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一、現(xiàn)代教育技術(shù)激活了課堂,收到了事半功倍的效果
傳統(tǒng)的語文課堂里,著重于教師的“講”,幾乎就是滿堂灌,雖然也引用了別的學(xué)校以前推行的“六步教學(xué)法”,近兩年來又引用了“導(dǎo)學(xué)案”,即使取得了一定的成效,可總是不盡如人意,現(xiàn)代教育技術(shù)的推廣和使用,給語文課堂教學(xué)注入了新的活力。
記得我在講朱自清的《春》一課時,以前我用傳統(tǒng)的教學(xué)方法是這樣講的:先用錄音機(jī)或者mp3播放課文誦讀,生字生詞講解完了之后,通讀課文,整體感知課文,七幅圖畫之后,再重點探究幾個問題,最后是理解主題思想和體會作者所抒發(fā)的情感。在講課時,時常感覺力不從心,文中有許多細(xì)節(jié)描寫,單憑朗讀和想象,很難在腦海里形成完整的美麗的畫面,但在條件成熟以后,用課件教學(xué),所有的問題都迎刃而解。課件中一個個美麗的畫面使學(xué)生在驚嘆之余,喚醒了他們曾經(jīng)的記憶,潛移默化中就把抽象的文字和具體的形象結(jié)合了起來,仿佛自己身臨其境,調(diào)動了學(xué)生所有的細(xì)胞,學(xué)起來就容易多了。由此,我覺得用課件教學(xué),老師的備課量是增加不少,但學(xué)校采用了集體備課方式,實現(xiàn)了資源共享,所以此方法得以在我校推廣。
又如在講述《背影》一課時,最感人的細(xì)節(jié)描寫就是父親拖著肥胖的身體翻越鐵柵欄去給我買橘子的場面。以前講這一課時,總是找一個有表演天分的學(xué)生,模擬書上的場景,盡管表演很賣力,可結(jié)果總是換來大家的哄堂大笑,氣氛沒有醞釀成功。那怎么體會父愛的含義呢?運(yùn)用多媒體進(jìn)行教學(xué)時,在課堂中,一方面慢鏡頭放著父親翻越鐵柵欄買橘子的畫面,一方面配合著音樂朗讀,在感情充分醞釀之后,再進(jìn)行授課,學(xué)生再進(jìn)一步進(jìn)行聯(lián)想和想象,馬上就融會貫通,自然一切水到渠成,收到了事半功倍的教學(xué)效果。
由此可見,在語文課堂中,引進(jìn)現(xiàn)代教育技術(shù),就能激活語文課堂,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,收到事半功倍的效果。
二、現(xiàn)代教育技術(shù)為集體備課打開了一條綠色通道,使老師之間的交流更加暢通,為語文教學(xué)錦上添花
現(xiàn)代信息技術(shù)的迅速發(fā)展,使得各行各業(yè)各類人才不斷忙于充點,以期跟上時代的步伐,教師也不例外,語文教師更是如此。人常說,“給學(xué)生一碗水,你首先就得有一桶水”,按照傳統(tǒng)模式,老師們基本上是獨(dú)立備課,獨(dú)立講課,個個忙得不可開交,可是效果不佳,因為每個階段的學(xué)習(xí),知識點的把握總是有所欠缺,亡羊補(bǔ)牢不是不可,可往往是事倍功半,只見有付出很少有成績。我在講《阿長與〈山海經(jīng)〉》時,傳統(tǒng)教學(xué)使我忙得暈頭轉(zhuǎn)向,學(xué)生學(xué)得筋疲力盡,可是一檢測,比較失望。里面有道題是這樣的:請舉出《山海經(jīng)》里兩個神話故事,結(jié)果全班只有一半的學(xué)生答對了。我很困惑,自己講課時明明已經(jīng)講到,為什么學(xué)生會沒有印象呢?請教別的老師,他們則利用了電腦教學(xué)。于是再次上課時,利用電腦展示了《山海經(jīng)》相關(guān)的圖片,如《精衛(wèi)填?!贰犊涓缸啡铡罚瑳]有頭而“以乳為目,以臍為口”,袋子似的帝江等等,給同學(xué)們留下了深刻的印象,教學(xué)效果十分明顯。
三、現(xiàn)代教育技術(shù)使家校一體化,便于家長與老師之間的溝通與交流,進(jìn)一步促進(jìn)語文教學(xué)
無論是傳統(tǒng)的教學(xué)方法,還是全新的教學(xué)手段,都是一個目的,不斷更新教學(xué)理念,充分利用好45分鐘,培養(yǎng)學(xué)生成人又成才。語文課的教學(xué)隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的推廣也延伸到了方方面面。作為老師,大家都有同感,家庭作業(yè)完成得好賴與課堂教學(xué)密切相關(guān),可是對于一個自制能力比較差的學(xué)生來說,總是懶于完成家庭作業(yè)。以前由于電腦、手機(jī)的使用不普及,家校溝通缺失,家長不能及時了解孩子在校的情況,老師也不能準(zhǔn)確掌握孩子在家的表現(xiàn),如有問題,要么家長百忙之中抽出時間到學(xué)校找老師,要么老師利用課余時間進(jìn)行家訪,真是你也忙我也忙,孩子依舊老模樣。而現(xiàn)代教育技術(shù)的使用,中國移動適時推出了校訊通,可謂是給家庭和學(xué)校之間架起了一座橋梁。校訊通的使用首先提高了學(xué)生學(xué)習(xí)語文的興趣,可以說是語文學(xué)習(xí)的另一個平臺,課堂上講的知識如果沒有完全消化掉,可以通過校訊通互動,實現(xiàn)了一對一的輔導(dǎo),效果明顯。其次,家長也可以通過校訊通及時與老師溝通,少去了來回奔波的麻煩。在我所教的班級當(dāng)中,有一個叫張××的孩子,長得眉清目秀,是一個相當(dāng)帥氣的男孩子。記得剛接觸這個班級的時候,一上課就發(fā)現(xiàn)他雖然外表帥氣,但卻是一個渾身長滿了缺點的調(diào)皮鬼,尤其是不會專心聽課,總是東張西望,拉拉女同學(xué)的頭發(fā),桌子底下踢踢同桌的腿,更不用說寫作業(yè)了。這讓我頭疼不已,怎樣才能讓他喜歡上語文課呢?于是,我就試著用校訊通給他的媽媽發(fā)了一條短信,不是告狀,而是詢問這個男孩平時最喜歡做什么。家長很快回復(fù),在家除了看電視能安靜一會兒,平時就最喜歡上網(wǎng)。幾次三番溝通之后,我找到了突破點,有一次上課,需要在電腦上打字,我故意打得很慢,于是就問:誰能幫一幫老師?他舉手了,我就點名讓他上機(jī)操作,三下五除二,一會兒就完成了,我委婉指出了幾個錯別字,接著就表揚(yáng)了他,下課后,又把他喊到辦公室,再次鼓勵他,然后告訴他,只要認(rèn)真預(yù)習(xí),做作業(yè)時細(xì)心點,就不會出現(xiàn)類似的狀況了……由于抓住了契機(jī),又適時表揚(yáng)了好幾次,該生慢慢對語文產(chǎn)生了興趣,語文成績大幅度提高。
順德區(qū)均安鎮(zhèn)星槎小學(xué)
星槎小學(xué)地處西江河畔,七?蚯瘧擼?且凰?逖?!?996年,均安鎮(zhèn)委鎮(zhèn)政府和星槎村委會為重組教育資源,提高辦學(xué)效益,高瞻遠(yuǎn)矚,科學(xué)規(guī)劃,將原星槎、福岸、三聯(lián)、上力四所規(guī)模較小的學(xué)校合并,斥巨資易地重建,組成一所規(guī)模大、檔次高的現(xiàn)代化新星槎小學(xué),開創(chuàng)了順德區(qū)集約辦學(xué)的先河,掀開了星槎小學(xué)教育發(fā)展的新篇章。
早在合校之初,學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)者和決策者在改造薄弱學(xué)校的同時,也開始規(guī)劃了學(xué)校教育現(xiàn)代化發(fā)展的藍(lán)圖,確立了要運(yùn)用現(xiàn)代化教育手段,促進(jìn)學(xué)校教學(xué)從“傳統(tǒng)型”向“現(xiàn)代型”轉(zhuǎn)軌。正是在這種明確的辦學(xué)思路指導(dǎo)下,使學(xué)校能在強(qiáng)校林立的順德教育中占有一席重要之地。
自申報廣東省第二批現(xiàn)代教育技術(shù)實驗學(xué)校起,在上級領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心支持下,我校本著以創(chuàng)辦優(yōu)秀實驗學(xué)校為目標(biāo),全面提高領(lǐng)導(dǎo)、教師、學(xué)生信息化素養(yǎng),培養(yǎng)高素質(zhì)優(yōu)秀人才,全面開發(fā)學(xué)生與教師的創(chuàng)新能力,提高教育教學(xué)效率,為實現(xiàn)教育信息化不懈努力。我校的教育信息化工作由小到大,一邊實施一邊發(fā)展,一邊裝備一邊開發(fā)使用,到現(xiàn)在,已經(jīng)取得了一定的成效。我們深有體會的是:通過現(xiàn)代教育技術(shù)實驗,學(xué)校教育教學(xué)發(fā)生了可喜的變化,取得了累累碩果。
一、完善管理體系,全面落實現(xiàn)代教育技術(shù)規(guī)劃
對于省現(xiàn)代教育技術(shù)實驗學(xué)校這一稱號,學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)及教師既把它當(dāng)作是榮譽(yù),也把它當(dāng)作是工作的動力和努力方向。
學(xué)校把教育信息化工作列入學(xué)校每學(xué)期的工作計劃之中,根據(jù)實際情況制定了現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展規(guī)劃,有具體的任務(wù)、措施和步驟,目標(biāo)明確地開展現(xiàn)代教育技術(shù)研究。
學(xué)校建立了現(xiàn)代教育技術(shù)實驗的管理網(wǎng)絡(luò),成立了教育信息化工作領(lǐng)導(dǎo)小組,學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)帶頭參與實驗工作,由校長擔(dān)任組長,主管電教的主任負(fù)責(zé)此項工作,并配備了由管理者、教科組長、信息技術(shù)教師和學(xué)科教師參加的實驗人員。學(xué)校設(shè)立了電教中心,下設(shè)總控室、課件制作室、廣播室、語音室、多媒體電教室等。各級實驗人員分層管理,在實驗過程中做好組織協(xié)調(diào)工作,主管領(lǐng)導(dǎo)定期聽取匯報,及時了解工作的開展情況,提出下一階段的工作思路。
學(xué)校建立了各種管理制度,如學(xué)校電教中心管理條例,電教管理員守則,信息資料管理制度,多媒體使用管理制度,電腦機(jī)房管理制度,普通教室電教設(shè)備管理制度等;學(xué)校對現(xiàn)代教育設(shè)備的使用都進(jìn)行記錄,如儀器設(shè)備維修保養(yǎng)登記記錄,多媒體使用情況記錄等,真正做到設(shè)備有人用也有人管,實行規(guī)范管理。學(xué)校的電教人員直接參與和負(fù)責(zé)現(xiàn)代教育技術(shù)裝備的管理工作,認(rèn)真做好日常的維修保養(yǎng),并主要承擔(dān)學(xué)校教師的現(xiàn)代教育技術(shù)培訓(xùn)、指導(dǎo)工作,及時解決實驗中遇到的各種困難和問題。
學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)十分重視各類教育信息的收集與分析,已經(jīng)安裝了校園網(wǎng)絡(luò)軟件平臺,進(jìn)行了全體教師的校園網(wǎng)操作培訓(xùn),并組織有關(guān)人員不斷豐富校園網(wǎng)及各科室、各項目的網(wǎng)頁,校園網(wǎng)上的各種信息有專人采集、更新,使得各種信息資源高度共享,極大地提高了辦事效率。學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和教師也不斷學(xué)習(xí),增強(qiáng)現(xiàn)代化管理意識,整個學(xué)校的管理充滿了現(xiàn)代化氣息。
二、改善教學(xué)環(huán)境,推進(jìn)教育信息化發(fā)展
技術(shù)設(shè)備的建設(shè)是現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用的前提,所以,學(xué)校始終把改善教學(xué)環(huán)境作為推進(jìn)教育信息化的有效途徑。
近幾年,在各級領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷和辦學(xué)單位的大力支持下,學(xué)校投入了大量的資金,不斷優(yōu)化現(xiàn)代教育裝備,建設(shè)了校園網(wǎng)絡(luò),添置了信息教學(xué)設(shè)備,對現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行了升級換代,創(chuàng)造了一個良好的硬件環(huán)境。2003年至2004年間,學(xué)校乘著創(chuàng)建省一級學(xué)校和教育強(qiáng)鎮(zhèn)的東風(fēng),取得了鎮(zhèn)、村兩級的支持,又加大了投入,完善了教育裝備。學(xué)?,F(xiàn)有校園網(wǎng)一個,廣播網(wǎng)一個,圖書電腦管理系統(tǒng)1個。有教學(xué)平臺17個,專用多媒體計算機(jī)教室2個,電子閱覽室1個,另有校園計算機(jī)總控室一個,教師課件制作室一個,語音室1個(設(shè)備2套),以及圖書館局域網(wǎng)一個。共配有計算機(jī)234臺,并配置相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的外部設(shè)備及相應(yīng)的教學(xué)軟件和教學(xué)輔助軟件。計算機(jī)軟件、硬件的數(shù)量和種類基本滿足教學(xué)和行政管理的需要。校長室、行政室、教師辦公室、圖書館等辦公系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)實行計算機(jī)管理。學(xué)校專門購買了“海百合”課件制作軟件、“圖書管理系統(tǒng)”軟件及多媒體教學(xué)軟件等。學(xué)校已用光纖專線方式接入校校通,并在教學(xué)和管理中得以有效應(yīng)用。學(xué)校在互聯(lián)網(wǎng)上有獨(dú)立網(wǎng)站,與省、市教育網(wǎng)建立鏈接。校園網(wǎng)上的各種信息,有專人采集、更新。通過網(wǎng)頁操作,使得各種信息資源高度共享。
三、合理配置、開發(fā)教學(xué)資源,提高應(yīng)用效果
我校根據(jù)教學(xué)需要給各年級購置了語文、數(shù)學(xué)、英語、思品、自然、科學(xué)、音樂等教學(xué)用的配套音像、電子教材基本達(dá)到了三套,并且是省中小學(xué)教材審查組推薦的。北師大新教材配套光盤,英語光盤等。還有《鵬博士》《科利華》教學(xué)軟件一批。我們認(rèn)為:教學(xué)軟件不能簡單的買進(jìn)和拿來,一是有選擇性的買一些有使用價值的資料。二是發(fā)動師生自己想辦法制作教學(xué)積件和教學(xué)資源,這樣才能提高使用率,提高教學(xué)效果,又有自己學(xué)校特色。學(xué)校要求教師在現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用上堅持形式與內(nèi)容的統(tǒng)一,注重媒體與教材和學(xué)生實際相結(jié)合,采用何種媒體,如何運(yùn)用媒體等皆從實際需要出發(fā),形式服從內(nèi)容。同時學(xué)校堅持拿來與消化、引進(jìn)與創(chuàng)造相結(jié)合。三是緊緊依靠本地區(qū)的資源優(yōu)勢。我校網(wǎng)站直接連接順德教育信息網(wǎng),信息中心擁有各種教育軟件資源已1000G以上,有科利華、清華同方、K12、中教育星、清華永新、國之源、南方之星、邁達(dá)威、人教社等九家公司的17個產(chǎn)品,教師學(xué)生可方便、快速地調(diào)用或下載各種教學(xué)資源,實現(xiàn)資源共享。以達(dá)到用最少的投入獲得最大的收益。
四、充分利用,提高使用率
學(xué)校十分重視教師在課堂教學(xué)中運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù),充分發(fā)揮教育技術(shù)裝備的資源效益。通過有計劃、有步驟的培訓(xùn),我校能運(yùn)用電教手段上課的教師達(dá)到100%,開展電教學(xué)科比例達(dá)到100%,包括語文、數(shù)學(xué)、英語、信息技術(shù)、自然科學(xué)、社會、美術(shù)、思想品德、音樂、體育、綜合實踐。采用電教手段的課時覆蓋率也達(dá)50%。
五、依托課題研究,提高現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用水平
學(xué)校一直非常重視現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用水平的提高,積極推進(jìn)課題研究。我們成立了科研領(lǐng)導(dǎo)小組,開展了計劃性強(qiáng)、針對性強(qiáng)和實效性強(qiáng)的課題研究工作。我們結(jié)合本地區(qū)本校的教育需要,確定研究課題,在研究經(jīng)費(fèi)、活動時間上給予保證,并建立相應(yīng)的激勵機(jī)制,鼓勵廣大教師主動參與教學(xué)研究,保證課題按預(yù)定方案穩(wěn)步推進(jìn)。
目前,已立項的課題有國家級的兩項——《小學(xué)語文“四結(jié)合”》和《在信息技術(shù)條件下學(xué)科的課程整合》,省級三項——《小學(xué)情境作文教學(xué)》《小學(xué)數(shù)學(xué)綜合評價的方法與策略》《廣東省器樂教學(xué)現(xiàn)狀分析與實驗研究》,每個課題都能按計劃正常開展研究,定期開展階段性成果整理和總結(jié)。其中《小學(xué)情境作文教學(xué)》已經(jīng)結(jié)題,結(jié)題報告得了二等獎。
幾年來,實驗教師大膽實踐,積極開展教育信息化研究,探索利用多媒體技術(shù)改革課堂,構(gòu)建科學(xué)的教學(xué)模式,總結(jié)出集中識字模式、隨文識字模式、閱讀教學(xué)模式、說寫訓(xùn)練模式等。教師們利用有效的信息資源,把各學(xué)科與信息技術(shù)有機(jī)地整合起來,使信息技術(shù)更有效地成為課程與教學(xué)中的一個因素,成為教師教的工具、學(xué)生學(xué)的工具以及環(huán)境建構(gòu)的工具,進(jìn)一步改善學(xué)習(xí),革新傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)觀念,改善教學(xué)方式與學(xué)習(xí)方式,改善學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)環(huán)境,構(gòu)筑面向未來社會的學(xué)習(xí)文化,提高學(xué)生的信息素養(yǎng)。因而,實驗班學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量以及綜合素質(zhì)都大大優(yōu)于普通班學(xué)生,在社會上引起了很大的反響。《說寫訓(xùn)練教學(xué)模式》的論文參加全國信息技術(shù)與語文教學(xué)改革經(jīng)驗交流會得到全國信息技術(shù)與語文教學(xué)改革經(jīng)驗交流會的確認(rèn),獲得了成果入選獎?!洞禾煸谀睦铩返恼Z文“四結(jié)合”課例教學(xué)獲得全國優(yōu)秀課例三等獎。 “小學(xué)情境作文教學(xué)”已通過廣東省教育專業(yè)委員會組織的終期評估,研究成果獲得了二等獎。何婉華等五位老師的專題論文獲得了一、二等獎,六位學(xué)生的作文也獲了獎。何鳳嬌等四位老師的相關(guān)論文還獲得全國小學(xué)語文教育學(xué)會的論文比賽二等獎。科研改革也促進(jìn)了全校學(xué)生語文能力的提高,幾年來,學(xué)生參加各類各級的征文、作文競賽,取得了可喜的成績。
科研實驗開拓了農(nóng)村學(xué)校開展現(xiàn)代教育技術(shù)工作之路,取得了可喜的成果,使我們加大了教育改革的信心。現(xiàn)在,我們?nèi)轿煌七M(jìn)信息化教學(xué)研究的理論探索,從語文科到數(shù)學(xué)、英語、自然、音樂、美術(shù)……現(xiàn)代教育技術(shù)在我校得到普及應(yīng)用。教師們利用多媒體進(jìn)行教學(xué),優(yōu)化了教學(xué)過程,充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位,學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、思維能力、創(chuàng)新精神得到培養(yǎng),信息技術(shù)素養(yǎng)不斷提高。
六、強(qiáng)化師資培訓(xùn),促進(jìn)教育信息化蓬勃發(fā)展
學(xué)校認(rèn)為,現(xiàn)代教育設(shè)施不是裝門面的,它的價值在于充分的使用,而使用的關(guān)鍵在于教師,所以學(xué)校把培訓(xùn)老師作為廣泛開展現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用的突破口,開展多種形式的師資培訓(xùn),使學(xué)校教師能夠迅速適應(yīng)現(xiàn)代教育的環(huán)境,掌握現(xiàn)代教育設(shè)備的運(yùn)用。我們堅持校本培訓(xùn),學(xué)校多次派出領(lǐng)導(dǎo)和骨干教師參加省、市、區(qū)組織的各種類型的現(xiàn)代教育技術(shù)培訓(xùn),參加有關(guān)的教育信息化建設(shè)與應(yīng)用的學(xué)習(xí)交流活動。然后把學(xué)到的知識再傳給老師們,老師們互相學(xué)習(xí),共同提高。1、集中培訓(xùn)。學(xué)校一方面請來相關(guān)專業(yè)的老師對全校的老師進(jìn)行集中培訓(xùn),讓全體老師都掌握基礎(chǔ)的計算機(jī)理論和應(yīng)用技能;另一方面學(xué)校骨干老師進(jìn)行實例講解,作業(yè)布置等。2、分散練習(xí)。在教師掌握了基本的操作技能后,分散到各年級組實際操作,進(jìn)行鞏固強(qiáng)化。年級組老師取長補(bǔ)短,共同提高。3、定期驗收。學(xué)校定期對老師的計算機(jī)掌握情況進(jìn)行統(tǒng)一測評,重點是通過作業(yè)的形式考察老師的計算機(jī)操作水平。4、比賽促進(jìn)。學(xué)校結(jié)合培訓(xùn)開展系列競賽活動如:AUTHORWARE課件制作競賽,多媒體教學(xué)設(shè)計評比等活動,極大地提高了老師的學(xué)習(xí)熱情。通過校本培訓(xùn),派出學(xué)習(xí)、專業(yè)老師講課等形式提高了我校教師信息技術(shù)能力,有力地促進(jìn)現(xiàn)代教育技術(shù)的廣泛應(yīng)用。
學(xué)校還訂閱了有關(guān)的現(xiàn)代教育技術(shù)培訓(xùn)資料和刊物,如《信息技術(shù)與課程整合》、《教育信息技術(shù)》、《中小學(xué)信息技術(shù)教育》、《信息技術(shù)教育》等書刊。通過學(xué)習(xí)、研讀,教師更好地了解當(dāng)前信息技術(shù)發(fā)展的動態(tài),提高了現(xiàn)代信息技術(shù)教育的理論水平,加深了對信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合的研究。通過培訓(xùn)學(xué)習(xí),教師不但掌握了現(xiàn)代教育技術(shù)的能力,也提升了應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)的整體素質(zhì)。
七、實驗工作取得的成績
通過實驗研究,教師教學(xué)水平大大提高,教育觀念得到轉(zhuǎn)變,真正成為學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者、合作者、組織者。信息化的環(huán)境和豐富的教學(xué)資源促進(jìn)了教育教學(xué)改革,目前在我校的課堂上,教師大力開展信息技術(shù)與課程的整合研究,利用多媒體教學(xué)資源促進(jìn)學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)和探究性學(xué)習(xí)。信息技術(shù)的應(yīng)用大大提高了教學(xué)效果,為學(xué)生提供自主探索、合作學(xué)習(xí)、資源共享等學(xué)習(xí)環(huán)境,促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性和主動性。在實踐中,教師們積累了一定的信息技術(shù)與學(xué)科課程整合的理論基礎(chǔ)和實踐經(jīng)驗,理論水平和實踐能力大大增強(qiáng),尤其是近兩年,進(jìn)步特別快。其中李巧敏老師的《說寫訓(xùn)練教學(xué)模式》參加全國信息技術(shù)與語文教學(xué)改革經(jīng)驗交流會得到全國信息技術(shù)與語文教學(xué)改革經(jīng)驗交流會的確認(rèn),獲得了成果入選獎;《春天在哪里》的語文“四結(jié)合”課例教學(xué)獲得全國優(yōu)秀課例三等獎;《春天在哪里》、《我喜歡的水果》兩課例參加了順德區(qū)信息技術(shù)教學(xué)開放日活動,獲得好評。何鳳嬌老師的《創(chuàng)設(shè)作文情境,激發(fā)寫作興趣》、李巧敏老師的《利用多媒體創(chuàng)設(shè)語文情境》、黎翠容老師的《發(fā)揮CAI的優(yōu)勢 提高作文效率》、王月瑛老師的〈情境作文教學(xué)是提高學(xué)生作文水平的可行之路〉獲中國教育學(xué)會小學(xué)語文教學(xué)研究會論文大賽的二等獎。何婉華的《情境作文指導(dǎo)一、二法》、李巧敏的《利用網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)設(shè)情境》獲廣東省教育學(xué)會小學(xué)語文教學(xué)研究會論文一等獎、王月瑛的《情境作文教學(xué)是提高學(xué)生作文水平的可行之路》、黎翠容的《運(yùn)用多媒體創(chuàng)設(shè)作文情境》、何鳳嬌的《創(chuàng)設(shè)作文情境激發(fā)寫作興趣》、李國光的〈情境作文教學(xué)實驗報告〉獲二等獎。歐陽信程教學(xué)課件《比較》、《長頸鹿和小鳥》獲區(qū)二等獎及鎮(zhèn)一等獎,何惠燕老師、歐陽永晃老師思品課件獲順德區(qū)三等獎,參加了思品課件展示。歐陽信程、歐陽永晃參加區(qū)信息技術(shù)說課比賽獲得二等獎。歐陽永晃《在信息技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力》獲區(qū)電教論文二等獎,卓捷海的音樂錄像課《巧巧手》、歐陽信程的科學(xué)錄像課《誰給花傳粉》、梁婉青的品德與生活錄像課《和鐘姐姐交朋友》獲區(qū)三等獎,何瑞華的論文《《加強(qiáng)情感體驗,調(diào)動情感參與》》《讓語文課堂煥發(fā)生命活力》獲區(qū)一等獎。何校倫論文《數(shù)學(xué)也要進(jìn)行“聽”“說”訓(xùn)練》、何彩眉教案〈買鉛筆〉獲區(qū)二等獎,梁婉青論文《活用多媒體教學(xué)激活識字興趣》獲區(qū)三等獎;李國光、歐陽永晃設(shè)計制作的學(xué)校網(wǎng)站獲順德區(qū)電教中心頒發(fā)的二等獎。近兩年來,學(xué)校教師在區(qū)鎮(zhèn)的各項論文、教案、課件及教學(xué)比賽中獲得了約80個獎項。教學(xué)科研促進(jìn)了教師的提高。
我校是鎮(zhèn)的示范性學(xué)校,教育信息化工作在本地區(qū)是先走了一步。我們曾承辦過鎮(zhèn)內(nèi)不少大型的教學(xué)研討活動,為兄弟學(xué)校提供示范和交流研究的平臺;每學(xué)期,舉行一次大型的教學(xué)開放日、文化藝術(shù)節(jié)活動,向鎮(zhèn)內(nèi)、區(qū)內(nèi)及社會公開展示學(xué)校教育改革的成果;在校內(nèi),經(jīng)常舉行全校性的或科組的教學(xué)活動,互相交流,共同提高;新會市荷塘鎮(zhèn)中心小學(xué)、高明區(qū)三洲街道辦組織的中小學(xué)校長也慕名前來參觀。學(xué)校的教育信息化工作在本地區(qū)起到了良好的示范、輻射作用。
現(xiàn)代教育技術(shù)的廣泛應(yīng)用也促進(jìn)了學(xué)校辦學(xué)水平和教育質(zhì)量的提高,學(xué)校一年上一個臺階。1997年被評為順德市一級學(xué)校,1998年被評為佛山市一級學(xué)校,2000年通過了佛山市一級學(xué)校復(fù)評,2001年被評為廣東省綠色學(xué)校,2004年被評為廣東省一級學(xué)校,實現(xiàn)了農(nóng)村學(xué)校向城市化、現(xiàn)代化學(xué)校的跨越式發(fā)展。學(xué)校多次被評為順德區(qū)先進(jìn)學(xué)校、順德區(qū)少先隊先進(jìn)大隊、順德區(qū)實驗工作優(yōu)秀學(xué)校、順德區(qū)體衛(wèi)先進(jìn)單位、順德區(qū)文明單位、佛山市教育系統(tǒng)先進(jìn)單位。
附件三
廣東省現(xiàn)代教育技術(shù)實驗學(xué)校自評量化表
學(xué)校名稱:佛山市順德區(qū)均安鎮(zhèn)星槎小學(xué) (表一)
一級
指標(biāo)項二級指標(biāo)項得分
A
工作落實
情況A1
人員A2
規(guī)劃7
34
B
三個覆蓋率B1
教師B2
學(xué)科B3
課時9
333
C
教學(xué)環(huán)境情況C1
達(dá)標(biāo)C2
使用率C3
模式探索10.5
54.51
D
課題研究情況D1
選題D2
措施D3
進(jìn)展D4
成果16
2455
E
教材使用情況E1
教材選用E2
使用效果E3
自制教材12
543
F
組織培訓(xùn)情況F1
內(nèi)容F2
范圍F3
方式13
535
G
實驗工作效果G1
教學(xué)成果G2
教師教學(xué)水平G3
學(xué)生綜合素質(zhì)G4
示范作用22
16222
[摘要]以學(xué)生為主體的角度出發(fā),根據(jù)問卷調(diào)查結(jié)果和多年教學(xué)經(jīng)驗提出了基礎(chǔ)光學(xué)課程改革的幾點見解,第一、基礎(chǔ)光學(xué)教學(xué)內(nèi)容改革的必要性及具體措施,第二、注重教學(xué)步驟的完整性,第三、注重教學(xué)方法的改革。
引 言
光學(xué)是高等院校物理專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,是物理學(xué)中最古老的一門學(xué)科之一,同時也是一門年輕的學(xué)科,具有強(qiáng)大的生命力和不可估量的發(fā)展前途。光學(xué)對原子物理學(xué)的學(xué)習(xí)有極其重要的作用,而且光學(xué)是近代物理的生長點,量子論、狹義相對論都起源于光學(xué)。所以,學(xué)好光學(xué)無疑對相關(guān)課程的學(xué)習(xí)起著十分積極的作用。近年來有關(guān)光學(xué)課程的教學(xué)改革呼聲日益高漲,人們分別從不同的角度對光學(xué)的教學(xué)改革進(jìn)行著積極而有益的探索[1-6]。本文借助于羅洋城對北師大和韶關(guān)學(xué)院學(xué)生的問卷調(diào)查[6],結(jié)合自己多年的教學(xué)經(jīng)驗和他人的先進(jìn)成果,廣泛征集學(xué)生見解,對光學(xué)課程的改革進(jìn)行積極了的探索,提出了基礎(chǔ)光學(xué)課程教學(xué)改革的幾點見解,供大家鑒借和分享。
教學(xué)內(nèi)容的選取
現(xiàn)流行的光學(xué)教材,對幾何光學(xué)和波動光學(xué)的基本理論的講解是詳細(xì)的,完善的,但也存在不少問題,主要表現(xiàn)在:第一,幾何光學(xué)的內(nèi)容占的篇幅過大,以華東師大姚啟鈞編的《光學(xué)教程》為例[7],僅幾何光學(xué)的基本原理這一章,公式大大小小就有45個,有些問題中學(xué)已經(jīng)講過,沒有必要重復(fù)講授。適當(dāng)精簡幾何光學(xué)內(nèi)容,使內(nèi)容在滿足系統(tǒng)化、條理化的基礎(chǔ)上做出合理的取舍。第二,光的量子性部分的歷史,如“紫外災(zāi)難”和“兩朵烏云”等故事完全可以放到物理學(xué)史中去講授。第三,現(xiàn)代光學(xué)部分涉及面較廣,學(xué)科的內(nèi)容非常豐富,學(xué)科體系十分龐大,而光學(xué)課程的學(xué)時有限,所以現(xiàn)代光學(xué)部分則應(yīng)該單獨(dú)羅列出去,建議在大三再開設(shè)現(xiàn)代光學(xué)基礎(chǔ),滿足學(xué)生的求知欲和飛速發(fā)展的光學(xué)科技?;A(chǔ)光學(xué)部分在講授時應(yīng)該適當(dāng)融入前沿科技內(nèi)容,避免單純概念的枯燥,使教學(xué)別具一格,既深化了概念,同時將光學(xué)基本原理與其在科技前沿中的應(yīng)用結(jié)合起來,大大深化了基本原理教學(xué),開闊了視野,充分調(diào)動了學(xué)生的積極性,激發(fā)求知欲和探索物理奧妙的精神,同時也增加了課程的魅力。但是,在講授前沿科技與古老光學(xué)原理的結(jié)合時一定要注意突出光學(xué)基本原理的描述,達(dá)到用科技前沿實例講授并深化課程基本概念和基本原理的教學(xué)目的。同時,基礎(chǔ)光學(xué)部分在講授時還要注重課程內(nèi)容的條理化,雖然波動光學(xué)和幾何光學(xué)看似聯(lián)系不十分緊密,但是至始至終都離不開兩個概念就是光程和相位差,所以在整個基礎(chǔ)光學(xué)部分的教學(xué)中要始終貫穿這兩個基本概念使教學(xué)內(nèi)容渾然一體。
注重教學(xué)步驟的完整性
注重教學(xué)步驟的完整性有力的保證了教學(xué)質(zhì)量。課堂教學(xué)是學(xué)生獲得知識的重要途徑,由于教學(xué)體制特點,很多學(xué)生依賴于課堂,所以確保課堂教學(xué)效果是教學(xué)中的非常重要的一個環(huán)節(jié)。除了借助于現(xiàn)代化教學(xué)手段提高教學(xué)效果外,從內(nèi)容的選取和語言描述上需下足功夫,充分地把教師的個人魅力展現(xiàn)出來,并且把這種魅力融入到教學(xué)中,以提高課堂教學(xué)效率。作業(yè)批改是課堂教學(xué)的延伸,它是發(fā)現(xiàn)問題,解決問題的重要途徑,通過對作業(yè)細(xì)致批改幾乎可以了解每一個學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況和學(xué)習(xí)狀態(tài)。課后答疑是課堂教學(xué)的重要輔助形式,也是教學(xué)過程中的有機(jī)組成部分。此外,光學(xué)和其它物理學(xué)學(xué)科一樣是一門以觀察和實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,許多物理知識都是通過觀察實驗,經(jīng)過認(rèn)真的思索總結(jié)出來的。實驗教學(xué)不僅僅是學(xué)生動手的過程,更是動腦思維的過程。注重實驗教學(xué)能更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并且能培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅、認(rèn)真、端正的實驗態(tài)度,獲得一些感性認(rèn)識,經(jīng)過進(jìn)一步引導(dǎo)使感性認(rèn)識上升為理性認(rèn)識,為光學(xué)課程的學(xué)習(xí)起到積極的作用。值得一提的是驗證性實驗所占比重過大[8],大學(xué)階段的實驗教學(xué)應(yīng)該不只是“驗證”,通過增加一些設(shè)計性實驗以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
注重教學(xué)方法的現(xiàn)代化
現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)手段的發(fā)展和應(yīng)用提高了單位學(xué)時的信息量,多媒體技術(shù)中實例分析和動畫演示激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。然而我們在運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)手段教學(xué)過程中,還是遇到了許多新問題,如過多依賴于ppt教學(xué),以至于學(xué)生感覺象放電影一樣,條理性、邏輯性和系統(tǒng)性體現(xiàn)不到位。所以,我們還要不斷探索新的教學(xué)方法和技巧,從而使現(xiàn)代化教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段得以更充分地發(fā)揮作用。此外,加強(qiáng)與國內(nèi)兄弟院校的了解和交流,使我們能夠開闊眼界,增加知識,有效提高我們的教學(xué)質(zhì)量。最好能夠讓教師走出去,同時也能把相關(guān)教學(xué)經(jīng)驗豐富的人事請進(jìn)來,借鑒和學(xué)習(xí)兄弟院校光學(xué)教學(xué)改革和發(fā)展的成功經(jīng)驗??傊诳茖W(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天,大學(xué)階段的學(xué)習(xí)是很多人接受系統(tǒng)學(xué)習(xí)的最后一站,基礎(chǔ)光學(xué)課程的學(xué)習(xí)對今后的學(xué)習(xí)起著非常重要的作用。所以在教學(xué)中要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)步驟、教學(xué)方法等方面完善教學(xué)過程,強(qiáng)化基礎(chǔ)教育,緊跟現(xiàn)代科技發(fā)展步伐,積極大膽地嘗試現(xiàn)代科技教學(xué)手段,探索新的教學(xué)方法,使學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動轉(zhuǎn)為主動,為今后的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞 數(shù)字電影;光學(xué)技術(shù);系統(tǒng)
中圖分類號 J938 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708(2016)174-0030-02
21世紀(jì)的社會發(fā)展主要是以知識經(jīng)濟(jì)與信息技術(shù)為主,尤其是信息技術(shù)的發(fā)展,給社會中的各個行業(yè)、各個領(lǐng)域帶來不小的沖擊。電影行業(yè)是社會眾多行業(yè)之一,也受到了來自科學(xué)技術(shù)的影響,老式的放映膠卷模式已經(jīng)逐漸被取消,如今的電影行業(yè)以數(shù)字化電影為主。數(shù)字電影在放映的過程中是要依靠一定的技術(shù)才得以有效的實施,其中最主要的是光學(xué)技術(shù),而且在新時展之下,光學(xué)技術(shù)也隨之發(fā)生了更大的變化與進(jìn)步,可以說如今的電影行業(yè)發(fā)展如此迅速,光學(xué)技術(shù)在其中發(fā)揮了不可忽視的作用。
1 光學(xué)技術(shù)和數(shù)字放映系統(tǒng)
光學(xué)技術(shù)是一項應(yīng)用于電影放映方面的技術(shù),往深層次研究的話,所謂的光學(xué),指的就是以對光研究為基礎(chǔ),來探討“光”這種特殊物質(zhì)與其他普通物質(zhì)作用的各種作用。數(shù)字電影放映系統(tǒng)作為現(xiàn)如今電影行業(yè)主要的放映形式,主要依靠的是放映系統(tǒng),隨著膠片電影淡出電影舞臺,數(shù)字電影不僅繼承了原有膠片電影的優(yōu)勢,更在此基礎(chǔ)之上改變放映的形式,改變了膠片電影所帶來的不足之處,優(yōu)化了電影放映的技術(shù),通過數(shù)據(jù)拷貝的方式進(jìn)行有效的傳遞與播放,使得電影不會在放映的過程中由于次數(shù)的增加而影響播放的質(zhì)量,促進(jìn)了電影行業(yè)的發(fā)展。
2 光學(xué)技術(shù)在數(shù)字電影放映中的應(yīng)用分析
技術(shù)的發(fā)展,無論是對人們的日常生活還是對社會的進(jìn)步發(fā)展,都發(fā)揮著重要的作用。為此,本文主要講的就是有關(guān)應(yīng)用于數(shù)字電影放映所使用的技術(shù),那么,光學(xué)技術(shù)是如何應(yīng)用在數(shù)字電影的放映系統(tǒng)中呢?主要是分為以下幾個方面。
2.1 光學(xué)技術(shù)在數(shù)字電影成像中的應(yīng)用
光學(xué)原理,在數(shù)字電影放映的過程中所使用的光學(xué)技術(shù)就是要在這一原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。文中所講的數(shù)字電影,就不得不提到投影技術(shù),在現(xiàn)代的電影投影技術(shù)方面最常見的3種方式就是液晶顯示、直接光學(xué)放大以及數(shù)字化光處理,而在這3種方式之中使用的最為廣泛也最為成熟的就是數(shù)字化光處理技術(shù),這一技術(shù)所使用的原理就是用所集合的半導(dǎo)體晶片效應(yīng)來促使電路圍繞著固定的S進(jìn)行旋轉(zhuǎn),從而發(fā)生有規(guī)律的偏轉(zhuǎn),在控制電場電路的基礎(chǔ)上,光線就會照在微鏡上發(fā)出不同方向的反射,因而通過鏡頭就會射到大銀幕上,銀幕上也就會產(chǎn)生微鏡的效果。簡單講,就是光學(xué)技術(shù)的使用,使得數(shù)字電影的投影成像呈現(xiàn)的更好,展現(xiàn)在大熒幕上的畫面質(zhì)量是良好的。
光學(xué)技術(shù)使用在數(shù)字電影的放映系統(tǒng)中是一個寬泛的概念,其實它可以分為若干個小的方面,接下來要分析的就是光學(xué)技術(shù)在數(shù)字電影彩色成像的應(yīng)用。在電影最早出現(xiàn)的年代,呈現(xiàn)在大銀幕上的電影畫面都是黑白色調(diào)的,而如今我們觀看的電影都是五彩繽紛,極具色彩畫面,達(dá)成這一效果的原因就是在數(shù)字電影中應(yīng)用了光學(xué)技術(shù),在光學(xué)理論中,通過藍(lán)、綠、紅3種濾光片,在光的照射下可以形成多彩的顏色,電影放映中就是應(yīng)用了這一原理,通過數(shù)字處理技術(shù)對色彩的順序進(jìn)行處理,在通過RGB格式的數(shù)據(jù)由DMD進(jìn)行存儲,接受光系統(tǒng)的聚集,再將所接受到的白光照射到先前已經(jīng)存儲完畢的DMD上,藍(lán)、綠、紅這3種純原色的色彩會不斷按照順序投射到DMD上,DMD的圖像就會投射到大屏幕上,從而形成了方形的像素,而這些像素的形成正是人類肉眼可以看到的圖像,也就形成了精彩絕倫的電影畫面。
2.2 光學(xué)技術(shù)在終端投影鏡頭中的應(yīng)用
在研究光學(xué)技術(shù)的成像問題之后,接下來要談?wù)摰木褪枪鈱W(xué)在終端投影鏡頭中的應(yīng)用。首先,光學(xué)這一門學(xué)科較為復(fù)雜化,應(yīng)用在數(shù)字電影的放映系統(tǒng)中也正是利用了光學(xué)這一復(fù)雜性的特點,數(shù)字電影在運(yùn)用的過程中使用了更多的光學(xué)參數(shù),立足具體問題具體分析的原則,應(yīng)用到實際的工作中。其次,數(shù)字電影在影院的放映過程中,其放映距離都是固定的,因此關(guān)于鏡頭焦距的問題有多種選擇,盡管鏡頭的成本是非常貴的,但是利用光學(xué)技術(shù)進(jìn)行調(diào)整,從而生產(chǎn)出了40mm~120mm的十分鐘變焦鏡頭,這種鏡頭的產(chǎn)生在一定程度上減少了所需要用到的成本。最后,工作距離的確定可以通過以下兩個方面的方式,一方面,對電影放映機(jī)在放映的過程中所涉及到光學(xué)部分進(jìn)行實地測量,以最為直接的方式得到數(shù)據(jù),但這一方式的困難點就在于用于測量光學(xué)部分的儀器無論是在價錢還是在操作系數(shù)上都是比較有難度的,因此,在實施的過程中會難以操作;另一方面,基于光的逆向原則基礎(chǔ)之上,結(jié)合產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以及聚光片和分光作用的數(shù)據(jù),從而計算出工作距離,這一方式相對于前一種方式而言,在操作性上更為簡單。
2.3 光學(xué)技術(shù)所涉及的鏡頭結(jié)構(gòu)和成像應(yīng)用
光學(xué)技術(shù)所涉及到的光學(xué)原理,既能讓人簡單明了又可以復(fù)雜的讓人摸不著頭腦,將這一項技術(shù)應(yīng)用在數(shù)字電影的放映系統(tǒng)中,在很大程度上解決了原先膠片電影所帶來的不足之處,優(yōu)化了電影放映系統(tǒng),使得電影行業(yè)得到快速的發(fā)展,光學(xué)技術(shù)在這一發(fā)展過程中貢獻(xiàn)了不少的力量。光學(xué)技術(shù)涉及到電影放映系統(tǒng)的方方面面,電影放映鏡頭的工作距離與焦距之間的比例是維持在一定的系數(shù)之內(nèi),也就是說最佳的距離是在0.5~0.7之間,前面已經(jīng)提到鏡頭焦距最合適的是40mm~120mm的十分鐘變焦鏡頭,如果將兩者結(jié)合在一起的話,那么兩者的比例就會直線上升到3,但是在這過程中就會出現(xiàn)一些問題,為了能夠更好的起到協(xié)調(diào)的作用,可以通過遠(yuǎn)心的鏡頭結(jié)構(gòu),再通過全權(quán)分離的方式對遠(yuǎn)心光路進(jìn)行改進(jìn),促進(jìn)其發(fā)展。另一方面,借助光學(xué)原理來投影成像,極有可能會受到光學(xué)的相差而產(chǎn)生一定的影響,因此,在使用光學(xué)技術(shù)的時候一定要注意利用光學(xué)原理減少像素差,從而使得所呈現(xiàn)的影片質(zhì)量完好。
3 結(jié)論
數(shù)字電影已經(jīng)成為電影行業(yè)的主流產(chǎn)品,而光學(xué)技術(shù)在數(shù)字電影放映系統(tǒng)中應(yīng)用的最為廣泛,并且在放映系統(tǒng)中發(fā)揮了重要的作用,在了解光學(xué)技術(shù)和數(shù)字電影放映系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,對光學(xué)技術(shù)在數(shù)字電影放映過程中的應(yīng)用分析,希望可以加深對光學(xué)技術(shù)的了解,促進(jìn)光學(xué)技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展,從而促進(jìn)電影行業(yè)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]于立軒.數(shù)字電影放映氙燈使用經(jīng)驗[J].現(xiàn)代電影技術(shù),2008(7):41-43.
[2]赫巍.數(shù)字電影放映技術(shù)在農(nóng)村電影放映中的應(yīng)用[J].新聞研究導(dǎo)刊,2016,7(9).
關(guān)鍵詞:光學(xué)三維測量;三維激光掃描;面結(jié)構(gòu)光
光學(xué)三維測量是指運(yùn)用光學(xué)方法獲取物體表面的三維立體坐標(biāo)的技術(shù)。光學(xué)三維測量利用現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)成就,結(jié)合光電子學(xué)、計算機(jī)圖像處理等學(xué)科成就發(fā)展起來的一種先進(jìn)測量技術(shù)。
1 光學(xué)三維測量的分類
圖1 光學(xué)三維測量技術(shù)分類圖
光學(xué)三維測量技術(shù)按測量原理可以分為攝影測量方法、結(jié)構(gòu)光技術(shù)和光學(xué)干涉方法。攝影測量法是基于多視角的非主動式測量方法。在普通照明(陽光、日光燈)情況下,由攝像頭獲取多視角物體圖像,利用計算機(jī)查找多幅圖像的同態(tài)標(biāo)記點,進(jìn)而獲得物體的表面形貌。結(jié)構(gòu)光技術(shù)通過不同寬度且明暗相間的結(jié)構(gòu)光照射被測物體表面,獲取到的經(jīng)物體調(diào)制的圖像,再經(jīng)過計算獲取物體的立體形貌信息。光學(xué)干涉法是利用干涉原理進(jìn)行測量,具有高精度、高分辨率等優(yōu)點。以下介紹幾種常見的光學(xué)三維測量方法。
圖2 三維激光掃描工作原理圖
三維激光掃描技術(shù)根據(jù)光學(xué)三角形測量原理,以激光作為光源,光電探測器接收反射光,通過對采集到數(shù)據(jù)進(jìn)行計算得到物體的深度信息。三維激光掃描儀包括發(fā)射器和接收器。發(fā)射器射出一束脈沖激光,激光經(jīng)過物體表面漫反射,沿相同路線射入接收器。由脈沖激光發(fā)射到反射被接收的時間tL可計算出掃描點到掃描儀的距離值S。掃描儀內(nèi)精密測量系統(tǒng)獲取每個激光脈沖的水平方向角α和垂直方向角度β。依據(jù)上述數(shù)據(jù)計算出掃描點的三維空間坐標(biāo)(XP、YP、ZP)[1]。
雙目視覺技術(shù)屬于攝影測量方法,是通過視差原理被動測量三維數(shù)據(jù)的技術(shù)。雙目視覺技術(shù)測量物體三維形貌的原理是,從兩個或以上的視角去觀察一個物體,獲得多張不同視角下物體的二維圖片,根據(jù)三角測量原理得出同一個像素點的坐標(biāo)偏差,以此獲得測量物體的三維形態(tài)。此過程與人眼的立體視覺原理相類似[2]。
面結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)由投影儀和數(shù)碼相機(jī)組成。投影儀將明暗相間光柵條紋投影到待測物體上。物體高度的變化引起光柵條紋的形變。條紋形變可認(rèn)為是載波信號相位和振幅被空間物體調(diào)制。數(shù)碼相機(jī)拍攝調(diào)制后的圖像,對其進(jìn)行解調(diào)制,獲得物體的整個高度信息值,依照三角法原理,形成物體的三維立體影像[3]。
2 光學(xué)三維測量的應(yīng)用
光學(xué)三維測量技術(shù)具有諸多優(yōu)勢,如非接觸式測量、高精確度、快速獲得結(jié)果等。光學(xué)三維測量技術(shù)主要應(yīng)用在虛擬現(xiàn)實、逆向工程、醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域。
2.1 虛擬現(xiàn)實
利用光學(xué)三維測量技術(shù)對實物外形進(jìn)行三維形貌掃描,經(jīng)過三維建模軟件處理,在計算機(jī)內(nèi)生成人物、場景的三維模型。由三維模型生成人物動作,實現(xiàn)動畫制作,滿足電腦游戲、CG特效等場合需要。
2.2 逆向工程
逆向工程是利用光學(xué)三維測量設(shè)備獲取物體表面上所有點的三維立體坐標(biāo),根據(jù)坐標(biāo)點信息利用三維設(shè)計軟件進(jìn)行實物模型重建的過程。逆向工程獲得的模型被用于改進(jìn)、完善原有的產(chǎn)品,被廣泛地應(yīng)用到磨具開發(fā)、汽車制造等領(lǐng)域,是現(xiàn)代產(chǎn)品快速開發(fā)的重要技術(shù)手段。
2.3 生物、醫(yī)學(xué)工程
運(yùn)用光學(xué)三維測量技術(shù)獲得人體骨骼、肌肉的數(shù)據(jù)用于人體工程學(xué)研究。例如根據(jù)人體相關(guān)三維數(shù)據(jù),制作出符合人體生理結(jié)構(gòu)的防護(hù)頭盔、防護(hù)服等。三維光學(xué)測量技術(shù)還可以測量傷口的尺寸、分析人的面部結(jié)構(gòu)、設(shè)計牙齒矯形手術(shù)等。
參考文獻(xiàn)
[1]潘建剛.基于激光掃描數(shù)據(jù)的三維重建關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京:首都師范大學(xué),2005.
[2]隋婧,金偉其.雙目立體視覺技術(shù)的實現(xiàn)及其進(jìn)展[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2004,30(10):4-7.
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