多媒体技术研究的主要内容范文
时间：2023-12-28 17:39:21
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篇1
关键词：电子阅读；网站视频；“微课程”；校本研究；远程教育
“微课程”是指基于教学设计思想，使用现代多媒体技术在5～8分钟左右，最长不宜超过10分钟，就一个知识点进行针对性讲解的一段音频或者视频。“微课程”是通过培训教师构建微型课程，要求教师把教学内容与教学目标紧密地联系起来，用“一节课精彩的、的环节都是瞬间的，把教学的难、重点等精彩片段录制下来提供给学生学习，被录制的简短视频，定义为微课程。
随着中国科技水平的不断提高，智能手机、手持移动数码产品的普及，学科教育也正发生着深刻地变革，引入“微课程”这一崭新的教学发展模式，是培养一线教师的教研能力，激发当代学生自觉参与的一种创新的教学发展模式。将“微课程”教学概念同现代教学理念相融合，利用现代信息化技术手段及辅助教学资源，以“网络课程”为中心，推进中国学生学习进入“微时代”。
在中国现代远程开放教育改革的大背景下，深入开展对现代远程开放教学理论的实践探索发现，微课是采取向社会倡导“精彩教育，快乐共享”学习理念、以高清视频教学为主要内容，以提升学生参与网络学习和培训活动为目标，开展教师与学生的互动教学并分享学习动态的教育手段。微课程能够精确的整合教学内容、教学资源、教学指导、教学互动等多个学习环节，真正实现各学科教师的个性化高效指导，帮助学生实现学习的跨越式进步。
一、电子阅读已成为学生参与远程学习的主要方式
随着经济发展，国民对文化的追求产生变化，图书购买力和数字化阅读需求都相应增长。智能手机、移动数码产品已在学生中普及应用，电子阅读已经成为学生的主要学习方式，根据中国新闻出版研究院第十次全国国民阅读调查显示，国民电子书阅读率不断上升。2012年，中国国民人均纸质图书阅读量为4.39本，实现小幅增长，并连续7年保持稳步提升。报纸和期刊阅读量分别为77.20份和6.56份，同比均有下降。而电子书阅读量增幅较明显，2012年国民人均阅读电子书2.35本，相比2011年的1.42本增幅达65.5%。此外，国民人均纸质图书和电子书合计阅读量为6.74本，同比上升0.97本。以上数据表明，学生在完成课堂教学任务后，课后的学习时间大多是利用电子移动设备来浏览教学内容，“微课程”正好与课堂教学实现对接，作为课堂教学的延伸，成为一种新型的教学模式。
二、网站视频教学在现代远程教育的应用情况
20世纪90年代以来，随着多媒体技术的飞速发展，配合卫星、电视、计算机等多媒体技术的远程教得到了广泛的应用，国家通过对精品课程的开发，要求教师掌握一般的多媒体技术，并将制作课件及视频成功的应用在多媒体教学中，以实现“教育教学资源共享、网上信息交流、网上教学”的目标。
然而，经过多年的网上教学实践证明，利用多媒体技术取得的实践教学效果并不明显，精品课程视频通常每节课45分钟，学生课后主动去浏览观看视频课程进行学习的利用率比较低。网站视频教学的视频容量少则几十兆多则上百兆，大到几个G，通过移动下载的学习费用学生很难承受。另外，学生在参加网上学习时，往往发生在线浏览速度慢，视频播放过程时断时续等问题的发生，这样不仅影响学生的学习效果，也触伤了学生的学习信心。现在许多高校学生都会利用智能手机上网，但他们浏览的视频都是短小、精悍，并且目的性很强，因为他们知道“流量”意味着什么，作为学生他们承担不了过高的额外上网费用。
三、发展“微课程”是现代远程教育的正确选择
“微课程”能够在辅助知识点讲解与巩固课后起到了重要作用。对于知识结构简单、目的性强，简易明了的知识，教师可以大胆地使用微课程，而内部结构较为复杂不易阐述明白的知识，不宜过多地去为了“微课程”而走“微课程”的形式。“微课”也可以用“非常5+1”来形容微课的框架。“1”，是5～8分钟的微视频，以此视频为核心，整合微教案、微课件、微练习、微反思、微点评，由“5”个配套资源，共同组成微课。“5”，既可以根据实际应用，任意组合成完整的课堂，也可以单个分拆出来使用，满足师生的个性化教学和个性化学习需求。
1.“微课程”以短小，精悍为主要特点，通过对播放时间长度的限制，可以对具体的知识重点、难点进行反复的强调，教师应针对不同的知识内容灵活地运用各种不同的教学方式和手段，以实现课上课后教学效率的不断优化。同时，“微课程”适合教师进行知识管理，既可以将教学资源进行整理收藏，同时也是共享、交流学习的最好方式之一。
2.“微课程”可以变教师被动接受培训内容为主动创作培训内容，让教师直观的了解教学思想与教学技能，便于教师借鉴和模仿。特别对于年轻教师来说，能起到骨干、示范和引领的作用，激励和指导年轻教师更高、更好的发展方向。
3.“微课程”的研发与使用是针对学生进行的一种个性化教学模式，对于知识点的掌握，课下的复习和巩固知识都能起到事半功倍的效果。同时，学生可以通过网上视频学习和便捷地下载观看，培育学生参与网上教学的热情，对于各个学科的深入学习有着一定的启发作用。
四、形成“微课程”校本研究的良好氛围
学校领导应高度重视本校教师微课程学习的良好氛围，创造条件，优化环境，让人人参与体验微课程，主要应该从这几个方面着手：
1.应组织全校教师学习微课程的基本概念及在教学中的应用理论，提高全体教师的认识。对于新诞生的“微课程”，首要问题是让大家了解它是什么，它将给课堂带来什么，体验到校本微课程研究是实现高效课堂的有效途径。
2.开展教师培训，组建“微课程”团队。在学校以备课组或教研室为单位展开微课程研究的培训和研讨活动，组建团队，开展微课程的制作与推广相关技术研究。同时，培养一批骨干教师，成为“微课程”教学的典型代表，引领全体教师队伍参与。
3进行微课程教学“比武”，树立典范。由各系推荐，选择适合微课程开发的课程，开展微课程竞赛活动，表彰成绩突出者，树立典范。
“微课程”将随着教育改革的深入发展不断地总结完善，并释放出巨大的能量，这种全新的教学模式必将引领出现一大批教师主动迎接挑战，在这样一个更广阔的实践和探索的舞台，带入教学领域进入“微时代”的迅猛发展。
参考文献：
篇2
随着现代信息技术的迅猛发展，网络技术在教育中的应用日益广泛和深入，特别是Internet与校园网的接轨，为中小学教育提供了丰富的资源，使网络教学真正成为现实，同时也为中小学教育开辟了广阔的前景。陈至立部长在全国中小学信息技术教育工作会议上指出：“全国实施中小学'校校通'工程，努力实现基础教育的跨越式发展。”“‘校校通’工程的目标是用5年到10年时间，加强信息基础设施和信息资源建设，使全国90%左右独立建制的中小学校能够上网，使中小学师生都能共享网上资源，提高中小学的教育教学质量。”“校校通”工程的启动和发展，给中小学教学带来革新的机会，为学科教学信息化奠定了物质基础。如何有效地利用网上的资源，建构基于网络的现代教学模式是一个迫切研究的问题，而开展网络教学模式研究的重要理论基础之一就是网络教学的设计与评价。因此，开展网络教学的设计与评价的探索与实践研究有着十分重要的意义。
一、课题研究背景
(一)国内外的研究现状
1、网络教学的设计理论与方法的研究缺乏系统性
通过对国内外有关的学术刊物(如《电化教育研究》、《中国电化教育》、《EducationalTechnology》等)、教育网站和国际国内有关学术会议(GCCCE、ICCE、CBE等)的论文集进行分析，网络教学的设计研究主要是关于建构主义学习环境的设计和协作学习的设计等方面，缺乏系统的研究。可以说，网络教学的设计理论的研究还处于初级阶段，还有很多问题需要去研究和探索。例如，在网络环境下如何利用网络资源进行主动学习、利用虚拟情境进行探究学习、利用通讯工具进行协商学习、利用工具进行创造学习的设计以及教师指导性活动的设计等方面，都值得我们去研究。
2、网络教学的评价研究才刚刚起步
随着Internet应用的普及，网络教学已成为一种重要的教学手段和教学场所。然而，与传统教学相比，网络教学的质量保证体系却显得不够完善、健全。如何保证网络教学的质量，建立一个行之有效的网络教学评价模型，已成为网络教学研究的一个重要课题。时至2000年，教育部批准全国31所高校建立网络教育学院，但却没有制定出如何保证网络教育质量的相关政策。美国国家教育政策研究所(TheInstituteForHigherEducationPolicy)于2000年4月也发表了一份名为"在线教育质量：远程互联网教育成功应用的标准"的报告，然而，这些文章(报告)也仅仅是描述性的定义网络教学的评价指标，而对如何组织评价、如何获取定量数据、评价数据如何促进教学等方面则很少涉及。目前，网络教学的支撑平台中的学习评价模块往往只含有测试部分，而缺乏相应的分析与反馈。
(二)课题研究的意义
1、促进网络教学的发展，提高网络教学的质量
由于网络教学可以实现信息资源共享，在网上组织最优秀的教材和教法，使学习者在网上可以学到最新的知识，因此是教学改革发展的方向。通过本项目的研究与实践，使网络教学更能为学习者提供一个建构主义的学习环境，充分体现学生的首创精神，学生有更多的机会在不同情境下去运用他们所学的知识，而且学生可以根据自身的行动的反馈来形成对客观事物的认识和解决实际问题的方案，从而提供网络教学的质量。
2、寻找利用计算机技术和网络技术实现学生远程交互自主学习的教学设计的技术解决方案
3、完善和发展教学设计理论
网络环境下的教学与传统教学，不仅是教学环境的不同，在教学内容、教学手段、教学传播形式上都有本质的区别。通过本项目的研究，能够解决网络环境下，教学如何进行教学设计，如何调控教学过程，如何有效实施教学活动以达成教学目标，是对教学设计理论的完善和发展。
二、课题研究内容
(一)研究的主要内容
1、网络教学设计理论体系的研究
包括教学目标的设计、建构性学习环境的设计、学习情境的设计、学习资源的设计、学生自主学习活动的设计、学生协作学习活动的设计、教师指导性活动的设计、学习评价工具的设计等。
2、基于网络环境下的教学策略与教学模式的研究
(1)网络教学策略的研究，如网络环境下的教学内容组织策略、网络环境下的教学情景营造策略、网络环境下的教学对话组织策略、网络环境下的的课堂管理策略等
(2)网络教学模式的研究，如项目化学习模式、探索性学习模式、研究性学习模式等
3、网络教学评价的内容体系、方法、步骤与模型的研究
4、网络教学设计系统软件的开发与应用
5、网络教学评价系统软件的开发与应用
根据上述研究内容，总课题下设如下子课题：
1、网络教学设计与教学评价的理论研究(谢幼如、李克东)
2、网络教学资源的开发(邓文新)
3、网络教学设计与教学评价系统的开发(柯清超)
4、Web课程的教学过程设计及支持系统的研究(陈品德)
5、网络教学设计与教学评价理论的应用研究(余红)
(二)课题的研究目标
本项目的研究目标是：运用现代教学理论与建构主义学习理论，通过教学改革与实验，探索网络教学的设计与评价的理论和方法，开发相配套的网络教学的设计和评价系统软件，探索普通中小学利用网络资源进行网络教学的途径与方法。
(三)预期成果形式
1、论文与专著
发表有关网络教学的设计与评价的一系列学术论文，出版专著《网络教学的设计与评价》。
2、电脑软件
开发《网络教学设计系统软件》和《网络教学评价系统软件》，制作《网络教学设计》专题教学(学习)网站，建立《教学设计》多媒体资源库。
三、研究方法与技术路线
(一)研究方法与步骤
本项目的研究主要采用行动研究、实验研究、评价研究等方法。
对于较大规模的教学设计与教学模式的试验研究，将采用行动研究方法。
对于个别带有创新性的，能提出重要见解的小范围的教学研究，则通过建立科学的假设，采用实验研究的方法。
关于教学模式的评价和有关教学效果的分析，则采用评价研究方法。
研究步骤如下：
2002年5月-2002年8月，收集资料，建立模型
2002年9月-2003年1月，开发软件
2004年2月-2004年8月，教学试验，评价修改
2005年9月-2005年12月，扩大试验，归纳总结
(二)关键技术
1、基于网络的协作化设计思维工具的通讯模型的构建；
2、教学设计系统中师生教学活动的可视化表示与分析；
3、网络教学的教学评价模型的构建；
4、网络教学过程中学习反应信息的自动采集与处理。
四、课题研究价值
(一)创新点
1、建立网络教学设计的理论体系与方法。
2、建立基于网络环境的各类教学评价指标体系。
3、开发出操作性
强、具有实际应用价值的网络教学的设计工具和评价系统软件。
(二)理论意义
传统的教学设计是应用系统方法分析和研究教学的问题和需求，确立解决他们的方法与步骤，并对教学结果作出评价的一种计划过程与操作程序。现代教学设计理论已经不拘泥于系统论的理论基础，不强调对教学活动的绝对控制，逐渐放弃呆板的设计模式，开始强调教学设计的关系性、灵活性和实时性，从而更加有利于学生的创新精神和实践能力。本课题的理论成果将完善和发展传统的教学设计理论与方法。
(三)应用价值
1、通过课题的研究与实践，总结并形成基于网络环境下学科教学设计的理论与方法，优化中小学课堂教学结构。
2、通过课题的研究与实践，探索并总结信息化时代如何改革传统的思想和模式，使学生学会利用网络资源进行学习的方法和经验。
3、通过课题的研究与实践，探索普通中小学利用网络资源的途径与方法，形成一批优秀的网络教学课例。
4、通过课题的研究与实践，开发出具有应用推广价值的网络教学的设计工具和评价系统软件。
五、研究基础
(一)已有相关成果
1、曾于93年、97年两度获得国家级优秀教学成果奖，其中《多媒体组合教学设计的理论与实践》项目的成果在全国的大中小学广泛应用，《多媒体组合教学设计》(李克东、谢幼如编著，科学出版社)多次再版发行。
2、出版的《多媒体教学软件设计》(含教材与光碟)(谢幼如等编著，电子工业出版社，1999年)、《多媒体教学软件设计与制作》(含教材与光碟)(李克东、谢幼如、柯清超编著，中央广播电视大学出版社，2000年)和《信息技术与学科教学整合》(李克东、谢幼如、柯清超等，万方数据电子出版社，2001年)在全国广泛应用。
3、97年《多媒体技术在基础教育改革中的应用实验研究》和《小学语文"四结合"教学改革试验研究》获国家教委全国师范院校面向基础教育改革科学研究优秀成果二等奖。
4、承担国家"九五"重点科技攻关项目《计算机辅助教学软件研制开发与应用》(简称96-750)《小学语文科学小品文》、《小学语文古诗欣赏》、《小学语文扩展阅读》、《初中语文新诗赏析》四个子课题的研制与开发，4个项目6张光盘全部通过教育部组织的专家组鉴定，被评为优秀软件，并由北京师范大学出版社和电子工业出版社出版，在国内及东南亚地区发行。
5、2000年所完成的《学习反应信息分析系统》获广东省高等学校优秀多媒体教学软件一等奖，并出版专著《学习反应信息的处理方法与应用》(谢幼如、李克东著，暨南大学出版社，1999年)。
(二)研究条件
华南师范大学教育技术学科是国家级重点学科，华南师范大学教育信息技术学院是"211工程"重点建设学科单位，我国的教育技术学博士点之一。华南师范大学教育技术研究所拥有从事计算机教育应用研究的人员近30名，其中包括教授2名、副教授5名、讲师8名、博士研究生4名和硕士研究生近15名。他们在长期的研究工作中，对各种多媒体教学软件、网络教学应用软件、学科教学工具、资源库管理应用系统进行了深入的研究与探索，并已取得了实质性的进展和成果。本研究所拥有先进的计算机软件开发实验室两个、国家级的多媒体教学软件制作基地一个，在国内教育技术领域方面处于领先地位。
(三)参考文献
1、《多媒体组合教学设计》，李克东、谢幼如编著，科学出版社，1992年第一版、1994年第二版
2、《多媒体教学软件设计》谢幼如等编著，电子工业出版社，1999年
3、《信息技术与学科教学整合》，李克东、谢幼如主编，万方数据电子出版社，2001年
4、《学习反应信息的处理方法与应用》，谢幼如、李克东著，暨南大学出版社，1999年
5、《GlobalEducationOntheNet》，高等教育出版社、Springer出版社，1999年
6、《教学设计原理》，R.M.加涅、L.J.布里格斯、W.W.韦杰著，华东师范大学出版社，1999年
7、《新型教学模式的探索》，谢幼如编著，北京师范大学出版社，1998年
8、全球华人计算机教育应用大会(GCCCE)第一届至第五届论文集，1997年(广州)、1998年(香港)、1999年(澳门)、2000年(新加坡)、2001年(台北)
9、《改善学习--2001中小学信息技术教育国际研讨会论文选编》，吉林教育出版社，2001年
10、《认知过程的评估》，J.P.戴斯、J.A.纳格利尔里、J.R.柯尔比著，华东师范大学出版社，1999年
11、《教育技术学研究方法》，李克东编著，北京师范大学出版社，2002年
六、研究组织机构
本课题的研究人员由教学设计专家、信息技术教育应用专家、网络技术专家、学科教学专家、中小学教师、教育技术研究人员与研究生组成，以大学的教育技术研究所为核心，主要以广东、江苏、浙江、福建等地区的部分中小学以及西部一些网络环境较好的中小学为研究基地，辐射其他地区的中小学，借助信息技术产业的技术力量，实现理论、技术与学科教学的优化整合。
总课题组顾问：南国农教授(我国著名电化教育专家，西北师范大学)
李运林教授(华南师范大学电化教育系原系主任)
周君达教授(中央电化教育馆原副馆长)
苏式冬教授(广东教育学院原副院长)
许汉特级教师(广州市教研室)
总课题组组长：谢幼如教授(华南师范大学教育技术研究所)
李克东教授(华南师范大学教育技术研究所所长、博士生导师)
总课题组成员：柯清超博士生(华南师范大学教育技术研究所)
陈品德副教授、博士生(华南师范大学网络中心)
邓文新讲师(华南师范大学教育技术研究所)
余红副教授(华南师范大学教育技术研究所)
总课题组秘书：王冬青博士生(华南师范大学教育技术研究所)
高瑞利硕士生(华南师范大学教育技术研究所)
刘硕士生(华南师范大学教育技术研究所)
孔维宏硕士生(华南师范大学教育技术研究所)
徐光涛硕士生(华南师范大学教育技术研究所)
篇3
关键词：教育信息；信息化；多媒体计算机
当今世界，以信息技术为主要标记的科技进步日新月异，科技成果向现实生产力的转化越来越快，初见端倪的知识经济预示人类的经济和社会生活将发生巨大变化。在这样的时代背景下，教育工作发展和改革的一个显著标志是现代信息技术被越来越广泛深入地应用于教学实践中。多媒体计算机和网络在教育领域的应用，巳成为教育工作发展和改革的一须重要内容。
一.教育信息化的意义
教育信息化是指在教育过程中比较全面地运用以计算机多媒体和网络通讯为基础的现代化信息技术，促进教育的全面改革，使之适应于正在到来的信息化社会对于教育发展的新要求[4]。教育信息化是为实现教育现代化所必须的。信息社会的高度发展要求教育必须改革以满足培养面向信息化社会创新人才的要求，同时，信息社会的发展也为这种改革提供了环境和条件。信息技术在教育中的广泛应用必将有效地促使教育现代化。教育信息化是教育面向信息社会的要求和必然结果[5]。教育信息化也具有非常重要的意义。
二.信息化资源
教育教学过程是传播教育信息的过程。也就是说评价教学效果的优良标准是这一过程中学生掌握的教育信息量的多少。教育信息资源可分为以教育信息载体为核心的教育软件资源和以管理信息系统的基础数据为核心的教育管理信息资源两大类。其中教育软件资源主要包括以多媒体素材、各类CAI课件、网络课程等为主的多媒体教育信息资源，以文献资料查阅和检索服务为主的图书情报信息资源，以教育信息资源的生成、分析、处理、传递和利用为主的各种工具类资源以及浩如烟海的Internet资源等；教育管理信息资源主要是指为实施现代教育管理而建立的以教育者、教育内容、教育对象、教育资源及其支持服务体系为主要内容的各类数据库资源等。建立信息化的教育资源库对教育的发展与不断完善有着重大意义。
（一）加大国家对教育的重视
虽然教育信息化是教育结构内部的一个技术变革，但是这次的改革是建立在计算机基础上的，而计算机技术又是目前国家大力支持的新型技术之一，我国计算机软件市场正处于发展阶段，软件人才急缺。所以，随着多媒体计算机技术在教学过程的大量使用，教育为培养新型人才的比重将再次加大，继而国家对教育的重视会再次加大。
（二）实现教育现代化
教育信息化的过程中，需要广泛的使用各种信息设备，利用计算机实现教学中的各个环节，如代替教师讲课、呈现教学内容、存储教学信息等。计算机可以达到省力性、机器化的效果，但这并不是教育信息化的目的，若只是追求省力省时，那么教育信息化与传统教学的本质无二，对教育现代化没有任何好处[6]。教育信息化要求基于创新教育，基于培养面向信息社会人才，认真地对教育系统进行系统分析，有效地应用信息技术，培养学生探索知识的能力，培养学生分析问题、解决问题的能力。所以，教育信息化的目的是实现创新型人才的培养，是实现教育现代化。
1.多媒体计算机对教育信息化的优势
多媒体足近几年出现的新生事物，正在飞速发展和完善之中。我们所提到的多媒体技术中的媒体主要是指利用电脑把文字、图形、影像、动画、声音及视频等媒体信息都数位化，并将其整合在一定的交互式界面，使电脑具有交互展示不同媒体形态的能力。
2.什么是多媒体计算机教学
通常的计算机应用系统可以处理文字、数据和图形等信息，而多媒体计算机不仅可以综合处理图像、声音、动画、视频等信息，还开创了计算机应用的新纪元。多媒体教学是指在教学过程中，根据教学目标和教学对象的特点，通过教学设计．合理选择和运用现代教学媒体，并与传统教学手段有机组合，共同参与教学全过程，以多种媒体信息作用于学生。形成合理的教学过程结构，达到最优化的教学效果。多媒体教学其实古已有之，教师一直在借助史本、声音、图片来进行教学。但是在20世纪纪80年代开始出现采用多种电子媒体如幻灯、投影、录音、录像等综合运用与课常教学，这种教学技术义称多媒体组合教学或电化教学，90年代起，随着计算机技术的迅速发展和普及，多媒体计算机已经逐步取代以往的多种教学媒体的综合使用地位。因此，现在我们通常所说的多媒体教学是特指运用多媒体计算机并借助于预先制作的多媒体教学软件来开展的教学活动过程。它又可以称为计算机辅助教学（computer assisted instruction，即CAI）。
3.信息技术产业对信息化的优势
利用多媒体计算机进行教学，在学习内容和方式上，都打破了传统的线性框框。电教课本和网上教材中，知识问的联结不再是线性的。而是网状的、发散性的、板块的，可以有多种组合和检索方式。学生学什么，何时学，由学生自由选择。自主学习。它是一个因人施教的系统，照顾着每一个学习者的需求。信息技术是指对信息的采集、加工、存储、交流、应用的手段和方法的体系。它的内容包括两个方面：（1）手段。即各种信息媒体。如印刷媒体、电子媒体、计算机网络等，是一种物化形态的技术。（2）方法。即运用信息媒体对各种信息进行采集、加工、存储、交流、应用的方法，是一种智能形态的技术。信息技术就是由信息媒体和信息媒体应用的方法两个要素所组成的。信息技术的核心是信息的数字化、信息传输的网络化。信息技术是教育信息化的技术支柱，是教育信息化的驱动力。在教育信息化过程中开展信息技术研究不仅可以丰富教育信息化的研究内容，更重要的是可以将新的更加有效的物态化技术和智能形态的技术应用于信息化教育中，提高信息化教育的质量和效果。信息技术产业主要指信息技术设备制造业和信息技术服务业。由于信息技术设备制造业的发展需要强大的技术和资金优势作后盾，因此，在中国的教育信息化过程中，信息技术产业的发展应由不同的社会部门分工协作来完成。其中教育信息技术产品的制造业应动员教育系统、科研院所和相关企业等互补性较强的部门共同参与，以便将教育系统从教育信息技术产品的开发中解脱出来，集中精力做好以教育信息资源的开发和利用为主的服务业。
4. 正确对待多媒体计算机形式的教学
信息超量、展示速度过快。多媒体教学的最大优势之一是信息量大、展示方便快捷。这也是教育信息化的目的之一，但有些教师唯恐体现不出这一优势，在制作课件时，将与课文内容有关的所有材料事无巨细地尽数罗列。在授课时，因受时间的限制，教师很容易不自觉地加快课堂教学速度，忽视与学生思维节奏的合拍。本来多媒体教学的另一优势是有助于突出教学重点和难点。结果却相反，五彩缤纷的多媒体信息包围了学生，信息呈现的速度无法让学生完整地做笔记，学生成为名副其实的“观光客”。对所学内容印象不深。因此，教师在设计课件的时候，必须要有“以学生为中心”的思想，控制把握好信息展示的速度和节奏。上课时，不要切换过快，要有一定的停顿，留出足够的时间让学生去消化理解和做笔记。另外，还要考虑各层次学生的接受能力和反馈情况，对演示内容和时间随时作凋整，这样才能发挥多媒体教学的最大效用。
参考文献：
[1] 赵国栋.信息时代的大学：美国高等教育信息化发展及其启示[J].现代教育技术，2003（5）.
篇4
从概念上分析，信息艺术包含了“信息”和“艺术”两个主体。信息是指以适合于通信、存储或处理的形式来表示的知识或消息。在现今信息时代，信息技术是指以计算机为代表的获取、传递、存储、显示和应用信息的技术。换言之，对信息技术的印象在人们的脑海中总是和计算机的形象联系到一起。
艺术是指含有审美价值的活动及其活动的产物，并能表现出创作者的思想及情感，并使接触者产生共感。从现代产品设计的角度来看，随着人们精神追求的不断提高，“设计”与“艺术”两者的关系越来越紧密，因此，在理论界存在着“艺术与设计同‘源’论”和“艺术与设计同‘元’论”两种理论[3]。将信息与艺术结合，对信息艺术可以概括为：以信息技术为依托，以多媒体信息为载体，具有交互性、体验性的艺术设计表现形式。从艺术设计的角度进行研究，信息艺术更多的被人们理解为计算机美术、多媒体技术或是虚拟现实技术，被认为是一种科学与艺术的整合[4]。
实际上，信息艺术不单纯用于美术设计、产品设计，而且在纯粹信息技术领域对信息艺术的要求也越来越高，例如，在GIS技术研究中，运用信息技术对历史文化资源进行保护研究，一方面要重视信息查询、检索和显示等计算机技术的运用，此外还必须重视艺术手段的表达和运用，以使产品具有宜人性、可用性[5]。再如，周淑秋[6]等研究了黄瓜可视化系统，将信息艺术通过虚拟现实技术应用于农业方面。从计算机工程研究角度来看，信息艺术不只是一种艺术的表现手段，其在计算机信息技术以及产品设计中更是实现交互性、体验性，满足用户心理需求的一种功能手段，是产品和使用者之间信息交换和情感互动的实现保障[7]。
尽管目前对信息艺术没有准确权威的定义，但是可以从特征上来界定其本质，概括来说，信息艺术包括3个基本特征：（1）数字化，信息艺术具有信息化的本质，其表现手段多借助于数字化技术来实现。（2）艺术性，信息艺术作为一种艺术设计形式，表达了动人的艺术效果，具有感染力。（3）交互性，信息艺术作为一种艺术形式，与常规艺术表现的区别在于通过交互带给使用者全新的体验，使产品能够产生功能表达与功能使用之间的互动。
二、信息艺术与产品设计
随着社会进步和人自身对审美追求的不对提高，作为技术与艺术相结合的工业设计得到越来越高的重视。工业设计是以工学、美学、经济学为基础对工业产品进行的人工物设计，是技术与艺术的结合，其内容涵盖了人类生活的方方面面，其宗旨是用最少的资源、最简单的形式创造出更宜人、易用的产品。信息艺术作为技术进步的代表，与工业设计、产品设计的结合自然也越来越紧密。Zilver创始人ErikRA将设计看作是“创造有价值的交互载体”，并提出了相关的分层策略。如图1所示，产品设计包含了美学、交互、性能、结构等多种要素，要求设计从艺术、交互性和功能等多角度进行创新设计[8]。信息艺术不但能通过声、光、电等多媒体手段进行产品的美学提升设计，还可以通过信息交互的方式提升产品的交互性以及通过更复杂的计算技术手段提供更优的功能。信息艺术的应用提高了产品的可用性。可用性是产品设计的根本目的，产品的可用性包含了有用—易用—想用三个层次。有用是功能上满足基本要求；易用是拥有广泛的适用范围，可以满足大多数人的需求；想用是指产品有吸引力、动人和有趣[9]。
在产品可用性上，信息艺术通过计算机技术将人的审美体验感受通过技术的形式表现出来，充分体现了以人为本的现代设计思想。如图2所示，是荷兰飞利浦公司设计“布贝尔服”，它包含内外2层，内层含有捕捉情绪的生物识别传感器，把情绪转换成颜色传给外层。当女人穿上这种衣服时，其情绪的改变可以引起衣服颜色的改变。这种信息艺术手段在产品设计上的运用，使服装不但具有穿着的功能，而且具有了趣味性和吸引力。从信息艺术的产品设计实例可以看出，计算机为代表的信息艺术，不再只是一种信息的载体和传播工具，而是逐渐走向人们的艺术生活，并转化为工业产品，通过艺术与技术的结合，使产品具有了更强的交互性和体验性，给用户或参与者带来了使用的乐趣。
三、信息艺术与产品设计结合的关键技术
信息艺术是计算机技术发展的产物，作为提高产品附加值的手段，实现两者的有机结合需要解决的关键技术包括数字技术、UCD（UserCenteredDesign，以用户为中心的设计）和认知科学三个方面，如图3所示，描述了信息艺术在产品设计中的运用需要解决的三大关键技术的主要内容。
1.UCD-以用户为中心的设计
UCD已成为目前工业设计中设计者追求的重要目标之一，在信息艺术与产品设计的结合中，UCD既是关键技术，也是最终目标。以用户为中心的设计（UCD）基本思想是将用户（user）时时刻刻摆在所有过程的首位，以满足用户的需求为基本动机和最终目的[10]。
好的产品设计，真正以用户为中心，必须考虑易理解性和易使用性的设计原则[11]。以用户为中心的设计注重考虑用户体验，其内容包括用户与产品交互的各个方面，如用户感受、对产品的理解、目标完成程度以及产品与使用环境的适应性等[12]。UCD的最终结果必定是在使用中与用户产生互动，并带给用户愉悦的使用体验。以图4所示飞利浦公司2004年推出了的被称为“周围环境体验”的医疗放射检测设备为例，产品设计中针对接受核磁共振（MRI）成像诊断之前患者容易出现的紧张恐惧心理，利用投影营造各种大自然的影像和色彩，配以患者喜欢的背景音乐，墙面的色调也能配合影像而变化，从而营造出舒缓的环境。信息艺术中UCD思想体现了产品的人性化，强调产品的舒适、方便、可靠、价值、安全、方便等。信息艺术的运用，除了人机方面的生理因素考虑，更加注重人的心理层面需求。
2.数字技术
数字技术是信息艺术的支撑技术，涉及常规的计算机技术，如软件编程、数据库技术、计算机图形图像处理、虚拟现实技术，此外还包括传感技术、音视频技术等等。数字技术通过电子技术、通信技术与计算机等技术与工业产品设计的综合，实现信息化技术在普通产品中的融合。现代技术的发展使各学科的交叉性、渗透性越来越强，结合信息艺术的产品设计，是各学科协作的结果，其中工业设计师统筹规划，并对计算机专业设计人员、机械设计人员、结构设计师、材料工程师等进行设计管理。因此，要求产品设计师对机械、材料、生物、计算机等技术的发展要有全面的关注，同时信息艺术的运用也表明产品设计越来越成为团队设计，离开了学科交叉，不可能会有艺术化的信息表达，也不会设计出带有更高信息艺术附加值的产品设计。
3.认知科学
信息艺术在产品设计中运用的目的是增加产品的体验性，使产品通过综合信息技术的运用，带有智能性、趣味性，要实现这样的目的，了解用户的认知心理是必不可少的。认知科学作为一门新兴学科出现较晚，“认知科学”一词于1973年由朗盖特希金斯开始使用，它所涉及的主要内容，有感知觉（包括模式识别）、注意、记忆、语言、思维与表象、意识等。信息艺术中实现体验设计、智能化，是以数字技术为基础的，把电脑比作人脑，在信息加工系统过程中，实现对表征信息的物理符号进行输入、编码、贮存、提取、复制和传递。如图3所示，在产品设计中，利用信息技术，模拟人的思维、认知方式，实现信息艺术，主要研究的内容应该包括以下几个方面[13]：（1）人脑知识表示的方法；（2）研究人脑中知识的使用与推理机制，通过信息手段进行智能模拟；（3）研究人脑的信息处理过程；（4）研究人脑中知识的获取与遗忘机理。以认知科学为基础，在产品的信息艺术设计中涉及到更多的计算机专业技术，主要有虚拟感知与情感计算[14、15]等。例如沃尔沃开发的“驾驶员警示系统”，能够记录汽车在道路上的行驶情况并向注意力分散的司机发出警示，避免或减少疲劳驾驶事故的发生。同样，英国诺森比亚大学的设计师也在进行类似研究，比如通过驾驶室内的感应器收集驾驶员的状态信息，并通过声、光装置适时调整驾驶员的状态，通过认知科学的展开，其设计理念更具有艺术性。
四、结语
篇5
【关键词】现代教育手段 工程制图 教学模式
【基金项目】吉林省教育厅“十二五”科学技术研究项目：“项目教学法”在土木工程制图与CAD课程教学中的探索与应用。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）08-0029-01
一、引言
随着科技的进步，计算机技术在教学中的应用越来越广泛，而传统工程制图教学中存在一些弊端。在传统填鸭式的课堂教学中，由于教师始终唱主角，满堂灌，使得学生处于被动地位，课堂气氛呆板、沉闷，影响了教学效果，阻碍了学生的学习兴趣，抑制学生的发展。在计算机技术迅速普及的今天，如何在制图教学中应用现代教育技术手段来提高课堂教学质量，是值得我们研究的问题。
二、课题研究的主要过程
1.确定课题目标
在调查研究的基础上，课题组提出现代教育手段有效应用于制图教学的目标：主要集中在以教材为代表的教学内容和以CAI课件及加入三维制图软件为代表的教学手段改革方面，就课程设置的必要性和紧迫性达成了共识。
2.对学生进行问卷调查
学生是学习的主体，那么他们在学习制图课程后对该课程的内容设置及教师的教学方法上看法如何呢？这也是课程改革很重要的依据之一，为此，笔者在学生中做了问卷调查，虽然各项调查存在着学生的一些主观因素，但统计结果与教学观察基本一致，根据调查结果，可以得出以下一些结论：
大多数学生比较喜欢这门课，但认为这门课比较难学； 大多数学生的空间想象力薄弱，学生强烈希望加入一些现代教育手段，解决教学过程中较难的内容。为培养学生的空间想象力，应采用多种教学方法。
3.编写课程大纲、授课计划及书写教案
根据调查问卷，课题组针对发现的问题，组织编写了教学大纲，并结合近些年的教学实践经验，及每周的集体备课，讨论如何将现代教育手段和多媒体课件结合，最终制定出授课计划。课题组教师认真书写教案，认真备课、授课。
4.课题研究的主要内容
（1）研究适应新形势下的教学理论和方法，提高教师的教学水平
现代意义上的新教学法则不再局限于教的行为，而更加注重学生的能力培养以及对其因材施教。本课题研究，首先从教师教育观念的更新、现代教育技术的理论、手段、方法和技巧的掌握和运用等方面着手，研究适应新形势要求的现代教育技术有效应用于课程教学的模式。
教师在参与课题研究工作中，主动学习有关教学理论，钻研教材和教法，互相交流学习体验，形成了良好的教研氛围，并积极探索现代教学手段的运用和多媒体课件的制作，总结经验。形成一支掌握现代教学手段，具有较高业务能力和先进教育思想的教师队伍。
（2）调整工程制图教学课程结构，构建新的制图教学体系
课程组的成员把课程内容划分为三部分进行设置，即课程的核心内容――拓展内容――延伸内容。重新构建了工程制图教学体系，确保本课程与其他相关专业理论与实践课程的衔接。
课程结构发生了变化。删去了难度大且今后很少应用的内容，本着以识图为主、够用为度的原则，精简内容，同时尽量联系实际，让学生发现自己看的、画的形体就在自己的身边。学习难度降低了，学习内容又在身边，学生自然不会对制图课程产生畏惧心理。
（3）运用现代教育手段，改进教学方法，优化教学过程
引入现代教育手段，课堂中研究性学习的引入，不同教学方法的采用，使学生明确了学习的目的所在。利用CATIA、Solidworks等制作三维电子模型，应用到教学过程中，使学生通过对电子模型的研究，达到对真实形体的理解，从而较快建立空间概念，培养空间想象能力。例如在讲授组合体视图的画法时，可以采用图像型与实物型组合的方式。但对于相对复杂或模型未能表达清楚的组合部分，可运用由相应的三维立体图引导学生的思维，甚至可以进入其内部进行观察，从而进一步开拓学生的思维，拓展学生的思维空间，增强学生的空间想象，能够得到事半功倍的效果。
三、总结和反思
1.总结
（1）通过课题实践，提高了学生的学习兴趣
由于制图课程内容较难，学生是越往后学，学习兴趣越不高，而对制图教学手段的改革，在授课班级中学习气氛非常浓。课程结构删去了难度大且今后很少应用的内容，本着以识图为主、够用为度的原则，精简内容，同时尽量联系实际，让学生发现自己看的、画的形体就在自己的身边。
（2）通过课题实践，提高了学生的空间想象能力
为了提高学生的空间想象力，不同的教学内容采用不同的教学方法。三维造型软件的使用可将形体的内部结构、外部结构及上下左右前后六个方位都能表达清楚，提高了学生的空间想象力。
（3）通过课题实践，提高了学生的动手能力，培养了创新能力
在访谈中，学生觉得自己最大的感受就是动手能力提高了，在实际的读图绘图过程中遇到的各种问题都会想办法去解决。
2.反思
制图教学中应用现代教育技术还处于探索阶段，或多或少存在一些问题，需要尽量采取合理的措施加以解决。
（1）多媒体辅助教学的运用，并不是对传统教法的否定。用传统的教学方法可以讲解清楚，学生也可理解的教学内容，就没有必要运用多媒体辅助教学。多媒体教学和传统教学，应互为补充、各自发挥长处。不能为了应用新技术便抛弃传统的教学方法。
（2）要投入更多的时间和精力到教育教学的研究中，要不断更新教育教学观念，掌握新的教育教学方法和手段。在计算机辅助教学中，教师掌握计算机理论知识和操作技能更为迫切。教师不但要能熟练操作使用课件，而且要参与到课件的制作中来，并创建多媒体课件库。
四、结束语
工程制图课程教学的特点是需要为学生提供大量的三维与二维转换的模型，多媒体技术的应用，可以提供大量的直观模型，有利于学生空间思维能力的培养，并激发学生的学习兴趣，但是，仅靠多媒体不利于学生掌握绘图技能。为此，工程制图教学中现代教育技术和传统教学方式应相结合，在教学中必须保留一定的传统教学手段，对着实物模型，在黑板上绘制图形，并让学生有时间跟着绘制，这样才能让学生掌握好制图的知识，并为后续课程打好基础。我们应该努力提高教育教学质量，结合学生实际，不断优化工程制图课的教学方法，努力挖掘学生的学习潜能。
参考文献：
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[2]郑金洲、陶保平、孔企平. 学校教育研究方法，教育科学出版社.
篇6
关键词：信息技术；学习迁移；文献综述
中图分类号：G434 文献标CRY-5：A 文章编号：1671-7503（2013）05-0017-04
引言
信息技术在现代教育教学中得到了广泛的应用，并发挥着越来越重要的作用。而学习迁移隐性或显性地存在于我们的每一次学习活动中，对学习迁移的研究有非常重要的价值。在信息技术环境下，学生的学习迁移能力值得我们进一步探究。
一、国内关于信息技术促进学习迁移研究成果
学习迁移是教学研究的出发点，也是教学活动的目的，还是教育教学所关注的焦点之一。目前，国内对学习迁移的研究主要集中在学习迁移的基本机制、具体学科中利用传统方法促进迁移等方面的研究，而有关利用信息技术媒体促进学习迁移的研究还很少。在此对于研究现状，主要做以下几点论述。
（一）信息技术促进学习迁移的文献年份及数量分析
笔者对搜集到的资料进行整理，得出不同年份对信息技术促进学习迁移的研究文献数量存在差异，具体情况如图1所示，从图中我们很清楚地看到，近10年来（2003-2012）对信息技术促进学习迁移的研究大致成上升的趋势。
研究方法取向
笔者在整理文献时发现，有的文献在文中表明了其研究方法，而有的文献的研究方法则比较模糊，在参考《教育研究方法与原理》的基础上进行分析，国内研究者在研究信息技术促进学习迁移时，采用的研究方法如图2所示，主要采用的研究方法有文献研究法（51%）和调查问卷法（14%），笔者在此对这两种主要方法做详细介绍。
1.又献研咒法
文献资料研究法是国内学者在研究信息技术促进学习迁移时最常用的研究方法。具体来说，主要是采用理论探讨或文献分析与理论探讨相结合的方法，来研究信息技术环境下影响学习迁移的因素、提高学习迁移的策略等。例如：金云波，张育桂探讨了促进学习迁移的条件及具体的策略；武晶晶，王文利对网络课程中如何促进学习迁移的教学策略进行了研究，如多维度表征策略，多情景呈现策略等；孙名符，魏兴民从数学学习的角度分析如何应用信息技术促进学生数学学习的正迁移。
2.问卷调查法
问卷调查法是用书面形式间接搜集研究材料的一种调查手段。国内学者在对信息技术促进学习迁移进行研究时采用问卷调查法，得到了一定的成果。例如：常薇在《应用型课题研究促进中小学教师培训知识向信息化教学能力迁移的设计研究》中，针对应用型课题研究实施后的效果编制问卷对其分析；赵雪梅在《学习迁移理论在初中信息技术教学中的应用》中，采用问卷调查法，对信息技术实验中运用学习迁移理论的效果进行了调查。
（三）国内关于信息技术促进学习迁移研究的主要内容
随着信息技术的发展及其在教育领域的应用，重新唤起人们对那些在一定程度上已不再受到关注的老话题——学习迁移的重视。在当今信息技术环境下，对学习迁移的研究不应该被淡化，反之，应该投入更大的精力去研究、去探索。在信息技术环境下，国内的研究者研究的主要内容有什么呢？笔者在对文献整理的基础上，发现对信息环境下学习迁移的影响因素，学习迁移理论在教学中的应用，促进学习迁移的策略研究是研究者研究比较多的部分，下面对这些主要内容分别阐述。
1.学习迁移理论在学科申的应用研究
在国内，许多学者把学习迁移理论运用到实际教学中，取得了一定的研究成果。例如：赵雪梅对初中信息技术教学中促进迁移策略研究，促进迁移的教学设计与实施以及迁移教学模式的实践探究等方面做了论述。曹伟提出学习迁移在计算机信息技术教学中的应用应从以下几个关键环节入手：合理选择教材和参考资料；合理组织教学内容；加强基础知识和基本技能教学；抓住知识间的内在联系和共同因素；利用比较方法促进正迁移的产生；启发学生对所学内容进行概括总结；巩固旧知识与学习新知识相结合。
2.影响学习迁穆的因素研究
影响学习迁移的因素是多种多样的。在不同的文献中，对因素的分类是不同的。例如：王文静把影响学习迁移的因素概括起来说主要有相关性、相似性、概念或事物的关键特征以及学生原有学习的程度等；熊艳等把影响学习迁移的因素划分为主观因素与客观因素两大类，其中，主观因素主要有态度、智力与年龄、认知结构、定势，客观因素主要有学习情境与内容以及反应的相似程度、学习任务的难易程度、学习材料的组织结构及应用价值等；房亚提到影响学习迁移效果的心理因素分析中有迁移动机、群体效应等，影响学习迁移效果的个人因素分析中有个人悟性，认知结构的差异等；《心理研究》中指出，影响学习迁移的因素主要有学习材料的共同因素、对学习材料的概括水平、教材的组织结构和学生的认知结构、学习的指导、定势作用等。王海双指出，新、旧知识间的联系和共同要素是学习迁移的基本条件，具体、抽象表征的相互配合是学习迁移的基本途径，元认知是促进学习迁移的关键，学习情境的多样性是提高迁移效率的重要手段。
3.促进学习迁移的策略研究
影响学习迁移的基本因素是学习材料的性质和学习者的主观因素，关键问题在于形成良好的认知结构，而良好的认知结构的形成既取决于教师的教学策略，更取决于学习者的认知策略。金云波，张育桂指出具体策略主要有模拟游戏，心智锻炼，运用日记记录促进学习迁移的策略；齐冰从学习情境角度、学生主体性角度、教师能力角度探讨促进学习迁移的各种策略，其中，从迁移的学习情境角度促进学习迁移的策略包括学习的关系中运用加强相关性与避免高度相似性策略，分学科运用学习迁移策略，使用过渡学习和思维训练实现学习结果的保持和运用，从学生主体性角度促进学习迁移的策略包括激发学生对于学习的积极态度，加强学生学习策略的培养，从教师能力角度促进学习迁移的策略包括提高教师对学习迁移的重视程度，发现教学内容的可迁移性与实现教学方法的促迁移性是教师必须具备的能力。
4.促进学习迁移的方式研究
技术对教育的支持由来已久，每一次技术进步都直接或间接地引发了学习观念和学习方式的变革。在教学中，借助于信息技术，特别是多媒体计算机技术强大的表现功能，用具体形象的媒体展示教学，使学生从中体验形象与抽象的关系；信息技术还可以提供一个逼真的仿真环境，可以再现思维过程。除此之外，信息技术的交互性、集成性等都有利于促进学生对学习材料的理解和概括，从而促进学习的正迁移。郭小平指出信息技术环境在促进学生学习迁移方面的优点有信息既能看得见、又能听得到，并且形式灵活多样，信息技术能够为学生创设一定的学习情境，使学生在类似于真实的生活情境中学习，信息技术环境下能够充分实现学生的自主学习、探究学习和协作学习，可促进学生学习迁移的产生；安蕾指出利用信息技术强大的表现力促进学习迁移，利用信息技术的交互性激发学生的学习兴趣和发挥学生的主体作用，利用计算机丰富的网络资源强化知识的相互联系，促进知识的横向迁移，利用多媒体技术的集成性及网络提供信息的丰富性帮助学生进行意义建构，利用信息技术的工具性可以更好地培养学生的创新能力和信息能力，利用信息技术创设适宜情境，为学生提供自主学习的理想场所，提高问题解决的能力。党志平指出信息技术是一种人与世界关系的构造方式，可以通过技术提供模拟训练，引导知识迁移；利用技术支撑学习活动，启迪知识迁移；利用技术创设学习环境，促进知识迁移；基于技术创建学习共同体，协同知识迁移。
二、国内关于信息技术促进学习迁移研究中存在的问题
学习迁移具有重要的研究价值，一直以来都是国内教育学、心理学研究的热门领域。20世纪初的西方特别是美国开始重视将学校或培训机构的知识技能向工作场所快速迁移的研究，相对而言，我国对学习迁移研究的历史还比较短，虽然我国对技术促进迁移的研究已取得了一些成绩，并且在教学活动实践中取得了较好的效果，但与西方国家相比还存在很大差距。纵观国内的研究文献，可以发现国内的研究还处于较低水平，研究领域比较狭窄，特别是应用信息技术来促进学习迁移的研究很少，它们制约着学习迁移研究的进一步开展，具体表现为以下几个方面。
（一）研究方法存在问题
笔者在上文中已经提到，教育技术研究身处“理论与实践结合、理论指导实践”的第一线，实证研究应当大有用武之地。但纵观国内关于信息技术促进学习迁移的研究我们知道，国内研究者基本上采用的是理论思辨、演绎推理和经验总结式的研究。而且大多研究基本上是“心理学上的迁移理论与思辨+例子”的研究模式。这些研究方法因缺乏足够的说服力难以保证研究的效度与信度。另外，笔者在分析文献的时候还发现，先前的研究无论是理论思辨、经验总结还是一些心理实验，大多研究方法单一，很少采用多种研究方法进行三角验证，这点也降低了研究的效度和信度。
（二）研究视角存在的问趣
笔者在分析文献的基础上发现，很多研究者只是把学习迁移理论简单运用到具体的课堂教学中的某个方面，从片面的角度出发，并不重视整体的设计，不能很好地促进学习者的发散思维，提高学习者的创新能力。虽然，心理学家对迁移现象进行了大量的研究，提出了许多迁移的理论，但这些理论都有其适用的条件和范围，它们都只能解释某一特定范围内的学习迁移现象。对迁移研究缺乏一种整体构想，只重视局部、微观的探讨，忽视整体与局部、局部与局部之间的联系的建构。再者，用相同的过程或认知成分来描述各种不同类型的迁移，难免流于形式、内容空洞。因此，至今为止还没有一个统一的理论能够解释人类复杂多样的学习迁移现象。
（三）研克内容存在的问题
笔者在前面已经提到，现在国内研究者关于信息技术促进学习迁移的研究内容主要集中在影响学习迁移的条件，促进学习迁移的策略等方面，主要局限于知识学习，在信息技术环境下，学习者学习需要有更大的学习动机，而现在的研究忽略了态度学习、品德形成和动作技能获得过程中的迁移研究，研究的内容不够丰富和深入。
三、国内关于信息技术促进学习迁移的研究趋势
结合信息技术促进学习迁移研究的现状和国外的研究前沿，可以预测未来的研究的发展方向主要呈现以下趋势。
（一）实证研究方法的运用
实践是检验真理的唯一标准，在现在的研究中，越来越重视实证研究，所以，在信息技术促进学习迁移的研究中也不例外。尽管实证研究并不能解决教育技术领域内的所有问题，但是实证研究对提高我国教育技术研究水平、解决教育技术实践应用中的具体问题、提高国际学术地位与话语权具有非常重要的作用，实证研究将是以后研究方法的一个趋势。
（二）研究的系统化
不论是在信息技术还是在传统的教学中，迁移是学习过程的一个重要方面，对学习迁移的研究，应该建立在对学习过程的科学的分析的基础上，也就是说，应该建立在科学的学习理论的基础上。在信息技术环境下，我们应在科学的学习理论思想的指导下，合理利用信息技术的优势，重视整体的观念，充分考虑信息技术环境下发生学习迁移的各个条件，进行教学系统设计，增强学生的创新精神和提高学生的创新能力，培养创新人才。
（三）更关注学习主体的作用
学生是学习过程的主体，只有充分发挥他们的主观能动性，才能达到教育的目的，在信息技术环境下更是如此。只有抓住学生的心理特点，让学生学得好，这才是教学的内涵，才能促进学生的学习迁移。因此，要达到促进学习迁移的目的，就必须研究、理解、满足学生合理的心理需求。研究者认为，在信息技术促进学习迁移研究中会越来越关注学习主体在学习迁移中的作用。学生的主动性、认知能力对学习迁移的发生起着重要的作用，特别是元认知技能在信息技术是进迁移中的作用表现得越来越明显。
（四）研究内容逐步深化
如前文所述，国内学者对在信息技术环境下中学生学习迁移的研究处在比较浅的层次，笔者认为在未来的研究中可以从以下几点促使研究内容的逐步深化。首先，信息技术促进学习迁移的研究范围将增大，比如对知识、技能、态度和品德学习中的学习迁移现象进行研究。其次，不同的信息技术环境下，学生的学习迁移能力的差异性研究将会增加。最后，信息技术环境下影响学习迁移的因素的研究将进一步增强。
篇7
关键词：形态解剖学；教学；药用植物
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）28-0115-03
《药用植物学》是药学专业必修的一门专业基础课，是《生药学》、《天然药物化学》、《中药资源学》，以及其他与中药和天然药物有关课程的基础，在药学专业的课程中有承前启后的重要地位。《药用植物学》的主要任务是为鉴定生药基源，确保药材来源的准确、调查研究药用植物资源为合理利用和保护资源奠定基础，以及根据植物亲缘与新技术寻找及扩大药物资源[1]。目前《药用植物学》的学习内容主要包括植物的形态、植物分类和植物的内部构造三大部分内容。相对来说，植物形态学和植物分类学这两部分内容的关系更为密切，而植物的内部构造（即植物形态解剖学）部分的内容则较为独立。因此，经过长期的教学实践，我们对课程的设置进行了调整：分为《药用植物学I》和《药用植物学II》。《药用植物学I》作为专业必修课，2个学分，包括植物形态学和植物分类学两部分的内容。《药用植物学II》则作为专业选修课，只有1个学分，内容只有植物形态解剖学的内容[2]。虽然课程的拆分和开课时间的调整使得《药用植物形态解剖学》选课人数有所增加，但限于课时的限制，以前的《药用植物形态解剖学》的教学定位主要是为后期中药显微鉴定奠定基础，主讲粉末鉴定和横切面鉴定的内容，其他内容很少提及，这已远远不能满足本学院药学人才培养的需求。笔者针对这些问题进行思考、分析，以期为完善《药用植物形态解剖学》的教学内容、丰富教学手段提供指导。
一、《药用植物形态解剖学》的主要内容
《药用植物形态解剖学》是我们将《药用植物学》中的“植物的内部构造”拆分出来的，内容主要包括植物的细胞和组织，根、茎、叶的组织构造等，是中药显微鉴定的基础，在《中国药典》中体现为横切面鉴定和粉末鉴定，是中药鉴定的重要内容，也是我们在课堂教学和实验教学中的重点[2]。
二、《药用植物形态解剖学》教学内容的扩充
我们学院的本科生是大药学方向，和《药用植物学》有关的专业课主要是《生药学》和《天然药物化学》，其他的与药用植物或者中药有关的课程均未在本科生阶段开课。所以，《药用植物形态解剖学》的教学内容应该与时俱进，应随着中药生产实践和科研实践的发展而所有改革。基于以上分析，对《药用植物形态解剖学》的教学内容作出如下延伸。
1.植物的细胞。“植物的细胞”这部分授课内容包括植物细胞的基本构造、原生质的化学成分和物理性质、植物细胞的组成、繁殖、以及细胞的生长分化。这部分内容和中学生物学的教学内容有些重复，以前在讲到“细胞的繁殖和生长分化”的时候通常是一笔带过或者直接略过。但“植物细胞的繁殖”是药用植物育种的理论基础，尤其是体细胞染色体计数是鉴别物种非常重要的一个内容，在课堂上应该做专门讲解。另外，“植物细胞全能性”是药用植物生物技术的理论基础，而药用植物生物技术是药用植物学研究、发展最为活跃的领域之一，学生应该具有这方面的知识。现在我们在讲解植物细胞全能性的理论知识的基础上，结合最新的研究实例，如“人参、山药、铁皮石斛、云南红豆杉等重要药用植物的组织培养解决资源短缺问题”[3]、“离体条件下进行药用植物的多倍体育种技术研究”[4]、“利用细胞培养生产有效成分”[5]等研究实例，来增进了解“植物细胞全能性”的内容。
2.植物的组织。“植物的组织”这部分内容一直是《药用植物形态解剖学》的重点内容，2010年版的《中国药典》大幅增加了横切面和粉末的显微鉴定。以前的授课通常是从为中药显微鉴定服务这个角度侧重介绍形态学方面的内容，对存在于植物细胞和组织这个层面的植物次生代谢成分通常只稍微提及。现在，我们加强了这方面内容的介绍。比如，结合最新的科研动态“唇形科植物米团花的腺毛能够合成和贮存罕见的防御性二倍半萜类化合物”[6]、“火把花的盾状毛能够合成防御性的二倍半萜类化合物”[7]、“米团花有色花蜜中存在吸引鸟类的新颖色素类物质”[8]等实例，结合“激光显微切割与超低温核磁共振和质谱（LMD-cryoNMR-MS）相结合的方法运用于细胞水平的植物次生代谢产物研究”等研究手段来介绍植物细胞和组织与植物次生代谢成分方面的最新科学研究进展。这样既能突出经典，又能及时反映学科最新成果，帮助学生树立“植物形态、结构与功能的辩证统一”的思想。
3.根茎叶的组织构造。根茎叶的组织构造这部分内容通常讲述根茎叶的形态、生长、发育以及营养器官之间的相互联系。侧重点主要是为横切面鉴定服务的形态特征上面。这部分内容现在加入果实种子的少量内容，加强营养器官之间相互联系的内容讲解，将形态学内容和生理学功能结合起来，对于生产实践中的药用植物栽培学具有指导意义，比如，针对根茎类药材或者地上部分茎枝类、果实类药材，怎样通过合理控制水分养分，和适当调整植株形态（摘心、打杈、修剪等）来达到最优的质量和品质[9]。另外，通过对营养器官相互作用的理解，可指导皮类药材的可持续生产。比如，以杜仲、黄檗、构树等环剥树种的研究来介绍树皮剥皮再生的研究进展[10]，帮助学生将理论和实践结合起来。
三、《药用植物形态解剖学》教学手段的改进
1.多媒体应用于教学。《药用植物形态解剖学》部分，有些微观的组织和现象（比如植物细胞、组织的构造等）通过肉眼很难观察到客观的物体，如果运用多媒体技术，可以真正达到三位一体的直观效果。比如在制作课程课件时，下载一些专业网站以及精品课程课件中的图片，利用野外实习、科研基地调研、公园以及在百草园中拍摄一些药用植物照片，让学生直观地认识其形态学特征。再如气孔，在碳同化、呼吸、蒸腾作用等气体代谢中具有重要的意义。气孔的开关与保卫细胞的水势有关，单纯的语言表述比较难懂，如果用Flas演示出来，使学生听得懂、看得见，从而加深学生的记忆和理解。又如讲“树可空心但不可剥皮”的时候可将媒体报道的千年空心银杏枝繁叶茂、千年红豆杉被剥皮等新闻的视频播放出来，再结合理论的讲解，加深学生的对根茎叶显微结构相互关系的理解和记忆。
2.数码显微镜应用于实验。药用植物学形态解剖学的实验课以观察不同植物器官的显微结构为主要内容，特别强调实物观察。在以往传统显微实验教学中，教师需现场绘图或使用教具进行讲解，学生使用普通光学显微镜观察。多数学生往往在显微镜下找不到需要观察的结构，或对找到的结构不能确定，几乎都需要教师的帮助，影响了学生的实验效率。数码显微镜具有数码成像系统，教师可以非常直观地将观察到的画面投影到屏幕上进行讲解示教，学生可参照此图像在自己的光学显微镜下寻找，避免了学生盲目寻找而耽误时间，从而形成了师生间简便高效的互动。
3.课堂提问贯穿教学。除了由教师讲解授课内容之外，每次课堂教学都根据教学内容，提出培养分析综合能力的问题，引导学生主动思考。例如，植物的后含物哪些可以用于生药鉴定？植物的次生代谢成分通常存在于哪些细胞组织之中？木质茎和草质茎的横切面有哪些异同？如何解释“根深叶茂、本固枝荣”？如何理解“树可空心，但不可剥皮”？同时，可以根据教学内容，在引入较为前沿的科学实例时给出相应的参考文献，让学生课后查阅、思考，了解详细的研究过程和结果。另外，可以针对某个知识点让学生课后查阅了解，比如在讲到植物细胞组成的时候建议学生“查阅文献了解植物细胞的信号传导”、在讲到植物细胞染色体的时候建议学生“查阅文献了解药用植物的倍性育种研究进展”、在讲到树叶脱落机理的时候建议学生“查阅文献了解细胞的程序式死亡”等，这样有利于扩充学生的知识面，也对本学科相应内容有更深的理解。
总之，《药用植物形态解剖学》的主要目的是为后期中药显微鉴定（横切面鉴定和粉末鉴定）奠定基础，因此，药用植物内部构造的内容不能削弱。但随着药学学科的课程设置和对未来药学学科人才培养的需要的变化，比较重要的相关内容要保留甚至要有所扩展延伸。另外，教学手段也要做出相应的调整，以适应新时期教学的需要。
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篇8
一、旅游目的地传统营销方式
传统营销是一种交易营销，强调将尽可能多的产品和服务提供给尽可能多的顾客。传统的市场营销策略是由迈卡锡教授提出的4P组合，即产品、价格、渠道和促进。
但是随着现在旅游消费者的需求多样化、层次化和个性化等特点，尤其是新媒体的出现和迅速地普及，旅游目的地的营销模式进入了一个全新的领域――即新媒体营销。传统的目的地营销模式因此面临着现实危机。传统的旅游目的地营销，依靠固定的层次模式，即“知晓了解喜欢偏好信服购买”，虽然在一定程度上增强了消费者在消费过程中的交流性，但在信息多元、需求多样的现实背景下，其单一、固定的模式，逐渐成为传统营销发展的阻碍；此外，传统的旅游目的地营销模式成本高昂，因为其强调的是尽可能多的产品和服务提供给尽可能多的顾客，这不仅需要大量的无目标性的广告宣传，以及大量的产品或服务。这就导致了高额的成本投入；而在旅游目的地经营管理者和消费者之间沟通的时候，传统的营销模式传输信息渠道单一、效率低，从而导致常见的因沟通问题而引发的游客不满、与目的地服务人员产生矛盾、游客投诉等众多问题。
二、新媒体营销方式
新媒体（New media）的概念是1967年由美国哥伦比亚广播电视网（CBS）技术研究所所长戈尔德马克（P.Goldmark）率先提出的。清华大学熊澄宇教授认为新媒体有三层含义“首先，新媒体是一个相对的概念，新对于旧而言；其次，新媒体是一个时间概念，在一定的时间段内代表这个时间段的新媒体形态；第三，新媒体是一个发展概念，它永远不会终结在某个固定的媒体形态上”。美国的《连线》杂志把新媒体定义为：由所有人面向所有人进行的传播（communications for all by all），即新媒体要向更“广”的人群。
新媒体营销是在新媒体发展的基础上，通过新媒体这种渠道开展的营销活动。传统的营销追求的是所谓的“覆盖量”，而新媒体的营销模式，不仅仅能够精确的获取访问量，甚至能够收集访问的来源、访问的时间、受众的人口统计学数据以及生活、消费习惯等等。这种营销方式比传统的营销更精准、更有效、更节省时间。
新媒体营销作为一种覆盖量大、更新速度快、操作简单、效果直接的营销方式，在当前引起了众多旅游企业的关注，并呈现不断发展和壮大的趋势。新媒体营销模式多元化，得益于双向的信息流通渠道、畅通的网络平台，在新媒体营销模式呈现多元化的发展趋势的同时，精细营销也是新媒体营销的一个重要体现。当然，由于现有制度和体系的缺失，新媒体营销也有其面临的困境，比如数字营销、评价体系、公司角色定位等方面。因此，新媒体营销在当期可谓是机遇与挑战并存，因此，旅游目的地应把握机遇，探索并实践新的市场营销模式。
三、新媒体在旅游目的地营销中的应用
关于旅游目的地新媒体营销的运作方法，目前还没有专门的理论体系与之相匹配。但是，根据互联网和移动互联网上相关旅游目的地的官方微博和官方微信公众平台的营销方式的分析预调查，结合整合营销、关系营销、病毒式营销、事件营销等先进的营销理念，可以总结出一些利用新媒体进行旅游目的地营销的运作策略。
（一）官方认证的微博、微信公众平台等
据新浪微博统计，2014年度微博旅游机构认证账号类型分布形式是：46%为市县旅游局账号，33%是景区账号，12%为旅游机构人物账号，5%是海外旅游局账号，4%是省旅游局账号。通过从2011年至2014年微博旅游机构整体影响力的分析，各类机构的影响力都呈逐年上升趋势。其中海外旅游局和景区的影响力分居第一和第二位。在对各个类别的旅游账号进行统计时，省旅游局类前三名为山东省、福建省和广西省；市县旅游局一级前三名分别为：青岛市、杭州市、福州市；5A级景区排名前三的是乌镇、九寨沟和华山；而其他景区类别的排名分别是：北京白云观、西安大明宫遗址和会稽山景区。由此可见，开设官方的微博或微信号，对于旅游目的地的形象确立、受众认知、品牌推广以及品牌营销有着非常重要的作用。
（二）独创性强、互动性丰富的内容
据《2012 年全国大学生旅游意向调查报告》指出： 77.49%的被访者会选择与他人分享旅行图片，只有16.13%的被访者会选择用文字记录旅行感受。因此，内容真实、生动，大量采用体验者的原创作品，行文符合网民受众的需求与习惯，淡化推销产品目的，将旅游品牌拟人化，使之生动、活泼、轻松、有趣，都是在利用新媒体对旅游目的地进行营销过程中的主要内容和方式。
根据当前消费者对于新媒体传播信息的接受特点，纯文本消息的效果完全不能符合要求，所以精心制作的图片、剪辑有创意的视频才是俘获消费者的最佳方式。保持内容的独特性和形式的多样性，保持一定的原创率，利用丰富多彩的多媒体资源才能吸引用户的关注。
四、利用新媒体进行旅游目的地营销的优势
根据CNNIC《第30次中国互联网络发展状况调查统计报告》中国使用旅游服务的网络用户已经由2011年的4207万上升到2012年的近1.12亿，在线旅游渗透率由8.2%上升到19.8%。利用新媒体对旅游目的地进行营销，有着非常多的优势：
（一）渠道丰富、定位准确
随着新技术和新思维的层出不穷，新媒体营销的传播渠道非常之多，新的应用领域也日新月异、络绎不绝。现在常用的新媒体营销渠道有微博、微信、手机APP、网络视频、网络社区、交互式电视（IPTV）等。其主要优势是将信息传播模式变为了双向性，互动式，以受众为中心，受众可以随意选择自己需要的信息。同时，由于互联网和移动互联网产品不但拥有覆盖广、反映迅速、移动性、分享性强等特点，还兼具传统媒体的宣传、推广、城市应急信息等功能。抓住了消费者的碎片时间进行传播，使得消费者强制被动获得信息。此外，新媒体互动营销的快速、交互、即时沟通模式取代了以往传统的单向的、压迫式的广告传播，而且随着大数据时代科技的发展， 通过强大的数据库分析挖掘功能，实现了真正意义上的精准定位和分众沟通。
（二）技术、经济和时间成本相对较低
在新媒体营销过程中，可以借助的先进多媒体技术手段非常多，以文字、图片、视频等表现形式对产品、服务进行描述，为新媒体营销提供逼真的表现效果，从而使潜在消费者更形象更直接地接受企业的营销信息。而当前新媒体营销的技术成本不算很高，对技术性支持的要求相对较弱各种功能的使用已经达到普及的程度。此外，网络信息传递的互动性使得营销信息能够获得“一传十，十传百”的效果，因此这种便捷式的传播方式，使得新媒体营销时间成本自然降低。
（三）广阔的未来发展前景
在互联网和移动互联网技术的影响下，随着新媒体影响力的逐步扩大，旅游目的地的营销理念和营销策略都在发生变化。新媒体营销的核心在于降低成本、扩大覆盖、提高影响、促发行动。而随着新技术的产生，不断会有新产品、新终端、新模式出现，而未来的旅游目的地新媒体营销，应是“旅游终端、旅游产品和营销模式”之间多样态、多维度的创新性结合。对于新媒体来说，其任务不再只是将信息简单地出去，而是要实现与游客或者相关利益者的对话和交流。未来新媒体在传播中所占的份额比重将越来越大，从而成为旅游企业不可忽视的互动营销平台。
五、新媒体在旅游目的地营销中的发展建议
篇9
关键词 应用型本科；工业机器人；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2013）21-0093-03
1 引言
近年来，由于现代技术的发展、产业结构的调整和产业能级的提升，劳动力市场对技术型人才的需求不断旺盛。为了适应社会新的需求，实现与传统本科院校的错位竞争，很多新升本科院校将学校定位于培养适应社会需要的高层次应用型人才，实施“技术应用型本科教育”[1-2]。上海电机学院提出“培养本科层次技术应用型人才”的人才培养定位，并确立了“技术立校，应用为本”的办学指导方针[3]。
工业机器人技术是近年来新技术发展的重要领域之一，是计算机、自动控制、传感器、先进制造等领域技术集成的典型代表。这一技术在工业、农业、国防、医疗卫生、办公自动化及生活服务等众多领域有着越来越多的应用[4-5]。社会对掌握机器人技术的人才需求旺盛。作为技术应用型院校，为努力培养适合市场需要的技术应用型人才，上海电机学院开设了“工业机器人”这门课程。机器人是机械类专业学生的一门专业课，课程的开设与学院培养应用型人才的目标是一致的。本文对工业机器人课程教学现状进行分析，指出目前教学中存在的问题，提出相应的改进措施。
2 课程性质与特点
“工业机器人”安排在本科的第七学期，是唯一一门系统介绍某一设备的课程，主要内容与学时分布如表1（包括4学时实验）所示。根据应用型本科的办学理念，课程内容侧重实践和应用，注重理论和应用技术紧密结合。通过本课程的学习，要求学生理解掌握机器人的基本概念和基础理论，掌握典型工业机器人的机械结构、运动分析，理解动力学原理和机器人控制技术并能进行简单的机器人编程。培养独立思考和分析问题的能力，使得学生能够在较短的时间内掌握生产现场最需要的工业机器人的实际应用技术，为今后从事工业机器人使用和相关研究工作打好基础。
3 教学过程中存在的问题
3.1 课程内容综合性强，各章节知识点较独立
本课程主要讲述工业机器人的基本组成、机械结构、运动学、环境感觉技术、控制系统、机器人编程等，包括机械学、自动控制、传感技术、计算机等相关内容。学习这门课程需要较多知识储备以及一定的数学基础，学习时需要将各种知识综合运用。学生普遍感到学习内容广、涉及知识面宽、综合性强，严重影响了学习的积极性。另外，机器人课程各章节之间内容相对比较独立，由结构到运动学，由运动学到控制，没有一个贯穿的主线，使得学生在学习过程中容易分不清前因后果。
3.2 重讲授，学生独立思考少
授课过程中以教师讲授为主要方式。传统填鸭式教学方式在采用现代多媒体教学手段时显得更加不合理。采用幻灯片授课，虽然能让教师从繁重的书写任务中解放出来，提高教学效率，但是一掠而过不留痕迹的做法让学生根本无暇进行独立思考，有时一堂课下来学生对授课内容都没有印象，致使授课效果变差。
3.3 重理论轻实践
本课程对学生的动手能力要求较高，然而目前的课程设置中比较侧重理论部分，实践环节相对薄弱。在总课时32学时中，实验只占4学时，这对掌握机器人应用技术来说是远远不够的。且均为验证性实验，不能激发学生的学习积极性，没有真正提高学生的实践动手能力。
4 改革措施与实践
针对目前教学中存在的问题，根据上海电机学院的办学方针，结合课程本身特点和现实情况，总结课题组多年教学经验，提出改革措施，并在课程教学中进行一系列尝试。
4.1 合理安排教学内容，由浅入深逐步递进
针对课程内容综合性强，各章节知识点较独立的问题，教师在教学过程中要合理安排课程内容，找到贯穿各章节的主线，理清各知识点的前因后果。先从机械专业学生比较熟悉的机械结构入手，通过对机器人三大组成部分（机械部分、控制部分、传感部分）之间关系的讲解，进入机器人的控制系统和环境感觉技术的学习。机器人运动学的部分理论性较强，学习起来相对吃力。遵循由浅入深、逐步递进的原则，先介绍齐次坐标和位姿描述等基本概念，在对机器人的位姿分析的基础上，引入机器人运动学方程建立的方法和步骤，既要使学生掌握关键知识，又不过多纠缠于繁琐的公式推导。最后讲解机器人编程，使学生对机器人控制的认识提高到实际操作的层面上来。
另外，在讲每个章节时，适当引入相关知识的前沿进展、最新的成就成果，既扩大了学生的知识面，又提高了学习兴趣。
4.2 采用案例教学，改进教学方式
1）丰富实例激发兴趣。在进行新的知识点讲解前，通过图片、视频等多媒体技术，将收集的教学案例展现在学生面前。以实验室现有的FANUC机器人为一基础案例，并将该案例贯穿到整个教学过程中，把机器人各章节内容有机地联系起来，如图1所示。在讲解案例过程中指出相关知识在该机器人上的应用并提出问题，目的是引导学生将课堂理论与应用实际有机结合在一起。由于这个实际案例就在学生身边，拉近了理论知识与学生的距离，能够激发学生积极思考，增加学习兴趣，同时又能提高学生解决实际问题的综合能力，授课中取得了较好的效果。
2）注重课堂互动。在课堂教学中，一改传统填鸭式教学，采用启发式、引导式教学，鼓励学生进行讨论。例如，机器人机械结构部分内容相对枯燥乏味，教师在讲解时将各部分结构设计的要点以及常用的运动形式指出；然后让学生利用机械原理及机械设计中学过的知识，设想和讨论可以实现相应运动的机构有哪些，可以采用什么样的驱动方式；最后鼓励学生自己做一套完整的机器人机械结构方案，由教师对相应方案做出评估。
在机器人应用现状和未来前景等较活跃的领域开设课堂互动内容，鼓励学生从最新的科技文献、新闻甚至与相关专家的交流中去了解获得，搜集整理第一手资料。这不仅提高了学生的学习兴趣和主动性，也活跃了学生的专业思路。
3）增加现场教学环节。机器人中有些内容和概念比较抽象，比如机器人的自由度、精度、坐标系和机构简图等，学生理解起来会有困难。采用现场教学法，先由教师提出思考题，让学生通过对实际机器人的观察进行思考。然后教师结合机器人的运动对每个概念进行讲解，最后集体讨论。
坐标系在机器人学习和使用中是一个很重要的概念。常用的有全局参考坐标系、关节参考坐标系和工具坐标系。机器人可以相对于不同的坐标系运动，在每一个坐标系中的运动都不相同，学生很容易产生混淆。利用现场教学法，讲到每一个坐标系时，可以操作机器人让其在相应坐标系下运动。设定同样的参数，最终到达的位置不同，形象直观地展示出不同坐标系下的运动。
现场教学法给学生提供了充分的想象和思考空间，加深了对相应知识点的理解，效果比较显著。
4.3 改革实验教学内容，注重理论联系实际
课题组结合实验室现有条件，在机器人认知和机器人编程两个实验的基础上，自主开发FANUC机器人故障诊断实验。实验时，教师预先设置机器人常见故障，要求学生对工业机器人运行过程中故障进行诊断，能根据系统报错代码判断故障含义及原因，并通过实验排除故障。故障排除后，能重新校准初始位置，并在新坐标系内实现系统正常运行。该实验具有一定的综合性，能够锻炼学生灵活运用所学知识分析问题、解决问题的能力。
虽然在实验过程中，不免会碰到各种各样的问题，有时可能会找不到原因，但学生学习兴致很高，小组里每一名学生都会积极查找故障原因。学生反映这个实验虽然难度较高，但能让他们体会到用自己掌握的知识解决实际问题的成就感，提高了学习的积极性。
4.4 注重师资培训，及时更新教学内容
工业机器人涉及许多专业领域，对任课教师知识的广度和深度有较高的要求，同时还要保持知识技能的不断更新。上海电机学院采取鼓励青年教师攻读博士学位、派遣教师到企业挂职锻炼、青年教师“导师制”等措施，加强师资队伍建设，形成一支具有一定科研能力的教师队伍。
5 结束语
本文结合学校实际情况，探讨应用型本科“工业机器人”课程教学中存在的问题和相应改革措施。课题组将其应用于平时教学中，授课效果有了一定的增强。但教学改革是一个长期积累的过程，需要教师不断探索，并在实践中继续改进和完善。
参考文献
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篇10
关键词：体育计算；体育比赛分析；运动图像处理
中图分类号：G804.49文献标识码：B文章编号：1007-3612(2007)12-1673-04
随着体育运动的影响不断扩大，利用计算机等高科技手段辅助提高运动员的训练和比赛水平已经成为共识。
所谓的“体育计算”［1］，就是以体育竞赛和管理为应用对象、研究如何根据应用对象的特点挖掘计算机新技术，以及利用这些先进计算机技术解决应用中遇到的各种技术问题，从而使运动竞技水平和管理水平有明显地提高。因此，“体育计算”不是简单的计算机技术在体育竞技和管理中的应用，作为一个新的研究领域，它还需要对计算机技术本身进行深入的研究，找到适合体育竞技和管理领域的、具有特色的计算机技术和方法。“体育计算”又是一个交叉学科。结合仿真科学、生物力学、管理科学等学科的理论和方法，研究如何用计算机技术解决体育科学中出现的新问题，是本学科的主要内容。因此，“体育计算”的主要研究内容包括：体育比赛计算机辅助分析、计算机运动仿真，计算机体育管理等。所涉及的计算机技术领域包括：数据库技术、计算机仿真技术、多媒体技术、计算机图形图像处理技术等。
1“体育计算”的研究现状与关键技术
以下分两部分综述“体育比赛技战术分析”和“运动图像处理”的研究现状，以及解决问题所需要的关键技术。
1.1体育比赛技战术分析
1.1.1球类比赛计算机分析排球比赛技战术分析方面代表性的研究成果是意大利Data Project公司开发的Data Volleyball系统［2］。该软件可以支持排球比赛临场技战术的采集、统计和评价等排球比赛的技战术分析工作，为排球教练科学指导比赛提供依据。从技术角度，Data Volleyball在排球技战术数据的采集和比赛视频检索的计算机处理方面有新的贡献。在技战术数据采集时，Data Volleyball采用助记符方法对排球比赛中的基本技术动作进行编码，然后把编码组合成每一个比分的技战术数据。技战术数据虽然采用键盘输入，但由于编码设计巧妙，使得采集数据的信息量完全可以支持对球队技战术的分析与评价工作。在视频检索的计算机处理方面，该软件采用视频与编码绑定的方法，从而能够实现对视频的实时检索。虽然该方法强烈地依赖技战术采集数据，并没有实现视频检索的自动化，但从实用角度上部分地解决了基于内容的视频检索问题。
美国CyberSports公司开发的Basketball［3］软件是篮球技战术分析系统的典型代表。与排球比赛的技战术采集与分析方法有所不同，该软件并没有对比赛中的每一个技战术动作进行编码，也没有采用视频绑定技术对视频文件的进行检索，而是把数据采集的重点放在各种篮球专项技术的采集上，从而分析一场比赛的技战术执行情况。篮球专项技术包括“突破”、“中投”、“远投”、“犯规”等直观技术数据，还包括如“投篮点”这样的具有一定内涵的技术数据。上述数据的采集内容为篮球比赛的技战术分析提供了依据。不仅如此，该软件中采用的技战术采集的方法，也给身体接触类体育比赛临场数据采集的计算机处理提供了可以借鉴的方法和技术。就“投篮点”的采集而言，需要计算机提供投篮点的定位与绘制，如何实现计算机的自动处理是一个具有挑战性的问题。目前该软件还只能做到半自动化处理。
上述两个研究方向基本上能够代表球类比赛计算机分析的研究特点，一个是非接触式比赛（排球），另一个是接触式比赛（篮球）。不难看出，技战术的编码与基于视频的技术分析是球类比赛计算机分析的关键技术，而技战术编码又是视频描述的一种表现形式，描述与视频分析在计算机技术方面紧密相关。
就比赛视频描述而言，其关键性主要体现在：
1) 比赛视频描述的内容是技战术分析的基础。在球类比赛的技战术分析中，需要对比赛中的各种技术动作和战术的执行情况进行统计，各种统计方法都需要大量的样本数据。所以分析结果是否准确直接取决于样本数据的信息含量。
2) 视频描述是基于内容视频检索和编辑的关键。技战术分析的常用方法之一是，教练员通过回放比赛的视频来观察运动员的技术动作和技战术的执行情况。而目前只能通过VCR（Vedueo Caste Record简称VCR）控制技术来实现简单的视频检索功能，如快进、快退等。其主要的技术难点是视频文件中没有包含视频的内容信息，从而无法实现基于内容的视频检索和编辑。如果增加足够的内容信息，检索和编辑就不是十分困难的事情。基于内容的视频检索是图像处理领域的前端研究课题，运动图像专家组（Moving Picture Experts Group）提出的MPEG-7［4］标准为该领域研究提供了相关的技术参考。
技战术分析的技术关键性可以从以下几个方面观察。
1) 基于视频的技战术分析可以提高比赛分析的质量。传统的技战术分析方法是利用简单的统计模型分析技战术的执行情况。由于样本数据的缺乏，使得分析的效果不够细致。基于视频的技战术分析结合视频描述技术，使得该分析方法不但可以完成常规的统计任务，而且更重要的一个手段是把统计与视频图像相结合，使得分析工作更加直观。
2) 基于视频的技战术分析可以解决增加分析效果的作用。结合视频描述技术，视频分析可以实现比赛场景的快速定位，从而实现比赛视频的检索。与传统的非线性编辑技术不同，基于描述的视频分析是在不改变视频文件的前提下，对视频图像片段进行连接和定位，所以分析效率将有明显地提高。
3) 基于视频的技战术分析可以实现比赛场景的重组和仿真回放。结合视频描述技术，可以实现对视频文件中不同场景片断重新组合，模拟真实的比赛画面，实现仿真回放。仿真回放技术可以有效地支持对比赛技战术执行情况的评价工作。通过仿真回放可以调整某一个技战术环节的技术动作或技战术意图，从而指导以后的比赛。
1.1.2技巧类项目计算机分析这里的技巧类项目主要指：体操、跳水（游泳）、蹦床和技巧等项目。下面首先分析关键技术，然后综述研究状况。
上述研究的核心问题是如何获取人体运动的形体信息和基于形体信息的运动分析问题。其中，人体三维运动信息的获取和人体运动的计算机分析是关键技术。人体三维运动信息的获取是人体三维运动分析的基础。
人体三维信息获取有多种方法，常见的方法是在被测对象上加标记，如在球体上涂上特殊的标记，在人体上加反光标注点等。由于这种方法需要在被测对象上增加标记，所以该方法基本上不适合实际比赛中的信息获取。因此，人体三维信息的获取的关键是，如何在不增加标记的情况下获取信息，这给该项工作增加了相当大的难度。在三维人体信息获取中，主要包括人体轮廓提取和人体三维运动参数的获取两方面的技术。
人体轮廓(Human Body Silhouette)的提取是指从图像序列中检测出人体所在的区域，并通过二值化将其从背景中分离出来［5］。人体轮廓提取的基本方法分为基于运动检测法和基于人体形状分析法两种。第一种方法假设场景中只有人在运动，因此检测出的运动区域即为人体所在区域；后一种方法充分利用了人体形状的先验知识，使用模式识别及概率推理的手段从图像中检测人体区域。
基于运动检测法又可以分为以下三种方法［5］：
1） 背景减除法(Background Subtraction) ，利用当前图像与背景图像的差分来检测出运动区域。
2） 时间差分法(Temporal Difference)，在连续的图像序列中两个或三个相邻帧间采用基于像素的时间差分，得到帧差图像，并且对其进行后处理来提取出图像中的运动区域。
3） 光流法(Optical Flow)，采用了运动目标随时间变化的光流特性。
而基于人体形状分析法又可以分成以下两种方法：
1） 模板匹配法(Template Matching) ，将不同姿态的人体形状作为模板，与输入图像特征进行匹配，可以找出与人相似的形状模式。
2） 概率推理法(Probabilistic Reasoning)。利用了人体形状的几何和拓扑约束关系，从图像中寻找满足人体约束的区域或区域集合(regionassembly)。
人体三维运动参数的获取，是指从视频中获取人体的关节点三维坐标或者关节角度等人体姿态信息［4］。基于关节点的人体运动跟踪是人体三维运动参数获取的基础。由于视频的图像噪声的影响以及视频中人体运动的复杂性，使得人体关节点的跟踪异常困难。目前尚没有一个理想的人体关节点跟踪方法。因此，人们常常在人身上使用标注点，但对于复杂的人体运动，仍然需要采用手动标定关节点的方法。
运动项目不同，人体三维运动分析的要求和目标也不同，但采用的分析方法会有一定的共同点。常用的分析方法是视频对象叠加法，该方法是把两组（或多组）被分析的视频对象叠加到一个视频画面中，然后分析其对象形态的差异，从而给出分析结论。如在跳水项目中，可以利用视频叠加的方法，分析运动员的某一个动作与标准动作的偏差。
目前该方向的理论和应用研究已经取得了一些新的进展。中国科学院计算所数字化研究室对三维人体信息的非接触式提取方法进行深入地研究，并把研究成果应用到奥运攻关课题的研究中，取得了令人满意的效果。其主要贡献有两个方面［4］：
1）基于图像与视频的人体运动参数获取技术。主要研究在视频图像中自动提取人体，并对其运动进行分析、描述和行为理解，获取各种人体运动参数。具体研究内容有：
(1) 快速精确的人体轮廓提取。快速精确的人体轮廓提取是个相当重要但又是比较困难的问题。这是由于动态环境中捕捉的图像受到多方面的影响，比如天气的变化、光照条件的变化、背景的混乱干扰、运动目标的影子、物体与环境之间或者物体与物体之间的遮挡、甚至摄像机的运动等，这些都给准确有效的人体轮廓提取带来了困难。我们综合应用全局运动估计技术、肤色检测技术、区域增长和分割技术，目前已经基本解决了这一难题。在人体轮廓提取基础上，我们进一步研究实现了动作全景图合成和不同动作叠加播放。动作全景图对于运动员和教练员分析与把握动作整体完成情况有很大帮助；而不同动作叠加播放是将不同的动作叠加到同一背景下播放，有助于运动员和教练员分析动作的细微差别。
(2) 动作视频的自动同步技术。可以采用基于运动轮廓子序列匹配方法解决这一问题：首先提取出人体轮廓，形成轮廓序列；然后，对于由两个轮廓序列的连续5帧组成的轮廓子序列集，两两计算相似度，取相似度最大的两个子序列所对应的起始帧作为同步点。
2） 人体关节点运动参数的获取。人体关节点运动参数的获取有助于对动作完成情况进行精确分析。以前实现方法完全靠手工画点实现，工作量非常大，容易出现误差。目前实现了半自动的参数提取方法：手工初始化，计算机自动运动参数提取过程中给予必要的干预。其中自动运动参数提取采用基于人体模型的跟踪方法：使用2D的链杆模型描述人体结构，用匀加速运动模型进行系统状态的预测，综合边缘和灰度信息计算相似度，使用局部优化和全局搜索相结合的多假设跟踪方法。
3） 兴趣事件自动检测技术。以跳水运动为例，基于模式识别的基本原理和技术，给出了跳水视频自动事件检测技术。应用该技术可以在长时间的跳水视频中自动检测出跳水动作片断。
4） 对于任意视频的摄像机定标。摄像机定标是计算机视觉领域中从二维图像提取出三维信息的必不可少的步骤。广义上摄像机定标方法分为两种：传统的标定方法和自定标方法。前者需要使用精密加工的标定参照物。它具有精度高的优点，但操作繁琐。20 世纪90 年代初，Faugeras和Luong 等提出自定标的概念，使得在摄像机任意运动情况下的定标成为可能。但该方法受场景的影响较大，而且精度难以保证。在基于视频的人体运动信息获取中，人们为了保证精度，一般都采用了基于标定参照物的方法。这极大的限制了视频的来源和采集。所以，现有方法都只能对特定采集的视频进行处理，不能处理任意给定的视频。这极大地限制了基于视频人体运动捕获的应用领域。如果对摄像机投影模型进行简化，例如采用仿射投影模型，则可以大大减少摄像机定标的难度，但简化的投影模型不能保证获取结果物理意义上的真实性。
2“体育计算"研究进展和发展趋势
2.1球类比赛临场技战术采集与分析技术第2.1.1节中曾简单介绍过球类比赛计算机分析技术的研究现状，并提出该方向需要深入解决的问题，本节以乒乓球技战术计算机分析为例，介绍作者在2005年一些研究工作。
2.1.1乒乓球比赛技战术描述与采集描述与采集是紧密相连的两个技术问题，以乒乓球比赛为例，该项研究需要解决的实际问题有：
1) 技战术数据采集方式问题。乒乓球比赛中每一个比分的形成要在几分钟，甚至几秒钟内形成，要想手工记录双方运动员的每一个技术细节，其难度主要表现在：
(1） 记录员的记录速度很难跟踪比赛的节奏。经对各种技术类型运动员进行统计，如果只统计发球、接发球和得分三个动作的情况下，一分球中运动员可能采用的动作组合数会达到27万种之多。记录员在如此多选择中，在几秒钟内确定所要记录的动作谈何容易。
(2） 记录员完成比赛的全部记录工作十分疲劳。记录员在进行现场记录时需要不断在比赛现场和记录本（或电脑）之间切换眼球，长此以往记录员很难保持记录的速度和记录的准确性。
2) 技战术数据描述问题。技战术描述是基础，技战术分析直接依赖采集数据“粒度”和数据的表现形式。
（1） 技战术数据的“粒度”是指技战术的细致程度，如果“粒度”过大，统计结果的意义不大；如果统计过细，又会增加了数据采集的难度。所以技战术数据“粒度”十分不好确定。
（2） 技战术数据描述形式是数据分析的基础，自然语言的演绎功能差，不利于计算和量化分析；而符号语言容易进行量化处理，但不容易掌握，给数据采集带来困难。
针对以上提出的问题，本文作者提出了一种适合乒乓球技战术描述和采集的脚本描述语言，该语言首先把乒乓球比赛中运动员的技术动作分解成击球方式、击球基本动作、击球效果、击球路线四个方面，并对其进行编码，这些编码构成乒乓球技战术描述语言的基本词汇。如“正手发下旋1区到6区”的动作编码为“ZX16”。同样也可以对常见技战术进行分类和编码，这些技战术编码构成了脚本描述语言的基本句型，如“发反短攻得分”的编码为F6G1。在技战术编码中，采用了信息压缩的方法，从而有效地削减了编码的长度，使得技战术采集更加快速。
在实际比赛中，可以分别利用脚本描述语言的单词与句型编码进行技战术信息的采集。下面以后者为例，介绍技战术采集的过程。
基于技战术编码的数据采集技术是指，利用技战术编码规则，对比赛中双方运动实际运用的技战术，选择一方所运用的技战术加以描述并输入到计算机中。以上一节给出的案例为例，具体输入码如下：
从图2中可以看出，基于技战术的采集技术比较简单，适合比赛临场技战术的采集工作。
2.1.2乒乓球比赛技战术分析乒乓球技战术描述与采集的最终目的是数据分析，从而发现比赛中潜在的规律，指导运动员的训练和比赛。数据挖掘技术是一种有效地数据分析技术，它利用计算机收集、存储数据，并通过数据库（数据仓库）对数据进行分类，在此基础上利用各种数据挖掘算法发现潜在的规律。数据挖掘技术在银行、保险等领域有广泛地应用，但在体育比赛的分析中，尤其是在乒乓球比赛的技战术分析中还很少采用。下面介绍本文作者2005年在该方面的一些工作。
在乒乓球比赛中，技战术的制定与对手采用的战术有关，即战术中一个技术动作的执行仅与对方采用的技战术动作有关，从而表现出马尔科夫过程的特性。
我们对基于马尔科夫过程的数据挖掘方法进行了研究和讨论，其主要贡献如下：1） 从理论上证明了基于马尔科夫过程的系统关键因素挖掘方法的正确性，给出了系统可靠性灵敏度分析中转移概率增量的设定方法，为进一步挖掘关键因素奠定了基础。2） 提出了基于马尔科夫过程的数据挖掘算法，并对算法的执行时间和空间进行了分析。3） 结合乒乓球比赛中制胜因素分析问题，给出了挖掘算法的应用。经过分析得出“高水平乒乓球比赛中，控制到相持、发球到接发球和控制到进攻”是比赛制胜关键的结论，这一结论与实际情况吻合。
提出的数据挖掘方法不但可以用于乒乓球比赛的技战术分析，还可以用于其他球类比赛的技战术分析，比如排球、羽毛球、网球等等，只要系统行为满足马尔科夫过程条件既可。体育比赛技战术分析中应用数据挖掘技术还是一种新的尝试，我们已经开发出乒乓球比赛临场技战术分析系统。
2.2运动对象检测前面的2.2节中已经介绍了运动对象检测的关键技术和研究现状，从技术角度，其检测技术和手段进展不是十分明显，但从应用角度，其成果分布逐渐扩大，应用效果也越来越明显。下面简单介绍一下乒乓球运行速度、旋转和与球板碰撞检测等方面的研究成果。
速度、旋转是乒乓球两个最基本的运动状态，亦是乒乓球运动的重要制胜因素，1984年5月，国家体科所与电子工业部12所共同研制成功的“pd-l型乒乓球动态测转仪”具有划时代的意义［6］。但因受到检测仪器性能特点的限制，测试对象必须到放置该仪器的房间内进行测试，所以无法检测运动员在实际比赛中击球的旋转和速度。目前国内外乒乓球器材厂家对所生产的器材检测方法和技术不尽相同，没有形成标准，国际乒联也没有颁布相应的技术标准和解决方案［7］。所以，乒乓球行为检测研究具有现实意义。
由于普通的25帧视频图像无法记录实战中乒乓球飞行速度、旋转的全过程，所以该项研究的主要内容和关键技术为：
1) 基于高速摄像的采集技术研究。要提高采集精度，高速摄像是首选技术，这里包括如何根据乒乓球的品牌、颜色和光照度设置图像的分辨率。
2) 数字图像的传输技术研究。对高速摄像机拍摄的视频图像需要传输到计算机内保存，由于高速摄像机拍摄图像的容量非常大，每秒种可以达到1000帧以上，所以如何选择、传输样本图像需要精心地设计，否则将直接影响检测的实效性。
3) 基于数字图像的乒乓球旋转和速度检测算法研究。乒乓球检测是一种小目标检测问题，其检测方法和检测效果有较大的挑战性。研究中在一些常规的检测方法中找到适合本课题研究的方法和技术。研究中检测算法的效能（处理速度、检测效果）是研究重点。
针对上述研究问题，我们采用了如下解决方案。
4) 高速摄像的采集技术研究。采用CPL MS系列高速摄像设备，以天津729乒乓球器材厂生产的器材为检测对象，在北京体育大学等单位进行实地拍摄，拍摄中测定了采集方案的可行性，从检测技术角度给出图像采集的各项参数区间，同时也为后续的检测工作收集素材。
5) 数字图像的传输技术研究。采用CPL MS系列高速摄像设备的配套软件，对数字图像的传输技术研究。分析图像传输和存储的时间和容量需求，包括不同格式图像的时空指标；比照乒乓球比赛中一次对决中的实际发生平均时间，确定传输的最大延迟和检测时间最佳区间；根据上述实际测定的指标，开发（或二次开发）达到最佳传输和存储区间的软件系统。
6) 基于数字图像的乒乓球旋转和速度检测算法研究。首先确定背景图片，然后利用静态检测法检测出球台和球体，再把球体作为背景检测球体上的标牌，通过分析标牌的位移变化计算乒乓球的旋转强度；速度检测的技术路线为：首先确定背景图片，然后检测出球网的网带作为参照物，再利用静态方法检测出球体，通过比较系列图片中球体与参照物的变化情况计算球的速度。
采用上述研究方案得到检测结果的技术指标如下：
1) 能够对高水平乒乓球比赛中典型的技术动作，如弧圈球、发球等，所产生的球体运行速度和旋转强度进行检测，并给出强度值。检测精度误差控制在±0.1，检测成功率控制在90%以上。
2) 能够实现实时检测，在图像拍摄速度与传输速度一定的情况，检测时间控制在1分钟之内，做到基本上与实际比赛中一次对决的时间相匹配。
3) 能够实现各种品牌的乒乓球进行检测，包括不同颜色乒乓球的检测；对比赛场地没有明显限制，符合国际乒联标准的场地和器材都可以进行检测。
国内目前还没有同类产品见报，所以本课题的研究成果一经研究成功即可申报新型发明专利，同时也可以申报行业技术标准核规范。本课题研究成果可以在国、内外各级运动队使用，也可以在国内外体育院校乒乓球专业的教学与科研中使用。
3总结
以上分两个专题，综述了体育计算的研究现状、需要解决的实际问题以及解决这些问题的方法和思路；又介绍了作者本人在2005年的部分研究工作。为进一步开展该领域的研究提供了参考性建议。“体育计算”一词在本文中首次提出，是笔者的个人意见，但作为一个迅速发展的计算机应用研究领域，强调其研究领域的特殊性有其必要求。2008年奥运会将在北京召开，深入开展该领域的研究有一定的现实意义。
体育计算涉及到体育科研的方方面面。由于篇幅有限，本文仅介绍了小部分研究工作和成果，更多的课题等待有识之士去研究与挖掘。相信在不久的将来，体育计算的研究成果将会被更多一线教练员采用，进一步提高体育竞技水平整体水平。
参考文献：
［1］ 赵会群，等.体育计算：一个新的计算机应用研究领域［J］.计算机科学，2004,31(8):89-92.
［2］ DataProject［EB/OL］. 省略.
［3］ DVCoach［EB/OL］. 省略.au.
［4］ 钟玉琢，等.基于对象的多媒体数据压缩编码国际标准―MPEG-4及其校验模型［M］.北京：科学出版社，2000.
［5］ 王兆琪，等.面向体育训练的三维人体仿真与视频分析，http:://省略.