情境感知服务应用论文

情境感知服务应用论文（通用5篇）

情境感知服务应用论文 篇1

传统的初中英语语法教学过于注重演绎教学，教师花大量时间讲解语法知识，呈现规则，然后引领学生大量操练，学生机械训练，被动接受，在实际运用时依旧错误百出，这让师生都很茫然和沮丧。新课程标准强调要改变以教师为中心、单纯传授书本知识的教学模式，帮助学生发展探究知识的能力、获取信息的能力和自主学习的能力。在语法教学中，我们教师要积极转变观念，改变单一的形式意义封闭式运用的讲练模式，突出学生的主体地位，尝试采用巧设情境，听说结合，感知运用的教学模式，开展一系列以学生为中心的课堂教学活动，让学生在轻松愉快的氛围中完成任务，感受成功。

语法教学应该从语法的形式、意义和语用功能三个维度进行。随着课程改革的不断深入和教学理念的不断更新，不少老师开始注重语法的意义和语用功能，但对于如何平衡这三个方面感到困难。笔者认为，若过多强调语言形式，教师一讲到底，学生机械操练，缺少在真实情景中得体运用的机会，语法教学会变得低效，甚至无效。

众所周知，语法是从语言实践中总结出来的规律，并非哪一位语法家闭门编造出来的。因此，学习语法不能脱离语言实践。离开英语语言的具体使用环境，孤立地讲解语法知识，这种教学方法只能使语法教学成为无源之水、无本之木，是注定要失败的。同时，语法教学不要迷信书面题海战术。做练习固然可以检查水平和发现不足，但缺乏广泛的交际类训练，就无法将各方面的语法知识融会贯通起来，结果只能是事倍功半。语法教学要听与说有机结合进行，适当辅以读写训练。听说训练离不开创设情境。情境在语法教学中具有重要作用。教师在设计新语言现象的呈现与巩固操练等教学环节时，要考虑情境因素，把抽象的语法知识置于生动形象、富有生活气息的各种情境之中，鼓励学生开口交流，反复使用，反复操练，通过大量的语言实践，就会达到不假思索脱口而出的地步，让学生自己发现语法现象，归纳规律，让学生建立一种语言习惯。

英语情境教学要求教师能搜集与学生已有经验相联系的语言材料，创设信息呈现的情境，在整合信息过程中，引导学生发现问题，提出问题，展开学生自主处理信息、形成结论的过程，促进学生认知的`提高，有效掌握语法知识。上述教学片断充分体现了语法教学课上情境教学的新要求，为语法传统教学形式注入了新的活力。

教师首先创设了学生感兴趣的旅游话题，通过师生互动交流，巧妙使用能体现已学语法现象的句子，引起学生对一般现在时态的关注，这样既能为学习新课服务，又能使旧语法知识得以重视，使学生自然而然地进入学习思考的状态。而新的语法知识又紧紧围绕情境（呈现飞机时刻表）进行听说训练，使学生获得对该语法现象的感性认识。在学生获得了对该语法项目的认知的基础上，教师通过创设情境，有计划地引导学生进行巩固，不断加深对这一语法项目应用范围的了解和运用的熟练程度。

在临近下课时，教师设计了一个关于出行计划的主题情境，同时提供了三个地点和他们各自的观点，要求学生围绕情境中所给主题，对出行安排展开讨论，要求学生用一般现在时表述计划，安排适当的未来的动作与行为。笔者建议：如果能在“practice―theory―practice”这一教学模式的基础上，提升后阶段practice的深度和广度，即创设更多形式的情境让学生会话，如圣诞夜、运动会的安排等，而不应只局限于旅游出行的计划安排，这样教学效果会更好。 教学设计极具个性化，打破传统模式，通过各种口头练习和活动，深入浅出，帮助学生了解和掌握必要的语法规则。句式结构表达一目了然，配以教师简单的文字解释，学生易于理解。随后教师更换图片，让学生根据动词（fly,sit,sing）进行看图说句，引导学生注意发现句式的规律并能运用规律举一反三。学生触类旁通，热热闹闹开展Pairwork,用所给的动词造同一句式结构的句子。多样练习，有效巩固。如此看看说说，学生乐而学之，学而知之，最终达到熟练掌握、脱口而出的程度，其教学效果不言而喻。因此在平时语法教学中，教师应多提供口语交流的机会，如看图说话、小组对话等，开展师生、生生对话。学生可以在交流互动中内化语法知识，提升英语表达能力，为真实语言交际打下基础。

其实，所有的语言知识（包括语法）的学习都是为了达到交际的目的。正如美国语言学家布隆菲尔德所说：“学习语言就是实践，再实践。其他方法是没有用处的。”要交流，要交际，就要开口讲。学好了英语语言的语法规则，掌握了一定的词汇量，一旦学生能在语法课上都能做到大胆说，还有什么学不会和不敢说的呢？

情境感知服务应用论文 篇2

在当今各行各业逐渐信息化的趋势下,医疗服务行业也趋于信息化。随着智能手机使用量的不断增加,智能手机中的移动应用需要不断地创新和发展,医疗服务的信息化也逐渐应用于智能手机上。面对大量的医疗服务信息,如何快速处理信息成为一大难题,嵌入移动应用中的推荐系统应运而生,基于位置服务(Location Based Service,LBS)的推荐系统即为其中一种。LBS推荐系统将基于位置系统与推荐系统巧妙融合起来,以便满足智能手机用户从移动应用中获取大量信息的需求[1]。在移动医疗服务信息应用中,融入LBS推荐系统,必须满足应用的新用户快速学会使用的前提下成功降低冷启动问题的影响,否则会流失大量用户[2]。同时,鉴于用户需要及时获取当前所处环境的信息,因此一款好的LBS推荐系统必须能够实时分析了解用户当前的偏好,并能够有效分析用户当前情境信息,实现向用户推荐个性化信息。目前移动医疗信息服务应用有易诊、好大夫等,这类应用已成功将位置服务推荐嵌入,但情境信息仅限于位置,使得推荐略显单一,融合多种情景信息进行推荐,可以使得推荐更加个性化。因此,本文提出融合位置、时间、天气、环境、交通等多种情境信息的医疗信息服务应用,能够使得用户获得更加个性化的服务。

在当前研究并实现的推荐系统中,普遍存在如下问题[3]:推荐类别和属性单一;用户学习成本高;缺少融合情境信息;冷启动问题仍然存在。

本文将针对这些问题,使用基于规则的LBS推荐模型,并将其应用于开发的医疗信息服务平台中,实现为用户提供实时医疗信息服务方面上的有效推荐。

1 相关研究

1.1 基于规则的推荐

传统的推荐方法有基于内容和基于协同过滤两种推荐方法。这两种推荐方法已得到了广泛的应用,但是在LBS推荐系统中,这两种推荐算法不能够有效地解决“冷启动”问题[4]。而基于规则的推荐不依赖于用户评分等历史信息,不存在“冷启动”问题,因此在本系统的开发与研究中,使用基于规则的推荐给用户提供所需信息。

基于规则的推荐,是基于知识推荐中的一种,在本系统中,通过将带推荐医院与医生的属性与用户的属性进行匹配来推荐,抑或是通过自定义或关联计算得到的规则来推荐[5]。基于知识的推荐需要解决的问题[6]:

(1)知识的统一表示及有效获取。该系统中的所有要素,需使用规范的方式来描述,包括用户信息(姓名、性别、邮箱、手机号码、QQ号码、家庭住址、病史等)、用户的情境信息(所处地理位置、所处位置交通情况、天气、温度等)、医院信息(所处地理位置、科室分布、医生信息等)等系统要素,以及所有要素之间的关系。除此之外,还需要统一描述推荐方法以及在推荐方法中上述所有系统要素之间的交互。

(2)合适的推理机制的生成,推理出结果。在该医疗服务信息推荐系统中,由用户信息、情景信息及医院信息,结合规则库中的规则进行推理并产生推荐列表。由此所得的推荐列表可能含有多条信息,亦可能为空,需结合各种情况,综合考虑使用适当的推荐方法。

(3)知识的规范聚合。在该系统中,用户属性、医院属性等处于持续动态变化中,因此,需要使用有效的手段对所有知识进行管理来控制知识的信息量爆炸。

1.2 位置的获取及计算

本文设计开发的医疗信息服务应用使用百度地图Android定位SDK对该应用用户所处位置进行定位,使用百度地图定位SDK能够进行精确、实时定位。

1.2.1 获取位置

基本定位功能,返回用户当前位置,包含GPS和网络定位(Wi Fi和基站定位)功能,同时还支持定位结果的反地理编码、离线定位、位置提醒功能和地理围栏功能。

Location Client类是百度地图定位SDK的核心,具体方法为Location Client(Context);使用get Longitude()方法获取经度坐标,返回结果为长整型数据;使用get Lati⁃tude()获取纬度坐标,返回结果为长整型数据;使用has Radius()方法获取定位的精度,并判断是否有定位经度半径,返回结果为布尔型;使用get Radius()方法获取定位精度半径,返回结果为浮点数类型,单位是m;使用get Addr Str()方法获取文字描述的地址,返回结果为字符串类型数据。

在百度地图SDK中,分为三种定位模式,分别为:高精度定位模式(Hight_Accuracy),低功耗定位模式(Battery_Saving)和仅用设备定位模式(Device_Sen⁃sors),本文开发的系统使用高精度定位模式。

1.2.2 位置距离计算

设A点的经度为Lon A,纬度为Lat A;B点的经度为Lon B,纬度为Lat B,以零度经线为0,东经为正数,西经为负数,以零度纬线为0,北纬为90-Latitude,南纬为90+Latitude,则经过上述处理过后的两点被记为(MLon A,MLat A)和(MLon B,MLat B)。根据式(1)、式(2)计算A点与B点之间的距离[7]:

式中,R为地球半径,值为6 378.137 km。

1.3 融合情境信息的推荐系统

在传统的推荐系统中,没有融入情境信息,其推荐过程如图1所示。

在图1中,使用函数描述该过程,其输入为用户属性,输出为使用推荐方法得到的个性化用户推荐列表[8]。

本文所研究开发的医疗服务信息推荐系统应用中,融入了位置、天气等情景信息,因此需将各种情境信息融入到图1中。如图2所示,所有研究过的推荐中,以情景信息放入推荐系统中的位置为依据,分为前置情境过滤、后置情境过滤以及情境过滤三种范式[9]。

传统的推荐系统采用的模型为三维范式,其表述形式为<用户,项目,评分>,在此模型中,对于同一个用户,其对同一个项目的评分保持稳定。而在移动平台中,需要考虑到各种情境信息,融入了情境信息的推荐系统,对于同一个用户,其对同一个项目的评分需要随着情景信息的不同而发生变化,因此需要将上述模型修改为四维范式,在其中加入情境信息这一项。在本文所研究开发的系统中,不涉及到用户对项目的评分,使用的是用户对于医院属性偏好规则,并且使用上述三种范式中的前置情境规律方法。首先根据用户当前位置判断与其距离在一定范围内的医院,对备选项进行过滤,删除距离大于用户考虑范围的医院,再根据当前时间删除此时不营业的医院;接着根据规则库中的规则判断用户偏好的医院类别、医院科室以及科室医生。

2 系统设计

2.1 系统推荐流程

由于向用户推荐的结果需要在命中率、多样性、实时性等评价指标间达到平衡,在向用户推送的结果集中,应包含各种类型的医院,除了与用户病史相关的医院信息,按时间片推送的医生信息以外,还可加入可网上挂号的医院信息以改善结果的质量。本推荐系统综合了用户属性及用户的各种情境信息,并与医院的类别、科室及医生进行匹配,确定出在某一时间某一地点适合用户的医院信息,实现对于用户的个性化推荐。图3为本推荐系统的流程。流程说明:

第一步:强制筛选。根据强制筛选规则集,删除不匹配医院。表1中,举例说明了本推荐系统中的部分强制筛选规则。

第二步:结合偏好规则集1、偏好规则集2和偏好规则集3,并行确定三种概率值。

(1)根据用户属性,计算用户对于各类医院的偏好概率;

(2)根据用户属性和科室属性,定义用户对于医院各个科室的偏好权重;

(3)根据用户属性和医院科室医生的属性,计算用户对于医生的偏好概率。

第三步:由第二步得到的三种概率,结合偏好规则集4确定用户对医院列表中每个医院的偏好概率,得出给用户所推荐的医院列表。

2.2 偏好建模

在分析与设计规则集和推荐算法前,需要完成对用户的偏好建模这一过程。根据移动应用与基于位置服务推荐综合的特点,本文的推荐系统在融合了情境信息的基础上将用户的偏好分为两类,分别为短期偏好和长期偏好。其中短期偏好有更新周期短,并且对情境信息比较敏感的特点;长期偏好有更新周期长,用户习惯偏好比较稳定之特点。医院的属性信息包括有无停车位、环境氛围、科室名称、科室医生性别、可否在线挂号等离散属性,就医费用区间、科室医生就医年龄区间、与用户位置距离属性等区间属性,用如下矩阵表示:

式中,区间属性an1的取值范围为:

离散属性an1的取值范围为:

对医院属性进行建模后,可以用一组向量来表示用户的偏好模型,可以表示为<<c1,d1,b1>,……,<cr,dr,br>,g1,……,cs>,比如某用户的兴趣模型为<[0~200],[0,2 000],有免费Wi Fi,有停车位,内科,医生就医3年以上>,表示该用户偏好的价格区间为0~200元,可接受的距离为2 000 m以内,能够提供免费Wi Fi,有停车位,要看内科并且该科室医生的就医年龄在3年以上。

2.3 情境信息建模

为了方便情境信息模型的创建,需要做以下工作:首先须定义情景信息,即确定在本推荐系统中需要获取哪些情境信息;然后确认如何采集这些情境信息。本文中,本推荐系统需要的情境信息包括:用户当前位置、当前时间、当前天气情况、周围交通情况等。

3 规则库的分析与设计

本文所涉及的规则库中规则的形式均为:A→B(P),即若A则B同时伴有一个概率值P,其中A为用户的属性或者情境信息,B为医院的属性,P表示医院匹配用户需求的程度及用户与当前情境对某个医院属性的偏好概率。如规则库中的某条规则:若60则[0~2 000](0.64)。该规则表示,如果用户年龄为60,那么为其推荐距离在2 000 m以内的医院概率为0.64。

3.1 获得个性化用户短期偏好

根据用户当前的时间、天气、位置、环境属性,确定用户短期偏好矩阵,并根据用户偏好,由偏好规则集1作用后,对该矩阵进行修正,得到如下矩阵:

式中,Ti,Wi,Li和Ei分别表示在当前时间、当前天气、用户当前位置和当前所处环境下,用户对于i类医院的偏好概率。

用户对于所有医院的推荐概率排序根据下式:

得到医院类别的推荐排序表。

3.2 获得用户长期偏好

根据偏好规则集2,将用户属性与规则库中的规则进行匹配,以得到对某医院科室的偏好概率为:

式中:m行表示用户的m个属性;n列表示n个医院的科室;Qij表示用户的属性i对医院的科室j的偏好程度。由式(9)可计算出用户对于医院科室的偏好权重:

根据偏好规则集3,将用户属性与规则库中的规则进行匹配,得到用户对医院科室医生的偏好概率,得到如下矩阵:

将由规则集2及各种属性计算所得的用户对医院科室的偏好权重与由规则集3及各种属性计算所得的用户对医院科室医生的偏好概率相乘,获得用户对医生属性的偏好概率。将此偏好概率进行排序,最高偏好概率对应的医生即为用户的长期偏好。

3.3 确定每个医院的推荐概率

根据规则集4,将推荐列表中的各个医院与规则进行匹配,其各个属性的偏好概率加权平均,由此得到用户对医院的偏好概率,将此值与对于医院类别的偏好概率相乘,得到的结果即为对用户推荐某医院的概率值。

医院用户的兴趣不断发生改变,则会出现新的关联规则。新规则产生遵循以下三个原则:旧规则不再出现;有新的规则;规则在一定的时间内重复。

当用户搜索某一医院时,算法会提供关于该医院所具有的关联规则,并将推荐概率高的n个医生推荐给用户,用户从这n个医生中选择适合自己病情的医生,此时就会导致所用规则的推荐概率发生改变。如此循环,系统会有针对性地向用户推荐医生,提高医院与医生的知名度,并且提高推荐的准确率。

4 系统实现与应用

本应用由配置在Windows操作系统上的Tomcat服务器提供Web服务,客户端应用使用HTTP协议进行访问获取信息。客户端应用采用Eclipse为Android客户端开发工具,Myeclipse 10为服务端开发工具,具有应用显示与后台程序和服务端程序相分离,使得整个应用框架清晰、易于维护、扩展性强。数据存储在SQL Server 2008数据库中,使用存储过程处理应用中的业务流程,避免了写在服务器代码中而出现的频繁编译与部署等弊端,提高其维护性。本系统录入了山西省晋中市榆次区的各个医院信息,推荐结果界面如图4和图5所示。图4为该应用的首页展示,其中医院专区的结果为根据用户属性信息推荐的两个医院;图5为在医院类别中搜索诊所得出的推荐列表。

5 结语

目前医疗信息服务中的信息化进程相对落后,基于位置针对医院及其科室的推荐系统还比较少见,不论是用户的访问记录还是评价反馈都较难获取,因此如何应对应用的“冷启动”问题对于LBS医疗信息服务推荐系统来说是一个重大挑战。本文提出了基于规则的医疗推荐,不仅会降低用户学习成本,还不存在“冷启动”问题。本文给出所提出推荐系统的流程图,并对用户的偏好进行建模,基于此建立相应的规则库,并对新产生的规则进行定义。推荐系统的优劣评价实质上是很复杂的,依赖于应用的使用程度及商业效果,系统最终会通过在实践应用中进行不断的优化。

参考文献

[1]李迎辰.基于社交网络的移动应用推荐系统研究及应用[D].重庆:重庆大学,2014.

[2]RICCI F.Mobile recommender systems[J].Information technology&tourism,2010,12(6):205-231.

[3]TIWARI S,KAUSHIK S,TIWARI S.Location based recommender systems:architecture,trends and research areas[C]//Proceedings of IET International Conference on Wireless Communications and Applications(ICWCA 2012).Huangshan,China:IET Digital Library,2012:71-77.

[4]SHABIB N,KROGSTIE J.The use of data mining techniques in location-based recommender system[C]//Proceedings of the International Conference on Web Intelligence.Nanjing:Mining and Semantics ACM,2011:71-81.

[5]GE M,DELGADO-BATTENFELD C,JANNACH D.Beyond accuracy:evaluating recommender systems by coverage and serendipity[C]//Proceedings of the Fourth ACM Conference on Recommender systems.Barcelona:ACM,2010:257-260.

[6]刘平峰,陈冬林.基于知识的电子商务智能推荐系统平台设计[J].计算机工程与应用,2007(19):199-201.

[7]韩忠民.知经纬度计算两点精确距离[J].科技传播,2011(11):211.

[8]王伟.基于LBS的个性化推荐系统研究[D].北京:北京邮电大学,2012.

情境感知服务应用论文 篇3

关键词：手机,情景感知,Gimbal平台,Android系统,地理围栏

1 情景感知的概念及应用前景

1994年Schilit等人第一次提出了情境感知的概念。情境感知,即通过传感器及其相关的技术使计算机设备能够“感知”用户当前的情境———获取用户特征和环境状态,响应用户的需求或学习用户的操作。情境感知通过生活中常用的手机或某种移动设备给用户带来的体验,就像有一个虚拟伴侣,它能够无时无刻感知到用户当前的情境,从而提供个性化的服务。

在情景感知概念提出将近20年后的今天,情境感知技术及应用已经逐渐渗透到人们的生活中。2012年4月,谷歌公司发布的谷歌眼镜(Google Project Glass)成为新时代情境智能终端的代表。

随着智能手机的流行,手机与人类的关系日渐紧密。用手机来充当自己的耳朵,用手机安排日程,用手机记录过去,提醒明天。用手机储存回忆。手机为情境感知技术的兴起和流行提供了可能。作为手机的用户,你是否曾希望手机更好地理解你,无需通过触控、输入和滚动来告诉它你要做什么。这就是情境感知技术带给我们的不一样的体验。

想象以下几个场景:

(1)外出旅游。当在一个陌生的地方旅游的时候,或许你有地图,但是地图不能形象地告诉你这个地方的信息。情境感知技术就能根据用户所在的地理位置,将该地点邻近的酒店、景点、特色小吃等与旅行相关的信息推送给用户。

(2)上网。大家都有翻找网页寻找自己感兴趣的内容的经历。这既花费很多时间,而且搜索到的信息也是有限的。情境感知技术会根据用户的上网历史记录,感知用户的兴趣,并向用户推荐其感兴趣的内容,让用户快速准确地定位自己感兴趣的信息。

(3)购物。购物是生活中不可缺少的一部分。如果你看到一个很想买的商品,却不知道自己应该去哪里买。情境感知技术就能帮助你,根据你用手机拍摄的商品的照片,找到离你出售这件商品最近的地方。

情境感知技术带给用户的便利远远不止这几个方面。作为应用开发者,更多关心的是情景感知技术的开发。美国高通公司旗下的Qualcomm Labs于2012年6月推出了支持移动设备的情境感知应用开发平台———Gimbal,下面介绍基于Gimbal的手机情景感知应用程序开发。

2 Gimbal介绍

2.1 Gimbal组成

Gimbal由两大部分组成,Gimbal Manager和Gimbal软件开发包SDK。

(1)Gimbal Manager

Gimbal Manager是运行在Gimbal官网下的一个管理平台,用户可以通过浏览器来访问它。Gimbal Manager在整个情境感知平台中,充当着“大脑”的角色,具有举足轻重的作用。移动设备对当前环境的决策和对环境变化做出反馈都需要依靠Gimbal Manager。

(2)Gimbal SDK

在Gimbal官网上提供Gimbal SDK软件包下载。目前Android平台最新的Gimbal SDK软件包版本是0.45,其内容包括:

1)JAR文件和函数库:Context-Core jar、Context-Places jar、Context-Interests.jar等,如表1所示。

2)文档:包含接口库的JavaDoc文件夹;一个实例应用程序的源代码;GimbalSDK开发帮助文档。

开发者利用Gimbal SDK可以方便、快捷地开发出一个情境感知应用程序。利用Gimbal SDK实现的客户端能够对用户当前所处的情境进行信息采集及分析,并接收由Gimbal Manager推送的相关通知(Notification),帮助用户更好地了解自己所处的情境,同时能更好地从情境中快捷地找到自己感兴趣的信息。

2.2 Gimbal功能

Gimbal包含5大功能:地理围栏(Geofence)、人机沟通(Communicate)、兴趣感知(Interest Sensing)、用户隐私保护(Privacy Controls)、用户图像识别接口(Image Recognition)。

(1)地理围栏功能。所谓地理围栏,就是通过经度和纬度来确定某个地点,并通过其区域半径(或通过某个多边形的大小)来划分某一区域,当手机进入或离开该特定地理区域或在该区域内活动时,手机会接收自动通知和警告。这是Gimbal情境感知技术的基础功能,是对用户地理位置的识别。通过Gimbal Manager创建一个以现实世界中的某一点(通过经纬度来标记)为中心的范围区域,作为一个地理围栏,并标记其名称及相关属性;之后当用户进入Gimbal Manager上记录的地理位置后,移动设备会立刻显示其位置以及在Gimbal Manager上记录的与该地理围栏相关的信息、通知等。

(2)人机沟通功能。这是Gimbal情境感知技术中实现用户反馈的关键功能,即在侦测到用户当前环境的基础上,向用户反馈与该环境相关的、用户感兴趣的信息及通知。该功能是依靠Gimbal Manager实现的。Gimbal Manager平台会存储某个时间段用户在某个地理围栏中的相关信息,之后通过Gimbal应用程序返回的信息筛选它存储的Communications,将符合条件的信息和通知推送到用户的移动设备上。

(3)兴趣感知功能。Gimbal通过大量用户数据挖掘得到与兴趣相关的规则、信息,即Gimbal通过对情境的信息收集来感知用户的兴趣。在用户每一天使用手机的过程中,都包含着与用户兴趣相关的信息。这些信息可从上网的历史记录、已安装的应用程序、用户的输入等信息源中得到。Gimbal通过获取用户的这些信息源并得到相关的兴趣信息,将用户可能的兴趣以键值对的形式列出,每个兴趣对应一个在0-1范围内的数值,数值越大,表示用户对其越感兴趣。

(4)用户隐私保护功能。用户隐私信息的安全是任何一项技术在发展中必须要重视和实现的,Gimbal情境感知技术也不例外。在对用户进行情景感知的过程中,应用程序必然会得到用户的一些隐私信息,如果对这些信息处理不当或者泄露给别有用心的人,会严重侵犯用户隐私,产生不良后果。所以,Gimbal技术在Gimbal SDK中提供给用户改变应用权限的接口,如果用户某个时刻不想让Gimbal来获取自己的位置、兴趣或其他相关信息,就可以选择关闭某种功能,从而防止隐私信息的泄露。Gimbal技术的安全功能及其策略贯穿了整个应用程序的设计和实现过程。

(5)用户图像识别功能。这是帮助用户对感兴趣的图像进行识别并通过图像感知用户需求的功能。比如:一张食品的图像,图像识别功能就能帮助你识别这种食品是什么,它的厂商是谁,并能提供购买该食品的途径。用户图像识别功能的具体实现是Qualcomm Labs的另一个技术Vuforia的主要内容。Gimbal在它的内部实现中,给开发人员提供了图像识别的接口,某些想要使用图像识别功能的应用可以很方便将Gimbal和Vuforia功能结合起来,实现情境感知中对图像的识别功能。

3 应用开发

使用Gimbal可以方便地实现手机上的一个情境感知应用。下面介绍应用Gimbal实现一个Android平台手机情境感知应用程序的过程。

3.1 准备工作

3.1.1 环境搭建

(1)搭建Android开发的环境,包括安装好Eclipse编译器。

(2)从Gimbal官网上下载最新的Gimbal SDK软件包。

(3)在Eclipse中创建一个新的Android Application,然后从Gimbal SDK包中将需要的jar包导入应用程序中。

3.1.2 获取Gimbal应用程序的密钥

Gimbal对使用Gimbal SDK的应用程序有很严格的管理。Gimbal Manager给每一个使用Gimbal的应用程序的包名分配一个唯一的API Key。包名和API Key唯一对应,在应用程序启动的时候,程序会向Gimbal Manager发送自己的包名加上自己的Key,通过Gimbal Manager的验证成功之后,Gimba SDK中的功能才能被应用程序使用。以下介绍获取Gimbal应用程序的密钥的过程。

(1)登录Gimbal官网,注册一个用户账号。

(2)用注册的账号登录之后,官网的菜单选项中会多出一个Manager菜单,点击之后出现选择界面,现阶段我们只是以开发为目的,所以选择Sandbox,如图1所示;而Production选项需要开发者提供签署应用程序的证书,该证书能够唯一标识一个应用程序,可以在今后应用程序正式发布为产品时使用。

(3)进入Gimbal Manager界面,选择Setup菜单。Setup页面中,第一行是Server API Key,如图2所示,Server API Key是与用户账户唯一对应的Gimbal Manager页面的标识。当用户想访问Gimbal Manager页面并使用其后台的API时,就要使用这个API Key来验证。

(4)可以选择用户应用程序的操作系统并填写应用程序的包名,点击Generate后,Gimbal Manager就生成了与应用程序的包名唯一对应的Client API Key,如图3所示。用户需要将这个Key记录下来,添加在用户自己的应用程序中,使Gimbal认证用户的应用程序并提供服务。

通过以上步骤搭建好环境并获取API Key之后,就可以根据Gimbal SDK的开发文档来配置并实现Gimbal应用程序。

3.1.3 配置应用程序

(1)创建usercontext.properties文件。在新创建的Android项目中有一个assets文件夹,该文件夹用于保存原始资源文件。需要在此assets文件夹下新建一个属性文件usercontext.properties,该文件用于定义特定应用程序的属性,这些属性能够启用GimbalSDK。

usercontext.properties文件必须位于Android项目的/assets/properties/目录下,以确保该文件能够被GimbalSDK获取。如图4所示。

usercontext.properties文件中支持的属性如表2所示。

其中,app.capabilities这个属性可以帮助用户选择应用程序要使用的功能。Gimbal SDK提供给开发者一些可选择使用或不使用的组件。为了实现这一目标,可以在usercontext.properties文件中将它们作为app.capabilities列举出来。例如,如果应用程序需要同时使用ContextPlaceConnector和ContextInterestsConnector,则要使用下面的属性项:app.capabilities=Geofence,Interests。系统会动态加载这些组件并且会为每一个组件注册一个相应的隐私控制,使得用户可以对组件进行控制。要注意的是这些属性是大小写敏感的。

(2)配置AndroidManifest.xml文件。在AndroidManifest.xml文件中,用户需要根据想要使用的功能配置相应的元素与权限。

1)添加必需的元素。

GimbalService与UserContextServiceStartStopReceiver是客户端程序与服务器端的Gimbal Manager进行通信的两个必要元素,其中UserContextServiceStartStopReceiver负责接收GimbalService发送的广播。其配置代码如下:

上述代码中粗字体的地方要改成用户的应用程序的包名,否则在程序初始化阶段会报错,无法使用Gimbal SDK中的API。

2)增加区域侦测需要的权限。要使用Gimbal的区域侦测的功能需要在AndroidManifest.xml中给应用程序添加如下的权

3)增加兴趣感知需要的权限。

经过以上配置之后,应用程序已基本符合Gimbal应用的配置要求,下面就可以在应用程序中使用Gimbal的功能来实现我们情境感知的应用。

3.2 编写Gimbal应用程序

基于Android操作系统,利用Gimbal实现了对区域侦测并推送与区域相关的通知(Notification)给用户。主要包括手机客户端程序的设计与实现和服务器端上Gimbal Manager的配置。

3.2.1 手机客户端程序实现

(1)程序界面设计。程序的界面分成两个主要区域:右上角的控制按钮用于用户修改Gimbal权限,让用户随时可以改变权限,让程序更加符合用户的需求,是Gimbal保护用户隐私功能的体现;程序中央显示Gimbal区域侦测的地点内容和相关情境,是Gimbal功能的主要应用部分。界面的背景图片选择的是南师大的校徽和景色,如图5所示。

(2)功能实现。手机端程序主要由主程序类MainAcivity、前台显示类MainPresenter、Android服务类NjnuService、Android的接收通知类ServiceBootReceiver和Gimbal的情境事件结果返回类AbstractFailureLoggingCallback等构成。程序的主要流程及各类之间的关系如图6所示。

主程序类MainAcivity是整个程序的核心,它调用其他各个类实现Gimbal的功能。在MainAcivity中首先定义Gimbal中的Connector对象ContextCoreConnector、ContextPlaceConnector,并分别对ContextCoreConnector对象和ContextPlaceConnector对象添加情境事件的监听器和区域事件的监听器。其中ContextCoreConnector的情境监听器会用AbstractFailureL-oggingCallback类来接收返回的情境事件。MainPresenter是直接与前台界面交互的类,定义了前台界面的按钮等的相应函数。NjnuService是一个在后台运行的服务,它是与Gimbal Manager交互的关键组件,在服务运行的时候,实时监听事件的相关信息。

程序初始化以后,会启动NjnuService服务,当监听器被触发后就向MainAcivity返回事件相关信息。MainActivity抽取信息中的关键信息,调用MainPresenter类的方法,将信息在前台显示。

程序中的ServiceBootReceiver类用于接收系统启动完成的通知和设备关闭时的通知。在系统启动时,它收到通知后,就启动NjnuService服务;在设备关闭时,停止NjnuService服务。这个类可以实现在后台监听并接受事件的功能,而不显示给用户。

3.2.2 服务器端设置

(1)地理围栏服务的设置。操作步骤如下:用注册的账户登录Gimbal Manager,并打开Manager的Sandbox管理页面。选择Geofence菜单,打开Geofence管理页面。点击右上角的New按钮弹出新建页面,选择创建新的地理围栏。这里需要填写地理围栏的名字并选择区域的形状。如果是圆形区域,就要选择半径的大小,区域的半径必须大于等于50米,否则Gimbal很难侦测到。如果选择是多边形的形状,其宽度必须要大于等于100米,否则也难以侦测。在Search一栏写上“中国江苏省南京栖霞区南京师范大学仙林校区”,点击回车之后就可以在地图上得到想要的区域,如图7所示。

按照仙林校区的区域分布,创建了“南师大宿舍生活服务区”,“南师大宿舍南区”,“南师大宿舍东区”,“南师大宿舍西区”,“南师大教学区”这5个地理围栏。然后添加每个区域对应的情境事件,实现通信的功能。

(2)通信服务的设置。点击进入Communications的页面,这个页面是用来创建对应不同区域的相关情境事件,然后以通知的形式,推送给用户的手机,实现情境感知的功能。操作步骤如下:点击右上角的New按钮,进入创建情境事件的页面。首先是该情境事件的基本设置:情境事件的名称、情境事件有效的开始日期和结束日期,这些都是必须填写的信息。之后填写情境事件的触发条件,用户可以选择以区域围栏作为触发器或以时间作为触发器或者是两个条件兼用作为触发器。然后就可以实现在特定的时间段,特定的地理围栏中触发特定的情境事件,如图8所示;最后还要填写该情境事件的通知的内容,包括通知的标题、通知的相关描述以及情境相关的URL,其中通知的标题和描述都是限制在25个字之内的,URL是选填的内容。如果你知道与情境相关的网站链接,使用URL让用户访问,也不失是一个很好的处理方式。

通过以上设置之后,服务器端的Gimbal Manager就能配合客户端的感知应用,准确、智能地对用户的情境进行感知,并进行情境的反馈,提高用户的体验。

4 Gimbal应用测试

4.1 感知功能测试

上述应用程序开发完成之后,作者对其进行了测试。

参与测试的用户为5名在校研究生,他们的手机为Android平台,安装了实现的应用程序。对5人在学校内的活动进行区域侦测并检测是否收到区域相关通知,如:进入教学区的时候,手机会收到“欢迎来教学区”的通知,在回到宿舍南区的途中,手机会收到“从学校到南区要过马路,注意红绿灯”的通知,在进入宿舍生活服务区进行用餐的时候,手机会收到“这里有学校食堂、医院、银行营业厅、收发快递处”的通知。经过实际应用测试,5人的手机客户端上,能够准确地显示出用户当前所在的地理位置,并且实时收到了Gimbal Manager发送的区域相关通知。

Gimbal Manager有一个功能是对客户端应用的分析(Analytics)功能,它会记录下客户端应用与Manager交互的时间和次数,并通过统计图的形式展示。通过对统计图的观察,可以宏观全面地了解客户端应用和Manager交互的时间、次数等信息。图9是基于时间对用户使用Gimbal应用以及收到Gimbal通知的活跃度的结果统计。横轴是以时间为单位,每一小时作为一个刻度;纵轴是0-10的交互次数。该图能够较为明显地反映用户在一天中的区域变化活动较活跃的若干个时间段。

从图9中可以得到用户的大致活动时间和范围:早上7点(7 am),有用户进入了教学区准备上课,早上9点(9 am)到十点(10 am)时间段,有用户进入教学区进行自习或准备上午后半时间段课程的学习,这时候他们都收到了在“教学区”的通知。不过教学区的教室中,有对手机的网络信号屏蔽的装置,所以Gimbal收到的进入教学区的通知次数不全;在中午(noon)午饭时间,用户进入生活服务区的食堂用餐,并于1点(1 pm)之前返回了教学区的实验室准备下午的课程(有的用户将手机放在了实验室没有带去食堂,不过从统计图可以看出,离开和返回教学区的用户数量相等);在下午4点(4 pm)左右结束了下午的课程,用户离开了教学区返回宿舍。晚上6点(6 pm)到10点(10 pm)从统计图的交互次数就可以发现用户的活动就比较多样化,用户在不同的时间段去生活服务区进行吃饭并开始各自晚上的活动。有的用户会去实验室学习然后较晚返回宿舍;有的用户会在吃晚饭就返回宿舍不外出活动了;有的用户则选择去超市等校外活动并较晚返回学校。这些信息在统计图上的交互次数的多样的时间和频繁的次数都有所反映。由此可见,该Gimbal应用可以很好地实现对对象所在区域的侦测,并能推送相关的通知,实现了基本的情境感知功能。

4.2 Gimbal应用注意

实现的手机Gimbal应用能够实现将用户的情境、地理围栏和情境事件联系起来形成智能的感知和反馈功能。但在实际开发和应用过程中,也发现了Gimbal的一些不足:

(1)Gimbal应用需要网络和Gimbal Manager进行交互,如果用户所在区域网络信号不好就无法很好地实现感知功能。在没有无线网覆盖的地方,需要用户打开移动网络数据。

(2)当用户刚修改完或更新Gimbal Manager上的地理围栏之后,Gimbal的地理围栏功能不能立刻感知和侦测到变化。这时候可以通过客户端界面上的修改Gimbal权限的按钮,选择先关闭区域侦测功能再重新打开,就可以使客户端与Gimbal Manager进行交互,并更新地理围栏的信息,推送给用户。

(3)Gimbal服务器上对所存储数据的安全问题没有更多地涉及。用户的数据都放在Gimbal的服务器上,会带来用户数据泄露等安全问题。

(4)目前Gimbal的使用是免费的,但如果地理围栏、兴趣感知和IR中的任一服务用户超过5,000,Qualcomm Labs就会对应用进行收费。

5 结语

Gimbal SDK自从发布之后,不断有更新版本发布,功能也在不断地完善。SDK的版本今年已经有过3次更新发布,Gimbal的最新功能中能够将Gimbal的感知功能与手机的电池电量和性能相挂钩,提供不同精确程度的感知模式。

可以预见,未来随着手机等智能终端设备的进一步普及,人们对于它们的感知能力将会有更大的需求和期待。有了Gimbal开发平台的帮助,实现手机等智能终端设备的智能化和情境感知将会变得容易。

参考文献

[1]Qualcomm中国.Gimbal SDK助力开发者让智能手机更加智能.http://www.qualcomm.cn/news/releases/2012/06/27/gimbal-sdkzhu-li-kai-fa-zhe-rang-zhi-neng-shou-ji-geng-jia-zhi-neng,2012.

[2]Qualcomm Labs.GimbalTM SDK for Android Documentation.2013.

[3]Scobleizer.Mobile 3.0 arrives:How Qualcomm just showed usthe future of the cell phone.http://scobleizer.com/2012/07/11/mobile-3-0-arrives-how-qualcom-just-showed-us-the-fu-ture-of-the-cell-phone-and-why-iphone-sucks-for-this-new-contextual-age/.2012.

情境感知服务应用论文 篇4

文章不是无情物, 分析讲解毕竟不能代替语言文字的感知领悟。古人学习就很重视朗读, 大诗人白居易有“口舌成疮”的苦练, 文学大家韩愈有“口不绝吟”的心得。作为语文教师, 我一直提倡让学生在用心诵读的基础上更深入地品味文本, 下面我结合《三峡》一课谈谈我的体会。

首先, 加强朗读指导, 有助于培养学生的文言语感。

教《三峡》一文时, 在导入这一环节, 在配乐的背景下我诵读了第一段并抒发了自己沉浸在三峡壮丽美景中的心情, 然后请学生高声朗读第二段, 此时全体学生都站了起来, 有两名学生还表达了自己的感受, 这样灵动的画面、悠扬的音乐、动情的朗读、真实的感受, 创设了良好的朗读情境。接下来我出示了“朗诵, 大者可以陶冶性情, 增强理解;小者, 可以有效地培养对语言词汇细致入微的体味能力”这句话, 让学生更加理解了朗读的意义, 培养了学生通过朗读感受文言文的能力。

但是, 诵读不能无的放矢, 要和赏析结合在一起。接下来我请学生依据朗读赏析写景抒情散文的经验说说本节课的学习目标和赏析方法。此设计是从学生的实际需要出发, 根据学生的能力差异, 设置不同的目标, 而且让学生在朗读和赏析时有具体的方法可循, 引导学生学会将朗读和赏析相结合, 知道怎样朗读并分析为什么这样朗读, 这样的朗读赏析结合的方法指导打破了以往课堂上读、赏分开的屏障, 提高了学生对文言文的感知能力。

其次, 朗读还有利于活跃文言文课堂教学的气氛, 提高课堂效率。

文言文课堂教学容易呈现结构呆板、气氛沉闷的现象。在“朗读品味”环节中, 引导学生进入文章意境之后, 我注重了设计朗读活动。此环节我先让学生组内交流, 然后是小组汇报展示。组内交流屏幕上出现的三峡美景, 让学生带着陶醉进行朗读赏析。为了让小组活动不流于形式, 更加真实有效, 我进行了小组活动方式的指导, 引领学生有效地参与朗读活动:

小组朗读活动指导:

1.按学法指导朗读和赏析课文, 交流朗读的重音、语调、语速的处理。

2.抓住重点词句具体赏析和朗读, 总结写法精妙之处, 并在组内演练。

3.设计多种形式的朗读和小组汇报的方式。

4.请其他组朗读能力强的的同学到自己组进行指导。

在小组朗读展示时, 有一个小组读得特别动情, 他们就引领全班同学进行多种形式的朗读, 包括跟读、接龙朗读、比赛朗读等, 通过多种形式的朗读活动, 学生学习的情绪高、兴趣浓。

另外, 朗读有助于加深学生对文言文的理解。

诚然, 学生对文言文的理解可以依靠教师的讲授, 但最好的方式还是自己去品味。通过朗读, 学生可以体会古人的神情心思及文章的要旨, 欣赏文言文特有的美, 从而使学生的心灵受到陶冶, 境界得到升华。

《三峡》一课中, 当“清荣峻茂, 良多趣味”一段学生读得不好时, 我是这样点拨的:让学生从一字一景的写景手法和情感两方面进行深入挖掘, 通过语调、语速、情感等方面分析读得不理想的原因, 再反复练习朗读, 让学生明白赏析不能仅停留在字面的理解上, 还要透过景物描写体会作者的心境和情感, 感受作者立足山水之间, 大好风光尽收眼底的喜悦与赞美之情, 最后让学生展示朗读, 全班倾听、体会、评价。

情境感知服务应用论文 篇5

一、主要教学流程

1. 情境创设

请同学们观察右边的四幅图片, 图片中哪些线互相平行?

教室内有哪些线是互相平行的?它们有什么共同的特征? (小组讨论, 为归纳平行线的概念做准备)

2. 认识平行

(1) 概念:在同一平面内, 不相交的两条直线叫做平行线。

(2) 表示:如图, 两条直线互相平行, 记作AB∥CD, 读作“直线AB平行于CD”。

(3) 画法:想一想, 小学里怎样用直尺和三角尺画平行线?

3. 探究性质

(1) 读图。观察地图并思考:

(1) 图中有哪些道路与建设路平行?利用前面学习的方法加以检验; (2) 过人民广场, 并与建设路平行的道路有几条?经过青年广场呢? (3) 过人民广场, 能否再修一条与建设路平行的道路?经过青年广场呢?

(2) 画图。如图, 点A、B是直线l外的两点. (1) 过点A画与直线l平行的直线。这样的直线能画几条? (2) 经过点B呢? (3) 通过画图, 你有什么发现?

(3) 归纳。学生思考、小组讨论, 尝试用语言来描述所发现的基本事实:过直线外一点有且只有一条直线与这条直线平行。

(4) 应用。如图, D是AB的中点。

(1) 过点D画直线DE∥BC, 交AC于点E, 画直线DF∥AC, 交BC于点F;

(2) 在所画图中, 线段AE与EC、线段BF与FC有怎样的数量关系?用刻度尺或圆规检验你的结论。

4. 数学实验

(1) 图中AB与CD、BC与ED、FG与HI互相平行吗?

(2) 在方格纸中过点P分别画AB、BC的平行线。

二、设计策略与意图

1. 创设情境, 让学生在具体实例中感知平行。

对于平行线的概念, 小学里是通过实物、图片加以描述的, 未介绍平行线的表示方法, 还学过利用直尺、三角尺画一条直线的平行线。

基于小学已学过的平行的知识, 这里我们通过一组图片及寻找身边的平行线, 进一步丰富了对平行的认识, 唤起了学生对平行的回忆。

2. 遵循了从感性到理性, 定义平行线

小学教材里是这样描述的:像这样不相交的两条直线互相平行, 其中一条直线叫另一条直线的平行线.本课的教学中, 我们让学生思考所找互相平行直线的共同特征, 来归纳平行线的概念, 遵循了从感性到理性的认知规律, 深化了对两条直线互相平行的认识。

3. 在观察、操作、思考等活动中探索平行线的性质

这一部分中有四个环节:第一, 观察城市地图, 在读图的过程中, 让学生从生活实际中感知平行线的性质;第二, 将建设路看成直线l, 人民广场看成点A, 青年广场看成点B, 这样就转化为一个画图问题, 把上述实际问题抽象成数学问题, 在操作中思考, 让学生从数学内部感知平行线的性质;第三, 学生进行有条理的思考与表达, 尝试用规范的语言来描述所发现的基本事实;第四, 运用平行线的性质解决问题, 让学生体会基本事实在数学内部的运用。

4. 通过数学实验, 深化平行线性质的认识。

这里的活动分为3个层次, 第一, 用直尺、三角尺画平行线的方法检验图中的有关直线是否互相平行:第二, 通过观察、操作活动, 探索在方格纸中画平行线的方法;第三, 是数学实验活动的核心, 意在引导学生通过观察、操作、思考, 发现在方格纸中画平行线的一般方法。

这样的设计一方面基于学生在小学里已有的经验 (学过利用方格纸中的横线或竖线画平行线) ;另一方面, 在检验图中的直线是否平行的过程中观察其特点, 能引发学生新的思考, 发现在方格纸中画平行线的简便方法, 发现借助方格纸画平行线的本质就是平移。

三、两点感悟

1. 创设恰当的情境有助于学生理解数学。

《课标》指出, 应选用合适的学习素材, 介绍知识的背景;设计必要的数学活动, 让学生通过观察、实验、猜测、推理、交流、反思等, 感悟知识的形成和应用。恰当地让学生经历这样的过程, 对于他们理解数学知识与方法、形成良好的数学思维习惯和应用意识, 提高解决问题的能力有着重要的作用。

对于七年级学生来说, 学生对图形的认识仅仅限于直观性的识图, 以前没有学习图形的表示方法、几何语言的表述和推理, 所以从实际情境中抽象出图形、概念、性质, 并用几何语言加以表述, 是比较困难的。因此, 教学中要以现实背景为素材创设情境, 让学生经历观察、操作、思考、推理等活动过程, 积累数学思维和实践活动的经验, 让学生亲身实践、感受, 掌握概念、懂得画法、尝试用几何语言表述, 有助于学生理解数学, 这是有效的学习方法。

2. 立足合情推理, 发展学生有条理的思考与表达。

合情推理是发现结论的一个有效途径。记得华东师大王继延教授说过, 培养学生在活动中从数学的角度进行思考, 直观地、合情地获得一些结果, 这是数学的根本, 是得到新结果的主要途径。

七年级的学生习惯于用小学里的直观来代替推理, 对几何语言的运用, 对文字语言、图形语言、符号语言的相互转化, 对探索、归纳、推理的必要性认识不足.因此, 教学中, 我们应引导学生观察、操作、实验, 其目的是为了获得抽象的规律, 发展空间想象力和推理能力。学生的认识过程应当是基于操作, 又高于操作, 经过抽象、概括活动, 归纳数学对象的特征, 发展有条理的思考与表达。

摘要：初学图形与几何时, 要尽可能创设学生熟悉的、感兴趣的实例作为认知背景, 让学生在情境中感知, 为学生提供较为充分的观察、操作、实验、思考等数学活动的机会, 让学生在操作中理解。