《图像的采集与加工》教案.docx
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《图像的采集与加工》教案
教学设计方案
案例名称
图像信息的采集与加工
科目
信息技术学
教学对象
高一
提供者
课时
一课时
一、教材内容分析
本节课内容是参照高中《信息技术基础》第五章第三节《图像信息的采集与加工》的教学内容进行设计，本节课主要介绍数字化图像的类型与格式、图像的采集和简单的加工。
是一个理论到实践的学习过程，需要学生了解图像的两种类型以及这两种类型的优缺点，同时，为了让学生在后面的学习当中能更好地处理图像和表达自己的创意，在实践操作环节中教师应简单介绍PS的界面，引导学生运用PS进行加单的图像加工，提高学生的动手操作能力。
本课的重点是让学生学会区分两种图像类型和运用PHOTOSHOP进行简单的图像加工。
二、教学目标（知识，技能，情感态度、价值观）
【知识与技能】
1.了解数字化图像的类型与格式，并学会区分两种不同的图像类型；
2.了解图像的采集方式；
3.初步学会使用PS简单处理图像。
【过程与方法】
1.学生通过对放大后的图像进行观察、分析，找到两种图像的不同特点，再通过教师的讲解补充认识两种数字化图像类型——位图和矢量图。
2.通过教师的演示和讲解，学生能初步了解PS界面并进行简单的图像加工。
【情感态度与价值观】
1.增强学生的审美能力；
2.学生通过对图像的观察与理解，领略图像在信息表达中的独特魅力；
3.分组协作，增强学生的合作意识。
三、学习者特征分析
教学对象是高一年级的学生，通过初中阶段的信息技术课程的学习，学生掌握了一些基础的操作能力，但是计算机水平参差不齐。
学生对数字化图像类型没有明确的概念，不能区分位图和矢量图；
学生对图像加工方面的知识了解不多，大部分学生是第一次接触图像加工软件。
大部分学生经常使用手机拍照并且感受到网络上的PS图热潮，对于图像加工有很大的需求和热情。
四、教学策略选择与设计
情境-陶冶教学策略、协作学习策略、发现学习模式、示范—模仿教学策略
五、教学环境及资源准备
装有网络广播教学软件的多媒体网络教室计算机中安装有PHOTOSHOPACDSEE等软件
六、教学过程
教学过程
教师活动
学生活动
设计意图及资源准备
导入新课
教师：
“大家有没有玩过看图猜词的游戏？
没有玩过也没关系，上课前咱们放松一下，请同学们自由组合成3组，分别猜猜图上要表达的3句话是什么？
”
（展示徐冰的《地书》节选，让学生看一系列图像猜其要表达的意思。
）
教师：
“刚才玩游戏的过程，大家是不是已经感受到图像的独特魅力呢，除了之前我们学习的音频和视频，图像也是人们彼此交流信息，沟通思想的一种媒介。
大家有没有发现生活中的图像呢？
哪位同学能说说你生活中所看到的图像？
”
教师：
“正如同学们说的，图像以各种各样的形式存在于我们生活的各个角落，可是，大家是不是真的熟悉图像呢？
图像有什么类型与格式？
图像怎么采集和加工？
为了让大家更了解图像，今天，我们一起学习——图像信息的采集与加工”
兴奋，跃跃欲试，学生分成三组，看图猜测句子。
学生认真听讲
学生回答：
不熟悉
通过有趣的游戏让学生体会到图像也能传达信息，同时也能活跃课堂气氛。
引导学生体会图像的作用，同时能够联系生活实际说出生活中的图像。
让学生产生困惑，引出本课题。
1．探究图像的类型
讲述：
计算机处理信息的特点是数字化的，因此涉及到的图像就叫做数字化图像。
要利用计算机处理图像首先要对图像的基本知识有所了解。
给出任务：
教师出示两张图片，要求学生放大图像观察、分析两个图像。
随机叫学号，学生进行回答。
教师引导与总结（两种类型是位图和矢量图，对比两种类型的优缺点，介绍常见的图像格式）
自主探究
学生通过自身的探究发现问题，带着疑问去听，通过教师的引导，共同讨论总结知识点。
提问：
要用电脑加工图片，那么首先要有素材，那么图片是怎么获取的呢？
学生回答以后，简要总结数字化图像的获取途径（课件展示）
回答问题
展示几张效果不佳的图片，请学生指出图片存在的问题（亮度不够、倾斜）
操作展示：
界面
亮度/对比度的调整
6.图像角度的调节
8.图像的保存
布置任务：
任务一（基础任务），
任务二（提高任务）。
小组合作完成：
任务一：
1.将待处理照片进行剪裁、亮度增加、调节角度并保存。
2.成果展示并进行评价
任务二（可在课后完成）：
任意选择一张图片，添加滤镜效果和文字，表达主题。
通过分析图片存在的问题并找到解决方法，培养学生分析问题的能力。
进行小组合作，增加学生合作能力。
学习小结
给予评价，并启发：
通过这节课的学习，你有什么收获？
给予肯定，并鼓励学生利用课后时间熟悉PS。
思考
七、教学评价设计
八、帮助和总结
教学要努力面向全体学生，使学生形成富有特色的思想、积极主动的参与、新奇大胆的质疑、别开生面的创新，是我们教育工作者面临的重要问题。
注重开发课程资源，提高学生的实验探究潜能，不但能促进教学质量的提高，而且是由应试教育向素质教育转轨的必然途径．
《图册一》飞机性能习题
1、飞机以290KIAS/M0.80爬升，温度为ISA+20，求飞机在1500，Hpc，36089和39000英尺处的能量高度。
Hpc是由等表速爬升改为等M数爬升的气压高度。
解：
本题的关键在于熟练掌握气压高度、几何高度和能量高度之间的换算，参看《空气动力学》附录B。
Hp表示气压高度，H表示几何高度，HW表示能量高度。
Hp=1500,,;
Hpc,;
Hp=36089,,;
HP=39000,,HW=42062.86
4、B737-300（CFM56-3-B1）在FL350以M0.80巡航可以使用的最大巡航推力是多少?
（设A/CAUTO,ISA+20,A/IOFF）
解：
查图册19-20页图表得Fn/δ=17765LB，查国际标准大气表得δ
MAXIMUMCRUISETHRUSTIS:
Fn=2×δ×Fn/δ=8360.209LB
10、已知B757-200（RB211-535E4）的VMO/MMO=350KT/0.86，使用升限为42000FT，最大飞行速度在哪个高度上由受VMO限制改为受MMO限制？
受VMO/MMO限制能以M0.80平飞的高度和能以表速300KT平飞的高度范围是多少？
解：
编程计算结果如下：
HPC=27090.16FT高度上由受VMO限制改为受MMO限制；
HPC1=23231.25到42000FT高度范围能以M0.80平飞；
HPC2=34221.53FT以下能以表速300KT平飞。
查表计算题答案：
WMAX=223000LB，V1min=139KT，V1max=144KT=VR，V2=150.5。
11、B757-200（RB211535E4）飞机重量105吨，在FL350平飞，如只要求有1g的过载能力，抖振限制的最小M数，最大M数，对应的表速，最大高度是多少？
如要求有1.3g的过载能力，抖振限制的最小M数，最大M数，对应的表速，最大高度又是多少？
（分别按10、26、35%MAC确定）
（1）、1g过载能力：
（a）、10%MAC。
23,Mmax=0.86（Mmo）,Vmin=207KT,Vmax=295KT,Hmax=41800FT;
（b）、26%MAC。
查图：
Mmin=0.605,Mmax=0.86（Mmo）,Vmin=201KT,Vmax=295KT,Hmax=42500FT;
（c）、35%MAC。
查图：
Mmin=0.594,Mmax=0.86（Mmo）,Vmin=197KT,Vmax=295KT,Hmax=43000FT;
（2）、1.3g过载能力：
（a）、10%MAC。
查图：
Mmin=0.734,Mmax=0.836,Vmin=247KT,Vmax=286KT,Hmax=36300FT;
（b）、26%MAC。
查图：
Mmin=0.714,Mmax=0.846,Vmin=239（240）KT,Vmax=290（289）KT,Hmax=37000FT;
（c）、35%MAC。
查图：
Mmin=0.702,Mmax=0.852,Vmin=236KT,Vmax=292KT,Hmax=37600FT;
12、B757-200（RB211535E4）飞机重量为240KLB，在FL370平飞，重心在10%MAC处，如只要求有1g的过载能力，抖振限制的最小M数，最大M数，对应的表速是多少？
如以0.80M平飞，1g过载限制的最大高度又是多少？
解：
查图Mmin=0.676,Mmax=0.86（Mmo）,Vmin=216KT,Vmax=282KT
M=0.80时,Hmax=41000FT
13、B757-200（RB211535E4）飞机重量为220KLB，重心在26%MAC处，以0.80M平飞，在具有1.2、1.3、1.4g过载能力的情况下，抖振限制的最大高度是多少？
（与机动能力数值表对照）
解：
查图：
①、1.2g时，Hmax=39900FT，机动能力数值表中Hmax=39800FT；
②1.3g时，Hmax=38100FT，机动能力数值表中Hmax=38000FT；
③1.4g时，Hmax=36600FT，机动能力数值表中Hmax=36500FT；
14、B757-200（RB211535E4）飞机重量为220KLB，重心在15%MAC处，以0.83M在FL370平飞，抖振限制的最大过载是多少？
盘旋时最大坡度是多少？
解：
查图：
最大过载为1.28g，最大坡度为37度。
15、B757-200（RB211535E4）飞机重量为242KLB（110吨），重心在20%MAC处，以0.75M平飞，要求有1.3g的过载能力，抖振限制的最大高度是多少？
解：
查图：
最大高度Hmax=35300FT。
19、B757-200（RB211535E4），机场气压高度（标高）=6000FT，TORA=8500FT，跑道坡度-1%（下坡），安全道300FT，净空道500FT，无障碍物，A/CON，A/IOFF，APUOFF，OAT=10℃，报告顶风20节，轮胎速度225MPH，全部刹车和防滞系统正常，使用FLAP5起飞，查《使用手册》图表确定飞机的最大允许起飞重量和起飞速度，最大允许起飞重量受什么因素限制？
改平高度为多少？
（结构限制的起飞重量为108000KG）
解：
①、查46页图表，场长限制Wmax=102000KG；
②、查47页图表，爬升限制Wmax=112000KG；
③、顶风时轮速不受限制；
④、最大起飞重量为102000KG，受场长限制；
⑤、查52页图表，B区，V1=153，VR=155，V2=157，V1修正-1，故V1=152；
⑥、查52页图表，VMCG=98，V1>VMCG；
⑦、查51页图表，VMBE=173，V125、B757-200（RB211535E4），机场气压高度（标高）=0FT，跑道长度=10000FT，跑道坡度0%，停止道0FT，净空道0FT，A/CON，APUOFF，A/IOFF，OAT=35℃，报告顶风10节，全部刹车和A/S（防滞系统）正常，结构限制重量为240KLB，障碍物相对跑道离地端的距离为14000FT，高度为510FT，轮速为225MPH，使用FLAP5起飞的最大起飞重量=？
V1，VR，V2=？
（利用使用手册，设跑道强度没问题）
解：
1、46页场长限制重量：
119000KG；
2、47页爬升限制重量：
122000KG；
3、48页越障限制重量：
107800KG；
4、49页轮速限制重量：
133000+7300=140300KG；
5、结构限制重量：
240KLB=108863KG；
6、取最小值，最大允许起飞重量：
107800KG，受障碍物限制；
7、52页，A区，V1=155KT，VR=157KT，V2=161KT，V1修正为0；
8、52页，VMCG=103KT9、51页，阴影区，刹车能量不受限制；
10、最大允许起飞重量：
107800KG，受障碍物限制，V1=155KT，VR=157KT，V2=161KT。
26、机场气压高度=5000ˊ，温度为ISA+15，V2=150节，求在离地400ˊ高处的加速因子，如按匀速爬升计算第二段爬升梯度，相对误差是多大？
解：
编程计算结果如下：
加速因子=3.5215363E-02；
按匀速爬升计算第二段爬升梯度，相对误差是3.52%。
27、求在温度为ISA、ISA+20的情况下，按250/290KIAS/0.78M爬升时，求在气压高度为10000ˊ，Hpc，39000ˊ处的加速因子。
解：
编程计算结果如下：
（1）ISA时：
（a）10000ˊ
ˊ）加速因子=0.2901947（-8.1025489E-02）
（c）39000ˊ加速因子=0
（2）ISA+20时：
（a）10000ˊ
ˊ）加速因子=0.2967561（-7.4464150E-02）
（c）39000ˊ加速因子=0
28、B757-200（RB211535E4）以FLAP5在昆明巫家坝机场21号跑道起飞，A/COFF，A/IOFF，APUOFF，OAT=25℃，顶风15节，最大起飞重量=？
受什么因素限制？
V1=？
EPR调定值=？
解：
查58页表，W=103725KG（结构不受限），受障碍物限制，V1=153KT，EPR=1.76。
47、B757-200（RB211535E4）松刹车重量225000LB，机场标高3500FT，巡航高度FL370，航路60节顺风，温度为ISA+15，求以290KT/0.78M爬升时爬升到巡航高度所用的时间，油量和飞过的地面距离。
解：
方法一：
①、W=225000LB=102058KG
②、查表、插值：
重量（KG）：
105000102058100000
高度（FT）25/300024/282323/2700
37000159/417148/416141/415
高度（FT）2/4502/4212/400
1500
③、TIME=24MIN
④、地面距离NGM=148+60*2/3*（24-2）/60=163海里
⑤、燃油修正FUEL=2823-175=2648KG
方法二：
①、W=225000LB=102058KG
②、查表、插值：
重量（KG）：
105000102058100000
高度（FT）25/300024/282323/2700
37000159/417148/416141/415
高度（FT）3/6503/6213/600
50006/3106/3106/310
高度（FT）2/4502/4212/400
1500
③、TIME=24-3+2=23MIN
④、地面距离NGM=（148-6）+60*2/3*21/60=156海里
⑤、燃油修正FUEL=2823-621+421=2623KG
47B、B757-200（RB211535E4）松刹车重量225000LB，机场标高3500FT，巡航高度FL370，航路60节顺风，温度为ISA+20，求以290KT/0.78M爬升时爬升到巡航高度所用的时间，油量和飞过的地面距离。
（本题仅将上题条件改为ISA+20）
解：
方法一：
①、W=225000LB=102058KG
②、查表、插值：
重量（KG）：
105000102058100000
高度（FT）29/325027/307326/2950
37000188/423174/421165/420
③、TIME=27MIN
④、地面距离NGM=174+60*2/3*27/60=192海里
⑤、燃油修正FUEL=3073-175=2898KG
方法二：
①、W=225000LB=102058KG
②、查表、插值：
重量（KG）：
105000102058100000
高度（FT）29/325027/307326/2950
37000188/423174/421165/420
高度（FT）4/6503/6213/600
50007/3137/3137/313
高度（FT）2/4502/4212/400
1500
③、TIME=27-3+2=26MIN
④、地面距离NGM=（174-7）+60*2/3*26/60=184海里
⑤、燃油修正FUEL=3073-621+421=2873KG
50、B757-200（RB211535E4）在FL330巡航，在重量为200KLB时以M0.78爬升到FL370，FL330上40节顺风，FL370上50节顺风，温度为ISA+20，求爬升所用时间、油量和飞过的地面距离。
解：
1、W=200KLB=90719KG；
2、迭代求解松刹车重量：
WBRL=90719KG，查表插值，FUEL=2222KG；
WBRL=92941KG，查表插值，FUEL=2288KG；
WBRL=93007KG，查表插值，FUEL=2290KG；
WBRL=93009KG，查表插值，FUEL=2290KG；
迭代收敛
3、查表插值：
气压高度FT
松刹车重量KG
95000
93009
90000
37000
23/2700
147/419
141/418
21/2450
133/417
33000
19/2350
116/407
112/407
18/2200
106/406
4、爬升时间T=22.2-18.6=4分钟；
5、爬升油量F=2600-2290=310KG；
6、地面距离D=141-112+（40+50）÷2×2÷3×4÷60=31海里。
60、B757-200（RB211535E4）松刹车重量为225KLB，从海平面机场起飞，航程为2000NGM，以LRC速度巡航，要求巡航时具有1.3g过载能力，航路温度为ISA+15，允许的飞行高度为FL330、FL370、FL410，设各高度上的顶风均为80节，应选择哪个高度巡航？
解：
（1）、W=225KLB=102吨；
（2）、查90页图，Hopt=34600FT，初始巡航重量约100吨；
（3）、查37页（91页）表，ISA+15时推力限制最大高度38200FT，1.3g过载限制高度为38000FT，据此，选择FL330（最接近最佳高度）为巡航高度。
注：
如果较为精确计算，初始巡航重量应以爬升性能表确定，略。
61、B737-300（CFM56-3-B1）的换算燃油流量FFC
64、B757-200（RB211535E4）在国际标准大气中以LRC速度在FL370巡航，巡航重量为105500KG，M数、TAS、燃油流量、燃油里程各是多少？
如是ISA+20，M数、TAS、燃油流量、燃油里程各是多少？
此时飞机能否在FL370巡航？
解：
1、查92页图表；
2、M=0.798，TAS=458KT，WF=1991KG/HR/ENG，NAM/lb=0.1150海里/KG；
3、ΔTt×M2）×Δ×2）×20=22.55；
4、ISA+20时，M=0.798，TAS=458+22.55=481KT，WF=1991××3%）=2126KG/HR/ENG，NAM/lb=0.1131海里/KG；
5、查39页表，ISA+20时，推力限制的最大飞行高度为36510FT，故飞机在不能在FL370高度上飞行。
65、B757-200（RB211535E4）巡航重量为200KLB，以LRC速度在FL350巡航，航路顶风20节，求在FL310和FL390上的保本风速。
解：
1、查95页表W=200KLB=90719KG；
2、查表插值
气压高度FT
巡航重量KG
95000
90719
90000
39000
7
7
35000
1
3
3
31000
17
24
25
3、FL310上的保本风速=-20+（24-3）=1KT，即顺风1节；
4、FL390上的保本风速=-20+（7-3）=-16KT，即顶风16节。
71、B757-200（RB211535E4）开始巡航重量为200KLB，以LRC速度在FL370巡航，航路顶风80节，温度为ISA+15，要巡航的距离为500NGM，求飞行时间和油量。
解：
查97页积分航程表，
（1）、重量为W1=200KLB时，R1=4248NAM，T1=9.496HR；
（2）、以下迭代计算。
假定NAM1=500，R2=3748，T2=8.382（3738NAM）
NAM1=NGM-Vw*（T1-T2）=500-（-80）*（9.496-8.382）=589，R2=3659，
T2=8.211（3660NAM）
NAM1=NGM-Vw*（T1-T2）=500-（-80）*（9.496-8.211）=603，R2=3645，
T2=8.154（3634NAM）
NAM1=NGM-Vw*（T1-T2）=500-（-80）*（9.496-8.154）=607，R2=3641，
T2=8.154（3634NAM）
迭代收敛。
此时对应的飞机重量W2=188000+2400=190400LB；
（3）、飞行时间T=T1-T2=9.496-8.154=1.342HR；
（4）、飞行油量FUEL=（W1-W2）*（1+15*0.12%）=9773LB。
76、B757-200（RB211535E4）开始巡航重量为200KLB，以LRC速度在FL370巡航，航路顶风80节，温度为ISA+15，要巡航的距离为50NGM，求飞行时间和油量。
解：
（本题用92页巡航操纵表做）
（2）、查表插值
W（1000KG）
95
90
FF（燃油流量）
1739
1661
1648
TAS
459
459
459
（3）、对燃油流量和真空速的温度修正：
FF=1661*2*（1+1.6915*3%）=3490LB/HR
TAS=TAS0+16.915*1=476KT
（4）、NGM=NAM+Vw*T=（TAS+Vw）*T
（6）、重量W=200KLB=90.72-0.44=90.28，查表插值
W（1000KG）
95
90
FF（燃油流量）
1739
1653
1648
TAS
459
459
459
（7）、对燃油流量和真空速的温度修正：
FF=1653*2*（1+1.6915*3%）=3474LB/HR
TAS=476KT
（8）、取平均值FF=3482
TAS=474KT
78、①设在给定高度上全发、ISA时燃油流量FF=A×M2+B×M+C，温度比ISA时的温度每高一度燃油流量FF增加
，试证最小巡航成本M数：
式中：
，
分别为巡航高度上的风速（顶风为负）和音速，
；
，
为成本指数，其单位为磅*元/（小时*分）
证明：
设航程为
令
可得：
两边同除以
得
化简得
则
证毕。
②
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