時間：2022-11-17 12:16:39
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發表網為您精選了8篇數學基礎論文，愿這些內容能夠啟迪您的思維，激發您的創作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
【論文摘要】基礎教育數學課程改革中有多組熱點關系需要探析.本文著重從以教師為中心還是以學生為中心,以知識為中心還是以能力為中心,以合作為中心還是以競爭為中心,以發現為中心還是以建構為中心,以基礎性為中心還是以選擇性為中心進行深入探析.
數學新課改有多組熱點關系,比如以教師為中心還是以學生為中心,以知識為中心還是以能力為中心,以合作為中心還是以競爭為中心,以發現為中心還是以建構為中心,以基礎性為中心還是以選擇性為中心,這些熱點關系值得我們去探析.
1幣越淌中心還是以學生為中心
在數學課程改革前,數學教師基本上獨霸課堂,唱獨角戲,師生間的活動較少.數學教師滿堂講,滿堂灌,學生得不到充分的思考,這是教學效果不佳的主要原因.新課改倡導數學教師要做教學的組織者、合作者、引導者、籌劃者.新課改提升了學生的地位.學生成為學習的主體,是學習的探索者、發現者,是教學中最活躍的因素.學生地位的巨大轉變是數學新課改的一大亮點,也標志著學習時代的到來.新課改前,數學教學主要是以教師為中心,以講授為中心.新課改后,學生真正成為學習的主人,成為教師圍著轉的太陽.可以看出,數學新課改傾向以學生為中心,這是符合學生身心發展特點的.以教師為中心還是以學生為中心一直是教育界爭論的話題,完全偏向任何一方都是有害的、錯誤的.在發揮學生主人翁地位的同時千萬不可忘記發揮教師的主導作用,教師的主導作用和學生的主體地位是相輔相成、對立統一的.數學新課改強調以人為本,以學生的發展為本,進一步強化了學生的主人翁地位.
2幣災識為中心還是以能力為中心
乍看起來,這個問題似乎太簡單,無可爭議.大家一致認為要大力培養學生各方面的能力,考試立意也應由知識立意轉向能力立意,數學新課改以能力為中心似乎是無可爭議的.應該說,以能力發展為中心也是數學新課改的初衷和愿望,并得到廣泛的支持和贊同,但實際情況并非完全如此.數學新課程標準對能力的要求較含糊,不太具體,也較難操作.相反的,不管是數學課程標準還是按標準編出的教材,數學知識點都清楚明白,具體明確,條理分明.以知識為中心仍然是數學新課程的特點,這一點如今還是含而不露的事實,不容否定.如今學生的知識點還是抓得那么扎實牢靠,這也是師生不可否定的事實.可喜的是數學新課改已漸漸向能力為中心靠近.雖然探索之路漫長艱辛,可喜的是這一步已經邁出,并且會越邁越大.在這個知識與日俱增的時代,知識正以指數倍增長,再以知識為中心既是不可能的,也是不現實的.但愿我們一起奮斗努力,實現由以知識為中心迅速轉變為以能力為中心,這也是我們大家共同的未來和希望.認清問題和解決問題一樣重要.通過分析,我們已經認識了現在仍然存在著以知識為中心的不良現象,下一步就是各方協作共同解決問題的時候了.但愿數學新課改能早日實現真正以能力為中心.
3幣院獻魑中心還是以競爭為中心
數學新課改前,學生之間缺乏合作與交流.學生之間的互動幾乎為零,學生之間孤立隔膜,這加劇了學生之間的相互競爭.再加上學校對考試成績排名論次,這更加劇了學生之間的競爭意識.學生只以成績高低論英雄,這種競爭有時甚至達到白熱化的程度.據張奠宙教授了解:一個班的數學成績第一名者在成績單上批了一句:“讓不服氣的瞧瞧”,這簡直是課堂文化的垃圾.數學新課改不許學校排名次,通過建立合作小組強化學生間的合作與交流,實踐證明這是符合時代潮流的.課堂雖小,五臟俱全.某種意義上說,課堂就是一個微型社會.在這微型社會里最需要的就是合作與交流,俗話說得好“一個好漢三個幫”,只有學會合作的人才能生活得更幸福,更美好.總體上說,數學新課改是倡導以合作為中心的,這是學生之福,教師之福,社會之福.合作是壯大力量的有力手段,也是通向成功的寬闊大道.讓我們大家攜起手來,共同合作,共同雙贏,共同成功.
4幣苑⑾治中心還是以建構為中心
20世紀60年代,美國著名心理學家布魯納倡導的發現法曾風靡全球.21世紀的今天,數學發現法重新升溫.數學新課改倡導探究發現,把數學發現提到新的高度,但絕對不能以發現為中心.因為探究發現在絕大多數數學課里都不能進行,即使能進行,花費的時間又太長,學生因個體差異發現的進度又不一致,以至于用得少,效果又不好.發現的想法是好的,可惜發現的過程太曲折,只能偶爾試之.建構主義是以皮亞杰的發生認識論為基礎的,雖然建構主義門派眾多,但都承認學生的學習是一個積極主動地建構過程,學生是主動的建構自己的知識結構.建構主義被認為是新課改的理論基礎,廣大教育工作者對此已形成共識.建構主義是指導我們教學的有力工具,承認以建構為中心,是大家普遍接受的觀點,這一點應該沒有爭議.但以建構主義指導教學不能偏離辯證唯物主義,而陷入極端唯心主義和神秘主義的泥坑.
5幣曰礎性為中心還是以選擇性為中心
基礎教育數學新課改屬于基礎階段的數學教育,理應以數學的基礎性為中心.數學課程選擇的內容應該是基礎性的、普及性的,適合廣大學生的學習情況的,并能為絕大多數學生掌握的.這就要求適當刪減過去那些繁、難、偏、舊的數學知識,選擇有時代氣息的,在實際生活中有廣泛應用的基礎知識進入新課程.以基礎性知識為中心是數學新課改的重要要求.但基礎又是與時俱進的,不同的時代有不同的數學基礎,選擇數學基礎性知識要與時代與學生同行.這樣才不至于出現偏差.選擇性要求數學新課程要因人而異,不同的學生要有不同的選擇,這也是教材新課改的要求.數學新課改力爭實現在數學基礎性上的選擇性,實現基礎性和選擇性的共贏.
6苯崾語
新疆高師數學教育專業除繼續開設傳統的心理學、教育學和數學教學法課程外，還應增設突出教師職業技能的課程.比如中學數學課堂教學基本技能訓練、中學數學教學策略、說課與評課、教學組織與管理、數學課件制作、中學數學新課標解讀、中學數學研究型課程教學設計、數學考試與評價等，這些課程體現了師范特色，能提高學生適應中學數學新課程改革的能力，增強就業競爭力.調查列舉了二十多種加強實習（實訓）與實踐教學的措施，供調查對象進行多項選擇.有90%以上的師生認為，到中學去觀摩教學、請中學教學專家作報告、聘請中學教學名師或教壇新星進行示范教學、大學期間熟悉中學數學教材、加強微格訓練等都是提高學生實踐教學能力的主要措施。絕大部分學生和院系領導認為目前的教學雖然重視數學學科的完整性，但是卻忽視了數學學科與其他學科之間的交叉滲透及與學習者的有機結合，與知識應用的銜接；教學方法缺乏靈活性，教學手段滯后，缺乏對學生的學習方法指導；忽視了數學思想方法的滲透以及數學教育的文化價值和德育功能；課程教學模式沒有體現出針對少數民族學生的差異性.
訪談結果與分析
調查采用面談與網絡函詢的方式，征求了6位院系領導的意見和建議.多數領導認為目前新疆高師數學專業課程設置不夠合理，建議增開中學數學課堂教學基本技能訓練、中學數學典型案例分析與中學數學教學設計等課程，以加強對學生師范技能的訓練.同時，要根據中學數學新課程改革的要求，修訂新疆各高師院校數學教育專業的突出師范性要求的人才培養方案.建議各學校成立由分管教學的院長、院系分管教學的領導、地方教育局局長和民族中學校長及教導主任組成雙語教師教育指導委員會，以完善實習環節，改革實習方式，加強實習管理.采用“請進來”與“走出去”、舉辦師范生技能大賽、高校與中學數學教師合作進行開發研究等方式，切實提高實踐教學效果.對教育實習的時間安排及形式，他們認為實習支教的形式雖好，但管理不到位；分散實習效果最差，應取消分散實習.十五位民族中學校長及教導主任對數學教育專業畢業生的教學能力總體感到滿意，但也尖銳地指出，今后高師數學教育專業的課程設置應更加突出師范性，教學的重點應立足于培養學生的教學技能，讓學生及早熟悉中學數學新課改教材的教法，以便學生畢業后能馬上勝任中學數學教學工作.
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ThomsonScientific國家科學指標數據庫2004年數據顯示，中國數學論文在1999~2003年間篇均引文次數為1.03，同期國際數學論文篇均引文次數是1.3,這表明中國數學研究的影響力正在向世界平均水平靠近。相較于物理學、化學和材料科學等領域，中國數學研究的國際影響力是最高的。
我們以美國《數學評論》(MR)光盤(1993-2005/05嚴為數據來源,用統計數據揭示國際數學論文的宏觀產出結構。通過對《MR》收錄中國學者發表數學論文每年的總量及其在63個分支上的分布統計，將中國數學論文的產出置于一個相對明晰的國際背景之下，借以觀察中國數學的發展態勢。此外，我們還以中國科學院文獻情報中心《中國數學文獻數據庫》（CMDDP為數據來源，統計了中國數學論文在63個分支領域的分布，并對其中獲國家自然科學基金資助或國家自然科學基金委員會數學天元基金資助的論文情況進行了定量分析。上述數據庫均采用國際同行認可的《數學主題分類表》（MSC),分別在國際、國內數學領域具有一定的影響力和相當規模的用戶群。
《MR》光盤收錄發表在專業期刊、大學學報及專著上的數學論文，其收錄范圍非常廣泛。1993~2004年共收錄論文769680篇，其中有74988篇是由中國學者參與完成的，我們稱之為中國論文。這里中國論文是指《MR》的論文作者中至少有一位作者是來自于中國(即《MR》光盤中所標注的“PRC”）。12年中，中國論文數占世界論文總數的9.74%。
《CMDD》收錄中國國內出版的約300種數學專業期刊、大學學報及專著上刊登的數學論文，此外，還收錄了80種國外出版的專業期刊上中國學者發表的論文，并對那些獲國家自然科學基金或國家自然科學基金委員會數學天元基金資助的論文進行了特別標注。
2.1《MR》收錄中國論文的統計分析
考慮到二次文獻的收錄時差，為保證數據的完整性，選取的是1993~2004年的文獻數據，檢索結果如圖1所示。數據顯示，《MR》12年來收錄的中國論文呈現出穩步增長的勢頭,中國論文的增長速度要大于《MR》總論文數的增長速度。
2.2《MR》收錄論文在數學各分支上的分布
為避免重復計數，在對63個數學分支進行統計時,均按第一分類號統計。按2000年《MSC》提出的修訂方案，將1993~1999年的數據進行了合并和調整。圖2顯示了國際數學論文在63個數學分支上的分布。
數學各分支占論文總產出的百分比在一定程度上反映了該領域的研究規模，而相應分支學科的研究熱點變化也是統計中著重揭示的問題。在實際統計中，跟蹤熱點變化主要是通過這63個數學分支的時間序列分析完成的。統計數據揭示的主要特征和趨勢如下：1993?2004年，國際數學或與數學相關論文產出百分比最高的前10個分支依次是：量子理論（81)、統計學（62)、計算機科學（68)、偏微分方程（35)、數值分析（65)、概率論與隨機過程（60)、組合論（05)、運籌學和數學規劃（90)、系統論/控制（93)、常微分方程（34),這10個分支的產出占總體產出的42.5%。
隹某些分支領域表現出良好的增長勢頭，如統計學領域的論文數量近3~4年增長較快，有取代量子力學成為現代數學最大板塊的趨勢。對統計學進一步按照次級主題分類進行統計，結果表明論文產出主要集中在非參數推斷（62G)方向（見圖3)。
2.3《MR》〉收錄中國論文在數學各分支上的分布
MR收錄中國學者的數學論文的主要特點表現在以下幾個方面：
參1993~2004年論文產出百分比最髙的前10個分支領域依次是偏微分方程（35)、數值分析（65)、常微分方程（34)、系統論/控制（93)，運籌學和數學規劃（90)、統計學（62)、組合論（05)、概率論與隨機隨機過程（60)、動力系統和遍歷理論（37)、算子理論（47)，這10個分支的產出占總體產出的52.25%。
偏微分方程（35)是中國數學論文產出的最大分支，對偏微分方程的二級分類進行細分，結果見圖5。
從圖中可以看出數理方程及在其它領域的應用（35Q)所占比重較大。同時，根據對35Q的下一級分類的追蹤發現，關于KdV-like方程（35Q53)、NLS-like方程(35Q55)的論文有增加的趨勢。
差分方程（39)、Fourier分析（42)、計算機科學（68)、運籌學和數學規劃（90)、對策論/經濟/社會科學和行為科學（91)、系統論/控制（93)、信息和通訊/電路（94)表現出一定的增長勢頭。
結合環和結合代數（16)、逼近與展開（41)、一般拓撲學（54)、大范圍分析/流形上的分析（58)、概率論與隨機過程（60)等表現出下降趨勢。
與《MR》收錄數據的主題分布所不同的是中國的量子力學和統計學均沒有進入前5名，量子力學排到了第12位，且有下降趨勢。計算機科學（68)、常微分方程（34)在《MR》中分別排在第3位和第10位，而中國數學論文中，常微分方程位居第3，計算機科學位居第11。
1993~2004年《中國數學文獻數據庫》收錄論文統計分析
1993~2004年《CMDD》收錄中國學者發表的論文總數達到93139篇。從這些論文在63個數學分支上的分布中可以看出，這63個數學分支學科的發展是不平衡的。對這63個數學分支的論文產出的時間序列分析發現，有些分支增長較快，如運籌學和數學規劃（90),對策論/經濟/社會科學和行為科學（91),有的變化不大，如幾何學(51-52)。
通過對《CMDD》的數據統計，表明中國數學文獻的學科分布有如下特點：
參1993?2004年論文產出百分比最高的前10個數學分支依次是數值分析（65)、運籌學和數學規劃（90)、常微分方程（34)、偏微分方程（35)、統計學（62)、系統論/控制（93)、計算機科學（68)、組合論（05)、概率論與隨機過程（60)、對策論/經濟/社會科學和行為科學(91)，這10個分支的產出占總體產出的56.0%。
一些分支表現出良好的成長性。如數理邏輯與基礎（03)、矩陣論（15)、實函數（26)、測度與積分(28)、動力系統和遍歷理論（37)、Fourier分析（42)、變分法與最優控制/最優化（49)，運籌學和數學規劃(90)、對策論/經濟/社會科學和行為科學（91)、生物學和其它自然科學（92)、系統論/控制（93)、信息和通訊/電路（94)。
參一些分支所占比重下降。如逼近與展開（41)、一般拓撲學（54)、概率論與隨機過程（60)、統計學(62)、數值分析（65)等。
參在排名位于前10位的數學分支中，量子理論(81)在《MR》、PRC(《MR》的中國論文）和《CMDD》中所占比重有較大的差異，其余的9個分支盡管所占比重不同但基本上都能進人分布的前10名，例如，計算機科學（68〉在《MR》數據組的排名是第3位，到PRC和《CMDD》數據組就下降到第11位和第7位，在《MR?數據組的排名分別是第8位和第10位的運籌學和數學規劃（90)和常微分方程（34),在PRC數據組中，則上升到第5位和第3位，在《CMDD》數據組則為第2位和第3位。這些排名的變化可以部分地揭示出中國在量子理論、計算機科學的交叉研究等方面稍有欠缺，但在數值分析、運籌學（含數學規劃）等方面，中國具有相對的競爭優勢。
組合論（05)在《MR》、PRC和（(CMDD》中所占比重較為一致，分別位居第7、第7和第8位。數據表明組合論中的二級分類圖論（05C)的論文產出比例最高，對圖論主題進行進一步分析，發現這幾年成長較快的圖論領域的研究論文大多集中在圖和超圖的著色（05C15),其次是因子、匹配、覆蓋和填裝(05C70)。在圖論的這兩個三級分類上，中國學者的論文產出與國外非常吻合。
本文中的“基金資助”指的是國家自然科學基金或國家自然科學基金委員會數學天元基金的資助。為統計方便，二者統一按基金資助處理。1993~2004年《CMDD》收錄的獲基金資助的論文共計27662篇，受資助力度達到30%左右。表8顯示，獲基金資助的論文近年來有不斷上升的趨勢。2005年《中國數學文摘)>第6期附表1說明《中國數學文摘》和《CMDD》2005年收錄的論文受基金資助的比例達40%以上。《CMDD》收錄的獲基金資助的中國論文在數學各分支上的分布特點如下：
在數量上，前10個分支領域為：數值分析（65)、系統論/控制（93)、偏微分方程（35)、運籌學和數學規劃（90)、計算機科學（68)、常微分方程（34)、統計學（62)、概率論與隨機過程（60)、組合學（05)、對策論/經濟/社會科學和行為科學（91)，這10個分支占總體產出的60.2%。
在63個分支領域上，基金資助比例最高的前10個分支是：K-理論（19)、多復變量與解析空間（32)、質點和系統力學（70)、大范圍分析/流形上的分析(58)、拓撲群/Lie群（22)、動力系統和遍歷理論（37)、經典熱力學/熱傳導（80)、概率論與隨機過程（60)、系統論/控制（93)、位勢論（31)。
論文摘要：隨著醫學成像和計算機輔助技術的發展，從二維醫學圖像到三維可視化技術成為研究的熱點，本文介紹了醫學圖像處理技術的發展動態，對圖像分割、紋理分析、圖像配準和圖像融合技術的現狀及其發展進行了綜述。在比較各種技術在相關領域中應用的基礎上，提出了醫學圖像處理技術發展所面臨的相關問題及其發展方向。
1．引言
近20多年來，醫學影像已成為醫學技術中發展最快的領域之一，其結果使臨床醫生對人體內部病變部位的觀察更直接、更清晰，確診率也更高。20世紀70年代初，X-CT的發明曾引發了醫學影像領域的一場革命，與此同時，核磁共振成像象(MRI:MagneticResonanceImaging)、超聲成像、數字射線照相術、發射型計算機成像和核素成像等也逐步發展。計算機和醫學圖像處理技術作為這些成像技術的發展基礎，帶動著現代醫學診斷正產生著深刻的變革。各種新的醫學成像方法的臨床應用，使醫學診斷和治療技術取得了很大的進展，同時將各種成像技術得到的信息進行互補，也為臨床診斷及生物醫學研究提供了有力的科學依據。
在目前的影像醫療診斷中,主要是通過觀察一組二維切片圖象去發現病變體,往往需要借助醫生的經驗來判定。至于準確的確定病變體的空間位置、大小、幾何形狀及與周圍生物組織的空間關系,僅通過觀察二維切片圖象是很難實現的。因此,利用計算機圖象處理技術對二維切片圖象進行分析和處理,實現對人體器官、軟組織和病變體的分割提取、三維重建和三維顯示,可以輔助醫生對病變體及其它感興趣的區域進行定性甚至定量的分析,可以大大提高醫療診斷的準確性和可靠性。此外,它在醫療教學、手術規劃、手術仿真及各種醫學研究中也能起重要的輔助作用。
本文對醫學圖像處理技術中的圖像分割、紋理分析、圖像配準和圖像融合技術的現狀及其發展進行了綜述。
2．醫學圖像三維可視化技術
2.1三維可視化概述
醫學圖像的三維可視化的方法很多，但基本步驟大體相同，如圖.。從#$/&’(或超聲等成像系統獲得二維斷層圖像，然后需要將圖像格式（如0(#1&）轉化成計算機方便處理的格式。通過二維濾波，減少圖像的噪聲影響，提高信噪比和消除圖像的尾跡。采取圖像插值方法，對醫學關鍵部位進行各向同性處理，獲得體數據。經過三維濾波后，不同組織器官需要進行分割和歸類，對同一部位的不同圖像進行配準和融合，以利于進一步對某感興趣部位的操作。根據不同的三維可視化要求和系統平臺的能力，選擇不同的方法進行三維體繪制，實現三維重構。
2.2關鍵技術：
圖像分割是三維重構的基礎，分割效果直接影像三維重構的精確度。圖像分割是將圖像分割成有意義的子區域，由于醫學圖像的各區域沒有清楚的邊界，為了解決在醫學圖像分割中遇到不確定性的問題，引入模糊理論的模糊閥值、模糊邊界和模糊聚類等概念。快速準確的分離出解剖結構和定位區域位置和形狀，自動或半自動的圖像分割方法是非常重要的。在實際應用中有聚類法、統計學模型、彈性模型、區域生長、神經網絡等適用于醫學圖像分割的具體方法。
由于可以對同一部位用不同的成像儀器多次成像，或用同一臺儀器多次成像，這樣產生了多模態圖像。多模態圖像提供的信息經常相互覆蓋和具有互補性，為了綜合使用多種成像模式以提供更全面的信息，需要對各個模態的原始圖像進行配準和數據融合，其整個過程稱為數據整合。整合的第一步是將多個醫學圖像的信息轉換到一個公共的坐標框架內的研究，使多幅圖像在空間域中達到幾何位置的完全對應，稱為三維醫學圖像的配準問題。建立配準關系后，將多個圖像的數據合成表示的過程，稱為融合。在醫學應用中，不同模態的圖像還提供了不互相覆蓋的結構互補信息，比如，當CT提供的是骨信息，MRI提供的關于軟組織的信息，所以可以用邏輯運算的方法來實現它們圖像的合成。
當分割歸類或數據整合結束后，對體數據進行體繪制。體繪制一般分為直接體繪制和間接體繪制，由于三維醫學圖像數據量很大，采用直接體繪制方法，計算量過重，特別在遠程應用和交互操作中，所以一般多采用間接體繪制。在圖形工作站上可以進行直接體繪制，近來隨著計算機硬件快速發展，新的算法，如三維紋理映射技術，考慮了計算機圖形硬件的特定功能及體繪制過程中的各種優化方法，從而大大地提高了直接體繪制的速度。體繪制根據所用的投影算法不同加以分類，分為以對象空間為序的算法（又稱為體素投影法）和以圖像空間為序的算法!又稱為光線投射法"，一般來說，體素投影法繪制的速度比光線投射法快。由于三維醫學圖像的繪制目的在于看見內部組織的細節，真實感并不是最重要的，所以在醫學應用中的繪制要突出特定診斷所需要的信息，而忽略無關信息。另外，高度的可交互性是三維醫學圖像繪制的另一個要求，即要求一些常見操作，如旋轉，放大，移動，具有很好的實時性，或至少是在一個可以忍受的響應時間內完成。這意味著在醫學圖像繪制中，繪制時間短的可視化方法更為實用。
未來的三維可視化技術將與虛擬現實技術相結合，不僅僅是獲得體數據的工具，更主要的是能創造一個虛擬環境。
3．醫學圖像分割
醫學圖像分割就是一個根據區域間的相似或不同把圖像分割成若干區域的過程。目前,主要以各種細胞、組織與器官的圖像作為處理的對象，圖像分割技術主要基于以下幾種理論方法。
3.1基于統計學的方法
統計方法是近年來比較流行的醫學圖像分割方法。從統計學出發的圖像分割方法把圖像中各個像素點的灰度值看作是具有一定概率分布的隨機變量,觀察到的圖像是對實際物體做了某種變換并加入噪聲的結果,因而要正確分割圖像,從統計學的角度來看,就是要找出以最大的概率得到該圖像的物體組合。用吉布斯（Gibbs）分布表示的Markov隨機場(MRF)模型,能夠簡單地通過勢能形式表示圖像像素之間的相互關系,因此周剛慧等結合人腦MR圖像的空間關系定義Markov隨機場的能量形式,然后通過最大后驗概率(MAP)方法估計Markov隨機場的參數,并通過迭代方法求解。層次MRF采用基于直方圖的DAEM算法估計標準有限正交混合(SFNM)參數的全局最優值,并基于MRF先驗參數的實際意義,采用一種近似的方法來簡化這些參數的估計。林亞忠等采用的混合金字塔Gibbs隨機場模型,有效地解決了傳統最大后驗估計計算量龐大和Gibbs隨機場模型參數無監督及估計難等問題,使分割結果更為可靠。
3.2基于模糊集理論的方法
醫學圖像一般較為復雜，有許多不確定性和不精確性，也即模糊性。所以有人將模糊理論引入到圖像處理與分析中，其中包括用模糊理論來解決分割問題。基于模糊理論的圖形分割方法包括模糊閾值分割方法、模糊聚類分割方法等。模糊閾值分割技術利用不同的S型隸屬函數來定義模糊目標，通過優化過程最后選擇一個具有最小不確定性的S函數，用該函數表示目標像素之間的關系。這種方法的難點在于隸屬函數的選擇。模糊C均值聚類分割方法通過優化表示圖像像素點與C各類中心之間的相似性的目標函數來獲得局部極大值，從而得到最優聚類。Venkateswarlu等[改進計算過程，提出了一種快速的聚類算法。
3.2.1基于模糊理論的方法
模糊分割技術是在模糊集合理論基礎上發展起來的,它可以很好地處理MR圖像內在的模糊性和不確定性,而且對噪聲不敏感。模糊分割技術主要有模糊閾值、模糊聚類、模糊邊緣檢測等。在各種模糊分割技術中,近年來模糊聚類技術,特別是模糊C-均值(FCM)聚類技術的應用最為廣泛。FCM是一種非監督模糊聚類后的標定過程,非常適合存在不確定性和模糊性特點的MR圖像。然而,FCM算法本質上是一種局部搜索尋優技術,它的迭代過程采用爬山技術來尋找最優解,因此容易陷入局部極小值,而得不到全局最優解。近年來相繼出現了許多改進的FCM分割算法,其中快速模糊分割(FFCM)是最近模糊分割的研究熱點。FFCM算法對傳統FCM算法的初始化進行了改進,用K-均值聚類的結果作為模糊聚類中心的初值,通過減少FCM的迭代次數來提高模糊聚類的速度。它實際上是兩次尋優的迭代過程,首先由K-均值聚類得到聚類中心的次最優解,再由FCM進行模糊聚類,最終得到圖像的最優模糊分割。
3.2.2基于神經網絡的方法
按拓撲機構來分,神經網絡技術可分為前向神經網絡、反饋神經網絡和自組織映射神經網絡。目前已有各種類型的神經網絡應用于醫學圖像分割,如江寶釧等利用MRI多回波性,采用有指導的BP神經網絡作為分類器,對腦部MR圖像進行自動分割。而Ahmed和Farag則是用自組織Kohenen網絡對CT/MRI腦切片圖像進行分割和標注,并將具有幾何不變性的圖像特征以模式的形式輸入到Kohenen網絡,進行無指導的體素聚類,以得到感興趣區域。模糊神經網絡(FNN)分割技術越來越多地得到學者們的青睞,黃永鋒等提出了一種基于FNN的顱腦MRI半自動分割技術,僅對神經網絡處理前和處理后的數據進行模糊化和去模糊化,其分割結果表明FNN分割技術的抗噪和抗模糊能力更強。
3.2.3基于小波分析的分割方法
小波變換是近年來得到廣泛應用的一種數學工具，由于它具有良好的時一頻局部化特征、尺度變化特征和方向特征，因此在圖像處理上得到了廣泛的應用。
小波變換和分析作為一種多尺度多通道分析工具，比較適合對圖像進行多尺度的邊緣檢測，典型的有如Mallat小波模極大值邊緣檢測算法[6
3.3基于知識的方法
基于知識的分割方法主要包括兩方面的內容:(1)知識的獲取,即歸納提取相關知識,建立知識庫；(2)知識的應用,即有效地利用知識實現圖像的自動分割。其知識來源主要有:(1)臨床知識,即某種疾病的癥狀及它們所處的位置；(2)解剖學知識,即某器官的解剖學和形態學信息,及其幾何學與拓撲學的關系,這種知識通常用圖譜表示；(3)成像知識,這類知識與成像方法和具體設備有關；(4)統計知識,如MI的質子密度(PD)、T1和T2統計數據。Costin等提出了一種基于知識的模糊分割技術,首先對圖像進行模糊化處理,然后利用相應的知識對各組織進行模糊邊緣檢測。而謝逢等則提出了一種基于知識的人腦三維醫學圖像分割顯示的方法。首先,以框架為主要表示方法,建立完整的人腦三維知識模型,包含腦組織幾何形態、生理功能、圖像灰度三方面的信息；然后,采用“智能光線跟蹤”方法,在模型知識指導下直接從體積數據中提取并顯示各組織器官的表面。
3.4基于模型的方法
該方法根據圖像的先驗知識建立模型,有動態輪廓模型(ActiveContourModel,又稱Snake)、組合優化模型等,其中Snake最為常用。Snake算法的能量函數采用積分運算,具有較好的抗噪性,對目標的局部模糊也不敏感,但其結果常依賴于參數初始化,不具有足夠的拓撲適應性,因此很多學者將Snake與其它方法結合起來使用,如王蓓等利用圖像的先驗知識與Snake結合的方法,避開圖像的一些局部極小點,克服了Snake方法的一些不足。Raquel等將徑向基網絡(RBFNNcc)與Snake相結合建立了一種混合模型,該模型具有以下特點:(1)該混合模型是靜態網絡和動態模型的有機結合；(2)Snake的初始化輪廓由RBFNNcc提供；(3)Snake的初始化輪廓給出了最佳的控制點；(4)Snake的能量方程中包含了圖像的多譜信息。Luo等提出了一種將livewire算法與Snake相結合的醫學圖像序列的交互式分割算法,該算法的特點是在少數用戶交互的基礎上,可以快速可靠地得到一個醫學圖像序列的分割結果。
由于醫學圖像分割問題本身的困難性，目前的方法都是針對某個具體任務而言的，還沒有一個通用的解決方法。綜觀近幾年圖像分割領域的文獻，可見醫學圖像分割方法研究的幾個顯著特點：（1）學者們逐漸認識到現有任何一種單獨的圖像分割算法都難以對一般圖像取得比較滿意的結果，因而更加注重多種分割算法的有效結合；（2）在目前無法完全由計算機來完成圖像分割任務的情況下，半自動的分割方法引起了人們的廣泛注意，如何才能充分利用計算機的運算能力，使人僅在必要的時候進行必不可少的干預，從而得到滿意的分割結果是交互式分割方法的核心問題；（3）新的分割方法的研究主要以自動、精確、快速、自適應和魯棒性等幾個方向作為研究目標，經典分割技術與現代分割技術的綜合利用（集成技術）是今后醫學圖像分割技術的發展方向。
4．醫學圖像配準和融合
醫學圖像可以分為解剖圖像和功能圖像2個部分。解剖圖像主要描述人體形態信息，功能圖像主要描述人體代謝信息。為了綜合使用多種成像模式以提供更全面的信息，常常需要將有效信息進行整合。整合的第一步就是使多幅圖像在空間域中達到幾何位置的完全對應，這一步驟稱為“配準”。整合的第二步就是將配準后圖像進行信息的整合顯示，這一步驟稱為“融合”。
在臨床診斷上，醫生常常需要各種醫學圖像的支持，如CT、MRI、PET、SPECT以及超聲圖像等，但無論哪一類的醫學圖像往往都難以提供全面的信息，這就需要將患者的各種圖像信息綜合研究19]，而要做到這一點，首先必須解決圖像的配準(或叫匹配)和融合問題。醫學圖像配準是確定兩幅或多幅醫學圖像像素的空間對應關系；而融合是指將不同形式的醫學圖像中的信息綜合到一起，形成新的圖像的過程。圖像配準是圖像融合必需的預處理技術，反過來，圖像融合是圖像配準的一個目的。
4.1醫學圖像配準
醫學圖像配準包括圖像的定位和轉換，即通過尋找一種空間變換使兩幅圖像對應點達到空間位置上的配準，配準的結果應使兩幅圖像上所有關鍵的解剖點或感興趣的關鍵點達到匹配。20世紀90年代以來，醫學圖像配準的研究受到了國內外醫學界和工程界的高度重視，1993年Petra等]綜述了二維圖像的配準方法，并根據配準基準的特性，將圖像配準的方法分為兩大類：基于外部特征（有框架）的圖像配準和基于內部特征（無框架）的圖像配準。基于外部特征的方法包括立體定位框架法、面膜法及皮膚標記法等。基于外部特征的圖像配準，簡單易行，易實現自動化，能夠獲得較高的精度，可以作為評估無框架配準算法的標準。但對標記物的放置要求高，只能用于同一患者不同影像模式之間的配準，不適用于患者之間和患者圖像與圖譜之間的配準，不能對歷史圖像做回溯性研究。基于內部特征的方法是根據一些用戶能識別出的解剖點、醫學圖像中相對運動較小的結構及圖像內部體素的灰度信息進行配準。基于內部特征的方法包括手工交互法、對應點配準法、結構配準法、矩配準法及相關配準法。基于內部特征的圖像配準是一種交互性方法，可以進行回顧性研究，不會造成患者不適，故基于內部特征的圖像配準成為研究的重點。
近年來，醫學圖像配準技術有了新的進展，在配準方法上應用了信息學的理論和方法，例如應用最大化的互信息量作為配準準則進行圖像的配準，在配準對象方面從二維圖像發展到三維多模醫學圖像的配準。例如Luo等利用最大互信息法對CT-MR和MR-PET三維全腦數據進行了配準，結果全部達到亞像素級配準精度。在醫學圖像配準技術方面引入信號處理技術，例如傅氏變換和小波變換。小波技術在空間和頻域上具有良好的局部特性，在空間和頻域都具有較高的分辨率，應用小波技術多分辨地描述圖像細貌，使圖像由粗到細的分級快速匹配，是近年來醫學圖像配準的發展之一。國內外學者在這方面作了大量的工作，如Sharman等提出了一種基于小波變換的自動配準剛體圖像方法，使用小波變換獲得多模圖像特征點然后進行圖像配準，提高了配準的準確性。另外，非線性配準也是近年來研究的熱點，它對于非剛性對象的圖像配準更加適用，配準結果更加準確。
目前許多醫學圖像配準技術主要是針對剛性體的配準，非剛性圖像的配準雖然已經提出一些解決的方法，但同剛性圖像相比還不成熟。另外，醫學圖像配準缺少實時性和準確性及有效的全自動的配準策略。向快速和準確方面改進算法，使用最優化策略改進圖像配準以及對非剛性圖像配準的研究是今后醫學圖像配準技術的發展方向。
4.2醫學圖像融合
圖像融合的主要目的是通過對多幅圖像間的冗余數據的處理來提高圖像的可讀性,對多幅圖像間的互補信息的處理來提高圖像的清晰度。不同的醫學影像設備獲取的影像反映了不同的信息：功能圖像（SPECT、PET等）分辨率較差，但它提供的臟器功能代謝和血液流動信息是解剖圖像所不能替代的；解剖圖像（CT、MRI、B超等）以較高的分辨率提供了臟器的解剖形態信息，其中CT有利于更致密的組織的探測，而MRI能夠提供軟組織的更多信息。多模態醫學圖像的融合把有價值的生理功能信息與精確的解剖結構結合在一起，可以為臨床提供更加全面和準確的資料。
醫學圖像的融合可分為圖像融合的基礎和融合圖像的顯示。（1）圖像融合的基礎：目前的圖像融合技術可以分為2大類，一類是以圖像像素為基礎的融合法；另一類是以圖像特征為基礎的融合方法。以圖像像素為基礎的融合法模型可以表示為：
其中，為融合圖像，為源圖像，為相應的權重。以圖像特征為基礎的融合方法在原理上不夠直觀且算法復雜，但是其實現效果較好。圖像融合的步驟一般為：①將源圖像分別變換至一定變換域上；②在變換域上設計一定特征選擇規則；③根據選取的規則在變換域上創建融合圖像；④逆變換重建融合圖像。（2）融合圖像的顯示：融合圖像的顯示方法可分成2種：空間維顯示和時間維顯示。
目前，醫學圖像融合技術中還存在較多困難與不足。首先，基本的理論框架和有效的廣義融合模型尚未形成。以致現有的技術方法還只是針對具體病癥、具體問題發揮作用，通用性相對較弱。研究的圖像以CT、MRI、核醫學圖像為主，超聲等成本較低的圖像研究較少且研究主要集中于大腦、腫瘤成像等；其次，由于成像系統的成像原理的差異，其圖像采集方式、格式以及圖像的大小、質量、空間與時間特性等差異大，因此研究穩定且精度較高的全自動醫學圖像配準與融合方法是圖像融合技術的難點之一；最后，缺乏能夠客觀評價不同融合方法融合效果優劣的標準，通常用目測的方法比較融合效果，有時還需要利用到醫生的經驗。
在圖像融合技術研究中，不斷有新的方法出現，其中小波變換在圖像融合中的應用，基于有限元分析的非線性配準以及人工智能技術在圖像融合中的應用將是今后圖像融合研究的熱點與方向。隨著三維重建顯示技術的發展，三維圖像融合技術的研究也越來越受到重視，三維圖像的融合和信息表達，也將是圖像融合研究的一個重點。
5．醫學圖像紋理分析
一般認為圖像的紋理特征描述物體表面灰度或顏色的變化,這種變化與物體自身屬性有關,是某種紋理基元的重復。Sklansky早在1978年給出了一個較為適合于醫學圖像的紋理定義:“如果圖像的一系列固有的統計特性或其它的特性是穩定的、緩慢變化的或者是近似周期的,那么則認為圖像的區域具有不變的紋理”。紋理的不變性即指紋理圖像的分析結果不會受到旋轉、平移、以及其它幾何處理的影響。目前從圖像像素之間的關系角度,紋理分析方法主要包括以下幾種。
5.1統計法
統計分析方法主要是基于圖像像素的灰度值的分布與相互關系,找出反映這些關系的特征。基本原理是選擇不同的統計量對紋理圖像的統計特征進行提取。這類方法一般原理簡單,較易實現,但適用范圍受到限制。該方法主要適合醫學圖像中那些沒有明顯規則性的結構圖像,特別適合于具有隨機的、非均勻性的結構。統計分析方法中,最常用的是共生矩陣法,其中有灰度共生矩陣(graylevelco-occurrencematrix,GLCM)和灰度—梯度共生矩陣。杜克大學的R.Voracek等使用GLCM對肋間周邊區提取的興趣區(regionofinterest,ROI)進行計算,測出了有意義的紋理參數。另外,還有長游程法(runlengthmatrix,RLM),其紋理特征包括短游程優勢、長游程優勢、灰度非均勻化、游程非均勻化、游程百分比等,長游程法是對圖像灰度關系的高階統計,對于給定的灰度游程,粗的紋理具有較大的游程長度,而細的紋理具有較小的游程長度。
5.2結構法
結構分析方法是分析紋理圖像的結構,從中獲取結構特征。結構分析法首先將紋理看成是有許多紋理基元按照一定的位置規則組成的,然后分兩個步驟處理（1）提取紋理基元；（2）推論紋理基元位置規律。目前主要用數學形態學方法處理紋理圖像,該方法適合于規則和周期性紋理,但由于醫學圖像紋理通常不是很規則,因此該方法的應用也受到限制,實際中較少采用。
5.3模型法
模型分析方法認為一個像素與其鄰域像素存在某種相互關系,這種關系可以是線性的,也可以是符合某種概率關系的。模型法通常有自回歸模型、馬爾科夫隨機場模型、Gibbs隨機場模型、分形模型,這些方法都是用模型系數來表征紋理圖像,其關鍵在于首先要對紋理圖像的結構進行分析以選擇到最適合的模型,其次為如何估計這些模型系數。如何通過求模型參數來提取紋理特征,進行紋理分析,這類方法存在著計算量大,自然紋理很難用單一模型表達的缺點。
5.4頻譜法
頻譜分析方法主要基于濾波器理論，包括傅立葉變換法、Gabor變換法和小波變換法。
1973年Bajcsy使用傅立葉濾波器方法分析紋理。Indhal等利用2-D快速傅立葉變換對紋理圖像進行頻譜分析,從而獲得紋理特征。該方法只能完成圖像的頻率分解,因而獲得的信息不是很充分。1980年Laws對圖像進行傅氏變換,得出圖像的功率譜,從而提取紋理特征進行分析。
Gabor函數可以捕捉到相當多的紋理信息,且具有極佳的空間/頻域聯合分辨率,因此在實際中獲得了較廣泛的應用。小波變換法大體分金子塔形小波變換法和樹形小波變換法(小波包法)。
小波變換在紋理分析中的應用是Mallat在1989年首先提出的,主要用二值小波變換(DiscreteWaveletTransform,DWT),之后各種小波變換被用于抽取紋理特征。傳統的金字塔小波變換在各分解級僅對低頻部分進行分解,所以利用金字塔小波變換進行紋理特征提取是僅利用了紋理圖像低頻子帶的信息,但對某些紋理,其中高頻子帶仍含有有關紋理的重要特征信息(如對具有明顯的不規則紋理的圖像,即其高頻子帶仍含有有關紋理的重要特征)得不到利用。使用在每個分解級對所有的頻率通道均進行分解的完全樹結構小波變換提取特征,能夠較全面地提取有關紋理特征。
由于醫學圖像及其紋理的復雜性，目前還不存在通用的適合各類醫學圖像進行紋理分析的方法，因而對于各類不同特點的醫學圖像就必須采取有針對性地最適合的紋理分析技術。另外，在應用某一種紋理分析方法對圖像進行分析時，尋求最優的紋理特征與紋理參數也是目前醫學圖像紋理分析中的重點和難點。
6．總結
隨著遠程醫療技術的蓬勃發展，對醫學圖像處理提出的要求也越來越高。醫學圖像處理技術發展至今，各個學科的交叉滲透已是發展的必然趨勢，其中還有很多亟待解決的問題。有效地提高醫學圖像處理技術的水平，與多學科理論的交叉融合、醫務人員和理論技術人員之間的交流就顯得越來越重要。多維、多參數以及多模式圖像在臨床診斷（包括病灶檢測、定性，臟器功能評估，血流估計等）與治療（包括三維定位、體積計算、外科手術規劃等）中將發揮更大的作用。
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關鍵詞：信息技術；學習；實驗；快樂
初中信息技術課程不同于其他課程，信息技術課更確切的說是一門“技術”課，而如何讓學生在短短的四十五分鐘內輕松快樂的學到技術呢？這也正是作為信息技術教師所應該探討的一個問題。活潑好動，好奇心強，樂于發現與探索問題，正是由于初中學生的這些年齡及心理特征，決定了初中信息技術教學不同于其他學科的教學。相對來說，信息技術的教學更加靈活、自由，但是，這種靈活與自由并不是漫無目的任學生我行我素，而是讓學生發揮自己的特長，使枯燥無味的課堂變得有趣起來，使每一個學生都能在學習中找尋快樂。由于初中學生的心理特點就是愛動，愛問個為什么，愛探究個所以然，因此，在信息技術課上更不能把學生的思維束縛住，信息技術這門課的靈活性也正是學生喜歡這門課的原因所在。喜歡這門課的同時，又如何讓學生在學習中獲得滿足感與成就感呢？這也正是我們信息技術教師所要追求的效果。下面我就來談談自己在信息技術教學中的一點體會。
一培養學生學習興趣
興趣，是最好的老師，如果一個人對一件事情不感興趣了，是很難讓他做好這件事情的。同樣，信息技術的學習也必須建立在一定的學習興趣之上。我在講授flash“逐幀動畫”這一節課的時候，首先給學生看了一個小動畫，學生的學習興趣很快就來了，開始詢問是如何做出來的，很迫切的希望自己也動手去做，這個時候老師就要做好引導，雖然學生剛一接觸會感覺比較吃力，但是，決不能讓學生喪失信心。既然有了學習興趣，再大的困難也要讓學生想辦法去克服。通過這一學習過程，讓學生體會到其中的樂趣，讓學生在快樂中學習，在學習中享受這種樂趣。
二把課堂還給學生
以教師為主導，學生為主體的教育模式是現代教育所追求的境界。可是，如何在課堂上體現出來呢？教師的“教”與學生的“學”是相互作用的，教師只起到一個穿針引線的作用，而整個結果的呈現卻體現在學生的“學”上。信息技術這門課，更能讓學生發揮自己的特長，更好的鍛煉學生的思維能力。因為信息技術課素有“只有想不到，沒有做不到”的美譽，所以，通過信息技術課的學習也能鍛煉和提高學生的思維能力，開發學生的想象力，以至于提高學生的實際動手能力。在復習“圖文的混合編排”這一章的時候，我讓學生為二十年后的自己設計一張名片。此話一出，學生積極性突增，馬上開始動手設計了起來，一節課下來，我看到了學生的作品有公司經理，有房地產老板，有演員，有IT總裁……而設計的版面更是豐富多彩。我設計本節課的目的是讓學生復習一下圖像的插入、藝術字的插入以及文字的編排與修飾。通過讓學生設計自己的名片，不僅提高了學生對本節復習課的學習興趣，還讓學生復習了本章的相關知識點。這就比教師一直強調，學生反復練習效果要好的多，相對來說更容易讓學生接受，而這樣的設計又調動了學生學習的積極性，真正讓學生體會到了信息技術課的樂趣。而在整節課中，教師所做的工作就是解答學生的疑問，指出學生所做設計中的不足和建議，當然，僅僅是建議而已，更大的自由性還在于學生自己。通過這一節課，我發現了學生的潛能是如此之大，一些學生想象力特別豐富，制作的名片相當漂亮，而學生這些能力的挖掘與呈現是其它課程所難以發現的。一節課的時間，學生自己為自己設計了名片，并在小組內互相做了交流、展示與學習，最后我們評出了“最佳設計獎”、“最佳創意獎”、“最佳人氣獎”、“最佳實用獎”等多個獎項，不僅鼓勵了學生，更重要的是使學生在不知不覺中學到了知識，并能把知識運用到實際的生活中，為自己的人生有了一個新的規劃。
三鼓勵學生多角度解決問題
信息技術課更多體現的是一門“技術”，既然是技術，一個問題就有多種方法解決。在講授word中改變字體的時候，學生滔滔不絕，班里一個活潑好動的學生一口氣說出了三種方法：一種是通過“格式”菜單下的“字體”對話框來完成；一種是通過格式工具欄上的相關按鈕來完成；還有一種方法是通過快捷鍵，選擇“字體”命令。正是由于計算機的靈活性、計算機的特點，才使學生善于探索與研究，一個問題可以用多種方法來完成，并且可以實現所見即所得的效果。不怕做不到，只怕想不到，這也正是計算機的神奇之處。條條道路通羅馬，信息技術能讓學生通過動手實驗的方法，找到解決問題的辦法，從而可以驗證自己的想法，也更容易讓學生牢記知識點，有利于這門技術課的發展。正是在這種思索、探究、實驗、證明的基礎上，學生體會到了其中的樂趣，使這門課的學習由被動變為主動。讓學生在思考與學習的基礎上，感受到了計算機的強大性與趣味性。
四以形象實例激發學生學習興趣
信息技術的學習沒有捷徑可走，只能是按部就班的一步步的去操作，去練習以達到強化記憶的目的。可是，這樣下去，會使信息技術課變得比較枯燥乏味，讓學生失去學習本門課的興趣。如果在講授相關知識點的時候能夠穿一些實際的內容，就比單純的講授知識容易理解，學生也更愿意聽，更愿意去思考，去操作。例如，我在講授如何完成文件夾中文件的移動與復制的時候，我以一個實際的問題引出了本節課的教學目標。我對學生說：“問大家一個問題：把大象放進冰箱需要幾步？”學生一邊笑著，一邊回答我的問題：“打開冰箱門，把大象放進去，關上冰箱門”，學生可能都看過趙本山曾經演的這個小品，所以，回答幾乎是異口同聲。看學生的學習興趣來了，于是，我趕緊引出了本節課的知識目標，然后又問學生：“既然大家都知道把大象放進冰箱的步驟，那大家一定也知道如何在文件夾中移動與復制文件的步驟，請大家先想一下，然后試著做一下！”于是，整個課堂活躍起來了，學生開始在小組內探討，如何打開“冰箱門”，如何把“大象”放進去或是拿走……不一會兒，已經有學生成功的完成了“大象”的轉移，在學生的互相幫助下，大部分的學生都完成了我布置的任務。最后，我只是對本節的知識點做了個總結與強調。看學生本節課學習的高興勁兒，我也體會到了本節課的樂趣。信息技術課本身也是一門很抽象的課程，如果能把理論知識轉換為實際生活中的鮮活例子，就能使學生很容易的接受，更加形象的去分析問題、解決問題，更有助于學生學習興趣的提高，讓學生體會到學習信息技術的樂趣。
五以競爭方式激勵學生學習熱情
信息技術課是初中學生最喜歡的一門課之一，因為學生把信息技術課當成了一種活動課，把微機室當成了活動室，這種放松方式學生固然喜歡，那又如何讓學生在放松的同時學到知識呢？可以充分利用小組合作，展開組與組之間的競爭，以至于每個同學之間的競爭。在講授photoshop中“圖像的合成”這一節的時候，學生一開始就被兩個不同時代的人站在了一起所深深吸引，迫切的想知道是如何制作出來的，這時候，我充分利用了學生急于求成的這一特點來引出本節課的學習目標。給學生以充分的發揮余地，通過小組之間的合作討論與實驗、小組與小組之間展開了激烈的競爭。這種競爭方式使學生的學習積極性得到了很大的提高，能夠在小組內帶動其他的學生，也讓學生明白了合作的力量。競爭激勵制度也不僅僅體現在信息技術的學習上，更重要的是培養了學生的一種意識，在當今信息技術高速發展的環境下，競爭激勵、優勝劣態也是必然的趨勢，因此，信息技術課的教學也要讓學生意識到如此變化多端的社會，讓學生意識到團結協作的力量。
總之，讓學生在學習中享受快樂是每一位教師所追求的理想，也是每一位學生應該擁有的一種生活。作為一名初中信息技術教師，要充分發揮自己的特長，讓學生在快樂的學習氛圍中學到知識，學生在學到知識的同時，也感受到學習的快樂。
作者:范成英 單位:淄博市臨淄區朱臺鎮桐林小學
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興趣是學生最好的老師，信息技術的理論課大部分是一些關于數據的單調的文字，講起來既繁瑣又枯燥，很難引起學生的注意力，學生很難融入到學習中去，只有讓學生親身體驗到信息技術的樂趣才有可能更加努力的學習，因此，教師在Excel的教學過程中，光憑傳統的教學方式對學生進行理論知識的灌輸，不僅難以理解更難以引起學生的興趣，教師可以通過對實例懂得實際操作進行演示，讓學生能夠主動地參與到過程中去，比如教師可以假設班級是一個銷售部門，要對本月的銷售數據進行整理操作，最后顯示出本月的銷售業績以及與上月的銷售業績數據對比情況，這樣就能夠引起學生強烈的求知欲望，引導學生主動參與到表格的處理中來。再如，上網、下載以及通訊工具的應用，這也是初一下半學期所主要學習的內容，需要老師一步步的講解，不如一邊演示一邊講解，讓學生能夠一目了然的跟著教師的演示進行上網搜索并下載QQ等軟件進行安裝(為后面即時通信軟件的學習做準備)，這樣既節省了課堂的時間，又能夠讓學生親自體會到學習信息技術的樂趣，進而提高教師的課堂教學效果。
二、利用學科關聯度，整合教學內容
初中的信息技術課程教學的主要目標就是培養學生獲取信息以及對信息處理的能力，而所謂的這些信息的來源則是初中階段學生的其他學科的內容以及知識，這就使初中學生信息技術的教學面臨一個巨大的挑戰，也就是如何將信息技術的知識與其他學科進行融合起來促進學生的學習和進步。比如在信息技術課程的基礎課程中，對學生進行文字的輸入教學時，就可以將輸入的課程內容與語文學科的內容整合起來，其主要是將語文中需要學習的漢字的內容通過計算中的識字軟件進行操作，通過多媒體的方式進行展示，讓學生跟著軟件進行漢字的結構、偏旁、部首、讀音以及寫法的學習，通過軟件的指導進行漢字的聽、說、讀、寫以及輸入等練習，通過學生與計算機的相互交流進行不斷地自我學習和自我提高。對于多種學科內容的整合就是將不同學科的內容和素材進行統一的整合，變成一個統一的整體，讓學生能夠在一個真實的、具體的環境下學習，在學習的過程中，將不同的學科知識和內容合理的結合在一起，通過對某一學習過程的體驗達到多種學科知識的掌握和理解。隨著信息技術的不斷發展，計算機多媒體在教學中應用也越來越普遍，計算機在教學中發揮的巨大作用也引發了以超媒體方式進行教學信息的整合的思想，這種思想的產生更是為信息技術學科知識與其他學科知識的整合提供了理論和操作技術上的支持，通過對學科內容的整合將信息技術的學習融入到其他學科的學習中，不僅實現了其他學科的現代化教育，也實現了信息技術的高效教學，能夠在最大限度上提高學生學信息技術的積極性，進而使信息技術的教學效率得到提升。
三、結論
1．以問題為引導問題是數學的心臟，是探究學習的先導
教師要將知識點設置成問題，讓學生通過探究活動解決障礙，通過分析、整理、實踐、操作等活動，使問題得以解決，從而培養學生發現問題、分析和解決問題的能力．問題的設計要具有一定的梯度性，要能貼近學生的“最近發展區”，能激發學生的求知欲望，調動學生自主思維．例如，在講“矩形、菱形和正方形”時，教者設計問題如下:(1)矩形的四個角都是直角，反過來，四個角(或三個角)都是直角的四邊形一定是矩形嗎?(2)當一個平行四邊形框架扭動成矩形時，它的兩條對角線相等，反過來，對角線相等的平行四邊形一定是矩形嗎?
2．以合作為方式信息技術
特有的人機交互功能使有效的合作成為可能，為師生之間、生生之間的合作交流提供了良好的技術支持，學生在虛擬的環境中不再會遇到困難而表現出緊張、局促，學生會擺脫自卑，暢所欲言，敢于質疑，能從同伴那里獲得啟發，以全新的視角去審視問題．
3．以自由為前提
在傳統的課堂教學中，教師缺乏有效的課堂管理，一味地要求課堂“井然有序”，學生亦步亦趨地跟從于教師的思維，氛圍過于嚴格苛刻，不利于學生靈感的迸發．在探究式學習中，教師要為學生營造輕松自由的課堂氛圍，鼓勵學生的個性化思維，為學生的探究學習提供成長的土壤．
二、以信息技術為載體的探究式教學策略
1．借助仿真數學實驗，幫助學生建構知識體系
計算機的引入以及數學軟件的應用，為學生搭建了動手實踐的平臺，為數學思想方法注入了更廣泛的內容，讓他們擺脫了枯燥繁重的計算，有利于發揮其主動性，培養他們發散思維和創新意識．例如，在講“平面圖形的鑲嵌”時，教者運用FLASH軟件為學生設計了一個“拼圖實驗”，讓他們可以自由選擇正三角形、正方形、正五邊形、正六邊形等圖形，并可以任意移動、拼接、旋轉，讓學生獲得直觀的感知，從而幫助他們主動建構知識，提高遷移能力．
2．通過動態演示，化難為易，讓學生更易理解
所學內容數學學科具有一定的抽象性和邏輯性，有些知識點缺乏形象表述，僅依靠學生的獨立思考，往往難以激發學生的探究熱情，甚至會產生抵觸情緒．多媒體技術集圖像、聲音、視頻、動畫于一體，能產生圖文并茂的教學效果，能改變過去課堂枯燥記憶、生硬灌輸的教學現狀，將知識動態地展示在學生面前，將學生引入豐富多彩的數學世界，為學生打開了一窗探求數學奧秘的窗戶．例如，在講“豐富的圖形世界”時，由于“點動成線、線動成面、面動成體”知識點有些抽象，學生難以理解，教師通過FLASH的遮罩功能實現了由點到線、由線到面、由圓到圓柱的動態變化過程，讓學生感受到幾何圖形不是孤立的，而是動態的，是相互作用、相互影響的．數學性質的獲得不依賴于教師的單向灌輸，教師要留有讓學生探究的時間，讓他們通過繪圖、比較、分析、概括，從而掌握規律、獲取性質．例如，在講“反比例函數的圖象與性質”時，教者讓學生通過幾何畫板繪制y=6x與y=－6x的圖象，并探究:(1)函數的圖象分別在哪幾個象限?(2)在每一個象限內，隨著x的增大，y是如何變化的?(3)反比例函數的圖象與x軸有交點嗎?與y軸有交點嗎?為什么?學生在歸納結論后，教師請多名學生進行補充，直至得出完整的結論．
3．以協作探究培養學生合作交流的能力
數學內容與生活生產聯系緊密．也可以說，數學是從生活中來，并不斷發展推動社會的進步的．在數學教學中，教師要善于利用數學特點為學生創設問題情境，調動學生的學習積極性，使學生快樂學習數學．為學生創設問題情境，單靠教師的一張嘴是不夠的，而多媒體計算機技術具有圖文并茂、生動形象的特點，能夠為教學創設豐富的情境，教師要利用信息技術的這種優勢，促進教學的發展．例如，在講“三角形中位線的性質定理”時，教師可以利用信息技術手段，為學生創設問題情境，使學生有效學習其中的難點內容．如，在證明“順次連接四邊形四邊中點所得到四邊形為平行四邊形”這個命題時，教師可以利用幾何畫板進行現場演示，為學生展示不同的四邊形，進行相關操作，使學生直觀上看到得到的四邊形就是平行四邊形．在教師進行演示之后，可以具體某一個四邊形，利用幾何畫板再次進行現場演示，引導學生觀察在拖著四邊形一個頂點在平面內緩慢移動的過程中，四邊形的形狀與對角線的變化的關系，教師可以利用幾何畫板的測算長度及角度的功能測出兩條對角線的長度關系、兩對角線夾角度數對于四邊形形狀的影響．在情境展示后，教師要鼓勵學生根據理解證明此觀點(略)．
二、利用信息技術手段，進行現場演示
在數學教學中，許多知識的抽象性是很強的，因此，利用信息技術手段把抽象的內容演示給學生，可以促進學生理解相關內容，提高教學效率．教師要把教學內容與信息技術手段進行整合，利用計算機將教學內容加工成文字、圖形、影像資料，通過生動的演示，促使學生主動學習．例如，在講“等腰三角形”時，對于等腰三角形三線合一的理解，抽象性很強，學生理解起來有難度，如果教師利用計算機和幾何畫板中的軟件，在大屏幕中作斜三角形ABC及其角A的平分線、BC邊的垂直平分線和中線，之后用鼠標在屏幕上隨意拖動點A，利用軟件功能，此時ABC和“三線”在保持依存關系的前提下隨之發生變化．在移動的過程中，學生會直觀地發現存在這樣的點A，使得角平分線、垂直平分線和中線三線重合．這樣，利用信息技術進行演示，學生能夠理解有關概念．同時，在演示過程中，學生進一步探究的欲望也被調動起來，教學效果顯著．
三、利用信息技術手段，豐富課堂內容
