义务教育版（2024）四年级全一册第12课 二值的黑白图像教案

这是一份义务教育版（2024）四年级全一册第12课 二值的黑白图像教案，共9页。教案主要包含了教学内容，核心素养目标，教学重点，教学难点，教学方法，教学过程等内容，欢迎下载使用。

人教版信息技术四年级全册《第 3 单元 有趣的编码应用 12 二值的黑白图像》。
二、核心素养目标
1. 信息意识
学生能够认识到二值图像在信息存储和传输中的重要性，主动关注图像编码技术的发展和应用。学生要学会根据不同的需求和情境，选择合适的图像编码方式，提高信息处理的效率和准确性。
2. 计算思维
在学习二值图像的过程中，学生需要运用计算思维来分析问题和解决问题。例如，学生要学会理解二值图像的二进制表示方法，分析如何用最少的比特数表示图像信息，以及如何对二值图像进行压缩和加密等操作。学生还要学会运用算法思维，设计简单的图像处理程序，提高信息处理的自动化和智能化水平。
3. 数字化学习与创新
学生利用信息技术进行数字化学习和创新，探索二值图像在不同领域的应用和创新方法。学生可以尝试使用编程软件、图像编辑工具等，创造自己的二值图像作品，提高数字化表达和创新能力。
4. 信息社会责任
学生在使用信息技术的过程中，要遵守法律法规和道德规范，保护知识产权和个人隐私。学生要树立正确的信息价值观，不传播不良信息和虚假内容，为营造良好的信息社会环境贡献自己的力量。
三、教学重点
1. 了解二值图像的概念和特点。
2. 掌握用二进制表示二值图像的方法。
四、教学难点
1. 引导学生理解二值图像的二进制表示原理。
2. 培养学生的创新思维和实践能力，能够灵活运用二值图像进行创作。
五、教学方法
讲授法、演示法、实践法、小组合作法、案例分析法。
六、教学过程
1. 创设情境，导入新课
师：同学们，在我们的生活中，图像是一种非常重要的信息载体。我们可以通过图像来记录美好的瞬间、传达重要的信息、表达自己的创意等。但是，你们知道吗？图像也可以用一种非常简单的方式来表示，那就是二值图像。二值图像只有两种颜色，黑色和白色，就像我们小时候玩的黑白棋一样。那么，二值图像是如何表示的呢？它有什么特点和用途呢？今天，我们就一起来探索二值的黑白图像。
（展示一些二值图像的例子，如二维码、印章、剪纸等，引起学生的兴趣和好奇心。）
2. 二值图像的概念和特点
（1）讲解二值图像的概念
师：同学们，二值图像是一种只有两种颜色的图像，通常是黑色和白色。在计算机中，二值图像是用二进制数字来表示的，每个像素点只有两种状态，0 表示黑色，1 表示白色。例如，一个 8×8 的二值图像可以用一个 64 位的二进制数字来表示，如下所示：
01010101
01010101
01010101
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01010101
01010101
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这个二值图像就是一个由黑色和白色方块组成的棋盘图案。
（通过具体的例子，让学生直观地了解二值图像的概念和表示方法。）
（2）分析二值图像的特点
师：同学们，二值图像有很多特点。首先，二值图像非常简单，只有两种颜色，所以它占用的存储空间非常小。其次，二值图像的对比度非常高，黑色和白色之间的区别非常明显，所以它很容易被识别和处理。此外，二值图像还具有很强的抗干扰能力，即使在图像传输或存储过程中出现了一些噪声或失真，也不会影响它的基本形状和内容。
（通过具体的例子，让学生理解二值图像的特点和优势。）
3. 用二进制表示二值图像的方法
（1）演示用二进制表示二值图像的过程
师：同学们，现在我们来学习如何用二进制表示二值图像。假设我们有一个简单的二值图像，如下所示：
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这个二值图像可以用一个 16 位的二进制数字来表示，如下所示：
1010101010101010
首先，我们将这个二值图像分成 4×4 的小方块，每个小方块对应一个二进制位。如果小方块是黑色的，我们就用 1 表示；如果小方块是白色的，我们就用 0 表示。然后，我们按照从左到右、从上到下的顺序，将每个小方块对应的二进制位组合起来，就得到了这个二值图像的二进制表示。
（教师在黑板上或使用电子白板演示用二进制表示二值图像的过程，让学生跟着练习。）
（2）实践操作：用二进制表示自己设计的二值图像
师：同学们，现在我们来进行一个实践操作。大家可以用铅笔和纸画出自己设计的二值图像，然后用二进制表示这个图像。可以互相交换自己的二值图像和二进制表示，看看谁能最先还原出对方的图像。
（学生进行实践操作，教师巡视指导，帮助学生解决遇到的问题。）
4. 使用图像编辑工具创建和编辑二值图像
（1）介绍简单的图像编辑工具
师：同学们，现在有很多简单的图像编辑工具可以用来创建和编辑二值图像。例如，我们可以使用 Windws 系统自带的画图工具、在线图像编辑工具等。这些工具都非常容易上手，而且功能也比较强大。我们可以用它们来绘制各种形状的二值图像，还可以对二值图像进行裁剪、旋转、缩放等操作。
（教师介绍一些简单的图像编辑工具的功能和使用方法，让学生了解这些工具的优势和便利性。）
（2）演示使用图像编辑工具创建二值图像的过程
师：同学们，现在我们来学习如何使用图像编辑工具创建二值图像。以 Windws 系统自带的画图工具为例，我们可以按照以下步骤进行操作：
① 打开画图工具，选择“颜色”菜单中的“黑白”模式，这样我们就可以创建二值图像了。
② 使用“铅笔”工具或“形状”工具绘制自己想要的二值图像。可以选择不同的线条粗细和形状，还可以使用“填充”工具为图像填充颜色。
③ 对创建好的二值图像进行编辑和调整。可以使用“裁剪”工具裁剪图像的大小，使用“旋转”工具旋转图像的角度，使用“缩放”工具调整图像的比例等。
④ 保存和分享自己创建的二值图像。可以将图像保存为 BMP、JPEG、PNG 等格式，也可以将图像复制到其他文档或软件中进行使用。
（教师在电脑上演示使用画图工具创建二值图像的过程，让学生跟着练习。）
（3）实践操作：使用图像编辑工具创作二值图像作品
师：同学们，现在我们来进行一个更有挑战性的实践操作。大家可以使用自己喜欢的图像编辑工具，创作一个二值图像作品。这个作品可以是一幅画、一个标志、一个图案等形式。大家可以发挥自己的想象力和创造力，展示二值图像的独特魅力。
（学生进行实践操作，教师巡视指导，鼓励学生进行创新和尝试。）
5. 案例讲解
（1）案例一：二维码的原理和应用
师：同学们，我们在生活中经常会看到二维码，它是一种非常常见的二值图像。二维码是用特定的几何图形按一定规律在平面上分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的编码方式。它可以存储大量的信息，如文字、数字、网址、图片等。我们可以用手机扫描二维码来获取这些信息，非常方便快捷。二维码的原理就是用二进制数字来表示信息，然后将这些二进制数字转化为黑白相间的方块图案。每个方块代表一个比特位，黑色方块表示 1，白色方块表示 0。通过不同的排列组合，就可以表示不同的信息。
（通过图片、视频等方式，介绍二维码的原理和应用案例，让学生了解二值图像在信息存储和传输中的重要作用。）
（2）案例二：印章的制作和识别
师：同学们，印章也是一种二值图像。印章通常是用红色或蓝色的印泥盖在纸上，形成一个由黑色和白色组成的图案。印章的制作和识别也是基于二值图像的原理。我们可以用图像编辑工具设计自己的印章图案，然后将其打印出来，或者用激光雕刻机刻在橡皮、木头等材料上。我们也可以用扫描仪或手机拍照的方式将印章图案转化为数字图像，然后用计算机软件进行识别和处理。印章的识别过程就是将印章图案转化为二进制数字，然后与数据库中的印章模板进行比对，从而确定印章的真伪和归属。
（通过图片、视频等方式，介绍印章的制作和识别过程，让学生了解二值图像在身份认证和安全防范中的应用。）
6. 小组合作，创意展示
（1）小组合作
师：同学们，现在我们以小组为单位，进行一个创意展示活动。每个小组选择一个主题，如“动物世界”“美丽的风景”“未来城市”等，然后用二值图像的形式来表现这个主题。大家可以使用图像编辑工具、手工绘画、剪纸等方式来创作自己的二值图像作品，也可以结合文字、音乐、动画等元素来增强作品的表现力。
（学生分组合作，教师巡视指导，参与学生的讨论和创作。）
（2）作品展示
师：现在，每个小组推选一名代表，向全班同学展示自己小组的二值图像作品，并介绍作品的主题、创意和制作过程。其他同学可以提问和评价。
（各小组代表展示作品，介绍自己小组的情况。）
7. 总结评价
（1）总结本节课的内容
师：同学们，今天我们一起学习了二值的黑白图像。我们了解了二值图像的概念和特点，掌握了用二进制表示二值图像的方法，学会了使用图像编辑工具创建和编辑二值图像。我们还通过案例分析和创意展示活动，了解了二值图像在不同领域的应用和价值。希望同学们在今后的学习和生活中，能够继续探索二值图像的奥秘，发挥自己的创造力和想象力，为信息技术的发展做出自己的贡献。
（2）评价学生的表现
师：同学们，在今天的课堂上，大家都表现得非常积极和认真。在案例分析和小组讨论中，大家能够积极思考，发表自己的观点和看法；在实践操作和创意展示中，大家能够团结合作，共同完成任务。希望大家继续保持这种良好的学习态度和方法。
（3）布置作业
师：同学们，今天的作业是选择一个自己感兴趣的主题，如“我的梦想”“我的家庭”“我的学校”等，用二值图像的形式来表现这个主题。可以使用图像编辑工具、手工绘画、剪纸等方式来创作自己的二值图像作品，也可以结合文字、音乐、动画等元素来增强作品的表现力。将自己的作品分享给家人和朋友，听听他们的意见和建议。