壓縮感知概述教學課件

IntroductiontoCompressiveSensing壓縮感知概述壓縮感知概述IntroductiontoCompressiveSensing壓縮感知概述目錄口背景現狀◆理論產生背景◆研究現狀A一口壓縮感知描述◆壓縮傳感◆稀疏表示◆測量矩陣◆重構算法◆模擬實驗◆整體流程口應用展望◆應用舉例◆展望、背景現狀在現實初中體育考試制改革下，新教師如何適應新的教學改革，如何改變自已，對新教師提出了更大的要求。作為新教師如何積極應對新形勢下的基礎教育改革，重視和加強創(chuàng)新學習，是擺在新教師面前的難題，也是我們新教師必須需要解決的關鍵問題。一、學校體育的現狀及其存在的問題學校體育作為全面發(fā)展教育的一個重要組成部分，在理論與實踐上越來越受到家長及學生的關注和重視。但是。由于歷史的、傳統(tǒng)的和主觀的原因，人們對這個問題的認識程度深淺不一，對學校體育的本質觀、目的觀、價值觀和質量觀的認識，目前仍還處在較低水平的社會意識層次上。1.體育教育實際地位沒有得到實際提高長期以來，由于受傳統(tǒng)觀念的影響，學校體育的實際地位仍然沒有提高到應有的位置。“重文輕體”的傳統(tǒng)觀念在某些領導的頭腦中始終沒有消除，他們不重視體育教學工作，對體育教師的工作成果不能給以正確的評價，調查表明77.80%的領導不能深入課堂聽課。另外，體育教師在不同程度上受到歧視，在福利待遇、評定職稱、評優(yōu)評先、獎金、分房等問題上不一視同仁的現象仍然存在，72.22%的體育教師認為學校不能把他們與其他教師同等對待。這種做法嚴重傷害了體育教師的心靈，極大地挫傷了體育教師的工作積極性。2.教學觀念亟待轉變體育教學改革雖然在全方位進行，但不少教學改革者在實踐中卻只熱衷于操作層面上外在課程形式的改革，過分追求一種表面上的熱鬧、活躍，學生內在情感和學習動機并沒有真正被激活。其根本原因，就是許多中學體育教師教學觀念沒有根本轉變。為什么沒有轉變?并不是體育教師不想轉變，不能轉變。原因可能有，一是現實社會中，在長期教育實踐中忽視或輕視體育的行為、觀念、思想沒有得到根本轉變；二是目前中小學體育教師的工作量太大，除常規(guī)的體育課堂教學外還有大量的課外工作，如早操、課間操、課外體育活動及學校運動隊的訓練等；三是缺少改革的理論導向和具體指導，同時上級教研部門給教師的教改指示大多是口號式指示，如“發(fā)展學生個性”、“培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神”、“培養(yǎng)學生體育實踐能力”等。二、解決現實問題的對策1.重視體育教育現代社會是一個高科技的快速變化著的社會?？茖W技術的發(fā)展，推動了人類社會的飛速發(fā)展和急劇變化。現代社會的發(fā)展，對人的身體與精神、知識與能力、道德與行為都有了新的社會要求。適應社會的發(fā)培養(yǎng)現代社會所需要的人才，是教育所面臨的重要課題。作為教育的重要組成部分的體育教育，要跟上社會發(fā)展的需要，決不能墨守成規(guī)，拘泥于傳統(tǒng)的觀念和思想?，F代體育教學已具有了整體性和多元化的功能。從人的全面發(fā)展出發(fā)，講究學生的身心健康和諧發(fā)展。2改變教學觀念隨著新《課程標準》的實施，體育教學中很多舊觀念制約著當前學校體育的發(fā)展，與新《大綱》不相適應。要想使學校體育向縱深發(fā)展，符合新《大綱》的要求，就必須轉變舊思想和舊觀念。那樣才能培養(yǎng)出適應現代社會所需的、身心全面發(fā)展的新人?，F代社會競爭來越激烈，生活節(jié)奏越來越快，體育教學中不把健康放到第一位就談不上培養(yǎng)出健康的學生。對健康要有一個全面、正確的認識，世界衛(wèi)生組織對健康的定義是：“健康是一種在身體上，精神上的完美狀態(tài)，以及良好的適應能力，而不僅僅是沒有疾病和衰弱的狀態(tài)。”可見，身強體壯并不是健康的全部，沒有疾病，身心處于良好的狀態(tài)，有良好的適應能力才是真正的健康。在體育教學中教師和學生都要轉變思想更新觀念，把健康放在第一位。三、優(yōu)化體育教學內容與過程是發(fā)展學校體育的重要途徑實施素質教育應強調讓每一個學生的每一個方面均有發(fā)展，具有個性特長，在共同的活動中可以不斷了解自己，評價自己，提高欣賞美、表現美、創(chuàng)造美的能力，能夠在快樂中鍛煉身體，培養(yǎng)良好的思想品德。所以，學校應大力推廣體育教學，尤其是義務教育中，在學生的世界觀、人生觀形成時期，在體質鍛煉的黃金時期，用多種有效教學方法促進學生全面發(fā)展。優(yōu)化體育教學內容與過程，應注意以下幾個原則：1．整體性原則。提高學生素質、實現培養(yǎng)目標是一個有機的整體，要努力做到德、智、體有機結合、全面發(fā)展。轉變傳統(tǒng)體育教學觀念，從單向教學目標向多項目標轉化；從單調體育向愉快體育轉化(以游戲性方式）；從微觀的體育教學管理向微觀與宏觀相結合的方向轉化，使體育教學質量得到全面提高。一節(jié)課有個好的情境導入，像一場戲有一個引人入勝的序幕，像磁石深深把學生吸引住，像金鑰匙悄然開啟學生的思維.依據教學目的、教材內容和學生年齡心理特征，抓住創(chuàng)造性地導入新課的最佳入口處，扣住學生的心弦，建立一種使學生從事學習活動、產生學習行為的環(huán)境或背景.它是傳遞信息的載體，能給學生提供思考的智力背景，同時也給學生提供了實踐活動和情感體驗的空間.四年級上冊數學教材中的探索與發(fā)現――乘法分配律，在教學設計上我把重點定位為引導學生在探索活動中發(fā)現、感悟、體驗數學規(guī)律，進而學會應用規(guī)律.讓學生通過“聯(lián)系實際，感知建模;類比歸納，驗證模型;質疑聯(lián)想，拓展認識;聯(lián)系實際，深化認識;歸納概括，完善認識”的探索過程來逐步豐富對“乘法分配律”的認識.特別是在新課的導入上，我做足了功課，編排了一場生動、有趣的“小品”，借助表演使學生在愉快、熱烈的氣氛中激發(fā)學習興趣，建立數學模型.為輕松、準確、有效地掌握乘法分配律的意義打下良好的基礎.一上課我表揚了戴洵同學近來進步很大，從他努力學習中，我仿佛看到他十幾年以后的景況：戴洵從國外留學歸來，回家見到多年未見的父母、同學們，你們想象一下會是怎樣的情景？學生們立即展開想象的翅膀，嘰嘰喳喳地議論起來，我說誰想來表演？學生們紛紛舉手，我把戴洵、小胖墩陸韻凌、強翰楠叫到講臺前，安排陸韻凌演媽媽，強翰楠演爸爸，我稍作布置，表演開始，只見戴洵做敲門狀進門，陸韻凌、強翰楠一臉驚訝、高興、激動狀上前迎接，先是母子擁抱、握手，接著父子擁抱、握手，表演得惟妙惟肖，學生們捧腹大笑.表演結束后，我問學生：兒子是怎樣和父母握手的？學生回答：高興、激動、幸福，一個一個地握手，分別和父母握手.學生邊說我邊在黑板上寫道：（媽媽+爸爸）×兒子=媽媽×兒子+爸爸×兒子，括號表示家，×表示兩只手握在一起.特別強調兒子先和媽媽握手，再和爸爸握手.這個“握手小品”給學生腦海中留下很深的印象，“（媽媽+爸爸）×兒子=媽媽×兒子+爸爸×兒子”這個用數學運算符號把兒子與父母見面握手的場面有趣、形象地表達出來，為本節(jié)課的學習做鋪墊，并使學生在輕松、愉快的氣氛中進入學習中.有了“握手小品”的基礎，學生在“類比歸納”乘法分配律時容易找到規(guī)律.特別是“兩個加數分別同這個數相乘”理解得很透徹.兩個加數怎樣同這個數相乘？一個一個地乘，排隊按順序乘，依次乘等等，要表達這些意思用個恰當的詞語就是“分別”.在用字母表示乘法分配律時，我說：“用a代表胖胖的媽媽，用b表示高高的爸爸，c代表帥帥的兒子，括號代表家的房子，這樣握手場面就是什么呢？”學生很快說道：“（a+b）×c=a×c+b×c.”不用死記硬背就記住了字母公式.我反過來問：能用（a+b）×c=a+b×c表示乘法分配律嗎？有學生回答說：“不能，因為兒子只和爸爸握手沒和媽媽握手.”這可是以往學生最容易出錯、含糊不清的問題，在此就輕而易舉地解決了.“握手小品”在學生學習乘法分配律過程中起著至關重要的作用，通過聯(lián)系，不斷問自己，誰代表媽媽，誰代表爸爸，特別有趣的是在后續(xù)學習中，利用乘法分配律簡算時，依然發(fā)揮著重要的作用，學生充分發(fā)揮聯(lián)想力，對一些知識解釋得幽默、風趣.比如對于“45×63+45×37=（63+37）×45”，學生解釋為：兒子又要離開父母了，家里只剩爸媽了.在糾正101×45=（100+1）×45=100×45+1=4500+1=4501時，我讓學生找錯的原因，就有學生說，錯在兒子是個不孝之子，只和媽媽握手，沒和爸爸握手.學生對此形象、幽默、有趣的解釋，使知識的難點迎刃而解.再比如，學生對87×99+87解釋為“隱形人”，隱藏了×1，顯形后就是87×99+87×1，這樣的解釋，不要我多費口舌，其他學生就明白了.用另一個“握手小品”也輕而易舉地闡述乘法結合律的內涵.甲、乙、丙三名同學上學時是最要好的朋友，在畢業(yè)十年的同學聚會中見面了，我安排三名學生代表甲、乙、丙站在一排，讓學生發(fā)揮想象力表演三名同學見面握手的情景.甲乙兩人的手先握在一起，再一起與丙握;乙丙兩人的手先握在一起，再一起與甲握;甲丙兩人的手先握在一起，再一起與乙握，用數學符號表示就是：（甲×乙）×丙=甲×（乙×丙）=（甲×丙）×乙，學生在腦海里建立這一模型，對理解、運用乘法結合律幫助很大.生活給人以無窮的體驗、感悟和經驗與知識的積累.因而，生活情景中蘊含著豐富的教育信息，以生活情感為載體，可以更自然地引導學生感悟生活中的數學現象，建立數學模型，進而提出問題、探究問題、解決問題，形成讓學生體驗探究，自主建構知識的學習方式，體現了課堂教學中以學生為主體、教師為主導的教學原則.教學過程充滿情趣，不僅學生積極參與，思維活躍，心情愉悅，輕松、牢固地掌握知識，而且培養(yǎng)了學生的表演能力、創(chuàng)新能力、聯(lián)想能力和自主學習的能力.目錄口背景現狀◆理論產生背景◆研究現狀A一口壓縮感知描述◆壓縮傳感◆稀疏表示◆測量矩陣◆重構算法◆模擬實驗◆整體流程口應用展望◆應用舉例◆展望、背景現狀背景現狀1.1理論產生背景原始圖像采樣數據數據傳輸采樣壓縮恢復圖像通過顯示器解壓縮顯示圖像大部分冗余信息在采集后被丟棄采樣時造成很大的資源浪費能否直接采集不被丟棄的信息?背景現狀1.1理論產生背景被感知對象壓縮感知→重建信號名詞解釋:壓縮感知一直接感知壓縮后的信息基本方法:信號在某一個正交空間具有稀疏性(即可壓縮性),就能以較低的頻率(遠低于奈奎斯特采樣頻率)采樣該信號,并可能以高概率重建該信號。背景現狀12研究現狀2006RobustUncertaintyPrinciplesExactSignalReconstructionfromHighlyIncompleteFrequencyInformation》TerenceTaoEmmanuelcandes2006《CompressedSensing》Daviddonoho2007《CompressiveSensing》RichardBaraniuk上述文章奠定了壓縮感知的理論基礎。國內也將其翻譯成壓縮傳感或壓縮采樣背景現狀12研究現狀◆理論一經提出,就在信息論、信號處理、圖像處理等領域受到高度關注?！粼诿绹⒂?、德國、法國、瑞士、以色列等許多國家的知名大學(如麻省理工學院、斯坦福大學、普林斯頓大學、萊斯大學、杜克大學、慕尼黑工業(yè)大學、愛丁堡大學等等)成立了專門的課題組對CS進行研究◆此外,萊斯(Rice)大學還建立了專門的CompressiveSensing網站,及時報道和更新該方向的最新研究成果背景現狀12研究現狀◆西安電子科技大學石光明教授在《電子學報》發(fā)表綜述文章,系統(tǒng)地闡述了壓縮傳感的理論框架以及其中涉及到的關鍵技術問題。燕山大學練秋生教授的課題組針對壓縮