可视化技术研究精选(九篇)

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第1篇：可视化技术研究范文

1信息检索可视化技术的特点

信息检索可视化技术是数据可视化技术在信息检索领域的应用，信息使用者通过图形界面和网络信息检索系统的相互作用，评价和优化检索结果，从而提高信息的查全率和查准率，达到满足信息使用者需求的目的［1］。信息检索可视化技术，不仅可以实现空间数据以图形或者图像的方式直观地显示出来，让用户明确数据之间的联系与规律，有利于用于对数据进行分析和理解，而且还使用户信息检索操作更加简便，有效地提高了检索效率。信息检索可视化技术实现了过程—结果的全程直观展示，受到广大用户的一致好评。

2图书馆信息检索可视化技术的发展及其存在的问题

2.1图书馆信息检索技术的发展

图书馆传统的检索方式主要是检索者利用馆藏期刊、书目索引和各馆自行编排的馆藏目录卡片实现相关信息的查找和翻阅。进入20世纪70年代，随着计算机通信技术的飞速发展，图书馆信息检索也开始利用通信设备和存储信息的计算相连，实现联机检索。各大型图书馆依托因特网成功地开发和应用了多种服务项目，其中最具优势的服务项目之一当属网络信息检索技术。迄今为止，在Internet上功能完善的信息检索工具主要有分布式信息服务系统、广域信息网和万维网等。Internet技术将海量服务器连成一体，实现了分散信息系统向整体化集成的重要转化，通过在馆内建立Web网站OPAC，实现了信息使用者快速检索各学科信息的目的。

2.2图书馆检索技术存在的问题

现有数字图书馆的检索系统主要是运用主题目录分类和搜索关键字来进行信息资源的检索，相较于传统检索方法，新的信息检索方法为信息导航带来了巨大的变革，同时也存在较多的问题。第一，信息归类和维护过程需要投入大量的人力资源，信息更新也很不及时。第二，关键字检索使得搜索结果涵盖大量无用信息，用户很难直接查找到与自己意图相吻合的信息。第三，大部分图书馆Web站点缺乏明确的定位，不具备自己的特色，提供的服务主要是馆藏书目查询，很难直接检索文献，用户难以快速、正确地找到所需信息［2］。第四，文献数据库著录未能统一，规范性差，资源共享不完全，缺乏统一的组织与协调。第五，检索工具缺乏检索词控制，大多数采用自然语言标引，无法实现人工标引的甄选。第六，站点管理水平有限，系统运行稳定性不高，加上信息工作人员普遍水平不高，英语水平较差，难以达到网上浏览器查新的水平，使信息服务质量大打折扣。

3可视化技术在信息检索方面的具体运用

3.1本体概念和应用

3.1.1本体的定义和作用本体涵盖了概念模型、形式化、共享等含义，通过抽出客观世界中的一些现象的相关概念而得出的模型，所体现的是相关领域共同认可的知识，应用计算机进行处理。本体的建立就是为了捕获相关领域的知识，提供对该领域相关知识的共同理解。具体来说，就是本体为人们提供了相互交流的通用语言，使领域在不同的系统和模型之间实现相互集成和转化。

3.1.2基于信息检索的本体应用多信息的检索和集成是本体的重要运用领域，信息多就容易出现不同信息源在表达上存在差异，所以就必须建立一套共用的信息语言，不仅可以减少信息转换的难度，还能建立统一的信息集成模式，帮助信息使用者搜索到期望的知识点，并将所搜索的知识点进行相应的概念补充，从而在数据集成里面查询到最终需要的资源。由于本体具有通过概念之间的关系来表达语言的能力，所以能够大幅度地提高检索的准确性和全面性。

3.2内容检索

互联网不断发展，信息载体和形式也在不断变化，互联网信息多样化不断深入，图形、图片、视频和动画等多媒体技术不断涌现，致使以文本方式进行检索的技术弊端日渐凸显。为此，内容检索技术随着网络技术的发展在文本检索技术的基础上应运而生。该检索主要是利用融合了图像处理技术、模式识别技术，从而极大地提高了检索的效率，为信息使用者提供了更加直观有效的检索手段。

3.3可视化信息检索

3.3.1可视化信息检索的内容和优势可视化信息检索包含两方面内容：检索过程可视化和检索结果可视化。相对于其他信息检索技术，可视化信息检索技术具有显著的优势，具体表现如下：第一，增强用户的认知能力。可视化检索通过人类对图片处理的较强能力，将文本内容转化为空间的、图形的形式后，以直观的方式供用户浏览与分析，不再需要进行语言处理，从而减少人的认知负担。与此同时，检索结果的可视化，可以揭示文档中看不见的语义关系，通过一些空间属性如距离、长短、大小等来表示文档的相似性，可以便于用户快速地找到相关的文档，也方便用户理解检索到的信息之间的关联性，从而提高用户的认知能力。第二，信息检索过程透明化。传统的信息检索系统对用户而言是一个不透明的黑箱，用户提交了提问式后，系统怎样分解用户提问式、怎么匹配提问词和标引词、怎样得出结果等过程对用户而言都是不透明的，因此用户也无法对系统内部处理过程进行控制。一个可视化的信息检索环境使检索过程变得透明了，包括文献与提问的语义关联关系、文献与文献语义关联关系、信息发现过程、检索的显示等。这使得用户的检索更加容易、有趣，也大大增加了用户对信息检索过程的控制能力。第三，方便用户进行信息浏览。在可视化的检索环境中，用户检索信息如鱼得水，各种各样的可视化检索技术充分利用了人们对图像处理的能力，既可以显示检索的核心信息，又以各种方式忽略或隐藏周围的细节信息［4］。当用户点击检索结果时，可以很快发现感兴趣的领域，并且根据检索结果的语义关联性研究相关兴趣领域，从一个兴趣领域里自然地过渡到另一个兴趣领域，同时还可以来回自由地在相关的兴趣领域寻找相关信息，这是传统的信息检索所不能实现的。第四，提供良好的人机对话和交流环境。信息检索过程应该是一个多回合的人机对话和交流过程。可视化的信息检索将人的因素引进系统内，在检索中可以发现检索结果之间的关联性，用户可以根据自己感兴趣的内容进行检索，不断获取所需的信息，也可以获取到相关领域的信息，这将会鼓励人的参与，促进人机对话，改善人机交流。第五，提高检查率和查准率。信息检索可视化是数据可视化技术在信息检索领域的应用，可视化提高了信息相关性判别的效率，扩展了信息相关性判别的手段。信息用户可以通过图形界面与网络信息检索系统进行交互，评价检索过程中每次检索的结果，优化提问或查询，从而提高查全率和查准率。

3.3.2信息检索可视化的相关技术信息检索的可视化涉及信息检索技术和可视化技术。其中可视化技术的实现以映射技术和显示技术最为关键。

（1）映射技术主要就是把数据从多维空间映射到2维和3维空间，以便成为计算机可以处理的数据。在此主要介绍自组织映射和潜在语义标引两种映射技术：自组织映射是通过模拟人脑对信号的处理特点而发展起来的人工神经网络，目的就是把录入数据或信号的各种特点加以抽象和归类，使其保持拓扑结构的有序性，当类似信号输入时就会通过映射反映到相应维度空间；潜在语义标引就是通过统计方法寻找词与词之间的语义结构，通过奇异值分解，将文档向量投影到较低的维度空间，实现数据的有效转化。

（2）显示技术是指将经过处理的文字和信号以图形的形式显示出来的技术。目前常用的显示技术主要有Focus＋Contex（t聚焦＋上下文技术）、Cone－Tree（锥形树技术）、Tree-map（树图技术）、HyperbolicTree（双曲线树技术）等技术。不同的显示技术各有优缺点，在信息检索可视化应用过程中，需要依据实际情况加以选择或整合。

4完善图书馆信息管理可视化技术的对策

想要不断完善图书馆信息管理可视化技术，就必须从以下几方面做好工作：第一，根据本馆的馆藏资料格局、人力和经费等条件，结合区域内社会发展对信息的需求，对馆藏信息进行重组，建立各种与教学、科研及人们日常生活息息相关的特色数据库，使读者可以快速检索到所需信息。第二，建立信息数据指引库，通过对指引库的访问检索到相关信息的具体馆藏路径，方便检索信息。第三，实施标准化、规范化的数据库信息，采用统一高效的网络检索工具，做到人机检索有效互换，提高检索的准确性，为后期各图书馆的联网打好基础。第四，对各馆的馆藏资料实施资源整合，形成新的资源体系，让用户能够通过统一的检索平台查找各个图书馆的馆藏信息，从而实现信息资源的高效利用。第五，对新一代的电子用户进行相关基础教育，比如优化本馆网上资源的配置及检索途径，Internet相关服务项目、使用方法和技巧，从而吸引更多的读者进行检索阅读。第六，提高馆藏工作人员的整体业务水平，要求馆藏人员具备相应的计算机应用等级水平和英语等级水平，能够熟练运用互联网搜索相关资料，熟练运用英语进行人机互动，招聘适应新时代需求的数字图书管理人员。第七，建立健全网络技术人员考核制度，加强服务意识和事故应变处理能力，保证网络系统稳定有效运行。第八，完善数字化图书馆信息系统的语义表达。所谓语义就是数据和符号所代表的含义及含义之间的关系，是对数据的抽象和组织的更高层次的逻辑表达。信息检索的难点就是简短、模糊的用户查询与存在的海量文档之间不匹配的问题，解决该问题就要增加文档和用户查询的语义表达，随着互联网向语义网络不断深化发展，网络平台不仅仅只提供简单的通信服务，而是要达到人机之间智能的交互理解，从而为人们共享知识、交流思想提供更好的服务。

5结语

第2篇：可视化技术研究范文

[关键词]：调度数据直播 QML 可视化技术

通过构建河北省地县三级一体化电网运行安全评估和指标监控体系，采用可视化监视技术手段，实现电网运行信息全景、实时、快捷、安全，直接将电网情况和运行分析的结构呈现到各级管理决策者和专业人员面前，为电网规划、建设、运行、管理等各专业提供便捷的数据结论支持。

引言

随着电力系统的不断发展，电网运行管理的数字化、信息化水平不断提高，电网运行数据正在经历从秒级到毫秒级、从稳态到动态的转变。数据规模快速增长。较传统表格和数字方式，图形图表等直观方法更适展示和分析海量的电网数据信息，其二维/三维的可视化技术得到了日益广泛的应用。通过统一实用、高效便捷的可视化展示手段，对电网运行的监视、控制、调度、分析、规划提供了有力技术支撑，已经成为调度自动化领域的重要研究课题。

另一方面，随着社会经济发展，用电需求增加，电网存在局部设备临近极限运行，运行人员需要分析大量的运行数据，快速感知电网异常，把握事件发展趋势，应对突发事件，这些都使得对电网运行安全指标的研究和可视化应用越来越迫切。针对电网生产需求，建立统一的电网运行安全的量化指标体系，是目前急需深入研究的重要课题。

国网河北省电力公司基于电网调控运行实际需求，研究建立了电网安全指标体系，使电网调控运行人员更方便、更直观地了解当前系统的运行状态。将电力系统计算分析功能与可视化技术有机结合，建立的统一规范的数据获取、分析、展示软硬件架构，实现大屏幕投影设备、桌面PC设备和移动终端设备的“三屏合一”。大幅提升调控运行人员对大电网异常的感知能力和运行操控驾驭能力。

1.可视化的概念和技术发展

研究表明，人眼对图形的敏感度大大高于对数据的敏感度。90年代，电力系统市场化席卷全球，这使得系统更加复杂，数据成倍增加，可视化的要求也愈加迫切。这方面的研究工作比较突出并且广泛应用于实践的首推美国学者Thomas Jeffrey Overbye教授和Mark James Laufenberg 博士，其研究课题组和掌管的Power World公司开展了电力系统可视化的系列研究工作，在其提出的电压等位线（contouring）显示技术的基础上，对节点数据，线路数据，稳定域的算法和显示进行了可视化研究。

我国在智能调度领域已经开展了很多有益的技术尝试，近年来，华北电网稳态、动态、暂态三位一体安全防御及全过程发电系统控制，华东电网公司开展的以高级调度中心项目群为突破的智能电网探索，智能可视化技术等方面开展了大量的研究和实践。

2.系统设计

河北南部电网运行安全可视化监控和信息直播系统基于现有的电网业务系统，采用面向服务的系统架构，将实时数据、统计分析数据和管理信息进行内容重构和一体化可视化设计。实现对安全生产信息全方位、可视化、在线实时展示、统计和分析，全面提升了电网运行安全生产管理集约化水平，进一步增加了安全生产风险管控和实时调控能力。特别是“大运行”体系建成后，要求我们必须以电网安全为中心，汇聚省、地、县三级的的电网运行信息，权衡优质、经济、环保多维约束，统筹过去、现在和未来系统的运行质量，构建电网运行安全评估和指标监控体系，实现电网运行工作状况24小时全景、及时、可视化监视技术手段，逐步完成由应急处置型向超前预防型的转变。

软件架构设计

系统分为数据获取、数据梳理、数据展示；数据获取是从金仓数据库、实时数据D5000、海讯数据库等来获取电网运行状态数据信息，运用C++技术TCP通信协议实现客户端和数据库的交互；数据梳理是把从后台获取数据封装成JSON格式的文件，客户端接受JSON进行解析从而更新数据模型；数据展现分别通过大屏、PC机、移动终端等多种方式进行定制化展现，根据不同的条件来获取查看电网运行信息。

3.电网运行安全指标体系设计

系统设计从安全、质量、环保、公平为四个维度，对省级电网运行质量进行量化衡量和关键指标（PKI）的监控。整个电网运行指标体系呈树形结构，以各数据主题为核心形成四个指标集，在各指标集下根据评价需求划分成一系列指标子集，在各指标子集下进一步根据评估内容细分为各指标类，最终落实到具体单项评估指标上。

3.1安全主题指标集

电网调度运行的首要任务是确保电网的安全稳定运行，因而安全主题指标集是电网运行指标体系的重中之重。安全主题指标集在时间维度上从后评估、实时监控、预警三个方面出发，分别实现对电网调度运行历史安全水平的评价、对电网实时运行状态的监控和对未来省级电网安全危险点的预防。安全评估指标子集设计以实现电网运行安全的目标管理为指导思想，实时监控和预警指标子集设计则致力于电网运行安全的过程管理，而在实时监控指标子集设计中更加注重指标的精炼性和直观性。

安全评估指标子集：电网运行安全评估根据实际电网调度运行情况，从负荷预测准确率、危险断面、设备负载率、备用运行、安全事故管理、检修操作、二次系统运行七个方面，有针对性地评价电网调度运行的安全水平。电网运行的安全评估重点关注电网运行安全目标的实现情况，因而在各指标子集的设计过程中充分体现目标管理的思想，以抓大放小、宁缺毋滥的标准筛选指标。

安全监控指标子集：安全监控指标用于在电网调度运行过程中，为调度值班人员提供一些“所见即所得”的辅助决策信息，以帮助他们判断电网运行的健康状况、分析在故障情况下应采取哪些措施、调用哪些机组、调整哪些装置将故障的影响范围降到最低。

安全预警指标子集：电网运行安全预警根据对电网未来运行方式的预测，从电网结构、电力供需、一次能源供应、危险断面及设备、系统调峰、系统备用、系统稳定、短路计算八个方面，全面细致地分析电网运行可能出现的安全隐患。电网运行安全预警重点关注各种运行预测数据中所隐含的电网运行危险点，因而在指标子集的设计中紧密围绕过程控制的思想，从防微杜渐、未雨绸缪的角度出发筛选指标，以推动电网运行安全风险的预防、预控。

3.2质量主题指标集

电网运行质量主题指标集在时间维度上从后评估和实时监控两个方面出发，根据电网运行的自动记录数据，分别实现对全网频率和电压质量水平的后评估和实时监控。频率和电压是电网运行质量的集中有效体现，在频率、电压指标类的设计中注重过程与结果并重，既抓住反映频率、电压质量的典型指标，又挖掘保障电网运行质量所采取措施的相关重要指标。

质量评估指标子集： 50±0.2赫兹的责任频率越限运行的时间，50±0.1赫兹的责任频率越限运行时间，电网最高、最低频率，A1/A2不合格次数，责任频率合格率，一次调频投运率，一次调频电量，机组AGC投运率，机组AGC指令调节性能；电压，主网电压合格率，综合电压合格率，中枢点电压合格率，电压不合格厂站情况，电压最高、最低值发生情况，变电站电容（电抗器）投运情况，电厂电压控制措施，

质量监控指标子集：质量监控指标用于在电网调度运行过程中，为调度值班人员提供一些“所见即所得”的反映电网供电质量的特征指标。系统频率，系统频率指标是衡量全网有功功率平衡水平的重要标志，也是在实时调度运行中调度员需密切监视的运行指标，保证系统频率在合理范围内是提高供电质量水平的关键举措。主网电压合格率，主网电压水平是衡量全网无功支撑水平的重要标志，也是在实时调度运行中调度员需密切监视的运行指标，保证主网电压合格率在合理范围内是提高供电质量水平的决定性因素。

3.3效益主题指标集

电网运行效益主题是根据电网实际运行数据，从经济、节能、环保效益三个方面全面评估电网运行的效益水平。电网的经济、节能、环保效益是对电网运行效益内涵的深入诠释，在经济、节能效益指标子集的设计中以预测与后评估并重，既挖掘反映经济、节能效益发展趋势的预测指标，又抓住有效评价电网运行经济、节能性的后评估指标；在环保效益指标子集的设计中，充分体现了电网调度运行在促进电力环境友好中的社会责任，从切实保障电力环保、自动记录统计简便的角度出发设计指标。

经济效益指标子集：电网运行经济效益指标子集从时间维度上分为后评估和预测两个部分，分别反映电网运行经济效益的变化历史以及发展趋势。在后评估指标设计中不仅实现了对历史经济效益数据的科学统计，还着力分析影响电网运行经济效益的关键因素，并采用先进的理想调度系统挖掘电网运行经济效益的可提高之处，从而推动电网经济运行的精益化管理。经济效益后评估指标：总购电成本，单位购电成本，不同电价区间机组调用情况，月度发电计划偏差率，单位购电成本偏差率，购电成本可节约率，经济效益预测指标，单位购电成本预测，总购电成本预测，边际购电成本预测。

节能效益指标子集：电网运行节能效益指标子集用于电网运行节能水平分析的常态管理机制，从时间维度上分为后评估和预测两个部分，以分别体现电网运行节能效益的实现情况以及趋势预估。电网运行的节能潜力主要反映在降低了网损、提高了水能利用率、降低了全网发电煤耗三个方面。

节能效益后评估指标：高压输电网网损，直调火电厂平均煤耗，全网火电机组平均煤耗，全网火电机组边际煤耗，火电机组发电煤耗贡献率，直调水电厂水能利用提高率，节能效益预测指标，高压输电网损的预测，直调火电厂平均煤耗预测，全网火电机组平均煤耗预测，全网火电机组边际煤耗预测。

环保效益指标子集：电网运行环保效益指标子集用于电网运行环保水平分析的常态管理机制，主要利用火电厂脱硫装置自动监测系统，评估各火电厂的脱硫执行情况。火电厂脱硫装置投运率，可再生能源调用率。

3.4公平主题指标集

电网运行公平主题指标集以电网实际运行数据为基础，用于实现电网运行公平性的常态评估机制，主动向电力监管部门、社会公众披露电力调度公平性信息，是电网调度运行部门变被动接受监管为主动适应监管的重要举措。公平主体指标集的设计不仅实现调度公平性信息披露，还深入挖掘各机组对电网调峰贡献与其差别利用小时的关联性，并通过理想调度系统科学评估电网在实际运行中为实现三公调度而必须付出的成本。主要指标：发电合同完成率，同类机组平均利用小时，三公调度成本，月度计划平均完成率，发电机组平均峰谷差，机组调峰贡献率，机组差别利用小时率，差别电量公平性，网络阻塞造成计划电量未完成率。

4.总结

通过构建河北省地县三级一体化电网运行安全评估和指标监控体系，采用可视化监视技术手段，实现电网运行信息全景、实时、快捷、安全，直接将电网情况和运行分析的结构呈现到各级管理决策者和专业人员面前，为电网规划、建设、运行、管理等各专业提供了便捷的数据结论支持，在河北具体的电网运行中发挥了重要作用。

基于安全指标体系设计，通过采用一体化、模块化的技术实现手段，实现对离散在的各类应用和系统中的数据的统一展示、监视和，形成了一套具有理论基础的电网安全的评估、监视、展示系统，具备了非常高的推广价值和借鉴意义。

参考文献

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【6】刘振亚，建设坚强智能电网 支撑又好又快发展.电网与清洁能源.2009.25（9）

【7】《电力百科全书》

第3篇：可视化技术研究范文

关键词： 可视化；大屏幕系统；DLP

0 引言

电力系统的发展中，可视化信息技术的应用始终提供着前进的动力。电力调度作为电网运行的中枢，应专注于可视化信息沟通，通过对光学、电子、图像处理、信号传输、定位与识别等信息沟通技术的持续开发与接纳，提高电网调度的安全稳定性。可视化技信息技术的研发团体目前更多侧重于硬件本身的大众化基面研究，缺乏对电力客户群体沟通习惯的细致研究，缺乏集硬件设备、软件平台和行业应用方案于一体的可视化信息沟通产品，因此应加强此方向的研究和应用。

1 技术背景与信息安全

目前的大屏幕可视化产品主要有数字显示拼接墙系统（简称“VW”）、触摸拼接墙系统（简称“IMS”）、液晶拼接墙系统、交互数字平台（简称“IDB”）、以及智能会议通等。其中VW 产品凭借其超高分辨率、多信号源接入、超大画面无缝显示等特性，很好地满足了集中显示、集中监控、集中指挥调度的需求，可有效提升各行业控制室的工作效率与质量；IDB产品利用大屏幕显示、触摸操作及配套软件，方便会议、教育、培训等工作中的互动交流、协同工作等。其中在中国市场有3万多个VW显示单元在成功使用。

“VW”已申请200多项专利技术（其中超过50%为发明专利，部分还获得了PCT成员国的专利优先权），处于可视化信息沟通领域的制高点，并在“超高分辨率视频处理与显示”、“信号的高速交换与传输”、“处理器技术”、“屏幕定位”、“应用软件工具与平台”等方面拥有自主知识产权的核心技术。因此保持技术应用领先的同时，能有效保障电力这一特殊行业的信息安全。

自主知识产权构筑的产品体系-为适应电力客户应用需求，公司陆续建立了包括DLP数字显示拼接墙系统、液晶拼接墙系统、触摸式数字拼接墙系统以及IDB交互数字平台等专业显示领域的产品线，同时在投影机、多屏处理器、屏幕、显示单元、控制软件等等方面也形成了最丰富的系列化产品，全方位的产品在保证整体性、兼容性、安全性、稳定性的同时，能更好地满足专业用户通用性及个性化应用需求。

2 应用解决方案的能力分析

电力系统具有其特殊性，覆盖生产领域、营销领域等多方向。方案应顺应电力行业差异性应用需求，应使用基于自主研发的技术，具有产品领先优势，提供个性化行业解决方案，系统性地解决各行业客户差异化应用的难题。

应具有属地化的营销服务体系，覆盖全国的区域营销网络、用户维修服务网络、商服务及培训网络，为电力行业应用客户提供包括工程安装、设备维护、备件库、工程技术人员和技术支持人员等全方位属地化服务。

3 可视化信息现状和技术发展的作用

大屏幕显示系统把国际最卓越的DLP高清晰数字显示技术、显示单元无缝拼接技术、多屏图像处理技术、信号切换技术、网络技术等科技手段的应用综合为一体，形成一个拥有高亮度、高清晰度、技术先进、功能强大、使用方便的大屏幕投影显示系统，从而为河南电力提供了一个网络集中监控平台、信息资源共享平台、分析决策平台和指挥调度平台。随着自动化和信息技术的飞速发展，监控中心对信息显示的要求越来越高，其中大屏幕显示系统作为集中信息显示的交流平台，可以将各种监控系统的计算机图、文信息和视频信号等进行集中显示，在实时调度、会商、决策及信息反馈等方面都起到了重要作用。

通过大屏幕显示系统，可以轻松实现直观、实时、全方位地集中显示各个系统的信息，各系统信息在大屏幕上可根据需要以任意大小、任意位置和任意组合进行显示，并且对显示信息进行智能化管理，以便于指挥中枢准确、实时全面的观看和掌握各方面信息并做出正确的决策，大大提高了指挥调度决策（尤其在紧急情况处置时）的效率，增强了各信息显示的直观性和可操作性。

4 国内外研究水平综述

4.1 技术发展回顾与对比

随着自动化和信息技术的飞速发展，各行各业信息资源的可视化需求急剧扩大，监控中心对信息显示的要求也越来越高，大屏幕显示拼墙系统正是在这样的环境下应运而生的。大屏幕显示系统作为集中信息显示的交流平台，可以将各种监控系统的计算机图、文信息和视频信号等进行集中显示，在实时调度、会商、决策及信息反馈等方面都起到了重要作用。

光学显示技术的不断发展，大屏幕显示拼墙系统也经历了多次的变革和技术提升，与此同时也淘汰了很多技术相对落后的产品，就目前国内、国际市场而言，拼墙技术主要包括了LCD、PDP、DLP三类显示技术，其中PDP在拼接领域中所占的份额极低。

LCD英文全称为Liquid Crystal Display，它一种是采用了液晶控制透光度技术来实现色彩的显示。

DLP是“Digital Lighting Progress”的缩写。它的意思为数字光处理，也就是说这种技术要先把影像讯号经过数字处理，然后再把光投影出来，是一种全数字的处理技术。缺点是色彩处理及还原能力稍差。随着技术的发展，DLP投影机芯推出了LED光源。LED为绿色光源，具有寿命超长、色彩饱和度高稳定性好等特点，消除了用户对系统需更要换灯泡及色轮的顾虑，可实现系统的“零”维护。

PDP（Plasma Display Panel），即等离子显示屏。PDP是一种利用气体放电的显示技术，其工作原理与日光灯很相似。等离子高电压高耗电，能耗大，寿命有先天不足，使用5000～10000小时后屏幕亮度就会衰减一半。

4.2 系统规模配置比较

DLP的显示单元有多种尺寸：50、60、67、80、84等，显示单元尺寸较大，LCD目前用于拼接的尺寸为46寸，PDP用于拼接的尺寸为42寸。在同样显示面积下，DLP显示单元需要的数量较少，而PDP和LCD都需要更多数目的显示单元进行拼接。单元的数量越少，也意味着拼缝数量越少，屏幕的切割感越弱，观看效果明显较好。PDP拼接在色彩上表现不错，但是由于拼接的单元尺寸太小只有一种规格42寸，造成整个显示墙显得非常零碎，同时该技术不适合长时间显示静态画面，显示效果差，而且PDP在安装初期的亮度非常的高，在使用一段时间后（5000-10000小时）亮度衰减非常厉害，整体的维护成本也非常高。在指挥调度大厅中，大屏幕系统往往需要7×24小时观看，因此我们建议采用合适的亮度，而非最高的亮度，高亮度并不适用于长时间观看，长时间观看很容易产生视觉疲劳，给人的眼睛带来不适。

4.3 技术总结

DLP拼接虽然在色彩的表现力和整体的厚度上均比其他两种技术的产品稍差，但是在信号的显示效果和整体的维护成本上而言具有明显的优势，尤其在推出了LED光源的投影机之后，不仅显示效果大有提升，光源的使用寿命更是达到60000小时。为电力系统提供了一个集中监控显示瓶体与应急指挥平台，随着智能电网等项目的应用，DLP大屏幕显示系统作为集中业务显示平台，已经越来越多的应用在电力系统中。

5 结束语

DLP大屏幕显示系统作为现代最高科技的显示系统，集数字平台显示技术，多屏拼接技术、信号处理技术，将为电力系统提供一个智能的、可视的指挥平台。DLP技术相比PDP/LCD等技术有着其独特的优势，响应速度快、安全可靠稳定、技术纯熟、信息可视化程度高等优势，适宜在电力行业中的应用。

参考文献：

[1]王宏炜，大屏幕投影与智能系统集成技术，国防工业出版社，2010.

第4篇：可视化技术研究范文

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第5篇：可视化技术研究范文

【关键词】RFID;电子火车票;电子标签;检票自动化

Abstract：With the development of technology，the field of the application of RFID technology is extending. It is much less that the researching on the Visible Electronic Train Ticket（VEET）. So we had a studying on it. The article introduces RFID technology that is applied to train ticket，how to utilize it make the VEET. In the first part of the article is about introducing working theories and feature of the RFID technology and Electronic tags. Then the article mainly introduces how to make designing on program and circuit. The researching of VEET will promote automation on ticket selling and checking of railway transport in the feature.

Key Words：Electronic Train Ticket;RFID technology;Electronic tags;ticket selling and checking

引言

中国是一个人口大国，每年的铁路客运量达到数十亿人次[1]，同时也会产生同样数量的纸质火车票，造成了巨大的资源浪费，而且纸质火车票的售票、验票存在着效率低的问题，这也是基于RFID技术可视化电子火车票（电子火车票）研究的原因。

随着RFID技术的发展，RFID已在多方面成功应用，比如：图书馆管理系统、门禁系统和地铁票证等等。而国内目前在电子火车票方面的研究比较少，所以电子火车票的研究是具有潜力的。

本次研究在可视化上采用MFRC522芯片构成的读写模块与单片机相结合，单片机通过读写模块间接对M1卡数据修改和读取，再通过液晶模块显示出乘客信息。

1.RFID技术及MIFARE卡片介绍：

1.1 RFID技术

RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别。是一种无线通信技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据[2]，无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。当M1卡进入感应区后，读写设备会对M1卡进行自动识别、验证，再对M1卡的数据操作。

RFID可分为无源、有源品、半有源三大类，无源在频段上又可分为低频125KHZ、高频13.56MHZ、超高频433MHZ和超高频915MHZ。无源RFID标签具有价廉、轻小、使用寿命长等优点，本次研究中要实现非接触式、近距离信息通讯，因此采用无源高频RFID技术。

1.2 M1卡

M1卡作为信息存储介质，属于非接触式IC卡。它的容量为8Kb EEPROM，分16个独立扇区（编号0～15）和64个块（编号0～63），其中除去每个扇区的最后一块（密码块）和第0块（厂商代码块），剩有47个块供存储信息。每个扇区可用独立密码验证。

工作流程如图1所示：M1卡具有防冲突机制[3]，可以消去多卡同时进去感应区引起的冲突。当一个扇区访问结束，要访问其它扇区时，就要对新扇区密码验证，这样可以提高信息存储安全度。

图1 M1卡工作流程图

2.总体设计思路

向M1卡写数据。以单片机作为核心模块，把单片机和MFRC522制成的读写模块用硬件电路结合，通过单片机控制读写模块对M1卡上的数据进行操作。试先编好控制程序，当M1卡进入读写模块的感应区后，上位机软件会向单片机发送数据，单片机接收完数据后通过读写模块把数据再写到M1卡上，如图2所示。

读取M1卡的数据，显示M1卡上数据包含的信息。M1卡进入读写模块的感应区，读写器通过天线给M1卡提供能量，唤醍M1卡，把卡中的数据读回到单片机的存储空间，单片机再把获得的数据放在要显示的数据变量空间中，液晶模块调用显示数据变量空间肥数据显示出来，如图3所示。

图2 乘客信息传递流程

图3 液晶工作流程

3.程序设计

3.1 液晶显示程序

在显示上，要显示出乘客的乘车信息，比如：始发站在和目的地、车次、时间等等，因研究中所用的显示屏为NOKIA5110型号，其满屏显示的内容有限，所以将分三次显示。

首先对液晶初始化，设置液晶的偏置电压、基本指令、显示模式。单片机与液晶通信为SPI通信方式，编写一个用SPI传数据的调用函数：void LCD_write_byte（unsigned char dt，unsigned char command），这个函数在液晶显示中多次调用。再者对液晶的显示坐标进行设置，调用函数void LCD_set_XY（unsigned char X，unsigned char Y）函数中X为显示的所在列，Y为显示的所在行。以上是液晶的初始及基本调用函数。

单片机向读写模块发命令读取M1卡的数据，再把从M1卡读回的数据送入液晶显示要引用的数据空间中，显示函数把获得的数据再送入液晶中显示。当数据据显示完后，单片机再向读写模块发命令，重复传递液晶显示数据的过程，直到运行到单片机程序中预设的断点处停止。

显示子程序中建立固定的字库，例如：始发地、车箱、坐位等等。这样可以减小M1卡的容量负担，把建立好的字库中的信息预设显示在液晶上，读取的车票信息直接在留下对应的空位处写上，当写满预设的屏幕显示信息，单片机会自动调用清屏指令，把前一屏写的信息擦除，以便后面的信息显示。

3.2 读写程序

读写程序在基础建立在飞利浦公司编写的调用函数之上，当对M1卡进行数据操作时，要编写程序调用函数库的中子程序。

如图1所示，打开系统电源后，主函数中首先调用寻卡函数、防冲突[4]函数和选卡函数。如果没有M1 卡赶往感应区，程序一直在寻卡函数处循环运行，当M1卡进行感应区，系统搜寻到感应区的卡片，程序才会继续向下运行。经过寻卡、防冲突、选卡确定一个M1卡作为操作对象。再对M1卡扇区（可以任意指定某一扇区）首次密码验证，密码验证无误才可以对M1卡中的数据操作。访问其它扇区时，系统通过对其它扇区的密码验证，再次的验证可以使用其它密码，也就是说每次的验证使用独立的密码，保证的扇区的独立性，和数据的安全性。

主函数中建立一个密码库，放在单片机的内存空间，每一个密码对应一个扇区的验证密钥，对M1 卡验证时，系统自动调动密码库中的密码和M1 卡的扇区密钥匹配。密码库中的密码可以在需要更改时重新修改，用不同的密码和可更改的密码库对M1卡加密验证，大大提高的M1卡携带的数据安全和不可复制性。

4.硬件设计

电路设计中，使用STC89C52RC单片机作为微控制器，以单片机最小系统板作为核心载体。再以MFRC522芯片作为读写模块的核心，通过SPI通信方式与单片机进行通讯。单片机与读写模块用插槽结构连接，方便读写模块与单片机的分离和组合。

单片机最小系统板设计，包括电源、复位电路、晶振、蜂鸣器等。电源使用USB接口电路、+5V直流电源供电。复位电路由串联电容、电阻器构成，这里使用10K电阻和10uF电容。复位电路存在作用是当单片机程序跑飞时，按下复位键单片机会停下，然后重头运行程序，无需断电重启。当读写乘客的信息时出现了错误，通过复位键很快的停止程序错误地运行，避免了从新上电引起的问题。

晶振电路，它是是单片机最重要的部分，晶振产生单片机工作的时钟频率，单片机的一切指令的执行都是建立在晶振提供的时钟频率上，单片机的电路中使用11.0592MHz晶振，采用三端式接法，如图4所示：

图4 单片机的晶振电路

电路中蜂鸣器提醒装置，用PNP型的三极管和一个4.7K的电阻组成，三极管的基极与单片机的一个I/O口相接，基极置位时，三极管处于关断状态;基极清除位时，三极管导通，蜂鸣器工作。在程序设计中，读写器和M1卡进行一次正确的数据通信后，单片机会拉低与基极相接的I/O口的电位，三极导通，蜂鸣器发出声音，提醒用户电子火车票工正常。

读写器中采用MFRC522芯片，该芯片采用先进的调制和解调技术，支持 13.56MHz 频段所有被动非接触式通信方式和协议，并支持 ISO14443A 所有的层，传输速度最高可达 424kbps，应用比较广泛[5]。读写模块的电路中包含，晶振电路、通信方式选择电路等。这里的晶振电路也采用三端式接法，电路中所用的晶振频率为27.12MHZ，通过二分频后频得到目前高频通信所用的13.56MHz的频率。

图5 读写模块Pcb图

表1 MRFC522通信方式选接口择

天线是读写模块中最复杂，最重要的部分，天线的质量决定了在与M1卡通信中射频信号的质量，设计中采用了Philips公司提供的参考电路[6]，根据参考电路中所给定的设计参数直接制作。其中MFRC522的四个引脚TX1、TX2、WMID、RX与天线部分连接，TX1、TX2为天线部分提供能量载波。RX引脚在天线感应到M1卡发送的信号作为输入端，把信号送入MFRC522芯片处理。电路如图5所示。

读写模块的SPI通信。MFRC522可以支持多种通信方式，如：SPI、I2C和UART。工作中MFRC522可复位其接口，并自动检测当前微控制器接口的类型。其连接方式如表1所示。

实际电路中I2C引脚接地，EA引接接高电平，使MFRC522工作在SPI通信方式。

5.测试、调试

程测试中遇到的问题，如：怎么对M1卡的指定块访问、多扇区访问、液晶显示的数据传送等。M1卡的访问需要通过，寻卡、防冲突、选择卡这三步确定对象，再对其进行密钥验证。M1卡扇区的密码一定要保存备用，一旦忘记就很难找回，那样扇区就作废了。访问其它扇区时，一定要重新验证扇区的密码，不然扇区会绝访问，访其它扇区问时不需要重新上电。液晶读取数据显示的位置不对、乱码等，对函数语句逐一排查，如：变量的自增加、初始、调用位置等。

硬件电路运用Keil联合Protuse仿真，测试单片机和液晶模块组合工作状态，再制成实物与读写模块一起调试，测试信号的稳定性，完整性，感应区的范围。对于出现了信号不稳定、不完整的情况，把滤波电路，发送天线重新检查，是否焊接、线路排布、器件参数等有问题。调试成功结果如图6所示：

图6 样品展示

6.总结

RFID技术会随着科技的发展应用于更宽的生活领域，RFID在电子火车票上的应用也是一个潜在的领域。本文介绍了把RFID应用在火车票上，鉴于RFID便捷、易操作、安全等特性制成电子火车票。电子火车票的使用会将大大提高铁路客运的效率，同时电子火车票避免的纸质火车票的资源浪费，起到了环保的作用，响应了国家低碳发展的理念。但电子标签作为火车票技术还不成熟，电子火车票的使用还需要一套完整的系统，需要更多的研究。

参考文献

[1]中国情报网.2013-2017年中国铁路运输行业市场调研咨询报告[M/MT].中国情报网，[2013-09-23].http：///print/4/188840/.

[2]刘莹.RFID技术原理及其应用分析[J].中央民族大学学报（自然科学版），2006，15（4）.

[3]王道强.RFID系统在公交智能化的应用仿真与相关技术研究[D].东北林业大学，2012.

[4]苏明强，刘伟，邝涛.高性价比的MIFARE卡读写模块设计[J].微计算机信息，2006，22（5-2）：3-3.

[5]徐绍娟，邱琳.基于RC522模块的水控机卡通读写控制器设计[J].应用技术，2011-10（上）.

第6篇：可视化技术研究范文

   关键词：可视化；数学探究可视化；教育价值

   以图形的方式认识世界是人类最便捷的认识方式之一。视觉能力是我们获取世界信息的重要能力。人类进化过程中．人脑最先接触图像而后才接触文字。每一种技术的发明都使人类上述的这种理解世界的认识方式与互动方式产生深刻的变化。从本质上看。以动态影像图形语言为特征的视觉文化代替以静态文字符号语言为特征的印刷文化就像口语文化转移到印刷文化一样。这又是社会发展的重大飞跃。数学理解需要视觉的感知。特别是几何图形的性质，复杂的计算过程、函数的动态变化过程、几何证明的直观背景等，若能运用信息技术来直观呈现，使其可视化。将会有助于学生理解。促进对形与数的联系的认识。利用信息技术将现实中的复杂数据以动态影像图形的方式表现出来．这种可视化技术促进我们开展数学探究教学。

   一、可视化

   可视化的英文单词是Visualization。它来自英文的Visual，原意是视觉的、形象的。可视化是将不可见或抽象的信息用有意义的图像、视觉效果或图片来表示，使这些信息在人们的感觉和想象中可视。事实上。将任何抽象的事物、过程变成图形图像的表示都可以称为可视化。可视化描述为数据与可洞察表达之间的一种映射。这种可洞察既可体现为视觉、听觉或触觉．也可体现为以上感官的一种综合。在计算机软件和多媒体资料的帮助下．将被感知、被认知、被想象、被推理的事物及其发展变化的形式和过程。用仿真化、模拟化、形象化、现实化的方式，在教学过程中尽量表现出来。它是学生借助信息技术在头脑中形成图像的一个过程。并且以获得更好的数学理解和激励数学发现过程为目的来使用这些图像。

   Zazkis，Dubinsky和Dautermann提出：可视化是一种行为。在此行为中个体在内在结构和通过感官所获得的事情之间建立牢固的联系。一个可视化的行为可以由任何对象或程序的意识建构所构成。这种意识建构是个体联系了他对外部所感知的对象或活动。可选择的是，在诸如纸、黑板或计算机屏幕这些外在媒介上．一个可视化行为可以构成以诸多对象或活动的建构。个体可以把这些对象或活动与他(或她)头脑中的一个或多个对象或活动视为一体。概括地讲，可视化是研究如何把科学数据转换成可视的、能帮助科学家理解信息的方法。其目的主要是为了高效地处理科学数据和解释科学数据。因为科学数据越来越多，人们来不及处理：其次是因为目前信息交流手段贫乏，可通过视觉化信息来弥补语言符号信息交流之不足。

   美国CEP在报告中对可视化的定义是：“可视化是一种计算和处理的方法，它将抽象的符号(数据)表示成具体的几何关系．使研究者能亲眼看见他们所模拟和计算的结果。使用户看见原本不能看见的东西。”圈可视化技术尚待人类进一步研究与开发。它在多媒体技术发展的基础上，必将获得更开阔的前景。

   二、数学探究可视化

   一个数学对象蕴含着多个要素，需要学生从多种角度、多个侧面进行分析研究。利用可视化技术能够展示出同一数学对象不同方面的特征。学习者可以从不同侧面来探究数学对象，可以从多个维度来分析思考数学对象，将不同方面的信息进行有效组合．建立联系．从而能够全面深刻地理解数学对象，把握数学对象本质特征。

   数学探究可视化是指：利用信息技术等工具以多种方式灵活地向学生提供学习背景的影像、图表、图像等资料。展示数学问题；开展数学实验，完成数学猜想；动态显示数学研究对象变化过程，使数学抽象性质具体化，促进学生理解数学本质；加强学生深入思考并创造性地解释、描述数学信息。使可视推理与代数推理结合，创造性地解决问题。

   数学探究可视化将实现数学探究信息在外部世界和学生大脑之间的转换。通过多种媒介手段或表示方法，把抽象的、视觉上不可见的数学知识转化为可见的图形、图表的一种实践过程，在这个过程当中，人的内在的数学知识结构和外在的可视代表物建立起了密切的联系．从而导致对数学探究问题认识的更深层的洞察力、提出新的假设去检验．促进数学学习和数学科学的发展。在没有新的思路时，学生可以求助于信息技术的帮助，经过对数学问题可视化。进行猜想，获得对问题新的理解，得到启发。重新选择、修改问题解决策略圈。所以，数学探究可视化应该是帮助学生联想数学概念、原理和解决问题的方法。美国学生早就利用交互程序在探究圆锥曲线上非常有效地解决了曲线概念的抽象与曲线图像的直观这一问题。为学生学习和理解曲线的性质和特点提供了思维的载体。

数学探究可视化主要包含以下几个方面：

   （一)数学问题可视化

   数学探究的源头是问题。利用信息技术所具有的丰富视听表征为学习者创设易于发现问题的良性认知环境。视觉系统为我们提供了一种新的、主观的、非理性的、具有情感的、印象主义的思维景象，提供数学问题背景，促进数学问题产生。将数学问题以动态的方式呈现在学生面前，提供丰富而动感的图像、图形，使数学问题具有生动性、直观性和形象性。可视化技术赋予人们一种仿真的、三维的并且具有实时交互的能力．这样人们可以在三维图形世界中用以前不可想象的手段来超越自己的能力获取信息。发挥自己创造性的思维，高效率地提出问题和解决问题。

   教师利用信息技术编辑影视片段，可以制作色彩斑斓的动态画面．呈现丰富生动的信息．通过色彩对比、动静对比、伸缩对比形象直观地阐述数学概念生成过程。其表现手法显得活泼有趣，往往能吸引学生的注意，激发学生的学习兴趣。在“线段、射线、直线”课例中，老师利用信息技术创设教学情境：通过观看足球比赛、学生打滑梯场景及七巧板拼图动态过程的影像资料，揭示本章将要学习的主要内容；伴随着优美的竖琴音乐，一架华丽的竖琴画面展现在学生的面前。学生观察绷紧的琴弦以及手电筒射出的光线、笔直的铁轨等图片，引发学生思考，抽象得出本节所学内容．引出课题。通过学生熟悉的场景和事物引出所学内容。使学生感受到数学就在我们身边，数学离不开生活。渗透善于观察生活中的数学的学习意识。

   （二)数学猜想可视化

   猜想是数学探究教学过程中一个重要环节。对猜想不能轻易地加以肯定与否定，要用科学的态度来对待猜想与发现。通过数学实验说明猜想的正确与否，再通过严格的证明来说明猜想是成立的。或者通过举反例来否定猜想，这种研究意识的形成和建立，有助于学生真实并主动地进行数学探究活动。

   基于信息技术的可视化促进学生提出新的数学猜想，便于学生检验猜想，因此这样的方法更快地促进数学探究教学的发展。Devhn相信在数学家的推理过程中计算机能够扮演重要的作用，例如，在等式中看到改变一个参数的影响可以对产生新的猜想做出贡献。学生在使用计算机开展数学实验可以发现数个与计算机的可视反馈有关系的猜想。这些猜想既不在学生头脑内也不在它们之外．而是产生在计算机屏幕上。学生可以通过计算机屏幕上的图像可视地确认了他们的猜想．这些猜想来自于他们用不同方法所做的实验。推动试验成为分析学生理解数学知识和完成探究学习任务的重要工具州。拖动鼠标的过程使学生能够在原来经验的基础上探索新的数学规律，猜想“生长”在拖动鼠标的过程。拖动让学生在几秒钟之内在计算机屏幕上看到猜想．论证问题很多样例图形，拖动给学生提供及时的信息反馈。学生关注计算机屏幕上图形中各个元素之间的关系。

   再通过变换、测量、做图等工具处理图形。给出特例和反例。发现图形变化的规律性。

在“正多边形定义的推广—‘分数’多边形”课例中．利用几何画板等教育软件对图形几个部分进行颜色对比、平移或旋转变换，学生能够猜测图形的一些抽象性质。学生利用几何画板的多种颜色显示功能和动态变换功能．经过对图形中线段颜色对比分析，成这个一般规律。

   当我们研究问题的时候，可以利用信息技术直观形象展示数学对象的构造与变换过程。透过可视化信息展示出数学思维过程，反映出数学本质。在探索问题时，可以通过参数赋值等方法来构造数学对象的特例．然后连续变化参数来变换数学对象，经过观察、思考、尝试等具有创造性的数学可视化活动。来猜测数学规律，并且探寻论证结论的切入口。因此，信息技术使得数学对象可视化，使得数学关系显性化。能够展示和发展数学思维。

   三、数学探究可视化的教育价值

   （一)数学创新思维的触发点

   澳大利亚著名数学教育家、前国际数学教育大会主席Bishop教授断言：“明显的是在数学课堂上的所有方面强调可视化描述是有价值的。”可视化对数学发现过程是极其重要的。可视化通常体现了数学知识本身和图片之间的转化，它有能力向观看者描述资料的特征．刺激使用者大脑中的联系，这将促进学生更深层的数学洞察力水平的提高。数学问题一旦从静态提升到动态，常常会出现新的现象和新的问题，会成为数学创新思维的触发点。最有效的信息传播媒介是图像而不单单是靠听觉。信息图像化本身就满足了每一位学生的不同需要，使其能以各自不同的方式和各自不同的进度来对图像化的信息进行个别化与理性化的筛选和理解，图像化的信息本身就给学生提供了一个同步进行的可控宽频带通道，而单纯1：3授是无法达到这一点的。教师利用可视化手段充分调动学生的视听器官。从而获得最佳的认知效果。利用可视化技术，一些数学探究问题的答案立刻可以直观地呈现出来，使人耳目一新，并为进一步的理论探索和拓展提供了导向。

   （二)提高数学学习的有效性

   任何抽象的概念都与具体的事物有着某种内在的联系。将抽象的内容用具体的东西进行形象化。有利于学生对知识的理解和掌握。数学探究教学以可视化的信息作用于学生，使学生在最佳的学习条件下进行学习。形成直接对学生视觉和听觉器官共同进行作用的情况。促进学生的数学认识过程的形成和发展，利于学生数学学习。由于可视化教学能在有限的时间内提高教育信息传递的效率和质量，在课堂教学中使学生能利用多种感知手段获取各种表象，从而丰富学生的想象力，扩大学生的信息量，促进数学创造力的形成。提高学习效率和教学效果。

   （三)学会欣赏数学

   基于动态几何的平台，运用跟踪、轨迹、变换和迭代等功能，容易创作千变万化的美丽的图案。利用信息技术可以创作动态的百变数学艺术作品，一个看起来简单的图像，观察者自己调整参数后．可以产生无穷无尽的不同效果：利用《几何画板》软件，给赋予不同的数字或拖动点F。欣赏到“枝叶茂盛”、运动变化的勾股定理树，如图5所示。学生通过黄金分割网站看到教材以外建筑师如何将黄金分割用在巴特农(Pa=henon)神庙、埃费尔铁塔、金字塔等建筑物中；学生欣赏米勒(Millet)的《拾穗者》、达•芬奇的《最后的晚餐》和《蒙娜丽莎》等艺术品时。看到艺术家将黄金分割巧妙地运用于绘画和雕刻之中。这与在传统教学条件下教师只是依靠语言描述建筑物和艺术品中黄金分割的教学效果相比是有很大的不同。

第7篇：可视化技术研究范文

对教学过程而言，“思维可视化”是指将原本不可见的思维路径、方式、规律运用图示或图示组合的方式呈现出来，以期实现增强记忆及加深理解的效果。其本质也就是隐性思维显性化的过程。本研究从主体目标来说是希望：①基于未来课堂环境，构建基于思维可视化技术的学科教学模式。重点通过让教师掌握各项思维可视化技术并将其运用到教学实践中，提高课堂教学效能，同时促进学生思维能力的发展。②探讨技术环境下的可视化学科教学实践，形成思维可视化技术进行学科教学的理论体系。（备注：在相关研究中，很多机构使用了“知识可视化”的概念，而我们使用的是“思维可视化”概念，这两者有何区别？我们认为“知识”这个概念比较表层化，不是本质，知识背后的规律以及加工知识的过程即思考过程才是本质，所以用“思维可视化”这一概念更能体现这个过程的本质。）

研究之目的

1.实现教学效能倍增

教学是教育的核心之一，好的教育必须要有好的教学，那么什么是“好的教学”？结合新课改的三维教学目标（知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度），可以基本得出三项评价指标：第一，学生的学业水平（成绩）要好；第二，学生解决问题的能力（主要是思维能力）要强；第三，学生要有积极健康的人格。那么，能更好地实现以上目标的教学就是“好的教学”，也可称之为“高效能教学”；反之，则是“差的教学”，称之为“低效能教学”或“负效能教学”。那么当前在基础教育阶段，学校的“教学效能”是高、是低、还是负的呢？这个现状大家都很清楚：教师教得累，学生学得苦，然而学生的整体学业水平并不理想，成绩优秀者并不多，两极分化和大面积不及格现象非常严重。另外，厌学情绪在中小学生群体中不断蔓延，据调查数据显示，当前有近70%的学生具有不同程度的厌学心理，而至于“能力”这一项，显然比前两项的情况更糟糕。由此可见，“教学效能”的整体水平是很低的。那么原因在哪里？

本研究认为问题的根源在现行的教学方式和方法——教师为了提高学生成绩，挤、抢、霸占时间，大量、重复、机械地向学生灌输知识；学生则长期陷入“死记硬背”和“题海战术”之中，身心疲惫，晕头转向。关注“成绩”没有错，我们一直认为“不出成绩的教学”一定算不上“好的教学”，让学生取得好成绩，无可厚非。但问题出在大多数教师根本没搞清楚“好成绩到底是从哪来的”。其实，学生的成绩（尤其是初高中学生）并不是来自于教师们常挂在嘴边上的“四多”（多读、多写、多背、多做题），而是思维能力。因为今天的中高考，考的并不是死知识——基于对中高考试题的深入分析，我们证实中考题中有50%是考学生思维能力的，而高考题有80%是在考学生思维能力。因此，思维能力的强弱才是决定成绩优劣的关键因素。然而，传统教学模式过度关注“知识”却忽视知识背后的“思维”，使学生长期处于“浅思考”甚至“不思考”状态，从而导致学生的思维能力发展受阻。所以，年级越高，学生“掉队”的越多，两极分化和大面积不及格现象越严重。

本研究的主要目的之一是希望通过思维可视化技术的运用，引领教师把教学关注点从“知识”转移到“思维”，从而持续提升学生的思维能力，实现教学效能的倍增。

2.让自主探究学习“落地”

新课程改革要求教师培养学生自主、合作、探究的学习方式，使教学从“以教师为中心”转向“以学生为中心”。为积极响应教改计划，各地学校进行了大量的、有益的探索，如小组合作式学习、生命课堂、学本教育、生本教育等，但经调查发现，有不少学校，由于课堂没有教师主导又缺少具体、有效的方法支持，课堂秩序无法保证，学生一盘散沙，好动的静不下来，好静的不愿参与，结果遭到教师、家长、学生的一致抵制，难以继续推进。究其根源，在方向不清，定位不准，又缺少方法和技术支持的情况下，硬着头皮改变课堂教学模式，其教学效能必然大打折扣。推广自主探究式学习的前提是要提供行之有效的方法，让教师和学生都尝到“甜头”（效能的提高），然后逐步培养学生的自主学习意识，在“爱学习”和“会学习”的条件下实施，而其中“会学习”是自主探究式学习取得效果的关键因素，其核心是教会学生应如何思考，而这正是本研究的主要目的与价值之一。

3.实现“素质”与“应试”教育的统一

我国从1983年提出素质教育的方针以来，很多人便误认为“素质”和“知识”是对立的，始终将“素质教育”无法落实的根源归罪于“应试教育”，把矛头指向中高考。然而考试是一种相对公平的教育资源分配和人才选拔制度，是保证公平的有效方式，不会也不能被取消，所以“考试”并不是问题的真正所在。另外，不少人还错误地把学钢琴、学跳舞、学画画等当成“素质教育”，其实这并不是人的“核心素质”，而是一项技能、一种特长。人的“核心素质”是心智模式——思维能力（系统思考能力）和心理能力（积极健康的心理状态）。本研究将日常教学聚焦在“发展学生思维能力”上，使学生“会学”，同时带动学生“爱学”和“乐学”的积极心态，最终使学生获得好成绩。这样我们便能将“素质教育”和“应试教育”统一起来，实现教学效能的最大化。

4.为教育信息化开辟新的发展道路

从1946年美国教育家戴尔提出“视听教学法”开始，教育技术便作为辅助教学的重要手段发展起来。其后随着计算机和网络技术的发展，信息技术的教育应用也得到了突飞猛进的发展。进入数字化和网络化时代，信息的传播打破了时间、空间和对象数量的限制，如基于“云计算”的教育平台可以使教育资源在更大的范围进行共享，使学习者获取信息更为便捷。然而，对于个体学习者而言，下一步他们需要的是什么？是更快的网速、更大的信息量，还是更“酷”的用户体验？也许都要，但这些绝不是最重要的。最重要的是“效能”，学得更快、更清晰、更深入，同时还锻炼了思考能力，启发了智慧，这才是效能的真正体现。

然而，当前国内关于教育信息化的研究大多是集中在网络平台建设、信息环境优化、终端开发（如电子书包、智能手机、电子白板等）领域，很少有从事教学内容（当然是指能够提高教学效能的内容形式）开发的。即使有做内容开发的，也多是以题库、教学视频、动漫等形式呈现的，并不能帮助学生建立系统的知识架构并同时发展其思维能力，是信息和知识的可视化而非思维的可视化，对提高教学效能没多少帮助，甚至会强化学生“被动学习，不爱思考”的习惯，所以这些并不是高效教学资源的开发方向。而本研究就是要运用思维可视化技术开发出具有“思维可视”特点的新形式教学资源，实现“教”与“学”的效能倍增。

综上所述，让更多教师掌握和运用思维可视化技术，创建思维型课堂，开发思维可视化教学资源，使学生在学习过程中实现一举多得——建立清晰的知识体系，发展系统思考能力，同时获得良好的学习成绩，是我们推进教学改革，提高教学水平的唯一正确途径，是势在必行、刻不容缓的事情，也是教育信息化发展的新方向、新领域、新天地。

技术支撑

由于“思维可视化”的本质是隐性思维显性化的过程，也就是将不可见的思维路径、方式、规律运用图示或图示组合的方式呈现出来，所以各类技术支撑就显得尤为重要。本研究中的未来课堂建设，就是为了充分利用现有各种新技术来支撑教育信息的有效呈现与互动。归结起来，思维可视化的技术支撑主要是：

1.图示技术

图示技术（是指能帮我们理清概念之间的逻辑关系并将其中的思考方法及思维路径以视觉信息呈现出来的图示或图示组合）是实现思维可视化的基础。最初，技术教育应用发端于视听技术，主要以录音、图像、电影等视听信息来辅助教学。依据1946年美国试听教育家戴尔提出的“经验之塔”理论，这些“视听信息”比其上层的言语和视觉符号更具体、更形象，所以更容易激发学习者的学习兴趣，也更好理解和记忆。然而，这些“视听信息”刺激的主要是人的感知记忆层，并不能将人的“知识加工”过程即“思考过程”呈现出来，所以无法实现思维可视化。自上世纪60年代开始，各种能呈现思考方法及思维路径的图示技术开始发展起来，如英国人东尼·博赞（Tony Buzan）发明的思维导图（mind map）、心理学家及教育技术学家诺瓦克于1970年在康奈尔大学提出的概念图（concept map）技术、日本管理大师石川馨先生发明的鱼骨图（因果图）技术等。这些图示技术被逐渐运用到高等教育、企业培训和基础教育等领域，都产生了较大的影响力，使知识可视化、思维可视化、读图时代、可视化思考等新学习模式逐渐流行开来。相对于国外，国内在这方面的研究主要体现为理论的提出及单一技术的应用实践。例如，北京师范大学林崇德教授提出的“思维型课堂”概念和基本模式；北京师范大学知识工程研究中心提出的较为完整的“知识可视化”理论，并且开发了“易思——认知助手”软件。据了解，开展相关研究工作的还有南京师范大学、河南师范大学、广西师范学院、陕西师范大学等，但至今尚未有与基础教育阶段各学科教学进行整合的思维可视化成果。目前，只有华东师范大学现代教育研究所在这一领域进行了比较深入的、系统的研究和开发工作并取得了一系列教学实验和教师培训的成功。

2.绘图软件

随着软件技术的发展，计算机软件可以帮助没有任何绘画基础的人将各种图示清晰、规范地绘制出来，这是保证每位教师都可以开发“思维可视化教学资源”的工具性前提。目前，这类软件有很多，学习和操作起来也比较简便，易学易用。例如，用来绘制思维导图的软件就有Mindmanager、mindmapper、FreeMind、Sharemind、XMIND、Linux、MindV、imindmap等。这些绘图软件不但可以绘图，而且还可以将图示以动态的形式分步呈现出来，使内容开发者或学习者的思路更清晰。

3.交互软件技术

有效的教学是离不开交互活动的。从广义上讲，本研究的“思维可视化技术”并不仅仅指思维图示的绘制技术，还包括思维图示的呈现、传播、存储、交互、共享、修改等一系列技术。随着研究的深入，可将课题中产生的各种可视化的教学资源与软件开发技术结合起来，开发出一系列具有“思维可视化”特性的教学软件，实现学习者与学习资源、学生与教师、学生与学生的各种双向互动。

4.网络信息平台

随着计算机及网络技术的发展，包括各类有线与无线传送技术，特别是“云计算”的广泛应用，可将我们的可视化教学资源利用网络信息平台进行共享，突破时间、空间和学习者数量的限制，使学习资源的获取更加便捷，成本（经济成本和时间成本）更低。

5.通用技术

第8篇：可视化技术研究范文

周忠继、顾明远、周满生、王珠珠、刘雍潜、钱培德、谢锡金、梁宁建、倪文锦、许庆豫、杨季文、袁爱玲、祁永华、岑绍基、林小苹

(排名不分先后) 执笔:林小苹

总课题特邀语文等专家组

苏立康、崔峦、陈金明、伊道恩、张定远、钱梦龙、顾之川、孟素琴、吴立岗、许汉、周励群(排名不分先后)

立项背景

1984年,香港爱国实业家周忠继先生开始潜心研究纵横汉字输入编码(简称纵横码)。十几年来,他一直与技术研发专家们共同商议软件更新换代的每一个组成部分,探讨项目持续发展的每一个步骤,并秉承“益民利众”的理念,使纵横码服务于多元化的应用群体(如幼儿、少数民族、聋哑残障人士等),积累了许多具有借鉴意义和推广价值的成功经验。

2004年下半年,广东省潮州市昌黎路小学、绵德幼儿园率先开展纵横信息数字化学习研究教学实验(开始称纵横输入法教学实验),并取得可喜的成效。2006年7月28日,来自广东、广西、河南、贵州的百余名中学、小学、幼儿园教师或校长参加了教学实验师资培训班。培训班结束前,接受了来自四个省、市、自治区共63所学校的课题申报。2007年5月起,第二期《纵横信息数字化学习促进潜能发展教学实验课题》接受了来自广东、广西、河南、江苏、福建等十几个省的共58项子课题的申报… …一项凝聚着学术专家们研究理念和千百位教学实验教师探索热情的公益协助研究项目,正在神州大地百余所中小学开展。

项目在科学发展观思想的指导下,将纵横码的信息技术、认知心理学的原理、汉语言文学有机地结合起来,以培养人的快乐学习,主动探索,信息素养,提高信息学习技能,促进人的潜能发展,提高学习能力为目的。通过教学实验,研究具体可感的实验过程,比较典型的案例,分析详实的数据,探索科学有效的方法和途径。

整体研究在理论层面进行了探索,归纳了十项特点,特别是结合认知心理学的学习理论和建构主义理论,进行理性的分析,以150多个项目学校的实验研究和横向比较研究作为实践支持,初步得出了“纵横信息数字化学习对儿童认知心理发展具有重要的推动和促进作用,能在较大的程度上提高学生的语文能力、智力发展和创造潜能”的结论。

2008年3月,在总课题组广州活动现场,中央电教馆和中国教育技术协会的领导,亲临实验现场调研,一个新的机遇使实验迈上了新的台阶,实验被列入国家课题BCA060016重点研究项目。由中国教育技术协会牵头,总课题组与九个省市电教馆合作,在约180所幼儿园、中小学和特教学校中开展纵横信息数字化学习研究教学实验。此期国家课题与总课题实验研究同步进行,成果共享。

总课题组成立

纵横信息数字化学习研究教学实验总课题组组建于2005年。总课题组现有专家十五位,其中既有著名教育家顾明远教授,又有认知心理学专家梁宁建教授,有计算机信息编码专家钱培德、杨季文教授,还有信息技术教育、语文课程教学、学前教育、教育科研方法等方面的专家。富有时代责任感和热情的专家研究团队,共同的理念和相互之间的默契,使纵横信息数字化学习研究课题实验研究这项公益性协作研究事业持续发展。

课题立项

纵横信息数字化学习研究教学实验总课题,是由中国教育学会、国家教育发展研究中心、中央电教馆、中国教育技术协会、香港大学、苏州大学、华东师范大学、华南师范大学(排名不分先后)专家组成总课题组的一项利国利民利教的公益性协作研究事业。

第一期2006年9月至2007年9月,纵横汉字输入法教学实验(4省63校);第二期2007年9月至2008年9月,纵横信息数字化学习促进潜能发展教学实验课题研究(13省158校);第三期2008年9月至2010年10月,纵横信息数字化学习研究教学实验(17省303校);第四期2010年9月至2012年9月,北京实验点学校延申、天津特别方案、特教特别方案等纵横信息数字化学习促进学习者时代优秀素养形成的研究、纵横信息数字化学习研究教学实验。

2010年9月至2012年9月,本阶段课题研究双轨并进同步发展。第一,由纵横信息数字化学习研究教学实验总课题组与中国教育技术协会再次合作,组织全国范围内的纵横信息数字化学习研究教学实验新一轮课题实验。凡经2010年6月30日结题评估后获良好、优秀,并经过再次申报而获准的子课题,可继续成为纵横信息数字化学习研究教学实验新一轮课题实验单位。第二,由纵横信息数字化学习研究教学实验总课题组与中国教育学会合作,向中国教育学会申报而立项的公益群体协作研究重点课题,项目名称为“纵横信息数字化学习促进学习者时代优秀素养形成”。凡经2010年6月30日结题评估后获良好、优秀,并经过再次申报而获准的子课题单位,也可申报。

从未开展实验而有兴趣的单位和个人,都可提出申请,递交申报表。申报表将公布于纵横信息数字化学习研究教学实验总课题组资源库,申报截止时间2010年9月30日。

第三,纵横信息数字化学习研究教学实验总课题组与、中国未成年人网脉工程特别合作项目,开展“纵横信息数字化学习快乐纵横数字体验”。

多轨并进,滚动发展,成果共享,奉献时代,造福未来。

研究宗旨

优秀语言能力与语文信息素养,是新型人才素养结构中的重要组成部分。纵横信息数字化学习,是一种将汉语言学科与纵横码信息技术、认知心理学原理有机融合的创新学习方式。

潜心探索研究如何在“科学发展观思想”的指导下,更加有效地将纵横码信息技术、认知心理学的原理和语文等学科有机结合起来,培养学生快乐学习、主动探索精神,提升他们的信息素养与学习能力,促进其潜能的发展,培育“高素质、高品格、高智慧”的信息时代数字化创新人才是纵横信息数字化学习研究课题实验的研究宗旨。

研究内容

通过本课题的研究与实践,逐步总结并形成纵横信息数字化学习研究教学的基本理论、普遍规律和实践模式。

通过本课题的研究与实践,探索并总结信息数字化学习中如何优化各种学习过程,培养学习者纵横信息数字化学习中快乐学习与主动探索的学习精神、意志和品质。探索在纵横信息数字化学习环境中,知识的“学得─习得─建构”的新的课程结构与规律。

通过本课题的研究与实践,研究并揭示纵横信息数字化学习(纵横汉字输入法在幼儿认知活动中的应用),促进儿童认知能力的发展以及促进其他学习群体潜能全面发展的特点。

通过本课题的研究与实践,研究与开发基于纵横信息数字化学习中教与学的工具平台,协作开发具有纵横信息数字化学习特色、可共享互通的软件资源。为实验提供有效的参考和样例。

本码特点

民族性特点;创新性特点;承传性特点;简易性特点;通用性特点;快捷性特点;高效性的特点;自主性特点;人文性特点;发展性特点。

操作定义

参加实验的教师和学生通过培训与学习,能够改变对这一实验课题的表面认识,以科学的信息化理论、认知心理学理论、教与学优化设计理论等指导整个系统的学习过程。

教师和学生能够领会和表述课题项目的定位、发展、宗旨、目标;结合自己的理解,表述纵横码本码的特点。

教师和学生能够理解和运用纵横码的基本原理、规则,进行计算机上的汉字输入,并运用这种高效的信息化学习方式,进行不同类型的创新性学习。

教师和学生能够根据子课题的选题假设,课题研究的设计进行某一领域的学习与研究,能够根据选题设计的实验目标,选用科学可行的研究方法,开展能够体现在愉快中“自主学习”、“主动探索”特点的学习活动。

教师和学生能够根据总课题制订的评估方案,根据子课题设计的评估策略开展实验研究的评估与反馈。

分段目标

1.实验起步阶段――学习强化技能阶段

完成对基本原理、常用规则及常用功能(笔形、单字、词组、简码)的掌握,实行计算机上机操作。

看打――文本输入。

选打――词语游戏。

想打――看图写话、看图作文、读后随笔。

2.研究初步阶段――促进能力发展阶段

课题实验研究与课程结合,进入常态教与学,根据总课题目标、子目标进入研究过程,探索如何优化各种学习过程,培养学生自主学习、主动探索的创造性学习能力,“观察与调查相结合、定向与机遇相结合”等研究,探索纵横数字化学习如何促进学生认知能力发展的规律。各子题可进行结合实验目标的微观研究,例如:

看打──眼、脑、手协同并用的快速阅读。

选打──寓学于乐的游戏式词汇快速积累。

想打──看图作文读写结合促进思维流畅。

3.研究发展阶段――探索研究学习模式阶段

进一步探索在纵横信息数字化学习环境中,知识的“学得─习得─建构”的新的课程结构与规律。

通过“个案与整体相结合、定性与定量相结合”等科学实验方法,结合本单位实验的过程,研究具有本单位特点的纵横信息数字化学习模式和可供借鉴参考的范例。

4.研究反馈阶段――评估反馈总结阶段

教师和学生能够根据总课题制订的评估方案,根据子课题设计的评估策略开展实验研究的评估与反馈。

通过抽取与组织实验样本、收集数据,分析处理实验数据。

根据国家课题和总课题组的结题评审方案自行评审,并配合结题总结工作。

管理原则

课题实验科学性原则。

课题实验真实性原则。

课题实验实效性原则。

成果归属全体所有原则。

成果应用既独立又共享原则。

课题评估择优奖励原则。

选题指南

1.纵横信息数字化学习与研究教学实验研究

纵横信息数字化学习与研究促进学习者潜能发展的理论与研究。

纵横信息数字化学习与研究促进幼儿认知能力发展和潜力开发的研究。

纵横信息数字化学习与不同学习群体识字,阅读,写作教学实验的研究。

纵横信息数字化学习与课堂教学师生互动及学习主体地位的研究。

… …

2.纵横信息数字化学习与研究促进学习者信息素养语文技能的提升

纵横信息数字化学习与幼儿汉语字词积累发展语言能力的研究。

纵横信息数字化学习与学习者内隐学习能力开发的研究。

纵横信息数字化学习与研究优化小学生识字过程及提高效率的研究。

纵横信息数字化学习与研究优化促进小(中)学生提高阅读速度或扩大阅读量的研究。

… …

研究方法

本课题研究主要以实验法和行动研究法为主(文献法、调研法为辅)。实验法要有明确的实验目的,要进行实验设计(要有实验假设,要对实验过程进行控制,要收集有关的信息和数据、案例。要对实验资料进行统计分析,总结提炼,形成实验结果,以验证假设。行动研究法要注意五个环节:计划,行动,考察,反馈与调整)遵循螺旋式上升的规律。选用什么研究方法,以什么方法为主,什么方法为辅,可结合学校的实际和所选选题的具体情况而定。

本阶段要求进入常态教学、成为学校校本课程形式。实验班应与常规班级一致,欢迎全校性开展。

提倡比较分析实验研究方法,可通过前测、中测与后测,进行纵向的前后比较;通过以下几种实验研究方法,进行实效性比较分析。

观察与调查相结合。

定向与机遇相结合。

个案与整体相结合。

定性与定量相结合。

子课题组织

建议每申报单位以单位行政领导、信息技术教师、语文教师组成子课题管理小组开展实验研究。子课题每半年(6月30日前)递交一次中期实验研究报告,每一年(12月30日前)递交一次年度实验研究报告。中期实验研究报告主要由各省组织初步评审,总课题组秘书处抽查。年度实验研究报告由总课题组秘书处组织专家评审,两年为一期总结评估以综合评估方案进行评审。

对积极有效组织子题进行课题实验各省市组织机构,总课题组按原来模式给予奖励和支持。

申报方案

基本信息准确完整。

实验对象清晰明确。

实验比较同质均等。

条件基础扬长避短。

提出假设研究问题。

变量关系基本确立。

方法灵活内容充实。

预期效果突出有效。

奖励机制

经过申报并获批准的实验学校的实验情况、参加总课题组征集组织的活动成绩和实验报告评估成绩,均可作为申报奖励的资格与材料。

奖励项目

纵横信息数字化学习研究优秀组织管理奖。

纵横信息数字化学习研究优秀实验校长奖。

纵横信息数字化学习研究优秀先行探索研究示范点校奖。

纵横信息数字化学习研究优秀实验教师奖。

纵横信息数字化学习研究优秀学习能手奖。

纵横信息数字化学习研究优秀研究成果奖。

评奖以两年为一个周期。

预期成果

组织举办“优秀实验设计与课例”和“优秀课件学习软件”、 “创新学习”大奖赛或活动测试。

出版发表科研论文。

出版科研学术论著。

总结优秀成功案例。

发展纵横信息教学化学习教学资源库和网络在线写作及评阅作文系统。

成果应用原则

子课题相对独立。

著作权限自主。

成果资源共享。

协作关系友好。

第9篇：可视化技术研究范文

现代美术教学日新月异，手段和理念都再不断的更新，加之多媒体课件制作的运用，课堂教学更吸引学生，对拓展学生的知识面，启发学生的思维起到了非常大的作用。但同时也使得很多的教师几乎将课堂上的演示抛于脑后，认为这是落后的教学手段，陈旧的教学方法。笔者则认为不然，多媒体和课件的运用对教学的帮助是毋庸置疑的，中国画传统的教学，历来提倡“画从谱出”，凡学画的人，无论画山水、人物还是花鸟，对谱中或者老师传授的每一法、每一式都反反复复地精益求精。现在我们对小学生的绘画教育与培养专业画家的目标虽不一样，但对“画谱”在教学中的显著作用绝对不能忽视，绝对不能一味的厌旧求新而轻易抛弃。在技法类的教学中，范画比之其他的教学方法更有优势，更能让学生学习直观的学习，更喜闻乐见。“范画教学”更合乎我国民族特点。

根据现代美术课堂的特点，范画主要分为五类：

1欣赏范画

美术教育不全是技术教学，主要是培养学生审美情趣，提高他们对艺术的鉴赏能力。所以美术欣赏在小学美术教学中占着极为重要的位置，但课本中供学生欣赏用的古今中外名画和当代学生的优秀作品，因为版面有限的原因，他们都缩得非常小，很多地方无法辨认学生常常是一看而过，无法品味，教师即使在上课时将课本高高举起，但由于画面太小，也很难将学生的目光吸引，欣赏无法实施。要是事先把它们（主要作品）绘制放大成范画（无法仿绘的也该收集大副印刷品）悬挂于课堂之上，效果就截然不同，学生会对挂图目不转睛而较快的心领神会，产生较强的感受与共鸣，这也省去了教师许多不必要的唠叨。

2步骤范画

凡作画总的有个先画什么后画什么的步骤，由于课本中“步骤图”印得太小，不连绵，有的根本就没有（如人教版第十册“绘画——人物以类聚比例动态“第十一册”工艺——会徽设计“第九册”中国画——写意花卉等）学生不可能从这几课又简单的范画中“反”得很多，对他的忽视就是造成学生乱涂乱画的严重祸根，要指导，又不能光靠一枝粉笔，而且时间也容不得教师在课堂上那么“慢条斯理”。这就要求教师按作画一，二，三……的顺序，课前早有“预制品“到用时依次挂出，边挂边讲，既直观，又简练。

3对比范画

在讲评分析学生作业时，只是一味的讲述如何如何，一味的指出不应这样那样，往往难以给人留下深刻的影象，学生在“好”、“差”之间始终趋于含糊朦胧的状态。如果两幅范画并列对照，如色彩的饱和与灰暗效果，景物的大小疏密，很快就一目了然，让学生欣然翻悟在分秒之间，在比较中使学生对什么是好，什么是差有一个比较肯定的明确的鉴别，成为学生从“所以然”的感性认识飞跃到“之所以然”的理性认识的催化剂。

4启示范画

有不少教师以为“范画”总是用来让学生“照葫芦画瓢”的，其实不然，它完全可以用来开拓学生的思维，而且是引导学生发挥创造才智的有效方式，学生创作水平跟知识、技法的增长应同步上升，然而不少学生却是相反，他们对“创作”随着年岁增大反而越来越怕，他完全应归结于我们课堂教学的失误，是我们在教学中没有调度好“导”与“创”的关系所致，如果教师在每次创作作画教育中，充分认识到“导”的重要性，在尊重学生的个性的同时，能按班级实际水平，事先组织几幅范画，用各种不同的构思。同时，范画中使用的技法又都是已学过和分散零星的集成，这就是用范例来启示学生如何“学用结合”，很大程度地培养学生把积累的技法，经常应用与自己笔端的习惯。

5当堂范画

尽管教师在课前准备了各种各样的范画，但还是很难一应俱全，如间色、复色和浓墨、淡墨的调和，油画棒、水彩颜料的混合使用等等，都必须让学生亲眼看一看才能真正让学生了解，特别是对学生临时提出的问题，才有许多更需要教师当场挥笔演示才能达到教学效果。