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简述多媒体技术的概念和特征精选(九篇)

简述多媒体技术的概念和特征

第1篇:简述多媒体技术的概念和特征范文

依据教育部颁布的《普通高中技术课程标准(实验)》(信息技术)和福建省教育厅颁布的《福建省普通高中新课程信息技术学科教学实施指导意见(试行)》、《福建省普通高中学生学业基础会考方案(试行)》、《2018年福建省普通高中学生学业基础会考信息技术学科考试大纲(试行)》,并结合我省普通高中教学实际情况进行命题。

二、命题原则

1.导向性原则。面向全体学生,有利于促进学生全面、和谐、健康地发展;有利于实施素质教育,体现高中信息技术新课程的理念,充分发挥基础会考对普通高中信息技术学科教学的正确导向作用。

2.基础性原则。注重对学生所学模块的基础知识、基本技能和利用信息技术解决实际问题能力的考查。试题难易适当,能够真实反映出学生的学业水平。

3.科学性原则。试题设计必须与考试大纲要求相一致,具有较高的信度、效度。试卷结构合理,试题内容科学、严谨,试题文字简洁、规范,试题答案准确、合理。

三、考试目标要求

根据高中信息技术课程的基本理念与目标,高中信息技术学科的学业基础会考,以信息技术的操作能力、运用信息技术解决实际问题的能力以及相关情感态度与价值观的形成作为重要内容,重点考查学生在信息的获取、加工、管理、表达与交流的过程。

四、考试内容

(一)信息技术基础模块

“信息技术基础”模块为必修模块,也是作为普通高中学习内容与义务阶段学习内容相衔接的信息技术学科教学的基础模块,是培养学生信息素养的基础,是学习后续模块的前提。通过本模块的学习,学生应该掌握信息的获取、加工、管理、表达与传递的基本方法。

软件环境:Microsoft Office 2003。

1.信息获取

(1)了解信息的基本概念。

(2)能描述信息的基本特征。

(3)能描述信息技术的发展历史和发展趋势。

(4)了解获取信息的有效途径。

(5)知道信息来源的多样性。

(6)知道信息来源多样性的实际意义。

(7)能根据具体问题,确定信息需求。

(8)能根据具体问题,选择信息来源。

(9)了解计算机、相机、摄像机、扫描仪、麦克风、录音机等常用的采集信息工具的特点和用途。

(10)知道通过专题网站获取信息的优势。

(11)能运用专题网站获取信息。

(12)了解搜索引擎的分类方法及特点。

(13)能运用搜索引擎网站获取信息。

(14)熟练掌握从网页上下载信息的方法。

(15)了解域名的组成。

(16)了解计算机系统的基本组成。

(17)能描述计算机基本硬件设备的名称及用途。

(18)了解计算机软件的分类方法及用途。

(19)知道二进制数的特点及存储单位。

(20)能合法地获取和使用网上信息。掌握信息价值评价的基本方法。

(21)熟练掌握使用域名登录网站和浏览网页的方法。

(22)了解电子邮箱的格式。

(23)熟练掌握通过浏览器收发电子邮件的方法。

(24)了解冯·诺依曼计算机的组成及各部件的名称。

(25)了解信息编码的方法。

(26)了解信息载体形式及名称。

(27)知道Windows,Linux,Dos,Unix,Android,苹果操作系统(Mac Os ,Apple iOS)等常用的操作系统名称及特点。

(28)了解信息在计算机中的存储方式。

(29)了解Windows操作系统中关于磁盘、文件、文件夹的概念及基本操作方法。

(30)能区分内存储器和外存储器。

2.信息加工与表达

(1)熟练掌握文字处理工具软件(Word)的基本操作方法。

(2)能根据任务需求,选择、使用文字处理工具软件加工信息,表达意图。

(3)熟练掌握图表处理工具软件(Excel)的基本操作方法。

(4)能根据任务需求,选择、使用图表处理工具软件加工信息,分析数据,表达意图。

(5)熟练掌握多媒体集成工具软件(PowerPoint)的基本操作方法。

(6)能根据任务需求,选择、使用恰当的多媒体工具软件处理信息,呈现主题,表达意图。

(7)了解使用多媒体素材加工软件处理加工图像文件的方法。

(8)了解使用多媒体素材加工软件处理加工音频文件的方法。

(9)能使用软件的帮助信息,解决操作中遇到的疑难问题。

(10)了解在网络中信息的规范和基本方法。

(11)了解智能信息处理工具软件的使用方法及其应用领域。

(12)了解人工智能技术的研究领域。

(13)了解指纹识别,人脸识别,视网膜识别,虹膜识别,专家系统,智能搜索,定理证明,博弈,智能控制,机器人学,语言理解等人工知能应用领域。

(14)了解使用计算机程序解决问题的基本方法与过程。

(15)了解Visual Basic编程环境。

(16)了解在Visual Basic窗体中添加控件的方法。

(17)了解算法的思想与方法,了解使用自然语言、流程图描述算法的方法。

3.信息资源管理

(1)了解常用的信息资源管理方法。

(2)了解信息资源管理的发展历程。

(3)能描述各种常用的信息资源管理方法的特点和优势。

(4)了解使用数据库管理信息的基本思想与方法。

(5)了解Access界面;掌握在Access数据表中添加记录的方法。

(6)了解Access二维表结构。

(7)了解关系型数据库的特点。

(8)了解数据库应用系统的特点。

4.信息技术与社会

(1)能运用现代信息交流渠道开展合作学习,解决学习和生活中的问题。

(2)知道网络使用规范和有关社会道德问题。

(3)能认识维护信息系统安全的重要性。

(4)了解维护信息系统安全的一般措施。

(5)了解计算机病毒特征及危害性。

(6)了解防范计算机病毒的基本方法。

(7)了解常用的计算机杀毒软件名称及特点。

(8)知道常用杀毒软件查杀病毒及预防病毒的方法。

(9)了解与信息活动相关的法律法规。

(10)了解QQ、微信社交软件的特点及应用领域。

(二)算法与程序设计模块

“算法与程序设计”是高中信息技术课程的选修模块,以问题解决与程序设计为主线,揭示利用计算机编程解决问题的过程。通过本模块的学习,使学生体验算法思想与方法,了解算法和程序设计在解决问题过程中的地位和作用。能从简单问题出发,设计解决问题的算法,并能初步使用一种程序设计语言编制程序、实现算法、解决问题。

软件环境:VB6.0。

1.计算机编程解决问题的思想与方法

(1)了解利用计算机编程解决问题的基本过程。

(2)了解问题分析与算法设计之间的关系。

(3)理解算法的概念及其基本特征。

(4)理解使用自然语言、流程图描述算法的方法;了解使用伪代码描述算法的方法。

(5)了解计算机程序的三种基本结构。

(6)了解程序设计语言产生与发展过程。

(7)了解机器语言、汇编语言、高级语言的特点。

(8)了解程序的翻译方法,比较编译型语言与解释型语言的优势与不足。

2.程序设计基础

(1)理解常用的数据类型、变量、常量的概念;熟练掌握定义常量、变量数据类型的方法。

(2)掌握VB中运算符、函数、表达式的表示方式;熟练掌握将数学表达式转换为程序能接受的表达式的方法。

(3)熟练掌握使用顺序结构编写程序的基本方法。

(4)熟练掌握使用分支结构编写程序的基本方法。

(5)熟练掌握使用循环结构编写程序的基本方法。

(6)了解模块化程序设计的基本思想与方法。

(7)了解面向对象的程序设计方法。

(8)能依据算法编写程序。

(9)能阅读简单的程序。

(10)能正确书写赋值语句。

(11)能运用选择语句编写程序。

(12)能运用“For……next”语句编写程序。

(13)能运用DO循环语句编写程序。

(14)掌握使用InputBox()函数输入数据的方法。

(15)掌握使用Print语句输出数据的方法。

(16)理解自顶向下、逐步求精的程序设计思想。

3.可视化编程

(1)理解可视化编程的概念与方法。

(2)熟练掌握可视化程序开发工具设计用户界面的方法。

(3)掌握在可视化界面中调试程序的方法。

(4)知道“属性、方法、事件”的基本特点,掌握其应用方法。

(5)熟练掌握在VB中设置控件的方法。

(6)熟练掌握在VB中设置控件属性的方法。

(7)能运用解析法编写程序。

(三)多媒体技术应用模块

“多媒体技术应用”模块作为信息技术选修模块,它与信息技术基础模块内容相衔接。通过本模块的学习,让学生体验计算机多媒体的多彩世界,提高计算机的应用水平,培养学生信息技术素养。

软件环境:Photoshop CS,Premiere 6.0,Flash MX,Cool Edit。

1.多媒体技术与社会生活

(1)了解多媒体技术历程与发展趋势。

(2)了解多媒体技术的思想与方法。

(3)了解多媒体技术在数字化环境中的普遍应用。

(4)理解多媒体技术在呈现信息、交流、表达思想的生动性和有效性。

(5)描述多媒体技术对人们的学习、工作、生活的影响。

(6)理解多媒体作品集成性、交互性、实时性和非线性等特征。

(7)了解多媒体技术中的关键技术。

(8)了解“媒体”和“多媒体”的特征。

(9)了解流媒体特征及其应用领域。

(10)了解虚拟现实技术的特点及应用范畴。

2.多媒体信息采集与加工

(1)了解常用的声音、图形、图像、动画、视频的类型和存储格式。

(2)了解常用的声音、图形、图像、动画、视频的呈现和传递方式。

(3)了解常用的声音、图形、图像、动画、视频信息的基本特征。

(4)掌握声音、图形、图像、动画、视频信息的采集方法。

(5)能根据信息呈现需求,使用适当的工具编辑和处理声音、图形、图像、动画、视频。

(6)了解图像和图形的特点及区别。

(7)掌握计算位图文件大小的方法。

(8)了解像素、灰度、色彩深度、饱和度、对比度、明度、图层等基本术语。

(9)熟练掌握使用Photoshop CS编辑图像的方法。

(10)能描述位图与矢量图的特征。

(11)了解Cool edit多轨编辑界面

(12)掌握在Cool edit波形编辑界面中设置波形特效的方法。

(13)了解音频文件“数/模”转换的基本方法;能计算音频文件的大小。

(14)了解flash编辑窗口组成。

(15)理解“帧”的概念,掌握补间动画和逐帧动画制作方法。

(16)理解动画生成的原理。

(17)了解“元件”的概念及制作方法。

(18)掌握遮罩动画与路径动画的制作方法。

(19)了解Premiere 编辑窗口。

(20)熟练掌握在Premiere 6.0编辑窗口中导入视频、编辑视频和导出视频的方法。

(21)掌握计算多媒体文件压缩比的方法。

3.多媒体信息表达与交流

(1)了解制作多媒体作品的基本过程。

(2)能根据给定的案例,从问题实际出发,规划、设计多媒体作品。

(3)理解采用非线性方式组织、规划、设计多媒体信息的基本思想。

(4)能应用适当的多媒体集成工具,根据创作需要制作多媒体作品。

(5)能描述多媒体集成工具的特点。

(6)了解多媒体作品的方法。

(7)掌握鉴赏和评价多媒体作品的方法。

(四)网络技术应用模块

“网络技术应用”是选修模块,介绍计算机网络的基本功能和因特网的主要应用。通过本模块的学习,使学生了解计算机网络基础知识,掌握计算机网络的基本操作方法,掌握网页设计、制作、评价的一般方法,体验网络技术给人们生活、学习带来的变化。

软件环境:FrontPage2003或Dream weaver,文件上传下载工具。

1.因特网应用

(1)了解因特网的基本服务、特点。

(2)能列举因特网应用项目。

(3)了解因特网信息检索工具产生的背景、工作原理和发展趋势;熟练掌握使用搜索引擎等因特网信息检索工具获取信息。

(4)掌握通过因特网实现信息交流的方式与方法;了解因特网在跨时空、跨文化交流中的优势及其局限性。

(5)知道因特网内容提供商、因特网应用服务提供商、因特网服务提供商的英文缩写。

2.网络技术基础

(1)理解计算机网络的定义和主要功能

(2)理解按照网络互联距离、网络管理方式和网络传输介质分类的方法

(3)理解浏览器/服务器(B/S)和客户机/服务器(C/S)两种应用模式的概念与特点。

(4)理解常用的网络拓扑结构。

(5)理解网络协议的基本概念;理解网络的开放系统互联协议(OSI)分层模型的基本思想;理解因特网TCP/IP协议族的基本概念与功能。

(6)了解几种因特网服务常用的网络协议

(7)了解分组交换技术、电路交换技术和报文交换技术在网络通信中的应用。

(8)熟练掌握IP地址的格式和分类;了解子网掩码及网关的概念。

(9)了解网关的功能。

(10)理解域名和域名的组成格式。

(11)了解因特网IP地址和域名的管理办法及相应的管理机构。

(12)了解正向域名解析和反向域名解析的方法。

(13)知道域名解析系统(DNB)的功能。

(14)熟练掌握计算机TCP/IP属性设置的方法。

(15)了解小型局域网的构建方法与使用方法;了解常用网络设备名称及用途。

(16)了解光纤、同轴电缆、双绞线等介质的性质和特点。

(17)了解无线传输设备的名称和特点。

(18)了解接入因特网的常用方法。

(19)了解服务器的基本用途;了解服务器的概念与作用。

(20)掌握计算机网络安全防范的方法;了解常见的网络安全防护技术;了解基本的网络安全设备名称及用途。

(21)掌握使用工具软件上传下载文件的方法。

3.网站设计与评价

(1)理解万维网、网页、主页、网站的基本概念及其相互关系。

(2)了解静态网页和动态网页的概念。

(3)了解网页文件格式及特点。

(4)掌握使用常用的网页制作软件制作与网页。

(5)掌握规划、设计、制作、与管理简单网站的基本方法。

(6)了解超文本文件标记语言的英文缩写和特点。

(7)能描述几种常用的网页布局类型。

(8)掌握合理评价网站建设质量与运行状况的方法。

(五)数据管理技术模块

“数据管理技术”模块是普通高中信息技术课程五个选修模块之一,它与必修模块的内容相衔接,通过本模块的学习,学生应掌握与数据管理有关的基本知识,了解数据库设计的一般方法,初步学会使用数据管理技术管理信息,处理日常学习和生活中的实际问题,体验并认识数据管理技术对人类社会生活的重要影响。

软件环境:Access2003。

1.数据管理基本知识

(1)理解数据、数据库、数据管理技术的定义。

(2)理解关系数据库中的库、表、字段、记录等概念,理解“关系”所表达的含义。

(3)了解数据库在多媒体和网络方面的应用,能举例描述其应用价值。

(4)了解现实世界、信息世界和计算机世界之间的数据抽象概念及相关术语。

(5)理解数据模型的概念。

(6)理解概念模型,掌握使用“实体—关系(E-R)”图描述概念模型的方法。

(7)理解“实体—关系(E-R)”图的基本要素。

(8)理解数据模型概念。

(9)理解数据类型,了解数据表中关键字的概念。

(10)理解数据管理技术的发展历程。

(11)了解数据库设计的一般步骤。

(12)了解需求分析的功能。

(13)掌握建立概念模型的方法。

(14)掌握数据库逻辑设计的方法。

(15)了解关系模式数据规范的基本方法和意义。

(16)会使用第一范式和第二范式建立数据库。

2.数据库的建立、使用与维护

(1)了解Access的主要特点及数据库文件格式。

(2)了解常用的Access窗口工具按钮功能及名称。

(3)掌握数据收集、数据分类和建立关系数据模型的基本方法。

(4)熟练掌握创建数据库、创建数据表和查询表的方法。

(5)熟练掌握设置数据类型、字段大小和字段名的方法。

(6)熟练掌握在数据表中添加记录的方法。

(7)熟练掌握在关系型数据库中建立多表之间关系的方法。

(8)熟练掌握关系型数据库中常用的数据筛选、排序的方法。

(9)熟练掌握Access提供的选择查询、参数查询、生成表查询。

(10)掌握关系型数据库中数据统计及报表输出的基本方法。

(11)掌握关系型数据库中数据导入和导出以及链接的基本方法。

(12)了解结构化查询语言SQL的基本概念。

(13)掌握SELECT、INSERT、DELETE、UPDATE语句的使用方法。

3.数据库应用系统

(1)理解数据库、数据库管理系统和数据库应用系统的概念,描述他们之间的区别与联系。

(2)了解数据库应用范畴。

(3)理解数据库应用系统的开发思想与方法。

(4)了解数据库应用系统的开发流程,了解需求分析的方法。

(5)能根据需求分析,设计简单应用系统功能模块。

(6)能应用Access窗体向导功能、设计数据库应用系统的用户界面。

(7)了解数据库应用系统的测试方法。

五、考试形式

采用上机考试的形式,总分值为100分,考试时间为90分钟。

六、试卷结构

1.试卷结构

试题共分为两大类型:第一部分为单项选择题,共40题,每题1分,满分为40分;第二部分为操作题,共6题,满分为60分。

试题内容由必修模块和选修模块(考生在四个选修模块之中任选其中一个)这两部分组成,各占约50%的分值。

2.试题难易比例

容易题的难度值为0.80以上,约占80%。

中等难度题的难度值为0.60~0.80,约占10%。

第2篇:简述多媒体技术的概念和特征范文

关键词:内容分析;多媒体教学信息;检索;MPEG-7

Abstract: Multi-media teaching information, in some respects, with indescribable characteristics and unstructured search, and content-based analysis of the search technology to solve the multi-media teaching and description of the contents of the information retrieval problems. In this paper, based on the analysis of the contents of multimedia information retrieval teaching of the main workflow, as well as MPEG-7 in the teaching of network applications.

Key words: content analysis; multi-media teaching information; retrieval; MPEG-7

1.概述

随着计算机网络技术、多媒体技术以及通讯技术飞速发展,以视频、音频、图形与图象为主体的多媒体教学信息成为开展现代远程教学的主要内容。对多媒体教学信息中的文本数据内容分析与检索技术比较成熟。目前在互联网上搜索引擎均是采用了基于关键词的检索方式,像百度、Google,北大天网、YAHOO等著名的搜索引擎均是采用这种方式,由于数据内容是具有结构化特征,它是可以用一定关系模型来描述。而视频、音频等多媒体信息内容具有非结构化的特性,不容易用关系模型来描述。加上视频、音频是与时间有关系的连续媒体信息,网络中它们是以视频、音频流媒体形式存在,这种流媒体形式的管理与检索比较困难。

2.基于内容分析方法的提出

我们知道视频、音频都是按时间顺序来组织的,传统方法查找其中某个片断都是通过快进或快到等顺序来浏览内容查找,这种方法不仅要求用户注意力高度集中,而且特别浪费时间。在多媒体教学过程中,使用这种方法不仅会出现迷航现象,而且会降低学习效率。由于视频、音频内容包含复杂丰富的信息数据,对视频、音频检索已成为实际应用中一个难题,而基于内容分析方法是目前视频、音频检索主要发展趋势。

如何解决多媒体信息内容描述问题,目前主要是采用基于内容分析视频处理与检索方法,这种方法是近年来随着多媒体数据处理技术发展而提出的。基于内容分析的方法是从另一个角度来认识多媒体信息,从早期基本颜色检索,到综合利用多种多媒体特征进行检索。如:颜色、纹理、形状、 场景、镜头、帧等特征信息。目前该技术已经发展到实用阶段,其中多媒体内容描述接口MPEG-7是目前被广泛接受的一种国际标准,其核心就是基于多媒体内容分析。

MPEG序列媒体标准是目前最为广泛应用的视/音频媒体标准,目前广泛应用的主要有MPEG-I、MPEG-II、MPEG-4等,它们都是对数字运动图像及伴音编码进行压缩的一种国际标准,其中MPEG-4采用按照具有一定时间关系和空间关系的对象来进行视、音频编码的处理方式。而MPEG-7是在MPEG-4基础上发展起来,MPEG-7重点是对视音频信息内容进行不同程度描述与定义,而与多媒体信息的编码和存储方式无关。

3. 多媒体教学信息检索工作流程

多媒体教学信息检索主要工作流程分为三个阶段:内容获取、内容描述、内容操作。即先对原始媒体进行处理,提取内容,然后用标准形式对它们进行描述,来支持用户对内容的操作。

内容获取通过各种内容分析和处理,而获得媒体内容的过程,它包括信息分割、特征提取两个部分。信息分割分成图像分割与视频分割。内容获取核心是特征提取。特征提取就是提取内容显著的特征和人的视觉、听觉方面的感知特征来表示媒体和媒体对象的性质,特征提取有自动特征提取和人工交互或提取两种方式。 转贴于

内容描述就是描述在以上过程中获取的内容,内容描述是MPEG-7标准中的内容,它可以用来描述越来越多的不可预知的信息,MPEG-7是用来对多媒体信息进行不同程序描述的方法和工具。 MPEG-7国际专家组制定的多媒体内容描述主要是采用了描述符和描述方案来分别描述媒体的特征及其关系。描述符就是对实体特征描述表示方法,描述方案是说明描述符的结构和相互关系。描述定义语言DDL是规定了描述方案的语言,它允许对现有的描述方案进行修改和扩展。MPEG-7描述符只与多媒体内容相关,并不依赖于多媒体内容的编码或存储方式,所以它可以独立于各个厂商的平台,它方便了多媒体内容分布处理与内容的交换调用。

内容操作是对内容用户操作和应用,因为用户对内容有着不同的需求。查询多用于数据库操作,检索只是在索引支持下快速获取信息的方式,搜索是用户通过搜索引擎在Internet中搜寻自己所需的信息,浏览是用户通过浏览操作,线性或非线性地存取结构化与非结构化(超媒体)内容。

4.“元数据”技术与MPEG-7格式的定义

为了解决对多媒体中视音频数据内容描述提出了“元数据”的概念,所谓“元数据”就是用来描述数据特性的数据。多媒体数据特性的描述不是对图像和声音波形进行简单的采样,而是获取它们的物理特征和时间信息,这些数据就是元数据。例如:视频可用幕、场景、镜头、帧等特征信息来描述。元数据技术的出现使得对多媒体内容及特征的管理与检索成为可能,MPEG-7就是采用了元数据技术的多媒体内容描述结构标准,通过MPEG-7格式定义的多媒体教学信息让学生可以高效率地搜索、过滤、定义自己所需要的视音频资料。目前国际MPEG组织在MPEG-7标准中定义五种内容信息。1.创建和生产:视音频制作的基本信息如:电视片头、导演、曲作者等;2.媒体:定义资料存储的方法,如视频音频是否经过压缩、编码方式、储存媒介等;3.使用:定义资料使用的方式,例如电视教学片版权单位,播放时间;4.结构方面:对电视片中出现的某种物品、颜色或者是音乐中某一片段旋律的描述;5.概念方面:定义了资料中各种控制的链接或交互。

通过以上五种内容定义可以看出MPEG-7只是定义了对多媒体信息不同程度描述的方法,并没有规定怎样利用内容描述进行搜索的具体程序和工具,MPEG-7对多媒体内容描述的特征可以夹带在MPEG-I、MPEG-II、MPEG-4等格式视音频资料中使用,也可以独立使用。MPEG-7本身虽然没有直接对文本信息进行描述,但它考虑到现有文本信息描述方法,支持它们之间即描述视音频信息和描述文本信息之间的接口。

5.MPEG-7在多媒体教学中的应用

在当前多媒体教学过程中,多媒体教学信息快速获取教学过程重要的环节。在实际中使用视音频资料时往往可能采用其中某一个片段或某部乐曲中的一段旋律。如果利用了MPEG-7标准以后,教师只要输入几个简单的音符就可以找到某段乐曲,只要画简单的线条和简单的图案就可以在庞大的多媒体信息库中找到所需视频、音频资料的某个片段,这极大提高了课堂教学效率。在网络教学中学生可以轻松在数字图书馆中找到自己所需的教学信息,不必采用导航图标一级级搜寻。对网络多媒体教学信息组织管理可以通过多媒体内容分析技术提取多媒体内容元数据,保证了媒体内容元数据库及其元数据格式的遵循MPEG-7标准,为网络教学资源共享和交流创造了良好的基础。目前MPEG-7应用较为广泛,不仅在教育领域,而且在广播电视媒体、多媒体编辑制作、导游、娱乐、新闻、地理信息、建筑等领域有着广泛应用潜力。

6.结束语:

总之多媒体信息检索技术是一门综合了数字视频/图像处理、语音识别/语言处理、多媒体数据库、模式识别、人工智能等学科计算机应用技术,随着这些学科发展,多媒体信息检索技术会不断成熟完善,对社会信息化产生巨大推动作用。 转贴于

参考文献

[1] 李国辉 基于内容的多媒体信息存取技术《计算机世界》 2000年第六期

第3篇:简述多媒体技术的概念和特征范文

关键词:多媒体课件;设计;新思路

中图分类号:G431 文献标志码:A 文章编号:1002-2589(2012)17-0242-02

我国信息技术与课程整合已开展十多年,已经从局部试点学校的计算机基础知识教学转变为培养学生信息素养的信息技术教育。强调把信息技术作为教师教、学生学、交流互动的环境,开展形式多样的信息技术与课程整合活动,引导学生革新教育观念和教学模式,促进学生创新精神与实践能力的培养。根据美国教育与技术首席执行官论坛(Forum on Education & Technology,简称CEO)提出的技术整合周期,我们已经渡过了最初资本的投入阶段(教师承认信息技术具有助教助学的作用,且已付诸实践),正在调整阶段(教师熟知技术工具的教学特性,期望能进一步发挥信息技术助教助学的作用)探索前进。

为避免“为了技术而技术”这一错误观念带来的资源浪费,提高教师使用信息技术支持课堂教学的有效性。学者们都认为,发挥工具的技术优势,挖掘工具的教学特性,将工具融入到教师教与学生学的各种境脉中,提高课堂教学的有效性是当前研究的热点和难点。从技术支持学习的实质来看,教师只有掌握了各种技术工具的教学特性,并深刻理解学习者学习不同知识的内部心理过程,才能找准工具用力的“支点”,将技术优势与心理机制整合成信息技术支持的一系列课堂教学事件中,最终从根本上优化教师教与学生学的方式,提高课堂教学的有效性[1]。

一、信息技术支持课堂有效教学的尴尬局面

应用信息技术支持课堂教学时,计算机、网络等如果仅仅被认为是信息传递、存储、加工的工具,将会剥夺教师教与学生学的过程中的有意义控制。因为学习者是从思考中获得学习的,而不是从技术中学习的[2]。当学习者使用诸如语义网络、专家系统、超媒体、智能系统等思维工具学习时,他们并非是减少了信息处理的工作量,而是进行着更为复杂、更为有效的高级思维。各类认知工具可以为学习者提供认知支架,弥补认知缺陷,促进阐释和重组学习者的知识思维,完成知识外化、协调监控等思维过程。

然而,在当前信息技术支持的课堂教学中,除了计算机、投影机、视频展台等演示工具带来肤浅的感官刺激之外,严重缺乏可以供学生多元参与、协商竞争的平台,学习者在思维工具支持下的深层次的知识建构就很难发生,教师也显得巧妇难为无米之炊。因此,技术手段单一,以课件的简单呈现为主,是当前信息技术课堂应用的主要内容,这与大家所倡导的“利用多元认知工具,提供认知支架,促进有意义学习”高级目标存在较大的落差,成为影响我们应用信息技术,促进有效教学的关键问题。

二、有关多媒体学习研究的相关分析

自20世纪初以来,有关多媒体学习的研究大概可以划分为三代。第一代的多媒体学习源于心理学、艺术、电影、广告等领域,研究重点考察学习者如何整合和利用言语信息和视觉信息等,强调检测文本、声音、图片等媒体形式对学习者认知过程的作用。这就忽略了媒体所处的学习境脉,主要包括学习者的自身特征与学习任务特征两方面。因此,这一代多媒体学习的设计目标仅仅是较为低级的学习任务,即陈述性知识的掌握。第二代研究则把怎样设计多媒体信息促进有意义学习作为研究的核心,并认为多媒体学习设计的效果评估应侧重知识迁移与问题解决。Baddeley(1986)的工作记忆扩展模型,Sweller(1989)的认知负担理论,Mayer(200l)的多媒体学习模型等都是这一时期的重要研究成果[3]。

在前两代研究的基础上,第三代的多媒体学习趋向探讨:教学设计是适应各种媒体还是仅仅针对某一种特定的媒体,多媒体设计对学生内部问题表征结构变化的作用如何,以及多媒体设计是否有助于学生的自主学习,是否有助于不同知识结构的学生开展有效学习等。研究表明,多媒体学习设计必须从具体的学习内容和方法出发,考察媒体设计是否可以符合学习者的特征,是否满足完成学习任务的需求。这就要求多媒体设计必须从学习者特定的学习境脉出发,剖析学习者学习特定知识内容的内部心理过程,进而选择适当的媒体形式,组织设计,以促进有意义学习。

三、多媒体课件的设计的要点分析

多媒体课件是把教师的教学想法,主要包括教学目标、教学内容、教学策略、教学顺序、组织控制方法等方面,用计算机程序进行描述的教学软件。它是主讲教师自身学科知识、教学知识及策略知识的一种显性化的表征形式。在心理学研究领域,知识表征指知识内容在学习者头脑中存储和组织的形式,也是知识在学习者头脑中的呈现方式,与之对应的心理过程是人脑的各种记忆模型。在知识工程设计领域,知识表征则倾向于“知识表示”的提法,侧重知识内容在计算机中的存储形式与运算机制,与之对应的则是计算机数据结构模型与算法模型等。

在多媒体设计领域,知识表征强调的是知识内容外在的表现形式,与之对应的则是承载知识内容的各类符号,如公式、图示、图解等,也是直接刺激学习者的感觉器官的各类媒介。可见,只有将认知心理学与知识工程的相关研究连接起来,才能更好地将教学内容多媒体化,设计有效的多媒体课件,为学习者特定的内部心理过程提供认知支架。因此,在以学生为主体、教师为主导的教学结构中,多媒体课件的设计必须以学生学习不同类型知识的心理过程为前提,必须把握学生获得知识建构的认知缺陷与认知负荷,然后按照不同的表征方式,完成结构、内容与策略的多媒体化。

四、设计思路:技术取向的多媒体课件设计

相对于以往的系统教学设计模式,研究认为,多媒体课件的设计更应该遵循技术取向的教学设计模式。技术取向的教学设计模式首先考虑技术工具是不是解决特定教学问题的理想方案,也是多媒体课件设计的必要性分析。然后考察技术应用的策略有哪些,可以解决诸多教学问题中的哪些问题,最后才是利用有效的技术设计来解决这些针对性的问题,而不是夸大技术的助学特性,系统地设计技术工具来解决教学任务中的所有问题。美国马里兰大学M.D.Roblyer教授研究认为,技术设计的步骤主要有:确定技术是不是解决特定教学问题的理想方法;技术设计的目标及其评估方法是什么;应该整合哪些技术工具;技术产品的试用;评价技术设计策略与修订等五个阶段[4]。

按照以上技术取向的教学设计模式,研究以小学数学《圆柱表面积》应用题为例,分析认为多媒体课件的设计主要包括以下步骤:

【应用题】压路机的滚轴形状是个圆柱,长1.5米,横截面的半径是0.6米,如果滚轴以每分钟滚动5圈的速度向前行进,请问一分钟压过的面积是多少?

(一)考察设计多媒体课件是不是解决教学问题的理想方法。首先是明确这一教学任务完成的教学问题是什么,包括教师的教学与学生学习两方面的困难与问题。《圆柱表面积》这一教学内容的任务是帮助六年级学生理解应用题目中隐含的圆柱体特征,进而应用所学的圆柱表面运算公式来解决问题。其次,针对具体问题,比较分析设计制作多媒体课件与以往的教学方法之间的差异,尤其是多媒体课件在问题解决上的优势特征。通常情况下,教师往往借助水杯、木桶等学生常见的生活用品来引导学生构建题目中所创设的问题情景,并通过解析题目隐含的关键词句来获取圆柱表面积求解公式中所包含的要素(半径、高、周长、长等要素),分析哪些是题目已知要素,哪些是未知要素,进而逐步求解。最后,考察分析拟设计的多媒体课件应具备的技术特征,解决问题的优势有哪些,以确保技术支持教学的有效性。帮助学生构建圆柱表面积的运算操作过程是解决应用题的关键,利用多媒体的展示手段描述题目情境,可以帮助学习者直观地理解题目所隐含的圆柱体特征,起到简化思考过程的作用。非线性、多媒体化的组织呈现方式,也有利于学习者组合已知条件,简化未知条件。

(二)明确多媒体课件设计的具体目标,构建评估课件支持教学的指标体系。按照教学任务的详细要求,剖析问题产生的内部心理机制,以及影响问题解决的主要因素,以此来确定多媒体课件设计的目标。如在问题表征的“引起注意,理解文字情境”阶段,多媒体课件采取“图文结合,利用动画效果引起注意”、“标记关键词汇”、“标注关键概念、专业术语”、“淡化数字对问题情境的迷惑”等策略引起学生注意,提高题目的理解程度。同时,结合这些设计课件设计的目标制定相应的评价指标。

(三)基于教育教学心理学考察需要整合哪些技术工具来实现多媒体课件制作。《圆柱表面积》应用题课件设计的要点在于问题情境演示、关键词句解析、未已知条件分析等,展示、动画软件PowerPoint与Flash就可以完成课件的制作。

(四)利用选取的技术实现工具制作多媒体课件,并开展小范围的教学试用。

(五)结合前端目标分析与试用结果,对课件进行评估和修订。

因此,技术取向的多媒体课件设计已超越对教学内容、教学过程、教学策略等的简单呈现,更加注重剖析学习者学习特定知识的内部心理过程,分析归纳出这一系列的内部过程可能出现的认知缺陷或认知负荷,然后借助有效的多媒体设计,为学习者提供认知支架,促进有意义学习。

参考文献:

[1]沙景荣,姚勇伟,王艳艳.信息技术支持中小学课堂教学的作用到底是什么[J].中国电化教育,2009,(9).

[2][美]D·H·乔纳森.技术支持的思维建模:用于概念转变的思维工具[M].顾小清,等,译.上海:华东师范大学出版社,2008:3-4.

第4篇:简述多媒体技术的概念和特征范文

摘要:根据目前国内外设计学者进行机械产品设计时的主要思维特点,将产品方案的设计方法概括为系统化、结构模块化、基于产品特征知识和智能四种类型。指出四种方法的特点及其相互间的有机联系,提出产品方案设计计算机实现的努力方向。

科学技术的飞速发展,产品功能要求的日益增多,复杂性增加,寿命期缩短,更新换代速度加快。然而,产品的设计,尤其是机械产品方案的设计手段,则显得力不从心,跟不上时展的需要。目前,计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究,并初见成效,而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。为此,作者在阅读了大量文献的基础上,概括总结了国内外设计学者进行方案设计时采用的方法,并讨论了各种方法之间的有机联系和机械产品方案设计计算机实现的发展趋势。

根据目前国内外设计学者进行机械产品方案设计所用方法的主要特征,可以将方案的现代设计方法概括为下述四大类型。

一、系统化设计方法

系统化设计方法的主要特点是:将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统,每个设计要素具有独立性,各个要素间存在着有机的联系,并具有层次性,所有的设计要素结合后,即可实现设计系统所需完成的任务。

系统化设计思想于70年代由德国学者Pahl和Beitz教授提出,他们以系统理论为基础,制订了设计的一般模式,倡导设计工作应具备条理性。德国工程师协会在这一设计思想的基础上,制订出标准VDI2221“技术系统和产品的开发设计方法。

制定的机械产品方案设计进程模式,基本上沿用了德国标准VDI2221的设计方式。除此之外,我国许多设计学者在进行产品方案设计时还借鉴和引用了其他发达国家的系统化设计思想,其中具有代表性的是:

(1)将用户需求作为产品功能特征构思、结构设计和零件设计、工艺规划、作业控制等的基础,从产品开发的宏观过程出发,利用质量功能布置方法,系统地将用户需求信息合理而有效地转换为产品开发各阶段的技术目标和作业控制规程的方法。

(2)将产品看作有机体层次上的生命系统,并借助于生命系统理论,把产品的设计过程划分成功能需求层次、实现功能要求的概念层次和产品的具体设计层次。同时采用了生命系统图符抽象地表达产品的功能要求,形成产品功能系统结构。

(3)将机械设计中系统科学的应用归纳为两个基本问题:一是把要设计的产品作为一个系统处理,最佳地确定其组成部分(单元)及其相互关系;二是将产品设计过程看成一个系统,根据设计目标,正确、合理地确定设计中各个方面的工作和各个不同的设计阶段。

由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同,进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。下面介绍一些具有代表性的系统化设计方法。

1.1设计元素法

用五个设计元素(功能、效应、效应载体、形状元素和表面参数)描述“产品解”,认为一个产品的五个设计元素值确定之后,产品的所有特征和特征值即已确定。我国亦有设计学者采用了类似方法描述产品的原理解。

1.2图形建模法

研制的“设计分析和引导系统”KALEIT,用层次清楚的图形描述出产品的功能结构及其相关的抽象信息,实现了系统结构、功能关系的图形化建模,以及功能层之间的联接。将设计划分成辅助方法和信息交换两个方面,利用Nijssen信息分析方法可以采用图形符号、具有内容丰富的语义模型结构、可以描述集成条件、可以划分约束类型、可以实现关系间的任意结合等特点,将设计方法解与信息技术进行集成,实现了设计过程中不同抽象层间信息关系的图形化建模。

将语义设计网作为设计工具,在其开发的活性语义设计网ASK中,采用结点和线条组成的网络描述设计,结点表示元件化的单元(如设计任务、功能、构件或加工设备等),线条用以调整和定义结点间不同的语义关系,由此为设计过程中的所有活动和结果预先建立模型,使早期设计要求的定义到每一个结构的具体描述均可由关系间的定义表达,实现了计算机辅助设计过程由抽象到具体的飞跃。

1.3“构思”—“设计”法

将产品的方案设计分成“构思”和“设计”两个阶段。“构思”阶段的任务是寻求、选择和组合满足设计任务要求的原理解。“设计”阶段的工作则是具体实现构思阶段的原理解。

将方案的“构思”具体描述为:根据合适的功能结构,寻求满足设计任务要求的原理解。即功能结构中的分功能由“结构元素”实现,并将“结构元素”间的物理联接定义为“功能载体”,“功能载体”和“结构元素”间的相互作用又形成了功能示意图(机械运动简图)。方案的“设计”是根据功能示意图,先定性地描述所有的“功能载体”和“结构元素”,再定量地描述所有“结构元素”和联接件(“功能载体”)的形状及位置,得到结构示意图。Roper,H.利用图论理论,借助于由他定义的“总设计单元(GE)”、“结构元素(KE)”、“功能结构元素(FKE)”、“联接结构元素(VKE)”、“结构零件(KT)”、“结构元素零件(KET)”等概念,以及描述结构元素尺寸、位置和传动参数间相互关系的若干种简图,把设计专家凭直觉设计的方法做了形式化的描述,形成了有效地应用现有知识的方法,并将其应用于“构思”和“设计”阶段。

从设计方法学的观点出发,将明确了设计任务后的设计工作分为三步:1)获取功能和功能结构(简称为“功能”);2)寻找效应(简称为“效应”);3)寻找结构(简称为“构形规则”)。并用下述四种策略描述机械产品构思阶段的工作流程:策略1:分别考虑“功能”、“效应”和“构形规则”。因此,可以在各个工作步骤中分别创建变型方案,由此产生广泛的原理解谱。策略2:“效应”与“构形规则”(包括设计者创建的规则)关联,单独考虑功能(通常与设计任务相关)。此时,辨别典型的构形规则及其所属效应需要有丰富的经验,产生的方案谱远远少于策略1的方案谱。策略3:“功能”、“效应”、“构形规则”三者密切相关。适用于功能、效应和构形规则间没有选择余地、具有特殊要求的领域,如超小型机械、特大型机械、价值高的功能零件,以及有特殊功能要求的零部件等等。策略4:针对设计要求进行结构化求解。该策略从已有的零件出发,通过零件间不同的排序和连接,获得预期功能。

1.4矩阵设计法

在方案设计过程中采用“要求—功能”逻辑树(“与或”树)描述要求、功能之间的相互关系,得到满足要求的功能设计解集,形成不同的设计方案。再根据“要求—功能”逻辑树建立“要求—功能”关联矩阵,以描述满足要求所需功能之间的复杂关系,表示出要求与功能间一一对应的关系。

Kotaetal将矩阵作为机械系统方案设计的基础,把机械系统的设计空间分解为功能子空间,每个子空间只表示方案设计的一个模块,在抽象阶段的高层,每个设计模块用运动转换矩阵和一个可进行操作的约束矢量表示;在抽象阶段的低层,每个设计模块被表示为参数矩阵和一个运动方程。

1.5键合图法

将组成系统元件的功能分成产生能量、消耗能量、转变能量形式、传递能量等各种类型,并借用键合图表达元件的功能解,希望将基于功能的模型与键合图结合,实现功能结构的自动生成和功能结构与键合图之间的自动转换,寻求由键合图产生多个设计方案的方法。

二、结构模块化设计方法

从规划产品的角度提出:定义设计任务时以功能化的产品结构为基础,引用已有的产品解(如通用零件部件等)描述设计任务,即分解任务时就考虑每个分任务是否存在对应的产品解,这样,能够在产品规划阶段就消除设计任务中可能存在的矛盾,早期预测生产能力、费用,以及开发设计过程中计划的可调整性,由此提高设计效率和设计的可靠性,同时也降低新产品的成本。Feldmann将描述设计任务的功能化产品结构分为四层,(1)产品(2)功能组成(3)主要功能组件(4)功能元件。并采用面向应用的结构化特征目录,对功能元件进行更为具体的定性和定量描述。同时研制出适合于产品开发早期和设计初期使用的工具软件STRAT。

认为专用机械中多数功能可以采用已有的产品解,而具有新型解的专用功能只是少数,因此,在专用机械设计中采用功能化的产品结构,对于评价专用机械的设计、制造风险十分有利。

提倡在产品功能分析的基础上,将产品分解成具有某种功能的一个或几个模块化的基本结构,通过选择和组合这些模块化基本结构组建成不同的产品。这些基本结构可以是零件、部件,甚至是一个系统。理想的模块化基本结构应该具有标准化的接口(联接和配合部),并且是系列化、通用化、集成化、层次化、灵便化、经济化,具有互换性、相容性和相关性。我国结合软件构件技术和CAD技术,将变形设计与组合设计相结合,根据分级模块化原理,将加工中心机床由大到小分为产品级、部件级、组件级和元件级,并利用专家知识和CAD技术将它们组合成不同品种、不同规格的功能模块,再由这些功能模块组合成不同的加工中心总体方案。

以设计为目录作为选择变异机械结构的工具,提出将设计的解元素进行完整的、结构化的编排,形成解集设计目录。并在解集设计目录中列出评论每一个解的附加信息,非常有利于设计工程师选择解元素。

根据机械零部件的联接特征,将其归纳成四种类型:1)元件间直接定位,并具有自调整性的部件;2)结构上具有共性的组合件;3)具有嵌套式结构及嵌套式元件的联接;4)具有模块化结构和模块化元件的联接。并采用准符号表示典型元件和元件间的连接规则,由此实现元件间联接的算法化和概念的可视化。

在进行机械系统的方案设计中,用“功能建立”模块对功能进行分解,并规定功能分解的最佳“粒化”程度是功能与机构型式的一一对应。“结构建立”模块则作为功能解的选择对象以便于实现映射算法。

三、基于产品特征知识的设计方法

基于产品特征知识设计方法的主要特点是:用计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验,建立相应的知识库及推理机,再利用已存储的领域知识和建立的推理机制实现计算机辅助产品的方案设计。

机械系统的方案设计主要是依据产品所具有的特征,以及设计领域专家的知识和经验进行推量和决策,完成机构的型、数综合。欲实现这一阶段的计算机辅助设计,必须研究知识的自动获取、表达、集成、协调、管理和使用。为此,国内外设计学者针对机械系统方案设计知识的自动化处理做了大量的研究工作,采用的方法可归纳为下述几种。

3.1编码法

根据“运动转换”功能(简称功能元)将机构进行分类,并利用代码描述功能元和机构类别,由此建立起“机构系统方案设计专家系统”知识库。在此基础上,将二元逻辑推理与模糊综合评判原理相结合,建立了该“专家系统”的推理机制,并用于四工位专用机床的方案设计中。

利用生物进化理论,通过自然选择和有性繁殖使生物体得以演化的原理,在机构方案设计中,运用网络图论方法将机构的结构表达为拓扑图,再通过编码技术,把机构的结构和性能转化为个体染色体的二进制数串,并根据设计要求编制适应值,运用生物进化理论控制繁殖机制,通过选择、交叉、突然变异等手段,淘汰适应值低的不适应个体,以极快的进化过程得到适应性最优的个体,即最符合设计要求的机构方案。

3.2知识的混合型表达法

针对复杂机械系统的方案设计,采用混合型的知识表达方式描述设计中的各类知识尤为适合,这一点已得到我国许多设计学者的共识。

在研制复杂产品方案设计智能决策支持系统DMDSS中,将规则、框架、过程和神经网络等知识表示方法有机地结合在一起,以适应设计中不同类型知识的描述。将多种单一的知识表达方法(规则、框架和过程),按面向对象的编程原则,用框架的槽表示对象的属性,用规则表示对象的动态特征,用过程表示知识的处理,组成一种混合型的知识表达型式,并成功地研制出“面向对象的数控龙门铣床变速箱方案设计智能系统GBCDIS”和“变速箱结构设计专家系统GBSDES”。

3.3利用基于知识的开发工具

在联轴器的CAD系统中,利用基于知识的开发工具NEXPERT-OBJECT,借助于面向对象的方法,创建了面向对象的设计方法数据库,为设计者进行联轴器的方案设计和结构设计提供了广泛且可靠的设计方法谱。则利用NEXPERT描述直线导轨设计中需要基于知识进行设计的内容,由此寻求出基于知识的解,并开发出直线导轨设计专家系统。

3.4设计目录法

构造了“功能模块”、“功能元解”和“机构组”三级递进式设计目录,并将这三级递进式设计目录作为机械传动原理方案智能设计系统的知识库和开发设计的辅助工具。

3.5基于实例的方法

在研制设计型专家系统的知识库中,采用基本谓词描述设计要求、设计条件和选取的方案,用框架结构描述“工程实例”和各种“概念实体”,通过基于实例的推理技术产生候选解来配匹产品的设计要求。

四、智能化设计方法

智能化设计方法的主要特点是:根据设计方法学理论,借助于三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术,以及多媒体、超媒体工具进行产品的开发设计、表达产品的构思、描述产品的结构。

在利用数学系统理论的同时,考虑了系统工程理论、产品设计技术和系统开发方法学VDI2221,研制出适合于产品设计初期使用的多媒体开发系统软件MUSE。

在进行自动取款机设计时,把产品的整个开发过程概括为“产品规划”、“开发”和“生产规划”三个阶段,并且充分利用了现有的CAD尖端技术——虚拟现实技术。1)产品规划—构思产品。其任务是确定产品的外部特性,如色彩、形状、表面质量、人机工程等等,并将最初的设想用CAD立体模型表示出,建立能够体现整个产品外形的简单模型,该模型可以在虚拟环境中建立,借助于数据帽和三维鼠标,用户还可在一定程度上参与到这一环境中,并且能够迅速地生成不同的造型和色彩。立体模型是检测外部形状效果的依据,也是几何图形显示设计变量的依据,同时还是开发过程中各类分析的基础。2)开发—设计产品。该阶段主要根据“系统合成”原理,在立体模型上配置和集成解元素,解元素根据设计目标的不同有不同的含义:可以是基本元素,如螺栓、轴或轮毂联接等;也可以是复合元素,如机、电、电子部件、控制技术或软件组成的传动系统;还可以是要求、特性、形状等等。将实现功能的关键性解元素配置到立体模型上之后,即可对产品的配置(设计模型中解元素间的关系)进行分析,产品配置分析是综合“产品规划”和“开发”结果的重要手段。3)生产规划—加工和装配产品。在这一阶段中,主要论述了装配过程中CAD技术的应用,提出用计算机图像显示解元素在相应位置的装配过程,即通过虚拟装配模型揭示造形和装配间的关系,由此发现难点和问题,并找出解决问题的方法,并认为将CAD技术综合应用于产品开发的三个阶段,可以使设计过程的综合与分析在“产品规划”、“开发”和“生产规划”中连续地交替进行。因此,可以较早地发现各个阶段中存在的问题,使产品在开发进程中不断地细化和完善。

我国利用虚拟现实技术进行设计还处于刚刚起步阶段。利用面向对象的技术,重点研究了按时序合成的机构组合方案设计专家系统,并借助于具有高性能图形和交换处理能力的OpenGL技术,在三维环境中从各个角度对专家系统设计出的方案进行观察,如运动中机构间的衔接状况是否产生冲突等等。

将构造标准模块、产品整体构造及其制造工艺和使用说明的拟订(见图1)称之为快速成型技术。建议在产品开发过程中将快速成型技术、多媒体技术以及虚拟表达与神经网络(应用于各个阶段求解过程需要的场合)结合应用。指出随着计算机软、硬件的不断完善,应尽可能地将多媒体图形处理技术应用于产品开发中,例如三维图形(立体模型)代替装配、拆卸和设计联接件时所需的立体结构想象力等等。

利用智能型CAD系统SIGRAPH-DESIGN作为开发平台,将产品的开发过程分为概念设计、装配设计和零件设计,并以变量设计技术为基础,建立了胶印机凸轮连杆机构的概念模型。从文献介绍的研究工作看,其概念模型是在确定了机构型、数综合的基础上,借助于软件SIGRAPH-DESIGN提供的变量设计功能,使原理图随着机构的结构参数变化而变化,并将概念模型的参数传递给下一级的装配模型、零件设计。

五、各类设计方法评述及发展趋势

综上所述,系统化设计方法将设计任务由抽象到具体(由设计的任务要求到实现该任务的方案或结构)进行层次划分,拟定出每一层欲实现的目标和方法,由浅入深、由抽象至具体地将各层有机地联系在一起,使整个设计过程系统化,使设计有规律可循,有方法可依,易于设计过程的计算机辅助实现。

结构模块化设计方法视具有某种功能的实现为一个结构模块,通过结构模块的组合,实现产品的方案设计。对于特定种类的机械产品,由于其组成部分的功能较为明确且相对稳定,结构模块的划分比较容易,因此,采用结构模块化方法进行方案设计较为合适。由于实体与功能之间并非是一一对应的关系,一个实体通常可以实现若干种功能,一个功能往往又可通过若干种实体予以实现。因此,若将结构模块化设计方法用于一般意义的产品方案设计,结构模块的划分和选用都比较困难,而且要求设计人员具有相当丰富的设计经验和广博的多学科领域知识。

机械产品的方案设计通常无法采用纯数学演算的方法进行,也难以用数学模型进行完整的描述,而需根据产品特征进行形式化的描述,借助于设计专家的知识和经验进行推理和决策。因此,欲实现计算机辅助产品的方案设计,必须解决计算机存储和运用产品设计知识和专家设计决策等有关方面的问题,由此形成基于产品特征知识的设计方法。

目前,智能化设计方法主要是利用三维图形软件和虚拟现实技术进行设计,直观性较好,开发初期用户可以在一定程度上直接参与到设计中,但系统性较差,且零部件的结构、形状、尺寸、位置的合理确定,要求软件具有较高的智能化程度,或者有丰富经验的设计者参与。

值得一提的是:上述各种方法并不是完全孤立的,各类方法之间都存在一定程度上的联系,如结构模块化设计方法中,划分结构模块时就蕴含有系统化思想,建立产品特征及设计方法知识库和推理机时,通常也需运用系统化和结构模块化方法,此外,基于产品特征知识的设计同时又是方案智能化设计的基础之一。在机械产品方案设计中,视能够实现特定功能的通用零件、部件或常用机构为结构模块,并将其应用到系统化设计有关层次的具体设计中,即将结构模块化方法融于系统化设计方法中,不仅可以保证设计的规范化,而且可以简化设计过程,提高设计效率和质量,降低设计成本。

第5篇:简述多媒体技术的概念和特征范文

关键词:机械产品;方案设计方法;发展趋势

引 言

科学技术的飞速发展,产品功能要求的日益增多,复杂性增加,寿命期缩短,更新换代速度加快。然而,产品的设计,尤其是机械产品方案的设计手段,则显得力不从心,跟不上时展的需要。目前,计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究,并初见成效,而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。为此,作者在阅读了大量文献的基础上,概括总结了国内外设计学者进行方案设计时采用的方法,并讨论了各种方法之间的有机联系和机械产品方案设计计算机实现的 发展趋势。

根据目前国内外设计学者进行机械产品方案设计所用方法的主要特征,可以将方案的现代设计方法概括为下述四大类型。

1、系统化设计方法

系统化设计方法的主要特点是:将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统,每个设计要素具有独立性,各个要素间存在着有机的联系,并具有层次性,所有的设计要素结合后,即可实现设计系统所需完成的任务。

系统化设计思想于70年代由德国学者Pahl和Beitz教授提出,他们以系统理论为基础,制订了设计的一般模式,倡导设计工作应具备条理性。德国工程师协会在这一设计思想的基础上,制订出标准VDI2221“技术系统和产品的开发设计方法。

制定的机械产品方案设计进程模式,基本上沿用了德国标准VDI2221的设计方式。除此之外,我国许多设计学者在进行产品方案设计时还借鉴和引用了其他发达国家的系统化设计思想,其中具有代表性的是:

(1)将用户需求作为产品功能特征构思、结构设计和零件设计、工艺规划、作业控制等的基础,从产品开发的宏观过程出发,利用质量功能布置方法,系统地将用户需求信息合理而有效地转换为产品开发各阶段的技术目标和作业控制规程的方法。

(2)将产品看作有机体层次上的生命系统,并借助于生命系统理论,把产品的设计过程划分成功能需求层次、实现功能要求的概念层次和产品的具体设计层次。同时采用了生命系统图符抽象地表达产品的功能要求,形成产品功能系统结构。

(3)将机械设计中系统科学的应用归纳为两个基本问题:一是把要设计的产品作为一个系统处理,最佳地确定其组成部分(单元)及其相互关系;二是将产品设计过程看成一个系统,根据设计目标,正确、合理地确定设计中各个方面的工作和各个不同的设计阶段 。

由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同,进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。下面介绍一些具有代表性的系统化设计方法。

1.1 设计元素法

用五个设计元素(功能、效应、效应载体、形状元素和表面参数)描述“产品解”,认为一个产品的五个设计元素值确定之后,产品的所有特征和特征值即已确定。我国亦有设计学者采用了类似方法描述产品的原理解。

1.2 图形建模法

研制的“设计分析和引导系统”KALEIT,用层次清楚的图形描述出产品的功能结构及其相关的抽象信息,实现了系统结构、功能关系的图形化建模,以及功能层之间的联接 。

将设计划分成辅助方法和信息交换两个方面,利用Nijssen信息分析方法可以采用图形符号、具有内容丰富的语义模型结构、可以描述集成条件、可以划分约束类型、可以实现关系间的任意结合等特点,将设计方法解与信息技术进行集成,实现了设计过程中不同抽象层间信息关系的图形化建模。

文献[11]将语义设计网作为设计工具,在其开发的活性语义设计网ASK中,采用结点和线条组成的网络描述设计,结点表示元件化的单元(如设计任务、功能、构件或加工设备等),线条用以调整和定义结点间不同的语义关系,由此为设计过程中的所有活动和结果预先建立模型,使早期设计要求的定义到每一个结构的具体描述均可由关系间的定义表达,实现了计算机辅助设计过程由抽象到具体的飞跃。

1.3 “构思”—“设计”法

将产品的方案设计分成“构思”和“设计”两个阶段。“构思”阶段的任务是寻求、选择和组合满足设计任务要求的原理解。“设计”阶段的工作则是具体实现构思阶段的原理解。

将方案的“构思”具体描述为:根据合适的功能结构,寻求满足设计任务要求的原理解。即功能结构中的分功能由“结构元素”实现,并将“结构元素”间的物理联接定义为“功能载体”,“功能载体”和“结构元素”间的相互作用又形成了功能示意图(机械运动简图)。方案的“设计”是根据功能示意图,先定性地描述所有的“功能载体”和“结构元素”,再定量地描述所有“结构元素”和联接件(“功能载体”)的形状及位置,得到结构示意图。Roper,H.利用图论理论,借助于由他定义的“总设计单元(GE)”、“结构元素(KE)”、“功能结构元素(FKE)”、“联接结构元素(VKE)”、“结构零件(KT)”、“结构元素零件(KET)”等概念,以及描述结构元素尺寸、位置和传动参数间相互关系的若干种简图,把设计专家凭直觉设计的方法做了形式化的描述,形成了有效地应用现有知识的方法,并将其应用于“构思”和“设计”阶段。

从设计方法学的观点出发,将明确了设计任务后的设计工作分为三步:1) 获取功能和功能结构(简称为“功能”);2) 寻找效应(简称为“效应”);3) 寻找结构(简称为“构形规则”)。并用下述四种策略描述机械产品构思阶段的工作流程:策略1:分别考虑“功能”、“效应”和“构形规则”。因此,可以在各个工作步骤中分别创建变型方案,由此产生广泛的原理解谱。策略2:“效应”与“构形规则”(包括设计者创建的规则)关联,单独考虑功能(通常与设计任务相关)。此时,辨别典型的构形规则及其所属效应需要有丰富的经验,产生的方案谱远远少于策略1的方案谱。策略3:“功能”、“效应”、“构形规则”三者密切相关。适用于功能、效应和构形规则间没有选择余地、具有特殊要求的领域,如超小型机械、特大型机械、价值高的功能零件,以及有特殊功能要求的零部件等等。策略4:针对设计要求进行结构化求解。该策略从已有的零件出发,通过零件间不同的排序和连接,获得预期功能 。

1.4 矩阵设计法

在方案设计过程中采用“要求—功能”逻辑树(“与或”树)描述要求、功能之间的相互关系,得到满足要求的功能设计解集,形成不同的设计方案。再根据“要求—功能”逻辑树建立“要求—功能”关联矩阵,以描述满足要求所需功能之间的复杂关系,表示出要求与功能间一一对应的关系。

Kotaetal将矩阵作为机械系统方案设计的基础,把机械系统的设计空间分解为功能子空间,每个子空间只表示方案设计的一个模块,在抽象阶段的高层,每个设计模块用运动转换矩阵和一个可进行操作的约束矢量表示;在抽象阶段的低层,每个设计模块被表示为参数矩阵和一个运动方程。

1.5 键合图法

将组成系统元件的功能分成产生能量、消耗能量、转变能量形式、传递能量等各种类型,并借用键合图表达元件的功能解,希望将基于功能的模型与键合图结合,实现功能结构的自动生成和功能结构与键合图之间的自动转换,寻求由键合图产生多个设计方案的方 法。

2、结构模块化设计方法

从规划产品的角度提出:定义设计任务时以功能化的产品结构为基础,引用已有的产品解(如通用零件部件等)描述设计任务,即分解任务时就考虑每个分任务是否存在对应的产品解,这样,能够在产品规划阶段就消除设计任务中可能存在的矛盾,早期预测生产能力、费用,以及开发设计过程中计划的可调整性,由此提高设计效率和设计的可靠性,同时也降低新产品的成本。Feldmann将描述设计任务的功能化产品结构分为四层,(1)产品(2)功能组成(3)主要功能组件(4)功能元件。并采用面向应用的结构化特征目录,对功能元件进行更为具体的定性和定量描述。同时研制出适合于产品开发早期和设计初期使用的工具软件STRAT。

认为专用机械中多数功能可以采用已有的产品解,而具有新型解的专用功能只是少数,因此,在专用机械设计中采用功能化的产品结构,对于评价专用机械的设计、制造风 险十分有利。

提倡在产品功能分析的基础上,将产品分解成具有某种功能的一个或几个模块化的基本结构,通过选择和组合这些模块化基本结构组建成不同的产品。这些基本结构可以是零件、部件,甚至是一个系统。理想的模块化基本结构应该具有标准化的接口(联接和配合部),并且是系列化、通用化、集成化、层次化、灵便化、经济化,具有互换性、相容性和相关性。我国结合软件构件技术和CAD技术,将变形设计与组合设计相结合,根据分级模块化原理,将加工中心机床由大到小分为产品级、部件级、组件级和元件级,并利用专家知识和CAD技术将它们组合成不同品种、不同规格的功能模块,再由这些功能模块组合成不同的加工中心总体方案。

以设计为目录作为选择变异机械结构的工具,提出将设计的解元素进行完整的、结构化的编排,形成解集设计目录。并在解集设计目录中列出评论每一个解的附加信息,非常有利于设计工程师选择解元素。

根据机械零部件的联接特征,将其归纳成四种类型:1)元件间直接定位,并具 有自调整性的部件;2) 结构上具有共性的组合件;3)具有嵌套式结构及嵌套式元件的联接 ;4)具有模块化结构和模块化元件的联接。并采用准符号表示典型元件和元件间的连接规则,由此实现元件间联接的算法化和概念的可视化。

在进行机械系统的方案设计中,用“功能建立”模块对功能进行分解,并规定功能分解的最佳“粒化”程度是功能与机构型式的一一对应。“结构建立”模块则作为功能解的选择对象以便于实现映射算法。

3、基于产品特征知识的设计方法

基于产品特征知识设计方法的主要特点是:用计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验,建立相应的知识库及推理机,再利用已存储的领域知识和建立的推理机制实现计算机辅助产品的方案设计。

机械系统的方案设计主要是依据产品所具有的特征,以及设计领域专家的知识和经验进行推量和决策,完成机构的型、数综合。欲实现这一阶段的计算机辅助设计,必须研究知识的自动获取、表达、集成、协调、管理和使用。为此,国内外设计学者针对机械系统方案设计知识的自动化处理做了大量的研究工作,采用的方法可归纳为下述几种。

3.1 编码法

根据“运动转换”功能(简称功能元)将机构进行分类,并利用代码描述功能元和机构类别,由此建立起“机构系统方案设计专家系统”知识库。在此基础上,将二元逻辑推理与模糊综合评判原理相结合,建立了该“专家系统”的推理机制,并用于四工位专用机床的方案设计中。

利用生物进化理论,通过自然选择和有性繁殖使生物体得以演化的原理,在机构方案设计中,运用网络图论方法将机构的结构表达为拓扑图,再通过编码技术,把机构的结构和性能转化为个体染色体的二进制数串,并根据设计要求编制适应值,运用生物进化理论控制繁殖机制,通过选择、交叉、突然变异等手段,淘汰适应值低的不适应个体,以极快的进化过程得到适应性最优的个体,即最符合设计要求的机构方案。

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3.2 知识的混合型表达法

针对复杂机械系统的方案设计,采用混合型的知识表达方式描述设计中的各类知识尤为适合,这一点已得到我国许多设计学者的共识。

在研制复杂产品方案设计智能决策支持系统DMDSS中,将规则、框架、过程和神经网络等知识表示方法有机地结合在一起,以适应设计中不同类型知识的描述。将多种单一的知识表达方法(规则、框架和过程),按面向对象的编程原则,用框架的槽表示对象的属性,用规则表示对象的动态特征,用过程表示知识的处理,组成一种混合型的知识表达型式,并成功地研制出“面向对象的数控龙门铣床变速箱方案设计智能系统GBCDIS”和“变速箱结构设计专家系统GBSDES”。

3.3 利用基于知识的开发工具

在联轴器的CAD系统中,利用基于知识的开发工具NEXPERT-OBJECT,借助于面向对象的方法,创建了面向对象的设计方法数据库,为设计者进行联轴器的方案设计和结构设计提供了广泛且可靠的设计方法谱。则利用NEXPERT描述直线导轨设计中需要基于知识进行设计的内容,由此寻求出基于知识的解,并开发出直线导轨设计专家系统。

3.4 设计目录法

构造了“功能模块”、“功能元解”和“机构组”三级递进式设计目录,并将这三级递进式设计目录作为机械传动原理方案智能设计系统的知识库和开发设计的辅助工具。

3.5 基于实例的方法

在研制设计型专家系统的知识库中,采用基本谓词描述设计要求、设计条件和选取的方案,用框架结构描述“工程实例”和各种“概念实体”,通过基于实例的推理技术产生候选解来配匹产品的设计要求。

4、智能化设计方法

智能化设计方法的主要特点是:根据设计方法学理论,借助于三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术,以及多媒体、超媒体工具进行产品的开发设计、表达产品的构思、描述 产品的结构。

在利用数学系统理论的同时,考虑了系统工程理论、产品设计技术和系统开发方法学VDI2221,研制出适合于产品设计初期使用的多媒体开发系统软件MUSE。

在进行自动取款机设计时,把产品的整个开发过程概括为“产品规划”、“开发”和“生产规划”三个阶段,并且充分利用了现有的CAD尖端技术——虚拟现实技术。1) 产品规划—构思产品。其任务是确定产品的外部特性,如色彩、形状、表面质量、人机工程等等,并将最初的设想用CAD立体模型表示出,建立能够体现整个产品外形的简单模型,该模型可以在虚拟环境中建立,借助于数据帽和三维鼠标,用户还可在一定程度上参与到这一环境中,并且能够迅速地生成不同的造型和色彩。立体模型是检测外部形状效果的依据,也是几何图形显示设计变量的依据,同时还是开发过程中各类分析的基础。 2) 开发—设计产品。该阶段主要根据“系统合成”原理,在立体模型上配置和集成解元素,解元素根据设计目标的不同有不同的含义:可以是基本元素,如螺栓、轴或轮毂联接等;也可以是复合元素,如机、电、电子部件、控制技术或软件组成的传动系统;还可以是要求、特性、形状等等。将实现功能的关键性解元素配置到立体模型上之后,即可对产品的配置(设计模型中解元素间的关系)进行分析,产品配置分析是综合“产品规划”和“开发”结果的重要手段。3) 生产规划—加工和装配产品。在这一阶段中,主要论述了装配过程中CAD技术的应用,提出用计算机图像显示解元素在相应位置的装配过程,即通过虚拟装配模型揭示造形和装配间的关系,由此发现难点和问题,并找出解决问题的方法,并认为将CAD技术综合应用于产品开发的三个阶段,可以使设计过程的综合与分析在“产品规划”、“开发”和“生产规划”中连续地交替进行。因此,可以较早地发现各个阶段中存在的问题,使产品在开发进程中不断地细化和完善。

我国利用虚拟现实技术进行设计还处于刚刚起步阶段。利用面向对象的技术,重点研究了按时序合成的机构组合方案设计专家系统,并借助于具有高性能图形和交换处理能力的OpenGL技术,在三维环境中从各个角度对专家系统设计出的方案进行观察,如运动中机构间的衔接状况是否产生冲突等等。

将构造标准模块、产品整体构造及其制造工艺和使用说明的拟订(见图1)称之为快速成型技术。建议在产品开发过程中将快速成型技术、多媒体技术以及虚拟表达与神经网络(应用于各个阶段求解过程需要的场合)结合应用。指出随着计算机软、硬件的不断完善,应尽可能地将多媒体图形处理技术应用于产品开发中,例如三维图形(立体模型)代替装配、拆卸和设计联接件时所需的立体结构想象力等等。

利用智能型CAD系统SIGRAPH-DESIGN作为开发平台,将产品的开发过程分为概念设计、装配设计和零件设计,并以变量设计技术为基础,建立了胶印机凸轮连杆机构的概念模型。从文献介绍的研究工作看,其概念模型是在确定了机构型、数综合的基础上,借助于软件SIGRAPH-DESIGN提供的变量设计功能,使原理图随着机构的结构参数变化而变化,并将概念模型的参数传递给下一级的装配模型、零件设计。

5、各类设计方法评述及发展趋势

综上所述,系统化设计方法将设计任务由抽象到具体(由设计的任务要求到实现该任务的方案或结构)进行层次划分,拟定出每一层欲实现的目标和方法,由浅入深、由抽象至具体地将各层有机地联系在一起,使整个设计过程系统化,使设计有规律可循,有方法可依,易于设计过程的计算机辅助实现。

结构模块化设计方法视具有某种功能的实现为一个结构模块,通过结构模块的组合,实现产品的方案设计。对于特定种类的机械产品,由于其组成部分的功能较为明确且相对稳定,结构模块的划分比较容易,因此,采用结构模块化方法进行方案设计较为合适。由于实体与功能之间并非是一一对应的关系,一个实体通常可以实现若干种功能,一个功能往往又可通过若干种实体予以实现。因此,若将结构模块化设计方法用于一般意义的产品方案设计,结构模块的划分和选用都比较困难,而且要求设计人员具有相当丰富的设计经验和广博的多学科 领域知识。

机械产品的方案设计通常无法采用纯数学演算的方法进行,也难以用数学模型进行完整的描述,而需根据产品特征进行形式化的描述,借助于设计专家的知识和经验进行推理和决策。因此,欲实现计算机辅助产品的方案设计,必须解决计算机存储和运用产品设计知识和专家设计决策等有关方面的问题,由此形成基于产品特征知识的设计方法。

目前,智能化设计方法主要是利用三维图形软件和虚拟现实技术进行设计,直观性较好,开发初期用户可以在一定程度上直接参与到设计中,但系统性较差,且零部件的结构、形状、尺寸、位置的合理确定,要求软件具有较高的智能化程度,或者有丰富经验的设计者参与。

值得一提的是:上述各种方法并不是完全孤立的,各类方法之间都存在一定程度上的联系,如结构模块化设计方法中,划分结构模块时就蕴含有系统化思想,建立产品特征及设计方法知识库和推理机时,通常也需运用系统化和结构模块化方法,此外,基于产品特征知识的设计同时又是方案智能化设计的基础之一。在机械产品方案设计中,视能够实现特定功能的通用零件、部件或常用机构为结构模块,并将其应用到系统化设计有关层次的具体设计中,即将结构模块化方法融于系统化设计方法中,不仅可以保证设计的规范化,而且可以简化设计过程,提高设计效率和质量,降低设计成本。

第6篇:简述多媒体技术的概念和特征范文

摘要:微博是一种建立在关注机制下的分享简短、即时信息的广播式的社交网络平台。它以140字左右的文字更新信息,并实现即时分享,具有手机绑定、低门槛、简单性、交互性、即时性等特点。本文认为,微博创造了一种碎片化、自语化的传播范式。

 

关键词:微博 范式

近年来,一种新的传播媒介——微博,得到了迅猛的发展。微博是一种建立在关注机制下的分享简短、即时信息的广播式的社交网络平台。它以140字左右的文字更新信息,并实现即时分享,具有手机绑定、低门槛、简单性、交互性、即时性等特点。在这种模式下,信息的传递方式摒弃了物质媒介的束缚,传递速度呈“原子裂变”式增长。进入中国仅一年,微博便成为近一半中国网民使用的重要沟通工具。

 

目前,如同水银泻地般,微博已经渗透到政治、经济、文化以及社会生活的各个方面。人们利用微博获取信息、加强沟通交流、实现休闲娱乐;企业利用微博开展品牌推介和产品推广;政府部门通过微博政务信息、回应社会关切。微博对经济社会发展的积极作用日益显现。微博在改变社会生活方式的同时,也改变着我们的语言生活方式。“刷微博”,已成为不少人每日必做的功课。

 

更具体的,微博的独特之处表现为:

一、空间的自由性

除了有140字数的限制外,几乎没有其他的限制条件。微博言论一般没有事前审查制,不像传统媒体那样存在把关人,也没有题材限制,是真正的“意见自由市场”。可以容纳海量信息,可以为数量众多的微博用户提供广阔的发表空间。微博简单的记录方式也降低了对用户文字功底的要求,让普通民众与知识精英拥有同等的发言权,使每位公民有话便可说,满足了自我表达和人际交流的诉求。

 

二、契合快餐文化

形式简单,内容简短,使参与和切入更方便且实时,人人都可以主动选择、接受和传递信息。自媒体的属性使得微博以迅雷不及掩耳的传播速度传播出最新信息,因而信息极具时效性。任何个体的一种观念(一个事件、一种现象、一个问题、一种情绪)出现之后,立刻就能出现在微博上,从而总是优先被民众所阅听。140字的字数要求,使微博内容不管是从写作上还是从阅读上对传授双方都更为便利。传者可明快地表达自己的态度,受众也无须在阅听或反馈时占用太多的时间,这更契合当下快餐式文化需求及生活的快节奏要求。

 

三、“用户——粉丝”的互动模式

在微博的“用户——粉丝”双向传播过程中,传授双方的关系是对等的,双方都是传播行为的主体。用户还可以通过添加关注等方式迅速同其他用户建立联系,从而连成一个庞大的用户群。不同于传统传播媒介,微博将一人说几人听的语言传播和一人看后他人看的物质载体传播,升级成一种一条信息万人同观、同传、同评的模式。如果用户对某一信息关注和认可,该信息就会以一传十、十传百的速度迅速传播开来;如果用户认为某一信息没有意义,该信息就会很快消沉。因此,微博通过用户对信息的关注、转发或回复功能实现海量信息的重新组织。

 

140字,传达的不仅仅是简单的信息,更是这个信息爆炸时代一种崭新的交流方式,是一种生活方式的改变,是一种新的社交方式的生成。

库恩在《科学革命的结构》一书中,引入了“范式”概念。他认为,范式成为区分学科的重要标志。每个学科领域都有一个科学共同体,环绕在科学共同体中的每个个体都必须遵循共同体的研究范式。在语言交际中,牵涉某种媒介或某种形式的技术,并赋予讯息以形式,亦即范式。在这里,范式指的是对经验和信息的选择、组织和展现。信息技术和传播范式不但会改变诸多的社会行为,还会使人们的思想、观念和价值判断不断游移。任何“范式”都意味着由一定的概念或术语、一定的世界观(主要是信念与价值)、一定的范例所构成的实践模式或理论模式。

 

从语言学上来讲,媒体自身的语言反映了社会历史的内在变迁。语言形态是其反映社会的最大显性特征。不难看出,微博是创造了一种新的传播范式。媒介话语使用有三个层面:一是指大众传媒话语即常见的报纸、期刊、电视、电影话语;二是指以电脑为媒介的网络话语;三是指公共话语和日常话语,其媒介如信件、笔记,以及更多技术媒介如电话等。而微博上的信息多是不成“体统”的,有时甚至往往就是一句话。作为一种新媒体形式,微博的话语特征呈现的更多是文本意义上的碎片化,字数的限制使得所有的话语表达呈现出极大的观点性,微博的语言恰好就是一种“文本碎片化”的表达。微博对于传统的语言系统有了彻底的颠覆,个人私语和自述带来了新的媒介生态下的表达快感。例如,“微小说”大赛实际就是满足了这种传播心态,众多网友在140字的篇幅内叙述完成一个故事,有着完整的逻辑结构,把这种微表达发挥到了极致。

 

微博本身的碎片化、自语化特征决定着这种新媒体今后的走向。

第7篇:简述多媒体技术的概念和特征范文

立体几何 复习

一、高中立体几何教学大纲的要求

新课改下高中立体几何教学大纲做出了如下几点要求:

1.1直线、平面、简单几何体的教学要求。

学生需要掌握平面的基本特性,其中包括斜二侧画法画平面的直观图、直线和平面的位置关系图、两条直线平行和垂直的判定定理、两条直线所成角和距离的概念、直线和平面平行或垂直的判定和性质、直线和平面距离的概念、平面之间平行和垂直的判定和性质、二面角及二面角的平面角、平面间的距离概念。方法上要求熟悉反证法证明简单的几何问题,图形上要求了解多面体、棱柱、凸多球、面体、棱锥的基本概念,同时掌握欧拉公式和各种图形的表面积和体积公式。

1.2空间几何体的教学要求。

了解并认识空间几何体的结构特征,并能通过这些特征来描述现实生活中的物体结构,其中包括柱、球等图形。构图上要求学生能够画出简单的空间图锥、形(圆柱、圆锥、棱柱、长方体、球等)并掌握三视图的画法,能够利用简单的材料做出模形,会用斜二侧画法画出直观图。学会利用平行投影和中心投影画出视图和直观图,并结合现实生活画出简单建筑物的视图和直观图。

1.3点、面之间的位置关系。

能够利用模型来理解空间线、点、面之间的位置关系,线、并推理想象出空间线与面关系的定义,掌握推理依据的公理和定理。教学中要求学生在掌握立体几何的定义、公理、定理的基础上,通过感知、操作确认、思辨论证来理解线面平行和垂直的相关特性,并能在学习的过程中归纳出线面与面面平行和垂直的性质定理。

二、高中数学立体几何的教学策略

1、明确三种表述

对于公理、定理应让学生掌握用三种语言(文字语言、符号语言、图形语言)进行表述,而且能将这三种语言相互结合,相互转化。教学时不少教师更注重符号语言和图形语言,因为考试时比较少用到文字语言。其实用文字语言更容易理解定理、公理,因为符号和图形更加抽象,而文字则更加具体,学生易于接受。当然用文字语言表述时可以将定理内容进行概括、浓缩,取其主干,弃其枝叶。

用文字语言表述时应结合符号和图形,三者都不能忽视,图形能体现空间结构特点,而符号则能表示线面间的关系。因此将这三种表述结合起来,能让学生全面掌握,透彻理解。

2、作图是学好立体几何的保证,重视图形语言与符号语言的教学。

要从最基本的平面图形的直观图、几何体的直观图入手,作好示范、严格要求,引导学生作出一个个漂亮而富有立体感的直观图,帮助学生建立起空间想象能力、直观能力。

(1)在立体几何教学中,逐步总结作空间图形的方法,揭示作图依据,归纳作图规律。用到的空间图形尽量当场作图,能徒手作更好,使学生看到作图的全过程。

(2)在解题实践中,让学生多练习,多应用。有关立体几何证明,计算题中,凡学生力所能及的,尽量让学生自己作图。对于学生作图中的典型错误,教师及时予以剖析,同时指出正确作图方法。

(3)提供丰富的直观背景材料,让学生多观察,多模仿,帮助学生从感性认识到理性认识,顺利地形成空间概念。

观察是一种有目的、有顺序的知觉活动。在教学当中,每讲一个概念、公理、定理时,先让学生观察周围环境,回忆生活经验,获得对事物的感知,在此基础上,善于用自己手头的笔、尺子、桌面、书、包括教室等等引导、帮助学生抽象出平面的概念,空间线、面之间的位置关系。在立体几何教学中,引用直观事物说明某个概念是非常有利的,这是因为对具体、动的事物的感知有利于对抽象概念的理解和记忆。

3、开展合作讨论教学,优化学生几何思维

第一,创设问题。问题情境的设置能激发学生的竞争意识,进而刺激思维发散。利用这道题一题多解的特点,在讲解前设置疑问,“这道题你最多能想到几种方法解答?”,学生探究的热情瞬间爆发。

第二,分组讨论。针对一些学生学习立体几何信心不足的问题,尤其是女生学习立体几何的特殊性,本人比较主张采用分组讨论的形式来进行问题的探究解答。在此过程中,学生的个体差异性得到尊重,个性化观点的提出和讨论能得到同步实现教育他人和自我教育,每个学生能在已有学习基础上得到一定程度的提高,促进学生全面发展。学生以问题为中心,回忆、搜索、发现、提取知识库中的信息,进而解答这一问题。学生解题的思路发散开来,懂得多角度考虑问题,并学会从宏观到微观、微观到宏观的灵活转化,几何思维模式得到扩散。

第三,反馈梳理。对于学生的答案要坚持无批评原则,珍惜并尊重学生的个性观点,保护学生学习的积极性。针对学生所提出的答案,组织学生进行一一点评,提出不足和改进意见,完善解题思路。由学生选出最简洁、有效的解题方法,并在此基础上进行拓展教学,以进一步巩固教学成果。

4、借助多媒体技术。

(1)利用多媒体技术直观演示,加深理解几何概念。

教者可以将身边唾手可得的物体,诸如文具盒、乒乓球、笔筒等用于立体几何教学。但在作棱柱、棱锥、圆台等结构分析时,可以利用多媒体制作动画进行演示,如将直角梯形沿高所在的直线旋转一周成圆台,使学生对立体几何图形有了清晰的认识,促使学生主动发现、分析,从而很好地掌握所学内容。

第8篇:简述多媒体技术的概念和特征范文

提出这个观点,是希望引起新闻图片编辑观念的革新,使图片的剪裁与评判,在诸多技法之上拥有一个统合诸元的灵魂性概念。

在这一新概念下,剪裁不再是简单的减法,也不再等同于单纯的局部影像放大,其指导原则与效果,已变成本着再造典型瞬间的主旨意图,对主题进行符合不同媒体需求与受众感受的再深化再加工,如此才能起到对原图片现场瞬间影像的有机提炼与再创作,达至再造典型瞬间的目的。

多年的新闻图片编辑工作中,一直纠结着一个问题:图片编辑或者更确切地说是图片剪裁的最高技术准则应该是什么?并由此提出一个新概念――再造典型瞬间。

问题与答案

其实,这个能够为图片编辑行为与理论起到提纲挈领作用的标准化概念,早已经存在于编辑们的潜意识中了, 只是一直以来,对这一问题,人们缺少将感性认知提升到理性层面,缺少将实践的经验与成果总结提炼为恰当的标准化概念和标准化的文字表述而已。

图片剪裁,是新闻图片编辑工作的主要内容,也是纸质媒体及电子媒体处理新闻图片的必然手段。

剪裁就剪裁吧,可问题是,成千上万的图片,在被各种肤色、信仰、偏好的众多媒体编辑们剪裁之时,编辑手法与价值取向,几乎完全是依照个人及其所服务媒体的价值观、新闻观、兴趣差异、审美偏好而定。这必然会形成图片剪裁标准、取向、方法上的多种多样和效果上的各异其趣。

百花齐放是好事,但它的负面因素也客观存在:即主观性强,随意性大,剪裁效果参差不一。这反映出业界对新闻图片的编辑工作,在基本准则上的理论缺失和实践中的自由裁量与无所适从。由此,也引出了记者与编辑之间在是否应当剪裁以及如何剪裁图片的一系列由来已久的争论。

有些观点认为,编辑们过度自由裁量的裁剪图片是对摄影记者作品与思想的粗涉与破坏。可是我们都知道,首先,新闻作品不是艺术品,它是日常大量应用的信息中的一种,不是用来束之高阁的;其二,现代新闻业已经成为知识型、智能型的产业化链条,各环节环环相扣,层层加工,不断完善,最终整合到为广大受众服务的目标上。既然是产业, 自然就要对其中任何一种原始素材进行加工,以便各种元素有效整合到最终目标上来。所以,对图片要不要剪及怎么剪这个问题,个体的可以商榷,整体的无可厚非。

即便如此,你依然能在世界各地听到记者的质疑:记者有自己的新闻观和对现场画面的把握力,你一个坐在办公室里、距离事件发生现场甚至有千万里之遥的编辑,凭什么就随手拿起“剪刀”按自己的意图随意剪裁画面?你的标准是什么?你的尺度如何设定?这些,如果你作为一名编辑,能给出一个相对客观与合理的回答吗?即便你以自己的和编辑部的观点与规则作出了回应,但面对成百上千张被你和你的同事剪裁了的图片,你真的确信自己的回答能令一线记者们心悦诚服吗?现实的情况是,恐怕一百个编辑会有一百种回答。

逻辑学理论讲,概念是思维的基本单位,如果概念不明晰,思维与行动就会产生混乱。

那么编辑们能否就所有已经和将要被剪裁的图片,拿出一个令多数人心悦诚服的共同的标准化概念呢?有什么样的理念和意识来提纲挈领我们的图片编辑行为呢?

马克思说,当问题提出时,解决问题的答案已在酝酿中。

经过实践与思考,认为这个标准化的概念应当是再造新闻图片的典型性瞬间,可简称为再造典型瞬间。

其实,这个能够为图片编辑行为与理论起到提纲挈领作用的标准化概念,早已经存在于编辑们的潜意识中了――当一幅图片中,某个与文字说明内容相互呼应的影像细节令你感受到或身临其境或动人心魄或妙趣横生的兴奋与共识,促使你静静地拿起剪裁刀尺,满怀欣喜、毫不犹豫地进行剪裁时,对所谓再造典型瞬间这一概念,就已经有了或清晰或朦胧的意识。

内在与在外

由于再造典型瞬间强调的是纯技术性选择,能够使之超越无数媒体与个人的立场与偏好,有助于在理论空间与编辑意识的层面上形成共识与认同。

那么,再造典型瞬间这一概念,凭什么可以称为是图片编辑的最高标准或共同标准呢?这里试着探讨其因果诸元。

按照新闻摄影理论的观点,好的新闻图片,有诸多的评判标准,如新闻性、真实性、思想性、现场感、鲜活感,还有选题、技术与表现方式等,最后,所有这些,都提升凝结到了一个最高点,这个点,就是记录新闻事件的典型性瞬间。

好的图片编辑与评判标准,也应遵循这种统合诸元、高屋建瓴的原则,演绎出自己最高的技术性的标准化概念,即将一系列图片编辑剪裁的具体要求、方法和标准,最后凝结到再造典型瞬间这个点上。

我们知道,一事物区别于他事物的一种内部规定性,就是事物的本质。对于再造典型瞬间这个概念来讲,其本质应该是,在一张新闻图片已有的众多影像元素中,有选择地突出展示符合或反映新闻事件性质与特征的局部瞬间影像。它既不是对原图的照搬与拷贝,也不是对原图的无原则剪裁,而是一种根据已知事实从已有影像出发的再加工和再创作。

我们还知道,一种事物和其他事物相互联系中所表现出来的特性,就是事物的性质。按此逻辑推演,再造典型瞬间的性质可以表述为,是根据新闻事实的客观性、图片已有的影像元素、媒体刊载条件(包括空间与材质)和视觉感受之间所做的选择判断。

其表现形式是,在已有影像中去挖掘更精彩的局部瞬间影像,寻找符合媒体刊载空间与材质特征的更有力度和张力的视觉传播元素。

需解释的是,所谓媒体刊载空间,指不同的媒体编辑综合当日图文稿件的数量与质量所能够给予这幅图片的具体展示尺寸。所谓媒体材质特征,指纸质(铜版纸、新闻纸等)、显示器(大屏幕、电视屏、电脑屏、手机屏等)、色彩(黑白、彩色等)等不同物质形态的媒体对图片大小、色彩、亮度的内在约束。

再造典型瞬间应该是编辑一张新闻图片的出发点与落脚点,是评价新闻图片剪裁成败的价值尺度,是衡量一张新闻图片编辑质量的原则性技术标准。同时,由于它强调的是纯技术性选择,还能够使之超越无数媒体与个人的立场与偏好,有助于在理论空间与编辑意识的层面上,形成共识与认同。在此共识与认同之下,媒体也好,个人也罢,则尽可以按照自己的标准、喜好、价值倾向乃至国家利益、阶级立场去取舍你手中的那幅图片。

作为社会科学,新闻的评判标准,与政治经济利益密切关联。比如,“新闻事业是为政治服务的,必须体现本阶级的意志,新闻摄影也不例外。它本身就是政治,所以要有鲜明的政治倾向。”(摘自中国摄影家协会官网2007年9月22日《论新闻摄影的评价标准》)这样的观点,与再造典型瞬间这一概念并不矛盾。因为,无论为谁服务,首先都要有相对完美的技术表现形式去吸引受众,才有可能达至你的传播目的。举个普通但却能表达明晰的例子来说明:这就如同饭店大厨,无论你做哪一国的哪种菜肴,首要的标准与概念是美味,在此之下,才是你自己的和地区的风格、口味、搭配、营养与样式。虽说众口难调,味蕾对美味的感受各不相同,但美味这个概念本身却是公众所认同与追求的。

这里需要辨析的是,编辑图片的再造典型瞬间,不是机械效仿和简单类比新闻摄影的标准。相反,它是编辑图片工作的有机组成部分:??它来自媒体新闻实践的客观需要;??它是编辑者主观能动性的必然选择;??它是编辑手段与理论的题中应有之意。

观念与实践

编辑必须以受众的视觉感受为原点,以刊登尺寸大小和质地表现力为参考值,重新在图片上规划所要展示的画面空间,挑选出最有力度、最具质感、更具典型性的那一部分画面,予以剪裁、再现,力求达至简化与张力。

具体工作中,如何践行再造典型瞬间这一概念呢?

首先,应该承认,你很难用既准确无误又包罗万象的文字表述来一一规范其在操作中的具体方法与手段。虽然它是新闻实践中的客观需要,但由这种需要所引发的更多的是意识层面上的东西,是编辑者对图片与媒体刊载空间和材质之间的一种深层心理反映形式。提出这个概念,是希望由此引起新闻图片编辑观念的革新,使图片剪裁与评判,在诸多技法之上拥有一个灵魂性的概念。因此,它不能也无力去添加和改变图片编辑已有的方法与手段,其所要变化的核心是编辑图片、剪裁图片的意识,希望以此在编辑者工作状态与技能认知中置入一种主观能动性强烈发挥的意识,强化有意识的编辑活动。它试图推动编辑在尊重客观事实前提下,以自身的主观进取,去追求所刊载图片的完美表现力。因此你也可以说它是一种执著于反映新闻事件本质特征的画面激情。正如心理学关于“意识”的定义中所指出的那样,它是具有自主、自新、自律的主体性质和能力。亦如军事史上的著名议题:知道为谁而战,才是有觉悟的军队。

当然,对于要求严谨认真的新闻工作来讲,激情决非信手涂鸦式的随心剪裁,不是个人情绪与志趣的自我表现和宣泄,而是在恪守真实性基础上的积极主动与热情洋溢。

其次,从单纯的技术运作上讲,运用再造典型瞬间这一概念,实践中会遇到三种情况。

第一种情况,是图片已经展现了新闻事件的某个典型瞬间,只是这个典型瞬间的影像主体被诸多因素所包围或打扰,如果在刊登尺幅较大的情况下,这些因素不失为对主题影像的气氛烘托与背景交代。如果刊登尺寸较小,或受到媒体质地表现力的局限与约束,它不仅不能有效地将典型瞬间展现给受众,反而会损失乃至丧失了一幅好图片原本所具有的表现力。这个时候,编辑必须以受众的视觉感受为原点,以刊登尺寸大小和质地表现力为参考坐标,重新在图片上规划所要展示的画面空间,挑选出最有力度、最具质感、更具典型性的那一部分画面,予以剪裁、再现,力求达至简化与张力。否则,很多好图片所具有的能够反映事物进程本质的典型瞬间魅力,也只能静默地停留在原始照片上了,并且,随时间流逝,终将失去与广大社会公众共同分享的机会。

第二种情况,是图片本没有提供具有典型性和说服力的主体画面,而任何人也不可能再去逆转时空重新拍摄,这时,就需要编辑根据已知的新闻事实,在已有的画面细节中去寻找图片内的典型瞬间。用这种方法,经常可以将许多画面凌乱、表现力平庸的图片转化成一幅出色的新闻图片。我们都知道,一件事物的发生、发展过程,是由一系列不断递进的瞬间形态组成,每个瞬间都反映了事物发展变化的不同侧面,都能够从自身独有的角度解释和阐发事物的性质与彼时状态。如果法国摄影师布勒松所追求的那个最重要的决定性瞬间没有被捕捉到或者是拍到了画面却并不理想,那么本着再度提炼典型性瞬间的理念,去画面里寻找次要的或者能起到旁证作用的典型瞬间,对图片报道来讲,也绝对是一种有益的补充。

这里假设一个例子来解释所谓旁证作用的典型瞬间:比如说一幅汽车忽然起火、路过民众受惊吓的图片,如果这件事的主体形象――起火的汽车拍摄效果不佳,或者因刊登尺寸局限而无法有效表达时,那么可以从图片中寻找路过民众受惊吓神态的局部画面,来旁证汽车起火这件事的突然性及其对现场正常秩序的冲击性影响,同样可以从侧面达到反映事件性质的典型瞬间作用。

第三种情况,就是原图片画面与媒体刊载空间和材质均无矛盾或不妥,可编辑依然要对其进行大尺度剪裁,重新选取典型瞬间,甚至不惜改变原图片的视觉中心。这是因为,很多新闻图片虽然所反映的事件不一样,但摄影构图与视觉角度雷同之处太多。编辑每日经手大量图片,同时还兼具了第一读者的角色,深感图片雷同在视觉上引起的阅读疲劳与创意不足对媒体的“伤害”。这一点,与更关心自己图片表现力的摄影者,感受是不一样的。所以,这种为改变而改变的做法,完全是以假想和预设的受众阅读感受为取向,通过再造典型瞬间的思路,去改善传播效果。

虽然这里谈到了技术方面会遇到的几种情况,但说到运用再造典型瞬间这一概念时的具体编辑方法与手段,则与一般教科书上通行的图片编辑技法无异。

第9篇:简述多媒体技术的概念和特征范文

1.用类比方法加强学生对基本物理概念的理解。初中物理教学中,物理概念的教学是最基本的,也是最重要的,让学生掌握物理概念是进行其他教学的基础。物理教学中发现,许多学生对一些相对抽象的物理概念难于理解或是理解错误,教师即使在多次讲解后仍然会有这种现象。这是因为物理概念是客观事物属性和特征在人们头脑中的反映,这种属性和特征在许多情况下我们看不到摸不到,难于在脑海中产生具体的映像,初中生难于理解也属正常现象。在日常教学中发现,用类比的方法解释物理概念是一个较好的方法,特别是用生活中常见的一些事物来进行类比,学生更容易理解,也记得牢。比如:在讲电流、电压、电阻时,可以用水和水管作个类比,电流与流经水管的水量很相似,而电压类似于水压,电阻类似于水管的粗细程度——水管越细、阻力越大。因此同等条件下,水压越高,流过水管的水量越大;水管越细,流过它的水量就越少。流过水管的水量与水压成正比而与水管的阻力成反比。这样的描述情景生动形象,把抽象的电压、电流、电阻的概念就讲清楚了,同时把三者之间的主要关系也描述得很清楚,一举多得。类似的例子很多,教师应在课堂教学中多加应用,以提高课堂效率。

2.用对比、分类教学法,使学生在复习旧知识的同时掌握新知识,同时发现各个物理知识点之间的联系与区别。这种方法在许多学科是都是比较常用的一种较好的教学方法,物理学科也不例外,但因其相对花费时间较长或是教师不够重视,在实际教学中应用并不太多,实在是一大损失。对比、分类的过程本身就是一个思考的过程,在这个过程中,各个知识点会在学生的脑海中形成一种“化学”反应,从而将机械的概念、现象有机结合起来,形成一种“活的”东西。这跟“学而不思则罔,思而不学则殆”中的“思”其实是相通的。例如在学习压强这一概念时,教师可安排学生复习功率、压力、密度等概念,通过对比去分析他们之间的区别与联系,这样不仅容易掌握压强这个概念,还能更清楚了解过去所学的一些知识点或是排除过去潜在理解错误的地方,使学生更全面、系统地掌握基础知识,看似费了不少时间,但是能在相对短的时间内正确地理解一些知识,实在比那些先囫囵吞枣地去理解,然后通过做大量习题去不断修正脑海一些含糊概念的做法效率要高的多,同时对学生的学习能力也是一种很好的锻炼。

3.适当运用多媒体技术弥补传统教学的不足。现在多媒体技术已经非常成熟。许多教师尤其是年轻教师运用多媒体技术的能力也越来越强,网络上优秀的多媒体课件也越来越多,再加上电脑的普及,因此运用多媒体技术进行教学的门槛也基本不存在了。但在具体应用中还存在一些问题,如电子课件满堂灌、堂堂多媒体、简单替代板书等问题在一些地方比较突出,这种错误的应用方法在某种程度上来讲还不如不用。笔者认为多媒体课件应运用在物理课程入门阶段引起学生兴趣、对实验中难于观察到的现象进行演示、在需要列举大量事实时进行展示、在实验条件不具备时进行模拟等这些方面,事实也证明是有效地。如一些微观的、抽象的、不可见的,教师用板书和语言难以讲清楚的东西,用多媒体技术来展示、模拟会收到事半功倍的效果。

4.积极引导学生思考,发挥学生主体作用。“思考的威力是巨大的”,教师应主导整个课堂的大框架,把课内更多细节上问题留给学生,给学生更多的发言与思考的机会,让学生变被动的接受为主动的参与,引导学生走向知识,而不去把知识摆在桌面上让学生去记忆。中学物理教学是一个不断加强概念,不断推理的过程,各个概念间的内在的、深入的、有机的联系,仅靠教师灌输是根本达不到“领会其中微妙”的目的的,只有学生自己认真思考了,在思考过程中能将各个知识点联系起来,并能提出一些疑问甚至是超越当前知识点的疑问,才算是真正的学习,否则只是机械的记忆,这种学习其实是假学习,零散机械的记忆在过段时间后很快会忘。教师应引导、点拨学生进行这种思考,而不是代替学生思考,将思考过程和结果直接告诉学生。

二、重视实验,发挥实验应有的作用