«О, сколько нам открытий чудных
Готовят просвещенья дух,
И опыт, сын ошибок трудных,
И гений, парадоксов друг…»
А.С. Пушкин
С момента рождения каждый из нас начинает усердно изучать окружающий мир. И если бы этого не происходило, мы никогда не смогли бы стать взрослыми, не научились ходить, говорить, общаться со сверстниками. Да много чему мы бы не научились! Так бы и жили скучно без веселых игр, интересных книг и любимых увлечений. Удивительно, но мы постоянно чему-нибудь, не замечая того, учимся. Мы удивительным образом открываем для себя законы природы, свойства предметов и довольно сложные причинно – следственные связи в веренице случайных событий. Друзья, а вы не задавали себе вопроса, - как это происходит?
Оказывается, не только праздное любопытство заставляет каждого из нас пробовать все на вкус, цвет, и делать в результате полезные для себя выводы. Существует вполне определенный алгоритм процесса познания.
АЛГОРИТМ — это точно установленное предписание о выполнении в определѐнном порядке некоторой последовательности операций, однозначно ведущих к решению той или иной конкретной задачи.
Никто не учил нас действовать согласно этому алгоритму. Скорее всего, он был встроен в нас еще на заре эволюции. Тем не менее, было бы любопытно и полезно понять, что он из себя представляет.
МОТИВАЦИЯ → НАБЛЮДЕНИЕ → ГИПОТЕЗА → ЭКСПЕРИМЕНТ → ТЕОРИЯ → ПРАКТИКА
Примерно вот так выглядит алгоритм любого процесса познания. Рассмотрим работу этого алгоритма на примере шуточного проекта всеми любимого героя сказки Алана Милна Вини – Пуха.
Для начала любого действия должна появиться достаточно серьезная причина, другими словами МОТИВАЦИЯ. Например, Пуху захотелось добыть немножечко меда из пчелиного улья. На вершине старого дуба он УВИДЕЛ пчелиный улей и, немного поразмыслив, выстроил довольно логичную ГИПОТЕЗУ, как туда добраться и добыть мед. Только после тщательной разработки своего плана наш герой приступил к проведению ЭКСПЕРИМЕНТА. Все мы, конечно, знаем, чем закончился этот грандиозный эксперимент и к какому выводу в результате пришел Вини Пух. В отрицательном результате своего грандиозного эксперимента он обвинил НЕПРАВИЛЬНЫХ ПЧЕЛ и на основании этого сделал новую ГИПОТЕЗУ, - «Неправильные пчелы делают неправильный мед». Он не стал проводить уточняющий эксперимент на предмет достоверности новой ГИПОТЕЗЫ, а предложил надежный способ отведать меда в гостях у Кролика. Посмотрите и проанализируйте приведенную выше иллюстрацию. Предлагаю вам придумать свой пример научного исследования согласно ниже приведенной структуре.
Теперь мы рассмотрим структуру вашего будущего проекта. Начнем с оформления титульного листа. Структура должна быть логичной и понятной, одна мысль — плавно вытекать из другой.
Начнем с оформления титульного листа.
Муниципальное общеобразовательное учреждение
«Средняя школа №»
Исследовательское направление - биология
Название работы
Исследовательская работа
Выполнена ученицей 9 класса
Средней школы №
Фамилия Имя Отчество
Город, поселение, 2026 год
Оглавление
Оглавление создается текстовым редактором автоматически, если Вы правильно выбираете стиль и формат очередного заголовка.
Введение
В самом начале вы должны аргументировано показать насколько актуальна выбранная задача в современной жизни и перечислить самые интересные исследования на эту тему на сегодняшний день.
Затем нужно определить цель вашего исследования..
Цель исследования –
Выбранная вами цель должна быть достигнута разными способами, поэтому следует перечислить в последовательном порядке задачи, решая которые, вы планируете достичь поставленной цели.
Задачи исследования –
Объектом исследования будет являться исследование явления или процесса, которые вы выбираете в своем исследовании.
Объект исследования –
Предметом исследования будет являться то, на примере какого конкретного процесса или наблюдения вы будете исследовать интересующее вас явление или процесс.
Предмет исследования –
Когда во введении вы перечисляли уже достигнутые исследователями результаты по выбранной теме, то можете предположить ожидаемый результат работы над проектом, который может быть получен в процессе исследования. На основании изученного материала и исследований других авторов, необходимо сформулировать гипотезу, которую будете доказывать в процессе своей работы.
Гипотеза исследования
Глава 1. Работа над проектом.
Описать, каким образом вы планируете достичь результата в своем исследовании.
Например:
В ходе работы использованы следующие методы исследования:
· Анализ наблюдений и количественных измерений;
· Эксперимент (описание запланированных экспериментов);
· Измерение (описание чем и с какой требуемой точностью вы будете проводить свои измерения);
· Сравнение (для сопоставления полученных результатов эксперимента);
· Фотосъемка (для фиксации и анализа полученных результатов);
· Обобщение (для подведения итогов исследования).
Глава 2. Методика исследования
Инструмент исследования
(Перечислить все инструменты, методики и программное обеспечение, которыми вы пользовались в процессе своего исследования).
Глава 3. Экспериментальная часть
Оборудование для проведения экспериментов:
3.1. Эксперимент №1.
План:
Результаты эксперимента №1
3.2. Эксперимент №2.
План:
Результаты эксперимента №2
3.3. Анализ и сравнение результатов проведенных экспериментов
Заключение
В этом разделе необходимо сделать выводы по результатам наблюдений, измерений и попытаться на основании полученных данных доказать правомочность или ошибочность сформулированной гипотезы. Отрицательный результат исследования опровергает гипотезу, тем не менее, имеет важное значение для продолжения исследований в этой области.
Список использованных источников и литературы
В этом разделе в порядке упоминания приводятся материалы, которые вы использовали при подготовке, в том числе ссылки на публикации в интернете.
Приложения
Все таблицы, графики и фотографии, на которые вы ссылаетесь в процессе своего исследования помещаются в этот раздел и с помощью ссылки могут быть вызваны при чтении содержания вашего проекта.
Используйте автоматическую верстку текстового редактора. Потренируйтесь на уроке информатики в использовании множества сервисов используемого текстового редактора.
Защита проекта.
Вам придется защитить свою работу перед аттестационной комиссией, поэтому следует подготовить устный доклад в сопровождении иллюстрированного слайд - шоу, рассчитанный на 5 - 7 минут. При этом нужно кратко перечислить все пункты вашего проекта, что сделано, зачитать выводы.
Во время чтения своего доклада иллюстрируйте свой рассказ слайдами заранее подготовленного слайд – шоу в формате PPT.
Пример:
Введение
В настоящее время приобретает популярность использование изобразительных цветных голограмм в музейных технологиях. Голограмма представляет собой оптическую копию реального объекта и может быть использована в качестве выставочного дублера бесценного исторического артефакта. Цветные голограммы визуально не отличаются от реальных предметов и могут быть использованы в качестве высококачественных трехмерных репродукций при каталогизации произведений искусства. Появление экономичных, компактных и мощных лазеров, высокочувствительных цветных голографических регистрирующих материалов вселяет уверенность в успешном развитии этого направления в голографии. Для изобразительной голографии большой интерес представляет метод записи голограмм Юрия Денисюка. Самое замечательное свойство таких голограмм – простота схемы записи и возможность восстановления голографических изображений источником белого света.
Постановка задачи
Актуальность исследования.
Практика показала, что голографические изображения объектов по цветовосприятию могут значительно отличаться от оригинала (см. рис. 1). Это связано с особенностью записи и фотохимической обработки цветной голограммы.
Сегодня не существует единой и общепринятой методики измерения цветопередачи в голографии. Именно в этом и заключается актуальность нашего исследования.
Цель исследования – разработать и на практике проверить методику оценки параметров цветопередачи изображений, восстановленных голограммами различных типов.
Задачи исследования:
1. Разработать методику колориметрических измерений с помощью цифровой фотокамеры и оценить её эффективность.
2. Провести серию экспериментов по измерению цвета голографических изображений и сделать анализ полученных результатов.
3. Сравнить величины отклонения цветопередачи голографических изображений эталонов, записанных на голограммах различными методами.
4. Сформулировать рекомендации по использованию методики исследования.
Гипотеза исследованиязаключается в том, что на качество передачи цвета более всего влияет разрешающая способность и связанная с этим параметром динамическая широта фотоматериала, используемого для записи голограммы.
Выполнение исследования
В измерении цветовых оттенков голографических изображений была использована цветовая шкала — CIE L*a*b*.
Для количественных измерений автор предложил использовать профессиональную цифровую фототехнику и графический редактор Adobe Photoshop в качестве доступного и достаточно точного инструмента измерения цвета.
Современная цифровая фотокамера способна с высочайшей точностью фиксировать цвет благодаря использованию в программах управления цветовую модель CIЕ L*a*b. Для колориметрической фотосъемки использовали камеру «Canon 1100D», т.к. в аппаратах этой фирмы есть очень точно работающая функция установки цветового баланса по серому эталону.
Для проведения измерений были получены качественные цифровые фотоснимки изображений.
Для сравнения цветовых координат ячеек эталона была построена точечная диаграмма солнечного освещения и блока RGB светодиодов на общей диаграмме в координатах a и b цветового пространства Lab.
С целью точного определения отклонений цветовых координат во всех экспериментах был произведен расчет отклонений вектора цветовой координаты изображений тестовых ячеек, по формуле:
Δ = ABC((ac - ai)^2+(bc - bi)^2+(Lc - Li)^2)^0,5);
где: ac, bc, Lc - цветовые координаты ячеек эталона, освещенного солнцем; Ai, bi, Li- цветовые координаты изображений ячеек эталона, освещенного блоком RGB светодиодов или светом RGB лазеров.
На основании анализа диаграммы отклонений цветовых координат (см. рис. 10) можно сделать следующие выводы:
· Наименьшие отклонения цветовых координат наблюдаются у голограммы Лейта. Наибольшие отклонения цветовых координат голограммы Лейта наблюдаются в холодных областях цветов спектра.
· Максимальные отклонения цветов присущи голограммам Денисюка. Наибольшие отклонения цветов голограммы Денисюка наблюдаются в области теплых цветов спектра.
Анализ полученных результатов
Искажения цвета для голографических изображений можно объяснить несколькими причинами:
· Наиболее часто используемые фотографические эмульсии представляют собой взвесь светочувствительных зерен[1] (6 – 15nm), расположенных на некотором расстоянии друг от друга (см. рис. 13). Дискретная структура фотоэмульсий приводит к тому, что на голограмме записывается не непрерывное распределение яркости интерференционной картины, а лишь ее «отрывки». Это создает шум в виде диффузно рассеянного эмульсией света. При освещении голограммы свет рассеивается на проявленных зернах и искажает цветопередачу.[2]
· Для голограммы Денисюка период интерференционной картины (см. рис. 12) составляет 250 нм. В этом случае для линейной передачи цветов требуется разрешение фотоэмульсии не менее 20000 лин./мм. Такими характеристиками на сегодняшний день галогенидосеребряные фотоэмульсии не обладают (максимум – 12000 для Ultimate – 04 с чувствительностью 1 мДж/см2).
· Для голограмм Лейта максимальный период дифракционной картины - 600 нм. Для линейной передачи цветов требуется разрешение порядка 4500 лин/мм. Этим требованиям удовлетворяет отечественный фотоматериал ПФГ – 03 Ц с чувствительностью 1 мДж/см2 или французский Ultimate – 08 с чувствительностью 0,1 мДж/см2.
· Цвета восстановленного изображения с голограммы Лейта оказались более точными, т.к. цвета не зависят от так называемой усадки эмульсии, характерной для отражательных голограмм Денисюка, а только от длин волн используемых блоков RGB лазеров.
Выводы
Предложенный метод количественного измерения точности цветопередачи испытан практикующими профессионалами во время оптимизации режимов записи и фотохимической обработки цветных голограмм, оценен, как достаточно эффективный способ контроля, и будет использоваться на практике.
Наилучшие результаты цветопередачи в настоящем исследовании, как и предполагал автор, показали голограммы Лейта благодаря достаточной для цветной голографии разрешающей способности существующих галогенидосеребряных эмульсий и отсутствию влияния усадки в процессе мокрой фотохимической обработки.
Испытания нового французского голографического панхроматического
фотоматериала Ultimate– 04 с разрешающей способностью 15000 лин./мм. чувствительностью 0,1 мДж/см2 позволили получить цветопередачу изображений выше, чем на голограммах Лейта, записанных на фотоматериалах отечественного производства.
Список использованных источников и литературы
1. Акилов А.А., Шевцов М.К. Голография для любознательных: Книга для научных сотрудников школьного возраста. Ridero, 2017. 206 с.
2. Андреева О.В. Прикладная голография. Учебное пособие. СПб: СПбГУ ИТМО, 2008. 184 с.
3. Баклицкий В.К., Юрьев A.H. Оптическая голография. / Под ред. Г.Колфилда. - Т.1-2. M., 1982.
4. Инструменты измерения: [Электронный ресурс] // Datalife Engine. URL: http://photoshop4u.ru. (Дата обращения: 13.02.2018).
5. Комар В.Г., Серов О.Б. Изобразительная голография и голографический кинематограф. М.: Искусство, 1987.
6. Унион М. Знакомство с голографией. / Под ред. А.И.Ларкина. М.: Мир, 1980. 189 с.
7. Davis W., Ohno Y. Color quality scale. 2010.
8. Denisyuk Y.N., Protas I.R. Improved Lippmann photographic plates for recording stationary light waves. Opt. Spectrosc. (USSR). 1963.
9. Fairchild M.D. Color Appearance Models Second Edition. John Wiley & Sons. Ltd, 2005.
10. Oh J.H., Yang S.J., Sung Y.-G. Excellent color rendering indexes of multi-package white LEDs. OPTICS EXPRESS, 2012.
11. Wesly E.J. Phys.: Conf. Ser. 415 012032. 2013.
Ваша презентация
Как я и писал ранее, презентация - это дополнение самого проекта - научного текста в печатном виде по всем его канонам. Поэтому слайды должны лишь иллюстрировать проект. Фотографии (с подписями и без), векторные картинки, диаграммы и графики и т.п. Ваша цель - втягивать зрителя, не знакомого с темой, в повествование. Советую работать в Power Point, при отсутствии такой возможности - на сайте Visme, откуда её при желании можно экспортировать в формат PW. Времени на проект отводится много - подберите хорошие картинки, поработайте с дизайном, попробуйте анимацию объектов - удивите школьных преподавателей своей интересной презентацией.
1. Для начала нужно соблюсти цветовую палитру.
Не забудьте про масштабы слайда - заранее выберите их (16:9 или 3:4) в зависимости от экрана показа. Если аудитория не известна заранее, лучше сохраните презентации в разных размерах, это не сложно.
Обеспечьте своему зрителю читаемость - не ставьте бордовый шрифт на красном фоне, подбирайте картинки с хорошим качеством и размером, проверьте обязательно совместимость эффектов со школьной версией программы.
Помимо поиска пробуйте стоковые сайты для фото Flickr или ещё лучше, Pinterest. Кстати я и сам сохраняю там лаконичные картинки для презентаций в моём профиле, с радостью готов поделиться.
2. Выступление перед аудиторией в школе
Обязательно составьте свой план как шпаргалку, по пунктам доклада и слайдам презентации, про что нужно будет не забыть упомянуть. Часто просят уложиться в несколько минут, и часто ученик либо успевает рассказать всё за 2 минуты, либо превышает лимиты в несколько раз, если его не торопят. Отнеситесь с уважением к сверстникам, с которыми вы будете в одном классе, не затягивайте по времени. И конечно, не волнуйтесь!
Не забывайте строить доклад ссылаясь на кого-либо, как это вы делали и в письменном виде, например "Согласно выводам русского учёного Менделеева...В результате изучения данного вопроса учёными Тартуского университета, они пришли к выводу....".
Не забудьте сохранить свои файлы в облачное хранилище, на случай повреждения флэшки (или можно просто отправить в своё избранное в телеграмм), обязательно сохраните доклад в виде электронного word-документа, на крайний случай сохраните презентацию ещё в формате pdf.
3. Ответы на вопросы
Комиссия из учителей обязательно задаст уточняющие вопросы, ученики-зрители также могут их задавать. Продумайте, что было-бы интересно уточнить вам на их месте и будьте готовы отвечать на подобное. Если вы вдруг не знаете, что сказать, то можно ответить:
· "...Данный вопрос в процессе исследования мне поднимать не приходилось.... "
· "...Вообще, это интересный вопрос, правда, он выходит за рамки моей темы, потому что..."
Но и в конце концов, не стыдно сказать "На данный вопрос я увы пока не знаю что ответить" и не тратить время.
Учителя часто спрашивают, действительно-ли ученику интересна выбранная тема и почему, к этому тоже стоит быть наготове.
В соответствии с качеством доклада будет выставлена одна оценка, подробнее о критериях оценки снова отсылаю к статье про написание итогового проекта.
4. Мотивация
Итоговый проект - очень важная задача для каждого старшеклассника. Если делать его на любимую тему, то и работа будет по большей части в удовольствие. Важно выделить много времени на этот проект не только для распределения времени, а ещё для максимального погружения в выбранную тему. За время работы над ним хорошо бы почитать больше статей, книг, посмотреть репортажи,пообщаться со специалистами в интернете или из числа знакомых.
Я верю, что у каждого из вас проведение защиты итоговых проектов пройдёт безупречно!