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科学视觉化技术

一、引言 当今的世界处于一个信息爆炸的时代,科学实验所收集到的数据越来越多。科学家需要用这些数据去进行科学研究,然而现有的数据处理手段根本不具备处理所有数据的能力,因此人们只能把很多数据先存储起来,很多有用数据因得不到及时处理而被浪费。视觉化的出现正是为了解决这个日益突出的矛盾。 视觉化(visualization)这个术语五年前才开始出现〔’〕,它通过可见性方式,使得大量的抽象数据形象地展现在人们眼前,它不仅使大量数据的快速处理成为可能,而且使人们对数据的理解更加准确、更加容易。多年以前,凡chard Hamming就提出“科学计算的目的在于可见性,而不在于数字本身”卿,视觉化的出现使得这个预见变为现实。 视觉化基于计算机图形学,它是介于多学科之间的一门技术,涉及的主要领域有:计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计、信号处理和用户接口〔’5〕,视觉化把符号信息转换为几何信息,使得研究者能够观察自己的模拟和计算过程。...  (本文共5页) 阅读全文>>

《科学之友》1996年02期
科学之友

视觉化技术的兴起和应用

近年来,国内外科学家们正在加紧向理论物理、生命科学、宇宙物理等尖端科学领域挑战。由于这些研究课题一般都需要运·用诸多领域的知识,所以要处理的各种数据的公也是极大的.这种研究远远超过单个科学家的想象力.因此像以往那样把其它研究领域视为与己相关不紧的科学家是难以胜任的.于是.便产生了视觉技术,从而开创了又一次计算机革命,肪胃视觉化技术,沐仅可以脆‘中的形象直观地反映出且还可以把各种客观现象乏和科学法则转变为可视形象,是人与计算机对话的有效手段。它使得现实中无法体验的在假想空间中的研究和开发成为可能。能够将个人掌握的信息为多数人所分享·,并有可能进行一种性质完全不同的新的联系和通讯。换言之,视觉化技术要对超宏观、超微观的这些超过人的想象力的世界进行研究.现代科学家只有掌握从视觉中捕捉自己研究对象的技术.才能有所发现,有所创造。视觉化技术将成为今后前沿科学研究的巨大动力.善于使用发达的视觉化技术,这是21世纪科学家必须具备的索质。一形象...  (本文共1页) 阅读全文>>

《校园英语》2019年09期
校园英语

二语习得视觉化研究的几个关键问题

现阶段二语习得视觉化研究是语言领域研究中的一大重点和难点,随着科学技术的不断发展以及网络信息技术的运用,人们在二语习得视觉化研究方面取得了很大的进步,二语习得视觉化研究为人们学习第二语言,拓展知识途径提供了良好的渠道,下面就让我们对二语习得视觉化的相关问题进行分析。一、二语习得视觉化的相关问题分析随着科学技术的不断发展以及网络信息技术的不断运用,人们对二语习得视觉化研究的技术水平得到很大的提高,主要体现在人们进行二语学习的技术得到很大的提高。现在人们可以通过网络技术来获得更多的二语学习资源,网络技术的录像功能为二语学习的视觉化学习方法提供了良好的发展前途和发展方向。1.视觉与视觉学习的相关问题。我们这里所说的视觉不仅仅是指观察物体颜色、形状等方面的视觉,如果在语言这门科目的基础上来分析,视觉则属于语言的范围之内,人们可以通过视觉来更好的了解语言。人们进行交流的时候,或者图像和符号进行转变的时候,其实就是人们的思维的一个过程,这个...  (本文共1页) 阅读全文>>

《中国信息技术教育》2016年Z2期
中国信息技术教育

微课制作中知识的视觉化表达方法(上)

本期我们来探讨在微课制作中应如何完成视觉化表达,提升教学效率。视觉化表达的基本方法是把以语言文字为主的抽象化表述方式,转换为以图像、图表、动画等为主的形象化表述方式,即将教师的口语叙述及文字表达的所有元素,用更加形象化的方式呈现在学习者眼前。学习过程中,学习者听到语言、看到文字后,要通过大脑进行想象、加工,从而理解其中的情境,并和原有的知识建立起关联——这就是“理解”。如果学习者是一名初学者,就很难通过教学性的文字“逆向”地想象出具体知识的情境,即使想象出来,也不能保证是准确的、合适的。而如果能通过形象化材料呈现出具体情境,那么学习者就可以在教师营造出的情境中进行感知,并以此为基础进行思维加工。下图中的两种叙事方式,对学习者来说,学习起点不同,一个始于根据语音或文字而来的“逆向想象”,一个始于在教师所营造的“轻松感知”的教学情境。而且,这两者给学习者带来的认知负荷也是截然不同的:一个抽象,一个形象;一个认知负荷重,一个认知负荷轻...  (本文共2页) 阅读全文>>

《中国信息技术教育》2016年Z3期
中国信息技术教育

知识的视觉化表达方法(下)

上期介绍了“叙事/说理类知识”的视觉化表达方法,本期我们来探讨“原理/逻辑类知识”和“操作/技能类知识”的视觉化表达方法。●原理/逻辑类知识的视觉化表达如同叙事类知识一样,“原理/逻辑”对任何一门学科都是不可或缺的。因为任何学科的构建,必然是建构在一套完整、严谨、抽象、互相关联的语义体系之上的。那么,语义之间是如何关联的呢?这自然离不开“原理/逻辑”。原理/逻辑知识一般分为下面三种类型。1.概念、术语的视觉化表达概念、术语常体现为一个名词或符号,因而其视觉化表达比较接近于叙事类知识,即把抽象的概念所对应的实物或情境呈现出来。例如,“弦线上的驻波”微课中,教师在讲到驻波的“波腹”“节点”等概念时,随着教师的手势在相应的位置就出现“波腹”“节点”的文字说明(如图1)。这样的概念呈现方式极为清楚且令人印象深刻。2.逻辑、关系的视觉化表达在各门学科中,相对较复杂、深奥的知识(语义)往往是由多个较简单的语义构成的,不仅构成要素多,而且要素...  (本文共2页) 阅读全文>>

《生物学教学》2016年09期
生物学教学

运用PowerPoint 2016进行生物学概念的视觉化处理

PowerP oint 2016(简称PPT 2016)版本在图像处理,排版等方面相较之前版本,有更完善的功能。本文探究运用PPT 2016版本进行生物学概念的视觉化处理,以期提高向学生传达教学信息的有效性。1 关键词的图像化处理合理运用图形、图像等直观形象的信息表征方式,可以开发学生的右脑潜能和视觉形象记忆,提高学习效率。例如,在讲授“植物的光合作用”一节时,教师可根据教材中的内容适当增加光合作用发现过程的生物学史介绍,使学生获得自然科学的整体形象,更好地理解科学。可在一页PPT上展现光合作用发现过程,强调各种经典实验都闪烁着科学家智慧的火花和独特的思维方法。除此以外,直到1897年“光合作用”这一概念正式在教材上被提出,光合作用的发现过程还包含了其他无数科学家的努力。如果将PPT做成文字几乎是整个界面内容的唯一表达形式,学生捕捉关键信息的效率会降低。要改进这一不足,可将概念的文字化转为视觉化。在内容元素和界面布局、结构和色彩...  (本文共2页) 阅读全文>>

《福建基础教育研究》2016年11期
福建基础教育研究

优质微课的三大特征

微课是以短小视频为主要载体,针对某个概念、主题或实验而设计的,支持学生多样化学习的新型网络课程资源。微课的核心组成部分是微视频,其配套部分还包含与该教学主题相关的教学课件、练习测试等辅助性教学资源。微课的概念彰显了其“资源性”的本质,因此,它可以是辅助的教学工具,是优质的教学资源,是课堂教学的补充和延伸,但却无法取代课堂教学。然而,微课作为信息化时代的新兴产物,对于支持自主学习、终身学习显示出越来越强大的活力,值得教师认真探索并挖掘其更多的价值。笔者从2014年开始尝试做微课,至今已陆续推出了4组微视频系列,近50个微课作品,不少作品在全国及省级微课作品大赛中都取得过不俗的成绩。本文结合笔者制作微课的感悟,谈谈优质微课的若干特点。一、短而小所谓“短”,是时长概念,指的是展开过程短、视频时间短。微课视频最好控制在5到8分钟之内,最多不能超过10分钟。“短”是快节奏时代赋予的特点。信息社会的到来,生活节奏加快了,时间日益碎片化,人们...  (本文共3页) 阅读全文>>