導(dǎo)語：如何才能寫好一篇計算機(jī)視覺發(fā)展史，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

一、會計電算化發(fā)展中的主要問題

（一）會計電算化的安全隱患較突出

隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的跨越式發(fā)展，會計電算化的網(wǎng)絡(luò)安全隱患頻發(fā)。其中，最受業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的是非法分子借助互聯(lián)網(wǎng)對企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)實施的非法入侵和破壞，黑客入侵同樣猖獗，計算機(jī)病毒隱藏較深、繁殖速度快，給計算機(jī)系統(tǒng)的安全性帶來了極大的威脅。

信息數(shù)據(jù)的保密工作有待改善。眾所周知，涉及財務(wù)的各項信息數(shù)據(jù)是企業(yè)的機(jī)密，但市場上的軟件開發(fā)商往往偏重于會計軟件功能的研發(fā)，并未下大氣力研究數(shù)據(jù)保密的技術(shù)方法。另有一些軟件盡管擁有加密功能，卻無法達(dá)到對數(shù)據(jù)保密的目的。

除此以外，電算化還面臨無紙化的風(fēng)險。在會計電算化環(huán)境下，數(shù)據(jù)通常直接記錄在光盤或磁盤上，若要對數(shù)據(jù)惡意篡改則完全可以不留任何痕跡，可見，這種數(shù)據(jù)存儲形式極大地增加了電算化的風(fēng)險。

（二）會計軟件的兼容性較差

首先表現(xiàn)為會計軟件的通用性較差，集成化水平低下。財務(wù)軟件開發(fā)商無法精確把握企業(yè)會計核算的特征，進(jìn)而未能有針對性地開發(fā)滿足客戶需要的軟件，致使不少企業(yè)依然要做大量的輔助工作，軟件的實用性大打折扣，且不能實現(xiàn)信息共享及數(shù)據(jù)交換功能，會計電算化的信息管理系統(tǒng)尚不完善。

其次，會計的信息共享性較差。企業(yè)內(nèi)部的不同部門之間均運用不同的軟件從事相應(yīng)的經(jīng)營活動，造成財務(wù)部門與其余部門的信息互動性較差、信息銜接不力，未能按時更新和共享各類數(shù)據(jù)，致使財力資源耗費嚴(yán)重，同時也不利于維持?jǐn)?shù)據(jù)的高精確性。

第三，會計軟件使用過程中的標(biāo)準(zhǔn)相對混亂。由于財務(wù)軟件的開發(fā)未執(zhí)行一體化標(biāo)準(zhǔn)，致使會計電算化所運用的財務(wù)軟件較為混亂，即便是同行業(yè)的不同單位，其運用的會計軟件也各不相同。不同類財務(wù)軟件在應(yīng)用方法、數(shù)據(jù)接口等方面的差異性明顯，給數(shù)據(jù)查詢、報表匯總和數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫鎺碇T多不便。

（三）會計電算化的普及程度不高

我國正式實施會計電算化已逾20年，但普及程度依然不夠高。其一，企業(yè)對會計電算化做出了錯誤的解讀，一些企業(yè)的財務(wù)負(fù)責(zé)人錯誤地認(rèn)為會計工作僅需要賬本和算盤，對電算化所需的軟硬件開發(fā)投入不夠，對會計電算化技術(shù)人才的培訓(xùn)力度不大。其二，我國會計電算化起步較晚，部分企業(yè)片面地認(rèn)為會計電算化的誕生只是為替代傳統(tǒng)的人工核算，忽略了會計電算化是實現(xiàn)會計管理現(xiàn)代化的必要條件的事實。

（四）會計電算化的內(nèi)部控制風(fēng)險較高

會計電算化內(nèi)部控制的范圍相對較廣，依托計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)手段，企業(yè)每個部門及分公司與企業(yè)總部之間的會計業(yè)務(wù)銜接度逐步提高，傳統(tǒng)會計管理模式中內(nèi)部控制范圍的擴(kuò)大給財務(wù)信息的安全蒙上一層陰影。另外，企業(yè)不但要對內(nèi)部會計信息加以嚴(yán)格控制，還要控制同行競爭企業(yè)對自身會計信息的影響，所以要搞好內(nèi)、外部的同步控制工作，有序擴(kuò)大企業(yè)內(nèi)控的范圍。由于會計電算化信息系統(tǒng)會把企業(yè)每個部門及分公司的財務(wù)信息實行匯總，并將其傳輸至總部的會計系統(tǒng)中，導(dǎo)致會計信息脫離了原始憑證，給會計檔案的管理增添了麻煩。

二、會計電算化發(fā)展中的問題的有效解決措施

（一）杜絕電算化的各類安全隱患

在進(jìn)入電算化系統(tǒng)時可采取可靠的保護(hù)措施，如聲音監(jiān)測、用戶口令以及用戶權(quán)限設(shè)置等手段，以此加強(qiáng)數(shù)據(jù)的保護(hù)。還可對機(jī)器進(jìn)行保密，如運用軟件狗、硬件加密或?qū)⑾到y(tǒng)做在芯片上完成加密，還可實施專室專用、專機(jī)專用的制度等。

網(wǎng)絡(luò)會計在推進(jìn)會計各項信息資源共享的過程中可能使信息蒙受安全風(fēng)險，為此，可嘗試運用網(wǎng)絡(luò)殺毒、防火墻技術(shù)、身份授權(quán)或認(rèn)證等。針對無紙化風(fēng)險的成因，要嚴(yán)格管理磁介質(zhì)載體檔案，推行新型載體檔案與紙質(zhì)檔案的雙套保管制度。

（二）逐步解決會計軟件兼容性差的問題

第一，會計軟件要朝著管理方向有序轉(zhuǎn)變，企業(yè)要加快會計軟件的開發(fā)和使用步伐，使之同財務(wù)軟件相交融，促進(jìn)會計電算化的全面落實，在企業(yè)積極推廣管理會計，最大限度地履行會計的核算職能，為企業(yè)信息系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用夯實基礎(chǔ)。

第二，要鼓勵會計信息與其他部門信息之間的銜接和聯(lián)系，必要時運用同一款會計軟件，有助于防止由于信息交流過緩所致的資源浪費。當(dāng)然，這有賴于會計軟件的研發(fā)和推廣，以滿足本企業(yè)的業(yè)務(wù)需求。

第三，要形成具有一體化標(biāo)準(zhǔn)的會計軟件協(xié)議，該協(xié)議可規(guī)定會計軟件使用時數(shù)據(jù)接口的一致性，也可規(guī)定一個公用的轉(zhuǎn)換接口，促使不同財務(wù)數(shù)據(jù)之間交互轉(zhuǎn)換。這樣一來，不同軟件條件下的數(shù)據(jù)便能直接使用，而無需另行處理，減輕了操作人員的工作負(fù)擔(dān)。

（三）提高會計電算化的普及速度

首先要加大會計電算化的宣教力度，鼓勵企業(yè)高層轉(zhuǎn)變理念，積極宣傳會計電算化對財務(wù)會計工作的積極作用和重要意義，創(chuàng)設(shè)和諧的認(rèn)知氛圍，使其增強(qiáng)應(yīng)用意識，及時更新軟硬件，以滿足會計電算化的現(xiàn)代化管理需求。

其次，要明確會計電算化工作的意義和作用，有序調(diào)動財會人員運用會計電算化的熱情和主動性。企業(yè)要加大對全體財會從業(yè)者的培訓(xùn)力度，使其均能熟知會計電算化信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用原理，變革財會人才的培養(yǎng)體系，加強(qiáng)基礎(chǔ)理論常識的培養(yǎng)，同時號召廣大會計從業(yè)者自覺學(xué)習(xí)計算機(jī)技術(shù)知識，運用前沿的網(wǎng)絡(luò)科技為財務(wù)管理服好務(wù)。企業(yè)還要適時引進(jìn)優(yōu)秀的專業(yè)人才，壯大現(xiàn)有財會人才團(tuán)隊，優(yōu)先聘任深諳會計電算化操作和應(yīng)用的財會人才，逐步以人才優(yōu)勢加快會計電算化的普及節(jié)奏。

（四）健全內(nèi)部控制，降低會計信息的安全風(fēng)險

健全企業(yè)的內(nèi)部控制，首先要依照本企業(yè)內(nèi)部的組織架構(gòu)科學(xué)安排上機(jī)記錄的管理崗位。同時對于會計電算化系統(tǒng)的訪問者及所查閱的內(nèi)容均要如實、完整記錄；構(gòu)建完備的電算化權(quán)責(zé)機(jī)制，重點確認(rèn)企業(yè)內(nèi)的會計從業(yè)者在電算化系統(tǒng)的訪問權(quán)限及其要承擔(dān)的責(zé)任，保障會計從業(yè)人員均能以主人翁的姿態(tài)完成每項任務(wù)，減少或避免會計信息失真或人為操作失誤所致的信息精確性問題。此外，要繼續(xù)加強(qiáng)對會計信息的保密監(jiān)督工作。

（五）做好會計電算化信息系統(tǒng)的安全控制和維護(hù)工作

其一，企業(yè)要高度重視計算機(jī)的安全、平穩(wěn)運行，內(nèi)部網(wǎng)與會計網(wǎng)徹底分離，以防非法分子肆意入侵會計信息系統(tǒng)而導(dǎo)致會計信息被盜。這就要求將安全控制上升到制度層面，做好設(shè)備檢修、技術(shù)支持和質(zhì)量監(jiān)管等多項任務(wù)，不斷地優(yōu)化安全管控制度，并將其作為財會人員日?；顒拥男袨闇?zhǔn)繩和工作標(biāo)準(zhǔn)。其二，要搞好電算化信息系統(tǒng)的維護(hù)工作。毋庸置疑，會計電算化信息系統(tǒng)是一個相對復(fù)雜的系統(tǒng)，尤其是涉及諸多代碼程序，在無形之中便增加了安全漏洞的幾率。為此，為規(guī)避這些安全漏洞，就要加大系統(tǒng)的檢修和維護(hù)力度，漏洞要第一時間發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)，盡早修復(fù)，以防這些漏洞被非法分子肆意更改，妨礙會計電算化信息系統(tǒng)安全運行的良好局面。此外，對電算化系統(tǒng)的硬件維護(hù)側(cè)重于計算機(jī)配制和控制方面的要點，例如，設(shè)置機(jī)房報警系統(tǒng)以及將機(jī)房內(nèi)的電壓維持在180V至230V之間；對電算化系統(tǒng)的軟件維護(hù)主要針對故障的排查、確認(rèn)和消除。

（六）加大電算化的內(nèi)部審計力度

要確保企業(yè)的財務(wù)信息的安全性和實用性，就要加大對財務(wù)信息的內(nèi)部審計力度，尤其要嚴(yán)控審計時的各種風(fēng)險，同時對審計人員做好計算機(jī)專業(yè)知識的培訓(xùn)，嚴(yán)控審計中的風(fēng)險，優(yōu)化注冊會計師的結(jié)構(gòu)，竭盡全力推動會計電算化同內(nèi)部審計的配合得力。

篇2

關(guān)鍵詞：智能視頻監(jiān)控；物聯(lián)網(wǎng)；公共安全

中圖分類號：TP31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）11-0077-02

1 概 述

近年來，視頻監(jiān)控技術(shù)取得飛速的發(fā)展，其中視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備雖然擁有了較好的性能，但仍存在一些因素限制，使得視頻監(jiān)控出現(xiàn)一些誤差缺陷，導(dǎo)致整個系統(tǒng)的安全性和實用性大大降低。此外，社會的不斷發(fā)展和人口數(shù)量的不斷增多使得人們對安全性要求越來越高，監(jiān)控攝像的覆蓋面不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控技術(shù)只能實現(xiàn)監(jiān)控記錄實況，無法實現(xiàn)預(yù)測和報警，而實現(xiàn)實時監(jiān)控，就需要人工監(jiān)看視頻，時間過久就會出現(xiàn)疲勞，甚至在面對多路視頻監(jiān)控時容易出現(xiàn)錯誤，無法及時對異常情況作出反應(yīng)。這些問題的解決就需要將智能監(jiān)控技術(shù)引入視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，輔助視頻監(jiān)控人員做好監(jiān)察工作。

目前，計算機(jī)的視覺進(jìn)步使得智能監(jiān)控技術(shù)得到廣泛的重視和研究，也使得智能視頻監(jiān)控技術(shù)成為研究的熱點。為從眾多數(shù)據(jù)中高效提取出有用的信息，監(jiān)控工作就需要充分應(yīng)用智能視頻監(jiān)控技術(shù)。具體來講，智能視頻監(jiān)控技術(shù)就是由計算機(jī)儲存攝像圖像并對圖像序列內(nèi)容進(jìn)行理解和分析，及時檢測出異常情況，進(jìn)行自動預(yù)警和報警。

2 智能視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展史

視頻監(jiān)控技術(shù)的研究有助于相關(guān)人員做好安全防范工作，盡可能地從被監(jiān)控的區(qū)域用最短時間獲取有用的信息。最初我國監(jiān)控是完全依賴人工獲取信息和處理信息的，比如清朝的東廠，以及飛鴿傳書、守門之犬。喬家大院的“萬人球”是中國歷史上最早被采用來進(jìn)行監(jiān)控的外部設(shè)備，本質(zhì)上是水銀玻璃制作的鏡子，主要用它來監(jiān)視房間內(nèi)的一舉一動。到了19世紀(jì)70年代才真正出現(xiàn)了現(xiàn)在的視頻監(jiān)控，人類開始采取攝像來獲取信息，這也是智能視頻監(jiān)控技術(shù)的最初萌芽時期。鑒于信息科技的不斷發(fā)展和市場需求得不斷提高，現(xiàn)代的視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展大體上三個階段：模擬化、數(shù)字化和智能化。本部分將具體對這三個階段進(jìn)行闡釋。

2.1 模擬化的視頻監(jiān)控技術(shù)

在20世紀(jì)70年代開始，光學(xué)成像技術(shù)飛速發(fā)展，電子技術(shù)也取得了較大的成就。這些成果都使得視頻監(jiān)控設(shè)備制作和使用可能性加大。為了實現(xiàn)這樣的目標(biāo)，世界出現(xiàn)了電子監(jiān)控系統(tǒng)，滿足了利用電子設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控的需要。此階段主要是以CCTV監(jiān)控為主，這也就是早期的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)。CCTV的工作原理就是采用同軸電纜進(jìn)行傳輸信息，信息由模擬監(jiān)視器顯示、由磁帶錄像機(jī)進(jìn)行信息儲存。模擬視頻監(jiān)控技術(shù)的價格較為低，安裝簡易，主要廣泛被采用到規(guī)模較小的安全防范系統(tǒng)中。

2.2 數(shù)字化的視頻監(jiān)控技術(shù)

到了20世紀(jì)90年代，數(shù)字壓縮編碼技術(shù)和芯片技術(shù)取得了較為突出的進(jìn)步。再者模擬化的視頻監(jiān)控技術(shù)出現(xiàn)了一些缺陷，比如磁帶錄像機(jī)的儲存量較小，監(jiān)控范圍有限等。初期主要采用NVR，被稱為半數(shù)字時代，慢慢發(fā)展到后期主要采用DVR進(jìn)行監(jiān)控，這才真正實現(xiàn)了數(shù)字化的視頻監(jiān)控。DVR最顯著的特點就是可以使得監(jiān)控系統(tǒng)儲存較多的視頻信息，容納較多的攝像頭，從而解決了模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)的儲存量問題。數(shù)字化的視頻監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用廣泛，具有良好的擴(kuò)展性，使用維護(hù)較為簡單容易。數(shù)字化的視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展為以后智能化的視頻監(jiān)控發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

2.3 智能化的視頻監(jiān)控技術(shù)

進(jìn)入21世紀(jì)，計算機(jī)視覺和模式識別技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，使得第二代的數(shù)字化視頻監(jiān)控技術(shù)取得較大進(jìn)步。因此，大規(guī)模的布置監(jiān)控系統(tǒng)的可能性加大。目前全球?qū)σ曨l監(jiān)控系統(tǒng)需要迫切，各區(qū)域的攝像頭越來越多，這樣方便了大規(guī)模的安全防范工作，可以及時獲取大量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實時監(jiān)控，但是也給人類帶來較大的挑戰(zhàn)。鑒于這些問題，世界上出現(xiàn)了智能化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，主要利用計算機(jī)視覺和模式識別技術(shù)對視頻圖像利用各種算法進(jìn)行分析，依據(jù)事先設(shè)置好的安全程序及時發(fā)出報警信號，做好事中分析和預(yù)警工作。

3 智能視頻監(jiān)控技術(shù)的核心算法

作為智能化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，最大的特點就是可以自動化運行，全天二十四小時對監(jiān)控畫面進(jìn)行實時分析和報警。這樣既能及時識別異常情況，還能提醒安保人員做好準(zhǔn)備工作。智能化應(yīng)用于視頻監(jiān)控技術(shù)得到了各界的認(rèn)可，本部分主要介紹從底層、中層和高層三個層次智能視頻監(jiān)控技術(shù)的核心算法。

3.1 目標(biāo)檢測算法

目標(biāo)檢測算法主要是在底層對視頻圖像進(jìn)行采集獲取終端上的圖像序列，對異常情況目標(biāo)進(jìn)行檢測，跟蹤目標(biāo)以便及時對目標(biāo)做好后續(xù)的處理分析工作，其中關(guān)鍵就是確定目標(biāo)的位置和儲存量。

目前根據(jù)處理對象不同可將目標(biāo)檢測分為兩種：基于目標(biāo)建模的目標(biāo)檢測和基于背景建模的目標(biāo)檢測。前者主要特征就是應(yīng)用場景較為廣泛：既能對固定攝像機(jī)記錄的視頻圖像進(jìn)行分析，還能對靜態(tài)圖像和移動攝像機(jī)記錄的視頻圖像進(jìn)行分析。主要應(yīng)用于檢測速度較慢、掃描視頻圖像較多的區(qū)域，此檢測方法實時性較差，且對受遮擋影響較大，容易漏檢。后者只能適用于背景不變的運動目標(biāo)，若背景發(fā)生變化時無法檢測。此檢測方式主要針對視頻進(jìn)行較快的處理，對受遮擋部分的影響較小，一般實時性較強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于固定攝像機(jī)檢測。

3.2 目標(biāo)跟蹤算法

目標(biāo)跟蹤算法主要是針對底層階段確定好的目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，確定目標(biāo)的具體軌跡。目標(biāo)跟蹤問題的解決關(guān)鍵點在于處理好計算機(jī)視覺的問題，這也是實現(xiàn)智能視頻監(jiān)控技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)用性較為廣泛。目前依據(jù)應(yīng)用場景的差別將目標(biāo)跟蹤算法分為兩種：單一場景目標(biāo)跟蹤和綜合場景目標(biāo)跟蹤，前者具體細(xì)分為跟蹤單個目標(biāo)和跟蹤多個目標(biāo)，后者具體細(xì)分為重疊場景目標(biāo)跟蹤和非重疊場景目標(biāo)跟蹤。在單個場景中，一個目標(biāo)可以在連續(xù)的空間里非常相似；而在重疊場景中的目標(biāo)跟蹤時較為復(fù)雜，目標(biāo)可以從一個場景進(jìn)入另一個場景，需要在連續(xù)的空間里確定好新進(jìn)入場景的目標(biāo)的具體信息；在非重疊場景的目標(biāo)跟蹤算法中，鑒于場景間相互存在盲區(qū)，不同場景會影響到同一目標(biāo)的觀測數(shù)據(jù)信息。

3.3 目標(biāo)的分類識別算法

目標(biāo)的分類和識別主要是在中層階段以底層上獲取的信息為基礎(chǔ)，對其進(jìn)行判斷識別，具體認(rèn)知目標(biāo)，做好定位目標(biāo)的工作。簡單來說，就是判斷識別視頻圖像中的物體類別，以識別目標(biāo)的具體情況。這也是高層計算機(jī)視覺得到廣泛應(yīng)用的前提。近十年來主要有詞袋模型和深度學(xué)習(xí)模型這兩種算法得到廣泛的應(yīng)用。前者主要是將大量的工作集中在特征編碼和特征匯聚上，主要是由特征提取出來數(shù)據(jù)信息，接著對其進(jìn)行特征聚類、編碼和匯聚，最后由分類器做好分類工作。而后者主要是模擬人腦的神經(jīng)元處理結(jié)構(gòu)聽過學(xué)習(xí)層次化的方式將目標(biāo)由底層到中層再到高層的特征進(jìn)行記錄，最終建立反饋機(jī)制并形成認(rèn)知。

3.4 行為分析算法

行為分析主要是在高層充分應(yīng)用計算機(jī)視覺信息對行為主體即目標(biāo)的具體運動進(jìn)行分析的算法。根據(jù)信息的復(fù)雜度不同可將行為分析分為靜態(tài)姿態(tài)識別、運動行為識別和復(fù)雜事件分析方法三種。第一種主要是將靜態(tài)圖像作為研究對象，根據(jù)時空特征對其進(jìn)行識別，分析目標(biāo)的時空體特征、局部特征和軌跡特征。第二種主要是利用時序推理其行為，并利用統(tǒng)計模型和句法模型對目標(biāo)的行為進(jìn)行分析。第三種主要是分析目標(biāo)的交互行為和群體行為。

4 物聯(lián)網(wǎng)時代下的智能視頻監(jiān)控的挑戰(zhàn)及發(fā)展方向

4.1 跨場景挑戰(zhàn)

目前全球的攝像頭數(shù)量越來越多，急需智能視頻監(jiān)控技術(shù)可以跨各個場景適用。同時監(jiān)控使用的攝像機(jī)不單單包括固定攝像機(jī)，還包括移動攝像機(jī)等，這些都是的監(jiān)控攝像機(jī)在全球各場景下廣泛分布，而如何將這些設(shè)備建立成一個系統(tǒng)的體系是將來智能視頻監(jiān)控技術(shù)面臨的一大挑戰(zhàn)。

4.2 跨空間挑戰(zhàn)

從視頻監(jiān)控系統(tǒng)開始發(fā)展至今，監(jiān)控數(shù)據(jù)種類也由單一變得復(fù)雜多樣，很多信息都可以作為監(jiān)控數(shù)據(jù)的載體，進(jìn)行數(shù)據(jù)儲存。這使得處理數(shù)據(jù)工作也變得繁瑣復(fù)雜，因此如何處理好各個載體中的信息，獲取有效的信息，將大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成為小數(shù)據(jù)是未來智能視頻監(jiān)控技術(shù)面臨的一大問題。

4.3 發(fā)展方向

基于物聯(lián)網(wǎng)時代的迅速發(fā)展，智能視頻監(jiān)控技術(shù)將面臨巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。物聯(lián)網(wǎng)時代下，信息的傳送和集中可以實現(xiàn)跨空間獲取有用的數(shù)據(jù)，還可以擴(kuò)展到多樣化的智能分析。大體上將來的智能視頻監(jiān)控技術(shù)具有三大特性：高效視覺網(wǎng)、主動視覺網(wǎng)和協(xié)同視覺網(wǎng)。這也是將來智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展研究的主要方向。

5 結(jié) 語

綜上所述，智能視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展時間較長，且具有廣闊的發(fā)展空間；智能視頻監(jiān)控的核心算法還處于積累階段，需要不斷應(yīng)用驗證技術(shù)，做好研究工作。物聯(lián)網(wǎng)時代下的智能視頻監(jiān)控技術(shù)面臨著巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。我們堅信在未來智能視頻監(jiān)控技術(shù)將為監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮最大的作用，適應(yīng)時代的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 韓國強(qiáng).淺談智能視頻監(jiān)控技術(shù)及其主要應(yīng)用[J].計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)，2014，（2）.

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[關(guān)鍵詞]未來課堂；智慧學(xué)習(xí)環(huán)境；智能學(xué)習(xí)空間；設(shè)計

[中圖分類號]G420 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]672-0008（2012）05-0042-08

一、引言

以計算機(jī)、通信、人工智能等為標(biāo)志的信息技術(shù)快速發(fā)展及在教育教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，使得我們傳統(tǒng)的課堂也漸漸從普通教室轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)增強(qiáng)教室（Technology Enhanced Class-room）從單一技術(shù)的教室應(yīng)用轉(zhuǎn)變?yōu)榉杭夹g(shù)的教學(xué)環(huán)境。這既是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，也是社會發(fā)展對技術(shù)教育教學(xué)應(yīng)用的應(yīng)然要求。正如美國前副總統(tǒng)阿爾·戈爾所說：“美國的每一個孩子都應(yīng)當(dāng)接受21世紀(jì)的教育，都應(yīng)當(dāng)使用21世紀(jì)的技術(shù)?！碑?dāng)今。我們所面臨的學(xué)習(xí)者被稱為是網(wǎng)絡(luò)一代/數(shù)字后代（Digital Generation/Digital Natives），這一代的學(xué)習(xí)者正以與他們的父母截然不同的方式學(xué)習(xí)、玩樂、溝通、工作以及創(chuàng)造社群，他們利用網(wǎng)絡(luò)，毫不費力地突破了地域和時間的限制，利用指尖橫跨世界。他們崇尚自由和選擇權(quán)，追求個性化，喜歡交談、討厭說教、天生就善于協(xié)作，他們會仔細(xì)監(jiān)督你和你的組織，堅持做正直的人，就算是在上班或是上學(xué)。他們也想過得有趣些。速度才是生活的常態(tài)，創(chuàng)新就是生活的一部分。時代的發(fā)展要求我們培養(yǎng)出富有創(chuàng)造力和創(chuàng)新精神的學(xué)習(xí)者。課堂是教學(xué)的主陣地，理想的課堂應(yīng)是互動的，知性靈動的天地。這些都需要我們改變現(xiàn)有的課堂的物理架構(gòu)和教學(xué)樣式。

從技術(shù)教育應(yīng)用的歷史來看，教育技術(shù)的發(fā)展史其實就是技術(shù)發(fā)展及其在教育教學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的歷史。技術(shù)的層出不窮，改變了信息的呈現(xiàn)、傳輸和存儲，也改變了人類對于信息的獲取和處理方式，但技術(shù)的不斷推陳出新，同時也給教學(xué)者和學(xué)習(xí)者帶來了很大的挑戰(zhàn)，他們需要不斷地去熟悉這些新技術(shù)，并將這些技術(shù)有效地應(yīng)用于教與學(xué)的過程。幸運的是，隨著社會對人的關(guān)注，技術(shù)也越來越智能化，從過去以技術(shù)為中心轉(zhuǎn)向以人為中心，使人可以從繁雜的技術(shù)操作中解放出來，實現(xiàn)與技術(shù)、資源最為自然、和諧的交互，將自己的注意力集中于學(xué)習(xí)過程。借用環(huán)境行為學(xué)、社會學(xué)等學(xué)科的觀點，“人塑造了環(huán)境，環(huán)境也塑造了人”。提高課堂主體對自身及其所處教與學(xué)環(huán)境的認(rèn)識，建立和諧的人與環(huán)境之間的關(guān)系，是未來課堂研究的一個重要主題。

目前。國內(nèi)外關(guān)于未來課堂（教室）研究已經(jīng)引起了各國政府、全球知名企業(yè)、高等學(xué)校、科研院所以及中小學(xué)校等機(jī)構(gòu)的關(guān)注，未來課堂設(shè)計與應(yīng)用已經(jīng)成為了教育技術(shù)學(xué)研究的一個新領(lǐng)域。

二、未來課堂的特性及教與學(xué)的特點

（一）未來課堂的概念界定及特性

關(guān)于未來課堂的界定，國內(nèi)外的文獻(xiàn)中目前尚無統(tǒng)一的論述，對于未來課堂，從名稱上有“未來教室”和“未來課堂”兩大類。

Clayton M.Christensen.Michael B.Horn and Curtis W.Johnson在“Disrupting Class”一書中指出，未來課堂是一個集成了技術(shù)與軟件。提供給學(xué)生一些替代方法和選擇以達(dá)到規(guī)定的目標(biāo)的課堂。它們鼓勵形成一個讓學(xué)生一起工作計劃，分享經(jīng)驗和教訓(xùn)和進(jìn)行概念化的學(xué)習(xí)，而不是單純記憶一些信息的環(huán)境。

美國的《每日論壇》報在其“Classroom of the Future，Here，Now”一文中指出，未來的課堂是一個學(xué)習(xí)環(huán)境，采用創(chuàng)新的教育活動，從課堂管理到教學(xué)的所有方面提高對技術(shù)的使用。它能使教學(xué)者和學(xué)習(xí)者成為優(yōu)越的學(xué)習(xí)環(huán)境的一部分。

臺灣的陳曼萃認(rèn)為，未來教室是指這樣一種教室環(huán)境，教學(xué)上，希望由過去單向的講授教學(xué)。轉(zhuǎn)變成為師生互動的學(xué)習(xí)模式，引發(fā)及提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并進(jìn)而啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)意與思考：同時。讓學(xué)生有更大的自由可以依自己的喜好選擇學(xué)習(xí)及進(jìn)行探索的方式，以多元的管道汲取知識。包括使用各類的硬件載具，如計算機(jī)、學(xué)習(xí)機(jī)、電視、手機(jī)、電子書等。

臺灣的賴阿福認(rèn)為，未來教室可定義為一個高度信息化、互動性強(qiáng)、整合性佳的教學(xué)與學(xué)習(xí)環(huán)境，適合進(jìn)行信息融入教學(xué)、數(shù)字學(xué)習(xí)，教師可運用多元教學(xué)策略在講授、評量、診斷、互動、討論、探究等教學(xué)過程中，除了能強(qiáng)化教學(xué)效能及學(xué)習(xí)成效外，亦能提升學(xué)習(xí)者的關(guān)鍵能力（包含問題解決、創(chuàng)意思考、批判思考、溝通表達(dá)、信息應(yīng)用等能力）。

臺灣資策會在“2009年的數(shù)位典藏與學(xué)習(xí)之產(chǎn)業(yè)發(fā)展與推動”計劃中提出，未來教室為將新興的數(shù)位教學(xué)終端設(shè)備與數(shù)位內(nèi)容進(jìn)行整合，輔以適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模式與方法，發(fā)揮Ac-tive Learning（主動學(xué)習(xí)）的成效，培養(yǎng)學(xué)生高層次能力的教育體系與環(huán)境。未來教室即是將科技工具運用在教學(xué)上，且強(qiáng)調(diào)團(tuán)體的交互式教學(xué)。并以學(xué)習(xí)者為中心設(shè)計教材，創(chuàng)造出協(xié)同合作之虛實整合學(xué)習(xí)環(huán)境。

臺灣的《啟動學(xué)習(xí)革命》一書中認(rèn)為，“未來教室=無所不在的學(xué)習(xí)環(huán)境+電子書包+隨意教室+遠(yuǎn)距實驗室+高互動教室+相連教室”。在未來教室里，無處不可以學(xué)習(xí)，還可以跨班際、校際甚至國際進(jìn)行交流。

未來教室是指將高新技術(shù)融入教育，創(chuàng)造全新的互動教育環(huán)境。未來教室的目標(biāo)能力是培養(yǎng)學(xué)生的分析力、創(chuàng)新力，教學(xué)方式是多向的，以學(xué)生為中心進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠進(jìn)行主動、探索性學(xué)習(xí)。

未來教室是一個集多媒體教室、計算機(jī)教室、微格教室、校園電視臺等多種環(huán)境為一體的新形式教學(xué)環(huán)境，其中使用了包括電子白板、數(shù)字筆、電視（顯示）墻、無線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字?jǐn)z像在內(nèi)的多種技術(shù)，讓學(xué)生充分體驗到計算機(jī)技術(shù)發(fā)展所帶來的便利。體驗到利用新技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)盼快樂。

未來教室便是利用先進(jìn)的新一代信息科技，改變傳統(tǒng)學(xué)校教室的學(xué)習(xí)環(huán)境，建立師生間雙向互動的教育學(xué)習(xí)模式，不但能刺激學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)與創(chuàng)新、探究之精神。更讓教師能夠豐富教材內(nèi)容以及輕松教學(xué)。未來教室應(yīng)該是一個廣義的概念，包括教師的教學(xué)工具、學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境等。

英特爾全球教育總監(jiān)Brian Gonzalez認(rèn)為，未來的課堂是“顛倒的課堂”。是指教育者賦予學(xué)生更多的自由。把知識傳授的過程放在教室外，讓大家選擇最適合自己的方式接受新知識；而把知識內(nèi)化的過程放在教室內(nèi)，以便同學(xué)之間、同學(xué)和老師之間有更多的溝通和交流。

王珠珠認(rèn)為，未來教室是一個以學(xué)生為中心的教學(xué)的、鼓勵學(xué)生多方面的進(jìn)步的，是一個能夠展現(xiàn)、呈現(xiàn)或者使用、分享或者多媒體的，應(yīng)該是能夠合作研究，能夠便于信息交流的，應(yīng)該是批判性思考，并且能夠主動的計劃和行動的這樣一個真實和虛擬環(huán)境的整合的這樣一個環(huán)境，或者叫結(jié)合的一個環(huán)境。

宋衛(wèi)華認(rèn)為，未來教室是一種利用電子白板技術(shù)、投影技術(shù)、智能空間技術(shù)、無線射頻技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等手段，在現(xiàn)代創(chuàng)新教育理念的指導(dǎo)下，構(gòu)建出以培養(yǎng)學(xué)生21世紀(jì)創(chuàng)新技能為目的，以互動為核心，能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生協(xié)作、探究學(xué)習(xí)的一種教室環(huán)境。

楊宗凱教授認(rèn)為，未來的教室一定是云端教室，包括電子課本、電子課桌、電子書包、電子白板等，在資源方面，由模擬媒體到數(shù)字媒體，再到網(wǎng)絡(luò)媒體，資源最終都在教育云上，內(nèi)容達(dá)到極大豐富，從而滿足個性化的學(xué)習(xí)。

通過對上述定義進(jìn)行分析，可以看出，目前，已有對未來課堂（教室）的界定一個共有的趨勢是關(guān)注于利用新興的技術(shù)創(chuàng)建一個教與學(xué)的環(huán)境，促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)和相關(guān)技能的培養(yǎng)。綜合以上學(xué)者對未來課堂（教室）的概念界定研究，本文認(rèn)為，未來課堂（Future Classroom/Classroom of the Future）是相對于傳統(tǒng)和現(xiàn)代課堂而言的，是以人本主義、互動、環(huán)境心理學(xué)等相關(guān)理論和智能空間、云計算、人體工學(xué)等技術(shù)的支持下，以互動為核心，以充分發(fā)揮課堂組成各要素（人、技術(shù)、資源、環(huán)境和方法等）的作用，實施教與學(xué)，以促進(jìn)人的認(rèn)知、技能和情感的學(xué)習(xí)與發(fā)展的教與學(xué)的環(huán)境與活動。

未來課堂的特性主要體現(xiàn)在未來課堂的人性化、混合性、開放性、智能性、交互性和生態(tài)性等方面。人性化主要體現(xiàn)在技術(shù)設(shè)計與應(yīng)用上。更多地體現(xiàn)以人為本的精神：混合性則主要體現(xiàn)在未來課堂可以實現(xiàn)多種教與學(xué)活動的混合，正式學(xué)習(xí)和非正式學(xué)習(xí)結(jié)合，虛擬課堂和現(xiàn)實課堂的混合。不同交互類型的混合等：開放性主要體現(xiàn)在課堂教學(xué)組織形式的開放以及教學(xué)資源的開放：智能性則體現(xiàn)在未來課堂應(yīng)是一個智能化的學(xué)習(xí)空間，具有自然便捷的交互接口，以支持教與學(xué)主體方便地獲得未來課堂設(shè)備的服務(wù)：生態(tài)性則體現(xiàn)在未來課堂應(yīng)是一種平等、和諧、開放的生態(tài)系統(tǒng)。

（二）未來課堂教與學(xué)的特點

未來課堂的教與學(xué)的過程是以學(xué)生為中心的、自主的、個性化的。在學(xué)習(xí)內(nèi)容上，不管是哪個領(lǐng)域。都要學(xué)習(xí)批判性思維、復(fù)雜問題的解決、合作以及多媒體通訊等21世紀(jì)的專業(yè)知識與能力：從技術(shù)對學(xué)習(xí)的促進(jìn)方式上看，作為以泛技術(shù)環(huán)境為特征的未來課堂，可以通過不同技術(shù)來支持不同類型的學(xué)習(xí)，多媒體的呈現(xiàn)形式、網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)社群可以為學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)造機(jī)會：從學(xué)習(xí)的時間和場所上看，學(xué)生可以隨時隨地按需學(xué)習(xí)，技術(shù)為按需學(xué)習(xí)和全方位學(xué)習(xí)搭建了關(guān)鍵性的橋梁。使學(xué)習(xí)資源通過正式學(xué)習(xí)和非正式學(xué)習(xí)得以有效利用：從學(xué)習(xí)主體的廣泛性角度看，未來課堂則是提供了靈活的信息呈現(xiàn)方式、學(xué)生知識表征方式和活動參與方式，體現(xiàn)為所有課堂教與學(xué)主體提供服務(wù)。使所有人都能夠得到合適和有效地支持。

三、未來課堂：智慧學(xué)習(xí)環(huán)境

智慧學(xué)習(xí)環(huán)境目前也已開始受到教育技術(shù)學(xué)界研究者的關(guān)注，《開放教育研究》雜志從2012年開始開辟“智能學(xué)習(xí)環(huán)境”專欄，北京師范大學(xué)教育學(xué)部知識工程研究中心和加拿大Athabasca（阿薩巴斯卡）大學(xué)計算機(jī)和信息系統(tǒng)學(xué)院也聯(lián)合主辦了“北京師范大學(xué)一阿薩巴斯卡大學(xué)首屆“智慧學(xué)習(xí)環(huán)境國際研討會”。

智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是數(shù)字學(xué)習(xí)環(huán)境的高端形態(tài)，是社會信息化背景下學(xué)生對學(xué)習(xí)環(huán)境發(fā)展的訴求，也是有效促進(jìn)學(xué)習(xí)與教學(xué)方式變革的支撐條件。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的目標(biāo)是使得學(xué)習(xí)場所能夠感知學(xué)習(xí)情景，識別學(xué)習(xí)者特征，提供合適的學(xué)習(xí)資源與便利的互動工具，自動記錄學(xué)習(xí)過程和評測學(xué)習(xí)成果，以促進(jìn)學(xué)習(xí)者有效學(xué)習(xí)。

智能空間（smart Space）是智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的一種實體形式，也是智慧學(xué)習(xí)環(huán)境實現(xiàn)的基礎(chǔ)，是嵌入了計算、信息設(shè)備和多模態(tài)的傳感裝置的工作或生活空間，具有自然便捷的交互接口。以支持人們方便地獲得計算機(jī)系統(tǒng)的服務(wù)。智能空間作為信息時代的產(chǎn)物是具有動態(tài)、主動、可思維、開放、多變等特性的建筑空間。

參照NIST（美國國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究院）給出的智能空間具備的功能和為用戶提供的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，我們認(rèn)為，作為智能空間的特定應(yīng)用形式，未來課堂也應(yīng)是一個智能學(xué)習(xí)空間，它應(yīng)包括能識別和感知課堂主體以及他們的動作和目的，理解和預(yù)測這些主體在完成教與學(xué)任務(wù)過程中的需求：課堂主體能方便地與各種信息源（包括設(shè)備和數(shù)據(jù)）進(jìn)行交互：他們所攜帶或使用的移動設(shè)備可以無縫地與未來課堂這一智能學(xué)習(xí)空間的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行交互：未來課堂能夠提供豐富的信息顯示：提供對發(fā)生在未來課堂中的經(jīng)歷的記錄，以便在以后檢索回放：支持未來課堂中多人的協(xié)同工作以及與遠(yuǎn)程用戶的沉浸式的協(xié)同工作等。

智能學(xué)習(xí)空間還是一個富交互環(huán)境，在未來課堂這一智能學(xué)習(xí)空間中，大量的計算設(shè)備、多模態(tài)交互技術(shù)模塊、情景感知（Context Awareness）模塊被嵌入并隱藏在實際的物理環(huán)境中這些模塊互相協(xié)作并能主動為用戶提供服務(wù)，使得智能空間擁有立體、連續(xù)的交互通道。按照智能空間發(fā)展的這三個階段，從獨立的智能空間一開放的智能空間一智能社區(qū)的演變。不同的智能學(xué)習(xí)空間之間也應(yīng)該能夠自發(fā)地發(fā)生交互。當(dāng)一個空間的資源無法滿足用戶的需要時。智能空間應(yīng)該根據(jù)用戶的要求向臨近的空間發(fā)出請求來完成用戶的任務(wù)。

目前，國內(nèi)外對智能學(xué)習(xí)空間的研究主要集中于有關(guān)智能教室的研究，筆者曾在智能教室的研究現(xiàn)狀與未來展望一文中。對智能教室研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)行了系統(tǒng)的綜述。目前如清華大學(xué)的Smart Classroom，Dell公司的intelligentclassroom，卓越電子的智能教室等。

也有學(xué)者從各自角度提出了關(guān)于智慧（能）學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)想。鐘國祥等提出，智能學(xué)習(xí)環(huán)境是從建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、混合學(xué)習(xí)理論、現(xiàn)代教學(xué)理論出發(fā)，以學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)為中心，由相匹配的設(shè)備、工具、技術(shù)、媒體、教材、教師、同學(xué)等構(gòu)成的一個智能性、開放式、集成化的數(shù)字虛擬現(xiàn)實學(xué)習(xí)空間，認(rèn)為其既支持學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的自主建構(gòu)，又提供適時的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。馬來西亞學(xué)者Chin認(rèn)為，“智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是一個以信息通信技術(shù)的應(yīng)用為基礎(chǔ)、以學(xué)習(xí)者為中心的且具備以下特征的環(huán)境：可以適應(yīng)學(xué)習(xí)者不同的學(xué)習(xí)風(fēng)格和學(xué)習(xí)能力：可以為學(xué)習(xí)者終身學(xué)習(xí)提供支持；為學(xué)習(xí)者的發(fā)展提供支持。黃榮懷等人認(rèn)為，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是一種能感知學(xué)習(xí)情景、識別學(xué)習(xí)者特征、提供合適的學(xué)習(xí)資源與便利的互動工具、自動記錄學(xué)習(xí)過程和評測學(xué)習(xí)成果，以促進(jìn)學(xué)習(xí)者有效學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)場所或活動空間。

在這些現(xiàn)有的項目中，盡管各個項目關(guān)注點會有差異，但是其核心思想是一致的，就是技術(shù)整合于教室及教學(xué)活動，為課堂教與學(xué)活動的順利開展，及為學(xué)習(xí)者提供良好的個性化學(xué)習(xí)支持，注重學(xué)習(xí)者創(chuàng)新能力及創(chuàng)新精神的培養(yǎng)提供@技術(shù)、環(huán)境、人、資源各主體相互協(xié)調(diào)的智能學(xué)習(xí)空間。

在未來課堂研究方面，筆者曾利用質(zhì)性研究法和文獻(xiàn)研究法，對目前網(wǎng)絡(luò)上公開的44篇中小學(xué)生所寫的關(guān)于未來教室（課堂）的作文利用質(zhì)性分析軟件Nviv08.0軟件進(jìn)行了內(nèi)容分析。提煉出當(dāng)前中小學(xué)生對于未來課堂的想象與期望。基于作文內(nèi)容分析建立的未來教室特點模型，如圖1所示。

從模型圖中研究者可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們對于未來教室（課堂）特點的認(rèn)識，主要體現(xiàn)在智能的、高科技的、人性化的、靈活的、有趣的、自由調(diào)節(jié)的、使用便捷的、安全的、心情愉悅的、生態(tài)的、環(huán)保的、無塵的等概念中。

另外，筆者基于對于未來課堂的定位和特性、學(xué)生理想中的未來課堂和未來課堂的目標(biāo)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，還采用了專家意見征詢法，對來自于教育學(xué)、教育技術(shù)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、建筑學(xué)、心理學(xué)等領(lǐng)域20位專家，對于未來課堂的認(rèn)識進(jìn)行了意見征詢，借此構(gòu)建了未來課堂的模型，如圖2所示。

從未來課堂模型中。可以看出。未來課堂的設(shè)計主要從課堂環(huán)境設(shè)計和課堂教與學(xué)的活動設(shè)計兩方面入手。未來課堂要能促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)與發(fā)展，應(yīng)使學(xué)習(xí)者在未來課堂中能夠?qū)崿F(xiàn)快樂學(xué)習(xí)和高效學(xué)習(xí)。而要做到這一點，需要學(xué)習(xí)者在未來課堂中進(jìn)入到一個積極的心流狀態(tài)。從心流理論研究可以得出，要使學(xué)習(xí)者獲得這種心流狀態(tài)，需要從學(xué)習(xí)環(huán)境和活動兩方面進(jìn)行考慮。其中環(huán)境部分包括未來課堂的物理環(huán)境和學(xué)習(xí)支持平臺。物理環(huán)境中，未來課堂給課堂主體提供了高交互的教與學(xué)設(shè)備。能夠有效支持課堂主體對于學(xué)習(xí)資源的獲取、處理和呈現(xiàn)。智能環(huán)境控制則給課堂主體提供了良好的外在環(huán)境，從光、溫、聲、背景音樂、空氣質(zhì)量等方面根據(jù)課堂的實時狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)。創(chuàng)意空間布局則主要考慮給學(xué)習(xí)者提供更為人性化的桌椅設(shè)施，以及根據(jù)教與學(xué)活動的需要能夠方便實施桌椅的組合，形成學(xué)習(xí)小組，以利于小組學(xué)習(xí)活動的開展。

未來課堂中教的活動、學(xué)的活動和評的活動都是基于未來課堂云學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)來實施的，所有學(xué)習(xí)資源的提取及課堂教學(xué)過程中生成的資源均來源于或進(jìn)入到可進(jìn)化的學(xué)習(xí)資源庫中。課后的活動是課中教與學(xué)活動的延續(xù)，教師可以利用課堂實錄系統(tǒng)記錄的視頻和學(xué)習(xí)支持平臺記錄的教學(xué)生成性資源進(jìn)行分析，反思自己在教學(xué)過程中的經(jīng)驗和不足之處，并撰寫反思，與同行交流，也可利用學(xué)習(xí)支持平臺對學(xué)生在作業(yè)過程中提出的問題進(jìn)行輔導(dǎo)交流。學(xué)生在課后也需要對自己的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行反思，撰寫反思日志，并利用交互學(xué)習(xí)終端完成系統(tǒng)根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況推送的個性化作業(yè)。

未來課堂學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)是未來課堂模型的重要支持部分，主要可以基于泛在網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)高互動教與學(xué)設(shè)備、智能環(huán)控設(shè)備的接入與控制，支持未來課堂教與學(xué)等活動的開展。教師、學(xué)生可以通過交互終端接入未來課堂學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)，進(jìn)行教與學(xué)的活動實施，教研員、學(xué)校管理者、教師同事、家長等也可以接入未來課堂學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)，參與教與學(xué)的過程，了解學(xué)與教的情況。

可進(jìn)化的學(xué)習(xí)資源庫是未來課堂學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)的重要支撐。因為在未來課堂教與學(xué)的過程中有許多新生成的資源，而且未來課堂中的學(xué)習(xí)需要有情境性、適應(yīng)性的資源，需要為學(xué)習(xí)者進(jìn)行個體學(xué)習(xí)時所需的個性化學(xué)習(xí)資源需求提供支持。根據(jù)不同的要求，提供隨需應(yīng)變的學(xué)習(xí)資源服務(wù)。在未來課堂中，學(xué)習(xí)者需要的不是泛泛的學(xué)習(xí)資源，而是需要應(yīng)時的、與學(xué)習(xí)目標(biāo)、教與學(xué)內(nèi)容相關(guān)的、能夠切合學(xué)習(xí)者所處當(dāng)前語境的資源?？蛇M(jìn)化的學(xué)習(xí)資源優(yōu)勢便在于它解決了資源的應(yīng)時性。使學(xué)習(xí)資源有了適應(yīng)性的特點。由于在未來課堂中，隨著課堂主體與資源的交互，不斷有新的生成性學(xué)習(xí)資源產(chǎn)生，也就是說學(xué)習(xí)資源能在與課堂主體進(jìn)行交互的過程中，吸收資源使用者的集體智慧得以不斷進(jìn)化，這樣就使得原本傳統(tǒng)的靜態(tài)化、結(jié)構(gòu)封閉、內(nèi)容更新遲緩的學(xué)習(xí)資源需要轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)生成、持續(xù)進(jìn)化發(fā)展、結(jié)構(gòu)開放的學(xué)習(xí)資源。不斷保留在使用和交互過程中產(chǎn)生的生成性信息作為資源進(jìn)化的養(yǎng)料，體現(xiàn)資源進(jìn)化和學(xué)習(xí)者知識建構(gòu)的歷史路徑，滿足資源自身生命進(jìn)化的需求。未來課堂中學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程不僅僅是學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)資源的交互，更重要的是在參與學(xué)習(xí)的過程中，吸取教學(xué)者、其他學(xué)習(xí)同伴、遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)者或?qū)＜业热说闹腔?，建立起學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的社會認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，收獲持續(xù)獲取知識的“管道”。透過學(xué)習(xí)資源在學(xué)習(xí)者、教師等人之間建立起動態(tài)的聯(lián)系，共享學(xué)習(xí)過程中的人際網(wǎng)絡(luò)和社會認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，滿足社會化學(xué)習(xí)的需求。

由上可見，未來課堂是一個智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，智能性是未來課堂的重要特性之一，未來的課堂應(yīng)是這樣一個富有技術(shù)、充分體現(xiàn)技術(shù)、人和諧交互的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境。這個環(huán)境的組成既包括未來課堂物化形態(tài)上所呈現(xiàn)的智能學(xué)習(xí)空間，同時還包括在這個空間中對課堂主體所進(jìn)行活動的智慧性支持。在這個環(huán)境中，技術(shù)也已成為一個具備一定智能的主體，與其他主體能夠進(jìn)行良好的互動，共同促進(jìn)未來課堂教與學(xué)效率的提高。

四、未來課堂的智慧性體現(xiàn)

基于泛技術(shù)環(huán)境的支持，未來課堂的目標(biāo)是旨在構(gòu)建一個自然、和諧互動的學(xué)習(xí)空間。促進(jìn)學(xué)習(xí)者進(jìn)行個體學(xué)習(xí)和社會化學(xué)習(xí)，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)習(xí)者的發(fā)展，在空間設(shè)計上也應(yīng)能夠體現(xiàn)綠色、環(huán)保，從信息化設(shè)計到體驗性設(shè)計。

未來課堂作為一個智慧學(xué)習(xí)環(huán)境。其智慧性主要體現(xiàn)技術(shù)層面、環(huán)境層面和資源和服務(wù)層面等方面。

（一）技術(shù)層面——應(yīng)用大量的智能技術(shù)

未來課堂作為一個泛技術(shù)支持下的教學(xué)環(huán)境，應(yīng)用了大量的智能技術(shù)，主要實現(xiàn)信息的記錄、傳輸、編輯的智能化，主體之間交互的多元化、便捷化。如RFID技術(shù)、泛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。智能學(xué)習(xí)空間（Smart learning space）是嵌入了計算、信息設(shè)備和多模態(tài)的傳感裝置的教學(xué)與學(xué)習(xí)空間，具有自然便捷的交互接口，以支持課堂主體方便地獲得計算機(jī)系統(tǒng)地服務(wù)。人們在未來課堂里的學(xué)習(xí)過程就是使用計算機(jī)系統(tǒng)的過程，也是人與計算機(jī)系統(tǒng)不間斷的交互過程。在這個過程中，計算機(jī)不再只是一個被動地執(zhí)行人的操作命令的一個信息處理工具。而是協(xié)作課堂主體完成教與學(xué)任務(wù)的幫手，是人的伙伴，交互的雙方具有和諧一致的協(xié)作關(guān)系。這種交互中的和諧性主要體現(xiàn)在人們使用計算機(jī)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和操作負(fù)擔(dān)將有效減少，交互完全是人們的一種自發(fā)的行為。自發(fā)（spontaneous）意味著無約束、非強(qiáng)制和無須學(xué)習(xí)，自發(fā)交互就是人們能夠以第一類的自然數(shù)據(jù)（如語言、姿態(tài)和書寫等）與計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行交互。

（二）環(huán)境層面——實現(xiàn)智能環(huán)境

未來課堂中應(yīng)用了許多電子設(shè)備，要做到環(huán)境的智能化，需要使電子設(shè)備消失在用戶環(huán)境中，因此。需要“虛擬設(shè)備”來支持課堂主體與消失了的電子器件間的自然交互。通過智能化、個性化和相互連接的系統(tǒng)和服務(wù)創(chuàng)造所需的環(huán)境和功能。以此提高人們利用環(huán)境學(xué)習(xí)的質(zhì)量。

空間可以感知人的存在。根據(jù)不同的人，空間就會有不一樣的改變。

智能環(huán)境控制系統(tǒng)主要基于RFID等的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對課堂內(nèi)的光、電、聲、溫根據(jù)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的需要進(jìn)行控制，可以根據(jù)課堂外的光照條件調(diào)節(jié)照明，季節(jié)氣候的不同調(diào)節(jié)溫度，根據(jù)課堂內(nèi)的聲場環(huán)境調(diào)節(jié)聲音系統(tǒng)等。如圖3所示。

環(huán)境必須能識別生活在其中的人，適應(yīng)他們，并從他們的行為中學(xué)習(xí)，可能的話還要具有情感。在環(huán)境智能的世界里，由組網(wǎng)的智能設(shè)備組成的電子系統(tǒng)將集成到人們的環(huán)境中，并為人們提供隨時隨地所需的信息、通信、服務(wù)和娛樂等服務(wù)。設(shè)備還能進(jìn)一步適應(yīng)甚至預(yù)備人們的需要。環(huán)境智能將以完全不同于現(xiàn)在的手柄式或固定的電子盒的方式出現(xiàn)。這些新系統(tǒng)將自然地融合到周圍的環(huán)境中，并可以產(chǎn)生更為自然和隱含的交互方式。

智能環(huán)境重要的技術(shù)特性主要包括嵌入式（Embeded）。許多組網(wǎng)設(shè)備被集成到環(huán)境中。環(huán)境感知（context Aware）系統(tǒng)能識別你和你所處的環(huán)境上下文，個性化（Personlized）系統(tǒng)能調(diào)整自身以滿足你的需求，適應(yīng)性（Adaptive）能發(fā)生變化以響應(yīng)你。預(yù)備（Anticipatory）系統(tǒng)無需有意識的干涉便能提前準(zhǔn)備好你所想要的。

（三）資源層面

未來課堂可以通過云資源支持平臺、智能課堂實錄系統(tǒng)和交互白板實現(xiàn)資源的智能實時錄制和資源存儲。

智能課堂實錄系統(tǒng)可以對課堂中的學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程，包括自我學(xué)習(xí)和小組協(xié)作學(xué)習(xí)等過程進(jìn)行記錄，儲存于云端資源服務(wù)平臺中?？晒W(xué)習(xí)者課后進(jìn)行學(xué)習(xí)過程的回放，反思支持。

課堂智能實錄系統(tǒng)是未來課堂物理架構(gòu)的重要組成部分，實錄系統(tǒng)能夠自動跟蹤課堂主體的狀態(tài)和活動，自動調(diào)整鏡頭的景別。及實現(xiàn)聚焦和拾音電平的調(diào)整。并處理好不同攝像機(jī)之間的錄制畫面的同步。可以實現(xiàn)多攝像機(jī)、多場景切換式拍攝。

（四）服務(wù)層面

未來課堂應(yīng)為課堂主體而建，終極目標(biāo)在于促進(jìn)學(xué)習(xí)者的個體學(xué)習(xí)和社會化學(xué)習(xí)，以促進(jìn)學(xué)習(xí)者的發(fā)展，是一個充分發(fā)揮課堂主體的主動性、能動性，和諧、自由發(fā)展的教與學(xué)的環(huán)境與活動。未來課堂應(yīng)為課堂教與學(xué)活動的實施提供完善的支持與服務(wù)。要實現(xiàn)這種支持與服務(wù)。需要未來課堂能夠根據(jù)課堂實時情境。判斷出課堂主體的需要，為教師和學(xué)生實現(xiàn)教與學(xué)過程的智能分析，資源的智能推送等。從而為每一個學(xué)習(xí)者能夠?qū)崿F(xiàn)個性化學(xué)習(xí)提供可能。

五、未來課堂——智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的實現(xiàn)技術(shù)

未來課堂作為一個智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，其實現(xiàn)技術(shù)主要包括硬件技術(shù)和軟件技術(shù)兩個層面，其中硬件技術(shù)主要包括所有設(shè)備之間的智能互聯(lián)技術(shù)、多功能交互設(shè)備技術(shù)；軟件技術(shù)則主要是指各主體間的信息的智能傳輸技術(shù)、控制技術(shù)及推理技術(shù)等。

（一）硬件技術(shù)層面

要使得未來課堂成為一個智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，需要有硬件技術(shù)的支持，這些硬件技術(shù)主要包括物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、多功能交互設(shè)備技術(shù)等。

1.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

未來課堂是一個泛技術(shù)環(huán)境，是一個技術(shù)增強(qiáng)型課堂。未來課堂的物理架構(gòu)是指在泛在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境支持下，由多屏顯示、活動桌椅、智能環(huán)境控制系統(tǒng)、桌面平板電腦、無線反饋系統(tǒng)、視訊會議系統(tǒng)、智能課堂實錄系統(tǒng)等部分構(gòu)成。從未來課堂的物理架構(gòu)可以看出在課堂中應(yīng)用了許多新的技術(shù)，但這些技術(shù)在未來課堂中不應(yīng)該是單獨存在的客體，而都應(yīng)成為彼此之間信息互通的主體，成為未來課堂的有機(jī)組成部分。目前，實現(xiàn)要實現(xiàn)這些設(shè)備之間的無縫鏈接，主要可以采取物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來完成。

物聯(lián)網(wǎng)（TheInternet of things）的定義通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備。按約定的協(xié)議。把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。

從課堂教與學(xué)主體進(jìn)入課堂開始，其身份信息將自動被讀取。相應(yīng)的設(shè)備都會根據(jù)讀取的主體信息調(diào)節(jié)相應(yīng)的設(shè)備狀態(tài)。給主體提供相應(yīng)的支持。以符合個性化學(xué)習(xí)的需要。體現(xiàn)所有學(xué)習(xí)主體的學(xué)習(xí)機(jī)會平等性、學(xué)習(xí)方式多樣性、學(xué)習(xí)模式靈活性。

基于物聯(lián)網(wǎng)形成的無縫學(xué)習(xí)環(huán)境和泛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以讓所有學(xué)生和教育工作者隨時隨地使用綜合性的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)設(shè)施。

2.多功能交互設(shè)備技術(shù)

除了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以外，未來課堂的主要特性是其互動性，要實現(xiàn)各主體之間的良好互動。需要有多功能交互設(shè)備技術(shù)的支持。如多功能交互筆。多觸點交互顯示技術(shù)等。

在未來課堂這樣一個包括多種顯示設(shè)備的三維交互空間中。用傳統(tǒng)的鼠標(biāo)鍵盤進(jìn)行交互是相當(dāng)繁瑣的。每個顯示設(shè)備都需要單獨配備鼠標(biāo)或鍵盤，對于不熟練的計算機(jī)用戶來說。這種交互方式效率很低。對某些操作，例如繪制圖標(biāo)。即使是熟練的計算機(jī)用戶用鼠標(biāo)和鍵盤也很麻煩。清華大學(xué)研究者設(shè)計實現(xiàn)了一種多功能交互筆uPen，它是一個具有壓力傳感器的觸摸筆，可以發(fā)射激光，筆身上還有激光發(fā)射和鼠標(biāo)左右鍵共三個功能按鍵。結(jié)合觸摸板和計算機(jī)視覺技術(shù)。用戶利用一只uPen就能夠以便捷的方式在課堂中與各種顯示設(shè)備進(jìn)行交互。這種筆勢交互的模式擺脫了鼠標(biāo)鍵盤，使用戶在課堂的各個位置都能與顯示設(shè)備交互，而且交互方式統(tǒng)一便捷。每一支uPen在使用過程中能向系統(tǒng)發(fā)送惟一的ID信息。為多支uPen同時工作提供了基礎(chǔ)。結(jié)合室內(nèi)定位系統(tǒng)，就能夠確定使用人員的當(dāng)前交互狀態(tài)，為系統(tǒng)的主動服務(wù)和用戶相關(guān)的過程記錄提供了可能。

多點觸控技術(shù)是一項由電腦使用者透過數(shù)只手指達(dá)至圖像應(yīng)用控制的輸入技術(shù)。它是采用人機(jī)交互技術(shù)與硬件設(shè)備共同實現(xiàn)的技術(shù)，能在沒有傳統(tǒng)輸入設(shè)備（如鼠標(biāo)、鍵盤等）的情況下進(jìn)行計算機(jī)的人機(jī)交互操作。多點觸摸交互技術(shù)能支持同時多點觸摸輸入，使得觸摸手勢輸入和多人協(xié)作交互成為了可能，可以提高交互的智能性、協(xié)作性和自然性，也推動了人機(jī)界面逐漸由圖形用戶界面（GUI）向自然用戶界面的轉(zhuǎn)變。將雙手的手勢動作定義成人們在日常生活中常用的自然動作并用來操作計算機(jī)，可以大大減少操作者的認(rèn)知負(fù)擔(dān)，降低學(xué)習(xí)操作的門檻。觸摸手勢交互作為一種更自然的人機(jī)交互方式，它符合用戶的認(rèn)知，提高了交互的自然性。

為滿足人們簡單、自然、友好、一致的人機(jī)交互需求，利用人在現(xiàn)實生活中的勞動技能和操作技巧，提高交互的自然性，該平臺以用戶為中心。相對于單手操作。雙手交互不單是輸入通道上的增加，而且體現(xiàn)了雙手合作的特點，提高輸入帶寬和工作效率，使得傳統(tǒng)的圖形界面交互能夠和雙手多指交互相結(jié)合達(dá)到優(yōu)勢互補。如國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研發(fā)的基于手勢的多指觸摸協(xié)作交互平臺。解決了多點觸摸識別與定位、觸摸手勢識別、多人協(xié)作交互等關(guān)鍵技術(shù)，利用先進(jìn)的光感應(yīng)觸控手段，實現(xiàn)了雙手多指觸摸操作的人機(jī)交互。開發(fā)了基于雙手自然手勢進(jìn)行觸摸交互的通用支撐軟件，支持多人協(xié)作交互。通過觸摸屏在圖形界面上實現(xiàn)了一種自然、簡單、高效的人機(jī)交互。支持自然手勢的雙手多指觸摸人機(jī)交互系統(tǒng)，在觸摸精度、顯示面積和顯示方式上與國際同期同類技術(shù)相比具有明顯優(yōu)勢。

（二）軟件技術(shù)層面

未來課堂設(shè)備的配置和連接從硬件技術(shù)層面來講創(chuàng)建了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的物理基礎(chǔ)，但要使其真正發(fā)揮各自的作用。成為一個智慧學(xué)習(xí)環(huán)境。則需要相應(yīng)軟件技術(shù)支持。這些軟件技術(shù)主要是指各主體間信息的智能傳輸技術(shù)、控制技術(shù)及推理技術(shù)等，具體包括人工智能技術(shù)、上下文感知計算技術(shù)、和諧交互技術(shù)、計算機(jī)視覺識別技術(shù)和無縫數(shù)據(jù)管理技術(shù)等。

1，人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)是當(dāng)前信息技術(shù)教育應(yīng)用的一個研究熱點，基于人工智能技術(shù)開發(fā)的智能教學(xué)系統(tǒng)使得計算機(jī)軟硬件系統(tǒng)能夠更好地服務(wù)于學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程。以智能專家系統(tǒng)ITS（Intelligent Tutoring Systems）為例，ITS是一種能仿真人類教師的計算機(jī)教學(xué)系統(tǒng)，以學(xué)習(xí)者為主設(shè)計的教育軟件，它能感知學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀態(tài)，而提供適合學(xué)習(xí)者程度及喜好的指導(dǎo)、決定學(xué)習(xí)者模塊內(nèi)容及選擇特殊設(shè)計以輔助學(xué)習(xí)指導(dǎo)及練習(xí)（Shute&Psotka.，1995）。ITS利用AI技術(shù)推論學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀況、理解狀態(tài)及分析學(xué)習(xí)者特質(zhì)，進(jìn)而決定教學(xué)的內(nèi)容、時間點、與方式。這不但塑造了一對一教學(xué)的理想環(huán)境，同時也提供了針對不同學(xué)習(xí)者需求，量身定做的適性化（adap.tive）學(xué)習(xí)內(nèi)容。ITS以學(xué)生模型（Student Model）、教學(xué)模塊（Pedagogical Module）、領(lǐng)域知識（Domain Knowledge）、接口模塊（Interface Module）四個組件來達(dá)成上述的各項功能。[刪

在未來課堂中，學(xué)習(xí)者除了可以和實體課堂內(nèi)的教學(xué)者、學(xué)習(xí)同伴進(jìn)行互動外。還可以和學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)中的智能型人進(jìn)行互動，獲得個性化的學(xué)習(xí)支持，智能性人中的“教學(xué)人”可分為“協(xié)助教學(xué)事物人”及“實際進(jìn)行教學(xué)的仿真教學(xué)人”兩種。臺灣學(xué)者陳鴻裕的研究指出，協(xié)助教學(xué)事物的教學(xué)人主要的工作有：（1）自動負(fù)責(zé)同伴間的聯(lián)絡(luò)；（2）自動檢視并提示學(xué)習(xí)進(jìn)度；（3）自動收集課程的相關(guān)信息。而“實際進(jìn)行教學(xué)的仿真教學(xué)人”則是代替教師實際進(jìn)行教學(xué)的人，大部分的系統(tǒng)皆是以一個動態(tài)的3D人像作為溝通接口。以運用虛擬實境中豐富的溝通形式。與學(xué)習(xí)者在網(wǎng)絡(luò)的虛擬實境中互動。

2.上下文感知計算技術(shù)

上下文感知是智能空間的重要特征。是提高計算系統(tǒng)交互智能性的核心技術(shù)。上下文感知計算是指利用上下文信息自動為用戶提供適合當(dāng)前課堂教與學(xué)情景的服務(wù)和支持。它主要涉及上下文信息的感知和表述、上下文建模和推理、上下文感知的應(yīng)用等方面的內(nèi)容。

上下文是指任何可用于表征實體狀態(tài)的信息，這里的實體可以是個人、位置、物理的或信息空間中的對象。在實際應(yīng)用中，上下文的種類可歸納為計算上下文、用戶上下文及物理上下文等。上下文可分為低層上下文和高層上下文兩個層次，低層上下文是指直接從相應(yīng)的傳感器獲得的上下文：高層上下文和低層上下文往往是相互關(guān)聯(lián)的，一般來說是根據(jù)低層上下文進(jìn)行邏輯推理得到的。由于高層上下文更能體現(xiàn)用戶主體的意圖。因此人們對高層上下文更感興趣。它成為判斷用戶主體當(dāng)前意圖，為用戶主體提供相應(yīng)服務(wù)和支持的重要依據(jù)。

3.和諧交互技術(shù)

未來課堂通過開發(fā)和集成先進(jìn)的和諧交互技術(shù)，為學(xué)習(xí)者提供一個高效的信息獲取、交流的工作空間。從而促使顯著提高學(xué)習(xí)、討論和協(xié)作效率。

在未來課堂中，多種來源的相關(guān)信息將集成顯示在課堂的三維物理空間中，課堂教與學(xué)的主體可以在多個顯示表面上以自然便捷的方式直接與信息系統(tǒng)交互?；蚺c遠(yuǎn)程的專家或?qū)W習(xí)伙伴進(jìn)行充分的協(xié)作交流，整個互動過程還將被自動存放為可索引的學(xué)習(xí)記錄或參考案例。未來課堂這一智能學(xué)習(xí)空間是一個典型的多用戶和諧人機(jī)交互環(huán)境，目標(biāo)是促使學(xué)習(xí)者在復(fù)雜的情況下盡快地理解和掌握當(dāng)前形勢并快速地做出合理地決策。關(guān)鍵是要為開放式信息集成、多用戶自然交互提供支撐技術(shù)。

基于普適計算的智能學(xué)習(xí)空間技術(shù)，能營造全方位信息顯示與和諧交互環(huán)境，將大大提高教與學(xué)過程的快速性和可靠性。

4.計算機(jī)視覺技術(shù)

在未來課堂這一智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中，人的行為識別理解、物品識別與定位，以及場景恢復(fù)等問題都需要利用計算機(jī)視覺技術(shù)作為主要或者輔助手段來解決。計算機(jī)視覺是用計算機(jī)或機(jī)器對生物視覺的仿真。是一門綜合性的學(xué)科，它包括計算機(jī)科學(xué)和工程、信號處理、物理學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計學(xué)，神經(jīng)生理學(xué)和認(rèn)知科學(xué)等。計算機(jī)視覺就是用各種成像系統(tǒng)代替視覺器官作為輸入敏感手段，由計算機(jī)來代替大腦完成處理和解釋。計算機(jī)視覺的最終研究目標(biāo)就是使計算機(jī)能像人那樣通過視覺觀察和理解世界。具有自主適應(yīng)環(huán)境的能力。

在未來課堂中，用到的與計算機(jī)視覺相關(guān)的技術(shù)主要有圖像處理、圖像識別和圖像理解。圖像處理技術(shù)把輸入圖像轉(zhuǎn)換成具有期望特性的另一幅圖像，圖像處理主要利用圖像處理技術(shù)進(jìn)行預(yù)處理和特征提?。簣D像識別是指根據(jù)從圖像抽取的統(tǒng)計特性或結(jié)構(gòu)信息，把圖像分成預(yù)定的類別，圖像識別主要用于對人的動作、物品等的識別與定位等；圖像理解不僅描述圖像本身，而且描述和解釋圖像內(nèi)容所代表含義，圖像理解主要用于對場景的理解和對人的行為和意圖的識別等。

5.無縫數(shù)據(jù)管理技術(shù)

從用戶的角度來看，進(jìn)入未來課堂后，不同計算設(shè)備上的信息被放置在一個系統(tǒng)中，用戶無需關(guān)心信息的上傳和下載，只需利用下文介紹的多功能交互筆就能在不同顯示設(shè)備上方便地顯示、切換、標(biāo)注這些信息，使得用戶的注意力能主要放在討論和信息理解的過程中，無需過多理會計算系統(tǒng)的細(xì)節(jié)。遠(yuǎn)程用戶被允許接入未來課堂后，也能利用無縫數(shù)據(jù)管理模塊來提供和共享信息。

在多種顯示設(shè)備集成的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中，課堂教學(xué)主體可以通過物理環(huán)境（如墻面、桌面）、日常用具（如筆、激光筆），新型信息設(shè)備（如PDA、麥克風(fēng)陣列），以及語音命令等自然便捷的方式與信息系統(tǒng)交互，無需依賴傳統(tǒng)的鼠標(biāo)鍵盤，以使對計算機(jī)不熟練的人員也能夠直觀地訪問、處理信息。原型系統(tǒng)主要通過語音命令和多顯示表面上的筆式交互提供直接的支撐技術(shù)。

除了以上的硬件技術(shù)及軟件技術(shù)外，未來用在未來課堂這一智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中的技術(shù)還可能包括增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)（AR）、多模態(tài)信息融合、自動記錄決策過程、內(nèi)容增加技術(shù)（如把有意義的元數(shù)據(jù)添加到現(xiàn)有的音頻和視頻內(nèi)容中）、新的壓縮和表現(xiàn)技術(shù)（使音頻和視頻能實時地產(chǎn)生復(fù)合型媒體）和適應(yīng)技術(shù)等，以支持未來課堂用戶主體和課堂技術(shù)、資源和環(huán)境間的自然交互等等。

篇4

關(guān)鍵詞：除草劑；微生物除草劑；酰胺類除草劑；雜草防治

雜草及其防治是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中需要研究的重要方向，是植物檢驗檢疫的重要組成部分，對作物生長發(fā)育也有著重要影響。本文就從雜草防治中除草劑的發(fā)展應(yīng)用來對其加以闡釋。

1 除草劑的研究和應(yīng)用發(fā)展史

隨著植物生理、生化技術(shù)、化工合成等領(lǐng)域的發(fā)展，除草劑的發(fā)展十分迅速。除草劑的發(fā)展階段可以分為早期階段，1860-1945 年，除草劑以無機(jī)物除草為主。1945-70 年代中期，除草劑進(jìn)入有機(jī)化階段，以 1942 年發(fā)現(xiàn) 2、4-滴的殺草功效為開端。上世紀(jì) 70 年代中期至今，除草劑已經(jīng)進(jìn)入了超高效的發(fā)展階段。未來除草劑的研發(fā)方向為加強(qiáng)除草劑機(jī)理、活性與化學(xué)結(jié)構(gòu)關(guān)系的研究，開發(fā)對環(huán)境和人畜高度安全的除草劑，使除草劑的劑型更簡便更安全，加強(qiáng)安全劑和解毒劑等助劑及除草劑之間的互作研究，并加強(qiáng)除草劑施用技術(shù)研究，提高靶標(biāo)著藥量。

2 除草劑的劑型及使用

除草劑的劑型可以分為可濕性粉劑、顆粒劑、水劑、可溶性粉劑、乳油、懸浮劑、濃乳劑和熏蒸劑等，各自具有不同的特點。除草劑的使用原則是讓除草劑與雜草充分接觸并刺手，盡量避免或減少作物接觸藥液的機(jī)會，使除草劑的施用有效、安全和經(jīng)濟(jì)。對土壤處理方面，影響藥效的因素主要是土壤類型、有機(jī)質(zhì)含量、土壤含水量和整地質(zhì)量。對莖葉處理方面，做莖葉處理除草劑選擇性主要通過形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理生化選擇性實現(xiàn)除草保苗用原理。

3 除草劑的作用機(jī)理

由除草劑的作用方式的分類我們可以了解到除草劑的作用機(jī)理。光合作用抑制劑的主要作用機(jī)理是一直光合作用，可細(xì)化為抑制光合電子傳遞鏈，分流光合電子傳遞鏈的電子，一直光合磷酸化（解歐聯(lián)作用）和抑制色素生物合成。脂肪酸合成抑制劑是通過抑制脂肪酸的合成和鏈的伸長達(dá)到除草的效果。氨基酸合成抑制劑通過抑制氨基酸的合成達(dá)到作用效果。微管形成抑制劑能達(dá)到抑制微管和組織發(fā)育的作用。生長素抑制劑通過干擾激素平衡達(dá)到抑制作用。除草劑在一定的劑量下，只滅殺某些植物，對另一些植物無明顯影響，具有選擇性。

4 微生物除草劑

微生物除草劑具有資源豐富、環(huán)境污染小等優(yōu)點，符合了可持續(xù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展要求，目前，人們利用微生物及其代謝產(chǎn)物來防治雜草是生物防治研究中一個較活躍的領(lǐng)域，近年來取得了顯著的研究成果。狹義的微生物除草劑是指“直接利用微生物本身進(jìn)行雜草防治”；廣義而言，微生物除草劑是指利用能快速繁殖的雜草病原菌活體或由微生物產(chǎn)生的具有殺（抑）草毒性的代謝產(chǎn)物來開發(fā)的雜草生防制劑。

4.1 微生物除草劑存在的問題

在有極大優(yōu)點的同時，微生物除草劑也存在一些問題，具體如下：①物除草劑的培養(yǎng)和加工技術(shù)等無法建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)；②植物形成的次生物質(zhì)往往是一組化學(xué)結(jié)構(gòu)類似的相關(guān)化合物，不僅分離提取和化學(xué)成分的確定難度相當(dāng)大，而且工作量也很大；③很多微生物除草劑對目標(biāo)生物的選擇性極強(qiáng)，作用靶標(biāo)單一，推廣及大規(guī)模生產(chǎn)受到限制；④通常微生物除草劑對環(huán)境條件的要求比化學(xué)除草劑更苛刻，容易導(dǎo)致微生物除草劑防效較低，見效較慢；⑤活性物質(zhì)不穩(wěn)定，菌株變異退化，致病力減弱，制劑加工困難等。

4.2 微生物除草劑的發(fā)展前景

因為微生物除草劑仍存在諸多問題，所以它的推廣及大規(guī)模生產(chǎn)受到限制，但隨著生物科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和科學(xué)家們對微生物除草劑的研究逐步深入，一些問題已得到解決。例如：①通過適當(dāng)?shù)闹鷦╊愋图爸苿┘庸ぜ夹g(shù)可以促進(jìn)和調(diào)節(jié)孢子萌發(fā)，增加致病性，減少對環(huán)境依賴性，提高防治效果和穩(wěn)定性；②通過基因?qū)撕图?xì)胞融合技術(shù)可以重組自然界存在的優(yōu)良的除草基因，改良潛在除草作用的特殊酶的基因，以此來提高致病力和藥效；③選擇兩種或兩種以上的微生物作為一種單獨的除草劑防治多種雜草，改良了微生物除草劑的品種和寄主專一性等。此外，由于某些根際細(xì)菌的固氮作用能夠減少施用化學(xué)肥料的費用。開發(fā)同時有固氮作用的細(xì)菌除草劑將會產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益。以上這些研究的廣泛開展，為進(jìn)一步的微生物除草劑的開發(fā)提供了可能，相信未來，將會有更多的活體微生物及其代謝產(chǎn)物實現(xiàn)商品化。

5 酰胺類除草劑

酰胺類除草劑是目前世界使用最廣泛的除草劑之一，適用作物種類和施用面積均居各類除草劑前列，其具有高效、低毒、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點，因此備受人們的關(guān)注。

5.1 酰胺類除草劑的研究應(yīng)用

（1）乙草胺由美國孟山都公司開發(fā)成功，其可防除一年生禾本科雜草和部分闊葉雜草，此類除草劑應(yīng)用非常廣泛，作為一種廣譜型除草劑對早期雜草效果良好，在不同國家有不同的商品名和劑型。2008 年底，我國乙草胺產(chǎn)量已達(dá)11萬噸以上。該除草劑突出特點是經(jīng)過土壤處理后具有很高的活性，特別是對有機(jī)質(zhì)含量高的土壤更為有效。

（2）丁草胺為酰胺類選擇性內(nèi)吸傳導(dǎo)除草劑通過幼芽和根部吸收，抑制雜草內(nèi)部的蛋白質(zhì)合成。從而使雜草死亡，其對芽前及二葉期前的雜草有效。在旱田應(yīng)用需在土壤潤濕的條件下施藥。

（3）敵稗是一種廣泛使用的除草劑。對全世界各地稻田雜草防除效果顯著。韓烈剛等在室內(nèi)和 間試驗條件下研究了敵稗對馬唐和稗草的防除情況，當(dāng)敵稗為 1.50kg/hm 時可有效防除早熟禾草坪及高羊茅草坪上常見的馬唐和稗草。

（4）異丙甲草胺可防除禾本科雜草和部分闊葉雜草，其作用機(jī)理主要是抑制發(fā)芽種子的蛋白酶活性，破壞蛋白質(zhì)的合成。

（5）氟噻草胺是 1988 年由德國拜耳公司繼成功開發(fā)苯噻酰草胺后又一個開發(fā)成功的氧乙酰替苯胺類除草劑，它主要通過抑制細(xì)胞分裂而發(fā)揮作用。

5.2 酰胺類除草劑存在的問題

酰胺類除草劑雖然近年來得到了較大的發(fā)展，但其的大量使用的同時也給我們帶來了一些問題。比較典型的有如下：1）酰胺類除草劑的大量使用導(dǎo)致了環(huán)境問題，已成為全世界關(guān)注的重點問題。2）長期使用雜草所產(chǎn)生的抗性隨著使用年限的增加而明顯提高；3）盲目使用而表現(xiàn)出來的要害問題也越來越明顯。

5.3 酰胺類除草劑的發(fā)展方向

自 20 世紀(jì) 80 年代以來，酰胺類除草劑有了很大的發(fā)展，酰胺結(jié)構(gòu)是一種十分重要的化學(xué)組成，開發(fā)出了許多新的品種。酰胺類除草劑發(fā)展有以下方面：1）通過安全劑等提高酰胺類除草劑的選擇性 2）化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，向雜環(huán)和氟原子方向發(fā)展。3）對劑型的加工進(jìn)一步改善。4）提高酰胺類除草劑的安全性和環(huán)境的相容性。5）超高效、低殘留、易降解，成為未來農(nóng)田可以長期使用的除草劑。

6 結(jié)語

現(xiàn)在農(nóng)田雜草防除的方法主要有機(jī)械除草、靜電除草、人力除草、化學(xué)除草和綜合治草等。然而備受廣大農(nóng)民青睞的除草方式是化學(xué)除草，其主要原因是效率高，但對環(huán)境影響大，經(jīng)濟(jì)成本高。隨著信息、網(wǎng)絡(luò)、人工智能等技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，應(yīng)用計算機(jī)視覺、圖像處理技術(shù)等對農(nóng)田中的雜草識別和控制已成為可能。

也相信隨著科技的進(jìn)步和研究的深入開展，我們對雜草及其防治的認(rèn)識會越來越深入，田間雜草防治的技術(shù)也會越來越成熟，除草劑的研究和應(yīng)用發(fā)展及雜草防治技術(shù)會走上一條技術(shù)化、經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的道路。

參考文獻(xiàn)

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