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導(dǎo)語：在人機(jī)交互技術(shù)的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
覺交互設(shè)備：力反饋數(shù)據(jù)手套、可穿戴的通信設(shè)備、力反饋游戲設(shè)備以及六自由度筆桿式力反饋設(shè)備。并介紹了其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用情況，最后展望了其發(fā)展趨勢，針對力反饋設(shè)備未來的研究方向提出了建議。
[關(guān)鍵詞]人機(jī)交互；力反饋設(shè)備；應(yīng)用領(lǐng)域；發(fā)展方向
中圖分類號：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）35-0224-02
傳統(tǒng)的人機(jī)交互技術(shù)包括：機(jī)器通過輸出或顯示設(shè)備給人提供大量有關(guān)信息及提示請示等，人通過輸入設(shè)備給機(jī)器輸入有關(guān)信息，回答問題及提示請示等。信息主要以視覺、聽覺的形式存在。如果在系統(tǒng)中加入力覺反饋設(shè)備，使用戶有觸覺的感受，用戶不僅能看到屏幕上的物體，聽見設(shè)備發(fā)出的聲音，而且能夠通過觸碰感知、操縱這些虛擬物體，從而產(chǎn)生更真實(shí)的沉浸感。力覺在交互過程中有起著至關(guān)重要的作用，對人們的信息交流和溝通方式將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
所謂力反饋（Force Feedback），本來是應(yīng)用于軍事上的一種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，它利用機(jī)械表現(xiàn)出的反作用力，將虛擬數(shù)據(jù)通過力反饋設(shè)備表現(xiàn)出來，可以讓用戶身臨其境地體驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)中的各種效果。 力反饋技術(shù)能將虛擬現(xiàn)實(shí)中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成用戶可以感覺到的效果，例如道路上的顛簸或者轉(zhuǎn)動方向盤感受到的反作用力，這些效果都是力反饋控制芯片傳遞出來的。本文總結(jié)了力覺交互技術(shù)的發(fā)展歷史，列舉了幾類主要力反饋設(shè)備和當(dāng)前的應(yīng)用領(lǐng)域，并對未來的發(fā)展方向稍加說明。
1.力反饋設(shè)備的發(fā)展歷史
力覺交互設(shè)備的研究開始于18 世紀(jì)初，起初使用簡單的連桿和繩索來傳遞運(yùn)動和力，慢慢的發(fā)展成機(jī)械臂。后來產(chǎn)生的計(jì)算機(jī)技術(shù)和人們對與虛擬世界進(jìn)行交互的向往，推動了力覺交互設(shè)備的產(chǎn)生。20 世紀(jì)90 年代初，這些裝置還主要用于軍事仿真研究，比如訓(xùn)練士兵模擬射擊和駕駛作戰(zhàn)工具。20 世紀(jì)50 年代，R. C. Goertz 在核廢料處理主從操作機(jī)器人系統(tǒng)中首次提出了力覺主手的概念。1990 年，Masao Inoue 等人設(shè)計(jì)出一種具有力覺臨場感的機(jī)器人系統(tǒng)，其力覺主手即力反饋裝置采用直角坐標(biāo)結(jié)構(gòu)，3 個相互垂直的滑軌實(shí)現(xiàn)位置運(yùn)動，3個旋轉(zhuǎn)軸則實(shí)現(xiàn)姿態(tài)運(yùn)動，在運(yùn)動形式上完全解耦。1993 年，麻省理工學(xué)院人工智能實(shí)驗(yàn)室的Salisbury 等開發(fā)了一種裝置，它實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)接觸力的傳遞，可以用來產(chǎn)生指尖與各種物體交互的感覺，給人們提供了前所未有的精確的力覺激勵，名為“Phantom 觸覺界面”。其后，游戲開發(fā)者將其移植到游戲設(shè)計(jì)中。1997 年，微軟公司推出的DirectX5 技術(shù)正式將力反饋技術(shù)的支持加入到了Windows 程序的開發(fā)環(huán)境中，標(biāo)志著力反饋技術(shù)趨于成熟和標(biāo)準(zhǔn)化。
2.力反饋設(shè)備
2.1 力反饋數(shù)據(jù)手套
力反饋數(shù)據(jù)手套四借助數(shù)據(jù)手套的觸覺反饋功能，用戶能夠用雙手親自“觸碰”虛擬世界，并在與計(jì)算機(jī)制作的三維物體進(jìn)行互動的過程中真實(shí)感受到物體的振動，讓用戶真實(shí)感觸到物體的移動和反應(yīng)，能夠營造出更為逼真的使用環(huán)境。數(shù)據(jù)手套中典型代表有：日本慶應(yīng)義塾大學(xué)（Keio？University）的Tatsuya？Koyama設(shè)計(jì)的Multi-fingered？master？hand力反饋數(shù)據(jù)手套，重量輕且結(jié)構(gòu)簡單[1]；美國Burdea設(shè)計(jì)了由4個微型氣缸作為驅(qū)動器的Rutgers master glove[2]；美國Bouzit設(shè)計(jì)了由力矩電機(jī)驅(qū)動的外骨架式LRP數(shù)據(jù)手套[3]，哈爾濱工業(yè)大學(xué)的孫中圣博士設(shè)計(jì)的基于氣動人工肌肉的外骨架式力反饋數(shù)據(jù)手套[4]；中科院研制的采用線性電磁鐵作為驅(qū)動部件的Cas-Grasp力反饋數(shù)據(jù)手套[5]
2.2 外骨骼交互設(shè)備
外骨骼交互設(shè)備，即能夠?yàn)檎麄€胳膊或其他身體部位提供力反饋信息設(shè)備，其中愛荷華州的力反饋外骨骼機(jī)構(gòu)利用磁場為使用者提供力信息[6] 。VT公司生產(chǎn)的已經(jīng)商品化的力反饋機(jī)構(gòu)Cyber Force，將力信息反饋到使用者的臂部[7]。俄亥俄州大學(xué)機(jī)械工程系1998年研制一個較大的的FRE―FLEX是固定輸入設(shè)備[8]。 SouthernMethodist大學(xué)的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的一種外骨骼氣動裝置[9]叫“Master Arm”，可以根據(jù)操作者的體型而進(jìn)行自身的尺寸調(diào)節(jié)，非常人性化。
2.3 可穿戴通信設(shè)備
最近，可穿戴設(shè)備中也加入了力覺反饋技術(shù)，讓信息通過觸覺傳遞給人類。現(xiàn)在已經(jīng)有創(chuàng)新科技公司開始針對觸覺進(jìn)行研發(fā)，讓智能手環(huán)成為更好的交互工具。在今年2月份巴塞羅那舉行的世界移動通信大會上，Immersion詳細(xì)介紹了一款可以利用觸覺進(jìn)行通訊的平臺――TouchSense Core 。該平臺為電動機(jī)創(chuàng)造出了一種語言，并可搭載在智能手表等可穿戴設(shè)備中進(jìn)行觸覺通訊。除此之外，它還可以獨(dú)立完成一些細(xì)微信息的傳達(dá)。
2.4 力反饋游戲設(shè)備
力反饋的游戲設(shè)備可在游戲動態(tài)的實(shí)景中提供立即及真實(shí)反應(yīng)。本文主要介紹兩種，即力反饋搖桿和力反饋方向盤。
2.4.1力反饋搖桿
力反饋搖桿能帶給你什么效果？當(dāng)你在游戲中與敵人在空中纏斗時，你可以感受到高速轉(zhuǎn)彎時造成的真實(shí)的劇烈重力拉扯，也可以感受到坦克大戰(zhàn)中爆炸所發(fā)出的沖擊波，甚至連賽車時車體與車體間碰撞時隱隱的觸感都能逼真呈現(xiàn)。羅技新的力反饋搖桿WingMan Force是采用線傳動力反饋技術(shù)的代表作，從而改善因?yàn)辇X輪咬合而造成的震動間斷，比起傳統(tǒng)齒輪機(jī)械式震動方式，震動的感覺要來得更加細(xì)膩敏銳。采用線傳動技術(shù)后，其震動頻率可高達(dá)每秒250次，讓玩家在賽車時，能徹底真實(shí)地感受到車輛在不同地面的震動質(zhì)感。
2.4.2力反饋方向盤
力反饋天駒賽車方向盤WingMan Formula Force是賽車方向盤的風(fēng)頭產(chǎn)品，也采用了最新力反饋式線傳動技術(shù)，獨(dú)特的線傳動技術(shù)跳脫原來齒輪傳動所造成的不平順和停頓感，使得選手如真實(shí)比賽中的賽車手一般?；谶@樣的游戲設(shè)備，通過網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程教育，我們便可以在家上駕校了。
2.5 六自由度力覺交互設(shè)備
近幾年一種體積小，外觀簡潔，6自由度力覺交互設(shè)備的出現(xiàn)引起了轟動。其中，SensAble科技公司的PHANTOM？系列力覺交互設(shè)備能使用戶接觸并操作虛擬物體，不同的PHANTOM產(chǎn)品系列分別適合于從事不同研究領(lǐng)域或商業(yè)需求的用戶。PHANTOM Desktop（桌上型PHANTOM） 是一款具有優(yōu)越性能，符合人體工程學(xué)，支持所有常用的軟件又同時兼具美感的低價位產(chǎn)品。它專為商業(yè)用途而設(shè)計(jì)，可以經(jīng)過EPP連接電腦，使用一般的電壓 （110/230 VAC）即可。筆尖內(nèi)的編碼器能感應(yīng)到6自由度左右的范圍。產(chǎn)品攜帶方便，具有設(shè)計(jì)良好的底座，一般接口以及安裝簡便的多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。
3.力反饋設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域
隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，具有力反饋功能的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在醫(yī)學(xué)上得到了廣泛地應(yīng)用。例如，外科手術(shù)醫(yī)生的培訓(xùn)、牙科醫(yī)師的訓(xùn)練和遠(yuǎn)程遙操作手術(shù)等。初出茅廬的醫(yī)學(xué)院新生，必須積累了足夠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)才能成為一名技藝高超的牙科醫(yī)生，而現(xiàn)階段最佳途徑是在病人身上進(jìn)行若干次的臨床磨練。而醫(yī)療教學(xué)事故引發(fā)的醫(yī)患矛盾近年來越來越突出，醫(yī)學(xué)生臨床實(shí)踐的機(jī)會受限成為我國醫(yī)學(xué)教學(xué)領(lǐng)域培養(yǎng)合格臨床醫(yī)師的最大障礙。借助顯示設(shè)備和力反饋設(shè)備在虛擬的環(huán)境下進(jìn)行虛擬手術(shù)有重要意義。虛擬現(xiàn)實(shí)力反饋系統(tǒng)已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)教育和治療的輔助工具，正被越來越多的人開始關(guān)注。虛擬現(xiàn)實(shí)力反饋系統(tǒng)能夠展現(xiàn)微觀世界中物體間的相關(guān)作用，讓學(xué)生親身操作微觀的三維化數(shù)據(jù)，能幫助學(xué)生更好地感知復(fù)雜的數(shù)據(jù)[10]北航的王黨校等人針對漢字書法模擬，建立了人的觸覺技能表達(dá)和逼真度評價模型，能夠逼真顯示漢字書寫過程[11]。華盛頓大學(xué)和斯克里普斯研究所共同研制了具有力反饋的分子生物模型來，提供了直觀的科研環(huán)境[12]。力反饋技術(shù)在機(jī)器人領(lǐng)域也有重要應(yīng)用，可以遠(yuǎn)程醫(yī)療機(jī)器人、康復(fù)機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人使用。
4.力反饋設(shè)備未來前景展望
力反饋設(shè)備實(shí)現(xiàn)了感官中除了視覺、聽覺以外的第三種人機(jī)交互方式，但是要平衡好實(shí)時性和穩(wěn)定性之間的關(guān)系，未來還可以結(jié)合DK2，Google glass等裝置，實(shí)現(xiàn)完全沉浸在虛擬世界的目標(biāo)。
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資料與方法
650例術(shù)后病人，其中合并截癱42例，術(shù)后臥床3~12個月，平均6個月；此650例入院前合并褥瘡12例，術(shù)后3例，并發(fā)尿路感染52例；肺內(nèi)感染28例；肺不張4例，伴有食欲不振、腹脹、便秘等消化系統(tǒng)癥狀者98例，平均住院1個月左右。
護(hù) 理
做好術(shù)后一般護(hù)理：術(shù)后需要密切觀察患者生命體征，切口有無滲血、滲液，敷料有無松脫、移位等。因手術(shù)多在硬膜外下施行，故術(shù)后應(yīng)去枕平臥6~8小時，且禁食水，直到排氣為止。加強(qiáng)晨晚間護(hù)理，手術(shù)后由于脊柱暴露、椎體和部分椎弓受到破壞，椎體可出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，故術(shù)后翻身需平穩(wěn)，避免脊柱扭曲，以防影響脊髓功能恢復(fù)。注意觀察肢體功能恢復(fù)情況，趾（指）屈伸活動的出現(xiàn)，是截癱的一種征象，故應(yīng)指導(dǎo)病人術(shù)后自主鍛煉。
心理護(hù)理：因患者術(shù)后需長期臥床休養(yǎng)，身體虛弱，加之對疾病不甚了解，思想顧慮重，情緒低落，對治療也缺乏信心。因此，在臨床護(hù)理過程中，要針對病人的特點(diǎn)，做細(xì)致耐心的護(hù)理，要尊重和關(guān)心病人，充分發(fā)揮病人的主觀能動作用，向病人詳細(xì)講解疾病的相關(guān)知識，介紹成功治愈的病例，使病人放下思想負(fù)擔(dān)，積極配合治療。
預(yù)防術(shù)后并發(fā)癥的護(hù)理：褥瘡的預(yù)防及護(hù)理：褥瘡發(fā)生的原因：主要是受壓的骨突出部分受壓時間過長，局部血液循環(huán)受阻，營養(yǎng)缺乏，使局部組織壞死、潰瘍。脊柱結(jié)核病人術(shù)后切口疼痛，加之患者害怕脊柱手術(shù)翻身影響脊柱穩(wěn)定性，尤其是截癱病人，皮膚神經(jīng)營養(yǎng)障礙。如護(hù)理不當(dāng)，極易發(fā)生褥瘡。因此，在護(hù)理過程中，首先應(yīng)向患者講清術(shù)后皮膚護(hù)理及翻身的重要性，取得家屬的配合。皮膚護(hù)理要做到“四勤”，即勤翻身、勤按摩、勤擦洗、勤整理床鋪。翻身要在家屬的協(xié)助下，每隔1小時翻身或按摩1次，并交替進(jìn)行，這樣即減少了翻身次數(shù)，又減輕了患者的害怕心理，同時，在翻身時采取三點(diǎn)成一線式翻身法（即頭、肩、骨盆），在同樣受力下翻動病人，以保護(hù)脊柱的穩(wěn)定性，對手術(shù)前已發(fā)生褥瘡的病人，尤其伴有截癱的病人，外科手術(shù)治療后，伴隨截癱的康復(fù)，褥瘡?fù)芸旒纯捎?，起到事半功倍的作用。對于局部皮膚發(fā)紅者，可墊軟墊或氣圈并局部按摩，按摩用50%酒精，以改善局部血液循環(huán)。對局部水泡形成者采用無菌注射器抽液，外涂龍膽紫，出現(xiàn)糜爛可用紅外線燈照射，褥瘡嚴(yán)重、創(chuàng)面深、有炎癥時，可用慶大霉素濕敷，或利福平涂于創(chuàng)面，也有利于褥痤的早期愈合。
尿路感染：脊柱結(jié)核術(shù)后多數(shù)病人不習(xí)慣臥床排尿，易發(fā)生尿潴留，而采取留置導(dǎo)尿，尤其以截癱病人更需要留置導(dǎo)尿。如處理不當(dāng)，極易發(fā)生尿路感染。為此，術(shù)前1~2周指導(dǎo)病人練習(xí)床上排尿，術(shù)后鼓勵病人排尿，對應(yīng)用熱敷、條件反射引導(dǎo)排尿尚不能緩解者，給予導(dǎo)尿。對留置導(dǎo)尿的病人，導(dǎo)尿管應(yīng)關(guān)閉，每2~4小時1次，目的是訓(xùn)練自主膀胱攣縮，隔日用生理鹽水加慶大霉素進(jìn)行膀胱沖洗1次，每周更換1次導(dǎo)尿管，更換時要輕輕按摩病人下腹部，將膀胱內(nèi)尿液排盡，隔4小時之后重新在無菌條件下插入，目的是使膀胱得到充分休息，同時要教會病人及家屬經(jīng)常做膀胱按摩，促進(jìn)自主排尿的恢復(fù)，定期進(jìn)行尿液檢驗(yàn)或尿培養(yǎng)，如出現(xiàn)感染，應(yīng)給予抗生素治療。
肺內(nèi)感染：長期臥床的病人，由于肺活量減少，排痰不暢易引起肺不張、墜積性肺炎等，為了防止肺內(nèi)感染，在應(yīng)用抗菌素治療的同時，護(hù)理方面，我們采取了協(xié)助病人排痰的方法，鼓勵病人咳嗽，多飲水，翻身時輕扣背部，讓病人做深大呼吸、吹氣球等以增加肺活量，痰液黏稠不易咯出時用超聲波霧化療法，并隨時用吸引器吸出氣管內(nèi)分泌物，降低肺內(nèi)感染等的發(fā)生率。
消化系統(tǒng)癥狀：長期臥床胃腸蠕動減弱，消化吸收功能也受到不同程度的影響，部分病人伴有食欲減退、腹脹、便秘等消化系統(tǒng)癥狀。除了應(yīng)用相應(yīng)的一些消化系統(tǒng)藥物之外，護(hù)理方面積極鼓勵病人多做一些腹式呼吸、腹部熱敷、按摩。飲食上要多食用一些易消化、高蛋白、高營養(yǎng)的軟質(zhì)食物，增加腸蠕動的蔬菜、水果等。在不影響脊柱穩(wěn)定性的前提下，指導(dǎo)病人多做一些床上運(yùn)動，如翻身、四肢的屈伸運(yùn)動等；如便秘嚴(yán)重可用肥皂水灌腸，必要時用手指挖出糞便。
健康教育：健康教育活動已被列為整體護(hù)理重要內(nèi)容之一，在臨床護(hù)理中，對病人進(jìn)行健康教育，是護(hù)士的重要職能，對象是病人、家屬。內(nèi)容：①入院教育內(nèi)容教育：本科室醫(yī)務(wù)人員概況、醫(yī)院環(huán)境、住院規(guī)則、作息指導(dǎo)。②疾病的健康教育：疾病的診斷、治療原則、檢查項(xiàng)目的目的和意義。藥物作用、不良反應(yīng)、注意事項(xiàng)、心理指導(dǎo)。③特殊教育：凡是需要特殊治療及護(hù)理的病人，如手術(shù)病人術(shù)前健康指導(dǎo)，術(shù)后護(hù)理指導(dǎo)，健康指導(dǎo)。④出院指導(dǎo)，病人出院在家休養(yǎng)的注意事項(xiàng)及護(hù)理不當(dāng)易引發(fā)的并發(fā)癥。健康教育的內(nèi)容越具體，越易于病人理解執(zhí)行，效果就超好。因此，在健康教育過程中，護(hù)士應(yīng)學(xué)會因人、因時、因地施教。
因人：病人因年齡、性別、社會環(huán)境、文化程度等諸多因素不周，對疾病的認(rèn)識程度不同，對健康教育的理解也不同。對文化程度高的病人，擴(kuò)士不但要講解疾病的病因、病理、治療原則、預(yù)后，還要講解心理情緒對疾病的影響，使其對自己的疾病全面了解。對文化程度低或接受能力差的病人，護(hù)士不要用醫(yī)學(xué)術(shù)語，要用通俗易懂的語言反復(fù)講解，幫助他們樹立戰(zhàn)勝疾病的信心，逐步建立健康行為。
【關(guān)鍵詞】體感交互技術(shù)；體感教育；幼兒教育
【中圖分類號】G612 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1004-4604（2016）01/02-0035-04
近年來，體感交互技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)飛速發(fā)展，不僅推動了社會經(jīng)濟(jì)的巨大變革，也為教育的發(fā)展帶來了重大機(jī)遇和挑戰(zhàn)。在“互聯(lián)網(wǎng)+”和信息技術(shù)高速發(fā)展的時代，幼兒教育如何接受這一輪技術(shù)變革浪潮的洗禮，是一個值得深入研究的課題。其中，體感交互技術(shù)在幼兒教育中的應(yīng)用就是一個值得我們深入研究的問題。
一、體感交互技術(shù)的概念與發(fā)展：以Kinect為例
（一）體感交互技術(shù)的概念
體感交互技術(shù)（Motion Sensing Interaction Technology）是指人們能夠直接運(yùn)用手勢、肢體動作、語音、眼球轉(zhuǎn)動等方式與計(jì)算機(jī)及其相關(guān)設(shè)備進(jìn)行互動的新型自然交互技術(shù)。體感交互技術(shù)強(qiáng)調(diào)創(chuàng)造性地運(yùn)用手勢、肢體動作、語音等方式與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互，無需為實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動而額外學(xué)習(xí)，從而減輕了人們學(xué)習(xí)鼠標(biāo)、鍵盤等非自然操控方式的負(fù)擔(dān)，使用戶關(guān)注于任務(wù)本身?！?〕體感交互技術(shù)的出現(xiàn)在人機(jī)交互（Human-computer Interaction，HCI）技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中具有里程碑意義。繼鍵盤、鼠標(biāo)和多點(diǎn)觸摸人機(jī)交互方式之后，體感交互被稱為“第三次人機(jī)交互革命”。
在體感交互技術(shù)發(fā)展過程中，Kinect的出現(xiàn)具有十分重要的意義。Kinect是微軟公司開發(fā)的一款姿態(tài)傳感輸入設(shè)備。從詞源上看，Kinect一詞是Kinectics（動力學(xué)）和Connect（連接）的合成?！?〕Kinect主要由一個彩色攝像頭、一對深度傳感器、一組麥克風(fēng)及一個馬達(dá)構(gòu)成，作為XBOX360外接的3D體感攝影機(jī)和新一代體感設(shè)備，它具有即時動態(tài)捕捉、影像辨別、麥克風(fēng)輸入、語音辨識、社群互動等功能，能夠捕捉使用者的動作、面部表情、語音等，從而讓用戶擺脫傳統(tǒng)輸入設(shè)備的束縛，實(shí)現(xiàn)直接通過自己的身體控制終端的目的。
Kinect體感交互技術(shù)是人機(jī)自然交互技術(shù)的重大發(fā)展， Kinect實(shí)現(xiàn)的“手勢、深度和骨骼追蹤”是人機(jī)自然交互技術(shù)最基礎(chǔ)、最實(shí)用的內(nèi)容。“手勢、深度和骨骼追蹤”的組合，對人體基本姿勢進(jìn)行了定義和匹配，從而實(shí)現(xiàn)了通過身體的自然交互控制計(jì)算機(jī)的目的?！?〕與傳統(tǒng)輸入設(shè)備如鍵盤、鼠標(biāo)等不同，Kinect直接通過用戶的身體來控制終端，用一種最自然、最自由也是最柔軟的方式與裝置和環(huán)境產(chǎn)生交互，有效減少了硬件設(shè)備對用戶的束縛，進(jìn)而降低了用戶的認(rèn)知負(fù)荷，提高了用戶的參與度，加深了用戶的情感體驗(yàn)等。因此，Kinect具有巨大的應(yīng)用潛力?！?〕
基于Kinect體感交互技術(shù)的教育產(chǎn)品是一種情境化的、自然交互的學(xué)習(xí)工具，可以為學(xué)習(xí)者提供與現(xiàn)實(shí)世界相似的虛擬或仿真情境，讓學(xué)習(xí)者 “身臨其境”地獲得擬真實(shí)的、鮮活的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，真正實(shí)現(xiàn)寓教于樂、寓教于動。
（二）體感交互技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用前景
2008年，在美國舉行的國際消費(fèi)電子展（CES）上，比爾·蓋茨提出了自然用戶界面（Natural User Interface，NUI）的概念，并預(yù)言人機(jī)交互將在未來幾年內(nèi)有很大的發(fā)展，鍵盤和鼠標(biāo)將逐步被更自然的觸摸式、視覺型以及語音控制等技術(shù)所代替。與此同時，“有機(jī)用戶界面”（Organic User Interface）也悄然興起，主要包括生物識別傳感器、皮膚顯示器等，實(shí)現(xiàn)大腦與計(jì)算機(jī)的直接對接。這些技術(shù)無疑會對人類生活產(chǎn)生重大影響。從比爾·蓋茨提出NUI概念到現(xiàn)在不過短短幾年，一系列人機(jī)交互新技術(shù)，包括第六感設(shè)備、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、多點(diǎn)觸摸、追影技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、語音識別、體感操作和腦機(jī)接口等相繼誕生，從二維空間擴(kuò)展到三維空間，從接觸式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉墙佑|式。當(dāng)前，體感交互（ Gestural Interaction）從眾多自然人機(jī)交互技術(shù)中脫穎而出，成為最前沿的研究領(lǐng)域之一?！?〕
目前體感交互技術(shù)的使用已非常廣泛，涉及虛擬應(yīng)用（如體感試衣）、3D建模、機(jī)械控制、虛擬樂器、虛擬娛樂、虛擬實(shí)驗(yàn)、游戲操控、康復(fù)訓(xùn)練等多個領(lǐng)域?！?〕Kinect已被廣泛用于教育及醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域。中國臺灣地區(qū)的Chiang等人運(yùn)用Kinect體感交互技術(shù)訓(xùn)練老年人的手眼協(xié)調(diào)能力；美國明尼蘇達(dá)大學(xué)兒童發(fā)展研究所的研究人員借助Kinect體感交互技術(shù)收集和跟蹤兒童的語言和行為，協(xié)助開展自閉癥的相關(guān)研究。美國羅徹斯特理工學(xué)院的Darren Stanley通過Kinect體感交互技術(shù)收集被試在持續(xù)性操作測驗(yàn)中肢體和頭部的姿勢以及動作來測試其注意力水平。體感交互技術(shù)在教育上的應(yīng)用是一個特別值得關(guān)注的問題。
二、體感教育：體感交互技術(shù)在幼兒教育中的應(yīng)用
（一）體感教育的概念
體感教育目前還沒有統(tǒng)一的定義，本文嘗試將其界定為：以體驗(yàn)式學(xué)習(xí)理論、情境化學(xué)習(xí)理論和具身認(rèn)知理論為基礎(chǔ)，將體感交互技術(shù)以及其他多媒體技術(shù)、3D技術(shù)和AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)等應(yīng)用于教育的過程。其中，幼兒教育中體感教育通常是指讓幼兒通過各種身體動作，如揮手、伸展、奔跑、跳躍等操控三維場景中的人和物，并與三維場景中的人和物進(jìn)行互動，將學(xué)習(xí)、體驗(yàn)、探索、運(yùn)動和游戲融為一體。體感教育有一個特別的優(yōu)勢，它可以通過體感交互技術(shù)將幼兒原本無法直接體驗(yàn)的內(nèi)容，如海底探索、太空旅行、火災(zāi)地震防范等，以接近真實(shí)的三維場景呈現(xiàn)給幼兒，讓幼兒獲得擬真實(shí)的體驗(yàn)。
體感交互技術(shù)給人們帶來了全新的體驗(yàn)：擬真實(shí)的情境、身體的直接參與等。它有助于學(xué)習(xí)者（包括幼兒）獲得更為豐富的認(rèn)知和情感體驗(yàn)，幫助學(xué)習(xí)者開展深度浸入式的學(xué)習(xí)以及角色扮演式學(xué)習(xí)等，從而彌補(bǔ)學(xué)習(xí)者無法在真實(shí)情境中體驗(yàn)學(xué)習(xí)的缺憾。體感教育出現(xiàn)不過短短幾年，已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注。2011年美國弗羅里達(dá)科技教育峰會上，來自佐治亞州社區(qū)學(xué)校的教育學(xué)家Janice Sinclair分享了他將AR技術(shù)應(yīng)用于幼兒教育的心得。他認(rèn)為，在幼兒教育中運(yùn)用3D產(chǎn)品頗受幼兒的歡迎。幼兒非常喜歡和擬真實(shí)的虛擬環(huán)境中的動物們交流、玩耍，樂此不疲，原本枯燥的學(xué)習(xí)變得非常有趣?？▋?nèi)基梅隆大學(xué)人機(jī)交互研究所最新的一項(xiàng)研究顯示， Kinect游戲是比手機(jī)游戲或平板電腦游戲更有效的學(xué)習(xí)方式。幼兒通過Kinect搭建積木比通過移動平臺游戲的效果更好。他們在測試中分別給兩組幼兒發(fā)放了平板電腦或筆記本電腦以及Kinect體感交互技術(shù)裝置和專用的投影大屏幕，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，使用Kinect體感交互技術(shù)裝置的幼兒學(xué)習(xí)效率更高，搭建的作品更穩(wěn)固，而且幼兒非常喜歡Kinect游戲。由此可以看到，游戲和擬真實(shí)情境的結(jié)合對提高幼兒的學(xué)習(xí)能力具有積極的作用。
（二）體感教育的特點(diǎn)
1.沉浸性
體感交互技術(shù)創(chuàng)造的擬真實(shí)情境，打破了幼兒和學(xué)習(xí)對象之間的隔閡， 幼兒被“嵌入”到游戲場景中，“身臨其境”地獲得真實(shí)體驗(yàn)。游戲過程中，幼兒所有的感覺器官和注意力被調(diào)動， 通過特定的角色扮演，完全投入到學(xué)習(xí)活動中，從而進(jìn)入心理學(xué)家米哈里·齊克森米哈里 （Mihaly Csikszentmihalyi） 所說的“心流”狀態(tài)。
2.交互性
體感交互技術(shù)條件下的人機(jī)互動，是使用者（幼兒）與計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的3D虛擬環(huán)境的實(shí)時互動。此外，還包括虛擬環(huán)境中多人游戲時自發(fā)出現(xiàn)的同伴互動、師幼互動和親子互動。
3.娛樂性
游戲是體感教育的主要途徑，因此，體感教育具有較強(qiáng)的娛樂性和游戲性，對幼兒具有極強(qiáng)的吸引力，可以充分激發(fā)幼兒的興趣并保持幼兒的注意力。
（三）體感教育的作用
首先，體感教育可以拓展幼兒體驗(yàn)和操作的范圍?！?～6歲兒童學(xué)習(xí)與發(fā)展指南》指出，幼兒的學(xué)習(xí)以直接經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，在游戲和日常生活中進(jìn)行。成人應(yīng)理解幼兒的學(xué)習(xí)方式和特點(diǎn)，珍視游戲和生活的獨(dú)特價值，為幼兒創(chuàng)設(shè)豐富的教育環(huán)境，最大限度地支持和滿足幼兒通過直接感知、實(shí)際操作和親身體驗(yàn)獲取經(jīng)驗(yàn)的需要。然而，現(xiàn)實(shí)生活中，特別是在現(xiàn)代化城市生活條件下，幼兒能夠直接感知體驗(yàn)的對象十分有限，而海底世界、航空航天、天文現(xiàn)象、水下探險、史前文明、恐龍時代等更不可能直接感知。體感教育可以創(chuàng)造出接近真實(shí)的三維場景，讓幼兒化身宇航員遨游浩瀚的宇宙，穿上潛水服暢游神奇的海底世界，還可以用肢體動作操控獵豹在非洲大草原上捕獵。這種情景式、沉浸式的學(xué)習(xí)方式，打破了時間和空間的限制，能充分滿足幼兒的好奇心和求知欲，培養(yǎng)他們的想象力、冒險精神和探索精神。
其次，體感教育可以成為幼兒開展運(yùn)動、鍛煉身體的有效途徑。與電腦游戲、手機(jī)游戲相比，體感交互技術(shù)與運(yùn)動高度關(guān)聯(lián)。體感教育活動的設(shè)計(jì)也多將動作和運(yùn)動嵌入到整個教育活動中。美國田納西大學(xué)的一項(xiàng)研究表明，體感游戲?qū)⒊蔀橛變哄憻捝眢w的絕佳途徑。該大學(xué)健康飲食和體育實(shí)驗(yàn)室的哈利雷納（Hollie Raynor）博士表示，體感游戲比缺乏科學(xué)指導(dǎo)的戶外活動的鍛煉強(qiáng)度大，鍛煉效果也更佳。2010年10月，美國心臟協(xié)會對購買體感游戲設(shè)備的玩家進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，體感游戲不但可以讓玩家在游戲的同時進(jìn)行運(yùn)動，還能在無意中改變玩家非游戲時間的運(yùn)動習(xí)慣。參加調(diào)查的2284名玩家中，有58%表示，他們現(xiàn)在不僅在游戲中運(yùn)動，在平時生活中也增加了戶外運(yùn)動，例如慢跑、散步或打網(wǎng)球等；68%的玩家認(rèn)為，他們每天應(yīng)該進(jìn)行更多的體力活動?！?〕此外，體感教育也將改善由傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)游戲帶來的諸多問題，如網(wǎng)癮、長期保持不變的坐姿和盯著屏幕看可能對軀體和眼睛帶來的傷害等。
再次，體感教育可以使幼兒的科學(xué)教育“活”起來。體感交互設(shè)備可以使幼兒園的科學(xué)活動室真正“動”起來。一直以來，科學(xué)教育都令幼兒園教師頭疼，因?yàn)槿狈ο鄳?yīng)的科學(xué)知識、科學(xué)教育資源以及專門的培訓(xùn)，幼兒園科學(xué)教育活動往往很難有效開展。許多幼兒園的科學(xué)活動室裝修豪華，卻幾乎淪為擺設(shè)。體感交互設(shè)備的引入可以幫助幼兒園教師有效開展科學(xué)教育活動，例如，幼兒可以“穿上”潛水服在神奇的海底世界，與海豚、海龜、鯨魚互動，也可以直觀地了解地震、火災(zāi)等自然災(zāi)害，等等。體感交互設(shè)備能夠大大提高幼兒園科學(xué)活動室的利用率，使幼兒園的科學(xué)教育落到實(shí)處。
最后，體感教育有助于幼兒園安全教育的有效開展。引入體感交互設(shè)備，幼兒園的安全教育不再僅僅停留在書面，教師可以讓幼兒在虛擬的真實(shí)場景中體驗(yàn)特定的安全情境，自然地形成安全意識。如，“消防安全”體感課程就可以幫助幼兒學(xué)習(xí)如何滅火及逃離火場，“地震逃生”課程則可以幫助幼兒了解地震時正確的應(yīng)對方法。
三、體感交互技術(shù)應(yīng)用于幼兒教育的問題與展望
毫無疑問，和任何新生事物一樣，體感交互技術(shù)應(yīng)用于幼兒教育面臨諸多質(zhì)疑和挑戰(zhàn)。“我們之所以需要人工物，是因?yàn)樽匀晃锊荒軡M足我們的需要，人工情感的制造也是基于同樣的理由。由此我們可以持這樣一種態(tài)度，即人工情感如果實(shí)在對我們有用，能用它來解決我們的困難，產(chǎn)生出真實(shí)的人性的效果，其真假問題也就退居其次了。”〔8〕體感教育也同樣如此。
體感交互技術(shù)不僅可以應(yīng)用于幼兒教育，還可以廣泛用于基礎(chǔ)教育、特殊教育、職業(yè)教育以及康復(fù)訓(xùn)練等諸多領(lǐng)域。值得注意的是，體感交互技術(shù)仍處于發(fā)展初期，存在諸多有待解決的問題，如動作錯誤識別、過度識別、輸入延遲等，這些都嚴(yán)重影響著人機(jī)交互的流暢性。〔9〕同時，現(xiàn)有的體感交互技術(shù)平臺普遍缺乏觸覺反饋體驗(yàn)，這是一個比較大的體驗(yàn)黑洞?！?0〕此外，現(xiàn)有的體感交互設(shè)備缺乏生理疲勞監(jiān)測與反饋，〔11〕教師和家長無法有效監(jiān)控幼兒的運(yùn)動量。如何增強(qiáng)體感交互設(shè)備對幼兒動作敏感性的促進(jìn)作用，如何讓幼兒在利用體感交互設(shè)備游戲時實(shí)現(xiàn)鉆、爬等復(fù)雜動作，如何增強(qiáng)體感教育活動的粘性，如何在同一時間增加更多玩家或滿足多人操作需求等等，都是需要進(jìn)一步探索的問題。體感教育活動的設(shè)計(jì)也面臨實(shí)際困難和倫理風(fēng)險，特別是在如何將教育、游戲和運(yùn)動加以有機(jī)整合等方面仍面臨諸多困難和挑戰(zhàn)。
總之，體感交互技術(shù)以及體感教育還是剛剛出現(xiàn)的新生事物，它不是要取代幼兒在真實(shí)情境中的體驗(yàn)和操作，而是起到拓展、豐富和補(bǔ)充作用。我們相信，隨著體感交互技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，體感教育將呈現(xiàn)出更大的活力和更為廣闊的發(fā)展前景。
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當(dāng)人機(jī)互動技術(shù)遭遇云計(jì)算、遭遇移動互聯(lián)網(wǎng)，或許還有新材料、新能源時，會迸發(fā)出什么樣的精彩呢？
據(jù)悉，在微軟的“未來之家”的體驗(yàn)屋里有一個特殊的角落：看似普通的廚房墻面，可以變成電腦屏幕，上面有天氣預(yù)報(bào)、日程提醒等重要事項(xiàng)。當(dāng)房屋的主人收到別人的派對邀請函時，他可以很簡單地選擇接受或者拒絕，他的朋友可以從這個“墻面”上接到回復(fù)，同時，日程表也會自動生成，如果主人開口問，例如，今天我需要做什么？會有一個發(fā)聲動聽的機(jī)器人隨時回答他的各種問題。
而微軟2010年底推出的kinect也開創(chuàng)了游戲的新模式。借助kinect，玩家不需要使用任何手柄、搖桿、鼠標(biāo)或者其他遙控器，即可用身體直接控制游戲。比如在玩體育游戲的時候，你只需要接通電源，不管是乒乓球的揮拍還是保齡球的擊打，你只需要像現(xiàn)實(shí)中那樣擺出動作即可指揮屏幕里的游戲。
不難理解kinect推出的兩個月就破了銷售800萬臺的紀(jì)錄的奇跡。它也被賦予了一個更高層次的意義：第三次人機(jī)交互革命的原點(diǎn)。
人機(jī)交互（hci，human-computer interaction）是一個跨學(xué)科的技術(shù)領(lǐng)域，從廣義上理解就是用戶體驗(yàn)，在直觀意義上理解是指人與機(jī)器之間的互動方式。
眼下，在人逐漸適應(yīng)計(jì)算機(jī)再到計(jì)算機(jī)不斷適應(yīng)人的互動過程中，人機(jī)交互技術(shù)已不再局限于鍵盤輸入、手柄操作，而是以更加新奇的方式出現(xiàn)：手指的微小動作、聲波在空氣中的振動、眼珠和舌頭的轉(zhuǎn)動，都可以實(shí)現(xiàn)信息傳遞，完成人與機(jī)器之間的“對話”。而隨著技術(shù)的精進(jìn)，“有機(jī)用戶界面”（organic user interface）也開始悄然興起——生物識別傳感器、皮膚顯示器，乃至大腦與計(jì)算機(jī)的直接對接，無疑都將給人類的生活帶來重大影響。
“靈云”推出為哪般？
和美國等先進(jìn)國家相比，中國的hci技術(shù)主要應(yīng)用在語言文字領(lǐng)域。但不管怎么說，hci“中國軍團(tuán)”也在行動。2011年12月8日，北京捷通華聲語音技術(shù)有限公司在2011中國手機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會上宣布：在全球范圍內(nèi)首個推出全方位、個性化的人機(jī)交互感知云—靈云。該公司董事長張連毅稱，靈云是一種可以用語音、手寫、拍照，手勢，將來甚至可使用腦波識別等智能手段來操作、感知手機(jī)、計(jì)算機(jī)等數(shù)字設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)云服務(wù)，讓人機(jī)交互象人與人溝通一樣的簡單自然。
據(jù)稱，靈云可通過移動互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)提供全方位、個性化智能人機(jī)交互技術(shù)的云服務(wù)，目前可提供語音識別、語音合成、手寫識別、掃描識別、即時翻譯等多種hci應(yīng)用服務(wù)。靈云，簡單的說就是讓手機(jī)、電腦等數(shù)字設(shè)備在與人的交互過程中，實(shí)現(xiàn)能說會聽、能寫能識，感知并完成人們過去通過鍵盤、鼠標(biāo)發(fā)出的操作要求，從而使機(jī)器設(shè)備具有全方位、多樣的人機(jī)交互能力，與用戶之間的交互變得更輕松、簡單、自然，更回歸人性，促進(jìn)人與機(jī)器之間的和諧互動。
現(xiàn)在，捷通公司以hcicloud為域名的靈云平臺已經(jīng)上線。在上面，人們可以體驗(yàn)語音合成、手寫識別、文字識別等人機(jī)交互技術(shù)應(yīng)用。同時，2012年1月16日，捷通華聲宣布推出名為“小唐龍”的軟件——這是一款基于手機(jī)（或者pad）的智能助手，為手機(jī)主人“提供工作、學(xué)習(xí)、生活、娛樂、交友等各個方面的助理服務(wù)。”
顯然這家已在人機(jī)交互技術(shù)領(lǐng)域耕耘、積累多年的企業(yè)已經(jīng)意識到了產(chǎn)業(yè)變革的氣息以及國內(nèi)外hci行業(yè)的激烈競爭態(tài)勢，正試圖以一種綜合和集成占領(lǐng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢地位。
在國內(nèi)，除捷通華聲外，人機(jī)交互技術(shù)產(chǎn)品供應(yīng)商中還有漢王、科大訊飛等實(shí)力強(qiáng)勁的上市企業(yè)。其中漢王以手寫技術(shù)聞名，科大訊飛在語音技術(shù)方面發(fā)展勢頭迅猛，而捷通華聲在hci的各個技術(shù)方面的發(fā)展相對較為均衡，由于一直沒有上市，而且客戶以行業(yè)用戶居多，市場占有率不小卻大眾知名度不大。然而，這個企業(yè)最近卻動作頻頻，曝光率頗高。張連毅告訴本刊記者，繼不久前引入華軟戰(zhàn)略投資之后，捷
轉(zhuǎn)貼于
通也將在產(chǎn)品升級和品牌運(yùn)作方面加大力度，進(jìn)一步挺進(jìn)個人用戶市場。
激動人心的行業(yè)變革
顯然捷通在加緊hci整合的努力。其背景正是hci技術(shù)展現(xiàn)出廣闊前景：國內(nèi)外企業(yè)的人際交互技術(shù)已經(jīng)成熟起來了，伴隨著移動智能終端的到來，它呈加速度方式走向每一個人。這個市場實(shí)在是太大太誘人了。而且，正如捷通所意識到的，hci加上云計(jì)算，再加上移動互聯(lián)網(wǎng)，早已不是傳統(tǒng)意義上的語音合成、手寫識別這樣簡單的應(yīng)用。
過去的兩年，毫無疑問，眾多hci產(chǎn)品的革新令人嘆為觀止。神話般的蘋果ceo喬布斯仙去后，蘋果的第一款重量級產(chǎn)品iphone4s讓許多消費(fèi)者失望，但同時的語音助理siri軟件卻越來越得到業(yè)內(nèi)人士的高度評價。siri 能做的，聽起來相當(dāng)不一般，使用者可透過聲控、文字輸入的方式，來搜尋餐廳、電影院等生活信息，同時也可以直接收看各項(xiàng)相關(guān)評論，甚至是直接訂位、訂票；另外其適地性（location based）服務(wù)的能力也相當(dāng)強(qiáng)悍，能夠依據(jù)用戶默認(rèn)的居家地址或是所在位置來判斷、過濾搜尋的結(jié)果。
不過siri最大的特色，則是人機(jī)互動方面產(chǎn)生了突破，不僅有十分生動的對話接口，其針對用戶詢問所給予的回答，非但不至于答非所問，有時候還讓人意想不到的驚喜，例如使用者如果在說出、輸入的內(nèi)容包括了“drunk”、“home”這些詞（甚至不需要符合語法，相當(dāng)人性化），siri 會判斷為喝醉酒了、要回家，并自動建議是否要幫忙叫出租車。
siri展示出的是在準(zhǔn)確語音識別的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行語義的智能分析判斷，并且實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能和后代數(shù)據(jù)(包括個人偏好和歷史記錄)的調(diào)用，實(shí)現(xiàn)所答即所問與服務(wù)即所想——真正實(shí)現(xiàn)助理的功能，從識別，執(zhí)行，再到互動之間的飛躍，這就是siri的革命性所在。捷通推出“小唐龍|，顯然是受到了siri的啟發(fā)。而siri目前對中文語音尚無能為力，這就給了中國廠商以很大的機(jī)會。
而2010年11月4日正式的微軟kinect體感游戲設(shè)備，也在人機(jī)互動的市場化應(yīng)用領(lǐng)域帶來了突破性的進(jìn)展。在這一設(shè)備中，玩家可以不通過任何控制器，單憑自己的動作和手勢就能指揮電腦中的游戲。這個游戲系統(tǒng)也辨識人臉，讓玩家自動連上游戲。它還可辨認(rèn)聲音和接受命令。在游戲示范中，玩家們可以用腳踢僅存在于屏幕中的足球，并可用伸手設(shè)法攔阻進(jìn)球。在駕駛游戲中，玩家可以轉(zhuǎn)動想像中的方向盤來操控電視游戲中的賽車。這種神奇的效果也屬于hci的一項(xiàng)應(yīng)用，里面用到了動作感應(yīng)、語音識別等，這些技術(shù)使人和機(jī)器之間更加親密無間了。
kinect確實(shí)成了微軟征戰(zhàn)家庭娛樂市場的一把利器，但微軟的目的顯然并不想僅僅借此贏得“電子游戲的未來”。kinect的真正潛力，將在電腦、手機(jī)乃至軍隊(duì)和醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)上得到更加充分的發(fā)揮，從而創(chuàng)造更為可觀的經(jīng)濟(jì)利益和社會效應(yīng)。微軟kinect技術(shù)總監(jiān)alex kipman曾強(qiáng)調(diào)說：“人們不喜歡手里總是握著個東西，比如鼠標(biāo)和鍵盤。而kinect還只是旅程的起點(diǎn)。” 果然，2012年1月10日，有消息傳出，微軟的體感游戲控制系統(tǒng)kinect將在數(shù)周后登錄windows pc，而且其功能不僅僅局限于游戲。
中國的奮斗者們
以中國的hci軍團(tuán)的整體實(shí)力而言，目前尚未能推出像siri和kinect這樣的重量級產(chǎn)品，暫時也很難充當(dāng)hci創(chuàng)新潮流的領(lǐng)頭羊。但是，國內(nèi)的企業(yè)也有自己的優(yōu)勢，那就是，基于中國本土文字、語言的特性，中國企業(yè)可以在漢語的語音和文字識別等hci應(yīng)用方面做得更好。甚至，在此基礎(chǔ)上，在一些項(xiàng)目上進(jìn)行突破，獲得世界性的“單項(xiàng)獎”。轉(zhuǎn)貼于
2010年10月28日，“科大訊飛‘語音云’會暨移動互聯(lián)網(wǎng)語音創(chuàng)新論壇”在北京香格里拉飯店隆重舉行?？拼笥嶏w董事長兼總裁劉慶峰介紹了“訊飛語音云”的總體框架和主要構(gòu)成，及其作為語音服務(wù)平臺的特性，并現(xiàn)場演示了手機(jī)語音搜索、短信隨意說等基于“訊飛語音云”的典型應(yīng)用。此外，劉慶峰也介紹了科大訊飛公司的語音合成技術(shù)、發(fā)音模擬技術(shù)、口語評測技術(shù)，有些技術(shù)在世界性的比賽中獲得領(lǐng)先的名次。
據(jù)悉，“訊飛語音云”是基于云計(jì)算技術(shù)基礎(chǔ)，為各類移動互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)業(yè)者和創(chuàng)新性企業(yè)提供低門檻的語音合成及語音識別服務(wù)，合作伙伴可以像使用水、電那樣“即開即有、按需取用”，在很短時間內(nèi)構(gòu)建出支持自然語音交互功能的特色移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
眼下，訊飛旗下的訊飛語音輸入法軟件正在智能手機(jī)用戶中傳播。該輸入法讓人印象深刻的是它的識別率相當(dāng)高?？拼笥嶏w副總裁江濤表示，訊飛語音輸入法的識別率已經(jīng)接近90%。記者嘗試了這個軟件，感覺其確已具備應(yīng)用價值。
其實(shí)在以前，ibm 也推出過viavoice等語音識別產(chǎn)品，但那時的語音識別的準(zhǔn)確率不高，很難替代鍵盤輸入?，F(xiàn)在，借助于云計(jì)算等手段，在智能手機(jī)上用語音輸入代替鍵盤輸入，已經(jīng)有了應(yīng)用的可能。據(jù)專家稱，新舊兩代語音識別技術(shù)之所以差別巨大，在于其不同的工作方式。語音識別從本質(zhì)上來說，是一個基于統(tǒng)計(jì)模型的人工識別問題，數(shù)據(jù)對于語音識別是非常重要的，另一方面是算法，需要不斷改進(jìn)和提高。
軟件大鱷騰訊也出手了。2011年9月，騰訊研究院人機(jī)交互中心研究員劉海龍透露，云手寫和云語音識別將登陸qq，云手寫對工整字符的識別率將達(dá)到99%以上，云語音更將挑戰(zhàn)“發(fā)音習(xí)慣，用詞習(xí)慣”等傳統(tǒng)技術(shù)難以解決的技術(shù)難點(diǎn)，為用戶帶來全新的，極簡的溝通體驗(yàn)。、人機(jī)交互中心模式識別組項(xiàng)目負(fù)責(zé)人陳波表示，基于云計(jì)算的移動通訊，在通話、短信這兩大主流功能的主要部件中，將實(shí)現(xiàn)單獨(dú)部件的“全能化”。如：用戶對麥克風(fēng)應(yīng)用使用需求將全面覆蓋至語音登陸、語音認(rèn)證、語音識別、語音搜索、聽歌搜歌、哼唱搜歌、制作歌曲、音樂類游戲等功能，在功能覆蓋最大化的同時，必須簡化用戶在切換操作中的時間和過程。又如：在短信使用時，被云計(jì)算覆蓋的手寫識別、手勢應(yīng)用、語音輸入，將為用戶帶來最為便利的輸入體驗(yàn)。
而捷通華聲公司，早在2008年就已經(jīng)與金山公司合作，將手寫云服務(wù)嵌入到愛詞霸網(wǎng)站中。2011年6月28日，由捷通華聲傾力打造的云手寫官方網(wǎng)站正式上線，并開始全方位地為用戶提供各種手寫產(chǎn)品體驗(yàn)及技術(shù)服務(wù)。此次推出靈云平臺，顯然是試圖超越單項(xiàng)的hci技術(shù)，以綜合性、一站式的hci云服務(wù)占領(lǐng)行業(yè)制高點(diǎn)。而各項(xiàng)hci單項(xiàng)技術(shù)如何協(xié)同成為一個整體，以及如何應(yīng)用并給用戶帶來更要效率，則是下一步面臨的挑戰(zhàn)。
會是一場產(chǎn)業(yè)革命嗎？
2008年7月1日，微軟主席比爾·蓋茨將退出微軟日常管理工作。他在佛羅里達(dá)州奧蘭多市召開的tech-ed大會上發(fā)表了最后一次在職演說。在演講中主要談到交互技術(shù)問題。在過去幾年里，pc用戶主要通過鼠標(biāo)和鍵盤進(jìn)行界面交互。未來十年的重點(diǎn)，將會更加強(qiáng)調(diào)連結(jié)人與人的關(guān)蓋，人與計(jì)算機(jī)的交互變得越來越像人與人之間的互動。
蓋茨沒有說錯，不管是蘋果的siri、微軟的surface和kinect，科大訊飛的語音云，還有捷通華聲的靈云，都已經(jīng)昭示了一個人機(jī)交互新的時代的到來。
在cnn預(yù)測的2012年十大科技趨勢中，新的人機(jī)交互方式——比如通過觸摸屏和聲控等——也列在其中。
張連毅認(rèn)為：在蘋果的觸控技術(shù)出現(xiàn)之前，人與機(jī)器的交互手段已走過兩個階段：50年代ibm這個藍(lán)色巨人，把人類社會帶進(jìn)計(jì)算機(jī)時代，鍵盤一直成為人們操作計(jì)算機(jī)的一個非常關(guān)鍵性的、代表性的交互手段，這是第一階段。第二階段中的典型代表是鼠標(biāo)。微軟是這個階段中很強(qiáng)大的推動者。第三個階段是蘋果所推動的觸控時代。而下一個階段，則將是一個更自然、更人性化的人機(jī)交互體系時代，即智能人機(jī)交互（hci）技術(shù)時代。顯然，在張連毅的計(jì)劃里，靈云是為了這個時代而準(zhǔn)備的。事實(shí)上，靈云正是被設(shè)計(jì)成擁有一個完整的自學(xué)習(xí)系統(tǒng)，在人們通過靈云實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互過程中，記錄、分析每個用戶的使用習(xí)慣，不斷提升為每個用戶提供個性化服務(wù)的能力和水平，從而不斷提升更好、更確準(zhǔn)的智能服務(wù)效果。靈轉(zhuǎn)貼于
云將同時提供完整的云端組合式解決策略，用戶使用起來更流暢自然，在各種帶寬條件下都享有良好用戶體驗(yàn)。
智能人機(jī)交互的時代，我們將享受多少科技帶來的便利和快樂？委實(shí)引人遐想。當(dāng)人機(jī)互動技術(shù)遭遇云計(jì)算、遭遇移動互聯(lián)網(wǎng)，或許還有新材料、新能源時，會迸發(fā)出什么樣的精彩呢？其實(shí)美國《未來學(xué)家》雜志早在2010年中刊登的文章，就已對當(dāng)前正在研發(fā)或者已投入商用的各類人機(jī)交互技術(shù)進(jìn)行了盤點(diǎn)。這里列舉一部分：無聲語音（默讀）識別：通過默讀識別，使用者不需要發(fā)出聲音，系統(tǒng)就可以將喉部聲帶動作發(fā)出的電信號轉(zhuǎn)換成語音，從而破譯人想說的話；電觸覺刺激：通過電刺激實(shí)現(xiàn)觸覺再現(xiàn)，可以讓盲人“看見”周圍的世界；仿生隱形眼鏡：科學(xué)家希望將電路集成在鏡片上，打造出功能更強(qiáng)大的超級隱形眼鏡，它既可以讓佩戴者擁有將遠(yuǎn)處物體“拉近放大”的超級視力，顯示出全息圖像和各種立體影像，甚至還可以取代電腦屏幕，讓人們隨時享受無線上網(wǎng)的樂趣。人機(jī)界面：也被稱為“腦機(jī)接口”，它是在人或動物腦（或者腦細(xì)胞的培養(yǎng)物）與外部設(shè)備之間建立的直接連接通路，即使不通過直接的語言和行動，大腦的所思所想也可以借由這條通路向外界傳達(dá)。
二者均較著名。
1、深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司是中國一家無人飛行器控制系統(tǒng)及無人機(jī)解決方案的研發(fā)和生產(chǎn)商，成立于2006年。公司致力于為無人機(jī)工業(yè)、行業(yè)用戶以及專業(yè)航拍應(yīng)用提供智能飛控產(chǎn)品和解決方案，目前市場占有率為較高。
2、匯頂科技成立于2002年，經(jīng)過持續(xù)的努力和技術(shù)積累，已經(jīng)成為人機(jī)交互技術(shù)領(lǐng)域可靠的提供商。秉承“創(chuàng)新技術(shù)，豐富生活”的使命，致力于開拓探索，在人機(jī)交互技術(shù)領(lǐng)域不斷取得新進(jìn)展，陸續(xù)推出了一批較為先進(jìn)的技術(shù)。
（來源：文章屋網(wǎng) ）
關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；工業(yè)設(shè)計(jì)；教學(xué)模式
中圖分類號：G642.0？搖 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）01-0066-02
當(dāng)今信息技術(shù)的爆發(fā)式發(fā)展給工業(yè)設(shè)計(jì)教育帶來了長遠(yuǎn)而深刻的影響。信息科學(xué)使工業(yè)設(shè)計(jì)的教育理念、教育行為出現(xiàn)了新的變化。許多授課的新概念、新方法應(yīng)運(yùn)而生。教學(xué)輔助工具，更需要與工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)科特點(diǎn)融合為一體來推進(jìn)工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)科的教育改革。從而提高教育質(zhì)量，適應(yīng)現(xiàn)代社會對教育的需求。信息技術(shù)增加了學(xué)生接觸外界的機(jī)會，為學(xué)生開啟了知識之門。熟悉電子媒體的學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)了解世上的各種事物，使信息時代學(xué)生具有全球意識。由于網(wǎng)絡(luò)信息渠道多、流通快，在數(shù)字環(huán)境熏陶的學(xué)生有很強(qiáng)的懷疑精神和創(chuàng)造力。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的課堂上，要讓學(xué)生利用信息技術(shù)為人們找出生活中的實(shí)物。
一、運(yùn)用信息技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程中進(jìn)行人機(jī)交互的教學(xué)研究
要讓計(jì)算機(jī)完成指定任務(wù)，就需要建立一種平臺能夠與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交流。人機(jī)交互技術(shù)（Human-Machine Interaction）是指通過計(jì)算機(jī)輸入、輸出設(shè)備，以有效的方式實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)對話的技術(shù)。人機(jī)交互技術(shù)是計(jì)算機(jī)用戶界面設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容之一。人機(jī)交互界面在我們的生活中隨處可見，如：汽車操作系統(tǒng)、自動取款機(jī)、地鐵自動售票系統(tǒng)等。完善的人機(jī)界面設(shè)計(jì)可以使用戶更迅速、更簡便、更舒適地操作機(jī)器，也可以使機(jī)器功能得到最大的發(fā)揮。在過去工業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)課堂上，由于條件限制，人機(jī)交互設(shè)計(jì)只能通過教材口述的方式進(jìn)行，學(xué)生不能親身體驗(yàn)，進(jìn)行相關(guān)信息化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)不很理想。進(jìn)入信息時代，學(xué)生大量地使用智能化手機(jī)、平板電腦、電子游戲機(jī)等人機(jī)交互頻繁的電子產(chǎn)品，為人機(jī)交互設(shè)計(jì)教學(xué)帶來了便捷。在計(jì)算機(jī)和游戲機(jī)上，過時的鼠標(biāo)和鍵盤點(diǎn)擊的輸入方式現(xiàn)在已逐漸被另一種使用體驗(yàn)——手指觸控代替。輸入手機(jī)、電腦、游戲機(jī)的指令都采用屏幕觸控來進(jìn)行。在交互產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程中，相應(yīng)的設(shè)計(jì)問題被提出來讓學(xué)生思考。未來的人機(jī)交互方式將會是怎樣的呢？如何創(chuàng)造新的人機(jī)交互方式？根據(jù)這種人機(jī)交互方式應(yīng)該設(shè)計(jì)出怎樣的產(chǎn)品？親身體驗(yàn)過人機(jī)交互的學(xué)生會根據(jù)設(shè)計(jì)要求，思索、想象和創(chuàng)造未來更自然、更友好的人機(jī)交互方式，他們追求一種類似人與人之間交流的計(jì)算機(jī)操縱方式。比如：采用語音識別的方式、肢體動作識別的方式、對用戶面部表情識別的人機(jī)交互方式等。然后，再對人機(jī)交互技術(shù)的相應(yīng)學(xué)科——計(jì)算機(jī)視覺及多媒體信息處理、模式識別、人工智能等相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行深入研究，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的交互產(chǎn)品。
二、運(yùn)用信息技術(shù)構(gòu)建產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型課程的新方式——虛擬模型
過去的產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型課，學(xué)生只有用油泥、石膏、ABS板等材料手工制作可以看得見和觸摸的具體實(shí)物模型。教師通過實(shí)物模型來全方位觀察和評估設(shè)計(jì)方案。但這樣手工制作模型，耗時長、修改困難、模型精確度低。受材料和加工工藝的影響，一些造型無法做出來，對學(xué)生的形態(tài)創(chuàng)意思維的限制較大。信息時代的產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型有別于傳統(tǒng)意義上的實(shí)物模型。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)促進(jìn)了工業(yè)設(shè)計(jì)方式的革新?，F(xiàn)在學(xué)生制作實(shí)物模型前，可以用一系列數(shù)字化工業(yè)設(shè)計(jì)輔助工具來構(gòu)建創(chuàng)意產(chǎn)品的模型數(shù)字結(jié)構(gòu)。在計(jì)算機(jī)中用曲面、實(shí)體、線框?qū)a(chǎn)品設(shè)計(jì)構(gòu)想轉(zhuǎn)化為三維虛擬模型。然后賦予數(shù)字模型以材質(zhì)、光效，并在一定的場景中渲染來進(jìn)行產(chǎn)品的仿真演示。數(shù)字化模型為學(xué)生提供了全新的表達(dá)形式，能方便地對構(gòu)思中的產(chǎn)品各個側(cè)面進(jìn)行修改和評價；對產(chǎn)品的材質(zhì)、色彩可以快速更換和評估效果；可以在不同的環(huán)境中為模型渲染各個角度效果。這樣使師生對產(chǎn)品進(jìn)行全方位觀察和思考的手段又得到了豐富和完善。確定了滿意的方案后，學(xué)生可以打印出產(chǎn)品的三維圖紙，再根據(jù)圖紙準(zhǔn)確地制作實(shí)物模型。這樣的虛擬模型不受時間、材料和加工手段的限制，大大地提高了模型的精確度，降低了返修率，給學(xué)生提供了更廣闊的創(chuàng)意空間。
三、在新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，運(yùn)用信息技術(shù)調(diào)查產(chǎn)品市場需求以及產(chǎn)品適用人群等
學(xué)生建立了設(shè)計(jì)目標(biāo)以后，可以通過計(jì)算機(jī)在互聯(lián)網(wǎng)上針對特定環(huán)境進(jìn)行調(diào)查設(shè)計(jì)、收集資料和初步分析：了解是否有同類型的設(shè)計(jì)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)？現(xiàn)有設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？產(chǎn)品針對什么樣的使用人群？使用者的心理特點(diǎn)、生活特點(diǎn)和工作特點(diǎn)是什么？等等。他們可以通過問卷調(diào)查方式在網(wǎng)絡(luò)上直接收集關(guān)于設(shè)計(jì)選題的第一手資料，或者利用互聯(lián)網(wǎng)的媒體功能收集二手資料。網(wǎng)絡(luò)調(diào)查的效率很高，只要建好平臺，自動生成數(shù)據(jù)庫，再用統(tǒng)計(jì)軟件分析整理反饋回來的信息，就可以得出有價值的結(jié)論。然后有針對性地進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。
四、在工業(yè)設(shè)計(jì)課程中引導(dǎo)學(xué)生深入研究和運(yùn)用3D打印技術(shù)來生成概念產(chǎn)品，促進(jìn)制造業(yè)發(fā)生重大變革
工業(yè)設(shè)計(jì)是綜合性學(xué)科，需要不斷地吸收科技的最新成果。當(dāng)前已經(jīng)成熟的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)使工業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，未來具有廣泛發(fā)展前景的3D打印技術(shù)會促進(jìn)工業(yè)設(shè)計(jì)的又一次飛躍。它通過電子制圖、數(shù)據(jù)傳輸、激光掃描、材料熔化，按照電子模型圖紙層層重疊成型。3D打印常用于產(chǎn)品制造領(lǐng)域的設(shè)計(jì)階段，這種技術(shù)可以打印精細(xì)復(fù)雜的產(chǎn)品，減少了工業(yè)樣品制作耗時，提高原料和燃料的使用效率，降低生產(chǎn)成本，能夠根據(jù)客戶的個性量身定制產(chǎn)品，引領(lǐng)制造業(yè)發(fā)展的新趨勢。3D打印技術(shù)讓工業(yè)設(shè)計(jì)的課程更接近實(shí)戰(zhàn)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)課程中，一些小產(chǎn)品，如手機(jī)、音樂播放器、剃須刀等只需要一臺小打印機(jī)就可以快速成型。大型的產(chǎn)品也可以按比例縮小成型。學(xué)生在電腦屏幕上設(shè)計(jì)出所要打印概念產(chǎn)品的圖紙，然后確定形狀以及顏色，控制特定的材料以及精密度，最后按下打印按鈕，旁邊一臺帶有噴嘴的機(jī)器，將學(xué)生設(shè)計(jì)的概念產(chǎn)品迅速地打印出來。教師和學(xué)生可以面對實(shí)物去進(jìn)行評估和修改，而不需要面對書本和圖紙去夸夸其談地空想。這種技術(shù)使工業(yè)設(shè)計(jì)的課堂更加接近生產(chǎn)化，同時培養(yǎng)出大批熟悉3D打印技術(shù)的人才，促進(jìn)該技術(shù)的成熟和完善，為中國制造業(yè)的變革打下基礎(chǔ)。
五、讓學(xué)生利用信息技術(shù)環(huán)境設(shè)計(jì)更具親和力的產(chǎn)品
產(chǎn)品設(shè)計(jì)的親和性成為信息時代產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要特征。人類進(jìn)入信息時代，新的生活方式和新的文化背景影響著人們對產(chǎn)品的需求。人們除了通過信息技術(shù)為自己量身定做產(chǎn)品以外，還可以無休止地選擇產(chǎn)品，只要輕按鼠標(biāo)，就能隨時改變心意。因此，個性化、親和力強(qiáng)的產(chǎn)品常常受到青睞。產(chǎn)品是通過形態(tài)、結(jié)構(gòu)、色彩、材質(zhì)等設(shè)計(jì)語言傳達(dá)給大眾的。學(xué)生在信息時代的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，采用多色彩的造型組合方式，半透明時尚感、卡通化的生活用品，金屬質(zhì)感的電子產(chǎn)品，便捷化的電腦產(chǎn)品等方式以及個性化的生活空間，寵物化的個人產(chǎn)品，頗具兒童化的時尚用品，返璞歸真等親和性因素，不僅僅表現(xiàn)為柔和的色彩與擬人化的外形設(shè)計(jì)，同時還體現(xiàn)著一種特有的功能實(shí)現(xiàn)。它將滿足信息時代的特征與消費(fèi)觀念，從而使親和性的功能與造型結(jié)合在一起，真正滿足信息時代的需要。具有親和力的產(chǎn)品設(shè)計(jì)將成為網(wǎng)絡(luò)時尚的擴(kuò)展方向。以計(jì)算機(jī)為代表的信息技術(shù)開辟了工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)的嶄新領(lǐng)域。信息技術(shù)提供形象直觀的交互式學(xué)習(xí)環(huán)境使學(xué)生獲得更大的視野、更多的設(shè)計(jì)信息和創(chuàng)意思維。信息技術(shù)的優(yōu)勢必須融入到工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)科特色中來，才能真正服務(wù)于學(xué)生，推動中國工業(yè)設(shè)計(jì)教育的發(fā)展！
參考文獻(xiàn)：
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[2]改造效果評價，3D打印機(jī)——制造業(yè)發(fā)展新趨勢[DB/OL].中國科技網(wǎng).
關(guān)鍵詞：工業(yè)設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)；人機(jī)交互；未來
中圖分類號：TP18文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2012)17-4244-02
Computer-aided Industrial Design of Human Interaction
HUI Qi-xun
(Wuxi Travel and Trade Higher Vocational Technical School,Wuxi 214000,China)
Abstract: With the development of science and technology, industrial design industry also in development, and at the same time, the industrial market in the design of the products of industry, the species diversity of interest requirement also become increasingly strict. In order to ensure that the industrial design in terms of quality and quantity can better development, computer aided design of the industry establish human-computer interaction, become the key factors of industry design. This paper put forward based on computer aided the origin of the industrial design, and then puts forward computer-aided industrial design of man-machine interaction of the concept and characteristic, and human-computer interaction application in industrial design, and finally to the future development of human-computer interaction made planning and prospected.
Key words: industrial design; the computer; human interaction; future
工業(yè)設(shè)計(jì)在近五十年內(nèi)得到了飛躍的發(fā)展，隨著計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)為代表的數(shù)字化信息時代的快速到來，工業(yè)設(shè)計(jì)行業(yè)得到了飛躍的發(fā)展，由此新生的計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)以一種嶄新的面貌進(jìn)入企業(yè)，企業(yè)傳統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)過程也在被不斷的改變。為了能夠使工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量得到質(zhì)的飛躍，縮短研發(fā)的時間，更多的工業(yè)設(shè)計(jì)員發(fā)現(xiàn)，在計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的同時，不僅僅需要計(jì)算機(jī)軟件上不斷的革新，“人”的作用在工業(yè)設(shè)計(jì)中也日益突顯出來。如何將“人機(jī)交互”完美的運(yùn)用到計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)中，成為了當(dāng)前計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重大的項(xiàng)目。
1計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)出現(xiàn)
伴隨著歷史的發(fā)展，設(shè)計(jì)內(nèi)涵的發(fā)展也趨于更加廣泛和深入?，F(xiàn)在，人類社會的發(fā)展已進(jìn)入了現(xiàn)代工業(yè)社會，設(shè)計(jì)所帶來的物質(zhì)成就及其對人類生存狀態(tài)和生活方式的影響是過去任何時代所無法比擬的，而工業(yè)設(shè)計(jì)業(yè)較之其他工業(yè)領(lǐng)域的特殊性也突顯了出來。首先工業(yè)設(shè)計(jì)的用途是決定工業(yè)設(shè)計(jì)優(yōu)劣的最主要因素，此為與美工設(shè)計(jì)或美術(shù)設(shè)計(jì)上最大的差異處。其次由于工業(yè)產(chǎn)品是為供人使用的，所以要講求能配合人體，如適當(dāng)?shù)拇笮?、操作的便利，與使用的舒適等。并且在設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)業(yè)要能表現(xiàn)材料的特質(zhì)：同樣的產(chǎn)品，采用不同的材料來制造時，應(yīng)該根據(jù)其材料的特質(zhì)，而賦予不同的設(shè)計(jì)造型與結(jié)構(gòu)。最后在產(chǎn)品完成后，還必須要考慮生產(chǎn)程序：因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)講求大量化，所以設(shè)計(jì)時對加工程序上亦應(yīng)力求經(jīng)濟(jì)。
計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)是指以計(jì)算機(jī)硬件、軟件、信息存儲、通訊協(xié)議、周邊設(shè)備和互連網(wǎng)等為技術(shù)手段，以信息科學(xué)為理論基礎(chǔ)，包括信息離散化表述、掃描、處理、存儲、傳遞、傳感、物化、支持、集成和聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)集合。與傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計(jì)相比，計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)過程、設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率等各方面都發(fā)生了質(zhì)的變化，它涉及了CAD技術(shù)、人工智能技術(shù)、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、敏捷制造、優(yōu)化技術(shù)、模糊技術(shù)、人機(jī)工程等許多信息技術(shù)領(lǐng)域，是一門綜合的交叉性學(xué)科。計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)以工業(yè)設(shè)計(jì)知識為主體，以計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)為輔助工具，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品形態(tài)、色彩、宜人性設(shè)計(jì)和美學(xué)原則的量化描述，從而設(shè)計(jì)出更加實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀、宜人和創(chuàng)新的新產(chǎn)品。
2計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)中人機(jī)交互的含義及特點(diǎn)
2.1計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)中人機(jī)交互的含義
計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)的人機(jī)交互是指人使用某種對話語言與計(jì)算機(jī)以一定的交互方式進(jìn)行交流，為完成確定工業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，人與計(jì)算機(jī)之間的信息交換過程。人機(jī)交互或人機(jī)互動，是一門研究系統(tǒng)與用戶之間交互關(guān)系的學(xué)問。系統(tǒng)可以是各式各樣的機(jī)器，也可以是計(jì)算機(jī)化的系統(tǒng)和軟件。用戶通過人機(jī)交互界面與系統(tǒng)進(jìn)行交流，并進(jìn)行操作。
2.2計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)中人機(jī)交互的特點(diǎn)
1）計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)中的人機(jī)交互功能減輕工作人員的勞動強(qiáng)度。人機(jī)交互功能主要憑借可輸入輸出的外部設(shè)備和相應(yīng)的軟件來完成。可供人機(jī)交互使用的設(shè)備主要有鍵盤顯示、鼠標(biāo)、各種模式識別設(shè)備等。計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)人機(jī)交互的主要作用是控制有關(guān)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中相關(guān)軟件的運(yùn)行和理解并執(zhí)行通過人機(jī)交互設(shè)備傳來的有關(guān)各種命令和要求，這樣人機(jī)交互才能完善地結(jié)合，并有助于操作員進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的操控。在計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)中，人機(jī)交互設(shè)施有鍵盤顯示器、語言識別、圖形識別等。這樣一方面能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)充分的利用到工業(yè)設(shè)計(jì)中，另一方面，工業(yè)設(shè)計(jì)的工作人員可以再操控軟件的同時，減輕工作的壓力，方便修改產(chǎn)品的尺寸、線型，以獲得良好的產(chǎn)品形態(tài)。
2）計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)中人機(jī)交互是提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)中人機(jī)交互有利于產(chǎn)品性能的最佳發(fā)揮，提高生產(chǎn)的效率。它將設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造性思維、經(jīng)驗(yàn)知識、綜合判斷，最佳的思維特性和審美創(chuàng)意與計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的信息檢索能力、海量信息高速計(jì)算的處理能力，虛擬真實(shí)的突顯和藝術(shù)感染加上人工處理相結(jié)合，從而提高了工業(yè)設(shè)計(jì)中的速度和辦事效率，大大縮短了工業(yè)設(shè)計(jì)的周期，保證了工業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，降低了工業(yè)設(shè)計(jì)的成本。
3）計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)中人機(jī)交互有利于提高產(chǎn)品的市場競爭力?！叭藱C(jī)交互技術(shù)無論發(fā)展到什么程度，都必須圍繞以用戶為中心的宗旨”。利用人機(jī)交互在工業(yè)設(shè)計(jì)中廣泛的應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)以客戶為中心，加強(qiáng)產(chǎn)品的獨(dú)創(chuàng)性，將人機(jī)交互在工業(yè)中發(fā)展到極致，滿足客戶人性化的需求，給客戶帶來持續(xù)良好的體驗(yàn)，提高效率。自然能夠提高產(chǎn)品在市場上的競爭力，使得產(chǎn)品在創(chuàng)意、設(shè)計(jì)和質(zhì)量上高于其他同類產(chǎn)品，從而使本企業(yè)在商業(yè)競爭的過程中立于不敗之地。
3人機(jī)交互在計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)全球化在人們生活和工作中早已占據(jù)了不可動搖的地位。而現(xiàn)代化社會也從“技術(shù)為根本”變?yōu)榱恕靶判募夹g(shù)為根本”，這一方面預(yù)示著社會的與時俱進(jìn)，同時也給工業(yè)設(shè)計(jì)者們帶來了一定的難題。如何將證明的工業(yè)信息準(zhǔn)確無疑的轉(zhuǎn)達(dá)給客戶，這就必須需要客戶與工業(yè)產(chǎn)品之間必須無障礙的溝通交互，因此人機(jī)交互才在工業(yè)設(shè)計(jì)中顯得格外的重要。目前，在計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)中，人機(jī)交互主要體現(xiàn)在虛擬裝配、人機(jī)界面、產(chǎn)品設(shè)計(jì)，產(chǎn)品虛擬仿真技術(shù)上。
3.1虛擬裝配
工業(yè)產(chǎn)品的可維修性、可裝配性和配合性是設(shè)計(jì)人員經(jīng)常出錯的關(guān)鍵，在過去在產(chǎn)品最后的裝配過程里，一直到等到很長的時間段后才能發(fā)現(xiàn)到裝配中零件出錯報(bào)廢或工期耽擱的情況。而虛擬裝配就是在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的階段中就能利用人機(jī)交互的方式，設(shè)計(jì)者通過三維輸入設(shè)備，直接對工業(yè)零件進(jìn)行三維裝配的操作，使在裝配的過程中將設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造能力發(fā)揮到最大限度。同時在這種三維的立體效果里，設(shè)計(jì)者如同在現(xiàn)實(shí)生活中觀察工業(yè)產(chǎn)品，從而能以最快的速度準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品在工藝設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的紕漏。
3.2人機(jī)界面
在人機(jī)的大前提下，人與計(jì)算機(jī)之間所有的關(guān)聯(lián)都需要依靠人機(jī)界面來維持，人機(jī)界面是人與計(jì)算機(jī)相互作用的操作方法和聯(lián)系的紐帶。它是以研究處理“人與物”之間的信息傳統(tǒng)為主，既研究了計(jì)算機(jī)的用途，同時也重視了人的重要性。而人機(jī)界面的用途在于，它處理了工業(yè)設(shè)計(jì)師與計(jì)算機(jī)軟件、硬件的關(guān)系，研究了人機(jī)界面模型的設(shè)計(jì)，虛擬界面的設(shè)計(jì)、多用戶與多感官界面的設(shè)計(jì)等等，從而更好的為工業(yè)設(shè)計(jì)提供良好的技術(shù)基礎(chǔ)。
3.3產(chǎn)品設(shè)計(jì)
德國研究人員正在開發(fā)一種全新的可移動交互系統(tǒng)，此系統(tǒng)能夠通過視覺存貯設(shè)備將視覺信號轉(zhuǎn)換為命令，有望全面代替鍵盤和顯示器。這種設(shè)備是一個小型的能夠放在胸前的電腦，其攝像頭能捕捉到手部運(yùn)動，根據(jù)手部運(yùn)動傳達(dá)的信息轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的命令以方便執(zhí)行。而在工業(yè)設(shè)計(jì)中，人機(jī)交互最大的好處莫過于在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)上，計(jì)算機(jī)技術(shù)可以根據(jù)人的行為，去理解圖像，然后根據(jù)設(shè)計(jì)師概念從而做出反映。主要是在設(shè)計(jì)師進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)師，運(yùn)用一系列的現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)的手段，從而去配合操作員的設(shè)計(jì)理念，提高產(chǎn)品的外形、結(jié)構(gòu)、色彩、材質(zhì)，達(dá)到減少產(chǎn)品成本，提高勞動效率的效果。
3.4虛擬仿真
產(chǎn)品虛擬仿真技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用指的是，通過計(jì)機(jī)算機(jī)的系統(tǒng)中的虛擬仿真的技術(shù)，對人機(jī)交互進(jìn)行準(zhǔn)確無誤的判斷、設(shè)計(jì)。這種虛擬的仿真技術(shù)是一種相當(dāng)逼真地去模仿人在大自然的環(huán)境里看和聽等主觀動作的人機(jī)界面手段。當(dāng)下，在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，已經(jīng)有很多的產(chǎn)品運(yùn)用到了虛擬的仿真技術(shù)。如三維空間交互球、數(shù)據(jù)手套、頭盔顯示器、力反饋器等等。但是比起虛擬仿真技術(shù)在軍事上的應(yīng)用，前者運(yùn)用的并不算多。因此，虛擬仿真技術(shù)在工業(yè)上的運(yùn)用無可厚非的，成為了工業(yè)設(shè)計(jì)未來的一個主要方向。通過虛擬仿真技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)計(jì)過程中每一個設(shè)計(jì)過程的操作與檢驗(yàn)，能夠幫助設(shè)計(jì)師更快，更準(zhǔn)確的完成或修改設(shè)計(jì)方案，減少設(shè)計(jì)師無必要的時間和腦力勞動。加強(qiáng)與設(shè)計(jì)團(tuán)員之間技術(shù)上的溝通與交流，資源的共同探討，提高工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)速度，準(zhǔn)備的抓住工業(yè)市場的機(jī)遇，提供企業(yè)在市場上的地位，獲得更多的經(jīng)濟(jì)收益。
4計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)中人機(jī)交互的前景
在計(jì)算機(jī)技術(shù)中，人機(jī)交互的范疇里，更多大膽創(chuàng)新的概念不斷的被提出。語言的識別、紅外線遙感、視頻的撲捉等等，必定會給人機(jī)交互技術(shù)帶來更多技術(shù)上的提高。新的人機(jī)交互技術(shù)不斷涌現(xiàn)，它能給人們帶來的是更多科學(xué)技術(shù)上的革新和期待。
而在未來的計(jì)算機(jī)工業(yè)設(shè)計(jì)中，人機(jī)交互應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)“以人為中心”，“和諧”“統(tǒng)一”的交互模式，從而提高人機(jī)交互的工作效率。
4.1集合化
人機(jī)交互的特點(diǎn)是多樣化，多渠道的。將非桌面和桌面，二維和三維，可見與不見，與手語、口唇、肢體語言、味、嗅、觸等知覺以及計(jì)算機(jī)的鼠標(biāo)、鍵盤集合在一起，使計(jì)算機(jī)技術(shù)能以各方位，更全面的為工業(yè)設(shè)計(jì)服務(wù)，是新一代計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)中人機(jī)交互的一個新的發(fā)展方向。
4.2智能化
當(dāng)下，計(jì)算機(jī)使用者都是運(yùn)用的鼠標(biāo)、鍵盤燈設(shè)備進(jìn)行精確的交互輸入，但使用者的動作和思維卻是模糊的?？稍诠I(yè)設(shè)計(jì)中，卻常常使用的大量的非精確性的模糊信息。在人機(jī)交互中，如若能夠提高計(jì)算機(jī)的使用，使計(jì)算機(jī)可以自動撲捉使用者的姿態(tài)、手勢等模糊信息，了解到使用者的意識，并隨之做出適當(dāng)?shù)姆从?，提高人機(jī)之間的交互效率，使交互間能夠更好的服務(wù)于工業(yè)設(shè)計(jì)。
5結(jié)束語
總之，微軟創(chuàng)始者比爾蓋茨曾說過，計(jì)算機(jī)毫無表情的時代終將結(jié)束。即將迎接人們的是富有感情的計(jì)算機(jī)的時代。雖然當(dāng)下的計(jì)算機(jī)還不能夠擁有人一般的喜怒哀樂，但做到計(jì)算機(jī)與人之間的情感交互是人機(jī)交互的發(fā)展趨勢。把握“以人為本”人機(jī)交互的根本理念，做到計(jì)算機(jī)與人類的完美配合，共同創(chuàng)造更為和諧的科技化社會讓計(jì)算機(jī)能夠去理解和模仿人類情感特征的能力，以提高計(jì)算機(jī)輔助人類工業(yè)、商業(yè)中的工作效率，這才是人機(jī)相互最需要注意的宗旨。
參考文獻(xiàn)：
[1]汪海波.淺析計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2005(2).
[2]許為.人-計(jì)算機(jī)交互作用研究和應(yīng)用新思路的探討[J].人類工效學(xué);2005(4).
但人機(jī)交互最終是為了達(dá)到有人所謂“人機(jī)合一”的境界與目的嗎？近日微軟在預(yù)熱全新一代操作系統(tǒng)Windows10時強(qiáng)調(diào)了一點(diǎn)，“技術(shù)應(yīng)當(dāng)退居其次，用戶與技術(shù)的互動，應(yīng)該像人與人的溝通交流一樣自然”。這也正是筆者想要類似表達(dá)的。用眼、音、意念控制設(shè)備的方式無可厚非，但如此花樣繁多的形式很容易忽視交互的根本目的即——實(shí)現(xiàn)用戶的根本需求。
我們是否太過于強(qiáng)調(diào)技術(shù)的推動作用了？
在正式展開問題之前，首先界定一下交互思維同傳統(tǒng)思維的差異性。傳統(tǒng)思維更多的是強(qiáng)調(diào)目的性，這是一種非常簡單的單向性思維。而交互思維則注重過程，它需要設(shè)計(jì)師在產(chǎn)品上多下功夫思考“為什么”，“怎么做”，少些匠氣，從“術(shù)”的層面逐步轉(zhuǎn)化為“道”的層面，最終能使產(chǎn)品到達(dá)用戶手中可以隱性地對話、交流。
可是，為了達(dá)到這樣的雙向性，現(xiàn)實(shí)往往存在這樣一種誤區(qū)：過分突出技術(shù)在人機(jī)交互中的推動作用。以筆者此前從事的媒體行業(yè)打個比方，很多人近年來唱衰紙媒，該論調(diào)不是沒有道理的，畢竟同電腦和手機(jī)相比，你不能指望從一張紙上能“鏈接”出更多的相關(guān)信息。但是在多媒體中，人機(jī)交互有時會過度，陷入這樣一種尷尬境況：無窮盡的鏈接，界面不斷噼里啪啦地彈出提示框……過多的交互，不但不利于深度閱讀，反而會影響讀者對內(nèi)容本身的消化，這使得技術(shù)流于形式。
早在智能手表剛問世時，一個朋友在飯桌上對某大牌的手表曾大倒苦水：“你對著手表嘰里呱啦說了一大通，結(jié)果，‘啪’地一邊的手機(jī)卻亮了?！彼г沟氖菚r下被譽(yù)為‘或?qū)⒏锪巳藱C(jī)交互的命’的語音控制技術(shù)?！倍嗌蛋?！我的對話對象明明是手表啊?！彼u價道。
上述的例子實(shí)際上可以暗示我們：一、人機(jī)交互的內(nèi)容和形式必須匹配；二、人機(jī)交互的價值在于讓用戶有一種參與感，但倘若融入過多的技術(shù)，用戶并不買賬。TA只是需要一種參與，而非過度的參與。
用戶究竟要什么？
說到底，人機(jī)交互技術(shù)無論發(fā)展到什么程度，都必須堅(jiān)持一個底線——以用戶為中心。相信吧，當(dāng)“交互”這個用來傳遞“平等”意義的詞匯運(yùn)用到人及其創(chuàng)造的物件時，永遠(yuǎn)都不會成立！
人，需要的不是自己像個傻瓜一樣被動地去過度參與人機(jī)交互中，TA只不過需要一種服從自己、讓自己更免于肉體勞作的工具，盡管這種工具經(jīng)常被打上“智能”的美麗標(biāo)簽。
明白這樣一種潛在的心理暗示，設(shè)計(jì)大師越到后面越容易走密斯·凡德羅(德國建筑師)那樣的路——Lessismore。所以，你看到的蘋果系產(chǎn)品在不斷地砍掉功能上的枝枝丫丫，逾來逾“傻瓜”。當(dāng)然，做完這樣的“減法”之后，重點(diǎn)的將會變得更重點(diǎn)，需要突出的也會因而變得更突出。這也借鑒了經(jīng)濟(jì)學(xué)里資源的稀缺性假設(shè)或者魯迅在仙臺說的“大概物以稀為貴”之論。否則，當(dāng)所有的重點(diǎn)成筐成筐地倒在臺面上，你反而都找不到重點(diǎn)了。
SurfaceRT為何賣不過iPad？其中一個原因便在于它的繁瑣：額外端口、SD卡插槽、允許用筆在SurfacePro上完成操作，以及內(nèi)置的翻轉(zhuǎn)支架……鑒于用戶的認(rèn)知空間和認(rèn)知能力和人類本身的惰性，真的難以量化說，有多少用戶的精力就在這些功能的抉擇中一點(diǎn)點(diǎn)損耗掉。當(dāng)有一條路擺在你面前，你知道怎么走?？僧?dāng)幾條路同時出現(xiàn)時，你是不是會停下來思考——究竟，要選擇哪個呢？
關(guān)于3.5個改進(jìn)原則和建議
暫請忘了那些諸如“人機(jī)合一”的美夢吧！劉慈欣《三體》描述的世界離你還遠(yuǎn)著呢，“以用戶為中心的人機(jī)交互設(shè)計(jì)”還面臨諸多問題呢，比如從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度來說，目前最大的挑戰(zhàn)是如何降低人機(jī)交互過程中的成本，還有后續(xù)如何給用戶帶來持續(xù)的、良好的體驗(yàn)，提高交互效率的問題。對此，筆者認(rèn)為還有以下幾點(diǎn)的改進(jìn)以提升交互體驗(yàn)：
1、反饋。人機(jī)交互背后，其實(shí)很多需要運(yùn)用認(rèn)知心理學(xué)的知識。人是需要反饋的：當(dāng)我快樂，我需要分享；當(dāng)我悲傷，我需要安慰，在交互過程中，用戶的操作需要在機(jī)器上及時得到反饋效果。比如我們玩《神廟逃亡》游戲撞墻時手機(jī)發(fā)出的震動，就是一種及時的觸摸震動反饋。這樣的反饋設(shè)計(jì)還應(yīng)更多。
2、限制。除了上述所講的機(jī)器“做減法”。鑒于人類認(rèn)知與技術(shù)發(fā)展過程中呈現(xiàn)的不協(xié)調(diào)性，你永遠(yuǎn)無法保證用戶在操作過程中會出現(xiàn)哪些問題，所以要提前預(yù)設(shè)一系列狀況，需要有相應(yīng)的提示來限制用戶某些操作不能做的，不希望那個用戶做的，做了會有嚴(yán)重后果的等。
教學(xué)內(nèi)容：小學(xué)數(shù)學(xué)一年級下冊
教學(xué)目標(biāo)：1、以組的計(jì)數(shù)方法構(gòu)造一個數(shù)；
2、用幾個幾的形式表示一個數(shù)；
3、通過圈一圈、比一比、說一說激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，滲透集合思想和乘法知識。
教學(xué)重點(diǎn)：用幾個幾的形式表達(dá)一個數(shù)。
教學(xué)難點(diǎn)：幾個幾的意義。
教學(xué)過程：
一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入
1、出示一組圖形
一共有多少個圖形？數(shù)一數(shù)，算一算。
算式________________
①
師：你能根據(jù)這張圖編應(yīng)用題嗎？
②
生編應(yīng)用題，列式計(jì)算、交流匯報(bào)。
③
為什么會有兩種方法呢？
④
師：觀察的角度不一樣，得到的結(jié)果也不一樣。
二、探究過程
1、師：其實(shí)生活中還有很多這樣的情況——（出示圖：4人觀察雞蛋）
看，小胖和他的小伙伴們正在觀察一盒雞蛋，一共有幾個雞蛋？（板書：20）
2、師：他們眼中看到的雞蛋就不一樣。小胖是這樣看的，他2個一圈，圈了一個圈、二個圈……十個圈，他發(fā)現(xiàn)20里面一共有10個2。用算式可以怎么表示呢？（10個2連加，2+2+2+2+2+2+2+2+2+2=20。）
3、誰再來說說小胖是怎么圈的？
4小胖的伙伴們都說他們看到的雞蛋和小胖不一樣，他們各人眼中的20又是多少個幾呢？（出示課題：各人眼中的20）
5、請你拿出練習(xí)單做第2題，圈一圈，看看20可以圈出多少個幾？
①.學(xué)生獨(dú)立嘗試，師巡視指導(dǎo)。
②．交流，展示各種圈法：
2個10
4個5
5個4
10個2
③．說一說每種圈法表示什么意思呢？用算式怎么表示呢？
④．（出示學(xué)生不是平均分的作業(yè)）這樣圈是幾個幾嗎？
⑤．圈的時候要注意什么？（每次圈的個數(shù)要一樣多，要圈完。）
6、師小結(jié)：剛才我們?nèi)Τ隽烁魅搜壑械?0，知道了20里面有2個10、10個2、4個5和5個4，并且知道了圈的時候要注意每次圈都要一樣多，要圈完。
三、鞏固練習(xí)
1、圈一圈，填一填（練習(xí)單第3題）
（
）個4=（
）
（
）個5=（
）
（
）個10=（
）
（
）個2=（
）
2、按要求圈一圈（練習(xí)單第4題）
3個4
4個3
2個6
6個2
3、圈一圈，填一填
（
）個（
）
（
）個（
）
（
）個（
）
4、選擇題
5、判斷（機(jī)動題）
四、總結(jié)
今天我們學(xué)會了什么新知識？
設(shè)計(jì)說明：
《各人眼中的20》是上海市二期課改和小學(xué)一年級數(shù)學(xué)新教材下冊P69頁的內(nèi)容，要求學(xué)生學(xué)會各種方法分割20的集合，為今后的乘法學(xué)習(xí)作鋪墊準(zhǔn)備?！稊?shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：“重視學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)，關(guān)注學(xué)生體驗(yàn)、感悟和實(shí)踐的過程，通過學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)、實(shí)踐環(huán)節(jié)的開發(fā)和學(xué)習(xí)渠道的拓寬，豐富學(xué)生的經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，實(shí)現(xiàn)知識傳承、能力發(fā)展、態(tài)度與價值觀形成的統(tǒng)一?！备鶕?jù)新課標(biāo)的要求，我把教學(xué)目標(biāo)定為：
1、以組的計(jì)數(shù)方式構(gòu)造一個數(shù)；
2、用幾個幾的形式表示一個數(shù)；
3、通過圈一圈、比一比、說一說激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情，滲透集合思想和乘法知識。
教學(xué)重點(diǎn)為：用幾個幾的形式表達(dá)一個數(shù)；
教學(xué)難點(diǎn)為：幾個幾的意義。
在導(dǎo)入中，我加了一個圖形題的練習(xí)，雖然與教學(xué)內(nèi)容關(guān)系不大，但是我想讓學(xué)生知道，同一個題目可以從不同的角度觀察，從而得到不同的解答方式，同樣的，一盒雞蛋也可以有不同的觀察結(jié)果，鼓動學(xué)生積極創(chuàng)新，尋求不同的答案。在觀察雞蛋時，為了讓學(xué)生沿著教學(xué)內(nèi)容的主線探究下去，我首先展示了小胖的觀察結(jié)果，先圈一個2，再圈一個2，以此類推，再結(jié)合學(xué)生手部的動作邊圈邊數(shù)，得出20里面有10個2的結(jié)論，由此鼓勵學(xué)生沿著這一方向自主探究，得出各種結(jié)果。教學(xué)內(nèi)容20的組成是重點(diǎn)，所以在學(xué)生探索出20所有的集合后，再進(jìn)行一次鞏固的練習(xí)，包括整理和練習(xí)單，加深學(xué)生的印象。在之后的練習(xí)中，分別設(shè)計(jì)一些各人眼中的12、10、15等練習(xí)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)的知識拓展開來，掌握各種集合，鍛煉他們?nèi)σ蝗Φ氖炀毘潭?。由于學(xué)生對“5個4”和“4個5”之類的相近的結(jié)果容易混淆，所以要特別引導(dǎo)學(xué)生的圈法，“4個5”就從“1個5”開始圈，“5個4”就從“1個4”開始圈，或者一邊圈，一邊數(shù)出幾個幾來幫助提高學(xué)生的正確率。
反思：
1、教學(xué)內(nèi)容和練習(xí)比較多，所以時間安排有些緊張，環(huán)節(jié)不夠緊湊；
2、練習(xí)設(shè)計(jì)缺乏挑戰(zhàn)性的題目；
3、在交流過程中沒有對小胖的10個2分析透徹，可以讓學(xué)生在這個環(huán)節(jié)中掌握更扎實(shí)點(diǎn)再進(jìn)行探究；