普適計(jì)算環(huán)境中的泛在學(xué)習(xí)課件

普適計(jì)算環(huán)境中的泛在學(xué)習(xí)

－研究綜述與個案分析

Pervasive/UbiquitousComputing付道明普適計(jì)算環(huán)境中的泛在學(xué)習(xí)

－研究綜述與個案分析

Pervas研究背景概念界定與研究綜述普適計(jì)算和泛在學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)個案分析：泛在語言學(xué)習(xí)與智能教室結(jié)論匯報內(nèi)容研究背景匯報內(nèi)容研究背景概念界定與研究綜述普適計(jì)算和泛在學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)個案分析：泛在語言學(xué)習(xí)與智能教室結(jié)論匯報內(nèi)容研究背景匯報內(nèi)容當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)計(jì)算、通信和數(shù)字媒體技術(shù)的互相滲透和結(jié)合，其集中的體現(xiàn)就是互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展；計(jì)算機(jī)在計(jì)算能力和存儲容量提高的同時體積也越來越小，其發(fā)展趨勢是把計(jì)算能力嵌入到各種設(shè)備中去，而且這些設(shè)備可聯(lián)網(wǎng)使用。當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)計(jì)算、通信和數(shù)字媒體技術(shù)的互相滲透和計(jì)算模式的發(fā)展計(jì)算模式（ComputingParadigm）在20世紀(jì)80年代經(jīng)歷了從主機(jī)計(jì)算(MainframeComputing)到桌面計(jì)算(DesktopComputing)的革新。90年代以來計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展蘊(yùn)育了新的計(jì)算模式。計(jì)算模式的發(fā)展計(jì)算模式（ComputingParadigm傳統(tǒng)的計(jì)算模式以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算：計(jì)算機(jī)的使用方法不符合人類的習(xí)慣；為了完成一項(xiàng)任務(wù)，需要與計(jì)算機(jī)進(jìn)行的對話過于煩瑣；基于桌面的使用模式：用戶要使用計(jì)算機(jī)，就需要坐在計(jì)算機(jī)面前；本質(zhì)上說是一種私有模式，難以適應(yīng)一個用戶可能在不同地點(diǎn)和環(huán)境，甚至在移動過程中使用多臺計(jì)算設(shè)備進(jìn)行工作的情況。傳統(tǒng)的計(jì)算模式以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算：全新的計(jì)算模式提出計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展迫切地需要全新的計(jì)算模式，這就是普適計(jì)算(Pervasive/UbiquitousComputing)。普適計(jì)算的思想最早是1991年MarkWeiser在《ScientificAmerican》的“TheComputerforthe21stCentury”中提出的。全新的計(jì)算模式提出計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展迫切地需要全新的計(jì)算模計(jì)算模式的發(fā)展趨勢計(jì)算模式的發(fā)展趨勢普適計(jì)算思想的發(fā)展強(qiáng)調(diào)把計(jì)算機(jī)嵌入到環(huán)境或日常工具中去，讓計(jì)算機(jī)本身從人們的視線中消失，讓人們注意的中心回歸到要完成的任務(wù)本身Weiser的思想在90年代后期開始在國際上得到廣泛關(guān)注和接受，目前已經(jīng)成為一個極具活力和影響力的研究領(lǐng)域。重要標(biāo)志：1999年開始的Ubicomp國際會議、2000年開始的PervasiveComputing國際會議、2002年IEEEPervasiveComputing期刊的創(chuàng)刊。普適計(jì)算思想的發(fā)展強(qiáng)調(diào)把計(jì)算機(jī)嵌入到環(huán)境或日常工具中去，讓計(jì)研究背景概念界定與研究綜述普適計(jì)算和泛在學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)個案分析：泛在語言學(xué)習(xí)與智能教室結(jié)論匯報內(nèi)容研究背景匯報內(nèi)容普適計(jì)算的定義目前尚未有明確定義，但目標(biāo)都是“要建立一個充滿計(jì)算和通信能力的環(huán)境，同時使這個環(huán)境與人們逐漸地融合在一起”?！捌者m計(jì)算2007國際會議”官方網(wǎng)站指出，普適計(jì)算是指人們可以在任何時間（anytime）任何地點(diǎn)（anywhere）通過我們?nèi)粘Ｉ钪械奈矬w和環(huán)境中的某一聯(lián)網(wǎng)的動態(tài)設(shè)備，而不僅僅是計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行隨時隨地的交流和協(xié)作。清華大學(xué)徐光祐教授等的定義是:“普適計(jì)算是信息空間與物理空間的融合，在這個融合的空間中人們可以隨時隨地、透明地獲得數(shù)字化的服務(wù)?！逼者m計(jì)算的定義目前尚未有明確定義，但目標(biāo)都是“要建立一個充滿“隨時隨地”和“透明”“隨時隨地”指人們可以在工作、生活的現(xiàn)場就可以獲得服務(wù),而不需離開這個現(xiàn)場而去端坐在一個專門的計(jì)算機(jī)面前，即像空氣一樣無所不在；“透明”指獲得這種服務(wù)時不需要花費(fèi)很多注意力，即這種服務(wù)的訪問方式是十分自然的甚至是用戶本身注意不到的，即所謂蘊(yùn)涵式的交互（ImplicitInteraction）?！半S時隨地”和“透明”“隨時隨地”指人們可以在工作、生活的現(xiàn)普適計(jì)算的本質(zhì)要求相對“隨時隨地”的特性,“透明”是普適計(jì)算更本質(zhì)的要求，是其與桌面計(jì)算模式最本質(zhì)的區(qū)。Themostprofoundtechnologiesarethosethatdisappear.Theyweavethemselvesintothefabricofeverydaylifeuntiltheyareindistinguishablefromit.“最具有深遠(yuǎn)意義的是那些從人們注意力中消失的技術(shù)，這些技術(shù)已經(jīng)滲透到人們的日常生活中以致與生活難以區(qū)分”。普適計(jì)算的本質(zhì)要求相對“隨時隨地”的特性,“透明”是普適計(jì)算目前的主要研究計(jì)劃DonNorman的“InvisibleComputer”；CMU的Aura計(jì)劃；歐盟的“DisappearingComputer”計(jì)劃；MIT的Oxygen計(jì)劃；MERL實(shí)驗(yàn)室的InteractiveTable計(jì)劃；MITMediaLab的ThingsThatThink項(xiàng)目；HP的CoolTown計(jì)劃；清華大學(xué)的SmartClassroom等。目前的主要研究計(jì)劃DonNorman的“Invisible普適計(jì)算研究動力Satyanarayanan認(rèn)為：從分布式計(jì)算、移動計(jì)算到普適計(jì)算的發(fā)展歷程來看，研究普適計(jì)算的動力在于四個方面：智能空間的有效運(yùn)用（effectiveuseofsmartspaces）、不可見性（invisibility）、本地或局部可伸縮性（localizedscalability）和屏蔽非均衡條件（maskingunevenconditioning）。通過將計(jì)算基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)嵌入到建筑結(jié)構(gòu)中，一個智能空間（SmartSpace）可以將兩個脫節(jié)的世界（指移動和固定）聯(lián)系在一起。普適計(jì)算研究動力Satyanarayanan認(rèn)為：從分布式計(jì)普適計(jì)算實(shí)現(xiàn)的條件從技術(shù)上，實(shí)現(xiàn)普適計(jì)算必須做到滿足三個條件，首先，市場上大量出現(xiàn)可供購買的尺寸大小不一、種類繁多的顯示設(shè)備和廉價、低能耗計(jì)算設(shè)備；其次，存在將所有計(jì)算設(shè)備（如嵌入式計(jì)算設(shè)備、輔助設(shè)備）聯(lián)接在一起的網(wǎng)絡(luò)；最后，研制出用于實(shí)現(xiàn)普適計(jì)算應(yīng)用系統(tǒng)的軟件支撐系統(tǒng)。普適計(jì)算實(shí)現(xiàn)的條件從技術(shù)上，實(shí)現(xiàn)普適計(jì)算必須做到滿足三個條件泛在學(xué)習(xí)的定義泛在學(xué)習(xí)的概念其實(shí)并不是一個新名詞，從廣義上看，學(xué)習(xí)本身是無處不在的。然而，無處不在的學(xué)習(xí)并不一定能無處不在地得到學(xué)習(xí)支持。無處不在的學(xué)習(xí)并不一定能無處不在地產(chǎn)生相應(yīng)的學(xué)習(xí)效果。普適計(jì)算環(huán)境的泛在學(xué)習(xí)是指在信息空間與物理空間相融合的空間里，學(xué)習(xí)的發(fā)生、學(xué)習(xí)的需求以及學(xué)習(xí)資源無處不在，學(xué)習(xí)者可以得到普適計(jì)算環(huán)境的隨時、隨地的支持。泛在學(xué)習(xí)的定義泛在學(xué)習(xí)的概念其實(shí)并不是一個新名詞，從廣義上看學(xué)習(xí)環(huán)境的分類從學(xué)習(xí)環(huán)境的分類來看，泛在學(xué)習(xí)環(huán)境是屬于深入層次較高、學(xué)習(xí)的移動性最高的一種學(xué)習(xí)環(huán)境。一個泛在學(xué)習(xí)環(huán)境是一種整合的學(xué)習(xí)環(huán)境,它整合了物理的、社會的、信息的和技術(shù)的多個層面和維度。在一個泛在學(xué)習(xí)環(huán)境中,各種教育機(jī)構(gòu)(EducationalInstitutions)、工作坊(Workspace)、社區(qū)(Community)和家庭(Home)將會被有機(jī)地整合在一起。高基于桌面計(jì)算環(huán)境的學(xué)習(xí)移動學(xué)習(xí)普適學(xué)習(xí)泛在學(xué)習(xí)深入的層次移動的層次高低低學(xué)習(xí)環(huán)境的分類從學(xué)習(xí)環(huán)境的分類來看，泛在學(xué)習(xí)環(huán)境是屬于深入層泛在學(xué)習(xí)的主要特征永久性（Permanency）：學(xué)習(xí)者可以將每天的學(xué)習(xí)進(jìn)度記錄下來，在不刪除的情況下，學(xué)習(xí)者永遠(yuǎn)也不會失去學(xué)習(xí)進(jìn)度；易于獲?。ˋccessibility）：整個學(xué)習(xí)過程是學(xué)生自主控制的，學(xué)習(xí)者可以隨時隨地獲取文檔、數(shù)據(jù)或者視頻資源；即時性（Immediacy）：無論學(xué)習(xí)者身處何地，他們都能即時獲取信息，這為學(xué)習(xí)者即時解決問題提供便利；交互性（Interactivity）：通過同步或異步的交流方式，學(xué)習(xí)者可以與專家、教師或者學(xué)習(xí)伙伴進(jìn)行交互；教學(xué)活動的真實(shí)性（Situatingofinstructionalactivities）：學(xué)習(xí)可以真實(shí)地融入我們的日常生活。我們面臨的問題或習(xí)得的知識是自然世界里真實(shí)可信的；適應(yīng)性（Adaptability）：學(xué)習(xí)者可以在合適的地點(diǎn)以合適的方式獲得正確的信息；協(xié)作性（Collaborative）：學(xué)習(xí)者可以在計(jì)算機(jī)支持的泛在協(xié)作學(xué)習(xí)（UbiquitousCSCL）環(huán)境中實(shí)現(xiàn)社會知識建構(gòu)和共享的社會認(rèn)知過程。泛在學(xué)習(xí)的主要特征永久性（Permanency）：學(xué)習(xí)者可以研究背景概念界定與研究綜述普適計(jì)算和泛在學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)個案分析：泛在語言學(xué)習(xí)與智能教室結(jié)論匯報內(nèi)容研究背景匯報內(nèi)容信息空間和物理空間的融合信息空間：存在于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)字化的信息、服務(wù)、計(jì)算和通信物理空間：真實(shí)存在的物理世界普適計(jì)算融合2、自發(fā)的交互1、綁定信息空間和物理空間的融合信息空間：物理空間：普適計(jì)算融合綁定和自發(fā)的交互綁定：信息空間中的對象與物理空間中的物體建立相互的對應(yīng)，使這個物體成為訪問信息空間中服務(wù)的直接入口。自發(fā)的交互：物理空間和信息空間之間無需人的干預(yù)的交互，即其中任一個空間狀態(tài)的改變可以引起另一個空間的狀態(tài)的相應(yīng)改變。綁定和自發(fā)的交互綁定：信息空間中的對象與物理空間中的物體建立兩種途徑實(shí)現(xiàn)綁定直接在物體上（內(nèi)）嵌入一定的感知、計(jì)算、通信能力，使其同時具有物理空間和信息空間中的用途。例子：MERL實(shí)驗(yàn)室研究的InteractiveTable；清華大學(xué)研究的SmartClassroom；MITMediaLab的ThingsThatThink項(xiàng)目。兩種途徑實(shí)現(xiàn)綁定直接在物體上（內(nèi)）嵌入一定的感知、計(jì)算、通兩種途徑實(shí)現(xiàn)綁定為每個物體添加可以被計(jì)算機(jī)自動識別的標(biāo)簽，標(biāo)簽可以是基于條碼、紅外和RFID的。例子：HP的CoolTown計(jì)劃，通過在所有物理世界中的物體上附著一個編碼有URL信息的條形碼來建立物體與其Web上的表示之間的對應(yīng)，從而建立一個數(shù)字化的城市。兩種途徑實(shí)現(xiàn)綁定為每個物體添加可以被計(jì)算機(jī)自動識別的標(biāo)簽，標(biāo)從兩個相對方向看自發(fā)的交互信息空間的狀態(tài)改變映射到物理空間中，其最主要形式是數(shù)字化信息可以無縫地疊加在物理空間中/上。例子：已經(jīng)廣泛采用的各種電器上的顯示屏；E-Ink公司正在研究的電子紙；IBM研究院的EverywhereDisplay；從兩個相對方向看自發(fā)的交互信息空間的狀態(tài)改變映射到物理空間中信息空間也可以自動地覺察物理空間中狀態(tài)的改變，從而改變相應(yīng)對象的狀態(tài)或觸發(fā)某些事件。這種特性稱為覺察上下文的計(jì)算，是普適計(jì)算的重要特征；當(dāng)你抵達(dá)一個場所……當(dāng)你拿起一個公用設(shè)備……信息空間對人的行為甚至表情的自動理解——主動的計(jì)算或者蘊(yùn)涵式的人機(jī)交互從兩個相對方向看自發(fā)的交互信息空間也可以自動地覺察物理空間中狀態(tài)的改變，從而改變相應(yīng)對蘊(yùn)涵式人機(jī)交互的實(shí)現(xiàn)途徑實(shí)現(xiàn)途徑有兩類通過傳感器：

歐盟的TEA計(jì)劃，在日常器具如咖啡杯、家具、手機(jī)等中嵌入傳感器；通過多模態(tài)感知接口：清華大學(xué)的SmartClassroom，用視覺跟蹤、姿態(tài)識別等方法來判斷目前教室中的上下文。蘊(yùn)涵式人機(jī)交互的實(shí)現(xiàn)途徑實(shí)現(xiàn)途徑有兩類桌面計(jì)算模式與普適計(jì)算模式桌面計(jì)算模式下，信息空間和物理空間是隔離的：綁定是稀疏的，唯一的綁定點(diǎn)是計(jì)算機(jī)；它們之間的交互是由人驅(qū)動的，人先察覺物理空間的改變?nèi)缓笥靡欢ǖ姆绞捷斎氲叫畔⒖臻g。隔離正是桌面計(jì)算模式各種不足的根源！桌面計(jì)算模式與普適計(jì)算模式桌面計(jì)算模式下，信息空間和物理空間研究背景概念界定與研究綜述普適計(jì)算和泛在學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)個案分析：泛在語言學(xué)習(xí)與智能教室結(jié)論匯報內(nèi)容研究背景匯報內(nèi)容普適計(jì)算技術(shù)支持的語言學(xué)習(xí)案例日本Tokushima大學(xué)工程學(xué)院的HiroakiOgata和YoneoYano教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組專門針對該校海外留學(xué)生學(xué)習(xí)日語和日本本國學(xué)生學(xué)習(xí)英語開發(fā)了泛在語言學(xué)習(xí)系統(tǒng)（Computersupportedubiquitouslearning，縮寫為CSUL，又可以稱為CLUE系統(tǒng)）。學(xué)習(xí)者需要利用PDA（PersonalDigitalAssistant）儲存和分享信息。系統(tǒng)通過PDA為學(xué)習(xí)者提供不同學(xué)習(xí)環(huán)境中的正確表達(dá)（其界面如圖所示）。普適計(jì)算技術(shù)支持的語言學(xué)習(xí)案例日本Tokushima大學(xué)工CLUE系統(tǒng)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)者模型：該模型包括了學(xué)習(xí)者個人的一些信息，如姓名、年齡、性別、職業(yè)、興趣愛好以及各級各類的表達(dá)形式等等。環(huán)境模型：該模型包含了地圖中的物體、房間、建筑物以及物體與句子表達(dá)形式關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。教育模型：該模型作為學(xué)習(xí)材料和工具詞典管理著表達(dá)句子。傳播支持模塊：此服務(wù)器充當(dāng)了即時收發(fā)器的作用，管理這BBS和聊天工具。定位管理模塊：該模塊儲存了每個學(xué)習(xí)者的位置信息。適應(yīng)引擎模塊：該模塊向?qū)W習(xí)者推薦合適的表達(dá)句子和知識知覺地圖。傳播客戶端：該客戶端是BBS和聊天客戶端。位置傳感器：該模塊向?qū)W習(xí)者自動傳送接收自GPS的其所處位置的信息。CLUE系統(tǒng)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)者模型：該模型包括了學(xué)習(xí)者個人的一些信息CLUE系統(tǒng)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)者模塊環(huán)境模塊教育模塊傳播服務(wù)器意義數(shù)據(jù)管理適應(yīng)引擎學(xué)習(xí)者信息交流日志真實(shí)世界數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)材料傳播客戶端傳感器（GPS,RFID…）學(xué)習(xí)環(huán)境Q&A聊天/BBS學(xué)習(xí)材料知識知覺地圖PDA客戶端服務(wù)器端CLUE系統(tǒng)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)者模塊環(huán)境模塊教育模塊傳播服務(wù)器意義數(shù)據(jù)CLUE系統(tǒng)子系統(tǒng)及其功能介紹

該系統(tǒng)包括三個支持泛在語言學(xué)習(xí)的子系統(tǒng)構(gòu)成，分別是：句子學(xué)習(xí)系統(tǒng)、禮貌用語學(xué)習(xí)系統(tǒng)和詞匯學(xué)習(xí)系統(tǒng)。1、句子學(xué)習(xí)系統(tǒng)學(xué)習(xí)者可以將有用的表達(dá)短語存儲在CLUE系統(tǒng)中，也可以在平時有疑問時向系統(tǒng)提問。日本學(xué)生負(fù)責(zé)界定表達(dá)短語或者回答留學(xué)生們的提問。當(dāng)學(xué)生們處于移動狀態(tài)中時，CLUE系統(tǒng)可以隨時隨地地為他們提供足夠的表達(dá)短語和問題。在初始狀態(tài)，一些基本的句子首先被儲存在相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中。CLUE系統(tǒng)子系統(tǒng)及其功能介紹該系統(tǒng)包括三個支持泛在語言學(xué)CLUE系統(tǒng)子系統(tǒng)及其功能介紹

1、句子學(xué)習(xí)系統(tǒng)A窗口顯示的是學(xué)習(xí)者當(dāng)前所處的位置。位置指示主要通過全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）實(shí)現(xiàn)。當(dāng)學(xué)習(xí)者進(jìn)入一個新的環(huán)境，窗口B就會出現(xiàn)，該窗口是用英語描述的一些有用的表達(dá)形式。如果學(xué)習(xí)者遇到了表達(dá)上的問題，窗口C就會顯示。該窗口顯示了句子表達(dá)形式與其他學(xué)習(xí)者之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。CLUE系統(tǒng)子系統(tǒng)及其功能介紹1、句子學(xué)習(xí)系統(tǒng)CLUE系統(tǒng)子系統(tǒng)及其功能介紹

2、禮貌用語學(xué)習(xí)系統(tǒng)日語的禮貌用語可以分為敬語和謙語。在實(shí)際生活會話場景中（如圖所示），學(xué)習(xí)者只要在CLUE系統(tǒng)的PDA設(shè)備中輸入相關(guān)的信息，比如姓名、年級和年齡等，當(dāng)畫面中的X先生跟Z先生對話時，系統(tǒng)就會告訴X先生正確的禮貌用語表達(dá)形式。CLUE系統(tǒng)子系統(tǒng)及其功能介紹2、禮貌用語學(xué)習(xí)系統(tǒng)CLUE系統(tǒng)子系統(tǒng)及其功能介紹

3、詞匯學(xué)習(xí)系統(tǒng)在初級語言學(xué)習(xí)班級中，為了提醒學(xué)習(xí)者，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者在每個物體上都貼上改物體相應(yīng)的名稱詞匯。詞匯學(xué)習(xí)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想是將詞匯與其出現(xiàn)頻率聯(lián)系起來。CLUE系統(tǒng)子系統(tǒng)及其功能介紹3、詞匯學(xué)習(xí)系統(tǒng)清華大學(xué)面向遠(yuǎn)程教育的智能教室清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系徐光祐、史元春教授等領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)開發(fā)了基于智能空間（Smartspace）的面向遠(yuǎn)程教育的智能教室（SmartRoom）。該智能教室是為了解決遠(yuǎn)程教育中由于基于桌面計(jì)算、以課件下載和瀏覽為主要形態(tài)等帶來的種種問題而設(shè)計(jì)開發(fā)的（其設(shè)計(jì)思路如圖所示）。清華大學(xué)面向遠(yuǎn)程教育的智能教室清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系徐光祐、史元研究背景概念界定與研究綜述普適計(jì)算和泛在學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)個案分析：泛在語言學(xué)習(xí)與智能教室結(jié)論匯報內(nèi)容研究背景匯報內(nèi)容結(jié)論普適計(jì)算環(huán)境中的泛在學(xué)習(xí)把計(jì)算和信息融入人們的生活空間；人們生活其中可隨時、隨地得到計(jì)算服務(wù)和泛在學(xué)習(xí)支持；是對數(shù)字化學(xué)習(xí)的革新，維極大地活躍了學(xué)術(shù)思想，推動了對新型計(jì)算模式下泛在學(xué)習(xí)的研究。結(jié)論普適計(jì)算環(huán)境中的泛在學(xué)習(xí)參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)謝謝！謝謝！演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！普適計(jì)算環(huán)境中的泛在學(xué)習(xí)

－研究綜述與個案分析

Pervasive/UbiquitousComputing付道明普適計(jì)算環(huán)境中的泛在學(xué)習(xí)

－研究綜述與個案分析

Pervas研究背景概念界定與研究綜述普適計(jì)算和泛在學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)個案分析：泛在語言學(xué)習(xí)與智能教室結(jié)論匯報內(nèi)容研究背景匯報內(nèi)容研究背景概念界定與研究綜述普適計(jì)算和泛在學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)個案分析：泛在語言學(xué)習(xí)與智能教室結(jié)論匯報內(nèi)容研究背景匯報內(nèi)容當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)計(jì)算、通信和數(shù)字媒體技術(shù)的互相滲透和結(jié)合，其集中的體現(xiàn)就是互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展；計(jì)算機(jī)在計(jì)算能力和存儲容量提高的同時體積也越來越小，其發(fā)展趨勢是把計(jì)算能力嵌入到各種設(shè)備中去，而且這些設(shè)備可聯(lián)網(wǎng)使用。當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)計(jì)算、通信和數(shù)字媒體技術(shù)的互相滲透和計(jì)算模式的發(fā)展計(jì)算模式（ComputingParadigm）在20世紀(jì)80年代經(jīng)歷了從主機(jī)計(jì)算(MainframeComputing)到桌面計(jì)算(DesktopComputing)的革新。90年代以來計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展蘊(yùn)育了新的計(jì)算模式。計(jì)算模式的發(fā)展計(jì)算模式（ComputingParadigm傳統(tǒng)的計(jì)算模式以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算：計(jì)算機(jī)的使用方法不符合人類的習(xí)慣；為了完成一項(xiàng)任務(wù)，需要與計(jì)算機(jī)進(jìn)行的對話過于煩瑣；基于桌面的使用模式：用戶要使用計(jì)算機(jī)，就需要坐在計(jì)算機(jī)面前；本質(zhì)上說是一種私有模式，難以適應(yīng)一個用戶可能在不同地點(diǎn)和環(huán)境，甚至在移動過程中使用多臺計(jì)算設(shè)備進(jìn)行工作的情況。傳統(tǒng)的計(jì)算模式以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算：全新的計(jì)算模式提出計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展迫切地需要全新的計(jì)算模式，這就是普適計(jì)算(Pervasive/UbiquitousComputing)。普適計(jì)算的思想最早是1991年MarkWeiser在《ScientificAmerican》的“TheComputerforthe21stCentury”中提出的。全新的計(jì)算模式提出計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展迫切地需要全新的計(jì)算模計(jì)算模式的發(fā)展趨勢計(jì)算模式的發(fā)展趨勢普適計(jì)算思想的發(fā)展強(qiáng)調(diào)把計(jì)算機(jī)嵌入到環(huán)境或日常工具中去，讓計(jì)算機(jī)本身從人們的視線中消失，讓人們注意的中心回歸到要完成的任務(wù)本身Weiser的思想在90年代后期開始在國際上得到廣泛關(guān)注和接受，目前已經(jīng)成為一個極具活力和影響力的研究領(lǐng)域。重要標(biāo)志：1999年開始的Ubicomp國際會議、2000年開始的PervasiveComputing國際會議、2002年IEEEPervasiveComputing期刊的創(chuàng)刊。普適計(jì)算思想的發(fā)展強(qiáng)調(diào)把計(jì)算機(jī)嵌入到環(huán)境或日常工具中去，讓計(jì)研究背景概念界定與研究綜述普適計(jì)算和泛在學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)個案分析：泛在語言學(xué)習(xí)與智能教室結(jié)論匯報內(nèi)容研究背景匯報內(nèi)容普適計(jì)算的定義目前尚未有明確定義，但目標(biāo)都是“要建立一個充滿計(jì)算和通信能力的環(huán)境，同時使這個環(huán)境與人們逐漸地融合在一起”?！捌者m計(jì)算2007國際會議”官方網(wǎng)站指出，普適計(jì)算是指人們可以在任何時間（anytime）任何地點(diǎn)（anywhere）通過我們?nèi)粘Ｉ钪械奈矬w和環(huán)境中的某一聯(lián)網(wǎng)的動態(tài)設(shè)備，而不僅僅是計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行隨時隨地的交流和協(xié)作。清華大學(xué)徐光祐教授等的定義是:“普適計(jì)算是信息空間與物理空間的融合，在這個融合的空間中人們可以隨時隨地、透明地獲得數(shù)字化的服務(wù)?！逼者m計(jì)算的定義目前尚未有明確定義，但目標(biāo)都是“要建立一個充滿“隨時隨地”和“透明”“隨時隨地”指人們可以在工作、生活的現(xiàn)場就可以獲得服務(wù),而不需離開這個現(xiàn)場而去端坐在一個專門的計(jì)算機(jī)面前，即像空氣一樣無所不在；“透明”指獲得這種服務(wù)時不需要花費(fèi)很多注意力，即這種服務(wù)的訪問方式是十分自然的甚至是用戶本身注意不到的，即所謂蘊(yùn)涵式的交互（ImplicitInteraction）?！半S時隨地”和“透明”“隨時隨地”指人們可以在工作、生活的現(xiàn)普適計(jì)算的本質(zhì)要求相對“隨時隨地”的特性,“透明”是普適計(jì)算更本質(zhì)的要求，是其與桌面計(jì)算模式最本質(zhì)的區(qū)。Themostprofoundtechnologiesarethosethatdisappear.Theyweavethemselvesintothefabricofeverydaylifeuntiltheyareindistinguishablefromit.“最具有深遠(yuǎn)意義的是那些從人們注意力中消失的技術(shù)，這些技術(shù)已經(jīng)滲透到人們的日常生活中以致與生活難以區(qū)分”。普適計(jì)算的本質(zhì)要求相對“隨時隨地”的特性,“透明”是普適計(jì)算目前的主要研究計(jì)劃DonNorman的“InvisibleComputer”；CMU的Aura計(jì)劃；歐盟的“DisappearingComputer”計(jì)劃；MIT的Oxygen計(jì)劃；MERL實(shí)驗(yàn)室的InteractiveTable計(jì)劃；MITMediaLab的ThingsThatThink項(xiàng)目；HP的CoolTown計(jì)劃；清華大學(xué)的SmartClassroom等。目前的主要研究計(jì)劃DonNorman的“Invisible普適計(jì)算研究動力Satyanarayanan認(rèn)為：從分布式計(jì)算、移動計(jì)算到普適計(jì)算的發(fā)展歷程來看，研究普適計(jì)算的動力在于四個方面：智能空間的有效運(yùn)用（effectiveuseofsmartspaces）、不可見性（invisibility）、本地或局部可伸縮性（localizedscalability）和屏蔽非均衡條件（maskingunevenconditioning）。通過將計(jì)算基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)嵌入到建筑結(jié)構(gòu)中，一個智能空間（SmartSpace）可以將兩個脫節(jié)的世界（指移動和固定）聯(lián)系在一起。普適計(jì)算研究動力Satyanarayanan認(rèn)為：從分布式計(jì)普適計(jì)算實(shí)現(xiàn)的條件從技術(shù)上，實(shí)現(xiàn)普適計(jì)算必須做到滿足三個條件，首先，市場上大量出現(xiàn)可供購買的尺寸大小不一、種類繁多的顯示設(shè)備和廉價、低能耗計(jì)算設(shè)備；其次，存在將所有計(jì)算設(shè)備（如嵌入式計(jì)算設(shè)備、輔助設(shè)備）聯(lián)接在一起的網(wǎng)絡(luò)；最后，研制出用于實(shí)現(xiàn)普適計(jì)算應(yīng)用系統(tǒng)的軟件支撐系統(tǒng)。普適計(jì)算實(shí)現(xiàn)的條件從技術(shù)上，實(shí)現(xiàn)普適計(jì)算必須做到滿足三個條件泛在學(xué)習(xí)的定義泛在學(xué)習(xí)的概念其實(shí)并不是一個新名詞，從廣義上看，學(xué)習(xí)本身是無處不在的。然而，無處不在的學(xué)習(xí)并不一定能無處不在地得到學(xué)習(xí)支持。無處不在的學(xué)習(xí)并不一定能無處不在地產(chǎn)生相應(yīng)的學(xué)習(xí)效果。普適計(jì)算環(huán)境的泛在學(xué)習(xí)是指在信息空間與物理空間相融合的空間里，學(xué)習(xí)的發(fā)生、學(xué)習(xí)的需求以及學(xué)習(xí)資源無處不在，學(xué)習(xí)者可以得到普適計(jì)算環(huán)境的隨時、隨地的支持。泛在學(xué)習(xí)的定義泛在學(xué)習(xí)的概念其實(shí)并不是一個新名詞，從廣義上看學(xué)習(xí)環(huán)境的分類從學(xué)習(xí)環(huán)境的分類來看，泛在學(xué)習(xí)環(huán)境是屬于深入層次較高、學(xué)習(xí)的移動性最高的一種學(xué)習(xí)環(huán)境。一個泛在學(xué)習(xí)環(huán)境是一種整合的學(xué)習(xí)環(huán)境,它整合了物理的、社會的、信息的和技術(shù)的多個層面和維度。在一個泛在學(xué)習(xí)環(huán)境中,各種教育機(jī)構(gòu)(EducationalInstitutions)、工作坊(Workspace)、社區(qū)(Community)和家庭(Home)將會被有機(jī)地整合在一起。高基于桌面計(jì)算環(huán)境的學(xué)習(xí)移動學(xué)習(xí)普適學(xué)習(xí)泛在學(xué)習(xí)深入的層次移動的層次高低低學(xué)習(xí)環(huán)境的分類從學(xué)習(xí)環(huán)境的分類來看，泛在學(xué)習(xí)環(huán)境是屬于深入層泛在學(xué)習(xí)的主要特征永久性（Permanency）：學(xué)習(xí)者可以將每天的學(xué)習(xí)進(jìn)度記錄下來，在不刪除的情況下，學(xué)習(xí)者永遠(yuǎn)也不會失去學(xué)習(xí)進(jìn)度；易于獲?。ˋccessibility）：整個學(xué)習(xí)過程是學(xué)生自主控制的，學(xué)習(xí)者可以隨時隨地獲取文檔、數(shù)據(jù)或者視頻資源；即時性（Immediacy）：無論學(xué)習(xí)者身處何地，他們都能即時獲取信息，這為學(xué)習(xí)者即時解決問題提供便利；交互性（Interactivity）：通過同步或異步的交流方式，學(xué)習(xí)者可以與專家、教師或者學(xué)習(xí)伙伴進(jìn)行交互；教學(xué)活動的真實(shí)性（Situatingofinstructionalactivities）：學(xué)習(xí)可以真實(shí)地融入我們的日常生活。我們面臨的問題或習(xí)得的知識是自然世界里真實(shí)可信的；適應(yīng)性（Adaptability）：學(xué)習(xí)者可以在合適的地點(diǎn)以合適的方式獲得正確的信息；協(xié)作性（Collaborative）：學(xué)習(xí)者可以在計(jì)算機(jī)支持的泛在協(xié)作學(xué)習(xí)（UbiquitousCSCL）環(huán)境中實(shí)現(xiàn)社會知識建構(gòu)和共享的社會認(rèn)知過程。泛在學(xué)習(xí)的主要特征永久性（Permanency）：學(xué)習(xí)者可以研究背景概念界定與研究綜述普適計(jì)算和泛在學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)個案分析：泛在語言學(xué)習(xí)與智能教室結(jié)論匯報內(nèi)容研究背景匯報內(nèi)容信息空間和物理空間的融合信息空間：存在于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)字化的信息、服務(wù)、計(jì)算和通信物理空間：真實(shí)存在的物理世界普適計(jì)算融合2、自發(fā)的交互1、綁定信息空間和物理空間的融合信息空間：物理空間：普適計(jì)算融合綁定和自發(fā)的交互綁定：信息空間中的對象與物理空間中的物體建立相互的對應(yīng)，使這個物體成為訪問信息空間中服務(wù)的直接入口。自發(fā)的交互：物理空間和信息空間之間無需人的干預(yù)的交互，即其中任一個空間狀態(tài)的改變可以引起另一個空間的狀態(tài)的相應(yīng)改變。綁定和自發(fā)的交互綁定：信息空間中的對象與物理空間中的物體建立兩種途徑實(shí)現(xiàn)綁定直接在物體上（內(nèi)）嵌入一定的感知、計(jì)算、通信能力，使其同時具有物理空間和信息空間中的用途。例子：MERL實(shí)驗(yàn)室研究的InteractiveTable；清華大學(xué)研究的SmartClassroom；MITMediaLab的ThingsThatThink項(xiàng)目。兩種途徑實(shí)現(xiàn)綁定直接在物體上（內(nèi)）嵌入一定的感知、計(jì)算、通兩種途徑實(shí)現(xiàn)綁定為每個物體添加可以被計(jì)算機(jī)自動識別的標(biāo)簽，標(biāo)簽可以是基于條碼、紅外和RFID的。例子：HP的CoolTown計(jì)劃，通過在所有物理世界中的物體上附著一個編碼有URL信息的條形碼來建立物體與其Web上的表示之間的對應(yīng)，從而建立一個數(shù)字化的城市。兩種途徑實(shí)現(xiàn)綁定為每個物體添加可以被計(jì)算機(jī)自動識別的標(biāo)簽，標(biāo)從兩個相對方向看自發(fā)的交互信息空間的狀態(tài)改變映射到物理空間中，其最主要形式是數(shù)字化信息可以無縫地疊加在物理空間中/上。例子：已經(jīng)廣泛采用的各種電器上的顯示屏；E-Ink公司正在研究的電子紙；IBM研究院的EverywhereDisplay；從兩個相對方向看自發(fā)的交互信息空間的狀態(tài)改變映射到物理空間中信息空間也可以自動地覺察物理空間中狀態(tài)的改變，從而改變相應(yīng)對象的狀態(tài)或觸發(fā)某些事件。這種特性稱為覺察上下文的計(jì)算，是普適計(jì)算的重要特征；當(dāng)你抵達(dá)一個場所……當(dāng)你拿起一個公用設(shè)備……信息空間對人的行為甚至表情的自動理解——主動的計(jì)算或者蘊(yùn)涵式的人機(jī)交互從兩個相對方向看自發(fā)的交互信息空間也可以自動地覺察物理空間中狀態(tài)的改變，從而改變相應(yīng)對蘊(yùn)涵式人機(jī)交互的實(shí)現(xiàn)途徑實(shí)現(xiàn)途徑有兩類通過傳感器：

歐盟的TEA計(jì)劃，在日常器具如咖啡杯、家具、手機(jī)等中嵌入傳感器；通過多模態(tài)感知接口：清華大學(xué)的SmartClassroom，用視覺跟蹤、姿態(tài)識別等方法來判斷目前教室中的上下文。蘊(yùn)涵式人機(jī)交互的實(shí)現(xiàn)途徑實(shí)現(xiàn)途徑有兩類桌面計(jì)算模式與普適計(jì)算模式桌面計(jì)算模式下，信息空間和物理空間是隔離的：綁定是稀疏的，唯一的綁定點(diǎn)是計(jì)算機(jī)；它們之間的交互是由人驅(qū)動的，人先察覺物理空間的改變?nèi)缓笥靡欢ǖ姆绞捷斎氲叫畔⒖臻g。隔離正是桌面計(jì)算模式各種不足的根源！桌面計(jì)算模式與普適計(jì)算模式桌面計(jì)算模式下，信息空間和物理空間研究背景概念界定與研究綜述普適計(jì)算和泛在學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)個案分析：泛在語言學(xué)習(xí)與智能教室結(jié)論匯報內(nèi)容研究背景匯報內(nèi)容普適計(jì)算技術(shù)支持的語言學(xué)習(xí)案例日本Tokushima大學(xué)工程學(xué)院的HiroakiOgata和YoneoYano教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組專門針對該校海外留學(xué)生學(xué)習(xí)日語和日本本國學(xué)生學(xué)習(xí)英語開發(fā)了泛在語言學(xué)習(xí)系統(tǒng)（Computersupportedubiquitouslearning，縮寫為CSUL，又可以稱為CLUE系統(tǒng)）。學(xué)習(xí)者需要利用PDA（PersonalDigitalAssistant）儲存和分享信息。系統(tǒng)通過PDA為學(xué)習(xí)者提供不同學(xué)習(xí)環(huán)境中的正確表達(dá)（其界面如圖所示）。普適計(jì)算技術(shù)支持的語言學(xué)習(xí)案例日本Tokushima大學(xué)工CLUE系統(tǒng)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)者模型：該模型包括了學(xué)習(xí)者個人的一些信息，如姓名、年齡、性別、職業(yè)、興趣愛好以及各級各類的表達(dá)形式等等。環(huán)境模型：該模型包含了地圖中的物體、房間、建筑物以及物體與句子表達(dá)形式關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。教育模型：該模型作為學(xué)習(xí)材料和工具詞典管理著表達(dá)句子。傳播支持模塊：此服務(wù)器充當(dāng)了即時收發(fā)器的作用，管理這BBS和聊天工具。定位管理模塊：該模塊儲存了每個學(xué)習(xí)者的位置信息。適應(yīng)引擎模塊：該模塊向?qū)W習(xí)者推薦合適的表達(dá)句子和知識知覺地