая привычно,
В класс весёлая входит гурьба.
Всё на месте – и всё, как обычно:
Мел, указка, Россия, судьба.
С любовью и уважением, ученики 9 классов.
Приложение 2
Инструкционная карта к уроку
Задание. Записать звук продолжительность 1 минута с помощью стандартной программы
Звукозапись. Определить объём записанного файла.
Порядок выполнения работы
1.
Открыть программу: [Пуск – Программы – Стандартные – Развлечения Звукозапись].
2.
Установить свойства для будущей записи: [Файл - Свойства]:
[Преобразовать]
Выбрать заданные параметры для записи файла:
[Ок], [Ок]
3.
4.
5.
6.
Подготовиться к записи текста. Надеть гарнитуру.
Нажать на красную кнопку и начать запись.
Прослушать записанный файл.
Сохранить файл на жё1стком диске: [Файл – Сохранить как].
[9 А – Фамилия – Сохранить]
7.
Определить объём файла: открыть Проводник. Выбрать записанный файл. Нажать
правую кнопку мыши. Выбрать Свойства. Установить размер файла.