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信息技术管理论文范文

时间:2022-07-08 10:38:45

序论:在您撰写信息技术管理论文时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。

信息技术管理论文

第1篇

2003年,《普通高中技术课程标准(实验)》(信息技术部分)(以下简称“课标”)颁布,进一步明确了信息技术课程体系的建设。

信息素养培养目标的确立

2000年颁发的《中小学信息技术课程指导纲要(试行)》以下简称“纲要”),提出信息技术课程的任务和教学目标是:“培养学生对信息技术的兴趣和意识,让学生了解和掌握信息技术基本知识和技能,了解信息技术的发展及其应用对人类日常生活和科学技术的深刻影响。通过信息技术课程使学生具有获取信息的能力,教育学生正确认识和理解与信息技术相关的文化、伦理和社会问题,负责任地使用信息技术;培养学生良好的信息素养,把信息技术作为支持终身学习和合作学习的手段,为适应信息社会的学习、工作和生活打下必要的基础。”与以前的计算机课程比较,纲要突出的特点是:第一次提出了课程名称为信息技术;在其目标中,第一次提出了培养学生良好的信息素养,并且强调了伦理问题,提出了“负责任地使用信息技术”的要求。

新颁布的课标把“提升信息素养,培养信息时代的合格公民”作为课程的第一个理念,强调“高中信息技术课程以义务教育阶段课程为基础,以进一步提升学生的信息素养为宗旨,强调通过合作解决实际问题,让学生在信息技术的获取、加工、管理、表达与交流的过程中,掌握信息技术,感受信息文化,增强信息意识,内化信息伦理,使高中学生发展为适应信息时代要求的具有良好信息素养的公民”。同时,在课程目标中,又具体地从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度描述了信息素养的具体内容。

新的内容体系的形成

纲要制定于计算机课程向信息技术课程转化的阶段,因此不可避免地带有计算机课程转化的阶段,因此不可避免地带有计算机课程的痕迹,例如,大量内容仍然是以“用计算机做……”来标志的,而且由于当时必须考虑许多初中尚未开设有关课程,高中只能从零起点来安排课程内容。

2001年起,在以纲要为依据进行的信息技术教材审查中,通过审查的教材有18套。这些教材中有的仍然是按照知识体系进行安排,有的强调了信息活动有关的任务来组织教材,体现了各自的风格,但是都比较注意强调信息素养的综合提高,强调实践,强调学生学习能力的培养。

新颁布的课标则按照高中课程整体改革的意图,一方面实行模块化,规定所有模块在9个星期内完成,为36学时。另一方面规定:高中信息技术课程包括必修与选修2个部分,必修部分只有1个模块“信息技术基础”,2学生,与九年义务教育阶段的教学内容相衔接,是培养高中学生信息素养的必要保证,是学习后续选修模块的前提。该模块强调在大众信息技术信息技术应用的基础上,让学生通过亲身体验与理性建构相结合的过程,初步认识当前社会信息文化的形态及其内涵,构建与社会发展相适应的价值观。选修部分包括“算法与程序设计”、“多媒体技术应用”、“网络技术应用”、“数据管理技术”和“人工智能初步”5个模块,每个模块2学分。选修部分强调在必修模块的基础上,关注技术能力与文化素养的双重建构,是信息素养培养的继续和延伸。模块内容设计既注意技术深度和广度的把握、前沿进展的适度反映,同时关注信息文化理念的表达,形成了新的内容体系结构。这样的安排,使学生在达到基本信息素养的前提下,通过选修不同的模块,很好地发挥信息技术潜能,使他们能够对信息技术的某一个领域有比较深的理解与掌握,从而适应高等教育和社会的学习发展需要。例如,“算法与程序设计”可以适应理工科学习的需要,“多媒体技术应用”可以适应准备从事艺术、文化领域工作与学习的学生的需要等。

同时,教育部对于教材实行立项批准的管理方法。这样做的目的是管理部门与审查人员可以比较早地介入材料的建设工作,实现教材(内容体系与遴选)的共同建设,尽量减少低水平的重复建设,实现教材的多样化。在2003年7月核准编写的高中教材目录中,信息技术教材有5项,各自具有一定的特色,体现了一定程度的多样化。笔者认为,在编写指导思想与课标相符的前提下,编写特色是教材存在的重要条件,而内容体系的安排与所写的样张具体地反映了教材能否体现特色和贯彻课标的要求。

新的教学活动与评价方式的探索

在计算机课程阶段,我国的广大计算机教师队伍已经在自己的教学活动实践中探索与研究各种信息技术课程的教学活动方式,例如任务驱动方法。但是,当时的理解只是停留在以实际的任务来使学生明确学习的意义、进行有意义的学习上,因此,许多任务只是技能的训练,或者是孤立的、零散的,例如,把资源管理器的操作作为一个个任务,说“今天我们的任务是为文件更改名字”等。

进入信息技术课程教学以后,教学活动树立了以培养信息素养为目标的理念,因此任务驱动方法的实施开始进行到更深入的探索阶段,所选择的任务均来自学生熟悉和关心的、有现实意义的问题,甚至一些任务的主题由学生自己讨论决定,既有实际意义,又必须使用要求学习的信息技术知识技能、经过必要的信息活动的过程、采用适当的信息技术方法才能完成。这样做不仅使学生能够体验信息活动的过程,而且了解了利用信息技术解决实际问题的方法,提升了学生的信息情感态度和价值观。

同时,教师认识到教学活动是以学生为主体而展开的,应该充分关注并尊重个体差异,灵活设计、组织教学活动,满足不同学生的学习需求,使每个学生都得到不同的发展。学生既是教学的对象,又是学习活动的主体。在学习过程中,学生是学习的主人,总是在其原有经验的基础上建构其对新知识的理解并发展其认知结构。因此,教师采用了许多以学生为主体的教学,不再是教师按照教材灌输,学生理解与识记的教学活动方式。现在,许多教师引入了研究性学习的方法,组织学生自已探究或者合作学习,通过案例来建立自己的认识,内化为自己的理解。例如,在学习过程中采取留白的方式,不再要求学生背记概念和规则,而是让学生使用自己的语文描述这个概念和规则。

而在技能训练方面,原来主要是讲解加操练,让学生一步一步跟着教师做,有的教师总是担心学生不能很好地操练,讲了又讲,而留给学生实践的时间很少,这既有悖于以学生为中心的教学理念。现在,教师开始注意学生的特知特点,分析如下一些问题:①学生的知识与技能问题。②学生的交流倾向问题。③学生的学习倾向问题。根据马梯尼兹分析提出的变通型、实干型、顺应型和逆反型等学习倾向。针对这些不同的特点,由教师布置任务学生自己做,教师按照学生的不同情况提供指导和训练的教学方法。

第2篇

关键词:网络环境;信息技术;高校图书馆

电子计算机与现代通讯技术相结合,为人类创造了全新的信息技术——网络信息技术。它是电子计算机和现代通讯技术相互结合基础上构建起来的宽带、高速、综合、广域型数字式电信网络,这种网络通过网中设网、网际互联可以覆盖一国、数国乃至全球。网络技术的形成和迅猛发展,信息机构以网络为传输手段,以数字化的信息资源为基础,为用户提供准确、及时、个性化和全程式的信息服务创造了条件和提供了可能。图书馆的传统服务方式受到前所未有的极大冲击和挑战。

高校图书馆不但是学校文献信息中心,也是为教学和科研服务的教育学术性机构,现代信息技术是影响图书馆发展最深刻的环境因素。高密度的信息储存技术,在变革了人们生产、收集、组织、传递和使用知识信息的方式的同时,也使信息服务的机制、结构与服务手段发生了巨大的变化。如何将一些先进的信息技术结合运用到图书馆的管理和服务中,用这些技术来促进日常工作,改变限于向读者提供馆藏文献,还提供所有网络上的可利用的文献,协助教学和科研是目前我们高校图书馆的工作重点。网络技术将带来信息的聚集、包装、检索、传播、复制、再生产的变化。如何在网络信息技术环境下发挥高校图书馆的最佳效益,网络环境下高校图书馆工作受到了哪些影响,是人们十分关注的问题。

一、网络信息技术对图书管理工作的影响

进入21世纪,数字化、网络化的信息革命从根本上推动了图书馆的发展进程,计算机日益成为图书馆的主要设备,图书馆采用了各种自动化集成系统建立自己的内部网络环境,呈现出网络化、信息化、智能化和社会化的特征。图书馆自动化管理一方面由于开展网上预约、催还书、推荐新书等业务,解决紧俏文献的供需矛盾和逾期罚款的问题,使流通工作更具人性化。另一方面建立起图书馆工作的信息网络,可以合理配置文献资源网上协作采访,集中编目以及馆际互借,管理所需的工作统计也变得非常方便快捷。与传统的手工操作相比,信息技术的使用完善了图书馆的管理工作。例如,在网络环境下,我们开通了网上预约图书,预约书到馆后的管理很重要,这也从另一方面反映了图书馆管理状况。必须按照到馆时间专架存放,便于预约者快捷取书借阅。若是同其它的还书一样入库,则不方便其他读者借书,而且容易引发借阅争端。

二、网络信息技术对图书馆服务工作的影响

长期以来在思维定势支配下,国内图书馆在网络信息服务实践中,对用户服务工作并未充分重视,在理论上表现为大学图书馆未能站在读者角度,制定适当的信息资源和信息服务发展政策,往往还是站在自己的立场上进行馆藏和网络信息资源的搜集和提供,常常缺乏对本校专业和用户对象的针对,从而造成网络信息服务提供与信息用户需求脱节。

高校图书馆的用户大多是学生,他们在利用图书馆的过程中难免会遇到各疑难问题,帮助他们解决问题的渠道是否畅通,问题能否得到及时的解决,在很大程度上制约着他们利用图书馆的效率。在网络环境下,图书馆可以将常见问题以FAQ的形式张贴在图书馆的主页上,供学生查阅;同时可以通过电子邮箱和实时问答等形式及时解决学生的疑难问题,另外,图书馆应设置咨询台,随时随地为用户提供优良的服务。尤其是学生在做毕业论文,需要查找专业的书籍和资料时,图书馆的工作人员能为他们提供专业的服务,指导他们充分利用馆藏和网络资源,在有限的时间内尽有可能多的找到有用的资料。高校图书馆除了具备完善的图书馆和信息服务法规、政策外,其网络信息服务还随着图书联盟和数字图书馆发展而发展。因此图书馆必须提高服务质量,服务质量是图书馆工作的生命线。

三、网络信息技术对图书馆时间的影响

时间管理是实现图书馆全面管理的必须条件。在网络环境下,电子文献、数字文献的大量出现,海量信息蜂拥而至,增大了用户检索和利用的难度,那么,为读者过滤垃圾信息,让他们汲取信息精华,让他们查全查准自己所需的信息,高校图书馆的工作人员责无旁贷。因而,高校图书馆必须加强时间管理,避免浪费读者富贵的时间。

高校图书馆保证足够的开馆时间,才不至于让用户吃闭门羹;科研人员在查新、科研立项、研究中期、结题等阶段,他们特别希望在图书馆获取最新、最快的第一手资料,信息工作人员应该竭尽全力为他们做好文献保障工作,提供快捷的文献传递服务;教师在学期准备暑期用书,在开课前查找相关的资料时,都应该保证他们到馆时,图书馆能提供有力的文献资源支持,保证他们的文献查阅时间。如果开馆时间完全与学生上课时间重叠,用户的需求就无法得到满足,增加开馆时间,就可以有效地保证馆藏文献的充分利用,使有限的资源被重复利用,进而满足广大用户的需求。节省用户的时间就能创造价值,因此从高校图书馆的服务管理的角度上看,要千方百计地节省读者的时间以创造更多的社会价值,取得更好的社会效益。

四、网络信息技术对图书馆管理人员的影响

图书馆事业的不断发展,新技术、新方法的不断引进,图书馆专业工作者的知识内容需要不断更新,信息技术的发展将不可避免的对原有的图书馆服务思想和服务体系带来冲击,图书馆管理人员在信息技术日益发展的环境下,要明确图书馆的使命并没有改变,信息技术并非取代了图书馆管理人员,相反,图书馆管理人员作桥梁、导航作用将变得更为重要。信息技术使图书馆工作变得更加便利和高效,使资源共享更容易实现,只有传统的方式与现代的信息技术相结合,人和机器相协调才能为读者提供更加优质的服务,才能提高学校的科研和教学水平。因此在网络环境下,对图书馆工作人员的工作技能和工作效益提出了更高的要求:必须加强自身的业务学习,掌握必要的计算机及网络知识,提高自身的综合素质,才能为读者提供优质、高效的信息服务。

网络信息服务实际上汇集无数最新科技成果,并随技术发展而发展,国内大学图书馆目前在基础网络建设上与国外差距并不大,但在图书馆学、计算机科学、通讯科学和其它相关技术上仍需紧紧跟随国际最新进展,希望能够迎头赶上。

参考文献

[1]刘晨,美国高校图书馆网络信息服务的现状分析与启示[J]图书馆工作与研究,2005,(6)

[2]龙叶,宁凤英,网络环境下高校图书馆用户时间资源的开发与利用[J]图书馆工作与研究,2005,(6)

第3篇

1.1缩微摄影技术相关要素

缩微摄影技术起源于文献管理手段,缩微摄影技术在病案管理方面可以降低存储所需空间,同时节省人力成本,提高工作效率。缩微摄影技术是将病案原件用摄影的方式按一定比例缩小到胶片上,使用胶片代替病案纸张进行保存查阅等相关活动。缩微摄影将病案原件按比例缩小之后不是真,使用阅读机放大后可以清晰地看到病案的原始记录。我国缩微摄影技术使用的胶片一般为银蓝色胶片,这种胶片在相对稳定的环境中理论上可以保存上百年。医院在对病人的病案进行存档时首先进行简单的信息校对,然后病案信息可以通过缩影机器进行拍照,可以让医院资深的病案管理人员操作,也可以交给第三方公司协助完成。

1.2缩微摄影技术管理病案的优点

缩微摄影技术管理病案,首先是节省存储空间,大幅度节省病案架,同时缩微病案具备相应的法律效力,我国档案法实施办法中就规定了档案缩微品与原件具有同样的法律效力。而且缩微胶卷在稳定的环境中可以保存上百年,不容易发生霉变、虫咬等现象。缩微摄影技术最大的作用就是保护了病案原件,提高了病案的真实性和可靠性。

2条形码自动识别技术在病案管理中的运用

2.1条形码自动识别技术相关要素

条形码技术采用条形码为媒介,利用光电扫描技术,储存和传递信息。条形码可实现机器自动识别,进入自动化管理,节省人力资源和工作强度,提高工作效率。在病案管理中,条形码技术的应用非常重要,在科别、序号、病案号等挂号信息中应用,在病案出库、回库登陆中应用,除此之外,病案流向的显示、门诊信息和病案情况的使用,以及病案制表等都应用到条形码技术。

2.2条形码自动识别技术管理病案的优点

条形码技术在应用方面功能强大,在病案管理各个方面都有应用,且应用经济实惠,自动高效,是迄今为止最为经济高效应用广泛功能强大的识别技术。条形码技术的优点有很多,条形码使用简单,制作方便,不需要特殊材料和设备,且不需要工作人员进行特殊培训即可实用,设备操作简单,识别方便;另外,条形码光电扫描技术,采集信息的能力很强,每次课采集80字符信息,采集速度和采集信息量都很有优势,1s时间就能完成信息采集,而且还能对部分错误信息进行纠错处理,误差率为百万分之一,不受人为因素影响,采集信息可靠,准确,可信。这样的自动化的操作管理,可以降低工作人员的劳动强度,给医院管理,服务质量、人力资源等方面都带来优势。

3信息管理系统在优化病案管理中的运用

3.1信息管理技术组成

信息管理技术的应用越来越广泛,在病案管理方面,信息管理技术可以提高医院工作效率,简化病案管理工作流程,对于整个医院的管理工作都有巨大的促进作用。信息管理技术主要包括:病案管理录入系统,审核完相关资料后将病案数据信息录入到病案管理信息系统中,开始了病案管理信息流的交汇。同时系统将录入的病案相关信息形成数据库,方便检索查阅;信息索引系统,通过病案相关信息建立索引,建立统一的识别方式,以方便病案日后的查阅、调用和存档等相关工作;信息共享系统,将病案信息在可接受的范围内进行信息共享,方便各个科室进行病案信息的查阅交流等工作,提高工作效率;权限设置系统,对于某些病案涉及机密信息时,可以设置不同的访问权限,使具备一定资质的用户可以访问,普通用户则无权查看,这样可以再提高工作效率的同时保证了病案的机密性,防止隐私泄露等现象的发生。

3.2信息管理技术管理病案的优点

信息管理技术最大的特点是可以将医院各个科室、各个工作环节通过信息管理系统结合在一起,一旦病人的病案信息录入到系统中,该信息流便可以被医院各个科室所共享查阅,大幅度提高医院的工作效率,对于病案信息的管理工作也有很大的促进,大幅度优化病案管理工作。

4总结

第4篇

[关键词]:积极意义、整合方式、创新能力、创造思维

我是农村中学的一名数学教师,也是学校远程教育管理员。作为中学的一门主要学科——数学,教学手段似乎就是那么单调,黑板加粉笔,偶尔加一些模型。由于课堂教具的贫乏,课前往往绞尽脑汁自制一些简陋的教具。加上学科自身的特点,的确没有某些学科形象、生动、具体。难怪教师讲得口干舌燥,学生听得枯燥无味,从而直接影响学生学习积极性,使学生丧失学习数学的兴趣。为此身为数学教师也不得不苦思瞑索,不断探索行之有效的教学方法,然而往往是美中不足,事与愿违。而当今社会知识信息的激增和“减负提素”工作深入开展,使传统教育面临着巨大的挑战,教学手段及教学方法的改革已势在必行。

下面本人就中学数学教学实践,谈谈多媒体技术在其教学中的积极应用。

一、多媒体及网络信息技术与数学教学整合的积极意义

将信息技术有效地应用于数学教学过程当中是实现数学教育现代化和实施新课程改革的一项重要手段。现代化的信息技术设备(如:多媒体计算机、投影仪等)具有代数计算,数据处理,几何作图,视频、音频及媒体流播放等多种功能,利用多媒体技术对文本、声音、图形、图像、动画等的综合处理及其强大交互式特点,特别是当多媒体计算机配备了丰富的教学软件(如:翰林汇多媒体课堂)或教师结合教学内容利用Flash、Powerpoint、几何画板等软件,制作诸如:情景导入、概念教学、练习指导和学法辅导等系列计算机辅助教学课件,能充分创造出一个图文并茂、有声有色、生动逼真的教学环境。应用于数学课堂教学过程中将为教师教学的顺利实施提供形象的表达工具、显示工具和演示工具,大大提高教学质量,能有效地减轻学生课业负担,激发学习兴趣,真正地改变传统教育单调模式,使乐学落到实处。多媒体技术的出现为我们教学手段改进提供了新的机会,产生不可估量的教学效果。我认为信息技术正在引发数学教育的一场革命,它将极大改变数学教师的教学方法、工作方式、教学模式乃至教学理念。教师不是被计算机替代,而是用新的方式工作,从新的视角考虑问题。

二、多媒体及网络信息技术与数学教学整合的方式

1、信息技术辅助教师的数学教学:

它是指教师利用信息技术加强或补充由教师所进行的教学。它充分利用信息技术特征进行常规的运算、作图、列表及模拟一个动态过程等,从而达到辅助教师教学的目的。

①、显示工具,增加课堂教学容量

在现实数学教学过程中,可能常常遇到一些比较费时的活动,如大量的板书内容,而这些活动并非课程所要达到的目标,但为了达到所需目标又不得不经过这些活动,在课堂45分钟内,如仍采用传统的板书,则消耗了课堂上宝贵的时间,如不板书而口头说明,则往往会词不达意。这时候,如采用多媒体技术的快速显示功能,不仅能解决课堂内大量板书的问题,还可以大大增加课堂教学容量,高效的使用课堂时间。例如,在学生学习《二次函数图像和性质》课时教师必须要经过列表和作图比较繁琐的两步,而这是非常费时间的,教师几乎很难分出更多一点时间去讲解函数的性质。而把多媒体技术作为显示工具后,利用计算机则可以很快给出函数值和画出函数图像,就可避免在课堂内书写大量的板书,节省大量的时间,增大课堂教学容量。在这种应用中,教师还可以把多媒体计算机与电视、投影仪、幻灯机等其它信息技术设备接在起使用,为学生创造一个良好的学习环境。

②、分层显示,引导学生系统学习

利用多媒体的视频、音频技术可以对有关教学内容进行分层显示,诱导学生深入浅出,从而达到提纲揭领、融会贯通,系统地掌握有关知识的效果。例如:在数的分类、多边形分类、四边形的分类以及三解公式复习等都可以编制带有提问与引导解答相结合的课件,引导学生系统学习,这特别适宜于学生自我复习。

③、演示实验,引导学生积极思考

利用多媒体技术中图文并茂、综合处理功能,可以将例题编制成一题多解的形式,让学生有选择性加以演示比较,通过比较,引导学生积极思考,培养学生一题多解、灵活运用已学知识的好习惯。如:在解一元二次不等式中,就要引导学生用代数中因式分解、不等式有关性质等知识来解或用一元二次函数图象来解。又如:求过两点直线的解析式时,也有一般式、顶点式、两点式等多种解题方法。

④、控制模拟,体现数形结合效果

利用多媒体技术中的交互性特点,可编写出较强带有控制性的模拟演示,充分体现数学中的数形结合的动态效果。例如:一元二次函数中的各参数与其图象的关系,圆与椭圆关系,方程、不等式与有关函数图象关系,锥体与柱体的关系等等。通过带控制性的模拟演示,使学生深深体会各知识之间内在联系,体现数形结合效果,树立辩证唯物主义思想。

2、计算机辅助学生学习数学。

这是信息技术与数学课程整合的另一方面,我们应充分发挥“多媒体”的教学优势改进教法,培养学生的创造能力。主席曾指出“创新能力是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。”创新能力的培养,也是素质教育的灵魂。

①、情景导入,培养学生创新意识

在教学“轴对称和轴对称图形”时,老师运用课件展示一组生活中呈轴对称的图片,以设问的形式导入新课:下面一组生活中常见的图片,看看有什么特点?学生的好奇心一下子就调动了,这时鼓励学生在观察的同时思索问题的答案,让学生通过实践去拓展知识的范围。你想知道它们有什么共同特点吗?今天我们来解决这个问题。这样借助电脑教学,自然有趣地引入课题,激发学生的求知欲望和创新意识。

②、动画模拟,突破教学重难点

学生的创造能力是以扎实的基础和自学能力等为前提的。在中学数学中,概念、法则等即是重点又是难点,这些知识具有一定抽象性。运动变化的东西,新鲜有趣的事物容易引起中学生的注意。根据这一特点,教学中可以充分利用媒体“动”的特长,采用多媒体技术中图形的移动、定格、闪烁、同步解说、色彩变化等手段表达教学内容,有效地吸引学生注意力,提高学习效果。教师要引导学生在实践中自行探索、创造,认识新知识。例如:在平面几何中讲解轴对称的有关知识时,可制作一个课件,使满足轴对称条件的一个或两个不同色彩的轴对称图形在鼠标的控制下,通过旋转、重叠、闪烁等系列动画模拟过程,形象生动描述图形轴对称内涵,便于学生切实理解。又如:在讲述立体几何中的对各种柱体、锥体、台体、球体认识和面积、体积计算公式推出时,就可以利用空间图形的分、合、转、并、移、裁、展等多种形式的动画,再结合有关必要的解说和优美音乐,使学生能身临其境,产生立体效应,同时通过启发性提问,引导学生积极开展思维,自我挖掘各图形间的内在联系以及有关计算公式的推出。再如:学习“角”,投影上先出一个会闪烁的亮点,然后从这一点引出两条射线,通过演示蕴含了角的定义及角的大小与所画边的长短无关的道理。又如:“圆”的认识中利用荡秋千的轨迹引出“曲线、圆心、半径、直径”,在用动画展示了画圆的过程,使学生很容易地掌握了圆的各部分名称。动画模拟不但能彻底改变传统教学中的凭空想象、似有非有、难以理解之苦,同时还能充分激发学生学习能动主观性,化被动为主动,产生特有教学效果。这样,利用多媒体演示功能把复杂的概念分解为直观形象的简单信息,利于学生自行探索,展示思维,归纳概念,理解概念。

在平行四边形性质教学中,以动态演示画面使学生生动形象准确地理解“对边相等”这一特点。而“对角相等”这一特点,可启发学生自学中创造。学生利用已有的知识、能力和方法独立探索获取新知识,培养了学生的自行探索能力和创造力。

③、精心设疑,激发学生创造思维

疑问、矛盾、问题是思维的启发剂,这能使学生的求知欲由潜伏转入活跃,有力地调动了学生思维的积极性和主动性,培养学生的创新意识。

例如:在教学“梯形的面积”时,如果照以往方法,让学生用纸剪拼一次,然后教师引导学生思考和推出梯形面积公式。这节课学生的探索一般到此,接下来就是对公式的应用。这样无疑是把学生的思维紧框在课本上,学生的创造性就受到束缚。为了激发学生的思维,刚开始,老师可设问:“你有什么办法能求出梯形的面积?”这节课可采用电脑里的工具,让学生利用电脑对图形可切割、移动、旋转等特点,可探索出多种推导梯形面积公式的方法。因为电脑中图可多次使用,有的学生自己能探索出八种推导方法。通过这样,学生的创新能力得到很好的培养。

可见,利用“多媒体”辅助教学,既能充分调动学生学习积极性,又能充分挖掘学生的多种思维能力。教师充分利用多媒体的优势大力培养学生创新精神和创造能力。

④、辅助练习,熟练形成解题技巧

教学中可利用计算机向学生出示一组难度渐增的练习题,让学生作出回答,计算机会及时给予评判和指导。练习的形式是多种多样的,可以是固定出题,也可以是随机出题,根据教师所给的课目,章节,题型,难度灵活出题,增加练习的智能性,对学生练习过程中出现的各种情况,计算机会自动给出必要的提示或辅导,从而巩固所学的内容,加深对知识的理解,熟练形成解题技巧。

利用计算机辅助进行练习,不仅意味着学生要有必要的问题求解知识,而且还需要学生会对相应软件操作技能,而对软件操作技能的学习过程就是学习数学事实、概念和原理的一个很好的方法。计算机帮助学生学习这种应用的过程主要是学生和计算机的交互作用,它摆脱了传统的教师控制教学的局面和消除了教师的主观意志的影响,增强出题的客观性,能够更加真实地检测教学的实际情况,节省大量的时间,把教师从传统教学的出题,编题,批改作业,课外辅导等繁琐的工作中解放出来,从而有更多的时间从事教学研究和教学创造。

总而言之,信息技术进入数学教育教学领域是必需面对的一个现实,作为数学教育工作者应以新的姿态去迎接这场挑战。应该注意到的是计算机手段与传统媒体教学完美地结合显得十分重要。不是信息技术用的越多越好,计算机作为有效的辅助工具是为教学服务的,要把它用的恰到好处。传统教学的优势应该保留,如教师的示范作用、教师与学生之间富于人情味的及时交流,教师组织起来的探究问题的活跃氛围等等。理想的教学应该是把教师与信息技术的优势同时充分发挥出来,把信息技术计算机多媒体与传统媒体完美地结合在一起。

参考文献:

1、《信息技术与课程整合之媒介》:农村中小学现代远程教育资源

2、《浅谈多媒体及网络技术与数学教学的结合》:农村中小学现代远程教育资源

3、《信息技术与课程整合之媒体》:江西省南昌市东湖区教研中心

4、《多媒体辅助教学有效培养学生创造能力》:数学教育交流站

第5篇

关键词:信息技术新课标数学教学整合度

《数学新课程标准》中提出:要“注重信息技术与数学课程的整合”,“整合的基本原则是有利于学生认识数学的本质”。信息技术与数学学科的整合,即把信息技术发展的成果应用到数学教学的实践之中,使信息技术成为与数学新课程内容和课程实施高度和谐的有机部分,对提高学生的信息获取、信息分析、信息加工、信息交流和创新能力,培养协作意识,促进学生以新的思维方式发现问题,分析问题,解决问题,及培养学生的创新精神,发展他们的探索和实践能力都会产生很大的促进作用,从而有效地提高教学效率,这也是全面实施新课程改革的一个重要内容。

信息技术不能使用过量,不能什么情况都依靠多媒体网络。学生基本的数学活动如基本运算、直观想象、画表作图、逻辑推理、数学证明等,学生自己能够从事的实践活动等都可以依赖自身来完成,不提倡采用信息技术代替完成。然而,实际教学中,一些教师盲目使用教学课件,出现了把过去人为的“满堂灌”变成了现今的“电脑灌”,违背了信息技术与学科整合的宗旨,与新课程改革极不相符。此外,由于信息技术纳入数学课堂,教学的信息量较之以前有很大的增加,但过量的信息无助于教学重点的突出,学生无法把握,反而会影响教学效率。因此,在教学中我们需要信息技术,但我们不可过度依赖,教师要在实践中逐步学会把握现代技术与传统手段的平衡教学之间的一种平衡,注重整合的实效,以达到最好的整合效果。

那么,怎样才能真正发挥信息技术在数学教学中的作用呢?我认为实现信息技术与数学学科教学的整合,恰当、适时、灵活地使用多媒体,准确把握好使用的“度”是关键所在。现就信息技术如何与数学课程整合的“度”的问题谈一些个人看法。

一、准确把握使用多媒体教学的目的

多媒体是教师教学的辅助手段,是为课堂教学目标服务的,对教学目标的实现起着辅助作用。教学中教师绝不可为了使用教学媒体而使用教学媒体,勿要刻意追求课堂形式上的“繁华”、“热闹”,要分清主次,准确把握教学的重点、难点及使用教学媒体的目的。同时也不能简单地把多媒体仅仅作为辅助教师教学的演示工具,而是要实现信息技术与数学学科教学的“融合”,突出作为整合主动因素的人的地位。

二、准确把握多媒体作用的“度”

多媒体的作用有下面几点:

1、信息技术融合到数学学科的教与学中,成为学生学习过程的有机组成部分。增强了学生的批判性思维、合作意识,分析、解决问题的能力及对信息收集、筛选、分析、评价和利用的能力,从而有助于培养学生的创新精神和实践能力。

2、借助网络资源和各类信息资源有利于学生的自主探究学习,实现个性化学习,充分发挥学生的主体地位,促使学生的合作交流,使教学活动更加生动有趣。同时能帮助学生理解知识,发展智力,提高能力,开拓视野,有助于形成学生的问题意识,真正发挥信息技术对数学学科的推动作用。

3、信息技术与数学学科体系、教学内容、方法和手段的改革有机的融合,为数学课程适应信息化时代的调整提供平台。

4、信息技术的应用为数学实验提供可能。“数学的创新教育,更需要数学实验、猜想在数学实验中”。信息技术的应用给数学实验提供了可能。如《直线与圆锥曲线》中有关存在性问题,可先给学生实验、演示,再进行证明,用动态方式表现对象之间的关系,既能创设情境又能让学生主动参与,有效地激发学生的学习兴趣,便于学生的理解。让学生通过做“数学实验”去主动观察、分析、对比、归纳、建立关系,处理数据、发现规律,不仅使学生的逻辑思维能力、空间想象能力和数学能力得到较好的训练,而且还有效地培养学生的发散思维和直觉思维。

但是,如果只注重多媒体的正面作用而忽略其负面效应,教学中使用不当或过“度”,如教师将其变成多媒体课件的演示,教师的活动完全被多媒体课件所取代,学生本来可以在教学媒体的帮助下通过自己努力完成的学习任务,领略学习的快乐,教师却没有给学生创造这样的机会等,课堂上仅仅是表面的繁荣,学生也只是看看热闹,不利于培养学生的数学素养和各种能力的提高。

三、准确把握多媒体课件选择与设计的“度”

以计算机为核心的多媒体教学主要指多媒体计算机、校园网、学科网站等。如何合理的选择与设计教学媒体?我认为应根据学生的实际情况及教学多媒体的效果,选择能直观形象的说明问题,最大限度的激发学生学习兴趣,开发学生智力的课件、网络信息或根据章节内容的实际设计课件、选取信息,要注意把握下面三个方面:

1、实用性:在选择、设计制作教学课件时,要考虑到学生,要把自己置身于学生中,针对不同的对象,不同的教学目标、内容,设计不同的教学课件,在何时何地以何种方式提出问题,揭示问题的实质,应考虑到学生能否接受,一切要从学生出发,课件除了一些必要的“润色”加工外,应该做到朴实实用。

2、发挥学生主体作用:教学过程是师生双边活动的过程,需要教师和学生密切配合才能完成,这一过程中多媒体课件只是一个辅助手段,并不是一节课的全部,通过课件的展示达到激发学生兴趣,促进学生主动探究与思考,而不能用之代替教师的授课活动,因此不必面面俱到。

3、培养学生创新意识:教师利用多媒体课件精心设计一系列由浅入深,相互关联的问题,将知识点系统化、网络化,既符合学生的认知心理,又能有效地引导学生思维向纵深发展,培养学生分析问题、解决问题的能力,促使创造性思维的发展。

还应注意,选择、设计制作教学课件时,不能一味地去追求使用固定类型的教学媒体,如用多媒体课件来代替自己的板书,例题的讲解,知识点的归纳等,显然违背了使用多媒体的初衷,必将影响学生学习的效果。事实上,多媒体课件更适合于运用在那些现有条件下无法观察到的,难以理解的,抽象的或动态的内容中,如几何体的切割、移动、翻转、重叠;函数图像的变化;极限问题的引入等。

四、确把握多媒体在教学使用中的“度”

利用多媒体优化课堂教学,改变传统的教学模式是新课改的热点,数学教学过程中根据教学的需要适当运用“实用性强,效果好的课件、网络,有利于激发学生学习兴趣,提高学科素养,培养创新思维与探究能力。”要达到这样的效果,就必须创造性地使用多媒体教学,把握好多媒体运用的“度”,及介入教学过程中的最佳时机。

1、创设情景,激发兴趣

“兴趣是最好的老师”,教学中创设问题情景可以启发学生积极思维,培养学生兴趣,并能点燃学生学习思维的火花。而问题是思维的“体操”,是起点,它孕育着极大的思维潜力和创造性萌芽。教学中借助多媒体图、文、声、像并茂的特征,充分展现知识的形成过程,巧妙寻找契机,创设教学情景,使学生保持旺盛的学习兴趣,给课堂教学增添无穷的魅力,对提高学生数学素养起到事半功倍的效果。

2、思维受阻,排忧解困

学生在学习过程中难免出现思维受阻,此时,教师若及时运用多媒体进行点拨、启示、引导将会使学生的思维从“泥潭”走向“光明大道”。

3、揭示概念,再现知识形成过程

数学概念的言词都非常精确严谨,具有高度的概括性,加之纯理论性的术语,学生有时难以理解,信息技术使数学概念、理论及数学问题容易地用数字的、图形的、符号的、语言的等多种方式表达,适时运用多媒体可降低学生思维的难度,从而达到准确理解概念的目的。如《圆锥曲线—椭圆的定义》一节课,利用《几何画板》先在X轴上找两定点F1、F2,M点为平面内的动点,再在数值输入栏中输入一个数值,使定值,激活坐标系拖动鼠标,让学生观察M点动态过程的轨迹,重新输入数值再让学生观察,条件允许下可以让学生自己操作,教师适时加以引导启发,使学生感悟图形形成过程的实质,从而抽象出它们的本质特征形成概念。

4、化静为动,突破重点,分化难点

中学生的思维正在逐渐由形象思维向抽象思维转化。对教学的重点难点问题在教学内容,时间受限时,可适时采用多媒体课件将重点、难点分解后予以突破,达到其高效性的作用。如《函数y=Asin()的图像》一节,利用《几何画板》先让学生自己动手观察如何变化,动画演示先平移再伸缩和先伸缩再平移两种不同的变化过程,让学生自己去探求规律得出结论。

5、系统复习,及时小结或练习

提高学生参与程度,是促进课堂教学效率的有效方法,复习或练习时根据学生的认知规律,心理特征,教材特点,班级学生的实情等因素综合考虑,找准多媒体与数学学科教学整合的切入点,及时合理的运用以取得较高效益。

另外,教师可以利用计算机的快速切换和灵活选择的功能,设计出多种授课方式,满足不同层次学生的需要。同一课件在不同班级使用时,也应有所区别,如演示的快慢,内容的多少,重点难点的突破等都应有所变化,真正体现分层教学的特点。

然而,图片、图像给人的毕竟是感官印象,要真正获得感性认识,还要亲自接触具体的事物,参加具体的实践活动。如:作图,教师不亲自示范,学生不自己动手操作,一味地靠看课件、图片等难以掌握,因此教学中必须安排动手练习,让学生设身处地的感受事物,在实践中去认识事物的本质,把握事物的客观规律。因此教学活动中,多媒体课件的制作与应用都应从实际出发,着眼于解决当前数学教学中面临的现实问题和学生不易想象的问题,具体问题具体分析,准确把握使用的“度”,注重实际效果与质量,留心教学中出现的各种问题并及时给以纠正,不断完善教学方法,教学手段,增强教学效果。

以上仅对信息技术与数学教学整合问题作了初步探讨,还有许多问题需要我们作更广泛深入的研究。总之,信息技术与数学教学整合是一个长期而艰巨的任务,需要我们不断尝试、积极探索,并从实践经验上升到数学教育教学的理论高度去提炼、去反思,才能避免盲目性,摸索出适合自己的整合之路,促进数学课程改革的顺利进行。

参考文献:

[1]王庆祥新数学课程与信息技术的整合初探

[2]蒋鸣和整合课程与信息技术“两张皮”

[3]张定强数学技术,信息技术与数学课程整合

[4]栾庆芳新课改背景下信息技术与数学课程整合的分析与思考

[5]孙建文浅谈课堂教学改革——谈谈CAI在数学中的运用

第6篇

关键词:信息技术数学课程整合问题对策

信息技术与数学课程相结合就是以数学知识作为载体,把信息技术作为工具和手段渗透到数学课程的教学中去。信息技术与数学课程的整合能有效地互补优势,提高教学效益,因而得到迅速而广泛的运用。但是在目前的课堂教学中,还存在一些问题,需要引起重视,采取相应对策。

一、存在的问题

1、目标定为不准,影响教学目标的实现。

信息技术与数学课程的整合,最终目的是发挥信息技术的优势,优化数学教学,实现数学教学目标。但在实际教学中,许多教师为了突出体现信息技术的优势,而不顾是否有利于本节课教学目标的实现,将各类文字、图像、动画、声音、影片等一股脑地加进去,结果导致教学内容主次不分,教学目标不明确。如,有位教师为了上好“采松果(两位数加一位数)”课,精心制作了一幅细致的动画——“动物园的一角”,把教学融入到游戏中,并在课件的制作过程中充分运用上面所说的各种信息资源,又是动画、又是声音、又是图像。上课时,学生发现连连:“我发现小河水在不停的流动”,“小河里还有鱼儿游”,“小鸡的头一动一动,它们是在啄米还是在啄虫子”……课堂气氛异常激烈,但一堂课下来连听课老师都搞不清这节课主要讲了什么,要达到什么样的教学目标。

2、忽略学科特点,影响教学质量的提高。

数学学科的特点要求:学生在具体的实践中,学会应用,学会创新。但在实际教学中,有部分教师认为信息技术教学是推进教育现代化促进教学技术改革的“全权代表”,似乎不用“信息技术”就不是好课,用了“信息技术”就是全优课,因而导致许多老师盲目地,不切实际地,花大力气把工作重点放在课件的制作上,而放弃了深入研究教材,忽略了数学学科特点。如,有位教师上“角的度量”,课前把“角的度量”的有关知识精心的制作在网页中,上课时基本照网页设计,单纯的介绍了有关角的度量的理论知识,而没有让学生动手操作,亲身体验怎样用量角器真正去量一个角的大小,课后有许多学生不能正确进行角的度量,因而影响了教学质量的提高。

3、教学设计不当,影响学生思维的拓展。

我们知道,数学教学中存在着由抽象到形象,由感性到理性的转换,有经验的老师总会留下足够的时间和空间让学生去思考、想像、理解,实现思维能力的培养。但是许多教师运用信息技术进行教学设计时,却大大减少了学生这种“思考——发现”过程,教师变成了现代化教学设备的操作者,他们按照自己的理解设计整个课件的结构和一些问题的“标准答案”。学生按预先设定的模式,进行学习,根本没有足够的时间进行深入思考,只能顺应教师的思维方式简单作答,这实际上是另一种形式的“灌输式”教学,从而限制了学生思维能力的发展。如,“提公因式法”概念的教学,有位教师是这样设计的:(1)多媒体显示公式:ma+mb+mc=m(a+b+c),并出示问题“等式的哪边是要分解的多项式?它的各项含有的公共因式是什么?”(2)多媒体显示公因式概念。(3)教师归纳并用多媒体显示“提公因式法”的概念。在整个教学过程中,学生只能跟着教师课件设计的模式,机械地学习。

4、课件制作粗糙,影响学生对知识的理解接受。

有些数学课件制作过程过于简单,只是几张简单的幻灯片,缺乏交互性,上课时学生当“观众”,只能被动观看,教师当“导演”,只能按顺序播放;有些则过于复杂,其课件往往是画面背景杂乱,并且使用大量的动画和音响,导致学生上课时,一味看课件中的图案和动画效果,而不关心教师的讲解和画面上的知识点,影响了学生对知识的理解接受。

5、信息技术运用能力不强,影响实际的教学效果。

有些教师上课时用的课件、网页不是自己亲自做的,对课堂上出现的突发性的技术问题无法处理,如,局域电子教室学生机突然黑屏,教师就无计可施,只好“助教”上阵;有些学生打字速度慢,电子邮件不会发,这些均会造成课堂教学组织不严密,张弛度把握不好,影响教学效果。

二、采取的对策

我们提倡信息技术与数学学科的整合,但并不是说可以无目的、随意地整合,解决整合过程中出现的各种问题,我认为教师应该首先做好以下三个方面:

1、正确认识信息技术在数学课程整合中的作用,切忌喧宾夺主。

信息技术集多种传播媒介于一体,多方位,多角度,多途径地向学生传递信息,为教师和学生提供了生动活泼,灵活多样,丰富多彩的人机交谈的信息环境。但是信息技术无论多么优越,都应是为了教学服务,即一堂课中学生应永远是主体,教师是主导者,信息技术只能是起辅助教学的作用。传统的教学方法仍具有很大的优势。如,教师生动形象的语言,较之屏幕更具亲和力,适当的板书,板画可以给学生一个短暂思考、回味、休息的时间。

这里是三位教师对“圆的认识”一课的教学设计:

A教师教“圆的认识”时,把教学内容按照预设方案悉数设计在课件中,在频频点击下,按照“既定方针”完成了教学任务。最后,黑板上一片空白,没有任何板书,因为这些都已经在课件中“闪亮登场”了。

B教师教“圆的认识”时,课件与板书双管齐下,“该出手时才出手”,最后黑板上教师的板书整齐、清楚、明白。

C教师教“圆的认识”时,也把课件与板书“联姻”,不同的是教师的板书乱七八糟,最后在学生“不舒服要求整理”的“抗议”下,“麻烦”学生动一番脑筋,重新整理,“刷新”记录。

信息技术与数学学科整合的课堂教学,应该在教师的主导下,各种教学方法互相协调,相互促进,信息技术辅助教学的优势才能真正得以发挥,因而信息技术的运用应遵循适时,适用,适度的原则,即应在某些需要信息技术辅助教学的课题中,在恰当的时候,适当地运用信息技术,而不能滥用,绝不能喧宾夺主,取代数学教学。上面三位教师:A教师不管什么,都用课件当作万能工具。B教师虽然在运用课件的同时,注意了与板书结合,但是教师又包办了一切。C教师对课件适而用之,把课件看作点化的工具,同时适当的运用板书,板书故意写的乱七八糟,让学生去整理,充分体现了学生的学习主体性。

2、围绕信息技术与数学课程整合的目标制作教学课件,优化教学设计。

信息技术与数学课程整合,应该实现这样的目标:在数学课程的教学时间里实际整合,既发挥信息技术的优势,优化数学教学,提高教学效益,又借助数学载体学习并运用信息技术解决数学学习问题。因而信息技术与数学知识的整合,要打破常规教学中,学科界线,不仅要发挥信息技术的优势,围绕学习主题,适当综合各方面的知识,丰富数学学习的内涵,建立起便于学生自主学习的学习平台。同时还要在数学学习的过程中,学会应用信息技术,解决数学学习问题,达到学习信息技术的目的。

知识的整合不是知识的杂烩与罗列棵,教师在备课时,要围绕学习主题展开,筛选信息,巧妙安排,运用信息技术提供给学生有利于完成学习目标的方法和资源,优化教学设计。如,“勾股定理”的导入教学,可以先让学生在校园资源库进行本课的自学,学生可以通过对“勾股定理”的知识的来源、证明方法等相关知识的学习提出不同问题,引入教学。这个导入的教学不仅可以使学生利用信息技术的网络资源学习有关“勾股定理”的知识,还可以使学生在学习数学知识的同时,培养学生收集、运用、归纳、整理信息的能力,提高信息素养,有效地优化了教学设计,实现了信息技术与数学课程的整合。

3、加强信息技术与教师和学生的整合,提高信息素养。

信息技术与数学课程整合的过程中,师生是共同的学习伙伴。针对部分教师及学生计算机知识相对贫乏的问题,首先,教师自身要加强对信息技术知识的学习,比如必须学会用信息数据来处理各种教育信息、能运用CMC环境下的各种传播或交流工具、会使用必要的软件制作工具、能用先进的工具软件设计或集成各种教学信息资源,等等。此外,处于信息时代的教师还必须具备现代教育教学思想观念,掌握先进的教学设计思想和方法。惟有现代教育教学思想、教学设计思想和方法相融合,才能实现教学的优化。其次,要学生重视信息技术课程,努力学习信息技术,了解信息技术的发展变化,学会使用与学习和生活直接相关的工具和软件,并能熟练操作计算机进行信息收集、整理、提高自身的信息素养。

前途是光明的,道路是曲折的。在信息技术与数学课程的整合过程中,我们应该对它有一个全面的、清醒的认识,并在今后的教学工作中不断地进行实践与反思,“不畏浮云遮望眼”,总能“守得云开见明月”。

参考文献:

[1]钟志贤,《深呼吸:素质教育进行时》,教育出版社

第7篇

关键词:贝叶斯估计信息融合障碍探测智能驾驶

随着传感器技术、信息处理技术、测量技术与计算机技术的发展,智能驾驶系统(辅助驾驶系统一无人驾驶系统)也得了飞速的发展。消费者越来越注重驾驶的安全性与舒适性,这就要求传感器能识别在同一车道上前方行驶的汽车,并能在有障碍时提醒驾驶员或者自动改变汽车状态,以避免事故诉发生。国际上各大汽车公司也都致力于这方面的研究,并开发了一系列安全驾驶系统,如碰撞报警系统(CW)、偏向报警系统(LDW)和智能巡游系统(ICC)等。国内在这些方面也有一定的研究,但与国外相比仍存在较大的差距。本文将主要讨论多传感器信息融合技术在智能驾驶系统(ITS)中的应用。

1ICC/CW和LDW系统中存在的问题

1.1ICC/CW系统中的误识别问题

ICC/CW系统中经常使用单一波束传感器。这类传感器利用非常狭窄的波束宽度测定前方的车辆,对于弯曲道路(见图1(a)),前后车辆很容易驶出传感器的测量范围,这将引起智能巡游系统误加速。如果前方车辆减速或在拐弯处另一辆汽车驶入本车道,碰撞报警系统将不能在安全停车范围内给出响应而容易产生碰撞。类似地,当弯曲度延伸时(见图1(b)),雷达系统易把邻近道路的车辆或路边的防护栏误认为是障碍而给出报警。当道路不平坦时,雷达传感器前方的道路是斜向上,小丘或小堆也可能被误认为是障碍,这些都降低了系统的稳定性。现在有一些滤波算法可以处理这些问题并取得了一定效果,但不能彻底解决。

1.2LDW系统中存在的场景识别问题

LDW系统中同样存在公共驾驶区场景识别问题。LDW系统依赖于一侧的摄像机(经常仅能测道路上相邻车辆的位置),很难区分弯曲的道路和做到多样的个人驾驶模式。LDW系统利用一个前向摄像机探测车辆前方道路的地理状况,这对于远距离测量存在着精确性的问题,所有这些都影响了TLC(Time-to-Line-Crossing)测量的准确性。现常用死区识别和驾驶信息修订法进行处理,但并不能给出任何先验知识去识别故障。

2多传感器信息融合技术在ITS系统中的应用

针对以上系统存在的一些问题,研究者们纷纷引入了多传感器信息融合技术,并提出了不同的融合算法。基于视觉系统的传感器可以提供大量的场景信息,其它传感器(如雷达或激光等)可以测定距离、范围等信息,对两方面的信息融合处理后能够给出更可靠的识别信息。融合技术可以采用Beaurais等人于1999年提出的CLARK算法(CombinedLikelihoodAddingRadar)和InstitudeNeuroinformatik提出的ICDA(IntegrativeCouplingofDifferentAlgorithms)算法等方法实现。

2.1传感器的选择

识别障碍的首要问题是传感器的选择,下面对几种传感器的优缺点进行说明(见表1)。探测障碍的最简单的方法是使用超声波传感器,它是利用向目标发射超声波脉冲,计算其往返时间来判定距离的。该方法被广泛应用于移动机器人的研究上。其优点是价格便宜,易于使用,且在10m以内能给出精确的测量。不过在ITS系统中除了上文提出的场景限制外,还有以下问题。首先因其只能在10m以内有效使用,所以并不适合ITS系统。另外超声波传感器的工作原理基于声,即使可以使之测达100m远,但其更新频率为2Hz,而且还有可能在传输中受到其它信号的干扰,所以在CW/ICC系统中使用是不实际的。

表1传感器性能比较

传感器类型优点缺点

超声波

视觉

激光雷达

MMW雷达价格合理,夜间不受影响。

易于多目标测量和分类,分辨率好。

价格相合理,夜间不受影响

不受灯光、天气影响。测量范围小,对天气变化敏感。

不能直接测量距离,算法复杂,处理速度慢。

对水、灰尘、灯光敏感。

价格贵

视觉传感器在CW系统中使用得非常广泛。其优点是尺寸小,价格合理,在一定的宽度和视觉域内可以测量定多个目标,并且可以利用测量的图像根据外形和大小对目标进行分类。但是算法复杂,处理速度慢。

雷达传感器在军事和航空领域已经使用了几十年。主要优点是可以鲁棒地探测到障碍而不受天气或灯光条件限制。近十年来随着尺寸及价格的降低,在汽车行业开始被使用。但是仍存在性价比的问题。

为了克服这些问题,利用信息融合技术提出了一些新的方法,利用这些方式可以得到较单一传感器更为可靠的探测。

2.2信息融合的基本原理

所谓信息融合就是将来自多个传感器或多源的信息进行综合处理,从而得出更为准确、可靠的结论。多传感器信息融合是人类和其它生物系统中普遍存在的一种基本功能,人类本地地具有将身体上的各种功能器官(眼、耳、鼻、四肢)所探测的信息(景物、声音、气味和触觉)与先验知识进行综合的能力,以便对其周围的环境和正在发生的事件做出估计。由于人类的感官具有不同度量特征,因而可测出不同空间范围的各种物理现象,这一过程是复杂的,也是自适应的。它将各种信息(图像、声音、气味和物理形状或描述)转化成对环境的有价值的解释。

多传感器信息融合实际上是人对人脑综合处理复杂问题的一种功能模拟。在多传感器系统中,各种传感器提供的信息可能具有不同的特片:对变的或者非时变的,实时的或者非实时的,模糊的或者确定的,精确的或者不完整的,相互支持的或者互补的。多传感器信息融合就像人脑综合处理信息的过程一样,它充分利用多个传感器资源,通过对各种传感器及其观测信息的合理支配与使用,将各种传感器在空间和时间上的互补与冗余信息依据某种优化准则结合起来,产生对观测环境的一致性解释或描述。信息融合的目标是基于各种传感器分离观测信息,通过对信息的优化组合导出更多的有效信息。这是最佳协同作用的效果,它的最终目的是利用多个传感器共同或联合操作的优势来提高整个系统的有效性。

2.3常用信息融合算法

信息融合技术涉及到方面的理论和技术,如信息处理、估计理论、不确定性理论、模式识别、最优化技术、神经网络和人工智能等。由不同的应用要求形成的各种方法都是融合方法的个子集。表2归纳了一些常用的信息融合方法。

表2信息融合方法

经典方法现代方法

估计方法统计方法信息论方法人工智能方法

加权平均法经典推理法聚类分析模糊逻辑

极大似然估计贝叶斯估计模板法产生式规则

最小二乘法品质因素法熵理论神经网络

卡尔曼滤波D-S证据决策理论遗传算法

模糊积分理论

2.4智能驾驶系统中信息融合算法的基本结构

由于单一传感器的局限性,现在ITS系统中多使用一组传感器探测不同视点的信息,再对这些信息进行融合处理,以完成初始目标探测识别。在智能驾驶系统中识别障碍常用的算法结构如图2所示。

3CLARK算法

CLARK算法是用于精确测量障碍位置和道路状况的方法,它同时使用来自距离传感器(雷达)和摄像机的信息。CLARK算法主要由以下两部分组成:①使用多传器融合技术对障碍进行鲁棒探测;②在LOIS(LikelihoodofImageShape)道路探测算法中综合考虑上述信息,以提高远距离道路和障碍的识别性能。

3.1用雷达探测障碍

目前经常使用一个雷达传感器探测前方的车辆或障碍。如前面所分析,雷达虽然在直路上的性能良好,但当道路弯曲时,探测的信号将完全可靠,有时还会有探测的盲点或产生错误报警。为了防止错误报警,常对雷达的输出进行标准卡尔曼(Kalman)滤波,但这并不能有效解决探测盲点问题。为了更可靠地解决这类问题,可以使用扫描雷达或多波束雷达,但其价格昂贵。这里选用低价的视觉传感器作为附加信息,视觉传感器经常能提供扫描雷达和多波束雷达所不能提供的信息。

3.2在目标识别中融合视觉信息

CLARK算法使用视觉图像的对比度和颜色信息探测目标,使用矩形模板方法识别目标。这个模板由具有不同左右边界和底部尺寸的矩形构成,再与视觉图像对比度域匹配,选择与雷达传感器输出最接近的障碍模板。

CLARK算法首先对雷达信号进行卡尔曼滤波,用于剔除传感器输出的强干扰,这出下列状态和观测方程处理:

D(t)=R(t)+v(t)

式中,R(t)为前方障碍的真实距离(未知),R(t)是其速度(未知,)D(t)为距离观测值,Δt为两次观测的问题时间,w(t)和v(t)为高斯噪声。给定D(t),由Kalman滤波器估计R(t)和R(t)的值,并把估计值R(t)作为距离输入值,使用R(t)和D(t)的差值确定所用矩形模板的偏差。由于使用雷达探测的位置与雷达作为补偿。

使用上述算法可以有效提高雷达探测的可靠性,但当图像包含很强的边缘信息或障碍只占据相平面一个很小的区域时,仍不能得到满意的结果。因此,除对比度外,又引入视觉图像的颜色域。

3.3相合似然法

在探测到障碍后,CLARK算法将这些信息整合到道路探测算法(LOIS)中。LOIS利用变形道路的边缘应为图像中对比度的最大值部分且其方位应垂直于道路边缘来搜索道路。如果只是简单地将两个信息整合,则障碍探测部分的像素被隐藏,其图像梯度值不会影响LOIS的似然性。这样可以防止LOIS将汽车前方障碍的边缘误认为是道路的边缘来处理。但是当道路的真实边缘非常接近障碍的边缘时,隐藏技术则失效。

为了使隐藏技术有效,可以在障碍和道路探测之间采取折中的处理方法。这种折中的处理方法就是相合似然法。它将探测障碍固定的位置和尺寸参数变为可以在小范围内变化的参数。新的似然函数由LOIS的似然和小探测障碍的似然融合而成。它使用七维参数探测方法(三维用于障碍,四维用于道路),能同时给出障碍和道路预测的最好结果。其公式如下:

式中,Tb、Tl、Tw为相平面内矩形模板的底部位置、左边界和宽度的三个变形参数,[xr(t),xc(t)]为变形模板相平面的中心。[yr(t),yc(t)]为由雷达探测并经Kalman滤波的障碍在相平观的位置。将地平面压缩变化为相平面,的实时估计,为相平面内一个路宽的值(3.2m)。tan-1的压缩比率在相平面内不小于Tmin(路宽的一半),不太于Tmax(路宽)。通过求解七维后验pdfP(k'''',b''''LEFT,b''''RIGHT,vp,Tb,Tl,Tw|[yr(t),yc(t)],ObservedImage)的最大值获得障碍和道路目标。

3.4CLARK算法的局限性