发布时间:2024-03-19 14:44:42
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇电子媒体技术,期待它们能激发您的灵感。
第一回 图像格式的变迁
黑白电视的诞生
公元1926年1月26日,苏格兰发明家John Logie Bsird在他的实验室向英国科学研究所的约40位成员与泰晤士报的一位记者演示了他的机械电视装置,演示的灰度图像由30条竖向扫描线组成,幅形比为7:3.刷新频率为每秒12.5幅画面,同时这也是一套真正意义上的电视系统在世界上的首次演示。1929年至1935年,BBC(英国广播公司)的电视广播一直使用Baird的30行系统。
1934年8月,美国发明家Philo Farnsworth向公众展示了其电子电视系统,这是全电子系统在世界上的第一次公开演示。1936年,当英国制订模拟电视广播标准的时候,有两种方案可供选择,其中之一是Baird的240行机械扫描系统,另一种为Marconi/E.M.I.的405行电子扫描系统。由于后者采用了每秒50场的隔行扫描,既保证了足够高的刷新频率,又提高了空间显示精度,因此,BBC于1937年放弃了Bsird的240行机械扫描系统。从此,电子扫描很快取代了机械扫描,成为主宰电视行业长达半个多世纪的核心技术之一。
对于电子扫描,人们的第一反应一定是一行接一行的逐行扫描方式。20世纪30年代,RCA(美国无线电广播公司)的工程师Bandall C.Ballard发明了隔行扫描,并一直沿用至今。运动图像是由一幅幅静态图像连续出现而形成的,有两个参数值得关注,一是图像采集装置的时间轴取样频率,二是图像显示装置的刷新频率。前者决定了运动图像的连续感,例如,体育节目所含图像的前后变化通常较大,如果时间轴取样频率不够高,播放时会导致运动的不连续感;后者与图像本身及观看环境的光亮度,视角等共同影响着图像的闪烁感,例如,在照度居中的室内,需要40 Hz以上的刷新频率,而室外可能需要80 Hz。以电影为例,早期无声电影曾使用16格/秒的拍摄速率,但放映机使用三片式(three bladed)快门,每格胶片投影三次,即48次/秒,后来有声电影出现,拍摄速率提升为24格/秒,放映机改用双片式(two bladed)快门,每格胶片投影两次,刷新频率仍然是48次/秒。然而,电视的情况与电影不同,首先,重复显示一幅图像需要先将此图像存入帧存储器,而帧存储器在20世纪30年代是无法普及的,其次,在当时的技术条件下,CRT这类真空管只有工作在与市电频率相同的刷新频率下,才能避免电源频率对图像的干扰。
1932年,美国电影艺术与科学学会(Academy of Motion Pictrue Arts and Sciences)将有声电影的标准幅形比定义为4:3(1.33:1),因此,该比例又被称作学会(Academy)幅形比。由于生产工艺的限制.早期显像管都是球面的,为了提高对CRT有效显示区域的利用率,不得不使用接近1.1的幅形比,加之受到电影行业的影响,4:3的幅形比最终得到了电视行业的认同。虽然英国确定使用幅形比为5:4的Marconi/E.M.I.系统,但BBC也于1950年将幅形比更改为4:3。
与此同时,欧洲的其它国家也都在积极发展自己的电视广播。1936年,德国使用180线扫描方式直播了第11届奥运会,后来转向441行扫描系统;而法国的电视技术则直接从441行扫描启动,而后一度增长为819行。有趣的是,无论是405行,还是441行,在当时都曾被称作“高清晰度(High Definition)”。无论如何,上述的黑白电视系统都只能提供灰度图像,而人类通过自己的眼睛看到的是一个绚烂多姿。丰富多彩的世界,因此,彩色电视便很自然地成为许多工程师的下一个奋斗目标。
彩色电视的出现
由于人类的色觉是建立在三种色彩之上的,所以彩色电视的发展与人类对色彩的认知与研究息息相关。红、绿、蓝三种色彩是构成彩色画面的基色,所以在电视图像采集设备中要将光谱将混合光分开,分别感应,在电视图像还原设备中再将三种色彩混合,分别呈现.这便是彩色电视的基本原理。
实际上,人们很早就致力于彩色电视的开发了。1889年,一种机械扫描彩色系统就已用于彩色影像传送,并申请了专利:1928年7月3日,John Logls Bsird使用带有扫描圆盘与三片滤色片的发送与接收端设备完成了世界上首次彩色电视传送演示。
1929年6月,贝尔实验室演示了机械扫描彩色电视,拉开了美国彩色电视发展历史的大幕。1940年2月5日,RCA向FCC(美国联邦通信委员会)成员展示了采用电子扫描的场序彩色系统。同年8月28日,CBS(美国哥伦比亚广播公司)开始使用胶片进行彩色场序传送测试,11月12日开始使用摄像机进行测试,但CBS的系统是半机械式的。NBC(美国全国广播公司,当时为RCA所有)于1941年2月20日实施其首次彩色电视测试。自同年6月1日起,CBS每天进行测试。然而,上述几种彩色电视系统都与当时的黑白电视系统不兼容。第二次世界大战中止了电视的发展,战后的美国迎来了彩色电视的标准化,面对标准的三个候选者,FCC自1949年日月起举办了一系列听证会。考虑到RCA与CTI(美国彩色电视公司,当年曾致力于开发彩色电视系统)两者的系统存在诸多技术问题、不准确的彩色还原与高昂的造价,FCC于1950年10月11日决定采用CBS的方案作为美国彩色电视广播标准。但各大电视机制造商都不肯为CBS的规格生产适配器,随后CBS收购了一家电视机制造商,但只生产了200台,且仅有一半售出。实际上,在CBS标准获得FCC认可之前,以NTSC(全国电视系统委员会)为代表的美国电视行业就已经着手开发一套兼容现有黑白电视机并优于FCC质量标准的彩色电视系统。1953年7月,NTSC向FCC提交了申请并于12月获得批准。随后.NBC开始以NTSC系统为标准开始了广播,不久,Admiral,(冠捷公司的前身,1967年成立于台湾)公司生产出了第一台符合NTSC规格的彩色电视机,1954年4月,RCA与Westinghouse公司也加入了NTSC制式电视机的生产者行列。1959年,RCA成为了主要的彩色电视机生产商,其麾下的NBC也因此走在彩色电视节目生产的最前沿。作为失败者的CBS没有积极投身到彩色电视广播中,ABC(美国广播公司)的动作也很缓慢,于1962年首次播出了彩色电视剧。据调查,截至1964年底,只有3.1%的美国家庭拥有彩色电视机。为了刺激彩色电视的发展,NBC于1965年秋季在几乎所有黄金时间播放彩色电视节目,1966-67年,美国三大广播网在黄金时间全部播出彩色电视节目。截至1972 年,仅有约一半的美国家庭拥有彩色电视机。
欧洲的黑白电视标准一度比较混乱,后来包括英国放弃了405行系统,法国放弃了819行系统,自此,欧洲地区的电视广播统一使用625行格式。由于欧洲国家普遍不满足于美国彩色电视标准的色彩控制,加上欧洲当时的电视广播一直由政府控制,缺乏足够的商机,因此,彩色电视在欧洲的发展滞后于美国。20世纪50年代,有关色彩编码的研究工作陆续在欧洲展开。1956年,法国开发并注册了SECAM(顺序彩色与存贮器)专利。因不满意美国的NTSC与法国的SECAM,德国开发了PAL(逐行倒相)制式,PAL更接近于NTSC,但借鉴了SECAM的一些思想,PAL的优点之一即利用人眼的缺陷实现了自动色彩校正。1967年7月1日,英国BBC2用PAL启动了欧洲的彩色电视广播。同年9月,德国也开始了自己的彩色电视广播,10月,法国启动了SECAM广播。西德、英国与大部分西欧国家都采纳了PAL。除法国外,卢森堡、苏联、东欧、非洲与中东很多国家也采纳了SECAM。截至20世纪80年代初,欧洲的彩色电视广播一直使用UHF,VHF频段一直被早期的黑白电视(英国的405行与法国的819行)广播所占用。
在亚洲,日本于1960年日月10日开始使用NTSC-J系统进行彩色电视广播。然而新西兰、新加坡、澳大利亚、印度分别于1973、1974、1975年采纳了PAL,韩国也于1980年开始了NTSC制广播。中国中央电视台(当时称作北京电视台)自1973年开始采用PAL-D制试播彩色电视节目。1977年,中国电视的制作与播出完成了由黑白到彩色的过渡。
电视制作的数字化
1977年,字幕机。降噪器,时基校正器,同步机与制式转换器等数字设备开始出现在专业电视制作中。由于没有标准,各厂家都使用自己的数字接口,因此,数字设备之间的互连不得不依靠传统的模拟接口。过多的数/模转换掩盖了数字处理的优势。1977年3月,SMPTE(美国电影与电视工程师协会)开始着手开发数字电视接口标准,一种专为NTSC电视制作开发的数字接口诞生。经过长时间的讨论,相关工作组决定采用4fsc(副载波频率的4倍或14.31828MHz)对复合视频信号进行采样。1979年第四季度,各方就数字复合电视标准达成一致,该标准定义了一种4fsc采样、日比特量化的数字接口,使用NTSC制式的节目制作机构的数字接口问题似乎已得到解决。
与此同时,欧洲的电视行业也在寻找自己的数字化方案。NTSC的以(彩色副载波频率)为fH(行频)的整数倍,而PAL的副载波应用了场频偏移,SECAM应用了调频.因此,对PAL或SECAM的彩色信息进行取样变得困难重重。1972年9月,EBU(欧洲广播联盟)成立了工作组C,就数字电视的编码问题进行研究。在此基础上,EBU于1977年建议欧洲电视行业考虑将分量信号数字化,因为分量信号可以在传输前被编码为PAL或SECAM。1979年春,在瑞士的一次会议上,EBU与制作设备生产商就使用分量编码的问题达成一致,随后EBU成立了一个研发计划来确定合适的编码参数。
SMPTE与EBU两个组织内参与数字接口标准化工作的成员意识到有必要制订一个世界唯一的,与色彩标准(PAL/NTSC/SECAM)与扫描标准(625/525)都无关的制作或演播室数字接口标准。1980年1月,SMPTE将已完成的有关NTSC复合数字电视的标准化工作暂时搁置,并与EBU展开了有关统一标准的大讨论。EBU建议对亮度与色差信号分别使用12 MHz和4 MHz两种取样频率(称作12:4:4或3:1:1),EBU认为这种取样频率可提供足够好的625/50图像。而SMPTE提出的反对观点认为12 MHz的取样频率太低,过于接近Nyquist取样频率,无法满足特技、色键等所必须的多代编辑的需要,另外,12 MHz取样系统对NTSC来说,每行的像素数为762.666。为此,SMPTE提出采用4fsc/2fsc作为亮度/色差分量的取样频率(称作4:2:2),但又遭到了EBU代表的反对,他们认为4fsc(14.318 MHz)对当时的数字录像系统来说太高,而且对625行系统来说也不能产生整数个水平像素。最终,美国代表建议欧洲代表选择与14.318MHz接近而又为625系统行频倍数的频率。
对于625/50系统来说,fs(声音副载波频率)为fH625的288倍:对于525/60系统来说,fs为fH525的286倍,而两个系统的fs皆为4.5 MHz。因此,任何为fs整数倍的数字一定是两种系统的行频的公倍数。EBU认为取样频率应低于14.318 MHz.而SMPTE认为取样频率应高于12 MHz,因此,双方于1980年2月11日一致建议采用4 5的3倍(即13.5 MHz)作为两个系统的公共取样频率,并建议每行的有效像素数为720,亮/色取样比为4:2:2。1981年1月,EBU在IBA(英国独立广播局)组织了一系列演示,同年2月,SMPTE提议在旧金山召开了分量编码数字电视演示,演示得到了众多设备制造商的支持。1981年3月,EBU与SMPTE召开联合会议,会上双方同意将13.5 MHz(4:2:2)标准提交为世界标准,同年秋季,NHK的测试也证明了该标准的优越性。1981年4月,SMPTE公开了标准草案,听取各方意见,最终该草案成为SMPTE 125标准。EBU也了一份类似标准,随后与SMPTE 125一并提交给ITU-R(国际电信联盟无线通信局).并于同年9月、10月的会议上被采纳为11/1027号文档。1982年2月17日,ITU-R对该文档进行了修订,随后,该文档正式成为后来大名鼎鼎的ITU-R BT.601建议。
高清晰度电视的发展
目前,包括PAL/NTSC/SECAM制式的模拟系统与ITU-R BT.601定义的数字系统在内的彩色电视均被称作SDTV(标准清晰度电视)。按照ITU的定义,HDTV(高清晰度电视)的水平清晰度应为传统电视的两倍,幅形比应为16:9。ITU-R BT.601定义的SDTV每行水平像素数为720,该数量的2倍为1440,考虑到16:9与4:3的比例不同,HDTV应具备1920个水平有效像素。在好莱坞与计算机行业的强烈建议下,HDTV应采用方形像素,如此推算,HDTV的有效扫描行数应为1080。
日本从1979年便开始涉足HDTV的研发工作,20世纪90年代初,日本就使用1125行隔行系统开始了模拟高清电视广播。NHK的科技研究实验室于20世纪80年代开发出了MUSE(多重亚奈李斯特取样编码)系统,利用多重滤波减小原信号对带宽的占用。在MUSE系统中,静态图像以全分辨率传输。由于每帧图像内容不同,MUSE采用的滤波对水平与竖直清晰度的影响不同,所以运动物体会呈现模糊现象。实际上,摇镜头会损失一半的水平清晰度。MUSE被NHK 称为Hi-Vision,是一种专为模拟卫星广播方式开发的高清电视系统。
与日本类似,在欧共体的支持下,欧洲也于1986年设计出自己的模拟高清卫星广播系统――HD-MAC,该系统将MAC(复用模拟分量)与数字音频复用在一起,视频为1152行扫描,使用D2-MAC编码器。1992年夏季奥运会期间,试验性HD--MAC广播系统诞生,100台HD-MAC接收机被用于测试该系统的性能。后来,欧洲的注意力逐渐转移到DVB系统上来,因此,HD-MAC标准于1993年被淘汰。
20世纪80年代末,AT&T(美国电话电报公司)贝尔实验室设计出了720条有效扫描行的高清电视格式。起初,此项目的目标是设计出一个与日本的MUSE兼容的模拟高清电视系统。后来,专家们开发出了使用DCT(离散余弦变换)块的数字编码标准,并完成了数字720p试验系统,为此,Zenith与AT&T放弃了模拟高清电视计划。在FCC的测试中,720p系统对运动物体的表现十分优秀。随后,电视行业支持的隔行扫描格式与AT&T、微软等支持的逐行扫描格式展开了一场激烈的争斗。
1990年,ITU-R BT.709诞生,这是国际各方在高清节目交换参数问题上达成共识的体现。目前该建议书的最新版本为2002年的ITU-R BT.709-5。在该建议的第二部分,所有1080行系统均得到认可。720p规格暂未被TU-R BT 709建议采纳,但在SMPTE 296m文本中进行了标准化,而且.EBU也极力推进逐行扫描在欧洲的采用,EBU认为720p是目前最优的高清图像格式,待产品成熟以后再升级为1080p,在旧C 2006上EBU还进行了1080i,720p与1080p三种高清图像格式的现场对比演示,显示了720p较1080,的优越性。
目前,美国少数电视台使用720p格式,其余大部分使用1080i;欧洲的大部分商业电视台使用1080i,然而EBU推荐大家走720p到1080p的过渡之路;我国的行业标准采用了1080i格式。目前流行的高清电视广播系统有欧洲的DVB.美国的ATSC与日本的ISDB,我国的卫星广播选择了DVB-S、有线广播选择了DVB-C、地面广播选择了自主研发的DTMB(数字电视地面多媒体广播)。
数字电影与电视的未来
在历史上,电影历来是电视追赶的目标。数字影院的技术标准标准化由SMPTE DC28小组负责,在标准草案中,2K(2048×1080)与4K(4096×2160)两种分辨率标准得到了业界的认可。
在第一回中,我们重温了图像格式的变迁。图像采集设备是电子图像的源头,伴随着图像格式的演化,图像采集设备也得到了长足的发展。
1873年,人们发现了硒的电导会随其受到的照度的变化而变化,这是一个伟大的发现,它将光与电这两个物理现象更为紧密地联系了起来,而此前,人们只是了解到电能可以转换为光能。同时,这一发现也为电子影像的诞生埋下了伏笔。
从扫描圆盘到飞点扫描器
1884年,德国学生Paul Gottlieb Nipkow设计出第一种机电式电视系统。如图所示,该系统的核心装置为一个扫描圆盘(后来被称为Nipkow盘),几十个等间距的小孔呈螺旋状排列在圆盘上。若在圆盘前放置一个光学镜头,使镜头前的物体成像于圆盘上,并于圆盘后方放置一个光电传感器,当圆盘匀速旋转时,这些圆孔会逐一经过传感器表面,留下一行接一行的轨迹。由于传感器具有光敏特性,其电导会随着透过小孔的光线强度的变化而变化,经放大即可以电信号传输出去。此时,如果另有一个相同的圆盘以相同的速率与方向与前述圆盘同步旋转,且另有一个受前者所发电信号控制的光源,那么,光源发出的光透过相应的光学镜头,再结合圆盘上运动的小孔,就会在另一侧以一行接一行的方式成像。如果圆盘以足够快的速率旋转,则可以形成一幅幅看似连续的图像。
使用Nipkow圆盘可设计出结构非常简单的图像采集与还原设备。例如,光电转换元件只要一个光敏二极管或光敏电阻器即可,圆盘的旋转只需一个电动机,而且由于扫描线是连续的,所以分辨力较高。此外,使用Nipkow圆盘的图像还原装置与采集装置极为相似,只需将光电转换元件替换为发光强度可控的光源,再设法将两个圆盘的旋转同步即可。
但不可否认的是,Nipkow圆盘也有一些缺陷。例如,由于Nipkow盘呈圆形,旋转的小孔留下的轨迹并非一条条直线,而是曲线,因此,理想的Nipkow盘要么拥有很大的直径,要么拥有很小的窗口,要么使这些小孔尽量靠近圆盘的边缘,以获得尽可能平直的扫描线。在实际使用中,直径为30厘米至50厘米的Nipkow圆盘仅有30至50个孔,即图像有30至50条扫描线组成,而且图像很小。
NIpkow圆盘可将光像分解,并以时间顺序发送,实现了人类历史上零的突破。此后,相继有人按照此原理设计出了实用的机械电视系统,但大多会用到一个旋转的鼓,鼓上有小孔或安装有反光镜。除此之外,一种被称作飞点(flylng spot)的方法也曾用于电视节目制作。飞点法要求被摄者处于全黑的演播室中,而后用一个很窄的光束去照射,在被摄物体上形成一个亮点,将光束通过旋转的Nipkow圆盘,即可实现由左至右、由上及下的有规律的飞点扫描,频率可达到或超过16次/秒。由被摄者反射回来的光会被一排光电传感器获取,可获得较强的电信号输出,改善了当时传感器灵敏度低的问题。因飞点法要求全黑的演播环境,节目无法在室外进行录制,因此,直到1935年与1938年,英国广播公司与德国停止了飞点扫描方式的使用。
机械电视为影像技术的实用化做出了不可磨灭的贡献,同时其创造的“扫描”的概念也为电子影像的发展奠定了基础,在现代的DLP投影显示与激光打印等技术身上都不难发现机械扫描的影子。
从真空摄像器件到固态影像传感器
1927年,美国发明家Philo Taylor Farnsworth演示了他的全电子电视装置,并申请了专利。该装置利用了一种称作光电析像管(image dIssector)的器件来采集影像,所谓光电析像管实际上是阴极射线管(cRT)的一种,它可将被摄物体成像于一层氧化铯材料上,这种材料受到光的照射会发射出电子,电子的数量与入射光的强度成正比,其中一小部分电子流在电磁场作用下r通过一个孔到达电子收集板,通过聚焦及偏转,电子束即可按照一定的顺序一点一点、一行一行地完成对整个图像的扫描。这是真正意义上的全电子扫描。之后,Farnsworth不断改进他的装置,1929年,他的全电子电视系统的清晰度超过了当时的机械电视系统。但由于灵敏度较低一不话合电视广播应用,因此光电析像管主要用于胶片扫描。
同年,美籍俄罗斯发明家Vladlml r Kozmlch Zworykin改进了Farnsworth的设计,发明了映像管(Iconoscope),并与1931年申请了专利。与析像管不同,映像管将图像投射到一个覆盖有光电发射材料的成像面上,这些光电转换材料的颗粒呈马赛克状排列,与人眼视网膜上的视觉细胞类似,每个颗粒的光电子发射数量与入射光的量成正比。在成像面的后方还有一块导电板,这两层材料构成了一个个电容器,由电子枪发出的电子束会一个接一个地扫描所有电容器,扫描所得的金属板的电势变化便组成了图像信号。与Farnsworth的析像管相比,Zworykin的映像管更容易制造,其灵敏度约为析像管的1000倍,清晰度也大幅提高。
1936年,英国的Lubszlnsky与Rodda为他们发明的移像光电摄像管(super Emitron或ImageIconoscope)申请了专利。移像光电摄像管采用靶面前方的阴极照射来收集光电子,解决了困扰映像管的电子云问题。后来,又出现了采用第二个环形阴极的RieseI映像管,其灵敏度为普通映像管的10倍,但仅在欧洲大陆使用。
1938年,美国无线电公司(RCA)的Hatley Ambrose lams与Alberts Rose开发了正析摄像管(orthicon),乍看起来,正析摄像管似乎是一种简化的映像管,但其制造过程要比制造映像管复杂得多。1940年,正析摄像管被用于实现第一次电视广播。几年后,超正析像管(imageorthicon)出现,这种器件结合了光电析像管与正析摄像管的技术,采用电子方式直接读取并连续收集电荷,可避免靶面的其它部分引入的干扰,同时获得极为精细的图像。一只质量良好的超正析像管可在烛光下工作,这得益于更为有序的光敏区域与电子增倍器的出现,这种增倍器相当于高效放大器。此外,超正析像管的光敏特性呈对数函数形状,与人眼类似,因此图像看起来更自然。然而,一旦演播室中一个有光泽的物体反光时,图像中的物体周围就会出现黑色光晕。超正析像管被广泛使用于早期彩色电视摄像机中,这种器件的高灵敏度可在一定程度上弥补光学系统的不足。
1950年,视像管(Vidicon)诞生,这是一种以三硫化二锑为靶面材料的电荷存储型摄像管,其工作原理与其它类型的摄像管相同。由于视像管的感光层非常薄,所以当节目播出或录制现场有较强的空气震动(如摇滚乐,射击或爆炸等)时,感光层可能会变形,从而在图像上产生一系列的水平条纹,这种现象称为视像管颤噪现象(VIdicon microphony)。视像管的成本较低,便于大规模生产与普及,克服了超正析像管过 于昂贵的问题。20世纪70年代末,采用小型视像管的消费用摄像机出现。
Plumbicon(氧化铅摄像管)是荷兰飞利浦公司的注册商标。这种摄像管的特点是输出低而信噪比高,其清晰度比超正析像管高,主要面向电视摄像机应用。但氧化铅摄像管缺乏超正析像管的锐化伪边缘,因此一些观众认为其采集的图像偏软。美国哥伦比亚广播公司实验室首创了外置边缘增强电路以改善氧化铅摄像管的这种效果。
Saticon(硒砷碲视象管)是日本日立公司的注册商标。早期,硒砷碲视象管的清晰度比氧化铅摄像管高,但1980年后,随着二极管电子枪(diode gun)的出现,这两种摄像管都能可满足广播标准的需要。与硒砷碲视像管相比,氧化铅摄像管对强光引起的漫射、拖尾等的抑制能力更强,法国汤姆逊(Thomson)、德国Heimann与日本索尼(sony)也生产硒砷碲视像管。
此后,全球许多公司相继设计出了各种改进型的摄像管,如日本松下的碲化锌镉视象管(Newvlcon)、日本索尼的彩色摄像管(Trlnlcon)、德国Heimann的硒化镉摄像管(Pasecon),日本Hamamatsu的硒化镉摄像管(chalnicon)、德国Heimann的光阻摄像管(Reslstron),法国汤姆逊的Primicon与美国TeItron的X-con等等。直至现在,在医疗、工业与军事领域,仍可以发现摄像管的影子。
摄录一体机的出现对摄像机的体积、质量、功耗等都提出了更高的要求,也正在此时,固体影像传感器走进了人们的视线。1969年,贝尔实验室的Willard Boyle与George E Smith发明了CCD(电荷耦合器件)。1970年,贝尔实验室已经研制出了线性CCD,欧美与日本等发达国家的企业也相继投入到CCD的设计与生产中来。在此后的30余年时间里,CCD的结构设计与生产工艺也得到了长足的发展。在形状方面,既有直线型,也发展出了面阵列型;在电荷存储与转移的机制方面,出现了IT(行间转移)、FT(帧间转移)与FIT(帧行间转移);在光电转换效率方面・片上透镜的出现与不断缩小的像素间距都可以提高光能的利用率;在像素数量方面,业已出现数量接近一个亿的产品;在半导体制造工艺方面,也出现了许多新技术,可显著改善拖
实际上,在CCD诞生之前,MOS就已经出现了。1 963年,仙童半导体公司(Fai rchiIdSemiconductor)的Frank Wanlass发明了CMOS(互补金属氧化物半导体),1968年,RCA制造出了第一枚CMOS集成电路。现在,CMOS已经称为制造集成电路的主流技术。此外,随着影像采集设备对体积、质量、功耗、速度、成本等不断提出新的要求,使用CMOS技术制造固体影像传感器也已经成为一种趋势。
从黑白到彩色
由于真空与固体传感器都只能感应光的强弱,因此,早期的电视摄像机都是黑白摄像机,只能获取灰度图像。后来,在颜色科学与电子技术基础上,摄像机普遍采用二色性的滤光片(dichroic filter)或三色棱镜(trichroic prism)将来自镜头的自然光分解为红、绿、蓝三种基色,分别进行感应或处理,这种方式可得到相对准确的色彩还原、较高的光能利用率与较高的清晰度。但不可回避的是,上述色彩分离方式需要三个相同的传感器,而且空间的相对位置需要严格对准,加上棱镜等因素,系统的整体成本之高使之很难普及。因此,人们找到了另一种解决方案。
在摄像管时代,索尼设计了采用电子指引相位分离方式的彩色摄像管――Trinicon,它使用垂直排列的红、绿、蓝三种彩色条纹滤色器,在光学上实施了彩色编码,在后期处理时要进行相应的解码。在固态摄像器件时代,单片CCD或CMOS上都可以附加一层滤色矩阵(CFA),在该矩阵上,不同颜色的滤色片呈马赛克状排列,每一个小色块对应一个像素,后期处理时需要解马赛克(demosaic)处理。
从模拟到数字
20世纪90年代前,绝大多数摄像机都是模拟摄像机,即模拟处理,模拟输出。随着数字图像处理算法、数字图像处理技术以及半导体芯片的进步,加之CCIR 601/656等标准的逐步推广,数字处理。数字输出的摄像机渐成主流。除了极小一部分不便于采用数字处理的步骤,现在的摄像机产品已将大部分处理工作集成到一枚专用芯片(如ASIC)中。而且,数字处理不仅可以抑制噪声的干扰,更可以实现许多模拟处理无法完成的工作。目前,部分高清摄像机产品的数字处理精度已达到14比特。
从标清到高清
普及HDTV的首要任务是节目的积累,而高清晰度电视节目的来源除了少数电影外,大多数都离不开电视摄像机。由于日本是较早启动高清晰度电视技术研发的国家,因此高清晰度电视摄像机也是从日本起步的。
1984年,索尼开发了使用1英寸硒砷碲视象管的高清晰度摄像机HDC-100,1988年,索尼又推出了更为小巧的第二代高清晰度摄像机HDC-300;1992年,索尼将CCD带入了高清晰度时代,推出了采用1英寸高清CCD的HDC-500;1998年,索尼又推出了采用2/3英寸CCD的数字化高清摄像机HDC--700。
与此同时,其它厂家也生产出了类似产品,高清摄像机已不再神秘。
摄像机的小型化
摄像机的小型化意味着小型、轻量、低功耗,低成本,这不仅是摄像机走进消费电子领域的必经之路,同时也是野外电视广播与ENG制作所期待的。
关键词: 高等职业教育;电子技术;多媒体教学
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)16-0237-02
0 引言
多媒体教学其实古已有之,教师一直在借助文本、声音、图片来进行教学。但是在20世纪80年代开始出现采用多种电子媒体如幻灯、投影、录音、录像等综合运用与课堂教学,这种教学技术又称多媒体组合教学或电化教学,90年代起,随着计算机技术的迅速发展和普及,多媒体计算机已经逐步取代了以往的多种教学媒体的综合使用地位。因此,现在我们通常所说的多媒体教学是特指运用多媒体计算机,并借助于预先制作的多媒体教学软件,综合处理和控制符号、语言、文字、声音、图形、图像、影像等多种媒体信息,来开展的教学活动过程。它又可以称为计算机辅助教学(computer assisted instruction,即CAI)。笔者谈谈在《电子技术》课程教学中应用多媒体技术的经验和体会。
1 《电子技术》课程概述
《电子技术》课程是应用电子技术、电力电子、机电一体、汽车电子等专业的一门专业技术基础课,其重点研究和阐述《电子技术》中必要的基础理论、电路的组成和原理、元件的作用和检测方法、放大电路、振荡电路正常工作的在路检测法、电子设备的维修技能。具有很强的应用性和实用性。
2 《电子技术》课程多媒体教学的优点
根据《电子技术》课程的专业性、实践性、应用性等特点,笔者在日常教学中灵活运用多媒体技术,较传统的板书、画图、演示的教授方法显现了颇多的优点,收到了较好的教学效果。
2.1 动态性,有利于反映概念及过程,有效地突破教学难点 在《电子技术》的教学过程中,若正确使用多媒体技术可以大幅度的提升教学效果,特别是抽象枯燥的知识内容(如:元器件的结构、工作过程和原理),学生很难理解,教师即使配以模型、挂图加以说明,也是一些呆板的静态教具,花了大量的时间和精力讲解,学生还是难以接受、不能理解,教学效果不佳。如在讲PN结的形成及其单向导电性,涉及到PN结内部载流子的运动(多子的扩散、少子的漂移、复合),用传统的方法讲解学生很难理解,笔者采用多媒体技术将扩散、漂移、复合过程动画演示在银幕上,学生一看茅塞顿开,即刻了解了PN结的形成过程,知晓了PN结的单向导电性的原由。
2.2 图文声像并茂,培养学生的兴趣和能力 图文声像并茂,多角度调动学生的情绪、注意力、培养学生的兴趣和能力。如我在讲三极管工作状态(放大、截止、饱和)在线测试判断方法(这是学习电子技术专业的学生必须掌握的方法,是电子设备维修必须的基本技能)时,我事先用摄像机把对三极管工作状态示范测试判断过程摄制好,配上讲解,制成短片,然后在多媒体教室播放给学生观看(有特写、有整体、有万用表的使用、有测试的方法和步骤。有测试判断的结果:放大状态——发射结正偏,集电结反偏;截止状态——发射结反偏或零偏,集电结反偏;饱和状态——发射结正偏,集电结正偏或零偏。还有引申的结论:放大状态——C极与E极之间的等效电阻线性可变,相当于一只可变电阻,电阻的大小受基极电流大小的控制。基极电流大,C极与E极间的等效电阻小,反之则大。截止状态——C极与E极之间等效电阻很大,相当于开路。饱和状态——C极与E极之间等效电阻很小,相当于短路;),学生们记忆深刻,很快就掌握了这个基本技能。学生兴趣十足,个个跃跃欲试。在进一步的维修实践中,学生分析问题解决问题的能力得到了极大的提高。
2.3 课件上网,提高了教学效率 把电子课件上网(校园网),有更多的学生参与学习,节约了空间和时间,提高了教学效率;学生可以随时随地上网学习、复习,有利于突破教学难点和克服遗忘;学生可针对自己的学习情况,有选择性的学习,针对不同层次学生(因材施教)的教学成为可能;学生能突破视觉的限制,多角度地观察对象,并能够突出要点,有助于概念的理解和方法的掌握;提供多媒体实验实现了对普通实验的扩充,通过对真实情景的再现和模拟,培养学生的探索、创造、创新能力。
3 《电子技术》课程多媒体教学的不足之处
①助长了教师及学生的惰性。过分地强调课件的重要性,认为只有使用课件才能把课上好,甚至认为板书都是多余的,教师成了一个点击鼠标的工具,电子板书占据了整堂课,学生不再认真做笔记,而更依赖于拷贝教师的教案,听觉和视觉成了一节课最重要的环节。孰不知亲手演练才是学生学习及巩固知识最重要的环节。②内容华而不实。教师在制作课件时,为了提高学生学习的兴趣,过多地加入了音乐视频及其它一些动画,虽然课堂气氛变得很活跃,但课堂的重难点并不突出。③在教学过程中与学生的交流不够。在网络教育环境下学习,教师埋头于操作电脑,只注重教学课件的进度,忽视了与学生交流的过程,在这种情况下,除非学生具有较强的自制力和学习自觉性,否则上课很容易“开小差”,无法保证教学的质量。此时,就要将传统的教学方法引入进来,加强教师与学生之间的沟通,使学生的自律性、自觉性都得到有效促进。
4 结束语
在信息时代,我们既要利用多媒体知识来丰富我们的教学,又要运用传统的教学方式来促进学生与教师之间的互动,以求获得最佳的学习效果。如果完全抛掉了传统,那么创新就成了无源之水、无本之木。原有的不能传承,新的又难以为续,教学处于无所适从的尴尬境地,教育就形成了断层。因此,我们只有审慎地对待传统才有真正意义上的创新。我们在教学改革实践中,只有充分地认识到它的优点和长处,才能去合理地利用和改造它。多媒体教学虽然有很多的优势,但是它不可能解决教学中的所有问题,因此夸大多媒体的作用,试图以多媒体教学代替传统教学的做法是不现实的。无论传播媒体怎样先进,不管它的功能如何完善,它们都不可能完全取代传统教学手段;特别是高等职业技术教育(如电子技术)是实践性很强的学科,需要勤动脑多动手,动手检测、动手实验、动手制作、动手维修、动手实训、动手顶岗实习(校企合作)。总之,多媒体已经成为教师教学的好帮手,在《电子技术》多媒体教学活动中,发挥多媒体教学的优势克服其不足,把多媒体教学和传统教学方法有机的结合起来会收到很好的教学效果,会培养出大批的优秀的电子技术人才。
参考文献:
[1]韩猛.对多媒体教学的几点思考[J].中国水运(学术版),2007(04).
《电工电子技术》 多媒体 学生 学习兴趣
《电工电子技术》由于有些内容非常抽象,单靠传统的粉笔加黑板的教学模式往往不能满足教学的要求,更谈不上学生思维的训练、能力的发展和素质的提高。通过几年的教学实践中,在课堂教学中有意识地运用多媒体技术来制作动画、课件,并与传统教学手段有机结合,共同参与教学过程,能够突出重点、分散难点,降低学习难度,形成了更为合理的教学结构,也使课堂教学更加生动有趣,取得了非常明显的教学效果。
一、多媒体的概念
计算机多媒体是一种把超文本、图形、图像、动画、声音等运载信息的媒体结合在一起,并通过计算机进行综合处理和控制的技术。多媒体计算机作为教学媒体的一种,它是来存储、传递教育和教学信息的。
二、多媒体技术在电工电子技术教学中的作用
与传统的教学模式相比,多媒体课件教学有着自身的技术优势。多媒体课件教学对电工电子技术基础课来说起到如下的作用:
1.利用多媒体技术,激发学习兴趣,调动学生主动学习的积极性
实践证明,兴趣是诱发学生学习动机和学习注意力的重要因素。在《电子电工技术》课堂教学中,概念的引入、过程的推导、电路的组成和控制原理等这些对学生来讲不仅枯燥乏味,而且易混难懂。多媒体教学课件,可以将枯燥抽象的内容以图文并茂的方式形象地展示出来,使学生轻松、愉快地学习,从而加深对知识和原理的理解,牢固掌握各种分析和设计方法,提高对知识的掌握程度。
2.利用多媒体技术可以突出重点、突破难点,掌握教学内容
教学中重点的突出,难点的突破,直接影响教学效果。多媒体技术的应用正是我们突出重点、突破难点的重要手段。例如,在基本三极管共基放大电路静态工作点的设置这节中,讲解设置静态工作点是教学难点。为了突破难点,在教学过程中采用同一输入波形电压信号,将设置了静态工作点和未设置静态工作点两种情况下的动态输出波形作以比较,使学生充分领会设置静态工作点的目的。同时分析动态的输入输出波形,将正确设置静态工作点必要性分析透彻。最后通过输入波形变化的变化图形来表示截止失真和饱和失真情况,让学生很直观、很形象地理解这个原本很难的问题,借助多媒体把抽象的内容简单化,很好地化解了课堂教学难点。
3.利用多媒体技术,优化课堂教学,提高教学质量
多媒体课件的使用,有助于强化教学的立体感,优化课堂教学,提高教学质量。比如,在讲解交流电动机这一节时,我们搬一个实物是不现实的,这时我就借助多媒体演示交流电动机的立体图片,这样不仅可以给学生提供丰富的立体感,还提高课堂的教学效率。通过多媒体演示电动机图片,还可以让学生了解一些国内电动机构造的实例。多媒体通过形、声、色来传授教学信息,增大教学容量,有助于优化课堂结构,提高教学质量。《电工电子技术》中图表和公式较多,多媒体课件作为辅助教学手段,以快捷、简便、明了的特点替代一些耗时的板书和作图,这样既可节省时间,完成课时任务,还可以扩充一些最新的知识和应用,这对于培养学生的能力和提高综合素质,发挥着积极的作用。
4.利用多媒体技术创设实验情境,提高安全保障
《电工电子技术》课程具有实践性强的特点,很多内容需要通过实验演示来加深理解。电工实验中的对象是与电流电压有着密切关系的,在实验过程中的错误操作不仅会导致数据不正确而失去实验的意义,甚至可能导致元器件和设备的损坏甚至造成人员伤亡。电路的正确连接是实验成功的保证,实验中的任何一个环节的正确性都会影响实验结果的正确性,由于学生经验不足,故障排除率低,导致实验成功率低。为解决这一问题,可以采用多媒体计算机仿真软件,在计算机中接好电路调试好参数做出正确结果。学生通过计算机仿真熟悉实验电路结构、调试要点以及仪器的正确使用。这样,在实际实验中学员做到心中有数,就会极大地提高实验的成功率。另一方面,多媒体计算机仿真软件也为解决硬件设备偏少和因学员错误操作而造成的设备损坏或人员伤亡等问题提供了一个安全的实验平台。
三、运用多媒体进行辅助教学时应注意的几个问题
虽然多媒体技术在教学中具有很多优势,但任何事物我们都要看到其两面性,在充分发挥其作用的同时,还必须注意在认识上和应用中存在的一些问题,只有合理地使用,才能达到最好的教学效果。
1.实施多媒体教学要注重实用性
使用多媒体技术活跃了课堂气氛,提高了课堂效率。有些老师往往盲目地、不加选择地把多媒体教材拼凑成一个大杂烩。而多媒体教材提倡小而精,针对性强,方便实用,讲求效益。所以在使用多媒体教学时要有目的、有计划。反之,则会滥用多媒体形式,浪费人力物力,额外增加学生的负担,成为教学的干扰源,分散学生的注意力。
2.采用多媒体教学不能忽视师生互动
由于多媒体课件所控制的教学过程过于严密和紧凑,往往限制了教师的临场发挥和师生之间的交流,课堂气氛显得拘谨不灵活。因此,教师在设计多媒体课件时应当常常从学生那里获得反馈信息以进一步完善教学中的不足。只有教学过程中注入教师丰富的情感,课堂才会真正鲜活起来。所以,在多媒体教学中,应注意处理好程序化的课件固定性与学生个性思维的创造性的关系。
3.不能完全用多媒体教学代替实验教学
在教学中,不少教师为了使用多媒体教学手段,较多地用多媒体模拟实验来进行演示教学。实验课是为让学生通过观察、研究来获得知识,能真实地再现实验变化过程,有极强的说服力和感染力,同时也可以让学生更直观地看到操作过程与操作技巧。用多媒体可以模拟一些实验,如一些不易观察、有危险性、无法或没有条件实现的实验,这的确有画龙点睛,事半功倍的效果,但它毕竟是“模拟”验。因此,可以通过实验解决的问题就没必要再用多媒体模拟演示。
4.防止教学容量过大信息难以消化
关键词电子技术;电视媒体;影响;应用
1电子技术的发展历史
世界上第一台计算机是1946年在美国诞生,这是电子时代到来的标志。此后,电子技术以较快的速度发展起来,从最早的电子管计算机到晶体管离计算机,再到集成电路计算机的出现,标志着电子技术发展到了一个全新的阶段。进入21世纪以后,出现了网络计算机,计算机的体积逐渐的变小,运行速度却更加快。期初,电子技术还不能获得人们的认可,但是当它的外形、内部程序和载体更加完善的时候,人们看到了它具有的强大功能,也意识到了它给我们的生活和工作带来的巨大便利。因此,可以说,随着电子技术的不断推广应用,人类的生活更加丰富多彩。利用网络计算机进行购物,解决了人们购物时间和空间限制的问题,也推动了快递行业的发展。把电子技术运用到微信、微博等媒体当中,可以拉近人与人之间的距离,人们可以随时随地进行沟通。这些新的变化是其他任何技术都不能相比的。所以,人们的生活已经离不开电子技术,电子技术的发展是时代进步的标志和需求,也是未来科技发展的趋势。
2电子技术在电视媒体中的应用
电视媒体的发展需要在电子技术的基础上进行,电子技术推动了电视媒体的革新和发展,不管是在电视媒体的表现形式或者是表现效果和视觉功能等方面,都发生了较大的改变和发展,提高了电视媒体的传播质量和效率。
2.1电子技术对电视媒体观看效果方面的影响
在电视媒体中应用电子技术,能够增强电视媒体的表现效果,使电视节目更具有艺术气息。首先,频道多样,内容丰富。随着人们生活水平的提高,对精神文化的需求也在不断增加,有了电子技术的强有力支持,电视媒体利用卫星信号传输或者无线网络传播,可以接受120多个频道,未来预测可以接受500多各频道,进而满足人们日益增长的精神需求;其次,频道增多的同时,随着3D以及4D等技术的出现和应用,电视画面效果更加真实,带个观众强烈的震撼,实现了高水平、高质量的技术水平。最后,电子技术的使用是信号变的更强,电视媒体信号受干扰性不断降低,信号质量得以保证,人们可以安全放心使用电视媒体观看节目。
2.2提高了电视媒体的视听功能
电子技术的有效运用改变了传统声音处理技术,带给观众完美的视听体验。例如湖南卫视的《我是歌手》这一档节目,电子技术和电视媒体的互相结合,不但能为观众完全展现歌手唱歌的画面,带给观众强有力的视觉震撼,不同场景的交替变化,可以使声音的收放自如更加游刃有余,和场景实现了完美的配合,这种声音和画面相统一的艺术表达方式,增强了观众的体验,提高了节目的感染力度。其次,可以使用电子技术再创声音,把声音和画面相分离,让观众通过声音猜测歌手名字,这种方式增加了节目的趣味性和吸引力。
3电子技术给电视媒体发展带来的影响
随着科技的不断进步,电子技术在数字化、网络化、智能化等方面都实现了快速发展,促使电视媒体不断创新。
3.1电子技术使电视媒体的存在感增强
随着电子技术的引入,电视媒体行业已经发生了较大变革,电视工作者应该把握好这种发展趋势,促使电子网络与电视媒体的融合,进而提高电视媒体的影响了,弥补电视媒体的缺点,满足不同受众的需求,使越来越多的受众来关注电视节目。首先,电子技术的有效运用是电视媒体的频道增多,内容丰富,更加被人们重视。在多数农村或者偏远的山区,由于缺少网络信号,在电视媒体中应用电子技术,就能够带动电视网络的建设,使农村和山区也能享受到和城市一样的待遇,由此一来,网络电视媒体就能够逐步走入每一个山区家庭。其次,改变人们被动选择节目的现状。电子技术的运用使电视节目的播放打破了时间和空间的限制,人们可以随时随地观看喜欢的节目。最后,随着互联网的普及,我国的网民数量与日俱增,因此,电视媒体应该借此机会使用电子技术途径向网络市场发展,通过网络媒体来广泛宣传电视节目,扩大市场范围,吸引更多受众。同时,电视媒体应该整合电视内容,把真实、严肃、敏锐的新闻要点传播放在新媒体环境当中进行。利用网络媒体的形式让受众重新认识自己,喜欢自己,增强自己的影响力。
3.2增加了电视媒体的功能
在电视节目中中使用电子技术,利用光缆可以把信号进行双向传输,人们不但可以连接有线电视,还可以把网络应用到电视中来,在电视上点播喜欢的网络节目观看,增加了电视媒体的功能。首先,可以利用网络技术根据自己的喜好和时间在电视上选择想要观看的节目。这样以来,就改变了广大用户观看节目的被动地位,能够线上线下,随时随地观看和存储播放,满足了新时期个性化的需求,增强用户的观看体验。促使电视媒体朝着多元化方向发展。其次,处于互联网时代,现代化的电子技术推动了电视媒体的发展。例如利用网络来宣传电视节目,从而实现商业目标,也可以利用网络和受众进行交流,进而拉近和广大群众的距离,实现电视节目制作的目的。处于多媒体背景下,电视媒体行业已经跟上了社会发展的步伐,并朝着多元化、多样化和全面化方向发展。
3.3提高了电视节目现代化水平
电视媒体行业要想跟上社会发展的步伐,就必须保证节目的多元化和个性化,这就需要电视制作者和电视节目制作者对电视媒体进行创新改革,整合资源,融入新鲜元素,改变了传统的新闻制作和艺术节目播放模式,和人们的生活更加贴近。有效传播了电视新闻媒体中的一些真实且敏感性的问题,使广大民众的知情权得以维护。首先,随着互联网的普及,网络已经成为了人们生活当中的必备品,在网络市场中运用电子技术和网络媒体相互结合的基础上创作各种类型的电视节目,能够扩大市场空间,增加受众群体。其次,电子技术有效应用,使电视媒体打破了时空的界限,可以随时收看错过的电视节目,同时大规模,高水平的传播技术也可以实现坐在家里观看全世界的实况直播。随着电子技术以及无线网络传输技术创新和发展,不管处于何种境地和时间,都能把现场的真实情况及时有效的传播给电视观众。电子技术推广应用使图像符号发生了变革,图像更加清晰,音效更加逼真,尤其是现在广泛使用的3D、4D技术,是电视媒体进步的重要标志,能让观众的体验更加真实。最后,电子技术的发展也给字幕制作特效方面提供了强有力的技术支撑。使用电子技术把图像,音效和特效相互结合,使电视新闻的传播效果得以全面发挥。此外,录像机和摄像机的发明以及运用,节约了各方面的资源,降低了投资成本,提升了工作效率。
3.4推动了商业化发展
在电视媒体中运用电子技术可以更好的向人们传输各种情感、思想以及价值道德观,使受众和电视媒体之间实现良好的沟通和交流,提高了电视媒体的人性化,进而实现广告收益的目的。这种新型的媒体形式,满足了当前社会发展和人们多元化、多面性的需求,突破了传统电视媒体刻板、单一的状况。
21世纪是电子科技的世纪,随着电子技术的不断发展与创新,计算机网络通信技术已经应用到人们的生产、生活等等各个领域,各行各业都在进入一个电子的时代,电视媒体更是不甘落后,对电子技术也进行了研究,本文从电子技术的发展入手,对电子技术在电视媒体中的主要应用进行了分析,最后对其在电视媒体发展中的作用进行了深入的探讨。
关键词:
电子技术;电视媒体;影响;应用
电子网络科技的出现推动了我国生产力的迅速发展,它以超前的思维占据了市场,使人们的生产和生活发生了根本性的变化,虽然电子技术是本世纪的一个新兴产物,但这种新事物的发展非常之快,不但没有引起人们的排斥,反而受到了大家的肯定和认可,尤其是在电视媒体界中的应用,不仅丰富了人们的业余生活,更使人们的生活质量得到了质的飞跃。
1.电子技术发展史
第一台计算机诞生在1946年的美国,刚开始这种电子科技的产物发展缓慢,后来直到五十年代才有了新的起色,然后就以迅雷不及掩耳之势席卷了全球,从当初的电子管计算机发展到现在的网络计算机,其中经历了晶体管、集成电路等等的阶段,到了今天,不论是运算速度还是程序系统,其各项功能都变得十分的成熟,可以说已经到了研究纳米的级别了,越来越成为人们生产和生活中不可或缺的一部分,也是人们文明生活提高的又一次飞跃。
2.具体的应用
现代化的电子技术具有传输快、资源丰富、消耗低、信息广等等特点,不得不引起传统电视媒体的深思,在重重压力下电视人进行了新技术、新理念的研究和创新,于是新兴的电视媒体诞生了,它引起了人们更大的兴趣,也得到了人们的肯定。当下我国电视媒体的传播主要以三种形式存在:卫星信号、有线电视、网络电视,可以说这三种形式改变了以天线定电视台的传统,实现了电子技术的有效应用,其特点是:
2.1频道多,内容丰富
随着我们生活水平的提高,除了追求物质的享受以外,对于精神世界的需求也日益提升,而这种电子技术下的电视节目,是通过无线网络进行传播的方式,可以收视到上百套的电视节目,而且画面优美,内容丰富。
2.2信号强,防干扰
电子网络不像我们普通的天线,其光缆信号不会受到障碍物的严重阻挠,可以有效的保证其电视播放质量,达到人们的满意。
2.3实现信号的双向传输
利用光缆的特殊性,其信号可以实现相互传播,能使人们通过网络随时欣赏到自己喜欢的电视剧,还可以把电视与网络进行连接,实现网络电视的高效播出与观看,更扩大了电视媒体的影响力,满足了人们的精神世界。以上种种都是电子技术给电视媒体带来的便利,也可以从中看出,电子技术的应用可以让电视信号的覆盖面变得更加的广泛,传输性更加的强大,尤其是用光缆技术代替电缆技术的应用,更是电视媒体界的一大进步。
3.作用及影响
3.1向多元化的方向发展
新的格局造就了电视媒体新的发展,除了可以以网络的形式上进行电视宣传,达到其商业的目的,还可以通过网络进行交流和互动,也就是说可以在网上进行各种信息、情感、思想、观念、价值等等的沟通和协调,以达到自身的目的,这种形式下的媒体界已经为了适应社会的发展和人们的需求,在向全面化、多元化的形势迈进。
3.2向现代化的方向发展
电视媒体的发展推动了媒体界的进步,而要使整个媒体界都达到现代化的水平,就必须要改进电子元件的完备与强大,而电子技术的出现让其实现其质的转变,比如说电视摄像及录像器材的转变、播出方式的转变、数字化播出系统的应用等等,这些都在促使电视媒体业向着更高的层次迈进。
3.3扩大电视媒体的影响力
由媒体的发展趋势可以看出,电子技术的介入已经让媒体界掀起了新的革命,所以电视工作者要认清形势,加大与电子网络的合作,以此来扩大自己的影响力,而且电视媒体还可以利用网络技术把电视节目放到互联网上去进行传播,以弥补自己的不足,满足不同需求的受众,引起受众们的更多关注。
(1)对电视内容进行整合,让真实性、敏锐性、严肃性的新闻要点在新的电视媒体环境下进行传播。
(2)利用电视网络媒体的平台发展自己的事业,大力支持网络媒体的多渠道、多方位性,通过网络的形式来扩大自己的影响力。
(3)随着网络覆盖面的越来越大,我国的网民也会越来越多,所以电视媒体一定要充分利用电子科技手段进军网络市场,借助网络媒体的优势,实现电视节目的广泛传播,占据新的市场空间,赢得新的观众。
3.4扩大电视媒体的存在感
网络新媒体的先进技术与传播方式虽然是新时代不可逆转的一种发展趋势,但因为互联网及终端科技的地域局限性,其覆盖面远远比不上电视媒体的广泛性和全面性,在一些农村或偏远的山区,根本没有网络信号,所以,作为电视媒体在充分利用电子科技的同时,还要加大电视网络的建设工作,使遥远的山区也能享受到同等的待遇,让网络电视媒体进入到千家万户。
3.5实现了电视节目连连看
电子技术的发展让时间与空间已经没有了距离感,使电视节目与受众能随时面对面,因为它有巨大的传播功能,还不受时间的限制,可以随时把受众心中所想送到面前,实现面对面的交流与沟通,而且其播放效果也有了很大的改进和提高,改变了传统的平面播放模式,实现了3D以及4D的效果,让受众在电视欣赏过程中还会有一种身临其境的感觉。
4.结束语
总而言之,未来的社会将是信息化的社会,而未来的媒体界也会是以电子技术为前提的网络大家庭中的一员,所以作为电视人只有不断的充实自己、补充自己,对电子技术在电视媒体中的应用进行深入的挖掘与分析,利用它的灵活性强、传播速度快等等优点,更好的为广大用户服务,推动电子科技在媒体界健康、稳定的发展,促进我国电视事业的腾飞。
参考文献:
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关键词:模拟电子技术;多媒体授课;传统教学
模拟电子技术是电类专业的一门重要的专业基础课,其理论性和实践性都很强,对于初次接触的学生来说,该课程全新的知识体系肯定是陌生的,因此很难轻松的掌握严格的理论和实践相结合的分析处理手段,从而产生畏惧心理,对于听课但无法及时掌握知识的学生,易处于急躁或迷茫的状态,导致学得索然无味,缺乏学习动力。传统的教学方法使得老师都感觉有些力不从心,很头疼。随着现代教育技术的进一步推广以及素质教育的深入实施,多媒体技术已广泛进入课堂。它以图文并茂、声像俱佳、动静皆宜的表现形式,以跨越时空的非凡表现力,大大增强人们对抽象事物与过程的理解与感受,从而将课堂教学引入全新的境界,把学生带进了一个声、像、图、文并茂的新天地。多媒体教学手段在激发学生学习兴趣、开发学生智力、提高课堂效率、优化课堂结构方面确实起到了关键作用。那么,在课堂教学中,怎样才能科学合理地设计和组织好多媒体教学活动,获得理想的讲课效果成为现代教学中的关键问题。
现根据以西安电子科技大学出版社出版、江晓安老师编写的《模拟电子技术基础》为脚本,结合使用课件教学的体会,探讨多媒体课件的有效使用方法和其产生的问题及建议。
一、 充分发挥多媒体图文并茂的授课优势
(一)画的使用使教学变得生动和直观
模拟电子技术课程有大量的相对复杂而抽象的概念,在这样的知识面前,再生动的语言和平面的板书,都显得十分苍白,而如果把难懂的概念变成具体的可观察的画面、图形,从而把过度抽象的知识直观演示出来,将会事半功倍。
如关于P-N结的形成及单向导电性、晶体管和场效应管内部载流子运动过程等涉及到器件内部结构中载流子的运动,相对比较抽象,利用传统的教学手段总是不能使学生很好的理解,现在可通过动画直接给出内部的载流子的具体运动情况,使得讲授和学习变得生动和直观。而对于一个基本放大电路中各点的瞬时电流、电压是如何围绕着静态工作点随着输入信号变化而变化等这些内容,以往我们在课堂上给学生描述时感到既费时又费力,现在借助课件后,只需通过动画就能动态地演示各点的瞬时电流、电压围绕着静态工作点随着输入信号变化的情况以及当静态工作点变化时输出波形失真情况。.这样,学生就能对这部分内容形成一个完整、清晰的概念,从而使得这部分内容讲起来变得轻松和省时。
(二)多媒体仿真软件的使用理论与实践的联系更加密切
理论性强是模拟电子技术课程的一个显著特点,以往很多同学直到课程学完都还不能真正理解放大电路的实际应用,觉得那只是书本上的东西,每次就在纸上根据公式计算静态和动态参数,而对于电路在现实生活中的应用却知之甚少。实践性教学给学生提供一个消化、理解、应用理论知识的环境,同时也是知识创新的环境,是培养学生分析和解决实际问题能力的有效途径。如在放大电路的内容讲解的过程中利用功能强大的仿真软件,既使得学生对电路中各种元件的作用有深刻的认识,又会让学生对小信号的放大有更直观的了解。在电子技术高速发展的今天,新电路、新器件不断涌现,也不会因实验条件限制而无法及时地满足各种实验的需要。通过仿真实验,学生不但巩固了学过的基本原理,学习了电路的调试方法,而且掌握了先进的计算机电子线路的设计方法和技术。
而在我们讲授有关各种集成运算放大和功率放大及直流稳压电源等教学内容时,可以加入一些具体的实际应用的电路的图片和影像,并对这些用电路进行分析讲解,通过多媒体课件可以这些章节中的具有代表性的问题作较详细的讲解来提高学生分析解决问题的能力,并可通过一些基本放大电路的一般设计方法的讲解,来提高学生的实践能力。
由于这些关于电子技术的发展过程,和具体的电路形式都较为复杂,在传统的授课形式下,受课时限制很难得到很好满足。现在我们通过多媒体课件的图文并茂的特点,来满足学生的好奇心和求知欲,极大的激发学生的学习兴趣,使整个学习的过程变为一种自发,自觉的过程。
二、多媒体教学中存在的弊端
我们在认可多媒体教学是现代化教育的重要组成部分的同时也看到了其中存在的问题。以下就对多媒体教学中的不足和对策进行详述。
(一)板书消失,教师受限
因为多媒体课件的使用,造成了板书的消失,所有的内容都随着鼠标的点击,一一列出,对于有大量具体分析过程推导的部分,如关于单管放大电路和运算放大电路的分析过程,通过PowerPoint很难使学生加深对具体的分析推导过程的理解。更使得学生无法明确的了解知识点之间的关系和在所在章节中起的作用。教师的整个思维全部受控于PowerPoint的进程,更是无暇顾及在座学生的课堂状态。在使用PowerPoint时,单一的鼠标操作使得教师被限制在课件平台的工作区域内,相对的活动范围也受到了限制,同时也使教师无法生动的表现原有的肢体语言和自由思维发挥带给学生扩展知识的机会。
(二)课程的节奏难以控制
由于多媒体教学具有课前制作,投影方便,转换迅速的特点,容易造成内容偏多的倾向。如对于反馈类型判断部分的讲解,采用幻灯片进行分析虽然有可以省去教学中书写大量电路图的麻烦,但是可能造成学生目不暇接的情况,使其对授课的内容一知半解。
三、多媒体教学的几点建议
(一)在制作课件前,一定要认真深入分析研究教材,明确教学目的,课件设计要做到突出重点、突破难点、形象生动、使学生便于接受。利用计算机集合处理文字、声音、图像、图形、动画等信息的新技术,对知识进行归纳,起到提纲挈领的作用,旁征博引,丰富教学内容,从而大大增加信息量。
(二)课件制作一定要有特点、有个性。根据不同的教学内容,如文科、理科、艺术类、理论课、实验课的不同,采用不同的格式,根据教师与学生的差异,设计不同教学过程,以便做到因地制宜、因材施教。
(三)在重视多媒体教学的同时,不能忽略传统的教学方式,要做到两者有机结合。在分析电路和公式的推导过程中,用传统的板书效果更好。在多媒体的播放过程中一定要注重学生状况,调节课堂气氛,切忌避免“人灌”变“机灌”。
四、结束语
本文以“模拟电子技术”多媒体课件在课堂教学为例,我们在课堂教学上合理使用高品质的多媒体技术;利用多媒体教学和传统教学相结合的方式,使整个教学过程作为一个整体,真正意义上做到教学成为一个使学生获得一定知识,能力的有效手段。
参考文献
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[2]王新,李阳.确立学生主体理念,探讨人才培养途径[J].教育探索,2003,(10).
电影,相信每一个人都不陌生。现在许多年轻人都将看电影当成日常生活中的一种消遣,电影已经成为我们日常生活中不可缺少的生活内容。告诉你,电影就是运用了计算机多媒体技术。随着网络逐渐的普及,电子计算机在我们生活中的作用更加的大。我们常常通过计算机多媒体看电影、听音乐、看娱乐节目等等。计算机多媒体丰富了我们的生活,也在逐渐的改变着我们的生活方式。例如,你的大学同分布世界各地,很多年没有见面了,我们很多人都想聚一聚,可是我们不可能时常在现实生活中进行聚会,没有时间也没有金钱。这不得不说是一种遗憾,可是随着计算机多媒体的应用,我们可以在网络上进行视频聊天,这样就可以在一定程度上达到了想要聚会的目的。可以说计算机多媒体技术在日常生活中的应用,有助于我们友谊的连接,有助于我们与生活同步,与社会同步。
2多媒体技术在工作中的运用
我们的生存依赖于工作,可以说工作占据了我们生活中非常重要的一部分内容。计算机多媒体技术在我们工作中的运用可以改变我们的工作方式,提升我们的工作效率,从而不断地促进社会的迅速发展。
1)多媒体数据、图像处理技术在工作中的应用随着计算机多媒体技术的不断发展,文化传播公司、网络公司等等企业如雨后春笋般,迅速的在社会上发展壮大。这些公司所要面对的业务便是多媒体数据、图像处理技术的应用。我们的世界是立体的,是多维的,然而过去由于科技条件等的限制,使得我们在工作中接触到的画面、信息多是二维的,平面的。二维的、平面的图像、信息,那都是静态的,不能够很好的反映我们的世界,不能够生动的表达我们的想法、信息。科技的进步,多媒体技术的应用,可以让我们看到被处理之后的图像、动画,增强了我们的感官世界,这便是网络科技、文化等公司所要面对的业务,也是多媒体数据以及图像处理技术在我们工作中的应用。
2)多媒体通信技术在工作中的应用社会在向前发展,世界在紧密联系。我们的工作所进行的分工越来越精细化,人际之间的交往越来越频繁化。因此在我们的工作中,我们需要不断地克服时间以及空间的束缚,不断地与大洋彼岸,或者山的那边进行沟通。为了节省耗费在路上的人力、物力,提升我们的工作效率,提高我们的工作质量。电话沟通已经不能够满足我们的需要了,因此计算机多媒体的出现解决了这个让人头疼的问题。我们可以利用计算机多媒体集声音、图形、文字、数据等于一体的特点,通过会议视频、视频点播等方式,进行工作的洽谈,这将会大大的提高我们的工作效率以及工作质量,从而让我们的工作取得可观的经济效益,提升我们生活的质量。
3结论
运用媒体技术,激发学生的学习兴趣
兴趣是学生学习并取得学习成功的有效动力,兴趣是推动学生学习的一种最实际的内部力量。在《电子电工》课程的教学过程中,由于电子电工的相关概念比较抽象,电路组成比较复杂,过程推导难以用语言进行准确的表述,相关电路工作原理也比较难理解,这些仅仅依靠教师的讲述与演示很难激发起学生的学习兴趣,往往导致学科教学的低效、甚至无效的现象发生。利用多媒体技术中声、像、文字、动画等效果,可以使枯燥的理论教学工作化难为易,化抽象为具体,从而有效地激发学生的学习兴趣。例如在《电子线路》的教学过程中,运用电子画图软件模拟放大电路、触发电路、计数器等电路的动态过程,把无形的电流变成有形的,可视化的,把瞬间的变化变成可以控制的、慢镜头回放式的过程。学生通过仔细观察,利用所学的电工知识解释实际现象和解决具体问题,提高学科知识学习的兴趣,提高了教与学的效率。
运用多媒体技术,优化电子电工专业课程的实验实习教学
多媒体技术的运用增强了电子电工实验的可见度,强化了电子电工实验的演示效果。在中等职业教育电子电工实验教学过程中,由于经费的制约因素,很难做到每个实验都让每个学生动手,有些时候往往只能是纸上谈兵。比如集成功率放大器的测试实验教学,因元器件的限制就不可能做到让每个学生亲自体验。但运用多媒体技术就可以很直观地把实验演示出来,让学生能更真实地体验实验的过程,观察、分析实验的结果,从而理解实验中隐含的原理和定律。而有些实验由于时间很短,瞬间发生,学生来不及观察现象,如电容充放电,只有几毫秒,如用多媒体来模拟RC构成的微分电路产生正负尖脉冲这一实验,以灯泡的亮、暗来展示其充放电现象,以慢速放映来描述其演变过程,让学生形成直观的、正确的映像。
运用多媒体技术模拟高速、高压等危险度高的实验,可以提高实验的安全系数。许多电工试验具有一定的危险性,如果操作不当,就有可能发生意外事故。因此,电工实验中一些错误操作,只能靠教师讲解其错误的原因,以及错误操作可能带来的危害,却不能用实际的实验操作证明,否则会造成设备损坏和人员伤亡等危险。例如单相变压器的空载和短路试验,空载试验在低压侧通电进行测量,短路试验在高压侧通电进行测量,如果在实验中把变压器的高、低压侧接反,就会造成意外的触电事故,这个过程是不可能用实际的实验过程让学生来体验的,但这些知识又是学生必须掌握的。运用多媒体技术,通过计算机动画模拟这些错误操作,并将步骤进行分解,慢动作演示全过程,这样不仅把错误的原因演示清楚了,而且可以渲染气氛,使学生在栩栩如生的情境中领略其原理,加深对错误原因的分析与理解,从而避免实际工作中因错误操作而引起事故。
运用多媒体技术模拟微观过程,可以提高教学的直观性,加强学生的感知。利用多媒体可以把语言文字难以表达、结构细微的电子电路的微观过程,通过动画模拟或放大、过程演示等手段予以解决,如电荷定向移动形成电流,半导体中PN结的形成,旋转磁场的旋转过程等,这些都是学生无法看见内部结构和形成过程的,学生学习起来往往感到抽象难懂。而用多媒体技术则可以形象、逼真地表现出每一步产生过程,对于各个环节也可进行反复演示或局部放大,从而加强学生的感性认识,将抽象难懂的知识与过程变得现象具体,易感知,提高了教与学的效率。
运用多媒体技术,增大课堂教与学的容量
关键词:教改;多媒体技术;教学效果
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)27-6204-02
《电工电子技术》是我校大部分专业必修的专业基础课程,对后续专业课的学习打下一定的基础。然而,由于这门课程抽象,难教、难学,学生必须具有一定的数理知识和较强的抽象思维能力。进入学校就读的学生,往往数理基础差,如果单纯地采用传统教学,会给学生以难度大、枯燥的感觉,甚至会对课程产生不自信、厌学的不满态度,直接对后续的专业课的学习造成反面影响。经调查,拥有个人计算机的越来越多,关于信息技术的话题也越来越多,并且涉及到社会的每个领域,尤其是应用越来越广泛的教学中。利用多媒体课件促进教学改革,以获得更好的教学效果。
1 什么是多媒体教学
对于对媒体教学的定义我们已经不再陌生了,就是以电脑为中心,将教师索要讲述的课堂内容,以文字和图片的形式通过数字处理和视听技术表现出来。实现了对教学内容及材料的储蓄,传授,加工,转化和检索的新型教学方式。
与传统的教学方式相比,新型的多媒体教学的优势很明显,能直接通过图像、文字、声音等方式的结合来表现的手法吸引学生的眼球,从而得到了广泛的推广。而对于今天的主题职业学校电子电工专业课而言,新型的教学方式更是突破原有的粉笔和黑板的古板的教学方式,使得学生在课堂上能够获得更多的信息,摆脱掉古板单一的教学框架。新型的对媒体的教学方式使得学生的主观学习的能动性加强,从而使得课堂上的气氛活跃,丰富和充实,真正的实现了新时代教学所追寻的创新。
2 多媒体教学的优势
1)形象生动,激发学生学习兴趣
现代心理学证明,动态事物对人们注意力的影响大大超过静态事物。分析大专生的年龄,也就是刚接触青年时期,尤其是90后,童年都是看着动画片长大的,思维方式仍然处在具体、形象的阶段。结合实际情况,多媒体技术教学模式可以把静物动态化,把无声的变为有声,创设一个有声有色的形象课堂环境,偶尔把生活中缺少的东西模拟出来,提高学生对课堂的渴望。在《正弦交流电的相量表示法》一节内容的学习中,学生们很难理解怎么用用相量来表示正弦量,教学中的难点在于电流是中看不见、摸不着的东西,笔者运用多媒体技术的动画教学演示,使交流电的最大值、初相位与相量的对应关系都具体形象地展现在了学生眼前,使学生产生了一种强烈的感官认同感并形成对相量表示法的直观认识,进而更好地理解了这一比较抽象的概念,达到了较好的教学效果。
2)简单易懂,突破教学难关
因为教学讲解中所应用到的文字、图形、画像、声音等的因素都可以在多媒体的影响下充分的展现并且转化,不仅给课堂增添了很多积极气氛,更能让学生慢慢的爱上上课。有意识的把重要信息部分明显化是多媒体最主要的有点,可以区分内容的主次,能清晰的划分知识的重点与非重点。在电子电工专业理论课教学中,往往有许多图景难以被学生想象,实验又无法进行,而这些对于学生理解概念和掌握规律有重要的作用,也有些实验虽然可以演示,但其过程无法看到,所以穗实验没有太深的印象。这时候可以利用多媒体制作动画并选择性的加以配音,让课堂更生动,更形象。所以说,这中教学方式可以简单复杂的问题,形象枯燥的内容,动态静止的事物,让学生更好的掌握并牢记。
例如,交流电的产生和性质是一教学难点,内容抽象,假如再“照本宣科”,学生听起来就更费劲,更难理解。教师可以做一些多媒体课件,来模拟显示电动机转动的过程、电流的变化过程以及灯泡亮暗的情况,使学生看得真切,弄得明白,悟得准确,学得容易。
又如,电容器充放电的实验过程演示。因为充电放电的过程用时非常短,精确到几个毫秒,所以,这个过程最方便、最明确的演示过程就要借助多媒体。用灯泡亮度的大小来代表电容器的充放电状态,为了让学生们投入到这个过程中,更好的抽象实验,可以适当的延长反应时间。
再如,详细讲述二极管的单向导电性的问题。对于刚刚接触这类知识的同学们来说,本来就觉得比较抽象,如果老师再只是用语言叙述电子的性质及反应过程的话,会让学生们更难以理解。相反的,如果使用多媒体课件一步步的展示电子的结构,更深一步的用图像演示PN结加正向电压导通、加反向电压截止等现象,会让他们更好、更快的接收并掌握,从而提高了教学的整体效果。
3 怎样科学的进行多媒体教学
教学中,若使用多媒体课件,首先要把多媒体的优势充分发挥出来,最好让学生自己发现问题,解决问题,结合改中课件的讲解,让课堂教学趋于启发模式。相反的,如果跟传统的教学方式相比,多媒体教学没有实质性改变的话,不仅会影响学生对掌握知识的积极性,更会影响到整体的教学效果。因此,为了避免这些失误,我们要从以下几点开始注意:
1)注意和传统教学方式相配合
通过使用多媒体,它的优点是很明显的,但是也有不足之处,比如说一些理科公式的推导过程,屏幕翻得很快,有时候还没反应过来已经退到结束了,在这方面相比来说,传统的板式教学有每一步的详细推导讲解,可以让学生们一目了然,因此,我们可以选取两者的优点相互结合。
2)注意学生视觉疲劳问题
多媒体教学很容易影响学生的视力。一般多媒体教学都是采用大屏幕的投影形式展现教学内容,坐在后面的学生看的比较模糊,为了看清楚,经常要睁大眼睛,还有个别近视眼的,经常把眼睛眯起来,所以时间长了眼睛会很疲劳,想睡觉,甚至造成近视眼。所以,老师们作为教学设备的使用者,应该注意到这些问题,尽量的放大字体倍数,或者插入一些动态图形来调动一下课堂气氛来集中学生们的注意力。有时候还可以通过随机提问的形式,让学生的大脑高度运转,提高思考问题的积极性,最终改善了教学质量。
3)发挥老师的主导作用,不照本宣科
照着书本读内容是老师在讲课中最忌讳的教学方式,那样跟学生自己看书,自己学习没什么区别,没法更好的做引导。所以,讲课的时候,老师要搜集最新的课程资料,按照逻辑性,以启发为目的提前备课,课堂上提高自己的主导地位,带领学生们认真分析知识。
4)进行步进教学,控制好讲课节奏
教学中运用多媒体,相比传统的教学模式,有优点也有缺点。优点是:相比之前的黑板书写和画图来说,节省了很多时间。缺点主要是多媒体教学过程中加快了讲解进度,有时候让学生难以消化。以讲解共集电极电路的放大倍数推到过程为例,也可能一瞬间就结束了,学生们稍微不注意错过了,然后造成思考、理解不及时,笔记记得不清楚等,甚至有些学生直接不做笔记了。针对这些问题,我们应该考虑如何缓解一下课程教学的紧张,根据要讲述的内容适当控制教课速度,把文字、公式、电路图一步步的按步骤展开,多给学生留一些接收、思考的时间。
4 结束语
教育教学中,多媒体技术的出现,使教学手段有了更新与提高,更新最快的体现在电类课程上。随着教学措施的不断改善,教学方法与手段也慢慢的向多元化靠近。学生的创新精神以及实践能力都会在教学创新的牵动下得到提高,在这样的教学模式下,培养出来的人才对基础理论知识掌握更扎实,并且还能更好的了解现代科学技术,从而提前锻炼学生们适应社会的能力。在这种先进教学方式的作用下,学时减少和信息量增多之间的矛盾也得到了解决。
参考文献:
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【关键词】电工电子;多媒体
一、多媒体课堂教学的优势
1.能够生动将电工电子基础课程以模拟演示的形式教学,从而提高学生的学习兴趣和加深学习印象
兴趣是学生学习的入门老师。传统的老师在台上讲,学生在下面听的教学模式已经无法提高学生的学习兴趣,教师偏重于理论知识教学,忽略了对学生的启发和发散思维的培养;总是注重学生的考试成绩,忽略了学生的创造力和实践能力。学生因为缺乏持久和稳定的“注意”,对课堂内容索然无味,听得筋疲力尽。多媒体技术应用在电工电子基础教学中,将变“静止”为“运动”、变“抽象”为“直观”,学生在视觉和听觉上接收信号的刺激,能够加深学生对学习内容的印象。
2.多媒体立体感的教学体验,有助于教师优化课堂教学内容,提高教学质量,完成教学目标
电工电子专业技术课程中,要讲解很多机电原理和机电模型,运用多媒体技术,插入图片可给学生提供丰富的立体感视觉,便于学生主观的了解机电内部构成。为了提高课堂的教学效率,教师带领学生识图,还能大大缩短教学时间。这就比以往的黑板画图方式,更具有立体感,更加主观,更加节省时间。通过放映生动的电动机图片还可以让学生了解一些国内电动机构造的实例。同时,让学生可以直接参与实践,增强动手能力,提高教学效果。
3.多媒体教学可以活跃课堂气氛,加深巩固教学内容,及时反馈教学效果
在教学中灵活运用多媒体教学技术,可以把微观的抽象事物通过宏观现象展现出来,把呆板的理论变成灵活的知识体系,这样既活跃了课堂气氛,也易于学生接受知识。教师运用多媒体技术,将课堂内容制作成课件,例如原子围绕原子核做高速无规则的运动可以用运动的动画来展示,形象直观又易懂。
二、电工电子基础教学中合理运用多媒体技术
1.依据课程特点,充分考虑多媒体技术的适用特性
电工电子技术的课程具有教学内容广泛、较强的理论性和实践性、电路理论的抽象性特点,根据课程的特点制作出活泼、生动的图文及影像课件,将教学内容化繁琐为简单、化枯燥为活泼,将课程的重点内容清晰的、深入的教给学生。但是在教学中,也不能缺乏传统的课堂式教学,多媒体技术教学是传统教学的一种辅助,加强师生之间、学生之间的沟通与交流,更加深入的将课程内容灌输到学生的大脑中。
2.传统教学与多媒体教学相结合的教学方法
多媒体技术应用在教学领域,不但提高了学生的学习兴趣,同时也减轻了教师的教学压力。多媒体技术取代了传统的实物、标本、挂图等形式的教学工具,运用现代化的教学方法,提高了教学的质量。但是传统的教学方式,师生间的沟通,学生间的互动等优点是多媒体技术无法取代的,所以在实际教学过程中,我们通过传统教学与多媒体教学相结合的教学方法,以传统教学方式为主,多媒体技术教学为辅,活跃教学的课堂气氛,加强学生的学习兴趣,提高教学的效率和教学质量。
3.防止信息超量,抑制学生思维
多媒体教学是一套系统的教学方式,每个学生的知识吸收能力不同,在观看多媒体图像的时候有些章节的内容一些学生无法深入了解,这样就导致学生对所学的内容一知半解,另外,多媒体课件的新颖程度要不断的更新,否则当学生不再将多媒体教学看作新鲜事物的时候就有可能对多媒体教学丧失兴趣。所以对于多媒体课件的制作和使用要根据学生的知识熟悉程度进行合理的搭配教育。首先,在课件的内容方面,要抓住教学内容的重点、难点,通过生动的、活泼的课件形式,言简意赅的表述给学生,使学生能够轻松的理解;其次,根据学生对知识的吸收程度进行课件的选择教学时间,要留出充足的时间给学生作笔记和让学生深入理解,尽量让学生能够多动手,多实践,将课堂学习到的电工电子课程内容运用到实际生活中。
4.专业教师要群策群力,发挥集体备课的优势
一个人的思维总是有限的。专业教研室要定期组织全体专业教师共同探讨教学中存在的不足,及时查缺补漏;发挥教研组的群体作用,集思广益,共同研究制作完成多媒体专业课件,反复论证、不断修改,从而更高效率的完成教学任务。
三、结束语
针对电工电子技术系统性强、内容广泛、课时相对较少等特点,在教学实践中,在充分考虑课程特点、教学效率和学生实际的基础上,博采多媒体教学与传统教学之长并有效使用,以提高学生学习的积极性和主动性,取得较好的教学效果,最终实现电工电子专业技能的提高。
参考文献:
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1.数字媒体的相关概述
人类信息的传播总是通过一定的载体形式(如声音、文字等)和技术手段(广播、通信等)来实现,这种载体和技术手段都称之为媒体。在数字化的今天,信息载体的形式没有发生改变,只是信息载体的存储、记录方式发生了改变,这种最本质的变化就是数字化。传统媒体主要是以模拟信号来存储、记录信息的,而数字媒体则是以数字化(二进制数)的形式来存储、记录信息。从这一点上来理解数字媒体就很容易:“数字媒体是指以二进制的形式来记录、处理、传播、获取过程的信息载体。”这些信息载体包括数字化了的文字、图形图像、声音、动画和视频等。而媒体数字化也导致了信息传播技术手段的变化,传统的技术手段主要是书本、邮政、模拟电视等,而数字媒体的传播技术方式主要是指光盘、网络通信、计算机、投影仪等,其技术核心体现为数字技术。在通常意义上,数字媒体常常指前者,即信息的载体。和传统媒体相比,数字媒体最本质的特点是开放、兼容、共享,其表现形式更复杂,更具视觉冲击力,更具有互动特性;其次,从传统媒体和数字媒体的传播来看,传统媒体是大众化传播,而数字媒体改变了这种大众化传播的特点,它能在大众传播的基础上进行更分众化、精确化的传播,即能使传播内容、传播受众、传播形式个性化,同时传播者还可推出个性化服务;再者,数字媒体时代完成了以往某些传媒单一媒体形态传输的特点到如今各类传媒多种媒体形态传输的转变,所以数字媒体也常常被称作“多媒体”。
2.艺术设计的相关概述
艺术是一种社会意识形态,是为满足人类精神需求而通过各种形式(如舞蹈、绘画、雕塑等)创造出来的。从《大不列颠百科全书》对艺术所下的定义:“艺术是用技巧和想象创造可与他人分享的审美对象、环境和经验”中,可看出不论何种形式的艺术都与人类的生活密切相关,艺术家们用艺术作品将现实生活加上自己的情感体现和表现出来,满足人类对艺术审美的需求。设计是一种计划、规划、设想通过视觉的形式传达出来的活动过程,简单地讲设计就是一种“有目的的创造行为”。从设计的概念来看,首先,设计是一种有目的的活动过程,这种活动过程是设计者想法的体现;其次,设计是以“视觉”作为沟通和表现的方式。从艺术与设计的概念中可看出,二者具有共同点,都强调了“创造”;二者不同之处主要在于,设计是要遵循于一定的规则,如平面设计,要依据一定的原则(如对称、对比、平衡、和谐、重心等)来进行设计,而艺术的创造则没有规则约束,它可以是“天马行空”式的自由创作。通过对艺术与设计的概念阐析,就不太难理解艺术设计了。虽然不能把艺术设计简单地理解为艺术与设计的相加,但可结合二者的概念及异同点来认识艺术设计。另外,无论是艺术还是设计,最终呈现在人们面前的都是通过技术创造出来的作品。透过艺术作品或设计作品,艺术家或设计者才能使人们分享他们的成果。艺术作品在于给人美的愉悦,主要与精神需求有关;而设计作品强调的是实用性,主要与物质需求有关。因此,对于艺术设计的认识,我们首先要清楚,艺术设计应融合“艺术”与“设计”各自最重要的特征,应强调作品的艺术性及审美性,也要强调设计的技术性、实用性。因此,就可以这样理解艺术设计:是将艺术的形式美感应用于日常生活紧密相关的设计中,使之不但具有审美功能,还具有实用功能。从上述对艺术设计的认识与理解来看,艺术设计的“创作必须满足大多数人的需要,必须创造出一种适应人们普遍心理、视觉经验和审美趣味的形式和内容”,艺术设计的作品不仅要有技术性、实用性,而且也要有艺术性。所以可以确切地讲,艺术设计是在一定条件限制下的所进行的一种综合性创造。
二、数字媒体时代下的艺术设计
艺术与设计离不开媒体的表现与技术的支撑,艺术设计亦然。在数字媒体时代下,艺术设计在很大程度上依赖于数字媒体与数字技术。数字技术是数字媒体的核心技术,它使媒体数字化且更易编辑、存储和传输。在传统艺术设计领域,艺术设计主要包括建设学、工艺美学和图案设计;而在数字媒体时代下的艺术设计领域,艺术设计涉及诸多方面,如多媒体、视觉艺术、动画设计、影视制作、广告、游戏、人机界面、包装设计、虚拟产品设计等。数字媒体时代不仅极大地扩宽了艺术设计领域的范畴,同时也给艺术设计带来了巨大的变化。
1.数字媒体时代下,“互动性”成为艺术设计最突显的一个特征
从字义上理解,“互动”是指一种相互使彼此发生作用或变化的过程。在传统艺术设计领域中,互动主要局限于“艺术设计者-制造者或使用者”之间的互动,媒体主要作为二者互动的中介,只负责信息的传达,在这种情况下,制造者或使用者往往成为艺术设计作品创作中的被动接受者,可以说这种互动能够使双方发生作用或变化的程度很小。而在数字化的今天,数字技术及数字媒体本身具有的交互性突破了人-人之间互动的界限,发展成为人-机-人、人-物-人、物-物等不同形式之间的互动。这种多元化的互动打破了传统媒体时代下“艺术设计者-制造者或使用者”之间的关系,发展成为“艺术设计者-作品-制造者或使用者”之间的多元互动,制造者或使用者从被动接受的角色,转变成了主动参与的角色,在参与的过程中对作品的反馈成为作品的一部分,让制造者或使用者在无意中也成为了参与艺术设计的一分子。这种互动不仅让制造者或使用者的角色发生了一些转变,同时他们的参与也会带给艺术设计者更多的灵感,使设计作品逐渐趋于完美,呈现更高的艺术性与实用性。
2.数字媒体延伸了视觉传达的设计形式和内容
视觉传达设计是通过视觉媒体表现并传达给观众的设计,它在艺术设计中尤为重要。由于视觉传达是以信息传达为目的,所以“媒体与视觉传达设计之间的关系是互动的,媒体既体现了设计,又给设计带来了局限性;设计既受制于媒体,又是新媒体产生的动力之一”。数字媒体作为有别于传统媒体的新型媒体,使得传统的视觉传达形式发生了很大的变化,视觉传达设计的外延得到扩展,视觉传达开始从单一媒体跨越到多媒体,从静态化向动态化转变,从二维平面延伸到三维、甚至四维立体空间,从印刷设计产品向虚拟平台设计的产品转化。数字媒体大大突破了传统视觉传达形式与内容的限制,将艺术设计带向超越时空的新创作思考领域,利用媒体的数字化特点可以容易地改写或决定新的媒体表达方式;同时,数字媒体的多样性使创作者的观念、想法、感情能够得到更完整的传达呈现。
3.数字媒体时代下,艺术设计手段方式的多样化提供了新的艺术设计思维
虽然艺术设计始终是以艺术作为出发点,但它不可避免地要触及技术问题。在传统艺术设计中,通常以手工书写或绘制的方式完成艺术设计方案,这是一项巨大且耗时的工程。在创作的过程中,名目繁多的设计工具、细琐繁杂的创作程序、加上手工书写或绘制产生的速度问题等等,都可能会在不经意间阻碍设计者新的创作思维的迸发。而在数字媒体时代,各种新的技术手段层出不穷,如电脑技术、数字技术、虚拟技术等,这些技术运用于艺术设计领域,使得艺术设计成为一种跨领域的创作,它打破了以往创作的习惯与逻辑思考,“所见即所得”的方式使得艺术设计者在各种与创作主题有关的虚拟情景中任思维游历,寻找最佳的创作点,进而迸发出丰沛的创作能量,完成各种极具创新意识的艺术设计作品。在数字媒体时代下,艺术设计手段方式在得到极大提升的同时,也为艺术设计提供了新的艺术创作思维。
三、结语
由于多媒体技术的运用,解决了电子技术课程中课时短与内容多的矛盾,促进了电子技术课程的教学质量。首先,该技术改变了授课教师的教学观念,对授课教学寻求先进、现代的教学方式具有促进作用。其次,对授课教师传统的授课方式进行了调整,使教师在制作多媒体教案的过程中,通过搜集许多学科信息,丰富了教学内容。最后,提高了课程的教学效率以及教学质量,将过往枯燥单一的电子技术课程生动化,充分调动了学生对电子技术的学习兴趣以及实践热情,从而提高教学质量,实现该课程的教学目标。电子技术课程属于基本课程之一,包含电子技术理论基础、实训两个版块,与实际工程有紧密关系。所以在电子技术的授课中,不仅要重视理论知识的讲解,还要重视动手实践。在授课中充分运用多媒体技术,弥补过往单一教学方式中的不足,将虚拟实验教学融入到教学过程中,将复杂的电路工作流程形象化。此外,推广计算机辅助教学,使学生在预习新的知识点时,通过网络搜集与之相关的知识,下载相关的资料(教师电子讲稿、课前知识点、课后习题解答方法、电子试卷等),从而培养学生的自主学习能力。
2.在教学课程中应用多媒体技术的弊端
2.1授课教师对多媒体技术过度依赖授课教师在备课阶段将教学素材准备好,未及时更新多媒体课件中的知识,使授课课件中的教学素材和示范内容脱节,而且仅通过播放幻灯片传播知识,学生并不能充分掌握作图技巧。现阶段,中职学校有许多课程均应用了多媒体技术,导致少数教师将课程中的所有知识点均罗列在多媒体课件中,授课中知识略微阐述,与学生缺乏课程互动,未能将多媒体教学方式的效果充分发挥。
2.2未考虑学生的接受能力,信息量过大由于在课程教学中应用多媒体技术有效节省了黑板操作时间,因此导致课堂内容的增加。多媒体课件中所包含的课程知识与文字图形较多,信息量过大而授课时间有限,加快了授课的进度,使学生深入了解知识点的时间不足,无法消化大量的知识。
1.1多媒体在实训操作演示中的应用
实训教学环节都是通过操作演示来完成的。通常每一项操作技能的训练都是由教师操作演示完再由学生进行操作练习。传统实训教学在操作演示的时候效果不是很好,或受到仪器设备等限制演示操作不方便。比如手工焊接技术训练,教师在给学生演示焊接步骤时,由于锡焊对焊接时间有要求,电子元器件的焊接时间不宜过长,一般控制在2s~3s之间。在短时间完成焊接并进行讲解,学生很难记清具体操作要点。在判断标准焊点和不良焊点产生的原因时,由于焊点体积小,学生看不清焊点的细节,达不到良好的演示效果。又如静态调试的演示,因为电子元器件与焊点分别在电路板的两边,学生很难看清详细的测试步骤。使用多媒体教学可以将实际电路或焊点用大屏幕投影,将演示的局部进行放大,使学生能够清晰地看到操作内容。通过录制视频剪辑做成分解动作使学生清晰地记住正确的操作步骤。还可以利用3D制作软件展示电路的不同角度,进行详细分析电路原理和故障。通过运用二维、三维动画技术和视频缩短了实际操作与学生之间的距离,使实训教学更简单、直观。多媒体应用使实训内容更具体更生动,有如身临其境,学习起来轻松愉快,更好地调动了学生参与实训的积极性。仪器仪表的调试和使用也是要求学生掌握的一项重要操作技能。传统实训课在讲解仪器仪表调试方法的时候,由于仪器仪表面板上的按钮复杂,有些按钮标记字体偏小,学生很难看清按钮的功能。操作步骤稍微复杂些学生就很难记住正确的调试和使用方法。利用多媒体大屏幕投影播放演示,或利用数码相机将仪器仪表的面板拍下来,使用软件做成动画,按照安排好的步骤进行分析和讲解。这样学生不仅能够在大屏幕上看清面板上的标记,还可以通过反复看动画记住比较复杂的操作过程。动画演示可以让学生对仪器仪表调节过程有个形象、直观的了解。使学生在实训教学中容易观察到调节的细节,使操作步骤易于掌握。而利用软件动画模拟仪器仪表的调节过程,可以很好地展示仪器仪表的操作过程。反复演示即突破实训条件的限制,又可节约大量的实训设备的消耗。多媒体教学不但更直观,还能突破实训硬件的条件限制,节约材料和仪器仪表的磨损。
1.2多媒体在实训理论教学中的应用
在实训过程的理论讲解部分,教师的板书占用了大量时间,抽象的理论难以理解。运用多媒体教学可以很好地解决这一问题。教师在讲解基本理论知识时不但不用浪费时间书写,还能利用多媒体软件把抽象的理论通过实物模拟演示出来。学生在听理论讲解的同时可以看到实际电路是如何工作的。这就避免了单一讲授理论知识的枯燥乏味,也加深了学生对理论知识的理解。教师在备课时提前制作好教学课件,在实训理论讲解时打开投影只要轻轻点击鼠标就可以把相应的理论讲解描述清楚。不但快捷方便、新颖有趣,同时还消除了学生长期听理论课的疲劳感。传统实训课分析电路原理时需要在黑板上画复杂的原理图,画图占用了大部分时间。即便使用挂图,用不了几次就破旧不堪了,在制作挂图上浪费了大量的时间和材料。运用多媒体教学,这些原理图都可以使用CAD绘图软件在电脑里绘制完成,也可以用扫描仪、数码相机直接拍摄后保存到电脑里。原理图等资料只要在电脑上绘制完一次就可以永久保存,并可以反复使用。上课时使用投影给同学们展示原理图,节约了大量的画图时间和材料。使用图形和动画进行原理分析,可以按照事先设计好的步骤进行。如在进行电路原理讲解的过程中,可以用不同颜色的改变来指示电流的流向,显示电流通过时元器件是如何工作的。软件模拟演示使学生清晰地看到电路工作过程,如果一次没看清还可以反复演示直到掌握电路的工作原理。利用多媒体分析电路工作原理可以使抽象的论理更加直观。
1.3资源网络化是实训教学发展的趋势
教师可以用网络视频,把工厂电子装配过程和先进的生产工艺展示给学生,拓宽学生的视野。电子产品的发展非常迅速,传统实训所涉及的产品、仪器、材料很多都脱离了实际应用。学生走出校门会发现学习的知识技能过于陈旧,甚至有些早已过时。使用多媒体计算机通过网络可以查询元器件的最新信息,了解到最先进的生产工艺以及行业最前沿的动态和资讯。网络上有很多可共享的教学资源,根据实际需要下载相应资源并加以利用,教师可以节约大量的时间和精力。可以把制作精良的资源传到网上供其它教师使用,实现共享教学资源。
2多媒体在实训教学中的存在的问题及改进方向
2.1存在的问题
目前,在实训教学中已应用了多种媒体技术,教学效果较之以前有所改善,但是仍存在问题,主要如下:1)多媒体等辅助教学课件的质量还应加强。多媒体制作技术与效果在某些方面还达不到与真实训练相同的效果,并且制作方式单一,难以吸引学生的注意力。2)教学过程中多媒体使用不够统一。多媒体应用到实训教学中有一个完善的过程,在从传统实训教学向多媒体实训教学的转变过程中要做大量的工作。大量的图片、声音、文件、视频需要逐步完善,大量的课件需要制作。在这过程中,每一位教师都有自己的一套教学体系,没有形成一个统一的标准,这样导致同一个实训,有多个版本的教学课件,在使用多媒体时其操作方法与过程,有很大差别,从而难以保证实训教学的质量。3)注意多媒体在教学中所占的比重。多媒体只是一种辅助手段,在实训教学中,如果过分强调多媒体的作用,就会忽视实训教学本身的作用。过分依赖多媒体进行实训教学,学生总在虚拟的条件下进行,就会造成学生对实际操作训练和对虚拟操作训练的混淆。因此,不能过分地强调多媒体的实训教学作用,要清醒地认识到,多媒体对实训教学只是在一定条件下的辅助手段。4)多媒体实训室不够完善。现在的实训室没有配备完整的多媒体设备。
2.2改进方向
针对以上问题,主要可从以下几个方面进行改进:1)多媒体辅助教学等课件制作多样化。除了使用传统的PowerPoint制作多媒体教学课件外,还可以使用Flash、3DMAX等动画制作技术,利用平面动画技术交互式、影音、图像结合等特点,教授实训的理论、所需的技术及应掌握的知识点,用三维图像全方位展示电子器件,使学生有更为直观的认识。2)统一多媒体使用标准。随着对电子实训教学研究的不断总结与更新,通过上述辅助课件的制作,将多位教师在多媒体实训教学中的经验总结,去芜存精,制定完成统一的多媒体教学标准。既在完成一套多媒体辅助课件系统的基础上,使得教学与实践比例2:3。如:在“元器件识别与检测”单元中,用3D动画展示元器件的形状,用Flas演示元器件的检测方法,利用多媒体演示占本单元内容的2/5,在真实环境下,实际元器件识别与检测等操作占本单元内容的3/5。3)加大对多媒体实训教室的投入力度。对现有实训室进行改造,充分发挥计算机辅助教学的作用。在硬件方面除了配备高配置多媒体计算机外,还要加大高质量的投影仪和数码图像声音采集设备的投入。
3总结