《认识物体的运动》教学反思（精选12篇）
认识物体的运动教学反思1
自然界中一切物体都在运动着，本节课只是研究从表面看起来都在运动的物体，如蜗牛爬行、溜冰、火车行驶、跳高等，了解物体运动时，位置在不断发生变化，在此基础上再着重探究运动着的物体的各自不同的运动方式。
本课我的设计意图是由课本的例图引出疑问：如何判断物体是否运动，接着对比运动瞬间的照片，使学生直观形象的了解物体运动时，位置在不断发生变化，完成这节知识后，我开始通过让木块、风车、易拉罐、钢尺、橡皮筋、秋千等运动起来，指导学生从总体上了解物体的运动方式有移动、转动、滚动、振动、摆动等，引导他们对物体运动的方式及其特点进行研究，使他们知道移动、转动、滚动、振动、摆动的特点，并能够通过观察及实践活动对各类运动方式进行比较，找出它们的相同点与不同点。并通过研究让学生了解各种运动方式之间并不是孤立存在的，它们往往是相互联系的，一个复杂的运动可能包含着几种简单的运动，从而体会到自然界中的各种事物之间是相互联系着的。在导入的时候我感觉学生对生活中的一些事物的运动方式了解得不是很完整，所以在这里有必要运用本堂课的所学再次对这些事物的运动方式进行交流。
我从日常生活中看到的现象入手，让学生初步感知物体的运动。尽管他们表达得不是很正确，但不要紧，尽量让他们用自己的方式来描述物体的各种运动。如风车的转动、汽车轮子的滚动、秋千的摆动等，对一些简单物体运动的形态已经有了初步的了解，只是对它们的认识还不够深入、系统，对物体运动方式的本质特点还不很清楚。在本课的教学过程中，我引导学生利用各种不同的实验器材由浅人深地观察、感知、认识、分析它们的运动方式及其特点。
学习应该与学生的日常生活紧密联系起来。在教学中，我努力设置、营造良好的研究环境。课前我搜集、准备很多与物体运动方式有关的活动相片，学生喜欢的玩具，通过观察，动手操作，给学生提供了直观的观察对象，更让教学、研究活动充满了乐趣。通过游戏观察活动，还可以拉近学生学习与生活之间的距离，让学生们体验到生活中到处都充满了运动，只要平时注意观察、积极思考。就可以发现许多自然的秘密，从而培养学生良好的学习习惯。玩应该是有目的地玩，而不是瞎玩，玩是小孩子的天性，这里就从儿童认知的特点、水平出发，从儿童的已有经验出发来组织教学。让学生用已有的材料进行研究，用自己想出的各种方法去玩，他们就特别感兴趣。我也参与学生的活动，在适当的时候指导学生深入地玩，在玩中有收获。
给足了充分的时间让学生去进行探究是这堂课的特点，参与思维训练，因此学生在玩的过程中有了很多收获，在记录时，他们也用了多种方式，有的用语言表达，有的用了图画表示，有的用了手势。在总结时，我不是直接地告诉，而是让学生互相补充，在他们的回答中善于提升概括，让他们的表达越来越科学，这符合儿童认知的特点。学生的发现往往是教师意想不到的，而且往往是很有价值的，所以教师要善于追问，培养学生概括的能力。对于课堂中出现的问题，我们不能一带而过地加以纠正，而是让学生通过再次观察去发现问题的所在，并作出正确判断。在整个教学过程中，我时刻关注了学生的动向。本课教学研究的对象比较丰富，容量也比较大，在注重教师引导作用的同时更应注重让学生在动手实践、观察、思考的过程中系统地掌握物体的各种运动方式。
认识物体的运动教学反思2
人们常说“有竞争，才有进步。”也根据小学生争强好胜的心理特点，教师在教学过程中运用竞争策略，激励他们学习已经越来越普遍。众所周知，对于小学生来说，经过激励的学习行为与未经激励的学习行为其效果大不相同，而且在诸多可对小学生生产生激励作用的因素中，竞争对儿童的激励作用很大。鉴于此，我常在教学过程中将学生置身于竞争的情景，使学生的学习效率明显提高。
巧妙运用竞争策略，进行科学探究“怀疑，是探索的动力”。根据小学生好奇特点，创设竞争情景……例如在教《认识物体的运动》这一课时，让他们比一比谁发现的问题多，谁的问题最有探索意义，诱导学生从多角度、全方位去主动思考，积极探索发现问题，从而激发学生多思善想。
1、本课以“是哪辆列车开动”为情景引入，让学生通过一些较为简单的活动，认识物体的运动，知道物体运动时位置会发生变化；同时，要求学生观察、了解常见的几种运动方式；最后通过学生身边容易找到的材料，模仿几种物体的运动，加深学生对物体运动的认识。
2、通过观察物体的运动知道如何描述物体运动的特点和分辨物体不同的运动方式，培养观察记录、收集整理信息的能力，以及分析问题的能力；并意识到身边处处有科学。
3、从生活经验入手，通过对一个常见的现象提出问题，引导学生观察身边各种物体运动时的变化，分析物体运动的共同特点以及运动方式的不同，并尝试利用简单的材料模仿物体的几种运动方式。
总之，我在《认识物体的运动》让激发学生认识物体运动的`兴趣，让学生在快乐中学习。
认识物体的运动教学反思3
物体的运动是一种常见的现象，是物质世界内容标准中有关运动与力的一部分。教学流程是：提出问题——观察、实验——分析归纳——交流讨论——得出结论——模仿应用。
1、本课以“是哪辆列车开动”为情景引入，让学生通过一些较为简单的活动，认识物体的运动，知道物体运动时位置会发生变化；同时，要求学生观察、了解常见的几种运动方式；最后通过学生身边容易找到的材料，模仿几种物体的运动，加深学生对物体运动的认识。
2、通过观察物体的运动知道如何描述物体运动的特点和分辨物体不同的运动方式，培养观察记录、收集整理信息的能力，以及分析问题的能力；并意识到身边处处有科学。
3、从生活经验入手，通过对一个常见的现象提出问题，引导学生观察身边各种物体运动时的变化，分析物体运动的共同特点以及运动方式的不同，并尝试利用简单的材料模仿物体的几种运动方式。
总之，我在《认识物体的运动》让激发学生认识物体运动的兴趣，让学生在快乐中学习。
认识物体的运动教学反思4
本课的教学重点知道如何描述物体是否在运动，了解物体常见的运动方式并能用一些简单的材料进行模仿本课的探究活动就是基于描述物体是否在运动，了解物体常见的运动方式并能用一些简单的材料进行模仿而展开的，让学生经历了一个提出问题——观察、实验——分析归纳——交流讨论——得出结论——模仿应用的探究过程。
物体的运动是一种常见的现象，是物质世界内容标准中有关运动与力的一部分。本课以“是哪辆列车开动”为情景引入，让学生通过一些较为简单的活动，认识物体的运动，知道物体运动时位置会发生变化；同时，要求学生观察、了解常见的几种运动方式；最后通过学生身边容易找到的材料，模仿几种物体的运动，加深学生对物体运动的认识。
通过观察物体的运动知道如何描述物体运动的特点和分辨物体不同的运动方式，培养观察记录、收集整理信息的能力，以及分析问题的能力；并意识到身边处处有科学。
从生活经验入手，通过对一个常见的现象提出问题，引导学生观察身边各种物体运动时的变化，分析物体运动的共同特点以及运动方式的不同，并尝试利用简单的材料模仿物体的几种运动方式。
内容一:情境导入
第一次导入教学
师:谈话:小朋友们, 今天老师将带领大家一起进入图形王国, 首先我们一起来看图 (课件呈现) :图上这些小朋友在干什么呢? 生:堆积木.
师:是的, 他们在堆积木呢! 这里已经堆了一些积木了, 还有一些小朋友正往这里运呢, 在这些积木当中, 它们的现状一样吗? 生:不一样.
师:对, 不一样的.那有哪些形状呢?
生:长方体、正方体、圆球……
师:小朋友, 在你家的积木里有像这个样子的吗? 有这个形状的, 有方方的, 还有球一样的, 还有这种形状的和其他各种各样的形状的, 今天我们就一起来认识这些物体.
第二次导入教学
师:小朋友, 你们认识它们吗? 你们想想在哪儿见过它们呢? (课件呈现) :长方体、正方体、圆柱和球的卡通形象.
小朋友自由交流.
师:小朋友, 你带来了哪些“朋友”啊?向大家介绍一下.
学生展示带来的物体, 能说出名称的就说出来.
师:小朋友带的物体真多呀, 看了这些物体, 你还想知道些什么?
师:看来, 小朋友想知道的知识还真不少. 今天, 我们就来认识这些物体.
反思
儿童在认识物体时, 比较依赖他们的生活经验, 正方体、长方体、圆柱体和球是他们在生活中常见的几何物体, 我的两次设计都是以生为本, 采用儿童比较喜欢又熟悉的场景导入的.
第一次教学设计我采用了孩子喜欢又熟悉的场景图 (小朋友堆积木的例图) 导入, 然后让孩子由此想象自己在家里积木的形状, 我的设计是基于孩子已有的生活经验, 希望唤起孩子对课堂学习的兴趣.
第二次教学设计我同样采用儿童喜欢而熟悉的场景图 (几何卡通图片) 导入, 然后让孩子拿出自己带来的几何物体来, 猜一猜这节课我们想要学习的内容, 以此唤起孩子对这节课学习的热情与期许.
我同样设计了孩子喜欢而熟悉的导入情境, 但孩子在第二次设计的课堂导入时段的学习热情明显比第一次设计的高许多. 细细想来, 其中的差别就在于第二次更能切中儿童对感兴趣事物的认知心理.
内容二:根据描述, 猜物体名称
第一次设计
师:老师想和小朋友们做一个游戏, 老师描述自己看到的物体的形状, 小朋友们猜老师看到物体的名称, 小朋友们愿意吗? 生:愿意.
师:好, 开始了.第一个, 方方的, 长长的.生:长方体.
师:方方的, 有点扁.生1:长方体.生2:正方体.……
游戏开始时, 孩子的积极性还是蛮高的, 但参与度不高.部分孩子不愿意参与, 部分孩子早就有答案了, 但不愿意说出来, 最终草草收场.
第二次设计
师:我们来做一个游戏, 以小组为单位合作完成, 一个小朋友摸一摸物体, 再用两个字形容摸到物体的特征, 小组内其他小朋友猜出物体名称, 只有一次机会, 成功了就继续, 失败来就下一组来完成. 小朋友们听清楚游戏规则了吗? 听清楚了就开始.
小朋友们开始游戏活动.
从活动的一开始, 全班孩子游戏热情高涨, 参与的小组认真谨慎的进行游戏, 就怕被淘汰出局. 其他小组的孩子认真观察着游戏的小组, 监督着他们是否符合游戏规则, 是否有错误发生, 准备自己登场游戏. 教学游戏很成功, 起到的教学效果非常好.
反思
为什么同样都是游戏, 同样都是孩子猜物体名称, 游戏的效果有如此大的差距呢? 仔细想来, 前后两次设计还是有很大区别的. 第一次, 是老师主导, 并参与其中, 而且掌握绝大多数主动权, 孩子只是完成猜物体名称而已, 无外乎还是在回答老师的问题. 而第二次则不一样, 虽然还是老师定的规则, 但老师不参与其中, 全部交由孩子参与. 由孩子游戏, 由孩子判断, 由孩子执行, 在这其中孩子既是学习的参与者, 又是知识的评判者. 孩子不仅游戏了, 更重要的是亲身体验了知识的运用价值.
“以生定教”要真正想儿童所想, 从儿童的视角出发, 从儿童的心理出发, 关注儿童心理特点, 只有这样才能发挥“以生定教”理念的最大作用.
摘要：在传统的课堂教学中, 教师更多地“关注教”, 而较少地“关注学”, 随着教育改革的不断深化, 教学内容逐步多元化以及应试教育逐渐向素质化教育转变, 新课程提出的核心理念是:“一切为了学生的发展”, 即“以人为本”的人本思想, 它倡导一切以学生的发展为目标, 让学生成为真正的学习的主人.我校正是在这样的背景下结合学生、生活和生命的三生体系, 提出了“以生定教”的课堂教学理念.
《认识物体》单元教学初步认识长方体、正方体、圆柱和球。在日常生活里，学生一般已经接触过这几种常见的几何形体，有一定的感性认识。学习这部分内容之前，我先了解了部分学生对这几种几何形体的了解情况：外形长长的长方体、正方体和球学生基本上能够认得出；圆柱有部分学生叫圆柱体；学生认为有一组是正方形的长方体是正方体。以下是我的教学设计以想法。
大部分学生已经认识这几个几何形体，教学一开始我就拿出一个长方体盒子（比较有特征的：牙膏盒）要求学生从带来的物体中也拿出一个和老师一样的物体。当学生举起自己的物体时，巡视有无拿错的（全班没有一个学生将长方体拿错）。然后要求学生左右看一看其他小朋友拿出的各种各样不同的物体，（揭示长方体）这些物体有一个共同的名字——长方体。接着，小组合作看一看、摸一摸长方体是什么样子的。在交流长方体的样子时，有说“长方体长长的”、“长方体上面是方方的（片面）”、“长方体上面有四个尖尖的角，下面也有四个尖尖的角”、“长方体上下左右前后不一样大（长方体六个面不一样大）”——通过学生的交流可以看出，部分学生没有全面观察长方体，但长方体的`大致形状已能认清。接着用同样的方法教学正方体，在学生拿出的正方体中有部分学生拿错（认为有一组是正方形的长方体是正方体）。我要求拿对的学生先来说一说正方体长什么样子，然后再来看一看刚才的拿错的是不是正方体。学生经过交流得出：正方体每个面都一样大。（每个面都是正方形这一结论没有看出）然后，再来判断是不是正方体。学生对圆柱和球还是比较容易分辩的。最后，辩一辩环节由我拿出不同的物体他们来说是什么；我说名称他们来拿物体。
在教学时，没有强调各几何形体中比较特殊的形体，比如：比较扁的长方体没有特别拿出来让学生观察（应该找一个扁一些的木板）；特别扁的圆柱也没有出示让学生来看；虽然教学时有学生说出正方体的每个面都是正方形，我也没有特别强调，这里应该强调一下，对以后学生判断正方体有一个比较清楚的依据。
《认识物体》这节课是让学生在玩中探索。学生从很小的时候就已经开始接触各种形状的物体，因此他们对物体的认识有一定的经验。课初让学生介绍自己带来的物体形状，一方面可以了解学生已有的认知经验，另一方面让他们从身边熟悉的物体中，初步感知长方体、正方体、圆柱、球的特点，同时在介绍物体的过程中感受到数学来源于生活，生活中处处有数学，并且学会观察物体，认识物体的方法。
梁老师说：功夫下在课前，在课堂上宁愿做一名懒老师。让孩子多动手、多动脑，孩子能够自己解决的不要插手。在课堂上要边上边思考。对我这堂课总结如下：
一、在数学语言方面说的不是很到位，在讲圆柱体、球体的时候语言描述的不是很到位，圆柱是弯曲的面，上面有平平的面；而球体也是弯曲的面。在以后要多听、多学、多思考。增加自己的数学底蕴。
二、课堂中对一些细节知识不到位，在讲这四个形体特点的时候，应该让学生多说、多摸，让他们多体验；在接下来的玩中也应该让学生多说感受，让他们在玩中体验。这两个环节学生说的、感受的有些少。在以后的课堂教学中多改进。
作为一名人民教师，教学是重要的任务之一，通过教学反思能很快的发现自己的讲课缺点，那要怎么写好教学反思呢？以下是小编为大家整理的《物体的运动方式》教学反思，欢迎阅读与收藏。
《物体的运动方式》教学反思11、学习应该与学生的日常生活紧密联系起来。在教学中，我努力设置、营造良好的研究环境。课前我搜集、准备很多与物体运动方式有关的图片及视频资料，让学生准备自己喜欢的玩具，通过观察，动手操作，给学生提供了直观的观察对象，更让教学、研究活动充满了乐趣。玩应该是有目的地玩，而不是瞎玩，玩是小孩子的天性，这里就从儿童认知的特点、水平出发，从儿童的已有经验出发来组织教学。让学生用已有的材料进行研究，用自己想出的各种方法去玩，他们就特别感兴趣。我也参与学生的活动，在适当的时候指导学生深入地玩，在玩中有收获。
2、西方流传着这样一句话：“听，会忘记；看，会记住；做，才能理解。”科学学习就是要把原本抽象、单一的概念赋予鲜活的生命，成为学生身边活生生的活动。给足了充分的时间让学生去进行探究是本堂课的特点，参与思维训练，因此学生在玩的过程中有了很多收获，在记录时，他们也用了多种方式，有的用语言表达，有的用了图画表示，有的用了手势。在总结时，我不是直接地告诉，而是让学生互相补充，在他们的回答中善于提升概括，让他们的表达越来越科学，这符合儿童认知的特点。学生的发现往往是教师意想不到的，而且往往是很有价值的，所以我们要善于追问，培养学生概括的能力。对于课堂中出现的问题，我们不能一带而过地加以纠正，而是让学生通过再次观察去发现问题的所在，并作出正确判断。
3、在整个教学过程中，包括学生小组合作探究学习的过程及当堂达标的训练中，我时刻关注了学生的动向。本课教学研究的对象比较丰富，容量也比较大，在注重我们教师引导作用的同时更应注重让学生在动手实践、观察、思考的过程中系统地掌握物体的各种运动方式。
《物体的运动方式》教学反思2本课的教学重点是引领学生建构运动方式概念，知道所有物体运动都包含多种运动方式。本课的探究活动就是基于核心概念的建构而展开的，让学生经历了一个“提出问题——预想结果——设计实验——收集事实——归纳结论”的探究过程。在具体的概念建构过程中，教师搭建有效的“脚手架”，是促使学生的认知向着科学概念的方向不断发展的关键所在。
1、提供了能够反应事物本质属性的有结构的材料。运动方式的内涵包括几个方式：移动、转动、摆动、滚动等，为此，教师设计了四组比较典型的实验材料，指导学生探究不同状态的物体，运动方式会有什么现象，发现它们具有的异同属性，有利于建构相对完整、严密的科学概念。
2、展开了基于事实的理性思考，促进认知提升。为保证学生的思维沿着概念箭方向发展，围绕核心概念精心设计每一个实验的研讨问题，对所有实验事实表现出的共同属性引导学生运用归纳法进行有逻辑的思考，使科学概念的建构有理有据。
3、直观形象的板书激活了学生的思维。在探究过程中，教师及时把学生观察到的现象转换成文字或图形进行板书，引导学生对实验事实进行分析，让学生自主地发现实验现象中的共同点，运动方式的掌握水到渠成。在整个探究活动中，学生的思维始终处在积极活跃的状态之中，从而有效达成了教学目的。
《物体的运动方式》教学反思3科学学习不是告诉，而是放手让学生自己去发现与感悟。抓住学生理解的疑惑之处，找一个问题让学生来辨，认知在行动中提高，思维在辨别中清晰，能力在实践中发展。在循序渐进的学习过程中，学生的`观察变得更加细致了，思考的角度越来越宽了，对科学概念的认识也越来越清晰了。
《物体的运动方式》教学反思4在进行本课的时候，我首先对于上节课的学习进行了复习，运用上节课学习的惯性的知识，学生进行解释生活中的现象，比如跳远，泼水等。虽然我认识这些是非常简单的知识运用，但是学生来说，他们还是比较的困难的。有相当的部分的同学没有运用合适的语言进行解释。我想学生在运用知识的方面有待提高。还有事学生需要将所学的知识进行记忆，只有记住，学生才有可能进行运用。因此学生不仅需要进行对于知识的理解，还有需要学生记住相关的知识，这样学生既有记忆，又有理解，那么学生在运用知识的时候就会遂心应手了。
在进行本课学习的时候，我首先出示各种运动方式的物体的图片，这些图片包括：风扇，推木箱、秋千、运动的汽车。通过这些图片，学生判断它们的运动方式是什么，并且用图画出它们的示意图。这样进行学生可能还是不知道怎样去做，因为在一班，让学生进行做的时候，学生画的图乱七八糟，因此我在二班稍微改变了一下，首先给予学生了一个例子，用平移名称，及示意图作为例子，这样学生就较为容易进行画图和判断。果然学生在二班的表现比在一班好一些。
本打算学生在课堂上通过各种物体玩法，进行探究物体的运动方式，这些物体包括：尺子，橡皮筋、木块、风车、易拉罐，单摆等物体。通过这些物体运动方式研究，学生在玩中去发现各种各样的运动的方式。但是我这个学期才接过这个年级，我对于学生组织上有些问题尚待解决，因此我没有组织学生进行边玩边探究的活动。现在想来，如果没有完全的准备好，我还是首先运用比较稳妥的方式进行活动。虽然只是运用学生眼睛进行观察和脑筋进行思考判断，但是我认为这样的效果还是比较组织不好的情况下进行活动要强。
《物体的运动方式》教学反思5首先我是结合上节课的内容《物体的运动》导入的：上节课，我们学习了物体的运动。那么，你们仔细听，认真想，我们的教室、屋子外都有哪些物体在运动？学生自由发言后，明确自然界中绝对不动的物体是没有的。那么，它们运动现象一样吗？学生回答不一样后，我接着说，这就是物体的运动方式不一样，从而导入新课。
新课中，首先让学生用自己的语言来描述身边的物体是怎样运动的，学生自由发言，归纳出有的物体上下动、有的物体左右动、有的物体绕着圈在动，然后通过“想办法让一根跳绳、一卷透明胶、三根橡皮筋运动起来”的活动激发学生的学习兴趣，在此过程中让学生充分表达并引出“物体的运动方式”的话题，在这一环我进行了精心的准备和细致的处理，通过让学生充分表达，详细描述，以使学生头脑中笼统的想法转化为具体清晰的可操作的变量，为下面学习打好基础。
然后通过让学生寻找身边相同的运动现象归纳出物体的运动特点，我随机引导学生概括出本节所学习的几种物体的运动方式。引导学生运用学到的知识，把手中的表格补充完整。（每组完成一份教师课前准备的表格）。在这一环节主要是为了培养学生搜集和处理信息的能力、发现和解决问题的能力。在学生汇报时我讲解了用怎样的符号表示物体的运动，达到了让学生形象直观的掌握物体的不同运动方式的目的。
最后我安排了让学生用身体做出各种运动方式的游戏并加以记录，这样做，不但巩固了本节所学的知识，更使学生意识到科学知识与现实生活紧密相连。只要我们留心观察，认真探索就一定能成为生活中的有心人，成为科学的探索者。
题目:如图1, 质量为m的物体恰好静止于倾角为θ的固定斜面上, 若对物体施以竖直向下的恒力F, 则物体 () 。
A.保持静止状态
B.加速沿斜面下滑
C.所受摩擦力不变
D.所受合力增大
分析:在高中阶段, 一般情况下认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。因此, 当mgsinθ=μmgcosθ, 即μ=tanθ时, 物体处于随遇平衡状态, a=0。此种平衡很容易被打破, 当mgsinθ>μmgcosθ, 即μ<tanθ时, 物体以a=g (sinθ-μcosθ) 的加速度沿斜面加速下滑;当mgsinθ<μmgcosθ, 即μ>tanθ时, 物体处于稳定平衡状态, 若此时物体具有沿斜面向下的初速度, 则物体将以a=g (μcosθ-sinθ) 的加速度匀减速下滑。由此可见, 在斜面上的物体不受任何其他外力时, 加速度取决于动摩擦因数μ与tanθ的大小关系, 且加速度与质量无关。当对物体施以竖直向下的恒力F时, 可等效视为引力场发生了变化, g'= (mg+F) /m, 即g'>g。
解析:若直接利用等效加速度的方法求解, 引力场强度变大不影响μ与tanθ的关系, 由μ=tanθ, 有a=0, 故本题正确选项为A.若不能透彻地理解等效本质, 也可采用常规解法, 常规解法是沿垂直斜面和沿斜面平行向下两个方向分解力F, 根据Fsinθ=μFcosθ, 因此同样有 (mg+F) sinθ=μ (mg+F) cosθ, 殊途同归, 虽然选出了正确的选项, 但烦琐程度迥然不同, 下面来看本题几种典型的拓展。
拓展一:若题中物体沿固定斜面匀加速下滑, 加速度为a, 若对物体施加竖直向下的恒力F, 则物体 () 。
A.匀速下滑
B.以原来的加速度a下滑
C.匀加速下滑, 加速度大于a
D.匀加速下滑, 加速度小于a
解析:根据题意可知μ<tanθ, 未施恒力F时, 物体沿斜面向下的合力为mgsinθ-μmgcosθ, 由牛顿第二运动定律得a=g (sinθ-μcosθ) ;施外力F后, 沿同样两方向分解重力mg及外力F, 根据μ<tanθ有mgsinθ>μmgcosθ、Fsinθ>μFcosθ, 所以物体沿斜面向下的合力为 (mgsinθ+Fsinθ) -μ (mgcosθ+Fcosθ) , 可整理为: (mgsinθ-μmgcosθ) + (Fsinθ-μFcosθ) , 因此此时加速度大于a, 正确的选项为C。但如果解题中注意用新的等效重力场g'>g, 故a'=g' (sinθ-μcosθ) >a=g (sinθ-μcosθ) , 可以简化解题步骤, 快速得到正确的答案。
拓展二:若题中物体沿固定斜面匀减速下滑, 加速度为a, 若对物体施加竖直向下的恒力F, 则物体加速度 () 。
A.变大B.变小C.不变D.无法确定
解析:由前述分析知a=g (μcosθ-gsinθ) , a'=g' (μcosθ-gsinθ) , 故正确答案为A。分解F的解题思路同上, 物体沿斜面向上的合力为 (μmgcosθ-mgsinθ) + (μFcosθ-Fsinθ) , 又因为μ>tanθ, 因此 (μFcosθ-Fsinθ) >0, 再结合牛顿第二定律可知加速度a'>a。假如在原来的物体上放一个质量为M的物体呢, 依然可以等效为质量未变, 只是重力场强度变大吗?非也, 质量是物体本身固有的属性, 此类问题与前述拓展有质的区别。
拓展三:如图2所示, 物块m恰能沿固定斜面匀速下滑, 若在其上再放一物块M, 两木块始终保持相对静止, 则物块 () 。
A.沿斜面加速下滑
B.沿斜面匀速下滑
C.所受摩擦力不变
D.所受合外力增大
解析:由题意可知μ=tanθ, 此处可把两木块看成同一整体, 此时与单个m并无本质区别, 因此本题选B. (摩擦力变大, 合外力不变) 。
拓展四:在拓展三中, 物块m匀加速下滑, 其他条件不变, 则物块下滑的加速度 () 。
A.变大B.变小C.不变D.无法确定
拓展五:在拓展三中, 物块m匀减速下滑, 其他条件不变, 则物块下滑的加速度 () 。
A.变大B.变小C.不变D.无法确定
解析:等效为整体, 质量变大, 引力场强度未发生变化, 由加速度与整体质量的变化无关, 因此拓展四、五正确选项同为C。
如果教师仍按照以上建议教学，不利于学生能力的培养。在《标准》中要求：学生在科学探究活动中，通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程，学习物理知识与技能，体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法，领悟科学的思想和精神。
在这一片段教学中，我尝试从制定计划与设计实验这一科学探究要素入手来培养学生的探究能力。
一、根据探究目的（阻力对物体运动的影响）引导学生选择科学的探究方法：控制变量法。
二、围绕探究方法：选择实验器材与设计实验过程。
控制变量法就是当一个物理量与两个或两个以上的因素有关时，研究某一个因素如何影响这个物理量，就需要控制其他因素都不变，只让这一因素变化，看这个物理量如何变化。本实验需控制“小车的运动状态改变”这一因素不变，而让小车受到的阻力这一因素发生变化。
让小车受到的阻力这一因素发生变化，就需让小车在不同的平面上运动，故本实验需准备毛巾、木板、玻璃三种平面。
控制“小车的运动状态改变”这一因素不变。引导学生容易得出：保证小车在三种平面的初始速度和末速度都一致即可。
通过教师演示小车从斜面的不同高度滑下。学生容易总结出：要保证小车在三种平面的初始速度相等，必须让小车从同一高度滑下。本实验还需一个斜面。
由于小车受阻力的作用，速度越来越小最后都会静止下来。当小车在三种平面上静止时，它的末速度都为零。
通过以上引导，学生很容易设计出本实验：给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体（如毛巾、木板、玻璃等），让小车自斜面顶端从静止开始滑下。观察小车从同一高度滑下后，在不同表面的运动距离。
在教学中认真实施科学探究，能将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识的转化，从而培养学生和科学探究能力，实事求是和科学态度和敢于创新的探索精神。
浅谈如何让学生动手实践、自主探索
“认识物体”教学与反思
世界著名数学家和教育学家弗赖登塔尔指出：数学的学习方法是实现再创造，也就是由学生本人把要学的东西发现或创造出来。根据这个指导思想，我认为数学教学关注知识和技能的同时更应注重学生动手实践、自主探索，关注学生“学数学”“做数学”的过程。本人就以人教版实验教科书第一册《认识物体》为例，谈谈怎样充分让学生动手实践，自主探索，在玩中学，学中玩。
活动程序和设计意图
活动一：揭示概念，初步感知
1、摆一摆：
每4个学生为一小组，每一小组放置很多的由学生收集的长方体、正方体、圆柱、球的实物（如：魔方、易拉罐、牙膏盒、小皮球等大的、小的不同颜色的都有）。
师：小朋友今天老师要让大家当一回小小设计师，请你选择桌子上自己喜欢的实物拼摆出一个图形，拼好之后小组内互相说说，你摆的是什么？
学生兴致浓厚地拼摆，摆后互相交流。
生1：我摆了一张凳子。
生2：我拼了一辆轿车。
生3：我拼了一个机器人。
生4：我搭了架滑滑梯。
………
（设计意图：认识物体这一内容，我们一般常采用先展示一下同学们收集的实物，按形状进行分一分，从分一分着手展开教学。我认为学生直观感知薄弱，在得出“长方体”等名称之前，学生的活动仅仅是分一分实物，总感觉学生印象不够深刻。儿童认识某一事物，须从大量感性的具体材料中，经过感知，逐步抽象，进行认识事物的本质。因而在给出“长方体”“正方体”“圆柱”“球”的名称之前，给学生充足的时间去摆、去拼让学生充分经历感知这些形状的实物的过程，即与之“耍熟”再进行下一环节教学。）
2、议一议：
师随意指着一名学生“作品”中的长方体问：“象这个物体的形状，你知道它叫什么名字吗？你能给取个名字吗？”
生1：方形
生2：长形
生3：长方体
生4：长长方方体
生5：面体
生6：长方形
生7：长方块
师：大家的名字起得都很有特色，但为了交流和需要，人们都公认把这种形状叫长方体（板书长方体）。
接着依次手拿正方体、球、圆柱并板书名称。
（设计意图：让学生自己给某一物体取名字，激起学生探究的欲望，同时他们会觉得有趣，尽管他们的名字有些让你“瞧不起”，但毕竟是孩子自己取的，他们也动过脑，是他们的创造）。
活动二，引导探究，了解特征
1、摸一摸
师：请大家把刚才起了名的长方体、正方体、球、圆柱认真地看一看、摸一摸，比一比，你会有什么感觉，并把你的感觉跟小组同学说一说。
师：谁能用最大的声音告诉老师和小伙伴们，你发现了什么？
生1：我发现长方体是长长方方的。
生2：有6个面，每个面摸起来都是平平的。
生3：我看到圆柱是直直的，摸起来光光的。
生4：圆柱上下两个面是圆圆的。
生5：球是圆溜溜的。
生6：正方体是正正方方的，也有6个面。
生7：正方体的6个面一样大。
生8：球摸起来也光光的。
生9：长方体的这两个面一样大（生指着相对的面）。
……
教师逐一肯定学生的发言。
（设计意图：在学生初步感知了各种形状的实物后，再通过自身实践，由大概到细致辨认，由整体到具体的逐步感知特征，建立初步空间观念。使学生感受到在玩中探究数学知识的过程）。
2、认一认
①让学生从自己桌面的实物中，分别拿出长方体、正方体、球给大家看。
②同学互相玩，一个拿实物，另一个说出名称。
（设计意图：使学生收集到的实物充分发挥作用，并借此说明每种形体有大的、小的、红的、白的，还有其他颜色的，有竖放着，有平放着等，排除非本质属性的干扰。同时进一步体现数学与生活的紧密联系）。
3、形成表象
①从实物抽象出图形
师：我们通过拼、摸、认、了解了长方体、正方体、圆柱、球的样子。那么，它们的图形又是怎样的呢？通过电脑，抽象出四种图形。
②记忆想象
a、出示四种物体的直观图和其他图形由学生辨认。
b、闭上眼睛，想这四种形体是什么样的。
4、说一说：
师：今天我们一起认识了物体（板书课题）它们的形状是长方体、正方体、圆柱、球。其实，像我们今天学习的四种形状的东西在日常生活中很多很多。想一想，哪些东西的形状和我们今天学习的四种形状相同呢？
生1：我们坐的教室是长方体。
生2：数学书是长方体的。
生3：我家冰箱是长方体。
生4：铅笔是圆柱（生举起削了的铅笔）。
生5（反驳）：不对，你那根铅笔不是圆柱，它上面是尖尖的。
师：你能把它变成圆柱吗？
生5：把上面尖尖的砍掉。
生6：篮球是球。
生7：爸爸抽的香烟是圆柱。
生8：我家电视是长方体。
生9（反驳）：电视机后面鼓鼓的，不是长方体。
……
（设计意图：通过让学生说一说生活中的实例，让学生把所学知识应用到现实生活中，培养学生的数学意识，密切数学与生活的联系）。
活动三：分组活动，体验特征
1、游戏“看谁摸得准”
①教师说物体形状，学生摸。
②每小组中一人说物体形状，另外两名同学按要求摸，其他同学进行评价。
2、搭一搭、数一数
师：在我们的生活当中，这四个伙伴随处可见，它们的用途可广了，不仅给我们带来了方便，还能美化我们的生活呢！现在，请小朋友再当一次小小设计师，搭一件最喜欢的东西，并向伙伴介绍一下你搭了什么，用了哪些形体模型？各用了几个？
（学生动手搭学具后交流）。
师：在搭的时候，你发现了什么？
生1：我发现不能把球放在最下面，它会滚走的。
生2：圆柱形的东西也不能放在下面。
生3：圆柱可以放在下面，不过要竖着放，不能横着放。
生4：我把正方体、长方体搭在下面很稳，上面都不会倒。
师：大家说的都不错，所以象我们造房子用的材料通常都是长方体或正方体，这样才稳固。
（设计意图：学生在玩中观察、操作，体验不同形状物体的不同特征，有效地巩固学生已经建立的空间观念。同时，让每一个学生都动起来，亲自去尝试、去实践、去体验，培养了学生的想象力和创造力，加深了对几种形状特征的认识，更让学生体会到“玩数学”的乐趣）。
活动四：归纳总结，学生质疑
师：通过今天的活动，你知道了什么？你还有哪些不懂的地方：
反思：
《数学课程标准》指出：“有效的数学学习活动不能靠单纯的模仿和记忆，动手实践，自主探索与合作交流是学生学习数学的重要方式。”在本案例中就能很好地体现动手实践、自主探索的学习方式，主要表现为以下两点：
一、注重动手实践，让学生在“玩”中学数学。
1、 动手实践，激发学生学习兴趣。
兴趣是推动学习的一种最实际的内部驱动力，是学生学习积极性中最现实最活跃的因素，同时根据学生“好奇、好动”心理，在课前就为学生准备了充足的活动材料，每个小组一堆实物（如：牙膏盒、乒乓球、易拉罐、魔方、小木块等）。一开始上课就让学生当一回小小设计师，选择自己喜欢的实物拼摆一个图形并向小伙伴们展示自己的作品。当学生一听由自己自由拼摆，一个个兴致浓厚，学习的兴趣油然而生。同时，在拼摆中已不知不觉地感知了这些实物的形状，并为后继学习营造了一个良好的学习氛围。
2、通过动手实践来获取知识。
对于动作思维占优势的小学生来说，“听过了就忘记了，看过了就记住了，做过了就理解了”，这就要求我们教师用实践的眼光处理教学内容。因而在本案例中一系列的知识点几乎都通过学生的动手实践来获得。如：先让学生自由拼摆实物，在拼摆中感知形体，在感知之后互相议一议给它们取个名字。在活动二摸一摸环节中，让学生把刚才起了名的长方体、正方体、球、圆柱认真地看一看、摸一摸会有什么感觉，并把你的感觉跟小组同学说一说。在这里学生通过自己的操作得出长方体有六个面，每个面都是平平的；圆柱有两个面，上下一样粗，上下两个面大小一样；长方体相对的两个面大小一样；正方体也有六个面；球摸起来光光的等等。这样不仅每个学生自我表现的欲望得到满足，而且学生在实践中感知长方体、正方体、圆柱、球等形体的特征。再通过认一认实物、想一想直观图形、说一说生活中的实例、看谁摸得准等系列活动来加深对形体特征的认识。在这里多种感官参与学习，使他们能积极、主动、大胆地探索知识，做到敢想、敢说、敢争论。充分调动了学生的全员参与和全身心投入，让学生在活动的课堂中逐步加深了对长方体、正方体、球、圆柱的认识，体会感悟出其特征，使抽象的概念具体化。
3、通过动手实践来发展学生的思维。
苏霍姆林斯基说：“手是意识的伟大培育者，又是智慧的创造者”。操作启动思维，思维服务于操作。本案例在课始与课后都要求学生当一回小小设计师，用长方体、正方体、球、圆柱 搭一件自己喜欢的东西。这样学生的思维启动了，想象飞了起来，各种漂亮的图案在学生的指尖下诞生了。
二、注重自主探索，让学生自己解决问题
1、拓展时空，提供自主探索的机会
学生的`探索必须有一定时间的保证。本节课一系列活动的设计都给了学生充足的用眼睛看、用手做、用嘴说、用耳听的时间和空间。这样学生就有时间去思考、去操作去交流，提高了自主探索的时效性。如在活动一中让学生拼摆图形时，尽量让学生“玩”尽兴，在玩中让学生充分经历感知这些形状实物的过程。在玩累了之后让他们的口“表演”。给足时间让他们互相说摆了什么，待学生说得差不多，手也动了，口也动了之后，再在此基础上让学生用脑子去想这形体叫什么？又如在要求学生通过自己摸一摸，看一看去得出特征时，放手让学生自由探索，这样为学生创造了最大限度的活动空间，使学生尽情地表现、发展自己，使每位学生在自己的探索活动中认识理解了四种形体的特征。
2、让学生去体验探索的过程
学习任何知识的最佳途径是由学生自己去发现。因为这种发现理解最深，也最容易掌握其中的内在规律和联系。因此在本节课中，尽量让学生跟据自己的体验用自己的思维方式去探究。如在活动二议一议中，教师随意指着一名学生手中“作品”的一个部件问：“你们知道它叫什么名字吗？”这时学生的探究欲望被激起，教师就趁热打铁：“你们想给它取名字吗？”让孩子自己给某一物体取名字，他们会觉得有趣。尽管他们可能取一些让你忍俊不禁的名字或是让你捧腹大笑的，但毕竟是自己取的，他们也动过脑，是他们的创造。又如在最后有目的的搭一搭中，问：“你在搭时发现了什么？”由学生自己通过具体的拼摆探索出球不能搭在最低层，圆柱不能横着放。这样将学到的知识应用到生活中。在要求学生举例生活中的实物时产生两个争论的问题“削尖的铅笔是不是圆柱？”“电视机是不是长方体？”，在这里教师并没有代替学生回答，而是把问题还给学生，让学生在互相争论中加深了对这四类物体特征的认识，培养了学生解决问题的能力。当然，对一年级小学生来说，探索只能是浅显的、表面的，但从实物――图形――实物再到建立较清晰的图形概念，就是一个不断探索的结果。
3、体验成功，感受自主探索的乐趣。
运动物体的检测处于视频监控的最底层,它是目标跟踪、目标行为理解、目标分类等后续高级应用的基础。运动物体的检测是从一系列视频流中实时地提取出运动目标。目前,针对运动物体的检测常用的算法有:光流法、帧间差分法、背景差分法等。本文是在摄像机位置固定不变的前提下进行研究的。
光流法能够在预先不知道场景任何信息的条件下,检测出独立的运动物体,但计算复杂耗时,难以满足实时检测的要求。帧间差分法有很强的自适应性可以满足实时性要求,但是对于复杂场景如背景中有摇摆的树枝、光照不均匀等的目标检测精确度不高。尤其受运动目标的运动速度影响,如果运动速度过慢,选取时间过小则会造成过度覆盖,使检测出的物体出现空洞。如果运动速度过快,选取时间间隔过大,就会造成无覆盖区,导致无法提取出运动物体。背景差分法实现简单,并且能够完整地分割出运动物体。但是背景差分法面临背景提取不理想以及背景不能实时更新,而且受光照影响较大。针对各个算法的优势与劣势,本文提出一种帧间算法,为了提取背景理想以及实时更新背景,以及提取运动目标。
1 运动物体检测
本文先利用帧间差分方法提取背景,首先从视频流中采集图像帧,经过帧间差分法提取背景。背景提取成功之后,利用当前帧、相邻帧之间的变化以及已成功提取的背景之间的算法,实现背景的实时更新以及运动目标的提取。当然,因为视频中存在噪声,首先要对图像进行预处理,减少噪声的干扰以及运算的复杂度。
1.1 图像的预处理
不管是采集的图像、当前图像还是相邻图像,都需要对图像进行预处理,因为原始取得的图像是彩色图像,计算复杂度要高很多。需要把彩色图像转换为灰度图。这里采用加权平均值法:Vgray=0.30R+0.59G+0.11B。转换成灰度图像之后,进行滤波,滤波采用中值滤波或者均值滤波。这两个滤波相对简单速度快。流程图如图1所示。
1.2 背景提取
本文提出的背景提取方法是帧间差分法。从视频流中采集图像帧,通过两两帧相减。在传统的帧间差分,得到的往往是运动物体,而此时,把所属背景的像素点提取出来。在视频中尽管有不断运动的物体,但是在采集的图像中,每个像素点至少有一次是属于背景像素点的。所以总归是能提取到完整的背景区域。
每隔一段时间采集一帧图像,假设在0~t时间采集了P0~Pk帧图像(可根据实际情况调整),首先进行前两帧图像进行差分:
其中,PΚ(i,j)为采集的视频图像,其中0≤Κ≤t。B(i,j)为背景图片。T为差分运算后二值化阈值,可手动设置。
在公式(1)中,背景B(i,j)提取到了部分背景。在公式(2)当B(i,j)=0时,为下面差分运算提供了位置坐标。
最后得到背景B(i,j)。
如图2所示。
1.3 运动物体的检测与背景的更新
由1.2提取出来的背景B(i,j),假设当前帧图像为Fk(i,j),它的前一帧图像Fk-1(i,j)。相邻两帧都是原始取得,也就是包含运动物体,背景以及噪声。对背景B(i,j)、当前帧图像Fk(i,j)、前一帧图像Fk-1(i,j)进行以下运算:
对当前帧图像和背景图像进行运算:
对当前帧图像和前一帧图像进行运算:
Hs(i,j)是当前帧图像与背景图像之间的差分,得出的结果里面包含噪声和运动物体。
Ht(i,j)是当前帧图像与前一帧图像之间的差分,由于两帧时间间隔较短,可以认为差分去掉噪声,得出的结果只包含运动物体。
Ts和Tt为差分运算后二值化阈值,可手动设置。
对Hs(i,j)和Ht(i,j)进行以下运算:
由式(5)可得运动物体D(i,j),可以理解为包含噪声和运动物体的Hs(i,j)和只包含运动物体的Ht(i,j)相与得出共同的运动物体。
由式(6)可使背景不断更新,可以理解为包含噪声和运动物体的Hs(i,j)和包含背景和噪声的相与得出噪声,此噪声是否为新进入的背景,还需进一步验证。针对此噪声点,还需计算。
得到此噪声点出现的次数,开始判定此噪声点是否成为新进入的背景。给定次数阈值Nt:
由式(5)可知,如果次数超过阈值,则可以认为此噪声点成为新进入的背景,更新背景。否则,此噪声点为间断性干扰点,不更新背景。
1.4 后续处理
由1.3节得到已检测出的运动物体,由于已检测出来的物体轮廓边缘不清楚或者存在空洞。用数学形态学方法对其进行进一步完善,数学形态学的应用可以保持已检测出来物体的基本的形状特性,并除去不相干的部分。首先进行平滑处理,消除噪声,然后运用膨胀,填补一些空洞,再运用腐蚀对边缘进行缩小。最后得到清除的运动物体轮廓边缘。
2 实验结果
系统软件是在vs2010的环境下编写的,此外还用到了Open CV库,其版本号为2.4.6。如图3所示。
实验结果表明本文算法去除噪声效果比较理想,通过实验图可以看出运动物体被检测出来更为完整。
3 结束语
本文算法提出的背景提取方法是帧间差分法。从视频流中采集图像帧,通过两两帧相减提出了一种利用连续两帧图像和背景图像的差分来获取,通过实验发现,提取的背景较干净。在后期的背景更新中,会根据环境的变化更新背景。此算法运算量小,鲁棒性好,在实际应用中有很强的实用性。
摘要：智能监控视频中,核心技术是运动物体视觉分析。运动物体的检测又是运动物体视觉分析的基础和关键。对于运动物体的检测与跟踪,背景的提取干净与否关系到后续工作的准确性。文中提出了新的背景确立方法,以及在运动物体的检测方面也提出了新的改进方法。实验表明该方法具有一定的有效性,实用性。
关键词：运动物体,检测,背景
参考文献
[1]Corinna Cortes,Vapnik V.Support-Vector Networks[D].Machine Learning,1995,20:273-297.
[2]冈萨雷斯.数字图象处理[M].第3版.阮秋琦,阮宇智,译.北京:电子工业出版社,2013:400-510.
[3]Dalal Navneet,Triggs Bill.Histograms of Oriented Gradients for Human Detection[C].Proceedings of IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition,2005:880-900.
[4]罗文春.基于阈值法与区域生长法综合集成的图像分割法[J].现代计算机,2001(5):43-46.
[5]金立生,王荣本,高龙,等.基于区域生长的智能车辆阴影路径图像分割方[J].吉林大学学报,2006,36(B03):132-135.
[6]牟涛,陈文斌,沈一帆.一种融合区域生长与图论的图像分割方法[J].计算机工程与应用,2005,41(19):32-34.
[7]董文明,吴乐华,姜德雷.基于背景重构的运动物体目标检测算法[J].重庆邮电大学学报:自然科学版,2008,20(6):754-757.
[8]王栓,艾海舟.基于差分图像的多运动目标的检测与跟踪[J].中国图像图形学报,1999,4(6):470-475.
[9]Kottke D P,Sun Y.Motion Estimation Via Cluster Matching[J].IEEE Transactions on Pattern Analysi s and Machine Intelligence,1994,16(11):1128-1132.
[10]Sakaida S,Naemura M.Moving Object Extraction Using Background Difference and Region Growing with a Spatiotemporal Watershed Algorithm[J].Systems and Computers,2002,33(12).
1.能积极参与数学学习活动，培养学生对周围环境中与数学有关的事物产生好奇心和求知欲，感受数学与日常生活的密切联系。
2.培养主动探索精神和与人合作的意识。
活动程序：
活动一：
创设情景，激情促思
师：同学们，你们想知道这袋子里装着什么吗？
生：想。
师：这里面装着各种形状的物体。下面我们来做个游戏（指一名生上台），闭上眼睛在袋子里摸物体，说出形状，如果说对了，同学们就用掌声表示，好不好？
（生分别摸出长方体、正方体、圆柱、球）
（学生踊跃举手。师再多指几名生到讲台前摸物体都完成得很好，很自然。）
师：今天，我们上一节＂认识物体＂的活动课。
【设计意图：选取富有儿童情趣的活动形式引入，激发学生好奇心的获得愉悦的数学学习体验。】
活动二：
合作探究，加深理解
师：你们真棒，能够摸出物体，并准确说出了它们的形状。如果告诉你们物体的形状，让你们摸一摸，你能从这么多的物体中摸出来吗？
生：（齐答）：能。
师：谁愿意和老师做这个游戏？
（指一生上台，闭上眼睛，师说形状，生摸物体。）
师：下面请同桌两个同学合作，共同做这个游戏，好吗？
生（齐答）：好。
（全班同学拿出学具，共同做＂摸物＂的游戏。）
【设计意图：通过游戏的形式在众多物体中识别出这四类物体，加深对它们的认识，让全体学生都参与到活动中来，同时发展了学生的空间观念。】
活动三：
联系生活，丰富联想
师：同学们真能干，摸得这么准。那你们想一想在生活当中有什么物品的形状是长方体、正方体、圆柱、球呢？
（学生汇报）
生1：冰箱是长方体，书也是长方体。
生2：足球是球。
生3：我家的药盒是正方体。
生4：铅笔上面的橡皮是圆柱。
生5：铅笔也是圆柱。（举了一根削了的铅笔。）
生4（反驳）：不对，你那根铅笔不是圆柱，它上面是尖尖的。
师：你能把它变成圆柱吗？
生4：把上面尖尖的砍平。（做了一个＂砍＂的动作。）
生6：电视机是长方体。
生7（反驳）：错，电视机后面是鼓鼓的，不是平平的。
【设计意图：通过让学生说一说生活中还知道那些物体的形状，让学生把所学知识应用到现实生活中，培养学生的数学意识，密切数学与生活的联系。】
活动四：
搭拼学具，拓展创新
师：在我们的生活当中，这四个伙伴随处可见，它们的用途可广了，不仅给我们带来方便，还能美化我们的生活呢！现在，请同学们用这些物体，搭一件最喜欢的东西，当一个小小的设计师。
（学生动手搭学具）
师：谁愿意把你们最有创意的作品展示给大家？
（允许学生下位欣赏）
生汇报：有搭大酒店、火箭、电脑、大炮、滑滑梯、天安门、火车、足球场、高楼、公园、战斗机、坦克、动物园等等。
【设计意图：让每一个学生都动起来，亲自去尝试、去实践、去体验，培养了学生的想象力和创造力，加深了对这几种形状物体的认识。】
案例反思：
一、给学生创设一种轻松愉快的学习氛围。根据儿童的心理特点，首先从创设＂猜猜看袋子里有什么＂这一有趣的情境出发，激发学生的探究欲望，使学生行为产生强大的内张力。学生很自然地投入到学习中，在老师的指导下，学生们参与着猜测、思考、表达等数学活动。学生通过观察、触摸、比较，主动探索出这四种物体之间的区别，从而加强对这四种物体的认识。
二＂让学生动手摸一摸，并和同桌说一说，把自己的感受和发现与同桌同学交流。在这里给予学生充分的动手操作时间，多种感官参与学习，激发了学生的兴趣，使他们能积极、主动、大胆地探索知识，做到敢想、敢说、敢问、敢争论。不仅每个学生自我表现的欲望得到满足，而且学生在探索中感知长方体、正方体、圆柱、球等圆形的特征。在整个过程中既有学生自己的亲身体验，又有同学的合作交流，最终让每一位学生都获得成功的喜悦。
三＂让学生在自己的生活中去寻找数学、发现数学，将今天学到的知识用到生活中去，体出了数学来源于生活，用于生活。末尾产生了两个学生争论不休的问题。如＂削尖的铅笔是不是圆柱＂，＂电视机是不是长方体＂等问题，把课堂推上一个高潮，学生在大胆质疑，互相争论中，不仅加深对这四类物体特征的认识，还培养了学生自己解决问题的能力，以及学生敢想敢说敢质疑的能力。
《认识物体和图形》的教学，让学生直观认识长方体、正方体、圆柱和球。教学时，要通过操作和观察，使学生初步认识长方体、正方体、圆柱和球;知道它们的名称;会辨认这几种物体和图形;培养学生动手操作、观察能力，初步建立空间观念。同时通过学生的活动，激发学习兴趣，培养合作意识、创新意识。
本节课主要采取小组合作的形式进行教学。通过学生合作探究、相互交流，充分发挥学生的主体作用，调动学生学习的积极性。首先教师通过谈话，激发学生学习的兴趣和求知欲望。在每组学生把礼物倒出来后，教师及时提出问题：“把形状相同的放在一起”，从而引导学生亲手分一分。通过学生操作，初步感知这些物体有长长方方的，有四四方方的，有直直的像柱子，有圆圆的球。在此基础上教师揭示长方体、正方体、圆柱和球的概念，同时板书。然后引导学生进一步操作、观察，初步感知四种形体的特点。在这里教学要求比以前降低了，不要求学生都会总结出长方体或正方体有6个面、12条棱、8个顶点，有的学生会说也可以，但不要求学生必须会说。几何知识的教学重要的是建立空间观念。由实物抽象出实物图形，是帮助学生建立空间观念的一种有效途径。教学时教师出示实物，让学生拿出同样形状的实物，亲自摸一摸它的形状，在此基础上教师出示抽象的实物图形，让学生观察记忆图形的样子，形成表象，初步建立空间观念。教师通过多媒体课件、投影片或画片都可以演示由实物抽象出实物图形的过程。为了帮助学生记忆想象，教学时可通过五个层次的活动使学生巩固表象，进一步建立空间观念。即：看实物摸一摸──闭眼想象四种图形并用手势表示──按要求闭眼摸实物──给实物判断是什么形状的──辨认图形。然后教师引导学生列举日常生活中见过的四种形状的物体，这样不仅可以丰富学生的经验，同时又使学生进一步强化了对四种物体形状的体验。
最后通过活动，进一步体验，增强学生空间观念。做一做第一题第一幅图，主要是让学生操作活动体验圆柱可以滚动;第二幅、第三幅图，是利用四种物体搭一塔，使学生体验球可以滚动，另外三种形状的物体都有平平的面，所以搭起来很平稳。做一做2，“看谁摸得准”，通过说名称，让学生摸实物──教师说物体形状、学生摸实物──给一实物、说出名称，激发学生学习兴趣，进一步巩固所学知识，建立初步的空间观念。练习三第2题的数图形，可以让学生独立填写。然后教师让学生任意搭物体，引导学生发散思维，培养学生的创新意识。
教学中应注意的几个http:///问题：
1、教学这部分内容，一定要把握好教学要求。由于这些实物和图形学生接触比较多，教学主要是通过观察和摆弄实物，使学生对这些图形有一些感性认识，知道它们的名称，能辨认就可以了，不要提更高的要求。
2、教学中要多让学生触摸、拼摆，加深对立体图形的认识，感受学习数学的乐趣，增强学习的信心。
3、学生表述的语言不一定规范，也可能有的学生会说出许多其他知识，教师可以给予肯定，但不能要求其他学生都会说。
4、每个小组活动中用的实物都应有一个所学习的四种物体形状以外的一种物体。
目前基于视频的运动物体检测系统可粗略划分为两类[1,2,3]——视频采集装置内嵌处理器的检测系统和视频采集终端搭配上位机构建的检测系统。在前一类检测系统中，处理器（例如DSP芯片）嵌入在视频采集设备上，采集到的视频帧直接在采集设备上进行处理，处理的结果发送到监控设备上显示。嵌入式的检测系统通常采用高级语言（比如C语言）进行程序的设计与开发，程序的调试较为复杂，工程开发周期较长。在后一类检测系统中，视频采集设备将采集到的视频帧传送至上位机，由上位机对视频帧进行处理。在上位机上可以采用Matlab或者Simulink[4,5,6]进行程序的设计与开发，但是将视频帧从视频采集设备传送到上位机的过程中会产生延时，影响运动物体检测系统的实时性。
PandaBoard[7]作为一种低成本、低功耗的嵌入式数字信号处理平台，可以直接运行在Simulink开发环境下创建的模型。PandaBoard的出现解决了嵌入式检测系统程序调试困难以及工程开发周期长的问题，同时也解决了依赖上位机的检测系统实时性差的问题，为了在嵌入式设备上用Simulink开发复杂的运动物体检测算法找到了突破口。
本文提出一种将Simulink上位机程序设计方式与PandaBoard嵌入式处理机制相结合的运动物体检测系统。首先在上位机的Simulink开发环境中进行视频帧间差法的设计，然后以PandaBoard作为嵌入式平台执行Simulink的设计方案，对视频进行处理。这种方式充分利用了Simulink的设计方式简易的特点，将Simulink程序下载到PandaBoard开发板上运行时能够达到嵌入式实时处理效果，降低了运动物体检测系统的设计成本，同时保证了系统的运行效率。
1 系统整体设计方案
本系统由上位机子系统和下位机子系统组成，整体系统框图如图1所示。
上位机子系统主要包括PC机以及其上运行的Simulink开发环境。PC机主要负责PandaBoard系统参数的设置以及与PandaBoard进行通信，Simulink开发环境负责视频帧间差法的设计并将其下载到PandaBoard开发板运行。下位机子系统包括USB摄像头（图1中模块1）、PandaBoard开发板（图1中模块2）、HDMI显示器（图1中模块3）和USB无线鼠键（图1中模块4）。USB摄像头到PandaBoard开发板的箭头表示观测视频帧由摄像头采集发送至PandaBoard进行处理。PandaBoard开发板到HDMI显示器的箭头表示视频帧经过PandaBoard上运行的程序处理所得的检测结果发送至HDMI显示器进行显示。USB无线鼠键到PandaBoard开发板的箭头表示可以通过USB无线鼠键对Pandaboard处理板发送操作指令，包括启动或者停止等指令。
由上述描述可知，本系统的上位机仅负责下位机中处理方案设计以及下位机参数设置，不参与下位机的视频处理过程。下位机系统可以脱离上位机系统独立运行。因此，图1中上位机系统与下位机系统（位于图1中左侧大方框中）用虚线相连，表示二者在运行过程中的独立性。
2 系统硬件装配
除PC机之外，配置本系统所需的器材包括：USB摄像头；PandaBoard（含有8 G内存卡）；带有HDMI接口的显示器；USB无线鼠键；5 V电源适配器；USB转RS 232串口线；HDMI高清线；网线。
上述器材如图2所示。
本系统的构建方式如下所述：
(1）用USB转RS 232串口线（图2中器件6）将PandaBoard和PC机连接，RS 232端口接到PandaBoard上，USB端口接到PC机上，USB转RS 232串口线主要负责传输控制命令。
(2）用网线（图2中器件8）将PandaBoard和PC机的网口连接，网线负责传输数据。
(3）将USB摄像头（图2中器件1）连接到Pand aBoard的USB接口，负责图像采集并将其传输到Pand aBoard。
(4）用HDMI高清线（图2中器件7）将PandaBoard和带有HDMI接口的显示器连接起来显示检测的结果。
(5）将USB无线鼠键（图2中器件4）的USB无线接收器插到PandaBoard的USB接口上，负责打开或者关闭该检测系统。
(6）接通5 V电源（图2中器件5）。
在系统构建过程中需要注意的是：第（1）步和第（2）步仅在下载上位机程序到下位机以及通过上位机对下位机进行配置的过程中起作用。当下位机独立运行时，第（1）步和第（2）步中所述的PandaBoard和PC机的各种连接均可断开。
在上位机程序已经下载到下位机的情况下，检测系统即可脱离上位机独立运行。此时，利用图2中装置器材构建出的系统的运行状态如图3所示。
3 帧间差分法
本系统采用帧间差分法[8,9]进行运动物体检测，其原理是利用第k帧和第k-1帧图像的照度信息差的绝对值（差分图像）来分析图像序列中有无运动物体。采用fk(x,y)表示第k帧在（x,y）位置上的像素的照度值，用fk-1(x,y)表示第k-1帧在（x,y）位置上的像素的照度值，计算第k帧和第k-1帧差的绝对值，得到差分图像在（x,y）位置上的像素值Dk(x,y):
在前后帧之间，若（x,y）位置所表示的场景中的点静止不动，则fk(x,y)=fk-1(x,y)，此时Dk(x,y)=0，表示（x,y）位于静止的前景或背景。在前后帧之间，若（x,y）位置所表示的场景中的点发生运动，则fk(x,y)≠fk-1(x,y)，此时Dk(x,y)>0，表示在（x,y）位置检测到运动物体的边缘。
4 程序设计
本系统在上位机上的Simulink开发环境设计中设计并实现帧间差分法，然后将设计好的程序下载到PandaBoard上运行。在Simulink开发环境下实现帧间差法，信号流图如图4所示。
实现帧间差法要求采集时间上连续的前后两帧视频，因此采集的视频帧分成两个支路，其中一个支路经过延时处理，另一个支路不做任何处理，两路视频帧送到相减模块进行帧间差法操作，即得到第3节中原理所描述的运动物体检测结果。
在Simulink环境下实现图4描述的处理过程如图5所示。
V4L2 Video Capture模块是Simulink为PandaBoard开发的工具箱里的视频帧采集模块，对应于连接到PandaBoard上的USB摄像头，负责视频帧的采集；Delay模块是常用工具箱里的延迟模块；Matlab Function模块是用户自定义的函数模块，可以在其中编辑代码对输入变量进行简单的操作，我们在其中编写程序对输入变量也就是视频帧进行相减的操作；V4L2 Video Display模块是Simulink为PandaBoard开发的工具箱里的视频帧显示模块。
本系统对图5中模型进行以下设置。将V4L2 Video Capture模块采集的视频帧设置成YCbCr 4∶2∶2格式，其中Y代表照度信息，Cb和Cr代表色度信息。本系统只对照度信息Y进行处理并将色度信息Cb和Cr忽略。将Delay模块的延迟时间设置成延迟1帧。在Matlab Function模块中编写代码对两个变量进行相减的操作，其主要代码为y=u-du。V4L2 Video Display模块的输入图像像素格式也要设置成YCbCr 4∶2∶2格式。在本系统的运动物体检测结果显示中，运动物体的边缘将显示为白颜色，前景和背景中的静止区域将显示为黑颜色。
5 测试过程
5.1 系统配置
确保PandaBoard与PC机连接，在Matlab命令窗口中输入targetupdate进行PandaBoard板上系统的安装，安装的中间过程可以在MATHWORKS官网上查询[10]。在安装的最后需要配置PandaBoard信息，比如系统名称、IP地址、网关等，需要注意的是PandaBoard与PC机必须处在同一个子网下。系统安装完成之后需要测试PandaBoard与PC机的连接状态，其过程如下：
关闭PC机防火墙，防止防火墙阻断PC机与PandaBoard的连接；
在PC机上打开开始，输入cmd打开命令提示符；
输入ping+“PandaBoard IP”，查看PC机到PandaBoard是否连通；
在Matlab命令窗口输入：h=panda;h.openShell（‘serial’);
上述两个命令可以打开如图6所示的PuTTY的配置窗口，通过该窗口配置串口信息，如图7所示，点击serial可以查看配置信息；
串口配置完成之后点击‘Open’可以通过串口在PC机上打开终端客户端，对PandaBoard远程执行Linux命令；
在终端客户端中输入ping+“PC机IP”，查看Pand aBoard到PC机是否连通。
确定PC机与PandaBoard连通之后即可将Simulink模型下载到PandaBoard上运行，下载过程如下：
在模型上选择Tools→Run on Target Hardware→Options，运行硬件选择PandaBoard同时检查PandaBoard配置信息是否正确；
点击Deploy To Hardware运行模型。
5.2 系统测试
程序下载到PandaBoard之后即可断开与PC机的连接独立运行。用USB无线鼠键在PandaBoard开发板上运行的Ubuntu系统上打开一个终端，通过命令行的形式即可运行程序，进行运动物体检测，检测结果如图8所示。
图8(a）显示了系统对运动人体的检测结果，图8(b）显示了对运动手掌的检测结果。其中，白色像素表示运动物体（人体、手掌），黑色像素表示静止的前景或背景。
6 结语
本文提出一种基于Simulink平台和嵌入式Pand aBoard开发板综合设计的运动物体检测系统。本系统同时利用Simulink开发简易和嵌入式PandaBoard实时处理的优点，相比于其他的视频监控设备，本系统的构建成本更低，算法的设计更加灵活，程序的调试也更加方便。以本系统为基础可以构建出各种更加复杂的实时视频处理系统。因此，本文的方案通用性和可拓展性强，将会在更多场景中体现出实际的应用价值。
参考文献
[1]王宝珠,刘伟.基于ARM11的视频图像中运动物体监测跟踪系统[J].电子设计工程,2012,20(24):168-169.
[2]陈元枝,李强,廖正湘.运动物体检测监控系统设计[J].大众科技,2011(11):11-13.
[3]纪运红,张颖,吴庆红.基于灰度图像的自适应背景模型运动物体检测算法比较研究[J].现代电子技术,2007,30(5):123-127.
[4]张德丰.Matlab/Simulink建模与仿真实例精讲[M].北京:机械工业出版社,2010.
[5]葛成良,范国滨,梁正.基于Simulink的红外图像处理算法仿真平台[J].红外与激光工程,2006(z4):83-88.
[6]赵建春,李文举,王新年.基于Simulink的车牌识别系统仿真平台[J].计算机工程与设计,2009,30(5):1154-1156.
[7]Anon.Panda Board[EB/OL].[2012-09-20].http://www.oschina.net.
[8]陈景涛,杨志刚,程力,等.运动车辆的视频动态目标检测[J].汽车工程学报,2014(1):74-78.
[9]李建,蓝金辉,李杰.一种新型快速运动目标检测算法[J].中南大学学报:自然科学版,2013,44(3):978-984.
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