人工智能在体育教育的应用精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇人工智能在体育教育的应用，期待它们能激发您的灵感。

篇1

政策驱动也是重要动力，科技巨头抢先布局引发示范效应。智能化时代，各国从国家战略层面加紧人工智能布局，美国的大脑研究计划(BRAIN)、欧盟的人脑工程项目(HBP)、日本大脑研究计划(Brain/MINDS)，而我国也在“十三五”规划中把脑科学和类脑研究列入国家重大科技项目。企业布局方面，谷歌、Facebook、微软、IBM等均投入巨资，其示范效应是产业进步的先兆；国内百度、阿里、讯飞、360、华为、滴滴等也加紧布局。15年行业投资金额增长76%，投资机构数量增长71%，计算机视觉和自然语言处理占比居前。

产业链格局已现，上游技术成型、下游需求倒逼，计算机视觉产业应用最成熟。产业链初步格局已现，从基础层和底层技术，再到应用技术，最后再到行业应用，除了近年来底层核心技术的突破，下游行业需求倒逼也是人工智能应用技术发展的重要动力，诸如人机互动多元化倒逼自然语义处理、人口老龄化倒逼智能服务机器人、大数据精准营销倒逼推荐引擎及协同过滤，等等。其中计算机视觉应用技术的发展可能是最先发力的，国内不乏世界一流水平公司。

2B应用首先爆发，“人工智能+金融、安防”应用前景广阔。“人工智能+”将代替之前的“互联网+”，在各行业深化应用，安防、金融、大数据安全、无人驾驶等等。生物识别和大数据分析在安防和金融领域的应用则是目前技术最为成熟、产业化进程较快，如智能视频分析、反恐与情报分析、地铁等大流量区域的监控比对；金融领域的远程开户、刷脸支付、金融大数据采集、处理、人工智能自动交易、资产管理等。相关推荐标的：东方网力、佳都科技、川大智胜，建议关注大智慧、远方光电。

逐渐向2C端应用扩展，看好“人工智能+无人驾驶、教育”。人工智能在无人驾驶领域的应用体现在三方面：(1)环境感知环节的图像识别；(2)基于高精度地图和环境大数据的路径规划、复杂环境决策；(3)车车交互、车与环境交互下的车联网，智能交通管理。教育领域应用方面，人机交互重构更互动性的教学；大数据和深度学习的结合使得个性化教学成为现实，这也是在线教育最重要的突破点；此外包括VR在内的多载体应用和多屏互动也是发展趋势。相关推荐标的：四维图新、千方科技、东软集团、科大讯飞、长高集团、新开普。

篇2

是的，当全世界最好的运动员在里约奥运赛场用尽“洪荒之力”，挑战人类体力的极限时，人类用脑力创造出的人工智能在赛场之外展开了另一场激烈角逐。

这是一场未被列入奥林匹克竞赛项目的较量，但其精彩程度绝不亚于奥运赛场上的拼杀。

奥运就是大IP，AI都来刷存在

项目繁多，赛程密集，信息量大，给人工智能技术提供了很好的用武之地，而奥运会背后隐藏的海量注意力资源也是主要诱因

美国、中国和英国将位列奖牌榜前三名，其中中国将获金牌35块，银牌27块，铜牌20块——8月6日，奥运会刚刚开幕，微软凭借深度神经网络“掐指”算出的奥运奖牌榜就出炉了。

不只微软在借奥运之风出海。解说奥运会开幕式的白岩松还被刷屏时，百度的人工智能语音助手“度秘”就冲出来抢饭碗，为用户解说起中国男篮对抗美国队的比赛。派出写稿机器人报道奥运的更是国外有《华盛顿邮报》，国内有“今日头条”。

“奥运会的曝光率非常高，对于企业品牌推广是一个绝佳的机会。”谈到国内外企业为何在奥运会期间各显神通，展示人工智能技术，易观入口分析师赵子明认为，奥运会背后隐藏的海量注意力资源是主要诱因。此外，奥运会项目繁多，赛程密集，信息量大，也给人工智能技术提供了很好的用武之地。

在图灵机器人首席运营官郭家眼里，宣传推广自身的技术，为商业化做铺垫，只是各大科技公司不遗余力展示人工智能技术的动机之一，还有一个动机与人工智能产业目前的发展阶段有关系。

“国内外科技巨头都在砸重金投资人工智能技术，但整体来看掌握这项技术的企业还比较少，整个行业还未崛起，长远来看对市场发展并非好事。”郭家在接受科技日报记者采访时分析，这也是为什么谷歌、Facebook这些公司一直在通过人工智能技术的开源，让更多人掌握这项技术。

此次奥运会期间吸足眼球的人工智能技术，让郭家想起了谷歌的阿尔法狗与李世石之间的围棋大战，当时很多业内人士就将其看作谷歌花重金做了一次品牌营销。“但这些公司的目的不仅仅是赚钱，而是希望更多人关注人工智能技术，参与到这个行业中，推动它向前发展。”郭家说。

不只花拳绣腿，还有真刀真枪

这些技术的特点是，可以更快、更好地代替人类完成一些繁复琐碎的工作，把人工智能技术真正实用化，使它成为提高生产力的工具

无论是预测奥运奖牌榜，还是解说篮球比赛，抑或是机器人写稿，在郭家看来，做的都是一件事，即模式识别+机器学习，这是弱AI时代全球人工智能产业发展的共性。

但奥运会期间展示出的人工智能应用中，还是有一些选手给赵子明和郭家留下了深刻印象。除了写稿机器人，还有此次国际奥林匹克委员会官方图片提供商盖蒂图片社采用的摄影机器人——它可以让摄影师实现远程拍照，而且拍照方式更加灵活。

“这些技术的特点是，可以更快、更好地代替人类完成一些繁复琐碎的工作。”赵子明说。用郭家的话说，“是把人工智能技术真正地实用化，使它成为提高生产力的工具”。

奥运会只是一个缩影。在整个人工智能领域，这样的应用正如雨后春笋快速生长，体育方面也不例外。美国众筹网站Kickstarter上曾有一款叫做“trainerbot”的乒乓球陪练机器人发起众筹。奥运会开幕前的8月3日，该机器人研发团队宣称，这款产品将走进一些乒乓球俱乐部，与公众见面。这款机器人与传统的发球机不同，它可以模拟和学习各种发球方式和路线，帮助运动员和业余爱好者训练球技。

前不久，体育品牌彪马也推出一款陪跑机器人“beatbot”。这款机器人可以模拟运动员自己以及其他跑步运动员的奔跑轨迹，模拟出在什么样的时刻应该保持什么样的速度，并陪运动员训练。类似的还有橄榄球陪练机器人，它可以识别出运动员的位置并做出冲撞动作，

帮助橄榄球运动员提升冲撞技能。

这些产品最大的共同点就是把人工智能技术应用到了实用性的场景上，这些场景往往需求特别明确，而且正好可以把人工智能技术用在刀刃上。

“人工智能技术的颠覆性价值恰恰体现在这些产品之中。”郭家解释说，人们提到机器人时，第一直觉就是它们可以替代人的部分劳动，而如果这件事情逐渐成为现实，必将对整个行业甚至整个社会产生深远影响。

里约崭露头角，东京遍地开花？

今年被称为人工智能产业爆发的元年，4年后的东京奥运会将是其发展的第5个年头，人工智能在下一届奥运会上的表现无法不令人期待

回首人类奥林匹克运动120年的历史，人工智能技术与奥运会发生如此紧密的联系堪称史无前例。哪怕跟4年前的伦敦奥运会相比，里约奥运会也悄然发生了明显变化——比如，从电视画面就能看到，今年不少田径运动员都佩戴了智能可穿戴手环。

“但现在依然应该说，人工智能技术刚刚崭露头角，还没有到来。”郭家认为，这些崭露头角的技术背后潜藏着巨大的应用价值等待市场去开发。

以用人工智能技术预测奥运奖牌榜为例，虽然和阿尔法狗在围棋上战胜李世石类似，更多是一种技术上的展示，但谁也无法否认其未来的潜力。或许过不了多久，这种技术将在众多领域令人目瞪口呆，证券分析和病理分析领域可能会最先尝到甜头。

“业内很多人的直觉是，人工智能技术很快将更大规模地爆发，这个时间不会太长，少则几个月，多则两三年。”郭家说。

回到奥运本身。2016年被称为人工智能产业爆发的元年，4年后的东京奥运会将是其发展的第5个年头，人工智能在下一届奥运会上的表现无法不令人期待。更何况，其东道国日本本身就是机器人大国，也是机器人强国。

如果说，奥林匹克运动的精神是以人为本，机器人代替人参加比赛就失去了比赛的意义的话，郭家坚信，在参赛主体之外的教育和辅助环节，将会有越来越多的机器人深入渗透到奥运会的方方面面。赵子明也给出了类似的观点，“相信到那时人工智能技术将会更全面地应用于奥运赛场”。

这些预言将如何体现在下一届奥运会中，4年之后的东京将为我们揭晓答案。

篇3

创客、人工智能、机器人竞赛活动”创客现场赛

活动方案

 

“创客竞赛”项目设置、竞赛方式、评比指标及有关要求

“创客竞赛”是指在电脑辅助下设计和创作，体现多学科综合应用和创客文化的作品。

（一）项目设置

小学组（四年级及以上）：创意智造

中学组：创意智造

（二）竞赛方式

采用现场制作的方式。参赛学生在规定时间内按现场公布的主题，通过电脑编程、硬件搭建、造型设计等创作智能实物作品，如趣味电子装置、互动多媒体、智能机器等。鼓励学生在智能制造机器人、智能家居、智能穿戴、智能医疗等方向实现创意创新。

（三）竞赛流程：

（1）公布命题：专家评委现场公布本次竞赛的任务主题和制作要求。

（2）现场创作：参赛学生根据公布的命题，通过团队分工协作，共同创作完成一件作品。

（3）团队展示和答辩：参赛学生可以通过多种形式向专家评委和其他参赛学生展示其作品，并回答专家评委提出的问题。

（4）综合评定：由专家评委综合现场竞赛各个环节表现情况确认获奖等级。

（三）评比指标

1．思想性、规范性

（1）作品契合主题，内容健康向上

（2）设计方案完备，有作品功能、结构、相关器件使用等内容

（3）制作过程中工具和相关器材使用规范；有详细的器材清单、作品源代码注释规范

（4）各功能实现的有效程度；作品的成品化程度，包括外观、封装，及整体的牢固程度、人机交互等界面友好等

2．创新性

（1）功能、结构等具有新意，有一定的实用价值

（2）功能细节实现方法有新意；功能设计能突破原有元器件的应用习惯

3．艺术性

（1）设计具有美感，并能将美学与实用性相结合

（2）作品具有一定想象力和个性表现力，能够表达作者的设计理念

4．技术性

（1）整体结构设计合理；具有一定的功能性和复杂性

（2）使用相关元器件等实现的硬件功能具有一定的科学性、复杂性，有技术含量

（3）软件设计功能明确、结构合理、代码优化、易于调试

5．团队展示与协作

（1）能够很好的展现出作品的设计思路、制作过程和功能实现情况

（2）团队协作分工明确、合理；团队成员充分参与、协作配合

（四）有关要求

1．竞赛报名

以学校为单位统一报名，每校必报1组，最多报3组、每组3人，每组参赛队伍限报1名指导教师，于2021年8月1日至9月15日登录（aliwork.com/s/wzck）报名。联系人：张蕴豪，联系电话：65659038．18626116324。

2．竞赛时间

待定

3．竞赛地点

待定

4．竞赛器材

参照“全国中小学生信息素养提升实践活动”中创客类所提供的器材，当天比赛器材由参赛队员自备。

 

 

附件二：

 

“2021年第三届吴中区中小学

创客、人工智能、机器人竞赛活动”人工智能、机器人竞赛活动方案

 

“人工智能竞赛”是指中小学生按照比赛命题要求利用相关人工智能设备完成相关任务。

“机器人竞赛”是指中小学生按照比赛命题要求搭建、编程，使智能机器人完成相关任务。各类机器人产品均可参加。

（一）项目设置

小学组：

1．轮式机器人综合技能现场赛

2．人形机器人技能现场赛

3．飞行机器人技能现场赛

4．钢铁机甲机器人擂台赛

5．机器人舞蹈赛

6．机器人竞速现场赛（3-5年级）

7．人工智能现场赛（小学）

中学组（初中、高中）：

1．轮式机器人综合技能现场赛

2．人形机器人技能现场赛

3．飞行机器人技能现场赛

4．钢铁机甲机器人擂台赛

5．机器人舞蹈赛

6．人工智能现场赛（初中）

（二）竞赛规则及办法

1．竞赛规则：

轮式机器人综合技能现场赛、人形机器人技能现场赛、飞行机器人技能现场赛、机器人竞速现场赛（3-5年级）、人工智能现场赛任务和规则由比赛当天公布，机器人舞蹈及钢铁机甲机器人擂台赛规则见附件3。

2．轮式机器人综合技能现场赛、人形机器人技能现场赛、飞行机器人技能现场赛、机器人竞速现场赛（3-5年级）、人工智能现场赛竞赛办法：

（1）竞赛时间：轮式机器人综合技能现场赛、人形机器人技能现场赛、飞行机器人技能现场赛、机器人竞速现场赛（3-5年级）、人工智能现场赛上午为制作、编程、调试时间（3-4小时），下午开始比赛，比赛开始后不能再对作品进行修改和调试。

（2）设备材料：参赛队所带材料不限。

（3）现场搭建、编程和调试：参赛队员使用自带的电脑和参赛机器人材料，在规定时间内根据要求进行现场搭建、编程和调试。

（4）竞赛：参赛队按照赛程安排和竞赛规则参加比赛，决出优胜队。

（5）综合评定：由组委会综合比赛情况、竞赛名次等情况确认获奖等级。

（三）有关要求

1．参赛名额

轮式机器人综合技能现场赛、人形机器人技能现场赛、飞行机器人技能现场赛、机器人竞速现场赛（3-5年级）、人工智能现场赛每组限报2名队员，每个组限报1名指导教师。机器人舞蹈赛、钢铁机甲机器人擂台赛每组限报3名队员，每个组限报1名指导教师。

2．报名程序

以学校为单位统一报名，每校每项目最多报3组，参赛队员不得兼项，每组参赛队伍限报1名指导教师，于2021年8月1日至9月15日登录（aliwork.com/s/wzck）报名。联系人：张蕴豪，联系电话：65659038．18626116324。

3．竞赛场地及器材

参赛所需设备（人工智能、机器人、计算机及程序软件等）由参赛选手自备。

竞赛场地及相关器材组委会统一提供。

 

 

 

 

 

附件三：

 

“2021年第三届吴中区中小学

创客、人工智能、机器人竞赛活动”机器人舞蹈、钢铁机甲机器人擂台赛规则

 

机器人舞蹈赛规则

（一）比赛分组

比赛分小学组、中学组

（二）队伍组成

每队1‐3人。人机一一对应，即参赛队伍必须是每名队员拥有一台机器人。

（三）比赛场地

1．尺寸

舞蹈场地是10mx5m的平坦区域，要求机器人在标明的3x3m的矩形区域内表演。表演区域的边界将会用50mm宽黑色胶带标志出来，周围用20mm宽的红色胶带围起来。这可以使用程序让机器人自己判断处于边界的哪边。赛场提供的地面是平坦的（非光泽）。

2．场景

参赛者可携带表演所需要的场地布景，但不能损坏比赛场地或对随后的参赛队伍造成影响，架设场地布景时间应在控制在6分钟以内，撤除场地布景应在3分钟内。在比赛中如果出现意外而使比赛场地受损，主办方将提供备用场地。主办者将尽力提供投影屏和放映设备，在表演区域的后面各队应使用数码资源（如计算机）放映图片。这将作为他们表演的一部分。

3．灯光

没有直射的光线照在场地上。各队在设计机器人时要能适应灯光的各种变化，如在比赛的一个地点到另一个地点的自然照明的变化等。各队应根据需要调试自己的机器人适应比赛场地的照明条件。

4．音乐

各队需自备机器人表演所需音乐文件（MP3）。文件标明参赛队队名，在比赛之前交给主办方音乐播放工作人员。

（四）比赛时间

机器人舞蹈时间应不少于二分钟但不能超过五分钟。

（五）机器人技术要求

1．构造

机器人构造为任意形式（鼓励使用人形机器人），参赛者可以根据情况自由设计，为增加比赛的公平性、合理性，以及创造良好的学术氛围，激发学生的自主创新意识，鼓励参赛上场的机器人在购买的整套成品机器人基础上进行改进,根据改进情况酌情加一次分。

2．重量、体积

单个机器人重量不得超过5公斤，体积小于60cmX60cmX60cm(包括展开部分)。

3．外形服饰

自主设计服饰，材料不限。

4．控制

机器人舞蹈动作必须是完全自主的，开机启动时可用遥控等各种方式，但表演开始后不得有人为遥控、干扰或引导机器人。参赛队机器人最好在音乐响起6秒内启动机器人。

（六）比赛操作

1．机器人由手动或遥控启动，机器人与音乐的协调有各队参赛人员自行掌握。

2．在机器人启动后的表演过程中，机器人不应与参赛队员有任何接触(其中包括遥控)，机器人出现故障时可由一名队员上前处理，同时将对该队成绩给予扣分。如有带视觉系统或有“人机互动的环节”等的机器人,完成全部表演内容(表演时间按本组规则规定),给予一次加分(5分)。

3．参赛者不得蓄意影响机器人或损害比赛场地，否则将取消该队比赛资格。

4．机器人在比赛过程中如果出现故障，参赛队员可以重新启动机器人，但将对该队成绩给予扣分。

5．舞蹈表演总时间（从机器人开始表演算起）不得超过规定时间，比赛前可有1分钟的陈述时间。

6．参赛者在比赛过程中不得干扰评委，违者将对该队给予扣分，严重者将取消该队比赛资格。

7．在比赛后如有队伍认为某机器人不符合上述条件，可以向组委会提出申请（须有证据），机器人所属队伍应该做出解释，若属实，则视情况扣分。

8．在表演过程中，舞台上同队的不同机器人之间可能进行相互通讯。队员应格外小心使用红外通讯装置不要干涉其他队伍。

（七）、评分标准

1．总体设计、创意和创新。10分

2．机器人技术实现与结构构造。10分

3．舞步编排，动作复杂、协调程度，技术难度等。15分

4．舞蹈和音乐的协调。15分

5．比赛场地的利用。10分

6．娱乐价值。10分

7．机器人外型与服饰。15分

8．人机互动（以机器人为表演主体）15分

 

钢铁机甲机器人擂台赛规则

一、队伍组成：每队3名选手和2台机器人。

二、赛制：本项比赛以小组循环赛的方式进行，对战队伍抽签决定，如遇轮空则自然晋级，每场比赛为三局两胜。

三、竞赛规则：

1．比赛：比赛将在规定的赛场进行。参赛选手使用自备的机器人进行比赛。

2．比赛采用预赛、决赛的方式，比赛结果将根据比赛规则由裁判员当场进行裁定并公布。

3．赛场的规格及环境：

3-1．赛台为机器人擂台赛专用正方形赛台，边长为400cm(包含区划线)。

3-2．赛台图示如下(单位:cm)

 

3-3．赛场环境：

赛场对普通观赛者、有关报道人员，比赛有关人员使用的摄影机器等不做特别的限制。因此，如果在机器人出场时受到照相机、录像用红外线、闪光、摄影用照明等影响时，请参赛者预先做好各种对策，同时也要考虑有关室内照明、太阳光等影响。

四、机器人规格：

1-1．移动方式：遥控轮式移动机器人。

1-2．机器人规格：

1-2-1．机器人尺寸：长：50cm宽：50cm高：50cm。包含伸展部分。

1-2-2．机器人动力：电池电压≤12V放电倍率≤30C。但必须有硬质保护外壳。严禁使用燃料型，非电动型动力装置。

1-2-3．整车总重量≤8KG。

1-2-4．电机数量≤4个（含伺服电机），动力电机使用的直流有刷或直流无刷电机。

1-2-5．遥控方式：运动员自选无线控制方式，避免同频干扰。

1-2-6．在该回合比赛中选手不得中途更换机器人,同一回合比赛中只能使用同一台机器人。

1-2-7．比赛中机器人主要部件（如铲板、车轮等）发生散落、解体，裁判员将判定出局淘汰。

1-2-8．机器人轮胎不能有粘性的物品。

1-2-9．严禁有脱离机器人身体框架之外的装置使用（如抛洒，射击等）。

1-2-10、除上述以外，如果裁判员判断了违反比赛的精神时以外的规则。

五、比赛流程：

1．预赛时，由参赛选手遥控机器人，展示该机器人所有可作出的动作。（带有对比赛场地和具有一定危险性动作时，裁判员有权要求运动员对机器人作出整改，或者直接取消比赛资格）。

2．决赛时，由计算机的自律操纵、由人的手动操纵都可以。如果是用无线(无线、红外等)手动操纵时，请考虑比赛环境(光、声音、电波)、对对方使用同样的系统操纵时必须没有干扰，再有用小电力、微弱无线电操纵时，请自带8ch以上频率的无线系统。同时使用无线电操纵系统时，应准备8个晶振。

3．说明:

使用无线时请使用以下频率:

a.27MHz频段:26.975-27.255MHz(频段:01-12);

b.40MHz频段:40.61-40.75MHz(频段:61,63,65,67,69,71,73,75);c.AD频段:(25MHz微弱20频段);

d.被认可的无线LAN,Bluetooth,Zigbee等也可使用。e.在国内没被技术认可的无线控制将禁止使用。

4．禁止事项：

4-1．禁止装载有伤害对方和赛场的物品，禁止使用刀、旋转切割等危险物品。

4-2．禁止对脚底设置吸引、吸着装置(含有粘着物)。

4-3．干扰电波发生装置、激光、闪光灯等。

4-4．禁止损害场地，禁止造成污染的物品。

4-5．禁止包藏液体、粉末、气体的装置。

4-6．禁止包藏点火装置和能脱离本体的弹射装置。

5．比赛方法：

5-1．比赛采用三局二胜制。

5-2．预赛时出场者将遵从组委会决定的顺序，进行机器人的预赛。

5-3．决赛时此项目参赛运动员，每轮有三次比赛机会，三局二胜制。允许一个队伍使用最多二台机器人参与比赛，但每一回合比赛中间不允许更换机器人。比赛2分钟1回合。机器人比赛过程中出现零件散落将被判负，被掀翻或者不能移动将采取数“点数”的办法，规定时间内不能重新移动位置将被判负。

5-4．机器人任何部分超出比赛场地，将被判负。

5-5．每回合结束后，运动员有1分钟维护或者更换机器人时间，1钟后继续下一回合比赛。

5-6．若出现平局情况，裁判员将根据机器人的重量判断胜负，重量轻者获胜。相同重量时以电池容量判断胜负，电池容量数少者获胜。

5-7．此规则最终解释权归组员会所有。

 

 

 

附件四：

 

“2021年第三届吴中区中小学

创客、人工智能、机器人竞赛活动”教学创客

作品评选活动方案

 

一、评选范围和评选条件

（一）评选范围：

遵循中小学各学科课程标准，作品要求能在中、小学各学科（不含特殊教育康复训练器材、虚拟作品、以及不能体现学科教学性的工程类发明创造作品，以下同）教学中使用的，由教师自己设计制作，未参加过苏州大市评选的教学创客作品，特别是实行新课程标准、推进STEM教育以来研制的教学创客作品（含虽参加过评选但近期又有重大改进的作品）。

（二）作品分类：

1．按教学段分为小学作品、中学作品。

2．按所应用的领域段划分（1）小学：语文、数学、科学；音乐、美术、体育、综合实践活动；（2）中学：语文、数学、科学、物理、化学、生物、地理、通用技术、信息技术、综合实践活动、音乐、美术、体育；（3）其他(如：特教、外语，通用设备等)。

（三）教师教学创客作品评选条件：

（1）教学性。符合基础教育课程改革的基本理念，有利于推进STEM和创客教育，培养创新精神和实践能力，有利于实验教学、提高师生的综合素质。

（2）科学性。作品展示内容应符合科学原理，体现科学知识和科学过程相统一的原则，有利于学习科学知识，树立科学意识，掌握科学方法和实验操作技能。

（3）创新性。作品设计新颖，构思巧妙，体现新的实验活动方式、方法和内容；应用新技术、新材料、新工艺方面有创新和发展；在信息技术与传统实验的整合方面有所创意。

（4）启发性。引发学习兴趣和思考，适于探究式教学，有利于学生主动参与、互动、合作交流。

（5）实用性。取材容易，结构简单，易于操作，性能稳定，安全可靠，造价低廉，外形美观，便于自制推广；有助于环保和可持续发展。

（6）安全性。作品在教学中使用要确保无安全隐患。

二、申报程序和评选办法

（一）申报程序：

1．各单位在自评的基础上，至少选送1件教师作品参加评选，最多不超过3件。

2．送评作品的制作人必须按要求填写《“2021年第三届吴中区中小学创客、人工智能、机器人竞赛活动”教学创客作品评选活动申报表》一式三份，《“2021年第三届吴中区中小学创客、人工智能、机器人竞赛活动”教学创客作品和自制玩教具评选活动参评作品汇总表》一式一份。

3．参赛教师于2021年9月15日前登录吴中区评优评先系统（py.szwzedu.cn）上进行申报，并通知校管理员（校教技室主任）进行审核送审。联系人：张蕴豪，联系电话：65659038．18626116324。（二）评选办法：

1．为保证评选工作公开、公平、公正，吴中区教育局将成立由各学科专家组成的评审小组进行评比。评选分二轮进行，第一轮为文字材料初评，评选出进入第二轮的作品；第二轮为作品演示操作。

2．本次评选各设一、二、三等奖。评选工作结束后，公布2021年第三届吴中区中小学创客、人工智能、机器人竞赛活动获奖名单并颁发证书，进行表彰奖励。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

附件五：

 

“2021年度幼儿园优秀自制

玩教具评选”活动方案

 

一、活动目的

（一）贯彻《中国儿童发展纲要（2011-2021年）》《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2021年）》《国务院关于当前发展学前教育的若干意见》（国发〔2010〕41号）精神，落实《幼儿园教育指导纲要（试行）》《3-6岁儿童学习与发展指南》相关要求，全面推进素质教育。

（二）充分发挥自制玩教具在幼儿园教育与游戏活动中的作用，鼓励和提倡利用自然材料和日常生活材料开展教育活动，设计制作简单、发展价值大、游戏功能强的玩教具。

（三）调动广大幼教工作者因地制宜开展自制玩教具活动的积极性与创造性，宣传和推广低投入高质量地利用玩教具材料，有效开展游戏和教育活动的经验，搭建广大教师相互学习、相互借鉴的平台，推动学前教育工作的改革与发展。

二、评选范围、分类

（一）申报的作品须为幼儿园教育教学活动中正在使用，由幼儿园教师、学前教育工作者自己设计并简单制作，或对工业化产品进行改造的玩教具，还包括运用无须制作能体现教育与游戏功能的自然材料和日常材料。工业化生产的玩教具不在本次评选范围之内。申报的作品需真正贴合儿童学习生活，具有切实可玩性且能够符合幼儿园本身的空间要求。

（二）在往届全省市幼儿园自制玩教具展评活动曾获得一、二、三等奖的自制玩教具作品不得申报。

（三）以“落实《3-6岁儿童学习与发展指南》，倡导游戏活动”为主题。申报的作品按所应用的领域分类为：①运动类（YD），②科学类（KX），③建构类（JG），④语言阅读类（YUY），⑤美工类（MG），⑥表演类（BY），⑦角色类（JS），⑧益智类（YZ），⑨音乐类(YY)，⑩其他类（QT）。作品类别由申报者按照作品的应用领域在以上10类中自行选择，每件作品只能申报一个作品类别。作品类别由申报者按照作品的应用领域在以上10类中自行选择，每件作品只能申报一个作品类别。

三、申报程序和申报要求

（一）申报材料及程序：

1．各单位在自评的基础上，至少选送1件教师作品参加评选，最多不超过5件。

2．送评自制玩教具的制作人必须按要求填写《“2021年度幼儿园优秀自制玩教具评选活动申报表》一式三份，《“2021年度幼儿园优秀自制玩教具评选活动”教学创客作品和自制玩教具评选活动参评作品汇总表》一式一份。

3．参赛教师于2021年9月15日前登录吴中区评优评先系统（py.szwzedu.cn）上进行申报，并通知校管理员（校教技室主任）进行审核送审。联系人：张蕴豪，联系电话：65659038．18626116324。

（二） 评选办法：

1．为保证评选工作公开、公平、公正，吴中区教育局将成立由各学科专家组成的评审小组进行评比。评选分二轮进行，第一轮为文字材料初评，评选出进入第二轮的作品；第二轮为作品演示操作。

2．本次评选各设一、二、三等奖。评选工作结束后，公布2021年第三届吴中区中小学创客、机器人竞赛活动获奖名单并颁发证书，进行表彰奖励。

 

 

 

附件六：

 

“2021年第三届吴中区中小学创客、机器人竞赛活动”教学创客作品评选活动申报表

 

申报人(单位):

申报日期:

教学创客作品名称

 

使用学科

 

制作人

 

制作日期

 

联系电话（手机）

 

电子邮箱

 

使用的主要材料

 

作品简介(包括原理、特点、使用说明、图片等，可另附页）

演示视频或照片上传专题申报网站即可

作品的创新点或在原有作品上的改进点说明（可另附页）

 

作品STEM体现

（可另附页）

描述作品在“科学、技术、工程、数学”方面的体现

教学中使用效果说明（可另附彩页或盘片）

演示视频或照片上传专题申报网站即可

制作人单位意见

（盖章）

年

月

日

市、（区）及相关主管部门推荐意见

（盖章）

年

月

日

评委会意见及结果

评委签名：

年

月

日

附件七：

 

 

 

 

 

 

“2021年度幼儿园优秀自制

玩教具评选活动”申报表

 

 

 

 

 

作品名称：

 

 

申报单位：

 

 

申报者:

 

 

 

 

 

作品类别：请在所选定的类别内划“√”（每件作品只能申报一个作品类别）

 

运动类（YD）科学类（KX）建构类（JG）

语言阅读类（YUY）美工类（MG）表演类（BY）

角色类（JS）益智类（YZ）音乐类(YY)

其它类（QT）

 

 

 

2021年度幼儿园优秀自制玩教具评选活动工作组制

填表说明

 

1．作品名称

在一个展评作品名称下只能是一件玩教具或围绕某一具体教学内容的一组玩教具。

2．申报单位

申报单位应为第一作者所在幼儿园或学前教育机构。

3．申报者

申报者应是幼儿园教师或其他幼教工作者，可以以个人或多人合作的名义申报。多人合作作品应确定第一作者，其他为署名作者，总人数不得超过三人。作者姓名、次序和名称等各种信息资料，一经上报不得更改，不能增加新成员。

4．作品类别

由申报者按照作品的应用领域在所列的10类中自行选择，每件作品只能申报一个作品类别。

5．作品外形和结构

用图示、照片等方法介绍该作品的基本结构、整体造型、主要材料、外形尺寸。

6．作品主要功能和特点

介绍该作品适合领域、适用年龄、基本使用方法和主要作用。

7．作品制作方法

介绍该作品的制作过程，关键要领，可附图示说明。

8．使用案例

选择最能反映该作品功能价值的典型活动，内容包括活动目标、玩教具教育策略及实施过程等，可附活动录像（时间不超过10分钟）。

9．表格不够可另加附页

参评作品申报表

 

申报单位概况

园所名称

 

办园类型

 

地址

 

邮编

 

园所规模

托班数

 

小班数

 

中班数

 

混龄班数

 

负责人姓名

 

电话

 

邮箱

 

申报者概况

第一作者

姓名

 

民族

 

职称/职务

 

申报者

免冠照片

学历

 

性别

 

年龄

 

邮箱

 

手机

 

单位名称

 

单位电话

 

单位地址

 

邮编

 

第二作者

姓名

 

民族

 

职称/职务

 

申报者

免冠照片

学历

 

性别

 

年龄

 

邮箱

 

手机

 

单位名称

 

单位电话

 

单位地址

 

邮编

 

第三作者

姓名

 

民族

 

职称/职务

 

申报者

免冠照片

学历

 

性别

 

年龄

 

邮箱

 

手机

 

单位名称

 

单位电话

 

单位地址

 

邮编

 

 

作品外形和结构（附彩色照片）

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

作品主要功能和特点

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

作品制作方法

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

使用案例

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

申报者确认事宜

本申报者对所申报材料的作者署名负责，同意主办单位根据需要公开、采用或出版所申报的材料。

 

 

申报者签名：

年

月

日

申报单位意见

 

 

 

单位盖章

 

单位负责人签名：

年

月

日

市(区)装备部门意见

同意上报该作品参加2019年度苏州市幼儿园优秀自制玩教具评选活动。我们已要求该作者所在单位及其上级主管部门对该作品做了资格审定，申报内容属实。

 

 

 

 

主管领导签名：市(区)装备部门盖章

 

年

月

日

备注

篇4

[关键词]多媒体技术 幼儿园教学 应用前景

[中图分类号]G4

一、多媒体技术教学是幼儿园教育教学发展的必然趋势

代表信息革命的多媒体技术的发展，推动教育技术向多维化、智能化、广域化信息网络的方向发展，引起了人类思维方式和学习方式的变革，对幼儿园教育教学的各个方面都产生了深远的影响。

（一）对幼儿园教育体制和教学模式的影响

当前我国每年的教育体制改革，对幼儿教师不断提出了新要求，要求幼儿教师要掌握多方面的知识和不断提高自身综合素质。随着网络的发展，多媒体硬件设备为教师的学习提供了更多的条件与可能性；计算机技术可以让幼儿教师的教学在及时提供、有序呈现、有效学习三方面得以保证。因此，多媒体技术为教育体制改革提供了技术基础。同时，随着认知学习理论的兴起和多媒体技术在教学中的应用，教学模式也向多元化方向发展，在幼儿园出现了多种教学模式。其中最常用的是多种媒体组合课堂教学模式。它是通过教学设计，按照教学目标的要求，各种教学媒体正确组合，共同参与教学过程，形成良好的课堂结构，以达到教学过程的优化。

（二）对幼儿园教育的影响

对幼儿园的影响：因计算机网络不受地域限制，有利于促进幼儿园之间的联合和竞争，优势互补；而多媒体技术能够提供给幼儿更高的教学质量，进一步加剧了幼儿园之间的竞争。这也将促使幼儿园更加积极地采用多媒体技术，增加现代化教育媒体的投入，努力改善办园条件和提高教学质量。

对幼儿的影响：多媒体技术为幼儿提供了自我发展的最大空间、最广泛的学习资源和最灵活的学习方式。基于多媒体技术的网络化学习方式，可以为幼儿提供轻松学习环境，实现真正的“教育平等”。同时，多媒体网络实行资源共享，教育教学信息得到极大的丰富，信息的传递将更新更快。多媒体网络技术的交互性特点能够更有效地激发幼儿学习的求知欲和实践欲，幼儿成为了知识的主动探索者和主动接受者。

对幼儿教师的影响：幼儿教师的角色在发生着深刻地变化。在信息时代的新教育系统中，幼儿教师的教学资源作用主要体现在课程的设计和开发上，因此幼儿教师成为了教学信息、教学过程的设计者和开发者。

二、多媒体技术发展趋势

随着计算机技术的不断发展，低成本高速度芯片地应用，高效率的多媒体数据压缩、解压缩产品地问世，高质量多媒体数据输入、输出产品地推出，多媒体计算机技术必将推进到一个新的阶段。

（一）流媒体技术

随着网络的迅速普及，计算机正在经历一场网络化地革命，一种不同于传统多媒体手段的流媒体技术崭露头脚。流媒体技术作为一种专门用于网络多媒体信息传播和处理的新技术，成熟地实现了网络上传播和播放同时进行的实时工作模式，目前已经成为网上音、视频（特别是实时音视频）传输的主要解决方案，广泛应用于远程教育、网络电台、视频点播、收费播放等。流媒体技术，大大地促进了多媒体技术在网络上的应用。网络的多媒体化趋势是不可逆转的，相信在很短的时间里，多媒体技术一定能在网络这片新天地里找到更大的发挥空间。

（二）智能多媒体技术

多媒体技术充分利用了计算机的快速运算能力，综合处理声、文、图信息，用交互式弥补计算机智能的不足。发展智能多媒体技术包括很多方面：文字的识别和输入；语音的识别和输入；自然语言理解和机器翻译；图形的识别和理解；机器人视觉和计算机视觉。把人工智能领域某些研究课题和多媒体计算机技术很好地结合，就是多媒体计算机长远的发展方向。

（三）虚拟现实

虚拟现实，也称为虚拟环境，是计算机生成的给人多种感官刺激的虚拟世界（环境），是计算机与用户之间的一种更为理想化的人机界面形式。虚拟现实技术是许多学科领域交叉和集成的产物，它汇集了计算机图形学，多媒体技术，人工智能，传感器技术，高度并行的实时计算技术和人的行为学研究等多项技术。它是继多媒体之后，教学技术领域出现的又一个新型教学媒体。

目前，虚拟现实技术已广泛应用于航空航天，医学实习，建筑设计，军事训练，机器人及制造业，体育训练，教育及娱乐游戏等众多领域。在许多国家，虚拟现实技术已应用于课堂教学，它作为新的教学媒体，其出现无疑将对教学产生深远的影响。

三、多媒体应用于幼儿园的广阔前景

多媒体教学在21世纪的幼儿教育中有着独特的需要和发展前景。幼儿园根据幼儿学习的特点，有针对性的开展多媒体教学，在教学手段上既可以突破传统的教学模式，又可以提高教学效果，从而激起幼儿浓厚的学习兴趣，促进早期智力的开发，进一步提高教育的实效性。

（一）有利于幼儿养成良好的思想品德

色彩鲜明、形象新颖的多媒体技术能将幼儿难以接受的概念制作成简单易懂的影像，帮助幼儿更有效地认识和了解社会生活中的是非善恶，用鲜明生动的形象表现出来，给幼儿们留下深刻难忘的印象。例如在环保教育中，选择公益广告类的影视光碟，或是通过生动的课件，让每个幼儿自觉行动，培养了幼儿的主人翁意识和社会责任感。

（二）有助于幼儿智能的发展

多媒体系统可储存和处理大量的信息，集语音、图形、文字、数据、动画等为一体，将其生动形象的组合在一起，全面调动幼儿的各种感官，极具感染力。一方面能够增强非智力因素的影响，充分激发幼儿的学习兴趣和内因作用，活跃幼儿思维过程；另一方面幼儿的技能训练和智力发展得到提高。多媒体教学能较好地实现幼儿教学的因材施教，增进了幼儿的身心健康。比如现在孩子们很喜欢的幼儿识字教材《汉字宫》，一瞬间，蕴含着我国几千年文明史的中国文字学的奥秘展现在幼儿眼前，幼儿的学习热情格外高涨。其宽广的教学知识覆盖面，不断唤起幼儿“好学、乐学”的意识，这是传统教法无法比拟的。

（三）有助于幼儿个性化学习

应用多媒体教学系统，也能为个别教学提供方便。幼儿借助多媒体辅助设备可根据自己的情况自由调节和选择学习内。不仅在校如此，幼儿在家中也可以通过多媒体辅助设备进行多门学科的学习和辅导，为家长解除了辅导难的忧虑。

总之，多媒体辅助教学是教育的未来，是一种全新的教学方式，随着它的广泛应用，必然产生教育思想、教学方式、教学内容的深刻革命。不仅仅使教学生产力得到进一步解放，而且使教育质量和效率得到大幅度提高。因此多媒体技术在教学中广泛应用将是教育改革的又一个新的里程碑。

四、结语

多媒体技术作为先进的科学技术，其重要性越来越在现实生活中展现出来，多媒体技术在教育教学中的应用也越来越广泛，尤其是在幼儿园教学中的应用，多媒体技术以其声画并茂、形象逼真，以及操作性、互动性强等特点，优化了幼儿教育教学过程，具有很多传统教学无法比拟的优势。但多媒体教育技术作为新兴教育技术，在幼儿园的应用还刚刚处于起步阶级，在实际应用中还有很多不完善的地方，同时在应用中难免会走入一些误区。因此，如何在幼儿园合理有效的利用好多媒体教学，以及如何恰当地制作和应用好幼儿园多媒体教学课件，找准实施的方法策略，以更好的为教育教学，成为了我们努力探索的方向。

[参考文献]

[1]何克抗.《现代教育技术》[M]，北京师范大学出版社，1998.

[2]刘俊强.《新课程教师教学技术和媒体运用能力培养与训练》[M]，人民教育出版社，2004.

[3]邹檬，姜忠元，焦景林.《现代教育技术》[M]，科学出版社，2004.

[4]王志明.《幼儿园教育活动与研究》[M]，苏州大学出版社，1995.pp：12-23.

[5]李振宇.《多媒体课件设计理论与实践》[M]，清华大学出版社，2005.

[6]朱长利，《多媒体课堂——网页设计师必修》[M]，电子工业出版社，2006.

[7]朱耀庭，穆强.《数字化多媒体技术与应用》[M]，电子工业出版社，2006.

[8]何幼华，《幼儿园管理创意设计》[M]，华东师范大学出版社，2006.

[9]赵建华.《计算机支持的协作学习》[M]，上海教育出版社，2006.

[10]王素荣.《教育信息化理论与方法》[M]，社会科学文献出版社，2006.

[11]林泳海.《幼儿教育心理学》[M]，商务印书馆，2006.

[12]简楚瑛.《学前教育课程模式》[M]，华东师范大学出版社，2005.

[13]莫雷.《教育心理学》[M]，广东高等教育出版社，2005.

[14]李国栋.关于网络多媒体课件素材库建设的思考[J]，《教育信息化》，2003年第四期.

[15]何克抗，基于Internet的教育网络与21世纪的教育革新[J]，《中国电华教育》，2001.

[16]雷洁（2006），《浅谈幼儿园多媒体教学的开展》，《课程教材教学研究（幼教研究）》，第2期.

[17]赵树兰，董凤琴（2005），《谈谈多媒体课件在幼儿园教学中的运用》，《学前教育研究》，第21期.

篇5

一、有助于激发学生的学习热情。在体育教学过程中，某些教师的体育教学观念依然停留在一味的身体练习和单调的课堂理论课上，不重视利用多媒体技术进行教学，或对多媒体技术知之甚少。当然，身体练习仍然是体育教学中必不可少的重要内容。然而通过多媒体辅助教学往往比教师的示范讲解更直观、更生动、更易被学生接受。学生在体育实践中，是在不断地认识自我与改造自我的统一中不断地完善自我。运动规则的限制、导向和激励机制，使学生不断地认识自己身体和心理上的不足，以适应规则的要求，从而锻炼和改造身心，完善自我。因此，体育实践活动既可以使学生的身体得到全面、积极的锻炼，同时也可以使思想、道德、意志、情感、人际关系等等方面受到教育。这是体育学科在对学生进行全面素质教育中具有多种功能的基本依据，也是区别于大多数学科以智力培养为主的主要不同之点。因此多媒体技术一方面提高了学生的学习兴趣，使学生易学易懂，印象深刻；另一方面也促进了学生运用科学的方法主动从事身体练习。开阔学生视野现代教育技术的教学方法，手段生动活泼、新颖多样，克服了过去老师边示范、边讲解的传统的体育教学模式，现代教育技术的使用既符合青少年的求知欲、求新的心理特点，又能创设比较好的情境和情绪体验，引起并保持学生的注意和兴趣，从而能够激发学生学习的热情，调动学生学习的积极性。

二、有助于学生建立正确的动作概念，统一规范技术动作中学体育教材有田径、体操、民族传统体育、韵律体操与舞蹈、足球、篮球、排球、游泳等项目，内容繁多，新内容、新规则、新教材层出不穷，不断向体育老师提出新课题、新要求。体育教学的主要任务之一，就是使学生掌握一定的运动技能，并能在此基础上，灵活的应用与创造新的运动技能。一个新的动作的形成，必须通过听、看来感知技术动作过程，而且看是学生的主要信息来源，这样就要求教师要有很高的技术水平和示范能力，否则很难把示范动作做的很规范，就会直接影响学生的学习效果，一个失败的示范还会影响到教师在学生心目中的形象。另外，体育教师随着年龄的增长，完成动作的能力也在不断的下降。教师要上好体育课，必须做正确标准的示范，使学生建立正确的技术动作概念，这就使教师的现有水平和教学的客观需要产生矛盾。利用现代教育技术可以帮助教师解决这一矛盾，运用现代网络视听媒体，把世界优秀运动员的先进规范技术，介绍给学生，有助于学生建立正确、完整的技术动作概念，较好地掌握技术动作。

三、有助于教师结合动作边讲解、边示范，突出技术动作的重点和难点

大家都知道，一些难度较高的体育教材，在一瞬间要完成一连串复杂的技术动作。例如，田径跳跃项目的空中动作，体操支撑跳跃的连续动作，技巧的滚翻，单杠的回环动作等。学生很难把这些瞬间完成的动作看清楚，也就很难快速建立一个完整的动作表象，老师过多的重复示范、讲解还容易让学生产生错误的认识。利用现代教育技术，通过计算机制作的多媒体课件把教师自己很难示范清楚的技术环节，用课件中的动画或影像采用慢动作、停镜、重放等教学手段结合讲解、示范表现出来，这样就能够帮助学生看清楚每一瞬间动作的技术细节，更快、更全的建立起动作表象，突出了对重点和难点动作的掌握，提高了教学效果，缩短了教学过程。

我从事体育教学后，在一次篮球课上讲到传切、空切、联防等篮球战术配合时，由于大多数学生对篮球基本战术知之甚少，因此学生在配合教师进行战术示范时表现迟钝、紧张，结果花费了许多时间也达不到预期的教学效果。于是我又组织学生看录像，由于没有专门的篮球赛进行讲解，结果学生往往被录像中的扣篮等精采场面所吸引，很难将注意力集中到战术配合上，教学效果自然不容乐观。图解法教学不直观且繁琐，与现代初中生的心理特点不吻合，也不利于学生对知识的掌握

篇6

体育赛事，作为一种重要的“吸引流量”的互联网内容资源，正在被越来越多的互联网科技公司发现其战略价值。

国外如Facebook和Twitter等科技巨头，已经签约获得一些体育赛事转播权，加强视频服务。不久前有消息传出，亚马逊也正在探索实况体育直播，目前正与NBA、MLB（美国职棒大联盟）和NFL（美国橄榄球大联盟）就比赛转播权展开谈判，试图为Prime会员用户提供高端的独家体育赛事内容包。

“内容为王”，对于视频网站来说，就是金科玉律。但，不同于韩剧、美剧等影视剧视频内容，可以靠砸钱来形成版权的护城河，在体育赛事的直播方面，除了内容为王，还需要技术流。

时下已渐成风口的UGC直播，主要的直播内容还是泛娱乐、秀场和游戏直播，但也有玩家看到了UGC直播+体育可能存在的市场空间，并开始布局，希望通过高质量的拍摄和移动直播技术的结合，打开泛运动生活的体育UGC直播市场。

在视频应用的扩展和可发挥的空间上，互联网的应用服务（OTT）正在大大开拓传统广电的视野：

传统广电直播体育赛事，比如央视，央视体育频道（CCTV5）和央视体育赛事频道（CCTV5+），再加上北京电视台的体育台，这样三个台也就72小时的体育内容，但是在互联网上，所有的体育内容都是用户可选择的；

再比如9路信号的直播，一场林丹和李宗伟的羽毛球比赛，除了传统的广视角，如果你是林丹的粉丝，你就可以一直以林丹的第一视角来观看比赛；

随时随地地观看内容，你刚刚在电视上看的视频，当你出门打开手机时是无缝续播的，或者你可以把正在手机上看的内容“推”到电视屏幕上继续播出观看；

传统的广电视频节目，更多是“我说你听”、“我讲你看”这种模式，在互联网上你可以发弹幕、发聊天室、还可以在节目播出时和主持人互动，等等更丰富的交互形态。

而凡此种种的互联网传输，都是建立在云的基础上的。

直播上“云”

当你在帕劳的蓝角深潜、与五彩斑斓的鱼群擦身而过时，当你在南极穿越冰川、看到企鹅时，当你克服高海拔乏氧和恶劣天气攀登珠峰时，当你从瑞士雪山上高空滑翔而下、身体像枫叶一样翩翩飞落时……

如果这些新鲜气息扑面而来、让你各路感官顿时打开的户外运动，这些很多人都不曾体验过的人生瞬间，能够以第一人称视角，实时地被更多人通过视频分享时，应当是相当美妙的。

事实上，已经有一些极客玩家，通过市面上已有的直播拍摄智能硬件，将一些体育赛事的现场视频分享到时下火热的直播平台上，也有像乐视体育Liveman这种智能硬件与直播软件“一体化”打通的，希望将户外高质量拍摄与移动直播技术更好地结合，尝试做更为便捷的泛运动生活的移动直播。

能够“随时随地的做直播”，是相当需要技术支持的。乐视云计算有限公司媒体云VR业务中心高级总监魏伟，长期从事数字音视频处理、图像处理、人工智能及虚拟现实（VR）等方向的研发及产业化工作的技术专家表示，通过移动直播硬件拍摄的音视频数据如何从硬件终端上云，其实是一个很难解决的问题。

“每个用户有不同的网络环境，有不同的拍摄的内容形态，如何保证用户无论在什么地方，把这个设备打开的时候都能让他便捷地上传内容。”魏伟解释，首要的前提是给用户一个就近的网络访问点，这在基础层面上取决于云服务商在全球范围内所拥有CDN节点资源。

直播内容的UGC生产者将视频传到就近节点之后，观看者可能在全球的任意一个角落，作为云服务，怎么解决这两个点之间的音视频数据传输问题？魏伟介绍，从技术原理上来说有两种方法，最短路径算法和最快路径算法，殊途同归，都是解决怎么能在两点之间以最快的方式把数据通道打通。

不慢不卡的“秘密”

对于高清体育赛事内容的互联网直播，如何做到画面稳定不卡顿、不延时，尤其需要技术保障。

传统广电系统，像IPTV或数字广播电视，直播时是通过专用网络传输的Multicast（多点广播）实现，直播质量取决于外置的有线光缆，这是广电系统的“天生优势”。而互联网直播用的是公共宽带的互联网，公共带宽较专用光纤存在很多不确定性，直播质量很大程度上取决于互联网环境。

魏伟分享了2016年8月份前后，乐视云直播平台如何在香港地区落地英超比赛的OTT播出。

自购入香港地区英超直播版权之后，乐视云便加大资源和人力投入，构建专属香港本地服务的网络直播平台架构，包含支持到4K的专业演播室、HLS直播轮播系统、轮播直播点播串联架构系统等，在香港多机房部署直播中继（Live Relay）、多机房建设CDN，由专线连接演播室和机房，实现直播内容从制作生产包装、平台分发、到终端应用的全流程4K本地化服务，实现高清实时的互联网直播服务。正是这些幕后工作，使得英超比赛在香港地区的OTT播出的延时跟当地IPTV播出基本同步。

直播赛事内容的高清播出，则主要得益于视频压缩技术的选择，以及对视频内容压缩的“区别对待”。魏伟进一步解释，乐视云在支持英超在香港地区的OTT直播时，采用的是用最新的H265视频压缩技术进行编码处理来传递4K的信号。“传统广电在传送一个4K信号的话，可能需要25甚至30兆的码率，这就必须要用专网来传输，但是在我们这边就需要10兆、12兆，是别人一半的码率来传输这个4K信号。这里面当然有很多技术上的处理方式。”他说。

对视频内容压缩的“区别对待”，通俗来讲即：根据人眼的视觉特性，比如人眼的兴趣点总是集中在比较快速运动的物体上，会相对忽略旁边静态的地方。从纯技术的角度来说，运动越快的物体，信息量就越大，反之越静态的信息量就越小。相应地，可以通过动态分配的一些技术把更多的码率覆盖到动态的地方，反之静态的地方就少分配一些码率。

至于用户访问的“负载均衡系统”，有些类似于资源的“南水北调”。魏伟举例说，一场北京和广东之间的体育比赛直播时，肯定是京、粤两地的观看用户最多，这时除了充分利用北京的节点容量，必要时刻还需要有效调用河北、天津等周围的节点资源。换句话说，如何做好全局的负载均衡系统，对视频的云服务而言就显得很关键。

为VR沉浸式观赛“减负”

总部位于硅谷的VOKE，是一家专注于运动赛事和音乐活动直播的虚拟现实技术公司。他们开发了一个名为TrueVR的系统，使用成套的摄像头和软件协助捕捉实时影像，创造出基于实景真人的虚拟现实（VR）体验。2016年 3 月有公开消息称英特尔投资了这家公司，最近的消息是英特尔收购VOKE。

媒体将此解读为英特尔提前布局体育赛事沉浸式直播。2016年初英特尔 X-Games Aspen 和 NBA 全明星周制作了节目，还收购了为体育赛事制作数字化即时回放的初创公司 Replay。这次收购 VOKE，将使得英特尔在赛事 VR 直播完成闭环。

大公司入局，无疑是市场渐入佳境的重要信号。魏伟表示，现在的基础技术条件已经能实现VR的播出。从VR的应用来说，比如体育赛事的直播、会直播、固定空间里的观影、演唱会等等，VR技术也有很多的行业应用，比如数字图书馆、教育、艺术等等。“像以前从文字到图片到视频一样，可能下一阶段就是VR。以前电视是把内容带到了屏幕上，现在VR是把你放进了这个场景中去，是跟以前完全不一样的体验。”他说。

当然，从VR应用的具体技术来说，各个环节都需要提高和加强。比如延时，一般来说，VR体验良好的话，基本上需要每秒120帧的画面，如果想要很好的清晰度，则至少需要2K甚至4K的图像解析度，如此体量的信息对于网络传输的压力就会大很多。

从VR（直播）视频的整体解决方案来看，主要包括采集、拼接、编码及传输和播放几个部分。如果举例用户使用VR设备观看F1赛事，要获得仿佛是用户自己在开F1赛车那样“身临其境”的体验，无疑还有较长的路要走。魏伟表示，包括前端采集，终端显示，终端显示屏的适配的速度，等等这些环节都还有问题在解决中，VR技术整体的应用体验还有待提高。

篇7

教育技术学作为一个培养人才的专业领域要解决两个关键问题：其一是培养什么样的人才?这涉及到培养目标的定位问题；其二是怎样培养这些人才?这涉及到培养模式选择的问题。对这两个问题的回答最终都要落实到课程体系的建设上来。因为培养目标要落实为课程目标，培养目标的实现也就要落实到课程设置、课程实施以及课程评价等。我国教育技术学专业规范研究也指出教育技术学专业分类发展的重要任务之一是要“从微观层面上确定专业核心课程、专业基础课程和专业方向主干课程的结构与内容”。现行课程体系存在“教学内容相对陈旧、重复多”，“层次不分、课程结构不尽合理”，“缺乏灵活性与多样性，培养目标单一、适应面窄”等缺陷。当前，运用辩证唯物主义和历史唯物主义的基本原理重新审视课程体系继承、发展与创新的关系，在实现课程纵深化、学际化、微型化、多样化、个性化、本土化的同时，及时更新课程实质结构，优化课程形式结构，使课程体系既具有学科规范性，又能符合素质教育要求，让学生全面而个性化发展，具有一定的灵活性，是加强专业建设的必然时代要求。

一　在理论脉络中兼收并蓄，更新课程实质结构

纵观课程理论历史，其中最具代表性的理论有四种：(1)以博比特(Bobbitt，F)、查特斯(Charters，W.)、泰勒(TylerR.)为主要代表的“技术理性”(technical interest)课程理论，强调效率优先和对环境加以控制，在提出课程基本框架的同时，也提出了课程建设的普适性、划一性模式；(2)以布鲁纳(Bruner，J.)为主要代表的学术中心课程(discipline―centeredcurriculum)理论，将原来以直接经验为课程主要内容转变为专门化的学科知识，突出人的问题解决能力和探究精神培养，具有较强的专业性和结构性；(3)以施瓦布(Schwab J.)为主要代表的实践课程(practical curriculum)理论，强调教师、学生、教材、环境相互作用的情境认知，让课程重新回归实践，具有较强的灵活变通性；(4)以派纳(Pinar w.F.)为主要代表的概念重建主义(reconceptualist)课程理论，强调行动(action)与行动后的反思(reflection)，即“反思性实践”(praxis)，立足于个体自我意识的提升与存在经验的发展，或者对社会现实的不断批判而建构意义，让课程重新回归于理性。

目前，在教育技术界，对于学科的理论体系也有几种不同观点，其中著名的有：由南国农教授提出的“媒体中心”理论体系，它把现代教育媒体的研究和应用放在核心位置：“系统过程”理论体系则认为教育技术学是一个处理教学问题的综合的、有机的过程，该过程包括与人类学习有关的各种因素：“五领域”理论体系则认为教育技术是从设计、开发、利用、管理和评价五个方面全面研究学习过程和学习资源的理论与实践；“两层次”理论体系认为教育技术学的研究领域可以分为基础性探索和应用性探索两个层次，其中，基础性探索层次包括教学设计、创新性技术和哲学文化研究三方面的内容；应用性探索层次包括学校教育领域中的应用和学校以外的企业培训和终身教育中的应用两个方面，表明教育技术学研究重点开始向绩效方向发展。

理论体系后面蕴藏的是教育思想，每一种教育思想都能在一定程度与范围内指导课程体系建设，如李龙教授提出：教育技术学科的理论框架由本体论、核心论、过程论、资源论和绩效论五个部分组成。本体论论述教育技术学学科的定义与定位，研究的目的、任务、对象、领域和范畴以及学科基础、知识体系、研究方法、发展历史、价值观、方法论等；核心论主要论述教学设计和教育信息处理两方面的理论：过程论和资源论论述智能技术和媒体技术在优化学习过程和丰富学习资源方面的理论和方法；绩效论则从学科的课程开发、教学系统开发、媒体资源开发、绩效系统开发和标准的制定与实施等几个方面来进行研究。根据这一理论框架建立的课程体系如表：

理论具有前瞻性、引导性。每当一种新的理论体系出现时，我们有必要对其进行辩证分析，弄清楚其来龙去脉以及它可能在该专业领域中的积极影响，并据此对自己的课程体系做一番审视甚至调整。当前，各高校以传统媒体为核心的“学科中心论”类课程较多，反映教育技术研究领域最新理论成果的课程较少，有关学习理论、网络媒体和绩效论的课程还没有进入我国绝大多数的高校教育技术学专业的课程体系之中，课程门类没有及时更新，跟不上时展，而且各门课程还存在内容陈旧的现象。如：电子技术系列课程中较为陈旧的经典理论偏多，新技术知识含量偏少，涉及的往往是大量经典理论计算，很少囊括现代教育技术领域的典型应用案例。

二　在分化与整合中重构体系，优化形式结构

课程的形式结构是课程的外部存在形式，反映了课程的门类与数量，讲究课程类别的完整与互补，主要体现在是分科还是综合、是必修还是选修、是学科还是活动的差别上。从逻辑结构看，教育技术学的专业课程首先可以分成专业基础课与专业课两大层次。前者是学生学习该专业所必须掌握的基本概念、基本理论和基本技能；后者则是为形成该专业的实践应用能力而设置的学科理论和专业技能的课程。

教育技术学的专业基础课程有哪些呢?笔者认为，教育技术学的基础主要包括两个方面，一是智能技术基础，即思想方法基础，包括哲学基础、方法论基础、理论基础这三个部分：二是媒体技术基础(物化技术)，包括硬件基础、数据库技术、通讯技术和软件基础等。

在专业基础课之后的专业课应开设哪些呢?由于教育技术学的研究对象是“与教育相关的技术”，可以确定，教育技术学的专业课应该是教育理论与技术相结合而形成的学科，又可以分为二者相结合的专业理论、二者相结合的应用技术、二者相结合的实践应用三个层次，即专业理论类课程、技术应用类课程和实践类课程。在专业理论层次中，教育技术学导论、教学设计理论和教育传播学是基础。教育与传统媒体相结合的理论有教学媒体的理论与实践、教育电声系统、教育电视系统等；教育与计算机、网络等现代媒体相结合的理论有计算机辅助教育、信息技术与课程整合、绩效技术、远程教育理论、网络教育理论等。此外，还包括教育技术学研究方法等对教育技术学本身进行研究的理论。在技术应用层次中，主要课程有教育电视节目编制、电视节目制作技术、 多媒体技术应用、多媒体课件设计与制作、人工智能技术、数字文化艺术、以太网技术应用、绩效技术应用。在实践层次中，除了专业实习、教育实习、项目设计等综合实践外，还有电视广告创意与设计、电视节目制作实践、3D实践、动画制作、多媒体课件脚本设计、网络课程开发、教学资源库开发等。

目前，我国高校教育技术学专业课程设计中“照葫芦画瓢”现象屡见不鲜，层次不分、比例不当的问题也就在所难免。按学科的逻辑层次来分，大学课程的层次构成一般为公共课、专业基础课、专业课、跨学科课程。但目前我国高校的课程分层一般采用公共课、专业必修课、专业选修课的“三层楼”结构，一般先开公共课，然后开设专业必修课，最后开设专业选修课。这个结构存在的问题是：专业课内容层次不分，没有专业基础课模块，以至一些专业基础课与专业课次序不清，学习顺序紊乱。因为专业课中仅仅把必修与选修作为课程开设先后的分类标准，并不能很好地体现课程内容之间的继承与递进关系。又如在专业理论类课程、技术应用类课程和实践类课程中都应该有必修课与选修课之分。如果按必修先开、选修后开的顺序学习的话，有些技术应用类与实践类的必修课就会先于专业理论类的选修课，学习顺序就颠倒了。应该把以上顺序调整为“公共课一专业基础课一专业理论类课程一技术应用类课程一实践类课程一跨学科课程”。

另一方面，因为层次不分，也就不可能考虑到各个层次的比例问题，造成了各个层次的课程比例不合理，理论类课程过多，技术应用类与实践类课程偏少。教育部高等学校教育技术学专业教学指导委员会建议把教育技术学知识分为八类其中工具性知识6门、人文社会科学知识9门、自然科学知识5门、知识管理知识4门、传播学知识9门、计算机知识10门、电子技术知识6门、教育心理学知识7门，其中所列课程绝大多数为基础理论类课程，只有计算机及信息技术应用、软件工程、面向对象的编程与设计、网站建设与开发、多媒体技术、人工智能、数字图像处理、教育科学研究方法等少数几门课程属于技术应用或实践类课程。各校实际开设的专业课程也属于这种情况，第一个层次的理论性课程偏多，后两个层次由于受师资、设备等各种因素的制约，普遍比较薄弱，开设的课程门类少或即使开设也不能教到位，未能从整体上形成多元化、层次化相互渗透的课程体系。第一个层次空泛理论知识的堆砌导致泛而不精；技术应用类课程的不到位导致第一层次的理论无法消化，动手能力差，而这又导致学生缺乏创造、设计的能力，以致教育实习、专业实习、毕业论文等实践类课程难以落实到实践能力的锻炼上，常常只能流于形式。此外，专业基础课也存在数量少，涉及面太窄的问题，不能为学生将来发展提供个性化选择。针对以上问题，需要着力加强专业理论与专业技术应用类课程群整合，作增设学际化课程尝试；在实践类课程的建设可增设某些微型化课程，以适应学科一方面向纵深发展，另一方面又不断综合的技术发展趋势。

三　在共性中寻求个性，提升专业特色

对于多元化的社会实体，只有站在不同的角度，采取不同的方法，才能真实地把握实体的本质。“和而不同”应该成为一种思维方式与哲学信仰。在强调共同性、普遍性、统一性的同时，也应充分考虑个体性与差异性。

哪些课程应作为体现专业共性的必修课开设?哪些课程又应作为凸显专业特色、地域特色、促进学生个性化发展的选修课开设呢?我们可以参考“教指委”构建的课程体系，共五个模块：(1)学校平台课程：两课、大学英语、体育与健康、美育、军事理论、综合交叉、信息技术、跨院系任选。(2)专业主干课程：教育技术学导论、教学系统设计、学与教理论、媒体理论与实践、信息技术与课程整合、教育技术项目实践、教育技术学研究方法、远程教育基础；(3)专业基础课，包括三个模块：公共基础课模块，包括：高等数学、线性代数、概率统计、基础物理、基础物理实验；计算机基础模块有：离散数学、程序设计、数据结构；电子基础模块有：电路分析、数字电子技术、模拟电子技术和电子工艺实验等。(4)方向核心课程：包括在不同方向上计算机类、教育基本理论、设计类、数字媒体类、远程教育类等方面课程的组合。(5)专业任选课和实践课程：包括专业实习、毕业论文、基于项目与任务的活动等。建议以上课程体系总学分保持在150左右。

笔者作如下设想：如果按总学分150，必修课每门3学分，选修每门2学分算，按7：2：1的比例来设置必修课(公共必修课与专业必修课的比例为3：4)、限选课、任选课，则专业必修课必须开20门以上，专业限选课10门以上，任选课5门以上。具体安排如下：

(1)专业必修课分为专业基础课与专业课两部分，其中专业基础课又分为智能技术基础课与媒体技术基础课，专业课作为专业的主干课程又分为专业理论类、技术应用类、实践类三部分，保证三者各占一定比例；

(2)方向限选课体现分流培养、因材施教的原则，根据学生的兴趣、爱好，旨在培养某一方面的特长，为学生进行选修课学习做准备；

(3)专业任选课以拓展专业广度和深度，满足学生个性化需求、培养“一专多能”的高素质人才为目的，可以分“前沿发展”模块、“邻近学科”模块、“兴趣爱好”模块。一方面向新理论与新技术开放，把学科的最新发展成果作为任选课及时反应到课程之中，并全方位地向其他邻近学科扩散。同时，按照学生的需求开设个性化课程。这样在提高学生选课的自主权和自由度的同时，可以让学生紧跟时展，增强适应性，促进个性化发展；

(4)在专业基础课与专业课中增加选修课，增强课程灵活性与多样性，拓宽口径与适应性；

(5)必修课应控制在2年半左右学完，保证选修课有时间开设。

四　兼顾适应性与超越性，着眼于受教育者终身发展

目前在教育界，对于“是以适应性为主，还是以超越性为主”的问题的回答存在两种态度，一些人持超越论观点，一些人持适应论观点。前者认为，21世纪的科学技术文化会有重大发展变革，知识经济已见端倪，教育和课程改革要着眼于未来的发展需要，而后者则认为，课程教材要适应现实的要求，超越现实，脱离学生的实际，会遭到失败。

在专业课程建设中，专业基础课、教育理论与技术相结合而形成的专业理论课更多的是着眼于厚实基础，有利于学生终身学习与终身发展；而教育理论与技术相结合所形成技术应用课程以及后续的实践应用课程主要是形成动手能力，为学生就业做准备，让学生在走上工作岗位后有一技之长，甚至于具有一定的实践创新意识与能力。

其实，依笔者看来，就人的本质规定性而言，人，首先是一种自然存在物，要生存，但又并非一种一成不变的自然存在物，而是一种独特的超越性存在，不能不体现发展。既立足于现实而又超越现实，不断地将超越了现实的理想世界变成新的现实世界。适应和超越之间是对立统一的、相互依存的、相互转化的辩证关系。选择教学内容，既要考虑受教 育者的年龄特征和接受能力，同时又要促进受教育者的发展，不能延误受教育者的思维发展；既要从我国农业经济和工业经济相混合的现实出发，又要从已露端倪的未来知识经济的发展需要出发，把超越性和现实适应性合理结合起来，克服原来的学科中心、自成体系、彼此隔裂的课程设置方法，更多地采用跨学科和综合一体化的设计方法，按照常新教育、终身教育理念进行课程设计，构建新的课程体系，着重培养学生不断学习的兴趣，淬砺意志，健全人格，获得适应社会变化的综合能力与素养，未尝不是明智之举。五凸显人文精神教育，促进受教育者协调发展

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关键词 飞思卡尔；智能车；图像分割；自适应二值化

中图分类号 TP2 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2015）09-0028-02

图像分割是数字图像处理中的一项基本技术，该技术在目标识别、机器视觉以及视频和图像信息的检索中起着重要的作用。图像二值化是图像分割中的一项重要的技术，在众多的应用场合中都要求对灰度图像进行二值化，所谓二值化就是设定一个阈值将图像各个元素按其灰度值分为背景和目标两类，由于分割后图像只有两个等级，因而称之为二值化图像。因此在进行图像的分割时阈值选取的恰当与否直接决定着目标信息的保留状况。有关阈值选取的方法吸引了大批专家学者为之付出了辛勤的劳动，也提出了许多方法，例如基于灰度直方图的双峰法，最大类间方差法（Otsu法），最大熵方法等等，并且不断有新的方法提出。

受教育部高等教育司委托高等学校自动化专业教学指导分委员会主办的“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛是在飞思卡尔半导体公司的赞助下以飞思卡尔单片机为主控芯片，自主设计并制作出具有驾驶能力的智能汽车，并在最短时间内完成赛道运行的一项赛事，是教育部主办的全国大学生五大竞赛之一。此项竞赛涵盖了包括传感器技术、电子技术、计算机技术、机械等多个领域的极具创意性的比赛。按照使用传感器种类的不同分为摄像头组、光电组和电磁组。摄像头传感器因其获取的信息丰富，能更好的反应赛道的真实情况而被广泛地采用，在每年比赛中摄像头组的竞争也非常激烈，因此一套适应性强、 可靠性高、运算量小的二值化算法是取得优秀成绩的先决条件。

1 二值化原理

将图像划分成一些特定的区域称为图像分割。按照分割方法的不同分为边缘检测法和阈值分割法。边缘指一幅图像中灰度变化比较剧烈的地方，因此边缘检测法主要依靠图像的一阶或二阶导数但是导数对噪声非常敏感，因此在采用此类方法时需要对图像进行滤波。但普通的滤波算法在滤除噪声的同时可能会降低边缘强度。阈值法是将每个像素点的灰度值与阈值进行比较，根据比较结果将图像划分为目标和背景。二值化过程可表示为：

g（x，y）为（x，y）处的像素值，f（x，y）为二值化后（x，y）处的像素值，T为阈值。常用的阈值选取方法有很多，根据阈值个数的多少可分为全局阈值法和局部阈值法。全局阈值法是指进行图像二值化时所有图像元素只与一个全局阈值进行比较。

常用的全局阈值法包括以下几种。

1）固定阈值法。这种二值化方法采用人为设定的阈值，该方法的运算量小，但是其缺点也是很明显的。适应性差，且分割结果极易受人为因素的干扰。

2）双峰法。首先统计图像的一维灰度直方图，如果此幅图像中背景简约，目标与背景的对比比较明显，灰度直方图就会呈现明显的双峰分布，那么两峰之间的谷底的灰度值就是就是最佳的二值化阈值。

3）最大类间方差法。灰度值方差是灰度分布均匀性的度量。方差越大表明构成图像的各部分差别越大，反之说明构成图像各部分差别越小。通过计算目标的平均灰度值、背景平均灰度值整幅图像的平均灰度值等来找出最大类间方差以及最小类内方差的点。此点即为错分几率最小的点。

全局二值化在处理一些复杂的图像时出错率较高，因而在此基础上提出了局部阈值法。局部阈值将原图像分成多块较小的图像，并对每一块图像分别计算阈值。典型的局部阈值法包括以下几种。

1）Bersen算法。阈值的选取只与特定尺寸的小图像中的最大最小值有关，在分割非均匀光照或背景复杂的图像时容易产生伪影或残缺的现象。

2）Niblack算法。该算法阈值与局部图像的均值和方差决定，该方法运算量大、容易受到背景噪声的干扰，且存在伪影或残缺的现象。

在对图像处理实时性和适应性要求比较高的应用场合中，上述均存在不能同时两者兼顾的问题。但是针对智能车系统普通的双峰法就能满足要求，因为智能车运行在特定的比赛赛道上，背景简约且对比明显且与赛道的对比明显。但是在应用过程中发现有时会出现赛道光线分布不均匀的区域或是受光线斜射的影响，背景和目标的对比不是非常明显，因而会出现图像二值化出错的情况，从而导致智能车控制决策失误因而出现车模运行失控的情况。基于上述情况需要对双峰法进行改进，使之满足智能车的运行需求。

2 双峰法改进方案

2.1 基本思想

在对双峰法进行改进之前首先对比赛场地以及比赛过程进行分析。比赛时的赛道是由铺设在蓝色地毯上的KT板或PVC板拼接而成。赛道宽度45cm，并在赛道左右边缘各贴有宽度为2.5cm的黑条。赛道上有各种弯道以及路障和坡道组成。参赛选手在正式进入比赛场地之前有20min的时间在试跑跑道上试车。进入比赛场地后选手也有60s的时间在比赛场地进行准备和测试。60s结束后，参赛车模要在30s之内冲过起跑线。

在对采集到的灰度图像进行双峰法分割时，效果比较明显但双峰之间可能存在比较宽的区域，因此阈值T选取过程中也需要进行人为的干预，分割效果会受到人为因素的干扰。由于双峰法需要对整幅图像的灰度进行统计，但是一幅图像的数据量往往比较庞大。单片机在进行这样的处理时可能耗费较多时间使得整个系统的控制周期变长，严重制约了车速的提升空间。因此需要简便算法，降低误差，获得比较准确的阈值T。

2.2 算法实现

由赛道分析可知，比赛赛道的宽度是固定的，且赛道边缘是连续的。智能车竞赛一般在体育馆中进行，光线强度在时间和空间上都是逐渐变化的，并且在比赛之前有足够多的时间适应光线。基于以上分析提出如下改进方案。

1）当摄像头采集完一幅图像后，对图像的前九行根据双峰法进行二值化，直到得出较好的分割效果。“较好”指经过二值化后赛道的宽度正常且赛道边缘连续。

2）每一行都分别设置一个阈值T。从第十行开始沿用上一行的阈值进行分割，若分割后的赛道宽度正常且此次分割得到的左边界不在上一行右边界的右边，右边界不在上一行左边界的左边。此时根据该阈值将该行图像划分为目标和背景两部分，分别计算目标和背景两部分的灰度平均值。并将两部分的灰度平均值除以二，做为当前行的最佳分割阈值。

3）若当前分割出来的出来的赛道宽度不在正常范围内或与上一行赛道边界相比有较大的跳变，则保持当前行的分割阈值不变，下一行继续沿用此阈值进行分割。

4）若一幅图像处理完毕，处理接下来的图像按照步骤一继续进行处理。

3 实验测试

在对上述方案进行测试时采用自主设计并制作的智能车模型上进行测试。摄像头采用ov7620彩色摄像头。该摄像头具有自动增益和自动白平衡控制，能进行亮度、对比度、饱和度、γ校正等多种调节功能；它支持连续和隔行两种扫描方式，VGA与QVGA两种图像格式；帧速率为30fps；数据格式包括YUV、YCrCb、RGB三种，能够满足一般图像采集系统的要求。

主控芯片采用FreeScale半导体公司生产的MK60DN512VLL10作为主控芯片，通过程序配置其内核频率为200Mhz，总线频率为100Mhz。通过sccb（串行摄像机控制总线协议）对摄像头的寄存器进行相关配置。由于智能车运行过程中只需要采集灰度图像就可满足控制要求。因此将摄像头配置为YUV格式输出，并通过单片机的DMA模块采集Y数据。

为了验证算法的可行性通过摄像头采集一幅赛道原始的灰度图像，该图像中光线分布不均匀，图像前端光线较暗。如图1所示。

采用新算法的阈值从近及远呈递增分布。

通过对比分析该方法与传统双峰法的分割效果可以看出，采用新算法的二值化结果相对于采用传统算法的结果较优。在光线分布不均匀时，二值化效果更加明显。此算法具有较好的光线适应能力，更加完整地保留了赛道信息，为后续赛道信息的提取以及控制策略的执行提供了良好的保障。由于此算法每一行都需要进行一次阈值计算相对于传统全局二值化算法，可能需要消耗较长的时间，但是经过实际测试表明通过配置摄像头隔行扫描并采集其中90行，180列的数据的情况下，执行完该二值化算法后任然有充足的时间执行后续的控制算法。

4 结论

本文对现有的二值化算法进行了分析和比较，并讨论了这些算法在智能车系统中的可行性。最终选用双峰法做为二值化算法，通过分析该方法的不足结合智能车竞赛的特点提出了一种新的改进算法，新算法是基于迭代的思想，通过阈值传递进行图像二值化。实验表明，该方法相对于传统的二值化算法具有更强的光线适应能力以及较小的运算量的特点，并且能较好的还原赛道的真实状况。但是任何算法都只能适用于特定的范围，该算法只能在一定范围内跟随光线的变化对阈值进行

调整。

参考文献

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[2]王强，马利庄.图像二值化时图像信息的保留[J].计算机辅助设计与图形学学报，2000，12（10）：746-750.

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[4]王积分，张新荣.计算机图像识别[M].北京：中国铁道出版社，1998：75-77.

篇9

1. Agent的定义

在计算机和人工智能领域中，Agent可以看成是一个实体。它通过传感器感知环境，通过效应器功能于环境。Agent为了达到一定的目标，有着自成规律地执行任务的工作模式。

闻名Agent理论探究者、英国的Wooldridge博士和Jennings教授认为摘要：Agent是一个具有自主性、社会能力、反应性和能动性等性质的基干硬件或（更经常的）基于软件的计算机系统，该定义答应在更宽范围的环境中设计Agent，而且其中增加了通信要求。

2. Agent的性质

(1)性(Agent)

a它是"代表用户"工作的;

b它可以把其他资源包装起来，引导并代替用户对这些资源进行访问，成为便于通达这些资源的枢纽和中介。

(2)智能性(Intelligence)

在这方面，智能Agent可以做很多有高技术含量的工作。例如，理解用户用自然语言表达的对信息资源和计算资源的需求;帮助用户在一定程度上克服信息内容的语言障碍;捕捉用户的偏好和喜好;推测用户的意图并为其代劳;等等。

(3)自主性(Autonomy)

一个智能Agent应该是一个独立自主的计算实体。它应能在无法事先建模的、动态变化的信息环境中，独立规划复杂的操作步骤，解决实际新问题，在用户不参和的情况下，独立发现和索取符合用户需求的可利用资源和服务。最近J.McCarthy等人正在探索如何构造能对自身状态有所感知的智能Agent。

(4)机动性(Mobility)

在网络计算环境下，一个Agent可以看成是代表用户驻网络的常设机构，它可以在网络上灵活机动地访问各种资源和服务，还可以就完成特定任务同其他智能Agent进行协商和合作，甚至把自己"迁移"到网络中的其他主机上去执行任务。这样的"精灵"在网络上游弋 ，是对网络平安性、个人隐私性和管理方面的巨大挑战。

3. Agent的基本结构

（1）。目标模块

（2）。感知器

（3）。信息处理器

（4）。效应器

（5）。通讯机制

4、Agent功能的实现

要求摘要：跨平台一致语法，最小资源代价，支持移动语义

面向Agent的编程技术（AOP，Agent Oriented Programming）

Java

Telescript

5.智能Agent的应用意义

智能Agent在许多方面有着重要的应用意义。

信息服务 信息服务是最广大的用户群接触网络环境的首要渠道。对于信息内容已经相当丰富的英语文化圈来说，进一步提高信息服务的质量，改变目前信息服务中存在的 "信息过载"和"资源迷向"的状况，是信息服务业所面临的最紧迫的任务。智能Agent正好可以适应这方面的需要。具体地说，用于信息服务的智能Agent主要完成以下功能摘要:1导航 ，即告诉用户所需要的资源在哪里;2解惑，即根据网上资源回答用户有关特定主题的新问题 ;3过滤，即按照用户指定的条件，从流向用户的大量信息中筛选符合条件的信息，并以不同级别(全文、具体摘要、简单摘要、标题)呈现给用户;4整理，即为用户把已经下载的资源进行分门别类的组织;5发现，即从大量的公共原始数据(比如股票行情等)中筛选和提炼有价值的信息，向有关用户。这些都是使信息服务走向个性化主动服务不可缺少的功能。目前在此方面已经有了一些能够使用的系统，但智能化的程度还远远不够，且主动有余过滤不足已经造成了一些负面的影响，亟待尽快发展更先进的人工智能技术予以解决。

系统和网络管理 计算机系统本身的资源量就非常巨大，系统管理的整个趋向正在朝着"傻瓜化"的方向发展，其中很大一部分原来由系统管理员手工干的事情，现在已经由计算机代管了。系统管理的界面变得更加友好，在系统本身的复杂性不断提高的情况下，驾驭系统资源的复杂性反而在不断降低，代管系统的自主性也在逐步提高。在网络管理方面，随着Client/Server计算成为主流，完成固定功能的Agent的存在和应用已经成为事实，分布在不同设备上"监视"设备状况，并随时向主机报告数据的Agent，已经是当今网管系统中很平常的一部分了。但是， 这些从事部分系统/网络管理的Agent目前还不能称为"智能Agent"，它们的智能化程度仍然有待提高。即使作为非系统/网络管理员和操作员的用户，也会有为系统和网络设定常规服务、向系统和网络预约非凡服务的需要，智能Agent是满足用户这种需要的最合适的帮手。

电子商务 越来越多的人看好Internet上的商业机会。网上的商品越多，在网上寻找商品就越是买方的一大负担;同时，卖方商品的推销也有一个对客户实行因人而宜的主动服务新问题。因此，采用智能Agent系统，代表买方去网上查看"广告牌"、逛"商店"寻找商品甚至讨价还价，代表卖方分析不同用户的消费倾向，并据此向特定的潜在用户群主动推销特定的商品，都是非常有诱惑力的。

协同工作 把Internet引入企业和机构、建立所谓"Intranet"的努力正方兴未艾。深层次的Intranet最终要改变的是人们的工作方式、企业和组织机构的运作方式，把一切具有信息属性的、可以用符号等价物替代实物的工作流程，统统在网络计算环境中予以实现。在这样的大目标下，企业、机构的相当一部分管理职能，完全可以由网络上自主工作的一组智能Agent来协同实现;涉及到设计、写作、数据操纵、软件开发等许多符号性的工作岗位之间的协同工作，也同样可以靠智能Agent来协调并完成一些辅的工作。 "虚拟企业"、"虚拟车间"、"虚拟协同工作平?quot;、"电子秘书"等新鲜事物已经或正在网上出现。

教育 远程教育是促进教育机会平等的重要手段。在网络环境下，可以调动多种教学手段，包括讲解、演示、练习、实验和考试等。其中，练习和实验环节是智能Agent可以大有作为的地方。智能Agent可以作为虚拟的教师、虚拟的学习伙伴、虚拟的实验室设备、虚拟的图书馆管理员等出现在远程教育系统中，增加教学内容的趣味性和人性化色彩，改善教学效果。单机系统中各种软件的"帮助"也可以设计成一个人性化的角色，实施对用户进行导航这种模式。

娱乐 在网络娱乐系统中引入智能Agent，可以增强娱乐效果，这也是娱乐系统开发新功能的一个很有希望的选择。目前智能Agent在娱乐方面可以做的事情有摘要:1个性化的节目点播服务;2游戏和虚拟现实中更加人性化的机器角色的设计，比如决策的智能化(战争或经济活动)、动作的人性化(体育比赛)和自然语言对话的使用;3网络社交场合(如聊天室 )中用来招徕用户，或以假乱真的机器对话角色的设计和使用，等等。

Agent在网络教学中的应用

基于agent的网上协作学习环境

利用agent来构建网上协作环境，就是在协作学习的环境中嵌入agent模块来更好地实现各部分功能。基于 agent 的网上协作学习环境如图1所示摘要：

图 1 基于 agent 的网上协作学习环境

1).基于agent的协作学习区

基于agent的协作学习区是一块虚拟的共享区域，支持在线协作学习者在各自的计算机上观看同一内容和讨论同一新问题，协作学习者可以通过文字、绘图等形式进行信息交流。除了实现学习的协作外，协作学习区还可以实现总任务的接受，据一定的原则划分成子任务，将所有登录的学习者划分成合理的协作学习小组等功能。协作学习区可以通过模拟现实工作中的黑板，即电子白板系统来实现。在此我们应用基于agent的电子白板系统。其模型如图2所示摘要：

图2 基于agent的电子白板系统的模型

管理agent摘要：负责整个系统的管理工作，包括用户的加入、登录，处理交互、协作信息，和存储模块相连进行数据的存储和检索。

消息路由agent摘要：主要提供agent的注册服务，记录各agent的实际网络地址，实现动态维护agent和网络地址的联系；提供路由转发功能，分析KQML中的路由信息，依据注册agent进行各种信息的转发；以及提供消息的缓存功能 。KQML是一种描述性的语言，定义了agent之间传递消息的格式和处理协议，通过提供一套标准的通信原语使得agent间可以交流和共享知识，已成为agent之间通信的事实上的标准；KQML语言采用了"协议栈"的思想，它携带的消息内容可以使用实现agent的语言表达，即意味着KQML可以携带任何一种语言表示的信息。

协作小组agent

协作小组agent实际上是由参和协作学习的学习者和终端计算机进行交互后，形成协作学习者agent，协作区根据协作学习者agent中提供的有关学习者的个人特征，按照一定原则（如摘要：学习水平、思维方式倾向等）划分而成的。其模块图如图3所示。当协作区分配任务时，按照协作学习小组agent的对外特性来确定任务的分配方式，而且，协作小组对外以一种整体的方式体现其功能。当然，当协作小组agent接到任务后，通常会进行再次分配，将任务具体到协作学习者agent，由学习者agent具体实施或通过协作完成任务。

协作学习者agent

协作学习者agent是指参和协作学习的个体agent，它是协作小组agent的组成成员。基于agent的网上协作学习环境为每一位学习者提供了一个个体agent。当学习者在此学习区注册时，个体agent随之生成；当学习者和协作学习区不断交互进行学习时，个体agent将记录下学习者的一些个人特征，如摘要：学习水平、前驱知识把握程度、知识接受能力、思维倾向方式等，并将这些信息纪录入相应的参数库。当学习者再次登陆时，个体agent的这些参数将为下一步的学习提供指导，如学习内容的提供、学习路径的提供以及学习界面的提供等。如若学习者随着学习的不断深入，学习能力、学习水平、思维倾向性等积累到一定域值的变化，则个体agent中的参数将随之更新。

其模块图如图4所示。

控制器摘要：协调各部分的工作，并负责分配任务以驱动其它模块工作；

任务接受器摘要：负责接受经过分配后的子任务；

规划摘要：评判任务的标准、方法和原则以及评判学习者的标准、规则等；

处理器摘要：解决控制器分配给它需要自动处理的任务；

参数库摘要：存放小组或成员执行、完成任务的情况，及学习小组或成员的学习风格、学习水平、学习能力等信息。

通讯模块摘要：和其它小组或成员进行信息交流和合作的渠道。

具体运作过程如下摘要：当任务接受器接受到需要完成的子任务后，送至控制器；控制器即根据规划库中的规则评判任务或学习内容的难易程度、难度系数、区分度等，并打上相应标记。通过通讯模块将其传送至学习者本人；当学习者完成任务时，规划模块将评判学习者的学习能力、学习水平等，并给出评判结果，分数值；若分数值达到或超出可以改变参数库域值得值，则修改参数库中的参数，否则不修改。

2）. 基于agent技术的网上协作学习环境的运作方式

大致来讲 ，整个基于 agent 的网上协作学习实施过程如下摘要：当总任务提交给基于agent的协作学习区后，基于agent的协作学习区或参和协作学习的教师，将任务划分成相应个数的子任务，然后分配给各个协作学习小组agent；协作学习小组agent相互合作完成子任务后，将结果提交给协作区，由协作学习区将所有结果有机汇总、综合，形成最终成果，并提交给总任务结果接受器，之后由教师组织全体协作学习者对结果进行分析、评价以及各小组解决新问题思路方式的评判、学习等。当然，假如有多个协作学习区，各协作区之间还可以进行交互、合作、交流等活动。

基于agent的网上的协作学习的具体实施过程主要有摘要：学习者登录注册、小组划分、任务分配、协作学习的实施、成果汇总、评价几个阶段。

学习者登录注册

当学习者进入协作学习区后，首先要进行注册登记。具体过程是摘要：当协作学习者agent首次进入协作系统时，需要向消息路由agent提交注册信息，如摘要：agent的名字、密码、IP地址等有关数据，并记录入agent注册表中。

小组划分

根据学习者的学习能力、学习水平、思维方式的倾向性等组成2-6人的协作学习小组。成员的分配一般采用互补的方式分配组员，这样有利于提高协作学习效果。小组划分有自主式和被动式两种。自主式是指每个学员在了解了总体学习任务和所有其它登录学习者的情况以后，自己做出和谁结组的判定，并通知消息路由agent，再由服务agent确认形成正式的协作小组。被动式是指由服务agent根据消息路由agent中注册登录的学习者的情况，将学员按要求分组，或者由参和协作学习的教师来分组。一般分组应注重学习者的优劣搭配、不同学习风格的搭配等。

任务分配

任务划分是协作学习的关键所在。当总任务到来时，运用KQML消息包，通过消息路由agent，将其送至管理agent，管理agent将按照一定原则将总任务划分成多个子任务，并根据学习者agent提供的有关学习者的个人信息尽量将适合于学习者特性的任务内容分配给学习者。

在任务划分过程中要注重任务划分的原则摘要：任务划分要合理，一般应该根据任务的内在逻辑结构、知识点划分等划分任务；任务划分轻重、大小要适当，不能有轻有重；还要注重任务的前驱后继等情况，并将此类信息通知相应的协作学习小组agent；分配任务要根据各小组成员的个性特征进行，尽量做到符合学习者的学习方式、学习水平、思维方式倾向等等。

具体协作学习的实施

协作学习的机制主要有摘要：①冲突和竞争机制、②自我解释机制、③内在化机制、④学徒机制、⑤共同承担认知任务机制、⑥共享规则机制。在此，我们不多加以区分，而看作几种机制的综合使用。

具体协作实现过程如下摘要：协作学习者agent通过任务接收器接受子任务，并传送给控制器，规划模块在控制器接受任务后帮助控制器分析任务、制订解决任务的计划等；然后由协作学习者操纵控制器，通过任务驱动处理器处理任务。在此过程中，有的任务由成员A完成，有的任务由成员B完成，也可能由A和B共同来完成，还有可能借助于其它协作小组或其成员来完成。另外，有些工作还要求使用其它小组所承担任务的部分或全部成果，此时，要考虑到其它小组的任务实施和完成情况，及时互通信息、交流学习收获等。

成果汇总

当每一个协作小组或成员均完成任务时，就需要将所有成果汇集在一起，有机协调、组合后，形成一个总的学习成果，从而实现总任务的完成。具体讲就是摘要：协作学习者agent将其学习成果通过电子白板系统中的消息路由agent和服务agent传送出去，和其它小组或成员的成果汇总在一起，形成总的成果。在此期间，还可以互相学习彼此的学习方法、解决新问题的思路等。

评价

任何学习到最后都有一个评价的过程，基于agent的网上协作学习也不例外。评价可以是组内成员互相评价、可以是组间互相评价等。基本工作机制是运用基于agent的电子白板系统作为评价中介区，象协同学习时交流新问题一样进行评价信息的传递。

3).基于agent技术的网上协作学习环境的特征

通过基于agent技术的网上协作学习环境的运作方式可以看出摘要：整个过程中信息的交流、传递都是基于agent来实现的，由于agent能够通过和学习者的交流了解学习者自身的特征，并做出反应，得出并纪录和修改学习者的学习特征、学习风格及判定学习者的知识水平等，从而使整个学习环境具有个性化、智能性的特征。

个性化特征摘要：

通过使用学习者agent，记录学习者的学习个性特征，如学习能力、学习方式、学习的水平等等，此后根据这些参数组织学习内容和生成学习界面提供给相应的学习者，使得学习者的学习内容和学习界面均具有个性化的特征。

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论文摘要:介绍一种新型的教育模式:移动教育,分析了移动教育的实现模式及发展现状,并对移动教育的特点及其存在的一些问题进行了探讨。

1移动教育概述

所谓移动教育(MobileEducation)是指以国际互联网和教学服务器为主要载体,以移动台和移动教育网为连接用户和互连网的主要媒介,运用目前比较成熟的通信技术、网络技术以及多媒体技术,通过目前使用较为普遍的无线设备(如手机、PDA、笔记本电脑等),为各类用户提供灵活方便的交互式教学和学习支持服务。与传统教育相比较,它最大的优势是能够突破时间、空间和地域的限制。

移动教育系统主要由4个部分组成:国际互联网、移动教育网、移动台和教学服务器。其网络结构如图1所示。

(1)移动教育网。该网络是整个移动网络的一部分,由多个基站组成,用来发射或接收来自移动台以及互联网的信息,并通过空中接口将移动台与互联网实现无缝连接。

(2)移动台。移动台指移动设备,现阶段主要指第三代移动设备,如第3代手机等。第3代手机是国际电信联盟(ITU)对符合“IMT-2000”标准的数字手机的总称,其通信硬件完成信号的接收以及协议识别,SIM卡是保存用户的标志。与第2代手机相比,它的内置操作系统更具有开放性,并在一定程度上可以扩充软件。目前,日本研发的第三代手机不仅可以收发短信、电子邮件、拍照并将照片传送到世界各地,还可以上网查阅资料、欣赏电视节目、看体育比赛实况或观赏电影等,基本具备了个人电脑的所有功能。

(3)Wap网关。它是一个位于互联网和移动网络的中间件。当我们向互联网发出一个请求时,它把我们的“Wap”请求转化为“Web”请求。相应地,当收到互联网的回应时,Wap网关也把从互联网上传来的“Web”请求转换为“Wap”请求。当今的网页大都是用Html写的,但对移动电话而言就显得太复杂了,而且速度较慢。移动电话能访问的网页都是用WML(WirelessMarkupLanguage)写的。Wap网关能将HTML语言转化为手机能识别的WML语言。

总之,一个移动教育系统,不仅能提供移动互联网、移动资源库,还能在学校的教育平台上组织数据资源,建立各种数据库,也能提供移动的讨论区和BBS等多种服务,能在不受时空、地域限制的情况下,最大限度地使学生获取有效而丰富的资源。

2移动教育的实现模式

2.1基于短消息的移动教育

第二代移动通信网GSM、GPRS除了提供语音服务外,还能提供面向字符的短消息服务(ShortMessageService)。SMS占用通道的时间短、费用小,可使得两个移动用户方便地进行点对点通信。由于互联网具有丰富的资源,目前众多的短消息服务厂商几乎都与国际互联网相结合,并形成统一的短消息服务网络。通过短消息既可以在用户间实现有限字符的通信,也可以实现用户与互联网服务器之间的有限字符传送。利用这一特点可实现用户通过无线移动网络与互联网之间的通信,进而实现对移动服务器的访问,通过这种方式可以实现一定的教育功能,见图2。以教育服务器为例,其短消息服务可以实现如下功能:

(1)学校的教务管理和处理功能。如学校对教师的教学活动通知;教师对学生的教学活动通知;学生对考试分数的查询;学生选课信息的发送和提交。同时共享诸如网址、学术报告的概要和邀请函等。

(2)学生对教师进行提问功能。在达到一定问题量后,系统通知教师对学生的问题进行浏览以及答疑;学生也在数据库资源中浏览各类信息和知识。

(3)在面向学生的学习特征和学习风格的调查后,由学生个人在某些学习支持服务机构定制学习策略服务。

(4)学校对学生的指导和评价服务。

2.2基于连接的移动教育

一般来说,SMS服务提供面向字符的传输,其数据的通信是间断的、非实时连接的,因而这种通信方式并不能实现对网站的浏览,也不能实现多媒体资源的传输和显示(像视频,音频)。但随着以WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA3种主流3G技术的推出,以及通信芯片和DSP(DigitalSig-nalProcessor)性能的提高,面向浏览器的移动设备将会很快得到推广。目前很多手机厂商正在或已经开发能支持浏览器的高档手机,如WAP手机、Imode手机、GPRS手机等都将支持浏览器。以第三代移动设备(手机、PDA、手提电脑等)为主的移动教育在方便性以及服务质量上都将会发生空前变化。但是,教育平台从微机到手机的转变也会带来一系列的问题:如微机软件是基于微机屏幕的,因而在移植到手机上时,都要对于显示程序进行适当的修改等等。

3移动教育的发展趋势和研究现状

美国加州大学伯克利分校(Berkley)于2000年针对一些中学生做了使用手机的教育实验,讨论了在虚拟大学中的移动应用。实验结果表明,移动教育对于培养学生的创新思维有很大的帮助。

英国Ultrallab实验室于2001年开始进行M-Learning项目。该项目主要是为了解决3个存在于欧洲的年轻人的社会和教育问题:文盲问题、缺少继续教育问题以及由于缺少信息技术而导致的不公平问题。

M-Learning项目起始于2002年7月1日,已经于2004年12月31日结项。目的是探究如何利用先进的移动技术开展基于问题的非正式学习和工作中学习的方法。2001年12月,我国教育部就移动教育开始正式的立项研究。2002年6月,北京大学建成国内首个校园无线局域网。2003年,国内新浪、网易、搜狐等知名网站开始向移动用户提供手机短信息或WAP方式的外语学习收费辅导服务。

4移动教育的特点及其存在的问题

4.1移动教育的特点

(1)学习的移动性。从某方面来说,移动教育可以让学习者自由地选择学习地点和学习时间,它突破了传统教育在空间和时间上的局限性,使学生学习的机会大大提高,而且变得更便捷,与此同时,教育的成本被降低,老师的工作重心开始由讲授者转移为引导者。

(2)学习的自主化。移动教育可以很好地构建基于问题的学习环境。传统教育强调教师的支持作用,但它的一个重要缺陷是其教学效果很大程度上依赖教师个人的素质和能动性。而移动教育以学生为核心,让学生从实际需要出发,自己基于问题主动去掌握,从而能极大地激发学生的兴趣和好奇心。基于问题的学习,即通过一系列实际问题来应用知识和技能,从而达到建构经验的目的。一般来说,基于问题的学习环境能增强学生的学习动机,开发学生批判性思维技能并能加深学生对重大问题的理解。

(3)学习的个性化。移动教育的部分功能就是利用人工智能技术构建的智能导师系统,根据学生的不同个性特点和需求通过移动资源库、移动讨论区和BBS进行教学和提供帮助。学生不再是被动地接受信息,而是采用新颖熟练的数字化加工方法,进行知识的整合、再创造并作为学习者的学习成果。对相同的学科主题内容,教师和学生可以根据自己的需要、能力和兴趣选择不同的难度水平进行探索。

(4)资源共享化和资源的实效性。Internet是一个丰富的信息海洋,在全球范围内各种最新的知识和信息都能通过网络得到有效的传播。这些知识和信息不仅能被共享,而且成为教学资源融入课程之中,让学习者进行讨论和利用。这种以现实为基础的信息利用,将有助于学生发现知识并加深对现实世界的理解。

(5)移动教育功能的扩展性。现在以手机为主要移动终端的移动学习,在技术的支撑下,功能日益强大。如现阶段流行的在GPRS上连线的WAP在线游戏和WAP博客,它们都具有数据高速传输,永远在线和仅按流量计费的优势。

4.2移动教育发展过程中存在的问题

从宏观上讲,我国的教育事业和工业化处于发展阶段,教育与通信相接轨,但教育却还没有被完全被纳入市场运作环境中。专门的移动教育设备制造商、移动教育接入服务商、移动教育网络运营商和教学资源提供商等,都还没形成完整的整合体系和链接结构,运作环境尚不成熟,从而无法构造一个完整开放的移动教育系统。就教学资源提供商而言,目前在我国已形成规模并进入商业化运作的教育网站大致只有两类,一类是提供在线远程教育,即所谓的“网校”,一类是提供教考资源。

从微观上讲,技术是移动教育的一部分。技术的发展可以极大地促进移动教育并解决其中的一些问题。但目前,有些技术还无法为参与移动学习的学生提供良好的虚拟学习情境和人性化的交互方式。如手机屏幕的显示方式有待于屏幕技术的改进,也有待于适合移动学习的学习网站的建立,而基于手机的教育操作系统目前开发出来的少之又少,并且已有的软件缺乏扩展性。还有诸如互联网技术、移动通信技术、嵌入式平台软件、蓝牙技术、语音输入技术、手写输入技术、屏幕扩大技术等等都在改进之中。

另外,移动教育的优势之一是能让学生自主、便捷地就有关项目进行高效的、自由的学习,但从教与学的交互与反馈来看,移动学习对学生的学习行为缺乏监控和调整策略。传统教育中人性化的交互方面与移动教育相比,无疑更占优势。这是移动教育迫切需要改进的地方。

综上所述,随着移动计算技术、移动互联网、分布式计算、蓝牙技术、WAP技术的迅速发展,我们有理由期待一种崭新的教育形式——移动教育将为我国的教育事业带来更多的发展契机。

参考文献:

[1]白娟,鬲淑芳.M-Learning:21世纪教育技术的新发展[J].现代远程教育研究,2003,(4).

[2]隋清江,张艳萍,张进宝.移动教育:国内外实践研究综述[J].教育探索,2004,(8).

篇11

关键词：认知功能；小学体育；效果

中图分类号：G633.96 文献标识码：A 文章编号：1005-2410（2017）06-0015-03

一、选题

认知功能的改善是21世纪的前沿科学和应用焦点，关系到儿童的学习成绩、成人的工作业绩、老人的身心健康，乃至人工智能的不断革新。认知功能包括注意、记忆、自控、判断、计划、决策、语言表达等思维过程，是人们高效学习、工作和幸福生活的能力基础。三十年来的认知神经学研究表明，大脑具有“可塑性”，大脑会受到后天环境的影响而发生结构和功能的改变。在不同的环境影响因素中，二十年来的运动生理学研究发现，运动能够通过很多生理机制去促进认知功能的提高，而且不同的运动内容和运动方法对认知功能有着不同影响。这些科研成果不禁吸引人思考：能否有意识地设计一些体育活动，去促进儿童认知功能的提高？

六十年来的认知心理学研究发现，认知功能在儿童期发展得最快，特别是持续注意（即保持注意持续一段时间）、注意分配（即同时关注几个目标对象）、工作记忆（即对需要做什么事等指令的短时记忆）、信息处理（即快速接收、处理信息并作出反应）、反应抑制（即抑制优势反应和冲动）、认知灵活（即快速适应规则变化）等较为基础的认知功能。鉴于此，本文以促进这些较为基础的认知功能的体育活动为研究对象，探讨其对小学生认知功能的影响。

对促进认知功能的体育活动的探讨，能够补充和完善体育教育的教育目标、方法和评价标准。这意味着，儿童将享受到更丰富的体育教育内容，而体育教师需要具备在技能传授、情感品格发展之外的更复合的知识结构和教学能力。这对于全球的体育教育都是新鲜的挑战。与此同时，这一探讨也将改变“头脑简单、四肢发达”的固有观念，让人们看到体育场能够提供的促进身体功能之外的丰富的教育机会，从而提高体育学科在学校教育中的地位。

二、前人研究回顾

1980年代以来的研究发现，认知功能的意义重大，认知功能水平比智商测验更能够预测儿童的学习成绩。对多动症、自闭症、老年痴呆症等病人的认知功能损伤和干预训练的大量研究发现，认知功能可以通过后天干预得到改善。认知神经学的研究揭示了认知功能改善的生理机制，即“神经可塑性”。比如，一项对我国体操运动员的大脑成像研究显示，经过多年专业训练的体操运动员的神经网络连接出现了30种增长和18种减少，这说明后天的运动训练改变了他们的大脑结构。

运动生理学和教育学的研究发现，运动能够促进认知功能的提高。比如，除了美国的“零点体育”（zero-hour PE）实验外，2014-2015年在北京市海淀区艺师附小（现农科附小分校）开展的3C脑体双优教学实验，通过让一二年级学生进行30分钟运动+30分钟数学（或电脑认知训练）+30分钟运动或60分钟运动+30分钟数学（或电脑认知训练）等动静转换训练，学生做数学题（或电脑认知训练）的速度和准确度都有了明显的提高。神经学研究发现，运动促进认知的生理机制之一在于，运动能够提高神经生长因子数量，运动后人体分泌的多巴胺等神经递质有助于集中注意力，等等。

研究还发现，不同运动内容对认知功能有着不同的影响。比如，接受六个月的太极拳训练比接受西式的拉伸和有氧运动的人在执行功能认知测试中表现更好，同时平衡感更强。再比如，英国有实验研究让135名7岁的儿童参加了15个月的球类训练，分为手球、足球、曲棍球、综合项目几个组，结果显示各组的战术创造力都有普遍提升，其中足球组的创造力表现最优秀。

国际上已经有少数教育者开始尝试将认知功能训练融入体育活动当中。比如，美国的教育者将“木头人”“捉人”等传统的集体游戏加入了更多的认知刺激，以训练儿童的持续注意、工作记忆、认知灵活等认知功能。

综上所述，促进认知功能的体育活动是一个国际前沿的跨学科话题，存在着大量空白。国际上尚没有促进认知功能的儿童体育活动的系统设计，也没有大样本数据对其效果进行检验。本文在前人研究的基础上，试图将认知功能的训练目标融入小学体育活动，探讨这种有意识设计的体育活动对认知功能的影响。

三、研究方法

本文采用了文献阅读法、实验法和统计法的方法进行研究。

1.文献阅读法

本文在阅读了大量国际研究和教育实践案例的基础上，梳理了前人的研究成果和研究方向，为本文的实验研究奠定了理论和实践基础。

2.实验法

实验假设：结合了认知功能训练的体育活动（以下简称“认知体育活动”），相比于没有结合认知功能训练的体育活动（以下简称“常规体育活动”），更能够提高小学生的认知功能水平。

实验对象：北京市东城、海淀、密云、房山、昌平等区共16所小学的三年级学生，共38个班级、约1200名学生。

实验时间：从2016年11月底至2017年4月底，共上课10周，每周3次课，共30次课。

实验安排：每个学校在三年级安排1个实验班、1个对照班，由同一位体育教师上课，其中实验班开展认知体育活动，对照班开展常规体育活动。

实验内容：由本文课题组提供指导、各实验校体育教师参与研发，共同开发的一套认知体育活动内容。包括：多种数字报数、反应性练习、反口令练习、镜子游戏、旗语信号、抗干扰练习、大风吹集体游戏等。这些认知体育活动的设计考虑了不同认知功能、运动项目和技能教学阶段的特点，针对集体教学环境做了调整，并考虑了整节课在身体负荷、注意力和认知负荷的强度和密度安排。

实验结果测量：在实验前后，使用根据美国国立卫生院（NationalInstituteofHealth）俗伎发的认知功能测评软件来测量实验对象的认知功能水平，软件包括DCCS、Flanker、Go/No-Go、WMT等四个测试工具（测试内容简介见表1）。认知功能前测在2016年11月25日至12月2日期间完成，后测在2017年4月20日至4月28日期间完成，前后两次测试的内容一致。

3.统计法

本文对收集到的认知功能测评数据进行效度处理和对比分析，比较认知体育活动和常规体育活动学生的认知功能的差异。

四、结果分析与讨论

1.对照实验的数据处理结果（表2）

上表中各项的定义：

（1）测试学校：由于本文只开展各校内部的实验班和对照班比较，而不进行各校之间的横向比较，因此用数字1-16来替代学校名称。

（2）测试班级：1班指实验班，2班指对照班。

（3）测试项目：D指DCCS测试，F指Flanker测试，G指Go/No-Go测试，W指WMT测试；1指前测，2指后测。因此D1指DCCS前测，D2指DCCS后测，其它依此类推。

（4）数据结果：表中的数据是各班的正确得分均值。其中，D、F、G测试的正确得分指正确率*100；W测试的正确得分指累积的记忆得分。

无效数据的剔除：

（1）学校整体数据的剔除：本文的数据统计分析剔除了学校8、12、13、16的数据。原因在于：学校8和学校12少了一个班的数据，无法构成各自的对比实验。学校16的实验班只有5人参加了测试，数据不足以全面地反映班级情况，无法构成公正的对比实验。学校13的实验班在前测时由于电脑设备和网络出现故障，在一周内连续做了两次测试，班级约1/3数量学生的数据出现了较大变动，影响了数据可靠性，难以构成可靠的对比实验。另外，学校11的D2数据存疑，由于2班30人中只有12人参加了该项后测，难以全面地反映全班情况。

（2）班级个体数据的剔除：部分学生的部分测试项目缺项；此外还存在个别学生的反应时小于0.1秒的情况，也即是这些学生在随机乱点屏幕。因此在进行班级均值计算时，剔除了这部分数据。

2.对照实验的数据分析

（1）DCCS数据

可以看出，在11所学校中，学校1、2、5、6、9、10、14等7所学校显示出了实验班比对照班有着更大的提高幅度，其中有5所学校显示出了实验班的提高幅度比对照班超出5%。其余4所学校，学校3和4显示出了基本一致的提高/下降幅度；学校7和15，实验班的提高幅度不如对照班，但实验班受到了前测数据起点更高、因此提高空间更小的限制。

说明：经过训练后，绝大多数学校的实验班比对照班在认知灵活、持续注意、工作记忆和信息处理能力等认知功能上拥有更大幅度的提高，个别学校数据的反驳价值有限。

（2）Flanker数据

可以看出，在12所学校中，学校4、5、6、7、9、10等6个学校的实验班比对照班的前后测提高幅度要大；学校1、2、3、11、14、15等6个学校相反，但同样这些学校的实验班受到了前测数据起点更高、因此提高空间更小的限制。

说明：有一半学校的实验班比对照班在抗干扰能力、持续注意和工作记忆等认知功能上拥有更大幅度的提高；另一半学校没有显示出这种优势，不过其反驳价值有限。

（3）Go/No-Go

可以看出，在12所学校中，学校1、2、3、5、6、7、9、10、11、14等10个学校都出现了实验班比对照班的提升幅度更大。其别是学校6、9、10，实验班的提升幅度比对照班的约高出了5%。其余两所学校4和15，同样这些学校的实验班受到了前测数据起点更高、因此提高空间更小的限制。

说明：经过训练，绝大多数学校的实验班比对照班在自控力、持续注意和工作记忆等认知功能上拥有更大幅度的提高，个别学校数据的反驳价值有限。

（4）WMT数据

可以看出，在12所学校中，学校1、4、6、9、10、14、15等7个学校的实验班比对照班的提高幅度更大。学校2、3、5、7、11则相反。值得注意的是，参加WMT测试的全部24个班里，有9个班的WMT后测数据低于前测数据，这包括5个实验班和4个对照班。其部分原因可能是，WMT测试在实施过程中要花费更多时间，一些学生没有足够的持续注意力来完成这个测试，导致后测时数据出现倒退的情况。

说明：超过一半学校的实验班比对照班在记忆力和持续注意等认知功能上拥有更大幅度的提高，其余学校没有显示出这种优势。

五、结论

在北京市12所小学三年级的对照实验中，DCCS、Flanker、Go/No-Go、WMT四个认知功能测试项目的前后测结果表明，经过10周、每周3次、每次40分钟的体育活动后，大部分学校的实验班比对照班在认知灵活、抗干扰、反应抑制（自控力）、持续注意、信息处理、记忆力等认知功能方面取得了更显著的提高。实验班的这种认知功能提高优势在认知灵活和反应抑制（自控力）方面体现得更为明显，部分学校的提高幅度优势达到了5%；实验班的这种认知功能提高优势在记忆力方面体现得稍弱。

六、问题与讨论

在实验过程中也遇到了不少问题，有待进一步探索和改进。包括：1）认知训练如何更紧密地服务于技能教学；2）认知训练的强度如何把握，本次实验中摸索出的理想强度是持续15分钟、每分钟1～10次不等的视听认知信号；3）认知训练中如何平衡好学生的更高兴奋度和课堂安全问题；4）认知训练中如何减少“搭便车”现象、同时照顾到反应慢的个体；5）认知训练的场地教具设计如何避免多个班级同时上课的干扰，等等。

参考文献：

[1]Cowan，N.&T.P.Alloway.Development of Memory in Childhood [M].Hove：Psychology Press，2007.

[2]Doidge，N.The Brain That Changes Itself [M].New York：Viking，2007.

[3]Gazzaniga M.S.et al.周晓林等，译.认知神经科学：关于心智的生物学[M].北京：中国轻工业出版社，2010.

[4]Nisbett，R.E.Intelligence and How to Get It：Why Schools and Cultures Count [M].New York & London：W.W.Norton& Company，2009.

[5]Rowland，T.W.Children’s Exercise Physiology[M].Champaign：Human Kinetics， 2004.

篇12

分清受众是营销的首要问题，分不清受众就不知道对谁做广告，以用户为中心的市场分类是所有企业的策略核心。俗话说，人以群分，这个“群”就是用户分类，也就是企业把用户按照某种标准进行分类，了解每一类用户的喜好，从而有针对性地推出最有竞争力的产品或服务。从传播的层面来讲，用户分类就是搞清楚对谁做广告、做什么广告的过程。

用户分类的概念有两个层面的意义。第一层的核心意义是运用可以理解的标准来定义产品用户，弄清楚他们的需求。第二个意义是如何对用户分类做出回应，以便企业能够为用户提供最有竞争力的产品，实现和用户最有效的沟通。

然而究竟怎样分清受众呢？营销学家一直在想办法让用户分类变得更加有效。决定区分用户的变量或者说标准十分关键，而这些标准需要与判断用户的购买行为有直接关系才有意义。一个好的分类标准可以解释不同用户对于营销活动反应上的差异，包括对广告和产品购买上的差异。

曾经，人以“群”分

用户分类最基础的方法是将用户分为不同的用户群，主要包括属性分类和心理分类两种方法。

属性分类是用年龄、性别、收入、教育、职业、家庭、地域因素等用户的外部特征来描述广告受众。属性分类是最早、也是应用得最广泛的用户定向工具。这种分类最吸引人的特点是定义清晰，使营销策略容易执行。例如，“某种产品是针对20―25岁的女性设计的”。这种分类，可以很容易地从媒介中选出符合这类人群的资源。属性分类的另一个好处是节约营销费用，广告主只要把资源集中在某个属性符合的人群上面即可。

在属性分类的基础上，营销学家又开发了心理分类。这是根据用户的性格特征、价值观、对事情的意见和态度、平常从事的活动、兴趣、生活方式、对品牌的偏好等内在特征来进行分类的。例如有的人对体育和健康有着非常认真的态度，而有的人将体育活动更多的是看成一种休闲娱乐。体育用品公司针对这两种人设计的产品和广告都应该有所区别。心理分类与广告更具有直接的关联，有人认为这比属性分类更有效。心理分类的好处就是能够帮助激发广告创意，使广告的内容和调性适合对象人群。

属性分类和心理分类是在用户抽样调查的基础上来完成的，区分的种类不会太多，分类的结果也比较稳定。

从群体，到行为，再到场景

20世纪90年代互联网出现后，用户分类方式开始出现很大的变化。广告主总有这些问题：来到我们网站浏览的到底是什么人？男的女的？收入高不高？结婚了吗？有无小孩？生活兴趣是什么等等。由于用直接的方式观察不到用户的这些特征，营销专家开始尝试运用用户的浏览行为作为人群分类的标准，认为浏览相似内容的人都有共同的、可以预判的心理特征，于是就按照媒体内容去区隔用户。浏览某一户外体育运动栏目的人可以被“粗略”地认为都是喜欢户外体育运动的用户，于是广告主就在这个栏目投放户外产品的广告。“内容分类”就是运用行为区分用户的早期形式。

内容分类对用户的区分是比较粗泛的，因为它是针对一类用户来讲的。在这种意义上，内容分类与属性和心理分类方式是相同的。但是搜索定向和重定向的出现，彻底地改变了用户分类的方式。“重定向”是指针对访问过某个网页而又离开了的一类用户；搜索定向是指锁定在搜索引擎中使用了某些设定关键词的用户。营销专家们还可以根据用户对内容或话题的关注来区分用户。

以前讨论的用户分类方式是按照“群”的特点来分，关键词定向和重定向是按照每个用户的行为来分，其结果是用户分类变得更加细分，到了“零碎”的程度。关键词可以分成品类词、品牌词、竞品词、咨询类词等，来代表不同用户群体；重定向的分类面临类似的情况，用来分析受众的网址（URL）可以有几十、几百甚至更多。每一类关键词、网址或者它们的组合都可以是用户分类的标准。其次，用户分类不再是基于少量的抽样数据，而是可以覆盖全球的海量数据。

行为分类发展到后来又有了技术分类。Forrester Research公司是最先提出“技术定向”这个词的，原来指根据用户使用的技术工具特点，包括用户设备、浏览器、所使用的搜索引擎，可以有效进行判断和分类，因为这些“技术参数”与前面提到的用户属性、用户心理都密切相关。

国外报道过这样一个发现：使用搜索引擎必应（Bing）到达页面的人群，转化效果常常会比从谷歌（Google）到达页面的转化效果高，这是因为用必应的用户比较“懒惰”――这个搜索工具是微软浏览器绑定工具，这类用户于是有什么就用什么，而对于信息深度和广度并不太讲究。而运用谷歌的用户就更懂技术一些，他们对信息的要求更多，而不只是贪图方便，因而更难说服。所以对于前一种用户，广告应该着重“行动召唤”，结果导向；而对于后者，广告应该是提供对比信息，把广告做得软一些，这样可以提升销售转化。

行为定向为用户分类理论引进了一个具有划时代意义的标准――时间。行为定向对用户的分类是有时效要求的，换句话说，就是用户的“标签”会因为时间而改变。例如，“重定向”是为了吸引来过页面却没有产生产品购买的用户，很可能过了一天用户已经购买了这类产品，那么这个用户就不再是广告受众了。实践证明，时间作为用户的分类标准可以有效预测广告的效果。银行可以搜索关键词去定义目标用户，这些词可以是“贷款”“抵押”等等。 如果根据搜索关键词投放个人小贷产品的展示广告，搜索词定向的有效性大多不超过24小时。

智能手机的普及标志着移动时代的到来，用户分类出现了一个与时间同样重要的变量――地点。时间和地点定义了一个用户所处的环境，或者说是场景，场景分类的概念就随之诞生。“正在商圈里购物的年轻妈妈人群”“来汽车城看新车的受众”都属于场景分类的范畴。

用户总是从一个场景变动到另外一个场景：早上从家出发、到办公室、中午午餐或者到附近商场买点东西、下午约客户喝咖啡等等，每个时间点上用户的地点、关注点、使用的上网设备、媒介环境都在变化。用户在不同的场景下，兴趣点是不相同的，所以同一广告在不同的环境对用户的效果也会不一样。用户分类就是要用数据推算出用户的场景信息，从而确定推送什么样的广告。在移动的场景里，用户“标签”的有效性稍纵即逝，现在还是广告受众的“他”，等会儿可能就不是了。

未来用户分类三大趋势

从最早的属性分类到现在的场景分类，用户分类有三个明显的趋势。厂商的广告策略也需要进行相应的调整。

第一个趋势是分类用户的维度增多。这需要厂商运用大数据让用户画像更为细致。过去，属性分类和心理分类的维度比较有限，大约只有几十种。行为分类就开始多到不容易统计了。场景分类增加了地理因素，全国有数百个大中城市，按照商圈分就更多。维度的增多能够让受众画像更加细致，银行金融公司的策略通常是“数据加挂”，即在同一用户的账号上积累不同信息，使营销更有针对性。游戏公司都想在互联网上找到收费用户，让他们注册参与游戏。营销的效果通常是用“获客成本”（CPA）来衡量的，在广告投放过程中用到的用户定义维度越多，CPA的成本就能变得越低。

第二个趋势是用户分类的时效越来越短，这是大数据时代最明显的特点。属性分类的条件通常具有很长的时效性，不会随时间而快速变化，比如性别和职业。心理分类时效就有所缩短，但也比较长，这是因为分类方式是按照一年或几年一次的市场调查结果作为分类基础的。到了行为分类时代，时效性就非常明显了。一个用户今天搜索了某款新车，表明这个用户对这款新车有兴趣，但运用这个搜索行为作为定向用户的条件可能在几个月或几周内因为发生购买而不再存在。这种变化要求厂商需要注重广告推送的时效性，进行精准投放。在CRM实践中，很多公司直接用顾客未来购买的时间作为用户分类的依据，时间越近，用户潜在的广告价值就越高。在新车购买市场，三个月内有购买意向的人群定义为热度高的潜客，三到六个月的定义为温热潜客。在直销行业，人们按照最近一次购买商品的时间作为区隔标准。有研究表明，如果用行为关键词作为广告分类依据，关键词的时效性会随着时间的推移而迅速降低。

篇13

增强现实技术的展示与应用是本学习工具最大的特色。本学习工具中应用了大量图片、识别码、三维模型、三维动画等原创素材，结合微视频、说明书、任务表等生动地展现了教学内容，能够使学生为主体、教师为主导的教育思想成为现实。无论是开课导入环节，还是学生作品展示环节，增强现实技术的运用都最大化地激发了学生的学习兴趣和探究热情。

制作背景

增强现实（Augmented Reality，简称AR）技术，是一种可以将现实世界信息与虚拟世界信息相结合，从而使观察者得到超越现实感官体验的新技术。相对于虚拟现实技术，AR技术更多是软件方面的拓展应用，其硬件配置起点低，软件方面则以编程和三维模型制作为主。在智能手机、平板设备和带有摄像头的电脑上均可实现增强现实的展示和交互，非常适合在教育教学中广泛使用。

作为走在时代前沿的一门学科，信息技术教学不仅要让学生掌握教材中的知识技能，还要让学生了解最新的信息技术动态，扩大知识面，并在实践探究中发展创造性思维。

《创新与未来》学习工具所对应的课程是一堂城乡交流课，其教学目的是使偏远地区的孩子也能够了解一些信息技术领域的前沿科技。由于农村地区学校的计算机房硬件配置普遍不高，所以我选用了增强现实技术作为学习工具中的主角，配合课堂任务，使学生在学习教材知识的同时有一个拓展视野、发挥想象力的机会。

教学策略

教师通过现场展示增强现实技术应用、微视频介绍增强现实技术的发展前景引发学生的学习兴趣，并借助讲解拓展学生的知识宽度。学生则以小组合作、互帮互助、微视频自学等方式参与学习，他们选择自己喜欢的幻灯片背景作场地，挑选合适的识别图形，经过移动、缩放、旋转等操作规划建筑的位置及大小，设计未来校园，并借助增强现实技术欣赏自己的创新成果。

设计思路及内容结构

小学中年级阶段的学生具有丰富的想象力，但抽象思维能力不足，这导致了学生对资料的分析、筛选以及整理尚不能完全独立完成。学习工具以此为切入点，为学生提供了微视频、图片素材、说明书等多种参考性媒体资源，使学生能按照自己的设计意图对有限的资源进行整合，锻炼了学生的逻辑判断能力。

本学习工具分为下述四个部分，我使用PowerPoint软件将各个板块做了线性连接，尽量做到条理清晰，操作简单。

1.导入

此环节以增强现实技术实现虚拟礼盒与课堂环境的融合，通过交互动画显示打开虚拟礼盒，虚拟礼物生长过程，激发学生的好奇心（如上页图1），从而引出实现现场效果的增强现实技术，为下一环节的教学做铺垫。

2.介绍

此环节为增强现实技术的视频介绍，我挑选了AR技术在教育、娱乐、生活、未来应用等方面的内容，对其进行整合，并配了文字介绍（如图2），使学生能在短时间内对增强现实技术及其应用有大概的了解。视频包括以下演示内容：美国国家地理增强现实技术、微软HoloLens增强现实眼镜技术、基于增强现实技术的概念视频和美国THE VOID公司虚拟现实主题公园（实际上其场景被称作混合现实MR，混合了真实、增强现实、增强虚拟和虚拟现实技术）。

学生在欣赏了视频案例后，会因其逼真的视觉效果、宏大的场景、广阔的应用前景而产生耳目一新的感觉。

3.任务

作为本课的重点，该环节通过逐层递进的方式分解了课堂任务，任务部分包含以下内容。

（1）校园场地的概念解析

由于学生理解能力存在个体差异，部分学生对任务环节中校园场地的概念理解不够清晰，我在本学习工具中提供了一段三维动画（如图3），用以帮助学生快速理解校园场地的用途，同时以部分实例暗示学生发挥自身的想象力，创造出有特色的未来校园。

（2）校园场地的设计制作

使用Adobe Captivate软件制作的一段微视频，用于演示PowerPoint软件中更改幻灯片背景的设置，考虑到学生自学时会不自觉地重复操作过程，视频在演示各项功能之后均会恢复到默认值。看起来别扭的视频教学过程却会让学生在学习中由模仿过程转换为理解功能，为学生灵活应用软件、发挥想象力创造了必要的条件。同时，本工具也为有丰富想象力却对软件操作不熟悉的学生准备了多种不同环境的场地背景，方便其直接使用。

（3）道路规划素材的叠加

PowerPoint的插入图片功能也属于本课中要求学生掌握的技能，学习工具在这一环节除了提供多种道路规划素材，还用文字提示了更高难度的道路设计方案，即使用软件的自选图形功能进行绘制，以满足水平较高和有设计意图的学生的自由发挥的需要。

（4）校园建筑的设计规划

作为本课中难度最高的建筑规划设计，我将Word文档“未来校园设计说明书”作为学生创作的唯一参考资料（如上页图4），其意义在于：①图文并茂的说明书使学生更容易理解设计规范，从而减少设计失败的可能性。②说明书的内容多为参考性意见与功能说明，学生在没有完整案例的前提下只能发挥想象力自行设计，保证了学生可以独立思考。③使学生熟悉在不同格式的文档间复制、粘贴所需资源的Windows操作技能。

（5）设计成果展示与讲解

使用增强现实技术将学生设计好的未来校园转化为实景场地与三维虚拟建筑相结合的动态画面（如图5），学生可移动电脑摄像头变换观察角度，并对自己规划的建筑功能进行介绍，进一步拓展想象力与口头表达能力。气势恢宏的体育馆、高耸的飞船发射场、摇头摆尾的老虎、空中盘旋的飞艇等立体画面，将学生的设计变得更加生动有趣。教师可在展示优秀作品时与画面交互，即可在教学楼建筑上方燃放礼花，以最大化地调动学生的积极性。

4.拓展

受到课堂环境和硬件的双重限制，学生在课堂上很难身临其境看到自己的设计成果。用摄像头鸟瞰，观察到的画面像微缩景观，甚至更像玩具沙盘，效果并不理想。

于是我尝试制作了一段三维漫游动画作为学习工具的结束部分（如图6），目的是在降低观察者的视角、保持画面风格的前提下，以预渲染的方式加强画面真实感，并配合礼花、解说、背景音乐、飞船发射等效果，使学生产生临场感，从而在心中认可自己的设计，产生“在将来大展身手，为社会做贡献”的情感升华。

关键技术处理

1.增强现实

学习工具我选用了以微软公司Microsoft Visual Studio C++软件为主，Metaio公司Metaio SDK开发工具包为辅的制作方案，只需编写少量代码即可调用摄像头、公共库、屏幕参数、三维模型、XML等资源进行增强现实效果的演示。

软件编写过程中制作三维模型占用了很多时间，这是因为Metaio SDK的渲染引擎采用早期的OpenGL标准，不支持粒子、光线追踪、高级材质等功能。为保证三维模型与实景的融合，我在制作过程中将每个模型的UV手工展开并进行贴图烘焙，配合透明贴图实现了真实的光影效果。

2.三维动画

学习工具中的所有三维动画都是使用3ds Max软件制作并渲染而成，制作过程中使用了软件自带的大量功能，如Poly模型编辑、控制器分配、虚拟物体、多维材质、高级材质、贴图展开、PF粒子、粒子动力学、骨骼动画等。只有处理好动画细节，将增强现实演示与三维动画无缝结合，才能使学生将自己的设计作品与漫游动画衔接起来，从而感受到创作的成就感。

评价与反思

学习工具作为辅助课堂教学的一种方式，已经经过了几十年的发展。我从1994年接触信息技术至今，制作了大大小小无数学习工具。期间走过不少弯路：曾经把学习工具作为炫技术、秀难度的展示平台，为了华而不实的效果放弃了学习工具应有的操作性；也曾将学习工具当成课堂主体，过于追求功能上的大而全，最终导致资源浪费，偏离了教学目标，也影响了教学进度。

经过多年的实践，我不仅掌握了各种流行学习工具的制作技巧，而且对学习工具的创新也有了一定的认知。当前，学习工具应用已经逐渐成为课堂教学的必要手段，仅仅是图文并茂的展示方式已经不能满足学生的学习需求。在学习工具中融合最新科技并灵活运用教学手段进行拓展，不仅能刺激学生的学习欲望，也能为学生创造更多开阔视野和独立思考的机会，使学生在提高认知水平的同时能大胆创新。

幕前幕后

第一次参加NOC活动，我的心情自然无比忐忑。虽然之前也有过多次参赛经验，但参加这么高级别的现场答辩还是头一遭。在这里要感谢NOC活动为参赛选手提供了观摩和学习的机会，大赛过程中，我观摩了多位参赛选手精心制作的学习工具，在软件使用、智慧课堂、碎片化学习等方面有了新的感悟。

然而本次比赛最大的收获却是在决赛之后，应主办方邀请，我有幸参加了由数字化学习工具评优赛项裁判长初娜娜教授组织的小型研讨会，初教授、刘馆长以及多位专家评委对我此次参赛的作品提出了指导意见，同时他们站在不同层面、从不同角度对增强现实技术在教学中的创新应用，对未来学习工具的发展趋势进行了深入探讨。专家们的博学多识让我大开眼界。会后经过反复思考，我对数字化学习工具评优赛项有了以下两点想法。

1.学习工具拥有与时俱进的前沿优势

各学科不同版本的教材，凝聚了一线骨干教师多年教学经验的精华，所以一套教材使用多年理所应当。得益于互联网、移动设备和交流平台的进步，我们每天都可以在文学、艺术、科技等各方面获取到大量的新信息，而配套的教材往往受限于传统媒体的形式，不能做到及时更新。因此，教师在制作学习工具时，应当注意教材中知识点与现实的差异，以适当的形式展现自己的作品，以补充教材的不足。

例如，在以计算机为代表的信息技术快速发展的时代，有关计算机及外设软硬件的功能创新层出不穷，其中部分知识在传统教材内容的基础上已经进行了更新，而且还增加了很多教材中没有提到的应用技术。3D打印、云计算、混合现实、人工智能等均属于信息技术范畴，教师完全可以在完成教学目标的前提下选取部分新技术、新知识融入到学习工具制作中，使学生变以往仅能从视频、图像、文字等单向传播方式获取知识的认知形式为以互动交流的方式进行深度体验，从而打破了固有的教学模式，也进一步强调了学生的主体作用。

2.学习工具制作需要教师不断提高自身专业技术水平

纵观本次NOC活动的现场答辩过程可知，现在评价一款学习工具的优劣，除了技术难度，还有与课程目标的契合度以及学习工具的创新应用程度这两个标准。但我仍然认为，不断提高教师自身专业技能是能够制作优秀学习工具的重要因素之一，这是在本次学习工具制作过程中的深刻体会。

增强现实技术是一项全新的技术，虽然相关的科技文章、视频很多，但我查阅大量资料后发现，尽管网络上有符合条件的开发工具包可使用，但有关具体应用的中文资料却少之又少。面对唯一可做参考的英文文档，我只有借助翻译软件，一点一滴地理解、猜测并实践制作过程。由于没有制作经验，再加上信息的缺失，单单是前期对三维模型的转换和调试就耗费了大量时间与精力。在后期软件开发阶段，我因对VS编程一窍不通而再一次陷入困境。为保证教学进度，我决定迎接挑战，提高自身的专业技术水平。我先以网络教程为参考写了一段小程序，理解了编程思路，又尝试着自己编译了一款看图软件，总结出软件流程，这才对照文档中提供的函数循序渐进地完成了增强现实软件的制作，最终掌握了该技术的关键流程，并能够自如地实现相对简单的增强现实技术。

篇14

虚拟现实（Virtual Reality， 简称VR）， 这个名词是由美国VPL公司创建人拉尼尔（Jaron Lanier） 在1989年提出的， 也称灵境技术或人工环境。它是以计算机技术为核心，生成逼真的三维虚拟环境，使人的视觉、听觉、触觉都仿佛置身于真实的环境之中，并能通过语言、手势等方式，借助传感头盔、数据手套、数据衣等设备与之进行实时交互，增强使用者的沉浸感与使用体验。VR技术主要利用传感技术、三维技术、人工智能技术、仿真技术、并行处理技术、多传感器技术等来实现虚拟场景的构建。起初，VR技术主要应用于军事、航空航天等领域，目的是降低训练成本，避免潜在的意外伤害。而如今，在政府的政策支持和社会企业的大力投资下，VR产品逐渐走入教育领域，为广大的学习者带来福音。

VR技术在教学中的优势

VR的特征可以用“3I”来描述，即沉浸感（Immersion）、交互性（Interaction）、思维构想性（Imagination）。沉浸感指学习者对虚拟环境的感受程度，虚拟环境的创设越接近现实，沉浸感越强。交互性指学习者可以对虚拟环境中的事物进行操作，并能得到反馈，如身临其境一般。思维构想性指利用计算机技术建构与现实一样的环境，也可以建构想象出来的空间，拓宽用户的体验范围，丰富体验种类。

1.激发学习动机，增强知识建构

VR技术通过构建多感官刺激的交互环境，丰富了学习者的学习体验，学习者在虚拟的教学环境中可以充当各种角色，如在煤矿或核电站进行抢修的维修工人、在医院进行手术的医生、在太空探索的宇航员等。学习者在逼真的情境中充分参与教学过程，这就有效激发了学习者的学习动机。建构主义认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。在VR技术发展迅速的今天，教学情境和文化背景都可以通过VR技术来实现，学习者在VR环境中展开学习，对事物的性质、规律以及该事物与其他事物之间的内在联系的理解能够达到较深层次，能够增强知识的建构。

2.虚拟真实情境，提升创造能力

由于VR技术的特殊性，平时在现实中不敢尝试的实验都可以在VR环境中体验，可以无限制地改变试剂的用量，或是大胆尝试将不同的反应物进行融合，只有想不到的，没有做不到的，这种突破性的尝试可以有效提高学习者的创造能力。

3.打破时空壁垒，体验身临其境

在传统教学中，教学的时间、地点是相对固定的，且对于比较抽象的知识点，教师只能通过口述或者多媒体来呈现其形象，而VR技术的出现打破了时空的界限，教学活动可以随时进行。同时，VR教学可以把抽象的概念形象化、具体化，学习者可以在几分钟的教学时?g内观察生命成长的轨迹，也可以形象直观地观察分子原子的构成，甚至可以将宇宙天体掌握在自己手中，学习者能够完全融入到VR技术所创设的情境中。

4.节约教学成本，实现可持续发展

在传统教学中，实验是一项消耗型的教学活动，为了让学习者更好地掌握反应原理，大部分学校常常需要投入大量财力来购买实验用具和材料，实验的生成物又很难被再利用。VR技术出现后，可以大大缓解学校财力、物力的投入，学校只需引进相应的VR设备，并创设教学所需的虚拟环境和虚拟实验用品，学习者就可以进入虚拟实验室进行学习，这种学习方式有效地节约了教学成本。从长远来看，学校引进的虚拟设备可以被各届学习者反复使用，不存在传统教学中的残渣废料，真正实现了可持续发展。

5.规避潜在风险，保证教学安全

很多实践课程由于课程的特殊性，并不能在实际中进行操作，这时就可以利用VR技术。例如，讲解核武器的实战效果，教师可以利用VR技术模拟核爆炸的现场，学生通过身体传感器感受核武器的爆炸威力，并通过视频传感器观察核爆炸的特点。这样通过VR技术建构核爆炸现场，可以有效避免核武器给学生带来的伤害，又可以让学生很好地理解晦涩的知识点。当然，也有很多实践课程存在潜在的未知的风险，造成人身伤害，如应急情况的演练、地理的勘探、船舶汽车的制造等，此类动手操作要求很高，存在一定风险，学生在操作的过程中很容易受伤，为了避免这种情况的发生，教师同样可以利用VR技术来进行教学，进而有效地保证教学安全。

6.丰富实践经验，弥补动手能力不足

在传统的操作类课程中，由于教学设备有限，通常是教师在设备前进行操作，学习者围绕在其周围观摩，然后再逐一或分组进行实践，而课堂时间有限，部分学习者还没有操作就下课了，或者只操作了一遍，这样就导致学习者只了解大致流程，并没有真正掌握。在VR技术的支持下，每位学习者都可以充分发挥主观能动性，每个实践技能都可以经过反复的训练，每台设备都可以用身体去感知、触摸，这就弥补了传统教学中动手能力不足的缺憾。

7.资源共享，实时交互

交互性是VR技术的特征之一，它在教学中具有很明显的优势。交互性包括师生交互、生生交互、单人-机交互、多人-机交互，在同一虚拟空间内，教师和学习者可以同时进入，并在其中进行实时交流，学习者之间也可以进行及时的讨论，学习者使用输入设备可以对虚拟的物体进行操作，并通过输出设备感受虚拟物体所发生的变化，如向空中抛出一个球，可以感受到球受重力的作用发生自由落体运动。这种实时交互的感官刺激可以带给学习者真实的体验，提高学习的效率。另外，虚拟现实技术在教育教学上还能够实现课程的数字化学习，可将课程学习内容作为学习者的学习资源，并与其他的相关资源一并提供给学习者，实现资源共享。

VR技术在教学中的劣势

1.虚拟与现实之间存在落差，对学习者心态产生消极影响

由于虚拟环境带给学习者沉浸性体验，逼真的三维立体环境会深深地吸引学习者，当课程结束时，学习者可能还会沉浸在情境中，回到现实中时会产生一定的落差，这种落差可能是负面的，学习者可能更渴望回到虚拟的世界中，沉迷于虚拟情境，如基于VR技术的游戏化教学，这会对学习者的心态产生消极的影响，不利于学习者的学习。

2.VR技?g在教学中没有统一的标准，无法完全保证教学质量

2016年被称为是“VR元年”，所谓“元年”是指事物开端之年，对于VR领域来说，“元年”意味着各大主流生产商相继推出面向普通消费者的VR产品，全球科技公司纷纷布局民用VR产业。随着VR技术由高端化向平民化转型，VR技术在教育领域的应用也更加广泛，目前很多知名的科技公司开发了用于教育领域的VR产品，国内也有部分高校成立了VR实验室。VR技术如雨后春笋一般在教育领域生根发芽，但是目前仍没有一个VR应用于教学的规范标准，各知名企业和各大高校很难将自己的VR产品与其他VR产品进行联通，这就降低了VR产品的兼容性。

目前，我国VR行业仍处于起步阶段，供应链及配套产品还不成熟，硬件设备、软件工具、内容生产等各层面标准的制订迫在眉睫。

3.在教育教学中盲目推广VR技术

VR技术在教学中的应用为媒体教学提供了新的途径和教学方法，然而这并不代表VR技术在教学中可以泛用。开发一套VR教学设备和教学内容需要花费巨大的人力、物力、财力，而且还有一些教学内容不适合用VR技术来进行教学，如小学阶段一些偏识记的知识点。另外，还存在一些使用VR技术不能达到显著效果的科研类课程，此类课程若非要用VR教学媒体那就是画蛇添足，并会造成不必要的浪费。所以，在教育教学中，教师要根据课程的教学目标和课程特点来选择合适的教学方式，要避免为了追求科技上的高精尖而盲目地推广VR技术。

4.VR设备仍无法做到无线连接，阻碍教学体验

VR技术在教学中的应用能够为学习者带来前所未有的体验，但仍然摆脱不了空间的约束。到目前为止，我们所熟悉的VR设备仍需有线连接，且要多个设备协同工作。例如，现在大家比较认可的Oculus Rift、HTC Vive VR头显，它们大体由主体头戴显示器一只、2.5mm线缆一根、MiniUSB一根、摄像头一个（自带支架）、短焦透镜2个、各个国家不同制式插头4个、带国标插头的电源一个等组成。若要实现更多的感官刺激还要连接更多的线缆，学习者在体验的过程中要时刻注意线的连接，不能随心所欲地移动，降低了体验的满意度。

VR技术在教学应用中的机遇

1.国家政策的支持

2006年国务院颁布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006―2020年）》中，VR技术被列为信息领域优先发展的前沿技术之一。2016年4月9日在深圳市举办的第四届中国电子信息博览会“虚拟现实产业发展论坛”中，工业和信息化部电子工业标准化研究院了《虚拟现实产业发展白皮书》（以下称《白皮书》）。《白皮书》提出“首先是提前谋划布局做好顶层设计，加快制定产业发展路线图，建立和完善相关标准体系；其次是推进产业化和行业应用，通过财政专项支持虚拟现实技术产业化，支持虚拟现实领域核心技术突破，加强重点领域应用示范；最后是加强文化和品牌建设”。截至2016年，教育部已批准300个国家虚拟仿真实验教学中心（教育部，2016）。在国家政策的支持和正确引导下，VR技术逐渐走向成熟，再加上我国经济发展迅速，更为VR技术在教学中的应用提供了保障。

2.社会力量的加入

从上世纪90年代起，我国从开始重视VR技术的研究和应用，由于技术和成本的限制，VR主要应用的对象为军用和高档商用。近年来，随着芯片、显示、人机交互技术的发展，VR产品才逐步进入市场并实现平民化。很多大型科技公司和各大高校也相继将VR技术推向教育领域，如爱奇艺在2015年了一款非商用的VR应用，黑晶科技推出了VR/AR超级实验室，百度教育事业部预计在2017年推出VR教育产品，HTC与美国Life liqe合作，打造VR教育启蒙工具等。北京航空航天大学、清华大学、同济大学建筑学院、山东大学、北京大学等高校也建立了VR实验室，这足以说明VR技术在教育领域具有巨大的潜力。

3.VR技术在技能培训中的需求日益增加

VR之父托马斯?费内斯（Thomas Furness）说过：“VR改变社会，从教育开始！”VR技术作为一种新型的教学方式在教育技能培训领域得到广泛应用，如军事教学、医学实习、体育训练、仿真实验、特殊教育、工业实训、艺术创作、游戏教学等。传统的技能培训是一项消耗型的教学活动，教学成本很高，且伴有一定的风险，而随着VR技术的逐渐成熟，可以有效缓解这一问题，VR技术善于创造三维立体的、逼真的教学环境，这就降低了高额的教学成本，又由于所有的教学内容都是虚构的，因而也有效地保证了学习者的安全。正是VR技术这种低投入、低风险的特点，在各种技能培训中，教师们越来越倾向使用基于VR技术的教学方法。

VR技术在教学中的威胁

1.产品价格与产品性能不平衡

VR技术在教学中的应用不断向平民化发展，但VR设备的性能和价格仍然呈正相关，产品的性能越好价格越高，目前市面上的VR产品从十几元到几百万不等，如CAVE（洞穴状自动虚拟系统）系统价格高达百万以上，在军事演练或航空航天专业领域，这个价格是可以承受的，但在基础教育领域，价格不菲，这就在很大程度上制约了VR产品的平民化。虽然，也有价格便宜的VR产品，但是其设备内部不具备陀螺仪，使用者晕眩感强烈，基本上不能使用。因此，VR产品性能和价格还存在悖论，VR产品是以学习者体验满意度来进行迭代更新的，不能以牺牲VR产品的性能来换取价格的降低，所以降低VR产品开发成本，提高VR产品的普及率是开发商和各高校VR实验室需要重点解决的问题。

2.不适感降低学习体验满意度

目前，VR产品学习者体验的满意度还有待进一步提高，一方面是VR教学产品主要通过头显来观察变换的环境，对画面的质量要求很高，至少要达到4k的画质，但目前大部分的VR产品分辨率很低，难以使学习者沉浸其中。另一方面是画面延迟引起的晕眩症、疲劳感。研究表明，产生眩晕症的原因是眼睛看到的画面和耳朵听到的声音信息位置不匹配，导致脑负担过大，从而产生晕眩感。数据表明，延迟时间最多不能超过20ms，由于技术和设备上的限制，目前的VR设备还无法做到大面积地将延迟时间控制在20ms以内，这也是目前VR设备的一个致命弱点。因此，为了提高学习者的学习满意度，缩短延迟时间和提高分辨率是亟待解决的问题。

总结