计算工具教学

计算工具教学（精选12篇）

计算工具教学 篇1

《神奇的计算工具》教学反思

刘利香

《神奇的计算工具》一课是北师大版四年级上册第三单元中的一课，这一课在教材上的内容很少，所以在备这节课之前，我心里的想法是“可讲可不讲”，或者“以学生自学为主”，但是在查阅了一些有关资料再去备课时，却发现本节课却是不可不讲、而且大有讲头。那么，我是如何创造性地使用教材的呢？反思整个教学过程，我主要是从如下四个环节来完成的。

1、立足学生，从学生实际出发

由于大部分学生都已经接触过计算器，在课的开始，我仍然还是以学生自学为主，让学生当小老师，来介绍计算器的一些基本使用方法，老师只做适当的补充。

2、体验计算器的优势

介绍完了它的基本使用方法后，几乎所有的学生都迫不及待地要一显身手了，因为他们那种满不在乎的表情已经是溢于言表。我打算先让他们尝点儿甜头，当然，也是体会一下计算器的优势。于是，我出示了如下三道题：17689+5874、429×203、2940÷28×84。三道题做下来，大部分学生是旗开得胜，当然也有个别同学由于动作慢或按错键等原因而掉了队。于是，我适时地教育学生“即使是用计算器，也需要我们认真、仔细”。

3、恰当、合理地使用计算器

这个环节，我安排了“与计算器比赛”的游戏，学生开始不敢比，在我的鼓励下，有几个学生勇敢地站了起来。于是班里的同学分成了“计算器组”和“口算组”两个小组。其实，这次我是有意想让“口算组”赢。于是，我出示了如下四道题：72÷9、125×8×7、9870÷

21、（8913+5468）×0÷458。果然，“口算组”以三比一赢了“计算器组”，输的同学都大喊“不公平”。我安定了一下学生们的情绪后，请他们思考：比赛的输赢是将要的，关键是在今后的计算中，要注意什么。于是，得出了如下一系列的结论：“人不能被机器所限制”、“计算也要因题而异”、“灵活地选择计算方法”、“口算、简算和计算器算相结合”等等。

4、用计算器探索规律

在这个环节中，我先出示了一道9999999×9999998让学生用计算器来算，可计算器却显示出了各种不同的答案。有的同学的计算器显示“溢出与错误”标志，事实上这道题用计算器是无法求出答案的。怎么办呢？有的同学想到了列竖式，但很显然这种方法太麻烦。于是，我在黑板上板书出三个算式：99×98、99×998、999×98，请学生找出和刚才那道题比较“像”的一道，学生很快找出99×98，接着我又请学生按照规律再写出两个这样的算式，学生也马上就写出了999×998、9999×9998，我请学生用计算器算出这三道题的得数，并观察其规律，经过大家的共同研究，我们终于得出了9999999×9999998的得数，学生们真得好兴奋！

当然，计算器的功能是宽泛的，计算器的使用是充满技巧的，计算器的型号更是各不相同。在教学中，我始终本着“在尊重学生的前提下巧妙预设”，创造性地使用教材，最终取得了较好的教学效果，从而真正促进了学生的发展。

计算工具教学 篇2

1 课程内容及知识体系建设

该课程在泰山护理职业学院开课之初, 经过仔细比较筛选, 在正式出版的该类教材中为学生们精心挑选出了内容难度较为合适的一本教材。但是, 在教学过程中通过与学生的交流, 发现在教材内容层面还是存在一定的问题。首先, 教材总是大而全的, 这必然导致学生面对的知识点过多而不易掌握。学生们普遍反映该课程很实用, 大家的学习兴趣很高, 但是在学习过程中, 由于教材内容过于全面反而造成了他们难以抓住学习的重点, 无从下手。针对这一问题, 教研室老师通过集体备课, 将原有的教材内容进行精简, 保留了实用性较强而贴近于学生生活的软件, 果断地删除那些实用性较差以及部分操作过于复杂的软件或者软件的部分功能。例如, 在讲授光盘镜像与刻录软件时, 把重点放到讲授如何制作光盘镜像文件, 重点放在介绍它能够解决生活中的什么问题, 而对于Nero这类刻录软件的使用, 考虑到目前的实际生活中普通用户很少能够接触到光盘的刻录, 而且也没有条件让学生进行实际操作练习, 取消了这部分的讲授。对于保留下来的内容, 也进行了不同层次地划分, 把教学内容分为了解、理解和掌握三个层次。通过一系列调整后, 学生普遍反映重点更加突出, 实际操作能力也有了进一步提高。

2 电子版教材的建设

作为一个重在介绍各类软件使用方法的课程, 该课程面临着软件版本不断升级而导致授课与实际情况脱离的问题。如今的软件版本升级长则1~2年, 短的可能就3~5个月, 在讲授当前版本的同时也许新的版本已经开始面世了。纸质教材内容相对滞后的情况众所周知, 计算机类的教材老化速度应该是所有学科中最快的, 在这一点上《计算机常用工具软件》的问题尤为突出。经过反复探讨, 最终决定自制电子版教材用于教学。自制的电子版教材修改方便, 能够尽可能地紧跟软件版本的更新, 从而有效地解决了教材的时效性问题。

3 灵活的教学模式

学院在2011年开设该课程之初, 参照其他计算机类课程的设置, 将理论授课与实践学时按照1∶1进行划分, 最初采用的是传统的讲练结合的方式进行授课。随着课程的推进, 老师发现学生在该课程的学习中由于兴趣较高, 学习的主动性也远强于其他课程, 于是将自主合作式教学法引入教学过程, 将讲授与操作糅合在一起, 学生在做中学, 在学中做。除了自主合作式教学法, 还根据不同软件的特点, 在授课过程中采用任务驱动教学法、分段式教学法以及发现式教学法, 均取得了不错的效果。通过不断摸索, 得到一个结论, 无论采用哪种教学方式, 只要能够充分调动起学生的学习兴趣, 最大限度地发挥其主观能动性, 这门课程的讲授就成功了一大半。

4 多媒体教学技术的使用及教学评价

参照其他计算机类课程的授课环境, 《计算机常用工具软件》课程的授课全部安排在安装了多媒体电子教室软件的机房进行。通过该软件, 教师可以将自己的操作屏幕界面实时传送到学生的电脑桌面, 轻松实现广播教学。由于教学全程在网络机房进行, 为教学提供了丰富的资源和手段, 教师可以轻松分享教学视频, 播放flash演示动画, 随时穿插学生演示等, 教学互动性大大提高。

对于这样一门以学习各类软件操作为任务的课程, 传统的考核评价方式已经很难达到较为准确的目标。根据教学实际制定了以平时作业分数为主, 期末测试及考勤分数为辅的考核评价方式。当每次有测试需求的课程授课期间, 任课教师会下发该次课的随堂操作任务, 学生在要求时间内独立完成后通过网络提交, 学习委员在汇总后提交给教师。根据实际情况, 教师在整个课程的开课期间需要安排这样的测试7~8次。期末汇总该项成绩后, 按照70%的比例计入学生的总成绩。总分中剩余的10%来自于课堂的电子签到, 20%来自期末对于相关理论的笔试成绩。该测试方式运行几个学期下来, 感到其能对该课程的授课起到很好的促进作用, 一方面, 它将学生的注意力引导到了平时各类软件的操作学习中, 提高了学生的出勤率及完成平时作业的积极性;另一方面, 它也将学生期末的考试压力分担到了日常学习中, 是另一种方式的减负。

5 结语

《计算机常用工具软件》是一门时效性和操作性均很强的课程, 作为教师要根据实际情况不断更新教学内容, 完善教学方法, 总结教学经验, 只有充分调动起学生的主观能动性, 才能最终取得良好的教学效果。

摘要：《计算机常用工具软件》作为职业院校开设时间相对较晚的一门课程, 由于其自身的时效性等特点, 在授课过程中面临着一系列问题。笔者总结了几年来的教学实践, 提出了一些解决的经验和建议。

关键词：计算机常用工具软件,教学实践,职业院校

参考文献

[1]匡松.计算机常用工具软件教程 (第二版) [M].北京:清华大学出版社, 2012.

实例教学让计算的工具性更加强化 篇3

【关键词】 计算机 实例 工具

【中图分类号】 G712 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2016）03-032-01

随着信息化的发展，社会各个行业越来越离不开计算机，而计算机在社会中体现的更多是作为一种工具的使用。作为中职学校，让学生掌握专业技能的同时，使用好计算机这个工具显得更为重要。

一、中职非计算专业学生学习计算机基础存在的问题

在历年的《计算机基础》课中，只是按照书本的实例给学生进行讲解，虽然每个知识点已经讲到，讲明白，但是一旦学生进入工作岗位，就无法把学过知识和实际工作结合起来，这个现象让我很困惑，是平时上课没有讲清楚？为什么平时操作会的，一旦进入实际工作了，就不会用了？慢慢的我才明白，针对那些非计算机专业的学生我们平时的实例与其的专业是完全脱离的，学生在学习的过程中也并不重视，计算机只是作为一门副课学习，由于这种现象的存在，导致了最终进入工作岗位不能很好地应用计算机。

二、实例教学的优势

一般情况下，教师在讲授计算机基础课程的时候，通常都会采用理论结合实践的授课方法：先结合一些课件，讲解计算机基础中的某一个知识点，紧接着，在课堂上或者实验室演示有关该知识点的一些实践操作，通过这些演示和实践来帮助学生对这部分知识进行理解。我们把这种授课方式归纳成如图所示的二元授课模式。这种授课模式的特点是由理论直接过渡到实践，通过实践来加深对理论的理解，再由理论来指导实践的进一步扩展，如此反复，最终使理论和实践都得到提升。

这种授课方式对一些计算机基础知识扎实，或者对计算机操作很感兴趣，能够在课外再花一定时间学习的学生可以取得不错的效果。但对一般中职学生来说，更多的是根据老师的操作步骤模拟一下，很难真正理解理论知识和实践操作之间的关系，也很难解释该实践操作结果的由来，不能举一反三。基于上述原因，我们在教学中，应非常注重“实例化教学”的设计与运用。

所谓“实例化教学”，就是针对课程的重点、难点内容，通过适当的方式，如软件、实际操作序列等，把抽象的内容具体化，以帮助学生理解掌握。因此，整个教学活动不再是单纯的“理论+实践”模式，而突出了实例的作用。我们把这种授课方式归纳成如图所示的三元模式。

在这种模式下，实例起到一个理论联系实践的作用。一方面，它将理论具体化、形象化，以帮助学生理解；另一方面，它又能够对实践起一个指导性和解释性的作用。学生课堂实践和课后自主学习的时候，直接参照的将是已经具体化的实例，而不是枯燥的知识点；另外，从认知的角度来看，“实例化教学”也有助于激发学生的学习热情，让其在学习中得到乐趣和成就感，加大学习的内驱力。而计算机基础课中实例应该更加注重与专业相结合。

三、非计算机专业实例化教学教学设计

利用EXCEL进行企业财务管理

在计算机基础教学中，针对财会专业的学生，教师可以更加重视EXCEL的教学，因为EXCEL能更好的进行企业财务管理。例如企业财务管理中的工资结算。工资结算是企业财务人员的一项重要工作内容。每月工资结算来自于多项数据，如基本工资数据、考勤扣款数据、奖金（提成）数据、福利补贴数据、社会保险扣款数据等等，手工计算这些数据，工作效率低，也容易出错。而利用好excel就能大大的提高工作效率。设计思路如图，通过一个实例的讲解，既让学生掌握了excel 的知识，又让利用计算机处理了本专业的实际问题，能很好的提高学生的学习效果，为他们在以后实际工作打下良好的基础。

三、利用word让文秘工作更加有声有色

文秘专业的学生进入工作岗位后，会更多的使用计算机来进行工作，例如日常办公、商务信函等。这些都要依赖于word来完成。案例**公司需要开重要的年会，需要邀请近200名客人，作来办公室文员，就要写好请柬并邮寄出去，而把这200人的名单依次写入请柬，非常费时间而且有可能遗漏，但是使用 word来制作请柬就能非常快的完成。通过这个案合理负担设计，让学生掌握邮件合并及基本的请柬设计，同时也能很好的掌握基本的word操作。设计思路如图：

通过这样的实例学习，让学生在掌握计算机操作的同时把计算机知识和自己的专业结合起来，为学生以后进入社会工作打下良好的基础。

[参考文献]

[1] 贺桂英. 远程开放教育中"实例化教学"探索[J]，广东广播电视大学学报，2003年12卷1期.

《计算工具的认识》教学设计 篇4

教学目标

1.使学生简单了解计算工具的发展（结绳记事、算筹等）。

2.向学生介绍我国的传统计算工具——算盘，及其计算方法。

3.使学生知道计算器上的各个功能键的作用，会使用计算器进行计算。

重点难点：

认识算盘、计算器等计算工具，并会利用计算器来进行计算。教学准备： 算盘、计算器、课件

教学过程

一、引入新课

今天我们来一起认识一些计算工具。首先谁先来说一说，你都知道哪些计算工具？

1.学生介绍计算工具

2.出示课件，介绍古代计算工具

二、新课学习

（一）认识算盘：

1.介绍算盘的由来： 2.介绍算盘的组成： 3．算盘的两种功能： 4.练习

老师说数，请你拨，比比谁拨的快

2468

6890

5632

76890

3456

7894

20948

23098

（二）计算器的认识

1.介绍功能键：

On/c：谁知道这个键有什么作用？

Off：谁知道这个键有什么作用？

2.计算操作：

由学生：介绍使用方法：按on/c键，显示：然后输入题目，按=键，显示结果再按on/c键，清屏。

课件出示：计算器

3.利用计算器计算

（1）386+179

825-138

先估算这道题大约得几？怎样估算？利用计算器怎样计算？

（2）用计算器计算乘、除法

26×39

312÷8

估算大约得几？怎样估算？

4.练习用计算器计算

63×7842 365×734

327180÷492

三、课堂作业

1、教材30页的第11、12题；

2、教材30页第13题看清要求在书上完成；

四、总结：

五、板书设计

计算工具的认识

算筹

算盘

计算器： On/c开和清除键

计算工具教学 篇5

《神奇的计算工具》是学生动手操作为主，教师引导的一节课，这节课看似简单，在上课之前到网上观看了其他教师的现场观摩视频，发现自己对教材的认识还不够深入，仍有许多可挖素材，让学生全面掌握计算器的使用。

我根据“以学论教”的观点，不把学生看成一张白纸，教在学生需要教的地方，上出了一节有意义、有效率的`课，学生出教室的时候是和进教室的时候不一样的。

以往我们会教给学生怎样开机、关机，认识数字键、运算符号键、显示屏，会板书按键的程序框图。其实，这些都不需要教。这样教，并没有起到教学的促进作用。笔者以为在经济相对发达的地区，需要教的，是储存数据和提取数据的方法，以及在使用计算器过程中出现问题的指导上。

上完这节课，我有一个十分鲜明的感受，那就是“教是因为需要教”。

计算工具的认识 篇6

石桥镇中心小学：胡果硕 张玉清

教学内容：人教版第七册数学23、24、25页

教材简析：认识常用的计算工具，如算盘、电子计算器、电子计算机。教学目标：

1、初步认识几种常见的计算工具，如算盘、电子计算器、电子计算机。

2、认识常见的电子计算器的各种键的功能。

3、对学生进行爱科学，学科学的教育。教学重点：认识几种常见的计算工具。教学难点：认识电子计算器的各种键的功能。教具：

投影仪、电子计算器、电子计算机，算盘。学具：

算盘、电子计算器。教学过程：

一、创设情境

1、提问：说说你了解或接触过哪些计算工具？

如算盘、电子计算器、电子计算机等。

2、提问：你认为这几种工具相比较各有什么特点？

算盘：方便、经济、快捷。

电子计算器：方便、迅速。

电子计算机：功能多、迅速。

3、了解计算工具的产生及历史，演变（用投影出示）

①古罗马人发明的铜制算盘，②十四世纪中国人发明的算盘，③16世纪苏格兰数学家尼尔发明的尼氏骨片，④17世纪初欧洲人发明的计算尺，⑤17世纪中期欧洲人发明的机械计算器，⑥20世纪发明了电子计算器，电子计算机，并且出示超市的工作人员正在用计算器、计算机计算，⑦台式电脑、笔记本电脑、掌上电脑依次出现，⑧计算机1秒能计算出几十万亿次。

4、提问：看了刚才的一段录像你获得了什么信息？

人们发明的这些计算工具比笔算更迅速。

计算工具越来越来先进。

计算机不断更新。

师：随着入学技术的进步，计算工具越来越来先进。

同学们要好好学习，为将来打好基础，长大了去使用先进的计算 工具，也可以创造更先进的计算工具。

二、探究体验

1、认识算盘

⑴各自拿出算盘。提问：你能用算盘干什么？（可以计数，也可以计算）

⑵引导认识：上面的珠子，一个代表5，下面的珠子一个代表1

⑶反馈：用算盘计数表示25、47、91、372 ⑷检查并指导怎样用算盘表示数。⑸师引导认识用算盘可以进行四则运算。以后我们再学习怎么用算盘计算。

2、认识电子计算器

⑴小组合作：互相交流认识各种键及作用。⑵师检查并指导认识各种键及功能。

如时间键、日其键、存储运算键、数字键、小数点键、显示屏、清除键、开关及清除屏键、括号符号键等。⑶小结：说说这节课你有什么 收获？

三、转化应用

1、填空：你了解哪些计算 工具＿＿ ＿＿ ＿＿

2、选择自己喜欢的计算工具，也可以用笔算，计算下面各题。（1）497+498+499+500+501+502+503＝

（2）702×21＝

（3）128+284＝

（4）532－178＝

（5）36+295＝

（6）371÷7＝

计算工具教学 篇7

关键词：开源,模拟器,虚拟化,GNS3,eNSP,VirtualBox

1 什么是开源

开源软件 (open source software, 简称为OSS, 公开源代码的软件) 具备可以免费使用和公布源代码的主要特 征。

开源软件发展已经有几十年的历史, 例如, 计算机网络领域中服务器端的Linux操作系统。开源无处不在, 我们身边很多智能手机、电视机和一些家用电器里使用的Android系统就是谷歌公司发布的开源软件。在很多开发和生产环境中人们常使用开源软件达到节约成 本的目的。

开源GNS3是优秀的网络设备模拟器, 华为公司的eNSP模拟器虽然不是开源但它是免费的。如今在计算机网络应用教学中这些开源软件发挥着 重要作用。

2 在 计算机网络应用教学中需 要哪些开源软件

2.1 网络设备模拟器的选择

2.1.1 GNS3 模拟器

Cisco的模拟器很多但是大部分都收费, 对于初学者是不必要的。如果想学习Cisco网络设备的使用, 就要学习GNS3模拟器。GNS3是具有图形化界面的, 可以运行在多平台 (包括Win- dows, Linux, MacOS等) 的网络设备模拟软件。它可以模拟Cisco的网络设备并且能连接到真实系统中, 能模拟实现与真实网络环境完全一样的效果。它能够快速部署和搭建各种复杂的网络环境, 而且使用附带的Wireshark协议分析工具分析网络上传输的数据包, 是网络环境测试及计算机网络应用教学的一件利器, 在全世界广受欢迎, 它的开发和更新很快, 版本更新及时。

2.1.2 eNSP 模拟器

华为和Cisco在很多领域中是竞争对手, 他们的设备配置命令和格式都存在很大差别, 都有自己的私有协议来实现某些功能。国内很多支持民族品牌的企业和单位都在使用国产网 络设备, 华为是其中的佼佼者。该公司全球化业务广泛, 设备性能也在不断提升。所以如果想学习使用华为设备, 就应选择华为的eNSP模拟器来学习网络配置管理。目前eNSP是免费软件, 而且各种功能很强大, 更新频率也比较快。

2.2 开源虚拟化软件的使用

众所周知, 虚拟化就是把一台计算机模拟成多台计算机来使用, 这也是目前最为流行的云计算的基础。虚拟化给企业带来众多好处, 如节省硬件投资、能源开销和运维成本, 提高硬件利用率和运维效率等。目前VMware的产品在虚拟化领域被广泛使用, 它的一款成熟的产品VMware Workstation在Windows平台上使用, 但它是收费软件。而在开源领域VirtualBox完全能实现此功能, 现在越来越多的人开始使用它。

2.3 开源操作系统

模拟搭建一个综合的网络环境, 不能缺少服务器操作系统, 在开源领域这样的系统数不胜数, 应用最流行的当属RedHat Linux。它的企 业版Linux系统可以免费使用, 但升级和技术支持是需要付费的。而它的社区版CentOS系统基本功能一样, 完全能满足一般生产和实验环境的搭建。如果在桌面环境想使用开源的系统, 可以选择Fedora或Ubuntu等。

2.4 免费的远程管理工具

很多网络管理员都用过开源Putty软件, 确实很好用。但是, 在大规模的网络管理中, 笔者认为还是XShell方便。XShell是商业化的软件, 但是它有针对学校定制的免费版本, 功能强大, 用起来很方便。

3 搭建网络应用实验平台

3.1 传统计算机网络应用课程教学

以前我们讲授计算机网络应用课程时, 先进行理论讲解, 然后学生分组, 在网络实验室中对几台网络设备进行配置学习。在此教学模式下学生动手实践少, 课后无法进行深入学习, 影响了知识点的巩固和连贯性。而且每次课前搭建实验环境需要耗费很 多时间, 教学投入非常大, 这种教学模式制约了学生的动手能力, 效率不高。

3.2 利用开源工具搭建计算机网 络应用课程实验环境

3.2.1 安装与配置网络设备模拟器

若使用GNS3模拟器, 可以从http: //www.gns3.net/网站上找到最新版本的GNS3软件下载链接 , 根据个人计算机所使用的操作系统类型及版本, 对照下载相应版本的GNS3即可。它的安装很简单, 一般默认安装即可。

安装好GNS3后, 我们从网络上搜索并下载Cisco路由器操作系统ios的镜像文件, 然后加载到GNS3模拟器里。

GNS3主要模拟路由器、交换机 、防火墙以及主机, 并通过虚拟接口与外部虚拟机或网络进行连接, 模拟效果非常好。

若要使用华为的eNSP模拟器, 可以从华为官方网站http://www.huawei.com.cn/上搜索、下载和安装。eNSP模拟器功能同样强大, 可以与外部主机或网络进行连接互通, 如果正在使用或将来要使用华为的网络设备, 用它来规划设计网络拓扑是不错的选择, 对于网络教学也是非常好用的工具。

3.2.2 VirtualBox 的安装使用

一般计算机网络应用课程教学中都会用到一些网络操作系统, 如FTP服务、WEB服务、NTP服务、DNS服务, 等等, 都是网络设计中必不可少的元素。平时我们需要使用多台服务器支撑这些应用, 但是如果用VirtualBox就可以在个人计算机上做这些工作, 这就是虚 拟化。此 软件可以 在https:// www.virtualbox.org/网站上找到 最新版本下载并安装使用。

接下来从开源Linux的网站上下载ISO镜像文件, 安装在已配置好的VirtualBox虚拟机里。这些系统可以结合GNS3建立综合的实验环境, 实现复杂网络架构的模拟测试。这样在一台计算机上就能模拟实现各种网络环境 的搭建和测试实验。

3.2.3 远程管理工具的使用

网络环境搭建后需要一种工具来远程统一管理这些网络设备和服务器操作系统。XShell是一款功能强大的安全终端模拟软件, 支持SSH和TELNET等协议, 能够实现从互联网到远程主机的安全连接。可以下载使用Xshell的免费版本, 为了安全起见把网络设备和服务器操作系统都配置SSH协议, 使用加密技术进行通信, 保证信息传递的安全性。

总之, 如今开源世界正如火如荼, 在开源的世界里我们能够找到需要的解决方案, 应用在计算机网络应用教学中。在以后的教学和实验中我们还会找到更多的开源工具提高教学质量。

参考文献

[1]汪庆淼.GNS3在计算机网络实验教学中的应用[J].高校实验室工作研究, 2012, (6) .

计算工具教学 篇8

【关键词】计算机音乐；软件；电磁感应触控技术；乐谱识别；和声分析

文章编号：10.3969/j.issn.1674-8239.2016.05.006

【Abstract】Several kinds of music creation and auxiliary production software in recent years were introduced in this paper， as well as its features， functions and methods of use.

【Key Words】computer music； software； electromagnetic induction touch technology； music recognition； harmonic analysis

进入计算机音乐制作时代以来，从制谱、配器到最后录音合成，相比于模拟开盘机时代的线性制作，整个行业发生了天翻地覆的变化。

近年来，随着计算机硬件的开拓和软件算法的优化，对于音乐制作和编曲来说，硬件上有多点触控加压感手写笔技术为代表，软件上有更高级的复音音高分析技术，软硬件相辅相成，为音乐工作者带来了便利。

笔者对近年来出现的音乐创作、辅助制作工具做一番简单梳理，并以自己经常使用的一些软硬件为例，说明其功能及使用技巧。

1 将手写乐谱变为电子版乐谱的工具

1.1 Notion for iOS

2015年9月，苹果公司首次推出更大尺寸的平板电脑产品iPad Pro，从名称上可以看出，这是一款主要针对专业用户的专业iPad版，其最大的特点就是随之推出了一款压感手写笔，命名为Apple Pencil。

美国老牌音频软硬件厂商PreSonus利用这一契机顺势为旗下已经问世几年的制谱软件Notion for iOS加入了手写支持。尽管可以与运行在PC或Mac电脑上的桌面版Notion完美无缝交互，尽管Notion for iOS手写版的代码来自厂商MyScript，但是手写版Notion for iOS在手写的体验上仍然缺乏传统作曲家把音符“跃然纸上”的感觉。

1.2 Staffpad

1.2.1 StaffPad的问世

为得到更好的书写乐谱体验，来自英国的两个年轻音乐人、计算机工程师花了四年时间，在微软Build 2015大会上，推出了Surface系列Windows平板电脑上的磁贴应用Staffpad（图1）。StaffPad最大的特点是，利用了微软电磁感应触控技术，可以将手写音符识别成印刷体的五线谱，用户可以直接在StaffPad提供的五线谱上记录自己的创作灵感。

StaffPad对于许多上了年纪无法适应计算机鼠标、键盘或者MIDI设备输入音符的作曲家、音乐人来说，无疑是一个巨大的福音。

1.2.2 StaffPad的功能及使用

受到微软公司升级政策的影响，新版Staffpad要求的操作系统为Windows 10，在Windows 10的磁贴App中找到Store，即可搜索Staffpad购买安装，中国区的价格为438元人民币（并受汇率变动影响）。

StaffPad具有书写、识别、记录、乐队配置预置等功能。除了完整的音符识别系统，Staffpad具备一套完善的乐谱标记预置，反复、强弱、渐强渐弱、颤音、连音、自由延长等一应俱全（图2），新版本还提升了若干方向控制、节反复控制以及更多的谱号选择等功能，歌词、标注功能也都较为完善。

Staffpad已经内置了一套音响效果尚可的音色库（包括管弦乐音色和现代电声乐器音色），用户在使用乐队编制预置以及添加乐器的时候，可以清楚地按照种类依此选择需要的乐器，新建的乐谱发音也是按照相应的乐器调用音色库。所以，作曲家基本上可以实现实时试听乐谱最后的大致呈现效果。当然，作为音色扩充，Staffpad购买页面也提供了一些比较“冷门”的优质音色作为App内购包付费下载，比如曼陀林、Gibson Les Paul电吉他、Fender Rhodes电钢琴以及教堂大管风琴等，价格在10元～40元人民币区间。

除音色之外，Staffpad还提拱了类似MIDI制作中的11号控制器Expression（表情）控制的功能，利用表现视图可以让用户直接在每个乐器部分直接绘制动态，有助于音乐回放更加接近作曲家自己的想法，既不会干扰乐谱，也不会添加标记。这样一来，可以在包含了完整的管弦乐采样库里回放过程中响应这些曲线的呼吸感。

1.2.3 Staffpad的硬件支持

至笔者截稿为止，支持Staffpad的硬件设备除了官方推荐的Surface 3、Surface Pro 3和Surface Pro 4这三款配备电磁/电容混合屏幕①的平板电脑之外，还支持一些诸如酷比魔方手写版等国产电磁屏的Windows平板电脑。

笔者手头拥有Wacom公司的手写板，经过试验，StaffPad完全可以通过Wacom手写板书写乐谱，但是在手写板上书写的体验比起直接在屏幕上书写自然要差了不少。另外需要注意的是，StaffPad并不支持早期的Windows RT系统的Surface平板电脑，由于预装Windows RT系统的早期Surface平板电脑不能升级到Window 8或Windows 10操作系统，故而与Staffpad无缘。

1.2.4 对StaffPad的评价

“它以最佳的方式组合了手写与数字化，让传承数百年诞生了无数名作的手写创作方式过程得到了进化。自然的手写输入，精细的管弦乐回放以及强大的乐谱编辑功能意味着StaffPad完美适合于专业人士以及学生。这是第一次，让整个管弦乐能够通过数字化的手写方式来创作。”这是国内某知名音乐技术网站对StaffPad的评价。

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1.3 Avid Sibelius

Staffpad固然取得了巨大的成功，但是业界两大打谱软件先驱Avid Sibelius和MakeMusic Finale仍然占据着绝大部分的市场。尤其是近年来Sibelius被Avid公司收编之后，与Avid Pro Tools音频工作站交互功能日渐完善，而且iPad上也有相应的打开Sibelius格式乐谱的应用Avid Scorch，Sibelius同时也有很多网上乐谱可分享但不可修改的解决方案。

如今，两大制谱软件各自的用户群甚至和一些较为小众的制谱软件如Overture、Encore等之间的交互仍然需要通过MusicXML文件（Music Extensible Markup Language，音乐扩展标记语言）来实现，当然Staffpad也提供了MusicXML文件格式的导出功能。尽管Staffpad已经可以轻松实现乐谱的导出、发布、共享以及打印等功能，但是对于一些更为严格或者高级的乐谱打印、出版工作从业者来说，更愿意使用相对成熟的Avid Sibelius做乐谱最后的编辑、修更、排版、校验工作。而对于同时拥有Staffpad又熟悉Sibelius的用户来说，Avid Sibelius 8版本带来的Surface系列Windows平板电脑的手写支持无疑是令人兴奋的（图3）。

Sibelius用户只需触按触控笔，就可以快速添加并编辑音符，并利用Sibelius提供的屏幕键盘和吉他指板，即可实时演奏音乐；使用Surface Pen按钮可选择、擦除和编辑乐谱，甚至还可以在输入音符时拖动乐谱并调整对象大小；还可以使用触控笔对乐谱做批注，让作曲系教师、学生实现无纸化教学（图4）。

对于Sibelius用户来说，可以在安装有Staffpad的Surface平板电脑上完成音乐的创作配器工作，输出MusicXML文件，不用更换电脑，直接将MusicXML导入Sibelius 8，同样可以利用电磁触控笔完成乐谱的后续修改工作。

1.4 Photoscore

在购买Sibelius早期版本的页面里可以发现一款由Neuratron公司开发的名为Photoscore的软件，它已经作为Sibelius可选择的捆绑软件一同销售（图5）。

这是一款内置了OmniScore2双引擎识别系统的高效手写乐谱识别软件，它在扫描大多数PDF和原始乐谱时，可以获得99.5%以上的准确率，还可以读取低分辨率的PDF和最低扫描72 dpi的手写乐谱。用户可以将扫描的手写乐谱甚至JPG格式的乐谱图片导入到Photoscore中扫描识别并进行简单的修改，还可以一键发送至Sibelius进行高级修改。

当然，作为Sibelius竞争对手的Finale也捆绑销售着一款Musitek公司开发的SmartScore乐谱识别软件，与Photoscore功能相似，而且用户反馈SmartScore的识别准确率可能略大于Photoscore。

如今在Sibelius 8手写功能的带动下，Photoscore内置了NotateMe功能模块（图6），NotateMe的功能类似于Staffpad，完全可以通过手写识别乐谱，尽管功能上稍差一些，但是笔者使用后感觉在识别准确度的体验上丝毫不亚于Staffpad，而且在界面上识别出的音符仍然以灰隐的方式呈现在乐谱上。需要说明的是，NotateMe提供了iOS版本，可以在iPad、iPhone等设备上运行，并与桌面版NotateMe相互兼容。

2 音乐辅助扒带工具

一个音乐作品需要分析和声的时候往往苦于没有老师，如今有两款和声分析软件可以帮助解决这个难题：可以运行在PC/Mac双平台下的Riffstation和只能运行于Mac平台下的Capo。

2.1 Riffstation

Riffstation的主界面非常简单（图7），用户把Wav、MP3、Aiff、Ogg等音频文件拽入时间线后，Riffstation便开始自动分析和声，Tempo栏有音乐速度的分析结果，并可手动微调，甚至可以放慢、加快音乐作品的速度以便做更准确的分析。

根据笔者的经验，Riffstation对于通俗音乐作品和声与速度的识别率还是非常高的，如果对于和声分析出来的结果不满意，可以右键单击和声符号，选择认为正确的和声进行替换（图8）。

对于弹吉他的用户，Riffstation提供了和声指板显示栏，如果遇到了类似F#大调之类有升降调的音乐作品，对升降调和声不熟悉的用户可以通过PITCH栏对音乐调式进行调整，范围也十分宽泛，上下一个八度的调节量还能按照音分微调。ISOLATE窗口实际上是一个滤波器模块，可以分析立体声音乐的左/中/右不同的声像区域，Filter可以选择高频或是低频滤波，比如贝斯手需要对低音扒带可以选择低频滤波，歌手可以把左右声道滤掉，只选择中间声道的中高频进行歌声分析等。

2.2 Capo

只能独立运行于Mac平台下的Capo，其总体功能与Riffstation相似，比Riffstation多出的功能就是和声的分解和拍式的调整（图9）。

3 经典工作站加入的作曲辅助工具

Steinberg公司的Cubase在音乐制作上的易用性和高效性已经被全世界众多音乐家所认同，从Cubase 7开始，Cubase的Chord Assistant和声助手工具就已经让用户觉得十分惊艳。Cubase Pro 8.5问世后更是增强了和声助手工具。

新版本Cubase中新建轨道的菜单多出了增加“和弦轨”的选项，添加“和弦轨”后，可以在左侧观测区的和弦配置菜单栏选择歌曲的风格、和声的配置（Piano或Guitar），以及选择和声助手中出现的和弦推荐种类。例如，用户在创作或制作一首带有爵士和声的通俗流行音乐的时候，就需要在和声风格中加入七和弦（Open Jazz）和九和弦的选项（图10）。

在和弦轨上，用户依旧可以按照经典的操作方式使用画笔工具，或者按住Alt键、鼠标左键点击需要加入和弦的位置，添加一个“X”符号的和弦位置，双击这个“X”就可以打开和弦编辑助手，选择相应的和弦（图11）。五度循环是提供给大致熟悉音乐理论又需要创作的用户而使用的，右上角也有大小调调式的选择（图12）。

如果在设计和弦轨连接两个歌曲部分时遇到了问题，和声助手会为用户推荐一些可能的和声进行。创建好自己喜欢的和声进行后，可以使用标准的工程窗口编辑工具，在时间轴上，用它们组成一首歌曲。这样的话，无论用户的键盘演奏技术如何，都可以用其他的乐器音色制作细致的MIDI音乐编辑。

用户还可以在Cubase中使用快捷键Alt+K打开计算机键盘辅助和声，计算机键盘的2、3、5、6、7以及Q、W、E、R、T键就分别变成了钢琴键盘，并且Cubase提供了七组键盘区域供选择，涵盖从钢琴键盘大字二组到小字三组。对于接受音乐教育的用户来说，和声助手工具不仅成为了音乐制作的辅助工具，同时也成为了音乐教学工具。

音乐艺术由人创造，音乐科技也服务于人，在计算机科学技术的不断影响下，从事音乐创作、制作的工作者必将从科技进步中不断获益。

注释：

① 一般来说，电磁屏都是电磁/电容的组合屏幕，故下文以电磁屏作为电磁/电容屏幕的简称。

（编辑 王 芳）

计算工具的认识 篇9

一、教学内容：课本第23-25页

二、教学目标

1、使学生简单了解计算工具的发展（结绳记事、算筹等）。

2、向学生介绍我国的传统计算工具——算盘，及其计算方法。

3、使学生知道计算器上的各个功能键的作用，会使用计算器进行计算。

4、了解算盘是我国劳动人民创造的一种简便计算工具，曾经在生产生活中广泛应用，激发学生热爱祖国的情感，使学生感受生活中处处有数学。

三、教学重难点

教学重点：通过计算工具的发展历史，感受社会的进步和现代计算工具为人们带来的便利，激发学生的科学探求精神。

四、课前准备： 师生每人准备20根小棒，学生每人一张阅读资料。计算器、算盘各一只。

学生可把家中的算盘带来。

五、教学过程：

（一）、创设情境，激趣导入 师：

（一）课前参与反馈（学生介绍计算工具）前面我们了解了数是怎样产生的，随着数的产生，就会出现数的计算，为了计算方便，人们发明了各种各样的计算工具，课前同学们进行了有关资料的查询，谁来给大家介绍一下你所了解的计算工具？学生发言。学生带着问题阅读手中的资料。边读边思考下面的问题：

1、文中介绍了哪几种计算工具？

2、算盘的结构是怎样？

（二）、介绍远古时代的计数方法。

1、配音动画：远古时代，人类在捕鱼、狩猎和采集果实的劳动中，产生了计数的需要。人们出去打猎要数一数共出去了多少人，拿了多少件武器；回来时要数一数捕获了多少只野兽„„都要借助实物来计数。例如捕获了一只野兽就放一颗石子，出去了几人就在绳子上打几个结。就这样，人类在劳动中建立了一一对应的计数方法，而石子、结绳、木棒、手指、刻痕„„就是人类最初用来计数和计算的工具。

但这种方法不能记录大数目于是，我国劳动人民在这些计数方法的基础上，想出样一种新的计数方法——算筹。

2、介绍最古老的计算方法算筹：我国古代人用算筹计算。用算筹表示一个数，采用十进位制，并且纵式横式交替使用。个位数用纵式表示，十位数用横是表示，百位数再用纵式表示“„„”空格表示零。计算的时候摆成纵式和横式两种数字，按照纵横相间的原则表示任何自然数，从而进行加、减、乘、除、开方以及其它的代数计算。负数出现后，算筹分红黑两种，红筹表示正数，黑筹表示负数。这种运算工具和运算方法，在当时世界上是独一无二的。师讲解26034的摆法。学生用火柴棍代替算筹摆出6357、20435、1818三组数字。

（三）、介绍算盘认识其结构。随着计算技术的发展，在求解一些更复杂的数学问题时，算筹显得越来越不方便了。于是在大约六、七百年前，中国人发明了算盘，它结合了十进制计数法和一整套计算口诀并一直沿用至今，被许多人看作是最早的数字计算机。是我国同四大发明齐名的重大发明之一。

一般的算盘大都是木制的，算珠也是木制的。后来发展到用铜等金属制作算盘。高档的算盘用玉制作。算珠除了圆柱形的算珠，也有截面为菱形的算珠。最大的算盘有几米长，最小的只有几厘米。中国乃至世界最大的算盘，收藏在天津历史博物馆内。它是清朝末年天津沽衣街算盘作坊制造的，距今已有一二百年的历史。它的长度是按天津达仁堂药店的柜台设计的，为306厘米，宽则为26厘米，共有117档。营业忙时，五六个店员可以同时在大算盘上算账。

算盘可以进行加减乘除各种运算。时至今日，用算盘计算加减法的速度毫不逊色于计算器。

（四）、合作学习：（四人一小组，每组一个算盘）

1、认识算盘各部分的名称，学生到前边讲解。

2、生报数，拨珠，如6125,4037„„

3、尝试：计算：70149＋23867

（五）、交流：比较80与8在算盘上有什么区别？

体会定位点的重要性。

试一试：在括号里写出下面算盘上算珠表示的数（标记处表示个位）。在算盘上拨出下面各数。

385

1378

5600

7432

60409

（六）、认识计算器：

师：刚才介绍的我国古代的一些计算方法和工具的使用。由于科学技术的发展，现在的人们已经不再使用这些工具了。我们经常使用计算器来进行计算，只要输入题目，计算器就会显示结果，运算过程自动完成。这样非常简便快捷。

1、介绍功能键：

计算器的种类很多，我们先来看看这一简单的计算器。自主学习On/c：谁知道这个键有什么作用？ Off：谁知道这个键有什么作用？。

2、计算操作：

师：都有谁会使用计算器？学生：介绍使用方法：按on/c键，显示：0 输入题目

按=键，显示结果再按on/c键，清屏。

(学生对计算器已并不陌生，因此，课上让学生自己介绍计算器上一些常用键的名称和作用，这样，能够很好的促进学生间互相交流和学习，实现了师生、生生互动。通过两个层次的练习，让学生体验到用计算器计算大数目的快捷、方便、准确，并激发学生的探索欲望。)

（七）、小结：计算器的使用为我们带来了许多的方便，通过使用计算器，你觉得计算器如果具备哪些功能就更好了？不妨我们去找一找是否有具备这种功能的计算器，该如何使用，更希望同学们能利用自己的聪明才智发明出更好的计算工具。

教学反思：通过这节课的学习，学生对计算工具的认识有了更深的了解，由于学生对计算工具很感兴趣，所以这节课上的很轻松、愉快，气氛很活跃。这节课我就抓住了计算工具的文化发展史这根纽带，营造了一种数学文化的氛围，让学生在文化的演绎过程中充分的体验、感悟、思考。教学内容的安排上，首先让学生认识计算工具的发展历史，接着让学生认识计算工具——算盘，介绍算盘各部分的名称，如何计数、如何定位以及正确的拨珠方法，引导学生在算盘上拨数。从而保证了教学目标的逐步完成。其次是让学生认识当代最先进的计算工具—计算器。学生对计算器已并不陌生，因此，不再需要老师花太多的时间去教授相关的知识，让学生自己介绍计算器上一些常用键的名称和作用，这样能够很好的促进学生间互相交流和学习，通过分组练习，让学生体验到用计算器计算大数目的方便、快捷，同时培养了学生的探索精神，还把大量的时间节省下来，为后续的教学留下空间。

整节课的安排上，我努力突出学生的主体地位，将教师定位在教学活动的组织者，指导者和参与者，通过观察、操作、交流等活动方式，使学生在计算工具文化发展史的学习上获得了很大的收获。另外，教学设计层次性强。由你知道哪些计算工具导入。学生回答得比我预想的精彩。有算盘、计算器、电脑，还有个孩子说手机。看来孩子们很聪明，还知道手机上也有计算器。有了大概的认识后，我说了几个数请学生拨。熟悉算盘后，进行第三层次，介绍计算器。把你知道的键介绍给同学们，重点的键进行逐一练习。

Word工具计算的应用 篇10

Word工具计算的应用

，

《用智能工具处理信息》教学设计 篇11

学习重点：体验智能信息处理工具的实际应用价值，形成对人工智能的正确认识。

导入：播放人工智能新科技视频，引出人工智能话题。

一、智能工具处理信息的应用

1.模式识别。模式识别的概念：模式识别中“模式”的原意是提供模仿的标准样式或标本，模式识别就是识别出给定的物体和哪一个标本相同或相似。模式识别的一般过程：样本采集、信息的数字化、预处理、数据特征的提取、与标准模式进行比较、分类识别。

活动一：用“汉王OCR”软件识别图片中的文字

要求：(1)安装并启用“汉王OCR”软件，快速阅读软件帮助。(2)利用“汉王OCR”识别两个已经扫描的文件【文件1(平整)，文件2(褶皱)】，分析其识别正确率。(3)就两次识别结果讨论分析其识别的简单原理。学生开始活动，教师观察、了解学生活动情况并作必要的指导。

小结：(1)OCR识别原理：首先将汉字图像进行处理，抽取主要表达特征并将其特征与字的代码存在计算机中。识别过程就是将输入的汉字图像经处理后与计算机中所保存的全部汉字进行比较，找出最相近的字作为识别结果。(2)影响识别正确率的因素：①原稿扫描图像是不是清晰可辨。②分辨率应适宜选择。(300dpi) ③调整好亮度值和对比度值。最后列举日常生活中模式识别应用的更多例子：指纹识别、手写识别、语音识别等。

2.自然语言理解。自然语言理解的研究领域：主要是研究如何使计算机能够理解和生成自然语言的技术。自然语言理解的过程可分为三个层次：词法分析、句法分析、语义分析。

活动二：访问自然语言处理网站，与智能语言机器人对话。自然语言处理网站：http://alice.pandorabots.com，http://www-ai.ijs.si/eliza/eliza.html。

要求：(1)登陆智能网站，通过自然语言进行交流，感受人工智能的不足。并通过与智能机器人对话，来验证机器人的智能程度。(2)回顾与机器人的聊天过程，谈谈你对机器人的认识，想想他是如何回答你的？(3)就与网络机器人交流的过程，小组内交流一下自己的体会。

小结：(1)“对话机器人”的工作原理：语言理解、思考和语言的生成。即当我们输入一段话时，机器人首先要理解这段话的意思，然后利用它所具有的知识，生成一段文字，给出回答。(2) “对话机器人”的回答存在很多问题：①似乎不能与我们进行实质性的谈话。②回答问题经常答非所问。主要原因可能有以下几点：①机器人还不能很好地识别人类自然语言。②机器人的“知识”有限。③机器人没有“感情”和“情绪”。最后列举日常生活中自然语言理解应用的其他例子：翻译系统。

二、让学生根据本节课的体会，展开讨论

分析智能处理工具与一般处理工具的区别。

点拨提示：

一般处理工具(Word,Excel)通常是处理有固定算法的问题，智能处理工具(汉王OCR软件，双向翻译系统)通常处理的问题是不确定的，没有固定算法，处理的过程是推理控制的过程，最终得到的结果常常是不太确定的。可能是正确的，也可能是不正确的。

三、提升：我们应该怎样正确认识人工智能

1.人工智能给我们的生活学习带来了很多方便，但它并不是万能的，有局限性。2.人工智能的实质：机器的思维是人通过编写程序给予的。 3.机器不能完全代替人，我们不能完全依赖机器，一方面我们要自力、自强、自信；同时也要热爱科学，积极探索、发展、创新，让机器成为人类的得力助手和合作伙伴，用人类自己创造的智慧，更好地为人类服务。

四、课堂小结

1.人工智能的研究领域：(1)模式识别：OCR识别、指纹识别、手写识别、语音识别等。(2)自然语言处理：与智能机器人对话、翻译系统等。2.智能处理工具与一般处理工具的区别。3.对人工智能的认识。

五、课堂练习

1.本节课中的两个活动分别属于智能信息处理的哪个领域？2.指纹锁的工作原理是通过提取指纹图象的特征进行身份识别。指纹锁的工作流程可分为以下步骤，顺序应该是( )(08年高考题)

①指纹图象采集 ② 指纹图象处理

③ 控制门锁开启④ 指纹图象特征匹配⑤ 指纹图象特征提取

A.①②⑤④③ B.①⑤②④③C.①②③④⑤ D.①④⑤②③

3. 目前在机器人足球赛中，足球机器人通过自身的摄像系统拍摄现场图像，分析双方球员的位置，运动方向以及与球门的距离和角度等信息，然后决定下一步的行动。下列说法正确的是( )(08年高考题)

①足球机器人具有图像数据的获取、分析能力

②足球机器人的研制采用了人工智能技术

③足球机器人具有人的智能

④足球机器人既有逻辑判断能力又有形象思维能力

基于C#的语言模型计算工具 篇12

统计语言模型通常使用概率和分布函数来描述词、词组及句子等自然语言基本单位的性质和关系, 它体现了自然语言中存在的基于统计原理的生成和处理规则[1]。上世纪70年代末, J.K.Bake和F.Jelinek首次将隐马尔可夫模型 (Hidden Markov Model:HMM) 应用于语音识别领域[1]。

在此之后, 统计语言模型得到了进一步的发展, 出现了不少新的模型, 逐渐深入渗透到了自然语言处理的各个层面, 并且在很多其他的应用领域都取得了极大的成功:

在机器翻译领域, 1990年, 来自IBM公司的Peter Brown等人提出了统计机器翻译模型。他们使用一种噪声信道模型, 把机器翻译看成是一个信息传输的过程。在模型中, 他们用N-gram统计语言模型描述了目标语言文本出现的概率。通过估计目标语言翻译成源语言的条件概率, 来寻找最优的译文。在此之后, Och等人在IBM模型的基础上, 提出了基于最大熵的统计机器翻译方法。在信息检索领域, 1998年, Pnoet和Corft首次将统计语言模型应用到信息检索中。在手写汉字识别领域, 模板匹配方法是一种基于统计模型的模式识别方法。此外, 还有基于HMM的识别方法。1992年, Srihari等人将统计模型和句法信息结合在一起进行手写汉字识别[1]。

1 统计语言模型

简单地说, 语言模型就是用来计算一个序列概率的模型, 即P (W1, W2, ..., Wk) 。利用语言模型, 可以确定哪个序列的可能性更大, 或者给定若干个成员, 可以预测下一个最可能出现的成员。再举一个机器翻译的例子, 给定一个汉语句子为艾山在公司里看电影, 可以翻译为Ai shan is watching Movie at Company、Ai shan at Company is watching Movie等等, 同样根据语言模型, 我们知道前者的概率大于后者, 所以翻译成前者比较合理。序列S=W1, W2, ..., Wk, 它的概率可以表示为:

由于上式中的参数过多, 因此需要近似的计算方法。常见的算法有n-gram模型方法、决策树、最大熵模型、最大熵马尔科夫模型、条件随机场、神经网络等方法。

1.1 n-gram语言模型

n-gram模型也称为n-1阶马尔科夫模型, 它有一个有限历史假设:当前词的出现概率仅仅与前面n-1个词相关。因此 (1) 式可以近似为:

当n取1、2、3时, n-gram模型分别称为unigram、bigram和trigram语言模型。n-gram模型的参数就是条件概率P (Wi|Wi-n+1, ..., Wi-1) 。假设词表的大小为100, 000, 那么n-gram模型的参数数量为1000, 000n。n越大, 模型越准确, 也越复杂, 需要的计算量越大。最常用的是bigram, 其次是unigram和trigram, n取≥4的情况较少。

1.2 n-gram模型的参数估计

模型的参数估计也称为模型的训练, 一般采用最大似然估计 (Maximum Likelihood Estimation, MLE) 的方法对模型的参数进行估计:

C (X) 表示X在训练语料中出现的次数, 训练语料的规模越大, 参数估计的结果越可靠。但即使训练数据的规模很大, 如若干GB, 还是会有很多语言现象在训练语料中没有出现过, 这就会导致很多参数 (某n元对的概率) 为0。举个例子来说明一下, IBM Brown利用366M英语语料训练trigram, 结果在测试语料中, 有14.7%的trigram和2.2%的bigram在训练中没有出现;根据博士期间所在的实验室统计结果, 利用500万字人民日报训练bigram模型, 用150万字人民日报作为测试语料, 结果有23.12%的bigram没有出现。

这种问题也被称为数据稀疏 (Data Sparseness) , 解决该问题可以通过数据平滑 (Data Smoothing) 来解决。数据平滑是对频率为0的n元对进行估计, 典型的平滑算法有加法平滑、Good-Turing平滑、Katz平滑、插值平滑等。

1.3 SRILM

SRILM是著名的约翰霍普金斯夏季研讨会 (Johns Hopkins Summer Workshop) 的产物, 诞生于1995年, 由SRI实验室的Andreas Stolcke负责开发维护 (http://www.speech.sri.com/projects/srilm/) 。SRILM用来构建和应用统计语言模型, 主要用于机器翻译、语音识别, 统计标注等, 可运行在Windows及UNIX操作系统上。

2 基于C#的维吾尔语语言模型算法实现

本文中, 为了在汉维机器翻译解码器里计算目标句子单词的困惑度, 研究与实现了基于C#的语言模型计算算法。首先使用12万汉维句对中的维吾尔文句子, 利用SRILM工具创建了3元的维吾尔文语言模型文件, 然后使用自己开发的二分查找库生成工具软件 (图1所示) 生成可以用二分查找算法查找N元概率的文件, 然后可以在解码器用该文件计算句子的困惑度。

以下是语言模型计算算法的实现代码:

摘要：由于SRILM语言模型计算工具包需要把全部模型数据载入内存, 有些语言模型为几百兆或几千兆, 对于个人计算机来说, 每一次启动应用程序要载入几百兆的数据不仅耗内存, 也很耗时, SRILM不适合于面向个人计算机的软件。该文中, 为了解决面向个人用户的汉维机器翻译语言模型的计算问题, 在SRILM基础上, 实现了基于C#的即需即载数据的语言模型计算工具, 数据用二分查找进行检索。

关键词：维吾尔语,语言模型,二分查找,C#

参考文献

[1]文娟.统计语言模型的研究与应用[D].北京:北京邮电大学, 2010.

[2]邢永康, 马少平.统计语言模型综述[J].计算机科学, 2003 (9) :22-26.

[3]张敬芝, 高强, 耿桦, 等.统计自然语言处理中的线性插值平滑技术[J].计算机科学, 2007 (34) :223-225.