人工智能課堂利弊精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇人工智能課堂利弊，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

關(guān)鍵詞：寫作指導(dǎo) iwrite 句酷批改網(wǎng) 對比

句酷批改網(wǎng)與iwrite二者宗旨在于以在線學(xué)習(xí)的方式，激發(fā)學(xué)生的興趣，同時(shí)從客觀角度來評析學(xué)生作文，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、積極反思、完善習(xí)作的能力。可提高學(xué)生對應(yīng)試話題的熟知度，了解自身寫作優(yōu)勢和短板。

一.句酷批改網(wǎng)與iwrite之對比分析

1.寫作界面對比。句酷和iwrite兩個(gè)網(wǎng)站的界面均十分簡潔，易于使用。比較而言，批改網(wǎng)的界面所包含的板塊更少，只有作文號的輸入檢索和學(xué)生的個(gè)人作文練習(xí)；iwrite英語寫作教學(xué)與評閱網(wǎng)則將其板塊劃分并在左側(cè)設(shè)立相應(yīng)的指引欄目。在寫作輸入界面方面，兩者都有基本的輸入功能，iwrite英語寫作教學(xué)與評閱系統(tǒng)較句酷批改網(wǎng)相比，但在文字編輯方面，前者更勝一籌。iwrite英語寫作教學(xué)與評閱系統(tǒng)可對文字的字體、字號、加粗等進(jìn)行選擇，學(xué)生可在文字輸入時(shí)選擇自己喜歡的字體，但據(jù)學(xué)生反饋，從word文檔復(fù)制粘貼到該網(wǎng)站時(shí)，往往無法正常顯示。而批改網(wǎng)則在學(xué)生作文生成后對字體進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)整，并可無障礙進(jìn)行文段的復(fù)制粘貼。

2.寫作資源對比。兩個(gè)寫作平臺均有龐大的題庫，以大學(xué)生為目標(biāo)用戶群體，可滿足大學(xué)生在大學(xué)四年間各類考試及日常作文練習(xí)的需要，如英語四級考試、英語六級考試和專業(yè)四級英語考試樣題等。除此之外，iwrite早期也上傳了一些實(shí)用寫作技巧，但并未對此方面資源進(jìn)行跟進(jìn)；批改網(wǎng)的系統(tǒng)中則無該欄目。關(guān)于英語寫作的學(xué)習(xí)，除日常練習(xí)外，寫作技巧和素材的積累也應(yīng)包含在內(nèi)。因此建議兩個(gè)網(wǎng)站可在各自的系統(tǒng)內(nèi)增加相應(yīng)板塊，使學(xué)生在課外也可以學(xué)習(xí)寫作技巧并積累寫作素材。

3.寫作指導(dǎo)功能對比。

A.批改網(wǎng)的用戶體驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)。批改網(wǎng)在糾錯(cuò)、版本對比、給詞參考、成績展現(xiàn)、修改意見等方面呈現(xiàn)以下優(yōu)勢：（1）能有效糾正語法、單詞、標(biāo)點(diǎn)錯(cuò)誤。（2）可根據(jù)學(xué)生用詞提供相應(yīng)詞匯的使用方式，或其對應(yīng)的高級詞匯，因此可在一定程度上提高學(xué)生的語法和用詞水平。（3）應(yīng)用修改版本回顧和對比功能，對學(xué)生寫作水平的提高有一定幫助。（4）該系統(tǒng)有班級排名功能，學(xué)生完成作文后可查看自己的成績及排名，這對激勵(lì)學(xué)生再次修改并完善作文有一定作用。（5）進(jìn)行錯(cuò)誤修正時(shí)，可直接在系統(tǒng)的修改提示頁面進(jìn)行改正與保存，而不需要回到原文查找錯(cuò)誤所在。（6）在進(jìn)行作文指導(dǎo)時(shí)，批改網(wǎng)進(jìn)行逐句分析，指出學(xué)生在拼寫、短語、句型方面的不足以及改進(jìn)意見，給出的建議更為具體。從字、詞、句篇，乃至切題性的角度進(jìn)行評判。

B.iwrite的用戶體驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)。iwrite的特色主要體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：（1）能有效糾正語法、單詞、標(biāo)點(diǎn)錯(cuò)誤。（2）具有版本回顧與對比功能，可指出每一個(gè)版本的錯(cuò)誤，并能將兩個(gè)版本放在一個(gè)頁面對比，使對比更為直觀。

二.問題

在“以iWrite為依托提高寫作能力的探索”的實(shí)踐中，參與實(shí)踐者極大受益于兩大平臺帶來便利和指導(dǎo)的同r，也發(fā)現(xiàn)兩個(gè)平臺在寫作指導(dǎo)方面仍存在以下問題：（1）進(jìn)行作文審閱時(shí)，二平臺均只以其語料庫內(nèi)容為主要依據(jù)，而對于語料庫外的一些表達(dá)則會不斷提出修改意見或判為錯(cuò)句，例如一位同學(xué)在作文中用了the same knife cut both bread and finger，該短語意為水能載舟亦能覆舟，是一個(gè)地道的英語成語表達(dá)，但在作文審閱中，系統(tǒng)一直提示修改該短語，因其被判定為不符合母語習(xí)慣。（2）注重作文的結(jié)構(gòu)、語法、用詞，但對內(nèi)容和思想的審閱尚不成熟，在有關(guān)人工智能利弊的作文寫作中，一名同學(xué)審題失誤，將文題理解為高科技對人類生活的影響，因此該篇作文應(yīng)屬于嚴(yán)重偏題，但批改網(wǎng)打出了88分的成績。（3）對于流水句的判定過于機(jī)械，毋庸置疑，在教學(xué)過程中句型句式的多樣化對于提升學(xué)生的寫作能力十分重要，但相同簡單句的排列有時(shí)也是必要的，而在本次寫作第二課堂的實(shí)踐中，只要是學(xué)生所用簡單句的排列均被判定為流水句并扣分。（4）可識別中式英語，并提出錯(cuò)誤判定，但無法給出修改建議。

據(jù)以上分析可知，批改網(wǎng)和iwrite作為新興線上寫作平臺，其功能尚有待完善，但已可對學(xué)生寫作能力起一定促進(jìn)作用。二者雖各有利弊，但就本次寫作第二課堂的寫作實(shí)踐活動來看，批改網(wǎng)功能更為強(qiáng)大，使用感更佳，整體優(yōu)于iwrite，操作形式簡便快捷，界面呈現(xiàn)一目了然，板塊更為豐富，批改結(jié)果與分析有理有據(jù)，不但可以對寫作做出一定指導(dǎo)，也可激勵(lì)學(xué)生自行修改完善作文，可從實(shí)質(zhì)上提升學(xué)生寫作水平。并在一定程度上減輕老師的工作負(fù)擔(dān)，增強(qiáng)批改的客觀性、權(quán)威性。

但人工智能批改仍有不可避免的疏漏，其作用仍無法與教師相提并論，在寫作學(xué)習(xí)中，線上寫作平臺只能作為課堂的輔助工具，更多的仍需教師親力親為，將其與課堂教學(xué)融合起來，結(jié)合二者優(yōu)勢，達(dá)到寫作指導(dǎo)效益最大化。

篇2

關(guān)鍵詞：機(jī)器人學(xué)習(xí)； 關(guān)聯(lián)分析；學(xué)習(xí)客觀因素

中圖分類號：G40-057 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-8454（2015）02-0086-03

一、引言

2003年教育部頒布的高中技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)中，把“人工智能初步”和“簡易機(jī)器人制作”設(shè)為技術(shù)領(lǐng)域的選修模塊，意味著我國的人工智能和機(jī)器人教育在大眾化、普及化層面上進(jìn)入了一個(gè)新階段。[1]國內(nèi)教育專家和學(xué)者們都認(rèn)識到：以機(jī)器人技術(shù)為代表的人工智能技術(shù)是信息技術(shù)發(fā)展的一次重大飛躍，信息技術(shù)教育未來發(fā)展的趨勢必然是向智能機(jī)器人教育轉(zhuǎn)移。人工智能機(jī)器人教學(xué)集中承載著中小學(xué)信息技術(shù)教育的諸多核心價(jià)值，是全面培養(yǎng)學(xué)生信息素質(zhì)、提高其創(chuàng)新精神和綜合實(shí)踐能力的良好載體。[2]

截至2013年，青少年機(jī)器人教育仍以校外培訓(xùn)班和校內(nèi)課后班為主，機(jī)器人教育還沒有真正走進(jìn)課堂。但據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，十年中遼寧省沈陽、大連、鞍山等市中小學(xué)校學(xué)生參加學(xué)習(xí)人數(shù)累計(jì)4萬余人，在國際、國內(nèi)（省級以上）比賽中相繼獲得不菲成績（累計(jì)1000以上獎(jiǎng)項(xiàng)）。在熱情高漲的青少年機(jī)器人教育背后，不乏企業(yè)和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的逐利動機(jī)，也不乏家長在子女教育問題上對輿論導(dǎo)向的盲從心理。如何分析機(jī)器人對青少年身心成長的影響是該領(lǐng)域必需正視的問題。由于信息素質(zhì)、創(chuàng)新精神和綜合實(shí)踐能力衡量困難，機(jī)器人的比賽和獲獎(jiǎng)尤其是國際獎(jiǎng)項(xiàng)就成為當(dāng)前最好衡量標(biāo)準(zhǔn)。為驗(yàn)證影響機(jī)器人學(xué)習(xí)效果的因素，我們將影響學(xué)習(xí)效果因素按主客觀劃分，將主觀因素分為學(xué)習(xí)的興趣與知識水平（認(rèn)知結(jié)構(gòu)），學(xué)習(xí)過程中解決問題的學(xué)習(xí)能力或克服困難的堅(jiān)韌力。其中青少年學(xué)習(xí)興趣廣泛，而知識水平，學(xué)習(xí)能力和堅(jiān)韌性是相對有限的。因而客觀因素的分析就顯得更加重要。影響學(xué)習(xí)的客觀因素種類較多，對學(xué)習(xí)過程也有重要影響。本文利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)中的關(guān)聯(lián)分析方法對影響青少年機(jī)器人學(xué)習(xí)成果的客觀因素進(jìn)行分析。

二、關(guān)聯(lián)分析

關(guān)聯(lián)分析（association analysis）是數(shù)據(jù)挖掘中一個(gè)重要的課題，被廣泛研究。關(guān)聯(lián)分析是在大量數(shù)據(jù)集中的發(fā)現(xiàn)關(guān)聯(lián)性或相關(guān)性，描述事物中某些屬性同時(shí)出現(xiàn)的規(guī)律和模式。[3] 關(guān)聯(lián)分析與統(tǒng)計(jì)學(xué)中的相關(guān)分析均討論事物間的相互關(guān)聯(lián)。相關(guān)分析主要刻畫兩類平行關(guān)系變量間相關(guān)程度，是揭示不確定性的隨機(jī)現(xiàn)象之統(tǒng)計(jì)規(guī)律的學(xué)科， 因此對于因素間具有不確定性的系統(tǒng)， 既可應(yīng)用相關(guān)分析，也可應(yīng)用關(guān)聯(lián)分析。還有關(guān)聯(lián)分析主要處理二分變量，并對其出現(xiàn)的頻率進(jìn)行分析，這一點(diǎn)區(qū)別于數(shù)據(jù)挖掘中的決策樹分析。當(dāng)然關(guān)聯(lián)分析也可以對連續(xù)的變量進(jìn)行離散化后分析。[4] 在關(guān)聯(lián)分析中每一個(gè)觀測稱為事務(wù)或交易（transaction），數(shù)據(jù)集合稱為項(xiàng)集（item），一個(gè)集包含k個(gè)項(xiàng)，則稱為k項(xiàng)集。[5] 用X表示一個(gè)項(xiàng)目（前項(xiàng)或左項(xiàng)），Y表示與X沒有交集的另一個(gè)項(xiàng)目（后項(xiàng)或右項(xiàng)），蘊(yùn)涵式X≥Y表示X，Y同時(shí)出現(xiàn)的規(guī)則（rule）。X≥Y的支持度（support）：表示前項(xiàng)和后項(xiàng)在整個(gè)數(shù)據(jù)集中同時(shí)出現(xiàn)的頻率，σ（Z）表示事務(wù)集Z的頻數(shù)，TX，TY分別表示含有X和Y的事務(wù)集。supp（X≥Y）=；置信度（confidence）：支持度與前項(xiàng)頻率之比，conf（X≥Y）==；提升（lift）：置信度與后項(xiàng)頻率之比lift（X≥Y）=。關(guān)聯(lián)分析代表性算法有：先驗(yàn)（Apriori）算法，頻繁模式樹（frequent pattern-growth，F(xiàn)P-growth）算法（R語言目前不支持）及頻繁項(xiàng)集 （Eclat）算法。 [6]

三、 數(shù)據(jù)說明

影響青少年機(jī)器學(xué)習(xí)效果客觀因素分析數(shù)據(jù)來源于整理后的近五年里遼寧省內(nèi)沈陽、大連、鞍山三城市352名機(jī)器人學(xué)員1100筆記錄（含個(gè)人幾年內(nèi)連續(xù)記錄），如表1。變量包括：學(xué)員性別（gender：female，male）；機(jī)器人學(xué)習(xí)時(shí)間（time：1-6年）；機(jī)器人學(xué)習(xí)課堂融合程度（Integration：高h(yuǎn)igh，中mid，低low）；父母的教育程度（研究生 postgraduate、大學(xué)college（本科、大專）、其他other，二人中取高學(xué)歷）；學(xué)校學(xué)習(xí)成績（academic performance， AP：優(yōu) best、良good、一般ok）；獲獎(jiǎng)（reward： yes， no 各種企業(yè)和政府組織省級以上比賽）。此外，還有一些觀測變量統(tǒng)計(jì)困難。如家庭收入，家庭對孩子的教育方式，家庭和諧程度，上一代對家庭的照顧方式與程度，父母職業(yè)（由于同一職業(yè)內(nèi)部差異較大不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)上可辨別性，雙親不同職業(yè)對子女影響也無法考量），機(jī)器課堂學(xué)習(xí)成績（不同的學(xué)習(xí)班有不同的教學(xué)內(nèi)容和考核標(biāo)準(zhǔn)）。其它等未列入數(shù)據(jù)分析中。

四、R語言關(guān)聯(lián)分析過程

R是GNU系統(tǒng)的一個(gè)自由、免費(fèi)、源代碼開放的軟件，主要用于統(tǒng)計(jì)分析與數(shù)據(jù)可視化。[7] 其使用簡潔、靈活而且新興研究領(lǐng)域算法不斷更新，在數(shù)據(jù)挖掘（或機(jī)器學(xué)習(xí)）領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)利用R語言對青少年機(jī)器學(xué)習(xí)效果客觀因素與是否獲獎(jiǎng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。

1.數(shù)據(jù)整理[8]

mydata=read.table（"clipboard"，header=T）#加載數(shù)據(jù)

mydata$time=factor（（as.numeric（mydata$time）>3）+1，levels=1：2，labels=c（"short"，"long"））#關(guān)聯(lián)規(guī)則處理的是二分變量，需將學(xué)習(xí)時(shí)間time轉(zhuǎn)成”long，short”兩個(gè)水平myrobot=as（mydata，"transactions"）#arules包要求的數(shù)據(jù)形式為（transactions） itemFrequencyPlot（myrobot，support=0.05） #顯示頻率在5%以上的項(xiàng)如圖1。

2. apriori算法求解關(guān)聯(lián)規(guī)則[9]

library（arules）；mynewrules=apriori（myrobot， parameter=list（minlen=2， supp=0.05，conf=0.05），appearance=list（rhs=c（"reward=yes"），default="lhs"），control=list（verbose=F））# 第一個(gè)規(guī)則的lhs 是個(gè)空集，可以使用minlen=2排除lhs空集；verbose=F設(shè)置算法處理的過程簡化；以lift提升度排序myrulessorted=sort（mynewrules， by="lift"）#關(guān)聯(lián)規(guī)則按“l(fā)ift”排序

#以下去除冗余關(guān)聯(lián)規(guī)則

mysubset=is.subset（myrulessorted， myrulessorted）；mysubset [lower.tri（mysubset， diag=T）]

library（arulesViz）；plot（mynewrules， method="graph"， control=list（type="items"））#關(guān)聯(lián)分析的圖形表示如圖2。

3.關(guān)聯(lián)分析結(jié)果解釋

從表2，無論是支持度、信任度還是提升，與后項(xiàng)獲獎(jiǎng)關(guān)聯(lián)最大的前項(xiàng)是學(xué)習(xí)時(shí)間（長）。信任度較大關(guān)聯(lián)（0.335，0.325）的前項(xiàng)是機(jī)器人學(xué)習(xí)課堂融合程度（中）、學(xué)校成績（優(yōu)秀）、父母教育程度（大學(xué)）。支持度較大關(guān)聯(lián)（0.188）的前項(xiàng)是性別（男）。人們假想的父母學(xué)歷較高、機(jī)器人學(xué)習(xí)課堂融合程度高卻不是機(jī)器人獲獎(jiǎng)的關(guān)聯(lián)項(xiàng)。從圖2，將獲獎(jiǎng)置于中心，離中心較近的項(xiàng)是學(xué)習(xí)時(shí)間（長），機(jī)器人學(xué)習(xí)課堂融合程度（中），性別（男）；提升（顏色較深）和支持度（面積較大）的項(xiàng)目是性別（女）、學(xué)校成績（一般），其方向離心說明這是負(fù)關(guān)聯(lián)，即學(xué)校學(xué)習(xí)平常的小姑娘不能實(shí)現(xiàn)機(jī)器人比賽獲獎(jiǎng)的目標(biāo)。

五、結(jié)論與展望

盡管作用于學(xué)習(xí)的客觀因素不能直接的參與學(xué)習(xí)的知識建構(gòu)，但在學(xué)習(xí)之初，特別是青少年階段，客觀的輔助作用是不可或缺的，學(xué)習(xí)時(shí)間是檢驗(yàn)其學(xué)習(xí)成果的關(guān)鍵規(guī)則。青少年的機(jī)器人學(xué)習(xí)組織以社會辦學(xué)為主，學(xué)習(xí)時(shí)間意味著家長的投入和企業(yè)利潤的最大化。但我們不是金錢決定論的完全支持者，因?yàn)楸荣惈@獎(jiǎng)不是機(jī)器人學(xué)習(xí)的真正目標(biāo)，而且較長時(shí)間的學(xué)習(xí)投入對促進(jìn)學(xué)生綜合發(fā)展的利弊還需進(jìn)一步討論。此外，機(jī)器人學(xué)習(xí)中的主觀因素在學(xué)習(xí)過程中如何表現(xiàn)？原有的學(xué)習(xí)成績對機(jī)器人學(xué)習(xí)效果沒有預(yù)期遷移效果，而反之是否有影響？這些仍是我們需要進(jìn)一步討論的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘志強(qiáng)，張毅寧，李國軍.高中機(jī)器人教育課程讀解[J].鞍山師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，（2）：43-46.

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[3]維基百科――關(guān)聯(lián)式規(guī)則[DB/OL].http：//zh.wikipedia. org/wiki/關(guān)聯(lián)式規(guī)則， 2014-5-10.

[4]韓家煒. 數(shù)據(jù)挖掘：概念與技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[5][8]吳喜之.復(fù)雜數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法：基于R的應(yīng)用[M].北京：中國人民大學(xué)出版社，2013.

[6]Pang-Ning Tan. 數(shù)據(jù)挖掘?qū)д揫M].北京：人民郵電出版社，2011.

篇3

課外活動教學(xué)相長自學(xué)能力創(chuàng)新精神教與學(xué)是一對矛盾的對立體，既相互對立，又相輔相承，相互促進(jìn)。學(xué)然后知不足，教然后知困。知不足，然后能自反也；知困，然后自強(qiáng)也。最完美的境界就是教學(xué)相長，融為一體。在課堂教學(xué)中學(xué)生使用英語的機(jī)會較少，易于失去興趣，產(chǎn)生惰性，同時(shí)有限的課堂所傳遞的信息量與大千世界相比如同滄海一粟，而豐富多彩的英語實(shí)踐性課外活動能成為英語課堂學(xué)習(xí)的有益補(bǔ)充，為英語學(xué)習(xí)提供文化背景。在課外活動中，學(xué)生是主人翁，主觀能動性得以充分的發(fā)揮，個(gè)性獲得張揚(yáng)，獲益匪淺。在課外活動中，教師的身份也得到轉(zhuǎn)化，從教授者變成了活動的指導(dǎo)者，組織者和參與者。

一、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)求知欲

興趣是最好的學(xué)習(xí)動力。興趣是個(gè)體的認(rèn)識傾向，這種認(rèn)識傾向使人對有興趣的事物積極地探究，并帶有情緒色彩和向往的心情。孔子曰：“知之者，不如好之者，好之者，不如樂之者”。英語角的開展，為學(xué)生提供了一個(gè)講英語的舞臺和機(jī)會。教師為了確保交流的順暢進(jìn)行，可以事先讓學(xué)生知道話題并要求學(xué)生提前去準(zhǔn)備一些資料。學(xué)生根據(jù)個(gè)人興趣選擇話題，并嘗試著用英語去閱讀他們喜歡的英語文章，無形之中加大了學(xué)生接觸英語的時(shí)間。在說之前先有了閱讀的訓(xùn)練，讀為說做了鋪墊。學(xué)生根據(jù)興趣進(jìn)入各個(gè)話題小組之后進(jìn)行對話和交流，學(xué)生的資源達(dá)到共享，形成了生機(jī)盎然的學(xué)習(xí)氛圍，學(xué)生體驗(yàn)到成功的樂趣，激發(fā)他們自主求知的熱情，這種積極的情感狀態(tài)不斷鼓勵(lì)著學(xué)生主動而愉快地學(xué)習(xí)。

二、培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新精神

教給學(xué)生學(xué)習(xí)方法是優(yōu)化教育的重要原則。古人云：授人以魚，不如授之以漁。教師不僅要教給學(xué)生知識，更重要的是教會學(xué)生獲取知識的方法和本領(lǐng)，以適應(yīng)競爭日益激烈的社會需要。著名教育家葉圣陶說過“教是為了不需要教”“不教是為了養(yǎng)成學(xué)生有一輩子自學(xué)的能力”。因此，指導(dǎo)學(xué)生正確的學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和自學(xué)能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性是創(chuàng)新教育的關(guān)鍵所在。

英語晚會是一種綜合性的活動，在組織和準(zhǔn)備的過程中，學(xué)生動腦、動口、動眼、動手，從中受到激勵(lì)、啟發(fā)，產(chǎn)生聯(lián)想、靈感，增添創(chuàng)造意向，訓(xùn)練和培養(yǎng)創(chuàng)新能力。在晚會籌備期間，學(xué)生搜集西方圣誕節(jié)的背景資料。在節(jié)目的組織過程之中，學(xué)生能夠把從因特網(wǎng)搜集來的資料加以學(xué)習(xí)和整理，靈活運(yùn)用到英語晚會的臺詞編寫，道具準(zhǔn)備，服裝和晚會的布置中去，學(xué)生用英語讀、聽、說、唱、演、寫。英語晚會非常受學(xué)生的歡迎，不論是臺上的演員還是臺下的觀眾。學(xué)生在準(zhǔn)備、組織、彩排的過程中喚起潛在的創(chuàng)造智能，在意志和信念的推動下，支配自學(xué)探索活動，不斷更新、深化和充實(shí)已獲取的知識，有利于創(chuàng)造性思維的發(fā)展。

三、樹立團(tuán)隊(duì)精神和合作意識，鍛煉組織協(xié)調(diào)能力

學(xué)生的課外活動，經(jīng)常是小組、班級甚至是班級之間共同努力的結(jié)果。在活動之中，導(dǎo)演與編劇、演員的合作，主持人和選手的溝通，臺前和臺后的配合，臺上和臺下的默契，所有這些，都是對學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識和組織能力的很好鍛煉和提高。

四、創(chuàng)造更廣泛的語言環(huán)境，給學(xué)生提供更多使用語言的機(jī)會

創(chuàng)辦英語報(bào)紙，能夠?yàn)閷W(xué)生提供良好的學(xué)習(xí)和使用語言的機(jī)會。學(xué)生在搜集資料中感受英語語言所植根的文化沃土；在編輯和排版的具體工作中獲得使用英語的鍛煉和成就感。學(xué)生突然發(fā)現(xiàn)，原來自己也能寫出好文章，畫出優(yōu)美的插圖。學(xué)生的報(bào)紙內(nèi)容很豐富，以學(xué)生的習(xí)作為主，也有英語文章的摘抄和學(xué)生的閱讀心得，英語小笑話、幽默、謎語、游戲、今日天氣、校內(nèi)新聞等。

五、促進(jìn)教師身份的轉(zhuǎn)化，增進(jìn)師生感情

在英語課外活動比較輕松的氣氛中，教師和學(xué)生的地位平等。大家共同學(xué)唱一首英文歌，學(xué)生話劇中教師可以客串一個(gè)角色，學(xué)生辦的英文報(bào)紙，教師是第一個(gè)讀者，在各種比賽中教師可以擔(dān)任評委和裁判。教師身份在課外活動中的多元化，使教師成為學(xué)生真正的良師益友。實(shí)踐證明，融洽的師生關(guān)系對于課堂教學(xué)任務(wù)的開展是非常有好處的。

六、促進(jìn)教師不斷充實(shí)自己，提高專業(yè)素質(zhì)

要想給學(xué)生組織豐富多彩、積極向上的英語課外活動，教師不僅要擴(kuò)大知識面，而且要做許多細(xì)致的準(zhǔn)備工作。教師在查閱資料中，會接觸很多的新知識；在組織活動中，會嘗試很多新技術(shù)；學(xué)生的閱讀范圍拓寬了，應(yīng)用英語的能力提高了，就會站在一個(gè)更高的層面去思考問題，提出新問題；這些新知識，新技術(shù)，新問題，都激勵(lì)教師不斷地學(xué)習(xí)，不斷地思索。

七、英語課外活動成為課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充，促進(jìn)英語教學(xué)縱深發(fā)展

目前，議論文的寫作是各種考試的常見題。題目經(jīng)常是優(yōu)缺點(diǎn)或利弊的分析，通過課堂學(xué)習(xí)，學(xué)生交上的初稿，往往觀點(diǎn)不夠鮮明，論據(jù)不充分，論證不太合理。教師可以在課下組織相關(guān)題目的學(xué)生英語辯論賽，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步思考，使用最典型的論據(jù)。在激烈的辯論中，正反方各持一詞，語言得以簡明。辯論結(jié)束后，讓學(xué)生進(jìn)行總結(jié)，做進(jìn)一步修改，使得文章論點(diǎn)得以明確，說理更加令人信服。

八、結(jié)語

任何一門學(xué)科的學(xué)習(xí)都不可能僅僅停留在課堂的45分中里，學(xué)生在課堂中學(xué)，在課外活動中學(xué)，在每天的生活，工作中學(xué)；教師也在不斷地學(xué)，不斷地受到課堂教學(xué)和課外活動的啟發(fā)和鞭策。當(dāng)看到學(xué)生通過豐富多彩的英語課外活動喜歡上英語，親近英語時(shí)，是教師最快樂的時(shí)候。英語課外活動的開展，為學(xué)生和教師提供了一個(gè)使用英語進(jìn)行交際的平臺。學(xué)生和教師都從中受益，教與學(xué)在課外活動中達(dá)到雙贏，歸根結(jié)底，學(xué)生是最大的和最終的受益者。

參考文獻(xiàn)：

[1]桂詩春.應(yīng)用語言學(xué)[M].長沙：湖南教育出版社，1998.

篇4

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)；發(fā)展；趨勢

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）27-6153-02

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的研究始于美國，第一個(gè)教學(xué)系統(tǒng)于1958年產(chǎn)生，至今已有50多年的歷史，同其他學(xué)科的產(chǎn)生一樣，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展具有廣泛的基礎(chǔ)，歸納起來主要有其物質(zhì)基礎(chǔ)、理論基礎(chǔ)和社會基礎(chǔ)。1）計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和發(fā)展標(biāo)志著人類進(jìn)入了信息時(shí)代，計(jì)算機(jī)在教育上的廣泛應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，有效地實(shí)現(xiàn)了個(gè)別化教學(xué)，擴(kuò)大了教學(xué)范圍，提高了教學(xué)效率，為計(jì)算機(jī)輔助教育的發(fā)展打下了必不可少的物質(zhì)基礎(chǔ)。2）計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)產(chǎn)生發(fā)展的社會基礎(chǔ)。信息社會的到來，表明信息已經(jīng)成為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高生產(chǎn)力、增強(qiáng)國家實(shí)力的重要資源。新的科技成果日新月異，知識迅速增長。3）計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的理論基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的產(chǎn)生與教育心理學(xué)、教育技術(shù)學(xué)的影響是分不開的，特別是“機(jī)器教學(xué)和程序教學(xué)”這兩個(gè)概念，對計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)思想的形成起到的作用至關(guān)重要。

1 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的基本概念

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是一門新興的交叉學(xué)科，在它的產(chǎn)生和發(fā)展的過程中形成了自身的概念。不同的時(shí)期對這些概念的描述也不同，而且隨著時(shí)間的推移，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的研究和實(shí)踐內(nèi)容會不斷地豐富和擴(kuò)充，有關(guān)的概念也會隨之變化。

傳統(tǒng)的教學(xué)過程是教師直接向?qū)W習(xí)者傳遞教學(xué)信息，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)作為一種新的教學(xué)系統(tǒng)，它是以提高教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)習(xí)效率，使學(xué)習(xí)者實(shí)現(xiàn)有效學(xué)習(xí)為根本目的。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)教學(xué)過程一般有下面兩種形式：1）教師利用計(jì)算機(jī)向?qū)W生傳遞教學(xué)信息，完成一定的教學(xué)任務(wù)；2）學(xué)生通過與課件的交互作用進(jìn)行學(xué)習(xí)。作為教學(xué)媒體，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)與其他教學(xué)媒體相比較，具有其獨(dú)特的特征：1）計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的對象是學(xué)生，它為學(xué)生提供各種教學(xué)內(nèi)容，對學(xué)生給予直接的幫助；2）計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)必須提供某學(xué)科的學(xué)科知識，并使學(xué)生通過計(jì)算機(jī)獲得新的科學(xué)知識；3）計(jì)算機(jī)與學(xué)生之間是相互作用的關(guān)系，計(jì)算機(jī)與學(xué)生之間進(jìn)行“對話”，計(jì)算機(jī)要求學(xué)生做出積極的反應(yīng)，并根據(jù)反應(yīng)做出判斷和決策。

2 教育改革需要計(jì)算機(jī)輔助教育

由于信息革命的影響，新知識劇增，知識更新周期縮短。傳統(tǒng)的一次性教育已不能適應(yīng)社會生產(chǎn)和科技發(fā)展的需要，因而提出繼續(xù)教育、終身教育的需要。其結(jié)果是教育體制和結(jié)構(gòu)的多樣化、離散化。于是半日制教育、業(yè)余教育、職業(yè)教育訓(xùn)練、短期培訓(xùn)等教育形式提到了和正規(guī)教育同等重要的地位。由于教學(xué)或訓(xùn)練的對象的基礎(chǔ)不同、學(xué)習(xí)的起點(diǎn)不同、提高的方向和學(xué)習(xí)的目標(biāo)不同，因而教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)需要也不盡相同。這就對個(gè)別化教學(xué)、遠(yuǎn)距離教學(xué)提出更為迫切的要求。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)有利于實(shí)現(xiàn)個(gè)別化教學(xué)、遠(yuǎn)距離教學(xué)，這使它成為實(shí)現(xiàn)繼續(xù)教育、終身教育和社會化教育的重要手段。

在正規(guī)的學(xué)校教育中，傳統(tǒng)的“以教師為中心、以課堂為中心、以課本為中心”的灌輸式教學(xué)不利于學(xué)生積極主動地學(xué)習(xí)，不利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和工作能力，也不利于因材施教。傳統(tǒng)的“一張嘴、一支筆、一本書”的以講授為主的單一教學(xué)方式主要以語言、文字作為傳播信息的媒介，傳播的信息量少，單調(diào)枯燥，不但學(xué)習(xí)時(shí)間長，學(xué)習(xí)效果也較差。這種從文藝復(fù)興時(shí)期沿用至今的以傳授知識為主、以教師單向講授灌輸進(jìn)行班級教學(xué)的教育觀念和教育模式，妨礙了學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的發(fā)展，培養(yǎng)出來的學(xué)生比較缺乏創(chuàng)造性思維和繼續(xù)學(xué)習(xí)的能力。一旦所學(xué)的知識陳舊過時(shí)，又缺乏繼續(xù)學(xué)習(xí)的能力，就容易被社會所淘汰，因而較難適應(yīng)信息時(shí)代的需要。

為了用以培養(yǎng)能力為主的教育改造以傳授知識為主的教育，以啟發(fā)演練式的個(gè)別化教學(xué)，逐漸代替灌輸講授式的集體教學(xué)，提高教學(xué)效率，縮短教學(xué)周期，降低教育成本，就必需在改革傳統(tǒng)的教學(xué)觀念、教師觀念、學(xué)校觀念、改革教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，尤其重視改革舊的教學(xué)方法、教學(xué)形式和教學(xué)手段，采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)以及視聽教學(xué)等新的教育技術(shù)，是研究優(yōu)化教育過程的有效措施。可以說，教育改革的關(guān)鍵問題是教育觀念的更新和教育手段的改革。CBE的實(shí)踐已經(jīng)表明，計(jì)算機(jī)輔助教育體現(xiàn)了—種新的教育思想，它為改變傳統(tǒng)的教育觀念，為實(shí)現(xiàn)高水平的基礎(chǔ)教育以及多層次、多種形式的教育訓(xùn)練提供了一種先進(jìn)的教學(xué)手段和現(xiàn)代化管理的工具。它能夠更有效地實(shí)現(xiàn)個(gè)別化教學(xué)，擴(kuò)大教學(xué)范圍，提高教學(xué)效率，將在信息社會的教育中成為一種重要的教育手段。因而它可以在改革傳統(tǒng)教育中起到重要的作用，甚至?xí)蔀榻逃母锏耐黄瓶谥弧?/p>

3 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)模式

3.1 操作練習(xí)

這種模式是由計(jì)算機(jī)向?qū)W生逐個(gè)顯示問題。其施教過程為：提問——回答——評判一再試或結(jié)束。操作練習(xí)模式充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)巨大的存儲容量和快速處理能力，實(shí)現(xiàn)大量的重復(fù)訓(xùn)練，操作與練習(xí)的問題相當(dāng)多，直到學(xué)生對該知識或技能的掌握達(dá)到要求為止。

3.2 個(gè)別指導(dǎo)

此模式是用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)模擬教師授課的全過程，其教學(xué)形式由授課、提問、評判3部分組成。其基本原理是基于斯金納（美國教育心理學(xué)家，20世紀(jì)50年代中期在機(jī)器教學(xué)的基礎(chǔ)上提出了“程序教學(xué)”思想）的程序教學(xué)，把教學(xué)內(nèi)容分成若干教學(xué)單元，學(xué)生在電子教學(xué)教師指導(dǎo)下自己組織學(xué)習(xí)。

3.3 咨詢

咨詢教學(xué)模式是以計(jì)算機(jī)提出各種問題和說明后，學(xué)生對這些問題和說明予以一定的回答的形式進(jìn)行學(xué)習(xí)的，這種學(xué)習(xí)，計(jì)算機(jī)處于主動，學(xué)生處于被動狀態(tài)，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的充分調(diào)動和發(fā)揮。

3.4 模擬演示

模擬計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)學(xué)習(xí)形態(tài)是沿用計(jì)算機(jī)的特性和功能，構(gòu)造一種計(jì)算機(jī)模擬的學(xué)習(xí)環(huán)境，在這種學(xué)習(xí)環(huán)境下，學(xué)生通過人機(jī)對話的方式，實(shí)現(xiàn)一定學(xué)科內(nèi)容的學(xué)習(xí)和某些問題的解決，這種模式引起越來越多教育學(xué)家和心理學(xué)家的注意，認(rèn)為它有助于生動形象地傳播知識，培養(yǎng)學(xué)生的能力，計(jì)算機(jī)模擬在教學(xué)上的應(yīng)用十分廣泛，從自然科學(xué)、醫(yī)學(xué)、管理科學(xué)到丁程技術(shù)的許多學(xué)科教學(xué)中都可以采用模擬法。

3.5 問題求解

問題求解是一種智能型教學(xué)模式，這種模式引導(dǎo)學(xué)生與程序系統(tǒng)一起求解一個(gè)問題，解題過程中學(xué)生應(yīng)用所學(xué)過的知識，掌握求解問題的方法。計(jì)算機(jī)不直接灌輸知識給學(xué)生，而是通過提出問題，提供數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生思考，解決問題，得m正確結(jié)論，從而提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

3.6 教學(xué)游戲

游戲型計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)不同于一般游戲軟件，多數(shù)游戲是為了鍛煉學(xué)生的決策能力而設(shè)計(jì)的。因?yàn)橐粋€(gè)游戲過程必然包括多個(gè)步驟，每一步又有多種選擇，這就迫使學(xué)生盡可能地應(yīng)用他們所學(xué)的知識千方百計(jì)地尋求戰(zhàn)勝對方的策略。簡單的游戲可以用作練習(xí)，復(fù)雜的游戲重在綜合運(yùn)用知識能力和決策能力的鍛煉，與模擬有密切的關(guān)系。

4 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的發(fā)展趨勢

進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著教育理論研究的不斷深人和計(jì)算機(jī)新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的發(fā)展出現(xiàn)了全新的局面。

4.1 基礎(chǔ)理論研究的趨勢

目前計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的基礎(chǔ)理論研究受到重視。研究的內(nèi)容主要集中在如下方面：1）計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的功能、特點(diǎn)及教學(xué)模式。2）學(xué)習(xí)理論和相關(guān)的視聽心理學(xué)、傳播理論。3）計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的系統(tǒng)構(gòu)成。4）計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的整合。

4.2 技術(shù)發(fā)展趨勢

從技術(shù)層面上看，目前計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)發(fā)展主要有3個(gè)方向：1）使用多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)更接近真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境。2）應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)分布式教學(xué)和遠(yuǎn)程教學(xué)。Internet的普及，為開發(fā)能夠體現(xiàn)建構(gòu)主義理論的學(xué)習(xí)環(huán)境提供了良好的條件。3）應(yīng)用人工智能技術(shù)，使教學(xué)系統(tǒng)更加智能化。在未來的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)發(fā)展中，多媒體、Internet和人工智能在教育中的應(yīng)用，會成為人們研究的熱點(diǎn)。

4.3 應(yīng)用發(fā)展趨勢

社會發(fā)展是不平衡的，它對教育的要求和它為教育所能夠提供的物質(zhì)條件存在較大的差異。基于此，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的未來發(fā)展，在應(yīng)用上將會呈現(xiàn)出多態(tài)性，主要表現(xiàn)在以下3方面：1）應(yīng)用方式的多樣化；2）多種學(xué)習(xí)資源的集成化；3）研究、使用和教師培訓(xùn)的互動。對計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)課件的開發(fā)進(jìn)行理淪上、技術(shù)上和應(yīng)用方面的深入研究，是促進(jìn)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)不斷發(fā)展的基礎(chǔ)工作。以研究促進(jìn)應(yīng)用，以應(yīng)用促進(jìn)研究，使其形成互動機(jī)制，是計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)迅速發(fā)展的正確途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1] 連海燕，陳冬梅.計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)利弊分析及建議[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2008，（9）.

[2] 王艷萍.淺談計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)對教學(xué)的影響[J].湖北廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，（9）.

篇5

對于整體設(shè)計(jì)思路，首先要搞清楚需要什么樣的要求，要達(dá)到哪些功能，再來選擇設(shè)備。

首先，要求功能教室要達(dá)到教學(xué)過程可視化，教學(xué)過程全程錄播數(shù)字化。

第二，此教室還應(yīng)適應(yīng)高中的一切文化科目的教學(xué)要求，任何文化科目都用得上。特別是英語語言教學(xué)上雙向?qū)υ捯螅虼耍斜匾惭b模擬語音教學(xué)設(shè)備和數(shù)字語音教學(xué)系統(tǒng)。

第三，此教室應(yīng)有適用現(xiàn)代教學(xué)要求的多媒體教學(xué)系統(tǒng)。

因此，在要求上要實(shí)現(xiàn)三大功能：1）錄播功能；2）語言教學(xué)功能；3）多媒體教學(xué)功能。設(shè)施包括多鏡頭分區(qū)多畫面切換自動跟蹤錄播系統(tǒng)、語音教學(xué)系統(tǒng)和多媒體電化教學(xué)系統(tǒng)三大設(shè)施功能組合為一體的現(xiàn)代化數(shù)字化教學(xué)系統(tǒng)。而在這三大系統(tǒng)中，各個(gè)系統(tǒng)在應(yīng)用上又要求有一定的獨(dú)立性和組合性，分則各為一體，合則為一系統(tǒng)組合，因此對設(shè)備有較高的要求。

全自動錄播跟蹤系統(tǒng)，是這套系統(tǒng)中最關(guān)鍵的一個(gè)單項(xiàng)系統(tǒng)，涉及較多設(shè)備和模式。目前市場上的錄播跟蹤系統(tǒng)基本上有3種控制原理：超聲波跟蹤切換技術(shù)、紅外跟蹤技術(shù)和圖像識別分析技術(shù)。三者各有利弊。

1）超聲波技術(shù)是通過超聲波控制。其中教師跟蹤要求教師配戴無線麥克風(fēng)，通過語音激勵(lì)，使攝像機(jī)跟蹤教師來實(shí)現(xiàn)。對于講臺區(qū)域的跟蹤攝像是多機(jī)位分區(qū)，就是在教室后面安裝多個(gè)固定攝像機(jī)，在黑板下沿安裝超聲波感應(yīng)頭，實(shí)際上是一種超聲波收發(fā)器，有效作用距離在0.5～1米之間可調(diào)。當(dāng)教師靠近黑板時(shí)，相應(yīng)位置的超聲波感應(yīng)頭檢測到人體，立即觸發(fā)相對應(yīng)的攝像機(jī)拍攝畫面，未檢測到人體的其他板書攝像機(jī)則處于封閉狀態(tài)；當(dāng)教師進(jìn)入另一區(qū)域時(shí)，相對應(yīng)的攝像機(jī)就會拍攝教師（如圖1所示）。這種攝像定位精確，畫面清晰不抖動。

2）紅外跟蹤技術(shù)是通過紅外線控制的，其基本設(shè)備是紅外發(fā)射源和紅外接收裝置。通過紅外信號的變化，指使系統(tǒng)作出判斷，然后發(fā)出指令，令攝像機(jī)跟蹤定位，進(jìn)行跟蹤攝像。

3）圖像識別分析跟蹤技術(shù)。圖像識別是人工智能的一個(gè)重要領(lǐng)域。識別某個(gè)圖像，必須在過去的經(jīng)驗(yàn)中有這個(gè)圖像的記憶模式。識別圖像時(shí)，這個(gè)圖像與記憶相似或匹配，則這個(gè)圖像被識別。依靠計(jì)算機(jī)的專門軟件對攝像機(jī)捕獲的人像進(jìn)行分析處理，將其設(shè)定為跟蹤對象，使其始終處于拍攝范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)人像的自動跟蹤。這是當(dāng)前技術(shù)含量較高的跟蹤技術(shù)，現(xiàn)在國際上的一些大公司都在努力研究圖像識別分析技術(shù)。圖像識別分析技術(shù)是解決自動跟蹤的終極方案。

針對幾種技術(shù)流派，各有其應(yīng)用的場所主導(dǎo)方向。目前圖像識別技術(shù)在自動錄播跟蹤的應(yīng)用上還有很多技術(shù)難關(guān)未解決好。超聲波技術(shù)主要應(yīng)用于大學(xué)課堂教學(xué)，紅外技術(shù)近幾年應(yīng)用于中學(xué)課堂有所興起。中學(xué)課堂教學(xué)模式與大學(xué)有明顯的不同：大學(xué)課堂以教師講授為主，師生互動較少，在互動這一塊不必過于強(qiáng)化；而中小學(xué)課堂師生互動量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于大學(xué)課堂，學(xué)段越低，互動越多。所以為適應(yīng)高中要求，在開始選型上選擇了紅外跟蹤技術(shù)。

紅外跟蹤技術(shù)又有兩個(gè)流派：一種是點(diǎn)對點(diǎn)被動紅外跟蹤技術(shù)（如圖2所示）；一種是主動紅外空間網(wǎng)格定位跟蹤技術(shù)。這兩種技術(shù)中關(guān)鍵的區(qū)別就是目標(biāo)定位上的差距。

點(diǎn)對點(diǎn)被動紅外跟蹤技術(shù)是在教師身上配戴的無線話筒上安裝一個(gè)紅外發(fā)生器，發(fā)生器不停地發(fā)出紅外信號；高速球攝像機(jī)上有一個(gè)紅外接收裝置，不停地接收教師紅外發(fā)生器的信號而控制教師攝像機(jī)，隨時(shí)跟蹤教師活動情況。在黑板上、下方各安有紅外傳感裝置，教師板書時(shí)切斷紅外信號，系統(tǒng)將信號傳給板書攝像機(jī)，拍攝教師板書情況。或者是教師通過手動按扭來控制板書攝像機(jī)拍攝板書畫面。

學(xué)生跟蹤是通過在學(xué)生座位上安裝一個(gè)光電感應(yīng)器，當(dāng)學(xué)生坐好時(shí)，借用學(xué)生身體遮擋住光電感應(yīng)器的感光孔，光電信號就不會發(fā)出；當(dāng)學(xué)生站起來回答問題時(shí)，人離開座椅，感光孔就有光線進(jìn)入而產(chǎn)生光電信號發(fā)射出去，光電信號接收裝置就收到信號而判定此光電信號發(fā)生點(diǎn)有一位學(xué)生站起來回答問題，隨后指令學(xué)生攝像機(jī)對此學(xué)生進(jìn)行跟蹤攝像；當(dāng)學(xué)生回答完畢坐下時(shí)，光電感應(yīng)孔被遮擋住而沒有信號產(chǎn)生，因此，學(xué)生攝像機(jī)就不再跟蹤此學(xué)生，而自動切換到教師。通過兩種點(diǎn)對點(diǎn)跟蹤來完成對教師和學(xué)生的跟蹤切換。

這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是跟蹤定位準(zhǔn)確，由于教師身上配戴了無線咪，因此后臺攝像時(shí)錄音效果相當(dāng)好；由于學(xué)生每個(gè)椅子上都有光電感應(yīng)器，只要學(xué)生站起來回答問題，學(xué)生攝像機(jī)就會馬上跟蹤，所以定位精確度很高。

但也有缺點(diǎn)：

其一，教師跟蹤后錄制下來的畫面，整幅畫面都在不停地變動。中學(xué)教師上課不是靜止不動的，他一動，攝像畫面也動，因此作為可視化教學(xué)資源時(shí)，打開視頻錄相，視頻畫面在不停地晃動，人眼瀏覽視頻幾分鐘后就會感到頭暈而不想繼續(xù)觀看。如果教師走動稍快或轉(zhuǎn)身，就會出現(xiàn)跟蹤丟失。

其二，學(xué)生跟蹤是通過光電感應(yīng)而發(fā)生的。學(xué)生坐在椅子上時(shí)，臀部不一定恰好遮住光電感應(yīng)器，一旦產(chǎn)生漏光現(xiàn)象，光電感應(yīng)器就會發(fā)出信號，指使學(xué)生攝像機(jī)跟蹤此學(xué)生，而此學(xué)生此時(shí)并未回答問題，是不需要跟蹤、不需要特寫的，因而可能產(chǎn)生較多的垃圾鏡頭。

主動紅外空間網(wǎng)格定位跟蹤原理是借助于紅外發(fā)生器和紅外感應(yīng)帶將整個(gè)教室建立一個(gè)三維空間網(wǎng)格坐標(biāo)系，來將教室內(nèi)每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)格坐標(biāo)定位。不論教師、學(xué)生在任何一點(diǎn)站立，都會改變某一區(qū)域網(wǎng)格內(nèi)紅外信號，系統(tǒng)就會收到信號令攝像機(jī)自動跟蹤（如圖3所示）。這種空間網(wǎng)格定位最大的優(yōu)點(diǎn)就是關(guān)鍵的定位設(shè)備是安裝在教室四周墻壁上和天花板上的，因此，教師和學(xué)生都無需配戴任何設(shè)備，完全等同于普通教室的常態(tài)化教學(xué)，教師、學(xué)生都很自然。

當(dāng)教師在講臺區(qū)域時(shí)，教師通過改變講臺區(qū)域的紅外網(wǎng)格內(nèi)的紅外信號而獲得教師定位信號，教師攝像機(jī)就自動跟蹤教師的一舉一動。當(dāng)教師走下講臺進(jìn)入學(xué)生區(qū)域時(shí)，由于教師的進(jìn)入而改變了學(xué)生區(qū)域某網(wǎng)格紅外信號，因此攝像機(jī)就會跟蹤教師。當(dāng)學(xué)生站起來回答問題時(shí)，學(xué)生身體高度的改變觸發(fā)了學(xué)生所在的某一網(wǎng)格紅外探測信號，攝像機(jī)就會自動跟蹤學(xué)生；當(dāng)學(xué)生回答完畢坐下時(shí)，系統(tǒng)認(rèn)為此時(shí)紅外信號恢復(fù)原值，就認(rèn)為沒有學(xué)生回答問題，自動調(diào)整到教師畫面。通過這種原理來實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生的互動教學(xué)過程（如圖4所示）。

空間網(wǎng)格技術(shù)將整個(gè)教室空間三維網(wǎng)格化，無論是教師還是學(xué)生，系統(tǒng)都可以準(zhǔn)確地感知目標(biāo)的空間位置，實(shí)現(xiàn)跟蹤“無盲區(qū)”。教師不再限制在講臺上，無需配戴任何設(shè)備，學(xué)生不再需要按話筒開關(guān)或按扭，無論教師走到教室的哪個(gè)位置，無論學(xué)在哪個(gè)位置起立回答問題，只要空間網(wǎng)格中某個(gè)紅外接收信號有所改變，系統(tǒng)都可以準(zhǔn)確地感知。配合合理的策略，可以輕松解決師生互動。此設(shè)施最大的優(yōu)點(diǎn)是教學(xué)常態(tài)化，不因系統(tǒng)錄像而做些其他的任何動作要求。最大的缺點(diǎn)是對講臺區(qū)域的教師跟蹤時(shí)同樣會產(chǎn)生視頻畫面的晃動，且板書跟蹤解決得不大完美；跟蹤時(shí)對教室環(huán)境要求較高，受光線、衣服材料、溫度等干擾。

而超聲波技術(shù)卻有著其自身的優(yōu)點(diǎn)，將教室講臺通過分區(qū)來實(shí)現(xiàn)對講臺區(qū)域教師的跟蹤。就是在教室的后面安有3～4個(gè)固定攝像頭，將講臺分為幾個(gè)區(qū)，每一個(gè)攝像頭覆蓋一個(gè)區(qū)域，當(dāng)教師進(jìn)入此區(qū)域時(shí)，此區(qū)域?qū)?yīng)的一個(gè)攝像頭就會攝像，而在此區(qū)域內(nèi)教師的動作幅度無論多大，錄制視頻的畫面都不會晃動，視覺效果很好。當(dāng)教師由某一區(qū)域進(jìn)入另一區(qū)域時(shí)，另一區(qū)域的攝像頭就跟蹤教師在此區(qū)域的一切動作，而且區(qū)域之間的切換很自然，雖有一定的跳躍性，但鏡頭不晃動。當(dāng)教師板書時(shí)，可對板書內(nèi)容進(jìn)行特寫放大，符合視頻教學(xué)要求。

學(xué)生定位是通過按扭操作來完成，每兩個(gè)學(xué)生共同使用一個(gè)遙控設(shè)備或話筒。當(dāng)學(xué)生發(fā)言時(shí)，學(xué)生按一下“開始發(fā)言”按鍵，鏡頭會自動切換給學(xué)生；結(jié)束發(fā)言時(shí)，按“結(jié)束發(fā)言”，圖像會切回到教師。整個(gè)系統(tǒng)由于學(xué)生區(qū)域有很多話筒，聲音效果很好。

由于講臺區(qū)域分區(qū)位跟蹤，跟蹤時(shí)畫面不會晃動，因此，超聲波技術(shù)有紅外技術(shù)難以企及的優(yōu)點(diǎn)。

當(dāng)然，也有其缺點(diǎn)。

一是學(xué)生區(qū)域話筒過多。如果學(xué)生因好奇亂按話筒，或?qū)W生打開話筒而忘記關(guān)閉話筒，可能會將雜音放大或產(chǎn)生垃圾鏡頭。學(xué)生回答問題時(shí)，必須按一下課桌上的話筒按扭，將信號發(fā)給系統(tǒng)，此時(shí)攝像機(jī)才會對回答問題的學(xué)生進(jìn)行特寫攝像跟蹤，否則可能只有學(xué)生的聲音而沒有學(xué)生的圖像。這不是常態(tài)教學(xué)。因此，應(yīng)用前提是教師很熟練，學(xué)生很自覺，習(xí)慣很好。正是由于這種原因，更多地適用于大學(xué)的課堂教學(xué)，特別是講座型的教學(xué)模式。

二是超聲波產(chǎn)品長時(shí)間使用，對人體健康是否有害，學(xué)術(shù)界對此也一直爭論不休。

綜合超聲波技術(shù)、點(diǎn)對點(diǎn)被動紅外技術(shù)、主動紅外空間網(wǎng)格定位技術(shù)和圖像識別分析技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)高中教學(xué)的針對性和適用性，提出了自己的目標(biāo)方案，就是將超聲波技術(shù)講臺分區(qū)的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用于紅外技術(shù)中，提出多機(jī)位分區(qū)多畫面切換全自動紅外跟蹤錄播系統(tǒng)方案。基于這種技術(shù)要求，要求講臺區(qū)域分為3個(gè)區(qū)域（分區(qū)越多，視頻畫面越晃；分區(qū)越少，鏡頭覆蓋面越大，人像越小）。教師、學(xué)生要求教學(xué)常態(tài)化，不需要配戴或在坐椅上安裝任何設(shè)備。實(shí)現(xiàn)這種方案的技術(shù)原理是主動紅外+空間網(wǎng)格定位跟蹤，目前能較好地解決中學(xué)課堂教學(xué)中教師、學(xué)生圖像跟蹤問題。當(dāng)然這種技術(shù)也存在設(shè)備成本較高，室內(nèi)裝修要求較高，教師板書特寫跟蹤不大理想等不足，錄播跟蹤技術(shù)還有待進(jìn)一步完善。

在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)空間網(wǎng)格對教師板書畫面的拍攝不大滿意。為此，針對高中教學(xué)要求，提出一種新的技術(shù)解決方案，有待專家研究，有待廠家研發(fā)。這就是在主動紅外+空間網(wǎng)格基礎(chǔ)上，在黑板的上沿、下沿安裝紅外裝置，在黑板區(qū)域建立一個(gè)紅外平面場，當(dāng)教師板書時(shí)觸發(fā)紅外場，使板書攝像機(jī)進(jìn)行板書特寫，這樣就可實(shí)現(xiàn)教師分區(qū)跟蹤、學(xué)生跟蹤、板書特寫，再加上電腦課件幾種信號整合的優(yōu)良效果。因此，筆者期待的解決方案是主動紅外+空間網(wǎng)格+板書紅外三合一的紅外錄播跟蹤系統(tǒng)，如圖5所示。

參考文獻(xiàn)

[1]圖像識別原理及技巧[EB/OL].http：///.