Основные аспекты применения цифрового фотоаппарата в учебном процессе
материал по информатике и икт по теме

ВЫПОЛНИЛА:

УЧИТЕЛЬ МОУ СОШ с.НИЖНЯЯ ЕЛЮЗАНЬ

КЕРЖЕНОВА М.З

В последнее время много говорят о том, что век пленочной фотографии заканчивается и ее скоро заменит цифровая. На первый взгляд заявляемое настолько банально, что  обсуждать его неуместно из-за явной очевидности. Однако не все так просто. Пленочная (пластиночная) фотография появилось давно, есть и, вероятно, будет всегда. Почему? А потому, что любая фотография, будь то цифровая или пленочная, решает две основных задачи. Первая техническая – максимально достоверно зафиксировать вид объекта в момент съемки. Исследователь, рассматривающий фотографии поверхности далеких планет, следователь, изучающий снимки места пришествия, ученый анализирующий фотографии экспериментальной установки – все эти люди заинтересованы в том, чтобы объекты на фотографии выглядели максимально точно. Все так, как есть в жизни,  не хуже и не лучше. Вторая задача, решаемая фотографий, творческая задача самовыражения человека. Не случайно появились два понятия фотография техническая и художественная. Пленочная не исчезнет хотя бы только потому, что является одним из инструментов фотохудожника. Когда речь заходит об искусстве то, очевидно, что каждый выражает свое отношение к миру, используя тот инструмент, который больше нравится. Общеизвестно, что некоторые маститые писатели из принципа пишут только ручкой и только на листе бумаге, а их не менее известные коллеги вводят текст с клавиатуры компьютера.

Рассматривая проблему развития цифровой фотографии с этих позиций, не слишком доверяйте утверждениям, что только пленочная фотография позволяет получать наиболее сильную проработку света и тени, имеет более широкую палитру воспроизведения цветов и есть нечто такое в отображении объектов, чего принципиально не может показать цифровая фотография. Ограничений, накладываемых теорией нет, но есть много  решаемых на практике, но не до конца решенных проблем. Решение многих из них упирается  именно в ценовой аспект, так как цифровой фотоаппарат для массовых пользователей должен быть относительно дешевым. Я, постоянно фотографируя как пленочными, так и цифровыми фотоаппаратами, не склонен противопоставлять одну технологию другой. В настоящее время они эффективно сосуществуют, дополняя друг друга.

Фотографирование текста для лучшего распознавания в программах распознавания документов

В процессе информационного поиска, сбора литературы для выполнения ряда научных и учебных работ часто возникает необходимость сканирования текстовых документов, недоступных для сканирования стандартным способом. Это могут быть документы большого размера (например, лист бумаги или картона формата А0), документы, висящие на стене, находящиеся в библиотеке и др. В подобных случаях можно использовать в качестве сканера цифровую фотокамеру, выполняющую функции мобильного «карманного» сканера.

Идея использования цифровой фотокамеры в качестве сканирующего устройства не новая — достаточно вспомнить проекционные сканеры, выпускавшиеся отечественной компанией «Стоик» в начале 90-х. Фактически эти устройства представляли собой сканирующую цифровую камеру, дополненную внешними источниками света (люминесцентными лампами) и штативом от фотоувеличителя. В то время планшетные сканеры были весьма недешевы, и проекционные модели оказывались конкурентоспособными за счет более низкой цены, а также возможности сканирования крупногабаритных объемных предметов (доступных цифровых фотоаппаратов тогда не было).Тем не менее многие наверняка время от времени сталкиваются с необходимостью оперативно оцифровать какой-либо документ для того, чтобы сохранить его в электронном виде, отправить изображение по электронной почте или распечатать копию на принтере — а сканера под рукой, нет. Положение может спасти цифровой фотоаппарат: во многих ситуациях он прекрасно справляется с ролью сканера. Кроме того, в отличие от планшетного сканера цифровая фотокамера — устройство мобильное. И это, в частности, позволяет сделать снимки нужных документов в читальном зале библиотеки, что гораздо быстрее и проще, чем заказывать их бумажные копии.

Цифровые фотокамеры и планшетные сканеры значительно различаются по своей конструкции. Именно поэтому многие понятия, смысл которых вполне очевиден при сканировании на планшетных устройствах, требуют переосмысления в случае использования цифрового фотоаппарата.

В первую очередь это касается такого параметра, как максимальная разрешающая способность. Для любого планшетного сканера этот параметр является постоянной величиной, которая вычисляется путем деления количества элементов светочувствительной линейки на ширину планшета. То же самое относится и к максимальному размеру области сканирования — она у сканера ограничена шириной и длиной планшета.
В случае цифровой фотокамеры картина совершенно иная. Так, здесь практически нет ограничений на размеры области сканирования: их можно изменять в широких пределах, приближая и удаляя камеру относительно объекта съемки. Есть лишь ограничение по минимальному размеру, напрямую зависящее от минимального расстояния до объекта, на котором способен сфокусироваться объектив камеры. Соответственно и разрешающая способность получаемых изображений будет изменяться в широких пределах в зависимости от размеров фотографируемого объекта и разрешения сенсора используемой камеры.

Для использования в качестве сканера рекомендуется выбирать цифровую фотокамеру с достаточно высоким разрешением. Если камера имеет фотосенсор с разрешением 5 — 6 мегапиксел, то с ее помощью можно производить съемку текста как с крупным, так и с мелким кеглем. Желательно выбрать фотокамеру, снабженную функциями, облегчающими ее использование в качестве сканера. Работа с камерой требует наличия пригодного для проведения съемки освещения. Оно может быть естественным (солнечный свет, проникающий через окна) либо искусственным (лампы накаливания, люминесцентные лампы и т.п.). Основные требования к освещению таковы: оно должно быть достаточно ярким и по возможности равномерным, без резких теней и бликов. Чем более ярким будет свет, тем более контрастным получится изображение. Кроме того, при ярком освещении можно использовать более короткую выдержку и таким образом снизить вероятность смазывания изображения вследствие дрожания корпуса камеры при съемке с рук.

Рис 8.Слева — использование вспышки часто приводит к появлению на снимке бликов. Справа — та же страница, переснятая с отключенной вспышкой при естественном освещении

Конечно, можно воспользоваться и встроенной в фотокамеру вспышкой, однако к такому варианту рекомендуется прибегать только в крайнем случае. В отличие от сканера, лампа которого освещает поверхность оригинала под некоторым углом, свет от встроенной вспышки камеры падает почти строго перпендикулярно. По этой причине использование вспышки чревато появлением бликов (особенно если оригинал отпечатан на глянцевой или лакированной бумаге) и возникновением эффекта виньетирования (чересчур яркое пятно в центре кадра в сочетании с заметным падением яркости и контраста по краям).

Если белая бумага на снимках становится розовой, желтой, голубой или зеленой  — проверьте установки баланса по белому. В том случае, когда подобный дефект возникает при выборе автоматической установки баланса белого, имеет смысл выбрать подходящую настройку вручную в соответствии с используемым освещением.Заключительный этап — загрузка полученных изображений в компьютер. В большинстве цифровых камер для хранения снимков используются сменные носители (флэш-карты), реже — встроенная флэш-память. Некоторые модели цифровых фотоаппаратов позволяют управлять процессом съемки непосредственно с ПК и загружать полученные снимки сразу на жесткий диск, минуя флэш-карту или встроенную память. Эта функция реализуется при помощи специального ПО, которое поставляется к некоторым моделям фотоаппаратов. Кроме того, для многих камер доступны подобные программы, созданные сторонними разработчиками

Редактирование полученного изображения в программе графического редактора.

Обработка полученных снимков в программе графического редактора производится с целью их редактирования для дальнейшего более качественного распознавания текста. Если при съемке были допущены ошибки (в определении экспозиции, при выполнении фокусировки и др.), если на изображении появились шумы и другие дефекты, то полученный на снимке текст может оказаться недостаточно качественным для уверенной работы программы распознавания. Поэтому целесообразно выполнить определенные операции по коррекции изображения в графическом редакторе, например, в программе Adobe Photoshop. Даже при достаточно хорошем качестве изображения рекомендуется выполнить в графическом редакторе некоторые подготовительные операции (произвести правильную ориентацию текста, отрегулировать яркость и контрастность изображения, исправить часто возникающие искажения по краям текста, скадрировать изображение, если требуется удалить из него лишние части).

В графическом редакторе Adobe Photoshop рекомендуется перевести изображение в режим градаций серого командой Image / Mode / Grayscale, так как при использовании этого режима достигается лучшая контрастность текста и обеспечивается более высокая скорость последующей обработки.

Для того, чтобы сделать текст более контрастным, а фон — более белым, чтобы уменьшить шумы и, при необходимости, уменьшить «жирность» букв, можно воспользоваться командами Levels и Curves (можно также использовать команду Brightness / Contrast) из меню Image / Adjustments.

Удобной процедурой при работе с программой является перенос через буфер обмена распознанных фрагментов графического файла (текста, таблицы, рисунка) в документ соответствующего офисного приложения. Например, распознанный фрагмент текста можно выделить, скопировать в буфер обмена, а затем вставить в документ текстового процессора Microsoft Word.

Для финишного сохранения распознанного и отредактированного текста программа FineReader предлагает большой выбор форматов файлов (Word, rtf, txt, pdf, xml и др.)

Для распознавания текста, содержащегося в полученных с помощью цифровой фотокамеры графических файлах, пригодна любая версия программы FineReader. Однако, начиная с версии FineReader 8.0, в программе используется новая технология, специально предназначенная для качественного распознавания текстов с цифровых фотоснимков.

Алгоритм действий при выполнении лабораторной работы

Для выполнения задания по сканированию документа с помощью цифровой фотокамеры предлагается следующий алгоритм действий:
Подготовка к съемке:

  выбрать фотокамеру для съемки

  выбрать место расположения объекта съемки,

  обеспечить равномерное освещение объекта,

  выбрать позицию для фотокамеры, укрепить камеру на штативе или зафиксировать в неподвижном положении с помощью фото струбцины.

Фотосъемка:

  включить фотокамеру в режим съемки

  выбрать в экранном меню камеры режим максимального качества снимков,

  отключить фотовспышку

  выбрать режим приоритета диафрагмы

  выполнить ручную настройку баланса белого

  выставить «зум» объектива фотокамеры в среднее положение,
получить несколько снимков объекта, используя ручную коррекцию экспозиции и функцию автоматического брекетинга экспозиции,
переключить фотокамеру в режим просмотра снимков, отобрать наиболее качественные кадры, остальные удалить.

Обработка полученных снимков в программе графического редактора.

  Скопировать полученные файлы в папку на жестком диске компьютера, используя USB-интерфейс или иной предусмотренный камерой.

  Используя программу просмотра изображений, выбрать из полученных цифровых снимков наиболее пригодные для дальнейшей обработки.

  Открыть один из выбранных файлов в программе Photoshop.

  Проверить правильность расположения текста. При необходимости выполнить поворот изображения на нужный угол и кадрирование с помощью инструмента Crop (Кадрирование). Для более точного поворота всего изображения можно использовать команду меню Image / Rotate Canvas / Arbitrary (Изображение / Повернуть холст / Произвольный), введя в открывшемся диалоговом окне значение угла и направление поворота.

  Преобразовать цветное изображение в черно-белое — перевести изображение в режим градаций серого с помощью команды Image / Mode / Grayscale (Изображение / Режим / Серая шкала).

  С помощью команды Filter / Other / High Pass (Фильтр / Другие / Цветовой сдвиг) сделать фон равномерным по яркости.

  Используя из меню Image / Adjustments (Изображение / Настройка) инструменты Levels (Уровни) и Curves (Кривые), а также Brightness / Contrast (Яркость / Контраст) отбелить фон изображения, уменьшить шумы, повысить контраст, сделать более тонкими слишком жирные буквы.

  С помощью фильтра Sharpen / Unsharp Mask (Резкость / Контурная резкость ) увеличить четкость букв, подняв краевую резкость.

  Сохранить отредактированный файл в формате JPEG (или GIF).

  Произвести аналогичную обработку в программе графического редактора остальных отобранных цифровых снимков.

Обработка полученных файлов в программе распознавания текста FineReader.

  Запустить программу распознавания текста FineReader.

  Создать новый пакет с помощью команды Файл / Новый пакет.

  Присвоить безымянному пакету имя, сохранив его в выбранной папке.

  Выполнить команду Файл / Открыть изображение, указать в открывшемся диалоговом окне папку и имя графического файла, содержащего текст, предназначенный для распознавания.

  Дать команду Процесс / Распознать для автоматического распознавания текста программой.

  Проверить правильность распознавания текста вручную или с помощью команды Сервис / Проверка. Для перемещения по неуверенно распознанным программой элементам текста можно использовать функциональную клавишу F4.

  После исправления обнаруженных ошибок и неточностей сохранить полученный текст с помощью команды Файл/ Сохранить текст как… в определенной папке, выбрав тип создаваемого файла.

Выбираем цифровой фотоаппарат

Проблема оптимального выбора вечная и неисчерпаемая. Обсуждать ее можно бесконечно, рассказывать о новых возможностях устройств, искать, с научных позиций, разумный компромисс цены и функциональности, оценивать тенденции современной моды, изыски дизайна и многое другое. Например, те же самые цифровые фотоаппараты. Продавец любого компьютерного магазина продемонстрирует новейшие модели от разных фирм, назовет десятки характеристик, но это, скорее всего, не сделает выбор проще, для  людей, выбирающих свой первый цифровой фотоаппарат.

Причина в том, что выбирают не просто цифровой фотоаппарат из ряда цифровых фотоаппаратов, а делают принципиальный выбор между двумя разными технологиями - традиционной пленочной и цифровой. Оценивая положение дел в перспективе, можно уверенно предполагать, что цифровая технология со временем фактически вытеснит пленочную, хотя последняя полностью никогда не исчезнет. Современная пленочная и цифровая фотография   имеют как сильные, так и слабые стороны, поэтому, выбирая “цифровик”, нужно в первую очередь решать не то, какой из них самый лучший, а “оно вам надо?” 

Активизация познавательной деятельности учащихся на уроках с использованием цифрового фотоаппарата

1. Варианты использования цифрового фотоаппарата  на уроке

Это обуславливается следующими факторами:

1. Данная образовательная область предусматривает, прежде всего, формирование и совершенствование практических умений, навыков учащихся в экономном ведении домашнего хозяйства, заготовке и хранении продуктов, уходе за жилищем, в способах художественной обработки материалов, моделирования и пошива одежды. Соответственно, большее количество времени должно уделяться практической деятельности учащихся на уроке.

2. Недостаточное количество мультимедиадисков в школьной медиатеке. Имеющиеся диски имеют узкую тематическую направленность, не лишены ряда достоинств. Таких, как профессионализм работы программистов, красивая графика, содержат хорошую мультипликацию, многофункциональны и т. д. Он в большинстве своем они не вписываются в канву данного конкретного урока конкретного учителя. С их помощью невозможно достичь всех целей, поставленных учителем на уроке.

2. Развитие мышления и творческих способностей в проектной деятельности с использованием ИКТ

Для учащегося наибольший эффект мультимедийные технологии дают при их использовании в следующих случаях:

1. Для более глубокого восприятия учебного материала;
2. В проектной деятельности;
3. В презентационной деятельности;
4. При создании мультимедийных докладов, рефератов, сочинений;
5. При работе в локальной и глобальной сети.

3. Обновление содержания предмета и углубление межпредметных связей с применением ИКТ

В старших классах учащиеся могут заниматься проектной деятельностью на основе компьютерных технологий, что позволяет разнообразить учебную деятельность, повысить мотивацию учащихся к самостоятельному изучению предмета. При этом учащиеся не только углубляют и расширяют свои знания по теме, но и активно мыслят, привлекают для решения проблемы ранее полученные знания, проводят синтез, анализ, обобщение и выводы, способствующие всестороннему самостоятельному рассмотрению поставленной задачи. Все это стимулирует мыслительную активность, развивает творческие способности учащихся, способствует эмоциональному удовлетворению и самоутверждению в глазах окружающих. В этом случае компьютер выступает как инструмент творчества, и одновременно идет процесс его освоения, изучения его богатых, часто скрытых возможностей.

Наиболее интересные презентационные проекты преподаватели включают в свои уроки.

Использование в преподавании учебных предметов мультимедийных продуктов, созданных учащимися, способствует:

1. Развитию интереса учащихся к изучаемому предмету;
2. Стимулированию активности и самостоятельности учащихся при подготовке материалов, в работе с литературой, внеклассной работе;
3. Формированию навыков коллективной работы при обсуждении проблем;
4. Обеспечению объективного контроля знаний, качества усвоения материала учащимися.

4 Развитие коммуникативных способностей

Обучение с использованием средств ИКТ позволяет создать условия для формирования таких социально значимых качеств личности как активность, самостоятельность, креативность, способность к адаптации в условиях информационного общества, для развития коммуникативных способностей и формирования информационной культуры личности.

Найденную и обработанную информацию на уроке обязательно требуется прослушать, просмотреть, проанализировать, сравнить и оценить. Ученики могут обмениваться мнениями, информацией, задавать вопросы друг другу и преподавателю. Учащиеся при этом получают навыки публичных выступлений, участия в дискуссиях, умение устанавливать и поддерживать контакты, сотрудничать и работать в команде, что предполагает учет различных точек зрения, умение анализировать их основания. Этому могут способствовать нестандартные уроки. Общение учащихся на подобных уроках формирует умение слушать внимательно, не перебивая, понимать смысл жестов, поз, правильно воспринимать мимику, интонацию, передать информацию жестами, позой, поддержать контакт глазами, выбрать нужную позицию общения, выбрать интересную тему общения, задать правильную тональность общения.

Таким образом, использование ИКТ на уроках  развивает коммуникативные способности учащихся в двух направлениях одновременно:

1 направление – интерактивный диалог ученика с компьютером,

2 направление – диалог ученика с учеником или учителем.

Оба направления коммуникативных способностей развиваются в проектной деятельности учащихся. Остановимся на тех особенностях метода проектов, которые положительно влияют на формирование коммуникативных умений. Во-первых, возможность при выполнении проекта коллективной работы, способствующей развитию как традиционных коммуникативных умений и навыков, так и умений и навыков, связанных с использованием для организации общения ИКТ. Во-вторых, комплексность выполняемой работы. Выполнение проекта позволяет формировать не только отдельное коммуникативное умение, но целую группу, порой разнородных коммуникативных умений, связанных, прежде всего с широтой тем проектов и использованием огромного спектра инструментов для его выполнения. В-третьих, метод проектов позволяет возвращаться к действиям, которые ученики выполняли раньше, повторять и закреплять. Организовывается цикличность в формировании коммуникативных умений, те ученики, которые не освоили тот или иной вид умений на начальных стадиях обучения имеют возможность догнать более успешных.

6. Заключение

Цифровые фотоаппараты  служат подспорьем, позволяющим сэкономить время и сделать работу более эффективной: осуществить поиск информации, решить большее количество задач (и уменьшить домашнее задание), проанализировать результаты, воспользоваться графическими возможностями компьютера, способствуют развитию интереса учащихся к изучаемому предмету, стимулированию познавательной и творческой активности и самостоятельности учащихся, формированию коммуникативных навыков, обеспечению объективного контроля знаний, качества усвоения материала учащимися и т.д.

Таким образом, новые информационные технологии, применяющиеся методически грамотно, повышают познавательную активность учащихся, что, несомненно, приводит к повышению эффективности обучения.

Внедрение средств новых информационных технологий в систему образования – одно из приоритетных направлений процесса информатизации современного общества. Активное использование новых информационных технологий в традиционных учебных дисциплинах дает возможность учителям школ пересмотреть содержание образования, разработать программное обеспечение, видео- и аудиоматериалы. Кроме того, учащиеся с интересом и более позитивно относятся к тем учебным предметам, в которых задействованы современные технологии. Это способствует повышению их учебной мотивации и достижению результатов, важных как для ребенка, так и для педагога.

Сейчас я и представить не могу свои уроки математики и информатики  без компьютера и цифрового фотоаппарата . Об этом также думают и мои ученики. По моему им это нравится еще больше, чем мне, как учителю. Сегодня использование фотоаппарата помогает сделать урок более интересным, творческим, качественным, создает комфортные условия для учащихся. Работа подталкивает меня как учителя к постоянному творчеству, самообразованию, поэтому освоила программы Photoshop .Мною накоплен много демонстрационного материала, музыкальных фрагментов, которые я использую во время уроков. Приходится вести постоянную работу по систематизации материала (составлению файлов и папок, с помощью которых очень удобно работать на уроках), разработке электронного тематического планирования уроков. И здесь трудно переоценить спектр возможностей компьютера относительно традиционных учебных пособий в виде таблиц, плакатов, отдельных репродукций и т.д.

Известно, что наиболее эффективный способ преподавания - это наглядная демонстрация и объяснение изучаемого материала одновременно, - "лучше один раз увидеть, чем много раз услышать (прочитать)". Именно этот способ обучения я реализую на своих уроках, применяя компьютерные технологии. Создание ярких слайдов легко сменяющих друг друга и оперативное их редактирование, использование разнообразных мультипликационных эффектов, возможность воспроизведения видео и аудио-материалов, создание интерактивных наглядных пособий - все это дает возможность разнообразить формы работы на уроке, вести обучение в интерактивном режиме. При подготовке презентаций к уроку обязательно учитываю содержательную линию урока.

Возможность ввода в компьютер и переработки видеоинформации с цифрового фотоаппарата с функцией видеокамеры позволяет создавать видеофильмы по предмету, о жизни школы, учителях. Научившись создавать презентации и видеофильмы с помощью программы Windows Movie Maker, этому учу и своих учеников. Учащиеся не только осваивают элементарную азбуку фотографирования и учатся анализировать фотопроизведения. С помощью компьютерных программ ребята усваивают принципы построения изображения в пространственно-временном развитии, учатся построению видеоряда – раскадровки, усваивают принципы видеомонтажа и реализуют их в простейших видеоклипах.

Большую помощь оказывает компьютер мне как классному руководителю. Все учебные и прочие данные, фото, видео с походов и праздников, презентации классных часов хранятся тут же. Дети получают доступ к этой информации, мы взаимовежливы, проблем с утечкой и порчей информации пока еще не было. На родительских собраниях я максимально использую компьютерный текстовый и видеоматериал, что положительно влияет на наши взаимоотношения. Родители получают возможность реально ощутить атмосферу пребывания детей у нас в школе.

Использование компьютерных технологий в моей практике, помогает мне как учителю создать свой неповторимый стиль в работе, сделать уроки интересными, творческими. У учащихся повышается учебная мотивация, формируется активная позиция по отношению к себе и своему образованию.