Kế hoạch bài dạy chuyên đề 1 máy tính và xã hội tri thức bài 6 dữ liệu âm thanh và hình ảnh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

Giảng viên hướng dẫn: ThS Dương Bích Thảo

Thông tin sinh viên:

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Trường Vũ

MSSV: B2100505

Cần Thơ, tháng 10 năm 2023

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn ThS Dương Bích Thảo đã nhiệt tình hướng dẫn em hoàn thành bài thi kết thúc học phần SG093 Phương pháp dạy học Tin học Kế hoạch bài dạy là tập hợp những hoạt động Dạy và Học phải diễn ra hoặc có thể diễn ra trong buổi học một cách hợp lí với mục tiêu bài học và thời gian tương ứng mà giáo viên chuẩn bị trước khi giảng dạy

Việc xây dựng kế hoạch bài dạy là vô cùng quan trọng đối với công tác dạy học của người giáo viên sau này

Trong quá trình thực hiện nếu có gì sai sót, mong nhận được sự góp ý từ cô Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn!

Trân trọng,

Cần Thơ, ngày 19 tháng 10 năm 2023 Sinh viên thực hiện

Nguyễn Trường Vũ

Trường: Tổ: Họ và tên giáo sinh: Nguyễn Trường Vũ

KẾ HOẠCH BÀI DẠY

CHUYÊN ĐỀ 1: MÁY TÍNH VÀ XÃ HỘI TRI THỨC BÀI 6 DỮ LIỆU ÂM THANH VÀ HÌNH ẢNH

Thời gian thực hiện: ngày 19 tháng 10 năm 2023

- Năng lực tự chủ và tự học: Chủ động tích cực và tích cực thực hiện nhiệm vụ học tập; vận dụng được những kiến thức, kỹ năng đã học về vòng lặp for để hoàn thành nhiệm vụ

- Năng lực giao tiếp và hợp tác: Giao tiếp và hợp tác hiệu quả trong các hoạt động nhóm - Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: Phân tích được tình huống, đề xuất và lựa chọn các phương pháp giải quyết các vấn đề do GV đặt ra

2.2 Năng lực tin học:

Nla: Sử dụng và quản lí các phương tiện công nghệ thông tin và truyền thông: Giải thích làm sáng tỏ việc số hoá âm thanh và số hoá hình ảnh

2.3 Phẩm chất

- Chăm chỉ: tích cực tìm tòi về việc số hoá âm thanh và hình ảnh

- Trách nhiệm: tích cực, tự giác và nghiêm túc tìm hiểu về việc số hoá âm thanh và hình ảnh

II PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC & KỸ THUẬT DẠY HỌC

- Máy tính, máy chiếu, trò chơi Quizizz, bài giảng điện tử, giấy A0, bút long - Sách giáo khoa, tài liệu tham khảo, kế hoạch bài dạy

2 Học sinh

Sách giáo khoa, sách bài tập, vở, bút

IV TIẾN TRÌNH DẠY HỌC HOẠT ĐỘNG 1: KHỞI ĐỘNG

a) Mục tiêu: Nhận biết được âm thanh và hình ảnh b) Nội dung: Yêu cầu học sinh nhận biết được

c) Sản phẩm: Học sinh trả lời câu hỏi về âm thanh và hình ảnh d) Tổ chức hoạt động:

Giáo viên cho học sinh nghe đoạn nhạc và đoán tên bài hát ( bài hát bụi phấn )

Đáp án: Bài hát có tên “ bụi phấn”

Giáo viên cho học sinh nhìn hình ảnh đoán nghĩa của hình ảnh đó:

Đáp án: Báo cáo

GV: Các em hãy sử dụng kiến thức mà mình đã học được hãy cho biết âm thanh và hình

ảnh được lưu trong máy tính như thế nào?

HS: Những thông tin này được lưu dưới dạng các bit trong máy tính GV: Em hãy liệt kê các thiết bị biểu diễn hình ảnh mà em biết?

HS: Thiết bị biểu diễn hình ảnh: Màn hình máy tính, điện thoại, máy tính bảng, tivi,

màn hình led,…

GV: Tìm kiếm trên Internet hình minh hoạ ảnh toạ độ phân giải thấp bằng cách sử dụng

từ khoá tìm kiếm low resolution image Các em hãy đoán xem điều gì xảy ra nếu xem một hình ảnh và cứ phóng to nó lên mãi?

Hình ảnh khi được mở lên:

Hình ảnh khi được phóng to lên:

HS: Nếu mở xem một hình ảnh và cứ phóng to lên mãi thì chỉ thấy một ô vuông đơn

sắc

HOẠT ĐỘNG 2: HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI

a) Mục tiêu: Giải thích được việc số hoá hình ảnh và âm thanh, các định dạng lưu trữ

của hình ảnh và âm thanh

b) Nội dung: Tìm hiểu việc số hoá hình ảnh và âm thanh

c) Sản phẩm: Tính toán được tốc độ bit của âm thanh và bit biểu diễn hình ảnh d) Tổ chức hoạt động:

GV: Đây là một đoạn âm thanh được phần mềm audacity chúng ta đã học lớp 9 tái hiện

lại âm thanh thành như hình bên dưới:

Ta thấy trong đó có những đoạn lên cao những đoạn xuống thấp, nó được gọi là sóng

âm

Biểu diễn hình trên lên mặt phẳng toạ độ ta sẽ được hình như sau:

Ta quan sát thấy sống âm này có dạng hình sin nên sóng âm này được gọi là sóng âm có dạng hình sin Đây là âm thanh trong thực tế được tạo ra người ta gọi đó là âm thanh analog (âm thanh tương tự) Để biểu diễn âm thanh này trên máy tính hay còn gọi là số hoá âm thanh ta sử dụng phương pháp điều chế mã xung (Pulse Code Moderation, gọi tắt là PCM) được thực hiền bằng 3 bước sau:

Bước 1: Lấy mẫu Để biểu diễn đồ thị sóng âm ta có 2 trục là trục biên độ (độ lớn âm

thanh) và trục thời gian Đầu tiên chúng ta chia trục biên độ và thời gian ra thành các mức giá trị bằng nhau

Ví dụ ta chia trục biên độ thành 16 giá trị ( giá trị lấy mẫu)

Các giá trị thừ 0 đến 15 được gọi là giá trị mẫu

Trên trục thời gian vẽ các đường vuông góc với trục và các đường này sẽ cắt đồ thị sóng âm Ta lấy các điểm giao với đồ thị sóng âm

Bước 2: Biểu diễn giá trị mẫu, ở đây để cho máy tính có thể hiểu và xử lý được ta cần

mã hoá các giá trị mẫu thành các dãy bit Trong ví dụ chúng ta sẽ có 16 giá trị (0 ➔ 15) ta sẽ dùng 4 bit để biểu diễn:

GV: Bước 3: Biễu diễn âm thanh Sau khi chúng ta biểu diễn giá trị mẫu, chúng ta sẽ

biểu diễn lại trên trục toạ độ bằng giá trị nhị phân

Với các điểm lấy mẫu chúng ta tái lạo lên trên hình:

Sau đó chúng lấy nối các mẫu đó lại chúng ta sẽ có được đồ thị sóng âm mới:

Đồ thị này có hình bậc thang nó tương tự với độ thị hình sin nhưng không giống hoàn toàn Âm thanh được tạo ra bởi đồ thị hình bật thang được gọi là âm thanh số (digital) Quá trình chuyển đổi từ âm thanh tương tự sang âm thanh số được gọi là số hoá âm thanh

Để cho âm thanh số giống với âm thanh gốc nhất (gọi là âm thanh trung thực) thì chu kỳ lấy mẫu sẽ được lấy nhỏ lại và thang lấy mẫu chi tiết hơn Việc lấy nhiều mẫu chúng ta sẽ cần dùng nhiều bit để biểu diễn sẽ dẫn đến dữ liệu âm thanh sẽ lớn

Tốc độ bit (bit – rate) là số bit cần thiết để biểu diễn một giây âm thanh Tốc độ bit càng lớn thì chất lượng càng tốt

Giải thích tốc độ bit 4000 bps có ý nghĩa gì? Khi so với tốc độ bit 128 Kb/s thì tốc độ bit nào sẽ tốt hơn? Vì sao?

HS:

Tốc độ bit 4000 bps tức là mỗi giây có 4000 bit truyền đi

Khi so với 128 Kb/s thì 128 Kb/s mỗi giây sẽ có 128 000 bit được truyền đi do đó 128 Kb/s sẽ tốt hơn bởi vì nó tạo ra được nhiều mẫu hơn đồ thị âm thanh số sẽ giống với âm thanh gốc hơn

GV:

Số hoá âm thanh bằng phương pháp PCM (.WAV) cho chất lượng âm thanh trung thực, nhược điểm kích thước tệp lớn

Để giảm kích thước tệp lớn có 2 phương pháp:

- Phương pháp nén dữ liệu nhưng không làm giảm chất lượng âm thanh (lossless)

Giáo viên chia nhóm ( 4 học sinh)

Sắp sếp các định dạng sau vào trong hai phương pháp nén: MP3, AAC, FLAC, ALAC

So sánh và đánh giá chất lượng âm thanh các định dạng âm thanh ở trên dựa vào chất lượng âm thanh?

HS:

- MP3: Chất lượng âm thanh thấp hơn các định dạng lossless, nhưng kích thước nhỏ hơn, thuận tiện cho việc lưu trữ và chia sẻ

- AAC: Chất lượng âm thanh tương đương MP3, nhưng kích thước nhỏ hơn, tiết kiệm dung lượng lưu trữ

- FLAC: Chất lượng âm thanh cao, không mất dữ liệu, nhưng kích thước lớn, chiếm nhiều dung lượng lưu trữ

- ALAC: Chất lượng âm thanh tương đương FLAC, nhưng kích thước nhỏ hơn, tiết kiệm dung lượng lưu trữ

Giáo viên phân tích biểu diễn ảnh bitmap trên máy tính:

Để biểu diễn hình ảnh này trên màn hình máy tính thì máy tính sẽ được chia ra các ô vuông nhỏ, mỗi ô vuông nhỏ sẽ được gọi là điểm ảnh ( Pixel )

Hình ảnh trên chiều dài và chiều rộng có bao nhiêu điểm ảnh?

HS:

Hình ảnh có chiều dài là 8 điểm ảnh, chiều rộng là 8 điểm ảnh

Ta thấy ở hình ảnh trên có 2 màu trắng và đen, để biểu diễn màu của điểm anh ta sẽ dùng 1 bit để biểu diễn điểm ảnh, màu trắng tương ứng với bit 0, màu đen tương ứng

với bit 0 Chúng ta sẽ biểu diễn dãy bit trên hình ảnh như sau:

Trên đây là cách biểu diễn hình ảnh đen trắng, sau đây chúng ta sẽ tìm hiểu về cách biểu diễn hình ảnh màu:

Thông thường sẽ sử dụng 24 bit để biểu diễn điểm màu trên điểm ảnh Như vậy hình ảnh trên ta sẽ biểu diễn màu đỏ bằng các bit 11111111 00000000 00000000, màu xanh lá sẽ được biểu diễn các bit 00000000 11111111 00000000, màu xanh dương sẽ được biểu diễn 00000000 00000000 11111111, màu trắng sẽ được biểu diễn bằng bit 0 Như vậy, chúng ta đã tìm hiểu biểu diễn ảnh bitmap trên máy tính màu chỉ khác nhau chỉ là số bit biểu diễn màu

Độ sâu màu (Bit depth) là số bit để mã hoá thông tin màu của điểm ảnh Ảnh trắng đen 1 bit = 2 màu:

Tại sao trong một bức ảnh màu hiển thị trên màn hình lại kết hợp 3 giá trị?

HS: Vì màn hình sử dụng hệ màu RGB (viết tắt Red – Green – Blue), các màu khác

được tạo ra từ hệ ba màu cơ bản này

Về ảnh xám thường sẽ sử dụng 8 bit = 256 màu

Giáo viên chia nhóm (mỗi nhóm 4 học sinh)

Em hãy khám phá những màu sắc có thể dùng trong một văn bản được tạo ra bởi một phần mềm soạn thảo văn bản và trả lời các câu hỏi sau:

1) Bảng Theme Colors hay hộp thoại Colors (xuất hiện khi chọn More Colors) hiển thị

nhiều màu hơn cho người dùng chọn?

2) Mã màu RGB của một màu em đã chọn được tìm như thế nào?

HS:

1) Hộp thoại Colors sẽ hiển thị nhiều màu hơn, chỉ cần click vào vùng màu ta muốn chọn ta sẽ nhận được màu cụ thể

2) Chỉ cần nháy chuột vào phần màu muốn chọn mã màu RGB sẽ tự động nhảy theo và hiển thị mã màu RGB đã chọn

GV:

Các định dạng lưu trữ ảnh bitmap:

Ảnh bitmap (.bmp): kích thước lớn, tốn bộ nhớ Để giảm kích thước thì chúng ta có 2 phương pháp:

- Phương pháp nén nhưng không làm giảm chất lượng ( PNG) - Phương pháp nén có giảm bớt một phần thông tin (.JPEG) Các em liệt kê tên một số định dạng hình ảnh mà em biết?

HS:

Định dạng: JPG, TIFF, NEF, CR2, GIF, RAW,…

HOẠT ĐỘNG 3: LUYỆN TẬP

a) Mục tiêu: Tổng quát hoá số hoá âm thanh và số hoá hình ảnh b) Nội dung: Ôn tập kiến thức đã học bài dữ liệu âm thanh và hình ảnh c) Sản phẩm: Sử dụng được kiến thức số hoá âm thanh và số hoá hình ảnh

10 Định dạng âm thanh lossless có ưu điểm là

Đáp án: Chất lượng âm thanh cao

11 Nếu ta giảm tần số mẫu của một đoạn âm thanh từ 44,1 kHz xuống 22,05 kHz thì kích thước của file âm thanh sẽ giảm xuống bao nhiêu lần?

Đáp án: 2

12 Một hình ảnh có kích thước 1024 x 768 pixel, độ sâu màu 24 bit Kích thước của file hình ảnh này là bao nhiêu?

Đáp án: 2,25 MB

HOẠT ĐỘNG 4: VẬN DỤNG

a) Mục tiêu: Vận dụng số hoá âm thanh và số hoá hình ảnh giải bài tập b) Nội dung: Chất lượng của định dạng âm thanh và

c) Sản phẩm: Phân tích số lượng bit và chất lượng âm thanh và hình ảnh d) Tổ chức hoạt động:

Câu 1 Làm thế nào để chia hình ảnh thành nhiều điểm ảnh? Tại sao có thể coi một điểm

ảnh hình vuông là đồng màu?

Đáp án: Để chia hình ảnh thành nhiều điểm ảnh thì dùng đến lưới chia rời rạc

hóa hình ảnh Lưới chia rời rạc hóa hình ảnh sẽ chia ảnh thành các điểm ảnh hình vuông và các điểm ảnh này là cùng màu bởi cùng màu mới có thể quy chuẩn thành dãy bit

Câu 2 Trong hệ màu RGB, một điểm ảnh dài bao nhiêu bit? Tỉ lệ trộn ba màu cơ sở thể

hiện bằng cách nào? Cho ví dụ

Đáp án: Trong hệ màu RGB, một điểm ảnh dài 24 bit

Tỉ lệ trộn ba màu cơ sở thể hiện bằng cách ghi 3 cặp số nguyên từ 0 đến 255, mỗi số đại diện cho cường độ của màu đỏ, xanh lá và xanh lam

Ví dụ: (0,0,0) là màu đen; (255,0,0) là màu đỏ; …

Câu 3 Một định dạng âm thanh lossless có kích thước là 100 MB Một định dạng âm

thanh lossy có chất lượng âm thanh tương đương có kích thước là 50 MB Giả sử ta muốn giảm kích thước của định dạng âm thanh lossless xuống 25 MB mà không làm giảm chất lượng âm thanh Làm thế nào để thực hiện điều này?

Đáp án: Để giảm kích thước của định dạng âm thanh lossless xuống 25 MB mà

không làm giảm chất lượng âm thanh, ta có thể sử dụng phương pháp nén không mất dữ liệu Phương pháp này sẽ giảm kích thước của file âm thanh bằng cách loại bỏ các thông tin không cần thiết mà vẫn giữ nguyên chất lượng âm thanh

Câu 4: Một đài phát thanh muốn cho người nghe các chương trình phát thanh với chất

lượng âm thanh cao Đài phát thanh nên sử dụng định dạng âm thanh nào? Tại sao?

Đáp án: FLAC, ALAC vì sẽ giữ nguyên chất lượng âm thanh gốc

Câu 5: Một file âm thanh mono có độ phân giải 44,1 kHz và 16 bit/mẫu thời lượng file

âm thanh 1 phút Hỏi file âm thanh này có kích thước bao nhiêu byte?

Đáp án: Độ phân giải 44,1 kHz có nghĩa là mỗi giây có 44.100 mẫu âm thanh

Độ sâu màu 16 bit/mẫu có nghĩa là mỗi mẫu âm thanh có 16 bit thông tin Số mẫu = độ phân giải x thời lượng = 44100 x 60 = 2646000

Kích thước = số mẫu x số bit/mẫu = 42336000 bit = 5292000 byte

Câu 6: Một hình ảnh có độ phân giải 3840 x 2160 pixel, độ sâu màu 48 bit Kích thước

của file hình ảnh này là bao nhiêu?

Đáp án: Kích thước = Độ dài x độ rộng x độ sâu màu

Kích thước = 3840 x 2160 x 48 = 398131200 bit = 47,5 MB

V HƯỚNG DẪN HỌC SINH TỰ HỌC

- Xem lại nội dung bài đã học - Xem trước nội dung bài học mới

VI TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ Tinh thần: xung phong, hăng hái

Trả lời câu hỏi: trình bày rõ ràng,

Cần Thơ, ngày 19 tháng 10 năm 2023 Sinh viên thực hiện

Nguyễn Trường Vũ