План-конспект урока по информатике «Мультимедиа. Аналоговый и цифровой звук» (8 класс)

План-конспект урока  по информатике                                                                                                                                                  в 8А классе                                                                                                              муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения средней общеобразовательной школы рабочего посёлка (посёлка городского типа) Уруша Сковородинского района Амурской области                                                                                               на тему «Мультимедиа. Аналоговый и цифровой звук»

                                                      Разработал: Никулина Оксана Анатольевна                                               слушатель курсов профессиональной переподготовки                                          «Информатика: теория и методика преподавания в образовательной организации»

Уруша, Амурская область,                                                                                                                       2019г.

Тема «Мультимедиа. Аналоговый и цифровой звук»

Тип урока: комбинированный.                                                                                                                                                                                   Цель: организовать деятельность учащихся по первичному анализу и усвоению материала по теме «Аналоговый и цифровой звук».                                                                                                                                  Образовательная: познакомить учащихся со способами аналогового и цифрового представления звука.; объяснить различие между аналоговым и цифровым звуком; познакомить с понятиями «цифровой звук», «АЦП», «ЦАП», «микрофон»; научиться записывать звук с использованием цифровой техники                                                            

 Развивающая: продолжить формирование научного мировоззрения, планировать свою деятельность в зависимости от конкретных условий;                                                              развивать мышление, память, внимательность, навыки использования прикладного программного обеспечения;   контроль и оценка процесса и результатов учебной деятельности.

Воспитательная: воспитывать дисциплинированность, самостоятельность, информационную культуру;  жизненное, личностное, профессиональное самоопределение,  умение слушать и вступать в диалог.

Формы работы учащихся: Фронтальная, индивидуальная работа на ПК.

Оборудование: Мультимедийное оснащение, доска, презентация, стереонаушники с микрофоном, учебник.

План урока:

1.      Организационный момент

2.      Проверка д/з (фронтальный опрос)

3.      Объяснение нового материала

4.      Работа со звуковым редактором audacity-win-unicode-1.3.12

5.      Закрепление нового материала (самостоятельная работа)

6.      Подведение итогов

Ход урока:

1. Организационный этап                                                                                  (Приветствие учащихся, проверка готовности к уроку)

2.      Актуализация знаний

-Ребята, с какими мультимедийными продуктами вам приходилось сталкиваться?
( компьютерные обучающие программы по предметам, тренажеры ЕГЭ, электронные справочные системы и др.)
- Давайте немного поиграем. Все знают из физики последовательное присоединение, вот и мы с вами - звенья одной цепи. Постараемся назвать, как можно больше любых сведений об устройствах хранения мультимедийной информации.  Один начинает – другой продолжает (по цепочке). Пожалуйста, не обрывайте нашу цепь!

Итак, какие устройства хранения мультимедийной информации вам известны?
   (Для их хранения требуются ёмкие носители, такие как оптические компакт-диски (CD), имеющие емкость около 700 Мбайт или цифровые видеодиски - DVD, способные хранить от 4 Гбайт до 20 Гбайт информации и т. д.)

-Музыканты уходят, гении исчезают, и с ними уходят их прекраснейшие произведения и гениальные мысли. Человек стремился запечатлеть звуки любимой музыки, голоса родных, важную информацию. Сначала это были примитивные приспособления. Но с наступление развития научного прогресса появлялись все более и более совершенные способы, методы и приёмы.                                                                                                                                        – Как вы думаете, какова тема сегодняшнего урока? (Ответы уч-ся)

 (Слайд №1) Тема нашего урока «Аналоговый и цифровой звук». Сегодня на уроке приступаем к изучению раздела «Мультимедиа». Вы не раз слышали слово «мультимедиа».                                                                                                                                                          - Как вы думаете, что оно означает? (Обсуждение ответов учеников.)

(Слайд №2) Сегодня мы познакомимся с тем, что такое мультимедиа, мультимедийные программные средства. Какие виды звука бывают и чем они отличаются (в чём их особенность).

3.      Объяснение нового материала

Из истории появления мультимедиа.

В 50-е годы XX в. развитие новых типов данных шло по пути расширения числовых типов:

·         целые числа без знака;

·         целые числа со знаком;

·         действительные числа;

·         действительные числа повышенной точности.

Тогда же с помощью целых чисел начали кодировать символьную информацию, и компьютеры начали работать с текстами.

Стремительное развитие с конца XIX века технических средств хранения и передачи информации позволило изобретателю Томасу Эдисону изготовить фонограф. (Слайд №3).                                                                                                                                  Фонограф Эдисона является первым в истории устройством для записи звука. Принцип работы фонографа: музыка или пение создают звуковые колебания, которые передаются на записывающую иглу фонографа. Игла оставляет бороздку с изменяющейся глубиной (звуковую дорожку) на поверхности вращающегося воскового валика. (Слайд№4)

В середине ХХ века появился электрофон – электрический аналог патефона. В электрофоне колебания движущейся по звуковой дорожке иглы превращаются в непрерывный электрический сигнал. 
В ХХ веке с появлением магнитофона звуковая дорожка представляет собой линию с непрерывно изменяющейся намагниченностью изменяющейся намагниченностью. С помощью считывающей магнитной головки создаётся переменный электрический сигнал, который озвучивается акустической системой.

(Слайд №5) О современных компьютерах говорят как о мультимедийных устройствах.  Под словом мультимедиа понимают способность сохранения в одной последовательности данных разных видов информации: числовой, текстовой, логической, графической, звуковой и видео.  Мультимедиа - сравнительно молодая отрасль новых информационных технологий. Дословный перевод слова "мультимедиа" означает "многие среды" ("multi" - "много", "media" - "среда"). Под этим термином понимается одновременное воздействие на пользователя по нескольким информационным каналам. При этом пользователю, как правило, отводится активная роль. Исторически первым типом данных, для работы с которыми компьютеры изобрели, были числа.

Устройства компьютера, предназначенные для работы со звуковой и видеоинформацией, называют устройствами мультимедиа. К ним также относят устройства для записи и воспроизведения мультимедийных данных — дисководы CD-ROM, DVD и т. п.

Области использования мультимедиа

Компьютерные системы мультимедиа находят широкое применение в образовании, искусстве, рекламе, науке, торговле и других областях человеческой деятельности. Причем в каждой из этих областей применение мультимедиа открывает новые возможности, которые были недоступны при использовании старых технологий.

Все большей популярностью пользуются электронные справочники, энциклопедии, художественные и музыкальные альбомы, созданные в технологии мультимедиа. Они содержат невиданные ранее объемы информации с цветными иллюстрациями, анимационными фильмами, видеороликами и музыкальным сопровождением. Например, мультимедийная музыкальная энциклопедия дает возможность послушать музыкальные произведения и одновременно увидеть выдающихся дирижеров и исполнителей.

 (Ребята записывают основные даты истории звукозаписывающей техники.)

 Аналоговое представление звука.
 Магнитофон, электрофон, телефонная связь, радиосвязь осуществляли передачу звуковой информации с помощью непрерывного электрического сигнала, такая форма называется аналоговой.
Учащиеся записывают основное понятие и устройства, передающие звуковой сигнал в аналоговой форме.

Цифровое представление звука.
 (Слайд №6)   Из физики известно, что звук – это колебания воздуха. Если преобразовать звук в электрический сигнал (например, с помощью микрофона (Слайд №7-8), то видно плавно изменяющееся с течением времени напряжение. Для компьютерной обработки такой – аналоговый – сигнал нужно каким-то образом преобразовать в последовательность двоичных чисел. Делается это, например, так – измеряется напряжение через равные промежутки времени и полученные значения записываются в память компьютера. (Слайд №9-10) Этот процесс называется дискретизацией (или оцифровкой), а устройство, выполняющее его – аналого-цифровым преобразователем (АЦП) (слайд №10-15).

Дискретное цифровое представление сигнала – это таблица с результатами измерений физической величины в фиксированные моменты времени.
Качество полученного цифрового звука зависит от частоты дискретизации - количества измерений уровня громкости звука в единицу времени. 

Чем большее количество измерений производится за 1 секунду (чем больше частота дискретизации), тем точнее «лесенка» цифрового звукового сигнала повторяет кривую аналогового сигнала (Слайд №16).
(Слайд №17) Частота дискретизации звука — это количество измерений громкости звука за одну секунду, лежит в диапазоне от 8000 до 48 000 измерений громкости звука за одну секунду. 
Глубина кодирования звука - это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука.
Если известна глубина кодирования, то количество уровней громкости цифрового звука можно рассчитать по формуле N = 2I. 
Ребята записывают основные определения, внимательно слушают объяснение учителя и наблюдают, как меняется непрерывная зависимость громкости звука на дискретную последовательность уровней громкости.

 Обработка звука.
a. Система ввода/вывода звука  (Слайд №18)
- Ребята, какие устройства можно использовать для ввода и вывода звуковой информации в память компьютера? 
(Микрофон – устройство ввода звуковой информации, акустические колонки или стереонаушники – это устройства вывода звуковой информации)
- Правильно. Для записи аналогового звука и его преобразования в цифровую форму используется микрофон, подключенный к звуковой плате (аудиоадаптеру). Воспроизведение звука, записанного в компьютерную память, также происходит с помощью аудиоадаптера, преобразующего оцифрованный звук в аналоговый электрический сигнал звуковой частоты, поступающий на акустические колонки или стереонаушники (слайд №7). 
Кроме устройств, используемых для ввода и вывода звуковой информации нам необходимо и программное обеспечение для работы со звуком.

b. Звуковые редакторы.
-Для чего нужны звуковые редакторы?
(Для записи, воспроизведения и редактирования звука.)
- Оцифрованный звук представляется в звуковых редакторах в наглядной форме, поэтому операции копирования, перемещения и удаления частей звуковой дорожки можно легко осуществлять с помощью мыши. 
Что можно делать в звуковых редакторах? 
- накладывать звуковые дорожки друг на друга (микшировать звуки);
- применять различные акустические эффекты (эхо, воспроизведение в обратном направлении и др.);
- изменять качество цифрового звука и объем звукового файла путем изменения частоты дискретизации и глубины кодирования.
Ребята записывают в тетради назначение и возможности звукового редактора.

c. Форматы звуковых файлов.
В 1983 ведущие производители компьютеров и музыкальных синтезаторов разработали стандарт, определивший такую систему кодов. Он получил название MIDI. Конечно, такая система кодирования позволяет записать далеко не всякий звук, она годится только для инструментальной музыки. Но есть у нее и неоспоримые преимущества: чрезвычайно компактная запись, естественность для музыканта (практически любой MIDI-редактор позволяет работать с музыкой в виде обычных нот), легкость замены инструментов, изменения темпа и тональности мелодии.
WAV - универсальный формат без сжатия звуковых файлов;
МРЗ - формат со сжатием.
При сохранении звука в форматах со сжатием отбрасываются «избыточные» для человеческого восприятия звуковые частоты с малой интенсивностью. 
Применение такого формата позволяет сжимать звуковые файлы в десятки раз, однако приводит к необратимой потере информации (файлы не могут быть восстановлены в первоначальном виде).
   (Ребята записывают форматы звуковых файлов и их особенности.)

 Звуковой редактор audacity-win-unicode-1.3.12 (Слайд № 19)
Учитель загружает данный редактор и знакомит учащихся с интерфейсом программы, меню. 

-Ребята, кто желает поучаствовать в эксперименте?                                                                        Итак, нам предстоит, воспользовавшись возможностью программы audacity-win-unicode-1.3.12 произвести запись звука, использовать эффекты и сохранить звуковой файл в формате со сжатием (mp3) и универсальном формате без сжатия (wav).
  (Ученик с помощью учителя выполняет запись звукового файла, вся информация выведена на экран. Ребята рассматривают осциллограмму, получившуюся после записи звука. )
 
III. Закрепление изученного (Самостоятельная  работа – ответить письменно на вопросы)

1. Приведите примеры технических устройств, в которых звук хранится и воспроизводится в аналоговой форме.
     (фонограф, грампластинка, электрофон, магнитофон, телефонная связь, радиосвязь.)
2.Почему форму представления звука в компьютере можно называть дискретной и цифровой?
  (Любые данные в памяти компьютера хранятся в виде цепочек битов, т.е. последовательностей нулей и единиц. Звук в компьютерной памяти хранится в дискретной форме, т.е. в виде цифр.)
3.Что такое АЦП и ЦАП?                                                                                                                 (АЦП - преобразование из аналоговой формы в цифровую (дискретную); ЦАП – преобразование из цифровой формы в аналоговую.)

IV. Подведение итогов. Домашнее задание

- Ребята, что мы узнали на этом уроке?
 (На данном уроке мы познакомились с историей звукозаписывающей техники, узнали способы аналогового и цифрового представления звука. Выяснили, для чего нужны звуковые редакторы. Познакомились с форматами звуковых файлов. Выполнили запись звука с использованием цифровой техники и программы audacity-win-unicode-1.3.12)
         (Выставление оценок). 

Домашнее задание

        Параграф 24 стр.132-135, вопросы стр. 135                                                                                                (учебник Информатика и информационно-коммуникационные технологии. Базовый курс: учебник для 8 класса/ И.Г. Семакин, Л.А. Залогова, С.В. Русаков, Л.В. Шестакова – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013)

Список использованной литературы

1.      Учебник Информатика и информационно-коммуникационные технологии. Базовый курс: учебник для 8 класса/ И.Г. Семакин, Л.А. Залогова, С.В. Русаков, Л.В. Шестакова – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013

Использованные материалы и Интернет-ресурсы

1. http://school-collection.edu.ru/catalog/res/dbb6722f-b729-42e3-a599-3717f28ba804/view/

2. http://school-collection.edu.ru/catalog/res/d32eac10-61d6-46af-a766-adefa94bfb4a/view/