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关键词:计算机网络;教学;多媒体
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)18-4500-02
1 教材分析
1.1 本节的作用和地位
本节选用广东省初级中学信息技术B版第一单元第1节《认识计算机网络》。学生在第一册(上)第一章已经学习了利用因特网进行信息浏览、信息下载及利用电子邮件进行信息传递,学生对计算机网络的认识仅停留在因特网的各种日常应用中,只是认识计算机网骆庆用的入门体验。此时学生对计算机网络还有许多基本的认知没有建立起来,未能理解计算机网络的真正内涵和应用。其作用是让学生对一般计算机网络的软硬件组成和作用有比较规范的了解,使学生初步建立起对因特网的基本技术思想和基本概念的认识,消除对计算机网络的神秘感,为学生学习下一章“创建自己的网站”打下基出,更有利于学生今后的进一步学习。
1.2 本节主要内容
本节主要结合应用实例介绍了一般计算机网络的基本组成和主要功能,指出了计算机网络除了计算机外还有网络通信设备和传输介质等硬件部分以及服务器软件等到软件部分,导出了局域网、广域网、服务器、工作站、服务器软件的作用,并介绍了家庭计算机网络的组建成过程及其中一些学生可以尝试的实验操作。
1.3 重点、难点分析
教学重点:了解计算机网络的基本概念,知道什么是计算机网络。
教学难点:了解组建计算机网络的过程。
2 学情分析
随着计算机与网络技术的发展,互联网已广泛应用在我们生活中。学生或多或少地对网络及其简单应用有了一些了解。但是,对于什么是计算机网络,计算机网络是如何组成的却知道得很少。现在拥有计算机的家庭越来越多,拥有两台以上计算机的家庭数量也不少,利用自已拥有的计算机资源来“连网”,“共享Internet”接入十分贴近学生的生活实际,学生的学习热情很高。
3 设计思想
初二学生,在知识结构上, 他们对因特网已经有了一定的接触;在心理特点上,他们有强烈的探究事物究竟的求知欲;在学习方式上,他们已经经历了较多的训练,在生活经验上,他们已经有了一定的积累。在教学上应选择贴近学生生活实际中的案例和学习内容,使学生能把学到的知识用于解决在网络应用过程中遇到的问题,通过情境引入,为学生创设了与日常学习、生活中相类似的应用情境,使学生觉得故事就象发生在自已身边一样,让他们从故事中获取更多的应用体验。以任务驱动为主的教学方法更能激发他们积极思考探究,找出解决问题的办法。
4 教学目标
4.1 知识与技能
1)了解计算机网络的基本组成、作用与应用。
2)了解家庭计算机网络的组建过程,知道网络组建过程中硬件配置与软件配置的关系。
4.2 过程与方法
1)通过倾听介绍和独立观察能说出计算机网络结构图中的硬件连接设备。
2)通过实例剖析和体验能说出家庭计算机网络的组建过程。
4.3 情感态度与价值观
1)通过学习学会欣赏网上丰富的资源,体验上网的乐趣,探索计算机网络世界的各种功能,消除对计算机网络的神秘感。
2)学会养成将学到的信息知识运用到日常生活的意识。
5 教学策略
5.1 教学方法与设计
1)在教学中,教师可以采用案例分析,课堂计授、交流讨论、合作探究等方式组组教学。
2)通过对电脑室网络结构的分析,让学生了解计算机网络的基本概念及其中的网络设备;通过组织学生比较电脑室网络结构图和教育网网络结构图,计论、探究两者的区别。
5.2 教学流程和教学话动设计
如图1所示。
5.3 教学媒体与资源
多媒体网络教室,电子教室系统,硬件设备,电脑室网络拓扑结构图。
6 教学环境
地点:多媒体网络教室
[关键词]教学改革;计算机网络安全技术;教学设计
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.40.156
“计算机网络安全技术”课程作为高职院校计算机网络技术专业的一门专业课,其总体目标是培养出“德才兼备、攻防兼备”的网络安全工程师,使其能够在各级行政、企事业单位、网络公司、信息中心、互联网接入单位中从事信息安全服务、运维、管理工作。新形势下,网络安全已经被提及到个人层面,不仅企事业单位信息系统受到安全威胁,个人信息也成为众黑客们觊觎的对象。作为高等职业院校,讲授必要的计算机网络安全技术,既能够保护自身信息不被窃取,又能提高学生的就业竞争力,是开展“计算机网络安全技术”课程的初衷。[1][2][3]因此,为了达到更好的教学效果,针对该课程的教学设计不仅要结合该课程的具体内容,而且还要结合新形势下的网络安全态势进行研究。
1 教学设计
新形势下的“计算机网络安全技术”课程在进行教学设计时,更多地结合高职院校的培养目标,在教学内容、教学方法、教学手段上更多地考虑高职院校学生的接受能力及学生特点,做到结合安全技术前沿知识因材施教。
1.1 教学内容
在设计教学内容时,围绕着四部分知识目标开展设计:
(1)掌握常见的网络攻击技术。包含SQL注入攻击、网页挂马技术、密码破解技术、缓冲区溢出攻击等。
(2)精通网络安全防御技术。包含网络协议分析、端口与服务漏洞扫描、防火墙配置技术、入侵和攻击分析追踪技术、病毒木马防范等。
(3)掌握基本的服务器系统安全配置技术。包含系统安全策略配置、用户权限配置、系统防火墙配置等。
(4)掌握流行的数据加密方法。包含对称加密、非对称加密、数字证书的配置使用、加密软件的使用等。
以某模具有限公司内网的安全防御作为主项目,遵循“一个主项目,八个模块,工作典型化,任务兴趣化”的思路,划分针对企业内网的攻击分析、常见的网络攻击技术、通过嗅探分析攻击来源、主机系统的安全防护、对信息进行加密处理、对网络访问行为进行控制、对入侵进行检测、数据备份和恢复8个模块,模块间循序渐近,激发学生的学习兴趣。最后根据任务的完成情况,由学生互评与教师参评相结合来进行项目的考核。具体如下图所示。
在教学内容的选择上舍弃原理类知识,选择操作类知识[4],重点锻炼学生分析解决问题的能力、团队成员间协作能力、表达能力、使用工具进行攻击及分析攻击的能力等,将临危不乱、吃苦耐劳、作风优良、胆大心细、团队协作的综合素质的培养贯穿于能力培养的始终。
在教学内容的程序化上以网络安全工程师的工作过程安排教学内容:[5]从故障现象到故障处理,最后提出安全解决方案进行系统加固,各模块内容按照兴趣点进行安排:从故障入手,到如何进行攻击,再到如何防御攻击及紧急恢复。
1.2 教学方法
在教学方法的设计上,采用了包括案例教学[6]、角色扮演、张贴板、头脑风暴、分组讨论等方法在内的多种教学方法,根据每一个模块的特点,合理应用教学方法。
同时,由于计算机网络安全的特点,使得课堂实践过程往往无法及时达到应有的效果,为了弥补这一缺陷,学院响应大学号召,开放了《融合式网络及安全应用》开放实验室。有了良好的实验环境,学生的动手能力及创新能力得到了极大的训练,不仅巩固了课上所学习到的知识及技能,而且开拓了学生的视野,为学生的创新实践打下了坚实的基础。
1.3 教学手段
在教师进行知识讲解的过程中,应用多种现代教育技术展开教学:制作精美的PPT课件、利用电子教室实施广播教学,借助于电子教室软件的屏幕广播及屏幕录像功能,学生可以看到教师的实时演示,并可以将教师对于关键步骤的演示录制下来,反复观看练习。
计算机网络安全技术的学习需要用到多种硬件及多台靶机,学校没有充足的资金为每位同学配置一套实训环境。为了解决这个问题,充分利用各种虚拟化软件来虚拟实训环境[7],使用Packet Tracer软件来模拟路由器、交换机与防火墙,利用VmWare软件模拟多台PC机等。
2 应用效果
在一系列教学改革方法的指导下,“计算机网络安全技术”课程的整体教学设计发生了根本性的变化,由原来的教师讲授理论为主,转变为以学生实践为主,教师的角色转变为引导者与辅助者。按照这种设计,应用于吉林大学应用技术学院2014级和2015级两个学期的“计算机网络安全技术”课程的教学过程中,取得了不错的教学效果。普遍反映在以下两个方面。
2.1 课堂效果
在新的教学设计的指导下,普遍提升了学生的学习兴趣、满足学生课外实践的意愿,更多的学生愿意将更多的时间投入到计算机网络安全技术的学习过程中,同时学生也普遍反映,学习了“计算机网络安全技术”课程后,他们对于使用网络也更加小心和谨慎了,懂得了学习防范网络攻击与网络诈骗,更加深了对其他网络技术课程的理解。
2.2 课程及格率
通过实施新的教学设计,学生学习得更加扎实,反映在期末考试上,学生的及格率得到了极大的提升,2014级和2015级学生的“计算机网络安全技术”课程及格率分别为90%和95%,分别仅有2人和1人不及格,反映出新的教学设计达到了本课程教学改革的要求。
3 结 论
“计算机网络安全技术”课程在新形式的整体教学设计的指导下,学生的学习热情和学习效果得到了大幅度的提高。这种教学设计的思路同时也为其他课程的教学设计改革提供了很好的借鉴。
参考文献:
[1]莫永华.《计算机网络安全》课程体系教学改革的探讨与实践[J].现代计算机:专业版,2012(9):43-45.
[2]倪亮,李向东,潘恒,等.《网络安全技术》课程教学改革探讨[J].教育教学论坛,2016(4):142-145.
[3]岳晓菊.高职院校计算机网络安全课程教学改革探索[J].电脑开发与应用,2014(6):32-34.
关键词 网络实验室 RCMS控制服务器 项目式实验
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2016.02.044
随着社会信息化的发展,计算机网络给我们的生活、学习、工作带来了翻天覆地的变化。而“计算机网络技术”作为高校计算机应用专业的一门核心课程,是其他计算机专业课程的基础,对于计算机专业学生的后续课程起着至关重要的作用。
1 计算机网络技术实验教学的意义及现状
1.1 计算机网络技术实验教学的意义
计算机网络课程中涉及了大量的概念、定义和协议等,而这些内容大都运行于计算机和网络设备内部,非常抽象、空洞,仅仅通过理论教学很难让学生理解和掌握。计算机网络课程的教学有一定的难度,主要体现在以下几个方面:(1)课程理论性较强,涉及的知识点抽象,不易理解,如网络各层协议。(2)传统的实验教学模式以传输理论为主,这样的课堂必将依托老师为中心,极大地限制了学生的独立思考和创新能力。(3)计算机网络技术发展非常迅速,如何能紧跟技术发展,保障教学内容不过时,也是一个重要问题。
实验教学环节让学生将理论联系实际的最好途径。例如通过协议分析软件(如sniffer)捕获网络传输数据,对数据报文进行分析,让学生更直观地理解协议的构成和网络数据的本质。再者实验环节也是最能激发学生兴趣,通过不同的线缆、将不同的设备连接起来,学生通过相应配置实现设备的互联互通。学生容易取得成就感,调动积极性。因此,优秀的实验教学设计对于学生学好本门课程,建立信心有着至关重要的作用。
1.2 计算机网络技术实验教学现状
(1)缺乏配套的网络实验室。网络实验室是开展实验教学的场所,其配套的软硬件资源是实验环节的根本,但由于网络相关的设备资源购置成本高(如路由器、防火墙等),有些高校的教学长期徘徊在课堂讲授和书本上,教学效果很不理想。
(2)实验内容设计不科学。各高校因师资、硬软件设施等差异,造成实验内容差异大,部分高校的实验教学仅是照本宣科,教学形式单一呈现为课堂讲授,使得学生缺乏实践机会。有些高校以书本理论为基础开展实验,各知识章节实验独立,缺乏联系,不利于学生综合应用能力的培养。
2 网络实验室设计
网络实验室是开展实验教学的根本,网络实验室的建设可根据经费投入分两种方式计划。
2.1 以软件模拟为主
目前计算机房是高校的基本配置,可以在机房环境上部署各类网络模拟软件,如Cisco Packet Tracer、net bison、sniffer、Ethereal、Tcpdump等,通过软件模拟实验环境,再配以HUB、交换、路由等低成本设备作为互联示意,完成实验教学。可以开展的实验有各类交换、路由技术、以太网帧的构成、ARP协议及数据包构成、IP控制管理协议、TCP、UDP协议及通讯原理、SNMP协议与网络管理和应用层协议等。
其优点是投入成本低,无需购买昂贵的专业设备,以软件为主,省去了反复连接线缆的步骤,可以灵活的开展实验,不受时间地域限制,学生上手快。缺点是简单设备作为互联示意,缺乏通用性,学生无法通过实验掌握复杂网络的物理拓扑,无法形成对真实网络环境的直观理解。
2.2 以真实设备为主
如果在经费条件允许的情况下,购买专业的网络设备,通过实际设备锻炼学生的动手实践能力,达到学习的最佳效果。
其中实验室内部按照功能可分为教学区,学生操作区、设备互联区、应用服务部署区四个区域。教学区开展实验教学活动,进行现场演示;学生操作区完成线缆制作、测试、设备调试等;设备互联区完成设备的互联互通,集中管理;各类应用服务器调试完毕后,集中部署区于应用服务部署区,类似于真实网络中的DMZ区域,与真实环境对应,便于后续实验中网络策略的调试与部署。
设备互联区可通过RCMS控制服务器方式进行管理,RCMS是一款专门针对网络实验室而开发的控制和管理服务器,它能统一管理和控制实验台上的多台网络设备,无需拔插网络设备上的console线,便可以实现同时管理和控制多台网络设备。其本质是在一台主设备的异步接口通过CAB-OCTAL-ASYNC电缆连接其他实验设备console接口,通过远程方访问主设备对其他实验设备进行集中管理和调试。
各实验设备之间可以通过路由器的串行接口(Serial)、以太网口(Ethernet)进行多链路互联,实现全毗邻关系。在实验时通过配置对应接口和线路在逻辑上实现互联关系,完成组网。避免了重复插拔线缆的工作,同时也避免的设备接口的损耗。图1为北京联合大学文理学院网络实验室的设备互联拓扑。
其中RCMS控制服务器中主设备的关键配置如下:
RCMS控制服务器可以设定多种登陆权限,保护设备的安全性。如,RCMS使用二级密码机制,实验室管理员使用level 15的密码,可以执行所有的指令。而学生使用level 14的密码,不能执行delete、rename、format、copy等可以对路由器的操作系统造成破坏的敏感指令。RCMS还提供“一键清”功能,在教师管理用机上简单一个命令,就可以统一清除实验台上所有网络设备的配置,方便学生多次实验。
以硬件为主的建设方式初期投入高,后期为保证与主流技术同步,可定期更新设备板卡、模块和线缆,并且及时升级设备IOS。由于学生可以通过实物开展实验,对网络设备、环境、配置方式和拓扑结构等都有直观的理解,再配以科学的实验内容,可以取得很好的教学效果。
3 实验教学内容设计
实验环境是基础,实验内容是灵魂。好的实验内容设计应联系实际,以应用为主导,学以致用。实验内容可分为两类:基础式实验和项目式实验。
3.1 基础式实验
可按网络层次划分,包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层等。其中各层次的实验有包括多个。如数据链路层实验包括交换协议分析、生成树应用与配置、VLAN应用与配置、PPP应用与配置等。
各层次实验可划分模块,在每个知识章节完毕后进行练习。并且结合不同章节知识点,联系实际应用把各个单独的模块自由组合,教师给出实际需求,让学生自主设计组合完成。如链路层实验模块有生成树STP、虚拟专网VALN以太网通道和PPP链路捆绑等。通过理论结合实际网络环境可以给出基于数据链路层的网络备份方案设计,让学生自主选择技术并实现。设计方案可以是MSTP+VLAN技术、EthernetChannel+VLAN或PPP链路捆绑等多种组合。通过模块化的方式拓展了实验的灵活性,以学生为主导,培养学生自主创新的意识和能力。
3.2 项目式实验
凯兹博士提出了以学生为本的教学方法――项目式教学模式,主要的教学方式是以学生为主,教师为辅指导学生完成项目学习过程,让学生自主完成教学内容。学生有组织地、有计划地自我安排学习行为,处理解决项目困难和问题。这种学习方式极大地调动了学生的学习能动性和积极性,提升了学习兴趣。项目化学习模式也成为以学生为主教学方式的典型性范例。项目式实验教学方法被认为是计算机学科教育中非常有效的方法,该方法的特点包括:(1)具有系统性、整体性和相互关联的特点。(2)与现实生活或工程实际紧密相关。(3)融合了问题教学法和探究教学法,老师设计项目,学生在完成项目的过程中,发现问题、探索问题并最终解决问题。
结合计算机网络项目,可将项目式实验分为四个阶段:需求、设计、实施、维护与测试。
项目内容结合书本教授的进度,以周期性方式开展。如某企业建业最初的网络设计,随着企业业务发展的不同阶段对网络的需求,逐步从将知识点引入。每个周期的网络设计与实施都要经历需求、设计、实施、维护与测试这四个阶段。保证在熟悉原有知识点的同时,逐步的将新章节的知识点引入到实际应用之中。同时还可将学生分组,每组负责一个周期不同阶段的内容。在不同周期每组轮换,这样及练习了学生的团队协调能力,又照顾到各组学生都能对每个阶段的知识点的掌握。根据课程进度,模拟出4个项目场景,具体内容见表1。
在实验过程中应发挥学生学习的主体地位,从方案设计到设备选型和技术实现,由学生自主讨论、设计和实验。老师的角色一方面是客户,对设计的网络提出要求,对学生设计方案进行讲评;另一方面为学生提供技术支持,引导学生将理论应用到实际中。
4 实验效果评价
实验教学的结果评定应贯穿整个实验过程,应根据每个学生的分工,每组学生负责的任务综合评定。另外,在实验过程中应关注学生的写作能力、沟通能力、思维能力、分析解决问题能力、团队协调能力、创新能力和总结能力,注重学生的能力培养。在实验过程中教师要全程参与,从辅助的角度引导学生,让学生在团队协作的氛围中发现问题、解决问题并最终体会到项目成功带来的喜悦感和成就感。
5 结语
中国有句古话:“授人以鱼,不如授人以渔”,综合性实验和设计性实验是培养学生理论联系实际的重要途径,并能为学生主动学习、团队协作和全面发展提供空间。另外,项目内容的设计也是至关重要的,要做到符合实际需求,贴合学生层次,突出课程重点知识。
参考文献
[1] 刘利强,王岳斌.计算机专业实践教学改革探索.实验科学与技术,2013.2.
[2] 付雪峰,刘有珠,徐文飞,邓少波.计算机网络课程实验教学探讨.南昌工程学院学报,2008.4.
[3] 钱权,张瑞,袁方.计算机网络课程中的项目式实验教学.实验室研究与探索,2013.5.
[4] 琚生根,陈黎,周刚,王相国.计算机网络实验课程的教学探讨.实验技术与管理,2013.4.
关键词:网络课程;教学设计;学习资源设计
很多高职计算机课程属于操作性技能类课程,如平面设计、网页制作、二维动画制作、三维动画制作、视频后期编辑和AutoCAD制图等,其共同特点是按照高等职业教育的要求,培养学生基于计算机软件的操作,发展实践技能。随着教育信息化水平的提高,网络课程教学应用日益广泛,计算机操作类课程的网络课程建设得到了普遍重视。
本文以Flas制作网络课程为例,从教学策略设计的角度,讨论高职计算机操作类课程的网络课程设计。Flas制作网络课程的建设目标是基于混合式教学理论,以学习者为中心构建网络化学习环境,用于辅助课堂教学,解决教学重点和难点,针对不同学习进度的学生进行分层教学,并提供扩展性的网络化学习资源,满足学生课外学习需求。
1网络课程分析
1.1课程特点
Flas制作是我校现代教育技术和计算机网络技术等专业的必修课程之一。该课程以程序性知识为主,操作性和实践性强,常见的教学问题包括:一些Flash概念和软件操作比较复杂,学生理解困难;学生学习进度各异,步调不一;软件操作能力和综合实践能力脱节。这些问题,有必要通过良好的教学设计和适合的网络课程来改善。
1.2教学目标
Flas制作课程的教学目标是掌握Flas制作的基本概念、基本操作和基本方法,掌握Flash绘图、常见特效制作和ActionScript基本编程,能够完成Flash课件、广告、MTV和网页动画等综合作品的设计与制作。Flash综合实践能力主要分解为5项子能力:矢量绘图能力、特效制作能力、ActionScript编程能力、作品创意设计能力、综合规划制作能力。
1.3学习者特征
本课程的学习者是现代教育技术、计算机网络技术等高职专业的大二或大三学生,通常已学完计算机应用基础、程序设计、网页制作和平面设计等先导课程,掌握了计算机基础操作、程序设计和平面知识,仅缺少美术功底和创意训练;具备基本的网络信息检索和处理能力,具有一定的自学能力、学习主动性和学习决策意识,但学生学习的兴趣、能力、条件和需求存在明显的不平衡。
1.4教学内容分析
美国著名教育家、心理学家布鲁纳认为,学习不是一次就能达到目的,应该让学生尽早在不同程度上接触和掌握学科的基本结构,以后随着学生认知水平的提升,逐渐扩大学科基本结构的范围,并增加深度,以螺旋式来促进学生对学科内容的理解[1]。“螺旋式上升”可以划分为两种基本类型,即学科情境深化和现实情境深化[2]。
基于此理论,本课程将课程内容按螺旋式上升划分为3个模块,即基础入门、专项训练和综合实训(如表1所示)。基础入门模块占课程的1/3课时,讲授Flash的核心概念、基本操作和基本方法。模块不追求知识体系的完整性,而是注重让学生尽早掌握Flash整体的知识框架。专项训练模块围绕重要的Flash制作能力(绘图、特效、编程等),专项展开,深入发展,以螺旋式反复促进学生对专题内容的熟练掌握。综合实训模块以Flash网站、Flash广告等各种类型的真实案例,类化和拓展现实应用情境,使学生能解决实际问题,培养综合设计与制作能力。
这3个模块的编排打破传统教材的编排体系和知识逻辑结构,力求体现学习者螺旋式上升的认知规律,让学生由点及面、由浅入深地进行学习。它们统一在一个共同目标下,即培养学生的综合实践能力。
2网络课程的教学设计
网络课程是通过网络表现课程的教学内容及实施教学活动的总和。它包含按一定的教学目标、教学策略组织起来的教学内容和网络教学支撑环境,其中网络教学支撑环境特指支持网络教学的软件工具、教学资源以及在网络教学平台上实施的教学活动。教学策略是为完成特定教学目标而采用的教学活动的程序、方法、组织形式和媒体等因素的综合考虑[3]。基于上述的前期分析,下面将从网络自主学习设计、基于UGC的学习资源设计和学习评价设计等角度,对“Flas制作”网络课程进行教学设计。
2.1网络自主学习设计
网络自主学习是指在教师指导下,学生以多媒体计算机为媒介,依据网络的资源共享、交互学习和超文本链接等特征,在一个外部刺激丰富的环境中,自主获取知识、运用知识、解决问题的一种综合学习活动。网络课程自主学习模型需要五大系统的支持,包括学习内容支持设计(学习目标设计、学习内容设计、学习辅助内容设计)、交互支持设计、学习活动支持设计、评价反馈支持设计和导航支持设计[4]。
鉴于此,本课程设计和制作了“学习中心”模块,提供自主学习所需的主要支持。“学习中心”模块涵盖了课程所有章节的学习内容,每节包括如下项目:学习指导、知识讲解、案例视频、测试习题、练习实训、添加笔记、添加提问,其导航菜单如图1右侧所示。
“学习中心”的所有功能均基于Flash环境下的ActionScript进行开发,服务器端采用ASP动态脚本语言,所有章节目录及其资源数据、测试试题、笔记本和提问数据,均存储在Access数据库中,结构清晰,易于扩展。“学习中心”不仅用于学生课外自学,还可以辅助课堂教学,帮助学习困难的学生完成案例。在教师指导下,不同能力层次的学习者可以根据自身兴趣和能力水平,完成不同难易程度的案例,便于实现分层教学,缓解不同学习者进度不一、需求不同的矛盾。
1) 自主学习的内容设计。
“学习指导”指明当前小节的学习目标、学习重点和难点、学习建议。“知识讲解”围绕后续案例所需的理论知识和基本方法,提供SWF格式的文字讲解或视频讲解。“案例视频”通常包含若干个案例,每个案例提供“观看效果”、“要点解析”、“步骤演示”和“仿真操练”。“步骤演示”是采用Adobe Captivate录制制作的、配有语音讲解的交互式视频,不仅录制了案例制作的演示画面,还在视频中根据教学需要适时插入板书、提示性强调和扩展性资源链接,增强视频的交互性。“仿真操练”则在“步骤演示”的基础上,需要学习者按照指定的要求单击鼠标或输入键盘进行交互,视频才能继续播放。
2) 自主学习的评价设计。
学习者可以通过“测试习题”和“练习实训”对学习结果进行检测和巩固,其中,“测试习题”从数据库读取本节对应的试题,在测试完成时报告测试得分情况。
3) 自主学习的交互设计。
本网络课程同时基于Flash环境和Web环境实现了添加笔记和提出疑问功能,学习者可以及时记录学习成果,提出学习疑难,获得同学或教师的帮助和指导。为方便学生查看笔记或疑问的上下文情景,改善交互性和访问效率,笔记和提问具有“回溯功能”,即在添加笔记或疑问时,系统自动在笔记或疑问的正文中附着关联章节的标题和ULR链接,便于他人在浏览时可以快速定位其对应的章节。学生可以管理笔记的分类(栏目),设置笔记的开放方式(公开、小组内可见或仅自己可见)。学习笔记以发表时间倒序呈现,可以用于记录学习心得、笔记摘要和课外资料,具有类似博客的基本功能。
4) 自主学习的导航设计。
良好设计的导航可以为自主学习提供即时有效的引导,常用的导航策略有模块导航、导航图导航、路径导航、书签导航、检索导航、帮助导航等[5]。本网络课程基于数据库技术,实现了检索导航、导航图导航和书签导航。学习者不仅可以对章节目录和关联资源进行检索,还可以浏览章节内容的导航图。导航图图形化标识了“已学”和“未学”,便于学习者把握整体学习进程。
2.2基于UGC的学习资源设计
扩展性学习资源是网络课程的重要组成部分,通过收集和整理优秀学生作品、文字教程、视频教程和优秀商业案例等资源,支持学生开展基于资源的学习(Resources Based Learning),有助于帮助学生拓展知识面,加深知识学习深度,并培养独立学习的能力。
扩展性学习资源按照“学习中心”的章节结构进行组织和管理,组织清晰,主题明确,学生在学习完某章节后,即可查阅与该章节关联的学习资源,也可以按照资源自身的属性(Tag标签、资源类型、时间等)来浏览资源。
UGC(User Generated Content,用户生成内容)是Web2.0环境下一种新兴的网络信息资源组织模式,体现了离散、去中心化、非权威化、集体创作与协同创作的特点,包括3个特征:1)Internet上公开可用的内容;2)内容具有一定程度的创新性;3)由非专业人员或权威人员创作[6]。依据UGC的思想,扩展性学习资源的建设提供了开放的添加工具,教师和学生可以动态添加网络化资源,包括图文教程、视频教程、Flash素材和Flash案例等。学生借助处理工具中的复制/粘贴功能,可以从互联网快捷地收集大量在线资源及其引用书签,进行一定加工。另一方面,教师在教学中以实训的形式,要求学生对某些教学内容编制图文教程或视频演示教程,然后上传至网络课程。基于UGC思想的学习资源建设,使学生成为资源的利用者、贡献者和评判者,符合基于资源的学习环境(Resources-Based Learning Environments,RBLEs)的特点要求,即要求学习者参与资源的编辑、评价、加工处理和意义生成等认知管理过程[7]。
基于UGC的学习资源建设需要考虑如何解决资源质量。面对海量的网络信息,学习者通常缺少应有的概念框架和实践策略,学习者所添加资源的可信度、有效性和可靠性存在不确定性,日积月累会导致信息过载,影响资源利用效率。为此,我们在引入学生参与学习资源建设时,不仅要加强资源建设的管理与控制,培养和提高学生的信息素养和资源评价技能,还要建立机制,实现资源的筛选。本网络课程提供资源评价功能,学生可以对每一份资源进行打分和描述性评价,可以按评分和点击次数对资源排序,以人工的方式对资源进行筛选。同时,本网络课程建立等级积分的激励机制,鼓励学生添加优质资源,提高资源整体质量。
此外,人力资源是一种重要的动态学习资源,本网络课程提供站内邮件、学习笔记、BBS异步交互和基于Flash的同步交互等网络化交互工具,支持学习者获得来自学习伙伴或指导教师支持,促进隐性知识的获取与分享。
2.3学习评价设计
学习评价是评价者参照一定的标准,运用合理的方法对学生的学习过程和结果做出评定以及在此基础上对学生形成价值判断的过程[8]。网络课程的学习评价的原则为:关注学习过程、评价内容多元化、评价主体多元化、评价手段网络化和人性化结合[9]。参照此评价原则,本网络课程充分利用网络化评价手段,将形成性评价和总结性评价相结合,学生自评、学生互评和教师互评相结合,主要的评价形式包括:
1) 单元测试。学生学习完每个章节,通过测试习题和练习实训进行形成性练习和自我评测,了解自己对学习内容的掌握程度,评估学习效果。
2) 作品交流。在教学过程中,学生通过“作业提交”功能将实训作品提交至网络课程教学系统中,教师对实训作品进行批阅和反馈。同时,学生相互之间可以对实训作品进行点评,提高学生的批判性思维能力、作品鉴赏能力和学习参与热情。对于优秀的学生作品,教师将其转移至“优秀学生作品库”,以资鼓励,便于后续的学生学习。
3) 电子作品集体互评。计算机操作类课程重在培养学生的综合实践能力,单纯的纸质化考试通常无法准确评价学习效果,因此,这类课程在教学过程和学期期末的评价中,一般要求学生提交电子作品,通过学生作品的评分来衡量学生的学习效果。在实际教学中,学生作品的评分常常是由教师一个人根据自身经验和专业知识来完成的,这种做法的弊端在于:评价主体单一,因为教师个人视角和主观印象的偏差,容易造成评价结果有失公允,挫伤生学习的积极性。本网络课程内置了一个学生作品集体互评模块,在教师的组织下,学生在网络化计算机教室中演示作品,然后全班同学对其作品进行评分,按照一定规则计算出来的平均分数就是学生互评分数。在作品的最终得分中,学生互评分数占40%,教师评分占60%。
3结语
“Flas制作”网络课程在我校实际教学中应用多年,期间不断充实完善,较好地发挥了课堂辅助和课外助学的功能,该网络课程设计所采用的策略与方法具有一定的代表性和可借鉴性,期望能对其他院校的网络课程教学有所帮助。教无定法,课程类型、课程性质、教学对象和教学情景的差异都会带来设计的差异,这仍需我们今后不断探索。
参考文献:
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计算机网络技术的发展为教师和学生提供了更加广泛的教学资源。传统的图书馆、资料中心这些学习资源环境已不能适应信息时代知识的日新月异的变化。尤其是近年来,伴随着信息化建设的发展,特别是Internet的广泛应用,教学资源的数字化建设与开发利用取得了较快的发展。
计算机网络教学资源的内涵和作用
计算机网络教学资源的内涵。教学资源是为教学的有效开展提供的素材等各种可被利用的条件,包括教材、案例、影视、图片、课件等等。与传统教学资源相比,基于计算机技术的教学资源具有丰富性、灵活性、动态性、交互性等许多优势。计算机网络教学资源是一种数字化的资源,是利用计算机网络技术、多媒体技术、VR等技术将经过数字化处理或者经过再加工和制作的、可以在网络上运行传播的、能够展现相关知识内容的教学材料。
计算机网络教学资源的重要作用。对于学校而言,通过有机的融合多媒体技术、智能网技术、智能压缩技术、网络安全技术和传统的教学方式,建设校园网,使用多媒体设备,学校可以开发自己的精品课程。同时通过做好计算机网络的教学资源建设,可以体现各学科的专业特色和最新成果。
对于学生而言,学生可以真正成为学习的主体,无论在课堂上还是课下都可以接触到更加丰富的专业知识,可以按照自己的需求,自主选择学习内容,自主决定学习进度,实现资源的共享与交流。尤其是学生在课下的时候,可以随时随地的自主利用媒体工具,在网络中任意选择教学资源库里网络课程和教师所提供的多媒体课件进行自学,从而有效的提高自学能力,以及分析问题和解决问题的能力。
对于教师而言,计算机网络基础上的教学资源也有着十分重要的作用。教师可以根据教学内容和教学目标的需要在更大范围内选择所需要的材料进行备课,查找学科教学最新参考资料、搜索教学内容相关的各种媒体素材,甚至在上课时只要有网络的情况下,也能够根据教学需要随时直接调用网上教学资源库中的素材或者是课件进行课堂教学。这种基于计算机网络的教学资源突破了地域和时间的限制,大大缩短了资源传递时间,加快了资源交流与反馈的速度,提高了资源的利用率。
计算机网络中的教学资源建设途径
坚持科学合理的建设原则。计算机网络的教学资源的建设不能一味的以“收集更多资源”为原则,不能盲目的追求广、大、多,而要坚持科学性、合理性、先进性,在庞大的因特网信息群中搜集相关资源,并将其加以组织,构建起以学生为主体的内容丰富、形式生动、交互及时的学习环境。在建设教学资源的过程中,数据格式、描述语言、标引语言、通讯协议、安全保障技术以及数据库管理软件、硬件都要实现标准化,运用相应的技术手段和方法,使教学资源取得最好的组织结构及相应功能,将资源进行整合,形成层次化、网络化的立体性资源体系,从而保证教学资源的共建共享。而且计算机病毒、黑客、软件炸弹、信息垃圾等方面给教学资源建设带来了极大的安全威胁,因此管理人员要采取完善的安全保障措施,比如数据访问权限控制、用户操作权限定制等,从而保证网络教学资源的安全。
运用信息技术充实教学资源内容。完备的教学资源内容包括媒体素材、试题库、课件与网络课件、案例、文献资料、常见问题解答、资源目录索引、网络课程、科研项目、专利、课题成果、专家学者的讲座与报告等等内容。对于各个学科而言,建设这些教学资源都是极为庞大的工程。因此,应该由各个学科的管理人员采用先进计算机技术,对网络中纷繁的信息资源、网站进行多途径、多角度搜集,对分散的大量信息资源进行筛选、过滤、重组,按学科或主题进行分类,集中整理,形成相互联系的教学资源库,并且要将这些独立分散的数字化资源集成为一个有机整体。比如利用计算机新技术,使教学平台能够支持模块化课程内容,以某一能力或技能的形成为主线,以“专题”或“主题”的形式开展网上教学。通过采用分类分级的用户管理机制,分别设为系统管理员、资源维护人员、普通用户三大类,以确保系统稳定、安全运行。同时广泛采用国际通用的标准和协议,如TCP/IP协议,SSL安全协议,XML技术,LDAP协议,SOAP协议,以确保教学资源的开放性以及通用性。
关键词:“计算机网络”课程教学;中间辐射法;网络层;协议栈
中图分类号:G64 文献标识码:B
文章编号:1672-5913 (2007) 20-0047-03
1引言
计算机网络是一门理论性和应用性很强的课程,其内容涉及许多错综复杂且彼此交织的概念、协议和技术,为处理这种大跨度和复杂性,该课程的教学都围绕其体系结构的“层次”来组织教学内容。借助于这种分层的组织结构,学生们能够透过计算机网络的复杂性看到其内部,在学习整个体系结构某个部分中独特概念和协议的同时,也可看清所有这些部分(如何)整合在一起的全貌。从教学法的角度讲,这种分层的教学方法的确是非常必要和有效。
自底向上法(Bottom-up Approach)[1]和自顶向下法(Top-down Approach)[2]是目前国内外计算机网络课程教学中普遍采用的方法,但两者存在着一个共同的缺陷,即未能突显或引导计算机网络知识体系核心知识的学习;寻求一种新的方法来弥补这一缺陷,更好的把握知识点的权重分布,以核心知识带动周边内容是计算机网络课程教学研究的重要课题。令人遗憾的是教师们视[1][2]方法为天经地义,致使该两种方法的问题一直被掩。本课题组在对计算机网络知识体系结构反复深入研究及大量教学实践总结的基础上提出了计算机网络课程的中间辐射法,以求计算机网络课程更趋科学合理的教学方法。
2相关工作
多年来,世界各国高校的计算机网络课程教学一直采用自底向上法。该方法曾为广大学生和计算机网络爱好者了解和掌握计算机网络知识与技能发挥了重要的作用。近年来,美国的两位著名计算机网络专家和教育家James F. Kurose和Keith W. Ross提出了一种全新的计算机网络教学方法,即自顶向下法,该方法和自底向上法的学习路线完全相反,实现了对传统的自底向上法的重大改革,该方法一经推出,各国计算机网络教育界纷纷采纳。该教学方法改革的技术背景和动机是网络领域中最大的“增长领域”网络服务和应用程序。Web的出现、电子邮件的广泛使用、音频和视频流、因特网电话、即时消息、对等应用程序和在线商务都证明了这一点。国内东北大学的学者们也曾就计算机网络课程教学提出了一系列的学术观点[3~5],但都未形成与自底向上法和自顶向下法相当并相对独立的教学方法,本文提出的中间辐射法经几年教学实践证明实现了这一目标。
3自底向上法和自顶向下法的局限性
自底向上法和自顶向下法都有其特定的社会和技术背景,这导致两种方法存在固有的局限性,即都未能突显计算机网络核心知识的学习。
3.1自底向上法的局限性
自底向上法是计算机网络教学的传统方法,该方法的特点是从协议栈的底部即物理层开始教学,逐层向上直到协议栈顶部的应用层,该方法产生的技术背景是各种通信技术的突起与迅猛发展。
众所周知,计算机网络的主要功能主要是实现资源尤其是数据共享,早期的数据类型主要是文本,计算机网络的应用也仅限定为FTP、TELNET和E-mail。因当时计算机网络所依赖的底层通信网络的传输质量较差即误码率较高、带宽小且延迟大,故改善底层通信网络的传输质量成为提高计算机网络性能的焦点,FDDI、X.25、ISDN、B-ISDN、CATV和ATM等各种数字通信技术便应运而生,各种新通信技术成为计算机网络知识的学习重点一定程度顺应了当时的技术发展进程,因这些技术都归属于计算机网络体系结构的底两层即物理层和数据链路层,故自底向上法对学习计算机网络知识起到了积极的作用,但另一方面却一定程度地偏离了计算机网络的核心内容即网络层。
3.2自顶向下法的局限性
计算机网络教学的自顶向下法是与自底向上法学习路线完全相反的一种新型教学方法,该方法的特点是从协议栈的顶部即应用层开始教学,逐层向下直到底部的物理层,该方法产生的技术背景是各种新型网络应用的大量涌现。
随着计算机网络底层通信技术的成熟,即误码率的大幅度降低、网络带宽的大幅度提高和传输延迟的降低,使大规模数据的实时传输如实时流媒体传输成为可能,各种新型的网络服务如音频和视频流、因特网电话、即时消息、对等应用程序和在线商务等得到应用,这些新的网络应用是原有的应用层协议的改造或增加的结果。与同自底向上法类似,自顶向下法也满足了人们对计算机网络关注的热点,对从完全相反角度认识或学习计算机网络起到了一定的积极作用,但同样也一定程度地偏离了计算机网络的核心内容即网络层。
经以上分析可知,两种方法表面大相径庭,实质上却同出一辙,即都未摆正计算机网络核心知识的地位。
4中间辐射法
中间辐射法的初衷是弥补自底向上法和自顶向下法固有的缺陷,强调计算机网络核心知识的学习,实现以核心带动非核心,在相对稳定的核心知识基础上,实现自主学习,自发且自然地叠加新的网络知识,从而进一步提高学生在未来计算机网络工程实践和科学研究中所应具有的持久学习新的网络知识、分析解决各种新的网络问题之能力。
4.1中间辐射法的特性
中间辐射法指从协议栈的中间层即网络层(及其各种协议尤其是IP协议和路由协议)的教学启动整个计算机网络的教学,以网络层为核心逐层向上和向下辐射整个协议栈,即直到顶部的应用层和底部的物理层,该方法相当程度地强调网络层协议学习以带动其它各层协议学习,使学生抓住计算机网络的知识核心,以核心主动并自发地带动现有及未来的非核心知识的学习。
4.2中间辐射法的理论依据
计算机网络的主要剖析对象是Internet,而Internet的核心或关键技术是解决IP数据报如何从用户发送端到接受端,IP数据报的寻址范围是Internet范围内的任何一用户,为实现Internet的这一核心目的,网络层协议尤其是IP协议和路由协议是其重要的保障技术。
图1是Internet的体系结构,该体系结构清楚地显示了网络层在计算机网络体系结构中所处的核心地位。即对下层,网络层的IP协议屏蔽了底层异构网络(如现有或未来的各种局域网和广域网)的差异,在全球范围内造就了同一的数据交互通信平台即IP平台;对上层,网络层的IP协议以统一的IP数据报承载了任何种类高层协议的数据,IP数据报通过网络层的(域内或域间)路由协议(如OSPF、BGP)在全球范围内统一的IP平台上完成IP数据报高效(即最佳寻径)、合理(即流量合理分布)的转发和(直接或间接)交付,实现用户间的通信。所以网络层是计算机网络(即Internet)知识体系中的核心内容,同时网络层并非孤立存在,以对下“调用”,对上“服务”的方式和其上下层协议有机的构成协议栈功能的全部。
经上述分析网络层在协议栈中的核心地位昭然,网络层为知识核心是计算机网络知识体系的自然属性。
4.3中间辐射法的教学路线
图2是中间辐射法的教学路线,由三个教学阶段组成。
阶段1:网络层的学习
首先,用类比建立IP协议和路由协议的初步认识。
用熟知的公路桥运输系统和计算机网络系统进行类比。
如图3所示, 是网络层和网络接口层的关系, 是桥面和桥墩的关系,LRA1 是 和 的类比。 是网络层与传输层和应用层的关系, 是桥面和货车与货物的关系,LRA2是 和 的类比。
通过图3所示类比可使学生认识到网络层和其它层的依赖关系,网络层是计算机网络知识体系中的核心知识。
其次,用IP数据报的组成结构与上下层协议PDU的依赖关系从知识本身确立网络层的核心地位。
如图4所示IP数据报以“分用”的方式辐射同层和上层各种协议PDU,以底层各种帧数据的形式辐射底层各种帧。
阶段2:网络接口层即数据链路层和物理层的学习
以网络层为核心可向下自然辐射数据链路层和物理层的学习。
限于篇幅,这里仅强调本阶段学习要把握网络层“屏蔽”底层异构网络的要旨。
阶段3:传输层和应用层的学习
以网络层为核心亦可向上自然辐射传输层和应用层的教学。
同样因篇幅所限,这里仅强调本阶段学习要把握网络层“统一”服务于高层协议的特点。
5结束语
开展对计算机网络课程教学方法研究和教学应用的主要目的是寻找一种能帮助学生抓住计算机网络知识结构中核心知识的教学方法,以求以稳定(即成熟)的核心知识主动或自然带动变化的周边知识,使学生在未来的计算机网络工程实践和研究中能够实现自主学习,自然的吸收和进行创新。在对计算机网络的自底向上法和自顶向下法理论分析和教学实践总结的基础上,本文提出的中间辐射法能够实现这一目的。
参考文献
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关键词:现代远程教育;计算机网络;设计和实现
一、引言
当今世界已经进入了一个全新的信息化时代。人们的生活方式、工作方式都随着全球信息化程度的不断提高,发生了翻天覆地的变化。特别是随着计算机网络在全世界的不断普及和应用,人们以往的各种习惯都在改变。接受教育的方式也不例外,现代远程教育(或称之为网络教育)以其广泛的开放性、有效的交互性、切实的实用性和方便快捷的即时性,正在全球的教育系统中产生了巨大的影响,迅速成为世界各国教育的新的重要组成部分。
在我国,现代远程教育是在上世纪末到本世纪初得到迅速发展的。1998年,我国开始启动现代远程教育试点;1999年,国务院批准实施“现代远程教育工程”;近年来又陆续扩大了试点范围,由启动初期的4所院校发展到今天的几十所,接受网络教育的学生也以几何级数迅速增长到近百万人,呈现出一个良好的开端。目前,现代远程教育已经成为了我国高等教育的重要组成部分。
远程教育中的教学系统是远程教学活动的技术支撑,是实施远程知识传递、导学和远程管理的基础。系统设计必须满足远程教学、远程管理的基本需求,同时应尽可能地创造一个模拟真实的网络教学和学习的环境。要努力把传统学习方式的优势和网络、媒体环境的学习优势结合起来,对学习、教学、服务和管理提供全面的支持,真正为学习者创造一个完美的网络学习空间。
二、系统设计
(一)系统需求
《数据库程序设计语言――Visual FoxPro》是现代高校中大多数专业都会开设的一门技术基础课。对于计算机专业的学生而言,为其以后学习数据库原理、数据库开发乃至面向对象程序设计等课程打下坚实基础;而对其它专业学生而言,不仅是数据库技术的入门课,也是首次受到可视化程序设计训练的一门课。其重要性不言而喻。为方便学生课后学习,同时也利用高校教育网的高速,特别设计了网上教学系统。
(二)系统组成
此系统采用模块化设计和开发实现。系统结构如图1所示,主要包括:
系统安全体系:目前主要由安装在服务器上的专业杀毒软件和防火墙实现。同时,为了减少危险,对访问者的身份做了限制,即必须是在校生并使用该校合法IP才可以访问。
1.网络基础平台。包括网络基础设施、硬件服务器、网络操作系统和数据库系统。
2.远程教学支持系统。包括支持教学的基本数据库系统,各种管理系统和各种评测系统。
3.远程学习支持系统。包括各种教学资源的浏览,网上测试作业的提交,网上信息交流、网上论坛等。
4.远程管理系统。包括课程内容的管理,课件资源的定位,认证系统的管理,测试系统的管理等。
5.远程教学资源平台。包括远程教学资源的。目前仅限于课件和各种网页形式。
6.网络课件层。主要包括由学习部分、远程答疑、交互式讨论和习题及测试等部分组成。教学内容涵盖了非计算机专业的数据库技术和计算机专业的数据库应用的学习内容。学习者可以根据自己的需要自主选择学习测试内容。
三、系统主要功能和所使用的实现技术
(一)系统的主要功能
Visual FoxPro是一款非常优秀的关系数据库管理软件,它将多媒体数据处理、面向对象的程序设计方法、可视化的开发环境及Web数据库技术融为一体,是当前数据库技术的主流之一。社会的需求使得数据库技术成为大学的热门课,Visual FoxPro相继成为多个专业的必修课。《数据库程序设计语言-Visual FoxPro》课件的实际设计和开发中,坚持以学生的需求为核心,紧扣教材,开发一个基于Web的网上的多媒体Visual FoxPro 教学系统。它既可以实现远程教学,又可以作为课堂教学的补充。它强调交互性,体现教与学两个方面的活动。该系统是一个具备较好开放性、移植性、交互性的网络教学系统。
(二)系统所使用的主要技术
利用目前最流行的网页制作工具,比如Dreamweaver和Flash等制作Web页。插入文字、图形和图片,使用超级链接功能插入动画和图像而形成的开放型网上多媒体教学软件。
四、系统的特色
1、系统提供用户认证,主要目的是为了记录访问者的基本情况。通过统计一周内学生访问情况,管理者可以基本了解不同专业学生的侧重点,便于修改网上学习资源和习题测试资源的内容。同时,也是为了系统的安全性考虑。
2、系统通过开放型网上多媒体教学软件教学。引入了动态演示的实验教学手段,给学生以直观感,简化的实验教学的难度。网上论坛上实现交互讨论和远程答疑为学生和教师以及学生之间的交流提供了方便,增强了互动性。而且教学的内容涵盖了计算机专业和非计算机专业本科的教学大纲所有必修和选修内容,使用对象为计算机专业和非计算机专业本科《Visual FoxPro》类课程的多媒体教学和远程教学,可供学生自学。并对每一章节提供网上作业的测试功能,实时批改,学生可立刻知道自己的学习情况。
3、利用《数据库程序设计语言――Visual FoxPro》网络课件进行多媒体教学和网络教学,实现了教学手段的现代化,教学形式的多样化,提高了学生的学习兴趣,减轻了教师的劳动强度,提高了教学的效率和质量,培养了学生在数据库应用开发方面的创造性思维能力和实际动手能力,特别是促进学生不仅学习课件本身所展现的知识,同时也激发学生去进行更深入的计算机应用的学习和研究。
五、结束语
本系统基本能够满足学生对Visual FoxPro语言学习的需要。不仅讲解知识,而且对问题加以检查,并能及时答疑。现代高校的教育已经不仅局限于大教室内,高校的教学也不仅面对大学生。我们正积极探索,希望利用目前较为广泛的计算机网络形式,把这种教学形式实现到更多的地方。
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关键词:计算机基础课程;网络教学平台;建设
现代社会是一个信息化的社会,在这一信息化的现代社会中,学生信息技术应用的深度和广度逐渐的成为了一个国家判断人才是否适用于现代社会发展的重要标志[1]。在此形式下,学生计算技术应用能力的提高成为了高校教育改革中的一项重要内容。因此,在教学改革的过程中,学校教育资源的建设也就成为了课程整合和信息技术的基础和前提,而网络教学平台的建设也成为了计算机基础课程实施的一项重要标准。
1 网络教学平台的设计方案
网络化教学的实施首先需要学校具备丰富的数字化教学资源的支持。那么,支撑学生学习和教师教学的教学平台软件就是一种必须的资源,而这种资源更需要从计算机基础课程的教学内容上进行优化和建设。就一门课程来讲其需要具备公告平台、教材、电子教案、网络课件、在线测试系统和素材库六个方面的资源。在计算机基础课程网络教学平台的设计上,其公告平台是对课程安排信息和教学通知进行;教材中的纸质教材作为主教材来开展教学活动,所讲解的内容以基本的理论知识为主,电子教材用来支持教师的教学活动,以体现当前教育的改革发展的新目标、新要求为主;电子教案为教师在多媒体教室中进行课程服务的课件,同时也可以供学生在课后进行复习和使用,其设计要紧跟教学大纲和教学目标进行组织和设计;网络课件一方面来辅助教师对教学的实现,另一方面来辅助学生自学的实施,其在内容的设计上要以文字、动画、图像等多媒体技术为展示的基础;在线测试系统可以用于学生日常的练习中,以对教学的策略进行调整;素材库是从分解教学的基本内容来组织和建设的,学生可以从中按照相关的知识点进行学习和理解。
2 网络教学平台的构建
计算机基础课程网络教学平台作为一个系统,其是在基于B/S模式的交互式系统中建立的,其系统的流程图如图1所示。
从图1中可以看出,此网络教学平台在角色上具有系统管理员、教师和学生三种类型。其中系统中的管理员主要是对计算机基础课程网络教学平台进行系统管理,其管理的内容包含着教学信息、学生信息、教学资源信息和试题库资源信息等多方面的内容。其中由教师来实现对教学资源的有效组织,在这一网络平台上进行在线答疑、教学管理等,而学生在首次登入此系统平台时,其一项必须而又首先要进行的工作就是要进入到分层次测试页面进行测试,在测试完毕后,系统就可以根据教师预先设定的分层测试页面和学生的测试成绩对学生进行分层,这样学生就可以对这一网络教学平台正常顺利的应用。在此网络教学平台中,学生不仅可以在线进行学习,还可以在线提交和测试作业,在遇到问题时还可以和教师和同学进行沟通,使教学活动的实施不仅仅局限在课堂中。
3 计算机基础课程网络教学平台的实施
计算机基础课程网络教学平台的实施是在分层――设计教学内容――建立学习模式――评价教学成果――提交成绩这五个步骤中逐步实施的[2]。首先,每一位学生在进而学校后,通过计算机基础网络教学平台进行分层测试,此时系统会将学生的测试成绩存入到系统平台中的数据库中,然后,再根据教师预先设定好的分层参数自动的分层。通过实践发现,这一系统平台的建设和实施和传统的上机分层测试相比较,不仅节省了大量的时间和力气,还有效的提高了分层的效率,减少了教师的工作量。
在分层工作完成后,基于网络教学平台的设计和实施可以针对学生的层次来实施不同的教学设计[3]。按照教学资源的难度可以将其划分为A、B、C三个层次,然后从教学平台中对每一个教学资源都作出相应的层次标记。那么,学生在首次登入这一平台进行学习时,系统平台就可以根据学生在测试后的层次指标来选择相应的层次教学内容。由于每个学生的学习进度、学习成绩等都有所不同,此时系统可以将学习在学习中的不同表现都记录下来,并根据这些表现对学生的学习资源进行自动的调整,这样就避免了班级是学生教学一层不变的弊端。
计算机基础网络教学平台是从学生学习的角度进行建设的,那么,在其学习模式上不仅有协作的学习模式,还具有问题的学习模式。基于协作的学习模式,教师可以在此平台上提供多个学生需要协作才可以解决的作业,然后由学生在此平台中进行谈论和交流。由于学生的学习风格和认知水平有所不同,在教师的指导下根据这一特点对学生进行分组。此时,通过讨论和交流,学习能力强的学生可以帮助学习能力弱的学生,以达到共同学习和协作的目的。在网络教学平台上,教师作业的布置不是直接进行的,而是通过布置计算机基础知识解决的问题来让学生根据这一问题自主的学习。在完成报告后,通过网络教学平台中的讨论和交流板块,教师就可以对学生的报告进行总结,而这一模式的实施对学生分析问题和解决问题能力的培养都有着重要的意义。
在学生学习完成后,教师需要对学生的学习效果有一个准确的评价。在传统的班级教学中,教师是根本无法对每一位学生的学习态度和学习能力等作出详细的记录的。但是,通过计算机基础课程网络教学平台的建设和实施,在此平台中增加一个记录学生学习信息的板块,这样就可以对每一个学生的学习情况有个详细的了解。基于此,在网络教学平台中对“教”和“学”评价系统的实施是非常必要的。而这一模块的建设,首先需要在平台中增加学生学习过程的记录板块,将系统中教学资源的学习次数、学习进度、学习快慢等记录到访问系统中,将其作为对学生平时成绩的考核。那么,在期末学生总结和评价时,就可以综合的对学生的考试成绩和平时成绩作出总结性和过程性的评价。
计算机基础课堂网络教学平台中自动提交成绩的实现,在某种程度上可以使学校教务管理系统中的成绩提交模块在与其对接后有效的实现成绩的自动提交。在对学生的学习成绩做好评价后,系统根据学生考试和平时成绩可以自动的作出总体的评价,并提交到学校的教务管理系统,这样不仅减轻了教师的工作量,还有效的提高了学生学习成绩的准确性。
4 结语
综上所述,计算机基础课程网络教学平台的建设不仅需要计算机技术的支撑,还需要各方面的协作。而这种新教学方法的实施,对教师和学生都提出了新的要求,教师只有对数字资源不断的更新和维护,经常上网对学生的问题予以解答,学生只有熟练的掌握网络技术,利用课余的时间来对网络资源进行浏览,这样才能够将计算机基础课程网络教学平台的资源优势发挥到一个最佳的状态,才能够使现代的教学体系更加的完善。
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随着社会发展,互联网生活离我们越来越近。可以说,人们生活是越来越离不开互联网。我们的教育也是如此,互联网的加入,使得我们的教育越来越简洁化。网络教育也已成为人们关注的焦点。网络教育与传统教育不同,他为传统教育提供了不一样的实践和方法。但是,随着人们对网络教育需求的增加,网络教育也出现了一些或大或小的问题。比如:教育资源分布不均、更新缓慢、共享乏力等。为了建设更高、更完善的教育资源,本文提出了一种在云的基础上的开放性教学资源平台建设方案,已达到建立一个集中管理、分散储存的资源开发应用平台。
1 云计算概述
前面提到,网络教育是建立在云基础上的开放式教育资源平台。云计算是一种面向人们服务的构架网络计算、分布式计算以及集中计算等多种技术相结合的发展结果。它的中心思想就是通过网络将大量的信息资源集中起来,然后进行统一的管理阿调配,然后输出一个供人们需求的计算资源。而为用户提供资源信息的网络就叫做“云”。根据中国工业和信息化电信研究员发表的《云计算白皮书(2012)》对云计算是这样的定义:云计算是一支能够通过网络整合资源,然后对这些资源进行统一组织和灵活运用一些ICT信息资源,从而实现大量计算的信息处理方法。云计算通过运用分布式计算方法、负载均衡以及虚拟资源管理技术的灵活运用,同时利用一些网络方式搭建由软件、应用平台、计算和存储ICT资源共同组成的平台,从而给用户带来最新的资源需求。简单来说,主要有网络的地方,用户就能通过网络连接得到ICT资源。
2 云计算的关键技术
每一种技术都有其关键的存在,同样,云计算也不例外。而云计算的关键就是虚拟化、云储存以及多租户技术。其中,虚拟化技术是整个云计算的关键所在。简单理解,虚拟化技术就是将硬件资源以及软件资源以抽象的形式形成统一的虚拟化网络资源,达到方便用户快速查阅的目的。在当今社会中,运用虚拟化的技术处理,有着十分重要的作用。此外,云计算例外一个非常重要的功能,就是储存功能,它可以为用户提供大量的储存空间。这就是云储存技术的特点所在。它是利用分布式文件系统以及分布式储存系统的基础上??建而成。最后,多租户技术简单来说是一种软件的构架技术,它的特点是可以达到多个租户能够按照个人需求同时共享同一个网络资源,同时因为各个租户之间相互隔离,因此避免了计算机重复计算而造成的资源浪费现象。
3 云计算技术教学资源平台的分析
随着人们对网络需求的不断变化以及当今国家政策的完善和技术的不断更新。因此,如果我们要想在云技术技术网络教学平台以及构架技术和应用方面有所突破的话,我们将面临重重困难。例如:
3.1 新技术的快速发展
近年来新技术不断得到更新,云计算在未来也将运用到一些应用系统上,来满足社会各个层面的需求。比如建设新一代的电子商务系统和一些新的应用系统等。应用在这些系统中有三个方面的难题,首先就是这些应用系统负载量大,另外数据类型复杂,业务种类繁多,并且需求变化快等特点。其实就是要把这些访问模式扩展的新一代智能手机上,所以这些应用需要在安卓系统和苹果系统上得到应用。但是由于移动设备自身存在着很大的局限性,比如它的计算能力和储存能力都比较有限,另外电池的容量也很有限。所以相应的大量的业务应用执行能力也很有限。那么,这些业务应用的特点就是高并发量和高数据量,并且关系型数据非结构化数据和半结构化数据繁多,业务种类繁多和需求变化较快。
3.2 满足绿色环保节能的需求
传统的数据建设和运用思路将带来很大的资源方面的浪费。而这些储存空间上的浪费将给我们带来更多的碳排放量。而这些便违背了我国号召国家节能减排建设的中心思想。因此重新构建云计算技术教学资源平台,变成了现如今的首要任务。根据统计调查分析,目前大多数用户多运用的数据中心电能的PUE大多数是在2左右,然而服务器设备的消耗电能的PUE则只有1左右。因此对因计算技术的完善至关重要。如果我们能利用相关技术则能使电能的PUE减少到1.5左右,同时这一技术的应用还能降低用户对空间上的占有率以及运输和维修的成本。目前,随着我国在3G/4G网络技术的完善,更大的使移动网络和桌面网络紧密的联系在一起,从而实现真正的网络互通。在这一技术的基础上,从而将云计算巧妙的应用到网络,全面实现信息化水平的提升。
4 教学资源平台架构
本篇文章设计的网络资源平台是采用模块化、分层设计概念。采用以云计算的三大服务模式为基本进行构建。主要从以下五个层次进行分析:
4.1 物理资源层
物理资源层可以说是由大量的高性能群体形成。其中包括储存群体、路有网络群体以及服务器群体。储存器群体就是利用云计算储存技术形成的储存资源平台,让储存设备不再仅仅是以前的硬件设备,改编变成为大量用户提供储存服务。服务器群体采用虚拟化以及自动化技术,更大限度的方便用户进行计算机服务,而路由器群体则是能够使云服务在互联网上顺利运行的保障。
4.2 资源虚拟层
资源虚拟层的主要作用则是为了达到实现服务器虚拟化储存器、虚拟化和网络设备虚化的目的。同时统一整合物理资源层中资源数据和型号不同的物力资源。
4.3 平台层
平台层则是在资源虚拟层的基础上封装一些定制资源,同时提供用户的程序开发和程序测试服务。
4.4 管理中间层
管理中间层,简而言之,这一层主要是对各个环节进行管理,它包括对资源的管理,对安全、用户的管理。其中资源管理是整个管理中间层的重中之重,资源管理是利用整套专门的管理模式,从而将平台资源按照相关标准进行分类规划和部署,已达到满足用户需求的要求。对资源进行合理的配置,从而实现对资源的有效监督和管理,在这一环节也是非常重要的,利用这一个平台进行专门的规划和部署,从而能够为用户提供服务,满足用户的各种需求。
4.5 用户应用层
简单来说,这一层就是服务于用户,根据用户的具体要求来提供相应的服务,便于用户的选择。
5 资源库建设与组织应用
网络资源库的建设中,标准化和规范化是网络剧教学资源建设中的最基本的准则,已达到实现资源共享和相互交换的目的。虽说是网络教学资源,但是其主要内容也是由专业人员收集资料、整理、加工完成。因此,我们要明白建立一套符合国家标准的资源数据库的标准,以保证教学资源库的时效性和长久性的重要性。因此,作为用户我们更应该选取被广大用户所接受的资源。而重新形成教学资源的标准,有利于用户对自愿的查询和评价。另外,以网站的形式来展示资源,还是要建立新的网络教学资源平台的管理系统。用户可以根据自己的具体需求,对教学资源的有目的检索、下载,同时还能在网络教学资源平台与其它用户进行各位所需的交换。