Бюджетное образовательное учреждение
Чувашской Республики
среднего профессионального образования
"Чебоксарский электромеханический колледж"
Министерства образования и молодежной политики
Чувашской Республики
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
Сценарий открытого урока на тему:
«Кодирование звуковой информации»
МР. 01-12
Автор Черепкова Н.В.
2012
| РАССМОТРЕНО на заседании ЦК _________________ наименование ЦК Председатель____________________ Протокол заседания ЦК от________2012 №____ | УТВЕРЖДАЮ Зам. директора по УР ____________И.Е. Игольникова
|
РЕКОМЕНДОВАНО
Методическим советом
Протокол заседания
от________2012 №____
Зам. директора по УМНР
____________О.Б. Кузнецова
Аннотация
Методическая разработка урока по теме «Кодирование звуковой информации» содержит цели и задачи урока, подробный план проведения занятия, форма которого – лабораторная работа, включает задания для актуализации знаний учащихся. В приложении приведены методические указания по выполнению заданий лабораторной работы, порядок оформления отчета, контрольные вопросы для защиты лабораторной работы.
Автор: Черепкова Н.В.
![]()
(Фамилия И. О.)
Р
ецензент: преподаватель высшей категории БОУ Чувашской Республики СПО «ЧЭМК» Минобразования ЧР Никифоров В.Ф.
(Фамилия И. О.)
СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………………………………………………………4
Сценарий занятия………………………………………………..5
Использованная литература ……………………...……………11
Приложение……………………………………………………..12
Введение
Тема «Кодирование звуковой информации» относится к разделу «Кодирование информации» в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Основы теории информации», разработанной в соответствии с ФГОС, для специальности 230701 «Прикладная информации». Тип представленного занятия – лабораторная работа, цель которой – применение теоретических знаний, полученных на лекционном занятии, на практике. В ходе выполнения лабораторной работы студенты изучают принцип двоичного кодирования при оцифровке звука, параметры кодирования звуковой информации, экспериментальным путем устанавливают зависимость между качеством кодирования звука, глубиной кодирования и частотой дискретизации. Учатся обрабатывать звук с помощью звуковых редакторов сохранять его в звуковых файлах в формате WAV, воспроизводить, оценивать информационный объем полученного аудиофайла, изменять параметры его кодирования.
Методическая карта занятия
Тема занятия: «Кодирование звуковой информации».
Тип урока – лабораторная работа.
Форма урока – применение пройденного материала на практике, формирование навыков практической деятельности.
Учебно-организационная деятельность: фронтальная, индивидуальная.
Средства обучения: наглядные (мультимедийная демонстрация) и печатно-словесные (методические указания по выполнения лабораторной работы, раздаточный материал для тестирования).
Вид контроля: тематический, тестирование.
Методы обучения: объяснительно-иллюстративный, проблемный, исследовательский.
Цели урока:
Образовательные - применение теоретических знаний на практике, углубление полученных знаний.
Воспитательные - вызвать интерес к предмету и будущей профессии, воспитывать внимательность и наблюдательность.
Развивающие - развитие познавательной и исследовательской деятельности учащихся; развитие логического мышления, умения разрешать проблемы и производить поиск.
Методическое обеспечение и оборудование:
ПК, видеопроектор.
Наушники для каждого учащегося.
Методические указания по выполнению лабораторной работы.
Карточки с тестами.
Межпредметные связи: физика, мультимедийные технологии.
Внутрипредметные связи: единицы измерения информации, преобразование аналоговой информации в цифровую.
План урока:
Организационный момент, вступительное слово учителя.
Постановка проблемной задачи, подведение учащихся к формулированию целей урока.
Актуализация знаний учащихся: опрос, тестирование.
Пояснение преподавателя по ходу выполнения лабораторной работы.
Выполнение учащимися лабораторной работы.
Решение проблемной задачи.
Подведение итогов, домашнее задание.
Ход урока
1. Организационный момент.
Тема нашего урока «Кодирование звуковой информации». На лекции мы познакомились с принципом двоичного кодирования звуковой информации, понятием временной дискретизации звука.
2. Давайте представим такую ситуацию: свободная память на вашем телефоне 19 Мбайт, вам очень хочется записать любимую песню, длительность звучания которой 3 минуты 40 секунд, а занимаемый объем памяти 37 Мбайт. Чтобы вы сделали, чтобы осуществить ваше желание? Ребята отвечают на вопрос, учитель наводящими вопросами подводит студентов к формулированию целей урока.
Сегодня мы установим экспериментальным путем зависимость между качеством кодирования звука, глубиной кодирования и частотой дискретизации, научимся оценивать объем аудиофайлов, обрабатывать звук с помощью компьютера, сохранять его в звуковых файлах в формате WAV и воспроизводить, изменять параметры кодирования звука.
3. Актуализация знаний учащихся.
Опрос.
1) По какой формуле вычисляется размер цифрового моноаудиофайла?
Ответ учащихся :(А=Д*Т*I).
Д- частота дискретизации;
Т- время звучания или записи звука;
I- глубина кодирования.
2) По какой формуле вычисляется размер цифрового стереоаудиофайла?
Ответ учащихся: А=2*Д*Т*I
Тестирование (студентам раздаются карточки с тестами).
1. Что показывает частота дискретизации звука?
а) это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука;
б) количество записанных звуковых дорожек;
в) количество измерение уровней громкости за одну секунду.
2. При частоте дискретизации 8 кГц качество дискретизированного звукового сигнала соответствует:
а) качеству звучания аудио-CD;
б) качеству телефонной связи;
в) среднему качеству.
3. В каком формате сохраняются звуковые файлы:
a) DOC;
б) WAV;
в) BMP.
4. 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.
5. 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.
4. Пояснение преподавателя по ходу выполнения лабораторной работы.
Сейчас мы перейдем к выполнению лабораторной работы, которая будет состоять из двух частей: создание своего звукового файла с помощью программы Audacity, сохранение его в формате wav для последующей обработки. Выполнение изменения параметров стереозаписи с помощью стандартного приложения Звукозапись.
Знакомство с программой Audacity, нарезка стереозаписи.
Запустим программу Audacity, откроем предложенный MP3 файл.
Прослушаем его, используя кнопку Воспроизвести 
Для того, чтобы выделить понравившийся фрагмент, нам понадобится инструмент Выделение (Selection Tool) 
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.
Вставить CTRL+V
Удалить CTRL+K
Отмена CTRL+Z
Выделенный фрагмент скопируем (CTRL+C), откроем новый проект (Файл - Новый), вставим выбранный фрагмент (CTRL+V), прослушаем.
Сохраним созданную запись в формате WAV. Для этого выберем:
Дадим созданному файлу имя Исходный фрагмент, сохраним в папке ЛР_10.
Выполним изменение параметров стереозаписи с помощью стандартного приложения Звукозапись.
Откроем стандартную программу Звукозапись (Пуск - Программы - Стандартные - Развлечения - Звукозапись).
Откроем созданный файл Исходный фрагмент, прослушать, определить время звучания (на рисунке оно составляет 20 секунд).
Чтобы изменить качество звучания аудиофрагмента, для этого выбрать в меню: Файл - Свойства - Преобразовать. В раскрывающемся списке Атрибуты выбрать 8 кГц, 8 Бит, Моно, нажать ОК. Прослушать полученный фрагмент.
Выполнить команду Сохранить как… Дать файлу имя 8_8_1.
Аналогичным образом выполнить остальные задания лабораторной работы. Заполнить предложенную таблицу, где полученный размер файла узнать через свойства файла, а теоретически вычисленный размер подсчитать по формуле, позволяющей определить размер файла, по известным данным: время звучания, частота дискретизации, глубина кодирования.
Выполнение учащимися лабораторной работы. После завершения выполнения работы студенты делают вывод относительно качества звучания и информационного объема соответствующих фрагментов звукозаписи.
Решение проблемной задачи.
Свободная память на вашем телефоне 19 Мбайт, вам очень хочется записать любимую песню, длительность звучания которой 3 минуты 40 секунд, а занимаемый объем памяти 37 Мбайт. Какие максимально возможные параметры кодирования вы можете установить при редактировании файла?
Решение: Переведем время звучания в секунды, получим:
3 минуты 40 секунд = 220 с
19 Мбайт=159383552бит
I*D=A/T/2=159383552/220/2=362235,35=16*22640
Это значит, что при глубине кодирования 16 бит, частоту дискретизации можно взять 22Кгц.
Подведение итогов, домашнее задание.
Домашнее задание - оформить отчет по лабораторной работе.
Использованная литература:
Сетевая папка: Emk.ru/students/Учебники/ ОТИ_Электронный учебник
О.А. Акулов, Н.В. Медведев «Информатика», базовый курс. Учебник для технических вузов. М.: Омега – Л, 2006.
Н.Д. Угринович. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10-11 классов. М.: Бином. Лаборатория Знаний, 2006.
Н.Д. Угринович. Практикум по информатике и информационным технологиям. Учебное пособие. М.: Бином. Лаборатория Знаний, 2006.
Сетевая папка: Emk.ru/students/Учебники/ Информатика/информатика. html.
Приложение
Методические указание по выполнению
лабораторной работы №10 по «Основам теории информации»
на тему «Кодирование звуковой информации»
1. Цель работы: научиться редактировать звуковые файлы с помощью аудиоредакторов;
изучить параметры кодирования звуковой информации;
научиться изменять качество звучания музыки и размеры звуковых файлов.
2. Технические средства.
Оборудование: ПК, наушники.
Программное обеспечение: Audacity, Звукозапись.
3. Задание:
выполнить нарезку стереозаписи;
выполнить изменение параметров стереозаписи с помощью стандартной программы Звукозапись;
сравнить размеры полученных файлов с размерами, вычисленными теоретически;
оформить отчет в соответствии с требованиями к содержанию отчета.
4. Теоретические сведения.
В аналоговой форме звук представляет собой волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. При преобразовании звука в цифровую дискретную форму производится временная дискретизация, при которой в определенные моменты времени амплитуда звуковой волны измеряется и квантуется, т.е. ей присваивается определенное значение из некоторого фиксированного набора. Данный метод называется еще импульсно-кодовой модуляцией PCM (Pulse Code Modulation).
Преобразование непрерывной звуковой волны в последовательность звуковых импульсов различной амплитуды производится с помощью аналого-цифрового преобразователя размещенного на звуковой плате. Например, 16-битные звуковые карты обеспечивают возможность кодирования 65536 различных уровней громкости или 16-битную глубину кодирования звука. Качество кодирования звука зависит и от частоты дискретизации — количества измерений уровня сигнала в единицу времени. Эта величина может принимать значения от 8 до 192 кГц.
Пример. Оцените информационный объем высокачественного стереоаудиофайла длительностью звучания 1 минута, если "глубина" кодирования 16 бит, а частота дискретизации 48 кГц.
Информационный объем звукового файла длительностью в 1 секунду равен:
16 бит 48 000 2 = 1 536 000 бит = 187,5 Кбайт
Информационный объем звукового файла длительностью 1 минута равен:
187,5 Кбайт/с 60 с 11 Мбайт
5. Порядок выполнения работы.
Знакомство с программой Audacity, нарезка стереозаписи.
Запустите программу Audacity
Появится окно:
Элементы управления
Главное меню
Ползунки и селекторы
Панель редактирования
Дорожки
Кнопка удаления дорожки
Выпадающее меню дорожки
Кнопка Соло
Кнопка Тихо
Управление громкостью и балансом
Выделение (Selection Tool)
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.
Масштабирование (Zoom Tool)
Этот инструмент позволяет увеличивать отдельные участки аудиосигнала. Для возврата обычного масштаба используйте Вид-Обычный масштаб
Поддерживаемые звуковые форматы
Внутренний формат Audacity (AUP)
Проекты Audacity хранятся в этом формате. Если вы знакомы с программой Фотошоп, то можно провести аналогию между форматов PSD и AUP. Формат позволяет хранить звуковые дорожки, дорожку времени, дорожки для заметок, а также их взаимное расположение. Формат не предназначен для широкого распространения, это внутренний формат Audacity. Для распространения законченного произведения надо экспортировать его в какой-либо из распространенных форматов.
WAV (Формат Windows Wave)
Это несжатый формат хранения звуковых файлов - основной для операционной системы Windows.
AIFF (Формат Audio Interchange)
Это основной несжатый формат хранения звуковых файлов для операционной системы Макинтош.
Формат Sun Au / NeXT
Это основной формат хранения звука для компьютеров Sun и NeXT. Формат имеет очень простое сжатие с низким коэффициентом. Формат - один из первых использовался для Веба и до сих пор используется для небольших эффектов, где не требуется высокое качество.
MP3 (MPEG I, layer 3)
Это один из самых популярных сжатых форматов аудио файлов. Коэффициент сжатия достигает 10:1 при очень слабых искажениях.
Ogg Vorbis
Это новейший сжатый формат, который разрабатывался, как бесплатная альтернатива MP3. Формат менее распространен, но по качеству представления звука превосходит MP3.
Экспорт в MP3
Audacity сам по себе не может кодировать в MP3, потому, что алгоритм MP3 запатентован и его использование запрещено для бесплатных программ. Однако, Audacity может встраивать в себя другие программы, которые работают с MP3. Все, что надо сделать - это установить такую программу, например программа Lame.exe.
Команды редактирования
Вырезать CTRL+X
Копировать CTRL+C
Вставить CTRL+V
Удалить CTRL+K
Тишина CTRL+L
Разделить CTRL+Y
Дублировать CTRL+D
Выделить все CTRL+A
Отмена CTRL+Z
Отмена отмены CTRL+R
Задание 1. Выполнить нарезку стереозаписи с помощью программы Audacity.
1.Открыть предложенный MP3 файл.
2.Прослушаем его, используя кнопку Воспроизвести.
3.Выделим понравившийся фрагмент (Например, какой-нибудь куплет или припев).
Д
ля этого воспользуемся инструментом выделение.
Выделенный фрагмент скопируем (CTRL+C), откроем новый проект (Файл - Новый), вставим выбранный фрагмент (CTRL+V), прослушаем.
4.Сохраним созданную запись в формате WAV. Для этого выберем:
Дадим созданному файлу имя Исходный фрагмент, сохраним в папке ЛР_10.
Задание 2. Выполнить изменение параметров стереозаписи с помощью стандартного приложения Звукозапись.
1.Открыть стандартную программу Звукозапись (Пуск - Программы - Стандартные - Развлечения - Звукозапись).
2.Открыть созданный файл Исходный фрагмент, прослушать, определить время звучания (на рисунке оно составляет 20 секунд).
3.Изменить качество звучания аудиофрагмента, для этого выбрать в меню: Файл - Свойства - Преобразовать. В раскрывающемся списке Атрибуты выбрать 8 кГц, 8 Бит, Стерео, нажать ОК. Прослушать полученный фрагмент.
4.Выполнить команду Сохранить как… Дать файлу имя 8_8_2.
5.Открыть файл Исходный фрагмент. Аналогичным образом создать файлы с качеством звучания 8 кГц, 16 Бит, Стерео, 44,100 кГц, 8 Бит, Стерео, 44,100 кГц, 16 Бит, Стерео. Дать отредактированным записям соответствующие имена 8_16_2; 44_8_2; 44_16_2. Всего должно получиться 4 файла с различным качеством звучания. Для редактирования открывать каждый раз файл Исходный фрагмент.
6.Заполнить таблицу, где полученный размер файла узнать через свойства файла, а теоретически вычисленный размер подсчитать по формуле, позволяющей определить размер файла, по известным данным: время звучания, частота дискретизации, глубина кодирования .
|
| Имя файла | Полученный размер файла, байт | Теоретически вычисленный размер, байт |
| 1 | 8_8_2 |
|
|
| 2 | 8_16_2 |
|
|
| 3 | 44_8_2 |
|
|
| 4 | 44_16_2 |
|
|
7.Сделать вывод относительно качества звучания и информационного объема соответствующих фрагментов звукозаписи, оформить отчет.
6. Контрольные вопросы:
1.В чем состоит принцип двоичного кодирования звука?
2. Как происходит преобразование звука в цифровую форму?
3. От каких параметров зависит качество двоичного кодирования звука?
4. Как можно изменить качество звучания музыки и размеры звуковых файлов?
7. Требования к содержанию отчета по выполненной работе.
Структура оформления отчета по выполненной работе:
цель работы;
приборы, оборудование, материалы;
формулировка задания;
выполненное задание;
ответы на вопросы (устно).
20
Получите свидетельство
Вход
Урок информатики "Кодирование звуковой информации" (0.32 MB)
0
1166
128
Нравится
0
