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第1篇：可視化技術研究范文

1信息檢索可視化技術的特點

信息檢索可視化技術是數據可視化技術在信息檢索領域的應用，信息使用者通過圖形界面和網絡信息檢索系統的相互作用，評價和優化檢索結果，從而提高信息的查全率和查準率，達到滿足信息使用者需求的目的［1］。信息檢索可視化技術，不僅可以實現空間數據以圖形或者圖像的方式直觀地顯示出來，讓用戶明確數據之間的聯系與規律，有利于用于對數據進行分析和理解，而且還使用戶信息檢索操作更加簡便，有效地提高了檢索效率。信息檢索可視化技術實現了過程—結果的全程直觀展示，受到廣大用戶的一致好評。

2圖書館信息檢索可視化技術的發展及其存在的問題

2.1圖書館信息檢索技術的發展

圖書館傳統的檢索方式主要是檢索者利用館藏期刊、書目索引和各館自行編排的館藏目錄卡片實現相關信息的查找和翻閱。進入20世紀70年代，隨著計算機通信技術的飛速發展，圖書館信息檢索也開始利用通信設備和存儲信息的計算相連，實現聯機檢索。各大型圖書館依托因特網成功地開發和應用了多種服務項目，其中最具優勢的服務項目之一當屬網絡信息檢索技術。迄今為止，在Internet上功能完善的信息檢索工具主要有分布式信息服務系統、廣域信息網和萬維網等。Internet技術將海量服務器連成一體，實現了分散信息系統向整體化集成的重要轉化，通過在館內建立Web網站OPAC，實現了信息使用者快速檢索各學科信息的目的。

2.2圖書館檢索技術存在的問題

現有數字圖書館的檢索系統主要是運用主題目錄分類和搜索關鍵字來進行信息資源的檢索，相較于傳統檢索方法，新的信息檢索方法為信息導航帶來了巨大的變革，同時也存在較多的問題。第一，信息歸類和維護過程需要投入大量的人力資源，信息更新也很不及時。第二，關鍵字檢索使得搜索結果涵蓋大量無用信息，用戶很難直接查找到與自己意圖相吻合的信息。第三，大部分圖書館Web站點缺乏明確的定位，不具備自己的特色，提供的服務主要是館藏書目查詢，很難直接檢索文獻，用戶難以快速、正確地找到所需信息［2］。第四，文獻數據庫著錄未能統一，規范性差，資源共享不完全，缺乏統一的組織與協調。第五，檢索工具缺乏檢索詞控制，大多數采用自然語言標引，無法實現人工標引的甄選。第六，站點管理水平有限，系統運行穩定性不高，加上信息工作人員普遍水平不高，英語水平較差，難以達到網上瀏覽器查新的水平，使信息服務質量大打折扣。

3可視化技術在信息檢索方面的具體運用

3.1本體概念和應用

3.1.1本體的定義和作用本體涵蓋了概念模型、形式化、共享等含義，通過抽出客觀世界中的一些現象的相關概念而得出的模型，所體現的是相關領域共同認可的知識，應用計算機進行處理。本體的建立就是為了捕獲相關領域的知識，提供對該領域相關知識的共同理解。具體來說，就是本體為人們提供了相互交流的通用語言，使領域在不同的系統和模型之間實現相互集成和轉化。

3.1.2基于信息檢索的本體應用多信息的檢索和集成是本體的重要運用領域，信息多就容易出現不同信息源在表達上存在差異，所以就必須建立一套共用的信息語言，不僅可以減少信息轉換的難度，還能建立統一的信息集成模式，幫助信息使用者搜索到期望的知識點，并將所搜索的知識點進行相應的概念補充，從而在數據集成里面查詢到最終需要的資源。由于本體具有通過概念之間的關系來表達語言的能力，所以能夠大幅度地提高檢索的準確性和全面性。

3.2內容檢索

互聯網不斷發展，信息載體和形式也在不斷變化，互聯網信息多樣化不斷深入，圖形、圖片、視頻和動畫等多媒體技術不斷涌現，致使以文本方式進行檢索的技術弊端日漸凸顯。為此，內容檢索技術隨著網絡技術的發展在文本檢索技術的基礎上應運而生。該檢索主要是利用融合了圖像處理技術、模式識別技術，從而極大地提高了檢索的效率，為信息使用者提供了更加直觀有效的檢索手段。

3.3可視化信息檢索

3.3.1可視化信息檢索的內容和優勢可視化信息檢索包含兩方面內容：檢索過程可視化和檢索結果可視化。相對于其他信息檢索技術，可視化信息檢索技術具有顯著的優勢，具體表現如下：第一，增強用戶的認知能力。可視化檢索通過人類對圖片處理的較強能力，將文本內容轉化為空間的、圖形的形式后，以直觀的方式供用戶瀏覽與分析，不再需要進行語言處理，從而減少人的認知負擔。與此同時，檢索結果的可視化，可以揭示文檔中看不見的語義關系，通過一些空間屬性如距離、長短、大小等來表示文檔的相似性，可以便于用戶快速地找到相關的文檔，也方便用戶理解檢索到的信息之間的關聯性，從而提高用戶的認知能力。第二，信息檢索過程透明化。傳統的信息檢索系統對用戶而言是一個不透明的黑箱，用戶提交了提問式后，系統怎樣分解用戶提問式、怎么匹配提問詞和標引詞、怎樣得出結果等過程對用戶而言都是不透明的，因此用戶也無法對系統內部處理過程進行控制。一個可視化的信息檢索環境使檢索過程變得透明了，包括文獻與提問的語義關聯關系、文獻與文獻語義關聯關系、信息發現過程、檢索的顯示等。這使得用戶的檢索更加容易、有趣，也大大增加了用戶對信息檢索過程的控制能力。第三，方便用戶進行信息瀏覽。在可視化的檢索環境中，用戶檢索信息如魚得水，各種各樣的可視化檢索技術充分利用了人們對圖像處理的能力，既可以顯示檢索的核心信息，又以各種方式忽略或隱藏周圍的細節信息［4］。當用戶點擊檢索結果時，可以很快發現感興趣的領域，并且根據檢索結果的語義關聯性研究相關興趣領域，從一個興趣領域里自然地過渡到另一個興趣領域，同時還可以來回自由地在相關的興趣領域尋找相關信息，這是傳統的信息檢索所不能實現的。第四，提供良好的人機對話和交流環境。信息檢索過程應該是一個多回合的人機對話和交流過程。可視化的信息檢索將人的因素引進系統內，在檢索中可以發現檢索結果之間的關聯性，用戶可以根據自己感興趣的內容進行檢索，不斷獲取所需的信息，也可以獲取到相關領域的信息，這將會鼓勵人的參與，促進人機對話，改善人機交流。第五，提高檢查率和查準率。信息檢索可視化是數據可視化技術在信息檢索領域的應用，可視化提高了信息相關性判別的效率，擴展了信息相關性判別的手段。信息用戶可以通過圖形界面與網絡信息檢索系統進行交互，評價檢索過程中每次檢索的結果，優化提問或查詢，從而提高查全率和查準率。

3.3.2信息檢索可視化的相關技術信息檢索的可視化涉及信息檢索技術和可視化技術。其中可視化技術的實現以映射技術和顯示技術最為關鍵。

（1）映射技術主要就是把數據從多維空間映射到2維和3維空間，以便成為計算機可以處理的數據。在此主要介紹自組織映射和潛在語義標引兩種映射技術：自組織映射是通過模擬人腦對信號的處理特點而發展起來的人工神經網絡，目的就是把錄入數據或信號的各種特點加以抽象和歸類，使其保持拓撲結構的有序性，當類似信號輸入時就會通過映射反映到相應維度空間；潛在語義標引就是通過統計方法尋找詞與詞之間的語義結構，通過奇異值分解，將文檔向量投影到較低的維度空間，實現數據的有效轉化。

（2）顯示技術是指將經過處理的文字和信號以圖形的形式顯示出來的技術。目前常用的顯示技術主要有Focus＋Contex（t聚焦＋上下文技術）、Cone－Tree（錐形樹技術）、Tree-map（樹圖技術）、HyperbolicTree（雙曲線樹技術）等技術。不同的顯示技術各有優缺點，在信息檢索可視化應用過程中，需要依據實際情況加以選擇或整合。

4完善圖書館信息管理可視化技術的對策

想要不斷完善圖書館信息管理可視化技術，就必須從以下幾方面做好工作：第一，根據本館的館藏資料格局、人力和經費等條件，結合區域內社會發展對信息的需求，對館藏信息進行重組，建立各種與教學、科研及人們日常生活息息相關的特色數據庫，使讀者可以快速檢索到所需信息。第二，建立信息數據指引庫，通過對指引庫的訪問檢索到相關信息的具體館藏路徑，方便檢索信息。第三，實施標準化、規范化的數據庫信息，采用統一高效的網絡檢索工具，做到人機檢索有效互換，提高檢索的準確性，為后期各圖書館的聯網打好基礎。第四，對各館的館藏資料實施資源整合，形成新的資源體系，讓用戶能夠通過統一的檢索平臺查找各個圖書館的館藏信息，從而實現信息資源的高效利用。第五，對新一代的電子用戶進行相關基礎教育，比如優化本館網上資源的配置及檢索途徑，Internet相關服務項目、使用方法和技巧，從而吸引更多的讀者進行檢索閱讀。第六，提高館藏工作人員的整體業務水平，要求館藏人員具備相應的計算機應用等級水平和英語等級水平，能夠熟練運用互聯網搜索相關資料，熟練運用英語進行人機互動，招聘適應新時代需求的數字圖書管理人員。第七，建立健全網絡技術人員考核制度，加強服務意識和事故應變處理能力，保證網絡系統穩定有效運行。第八，完善數字化圖書館信息系統的語義表達。所謂語義就是數據和符號所代表的含義及含義之間的關系，是對數據的抽象和組織的更高層次的邏輯表達。信息檢索的難點就是簡短、模糊的用戶查詢與存在的海量文檔之間不匹配的問題，解決該問題就要增加文檔和用戶查詢的語義表達，隨著互聯網向語義網絡不斷深化發展，網絡平臺不僅僅只提供簡單的通信服務，而是要達到人機之間智能的交互理解，從而為人們共享知識、交流思想提供更好的服務。

5結語

第2篇：可視化技術研究范文

[關鍵詞]：調度數據直播 QML 可視化技術

通過構建河北省地縣三級一體化電網運行安全評估和指標監控體系，采用可視化監視技術手段，實現電網運行信息全景、實時、快捷、安全，直接將電網情況和運行分析的結構呈現到各級管理決策者和專業人員面前，為電網規劃、建設、運行、管理等各專業提供便捷的數據結論支持。

引言

隨著電力系統的不斷發展，電網運行管理的數字化、信息化水平不斷提高，電網運行數據正在經歷從秒級到毫秒級、從穩態到動態的轉變。數據規模快速增長。較傳統表格和數字方式，圖形圖表等直觀方法更適展示和分析海量的電網數據信息，其二維/三維的可視化技術得到了日益廣泛的應用。通過統一實用、高效便捷的可視化展示手段，對電網運行的監視、控制、調度、分析、規劃提供了有力技術支撐，已經成為調度自動化領域的重要研究課題。

另一方面，隨著社會經濟發展，用電需求增加，電網存在局部設備臨近極限運行，運行人員需要分析大量的運行數據，快速感知電網異常，把握事件發展趨勢，應對突發事件，這些都使得對電網運行安全指標的研究和可視化應用越來越迫切。針對電網生產需求，建立統一的電網運行安全的量化指標體系，是目前急需深入研究的重要課題。

國網河北省電力公司基于電網調控運行實際需求，研究建立了電網安全指標體系，使電網調控運行人員更方便、更直觀地了解當前系統的運行狀態。將電力系統計算分析功能與可視化技術有機結合，建立的統一規范的數據獲取、分析、展示軟硬件架構，實現大屏幕投影設備、桌面PC設備和移動終端設備的“三屏合一”。大幅提升調控運行人員對大電網異常的感知能力和運行操控駕馭能力。

1.可視化的概念和技術發展

研究表明，人眼對圖形的敏感度大大高于對數據的敏感度。90年代，電力系統市場化席卷全球，這使得系統更加復雜，數據成倍增加，可視化的要求也愈加迫切。這方面的研究工作比較突出并且廣泛應用于實踐的首推美國學者Thomas Jeffrey Overbye教授和Mark James Laufenberg 博士，其研究課題組和掌管的Power World公司開展了電力系統可視化的系列研究工作，在其提出的電壓等位線（contouring）顯示技術的基礎上，對節點數據，線路數據，穩定域的算法和顯示進行了可視化研究。

我國在智能調度領域已經開展了很多有益的技術嘗試，近年來，華北電網穩態、動態、暫態三位一體安全防御及全過程發電系統控制，華東電網公司開展的以高級調度中心項目群為突破的智能電網探索，智能可視化技術等方面開展了大量的研究和實踐。

2.系統設計

河北南部電網運行安全可視化監控和信息直播系統基于現有的電網業務系統，采用面向服務的系統架構，將實時數據、統計分析數據和管理信息進行內容重構和一體化可視化設計。實現對安全生產信息全方位、可視化、在線實時展示、統計和分析，全面提升了電網運行安全生產管理集約化水平，進一步增加了安全生產風險管控和實時調控能力。特別是“大運行”體系建成后，要求我們必須以電網安全為中心，匯聚省、地、縣三級的的電網運行信息，權衡優質、經濟、環保多維約束，統籌過去、現在和未來系統的運行質量，構建電網運行安全評估和指標監控體系，實現電網運行工作狀況24小時全景、及時、可視化監視技術手段，逐步完成由應急處置型向超前預防型的轉變。

軟件架構設計

系統分為數據獲取、數據梳理、數據展示；數據獲取是從金倉數據庫、實時數據D5000、海訊數據庫等來獲取電網運行狀態數據信息，運用C++技術TCP通信協議實現客戶端和數據庫的交互；數據梳理是把從后臺獲取數據封裝成JSON格式的文件，客戶端接受JSON進行解析從而更新數據模型；數據展現分別通過大屏、PC機、移動終端等多種方式進行定制化展現，根據不同的條件來獲取查看電網運行信息。

3.電網運行安全指標體系設計

系統設計從安全、質量、環保、公平為四個維度，對省級電網運行質量進行量化衡量和關鍵指標（PKI）的監控。整個電網運行指標體系呈樹形結構，以各數據主題為核心形成四個指標集，在各指標集下根據評價需求劃分成一系列指標子集，在各指標子集下進一步根據評估內容細分為各指標類，最終落實到具體單項評估指標上。

3.1安全主題指標集

電網調度運行的首要任務是確保電網的安全穩定運行，因而安全主題指標集是電網運行指標體系的重中之重。安全主題指標集在時間維度上從后評估、實時監控、預警三個方面出發，分別實現對電網調度運行歷史安全水平的評價、對電網實時運行狀態的監控和對未來省級電網安全危險點的預防。安全評估指標子集設計以實現電網運行安全的目標管理為指導思想，實時監控和預警指標子集設計則致力于電網運行安全的過程管理，而在實時監控指標子集設計中更加注重指標的精煉性和直觀性。

安全評估指標子集：電網運行安全評估根據實際電網調度運行情況，從負荷預測準確率、危險斷面、設備負載率、備用運行、安全事故管理、檢修操作、二次系統運行七個方面，有針對性地評價電網調度運行的安全水平。電網運行的安全評估重點關注電網運行安全目標的實現情況，因而在各指標子集的設計過程中充分體現目標管理的思想，以抓大放小、寧缺毋濫的標準篩選指標。

安全監控指標子集：安全監控指標用于在電網調度運行過程中，為調度值班人員提供一些“所見即所得”的輔助決策信息，以幫助他們判斷電網運行的健康狀況、分析在故障情況下應采取哪些措施、調用哪些機組、調整哪些裝置將故障的影響范圍降到最低。

安全預警指標子集：電網運行安全預警根據對電網未來運行方式的預測，從電網結構、電力供需、一次能源供應、危險斷面及設備、系統調峰、系統備用、系統穩定、短路計算八個方面，全面細致地分析電網運行可能出現的安全隱患。電網運行安全預警重點關注各種運行預測數據中所隱含的電網運行危險點，因而在指標子集的設計中緊密圍繞過程控制的思想，從防微杜漸、未雨綢繆的角度出發篩選指標，以推動電網運行安全風險的預防、預控。

3.2質量主題指標集

電網運行質量主題指標集在時間維度上從后評估和實時監控兩個方面出發，根據電網運行的自動記錄數據，分別實現對全網頻率和電壓質量水平的后評估和實時監控。頻率和電壓是電網運行質量的集中有效體現，在頻率、電壓指標類的設計中注重過程與結果并重，既抓住反映頻率、電壓質量的典型指標，又挖掘保障電網運行質量所采取措施的相關重要指標。

質量評估指標子集： 50±0.2赫茲的責任頻率越限運行的時間，50±0.1赫茲的責任頻率越限運行時間，電網最高、最低頻率，A1/A2不合格次數，責任頻率合格率，一次調頻投運率，一次調頻電量，機組AGC投運率，機組AGC指令調節性能；電壓，主網電壓合格率，綜合電壓合格率，中樞點電壓合格率，電壓不合格廠站情況，電壓最高、最低值發生情況，變電站電容（電抗器）投運情況，電廠電壓控制措施，

質量監控指標子集：質量監控指標用于在電網調度運行過程中，為調度值班人員提供一些“所見即所得”的反映電網供電質量的特征指標。系統頻率，系統頻率指標是衡量全網有功功率平衡水平的重要標志，也是在實時調度運行中調度員需密切監視的運行指標，保證系統頻率在合理范圍內是提高供電質量水平的關鍵舉措。主網電壓合格率，主網電壓水平是衡量全網無功支撐水平的重要標志，也是在實時調度運行中調度員需密切監視的運行指標，保證主網電壓合格率在合理范圍內是提高供電質量水平的決定性因素。

3.3效益主題指標集

電網運行效益主題是根據電網實際運行數據，從經濟、節能、環保效益三個方面全面評估電網運行的效益水平。電網的經濟、節能、環保效益是對電網運行效益內涵的深入詮釋，在經濟、節能效益指標子集的設計中以預測與后評估并重，既挖掘反映經濟、節能效益發展趨勢的預測指標，又抓住有效評價電網運行經濟、節能性的后評估指標；在環保效益指標子集的設計中，充分體現了電網調度運行在促進電力環境友好中的社會責任，從切實保障電力環保、自動記錄統計簡便的角度出發設計指標。

經濟效益指標子集：電網運行經濟效益指標子集從時間維度上分為后評估和預測兩個部分，分別反映電網運行經濟效益的變化歷史以及發展趨勢。在后評估指標設計中不僅實現了對歷史經濟效益數據的科學統計，還著力分析影響電網運行經濟效益的關鍵因素，并采用先進的理想調度系統挖掘電網運行經濟效益的可提高之處，從而推動電網經濟運行的精益化管理。經濟效益后評估指標：總購電成本，單位購電成本，不同電價區間機組調用情況，月度發電計劃偏差率，單位購電成本偏差率，購電成本可節約率，經濟效益預測指標，單位購電成本預測，總購電成本預測，邊際購電成本預測。

節能效益指標子集：電網運行節能效益指標子集用于電網運行節能水平分析的常態管理機制，從時間維度上分為后評估和預測兩個部分，以分別體現電網運行節能效益的實現情況以及趨勢預估。電網運行的節能潛力主要反映在降低了網損、提高了水能利用率、降低了全網發電煤耗三個方面。

節能效益后評估指標：高壓輸電網網損，直調火電廠平均煤耗，全網火電機組平均煤耗，全網火電機組邊際煤耗，火電機組發電煤耗貢獻率，直調水電廠水能利用提高率，節能效益預測指標，高壓輸電網損的預測，直調火電廠平均煤耗預測，全網火電機組平均煤耗預測，全網火電機組邊際煤耗預測。

環保效益指標子集：電網運行環保效益指標子集用于電網運行環保水平分析的常態管理機制，主要利用火電廠脫硫裝置自動監測系統，評估各火電廠的脫硫執行情況。火電廠脫硫裝置投運率，可再生能源調用率。

3.4公平主題指標集

電網運行公平主題指標集以電網實際運行數據為基礎，用于實現電網運行公平性的常態評估機制，主動向電力監管部門、社會公眾披露電力調度公平性信息，是電網調度運行部門變被動接受監管為主動適應監管的重要舉措。公平主體指標集的設計不僅實現調度公平性信息披露，還深入挖掘各機組對電網調峰貢獻與其差別利用小時的關聯性，并通過理想調度系統科學評估電網在實際運行中為實現三公調度而必須付出的成本。主要指標：發電合同完成率，同類機組平均利用小時，三公調度成本，月度計劃平均完成率，發電機組平均峰谷差，機組調峰貢獻率，機組差別利用小時率，差別電量公平性，網絡阻塞造成計劃電量未完成率。

4.總結

通過構建河北省地縣三級一體化電網運行安全評估和指標監控體系，采用可視化監視技術手段，實現電網運行信息全景、實時、快捷、安全，直接將電網情況和運行分析的結構呈現到各級管理決策者和專業人員面前，為電網規劃、建設、運行、管理等各專業提供了便捷的數據結論支持，在河北具體的電網運行中發揮了重要作用。

基于安全指標體系設計，通過采用一體化、模塊化的技術實現手段，實現對離散在的各類應用和系統中的數據的統一展示、監視和，形成了一套具有理論基礎的電網安全的評估、監視、展示系統，具備了非常高的推廣價值和借鑒意義。

參考文獻

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【7】《電力百科全書》

第3篇：可視化技術研究范文

關鍵詞： 可視化；大屏幕系統；DLP

0 引言

電力系統的發展中，可視化信息技術的應用始終提供著前進的動力。電力調度作為電網運行的中樞，應專注于可視化信息溝通，通過對光學、電子、圖像處理、信號傳輸、定位與識別等信息溝通技術的持續開發與接納，提高電網調度的安全穩定性。可視化技信息技術的研發團體目前更多側重于硬件本身的大眾化基面研究，缺乏對電力客戶群體溝通習慣的細致研究，缺乏集硬件設備、軟件平臺和行業應用方案于一體的可視化信息溝通產品，因此應加強此方向的研究和應用。

1 技術背景與信息安全

目前的大屏幕可視化產品主要有數字顯示拼接墻系統（簡稱“VW”）、觸摸拼接墻系統（簡稱“IMS”）、液晶拼接墻系統、交互數字平臺（簡稱“IDB”）、以及智能會議通等。其中VW 產品憑借其超高分辨率、多信號源接入、超大畫面無縫顯示等特性，很好地滿足了集中顯示、集中監控、集中指揮調度的需求，可有效提升各行業控制室的工作效率與質量；IDB產品利用大屏幕顯示、觸摸操作及配套軟件，方便會議、教育、培訓等工作中的互動交流、協同工作等。其中在中國市場有3萬多個VW顯示單元在成功使用。

“VW”已申請200多項專利技術（其中超過50%為發明專利，部分還獲得了PCT成員國的專利優先權），處于可視化信息溝通領域的制高點，并在“超高分辨率視頻處理與顯示”、“信號的高速交換與傳輸”、“處理器技術”、“屏幕定位”、“應用軟件工具與平臺”等方面擁有自主知識產權的核心技術。因此保持技術應用領先的同時，能有效保障電力這一特殊行業的信息安全。

自主知識產權構筑的產品體系-為適應電力客戶應用需求，公司陸續建立了包括DLP數字顯示拼接墻系統、液晶拼接墻系統、觸摸式數字拼接墻系統以及IDB交互數字平臺等專業顯示領域的產品線，同時在投影機、多屏處理器、屏幕、顯示單元、控制軟件等等方面也形成了最豐富的系列化產品，全方位的產品在保證整體性、兼容性、安全性、穩定性的同時，能更好地滿足專業用戶通用性及個性化應用需求。

2 應用解決方案的能力分析

電力系統具有其特殊性，覆蓋生產領域、營銷領域等多方向。方案應順應電力行業差異性應用需求，應使用基于自主研發的技術，具有產品領先優勢，提供個性化行業解決方案，系統性地解決各行業客戶差異化應用的難題。

應具有屬地化的營銷服務體系，覆蓋全國的區域營銷網絡、用戶維修服務網絡、商服務及培訓網絡，為電力行業應用客戶提供包括工程安裝、設備維護、備件庫、工程技術人員和技術支持人員等全方位屬地化服務。

3 可視化信息現狀和技術發展的作用

大屏幕顯示系統把國際最卓越的DLP高清晰數字顯示技術、顯示單元無縫拼接技術、多屏圖像處理技術、信號切換技術、網絡技術等科技手段的應用綜合為一體，形成一個擁有高亮度、高清晰度、技術先進、功能強大、使用方便的大屏幕投影顯示系統，從而為河南電力提供了一個網絡集中監控平臺、信息資源共享平臺、分析決策平臺和指揮調度平臺。隨著自動化和信息技術的飛速發展，監控中心對信息顯示的要求越來越高，其中大屏幕顯示系統作為集中信息顯示的交流平臺，可以將各種監控系統的計算機圖、文信息和視頻信號等進行集中顯示，在實時調度、會商、決策及信息反饋等方面都起到了重要作用。

通過大屏幕顯示系統，可以輕松實現直觀、實時、全方位地集中顯示各個系統的信息，各系統信息在大屏幕上可根據需要以任意大小、任意位置和任意組合進行顯示，并且對顯示信息進行智能化管理，以便于指揮中樞準確、實時全面的觀看和掌握各方面信息并做出正確的決策，大大提高了指揮調度決策（尤其在緊急情況處置時）的效率，增強了各信息顯示的直觀性和可操作性。

4 國內外研究水平綜述

4.1 技術發展回顧與對比

隨著自動化和信息技術的飛速發展，各行各業信息資源的可視化需求急劇擴大，監控中心對信息顯示的要求也越來越高，大屏幕顯示拼墻系統正是在這樣的環境下應運而生的。大屏幕顯示系統作為集中信息顯示的交流平臺，可以將各種監控系統的計算機圖、文信息和視頻信號等進行集中顯示，在實時調度、會商、決策及信息反饋等方面都起到了重要作用。

光學顯示技術的不斷發展，大屏幕顯示拼墻系統也經歷了多次的變革和技術提升，與此同時也淘汰了很多技術相對落后的產品，就目前國內、國際市場而言，拼墻技術主要包括了LCD、PDP、DLP三類顯示技術，其中PDP在拼接領域中所占的份額極低。

LCD英文全稱為Liquid Crystal Display，它一種是采用了液晶控制透光度技術來實現色彩的顯示。

DLP是“Digital Lighting Progress”的縮寫。它的意思為數字光處理，也就是說這種技術要先把影像訊號經過數字處理，然后再把光投影出來，是一種全數字的處理技術。缺點是色彩處理及還原能力稍差。隨著技術的發展，DLP投影機芯推出了LED光源。LED為綠色光源，具有壽命超長、色彩飽和度高穩定性好等特點，消除了用戶對系統需更要換燈泡及色輪的顧慮，可實現系統的“零”維護。

PDP（Plasma Display Panel），即等離子顯示屏。PDP是一種利用氣體放電的顯示技術，其工作原理與日光燈很相似。等離子高電壓高耗電，能耗大，壽命有先天不足，使用5000～10000小時后屏幕亮度就會衰減一半。

4.2 系統規模配置比較

DLP的顯示單元有多種尺寸：50、60、67、80、84等，顯示單元尺寸較大，LCD目前用于拼接的尺寸為46寸，PDP用于拼接的尺寸為42寸。在同樣顯示面積下，DLP顯示單元需要的數量較少，而PDP和LCD都需要更多數目的顯示單元進行拼接。單元的數量越少，也意味著拼縫數量越少，屏幕的切割感越弱，觀看效果明顯較好。PDP拼接在色彩上表現不錯，但是由于拼接的單元尺寸太小只有一種規格42寸，造成整個顯示墻顯得非常零碎，同時該技術不適合長時間顯示靜態畫面，顯示效果差，而且PDP在安裝初期的亮度非常的高，在使用一段時間后（5000-10000小時）亮度衰減非常厲害，整體的維護成本也非常高。在指揮調度大廳中，大屏幕系統往往需要7×24小時觀看，因此我們建議采用合適的亮度，而非最高的亮度，高亮度并不適用于長時間觀看，長時間觀看很容易產生視覺疲勞，給人的眼睛帶來不適。

4.3 技術總結

DLP拼接雖然在色彩的表現力和整體的厚度上均比其他兩種技術的產品稍差，但是在信號的顯示效果和整體的維護成本上而言具有明顯的優勢，尤其在推出了LED光源的投影機之后，不僅顯示效果大有提升，光源的使用壽命更是達到60000小時。為電力系統提供了一個集中監控顯示瓶體與應急指揮平臺，隨著智能電網等項目的應用，DLP大屏幕顯示系統作為集中業務顯示平臺，已經越來越多的應用在電力系統中。

5 結束語

DLP大屏幕顯示系統作為現代最高科技的顯示系統，集數字平臺顯示技術，多屏拼接技術、信號處理技術，將為電力系統提供一個智能的、可視的指揮平臺。DLP技術相比PDP/LCD等技術有著其獨特的優勢，響應速度快、安全可靠穩定、技術純熟、信息可視化程度高等優勢，適宜在電力行業中的應用。

參考文獻：

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第4篇：可視化技術研究范文

>> 基于可視化技術的知識提取研究 基于科學計算可視化技術的現代教育方法研究 國際科學計量學研究前沿的可視化探測 基于信息物理融合的web可視化模型研究 語義環境下的數字檔案館知識可視化模型研究 知識可視化視覺表征的內容構建方法 基于信息融合的變電站三維可視化技術的研究 教學決策可視化模型的設計和應用研究 儲層模型可視化技術的研究與實現 科學計算可視化技術在電力系統教學和培訓的應用 知識可視化的視覺表征研究綜述 中小學信息技術知識的擴散及其可視化研究 知識可視化在小學信息技術教學中的應用研究 計算機科學領域的可視化技術研究 信息可視化顯示效果的優化方法研究 SQLLOADER的可視化數據導入方法研究 基于油港工藝流程調度可視化技術的方法研究 營房資產可視化方法研究 網絡技術中的信息可視化研究 基于VTK技術的可視化研究 常見問題解答 當前所在位置：，2013-08-05.

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第5篇：可視化技術研究范文

【關鍵詞】RFID;電子火車票;電子標簽;檢票自動化

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

中國是一個人口大國，每年的鐵路客運量達到數十億人次[1]，同時也會產生同樣數量的紙質火車票，造成了巨大的資源浪費，而且紙質火車票的售票、驗票存在著效率低的問題，這也是基于RFID技術可視化電子火車票（電子火車票）研究的原因。

隨著RFID技術的發展，RFID已在多方面成功應用，比如：圖書館管理系統、門禁系統和地鐵票證等等。而國內目前在電子火車票方面的研究比較少，所以電子火車票的研究是具有潛力的。

本次研究在可視化上采用MFRC522芯片構成的讀寫模塊與單片機相結合，單片機通過讀寫模塊間接對M1卡數據修改和讀取，再通過液晶模塊顯示出乘客信息。

1.RFID技術及MIFARE卡片介紹：

1.1 RFID技術

RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，即射頻識別。是一種無線通信技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據[2]，無需識別系統與特定目標之間建立機械或者光學接觸。當M1卡進入感應區后，讀寫設備會對M1卡進行自動識別、驗證，再對M1卡的數據操作。

RFID可分為無源、有源品、半有源三大類，無源在頻段上又可分為低頻125KHZ、高頻13.56MHZ、超高頻433MHZ和超高頻915MHZ。無源RFID標簽具有價廉、輕小、使用壽命長等優點，本次研究中要實現非接觸式、近距離信息通訊，因此采用無源高頻RFID技術。

1.2 M1卡

M1卡作為信息存儲介質，屬于非接觸式IC卡。它的容量為8Kb EEPROM，分16個獨立扇區（編號0～15）和64個塊（編號0～63），其中除去每個扇區的最后一塊（密碼塊）和第0塊（廠商代碼塊），剩有47個塊供存儲信息。每個扇區可用獨立密碼驗證。

工作流程如圖1所示：M1卡具有防沖突機制[3]，可以消去多卡同時進去感應區引起的沖突。當一個扇區訪問結束，要訪問其它扇區時，就要對新扇區密碼驗證，這樣可以提高信息存儲安全度。

圖1 M1卡工作流程圖

2.總體設計思路

向M1卡寫數據。以單片機作為核心模塊，把單片機和MFRC522制成的讀寫模塊用硬件電路結合，通過單片機控制讀寫模塊對M1卡上的數據進行操作。試先編好控制程序，當M1卡進入讀寫模塊的感應區后，上位機軟件會向單片機發送數據，單片機接收完數據后通過讀寫模塊把數據再寫到M1卡上，如圖2所示。

讀取M1卡的數據，顯示M1卡上數據包含的信息。M1卡進入讀寫模塊的感應區，讀寫器通過天線給M1卡提供能量，喚醍M1卡，把卡中的數據讀回到單片機的存儲空間，單片機再把獲得的數據放在要顯示的數據變量空間中，液晶模塊調用顯示數據變量空間肥數據顯示出來，如圖3所示。

圖2 乘客信息傳遞流程

圖3 液晶工作流程

3.程序設計

3.1 液晶顯示程序

在顯示上，要顯示出乘客的乘車信息，比如：始發站在和目的地、車次、時間等等，因研究中所用的顯示屏為NOKIA5110型號，其滿屏顯示的內容有限，所以將分三次顯示。

首先對液晶初始化，設置液晶的偏置電壓、基本指令、顯示模式。單片機與液晶通信為SPI通信方式，編寫一個用SPI傳數據的調用函數：void LCD_write_byte（unsigned char dt，unsigned char command），這個函數在液晶顯示中多次調用。再者對液晶的顯示坐標進行設置，調用函數void LCD_set_XY（unsigned char X，unsigned char Y）函數中X為顯示的所在列，Y為顯示的所在行。以上是液晶的初始及基本調用函數。

單片機向讀寫模塊發命令讀取M1卡的數據，再把從M1卡讀回的數據送入液晶顯示要引用的數據空間中，顯示函數把獲得的數據再送入液晶中顯示。當數據據顯示完后，單片機再向讀寫模塊發命令，重復傳遞液晶顯示數據的過程，直到運行到單片機程序中預設的斷點處停止。

顯示子程序中建立固定的字庫，例如：始發地、車箱、坐位等等。這樣可以減小M1卡的容量負擔，把建立好的字庫中的信息預設顯示在液晶上，讀取的車票信息直接在留下對應的空位處寫上，當寫滿預設的屏幕顯示信息，單片機會自動調用清屏指令，把前一屏寫的信息擦除，以便后面的信息顯示。

3.2 讀寫程序

讀寫程序在基礎建立在飛利浦公司編寫的調用函數之上，當對M1卡進行數據操作時，要編寫程序調用函數庫的中子程序。

如圖1所示，打開系統電源后，主函數中首先調用尋卡函數、防沖突[4]函數和選卡函數。如果沒有M1 卡趕往感應區，程序一直在尋卡函數處循環運行，當M1卡進行感應區，系統搜尋到感應區的卡片，程序才會繼續向下運行。經過尋卡、防沖突、選卡確定一個M1卡作為操作對象。再對M1卡扇區（可以任意指定某一扇區）首次密碼驗證，密碼驗證無誤才可以對M1卡中的數據操作。訪問其它扇區時，系統通過對其它扇區的密碼驗證，再次的驗證可以使用其它密碼，也就是說每次的驗證使用獨立的密碼，保證的扇區的獨立性，和數據的安全性。

主函數中建立一個密碼庫，放在單片機的內存空間，每一個密碼對應一個扇區的驗證密鑰，對M1 卡驗證時，系統自動調動密碼庫中的密碼和M1 卡的扇區密鑰匹配。密碼庫中的密碼可以在需要更改時重新修改，用不同的密碼和可更改的密碼庫對M1卡加密驗證，大大提高的M1卡攜帶的數據安全和不可復制性。

4.硬件設計

電路設計中，使用STC89C52RC單片機作為微控制器，以單片機最小系統板作為核心載體。再以MFRC522芯片作為讀寫模塊的核心，通過SPI通信方式與單片機進行通訊。單片機與讀寫模塊用插槽結構連接，方便讀寫模塊與單片機的分離和組合。

單片機最小系統板設計，包括電源、復位電路、晶振、蜂鳴器等。電源使用USB接口電路、+5V直流電源供電。復位電路由串聯電容、電阻器構成，這里使用10K電阻和10uF電容。復位電路存在作用是當單片機程序跑飛時，按下復位鍵單片機會停下，然后重頭運行程序，無需斷電重啟。當讀寫乘客的信息時出現了錯誤，通過復位鍵很快的停止程序錯誤地運行，避免了從新上電引起的問題。

晶振電路，它是是單片機最重要的部分，晶振產生單片機工作的時鐘頻率，單片機的一切指令的執行都是建立在晶振提供的時鐘頻率上，單片機的電路中使用11.0592MHz晶振，采用三端式接法，如圖4所示：

圖4 單片機的晶振電路

電路中蜂鳴器提醒裝置，用PNP型的三極管和一個4.7K的電阻組成，三極管的基極與單片機的一個I/O口相接，基極置位時，三極管處于關斷狀態;基極清除位時，三極管導通，蜂鳴器工作。在程序設計中，讀寫器和M1卡進行一次正確的數據通信后，單片機會拉低與基極相接的I/O口的電位，三極導通，蜂鳴器發出聲音，提醒用戶電子火車票工正常。

讀寫器中采用MFRC522芯片，該芯片采用先進的調制和解調技術，支持 13.56MHz 頻段所有被動非接觸式通信方式和協議，并支持 ISO14443A 所有的層，傳輸速度最高可達 424kbps，應用比較廣泛[5]。讀寫模塊的電路中包含，晶振電路、通信方式選擇電路等。這里的晶振電路也采用三端式接法，電路中所用的晶振頻率為27.12MHZ，通過二分頻后頻得到目前高頻通信所用的13.56MHz的頻率。

圖5 讀寫模塊Pcb圖

表1 MRFC522通信方式選接口擇

天線是讀寫模塊中最復雜，最重要的部分，天線的質量決定了在與M1卡通信中射頻信號的質量，設計中采用了Philips公司提供的參考電路[6]，根據參考電路中所給定的設計參數直接制作。其中MFRC522的四個引腳TX1、TX2、WMID、RX與天線部分連接，TX1、TX2為天線部分提供能量載波。RX引腳在天線感應到M1卡發送的信號作為輸入端，把信號送入MFRC522芯片處理。電路如圖5所示。

讀寫模塊的SPI通信。MFRC522可以支持多種通信方式，如：SPI、I2C和UART。工作中MFRC522可復位其接口，并自動檢測當前微控制器接口的類型。其連接方式如表1所示。

實際電路中I2C引腳接地，EA引接接高電平，使MFRC522工作在SPI通信方式。

5.測試、調試

程測試中遇到的問題，如：怎么對M1卡的指定塊訪問、多扇區訪問、液晶顯示的數據傳送等。M1卡的訪問需要通過，尋卡、防沖突、選擇卡這三步確定對象，再對其進行密鑰驗證。M1卡扇區的密碼一定要保存備用，一旦忘記就很難找回，那樣扇區就作廢了。訪問其它扇區時，一定要重新驗證扇區的密碼，不然扇區會絕訪問，訪其它扇區問時不需要重新上電。液晶讀取數據顯示的位置不對、亂碼等，對函數語句逐一排查，如：變量的自增加、初始、調用位置等。

硬件電路運用Keil聯合Protuse仿真，測試單片機和液晶模塊組合工作狀態，再制成實物與讀寫模塊一起調試，測試信號的穩定性，完整性，感應區的范圍。對于出現了信號不穩定、不完整的情況，把濾波電路，發送天線重新檢查，是否焊接、線路排布、器件參數等有問題。調試成功結果如圖6所示：

圖6 樣品展示

6.總結

RFID技術會隨著科技的發展應用于更寬的生活領域，RFID在電子火車票上的應用也是一個潛在的領域。本文介紹了把RFID應用在火車票上，鑒于RFID便捷、易操作、安全等特性制成電子火車票。電子火車票的使用會將大大提高鐵路客運的效率，同時電子火車票避免的紙質火車票的資源浪費，起到了環保的作用，響應了國家低碳發展的理念。但電子標簽作為火車票技術還不成熟，電子火車票的使用還需要一套完整的系統，需要更多的研究。

參考文獻

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第6篇：可視化技術研究范文

   關鍵詞：可視化；數學探究可視化；教育價值

   以圖形的方式認識世界是人類最便捷的認識方式之一。視覺能力是我們獲取世界信息的重要能力。人類進化過程中．人腦最先接觸圖像而后才接觸文字。每一種技術的發明都使人類上述的這種理解世界的認識方式與互動方式產生深刻的變化。從本質上看。以動態影像圖形語言為特征的視覺文化代替以靜態文字符號語言為特征的印刷文化就像口語文化轉移到印刷文化一樣。這又是社會發展的重大飛躍。數學理解需要視覺的感知。特別是幾何圖形的性質，復雜的計算過程、函數的動態變化過程、幾何證明的直觀背景等，若能運用信息技術來直觀呈現，使其可視化。將會有助于學生理解。促進對形與數的聯系的認識。利用信息技術將現實中的復雜數據以動態影像圖形的方式表現出來．這種可視化技術促進我們開展數學探究教學。

   一、可視化

   可視化的英文單詞是Visualization。它來自英文的Visual，原意是視覺的、形象的。可視化是將不可見或抽象的信息用有意義的圖像、視覺效果或圖片來表示，使這些信息在人們的感覺和想象中可視。事實上。將任何抽象的事物、過程變成圖形圖像的表示都可以稱為可視化。可視化描述為數據與可洞察表達之間的一種映射。這種可洞察既可體現為視覺、聽覺或觸覺．也可體現為以上感官的一種綜合。在計算機軟件和多媒體資料的幫助下．將被感知、被認知、被想象、被推理的事物及其發展變化的形式和過程。用仿真化、模擬化、形象化、現實化的方式，在教學過程中盡量表現出來。它是學生借助信息技術在頭腦中形成圖像的一個過程。并且以獲得更好的數學理解和激勵數學發現過程為目的來使用這些圖像。

   Zazkis，Dubinsky和Dautermann提出：可視化是一種行為。在此行為中個體在內在結構和通過感官所獲得的事情之間建立牢固的聯系。一個可視化的行為可以由任何對象或程序的意識建構所構成。這種意識建構是個體聯系了他對外部所感知的對象或活動。可選擇的是，在諸如紙、黑板或計算機屏幕這些外在媒介上．一個可視化行為可以構成以諸多對象或活動的建構。個體可以把這些對象或活動與他(或她)頭腦中的一個或多個對象或活動視為一體。概括地講，可視化是研究如何把科學數據轉換成可視的、能幫助科學家理解信息的方法。其目的主要是為了高效地處理科學數據和解釋科學數據。因為科學數據越來越多，人們來不及處理：其次是因為目前信息交流手段貧乏，可通過視覺化信息來彌補語言符號信息交流之不足。

   美國CEP在報告中對可視化的定義是：“可視化是一種計算和處理的方法，它將抽象的符號(數據)表示成具體的幾何關系．使研究者能親眼看見他們所模擬和計算的結果。使用戶看見原本不能看見的東西。”圈可視化技術尚待人類進一步研究與開發。它在多媒體技術發展的基礎上，必將獲得更開闊的前景。

   二、數學探究可視化

   一個數學對象蘊含著多個要素，需要學生從多種角度、多個側面進行分析研究。利用可視化技術能夠展示出同一數學對象不同方面的特征。學習者可以從不同側面來探究數學對象，可以從多個維度來分析思考數學對象，將不同方面的信息進行有效組合．建立聯系．從而能夠全面深刻地理解數學對象，把握數學對象本質特征。

   數學探究可視化是指：利用信息技術等工具以多種方式靈活地向學生提供學習背景的影像、圖表、圖像等資料。展示數學問題；開展數學實驗，完成數學猜想；動態顯示數學研究對象變化過程，使數學抽象性質具體化，促進學生理解數學本質；加強學生深入思考并創造性地解釋、描述數學信息。使可視推理與代數推理結合，創造性地解決問題。

   數學探究可視化將實現數學探究信息在外部世界和學生大腦之間的轉換。通過多種媒介手段或表示方法，把抽象的、視覺上不可見的數學知識轉化為可見的圖形、圖表的一種實踐過程，在這個過程當中，人的內在的數學知識結構和外在的可視代表物建立起了密切的聯系．從而導致對數學探究問題認識的更深層的洞察力、提出新的假設去檢驗．促進數學學習和數學科學的發展。在沒有新的思路時，學生可以求助于信息技術的幫助，經過對數學問題可視化。進行猜想，獲得對問題新的理解，得到啟發。重新選擇、修改問題解決策略圈。所以，數學探究可視化應該是幫助學生聯想數學概念、原理和解決問題的方法。美國學生早就利用交互程序在探究圓錐曲線上非常有效地解決了曲線概念的抽象與曲線圖像的直觀這一問題。為學生學習和理解曲線的性質和特點提供了思維的載體。

數學探究可視化主要包含以下幾個方面：

   （一)數學問題可視化

   數學探究的源頭是問題。利用信息技術所具有的豐富視聽表征為學習者創設易于發現問題的良性認知環境。視覺系統為我們提供了一種新的、主觀的、非理性的、具有情感的、印象主義的思維景象，提供數學問題背景，促進數學問題產生。將數學問題以動態的方式呈現在學生面前，提供豐富而動感的圖像、圖形，使數學問題具有生動性、直觀性和形象性。可視化技術賦予人們一種仿真的、三維的并且具有實時交互的能力．這樣人們可以在三維圖形世界中用以前不可想象的手段來超越自己的能力獲取信息。發揮自己創造性的思維，高效率地提出問題和解決問題。

   教師利用信息技術編輯影視片段，可以制作色彩斑斕的動態畫面．呈現豐富生動的信息．通過色彩對比、動靜對比、伸縮對比形象直觀地闡述數學概念生成過程。其表現手法顯得活潑有趣，往往能吸引學生的注意，激發學生的學習興趣。在“線段、射線、直線”課例中，老師利用信息技術創設教學情境：通過觀看足球比賽、學生打滑梯場景及七巧板拼圖動態過程的影像資料，揭示本章將要學習的主要內容；伴隨著優美的豎琴音樂，一架華麗的豎琴畫面展現在學生的面前。學生觀察繃緊的琴弦以及手電筒射出的光線、筆直的鐵軌等圖片，引發學生思考，抽象得出本節所學內容．引出課題。通過學生熟悉的場景和事物引出所學內容。使學生感受到數學就在我們身邊，數學離不開生活。滲透善于觀察生活中的數學的學習意識。

   （二)數學猜想可視化

   猜想是數學探究教學過程中一個重要環節。對猜想不能輕易地加以肯定與否定，要用科學的態度來對待猜想與發現。通過數學實驗說明猜想的正確與否，再通過嚴格的證明來說明猜想是成立的。或者通過舉反例來否定猜想，這種研究意識的形成和建立，有助于學生真實并主動地進行數學探究活動。

   基于信息技術的可視化促進學生提出新的數學猜想，便于學生檢驗猜想，因此這樣的方法更快地促進數學探究教學的發展。Devhn相信在數學家的推理過程中計算機能夠扮演重要的作用，例如，在等式中看到改變一個參數的影響可以對產生新的猜想做出貢獻。學生在使用計算機開展數學實驗可以發現數個與計算機的可視反饋有關系的猜想。這些猜想既不在學生頭腦內也不在它們之外．而是產生在計算機屏幕上。學生可以通過計算機屏幕上的圖像可視地確認了他們的猜想．這些猜想來自于他們用不同方法所做的實驗。推動試驗成為分析學生理解數學知識和完成探究學習任務的重要工具州。拖動鼠標的過程使學生能夠在原來經驗的基礎上探索新的數學規律，猜想“生長”在拖動鼠標的過程。拖動讓學生在幾秒鐘之內在計算機屏幕上看到猜想．論證問題很多樣例圖形，拖動給學生提供及時的信息反饋。學生關注計算機屏幕上圖形中各個元素之間的關系。

   再通過變換、測量、做圖等工具處理圖形。給出特例和反例。發現圖形變化的規律性。

在“正多邊形定義的推廣—‘分數’多邊形”課例中．利用幾何畫板等教育軟件對圖形幾個部分進行顏色對比、平移或旋轉變換，學生能夠猜測圖形的一些抽象性質。學生利用幾何畫板的多種顏色顯示功能和動態變換功能．經過對圖形中線段顏色對比分析，成這個一般規律。

   當我們研究問題的時候，可以利用信息技術直觀形象展示數學對象的構造與變換過程。透過可視化信息展示出數學思維過程，反映出數學本質。在探索問題時，可以通過參數賦值等方法來構造數學對象的特例．然后連續變化參數來變換數學對象，經過觀察、思考、嘗試等具有創造性的數學可視化活動。來猜測數學規律，并且探尋論證結論的切入口。因此，信息技術使得數學對象可視化，使得數學關系顯性化。能夠展示和發展數學思維。

   三、數學探究可視化的教育價值

   （一)數學創新思維的觸發點

   澳大利亞著名數學教育家、前國際數學教育大會主席Bishop教授斷言：“明顯的是在數學課堂上的所有方面強調可視化描述是有價值的。”可視化對數學發現過程是極其重要的。可視化通常體現了數學知識本身和圖片之間的轉化，它有能力向觀看者描述資料的特征．刺激使用者大腦中的聯系，這將促進學生更深層的數學洞察力水平的提高。數學問題一旦從靜態提升到動態，常常會出現新的現象和新的問題，會成為數學創新思維的觸發點。最有效的信息傳播媒介是圖像而不單單是靠聽覺。信息圖像化本身就滿足了每一位學生的不同需要，使其能以各自不同的方式和各自不同的進度來對圖像化的信息進行個別化與理性化的篩選和理解，圖像化的信息本身就給學生提供了一個同步進行的可控寬頻帶通道，而單純1：3授是無法達到這一點的。教師利用可視化手段充分調動學生的視聽器官。從而獲得最佳的認知效果。利用可視化技術，一些數學探究問題的答案立刻可以直觀地呈現出來，使人耳目一新，并為進一步的理論探索和拓展提供了導向。

   （二)提高數學學習的有效性

   任何抽象的概念都與具體的事物有著某種內在的聯系。將抽象的內容用具體的東西進行形象化。有利于學生對知識的理解和掌握。數學探究教學以可視化的信息作用于學生，使學生在最佳的學習條件下進行學習。形成直接對學生視覺和聽覺器官共同進行作用的情況。促進學生的數學認識過程的形成和發展，利于學生數學學習。由于可視化教學能在有限的時間內提高教育信息傳遞的效率和質量，在課堂教學中使學生能利用多種感知手段獲取各種表象，從而豐富學生的想象力，擴大學生的信息量，促進數學創造力的形成。提高學習效率和教學效果。

   （三)學會欣賞數學

   基于動態幾何的平臺，運用跟蹤、軌跡、變換和迭代等功能，容易創作千變萬化的美麗的圖案。利用信息技術可以創作動態的百變數學藝術作品，一個看起來簡單的圖像，觀察者自己調整參數后．可以產生無窮無盡的不同效果：利用《幾何畫板》軟件，給賦予不同的數字或拖動點F。欣賞到“枝葉茂盛”、運動變化的勾股定理樹，如圖5所示。學生通過黃金分割網站看到教材以外建筑師如何將黃金分割用在巴特農(Pa=henon)神廟、埃費爾鐵塔、金字塔等建筑物中；學生欣賞米勒(Millet)的《拾穗者》、達•芬奇的《最后的晚餐》和《蒙娜麗莎》等藝術品時。看到藝術家將黃金分割巧妙地運用于繪畫和雕刻之中。這與在傳統教學條件下教師只是依靠語言描述建筑物和藝術品中黃金分割的教學效果相比是有很大的不同。

第7篇：可視化技術研究范文

對教學過程而言，“思維可視化”是指將原本不可見的思維路徑、方式、規律運用圖示或圖示組合的方式呈現出來，以期實現增強記憶及加深理解的效果。其本質也就是隱性思維顯性化的過程。本研究從主體目標來說是希望：①基于未來課堂環境，構建基于思維可視化技術的學科教學模式。重點通過讓教師掌握各項思維可視化技術并將其運用到教學實踐中，提高課堂教學效能，同時促進學生思維能力的發展。②探討技術環境下的可視化學科教學實踐，形成思維可視化技術進行學科教學的理論體系。（備注：在相關研究中，很多機構使用了“知識可視化”的概念，而我們使用的是“思維可視化”概念，這兩者有何區別？我們認為“知識”這個概念比較表層化，不是本質，知識背后的規律以及加工知識的過程即思考過程才是本質，所以用“思維可視化”這一概念更能體現這個過程的本質。）

研究之目的

1.實現教學效能倍增

教學是教育的核心之一，好的教育必須要有好的教學，那么什么是“好的教學”？結合新課改的三維教學目標（知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個維度），可以基本得出三項評價指標：第一，學生的學業水平（成績）要好；第二，學生解決問題的能力（主要是思維能力）要強；第三，學生要有積極健康的人格。那么，能更好地實現以上目標的教學就是“好的教學”，也可稱之為“高效能教學”；反之，則是“差的教學”，稱之為“低效能教學”或“負效能教學”。那么當前在基礎教育階段，學校的“教學效能”是高、是低、還是負的呢？這個現狀大家都很清楚：教師教得累，學生學得苦，然而學生的整體學業水平并不理想，成績優秀者并不多，兩極分化和大面積不及格現象非常嚴重。另外，厭學情緒在中小學生群體中不斷蔓延，據調查數據顯示，當前有近70%的學生具有不同程度的厭學心理，而至于“能力”這一項，顯然比前兩項的情況更糟糕。由此可見，“教學效能”的整體水平是很低的。那么原因在哪里？

本研究認為問題的根源在現行的教學方式和方法——教師為了提高學生成績，擠、搶、霸占時間，大量、重復、機械地向學生灌輸知識；學生則長期陷入“死記硬背”和“題海戰術”之中，身心疲憊，暈頭轉向。關注“成績”沒有錯，我們一直認為“不出成績的教學”一定算不上“好的教學”，讓學生取得好成績，無可厚非。但問題出在大多數教師根本沒搞清楚“好成績到底是從哪來的”。其實，學生的成績（尤其是初高中學生）并不是來自于教師們常掛在嘴邊上的“四多”（多讀、多寫、多背、多做題），而是思維能力。因為今天的中高考，考的并不是死知識——基于對中高考試題的深入分析，我們證實中考題中有50%是考學生思維能力的，而高考題有80%是在考學生思維能力。因此，思維能力的強弱才是決定成績優劣的關鍵因素。然而，傳統教學模式過度關注“知識”卻忽視知識背后的“思維”，使學生長期處于“淺思考”甚至“不思考”狀態，從而導致學生的思維能力發展受阻。所以，年級越高，學生“掉隊”的越多，兩極分化和大面積不及格現象越嚴重。

本研究的主要目的之一是希望通過思維可視化技術的運用，引領教師把教學關注點從“知識”轉移到“思維”，從而持續提升學生的思維能力，實現教學效能的倍增。

2.讓自主探究學習“落地”

新課程改革要求教師培養學生自主、合作、探究的學習方式，使教學從“以教師為中心”轉向“以學生為中心”。為積極響應教改計劃，各地學校進行了大量的、有益的探索，如小組合作式學習、生命課堂、學本教育、生本教育等，但經調查發現，有不少學校，由于課堂沒有教師主導又缺少具體、有效的方法支持，課堂秩序無法保證，學生一盤散沙，好動的靜不下來，好靜的不愿參與，結果遭到教師、家長、學生的一致抵制，難以繼續推進。究其根源，在方向不清，定位不準，又缺少方法和技術支持的情況下，硬著頭皮改變課堂教學模式，其教學效能必然大打折扣。推廣自主探究式學習的前提是要提供行之有效的方法，讓教師和學生都嘗到“甜頭”（效能的提高），然后逐步培養學生的自主學習意識，在“愛學習”和“會學習”的條件下實施，而其中“會學習”是自主探究式學習取得效果的關鍵因素，其核心是教會學生應如何思考，而這正是本研究的主要目的與價值之一。

3.實現“素質”與“應試”教育的統一

我國從1983年提出素質教育的方針以來，很多人便誤認為“素質”和“知識”是對立的，始終將“素質教育”無法落實的根源歸罪于“應試教育”，把矛頭指向中高考。然而考試是一種相對公平的教育資源分配和人才選拔制度，是保證公平的有效方式，不會也不能被取消，所以“考試”并不是問題的真正所在。另外，不少人還錯誤地把學鋼琴、學跳舞、學畫畫等當成“素質教育”，其實這并不是人的“核心素質”，而是一項技能、一種特長。人的“核心素質”是心智模式——思維能力（系統思考能力）和心理能力（積極健康的心理狀態）。本研究將日常教學聚焦在“發展學生思維能力”上，使學生“會學”，同時帶動學生“愛學”和“樂學”的積極心態，最終使學生獲得好成績。這樣我們便能將“素質教育”和“應試教育”統一起來，實現教學效能的最大化。

4.為教育信息化開辟新的發展道路

從1946年美國教育家戴爾提出“視聽教學法”開始，教育技術便作為輔助教學的重要手段發展起來。其后隨著計算機和網絡技術的發展，信息技術的教育應用也得到了突飛猛進的發展。進入數字化和網絡化時代，信息的傳播打破了時間、空間和對象數量的限制，如基于“云計算”的教育平臺可以使教育資源在更大的范圍進行共享，使學習者獲取信息更為便捷。然而，對于個體學習者而言，下一步他們需要的是什么？是更快的網速、更大的信息量，還是更“酷”的用戶體驗？也許都要，但這些絕不是最重要的。最重要的是“效能”，學得更快、更清晰、更深入，同時還鍛煉了思考能力，啟發了智慧，這才是效能的真正體現。

然而，當前國內關于教育信息化的研究大多是集中在網絡平臺建設、信息環境優化、終端開發（如電子書包、智能手機、電子白板等）領域，很少有從事教學內容（當然是指能夠提高教學效能的內容形式）開發的。即使有做內容開發的，也多是以題庫、教學視頻、動漫等形式呈現的，并不能幫助學生建立系統的知識架構并同時發展其思維能力，是信息和知識的可視化而非思維的可視化，對提高教學效能沒多少幫助，甚至會強化學生“被動學習，不愛思考”的習慣，所以這些并不是高效教學資源的開發方向。而本研究就是要運用思維可視化技術開發出具有“思維可視”特點的新形式教學資源，實現“教”與“學”的效能倍增。

綜上所述，讓更多教師掌握和運用思維可視化技術，創建思維型課堂，開發思維可視化教學資源，使學生在學習過程中實現一舉多得——建立清晰的知識體系，發展系統思考能力，同時獲得良好的學習成績，是我們推進教學改革，提高教學水平的唯一正確途徑，是勢在必行、刻不容緩的事情，也是教育信息化發展的新方向、新領域、新天地。

技術支撐

由于“思維可視化”的本質是隱性思維顯性化的過程，也就是將不可見的思維路徑、方式、規律運用圖示或圖示組合的方式呈現出來，所以各類技術支撐就顯得尤為重要。本研究中的未來課堂建設，就是為了充分利用現有各種新技術來支撐教育信息的有效呈現與互動。歸結起來，思維可視化的技術支撐主要是：

1.圖示技術

圖示技術（是指能幫我們理清概念之間的邏輯關系并將其中的思考方法及思維路徑以視覺信息呈現出來的圖示或圖示組合）是實現思維可視化的基礎。最初，技術教育應用發端于視聽技術，主要以錄音、圖像、電影等視聽信息來輔助教學。依據1946年美國試聽教育家戴爾提出的“經驗之塔”理論，這些“視聽信息”比其上層的言語和視覺符號更具體、更形象，所以更容易激發學習者的學習興趣，也更好理解和記憶。然而，這些“視聽信息”刺激的主要是人的感知記憶層，并不能將人的“知識加工”過程即“思考過程”呈現出來，所以無法實現思維可視化。自上世紀60年代開始，各種能呈現思考方法及思維路徑的圖示技術開始發展起來，如英國人東尼·博贊（Tony Buzan）發明的思維導圖（mind map）、心理學家及教育技術學家諾瓦克于1970年在康奈爾大學提出的概念圖（concept map）技術、日本管理大師石川馨先生發明的魚骨圖（因果圖）技術等。這些圖示技術被逐漸運用到高等教育、企業培訓和基礎教育等領域，都產生了較大的影響力，使知識可視化、思維可視化、讀圖時代、可視化思考等新學習模式逐漸流行開來。相對于國外，國內在這方面的研究主要體現為理論的提出及單一技術的應用實踐。例如，北京師范大學林崇德教授提出的“思維型課堂”概念和基本模式；北京師范大學知識工程研究中心提出的較為完整的“知識可視化”理論，并且開發了“易思——認知助手”軟件。據了解，開展相關研究工作的還有南京師范大學、河南師范大學、廣西師范學院、陜西師范大學等，但至今尚未有與基礎教育階段各學科教學進行整合的思維可視化成果。目前，只有華東師范大學現代教育研究所在這一領域進行了比較深入的、系統的研究和開發工作并取得了一系列教學實驗和教師培訓的成功。

2.繪圖軟件

隨著軟件技術的發展，計算機軟件可以幫助沒有任何繪畫基礎的人將各種圖示清晰、規范地繪制出來，這是保證每位教師都可以開發“思維可視化教學資源”的工具性前提。目前，這類軟件有很多，學習和操作起來也比較簡便，易學易用。例如，用來繪制思維導圖的軟件就有Mindmanager、mindmapper、FreeMind、Sharemind、XMIND、Linux、MindV、imindmap等。這些繪圖軟件不但可以繪圖，而且還可以將圖示以動態的形式分步呈現出來，使內容開發者或學習者的思路更清晰。

3.交互軟件技術

有效的教學是離不開交互活動的。從廣義上講，本研究的“思維可視化技術”并不僅僅指思維圖示的繪制技術，還包括思維圖示的呈現、傳播、存儲、交互、共享、修改等一系列技術。隨著研究的深入，可將課題中產生的各種可視化的教學資源與軟件開發技術結合起來，開發出一系列具有“思維可視化”特性的教學軟件，實現學習者與學習資源、學生與教師、學生與學生的各種雙向互動。

4.網絡信息平臺

隨著計算機及網絡技術的發展，包括各類有線與無線傳送技術，特別是“云計算”的廣泛應用，可將我們的可視化教學資源利用網絡信息平臺進行共享，突破時間、空間和學習者數量的限制，使學習資源的獲取更加便捷，成本（經濟成本和時間成本）更低。

5.通用技術

第8篇：可視化技術研究范文

周忠繼、顧明遠、周滿生、王珠珠、劉雍潛、錢培德、謝錫金、梁寧建、倪文錦、許慶豫、楊季文、袁愛玲、祁永華、岑紹基、林小蘋

(排名不分先后) 執筆:林小蘋

總課題特邀語文等專家組

蘇立康、崔巒、陳金明、伊道恩、張定遠、錢夢龍、顧之川、孟素琴、吳立崗、許漢、周勵群(排名不分先后)

立項背景

1984年,香港愛國實業家周忠繼先生開始潛心研究縱橫漢字輸入編碼(簡稱縱橫碼)。十幾年來,他一直與技術研發專家們共同商議軟件更新換代的每一個組成部分,探討項目持續發展的每一個步驟,并秉承“益民利眾”的理念,使縱橫碼服務于多元化的應用群體(如幼兒、少數民族、聾啞殘障人士等),積累了許多具有借鑒意義和推廣價值的成功經驗。

2004年下半年,廣東省潮州市昌黎路小學、綿德幼兒園率先開展縱橫信息數字化學習研究教學實驗(開始稱縱橫輸入法教學實驗),并取得可喜的成效。2006年7月28日,來自廣東、廣西、河南、貴州的百余名中學、小學、幼兒園教師或校長參加了教學實驗師資培訓班。培訓班結束前,接受了來自四個省、市、自治區共63所學校的課題申報。2007年5月起,第二期《縱橫信息數字化學習促進潛能發展教學實驗課題》接受了來自廣東、廣西、河南、江蘇、福建等十幾個省的共58項子課題的申報… …一項凝聚著學術專家們研究理念和千百位教學實驗教師探索熱情的公益協助研究項目,正在神州大地百余所中小學開展。

項目在科學發展觀思想的指導下,將縱橫碼的信息技術、認知心理學的原理、漢語言文學有機地結合起來,以培養人的快樂學習,主動探索,信息素養,提高信息學習技能,促進人的潛能發展,提高學習能力為目的。通過教學實驗,研究具體可感的實驗過程,比較典型的案例,分析詳實的數據,探索科學有效的方法和途徑。

整體研究在理論層面進行了探索,歸納了十項特點,特別是結合認知心理學的學習理論和建構主義理論,進行理性的分析,以150多個項目學校的實驗研究和橫向比較研究作為實踐支持,初步得出了“縱橫信息數字化學習對兒童認知心理發展具有重要的推動和促進作用,能在較大的程度上提高學生的語文能力、智力發展和創造潛能”的結論。

2008年3月,在總課題組廣州活動現場,中央電教館和中國教育技術協會的領導,親臨實驗現場調研,一個新的機遇使實驗邁上了新的臺階,實驗被列入國家課題BCA060016重點研究項目。由中國教育技術協會牽頭,總課題組與九個省市電教館合作,在約180所幼兒園、中小學和特教學校中開展縱橫信息數字化學習研究教學實驗。此期國家課題與總課題實驗研究同步進行,成果共享。

總課題組成立

縱橫信息數字化學習研究教學實驗總課題組組建于2005年。總課題組現有專家十五位,其中既有著名教育家顧明遠教授,又有認知心理學專家梁寧建教授,有計算機信息編碼專家錢培德、楊季文教授,還有信息技術教育、語文課程教學、學前教育、教育科研方法等方面的專家。富有時代責任感和熱情的專家研究團隊,共同的理念和相互之間的默契,使縱橫信息數字化學習研究課題實驗研究這項公益性協作研究事業持續發展。

課題立項

縱橫信息數字化學習研究教學實驗總課題,是由中國教育學會、國家教育發展研究中心、中央電教館、中國教育技術協會、香港大學、蘇州大學、華東師范大學、華南師范大學(排名不分先后)專家組成總課題組的一項利國利民利教的公益性協作研究事業。

第一期2006年9月至2007年9月,縱橫漢字輸入法教學實驗(4省63校);第二期2007年9月至2008年9月,縱橫信息數字化學習促進潛能發展教學實驗課題研究(13省158校);第三期2008年9月至2010年10月,縱橫信息數字化學習研究教學實驗(17省303校);第四期2010年9月至2012年9月,北京實驗點學校延申、天津特別方案、特教特別方案等縱橫信息數字化學習促進學習者時代優秀素養形成的研究、縱橫信息數字化學習研究教學實驗。

2010年9月至2012年9月,本階段課題研究雙軌并進同步發展。第一,由縱橫信息數字化學習研究教學實驗總課題組與中國教育技術協會再次合作,組織全國范圍內的縱橫信息數字化學習研究教學實驗新一輪課題實驗。凡經2010年6月30日結題評估后獲良好、優秀,并經過再次申報而獲準的子課題,可繼續成為縱橫信息數字化學習研究教學實驗新一輪課題實驗單位。第二,由縱橫信息數字化學習研究教學實驗總課題組與中國教育學會合作,向中國教育學會申報而立項的公益群體協作研究重點課題,項目名稱為“縱橫信息數字化學習促進學習者時代優秀素養形成”。凡經2010年6月30日結題評估后獲良好、優秀,并經過再次申報而獲準的子課題單位,也可申報。

從未開展實驗而有興趣的單位和個人,都可提出申請,遞交申報表。申報表將公布于縱橫信息數字化學習研究教學實驗總課題組資源庫,申報截止時間2010年9月30日。

第三,縱橫信息數字化學習研究教學實驗總課題組與、中國未成年人網脈工程特別合作項目,開展“縱橫信息數字化學習快樂縱橫數字體驗”。

多軌并進,滾動發展,成果共享,奉獻時代,造福未來。

研究宗旨

優秀語言能力與語文信息素養,是新型人才素養結構中的重要組成部分。縱橫信息數字化學習,是一種將漢語言學科與縱橫碼信息技術、認知心理學原理有機融合的創新學習方式。

潛心探索研究如何在“科學發展觀思想”的指導下,更加有效地將縱橫碼信息技術、認知心理學的原理和語文等學科有機結合起來,培養學生快樂學習、主動探索精神,提升他們的信息素養與學習能力,促進其潛能的發展,培育“高素質、高品格、高智慧”的信息時代數字化創新人才是縱橫信息數字化學習研究課題實驗的研究宗旨。

研究內容

通過本課題的研究與實踐,逐步總結并形成縱橫信息數字化學習研究教學的基本理論、普遍規律和實踐模式。

通過本課題的研究與實踐,探索并總結信息數字化學習中如何優化各種學習過程,培養學習者縱橫信息數字化學習中快樂學習與主動探索的學習精神、意志和品質。探索在縱橫信息數字化學習環境中,知識的“學得─習得─建構”的新的課程結構與規律。

通過本課題的研究與實踐,研究并揭示縱橫信息數字化學習(縱橫漢字輸入法在幼兒認知活動中的應用),促進兒童認知能力的發展以及促進其他學習群體潛能全面發展的特點。

通過本課題的研究與實踐,研究與開發基于縱橫信息數字化學習中教與學的工具平臺,協作開發具有縱橫信息數字化學習特色、可共享互通的軟件資源。為實驗提供有效的參考和樣例。

本碼特點

民族性特點;創新性特點;承傳性特點;簡易性特點;通用性特點;快捷性特點;高效性的特點;自主性特點;人文性特點;發展性特點。

操作定義

參加實驗的教師和學生通過培訓與學習,能夠改變對這一實驗課題的表面認識,以科學的信息化理論、認知心理學理論、教與學優化設計理論等指導整個系統的學習過程。

教師和學生能夠領會和表述課題項目的定位、發展、宗旨、目標;結合自己的理解,表述縱橫碼本碼的特點。

教師和學生能夠理解和運用縱橫碼的基本原理、規則,進行計算機上的漢字輸入,并運用這種高效的信息化學習方式,進行不同類型的創新性學習。

教師和學生能夠根據子課題的選題假設,課題研究的設計進行某一領域的學習與研究,能夠根據選題設計的實驗目標,選用科學可行的研究方法,開展能夠體現在愉快中“自主學習”、“主動探索”特點的學習活動。

教師和學生能夠根據總課題制訂的評估方案,根據子課題設計的評估策略開展實驗研究的評估與反饋。

分段目標

1.實驗起步階段――學習強化技能階段

完成對基本原理、常用規則及常用功能(筆形、單字、詞組、簡碼)的掌握,實行計算機上機操作。

看打――文本輸入。

選打――詞語游戲。

想打――看圖寫話、看圖作文、讀后隨筆。

2.研究初步階段――促進能力發展階段

課題實驗研究與課程結合,進入常態教與學,根據總課題目標、子目標進入研究過程,探索如何優化各種學習過程,培養學生自主學習、主動探索的創造性學習能力,“觀察與調查相結合、定向與機遇相結合”等研究,探索縱橫數字化學習如何促進學生認知能力發展的規律。各子題可進行結合實驗目標的微觀研究,例如:

看打──眼、腦、手協同并用的快速閱讀。

選打──寓學于樂的游戲式詞匯快速積累。

想打──看圖作文讀寫結合促進思維流暢。

3.研究發展階段――探索研究學習模式階段

進一步探索在縱橫信息數字化學習環境中,知識的“學得─習得─建構”的新的課程結構與規律。

通過“個案與整體相結合、定性與定量相結合”等科學實驗方法,結合本單位實驗的過程,研究具有本單位特點的縱橫信息數字化學習模式和可供借鑒參考的范例。

4.研究反饋階段――評估反饋總結階段

教師和學生能夠根據總課題制訂的評估方案,根據子課題設計的評估策略開展實驗研究的評估與反饋。

通過抽取與組織實驗樣本、收集數據,分析處理實驗數據。

根據國家課題和總課題組的結題評審方案自行評審,并配合結題總結工作。

管理原則

課題實驗科學性原則。

課題實驗真實性原則。

課題實驗實效性原則。

成果歸屬全體所有原則。

成果應用既獨立又共享原則。

課題評估擇優獎勵原則。

選題指南

1.縱橫信息數字化學習與研究教學實驗研究

縱橫信息數字化學習與研究促進學習者潛能發展的理論與研究。

縱橫信息數字化學習與研究促進幼兒認知能力發展和潛力開發的研究。

縱橫信息數字化學習與不同學習群體識字,閱讀,寫作教學實驗的研究。

縱橫信息數字化學習與課堂教學師生互動及學習主體地位的研究。

… …

2.縱橫信息數字化學習與研究促進學習者信息素養語文技能的提升

縱橫信息數字化學習與幼兒漢語字詞積累發展語言能力的研究。

縱橫信息數字化學習與學習者內隱學習能力開發的研究。

縱橫信息數字化學習與研究優化小學生識字過程及提高效率的研究。

縱橫信息數字化學習與研究優化促進小(中)學生提高閱讀速度或擴大閱讀量的研究。

… …

研究方法

本課題研究主要以實驗法和行動研究法為主(文獻法、調研法為輔)。實驗法要有明確的實驗目的,要進行實驗設計(要有實驗假設,要對實驗過程進行控制,要收集有關的信息和數據、案例。要對實驗資料進行統計分析,總結提煉,形成實驗結果,以驗證假設。行動研究法要注意五個環節:計劃,行動,考察,反饋與調整)遵循螺旋式上升的規律。選用什么研究方法,以什么方法為主,什么方法為輔,可結合學校的實際和所選選題的具體情況而定。

本階段要求進入常態教學、成為學校校本課程形式。實驗班應與常規班級一致,歡迎全校性開展。

提倡比較分析實驗研究方法,可通過前測、中測與后測,進行縱向的前后比較;通過以下幾種實驗研究方法,進行實效性比較分析。

觀察與調查相結合。

定向與機遇相結合。

個案與整體相結合。

定性與定量相結合。

子課題組織

建議每申報單位以單位行政領導、信息技術教師、語文教師組成子課題管理小組開展實驗研究。子課題每半年(6月30日前)遞交一次中期實驗研究報告,每一年(12月30日前)遞交一次年度實驗研究報告。中期實驗研究報告主要由各省組織初步評審,總課題組秘書處抽查。年度實驗研究報告由總課題組秘書處組織專家評審,兩年為一期總結評估以綜合評估方案進行評審。

對積極有效組織子題進行課題實驗各省市組織機構,總課題組按原來模式給予獎勵和支持。

申報方案

基本信息準確完整。

實驗對象清晰明確。

實驗比較同質均等。

條件基礎揚長避短。

提出假設研究問題。

變量關系基本確立。

方法靈活內容充實。

預期效果突出有效。

獎勵機制

經過申報并獲批準的實驗學校的實驗情況、參加總課題組征集組織的活動成績和實驗報告評估成績,均可作為申報獎勵的資格與材料。

獎勵項目

縱橫信息數字化學習研究優秀組織管理獎。

縱橫信息數字化學習研究優秀實驗校長獎。

縱橫信息數字化學習研究優秀先行探索研究示范點校獎。

縱橫信息數字化學習研究優秀實驗教師獎。

縱橫信息數字化學習研究優秀學習能手獎。

縱橫信息數字化學習研究優秀研究成果獎。

評獎以兩年為一個周期。

預期成果

組織舉辦“優秀實驗設計與課例”和“優秀課件學習軟件”、 “創新學習”大獎賽或活動測試。

出版發表科研論文。

出版科研學術論著。

總結優秀成功案例。

發展縱橫信息教學化學習教學資源庫和網絡在線寫作及評閱作文系統。

成果應用原則

子課題相對獨立。

著作權限自主。

成果資源共享。

協作關系友好。

第9篇：可視化技術研究范文

現代美術教學日新月異，手段和理念都再不斷的更新，加之多媒體課件制作的運用，課堂教學更吸引學生，對拓展學生的知識面，啟發學生的思維起到了非常大的作用。但同時也使得很多的教師幾乎將課堂上的演示拋于腦后，認為這是落后的教學手段，陳舊的教學方法。筆者則認為不然，多媒體和課件的運用對教學的幫助是毋庸置疑的，中國畫傳統的教學，歷來提倡“畫從譜出”，凡學畫的人，無論畫山水、人物還是花鳥，對譜中或者老師傳授的每一法、每一式都反反復復地精益求精。現在我們對小學生的繪畫教育與培養專業畫家的目標雖不一樣，但對“畫譜”在教學中的顯著作用絕對不能忽視，絕對不能一味的厭舊求新而輕易拋棄。在技法類的教學中，范畫比之其他的教學方法更有優勢，更能讓學生學習直觀的學習，更喜聞樂見。“范畫教學”更合乎我國民族特點。

根據現代美術課堂的特點，范畫主要分為五類：

1欣賞范畫

美術教育不全是技術教學，主要是培養學生審美情趣，提高他們對藝術的鑒賞能力。所以美術欣賞在小學美術教學中占著極為重要的位置，但課本中供學生欣賞用的古今中外名畫和當代學生的優秀作品，因為版面有限的原因，他們都縮得非常小，很多地方無法辨認學生常常是一看而過，無法品味，教師即使在上課時將課本高高舉起，但由于畫面太小，也很難將學生的目光吸引，欣賞無法實施。要是事先把它們（主要作品）繪制放大成范畫（無法仿繪的也該收集大副印刷品）懸掛于課堂之上，效果就截然不同，學生會對掛圖目不轉睛而較快的心領神會，產生較強的感受與共鳴，這也省去了教師許多不必要的嘮叨。

2步驟范畫

凡作畫總的有個先畫什么后畫什么的步驟，由于課本中“步驟圖”印得太小，不連綿，有的根本就沒有（如人教版第十冊“繪畫——人物以類聚比例動態“第十一冊”工藝——會徽設計“第九冊”中國畫——寫意花卉等）學生不可能從這幾課又簡單的范畫中“反”得很多，對他的忽視就是造成學生亂涂亂畫的嚴重禍根，要指導，又不能光靠一枝粉筆，而且時間也容不得教師在課堂上那么“慢條斯理”。這就要求教師按作畫一，二，三……的順序，課前早有“預制品“到用時依次掛出，邊掛邊講，既直觀，又簡練。

3對比范畫

在講評分析學生作業時，只是一味的講述如何如何，一味的指出不應這樣那樣，往往難以給人留下深刻的影象，學生在“好”、“差”之間始終趨于含糊朦朧的狀態。如果兩幅范畫并列對照，如色彩的飽和與灰暗效果，景物的大小疏密，很快就一目了然，讓學生欣然翻悟在分秒之間，在比較中使學生對什么是好，什么是差有一個比較肯定的明確的鑒別，成為學生從“所以然”的感性認識飛躍到“之所以然”的理性認識的催化劑。

4啟示范畫

有不少教師以為“范畫”總是用來讓學生“照葫蘆畫瓢”的，其實不然，它完全可以用來開拓學生的思維，而且是引導學生發揮創造才智的有效方式，學生創作水平跟知識、技法的增長應同步上升，然而不少學生卻是相反，他們對“創作”隨著年歲增大反而越來越怕，他完全應歸結于我們課堂教學的失誤，是我們在教學中沒有調度好“導”與“創”的關系所致，如果教師在每次創作作畫教育中，充分認識到“導”的重要性，在尊重學生的個性的同時，能按班級實際水平，事先組織幾幅范畫，用各種不同的構思。同時，范畫中使用的技法又都是已學過和分散零星的集成，這就是用范例來啟示學生如何“學用結合”，很大程度地培養學生把積累的技法，經常應用與自己筆端的習慣。

5當堂范畫

盡管教師在課前準備了各種各樣的范畫，但還是很難一應俱全，如間色、復色和濃墨、淡墨的調和，油畫棒、水彩顏料的混合使用等等，都必須讓學生親眼看一看才能真正讓學生了解，特別是對學生臨時提出的問題，才有許多更需要教師當場揮筆演示才能達到教學效果。