Технические средства статической проекции

Тема 2. Технические средства статической проекции

1. Виды статической проекции

Проекция - получение увеличенного изображения различных объектов на экране или другой рассеивающей поверхности с помощью источника света и оптической системы.

Идея проецирования изображений на экран возникла еще в 17 веке. Сначала это были теневые проекции, когда на пути светового потока ставились вырезанные из бумаги фигурки людей или животных.

"Волшебные фонари" - проекционные аппараты появились в России в начале ХУШ века и тогда они, по словам физика "...были в большом ходу у магов и чародеев". (1966г.)

В 60-70 гг. XIX в. проекционный аппарат "вошел почти во все­общее употребление не только в высших учебных заведениях, но да­же в полковых учебных командах и народных школах - везде он ока­зывает большое пособие обучающим". (. Волшебный фонарь для народной школы. С-Петербург, 1896 г.).

Широкое применение проекционный фонарь получил в университетах и гимназиях, где его использовали для демонстрации опытов, сопровождения лекций показом диапозитивов виднейшие ученые , Кл. А.Тимирязев, учитель гимназии .

Применяли в основном диаскопические проекционные аппараты с простейшими объективами и корпусами из дерева, жести. Источниками света служили керосиновые светильники на 1-3 фитиля или газовые горелки.

Неподвижное (статическое) изображение на экране можно получить двумя способами проекции: диапроекцией и эпипроекцией.

Диапроекция – (от греческого - "сквозь", "через") - изображение формируется световым потоком, проходящим сквозь прозрачный наглядный материал.

Эпипроекция – (от греческого "сверх", "над") - изображение формируется лучами, отраженными от освещённого непрозрачного объекта.

К числу самых распространенных статических экранных средств обучения относят диапозитивы, диафильмы, транспаранты, эпиобъекты, которых в настоящее время в некоторых пособиях называют видеограммами, определяя их как визуальный образ, предназначенный дл представления учебной информации посредством проекции.

II. Статическая проекционная аппаратура.

Проекционные аппараты – оптические устройства, образующие на экране увеличенные изображения различных объектов.

Диапроектор - оптико-механический прибор для проецирования на экран прозрачных объектов. Состоит из механической и оптической частей.

Механическая часть обеспечивает правильное положение прое­цируемых объектов и смену их перед объективом.

Оптическая часть или осветительно-проекционная осуществля­ет освещение и проецирование объекта на экран.

Рис.1 Схема оптической части диапроектора

1 - рефлектор (отражатель) - вогнутое сферическое зеркало для отражения световых лучей; 2 - источник света (проекционная лампа); 3 - конденсор - собирает световые лучи, излучаемые проекционной лампой и обеспечивает, равномерное освещение объекта проекции; 4 - объектив - оптическая система для получения на экране увеличенного, действительного изображения объекта; 5 - оптический теплофильтр - пластина из особого стекла, по­глощает инфракрасные (тепловые) лучи и предохраняет пленку от коробления; 6 - кадровое окно; 7 - экран.

Правила зарядки проецируемых объектов.

Для получения на экране нормального изображения следует:

1. Расположить диапозитив перед собой так, чтобы изображение было неперевернутым.

2. Если диапозитив имеет надпись, то она должна читаться нормально, т. е. слева направо.

3. Перевернуть диапозитив по часовой стрелке на 18О° и установить в гнездо кассеты.

Графопроекторы.

В настоящее время широкое распространение получили проекционные аппараты, предназначенное для прямого (неперевернутого) отображения полупрозрачных объектов или изображений на прозрач­ной основе - транспарантов, которые по своей структуре принципиально отличаются от диафильмов и диапозитивов.

Эти аппараты получили название графопроекторы (или кодоскопы). Световой поток, создаваемый в этих аппаратах, более 2000 ЛМ (для сравнения - световой поток, создаваемый диапроектором "Пеленг", не более 300 ЛМ). Поэтому они могут применяться в незатемненных или слабо затемненных аудиториях.

Исходя из этого, графопроекторы относят к аппаратам высшего класса, несмотря на то, что они имеют ручную смену кадров.

Эпипроектор - оптический прибор для проецирования на экран непрозрачных объектов. Вследствие этого при прочих равных усло­виях на экране получается изображение значительно меньшей осве­щенности, чем при диапроекции. Поэтому эпипроекция требует пол­ного затемнения учебной аудитории.

Рис.2 Схема эпипроекции

1 — отражатель; 2 —источник света; 3 — проецируемый непрозрачный объект; 4 — зеркало; 5 — объектив.

Качество изображения, получаемого с помощью любого проекци­онного аппарата, зависит от нескольких условий:

1. От источника света.

В проекционных аппаратах, средней и малой мощности исполь­зуются лампы следующих типов:

- кинопроекционные (маркируются КЗО-150, КЗО-400, К220-300) - лампы накаливания, колбы которых выполнены из обыч­ного стекла, внутри - вакуум, нить накала из вольфрама;

- кварцевые, галогенные малогабаритные (КМ или КГ) лампы накаливания - выполнены из кварцевого стекла, Основная часть лампы - вольфрамовая нить заключена в колбе, наполненной инертным газом с небольшим количеством йода или другого галогена. При накаливании нити лампы частицы вольфрама распыляются. Галоген же способствует восстановлению нити накала за счет конденсации на нее распыленных частиц вольфрама, поэтому в них допускается перекал нити.

Нельзя брать руками за баллон кварцево-галогенной лампы, т. к. слой жира приводит к затемнению, а стало быть, и к уменьшению полезного светового потока лампы.

Преимущества кварцево-галогенных ламп перед обычными кинопроекционными лампа­ми накаливания состоят в следующем:

- при одинаковой мощности более высокая световая отдача;

- значительно меньше размеры;

- световой поток постоянен в течение всего срока службы;

- больший срок службы.

В технических данных проекционных аппаратов источники света указываются так: К220-300, КГМ220-500, КГШ24-150 и т. п.

Буквы указывают тип лампы. Цифры: первая - напряжение в вольтах, вторая - мощность в ваттах.

Применение в современных проекционных аппаратах мощных источ­ников света вызывает значительное нагревание проецируемых объек­тов. Чтобы предохранить их от перегрева, сгорания или коробления устанавливают специальные вентиляторы, применяют различные тепловые светофильтры.

2. От использования света, излучаемого источником.

Добиваются, чтобы осветительная система аппарата захватывала, возможно, большую часть светового потока. Для этого во многих проекционных аппаратах применяют зеркальные или зеркально-линзовые отражатели.

Объективы современных проекционных аппаратов делают многолинзовыми, т. к. это позволяет устранять недостатки, присущие отдельно взятым линзам. Однако, вследствие многократного отра­жения света от внутренних поверхностей уменьшается освещенность изображения, ухудшается его качество.

Для устранения этого недостатка применяют объективы с просветленной оптикой. На поверхность оптического стекла наносят специальную тонкую пленку, которая уменьшает коэффициент отражения оптической поверхности линз. Внешне объективы с про­светленной оптикой отличаются характерным синевато-фиолетовым оттенком. Использование объективов с просветленной оптикой дает возможность получать более яркие, контрастные, красочные изображения.

3. От расстояния между объективом и проецируемым предметом.

Поэтому для получения резкого изображения на экране необходимо перемещать объектив вдоль оптической оси относительно объекта.

III. Классификация современных проекционных аппаратов

Проекционные аппараты подразделяют на 4 основных класса - высший, первый, второй, третий.

В основе классификации лежит степень автоматизации процессов фокусирования и смены кадров.

Различают аппараты:

- высшего класса - суперавтоматические - работают без оператора (учителя) по заданной программе от программного устройст­ва (например, “Альфа-35-50-автофокус”, “Пеленг-700АФ”)

- автоматические, в которых отработка процесса смены кадров, подфокусировка производятся механизмами с собственными приводными устройствами при подаче соответствующих команд с помощью дистанционного пульта. К ним относят диапроектор “Пеленг-500А”, “Пеленг-500АФ”, “Пеленг-800”. Технические характеристики: принудительное охлаждение, световой поток от 350 до 500 лм, дистанционное управление фокусировкой и сменой кадров, таймер, прямое и обратное движение кадров. Диапроектор “Протон” позволяет демонстрировать слайды по заданной программе, синхронизированной с фонограммой магнитофона.

- полуавтоматические - отработка процесса смены кадров осуществляется механизмами при условии управления ими со стороны оператора-учителя. К полуавтоматическим относятся диапроекторы “Cвитязь”, “Пеленг-500К”, “Cвитязь-М”. Такие проекторы имеют световой поток до 350 лм, ручной привод и принудительное охлаждение. Также снабжены приставками для демонстрации диафильмов.

- неавтоматические (ручные) - оператор (учитель) сам управляет всеми рабочими элементами прибора.

IV. Основы методики использования технических средств статической проекции

Средства передачи статической информации очень разнообразны: плакаты, стенды, макеты, таблицы и т. п. Среди этого многообра­зия технические средства статической проекции нашли свое место и получили широкое применение в учебно-воспитательном процессе.

Применяют несколько видов дидактических материалов для аппаратуры статической проекции.

1. Диапозитив - позитивное фотографическое изображение на светочувствительном слое с прозрачной подложкой для рассматри­вания на просвет или проецирования на экран.

Их можно сравнить с печатными учебными настенными схемами, чертежами, картинами.

В настоящее время используется диапозитивы размером 50х50 мм (в рамках), выполненные на эластичной основе, что создает удобства при их хранении и транспортировке.

Учебные диапозитивы выпускаются сериями по 10-20 штук с сопроводительной брошюрой или без нее.

В методическом отношении диапозитивы более гибки. Если структура диафильма в какой-то мере предопределяет методику использования кадров, то диапозитивы учитель может отбирать, использовать в любой последовательности, варьировать их сочетание в зависимости от целей, структуры и методики проведения урока.

2. Диафильм - система диакадров, напечатанных на кинопленке и образующих произведение, в котором при помощи монтажа и выразительных средств содержание подается в развитии, динамике.

От диапозитива отличается, прежде всего целостностью. Это экранный рассказ с началом и концом, экспозицией, развитием действия, кульминацией, что приближает диафильм к кинофильму.

Диафильм нашел свой выразительный язык, определились его ка­чества, во многом характер воздействия на зрителей. Определились те черты диафильма, которые позволяют считать его одним из видов кинематографического искусства.

"Этот вид искусства обладает своими возможностями, на свое - образном языке он может передать те же волнения, ту же радость и печаль, внушить своим зрителям - детям и взрослым - разнообразные мысли и чувства, которые вызывает кино, театр, книги, картина". (Назым Хикмет).

Статичность изображения во время демонстрации диафильма - понятие условное. Материалы изображения монтируются так, чтобы кадр передавал внутреннюю динамику. Кадры диафильма связаны с субтитрами, текстом, через которые также осуществляется передача последовательности фактов, событий во времени и пространстве.

В отличие от кинофильма между отдельными кадрами диафильма имеется пропуск информации. Однако зритель не чувствует этого обрыва монтажа: подсознательно своим воображением домысливает пропущенную связь, заполняет скачок, соединяет кадры в единую цепь.

В зависимости от назначения диафильмы подразделяются на следующие типы:

- диафильм - очерк - изложена целая тема. Применяется в процессе проведения обзорных лекций, для закрепления учебного материала.

- фрагментарный диафильм-очерк - диафильм разделен на фрагменты и предназначен для применения при объяснении нового материала.

- диафильм - экранизация художественного произведения - используется на занятиях по литературе, истории, географии. Наиболее распространенный вид диафильма.

- ситуативный диафильм - применяется при изучении русского, родного и иностранного языков, создавая на занятиях соответству­ющие ситуации и возбуждая активность мышления.

- диафильм к учебному кинофильму - зрительный ряд составлен из наиболее важных для понимания и запоминания материала кадров учебного кинофильма. Такой диафильм надо демонстрировать учащимся после просмотра ими соответствующего кинофильма.

Какие учебные функции могут выполнять диапозитив и диафильм?

Ответ на этот вопрос в значительной мере зависит от специфики предмета преподавания; однако, есть и общие учебные ситуации, где диафильм может выступать по-разному. Это:

- пробуждение и возбуждение усиленного интереса к учебной теме;

- иллюстрирование объяснения учителя, лекции, доклада учени­ка;

- изложение новой учебной информации в союзе со словом учителя, экспериментом, лабораторной работой;

- формирование и формулировка проблемы;

- обобщение учебного материала, повторение;

- инструктирование.

Это деление по учебному назначению весьма условно: как правило, многие диафильмы и диапозитивы трудно отнести к тому или иному типу, поскольку они, часто решают не одну, а две и даже три учебные задачи.

3. Транспаранты (кодограммы) для графопроектора – изображения на фолиях – прозрачной термоустойчивой пленке, выполняемые полиграфическим и фотографическим способами или напечатанные на принтере, ксероксе. Размеры кадров транспарантов широко варьируются. Максимальные размеры кадров ограничиваются площадью стола графопроектора – 142х103 мм, 250х250 мм.

Круг работ, организуемых с помощью графопроектора, весьма широк и разнообразен.

Приемы работы с транспарантами:

а) прием наложения. Отдельные кадры накладывают друг на друга постепенно, воссоздавая целостное изображение, При этом происходит поэтапное формирование понятия, последовательное раскрытие закономерности изучаемого процесса или явления, показ отдельных элеме­нтов целого.

В педагогическом отношении этот прием более полезен, потому как именно он создает имитацию движения, процесса.

б) новые возможности открывает прием снятия транспарантов. Этот прием направляет мысль школьников от общей картины явления к его сущности, первооснове. Прием снятия транспарантов позволяет выделить детали, укрупнить их, освободив фон от дру­гих частей изображения.

в) прием перемещения одного транспаранта относительно другого.

Например: 1. Размещение кривых относительно оси координат,

взаимное размещение фигур (на уроках математики).

2. На уроках астрономии методом перемещения можно

наглядно объяснить, почему происходят лунные затмения.

г) Графопроектор можно использовать вместо традиционной классной доски для проекции записей учителя. Самодельные транспаранты позволяют проводить различную тренировочную работу, сокращая затраты времени на выполнение рабочих (технических) записей на 10-15%.

д) Графопроектор (транспаранты) можно использовать в сочетании с классной доской. В этом случае спроецированное на доску изображение достраивают, дорисовывают, дополняют.

Этим, однако, возможности работы с графопроектором не огра­ничиваются. На рабочем столике графопроектора могут быть пока­заны некоторые опыты по физике, химии, биологии. Для проециро­вания на экран в этом случае используются сосуды и приборы, выполненные из прозрачных или полупрозрачных материалов.

Показывая транспарант на экране, учитель должен постоянно направлять внимание учащихся, используя для этого указку, руч­ку и т. п. Следует учесть, что выделять нужную деталь, строчку, слово можно и на рабочем столике, но в этом случае учитель до­лжен предварительно потренироваться, чтобы не загораживать рукой ход луча.

Поскольку во многих случаях транспаранты для графопроектора изготавливают сами учителя, необходимо соблюдать ряд требований к изготовлению наглядного материала.

1) Фрагментарность - На экране должен помещаться материал по одному логически завершенному вопросу, на котором необходи­мо сосредоточить внимание.

2) Очевидность - Обеспечивает доступность восприятия материала, уяснение главного.

3) Недопустимость - перегрузки зрительного поля избыточной информацией. Количество предъявляемых элементов не должно быть больше 7-8 (количество строк не более 10).

4) Минимум текста - расстояние между строками должно равняться высоте букв.

5) Полное использование площади кадрового окна. Это дает возможность получения наибольшего масштаба изображения.

6) Применение цветовой гаммы - фон должен быть светлым. В наиболее яркие тона окрашиваются главные элементы.

7) Высокая контрастность - все линии должны быть четкими, достаточной толщины, чтобы быть различимыми с любого ряда аудитории.

Недопустимы небрежные записи на транспарантах - они должны не только информировать учащихся, но и воспитывать их эстети­чески.

4. Эпиобъекты – изображения (тексты, фотографии, рисунки, репродукции и т. п.) на непрозрачной основе или плоские натуральные объекты, выполненные в формате приемного окна эпипроектора, проецируемые на экран в отраженном свете. Могут быть как черно-белыми, так и цветными. Существенный недостаток эпипроекции – малая освещенность изображения на экране. Поскольку эпипроекция требует полного затемнения учебной аудитории, учитель несколько ограничен в выборе методических приемов работы с эпиобъектами.

Эпипроекция в основном применяется в следующих учебных си­туациях:

1. иллюстрирование слова учителя (иногда объяснения ученика);

2.  создание условий для решения некоторых познавательных заданий. Возможно только устное решение задач, т. к. при эпипроекции вести записи с экрана нельзя. Поэтому типы заданий весьма ограничены:

- устно подобрать пропущенное слово (орфограмму, пунктуационный или математический знак и т. п.);

- описать словами изображение на экране;

- устно решить примеры, придумать аналогичные;

- домыслить изображение, дополнить новыми объектами, штри­хами и т. д.

3. Проверка домашнего задания, выполненного в тетради или на отдельных форматках: весь класс видит работу товарища на экране и участвует в ее обсуждении (математические задания, задачи по физике, химии, небольшие тексты по языку).

Технические средства статической проекции получили широкое применение в учебно-воспитательном процессе благодаря наличию у них важных педагогических особенностей. Среди них:

1. Возможность получения на экране ярко освещенного черно-белого или цветного изображения большого размера.

2. Возможность мгновенной подачи на экран учебного материала.

3. Возможность организации одновременной работы коллектива учащихся.

4. Возможность широкого изменения временной экспозиции кадра при демонстрации.

5. Возможность получения любой последовательности проецирования кадров на экран.

Все это создает большие возможности для творческого поиска учителя при решении дидактических задач, а также для импрови­зации во время урока.

Контрольные вопросы:

1. Что понимают под явлением проекции?

2. Какие типы проекции существуют? В чем их суть?

3. Назовите основные части проекционных аппаратов. Укажите их функции.

4. Дайте характеристику источников света, применяемых в современных проекционных аппаратах.

5. Классификация современных проекционных аппаратов.

6. К какому классу относятся графопроекторы? Почему?

7. Каким образом можно добиться резкого изображения на экране проецируемого объекта?

8. Правила зарядки проецируемых объектов.

9. Перечислите приемы работы с транспарантами для графопроектора.

10. Назовите требования к изготовлению транспарантов.

11. Методические приемы работы с эпиобъектами. Почему выбор этих приемов ограничен?

12. Какие учебные функции могут выполнять диапозитивы и диафильмы?

13. Назовите педагогические особенности применения технических средств статической проекции.

Задания для практической работы

1. С помощью технического паспорта изучите комплектность, устройство и правила эксплуатации проекционных аппаратов:

- диапроекторов "Пеленг", "ЛЭТИ-60М";

- эпипроектора.

2. Определите:

- тип лампы, применяемой в данном проекторе;

- класс проектора.

3. На каждом из проекторов покажите основные части осветительно-проекционной системы, место нахождения предохранителя, переключатели. Укажите порядок включения проекционной лампы и вентилятора.

4. Подготовьте проекторы к работе.

5. Осуществите проекцию, диапозитива, эпиобъекта.