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智能化;适时;评价;变革;创新;质量
教学评价是整个教学活动的一个重要环节,目的在于获得反馈信息,改进教学,提升质量,促进发展,实现课程目标。通过开展科学有效的课堂教学评价,能够有效地鉴定教师的教学态度、教学质量、工作能力、业务水平等,使学校的管理工作更系统化,决策更科学化。在推进“智慧校园”研究与建设的大背景下,有条件、有能力运用信息技术前沿技术人工智能于课堂教学评价中,“智能化课堂教学评价系统”在众多的电子课堂教学评价系统中率先融入人工智能技术,课堂组织管理评价、学习知识的定性评价、适时评价信息引导教学进程三个方面的发挥着积极有效的作用,用技术的力量,深化提升教学评价的效果。
一、智能化课堂教学评价系统的概述
1.智能化课堂教学评价系统简介
“智能化课堂教学评价系统”(intelligent teaching evaluation system缩写:ITES)是一套开源的网络教学平台。该平台包括教师平台和学生平台两部分,教师平台主要功能为教学活动管理、教学资源管理、动态教学流程设计、教学评价前置设计和课堂教学评价管理;学生平台主要功能为学习态度管理、学习资源多元化、知识迁移的监测。该平台功能模块的各类教学活动设计都具有评价功能,其中“评价管理”是专门为教学评价活动设计的模块。
2.“智能化”研究的三个主要方面
(1)课堂组织管理评价
一般具备教学评价功能的电子教学平台都是通过登入帐户、密码完成上课报到。普遍存在着代签的盲区。而ITES是学生通过蓝牙(随着“智慧校园”的建设进程)或指纹识别完成上课报到,学生进入网络教室后以学习小组形式等自由入座通过图形界面快速有序地登录课程学习环境,浏览本课学案和教学任务。教师界面高效适时地评价课堂组织状态,学生出勤以及教学目标任务情况;后台运用“逃逸算法”扫描终端机在线在学状态。
(2)课堂知识的定性评价
一般具备教学评价功能的电子教学平台,定性问题(主观题)的评价是用人工(教师)评价方式解决的,评价信息严重滞后,难以像客观性问题评价那样“即时”。而ITES则运用SBT平衡树(AT前沿技术)作为教学资源库数据结构,时空复杂为O(logn),以二分查找法为检索算法,检索速度更快、占用内存更小、更具跨平台性与教学设计同步进行。以一个标准班级56人为计,完成 100字以内主观题,评价平均用时7秒以内。完全适用于课堂定性问题的适时评价。
(3)适时评价信息引导教学进程
每个教学环节评价结束后,教师可以运用评价系统了解教和学两方面的信息,发现问题及时调整教学进程,改进教学方法,指导学习方法。使分层次教与学活动的开展有了依据,评价功能与教学活动形影相随,更方便地服务于教师。
二、运用智能化课堂教学评价系统进行评价
信息技术教学一般都在网络多媒体教室进行。在信息技术教学过程中,必须对教师教学和学生学习质量进行评价。通过评价,了解教和学两方面的评价信息,依据适时的评价信息及时调整教学进程、改变教学方法、指导学习方法,促进知识迁移。根据课程标准的要求,信息技术教学评价可以从认知、操作两个方面进行,具体的有:基本概念、基本技能、创新能力、综合运用能力的 测评。
1.学习态度的评价
学习态度情感价值观的评价因应成为课堂教学评价不可或缺的组成部分。学生登录后,就成为课堂教学被评价的对象(图一左所示),囿于“教学平台”完成一堂课的学习内容。
图1的中图上是监控学生机的运行状况,其中绿色块点表示正常,红块表示某个时间段该机发生“脱机”现象。“脱机、脱系统”的可能性:一是硬件故障(红色!),教师可及时处置。二是故意违纪脱离(终端机更改设置)系统(红色),记录其违规时间,促其在一定的时间范围内返回。三是学生终端脱离系统(蓝色)开小差做学习以外的事,五秒内教师机自动发出“归队”的警示。教师利用课堂教学间隙在投影屏幕显示一下监控画面对违规学生也是一种提醒。
与其它评价系统相比,ITES 上课过程始终运行“逃逸算法”扫描终端机在线在学状态,并记录“脱机”“开小差”时间。下课后给每位学习者一个客观的“学习态度”的分值。使得课堂组织管理更加科学。
2.知识与能力的评价
一般的电子教室教学平台对客观问题的评价基本都准确、及时到位。而主观问题的评价目前则只能采用人工方式进行,做不到“自动及时”。智能化课堂教学评价系统重点解决在课堂教学中主观问题的定性评价上的客观、及时的焦点问题。主要表现在两个方面。
(1)学习态度。从二个方面进行评价:①空白卷;②全文雷同率。雷同率越高, “学习态度”的评价等级就 越低。
【关键词】智能教室 无线控制 光照强度 温度
1 引言
21世纪的人才观引发了人才培养模式和策略的转变,新的教学技术和教育理念的应用要求传统教室的形态进行改变。普适计算技术、人工智能技术以及计算机通讯技术的发展为教室形态改变提供了可能,社会和科学技术的发展对人的关注促使智能教室的产生。智能教室是数字教室和未来教室的一种形式,是新型教育形式和现代化教学手段的产物。它是基于物联网技术,集智能教学、人员考勤、资产管理、环境调节、视频监控及远程控制于一体的新型现代化智能教室系统,是推进未来学校建设的有效组成部分。
目前智能教室的研究主要集中在节能环保以及智能教学方面,而对于控制终端以及人性化和智能化调节方面并没有进行系统的研究。基于此,本文加入温度控制、灯光控制以及实时显示控制部分,提出了一种基于移动客户端的智能教室光温无线控制系统。
2 系统总体方案
本系统从结构上可分为提供电压的电源部分、测量终端的传感器部分、作为控制系统的主控系统部分、移动控制的APP控制器部分、实时显示的控制部分以及控制终端的控制器部分。从控制原理上可分为自动智能化调节控制部分和用户手动人性化控制部分。
本系统的工作原理如下:首先传感器对教室内的环境进行测量。传感器有热释电传感器和光电传感器,分别测量人置、人体数量、室内光照强度、室外光照强度等信息。然后数据传输到主控系统并进行计算,根据计算结果对自动控制控制器智能调节,以达到闭环控制教室内光照强度和温度的作用,同时教室内的显示控制终端开始工作,实时显示教室内的光照强度和温度信息。最后,教室内的学生利用手中的移动客户端APP通过WiFi通信模块与主控系统进行联机,进行光照强度和温度控制,接收并显示主控系统传回的实时信息。
系统整体结构图如图1所示。
3 硬件构成
3.1 传感器模块
3.1.1 热释电传感器
热释电传感器是基于热释电效应的热电型红外传感器。它由滤光片、热释电红外敏感元件、高输入阻抗放大器等组成。制成薄片的热电材料并排串联,当人体发出的红外线随人体移动变化时,两个元件产生交变电压。滤光片是为了防止可见光对热释电元件干扰,使只有人体辐射的红外线能穿过,从而达到检测人体的功能。
3.1.2 光电传感器
TCRT5000光电传感器模块是基于TCRT5000红外光电传感器设计的一款红外反射式光电开关。传感器采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成,输出信号经施密特电路整形,稳定可靠。光电传感器电路如图2所示。
3.2 控制器模块
主控制器选用内核为ARM Cortex-M4 32位带有FPU单元的高性能处理器STM32F407VGT6,其频率可达168 MHz,多达1 MB FLASH/192+4KB RAM、USB OTG HS/FS、Ethernet、17定时器、3个ADC、15个通讯接口和一个摄像口,可满足系统设计要求。SPI/UART等丰富的串行接口使得控制器与外部芯片数据交换更加自由灵活。STM32接口的PC0~PC7作为控制端口,对教室各个系统进行实时控制。PA9和PA10组成的UART1与ESP8266进行串口通信。
3.3 WiFi通信模块
WiFi通信模块采用的是ESP8266芯片,它是一款专门针对无线连接的需求而开发,既能独立运行,也可作为slave搭载于其他Host运行。ESP8266性能稳定、体积小、支持完善简洁高效的AT指令,提供AP、STA和AP+STA共存三种模式。Android终端作为Station,连入ESP8266提供的soft AP。ESP8266可通过UART与设备相连,进行无线控制。ESP8266和STM32之间的通信主要是通过端口RXD与STM32上的UART1~TXD,端口TXD与STM32上的UART1~RXD之间的数据交换来完成。其中,ESP8266上的UART1~TXD是发送串行数据口,UART1~RXD是接收串行数据口。
3.4 电源管理
STM32的典型供电电压是3.3 V,ESP8266模块的输入电压为3.0~3.3V,本设计采用锂电池供电。由于锂电池充满电时电压为4.16~4.22 V,随着剩余容量的下降,其输出电压也在下降。当其容量剩余1%时电压达到3.59 V,故需要进行电源转换,将锂电池电压转换为3.3 V稳定电压。本设计采用AMS1117稳压芯片,其可将锂电池电压转换为3.3 V,为STM32及ESP8266模块供电。AMS1117最大可提供1A的电流,能够满足电流要求,其电路如图3所示。
4 Android客户端应用程序APP设计
远程控制的应用程序开发平台和集成开发环境分别为Windows7和Android Studio 1.2.0.0,开发语言是java和xml,调试工具为Android SDK R24.3.4,真机测试工具为Android手机。
该APP包括5种模式:自动模式、上课模式、自习模式、活动模式和电影模式。通过处理传感器反馈回的数据,主控制器在不同模式下对教室环境进行控制。自动模式,以最大节能效果自动设置教室灯光、风扇、窗帘等的开关状态;上课模式,自动打开多媒体,最大效果优化教室环境;活动模式,可自定义灯光照明区域,提供不同活动氛围;电影模式,自动关闭教室灯光和拉上窗帘。在每种模式下都可以手动控制灯光、风扇、窗帘、多媒体,以满足不同要求。打开APP,正确连接无线模块后即可实现控制,初始界面如图4(a)所示。该APP中每个受控单元都按照教室中实际平面位置排列,以免出现误控制情况。控制灯光和风扇的开关和调节分别由对应的开关控件和滑块控件来完成,并实时反馈当前状态,如图4(b)所示。
5 结语
本文设计了基于移动客户端,以STM32为主控系统的无线智能控制系统。实验结果表明该系统可以无线控制灯光、风扇、窗帘等一系列设备,实现了光照强度和温度的控制,工作稳定,达到了设计目标。移动客户端的APP设计简洁高效,用户能快速有效的理解运用。主控系统的智能化管理控制使得在不进行人为控制时也能人性化自动化控制。该系统使用的电器元件以及模块都是市场上常见并且性价比比较高的,这有利于大规模化复制生产。另外,本系统基础设备和老系统是完全一样的,所以对于老系统的替换改装也十分方便。由于该系统移动端与主控之间的传输使用的是WiFi技术,故不同教室间的WiFi连接辨别以及安全性存在着一些问题,这也是我们今后的研究方向。
参考文献
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通讯作者简介
孙静(1984-)女,河北省石家庄市人。博士学位。现为湖南工程学院电气信息学院讲师。研究方向为嵌入式应用、半导体器件。
论文关键词:精品课程;录播系统;全自动
一、引言
授课过程录成优质课程是教育系统工程中最为重要的一个环节,是教育资源建设中最为重要的组成部分,可供广大师生、教研员课后点播观摩评价,建立共享资源库,完成知识传承或进行校际课程交流。那么如何实现高效率的制作高质量的课件呢?按照传统思路,授课老师亲自制作课件,但是一般要求授课老师掌握一些计算机、摄像和课件编辑等专业技术,例如:HTML、JavaScript、非线性编辑系统等等,还需要掌握与课件相关的专业知识。但是目前大多数学校师资力量比较紧张,教师的教学任务繁重,如果按照传统的思路去制作课件势必会给教师授课带来很多的负担。那么如何用最简单的步骤,最快的时间制作出高质量的课件是一个非常重要的、急需解决的问题。
大学每年申报省级精品课程、国家精品课程、校级精品课程,以及申报教学名师奖数目越来越多,每门课程都需要挂到网上评审,所以建设全自动精品课程录播系统,方便教师精品课程录播,加快了精品课程建设的步伐,改进现有的课件制作模式,提高课件制作效率,减少课件制作成本,提高学校教师的申报积极性,提高精品课程申报成功率都有积极的作用
二、整体解决方案
全自动精品课程录播系统主要完成教师、学生的视频自动跟踪采集,音频智能采集,教师电脑屏幕截取,教师/学生视频/计算机画面智能导播,以上信号源自动传送至课件实时录制系统生成优质的精品课程,同时通过课堂直播系统在局域网、互联网上直播为远端用户提供在线实时学习的平台。
整个系统主体可分为六大子系统:
(一)录播中控
录播控制系统集多媒体中央控制系统、录播系统控制、定位系统控制、导播系统控制于一体,为整个录播系统的大脑,通过控制面板可以控制整个全自动精品课程录播系统所有设备的开关,一键式开启图像定位系统和录播系统,通过面板可以选择自动导播和手动导播,通过面板直接切换相应通道。大大提高了系统的可操作性和便利性。
(二)图像定位系统
图像定位系统分为教师跟踪系统和学生定位系统两个子系统:
1、教师跟踪系统:教师跟踪系统是利用图像识别及跟踪技术自动跟踪拍摄教师整个教学活动的智能化系统备;教师跟踪系统采用目前最先进的跟踪技术——图像识别技术来自动跟踪拍摄对象的智能化系统设备。教师跟踪系统完全采用无人值守的操作模式,整个跟踪工作过程无需人为干预,大大的减少了利用传统录制系统需要人为的对老师进行专门摄像的要求,从而减轻了工作量,减小了人力投入。上课时教师只需按照通常的上课模式进行正常教学活动即可,无需佩戴使用任何设备来完成跟踪拍摄,从而消除了教师的不适应感,使其更加专注于教学活动。教师跟踪系统具有出众的跟踪性能,可以定义跟踪策略。无论是教师在上课时快速走动还是板书等,系统均能准确无误的采用不同策略自动变焦跟踪拍摄,在跟踪拍摄效果上,整个跟踪过程连续、稳定、平滑,整个画面输出非常稳定。
2、学生定位系统:学生定位系统是一套能够自动实时对正在发言的学生进行定位并采用特写拍摄的智能化系统。当学生通过站起来进行发言或回答问题时,学生定位系统将自动的调用学生摄像机对正在发言的学生进行定位并采用特写镜头进行拍摄。可以设置不同的定位策略来满足录制需求。
(三)智能导播系统
智能导播系统主要用于课程录制过程中多个场景及多路视频信号源、视/音频文件和计算机画面之间的自动切换,配合精品课堂录播系统使用,有效实现带特效功能的智能导播。
智能导播系统集传统自动录播系统的导播功能和传统特技切换台功能于一体,借助于智能导播控制系统完美实现了精品课程录播过程中,教师授课、教师板书、学生答问、交流互动、课件、实物展示、计算机画面、其它教学课件等多个教学场景与教学课件之间自动调度和切换。调度与切换完全以实际教学为基准,总是能在恰当的时刻将画面切换到需要的场景,准确表达教者的意图,习者的需要,智能化与人性化的完美结合,更加贴近人工导播,达到“专业级影像制作”效果。
(四)智能音频系统
智能音频系统主要实现教师授课时的语音信号和学生上课时回答问题或讨论的语音信号通过智能混音器全息的采集下来,并实时传送至课件录制系统完成课件实时录制:
主要设备包括吊装麦克风、智能混音器。针对教学过程中的声音特点,系统需要采用高灵敏度吊装式麦克风拾音系统。使用高灵敏度吊麦的的优点是:1、拾音距离较远。根据教室的实际面积来确定吊装式麦克风的数量,以便保证能采集到教室各个位置回答问题的声音;2、与混音器设备相结合,可以设置吊麦开启的优先级。如:把采集教师声音的吊麦设成主通道,当老师发言的时候,其它麦的通道暂时关闭即声音暂不采集,从而避免采集声音时的混乱。 (五)课件实时录制系统
以简单、方便地的形式把整个课堂情景实时录制下来,生成有音视频和电子文档的流媒体课件。课件实时录制系统需要具有动态屏幕捕获,能够将计算机屏幕内容,包括鼠标运动轨迹、电子白板内容等完全录制下来。自动生成文字索引,系统能够根据教师的PPT文档、Word文档内容自动生成文字索引。文字索引给学生播放课件带来了很大的方便性。全实时采集与编码;实时采集教师的图像与声音,并进行实时压缩。录制好课件后,可以对课件进行任意的剪切,删除无用的部分,而且视频与讲稿是同步剪切。可以根据自己的喜好,选择课件的外观样式模板。也可以对多个课件进行拼接处理,实现添加片头、片尾等功能。
基于Web的课件点播;将录制好的课件到学校的网站后,学生用InternetExplorer浏览器即可点播课件,无需安装其他客户端软件。
系统需要操作简单,对授课老师没有任何要求,授课老师不用改变以前的授课习惯;对管理老师来说,只需要点击鼠标三次即可生成课件;便于管理。整个系统操作简单,才能适合应用于教育行业。
(六)课堂直播系统
通过IP网络,例如局域网、互联网、卫星网,将课堂内容直播出去,课堂内容包括音频、视频以及计算机屏幕内容,接收端通过IE浏览器即可收看直播课堂内容。
直播服务器放在学校的网络中心或电信的数据中心,直播服务器上运行直播服务器端软件,直播服务器从录制服务器取得视频音频以及屏幕信息,并发送给用户,实现直播功能。动态屏幕直播,能够将计算机屏幕内容,包括讲稿、Flash动画、鼠标运动轨迹、电子白板等内容和教师的图像与声音,并保持与屏幕的同步性,流畅的直播到客户端。基于Web的课堂直播,学生用InternetExplorer浏览器即可收看直播。可以与学校现有的WebServer或学习管理系统进行无缝连接
三、全自动精品课程录播系统的应用领域
全自动精品课程录播系统集最先进的图像分析技术、多媒体技术、网络流媒体技术、人工智能和自动控制技术于一体,将老师授课,师生互动场景,授课电脑VGA信号以及课堂板书等进行智能化的跟踪切换录制,自动生成课程资源。它将教学设备、教学理念和教学手段相结合,实现课堂教学活动全面完整的再现,形成常态化、自动化、智能化的课程资源建设和应用平台。
关键词 :物联网 ;智能建筑 ;应用 ;发展 ;高校智能化1 物联网以及智能建筑的体现方式
探讨物联网及智能建筑的体现方式之前,我们首先就必须要了解两者的基本概念,只有了解了基本概念才能够真正谈得上提升建筑智能化水平。下面本文就来分别分析物联网及智能建筑的概念和体现方式。
1.1 物联网
所谓物联网主要指的是事物之间相互连接的网络,物联网同互联网相比有着明显不同。物联网是以互联网为基础的,是对互联网的延伸及发展。互联网是信息之间的交流,而物联网则是物品之间的交流。当前我国的物联网技术开始得以发展,物联网的应用范围也越来越广泛。网上购物、电子银行、教学医疗等领域都能够看到物联网的影子。在实际工作过程中对于物联网,人们的重视程度越来越高。加强对物联网的研究应用已经成为今后发展的必然选择。
物联网技术是现代信息技术发展的必然产物,在实际工作过程中物联网技术已经成为我国今后发展的重要的新兴产业。云计算技术、传感器技术、网络传输技术都与物联网技术有密切联系。所谓网络传输技术指的是网络层之间的传输定位技术,网络传输技术包含互联网、WIFI 以及移动互联网通信技术。传感器技术则指的是物件的传感、执行以及近距离通信等。云计算技主要是利用不同区域的高性能计算机来进行有效沟通融合,最终为物联网提供科学高效地数据管理、分布式计算等服务平台。
1.2 智能建筑
智能建筑就是根据客户需要来对建筑物的管理、结构、外观、服务以及设备等进行高效组合从而最终满足客户需要。智能建筑的最终目的就是要能够使得建筑物成为一个健康、优雅、舒适的建筑体。自动控制技术、计算机技术、现代通讯技术、建筑技术是智能建筑技术的四大基础。提升智能化水平就必须要加强对这四种技术的研究。智能建筑理念当前已经被人们广泛认同,并应用得到了各个领域。照明系统、节能减排监控系统、安防消防系统集成就是智能建筑理念的典型体现。物联网技术带给了智能化领域一场翻天覆地的革命,颠覆了传统的思维方式。这场革命把人的思想融入到智能化体系中,把电子芯片放置于建筑、各类管网、空调设备等物体中,甚至是人类无法达到的区域,如楼层、墙体、夹板等建筑物内部隐藏的众多管线和阀门中,通过物联网实现了管理人员对小至一栋楼宇,大至一间学校,甚至整个社会的实时监控和管理,实施更为有效和统一的控制与管理。可以说,建筑业下一个重要的发展就是依靠智能建筑、智慧建筑的飞跃发展。
2 物联网在建筑智能化中的应用
2.1 物联网应用现状
物联网是一种先进的专业的技术,这项技术本身获得了较快发展,在实际工作过程中这项技术也到了广泛应用。设备之间通过传感器联网,人们可以就更加真实地了解电子设备的使用信息。照明系统、空调冷暖系统、给排水系统、安防消防系统与电梯系统就是其中最为典型的智能设置,也是物联网应用的具体体现。在互联网技术快速发展的背景下,局域网的应用是值得注意的。局域网应用过程中经常采用总线型或者是环型树型拓扑结构。这些拓扑结构有助于人们资源间的共享。
2.2 物联网在建筑智能化中的具体应用
建筑智能化离不开物联网技术,物联网技术已经贯穿到了建筑智能化的各个环节中。物联网技术之所以能够得到广泛应用主要在于无线网络的普及、网络宽带化。当前无线网络获得了较快发展,无线通信技术在智能建筑中得到了全面应用,网络宽带化的形成能够满足各方面的要求及应用。智能建筑之所以能够实现关键在于现代网络技术的发展使得物与物之间的连接成为了可能。本文以大学校园为载体,详细叙述物联网在校园建筑智能化中的具体应用,物联网技术具体应用在校园以下领域 :一是智能教学中的应用。智能教学主要包括了计算机多媒体教学、网络教学、电子图书阅览等。建立实时和非实时的多媒体教学系统,利用网络进行大面积的远程或者直接教学,系统可供优秀课件储存、下载、点播,同时教师可利用多媒体技术进行全方位的互动教学,这样既丰富了教学手段,又提高了教学质量。设计者在考虑校园全数字多媒体教学网络布线系统应充分考虑建成后的需求,并应充分考虑网落全覆盖,在教室的各个位置都可以利用 WIFI 上网互动教学。教室内由多媒体电子讲桌统一控制所有设备,包括投影机、投影幕、计算机、视频展示台等设备。通过控制面板可对各种设备进行切换和操作,如可切换控制各种设备的播放,选择频道和调节音量大小等。二是节能减排中的应用。节能减排是校园智能建筑发展的必然趋势。它将能够有效降低建筑能耗。具体而言,物联网技术在节能减排系统中的应用主要是通过在空调设备内安装感知组件,从而动态地获得各种环境状况信息(温度、湿度等)。之后通过上传数据分析,最后由节能管理一平台来全面自动地调控空调系统本身的负载端设备,把环境温度的有效控制在一定范围内,避免因为人为操作不当造成过冷或过热。我校大学城校区所有教学楼宇的暖通空调系统都采用远程节能减排监控系统作为管理辅助,当教室内无人或少人时,系统可远程关闭或调节温度,有效的节能减排的同时为我校节能大笔费用。当前较为流行的监控通信技术主要是 ZigBee 系统,在实际工作过程中通过该系统将能够实现对室内湿度、温度的实时监测、同时还能够有效增强节能运行管理效果。该系统本身还具有搜集数据、分析数据、输出打印报表、传输无线内网、合理评价能源消耗等功能。三是智能校园安防中的应用,智能化的安防系统为校园安全提供有先进的保障系统。传统的安防系统存在着较多问题,新形势下在物联网技术支持下的智能安防系统与传统系统相比具有明显的优势。采用物联网技术支持下的安防系统将能够全面科学高效地处理相关信息,准确性以及处理速度都将能够得到有效提升。视频监控、出入口控制、入侵报警以及电子巡逻是智能安防系统的主要内容。摄像机主要分布在华工校园主要出入口、停车场、每栋新建教学大楼的每一层的主要出入口、围墙、建筑等。在值班控制中心的值班人员可以 24 小时监视摄像机画面 , 随意切换画面,并可在较长的时间内存储录像 , 提供犯罪证据。智能化传感器和红外线传感器的应用将能够实现对非法侵入信号的有效防范,这对于避免误报警也是很有意义的。四是智能校园后勤保障中的应用。主要运用为校园“一卡通”,校园“一卡通”系统实现教学科研、校园办公、远程教育、物业管理、图书借阅、身份认证、食堂就餐、医疗就诊等多项功能综合智能卡。这些功能不是简单的叠加,而是利用信息化的手段,将各种资源数字化,方便统一管理。当前的一卡通系统主要是涉及到数据库、一卡以及一网三个层面。建议采用先进的控制网络作为分散的控制设备、数据采集设备之间的通信连接 ;系统主干采用以太网,通过路由器连接校园网,终端设置若干个信息输入和输出控制器。建议采用非接触 IC 卡,通过非接触 IC 卡比起以前插卡式的 IC 卡更加先进、安全、可靠、实用,既保护了学生个人信息,又便于使用。一卡通系统同时应能支持多种网络协议,具有开放性和标准化的特点,并保证运行的安全可靠性。物联网技术的科学高效的应用能够有效提升校园建筑的智能化水平,为学校的教学、科研、办公、后勤管理和物业管理等提供稳定的数据平台,有效地提升建筑物的舒适度,保证校园的安全,为建设一所国际化的校园奠定了坚实的基础。制定完善的校园智能化建设方案应根据学校的明确需求,遵循先进性与实用性相结合的原则,避免造成功能上的闲置。总而言之,加强对物联网与智能化建筑完美融合的研究已经成为今后校园智能化发展的必然选择。
3 智能建筑在物联网时代的发展
物联网技术同智能建筑是相互联系,相互促进的。物联网技术在智能建筑中的应用是时展的必然结果。反过来说智能建筑在物联网时代将会得到较快发展。作为一种理念,智能建筑已经被越来越多地人接受,智能建筑所包含的绿色环保、人工智能等理念使得不同用途的建筑物都开始提升自身的智能化水平。物联网时代,智能建筑获得较快发展主要表现在以下几点 :一是智能建筑的范围将会不断扩大。当前智能建筑的理念已经扩展到到了住宅楼房、学校以及办公商业等领域。智能建筑、智能小区以及智能城市等逐渐发展起来。智能建筑的前景越来越广阔。二是智能建筑同绿色节能建筑有机结合在了一起。智能建筑同绿色节能是有密切联系的。智能建筑同绿色节能建筑的理念相结合将有助于降低建筑能耗,能够有效解决环境问题。在环境问题日益突出的背景下采取这一措施更显迫切。三是智能建筑外延的发展。随着智能建筑数量的不断增多,建筑结构,建筑材料也将会向着智能化的方向发展。以上三点都体现了在物联网时代智能建筑的快速发展。
4 结语
在信息技术快速发展的今天,物联网技术已经成为当前时展的潮流。随着现代信息技术的快速发展和不断融合,物联网时代真正到来。在物联网时代,智能建筑将获得更快的发展。物联网技术的应用将能够有效提升建筑物智能化水平,智能建筑的快速发展也能够促进物联网技术的进步,两者之间联系紧密,同时也能够相互促进。本文首先分析了物联网及智能建筑的体现方式,而后重点分析了物联网在校园智能建筑中的应用以及物联网时代智能建筑的发展。可以相信,随着今后科学技术的逐步发展和人们生活水准的提高,我国智能化建筑的水准将会有更大的发展空间。充分利用各种新技术,不断发展和完善智能化系统,开创一个安全、智能、便捷的新时代,让人们充分体会到科技给生活带来的巨大变化。
参考文献
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作者简介:
【关键词】 智慧城市 建设 典型应用 挑战
2008年,IBM公司首先提出“智慧地球”概念,并于2010年正式提出了“智慧城市”愿景,将城市中的水、电、油、气、交通等公共服务资源信息通过互联网有机连接起来,智能化作出响应,更好地服务于市民学习、生活、工作、医疗等方面的需求,以及改善政府对交通的管理、环境的控制等。《著云台》认为智慧城市是新一代信息技术支撑、知识社会下一代创新(创新2.0)环境下的城市形态。以实现技术而言,智慧城市建设要求通过以移动技术为代表的物联网、云计算等新一代信息技术应用实现全面感知、泛在互联、普适计算与融合应用。党的十报告明确提出了2020年全面建成小康社会的主要目标,并强调走中国特色新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化道路。智慧城市建设则成为实现这一目标的有力工具,通过智慧的经济、智慧的运输业、智慧的环境、智慧的居民、智慧的生活和智慧的管理等方面实施各种应用,更好地促进城市人居环境的改善和可持续发展。
一、智慧城市概述
1.1 智慧城市概念
智慧城市是指在城市发展过程中,在城市基础设施、资源环境、社会民生、经济产业、市政管理领域中,充分利用物联网、互联网、云计算、智能科学等新兴信息技术手段,对城市居民生活工作、企业经营发展和政府行使职能过程中的相关活动与需求,进行智慧地感知、互联、处理和协调,使城市构建成为一个由新技术支持的涵盖市民、企业和政府的新城市生态系统,为市民提供一个美好的生活和工作环境,为企业创造一个可持续发展的商业环境,为政府构建一个高效的城市运营管理环境。
1.2 智慧城市的特征
一是全面透彻感知:立体传感、智能识别、分析处理、和谐运行。二是宽带泛在互联:依托宽带网络实现人与人、物与物、人与物之间的全面互联互动。三是智能融合应用:云计算、海量数据存储、智能融合,实现随时、随地、随身、随意应用。四是以人为本的可持续创新,实现全民参与,创造社会协同的开放创新空间。
1.3 “智慧城市“与“数字城市”的关系
在日常工作和生活中,经常看到另外一个概念“数字城市“,那它与”智慧城市“是什么关系呢?“智慧城市”是“数字城市”发展的高级形态。“数字城市“是应用计算机、互联网、多媒体等技术将城市地理信息和城市其他信息相结合,从技术和体制两方面为实现数据共享和互操作提供了基础,注重数字化在各行业、各领域的深入应用。“智慧城市”基于“数字城市”的信息化基础,综合利用物联网、云计算、决策分析、智能识别等新一代信息技术,实现全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用的城市。“数字城市”通过使用信息化手段再现城市,行业信息化过程相互分割、相对封闭,注重信息数据的产生和积累,以信息化提升传统城市运营效率。“智慧城市”则通过使用信息化手段自动、实时、全面透析地感知城市,在宏观上更开放、整合、协同,以更好地发挥城市的效能;注重数据应用模型的建立,以智慧化提升城市运营水平。
1.4 我国智慧城市的发展
城市信息化经历了数字化、网络化建设后,正在向智慧化方向发展。数字化主要体现为城市公共信息、市民服务信息、个人社会信息转化为数字化计算资源;网络化主要是通过网络实现城市信息共享,在区域内将分散的信息互联成为数据;智慧化主要是通过云计算、物联网等技术整理、加工、分析资源,协同工作,智慧互动,“智慧城市“是城市信息化发展的高级阶段。国内”智慧城市“发展迅速,从概念提出,到规划建设只用了短短3年的时间:2009年,首次提出”感知中国“概念;2010年,全国两会首次将物联网与智慧城市列入政府工作报告;2011年,国家和地方政府”十二五“规划提及智慧城市建设;2012年,有超过150个城市将智慧城市列入”十二五“规划或制定了行动方案。
二、智慧城市建设
2.1 智慧城市建设要求
在需求和技术的双驱动下,"智慧城市“以改善民生和服务作为建设导向,更加注重底层的物联感知、信息的共享协同、应用的创新发展,这就对智慧城市的业务发展、支撑提供和技术应用提出了较高的要求。对于通信运营商,一是业务要创新,面向政府、企业与公众客户群提供融合信息服务,积极参与应用创新;二是支撑要完备,规划先行,但更需要重视平台建设、业务运营、设备维护等全环节的支撑;三是技术要融合,提供融合了物联网、云计算、移动互联网等新一代信息技术,提供无缝连接的网络。
2.2 智慧城市建设内在需求
“智慧城市”是一种发展城市的新思维,政府通过智慧城市建设推进城市生产、生活和管理方式创新,解决城市发展过程中面临问题,提升政府服务价值,创造产业经济价值,体现民生社会价值,最终达到“强政、兴业、惠民”的目标。强政主要体现在完善城市功能核心系统,优化管理模式,提升效率,建设服务政府。兴业主要体现在提高本地GDP,促进城市产业转型发展,保持经济可持续性。惠民主要体现在构建和谐环境,引导创新应用,提升信息化生活品质。
2.3 智慧城市建设的关注重点
在民生与服务方面,重视创建和谐环境,提升服务水平,提高经济水平,提升生活品质。在创新与发展方面,全社会共同参与,进行业务应用创新与体验。在共享与协同方面,摆脱信息孤岛,通过公共信息平台,实现信息资源互联互通,部门间高效协同。在物联与感知方面,网络基础设施水平持续提升,城市公共设施物联成网,实时感测。
三、智慧城市建设典型应用
智慧城市主要服务“信息强政、信息兴业、信息惠民”3大领域,主要分为公共应用类业务、行业应用类业务和个人应用类业务,涵盖政务、金融、交通、医疗、安全、能源、文教、物流等各个方面。
3.1 公共应用类业务典型应用
智慧城市公共应用业务通常为政府向公众提供的广泛,是一种广泛的公共资源。
智慧公共安全,通过建立全数字化城市监控系统,将遍布城市各个角落的“智慧之眼” 视频监控探头全部纳入系统,警方可借助该系统破获街头盗抢案件及其它各类安全问题。保安押运3G智能监控可以将全市押运车全部实现定位、监控等功能,实时监控、调度、组织,更增强了押运车辆的安全保障。智慧城管则解决了传统城市管理中责任单位职责不清、推诿扯皮、缺少有效监管的问题。
智慧医疗从药品监管、医院移动查房、医学影像云存储等医疗行业信息化项目入手,一是实施药品电子监管项目,实现药品溯源。二是实施移动医疗应用系统,实现移动查房信息化。医务人员通过该系统可以浏览和查看病人的电子病历、最新的检验和检查报告、PACS影像、已执行或正在执行的医嘱,实现病人身份识别,实时下达新的医嘱。三是实施医学影像信息系统,实现无胶片影像管理,运用云存储技术,提供数字化影像管理方法。
智慧校园是以网络为基础,利用先进的信息化手段和工具,实现从环境(包括实验室、教室、设备等)、资源(如公文、图书、讲义、课件等)、到活动(包括教、学、科研、管理、服务、办公等)的全部数字化、智能化,在传统校园的基础上构建一个数字空间,以拓展现实校园的时间和空间维度,从而提升传统校园的效率,扩展传统校园的功能,最终实现教育过程的全面信息化,达到提高教育管理水平和效率的目的。
3.2 行业应用类业务典型应用
智慧城市行业类业务是与企业信息化紧密结合的一种延伸,它服务于企业,也是企业向外披露和展现的重要手段。
智慧物流:是利用集成智能化技术,使物流系统能模仿人的智能,具有思维、感知、学习、推理判断和自行解决物流中某些问题的能力。即在流通过程中获取信息从而分析信息做出决策,使商品从源头开始被实施跟踪与管理,实现信息流快于实物流。即可通过RFID、传感器、移动通讯技术等让配送货物自动化、信息化和网络化。
智慧高速是一种免费的出行服务产品,依托强大的云平台和呼叫中心人工坐席,在传统导航软件的基础上,还为用户提供人工智能导航、高速公路实时路情查看与沿途播报、高速公路实时视频监控沿途查看与在线点播,以及报警、咨询、互动、娱乐等全方位的驾乘服务。任何时候点都可通过语音方式轻松获得人工导航、路况咨询、电话代办、音乐视频、信息娱乐等服务,着力保障驾乘人员方便、安全、绿色出行。
智慧水利采用应用一体化设计的无线应用平台,通过资源列表区分应用,涵盖移动办公、移动视频监控、水利门户网站、三防决策支持、移动视频会商、小水库监管、综合服务信息等10多项功能。通过该平台,水利三防单位及部门将随时随地地利用3G移动通信高速网络安全接入水利信息系统,一是实现水利三防信息报文的移动查询和处理。包括水库、江河水位视频监控实时查询,水、雨、工情、气象实时三防决策信息查询等,为防汛抗旱、办公管理等重要工作获得及时、科学、便捷的决策参考。二是实现移动化的水利三防应急会商调度系统。通过交互式视频调度,利用智能手机方式实现应急指挥,实现召开视频会议、进行视频对讲,实现视频录像上传等功能,提高三防应急决策、指挥管理效率。
智慧照明,由于城市照明涉及地下管线、供配电、道路、桥梁、绿化资源等公用设施,各专业单位在建设、管理方面自有一套相对独立的管理体系,面临着资料分散、数据不完整所带来的协调管理难、运行效率低等问题,严重制约了对照明设施进行监管和养护等相关工作的效率,也严重制约了城市高效发展的后劲和城市管理效能的提升,在此背景下,亟需建设城市照明监控管理系统对市政设施的监控进行有效的监管和维护,实现设施监测智能化、档案资料电子化、养护管理智能化、实施决策科学化。
3.3 个人应用类业务典型应用
目前智慧城市的个人业务应用还较少,主要是由于产业链缺乏和缺少市场推广。随着移动互联网的发展和智能终端的引入极大丰富了个人应用的体验,推动了实时高清电视、3D在线游戏等高速低时延应用的发展。
智慧旅游可通过云计算、物联网、人机交互、地理信息技术和异构融合技术,打造统一门户和平台,实施旅游信息交互、旅游服务、旅游管理和旅游营销等。游客可通过互联网/移动互联网,借助便携的终端上网设备,及时旅游资源、旅游经济、旅游活动、旅游者等方面的信息,方便安排和调整工作与旅游计划,从而达到对各类旅游信息的智能感知。
四、智慧城市建设面临的挑战
建设“智慧城市“泥沙俱下。目前中国已有230多个城市提出或在建“智慧城市“,蜂拥而上重复建设、信息安全等问题也随之而来。如国家层面缺乏总体协调、明确的发展思路、统一的技术标准和服务规范;重复建设、资源浪费、智慧城市产业带动效果不明显;国产软硬件产品的总体技术性能、产品成熟度与国外相比尚有明显差距,不能完全满足党政信息系统和重点核心业务的需求等。
将智慧城市片面理解为数字城市。很多时候人们容易把智慧城市和数字城市混为一谈,简单地理解为把各个部门的电脑连在一起、网络连在一起,就形成了一个网络化的智慧城市了,其实数字城市只是智慧城市的一个基础内容,只是将信息集成数字化,而智慧城市则是在数字城市的基础上实现智能化的飞跃。
智慧城市建设模式各有差异。智慧城市建设正在我国各地如火如荼地开展,概括其建设方式主要有三种:一是技术工程项目建设型,把智慧城市当做技术工程项目来做。二是数字城市的扩充型,停留在数字城市的建设,缺乏对数据的智慧处理能力的开发。三是智慧能力建设型,具有业务云存储、网管、终端一体化的智慧,具有市民主体、城市公共服务力量、依法监管等人、机、物的系统协同服务能力,具有基础标准与应用业务标准相统一的标准规范等,这是目前理想的建设模式。
建设“智慧城市“网络条件尚有待加强。如技术上没能开发”一揽子“解决问题的业务操作系统软件,不能真正”一卡通“;再如各类网络自成体系,相容性低。还有网络的”最后一公里“重复建设大,小区入户重复率高,不利于家庭、社区物联网与骨干网的有机对接和业务开发等。
[中图分类号]R19[文献标识码]B [文章编号]1673-7210(2007)12(c)-210-02
医院是人员成分非常复杂的公共场所,综合考虑医院本身的特点,随着计算机技术及网络技术的迅猛发展,世界掀起一股强大的数字化、网络化浪潮,医院监控系统主要是对出入医院的人员及病人的情况进行监控。医院科室多,出入人员复杂,为了保证医院及病人的安全,为医院建立一套智能数字监控系统是必不可少的。同时监控系统在医院中有着广阔的应用前景,小到肠胃疾病的内窥镜成像检查,大到疾病多种影像的综合诊断,以及异地的远程专家会诊和手术示教,对手术室而言,由于受室内面积限制和手术规程要求,不可能容纳很多人员,特别是窄小的手术部位,此时通过专用摄像系统,在辅之以手术室四周墙面上多角度的摄像机,将可以对手术细节一览无遗,这对于培养医学院学生和医护人员的技能均是非常有利的。所以“新型医院安防数字网络监控系统”其功能除传统安防监控外,还保障的是患者不受外界感染带来的安全,因此是广义上的保安。
因此“新型医院安防数字网络监控系统”对设备的网络化功能提出了新的要求,即视频在前端进行数字化、网络化,利用计算机网络进行传输,采用分布式存储系统,模块化结构,完成视频监控任务。本文就“新型医院安防数字网络监控系统”的相关技术和应用同大家进行探讨。
1 医院安防视频监控系统的发展方向
城市经济的快速发展,对医院的安防监控工作提出了许多新的要求和课题,同时,计算机技术、网络技术、多媒体技术以及通讯技术的发展也为现代医院数字化的网络监控提供了有力的技术保证和条件,建设一套技术先进,质量可靠,经济实用,方便管理的医院安防数字化网络监控系统,成为医院维护秩序、打击防范违法犯罪、促进医院建设的重要手段,也是一个医院现代化建设的重要标志。医院监控系统对医院的重要部位进行重点监控 , 如:对医院各个大门口、各个主要出入口、门诊部、楼道、重要科室、电梯出入口等进行 24 h全实时监控。
前端一体化、视频数字化、监控网络化、系统集成化是视频监控系统行业公认的发展方向,而数字化是网络化的前提,网络化又是系统集成化的基础,所以,视频监控发展的最大两个特点就是数字化和网络化。
1.1数字化
数字化是21世纪的特征,是以信息技术为核心的电子技术发展的必然,数字化是迈向成长的通行证,随着时代的发展,我们的生存环境将变得越来越数字化。
视频监控系统的数字化首先应该是系统中信息流(包括视频、音频、控制等)从模拟状态转为数字状态,这将彻底打破经典闭路电视系统以摄像机成像技术为中心的结构,根本上改变视频监控系统从信息采集、数据处理、传输、系统控制等的方式和结构形式。信息流的数字化、编码压缩、开放式的协议,使视频监控系统与安防系统中其他各子系统间实现无缝连接,并在统一的操作平台上实现管理和控制,这也是系统集成化的含义。
1.2网络化
视频监控系统的网络化将意味着系统的结构将由集总式向集散式系统过渡。集散式系统采用多层分级的结构形式,具有微内核技术的实时多任务、多用户、分布式操作系统以实现抢先任务调度算法的快速响应。组成集散式监控系统的硬件和软件采用标准化、模块化和系列化的设计,系统设备的配置具有通用性强、开放性好、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化,系统运行互为热备份,容错可靠等优点。系统的网络化在某种程度上打破了布控区域和设备扩展的地域和数量界限。安防系统网络化将使整个安防网络系统硬件和软件资源的共享以及任务和负载的共享,这也是安防系统集成的一个重要概念。
2 “新型医院安防数字网络监控系统”的技术特点
该系统功能完备,综合运用了多媒体视音频技术、计算机网络技术、人工智能技术,数据存储更加安全、可靠,具有冗余容错功能的磁盘阵列技术及多媒体投影仪、多服务器等先进设备,实现了视频、音频的数字化、系统的网络化、应用的多媒体化以及使用的灵活化、管理的智能化和存储的高度安全化。该系统将传统的视频、音频及控制信号数字化,以IP包的形式在网络上传输,实现了扩容简单、多点监控、集中管理、控制灵活、语音对讲、画面清晰的新型安防监控功能。系统通过设置在各监控点的前端摄像机、云台、音视频网络服务器等设备将监控点的画面及声音进行采集,使用经过授权后的医院网络上的任意计算机就可随时进行远程的摄像机变焦、云台全方位、雨刷、红外灯开关等的控制,彻底改变了以往传统监控系统必须在固定的总控中心操作的弊端,可使各级领导及现场指挥人员和保安灵活机动、随时随地使用计算机清晰的观看监控点画面,完全摆脱了传统监控模式在地点、空间和人数上的限制,最大限度地发挥了监控系统的可用性、灵活性。该系统凭借新技术,还利用了医院原有的计算机网络线路,舍弃了按传统监控施工办法需重新铺设大量视频线的老工艺,避免了重复布设线缆的费用,保护了医院原有的投资,节约了大量资金;该系统还可在任意监控点加装声音及对讲系统,而无需对现有线路及设备进行任何的改动,这对传统监控来说是无法完成的。该监控系统还可自由增加手术示教系统,手术示教系统由音视频实时采集子系统、播出控制子系统、示教室播出子系统构成。其中音视频实时采集子系统由设置在各手术室的前端摄像机、拾音器、前端数字音视频网络服务器构成;播出控制子系统由设置在总控中心及授权终端的控制主机及视频存储服务器组成;示教室播出控制子系统由设置在各演示教室的示教工作站、多媒体投影仪、电动投影屏幕等组成,可以在示教室调用需要观看的手术室现场情况。
“新型医院安防数字网络监控系统”的画面效果及技术的先进性处于省内领先地位,适合新形势下医院安防监控系统现代化建设的要求,符合医院实施“科技防范”战略的要求,该方案将最新的数字化技术和网络技术全面应用到医院监控系统中,为提高医院监控的现代化水平,提高保安和医疗教学工作的水平,加强安全保障能力,威慑和打击犯罪,推动医院教学研究模式改革,提升医院医疗教学管理水平具有不可替代的重要作用。采用成熟技术的同时,充分考虑各种意外情况的发生,保证系统的运行稳定性和安全性。系统设备立足于用户对整个系统的具体要求,最大限度地发挥投资的效益,充分考虑软件/硬件技术的成熟性和性能价格比,注重实用性;系统标准化模快化易于升级和扩展。
整个系统分为多个单元,功能完备,管理灵活,主要功能结构包括:
2.1视频管理
视频数据的实时解压播放,视频数据的录像存储,历史视频录像的回放,各监控区域的视频显示管理:分屏显示、轮跳显示、字幕显示、显示位置管理。
2.2控制
摄像头控制:控制光圈、焦距;图像控制:控制亮度、对比度、色度、饱和度、压缩质量、帧速率;云台控制:控制云台转动。
2.3前端各外接设备控制
如红外灯、雨刷、继电器开关等。
2.4系统查询
如录像查询。
2.5现场声音同步采集、对讲、互动系统
3 系统特点
(1) 以ETHERNET局域网为现场总线,10/100BASE-T,光纤传输,可充分利用医院原有的网络接口,节约资金。
(2) 跨越空间限制,可在全球任何地方实时监测。
(3) 硬件实时压缩动态视频数据,高质量解码显示。远距离传输无衰减,图像清晰。
(4) 支持多画面分割显示或自动轮跳显示,任意设定显示位置、显示模式、字幕提示等。
(5)智能化的影像动态检测,具有任意指定区域移动探测功能。
(6) 高倍清晰压缩, 24 h录像占用硬盘空间3~7 G,可以按地点、时间等查询条件方便、快速地进行查询。
(7) 图形化操作界面,多种浏览操作方式,界面友好,操作方便。
(8) 系统可实现自动摄录、自动传送。
(9) 数字监控数据的安全性,采用当今世界最先进的计算机磁盘阵列冗余、容错技术,具有传统的监控系统无法比拟的优点,它不受各种人为的干扰,甚至存储数据的硬盘在使用中损坏了,计算机还会自动计算还原数据,保证数据的安全完整。
4 结语
Abstract: Combining with author's practice in integration of vocational education, this article proposed solutions to the problem discovered in the integration of information technology and vocational education programme.
关键词: 信息技术;职业教育;课程整合
Key words: information technology;vocational education;curriculum integration
中图分类号:G71 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)02-0221-01
0引言
信息技术是指现代信息技术,即以多媒体计算机技术为核心的通讯技术、网络技术、虚拟现实技术、人工智能技术等。此外,还应包括目前在教学中应用的幻灯、投影、录音、电视等视听技术。21世纪初我国在中小学基础教育教学改革中广泛开展了“信息技术与学科课程的整合”,并收到了一定的成效。由于信息技术在教育改革中起到的不可替代的作用,职业教育也可以通过信息技术与各课程整合这一有效途径,来培养具有实践能力和创新精神的应用型人才。本文就在信息技术与职业教育课程整合研究中的问题和解决方案提出自己的观点。
1信息技术与职业教育课程整合的存在的问题
1.1 认识上的误区。作者根据信息技术与职业教育课程整合实践的分析,发现教师对整合内涵的认识上存在误区,具体在于教师把计算机辅助教学等同于信息技术与课程整合。
1.2 职业院校硬件环境建设存在问题,现在很多职业院校基本实现了校校通,条件更好一点的每个教室都装了液晶投影仪和教师用电脑。但事实上,这样的硬件环境要开展信息技术与职业教育课程整合还是有所欠缺。在教学过程中,除了让教师可以利用信息技术工具教学外,更重要的是必须让学生可以很方便地使用各种信息技术工具,而目前的情况下,这一点显然是被忽略了。
1.3 职业学院教师缺乏现代化的教育思想、教学观念和现代化的信息技术教学手段。教育思想、教育理念的转变是开展信息技术与学科整合活动的前提。信息技术支持下的教育观念是建立在以学生为主体,学生为中心的前提下,教师和外界环境都要围绕为学生服务,帮助和促进学生对知识进行有意义的建构。
2对信息技术与职业教育课程整合存在问题的解决方法
2.1 要提高认识,正确理解整合内涵职业学院教师不能把整合作为辅助教或辅助学的工具,应该深刻理解整合内涵在先进的教育思想理论指导下,把计算机及网络为核心的信息技术作为促进学生自主学习的认知工具、情感工具和丰富的教学环境的创设工具,并将这些工具全面地应用到各学科教学过程,使各种教学资源、各个教学要素和教学环节,经过整理、组合,在整体优化的基础上产生聚焦效应,从而促进以教师为中心的教学结构与教学模式的变革,达到培养学生创新精神与实践能力的目标。
2.2 加强职业学校的硬件建设国家对职业教育越来越重视,加大了对职业学校的投资,学校要拿出来一部分钱加强学校的硬件设施,购进设备。除了加大设备购买,还要加大加大教师的培训,这样有利于硬件的使用率。
2.3 转变职业学院教师现代化的教育思想、教学观念和现代化的信息技术教学手段,就是要提高职业学院教师的信息素养提高教师的信息素养首先要使教师提高认识,转变观念。教育行政部门或各级学校要组织教师集中学习现代教育技术理论和教学方法,采取“走出去,请进来”的办法,让老师目睹信息化带来的好处,使教师转变教育观念,育信息化的认识。
2.4 要加大符合职业教育的特色教学资源的建设要针对职业教育的特点来创建资源,对已经创建的资源要进行改进,使其可以更好的适应现代社会对职业教育的要求。
3在职业学院实际应用中信息技术与课程整合发挥的作用
我在本科最后一年在当地的一所职业学院任教,我将信息技术与课程整合得到了良好的效果,在此展示给读者。
我所在学校开设了货币银行学,在银行的分类及其职能这一节课中我运用了信息技术与课程整合,获得了很好的效果。
案例背景:随着经济的发展,银行的种类是越来越多了。就在学校前的一条路上就设有中国农业银行、中国建设银行、中国工商银行、中国银行,学生对银行的认识多少有所了解,但他们的认识是肤浅的,对中央银行、政策性银行不熟悉。有关银行的一些知识、图片在网上可以搜索,所以这节课可以很好的与信息技术融合,给学生进行直观、形象的教育,使他们对三类银行有个完整的认识。
教学目标:
3.1 知识方面:识记我过银行的分类及各类银行的主要职能;理解掌握中央银行的性质和主要职能,明确各商业银行的性质和主要职能,设立政策性银行的必要性。
3.2 能力方面:①记忆能力:本框题概念较多,可以通过指导学生记忆这些概念培养学生的记忆能力;②比较能力:通过比较各种银行的性质和职能,培养学生的比较能力。
3.3 思想觉悟方面:教育学生正确对待人民币,按照国家的政策从事金融活动。提高对加强、完善银行管理体制的认识。
教学重点:中国人民银行的性质和职能;
教学难点:中央银行、政策性银行和商业银行的性质和职能;
教学方法:课前让学生到繁华的街道了解各类银行,收集材料,充分发挥学生的主体作用,通过比较,掌握各类银行的性质和职能。
导入新课:
同学们在课前已了解了各种银行,现在大家认一认银行的标志,说出银行的具体名称。(多媒体显示中国人民银行、中国工商银行、中国农业银行、中国建设银行、中国银行、交通银行的图标)这节课我们就来把这些银行分分类,再学习各类银行的职能。
小结:这节课我们学习了我国银行的分类及其职能,知道了我国银行分为中央银行、商业银行、政策性银行三大类及其性质和主要职能;了解了我国金融机构的体系。
通过我在教学中运用课程整合,在课后对学生进行测验评价,与传统教学相比较学生对知识的掌握更加牢固,课堂更加活跃。
【关键词】单证制作,教学模式,国际贸易
在“互联网+”的背景下,新兴的科学技术和思路给教育提供了一个创新变革的难得机遇。互联网+教育本质就是在师生分离的情况下,借助互联网和IT技术,有效实施教学和学习活动的新型教育形式。学徒制是一种基于情境的新型教学模式,对传统师徒制加以革新,既注重现代经验学习,又有较强的实践性。
基于互联网+的学徒制教学模式为《单证制作》教学提供一个新路径。互联网除了弥补传统教育方式的不足,学徒制教师人数的不够,更重要的是带来了实践体验和教学流程的变革,教学过程互联网化尤其移动互联网化下,新的人机交互模式、人工智能、游戏设计正在重构学习的过程和体验。学生可以随时学习、实践,随手分享,全体学生共享学习进程、经验和收获,除了促进学生自身的提高外,通过信息的影响力也让学生在实践过程中互相学习,互相影响,互相激励,从而提高学习效果,提升了教育的影响力。
一、传统教学模式现状
《单证制作》课程是国际贸易专业的一门核心课程,其传统教学模式存在着以下问题。
1.教师的教。教师是进出口单证教学的关键。然而,在实际教学中,却存在以下问题:(1)理论和实践相对脱节,教学内容容易缺乏时效性和操作性。(2)因现实各种原因难以开展双语教学。(3)部分教师本身缺乏单证缮制经验。
2.学生的学。(1)学生基础差,厌学、畏难情绪重。(2)学生动手实操能力差,缺乏实践能力,不能满足用人单位的需求。(3)学生团队协作意识培养开展困难。
二、互联网+的特点
互联网+教学的单证制作学徒制方式课堂教学改革就是要“翻转课堂”。网上学习,网下实践,全面提高专业技能的教学效果。
1、教学内容的改革,传统单证制作教材内容从简到繁,从易到难,从理论要素构成学习到案例操作。互联网+教育下学徒制的教学内容直接是各类单证实际操作,强调模拟专家的学习,即现场专家对学习者进行辅导和给出现代行为的模型,通过一些与学徒方式相类似的活动和社会互动与交往,使学习者适应真实场景的实践活动,真正实现“在做中学”“知行合一”的模式过程。
2、教学方法的改革,目前的课堂教学程序是,教师、教室、PPT、作业、机房仿真操作、企业实训。互联网+学徒制教学程序是,计算机、可移动互联网设备、网页、慕课、微课、指导教师、顶岗实践。在“互联网+”的背景下结合传统学徒制的核心技术以及教学授课形式,使操作性很强的课程实现了课程内容“慕课”(MOOC)化、形象化、抽象内容具体化、知识转化高效化的特点。学生毕业后可直接上机操作,不需要经历从手工到上机的过渡,实现教学与就业零距离。
3、教学的社会性的改革,从教学的单纯学校行为改革为,职业院校与企业双主体育人,教师和师傅双导师教学,员工和学生双重身份。促进行业、企业参与职业教育人才培养全过程,实现课程内容与职业标准对接,教学过程与生产过程对接,提高人才培养质量和针对性。
三.互联网+教学的实施方案
1.加强专业教师培训。指导教师的不足,金华本地就是以外向型经济为特点,但近年由于国际、国内的发展变化,金融危机、人民币升值、劳动力成本提高等,原来的合作企业由于出口萎缩,人员减少校外指导教师已不能满足教学需求,需要寻找更多合作企业。加强本校教师培训,使更多专业教师符合本课程指导教师的要求。
2.课程网站建设,要实现互联网+教学,必须有一个师生良好的教学互动平台,课题启动,通过课题组员和社会IT企业合作,能为课程网站建设带来发展机遇。
3.教学内容微课程的制作。教学质量的监控,主讲教师如何监控学生日常学习,因为校外指导教师毕竟责任感方面有些不足。另外,考核方式,成绩评定都需要建立完整的模式,实现教学的规范、公平。互联网+教学的单证制作学徒制方式课堂教学为了激发学生的兴趣,教师必须认真设计、管理学习资源,并以“慕课”(MOOC)或者更小的“微课程”的方式提供给学生。高等职业技术学院学生往往学习主动性不够,要求学生每学时通过课程网站、移动客户端和校外指导教师即时互动,了解工作任务,领取相应制单工作,并学习相关微课。课堂是教师与学生之间互动的场所,教师必须能够高度把握教学内容,针对学生的疑惑,具备准确、到位地解析和归纳的能力,指导单证制作实践。这种教学结构和模式的翻转,不仅创新了教学方式,而且建立起比较彻底的“以学生为中心”的教学方式。在这种模式下,学生真正成为学习的主体,教师则是学生学习的组织者、帮助者和指导者。
四、结论
互联网+教学如果只是传统课堂的翻版,就没有大的吸引力。通过互联网要解决学生能够快乐学习的问题,通过学徒制方式,在指导教师引导下按学生打游戏的心态在网上去学习他的学习内容。实际教学过程中在课程的微课制作上下工夫,指导教师引导方式、激励机制上下工夫,解决学生与学生的互动,学生与老师的互动,这种交互性的互动,是能够把互联网+教育的单证制作学徒制方式进一步推动最重要的基础。最后进一步开展校内实训基地建设,创造学生直接在校内顶岗实践的机会。通过对互联网+教学的研究,对学生课堂教学改革实践,实现提高人才培养质量的目标,为高等职业技术学院教学模式的改革提供一个良好的参照系。
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[关键词]虚拟现实 大学生安全教育 VR技术 AR技术
一、引言
进入互联网+时代以来,电子科技产品极大丰富着人们生活的方方面面,在教育教学领域中相关的科技产品和技术发展日新月异。目前国内正兴起一种新的教学媒体一利用VR技术(虚拟现实技术)安全教育教学,借助虚拟现实技术安全教育教学作为一种新的教学媒体,能使高校在校学生获得身临其境的安全感受和切身感知,能有效地提高高校学生安全教育教学质量,创新发展成有效的大学生安全教育教学手段。利用这项技术并在大学生安全教育教学中普及,将进一步推进安全教育教学技术手段的现代化,极大提高大学生安全教育教学水平,对培养大学生全面了解和掌握安全知识、安全技能,提高大学生的安全素质和能力有不可估量的意义。
二、VR(虚拟与现实)技术综述
虚拟现实技术(Visual Reality),简称为VR技术,是运用了计算机图形与多媒体技术、传感器技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术以及仿真技术等多种科学技术综合发展起来的计算机领域的新技术;是计算机生成的、模拟人类感觉的世界的实时表示,有时也称之为虚拟环境。这里的“世界”是指具有真实感的立体形,它既可以是某种特定现实世界真实再现,也可以是构的世界。操作者置身于计算机所表示的三维空间资料库环境中,并可以通过眼、手、耳或特殊的空间三维装置在这个环境中”环游”,创造出一种”亲临其境”的感觉。所以虚拟现实技术为机交互提供了新的交互媒体。VR的核心是人工智能和计算机视觉,动态环境建模技术、立体显示和传感器技术、系统开发工具应用技术、实时三维图形生成技术、系统集成技术是VR的关键技术。VR技术作为21世纪重要的发展学科以及影响人们生活的重要技术越来越受到全世界科学家重视。
虚拟现实拥有以下三个基本特性:沉浸(IMMERSION)、交互(INTERACTION)和构想(IMAGIONATION),即通常所说的“3I”。
浸入指借助高新传感器参与人浸入虚拟环境之后,看得见、听的到,虚拟的环境感受与现实环境一致,因此,参与人相信这一切都“真实”存在,使得参与人有身临其境的感觉。
交互指参与人进入虚拟环境后,不仅可以通过高新传感器获得逼真的初步感受,而且可以用自然的方式对虚拟环境中的各种物体进行真实操作。如敲打虚拟环境中的一个虚拟人物,感受如同真实环境中一样,甚至虚拟人物反击参与人有直接感受。
构想指由参与人在逼真虚拟空间环境下,实时交互全方位感知并发挥主观能动性有了更加立体直观丰富的联想,寻求完美解决方式。
三、国内外VR技术在安全教育应用现状
在VR安全教育领域,美国发展势头迅猛,美国ETC研发了高级灾害管理模拟系统(ADMS)目前由纽约应急管理办公室不断创新发展作为训练紧急事故指挥官和灾难管理系统,通过纽约城市虚拟副本,模拟自然与人为的各种自然、社会灾难情况并进行模拟演练处置;美国洛杉矶警察使用Hydra模拟系统用来提高指挥者面对灾害时的处理能力;南密西西比大学Sportevac项目提供给人类在体育场面对危险时进行疏散工作提供解决方案;达特茅斯医学院的OPS-PLUS项目应用是模拟各类虚拟恐怖活动,在逼真的环境中各种如爆炸、化学或生物类型的恐怖危害如何应对,通过虚拟训练提高应急能力;佛罗里达大学与360ed公司研发基于网络的VR模拟“烧伤中心”游戏,训练那些提供关于烧伤治疗相关性医疗从业者。以色列内盖夫本・古里安大学Anat Meir研究应用通过虚拟现实训练在儿童安全教育研究应用帮助正确过马路训练。2014年日本爱知县用Oculus Rift做有关地震等灾害预防模拟训练。2016年中国儿童少年基金会与AXA安盛共同研发“移动安全体验教室”项目正式启用;2016年我国浙江省基于VR技术建设“安全生产互动游戏体验馆”做有关安全互动体验教育普及活动。
总而言之,在国内外利用VR技术在安全案件模拟、各类安全教育和防范训练中与传统的培训结合并具有更大的优势和更多的灵活性,目前国内外应用形式越来越广泛。
四、基于VR技术的大学生安全教育方式优势
4.1开放性
虚拟演练打破了以往传统安全教育教学模式在固定场所上的限制,可以根据大学生当前实际安全需求在任何时间、任何地点选择任意的模拟空间环境条件下学习训练,受教育学生只需要借助相关设备即可进入共同的虚拟演练环境进行实时的相关的安全教育学习训练。
4.2针对性
可以针对大学生不同的安全需求情况做出独特的处理。VR应用可以创建高等院校校园场景或者学生必经历的社会场景,受教学生可以结合自身安全因素的弱项置于各种突发、复杂有针对自身安全因素弱环境中去,借助安全教育教学演练模拟后可视化的评价反馈受教学生能快速取得自己安全成绩,根据成绩评估相关弱点从而进行针对性训练,提高自身的应变能力与相关处理技能。