基于行为主义的智能教学系统设计与开发

第一篇：基于行为主义的智能教学系统设计与开发

装订线

基于行为主义的教学软件设计与开发

——《小学英语教学系统（彩虹）》

摘要：本系统主要依据行为主义其中涉及到环境设计，开发了一个供小学三年级英语教师使用的教学系统。主要内容是教学生认识彩虹及其七种颜色，文章包括需求分析、教学目标分析、教学内容分析、学习者特征分析以及软件的设计分析。关键词：行为主义、学习环境、教学系统

1.引言

1.1前言

随着时代的进步，电子技术的飞速发展，全球网络化进程的加快，社会各行各业中都应用到了计算机这种现代技术工具，目前我国的教育领域也已经开始运用计算机辅助教学（Computer-Assisted Instruction，以下简称CAI）这一现代化教学手段进行教育教学。运用多媒体辅助教学可以使教学内容化静为动，调动学生的学习兴趣，使学生寓学于乐，培养学生的学习兴趣，与此同时，利用计算机辅助教学还可以满足学生的学习兴趣。

小学教育在教育阶段中尤为重要，对于学生兴趣的培养更是不容忽视。在英语教学中，如果能应用多媒体课件，更能引起学生的注意，激发其兴趣以及学习动机的培养，从而有助于学生从小就养成学习英语的习惯，对于英语教学来说是很重要的。

结合小学英语教学，以及一次偶然的机会陪朋友去面试小学英语教师的经历，我开发了一个题为《小学英语教学系统（彩虹）》的课件，旨在帮助教师更好的调动课堂的气氛，让学生在更加多样化的环境中学习英语，从而培养对英语学习的兴趣和习惯。

1.2系统开发流程

2.需求分析

在需求分析这一块上，其实当下小学的教学中，城镇级别以上的学校基本都会使用多媒体进行教学，但是乡村还是不能跟上这个步伐（无论是师资，设备还是学校的重视程度上）所以这里只分析有运用多媒体教学条件下的情况。虽然大多数教师上课的时候都会运用多媒体课件，但是那些课件都只是注重教学的其中一个方面，比如内容，却很少能综合各方面来设计出一堂完整的课。如果能针对某一门课或者是一节课，制作一个多媒体教学系统，这样对教学来说在很大程度上是有促进作用的。

对学生来说当然是通过这个教学系统能学到知识，但是又有一定的趣味性。对教师来说就是既能让学生掌握课堂内容，也讲得比较轻松，激发学生学习的热情。对学校来说就是要求教师教好，学生学好，与家长沟通好。对家长来说无非也是学生能真正学以致用。那么针对不同的学习者，综合起来，系统应该具有明确的教学内容，具有趣味性，符合学生学习的需求，只要学生学好了，各方面的需求就都解决了。集中体现为下面这个需求分析表：

3.教学目标

教学目标是对学习者通过教学后应该表现出来的可见行为的具体、明确的表述。教师通过运用《小学英语教学系统（彩虹）》课后学生可以表现出来的目标归纳为一下：

装订线

4.教学内容

教学内容是指为实现教学目标，要求学习者系统学习的知识、技能和行为规范的总和。这个课件教小学生认识彩虹的七种颜色，学会读和说”What’s this in English?””What color is it?”这两句话，知道自然界中彩虹的形成和彩虹的故事，还会有儿歌，练习的涉及。通过这些教学培养学生细心观察的能力，激发学习英语的兴趣，端正学习知识的态度。

5.学习者分析

这个《小学英语教学系统（彩虹）》主要是给教师在上课的时候用的，教师是主要的使用者，但是学生是主要的利益干系人，因为只有学生才真正在应用这个系统的时候学到知识。集中体现为下面这个学习者分析表：

6.软件分析与设计

6.1指导理念

《小学英语教学系统（彩虹）》主要是基于行为主义的小步子程序教学，当然也涉及基于建构主义的学习环境设计。在教学程序上是由浅到难，逐渐切入到课堂的重点，但是也不缺乏必要的环境建设，比如讲彩虹的形成，彩虹的故事，还有一首彩虹歌。在活泼的学习环境中，通过给小学生讲简单易懂的原理，讲故事，学唱歌等方式让他们在轻松地环境中逐渐掌握彩虹的颜色，学会读和说”What’s this in English?””What color is it?”这两句话。

6.2结构分析

6.3设计分析

这个系统主要是用authorware实现的。每个页面的图片都是用photoshop处理过，有些图形是用corelDRAW画的。打开主页就清晰展现系统的五个模块。Authorware中都是以流程图整合内容的，每个模块的主页前都有一个计算图标，通过EraseAll()清空前面的页面。

（1）彩虹的形成：点击进去通过右下角的上页下页按钮一步一步展现彩虹的形成过程。由于小学生英语知识比较薄弱在适当的位置会给出中文的英文单词，虽然他们不会写，但是先给他们一个大概印象，对日后的学习是很有帮助的。在上一页按钮中CurrentPageNum@“framework”>1让在第一页的时候它是灰色的，不能点击。下一页按钮CurrentPageNum@“framework7”

（2）彩虹的颜色：这是系统的主要模块。首先呈现彩虹以及彩虹七种颜色的单词，通过点击相应的单词会在右边出现相应图片，让学生能比较形象的理解单词的含义。下一页就是单词颜色的进一步强化，鼠标移动到什么颜色块上就会出现相应颜色的单词。最后一页就是这节课主要短语的教学，教师通过提问学生具体字体用英语怎么说，是什么颜色，让学生反复练习，直到掌握了本节课主要的两个句子。

（3）彩虹的故事：跟模块(1)类似，只是在里面用到了一个移动图标，让文字可以移动着出现，减少学生前面学习的疲乏感，为后面彩虹歌的学习先热一下身。（4）彩虹歌：导入一个flash，教小学生这首有关彩虹颜色的歌曲，进一步巩固前面所学的知识。页面上有三个按钮，CallSprite(@“Flash Movie...2”,#play)控制播放，CallSprite(@“Flash Movie...2”,#stop)控制暂停，GoTo(IconID@“Homepage”)控制返回首页。

（5）练习：设置了5个题目，选择之后点击“交卷”如果选择对了就会出现“回答正确！！”否则就是“回答错误！！”。每个选项对应一个计算图标，交卷对应一个页面用来判断回答的正误，每道题大体是这样设置：Checked@“a”:=1, 装订线

Checked@“b”:=0, Checked@, Checked@“d”:=0, answer:=“Q:a”,回答{Test(answer=“Q:a6”,“正确”,“错误”)}控制选项的选择, 并且设定正确答案。CharCount(answer)=3，控制当没有选择的时候不可以点击“交卷”。

7.总结

本次实验是自主选择一个小知识点来开发一个智能教学系统，由于上次和朋友去面试时听她讲的一个小知识点开发了这个《小学英语教学系统（彩虹）》。运用的技术选择主要是因为上学期学习了《多媒体教学软件设计与开发》这门课程，想好好巩固并加深一下对authorware这个软件的掌握程度。开始的时候其实真的不知道该怎么下手，老师说要体现自适应性，我觉得我的这个系统在这方面做得也不够好。然后就去图书馆借书、上网查资料等等。在做的过程中，我找了很多资料，也遇到过不少问题，其中印象最深刻的是“返回”的问题，开始的时候总是做不到任意返回，后来运用了框架那个图标以及一小段代码就解决了。还有就是在做的时候由于要用到很多背景图片，我都是使用photoshop来处理背景图片，其中还运用了corelDRAW来自己画图。

其实开始做的时候只是很单纯的一个想法，因为讲课的是我的好朋友，每次想到她我就很舒心可是已经很久没见她了，做系统的时候就只是惦记着她，一直告诉自己不要放弃，坚持做完，即便做的不好。记得有个老师说过：“坚持到最后的就是最好的。”authorware这个软件虽然存在很多的缺陷，但是我用它做出了一个自己觉得开心的作品。没有完美的，只要喜欢就好，开心就好。一个作品，我学习接触到了很多种的软件也学到了很多。纠结是有的，开心却是最多的，想办法解决一个个问题，收获其中的成长，真的很不错。总的来说，我认真做了，做出来了，还是很开心的。

参考文献

[1]何克抗,郑永柏，谢幼如.教学系统设计.北京大学出本社，2002年10月第一版 [2] 王志军.多媒体软件设计与开发.高等教育出版社,2006年7月第一版

第二篇：基于行为主义的教学系统设计理论

2.1教学系统设计理论

返回

下一节

一、教学系统设计的概述

1.教学系统设计的定义

教学系统设计（通常也称为教学设计）是以人类对传播与学习的研究作为主要理论基础并包括其他相关的学科理论和研究成果为依据，运用系统方法，分析教学过程的诸环节和要素，确定并解决教学问题，实现教学最优化的现代化教学技术。由此可见，教学系统设计是以分析教学需求为基础，以确立解决教学问题的步骤为目的；教学系统设计是一种实现教学最优化的现代化教学技术；教学系统设计是以学习理论、教学理论、教育传播理论和系统科学理论作为其理论基础。2.教学系统设计的类型

教学系统设计产生于20世纪60年代。自其产生的40余年来，教学系统设计的理论和方法都得到不断地丰富和发展。

“教学系统设计的最终目的是为了促进学习者的学习。”因此，进行科学的教学系统设计，必须从了解学习的发生机制和学习的本质问题入手。教学系统设计是架设于学习理论与教育教学实践之间的一座桥梁。纵观教学系统设计的发展轨迹，我们可以清晰地看到学习理论对教学系统设计的影响最为深刻。每一次学习理论的发展，都必然为教学系统设计带来巨大的触动和冲击。学习理论的发展大致可以分为行为主义学习理论、认知主义学习理论、建构主义学习理论和人本主义学习理论等，所以相应地出现了基于行为主义的教学系统设计理论、基于认知主义的教学系统设计理论、基于建构主义的教学系统设计理论和基于人本主义的教学系统设计理论。

（1）基于行为主义的教学系统设计理论

以桑代克（Thorndike）、华生（Watson）和斯金纳（Skinner）为代表的行为主义心理学家通过一系列动物实验，推演得出学习是形成刺激与反应之间联结的过程。因此，“刺激——反应”是行为主义学习理论的核心。由于这种学习理论强调外部刺激的作用，并可以通过行为目标来检测和控制学习的结果，因此，基于行为主义的教学系统设计关注任务的分析和学习目标的确定。学习目标要明确、具体；任务要细化，要与学习目标对应，以使学习者能够有效地达到预先设定的学习目标。（2）基于认知主义的教学系统设计理论

由于行为主义学习理论只是将学习者看作“黑箱”，即只强调外部刺激的作用而忽视学习者内部心理过程的作用，所以这种学习理论运用于教学实践具有很大的局限性。以布鲁纳(Bruner)、加涅（Gagné）为代表的认知主义心理学家认为学习不仅仅是刺激与反应之间的简单联结，而是一种积极主动的内部加工的过程。因此，认知主义学习理论不仅重视学习者的外部刺激与外显的反应行为，而且重视学习者的内部心理过程的作用。人的学习是包括不同层级的，不同类型的学习需要不同的外部条件和内部条件的支持。因此，基于认知主义的教学系统设计不仅关注学习目标的设置和明确陈述，而且注重学习类型的划分、内部条件和外部条件的设计。

（3）基于建构主义的教学系统设计理论

不管行为主义学习理论还是认知主义学习理论都认为知识是外部客观世界的真实反映，学习是获取科学、客观知识的过程。因此，基于行为主义的教学系统设计和基于认知主义的教学系统设计都认为教学是传授客观知识的过程，教学结果是可以预先规定的，复杂的知识可以分解成若干简单的知识，针对这些知识进行精密的设计。以皮亚杰（Piaget）、维果斯基（Vygotskian）为代表的建构主义心理学家则认为知识并不是真实的“客观存在”，而是认知主体（学习者）与客观环境（社会文化背景和自然环境）的相互作用而形成的，学习是自我建构知识的过程。由于学习者认知结构和文化背景存在差异，所以知识在学习者头脑中建构的意义也截然不同。基于建构主义的教学系统设计强调以学生为中心；强调“情境”对意义建构的重要作用；强调协作学习的设计；强调信息资源和学习环境的设计。（4）基于人本主义的教学系统设计理论

人本主义反对行为主义和认知主义将人的认知与情感割裂开来加以分析的做法，主张探讨完整的人（包括行为表现、认知过程和情感态度）。以罗杰斯（Rogers）为代表的人本主义心理学家认为学习是个人潜能的充分发展，是人格的发展，是自我的发展。学习是一个有意义的过程。这种意义学习不仅仅涉及人的认知参与，而更重要的是情感、态度的投入和积极参与。这是一种自发、自觉的学习。只有当学习来自学习者的自我需要和发展，才能形成有意义的学习。因此，基于人本主义的教学系统设计重视学习者学习动机的激发、学习主动性的张扬；强调充分发展学习者的潜能、情感和态度。3.教学系统设计的现状

由于受传统教育思想的影响，以往教学系统设计几乎是围绕教师的“教”而进行设计，极少考虑教学系统的其它要素。随着教育教学改革的深化发展以及各种学习理论的纷涌呈现，教学系统设计更加关注“学”的设计，这主要表现在：（1）重视情境的设计

当人们反思教学时，发现学校的教育方式导致了“惰性知识”（inert knowledge）的产生，学生在学校学到的知识无法用于真实问题的解决。原因在于学校教学是抽象化和去境脉化的，知识是脱离具体的社会文化背景而被传授。情境认知与情境学习理论为解决这一问题提供了全新的视野。该理论认为：知识的意义和个体的身份是在互动中建构的，具有情境性；学习的有效性在于创建实习场和组建实践共同体。因此，为了使学生能够对学校里的知识实现有效的迁移，解决实际生活中的现实问题，必须设计真实而复杂的情境。

（2）重视学习环境的设计

学校的教学不是单单将知识灌输到学生的头脑中，而是要提供一种学习环境。国内外许多文献表明，学习环境的设计已经成为教学系统设计的重要组成部分。学习环境并不一定拘泥于物理意义上的学习场所，而是学习资源和认知工具的有机组合，是支持学习活动开展的外在条件。学习资源包括学习材料、认知工具和学习空间等，人际关系包括学生之间和师生之间的人际交往。（3）重视学习过程的设计

学习过程反映学习者作为认知主体参与学习的主要活动环节和策略，它与教学过程有着明显的区别。学习者是学习的主人，不是被动接受知识容器，不是毫无思想、完全被教师“牵着鼻子走”的个体。如何发挥学生的主动性，体现学生的主体地位，学习过程的设计（主要是活动和策略的设计）是关键。

二、教学系统设计的基本内容

根据教学系统设计的概念，教学系统设计主要包括以下几个内容： 1.教学目标的分析

教学目标是对学习者通过教学后应该表现出来可见行为的具体和明确的表述。教学目标不仅是教学活动设计的指南，而且是教学评价的依据。教学目标的确定受社会对人才培养的需要、学习者特征以及具体学科的特点等因素的制约。根据教学内容的范围，教学目标可以分为学科总目标、年级目标、单元目标和课时目标四类。2.教学策略的确定

教学策略是指在具体条件下，为达预期教学目标所采取的手段、工具、途径和方法的总和。确定教学策略即为达到预期教学目标，选择所需要的资源、程序和方法。它包括教学媒体的选择、教学资源的呈现、学习环境的设计、学习活动的组织和教师指导的设计等方面。3.教学评价的设计

教学评价是指依据教学目标，采用科学的方法，收集学生在学习过程中的学习反应信息和资料，通过量化分析，以获取反馈信息，检验是否达到预期的教学目标，以便调整教学目标或修正教学策略。评价的最终目的在于使教学系统不断地优化和完善，在修正过程中获得发展。

三、教学系统设计理论对网络课程的指导作用 1.教学目标的分析

目前许多网络课程只重视教学内容的呈现，忽视教学目标的制定和编写，从而导致学生的学习目的不明确。网络课程作为一种课程的表现形态，作为学生网上学习的一种电子教材，同样要进行教学目标的分析。教学目标包括了课程目标、单元目标以及各个知识点的学习目标。网络课程教学目标的分析与制定可以依照分层的原则，从课程目标、单元目标和各个知识点的学习目标分别加以考虑。

课程目标主要是对学习者完成整门课程的学习后所应达到的知识水平和能力程度的概括说明，它的有关信息应该呈现在网络课程的首页，让学习者一开始就对该课程的目的一目了然。单元目标是对学习者完成单元内容的学习后所应具备的知识水平和技能要求的具体描述。各个单元内容的属性不同，重难点不同，单元目标的侧重点就有所不同。它应该呈现在单元学习内容之前，作为学习者学习单元内容的指南和检测评价单元学习效果的标准。各个知识点的学习目标应该在学习者学习该知识点的过程中呈现，同时要具体明确要求学习者达到哪一种层次（根据布鲁姆认知目标的分类法，知识点的学习目标层次有知识、理解、应用、分析、综合与评价）。2.教学策略的确定

目前许多网络课程对教学内容的组织仅仅是依照传统教科书章节目的顺序进行编排，将教科书里的内容一字不漏地全部照搬到网络课程中。面对密密麻麻的文字，学习者感到枯燥乏味，丧失学习的积极性和兴趣。网络课程不仅是一种网上学习教程，而且反映了某种教学活动形式。因此，网络课程的开发必须考虑教学策略的确定。网络课程教学策略的设计包括以下几个方面：（1）资源的设计

网络课程不是简单的书本搬家，它不仅仅局限于对课程内容的单一呈现，更重要的是设计和提供数量丰富、形式多样的学习资源。这些学习资源不仅可以作为学习者学习课程内容和完成作业的辅助材料，而且可以作为扩展性学习材料，拓宽学习者的视野和知识面。现在，网络的各种信息资源纷繁芜杂、目不暇接，难免会出现鱼目混珠的现象，如果不加以过滤，容易使学习者产生“迷航”。所以，为了降低资源的冗余度，提高资源的可靠性和实用性，必须对资源进行精心地设计和筛选。设计资源时，一方面要考虑学习者的年龄特点和认知特征，另一方面要与学习内容紧密联系，具有较强的针对性。（2）工具的提供

如果网络课程的功能只是停留在演示的层面，那么就失去了网络课程建设的意义和价值。网络课程应该提供必要的认知工具，利于学习者协商交流、知识建构、实践操练。认知工具可以分为两种类型：大众型和学科型。前者主要是指一些网络通讯工具、资源检索工具和信息集成工具等，后者则是支持该网络课程学习的特殊工具，它是由网络课程所反映的不同学科特性而定。例如：数学科目的网络课程就应该提供“几何画板”、“作图”工具、制表工具、数据处理和统计工具等。（3）情境的创设

任何知识都具有情境性，知识在不同情境下具有不同的意义。知识不可以脱离情境而孤立、抽象地存在，因此，为了让学习者能够理解知识的真正意义，实现知识的有效迁移，最好的方法就是创设同样的情境，让学生具有真实的情境体验，在特定的情境中理解知识的意义。在网络课程的开发中，借助多媒体图、文、声、像并茂的优势呈现形象直观、生动活泼的真实情境，激发学生的学习兴趣，提高观察和思考能力；以问题导入，创设引人思考的问题情境，激发学生的好奇心和探求心理，培养学生发现问题和解决问题的能力；利用虚拟仿真技术，创设模拟的实验情境，培养学生科学的研究态度和方法。（4）自主学习的设计

网络课程是种让学习者进行在线学习的网上教材，其中自主学习是学习者利用网络课程进行学习的主要方式。因此，在网络课程的开发中，自主学习的设计是关键。我们可以从几个方面考虑自主学习的设计： ① 借助超文本或超媒体的方式组织教学内容，这样不仅使知识富有弹性和张力，增强知识的覆盖面和迁移性，而且符合人脑的思维结构和特点，各种多媒体信息均可由学习者自行控制，这样，学习者可以根据自己的知识起点水平和学习需求，自主地选择感兴趣的内容进行学习。

② 提供与教学内容密切相关的大量拓展性资源，并按照一定的类别顺序进行编排，同时还提供方便的检索和查询功能，学习者可以根据学习的需要，查找相关资源进行学习。

③ 根据学习内容的特点，设计不同的自主学习策略（例如：“支架式策略”、“抛锚式策略”、“随机进入式策略”、“任务驱动策略”和“案例教学策略”等等），引导学生进行自主学习。

④ 提供各种认知工具，便于学习者根据学习的需要自由选用，自主完成知识建构。

⑤ 设置不同类型的在线测试题并提供及时反馈，便于学习者进行自我测评，了解自身对知识的掌握程度。⑥ 设计“学习指导”，加强网络课程中自主学习的导向性。“学习指导”应该置于网络课程每章学习内容的初始界面。它起到方向盘和航标的作用，指点学习者采用何种策略和方法来学习本章内容，注意事项是什么等。

（5）协作学习的设计

协作是网络教学活动的一个重要特征。在网络课程学习的过程中，学习者通常要借助各种通讯工具（如：电子公告版、聊天室、BBS、网络协作学习的平台和电子邮件等）进行协作交流。学习者既可以小组的形式围绕教师事先确定的主题进行在线同步讨论，也可以伙伴的形式相互探讨疑难问题，进行“头脑风暴”。（6）教师指导的设计

网络课程是网络教学的一种重要资源。它可作为课堂环境和远程环境下学习者自主学习的内容和材料。为保证学习者自主学习的质量和效率，网络课程在设计与开发的过程中必须兼顾和融入教师的导向作用。网络课程可以通过课程教学目标、教学对象、教学内容的重点与难点、教学安排、需具备的起点知识、学习要求、学习指导与建议等的详细说明和教师异步答疑、助手同步帮助（智能代理）来体现教师的指导作用.3.学习评价的设计

为了检验学习者的学习效果，在知识点学习、单元学习和课程学习结束之后，我们都要设计不同类型和层次的习题（形成性练习和总结性测验）对学习者的学习情况进行考核、检查，并根据学生的作答情况适时地给出分析与评价，帮助学习者分析问题存在的原因，找出解决的办法。

第三篇：网络教学系统设计与开发总结报告

网络教学系统设计与开发总结报告

教师教学网站的建设，打破了传统教学模式下时间和空间上的限制，可以让学生接触无穷无尽的学习资源,学习丰富多彩的知识。教学网站能把信息技术整合到各个学科的教学活动中，把教学内容、教学重点难点、教学过程、教学方法、交流学习成果变成形象直观、丰富生动的多媒体信息，实现课堂教学现代化，从而提高学生获取和处理信息的能力。《网络教学系统设计与开发》研究并完成的主要工作如下：

1、成功建立了特色鲜明的孟老师教学网站。一般教学网站风格的定位取决于教师本人的教育观念、教学方法，而孟老师教学网站栏目的设置以学生实际需求为出发点。通过建站前与学生广泛交流，整理并归纳了不同层次学生对教师网站的各种期望，确立了孟老师教学网站的主体设计思想是网络教学与课堂学习互补，网站内容的设计重点围绕现实教学不足之处展开。网站要实现的主要目标就是：复习、解疑、提高和交流。

2、页面内容丰富。网站中的全部教学资源都是作者经过深思熟虑后确定的。栏目“你问大家答”，可以克服提问者心理障碍，突破时间和空间限制，实现师生间、学生间的自由交流。栏目“优秀作品”，对鼓励学生有极大促进作用。“设计资源”为学生的设计提供了方便快捷查找资料的方式。此外：“教学录象”、“电子教程”、“常见问题解答”、“知识拓展”等栏目对于学生的课后复习和提高都大有益处，但是需要花费大量的精力去制作。

3、孟老师教学网站首页以大外校训“崇德尚文，兼收并蓄”为主导航，站点的设计样式独特新颖，网站的版面布局统一，导航清晰，可以方便浏览者快速地找到所要浏览或学习的内容。

4、网站采用的是具有人机交互功能的先进动态网站技术，所有模块都通过后台数据库进行管理，能随时更新资源和统计数据。动态网站制作技术较复杂，需要和数据库进行交互，要求制作者具备一定的编程能力和数据库管理技术，需要熟练使用SQL语句制作动态网站的语言。

4、作者经过不懈的努力，最终完成电子教程：60万字；教学录像：300分钟；常见问题解答：111项；知识拓展：25例；优秀作品：86幅及大量的资源图片。

5、在国家级核心刊物发表3篇论文，其中《艺术设计学科网络辅助教学平台的构建》发表于《艺术教育》，主编出版教材《电脑艺术设计教程》，本人承担30万字。

网络教学在某些方面还有着传统的面授教学无法实现的作用，是课堂教学的有益补充。教学网站能给学生提供主动探究、多元交互、发展创造的环境，更易于培养学生的创新精神和实践能力，使学生的学习方式从传统的单一被动式学习变为资源型学习、探索型学习、合作型学习等多种学习方式，有助于培养学生的自主学习能力，推进以学生为主体的先进教学思想。

大连外国语学院孟桂颖

2008-10-05

第四篇：模式识别与智能系统

模式识别与智能系统

所属院系：自动化科学与工程学院

一、学科概况

模式识别与智能系统是在信号处理、人工智能、控制论、计算机技术等学科基础上发展起来的新型学科。该学科以各种传感器为信息源，以信息处理与模式识别的理论技术为核心，以数学方法与计算机为主要工具，探索对各种媒体信息进行处理、分类、理解并在此基础上构造具有某些智能特性的系统或装置的方法、途径与实现，以提高系统性能。模式识别与智能系统是一门理论与实际紧密结合，具有广泛应用价值的控制科学与工程的重要学科分支。研

二、培养目标正门

本学科培养从事模式识别与智能系统的研究、开发、设计等方面工作的高级专门人才。业

1．博士学位 应具有模式识别、信息处理、人工智能与认知学及有关数学领域坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识；对于模式识别与智能系统主要前沿领域有深入了解；能独立开展模式识别与智能系统中有关研究方向的专题研究工作，并取得具有创造性研究成果；学风严谨，至少掌握一门国资语，能熟练地阅读本专业的外文资料，具有一定的写作能力和进行国际学术交流的能力。

2．硕士学位 应具有坚实的模式识别与智能系统学科的基础理论和系统的专门知识；对于模式识别与智能系统某一研究领域的进展和学术动态有较深的了解；能够熟练利用计算机解决本学科的有关问题；具有从事模式识别与智能系统中的某一研究方向的科学研究或独立担负专门技术工作的能力，并取得有意义的成果；较为熟练地掌握一门国资语。、三、业务范围、1．学科研究范围 模式识别，图象处理与分析，计算机视觉，智能机器人，人工智能，计算智能，信号处理。

2．主要课程设置 线性系统理论，矩阵分析，优化理论，数理逻辑，数字信号处理，图象处理与分析，模式识别，计算机视觉，人工智能，计算智能，非线性理论（如分形、混沌等）控制理论，系统分析与决策，计算机网络理论等。

四、主要相关学科

控制理论与控制工程，计算机科学与技术，信息与通信工程，电子科学与技术，生物学，心理学。

该学科培养的研究生毕业后，可到大、中、小型企业，科技部门，高等院校，金融、电讯单位，政府机关等各行业从事自动化和系统工程相关的科研、开发、设计、研制、生产与管理等工作。考

第一，安阳县电业管理公司是严谨，规范的国资企业。尽管安阳县电业管理公司已经不是真正的国资企业，但是“国资企业”除了意味着享受优惠政策外，其真正含义在于，企业要严格按照国际惯例运作，建立完善的法人治理结构。前几年公司成立为股份有限公司，国家吃多半股份，放股给民众。股东是公司企业产权的拥有者，也可以说是企业的“老板”，公司的盈利或亏损全部由股东享受或承担。企业必须以感激地心态善待股东，正是由于股东投资办企业，才给了大家就业的机会，让员工能够过上稳定的生活，同时也为有志青年提供了充分体现和提升个人价值的机会。否则，你就是才高八斗，也是英雄无用武之地。古有萧何追韩信；没有刘备三顾茅庐，诸葛亮也永远只能是卧龙岗的一个学究。因此，每一个企业员工都应该将对股东的感激之情转化为工作的激情和动力，积极主动地做好每一件事，追求最好的工作业绩，以回报股东。安阳县电业管理公司是有着深厚文化底蕴和人性化管理的优秀企业。安阳县电业管理公司在关注股东价值的同时，对员工价值也给与了充分的肯定。

第二，安阳县电业管理公司有恒久的价值判断标准：持久不断地创造价值。安阳县电业管理公司崇尚业绩，没有业绩的公司是没有生命力的。安阳县电业管理公司由原县电业局转型，强化以业绩为导向的价值取向，把业绩作为价值的衡量标准。“我们要让公司创造价值的员工享受体面的生活，让取得优异业绩的员工赢得人们的尊重”，安阳县电业管理公司致力于成本领先，低成本领先是放利给人民，获取生存和发展空间的根本策略，也是实现企业目标，实践企业使命的最重要的动力。电力企业属于资金密集型行业，这种密集主要体现在电力建设的投资巨大。因此，在建设中，应千方百计控制工程耗费和协调各方力量缩短建设工期，从源头降低公司的建设成本和经营固定成本，抢得竞争先机。而且在运营中，必须降低燃料的运输及治理费用，最低化变动成本，获得竞争优势，这也是检验企业专业化水平的重要标准。此外，充分发挥脱硫项目，做好保护环境的工作，发挥高技术成果并争取合理补偿，以提高营业能力，也将有助于使企业在同行中脱颖而出；安阳县电业管理公司具有强烈的市场意识，这也是创造价值不可或缺的重要因素。安阳县电业管理公司是由市场促生的商业化公司，因市场需要而存在。依市场要求运作，其精髓是合理和整合市场资源，并以市场标准来评价其优劣。

第三，安阳县电业管理公司有凝聚力的企业精神：诚信，团队，务实，积极，专业，创新。诚信，为人之本，立业之本，是公司的基本精神，坚守诚信原则，重视个人操守，加强互信关系，巩固卓越商誉；团队，事业成功的保障，尊重不同文化，包容各种观念，倡导平等沟通，发挥团队精神；务实，对待工作应有的科学态度，激励奋发精神，壮大企业根基，奠定领导地位；积极，掌握主动地关键，积极迎接挑战，勇于面对改变，主动学习新知识；专业，公司持续成长的正确方向，整合丰富资源，荟萃各方精英，积累中外经验，提升专业水平；创新，不断适应新的经营模式是企业的不竭源泉，经营开放环境，鼓励创新思路，构思非凡理念，推动企业发展。

第四，安阳县电业管理公司有特色鲜明的管理模块：基于务实，前瞻思维的管理行为。生产管理：安阳县电业管理公司坚持以成熟，先进的技术手段和科学的运作模式为支撑，不断强化包括人力资源在内的各种生产力，最大力度提高生产效能。每一岗位必须信守“按章办事”的承诺，工作严谨规范，确保生产过程的安全，稳定；营销管理：客户的要求是企业行动的准则也是企业发展的根本动力。安阳县电业管理公司重视客户关系，引入客户关系，对不同客户的特点实施有针对性地营销方案，满足客户期望，提升客户价值。广义的说，电网，政府及终端用户等利益相关者都是使电力业务对客户依赖的唯一性，决定了对客户服务的纵深程度要远远大于别的行业。电力营销的最终结果，将能够提高企业的合理回报。以上四点是我在安阳县电业管理公司实习时的深切体会，安阳县电业管理公司的企业精神值得我们思考和学习！而且，我发现安阳县电业管理公司员工的职业素养也很高。我觉得一个人的职业素养除了应具备专业的知识外，还应当包括两个方面：敬业精神和合作精神。电力部门重要的发电设备的正常运行需要各机组的协调合作，而有的高压水泵, 溢流水泵, 轴封水泵等却是比较容易坏的，这个时候就需要强烈的敬业精神。高压水泵漏水了，修理的员工们穿着闷热的工作服在现场维修着，现场是没有空调的，而且机器的运作声音很大，夏天长时间呆在工作现场使员工们的衣服都被汗水浸湿了。明明可以交给别的部门做的事，明明可以不需要继续工作了，可是他们还坚持把问题全都解决掉：等其他部门来的话就浪费了宝贵的时间了！而且，维修时也需要团队精神，我说过，现场的噪声很大，彼此讲话要很大声才能听见。可是，他们却不需要大叫。一个手势，一个眼神，同事们就明白了你的意思，这个不是只有团队合作才能做到的事吗？而且，当有人收到责任单时，我没看见暴跳如雷的抱怨和不满，我看见的是立即签单和着手改善事项的合作态度。其实，责任单上的错误不一定是当事人犯的，可是他为了小组为了同事，竟然去签单！这种精神，难道不值得我们学习吗？还有之后的改进措施，步步到位，没有任何推托。在这里我觉得稽核小组也应该负责到位，开单要有根据，只有这样才能共同把企业做大做强！

通过这次的暑假实践，我学到了很多无法在书本上学到的知识和企业经营的实际经验，感谢安阳县电业管理公司给我的机会！

第五篇：职代会智能计票系统设计

职代会智能计票系统设计

摘 要 职工代表大会作为职工参与企业管理、监督、决策的主要方式，其选举投票环节更是职工行使权利的最直接表现。在对职代会选举需求充分分析的基础上，对职代会智能计票系统进行了探究，并对选票和选票处理系统进行了初步设计。并分析了系统设计的不足，提出了改进方向。

【关键词】职代会 智能 计票系统 选票

职工代表大会是企业实现民主管理的主要形式，职工通过职代会参与本单位的民主决策、民主管理和民主监督。当涉及民主决策时，就不可避免的要进行选举和表决工作。传统人工计票的方式费时费力，效率低下，错误率也较高，不能有效的保证选举和表决工作的公正性，进而影响职代会的权威性。因此，本文探讨利用计算机技术，设计职代会智能计票系统对选票信息进行识别和统计，可以高效、准确、公开的进行选票的统计工作，真正体现职代会选举和表决的公正性和正确性，确保职代会的权威性。职代会智能计票系统功能分析

作为一个智能计票系统，首先要设计合理的选票，以方便系统进行高效准确的读取。其次，一个完善的职能计票系统要实现对选票内容的准确读取，当使用电子选票时，只要保证数据读取模块的稳定和准确，当选票的信息导入固定不能更改的文件中时，要实现系统读卡器模块与文件储存载体相耦合，保证从读卡器导入完整准确的原始数据票；但是手工填写选票时，由填写选票的选举人不同，其书写笔迹规范不同，故而实现纸质选票的准确读取是重中之重。最后，当系统读入数据以后要对读入数据进行准确处理，并根据处理结果生成相关的数据统计报告。故而系统大致可以分为选票设计、数据处理系统（即计票系统）两个模块。职代会选票设计

选票作为投票者表达自己意愿的信息载体。其结构设计应该合理、简单易懂，内容要充分表达出选民的意愿。一般来说选票包括纸质选票和电子选票，选票的设计又包括外形设计和内容设计两个方面。职代会如果采用纸质选票的话，其外形设计要简单大方，体现出职代会的庄严性和权威性。选票所选用的纸张最好采用纸质较硬并不易破损的纸张，以方便选举人和表决者进行填写。同时不易破损的纸张才能有效保证原始选举的真实性，不会因为某些外界机械因素导致选举决策内容失真。当职代会运用电子选票时，要保证投票器的稳定，能够有效准确的读入选举人和表决人所要表达的信息。较纸质选票而言，使用电子选票时在系统稳定的情况下，表决者和选举人能够简单方便的将相关选举和表决的信息直接输入选举系统，或者是将输入的信息导入固定格式的文件中以方便读取，其录入信息更为高效准确，但是实行电子选票时要保证文件一旦生成就不容更改。故在经费充足时建议使用电子选票。选票内容设计一般要写明选举名称、选举要求、选举内容。选票设计如果太复杂，说明和选项带有歧义性的话，会造成投票者和表决者理解混淆，从而不能正确的反映出其投票或表决意向。故而，选票内容设计应该简单明了，选项内容应该简单易懂。其次，应该将选项全部列入选票中，以方便选举人或表决者进行选择，同时为了解决不同投票人笔迹不同，不易识别的问题，在设计选项时，可以通过是否填涂的方式来区别有标记还是无标记，更便于系统读取。职代会职能计票系统设计

为了职代会选举系统更加智能化，简化职代会选举统计工作的复杂性，同时使系统流程更加透明化，更加体现出职代会的公平性、公正性和权威性。系统工作流程图如图1所示。

整个职代会智能选举计票系统分为两个模块，一个模块是选票的分析处理系统；另一块是选举信息的管理系统。选票的分析处理系统是对纸质的选票进行处理，然后提取纸质选票的票面信息；或是对电子选票或其生成的固定文件的信息录入。选举信息管理系统是对从纸质选票或者电子选票提取的选举或表决信息进行管理，并根据需求生成相关的选举结果和统计数据。职代会智能计票系统结构如图2所示。

3.1 选票分析处理系统

对于整个计票系统来说，最关键的问题是如何读取纸质选票的票面图像信息，当票面信息读取出现错误时将严重影响职代会的公平公正性。当使用电子选票时，可以从投票器中直接?x入数据或者从固定格式文档中直接读入数据然后再进行处理，故而电子选票基本不会出现错误。当使用纸质选票时，可以采用智能票箱的形式，其关键技术是利用光学字符识别OCR（Optical Character Recognition）或光学标记识别OMR（Optical Mark Reader）技术来识别选票信息，这两种技术是实现信息识别的主要方式，将选票信息识别入计算机系统，实现选票信息的电子化管理，实现选票结果的快速统计分析。OCR技术主要是对图形进行处理，对图像进行降噪、分割、平滑等一系列处理，抽取字符特征识别出图形中的文字信息，这种技术主要用于书籍或手写体字符的识别。而OMR采用光电对管阅读技术，利用光学原理，光线在已填涂位置和未填涂位置的反射特性存在区别，通过这种区别来识别信息，该技术已经在自动阅卷、问卷调查等领域得到广泛应用，且识别率高、成本较低。

职代会选票收取后，可以按照任意方向投入智能票箱，系统先识别选票有效或无效，分别放置到有效票箱和无效票箱内，并对各自票数进行统计。对于有效票箱内的选票利用OMR技术进行识别，对识别出的信息进行分类、统计和显示。若选票数量规模较大或选票在异地收集，可以利用通信网络将若干个智能票箱连接起来，各智能票箱可以并行完成选票信息的识别，识别出来的信息通过网络传输到服务器进行汇总，构成一个多任务实时并发的职代会智能计票系统。

3.2 选举信息管理系统

选举信息管理系统主要是对选举所包括的信息进行管理。选举信息管理系统主要包括用户管理、设备管理、选举版式管理、选举设置管理和数据管理。用户管理可以设置用户的类别和权限。设备管理系统用来管理选举设备，用户可以通过设备管理界面对智能票箱等设备进行添加、修改和删除等操作。数据管理系统是对选举和表决过程中产生的数据进行统计和管理，按照职代会选举结果的要求进行计票结果的自动统计，并按照要求生成相应的数据统计报告，同时应具备数据恢复、备份和删除功能。选票管理是对选票的格式和内容进行设计和管理，要支持用户自定义选票模板和读取外界选票模板。

3.3 系统的硬件配置

职代会智能计票系统的硬件设计主要是指按照计算机网络理论为基础，选择合适的连接方式将选票分析系统与扫描仪连接起来，有效的连接方式不仅不会造成资源的浪费，还可以有效节省时间。对于职代会智能计票系统来说其硬件拓扑结构采用星型结构，这样假票系统作为中央的一个点，与其他硬件连接，其他硬件都必须通过计票系统来通信。这样使得职代会计票系统结构简单，方便管理和控制。系统设计难点和改进方向

系统设计的难点在于两个方面：选票的设计和选票的读取。一般来说，选票要包括选举的主要内容，同时选项要简单明了，方便投票人在充分理解选项的基础上进行投票。其次，要使得选票整个构成简单大气。目前使用的光标阅读机对?x票纸张的印刷质量具有较高要求，剪切误差必须小于0.2mm，套印误差小于0.1mm。为提高识别正确率，对涂写也有严格要求，比如：需要使用专用铅笔涂写，需要涂满方框，不允许填涂到方框以外等等。而且选票要妥善保管，若选票出现折痕或被污染则有可能造成识别出错，这就使得系统很难保证统计的准确率。系统还无法对另外选举人选项进行统计，只能对既有固定的选项进行有和无的统计，无法进行汉字的识别，这就使得系统对填写人的要求较高。未来智能计票系统应实现对选票信息进行实时采集、处理和识别，并且可以进行汉字字符的识别，从而提高识别精度，降低选票印制复杂性，更能方便选举人填写。总结

职代会作为职工参与企业管理、监督的主要方式，其投票表决更是其参与企业管理的直接表现，故而准确有效的统计其选举内容和表决结果，是对职工行使权力的保障。本文根据职代会需求，设计了职代会智能计票系统。在一定程度上改善了人工计票的缺点，保证了职代会的公正性和权威性。

参考文献

[1]昝丽红.选举计票系统设计分析[D].安徽大学，2014.[2]张婷，舒敬荣.基于图像识别技术的OMR在选举计票系统中的应用[J].传感器世界，2010（05）：30-32.[3]张婷.基于图像识别技术的光学标记阅读机的研究与应用[D].安徽大学，2007.[4]王虎.基于图像识别的标记阅读机及选举计票系统研究[D].安徽大学，2006.[5]刘子贵.基于PC机选票处理系统的设计[D].广西大学，2004.[6]冯晔.职工参与制度立法研究[D].湘潭大学，2003.作者单位

南昌铁路局 江西省南昌市 330002