Конспект урока по информатике "Кодирование и обработка звуковой информации"
план-конспект урока по информатике и икт (9 класс)

КОНСПЕКТ УРОКА

на тему

Кодирование и обработка звуковой информации

9 класс

Тип урока: Урок изучения нового материала

Цели урока:

• Образовательные: ознакомление учащихся со звуковой информацией, способами кодирования звуковой информации в компьютере, познакомится с программным обеспечением Audacity;
• Развивающие: развитие логического мышления, умения анализировать и обобщать;
• Воспитательные: воспитание самостоятельности, усидчивости, внимательности

Оборудование: мультимедийный проектор, класс с персональными компьютерами, программное обеспечение Audacity.

Материалы: заранее приготовлены flash-анимации по данной теме.

ПЛАН УРОКА

1. Организационный момент (2 мин)
2. Повторение предыдущего материала (7 мин)
3. Изучение нового материала (20 мин)
4. Практическое задание (12 мин)
5. Подведение итогов (2 мин)
6. Домашнее задание (2 мин)

Ход урока

1. Организационный момент (Готовность класса к уроку).

Учитель: Здравствуйте! Садитесь. Посмотрите, внимательно, все ли готово у вас к уроку?  

2. Повторение предыдущего материала

Учитель: (В начале урока учащимся задаются несколько вопросом по прошедшей теме). Давайте вспомним, что мы проходили на том  прошлых уроках. Я вам задам несколько вопросов.

• Что такое компьютерная анимация?
• Что собой  представляет flash-анимация?
• В чем различие gif-анимации от flash-анимации?
• Какие достоинства и недостатки flash-анимации?
• С каким редактором для создания flash-анимации вы познакомились на предыдущем уроке?

1. Изучение нового материала.

Учитель: Молодцы. Ребята, сегодня наша тема урока: Кодирование и обработка звуковой информации.  (Урок сопровождается презентацией)

Вопрос по ходу урока учащимся:

Учитель:

• Что в вашем представлении является звуком? (слайд 1)
• Какими характеристиками обладает звук? (слайд 2)

Учитель: Звук представляет собой распространяющуюся в воздухе, воде или другой среде волну с непрерывно меняющейся интенсивностью и частотой.

Учитель:  (слайд 2) Одной из характеристик звука является тон звука:

Тон звука - определяется частотой звуковой волны (или, периодом волны). Чем выше частота, тем выше звучание. (слайд 3)

(Проводиться эксперимент по сравнению частоты звука, для этого необходимо воспользоваться заранее приготовленной flash-анимации: (слайд 4)

Частота звука измеряется в герцах (Гц) или килогерцах (КГц). 1 Гц = 1/с. То есть колебание в 1 Гц соответствует волне с периодом в 1 секунду.

Учитель: Следующее характеристикой звука является громкость (слайд 5)

Громкость звука - определяется интенсивностью сигнала. Чем выше интенсивностью звуковой волны, тем громче сигнал.

Громкость звука измеряется децибеллах и обозначается дБ. Единица измерения, названная в честь Александра Грэма Белла. (слайд 6)

Учитель: (слайд 7) Человеческое ухо воспринимает звук с частотой от 20 колебаний в секунду (низкий звук) до 20 000 колебаний в секунду (высокий звук).

Человек может воспринимать звук в огромном диапазоне интенсивностей, в котором максимальная интенсивность больше минимальной в 1014 раз (в сто тысяч миллиардов раз).

(запишем таблицу)

Учитель: (слайд 8) Громкость — это уровень мощности, которая пропорциональна интенсивности звукового сигнала.  (Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки). Диапазон частоты дискретизации звука  от 8000 до 48000 измерений за одну секунду.

Учитель (слайд 9).  По этому для перевода в компьютер аналоговый звуковой сигнал необходимо превратить в цифровой. Для воспроизведения же - наоборот - цифровой сигнал необходимо превратить в аналоговый.

Учитель: (слайд 10) Для этого используются специальные устройства: аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП). Оба эти устройства встроены в звуковую карту вашего компьютера.

Учитель: А скажите, пожалуйста, кто-нибудь знает, что такое частота дискретизации?  Частота дискретизации звука - это количество измерений громкости звука за одну секунду (слайд 11)

Учитель:  Глубина кодирования звука Уровни громкости звука можно рассматривать как набор возможных состояний N, для кодирования которых необходимо определенное количество информации I, которое называется глубиной кодирования звука

N – Количество уровней громкости
I – Глубина кодирования

(слайд 12) ПРИМЕР

Глубина кодирования звука составляет 16 битов, тогда количество уровней громкости звука равно:

        N = 2I   = 216    = 65 536

(слайд 13) Чем больше частота и глубина дискретизации звука, тем более качественным будет звучание оцифрованного звука

Учитель: Ребята, скажите что является низким качеством звука?

Ученики:  Самое низкое качество: телефонная связь при частоте дискретизации 8000 раз в секунду глубине дискретизации 8 битов и записи одной звуковой дорожки (моно)

Учитель: А высоким? 

Ученики: Самое высокое качество: аудио-CD при частоте дискретизации 48000 раз в секунду глубине дискретизации 16 битов и записи двух звуковых дорожек (стерео) (слайд 12 1,2,)

Учитель: Давайте решим задачу.

ПРИМЕР

Оценить информационный объем цифрового стерео-звукового файла длительностью звучания 1 секунда при среднем качестве звука (16 битов, 24000 измерений в секунду)        

Решение: 16 бит * 24000 * 2 = 768000 бит = (768000:8) байт = 96000 байт = (96000:1024) Кбайт = 93,75 Кбайт

(решаем еще одну задачу)

Учитель: Стандартные форматы звуковых файлов

• WAV (Windows Wave)
• MP3 (MPEG I, layer 3)

Звуковые редакторы осуществляют  запись, воспроизведение, редактирование звука, микширование (наложение звуковых дорожек друг на друга),  применение звуковых эффектов  (эхо, воспроизведение в обратном направлении и т.д.)

Учитель: Ребята, какие вы знаете проигрыватели? Молодцы.

4. Практическое задание

Практическое задание учащиеся выполняют по учебнику (практическая работа № , стр. 255)

Но перед тем учащимся демонстрируют основные элементы управления и возможности звукового редактора Audacity,с которым учащиеся буду работать.

 - Выделение. Это главный инструмент. С помощью этого инструмента выделяется фрагмент сигнала (для выделения нескольких фрагментов надо одновременно с нажатием кнопки мыши нажать клавишу Shift). Выделенный фрагмент сигнала копируется сочетанием клавиш Cntr+C. Воспроизведение начинается с начала выделения.

 - Изменение огибающей. С помощью этого инструмента вы можете детально контролировать затухание и повышение громкости звука. При выборе этого инструмента выделяется часть огибающей зеленым цветом. Чтобы поставить контрольную точку (место перегиба), просто щелкните в этом месте и можете менять огибающую. Чтобы удалить огибающую, щелкните на ней и перетащите за пределы дорожки.  

 - Сдвиг дорожки во времени. Этот инструмент позволяет двигать дорожки относительно друг друга по времени. This tool allows you to change the relative positioning of tracks relative to one another in time. Используйте также команду Проект-Выровнять и переместить...

 - Масштабирование. Этот инструмент позволяет увеличивать отдельные участки аудиосигнала.  Для возврата обычного масштаба используйте Вид-Обычгый масштаб. В дополнение можно отметить, что вы можете выделить участок кривой сигнала, щелкнув в каком-то месте и не отпуская кнопки мыши переместив курсор.

 - Изменение сэмплов. Инструмент позволяет рисовать кривую сигнала. Надо отметить, что для использования этого инструмента должен быть установлен соответствующий масштаб. ALT + щелчок сглаживает область сигнала. CTRL + щелчок редактирует только один сэмпл (отсчет) на кривой.

Output                Input                        Input Selector

Эти регулировки обеспечивают управление входными и выходными параметрами вашей звуковой карты.

Ползунки будут находиться в крайней левой позиции, если функции звукозаписи не поддерживаются на вашем компьютере. Это также возникает в случае с некоторыми малораспространенными картами.

Вырезать ‒ перемещает выделенную область сигнала в клипборд.

Скопировать ‒ копирует выделенную область в клипборд.

Вставить ‒ вставляет из клипборда в место, где находится курсор.

Подрезка ‒ удаляет все вне зоны выделения. Заполнить тишиной - удаляет сигнал в зоне выделения.

Отменить ‒ отменяет последнюю операцию. Нет ограничений на число отменяемых шагов.

Повторить ‒ отменяет операцию Отменить.

Увеличить ‒ увеличивает масштаб звуковой дорожки

Уменьшить ‒ уменьшает масштаб звуковой дорожки

Увеличить ‒ увеличивает масштаб выделенной части звуковой дорожки

Уместить проект в окне ‒ подбирает масштаб таким образом, чтобы весь трэк уместился в одном окне.

5. Подведение итогов

Учащимся за выполненную практическую работу выставляются оценки, затем если у учащихся возникали вопросы или трудности при выполнении задания, обсуждаются и решаются возникающие трудности.

6. Домашнее задание

§1.5. (стр. 42-45)  (ответить на вопросы в конце параграфа и выполнить задание для самостоятельного выполнения)