可視化技術研究精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的可視化技術研究主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

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(shù)據(jù)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(wǎng)絡信息檢索系統(tǒng)的相互作用，評價和優(yōu)化檢索結(jié)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(xiàn)空間數(shù)據(jù)以圖形或者圖像的方式直觀地顯示出來，讓用戶明確數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系與規(guī)律，有利于用于對數(shù)據(jù)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(xiàn)了過程—結(jié)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(fā)展及其存在的問題

2.1圖書館信息檢索技術的發(fā)展

圖書館傳統(tǒng)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(xiàn)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(fā)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(xiàn)聯(lián)機檢索。各大型圖書館依托因特網(wǎng)成功地開發(fā)和應用了多種服務項目，其中最具優(yōu)勢的服務項目之一當屬網(wǎng)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(tǒng)、廣域信息網(wǎng)和萬維網(wǎng)等。Internet技術將海量服務器連成一體，實現(xiàn)了分散信息系統(tǒng)向整體化集成的重要轉(zhuǎn)化，通過在館內(nèi)建立Web網(wǎng)站OPAC，實現(xiàn)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(xiàn)有數(shù)字圖書館的檢索系統(tǒng)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(tǒng)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(jié)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(shù)據(jù)庫著錄未能統(tǒng)一，規(guī)范性差，資源共享不完全，缺乏統(tǒng)一的組織與協(xié)調(diào)。第五，檢索工具缺乏檢索詞控制，大多數(shù)采用自然語言標引，無法實現(xiàn)人工標引的甄選。第六，站點管理水平有限，系統(tǒng)運行穩(wěn)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(wǎng)上瀏覽器查新的水平，使信息服務質(zhì)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(xiàn)象的相關概念而得出的模型，所體現(xiàn)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(tǒng)和模型之間實現(xiàn)相互集成和轉(zhuǎn)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(xiàn)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(zhuǎn)換的難度，還能建立統(tǒng)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(shù)據(jù)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(nèi)容檢索

互聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展，信息載體和形式也在不斷變化，互聯(lián)網(wǎng)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(xiàn)，致使以文本方式進行檢索的技術弊端日漸凸顯。為此，內(nèi)容檢索技術隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)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(nèi)容和優(yōu)勢可視化信息檢索包含兩方面內(nèi)容：檢索過程可視化和檢索結(jié)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(yōu)勢，具體表現(xiàn)如下：第一，增強用戶的認知能力?？梢暬瘷z索通過人類對圖片處理的較強能力，將文本內(nèi)容轉(zhuǎn)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(jié)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(lián)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(tǒng)的信息檢索系統(tǒng)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(tǒng)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(jié)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(tǒng)內(nèi)部處理過程進行控制。一個可視化的信息檢索環(huán)境使檢索過程變得透明了，包括文獻與提問的語義關聯(lián)關系、文獻與文獻語義關聯(lián)關系、信息發(fā)現(xiàn)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(huán)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(jié)信息［4］。當用戶點擊檢索結(jié)果時，可以很快發(fā)現(xiàn)感興趣的領域，并且根據(jù)檢索結(jié)果的語義關聯(lián)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?qū)ふ蚁嚓P信息，這是傳統(tǒng)的信息檢索所不能實現(xiàn)的。第四，提供良好的人機對話和交流環(huán)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?？梢暬男畔z索將人的因素引進系統(tǒng)內(nèi)，在檢索中可以發(fā)現(xiàn)檢索結(jié)果之間的關聯(lián)性，用戶可以根據(jù)自己感興趣的內(nèi)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(shù)據(jù)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(wǎng)絡信息檢索系統(tǒng)進行交互，評價檢索過程中每次檢索的結(jié)果，優(yōu)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(xiàn)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。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(fā)展起來的人工神經(jīng)網(wǎng)絡，目的就是把錄入數(shù)據(jù)或信號的各種特點加以抽象和歸類，使其保持拓撲結(jié)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(tǒng)計方法尋找詞與詞之間的語義結(jié)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(xiàn)數(shù)據(jù)的有效轉(zhuǎn)化。

（2）顯示技術是指將經(jīng)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(yōu)缺點，在信息檢索可視化應用過程中，需要依據(jù)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(jù)本館的館藏資料格局、人力和經(jīng)費等條件，結(jié)合區(qū)域內(nèi)社會發(fā)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?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P的特色數(shù)據(jù)庫，使讀者可以快速檢索到所需信息。第二，建立信息數(shù)據(jù)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(guī)范化的數(shù)據(jù)庫信息，采用統(tǒng)一高效的網(wǎng)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(lián)網(wǎng)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(tǒng)一的檢索平臺查找各個圖書館的館藏信息，從而實現(xiàn)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(yōu)化本館網(wǎng)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(yè)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(lián)網(wǎng)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(shù)字圖書管理人員。第七，建立健全網(wǎng)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(wǎng)絡系統(tǒng)穩(wěn)定有效運行。第八，完善數(shù)字化圖書館信息系統(tǒng)的語義表達。所謂語義就是數(shù)據(jù)和符號所代表的含義及含義之間的關系，是對數(shù)據(jù)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(lián)網(wǎng)向語義網(wǎng)絡不斷深化發(fā)展，網(wǎng)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(jié)語

第2篇：可視化技術研究范文

[關鍵詞]：調(diào)度數(shù)據(jù)直播 QML 可視化技術

通過構建河北省地縣三級一體化電網(wǎng)運行安全評估和指標監(jiān)控體系，采用可視化監(jiān)視技術手段，實現(xiàn)電網(wǎng)運行信息全景、實時、快捷、安全，直接將電網(wǎng)情況和運行分析的結(jié)構呈現(xiàn)到各級管理決策者和專業(yè)人員面前，為電網(wǎng)規(guī)劃、建設、運行、管理等各專業(yè)提供便捷的數(shù)據(jù)結(jié)論支持。

引言

隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)運行管理的數(shù)字化、信息化水平不斷提高，電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)正在經(jīng)歷從秒級到毫秒級、從穩(wěn)態(tài)到動態(tài)的轉(zhuǎn)變。數(shù)據(jù)規(guī)模快速增長。較傳統(tǒng)表格和數(shù)字方式，圖形圖表等直觀方法更適展示和分析海量的電網(wǎng)數(shù)據(jù)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(tǒng)一實用、高效便捷的可視化展示手段，對電網(wǎng)運行的監(jiān)視、控制、調(diào)度、分析、規(guī)劃提供了有力技術支撐，已經(jīng)成為調(diào)度自動化領域的重要研究課題。

另一方面，隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，用電需求增加，電網(wǎng)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(shù)據(jù)，快速感知電網(wǎng)異常，把握事件發(fā)展趨勢，應對突發(fā)事件，這些都使得對電網(wǎng)運行安全指標的研究和可視化應用越來越迫切。針對電網(wǎng)生產(chǎn)需求，建立統(tǒng)一的電網(wǎng)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(wǎng)河北省電力公司基于電網(wǎng)調(diào)控運行實際需求，研究建立了電網(wǎng)安全指標體系，使電網(wǎng)調(diào)控運行人員更方便、更直觀地了解當前系統(tǒng)的運行狀態(tài)。將電力系統(tǒng)計算分析功能與可視化技術有機結(jié)合，建立的統(tǒng)一規(guī)范的數(shù)據(jù)獲取、分析、展示軟硬件架構，實現(xiàn)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(diào)控運行人員對大電網(wǎng)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(fā)展

研究表明，人眼對圖形的敏感度大大高于對數(shù)據(jù)的敏感度。90年代，電力系統(tǒng)市場化席卷全球，這使得系統(tǒng)更加復雜，數(shù)據(jù)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(tǒng)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(jié)點數(shù)據(jù)，線路數(shù)據(jù)，穩(wěn)定域的算法和顯示進行了可視化研究。

我國在智能調(diào)度領域已經(jīng)開展了很多有益的技術嘗試，近年來，華北電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)、動態(tài)、暫態(tài)三位一體安全防御及全過程發(fā)電系統(tǒng)控制，華東電網(wǎng)公司開展的以高級調(diào)度中心項目群為突破的智能電網(wǎng)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(tǒng)設計

河北南部電網(wǎng)運行安全可視化監(jiān)控和信息直播系統(tǒng)基于現(xiàn)有的電網(wǎng)業(yè)務系統(tǒng)，采用面向服務的系統(tǒng)架構，將實時數(shù)據(jù)、統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)和管理信息進行內(nèi)容重構和一體化可視化設計。實現(xiàn)對安全生產(chǎn)信息全方位、可視化、在線實時展示、統(tǒng)計和分析，全面提升了電網(wǎng)運行安全生產(chǎn)管理集約化水平，進一步增加了安全生產(chǎn)風險管控和實時調(diào)控能力。特別是“大運行”體系建成后，要求我們必須以電網(wǎng)安全為中心，匯聚省、地、縣三級的的電網(wǎng)運行信息，權衡優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟、環(huán)保多維約束，統(tǒng)籌過去、現(xiàn)在和未來系統(tǒng)的運行質(zhì)量，構建電網(wǎng)運行安全評估和指標監(jiān)控體系，實現(xiàn)電網(wǎng)運行工作狀況24小時全景、及時、可視化監(jiān)視技術手段，逐步完成由應急處置型向超前預防型的轉(zhuǎn)變。

軟件架構設計

系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)梳理、數(shù)據(jù)展示；數(shù)據(jù)獲取是從金倉數(shù)據(jù)庫、實時數(shù)據(jù)D5000、海訊數(shù)據(jù)庫等來獲取電網(wǎng)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，運用C++技術TCP通信協(xié)議實現(xiàn)客戶端和數(shù)據(jù)庫的交互；數(shù)據(jù)梳理是把從后臺獲取數(shù)據(jù)封裝成JSON格式的文件，客戶端接受JSON進行解析從而更新數(shù)據(jù)模型；數(shù)據(jù)展現(xiàn)分別通過大屏、PC機、移動終端等多種方式進行定制化展現(xiàn)，根據(jù)不同的條件來獲取查看電網(wǎng)運行信息。

3.電網(wǎng)運行安全指標體系設計

系統(tǒng)設計從安全、質(zhì)量、環(huán)保、公平為四個維度，對省級電網(wǎng)運行質(zhì)量進行量化衡量和關鍵指標（PKI）的監(jiān)控。整個電網(wǎng)運行指標體系呈樹形結(jié)構，以各數(shù)據(jù)主題為核心形成四個指標集，在各指標集下根據(jù)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(jù)評估內(nèi)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(wǎng)調(diào)度運行的首要任務是確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，因而安全主題指標集是電網(wǎng)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(jiān)控、預警三個方面出發(fā)，分別實現(xiàn)對電網(wǎng)調(diào)度運行歷史安全水平的評價、對電網(wǎng)實時運行狀態(tài)的監(jiān)控和對未來省級電網(wǎng)安全危險點的預防。安全評估指標子集設計以實現(xiàn)電網(wǎng)運行安全的目標管理為指導思想，實時監(jiān)控和預警指標子集設計則致力于電網(wǎng)運行安全的過程管理，而在實時監(jiān)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(wǎng)運行安全評估根據(jù)實際電網(wǎng)調(diào)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(tǒng)運行七個方面，有針對性地評價電網(wǎng)調(diào)度運行的安全水平。電網(wǎng)運行的安全評估重點關注電網(wǎng)運行安全目標的實現(xiàn)情況，因而在各指標子集的設計過程中充分體現(xiàn)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(jiān)控指標子集：安全監(jiān)控指標用于在電網(wǎng)調(diào)度運行過程中，為調(diào)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(wǎng)運行的健康狀況、分析在故障情況下應采取哪些措施、調(diào)用哪些機組、調(diào)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(wǎng)運行安全預警根據(jù)對電網(wǎng)未來運行方式的預測，從電網(wǎng)結(jié)構、電力供需、一次能源供應、危險斷面及設備、系統(tǒng)調(diào)峰、系統(tǒng)備用、系統(tǒng)穩(wěn)定、短路計算八個方面，全面細致地分析電網(wǎng)運行可能出現(xiàn)的安全隱患。電網(wǎng)運行安全預警重點關注各種運行預測數(shù)據(jù)中所隱含的電網(wǎng)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(fā)篩選指標，以推動電網(wǎng)運行安全風險的預防、預控。

3.2質(zhì)量主題指標集

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

質(zhì)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(wǎng)最高、最低頻率，A1/A2不合格次數(shù)，責任頻率合格率，一次調(diào)頻投運率，一次調(diào)頻電量，機組AGC投運率，機組AGC指令調(diào)節(jié)性能；電壓，主網(wǎng)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(fā)生情況，變電站電容（電抗器）投運情況，電廠電壓控制措施，

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

3.3效益主題指標集

電網(wǎng)運行效益主題是根據(jù)電網(wǎng)實際運行數(shù)據(jù)，從經(jīng)濟、節(jié)能、環(huán)保效益三個方面全面評估電網(wǎng)運行的效益水平。電網(wǎng)的經(jīng)濟、節(jié)能、環(huán)保效益是對電網(wǎng)運行效益內(nèi)涵的深入詮釋，在經(jīng)濟、節(jié)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(jīng)濟、節(jié)能效益發(fā)展趨勢的預測指標，又抓住有效評價電網(wǎng)運行經(jīng)濟、節(jié)能性的后評估指標；在環(huán)保效益指標子集的設計中，充分體現(xiàn)了電網(wǎng)調(diào)度運行在促進電力環(huán)境友好中的社會責任，從切實保障電力環(huán)保、自動記錄統(tǒng)計簡便的角度出發(fā)設計指標。

經(jīng)濟效益指標子集：電網(wǎng)運行經(jīng)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(wǎng)運行經(jīng)濟效益的變化歷史以及發(fā)展趨勢。在后評估指標設計中不僅實現(xiàn)了對歷史經(jīng)濟效益數(shù)據(jù)的科學統(tǒng)計，還著力分析影響電網(wǎng)運行經(jīng)濟效益的關鍵因素，并采用先進的理想調(diào)度系統(tǒng)挖掘電網(wǎng)運行經(jīng)濟效益的可提高之處，從而推動電網(wǎng)經(jīng)濟運行的精益化管理。經(jīng)濟效益后評估指標：總購電成本，單位購電成本，不同電價區(qū)間機組調(diào)用情況，月度發(fā)電計劃偏差率，單位購電成本偏差率，購電成本可節(jié)約率，經(jīng)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(jié)能效益指標子集：電網(wǎng)運行節(jié)能效益指標子集用于電網(wǎng)運行節(jié)能水平分析的常態(tài)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(xiàn)電網(wǎng)運行節(jié)能效益的實現(xiàn)情況以及趨勢預估。電網(wǎng)運行的節(jié)能潛力主要反映在降低了網(wǎng)損、提高了水能利用率、降低了全網(wǎng)發(fā)電煤耗三個方面。

節(jié)能效益后評估指標：高壓輸電網(wǎng)網(wǎng)損，直調(diào)火電廠平均煤耗，全網(wǎng)火電機組平均煤耗，全網(wǎng)火電機組邊際煤耗，火電機組發(fā)電煤耗貢獻率，直調(diào)水電廠水能利用提高率，節(jié)能效益預測指標，高壓輸電網(wǎng)損的預測，直調(diào)火電廠平均煤耗預測，全網(wǎng)火電機組平均煤耗預測，全網(wǎng)火電機組邊際煤耗預測。

環(huán)保效益指標子集：電網(wǎng)運行環(huán)保效益指標子集用于電網(wǎng)運行環(huán)保水平分析的常態(tài)管理機制，主要利用火電廠脫硫裝置自動監(jiān)測系統(tǒng)，評估各火電廠的脫硫執(zhí)行情況?；痣姀S脫硫裝置投運率，可再生能源調(diào)用率。

3.4公平主題指標集

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

4.總結(jié)

通過構建河北省地縣三級一體化電網(wǎng)運行安全評估和指標監(jiān)控體系，采用可視化監(jiān)視技術手段，實現(xiàn)電網(wǎng)運行信息全景、實時、快捷、安全，直接將電網(wǎng)情況和運行分析的結(jié)構呈現(xiàn)到各級管理決策者和專業(yè)人員面前，為電網(wǎng)規(guī)劃、建設、運行、管理等各專業(yè)提供了便捷的數(shù)據(jù)結(jié)論支持，在河北具體的電網(wǎng)運行中發(fā)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(xiàn)手段，實現(xiàn)對離散在的各類應用和系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的統(tǒng)一展示、監(jiān)視和，形成了一套具有理論基礎的電網(wǎng)安全的評估、監(jiān)視、展示系統(tǒng)，具備了非常高的推廣價值和借鑒意義。

參考文獻

【1】韓禎祥，呂捷，邱家駒?？茖W計算可視化及其在電力系統(tǒng)中的應用前景。電網(wǎng)技術，1996，20（7）；22-27

【2】楊光。電網(wǎng)可視化技術。國際電力。2004，2；45-47

【3】劉繞，李衛(wèi)東，呂陽。電力系統(tǒng)運行狀態(tài)可視化技術綜述。電力系統(tǒng)自動化，2004，25（4）；92-99

【4】廖曉暉.電力系統(tǒng)繼電保護可視化開發(fā)平臺的研究上海交通大學【D】.上海交通大學，2008

【5】張小諾，王宇，王紹宏.電廠三維地理信息系統(tǒng)設計與實現(xiàn)【J】.電力勘測與設計，2007（2）：74-77

【6】劉振亞，建設堅強智能電網(wǎng) 支撐又好又快發(fā)展.電網(wǎng)與清潔能源.2009.25（9）

【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(tǒng)；DLP

0 引言

電力系統(tǒng)的發(fā)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(diào)度作為電網(wǎng)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(xù)開發(fā)與接納，提高電網(wǎng)調(diào)度的安全穩(wěn)定性?？梢暬夹畔⒓夹g的研發(fā)團體目前更多側(cè)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(yè)應用方案于一體的可視化信息溝通產(chǎn)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(chǎn)品主要有數(shù)字顯示拼接墻系統(tǒng)（簡稱“VW”）、觸摸拼接墻系統(tǒng)（簡稱“IMS”）、液晶拼接墻系統(tǒng)、交互數(shù)字平臺（簡稱“IDB”）、以及智能會議通等。其中VW 產(chǎn)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(jiān)控、集中指揮調(diào)度的需求，可有效提升各行業(yè)控制室的工作效率與質(zhì)量；IDB產(chǎn)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(xié)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(fā)明專利，部分還獲得了PCT成員國的專利優(yōu)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(chǎn)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(yè)的信息安全。

自主知識產(chǎn)權構筑的產(chǎn)品體系-為適應電力客戶應用需求，公司陸續(xù)建立了包括DLP數(shù)字顯示拼接墻系統(tǒng)、液晶拼接墻系統(tǒng)、觸摸式數(shù)字拼接墻系統(tǒng)以及IDB交互數(shù)字平臺等專業(yè)顯示領域的產(chǎn)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(chǎn)品，全方位的產(chǎn)品在保證整體性、兼容性、安全性、穩(wěn)定性的同時，能更好地滿足專業(yè)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(tǒng)具有其特殊性，覆蓋生產(chǎn)領域、營銷領域等多方向。方案應順應電力行業(yè)差異性應用需求，應使用基于自主研發(fā)的技術，具有產(chǎn)品領先優(yōu)勢，提供個性化行業(yè)解決方案，系統(tǒng)性地解決各行業(yè)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(qū)域營銷網(wǎng)絡、用戶維修服務網(wǎng)絡、商服務及培訓網(wǎng)絡，為電力行業(yè)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(xiàn)狀和技術發(fā)展的作用

大屏幕顯示系統(tǒng)把國際最卓越的DLP高清晰數(shù)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(wǎng)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(tǒng)，從而為河南電力提供了一個網(wǎng)絡集中監(jiān)控平臺、信息資源共享平臺、分析決策平臺和指揮調(diào)度平臺。隨著自動化和信息技術的飛速發(fā)展，監(jiān)控中心對信息顯示的要求越來越高，其中大屏幕顯示系統(tǒng)作為集中信息顯示的交流平臺，可以將各種監(jiān)控系統(tǒng)的計算機圖、文信息和視頻信號等進行集中顯示，在實時調(diào)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(tǒng)，可以輕松實現(xiàn)直觀、實時、全方位地集中顯示各個系統(tǒng)的信息，各系統(tǒng)信息在大屏幕上可根據(jù)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(diào)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(nèi)外研究水平綜述

4.1 技術發(fā)展回顧與對比

隨著自動化和信息技術的飛速發(fā)展，各行各業(yè)信息資源的可視化需求急劇擴大，監(jiān)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(tǒng)正是在這樣的環(huán)境下應運而生的。大屏幕顯示系統(tǒng)作為集中信息顯示的交流平臺，可以將各種監(jiān)控系統(tǒng)的計算機圖、文信息和視頻信號等進行集中顯示，在實時調(diào)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(fā)展，大屏幕顯示拼墻系統(tǒng)也經(jīng)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(chǎn)品，就目前國內(nèi)、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(xiàn)色彩的顯示。

DLP是“Digital Lighting Progress”的縮寫。它的意思為數(shù)字光處理，也就是說這種技術要先把影像訊號經(jīng)過數(shù)字處理，然后再把光投影出來，是一種全數(shù)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(fā)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(wěn)定性好等特點，消除了用戶對系統(tǒng)需更要換燈泡及色輪的顧慮，可實現(xiàn)系統(tǒng)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(tǒng)規(guī)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(shù)量較少，而PDP和LCD都需要更多數(shù)目的顯示單元進行拼接。單元的數(shù)量越少，也意味著拼縫數(shù)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(xiàn)不錯，但是由于拼接的單元尺寸太小只有一種規(guī)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(tài)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(diào)度大廳中，大屏幕系統(tǒng)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(chǎn)生視覺疲勞，給人的眼睛帶來不適。

4.3 技術總結(jié)

DLP拼接雖然在色彩的表現(xiàn)力和整體的厚度上均比其他兩種技術的產(chǎn)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(yōu)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(tǒng)提供了一個集中監(jiān)控顯示瓶體與應急指揮平臺，隨著智能電網(wǎng)等項目的應用，DLP大屏幕顯示系統(tǒng)作為集中業(yè)務顯示平臺，已經(jīng)越來越多的應用在電力系統(tǒng)中。

5 結(jié)束語

DLP大屏幕顯示系統(tǒng)作為現(xiàn)代最高科技的顯示系統(tǒng)，集數(shù)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(tǒng)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(yōu)勢，響應速度快、安全可靠穩(wěn)定、技術純熟、信息可視化程度高等優(yōu)勢，適宜在電力行業(yè)中的應用。

參考文獻：

[1]王宏煒，大屏幕投影與智能系統(tǒng)集成技術，國防工業(yè)出版社，2010.

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(xiàn)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(huán)境下的數(shù)字檔案館知識可視化模型研究 知識可視化視覺表征的內(nèi)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(xiàn) 科學計算可視化技術在電力系統(tǒng)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(yōu)化方法研究 SQLLOADER的可視化數(shù)據(jù)導入方法研究 基于油港工藝流程調(diào)度可視化技術的方法研究 營房資產(chǎn)可視化方法研究 網(wǎng)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.

[11]閆玖石.英國技術預見計劃的背景及過程[J].天津科技，2004，（3）：51-52.

[12]唐家龍.技術預見的實踐局限性及其方法論根源[J] .科學技術與辯證法，2008，（5）：71-74.

[13]楊耀武.技術預見學概要[M].上海：上?？茖W普及出版社，2006：78-80.

[14]陳峰.日本第八次科學技術預見項目的競爭情報學解析[J].競爭情報，2007，春季刊：2-5.

[15]崔志明，等.技術預見“市場德爾菲法”的特點及實施程序探討[J].科學學與科學技術管理，2004，25（12）：13-17.

[16]張冬梅，曾忠祿.德爾菲法技術預見的缺陷及導因分析：行為經(jīng)濟學分析視角[J].情報理論與實踐，2009，（8）：24-27.

[17]邱均平.信息計量學[M].武漢： 武漢大學出版社，2007.

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(shù)十億人次[1]，同時也會產(chǎn)生同樣數(shù)量的紙質(zhì)火車票，造成了巨大的資源浪費，而且紙質(zhì)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(fā)展，RFID已在多方面成功應用，比如：圖書館管理系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)和地鐵票證等等。而國內(nèi)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(jié)合，單片機通過讀寫模塊間接對M1卡數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)[2]，無需識別系統(tǒng)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(qū)后，讀寫設備會對M1卡進行自動識別、驗證，再對M1卡的數(shù)據(jù)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(yōu)點，本次研究中要實現(xiàn)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(zhì)，屬于非接觸式IC卡。它的容量為8Kb EEPROM，分16個獨立扇區(qū)（編號0～15）和64個塊（編號0～63），其中除去每個扇區(qū)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(qū)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(qū)引起的沖突。當一個扇區(qū)訪問結(jié)束，要訪問其它扇區(qū)時，就要對新扇區(qū)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(shù)據(jù)。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(jié)合，通過單片機控制讀寫模塊對M1卡上的數(shù)據(jù)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(qū)后，上位機軟件會向單片機發(fā)送數(shù)據(jù)，單片機接收完數(shù)據(jù)后通過讀寫模塊把數(shù)據(jù)再寫到M1卡上，如圖2所示。

讀取M1卡的數(shù)據(jù)，顯示M1卡上數(shù)據(jù)包含的信息。M1卡進入讀寫模塊的感應區(qū)，讀寫器通過天線給M1卡提供能量，喚醍M1卡，把卡中的數(shù)據(jù)讀回到單片機的存儲空間，單片機再把獲得的數(shù)據(jù)放在要顯示的數(shù)據(jù)變量空間中，液晶模塊調(diào)用顯示數(shù)據(jù)變量空間肥數(shù)據(jù)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(fā)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(nèi)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(shù)據(jù)的調(diào)用函數(shù)：void LCD_write_byte（unsigned char dt，unsigned char command），這個函數(shù)在液晶顯示中多次調(diào)用。再者對液晶的顯示坐標進行設置，調(diào)用函數(shù)void LCD_set_XY（unsigned char X，unsigned char Y）函數(shù)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(diào)用函數(shù)。

單片機向讀寫模塊發(fā)命令讀取M1卡的數(shù)據(jù)，再把從M1卡讀回的數(shù)據(jù)送入液晶顯示要引用的數(shù)據(jù)空間中，顯示函數(shù)把獲得的數(shù)據(jù)再送入液晶中顯示。當數(shù)據(jù)據(jù)顯示完后，單片機再向讀寫模塊發(fā)命令，重復傳遞液晶顯示數(shù)據(jù)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(fā)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(diào)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(diào)用函數(shù)之上，當對M1卡進行數(shù)據(jù)操作時，要編寫程序調(diào)用函數(shù)庫的中子程序。

如圖1所示，打開系統(tǒng)電源后，主函數(shù)中首先調(diào)用尋卡函數(shù)、防沖突[4]函數(shù)和選卡函數(shù)。如果沒有M1 卡趕往感應區(qū)，程序一直在尋卡函數(shù)處循環(huán)運行，當M1卡進行感應區(qū)，系統(tǒng)搜尋到感應區(qū)的卡片，程序才會繼續(xù)向下運行。經(jīng)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(qū)（可以任意指定某一扇區(qū)）首次密碼驗證，密碼驗證無誤才可以對M1卡中的數(shù)據(jù)操作。訪問其它扇區(qū)時，系統(tǒng)通過對其它扇區(qū)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(qū)的獨立性，和數(shù)據(jù)的安全性。

主函數(shù)中建立一個密碼庫，放在單片機的內(nèi)存空間，每一個密碼對應一個扇區(qū)的驗證密鑰，對M1 卡驗證時，系統(tǒng)自動調(diào)動密碼庫中的密碼和M1 卡的扇區(qū)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(shù)據(jù)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(tǒng)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(jié)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(tǒng)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(lián)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(xiàn)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(chǎn)生單片機工作的時鐘頻率，單片機的一切指令的執(zhí)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(tài);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(shù)據(jù)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(fā)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(diào)制和解調(diào)技術，支持 13.56MHz 頻段所有被動非接觸式通信方式和協(xié)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(zhì)量決定了在與M1卡通信中射頻信號的質(zhì)量，設計中采用了Philips公司提供的參考電路[6]，根據(jù)參考電路中所給定的設計參數(shù)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(fā)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(diào)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(qū)訪問、液晶顯示的數(shù)據(jù)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(qū)的密碼一定要保存?zhèn)溆茫坏┩浘秃茈y找回，那樣扇區(qū)就作廢了。訪問其它扇區(qū)時，一定要重新驗證扇區(qū)的密碼，不然扇區(qū)會絕訪問，訪其它扇區(qū)問時不需要重新上電。液晶讀取數(shù)據(jù)顯示的位置不對、亂碼等，對函數(shù)語句逐一排查，如：變量的自增加、初始、調(diào)用位置等。

硬件電路運用Keil聯(lián)合Protuse仿真，測試單片機和液晶模塊組合工作狀態(tài)，再制成實物與讀寫模塊一起調(diào)試，測試信號的穩(wěn)定性，完整性，感應區(qū)的范圍。對于出現(xiàn)了信號不穩(wěn)定、不完整的情況，把濾波電路，發(fā)送天線重新檢查，是否焊接、線路排布、器件參數(shù)等有問題。調(diào)試成功結(jié)果如圖6所示：

圖6 樣品展示

6.總結(jié)

RFID技術會隨著科技的發(fā)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(zhì)火車票的資源浪費，起到了環(huán)保的作用，響應了國家低碳發(fā)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(tǒng)，需要更多的研究。

參考文獻

[1]中國情報網(wǎng).2013-2017年中國鐵路運輸行業(yè)市場調(diào)研咨詢報告[M/MT].中國情報網(wǎng)，[2013-09-23].http：///print/4/188840/.

[2]劉瑩.RFID技術原理及其應用分析[J].中央民族大學學報（自然科學版），2006，15（4）.

[3]王道強.RFID系統(tǒng)在公交智能化的應用仿真與相關技術研究[D].東北林業(yè)大學，2012.

[4]蘇明強，劉偉，鄺濤.高性價比的MIFARE卡讀寫模塊設計[J].微計算機信息，2006，22（5-2）：3-3.

[5]徐紹娟，邱琳.基于RC522模塊的水控機卡通讀寫控制器設計[J].應用技術，2011-10（上）.

第6篇：可視化技術研究范文

   關鍵詞：可視化；數(shù)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(fā)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(chǎn)生深刻的變化。從本質(zhì)上看。以動態(tài)影像圖形語言為特征的視覺文化代替以靜態(tài)文字符號語言為特征的印刷文化就像口語文化轉(zhuǎn)移到印刷文化一樣。這又是社會發(fā)展的重大飛躍。數(shù)學理解需要視覺的感知。特別是幾何圖形的性質(zhì)，復雜的計算過程、函數(shù)的動態(tài)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(xiàn)，使其可視化。將會有助于學生理解。促進對形與數(shù)的聯(lián)系的認識。利用信息技術將現(xiàn)實中的復雜數(shù)據(jù)以動態(tài)影像圖形的方式表現(xiàn)出來．這種可視化技術促進我們開展數(shù)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?？梢暬菍⒉豢梢娀虺橄蟮男畔⒂糜幸饬x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?？梢暬枋鰹閿?shù)據(jù)與可洞察表達之間的一種映射。這種可洞察既可體現(xiàn)為視覺、聽覺或觸覺．也可體現(xiàn)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(fā)展變化的形式和過程。用仿真化、模擬化、形象化、現(xiàn)實化的方式，在教學過程中盡量表現(xiàn)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(shù)學理解和激勵數(shù)學發(fā)現(xiàn)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(nèi)在結(jié)構和通過感官所獲得的事情之間建立牢固的聯(lián)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(lián)系了他對外部所感知的對象或活動?？蛇x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(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)和解釋科學數(shù)據(jù)。因為科學數(shù)據(jù)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(shù)據(jù))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(jié)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(fā)。它在多媒體技術發(fā)展的基礎上，必將獲得更開闊的前景。

   二、數(shù)學探究可視化

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

   數(shù)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?qū)W生提供學習背景的影像、圖表、圖像等資料。展示數(shù)學問題；開展數(shù)學實驗，完成數(shù)學猜想；動態(tài)顯示數(shù)學研究對象變化過程，使數(shù)學抽象性質(zhì)具體化，促進學生理解數(shù)學本質(zhì)；加強學生深入思考并創(chuàng)造性地解釋、描述數(shù)學信息。使可視推理與代數(shù)推理結(jié)合，創(chuàng)造性地解決問題。

   數(shù)學探究可視化將實現(xiàn)數(shù)學探究信息在外部世界和學生大腦之間的轉(zhuǎn)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(shù)學知識轉(zhuǎn)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(nèi)在的數(shù)學知識結(jié)構和外在的可視代表物建立起了密切的聯(lián)系．從而導致對數(shù)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(shù)學學習和數(shù)學科學的發(fā)展。在沒有新的思路時，學生可以求助于信息技術的幫助，經(jīng)過對數(shù)學問題可視化。進行猜想，獲得對問題新的理解，得到啟發(fā)。重新選擇、修改問題解決策略圈。所以，數(shù)學探究可視化應該是幫助學生聯(lián)想數(shù)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(zhì)和特點提供了思維的載體。

數(shù)學探究可視化主要包含以下幾個方面：

   （一)數(shù)學問題可視化

   數(shù)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(chuàng)設易于發(fā)現(xiàn)問題的良性認知環(huán)境。視覺系統(tǒng)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(shù)學問題背景，促進數(shù)學問題產(chǎn)生。將數(shù)學問題以動態(tài)的方式呈現(xiàn)在學生面前，提供豐富而動感的圖像、圖形，使數(shù)學問題具有生動性、直觀性和形象性?？梢暬夹g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(fā)揮自己創(chuàng)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(tài)畫面．呈現(xiàn)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(shù)學概念生成過程。其表現(xiàn)手法顯得活潑有趣，往往能吸引學生的注意，激發(fā)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(chuàng)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(tài)過程的影像資料，揭示本章將要學習的主要內(nèi)容；伴隨著優(yōu)美的豎琴音樂，一架華麗的豎琴畫面展現(xiàn)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(fā)學生思考，抽象得出本節(jié)所學內(nèi)容．引出課題。通過學生熟悉的場景和事物引出所學內(nèi)容。使學生感受到數(shù)學就在我們身邊，數(shù)學離不開生活。滲透善于觀察生活中的數(shù)學的學習意識。

   （二)數(shù)學猜想可視化

   猜想是數(shù)學探究教學過程中一個重要環(huán)節(jié)。對猜想不能輕易地加以肯定與否定，要用科學的態(tài)度來對待猜想與發(fā)現(xiàn)。通過數(shù)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(shù)學探究活動。

   基于信息技術的可視化促進學生提出新的數(shù)學猜想，便于學生檢驗猜想，因此這樣的方法更快地促進數(shù)學探究教學的發(fā)展。Devhn相信在數(shù)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(shù)的影響可以對產(chǎn)生新的猜想做出貢獻。學生在使用計算機開展數(shù)學實驗可以發(fā)現(xiàn)數(shù)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(nèi)也不在它們之外．而是產(chǎn)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(shù)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(jīng)驗的基礎上探索新的數(shù)學規(guī)律，猜想“生長”在拖動鼠標的過程。拖動讓學生在幾秒鐘之內(nèi)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(fā)現(xiàn)圖形變化的規(guī)律性。

在“正多邊形定義的推廣—‘分數(shù)’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(zhuǎn)變換，學生能夠猜測圖形的一些抽象性質(zhì)。學生利用幾何畫板的多種顏色顯示功能和動態(tài)變換功能．經(jīng)過對圖形中線段顏色對比分析，成這個一般規(guī)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(shù)學對象的構造與變換過程。透過可視化信息展示出數(shù)學思維過程，反映出數(shù)學本質(zhì)。在探索問題時，可以通過參數(shù)賦值等方法來構造數(shù)學對象的特例．然后連續(xù)變化參數(shù)來變換數(shù)學對象，經(jīng)過觀察、思考、嘗試等具有創(chuàng)造性的數(shù)學可視化活動。來猜測數(shù)學規(guī)律，并且探尋論證結(jié)論的切入口。因此，信息技術使得數(shù)學對象可視化，使得數(shù)學關系顯性化。能夠展示和發(fā)展數(shù)學思維。

   三、數(shù)學探究可視化的教育價值

   （一)數(shù)學創(chuàng)新思維的觸發(fā)點

   澳大利亞著名數(shù)學教育家、前國際數(shù)學教育大會主席Bishop教授斷言：“明顯的是在數(shù)學課堂上的所有方面強調(diào)可視化描述是有價值的。”可視化對數(shù)學發(fā)現(xiàn)過程是極其重要的。可視化通常體現(xiàn)了數(shù)學知識本身和圖片之間的轉(zhuǎn)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(lián)系，這將促進學生更深層的數(shù)學洞察力水平的提高。數(shù)學問題一旦從靜態(tài)提升到動態(tài)，常常會出現(xiàn)新的現(xiàn)象和新的問題，會成為數(shù)學創(chuàng)新思維的觸發(fā)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(diào)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(shù)學探究問題的答案立刻可以直觀地呈現(xiàn)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(shù)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(nèi)在的聯(lián)系。將抽象的內(nèi)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(shù)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(shù)學認識過程的形成和發(fā)展，利于學生數(shù)學學習。由于可視化教學能在有限的時間內(nèi)提高教育信息傳遞的效率和質(zhì)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(shù)學創(chuàng)造力的形成。提高學習效率和教學效果。

   （三)學會欣賞數(shù)學

   基于動態(tài)幾何的平臺，運用跟蹤、軌跡、變換和迭代等功能，容易創(chuàng)作千變?nèi)f化的美麗的圖案。利用信息技術可以創(chuàng)作動態(tài)的百變數(shù)學藝術作品，一個看起來簡單的圖像，觀察者自己調(diào)整參數(shù)后．可以產(chǎn)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(shù)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(wǎng)站看到教材以外建筑師如何將黃金分割用在巴特農(nóng)(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(tǒng)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(guī)律運用圖示或圖示組合的方式呈現(xiàn)出來，以期實現(xiàn)增強記憶及加深理解的效果。其本質(zhì)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(huán)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(fā)展。②探討技術環(huán)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(qū)別？我們認為“知識”這個概念比較表層化，不是本質(zhì)，知識背后的規(guī)律以及加工知識的過程即思考過程才是本質(zhì)，所以用“思維可視化”這一概念更能體現(xiàn)這個過程的本質(zhì)。）

研究之目的

1.實現(xiàn)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(jié)合新課改的三維教學目標（知識與技能、過程與方法、情感態(tài)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(yè)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(xiàn)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(xiàn)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(yè)水平并不理想，成績優(yōu)秀者并不多，兩極分化和大面積不及格現(xiàn)象非常嚴重。另外，厭學情緒在中小學生群體中不斷蔓延，據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)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(xiàn)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?qū)W生灌輸知識；學生則長期陷入“死記硬背”和“題海戰(zhàn)術”之中，身心疲憊，暈頭轉(zhuǎn)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(shù)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(yōu)劣的關鍵因素。然而，傳統(tǒng)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(tài)，從而導致學生的思維能力發(fā)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(xiàn)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(zhuǎn)移到“思維”，從而持續(xù)提升學生的思維能力，實現(xiàn)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(yǎng)學生自主、合作、探究的學習方式，使教學從“以教師為中心”轉(zhuǎn)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(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，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(jié)果遭到教師、家長、學生的一致抵制，難以繼續(xù)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(yǎng)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(xiàn)“素質(zhì)”與“應試”教育的統(tǒng)一

我國從1983年提出素質(zhì)教育的方針以來，很多人便誤認為“素質(zhì)”和“知識”是對立的，始終將“素質(zhì)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(zhì)教育”，其實這并不是人的“核心素質(zhì)”，而是一項技能、一種特長。人的“核心素質(zhì)”是心智模式——思維能力（系統(tǒng)思考能力）和心理能力（積極健康的心理狀態(tài)）。本研究將日常教學聚焦在“發(fā)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(tài)，最終使學生獲得好成績。這樣我們便能將“素質(zhì)教育”和“應試教育”統(tǒng)一起來，實現(xiàn)教學效能的最大化。

4.為教育信息化開辟新的發(fā)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(fā)展起來。其后隨著計算機和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，信息技術的教育應用也得到了突飛猛進的發(fā)展。進入數(shù)字化和網(wǎng)絡化時代，信息的傳播打破了時間、空間和對象數(shù)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(wǎng)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(fā)了智慧，這才是效能的真正體現(xiàn)。

然而，當前國內(nèi)關于教育信息化的研究大多是集中在網(wǎng)絡平臺建設、信息環(huán)境優(yōu)化、終端開發(fā)（如電子書包、智能手機、電子白板等）領域，很少有從事教學內(nèi)容（當然是指能夠提高教學效能的內(nèi)容形式）開發(fā)的。即使有做內(nèi)容開發(fā)的，也多是以題庫、教學視頻、動漫等形式呈現(xiàn)的，并不能幫助學生建立系統(tǒng)的知識架構并同時發(fā)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(fā)方向。而本研究就是要運用思維可視化技術開發(fā)出具有“思維可視”特點的新形式教學資源，實現(xiàn)“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(chuàng)建思維型課堂，開發(fā)思維可視化教學資源，使學生在學習過程中實現(xiàn)一舉多得——建立清晰的知識體系，發(fā)展系統(tǒng)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(fā)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(zhì)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(guī)律運用圖示或圖示組合的方式呈現(xiàn)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(xiàn)有各種新技術來支撐教育信息的有效呈現(xiàn)與互動。歸結(jié)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(xiàn)出來的圖示或圖示組合）是實現(xiàn)思維可視化的基礎。最初，技術教育應用發(fā)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(jù)1946年美國試聽教育家戴爾提出的“經(jīng)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(fā)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(xiàn)出來，所以無法實現(xiàn)思維可視化。自上世紀60年代開始，各種能呈現(xiàn)思考方法及思維路徑的圖示技術開始發(fā)展起來，如英國人東尼·博贊（Tony Buzan）發(fā)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(fā)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(yè)培訓和基礎教育等領域，都產(chǎn)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(nèi)在這方面的研究主要體現(xiàn)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(fā)了“易思——認知助手”軟件。據(jù)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(xiàn)代教育研究所在這一領域進行了比較深入的、系統(tǒng)的研究和開發(fā)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(fā)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(guī)范地繪制出來，這是保證每位教師都可以開發(fā)“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(tài)的形式分步呈現(xiàn)出來，使內(nèi)容開發(fā)者或?qū)W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(xiàn)、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(chǎn)生的各種可視化的教學資源與軟件開發(fā)技術結(jié)合起來，開發(fā)出一系列具有“思維可視化”特性的教學軟件，實現(xiàn)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(wǎng)絡信息平臺

隨著計算機及網(wǎng)絡技術的發(fā)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(wǎng)絡信息平臺進行共享，突破時間、空間和學習者數(shù)量的限制，使學習資源的獲取更加便捷，成本（經(jīng)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(zhí)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(yè)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(fā)專家們共同商議軟件更新?lián)Q代的每一個組成部分,探討項目持續(xù)發(fā)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(shù)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(jīng)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(shù)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(jié)束前,接受了來自四個省、市、自治區(qū)共63所學校的課題申報。2007年5月起,第二期《縱橫信息數(shù)字化學習促進潛能發(fā)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(xié)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(fā)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(jié)合起來,以培養(yǎng)人的快樂學習,主動探索,信息素養(yǎng),提高信息學習技能,促進人的潛能發(fā)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(shù)據(jù),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(jié)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(shù)字化學習對兒童認知心理發(fā)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(fā)展和創(chuàng)造潛能”的結(jié)論。

2008年3月,在總課題組廣州活動現(xiàn)場,中央電教館和中國教育技術協(xié)會的領導,親臨實驗現(xiàn)場調(diào)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(xié)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(shù)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(shù)字化學習研究教學實驗總課題組組建于2005年?？傉n題組現(xiàn)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(shù)字化學習研究課題實驗研究這項公益性協(xié)作研究事業(yè)持續(xù)發(fā)展。

課題立項

縱橫信息數(shù)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(fā)展研究中心、中央電教館、中國教育技術協(xié)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(xié)作研究事業(yè)。

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(shù)字化學習促進潛能發(fā)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(shù)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(shù)字化學習促進學習者時代優(yōu)秀素養(yǎng)形成的研究、縱橫信息數(shù)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(fā)展。第一,由縱橫信息數(shù)字化學習研究教學實驗總課題組與中國教育技術協(xié)會再次合作,組織全國范圍內(nèi)的縱橫信息數(shù)字化學習研究教學實驗新一輪課題實驗。凡經(jīng)2010年6月30日結(jié)題評估后獲良好、優(yōu)秀,并經(jīng)過再次申報而獲準的子課題,可繼續(xù)成為縱橫信息數(shù)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(shù)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(xié)作研究重點課題,項目名稱為“縱橫信息數(shù)字化學習促進學習者時代優(yōu)秀素養(yǎng)形成”。凡經(jīng)2010年6月30日結(jié)題評估后獲良好、優(yōu)秀,并經(jīng)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(shù)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(shù)字化學習研究教學實驗總課題組與、中國未成年人網(wǎng)脈工程特別合作項目,開展“縱橫信息數(shù)字化學習快樂縱橫數(shù)字體驗”。

多軌并進,滾動發(fā)展,成果共享,奉獻時代,造福未來。

研究宗旨

優(yōu)秀語言能力與語文信息素養(yǎng),是新型人才素養(yǎng)結(jié)構中的重要組成部分。縱橫信息數(shù)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(chuàng)新學習方式。

潛心探索研究如何在“科學發(fā)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(jié)合起來,培養(yǎng)學生快樂學習、主動探索精神,提升他們的信息素養(yǎng)與學習能力,促進其潛能的發(fā)展,培育“高素質(zhì)、高品格、高智慧”的信息時代數(shù)字化創(chuàng)新人才是縱橫信息數(shù)字化學習研究課題實驗的研究宗旨。

研究內(nèi)容

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

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

通過本課題的研究與實踐,研究并揭示縱橫信息數(shù)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(fā)展以及促進其他學習群體潛能全面發(fā)展的特點。

通過本課題的研究與實踐,研究與開發(fā)基于縱橫信息數(shù)字化學習中教與學的工具平臺,協(xié)作開發(fā)具有縱橫信息數(shù)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(chuàng)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(fā)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(yōu)化設計理論等指導整個系統(tǒng)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(fā)展、宗旨、目標;結(jié)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(guī)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(chuàng)新性學習。

教師和學生能夠根據(jù)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(jù)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(xiàn)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(jù)總課題制訂的評估方案,根據(jù)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(guī)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(fā)展階段

課題實驗研究與課程結(jié)合,進入常態(tài)教與學,根據(jù)總課題目標、子目標進入研究過程,探索如何優(yōu)化各種學習過程,培養(yǎng)學生自主學習、主動探索的創(chuàng)造性學習能力,“觀察與調(diào)查相結(jié)合、定向與機遇相結(jié)合”等研究,探索縱橫數(shù)字化學習如何促進學生認知能力發(fā)展的規(guī)律。各子題可進行結(jié)合實驗目標的微觀研究,例如:

看打──眼、腦、手協(xié)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(jié)合促進思維流暢。

3.研究發(fā)展階段――探索研究學習模式階段

進一步探索在縱橫信息數(shù)字化學習環(huán)境中,知識的“學得─習得─建構”的新的課程結(jié)構與規(guī)律。

通過“個案與整體相結(jié)合、定性與定量相結(jié)合”等科學實驗方法,結(jié)合本單位實驗的過程,研究具有本單位特點的縱橫信息數(shù)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(jié)階段

教師和學生能夠根據(jù)總課題制訂的評估方案,根據(jù)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(shù)據(jù),分析處理實驗數(shù)據(jù)。

根據(jù)國家課題和總課題組的結(jié)題評審方案自行評審,并配合結(jié)題總結(jié)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(yōu)獎勵原則。

選題指南

1.縱橫信息數(shù)字化學習與研究教學實驗研究

縱橫信息數(shù)字化學習與研究促進學習者潛能發(fā)展的理論與研究。

縱橫信息數(shù)字化學習與研究促進幼兒認知能力發(fā)展和潛力開發(fā)的研究。

縱橫信息數(shù)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(shù)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(shù)字化學習與研究促進學習者信息素養(yǎng)語文技能的提升

縱橫信息數(shù)字化學習與幼兒漢語字詞積累發(fā)展語言能力的研究。

縱橫信息數(shù)字化學習與學習者內(nèi)隱學習能力開發(fā)的研究。

縱橫信息數(shù)字化學習與研究優(yōu)化小學生識字過程及提高效率的研究。

縱橫信息數(shù)字化學習與研究優(yōu)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(diào)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(shù)據(jù)、案例。要對實驗資料進行統(tǒng)計分析,總結(jié)提煉,形成實驗結(jié)果,以驗證假設。行動研究法要注意五個環(huán)節(jié):計劃,行動,考察,反饋與調(diào)整)遵循螺旋式上升的規(guī)律。選用什么研究方法,以什么方法為主,什么方法為輔,可結(jié)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(tài)教學、成為學校校本課程形式。實驗班應與常規(guī)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(diào)查相結(jié)合。

定向與機遇相結(jié)合。

個案與整體相結(jié)合。

定性與定量相結(jié)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(jié)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(zhì)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(nèi)容充實。

預期效果突出有效。

獎勵機制

經(jīng)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(shù)字化學習研究優(yōu)秀組織管理獎。

縱橫信息數(shù)字化學習研究優(yōu)秀實驗校長獎。

縱橫信息數(shù)字化學習研究優(yōu)秀先行探索研究示范點校獎。

縱橫信息數(shù)字化學習研究優(yōu)秀實驗教師獎。

縱橫信息數(shù)字化學習研究優(yōu)秀學習能手獎。

縱橫信息數(shù)字化學習研究優(yōu)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(yōu)秀實驗設計與課例”和“優(yōu)秀課件學習軟件”、 “創(chuàng)新學習”大獎賽或活動測試。

出版發(fā)表科研論文。

出版科研學術論著。

總結(jié)優(yōu)秀成功案例。

發(fā)展縱橫信息教學化學習教學資源庫和網(wǎng)絡在線寫作及評閱作文系統(tǒng)。

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(xié)作關系友好。

第9篇：可視化技術研究范文

現(xiàn)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(fā)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(tǒng)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?，F(xiàn)在我們對小學生的繪畫教育與培養(yǎng)專業(yè)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(yōu)勢，更能讓學生學習直觀的學習，更喜聞樂見?！胺懂嫿虒W”更合乎我國民族特點。

根據(jù)現(xiàn)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(yǎng)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(yōu)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(zhuǎn)睛而較快的心領神會，產(chǎn)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(tài)“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(yè)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(tài)。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(fā)揮創(chuàng)造才智的有效方式，學生創(chuàng)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(chuàng)作”隨著年歲增大反而越來越怕，他完全應歸結(jié)于我們課堂教學的失誤，是我們在教學中沒有調(diào)度好“導”與“創(chuàng)”的關系所致，如果教師在每次創(chuàng)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(jié)合”，很大程度地培養(yǎng)學生把積累的技法，經(jīng)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(diào)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。