OT5: Kuvankäsittelyn hyödyntäminen fysiikassa (oppilasnäkökulma)

Oppimistilanteen kuvaus

Yläkoulun oppilaiden tehtävänä on tehdä kuvankäsittelyn keinoin kuva fysiikan lakeja uhmaavasta tilanteesta. Aihe voi olla itse keksitty tai opettajalla voisi olla jonkinlainen pankki yleisistä virhekäsityksistä ja tilanteista, joissa virhekäsitys tulee esiin erityisen hyvin. Sen lisäksi, että opitaan kuvankäsittelyn taitoja, voidaan käsitellä myös tieteellisen tiedon luonnetta, matemaattisten mallien vajaavaisuuksia, tieteen historiaa tai hypoteesien/ajatusten testausta mielikuvituksellisissa tilanteissa.

Tavoitteet

Tarkastellaan tavoitteita sekä fysiikan että tietotekniikan kannalta. Tavoitteenasettelun pohjana on Perusopetuksen opetussuunnitelmien perusteet 2004. Tietotekniikan osalta tavoitteenasettelun pohjana on lisäksi Perusopetuksen tieto- ja viestintätekniikan opetuskäytön sekä oppilaiden tieto- ja viestintätekniikan perustaitojen kehittämissuunnitelma.

...oppiaineen kannalta

Oppilaat oppivat erilaisia taitoja riippuen hieman siitä, millainen kuvankäsittelyn aihe on. Potentiaalisesti oppilas kuitenkin oppii

• ongelmien hahmottamista
• päätelmien tekemistä, hypoteesin esittämistä ja sen testaamista
• arvioimaan eri lähteistä hankkimansa tiedon luotettavuutta
• ymmärtämään ilmiöiden syy-seuraussuhteita

Kuvan aihe voi käsitellä mitä tahansa keskeisten oppiainesisältöjen teemaa (liike ja voima, värähdys- ja aaltoliike, lämpö, sähkö, tai luonnon rakenteet).

...tietotekniikan kannalta

Oppilas oppii tieto- ja viestintätekniikan perustaitoja, kuten

• kuvankäsittelyohjelman hallintaa
• tiedonhakua verkkoympäristössä
• tiedonkäsittelyä ja tiedon esittämistä
• medialukutaitoja

Tehtävänanto

Hahmottele parisi kanssa yliluonnollinen (eli luonnoton) tilanne ja "toteuttakaa" se kuvankäsittelyn keinoin. Yksinkertaisimmillaan voi olla kyse esimerkiksi lentämisestä Teräsmiehen tapaan tai aikamatkustamisesta. Lisäksi valmistautukaa selittämään, miksi kyseinen tilanne on mahdoton.

Käydään läpi muutama helppo kuvankäsittelytekniikka GIMP-kuvankäsittelyohjelman avulla.

Kuvan osan leikkaaminen

Oletetaan, että haluamme käyttöömme kuvan 1 henkilön ilman taustoja.

Avataan kuva GIMP-kuvankäsittelyohjelmalla ja valitaan Työkalupalkista Vapaavalinta-työkalu

Vapaavalinta-työkalulla saadaan valittua mielivaltaisen muotoinen alue käsiteltäväksi. Tämä tapahtuu kuvan 3 mukaisesti klikkailemalla pisteitä halutun osan ympärillä, kunnes koko haluttu osa on saatu valittua. Lopulta voidaan klikata ensimmäistä pistettä, jolloin alue sulkeutuu. Voit jo tässä vaiheessa valita halutun kohteen tarkasti myötäilemällä halutun osan rajoja. Vaihtoehtoisesti voit tehdä karkean leikkauksen ja siistiä rajoja sen jälkeen. Tässä esimerkissä esitellään molemmat tavat: muuten on myötäilty rajoja paitsi jalkojen ympärille on jätetty "säkki" (ks. kuva 3).

Kopioi valittu alue näppäinyhdistelmällä Ctrl + C tai valitsemalla Muokkaa → Kopioi. Seuraavaksi valitse Muokkaa → Liitä → Uusi kuva, jolloin valitusta alueesta syntyy uusi, kuvan 4 mukainen pienemmäksi rajattu kuva.

Kuvaa täytyy vielä siistiä siten, että kuvan taustasta ei näy jälkeäkään. Tämä onnistuu Sumea valinta-työkalulla kätevästi, sillä yhtenäisen väriset alueet voi valita yksinkertaisesti klikkaamalla jotain alueen pistettä. Mikäli lähes yhtenäinen alue ei valikoidu helposti, kokeile säätää Työkalupalkin Raja-liukusäätimen arvoa suuremmaksi. Tällöin yhtenäisen väriseen alueeseen lasketaan myös hieman valitusta pisteestä poikkeavat värit.

Kun olet saanut säädöt kohdalleen, valitse poistettava alue joko Sumea valinta-työkalulla (yhtenäisen väriset alueet) tai Vapaavalinta-työkalulla (muut ylimääräiset alueet). Painamalla delete tai del kyseinen alue leikkautuu pois. Lopputuloksen pitäisi muistuttaa kuvaa 5.

Seuraavaksi muokattu kuva liitetään taustakuvaan, jolloin syntyy yliluonnollisen illuusio. Tässä esimerkissä mies tulee lentelemään taivaalla nostaen itseään hiuksista.

Kopioi muokattu kuva leikepöydälle (Crtl + C), avaa valitsemasi taustakuva GIMP-ohjelmalla ja liitä kopioitu kuva taustakuvaan näppäinyhdistelmällä Ctrl + V tai valitsemalla Muokkaa → Liitä. Muokatun ja kopioidun kuvan kokoa ja asentoa saat muokattua Työkalupalkista löytyvillä Kierto-, Skaalaus- ja Peilaustyökaluilla.

Kuvan pitäisi nyt olla valmis ihmeteltäväksi.