图像处理技术在教学中的应用

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  数字图像处理技术是一个正在不断飞速发展的领域,技术的发展为我们在课堂上使用更好地展示图片素材,加深学生对所学知识的理解提供了很好的支撑。数字图像处理在教育教学中的应用并不十分普及,但其优势十分明显,它可以帮助我们创建良好的科学探究氛围、提升课堂图片展示的观看效果、激发学生的学习兴趣。
  在科学课堂中,学生需要建构和理解主要的科学概念,而各种能够反映概念的图片,可以使抽象的概念形象化,对创建科学探究氛围、加深学生对概念的理解会有很大帮助。
  本文以Photoshop为例,简要介绍一些在教学中使用图像处理技术的具体方法和技巧。
  高效合成与教学活动紧密结合的展示图
  在教学过程中,往往需要高质量图片来创建探究学习氛围、展示知识结构和形象化概念,以作为教学活动的辅助,但相关高质量图片来源较少,且很难与教学活动紧密结合,通过数码图像处理技术即可方便地形成高质量的、与教学活动紧密结合的图片。
  例如,利用Photoshop软件,可方便地将图像素材(如数码照片)合成到一个画面中,展示事物的内在原理和发展过程。
  在合成所需图片的过程中,可以要求学生参与其中,让学生对蚕生长的各个阶段进行拍摄,并将照片按典型特征整理为反映生长过程的图片,由学生或教师再进行合成。这样能够使学生的参与程度更强、兴趣更浓,并帮助他们更为深入地理解要掌握的知识。
  在制作合成图片时,需要先建立一个新的文档,该文档的尺寸应与要打印出来的尺寸相同,之后依次将素材图片打开,用移动工具拖动到新建文档中,并进行简单加工即可。将图片打印出来以后,可以用于布置教室,形成良好的学习氛围,对培养学生的学习兴趣有较好的辅助作用。
  需要注意的是,要打印出高质量的图片,分辨率需要在300doi以上。
  扩大图片尺寸并保持图片清晰
  教师在备课时所需要的图片素材,可以从互联网上搜索得到,但很多图片的尺寸过小不利于课堂展示,扩大后图片会变得模糊不清,观看效果较差。利用图片处理中的数字插值技术,可以较好地解决这个问题。
  教师可先从网上找到所需的图片,之后用Photoshop软件打开,进行图像大小调整,在调整时注意选中重定图像像素即可。
  例如,在网上找到一张爱因斯坦的图片,但宽度只有247像素,我们在PPT中使用的图像宽度最宽可以达到800像素。将宽度改为500像素后,Photoshop软件会依据对应插值算法添加一些像素,并按照比例自动扩展高度,满足我们扩大画面显示、改善观看效果的要求。
  需要注意的是,原有图片素材的尺寸较小,所包含的像素也较少,画面扩大后,所需的像素数量也要增多,增多的像素是通过计算机计算添加到画面中的,故新添加的像素有可能与原有图像有差异,并且这种差异会随着扩大比例而增大,也就是说扩大得太多,图像也会出现不清晰的状况。因此,我们在进行扩大操作时,一般在2倍左右效果较好。
  提升图片质量满足课题展示需要
  教师在备课的过程中,会收集各种与科学课程相关的图片,但由于图片来源不一,质量差强人意。有些图片因为是历史资料,年代久远已变得模糊不清;还有些图片因网络上传时压缩比太大,出现很多马赛克,影响观看效果,在用于教学展示时起不到应有的效果。
  利用Photoshop的滤镜、图像调整等图像处理技术,可方便地对图片进行降噪、提升清晰度、纠正偏色等操作,使图片达到课堂展示的要求。
  例如1张从网上收集到的爱因斯坦的图片,在PhotoShop中打开后,可通过添加外挂滤镜降噪、曲线调整提高对比度、色彩平衡调色彩,得到较高质量的图片效果。如图所示。
  利用Photoshop形成究成果展示
  在科学课堂中,需要培养学生对科学的探究精神,对于学生来说,兴趣的培养需要一个持续的过程。在此过程中,培养学生整理所得到的一手图片资料也可以成为一个重要的辅助手段。
  学生对于图像的兴趣十分浓厚,喜欢阅读漫画类图书,如能将学生的兴趣引导到对科学的探究上来,将会起到事半功倍的效果。
  例如,可以要求学生在课余时间观察、拍摄蚕的生长过程,并用Photoshop软件按规定尺寸进行剪裁,将特征明显的图片剪裁成指定大小,并以小组为单位汇集到一起。各组间可以对具有同一特征的图片进行比较,找出最好的图片,做成画册供学生们在课余时间浏览。这种方式会对激发学生的学习兴趣,进一步培养学生仔细观察、认真比较的能力有所帮助。
  Photoshop软件作为一款易用的图像处理软件,可以很方便地帮助教师完成提升相关教学素材图像质量、扩大展示图片尺寸、合成与教学相关的图像等工作。对学生而言,通过感兴趣的图片来学习和观察现实世界,也会对激发学生对科学探究的兴趣、提升科学探究的能力有所帮助。
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