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计算机网络是计算机专业学生必修的一门专业基础课和核心课程,随着对计算机网络技术的研究与应用日益广泛和深入,目前从事计算机网络技术的研究、设计和教学工作的科技工作者越来越多。社会上对计算机网络人才,特别是动手能力较强的计算机类毕业生的需求非常迫切,也给计算机网络技术课程的课堂教学与实验环节提出了更新更高的要求。
我校《计算机网络》课程为省级精品课,经过课程组教师不断总结、收集并设计实践教学环节素材,现已形成一套完整的网络教学资源。但由于缺乏一个实验教学网络系统,不能够为学生随时随地提供这些资源,没有相应的实验网络课程,也满足不了学生的选择性学习特点。
此外,如果购买国内比较规范的计算机网络实验教学系统,费用很高,而且针对性不强,这就迫切需要我们设计并实现一个计算机网络实验教学系统,从而实现教学的资源共享,完成计算机网络实验课程的建设,并形成实验教学过程的信息化管理。
“计算机网络实验教学系统”将紧紧围绕着理论与实践相结合的教学思路,使网站的各逻辑单元设计合理、紧凑,内容安排上重点突出、主次得当,有效辅助该课程的实验教学。
在此系统中将通过理论介绍与示范案例,提出明确的实验学习目标和学习任务;并根据学生学习的不同阶段设置课后训练、自评自测,强化学习过程中的重点和难点;提供教师辅助答疑,解决学生在学习过程中的问题。
此实验教学系统的设计与实现将大大提高网络实验教学的教学质量,促进教学的过程化管理,并且经济实用,能节约资金。
1 实验教学系统的总体结构
本实验教学系统内容设计将集助教、助学、助练功能于一体,可以为学生实验的课前预习、课堂学习、课后复习和课外延伸学习,以及实践教学等环节提供全方位的服务。设置了十二个模块,即:课程介绍、课堂教学、授课录像、电子课件、原理动画演示、课后训练、自评自测、辅导答疑、成绩统计、资源扩展、通知公告、信息管理等。
2 各功能模块设计
1)课程介绍:介绍课程目标、课程内容与要求、学习评价及考核方式,并展示实验室的硬件设施。
2)课堂教学:内容包括计算机网络课内、课外的14个典型实验。通过设置明确的实验目标与任务,辅助学生完成课程实验,具体包含实验理论基础介绍、实验示范案例、实验的内容与目标、实验任务与步骤、参考命令及思考题等子模块,其中各主要子模块内容介绍如下:
①理论基础:对相应实验的理论部分进行详细的介绍,例如内容概述、协
议原理、协议特点等。通过理论基础的学习,使学生对实验涉及的理论知识有深刻的理解。此模块中还附带“记录笔记”功能,学生通过此功能对学习中的难点、重点根据自己的理解记录笔记,从而能更有针对性的进行知识回顾。
②示范案例:在学习理论知识基础之上,用具体的示范案例说明配置步骤,
学生可以无需教师指导,参考此模块中案例配置预习相应的实验。
③实验任务及步骤:教师根据实验内容与目标布置实验任务,并给出实验
步骤,以此指导学生实验过程。实验任务有若干的子任务,各子任务难度与侧重点不同,教师可以根据学生的实际情况,选择合适的任务进行实验训练。
④参考命令列表:实验中需要很多调试命令,学生难免遗忘,通过此子块,
学生可以翻阅常用的调试命令,作为实验参考。
3)授课录像:制作课程组教师的授课录像,并可在线播放。录像分为“理论讲解”和“操作示范”两部分,“理论讲解”部分主要讲述各个实验单元设计的理论基础知识、“操作示范”部分主要是展示如何在真实的网络设备上配置及操作以完成相应的实验,学生可根据具体需要选择播放。
4)电子课件:提供计算机网络课程实验教学所需的电子课件,并可供学生下载。
5)原理动画演示:对于实验中涉及的计算机网络相关协议,制作动画来演示相应的网络协议原理,加深学生的理解并激发学习兴趣。
6)课后训练:根据学生课内实验掌握情况,设置区分难度的10个课后训练任务,学生将训练任务的调试结果上传,教师根据上传结果及其说明做出评价并给出训练成绩。
7)自评自测:通过课堂教学及课后训练,学生已经掌握了各学习单元内容,可以通过此模块进一步检验自己的学习水平。此模块包含了典型的自测题,涵盖了所有实验内容,并将职业认证考试题也加入题库,方便学生课后的知识扩展。
8)辅导答疑:为了能够更好地了解学生学习情况,此模块可作为师生交流互动系统,辅助教师对学生提出的有关问题答疑,及时的排除学生课上及课后解决不了的问题。
9)成绩统计:课后训练后,教师会根据学生每次实验情况给出平时成绩,根据课后训练提交的练习结果给出考试成绩,合计后作为学生每次实验单元训练的总成绩。教师还可以查看成绩的柱形图,以了解成绩的分布,并相应调整教学内容,真正做到因材施教的过程化管理。
10)资源扩展:提供更多的学习资源,如:真实设备产品资料、路由器交换机配置手册、国内相关竞赛试题、认证考试资料等等。
11)通知公告:提供日常教学中的各种通知及常用资源,如:实验课表、实验考核文档、常用设备典型配置手册、交换路由产品介绍、常用工具下载等文件。
12)信息管理:管理员对该课程网站的用户管理及权限管理。
3 系统的特点
1)结合计算机网络实验课程的特点,开发丰富的教学资源,搭建了计算机网络实验教学系统,可满足各阶段的实验教学需求,设置了课程介绍、课堂教学、授课录像、电子课件、原理动画演示、课后训练、自评自测、辅导答疑、成绩统计、资源扩展、通知公告、信息管理等学习单元,各单元相辅相成,有效的辅助实验教学的整个过程。
2)功能丰富,集助教、助学、助练功能于一体,可以为学生的实验课前预习、课堂学习、课后复习和课外延伸学习,以及实践教学等环节提供全方位的服务。
3)教学系统中的实验内容与课程教学单元学习目标一致,按主题把内容划分为合适的学习单元,各实验教学和学习单元都有明确、具体的学习目标与任务。
将充分运用文本、声音、图像、动画、图表、视频等媒体形式来表现学习单元内容,针对实验课程单元的重点、难点内容提供相应的示范案例和演示录像,能够很好地辅助学生自主学习。
关键词:教学决策 ICAI 知识库 系统设计
现阶段,计算机程序设计是我国相关专业培训、学习的基础课程之一,其主要是让学生能够根据计算机软件、系统的使用要求、功能需求,灵活运用各种程序设计语言,来实现计算机程序运行的具体操作与处理,以锻炼、培养学生的创造力、思维能力以及设计水平,具体内容包括计算机程序的编码实现、需求分析、程序测试、算法分析等多个方面、环节以及步骤。然而,在实际的计算机教学中,受教学方法、模式、课件等多方面影响,学生的动手能力较差、设计水平较低,在一定程度上限制了我国计算机技术的发展。对此,本文结合PAR程序设计方法,就ICAI教学决策实验系统的设计与实现作简要的分析、探讨。
一、ICAI教学决策实验系统的知识库设计
作为ICAI教学决策实验系统的核心构成,各类知识库与教学决策的设计,不仅需要综合考虑多种专业、指导理论,同时还应从实际的设计、应用角度出发,在保证能够有效利用各种计算机软件、人工智能技术的前提下进行具体设计。在实际的系统设计中,为有效融合、充分发挥启发式教学的理念及方法,可在实验系统的领域知识库中增设测试题库。值得注意的是,对于系统的领域知识库,应将其分为多个类别、结构、层次,并保证不同学科、内容之间的信息交互,使学生能够以更为直观、明确的方式来获取、学习计算机知识,同时保证各知识单元的独立性、完整性,以开放式的设计为系统运行期间的维护、扩充创造良好条件。由于这种ICAI教学决策试验系统的设计,是出于计算机程序设计的教学考虑,有效结合了PAR方法、理论,从而就需要在该结构模型、领域知识库中增设列题库,用以存储、备份、提供大量的教学例题,从而才能让使用中的求解过程充分发挥、体现启发式教学、PAR方法的作用。对于学生知识库的设计、教学决策规则的制定,应综合考虑我国计算机技术的发展现状与学生群体的实际情况,来确定其具体内容。
二、ICAI教学决策系统的具体内容与实现
(一)教学决策内容
由于计算机程序设计的教学,通常需要依据教学决策的结果来选择、确定具体的教材内容、教学方案、测试例题,为保证各项业务处理、内容范畴、领域划分的明确性,从而就需要设定一系列的规则加以限制。一般情况下,教学决策的规则组成主要包括:综合考虑学生群体的专业水平,合理选择进度、难度相当的领域知识,即启发式教学规则;有效结合学生群体当期的学习状况与成果,制定相应的激励、表扬、复习等策略方法,即处理、反馈策略规则;根据教学进度与学生群体的成绩、能力、资质,有针对性的选择相应难度、级别的授课内容,即选择学习内容规则;依据学生群体的学习进度与成效,科学选择、合理确定测试题目,即启发式测试规则;按照学生群体的个人要求、意愿,选择随机复习方法,或教学成果较差的知识单元,即复习规则;结合计算机程序设计的总体教学情况、学生状况,选择适合的教学方案,即组织教案规则。
(二)教学决策模型的建立
对于ICAI教学决策实验系统中的决策模型,可将其分为学习据测、复习决策两种。在具体的学习决策中,主要是根据学生群体在登录、使用系统时的具体操作与相应生成的历史信息数据,通过选择内容规则的设定与使用,选择、确定最终的教学内容。与此同时,利用系统中的组织教案规则,设计、确定计算机程序设计教学的组织安排,并自动生成相应的教案。在此基础上,布置、设定实际的教学进度、学习状态指针等。值得注意的是,对于需要加以呈现、测试的教学内容,可通过综合使用启发式教学规则、测试规则来实现,并确定测试内容。最终,在结束测试、呈现后,可综合使用反馈策略、处理规则作后续的加工处理,同时返回教学环境。
(三)系统的实现
对于ICAI教学决策实验系统的设计与实现,考虑到系统的使用频率、范围将逐步加大,而系统中的规则也将相应增加,为尽可能的降低规则删除、修改、增加对于主控程序的影响,可采用Java的类库来实现具体教学规则,同时在类库中录入、备份、存储系统主要的教学规则、策略,并保证各个独立接口的统一性。综合考虑教学决策内容所涉及到的方法、属性、事项,通过系统、全面的分析与归纳,可将关键类库分为以下几种:
1.学生类。其主要是在学生登录ICAI教学决策实验系统后,通过身份验证与统计分析的方式,确定使用者的学习进度、水平等信息,并保存其具体内容。
2.环境类。通过统计、分析相关的教学策略、方法以及具体内容,布置相应的教学环境,筛选、提炼有关的教学知识,并保存相应的教学进度。
3.教学决策类。涵盖了启发式测试规则、选择教学内容规则等多个方面、不同功能的教学决策规则,结合实际教学内容、情况的不同,可分别以PAR方法、事实性知识点,来进行具体的学习、测试。
4.总控、界面类。整体调整、综合控制涉及到学习、复习的类库,并提供相应的操作界面。
李慧珍(1975-),女,商丘市人,本科,商丘职业技术学院助教,研究方向:计算机教学与研究。
摘 要: 高校计算机实验教学系统是高校计算机实验教学的重要基础, 随着计算机技术和教学设备的更新换代,如何在计算机实验教学系统中运用云计算技术,提高教学质量,满足现有教学需求,显得越来越重要。本文结合云计算的相关使用情况和特征,结合高校计算机实验教学系统的实际情况,为高校计算机实验教学的改进完善提供了相应思路。
关键词: 云计算技术;高校计算机教学实验;思路
信息时代的快速推进,使得计算机技术在各行各业中普遍使用,高等学校为了提高专业教学质量,也将专业知识同计算机实验相结合,运用计算机实验和教学的方式拓展学生的专业知识面,培养学生的专业素质。高校计算机实验室教学系统的设计建立也逐渐成为高校提升教学质量的有力手段。当然,目前现状下的高校计算机实验教学系统发展机遇和发展缺陷并存,如何以云计算为基础,推动高校计算机实验教学系统的完美转型,具有重要意义。
一、高校计算机实验教学系统的现状现状和不足之处
(一)高校计算机实验教学系统基础设备的更新换代跟不上时代 。目前大部分高校计算机实验室的教学机器大多面临兼容性差,机器质量参差不齐,机器防病毒性能差,相关数据存储不稳定,日常设备维护管理困难等诸多问题。但进行全面大规模设备的更新换代又有一定困难,可以总结出两个主要原因:一方面,现有高校计算机实验教学系统在建立之初使用了大量资源,大规模的更新换代意味着旧设备将会被搁置,需要相应手段对搁置设备进行处理,避免发生资源浪费。另一方面,设备的大量更新换代也意味着需要重新投入大量资金,代价过高。
(二)学生的实验数据以及新进实验数据的存储无法保障 。一方面,目前大部分高校的计算机实验教学系统为了保证系统安全稳定,采用设备内置还原系统和硬件保护卡的方式对计算机系统进行还原工作,从而保证计算机实验教学系统不受电脑病毒和人为远程攻击的影响。从某些方面来说,确实保护了计算机实验教学系统安全稳定运行,但是相应的由于学生在使用过程中产生的相应实验数据无法被保存,极大打击了学生的积极性,另一方面,为了进一步阻断电脑病毒和人为攻击的影响,高校的计算机实验教学系统多采用局域网模式进行教学,使得部分教学进度和专业知识与互联网上新生热点知识同步,不利于学生将知识与实践相结合。
(三)硬件与软件等设备的维护管理及更新不便 。为了满足不同专业学生的实验需要,大部分高校计算机实验室都安装了多个不同的操作系统,不同系统里又安装了不同实验软件,导致系统及软件的更新升级工作量巨大。另外,软件间的不兼容而死机,系统因进程过多而卡机等现象也频繁发生。尽管大部分情况下能够通过拷贝、网络传输等方式进行批量软件维护更新,但由于学校的设备大部分是以招标方式分批购买的,故而系统的具体型号又有所差别,使得实验室硬件和软件设备的维护更新都非常不方便,无法满足教学需要。
二、云计算基础上构建新计算机实验教学系统基本框架的构建
云计算的主要内容是IPS服务,即集基础设施、中间平台和软件三位一体的全方面服务。基础设施主要提供存储、联网、防病毒等基本服务,包含了具体程序的安装等等。中间平台,主要为提供符合使用者需求的相应软件等程序,使用者只享有这些软件及程序的应用权,不具备对其他基础设施的控制权。软件服务是指通过联网向使用者提供软件使用权,此过程采用总服务商租赁软件使用权,再提供给使用者的方式从而进行整体实验教学活动。从使用者角度而言,这三方面服务能够满足教师、学生、设备管理人员的不同需求。
(一)基础设施服务层(IaaS) 。顾名思义,它是整个云计算背景下整个计算机实验教学系统的基础环节,由最基本的硬件和虚拟机两大部分构成,它的目的就是将基础设施(网络、数据库、操作系统等等)相结合,利用虚拟化信息技术对这些设施进行管理,同时向上一层提供数据统计等需要的服务,这样可以全面的保证有效资源的共用。
(二)中间平台服务层(PaaS) 。这一服务层的主要功能针对的是虚拟实验的开发工作,为其提供开发环境和对应开发条件等等,虚拟实验的开发工作又主要包含了构建虚拟实验元件,虚拟实验场景,虚拟系统智能引导和实验课程的详细设计等多个方面。
(三)软件服务层(SaaS) 。此服务层主要以云计算为平台,从而进行各种应用的服务,利用基础设施服务层提供的数据和中间平台层提供的软件,进行详细的数据计算存储等工作。主要包含虚拟实验、实验管制和区域之间的交流三个平台。
将以上三个部分协调配合,为用户层提供全面完善的服务。
三、以云计算为背景的高校计算机实验教学系统的详细内容
(一)学生登记报名工作 。学生在网络客户端填写学号等详细信息,教师将学生成绩等具体情况收入数据库,由网络平台按照学生具体情况整理相应数据。
(二)对学生按照综合能力进行虚拟分班 。按照每个学生学习能力的差异与不同,对学生进行虚拟意义上的分班,利用云计算平台的网络在线学习、网络资料下载、网络即时通信等服务项目,对学生进行学习任务的分配和管理等工作。一方面能够有效的解决学生学习能力参差不齐的问题,另一方面又保证学生能够根据自身实力制定学习目标,给高校计算机实验教学系统提供了一种全新的管理模式。
(三)虚拟教学办公室的构建 。虚拟教学办公室的构建和虚拟分班相对应,在办公室中,教师为学生解难答疑,并通过云平台的即时通讯功能进行详细讨论,建立起一个完善的实验教学互动系统。
(四)利用云服务器整合学习资料,利用云计算提供相应服务 。将相关学习资源、软件等整合到云服务器中,供学生根据需要自行下载。从而有效避免了在软件不兼容、服务器超载、防火防毒软件及设备维护等方面庞大繁杂的工作,有效节省了资金,提高了教学质量。当前以联想为代表的众多互联网公司都有云服务器这项业务。
(五)系统的维护管理 。系统的维护管理工作主要由云服务的提供商完成,主要是包括对整个系统中学生信息、课程进度、专业内容等各个方面的整合设置,能够有效调节各服务端的数据分配,从而保证资源的稳定性和教学实验活动的顺利进行。目前,以谷歌、IBM为代表的互联网公司都能提供较为成熟的云计算系统维护管理的服务。
结束语
目前以云技术为基础的高校计算机实验教学系统的构建,并不是非常困难。从技术难度上来看,云计算技术并非新生科技,它建立在原有网络信息技术的基础之上。从实际概念上来分析,它只是将高校计算机实验教学系统原有的模式进行了灵活变通,使得其实际应用更为方便。另外,目前也有众多企业能够提供云计算及云平台服务。随着网络科技的迅速发展,在未来,云计算技术必然会成为高校计算机实验教学系统的主要部分。 (作者单位:商丘职业技术学院)
参考文献:
[1] 庄科君,贺宝勋.基于云计算的高校计算机实验教学系统设计研究[J].电脑知识与技术,2013(02)
[2] 张涛,王磊.基于云计算的高校远程教学系统的设计与实现[J].继续教育研究,2011(07)
[3] 张伟.高校计算机实验教学辅助系统的研究与实现[J].信息与电脑(理论版),2012(01)
关键词:组态软件 组态王 可编程序控制器
中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2012)11-0015-02
1、引言
可编程序控制器(PLC)是自动控制技术、计算机技术和通讯技术三者结合的高科技产品,“组态控制技术”是近年来发展起来的一门新技术,是完成数据采集与过程控制的专用软件,将组态控制技术与PLC技术有机的结合,利用组态软件全真模拟PLC的被控对象开发出的教学实验系统可以用有限的设备和多样化的程序来丰富学生的实验实训课的内容。
2、计算机控制红绿灯教学实验系统的软硬件系统环境要求
(1)软件环境。操作系统——运行于中文Windows 98和Windows NT(Windows 2000/XP/2003,推荐使用WIN7和Windows XP的系统);开发软件环境——组态王6.55;可编程序控制器运行软件——SW0PC-FXGP/WIN-C Version2.11。
(2)硬件环境。适用于IBM586以上的微型机及其兼容机,主频100MHZ以上;主频要求在100MHZ以上,内存不少于32 MB,推荐使用256MB;VGA、SVGA以及支持Windows 256色的图形卡;通信:RS-232C,推荐有串行口一个;并行口——用于插入组态王加密锁;可编程序控制器——三菱FX2N-48MR。
3、计算机控制红绿灯教学实验系统的设计与实现
3.1 “计算机控制红绿灯教学实验系统”组态王工程的建立
在完成组态王软件的安装之后,双击桌面菜单栏中“组态王6.55”图标,进入组态王6.55工程管理器对话框,在工程管理器对话框中选择文件选项点击添加工程,在工程存放的路径目录中选择相应的工程名称,点击确定按钮,即可将工程导入组态王6.55工程管理器中。
3.2 “计算机控制红绿灯教学实验系统”数据词典的定义
“计算机控制红绿灯教学实验系统” 核心部分是数据库,这是是实现上位机与下位机进行信息交换和采集的桥梁。双击“组态王软件”的“数据库/数据词典”,再双击新建图标弹出变量属性对话框,创建“计算机控制红绿灯教学实验系统”所需要的的数据词典,如图1所示。
3.3 “计算机控制红绿灯教学实验系统” 仿真界面的设计
图2所示为“计算机控制红绿灯教学实验系统”的登录画面,输入准考证号和密码后点击登录按钮即进入学生信息确认界面,学生信息确认无误后点击确认按钮,即可进入系统训练或考试主画面,如图3所示。
4、结语
计算机控制红绿灯的教学实验系统以日常生活中常见的交通灯为模型,以组态王软件为平台进行二次开发,以三菱的PLC为下位机,个人计算机为上位机,以组态太王的数据库为桥梁实现上位机与下位机的通信,完成整个过程的监控和模拟控制,不仅解决了院校教学方面的困难,也增加了学生训练的趣味性。
参考文献
[1]韩晓新,邢绍邦,刘海燕.从基础到实践——PLC与组态王.2011.
[2]北京亚控科技发展有限公司.组态王使用手册,2002.
关键词:实验教学;;B/S;SQL SERVER2005
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)07-0068-02
Based on B/S Mode of Higher Vocational Computer Application Basic Experiment Teaching System Design and Development
JIN Xia
(Aksu Vocational & Technical College,Aksu 843000, China)
Abstract:This paper introduces a based on b/s mode of higher vocational computer application basic course teaching system design and development of excellent experimental teaching process, USES the as a system of web development tools, for backend database programming language and SQLServer2005 as the background, including course learning, lab assignments, download upload data query, experiment test, performance and maintenance, and other functions of online learning. Give full play to the advantages of campus network in the experimental teaching, realize the students' autonomous learning, provide a communication platform between teachers and students.
Key words:experimental teaching; ;B/S;SQL SERVER2005
1 概述
计算机应用基础课程是高职院校学生必修的一门公共课,目前各高职院校计算机应用基础课程教学的模式无法为学生提供一个能够充分进行实践锻炼的环境,通过设计计算机应用基础实验CAI系统可达到为教师和学生提供一个网上实验教学平台,不但有利于教师信息、交流信息和共享信息,同时也为学生提供了更强更实用的实践锻炼平台。
2 系统架构
2.1 体系结构
本实验系统采用基于B/S模式即客户端、web服务器及数据库Sql Server2005服务器的三层体系结构。具体系统结构图如图1所示:
图1 系统结构图
第一层客户端,只要在系统中安装有一种WWW浏览器软件就可以满足需要。浏览器作为用户与整个系统的接口,用于显示信息、输入信息和发送请求等,实现交互功能。第二层web服务器,用来响应客户端的请求,利用可以动态生成HTML代码,并将结果嵌入其中,返回给客户端的浏览器。第三层数据库服务器,实现数据库管理。当客户端提交的请求包含数据库的存取时,Web服务器便与数据库服务器一起工作。
2.2 功能结构
本系统的用户主要是管理员、教师和学生,在教学过程中,将学习的自、选择权交给学生,而教师在整个学习过程中只是作为组织者、指导者。他们身份不同所具备的功能和权限也不相同。网络实验系统主要用户功能模块包括以下三个。
2.2.1 系统管理员模块
该模块由“用户管理”、“系统管理/维护”等子功能模块组成。
1)“用户管理”子功能模块,实现增加教师及学生信息,管理和维护教师及学生基本信息等功能。
2)“系统管理与维护”子功能模块,使系统管理员方便地管理和维护本辅助实验教学系统。
2.2.2 学生模块
“学生注册/登录”子模块,学生申请注册,经“信息认证单元”审核其信息后,可登录到教师的辅助教学站点。
然后,通过子模块“课程信息访问”、“题目自测访问”、“在线考试访问”及“讨论区访问”,学生可浏览教师提供的课程基本信息、CAI教学课件等内容。
本系统创建的后台支撑数据库主要有Student_Tb、Chapterinfo_Tb、Experiment_Tb、Sycjd等数据表构成。
1)学生信息注册表Student_tb
此表主要是存储学生注册的信息,包括id学生学号,xm学生姓名,sex学生性别,bjid学生所在班级编号,E-mai学生电子邮箱,mm学生登录密码,xb学生所在系名,zy学生所学专业,leval学生学历层次。
2)课程信息表chapterinfo_tb
该表存储了课程的课件和教案资料等信息,包括unitid课程具体章节号,unittopic课程章节标题,producter课程内容制作者,plandate课程内容时间,contenttype课程内容类型,contentpath课程资料存放路径, chapterid课程章节内容编号,
3)课程实验信息表experiment_tb
该表存储了课程的实验资料等信息,包括expid实验序号,id教师工号,expitemname实验项目名称,expcontent实验项目内容,expstate实验状态,unitid实验项目所属章节号,sourcepath实验源文件存放路径,samplepath实验样文存放路径,matterpath实验素材存放路径,askpath实验要求文件存放路径,
2.3功能实现
2.3.1 用户登录
本系统设计了管理员、教师、学生三种登录用户身份,由三种身份通过系统主页分别进入不同身份用户的页面。
对于学生在登录时会有两种情形:对于已经注册的用户,当输入正确的学号和密码后,可进入学生在线学习主页。没有注册的学生不能进入本实验系统网站,必须先注册。而当学生注册成功后,可点击相应的链接直接进入学生在线学习主页。
在页面的访问中,用到的技术是检测用户是否与服务器之间有对话(session),即Session("susername") = Trim(sdr.GetValue(1)),Session("id") = Trim(sdr.GetValue(0))该变量能将登录的姓名和学号带到网站的其他页面,使得用户在进入网站的其他页面时不再需要学号和密码验证。
如果未注册用户,那么Session(” id”)就为空值,将无法使用系统提供的某些特定功能,这样就在一定程度上保证了系统的安全性。
其验证代码如下:
Dim sqlSel As String = "select * from admin_tb where musername=@name and pwd=@pass"
If operdb.login(sqlSel, name, pass) Then
Session("musername") = name
Dim sql As String = "select * from admin_tb where musername= '" + Session("musername") + "'"
Dim sdr As SqlDataReader = operdb.getRow(sql)
Do While sdr.Read
Session("musername") = Trim(sdr.GetValue(1))
Session("qx") = Trim(sdr.GetValue(3))
Loop
系统登录界面上有管理员登录、学生登录、学生注册及教师登录等导航信息,通过此界面可以实现学生登录。
2.3.2 学生在线学习
学生正确登录后,进入学生在线学习主页。在主页上学生可查看课件、实验等内容。
课程实验内容下载,实现将需完成的实验的原文、实验要求、实验样文及实验素材由务器下载到学生机上。单击下载实现实验内容的下载,设置保存位置至学生本机上。
课程实验上交,实现将学生完成的实验上传到服务器指定虚拟目录上并存于数据库内。
3 结束语
本文是基于采用B/S软件体系架构设计的一个良好的高职计算机应用基础实验教学系统,是为提高高职计算机应用基础实验教学的质量而提出的。根据新疆某高职院校计算机应用基础课程实验教学存在的种种问题,本文从不同用户需求的角度出发设计了高职计算机应用基础实验教学系统,最终实现将实验教学中存在的各种瓶颈问题如课时少、实践时间短、学生成绩录入统计等问题最小化。设计出依次从不同用户角度出发满足不同使用者的在线课堂、实验操作及成绩录入查询等功能的实验系统。
参与文献:
[1] 丁晓香.基于ASP的计算机文化基础课程教学系统的开发与研究[D].长春:吉林大学,2007.
[2] 范振钧.基于的在线考试系统设计与实现[D]. 长春:吉林大学,2006:5-10.
关键词: 课程设计; 项目教学; 任务驱动; 一体化
中图分类号:G712.4 文献标志码:A 文章编号:1006-8228(2012)05-55-02
LAN security and maintenance the integration of curriculum design
Chen Chunyan
(Beijing Information Technology College, Beijing 100018, China)
Abstract: Due to its particularity, institutions of high vocational education must focus on the actual request in actual working process. Through systematic setup of curriculum, teaching is organized according to real situation. Under the guidance of the authors' educational philosophy, an integrated teaching method in the "LAN security management and maintenance" course is introduced in this paper. The teaching resources of college should get reintegrated according to the requirement of vocational education, and the curriculum should be designed based on project and tasks.
Key words: curriculum design; project teaching; task-driven; integration
0 引言
高等职业教育的特殊性决定了高等职业院校必须紧紧抓住实际工作岗位的工作过程需要,通过系统化的课程设置,以行动为导向进行课程教学组织[1]。在这一教育理念的指引下,我们课程小组在局域网安全管理与维护课程的教学中采用一体化教学方法,根据职业教育的要求重新整合教学资源,以项目为依托,以任务驱动为导向,运用一体化的模式进行了课程教学设计。
1 课程总体设计方案
本课程小组经过企业调研,招开实践专家研讨会等多种途径,确定了计算机网络技术专业核心职业能力。局域网安全管理与维护是计算机网络技术专业的一门专业核心课程,以培养学生“用户终端设备的安装与调试”和初步的“网络安全管理与维护”采用核心职业能力。该课程的目的是使学生了解计算机网络基本原理与框架结构,了解信息安全的基本理论,能够正确合理使用计算机网络,安全使用计算机信息系统,培养学生具备小型企业局域网络安全管理与维护所需要的基本知识和能力,以及计算机网络应用和信息安全核心职业能力。整个课程采用模块化教学体系,以教、学、做为核心开展一体化教学,将教学项目贯穿整个教学过程,每个项目设有多个教学任务。
以教、学、做为核心开展的一体化教学,体现了由“职业分析”到“课程定位”的纵向一体化,以及从“项目导向”到“任务驱动”的横向一体化。如图1所示。
[职业分析] [教] [学] [做] [课程定位][项目导向
项目1
项目2][任务驱动
任务1
任务2
任务3
…]
图1 模块化教学体系
2 能力目标的确定
我们为局域网安全管理与维护课程设计了两个教学项目――计算机信息系统的安全管理和小型计算机网络的组建与维护,目的是使学生了解计算机网络基本原理与框架结构,了解信息安全的基本理论,能够正确合理使用计算机网络,安全使用计算机信息系统,培养学生具备小型企业局域网络安全管理与维护所需要的基本知识和能力,获得计算机网络应用和信息安全核心职业能力,同时也为后续专业课程打下良好的知识基础。
具体的能力培养目标如下:
⑴ 能对计算机系统进行安全备份和恢复;
⑵ 能合理选择、安装、配置、使用防病毒软件;
⑶ 能对系统进行访问控制,同时能修补各种安全漏洞;
⑷ 能采用加密技术保证信息安全;
⑸ 能把计算机正确连入计算机网络;
⑹ 能将几个局域网加以相互连接;
⑺ 能通过网络提高办公效率;
⑻ 能对小型局域网进行日常维护。
3 教学内容的设计
局域网安全管理与维护是集知识和技能于一体、实践性很强的课程,要求学生既要学好理论知识,又要有较强的实践能力,同时计算机网络技术发展迅速,需要培养学生具有自主学习新知识的能力。本课程从“项目导向”到“任务驱动”的“一体化”教学模式符合本课程实践性强的教学要求。“一体化”教学设计把教学内容设计成一个或多个具体的任务,让学生通过完成一个个具体的任务,掌握教学内容,达到教学目标[2]。本课程的教学中,我们以两个具体的项目为依托,共设计了8个具体的子任务,以培养学生对企业局域网及计算机信息安全系统的管理能力。教学内容设计如图2所示。
[项目][计算机系统的主机安全防护][小型计算机网络的组建与运维][子任务][计算机系统的信息备份与恢复][计算机系统病毒的防护][计算机访问控制欲安全漏洞修复][加密计算机数据安全][计算机网络的接入][局域网互联][计算机网络在办公室的应用][计算机网络的日常维护]
图2 教学内容设计
项目1是计算机信息系统的安全管理,即局域网中主机系统的安全管理。保证主机安全是局域网安全中的重要内容。在主机安全的基础上,如何组建小型办公网络,通过办公网络提高办公效率,同时能够有效的管理小型办公网络,进行网络故障的诊断与排除是项目2的主要内容。
项目教学框架如表1和表2所示。
表1 项目1教学框架
[[学习任务\&学习活动\&教学方法\&1.计算机系统进行安全备份和恢复
(4学时)\&1.1明确任务,制定计划,安排进度\&讲授、讨论\&1.2 学习备份原理和备份方法\&讲授\&1.3制定备份与恢复方案,选择、安装、配置备份工具软件\&任务实施\&1.4计算机系统安全备份与恢复检查,验收,提出改进建议\&师生交流\&2.计算机系统病毒的防范(8学时)\&2. 1明确任务,制定计划,安排进度\&讲授、讨论\&2. 2学习计算机病毒原理与常见病毒的分析\&讲授、实操\&2.3 U盘病毒与宏病毒的仿制与防范\&教、学、做一体\&2.4制定计算机病毒防范方案,选择、安装、配置、杀毒软件\&任务实施\&2.5计算机系统病毒防范方案的检查与验收,提出改进建议\&师生交流\&3.计算机访问控制与安全漏洞的修复(8学时)\&3.1明确任务,制定计划,安排进度\&讲授、讨论\&3.2用户帐户安全管理与文件系统的访问控制\&教、学、做一体\&3.3利用典型漏洞的攻击与漏的检查和修补\&实操\&3.4单机操作系统平台的安全方案制定与配置\&任务实施\&3.5 计算机访问控制与漏洞修复安全检查与验收,提出改进建议\&师生交流\&4.加密技术与信息安全
(10学时)\&4.1明确任务,制定计划,安排进度\&讲授、讨论\&4.2 常用加密算法介绍与典型解密原理和实现\&教、学、做一体\&4.3加密系统的安全性保障\&教、学、做一体\&4.4 安全加密方案的制定与实施\&任务实施\&4.5 安全加密方案的检查与验收,提出改进建议\&师生交流\&]]
表2 项目2教学框架
[[5.计算机网络的接入
(8学时)\&5.1明确任务,制定计划,安排进度\& 讲授、讨论\&5.2 学习计算机网络基本原理\&讲授\&5.3 学习配置计算机网络系统与压制双绞跳线\&教、学、做一体\&5.4 设计组建小型局域网\&教、学、做一体\&5.5小型局域网的检查与验收,提出改进建议\&师生交流\&6.计算机网络的扩展与互联(6学时)\&6. 1明确任务,制定计划,安排进度\&讲授、讨论\&6. 2学习计算机网络互连原理与计算机网络互连设备\&讲授、讨论\&6.3计算机网络设备的连接\&教、学、做一体\&6.4计算机网络互连方案的设计与实施\&任务实施\&6.5计算机网络互连方案的检查与验收,提出改进建议\&师生交流\&7.计算机网络在办公中的应用(8学时)\&7.1明确任务,制定计划,安排进度\&讲授、讨论\&7.2 互联网访问方法,浏览网页\&教、学、做一体\&7.3收发电子邮件,文件传输,即时通信应用\&教、学、做一体\&7.4使用网络提高办公效率\&任务实施\&7.5 任务验收、答辩,提出改进建议\&师生交流\&8.计算机网络的日常维护(8学时)\&8.1明确任务,制定计划,安排进度\&讲授、讨论\&8.2 学习网络测试命令和管理工具\&教、学、做一体\&8.3 测试网络系统,判断并修复网络故障,进行简单的网络管理\&实操、师生交流\&8.4 网络测试与故障排除检查与验收,提出改进建议\&师生交流\&]]
4 结束语
优化整合后的课程项目涵盖了局域网安全管理与维护的主要知识点和技能。通过课堂授课、任务实施,一方面激发了学生学习网络技术的兴趣和主动性,另一方面又训练了学生分析问题、解决问题的综合能力,起到了非常好的效果。
参考文献:
关键词:计算机 网络 安全 兴趣
随着计算机信息化建设的飞速发展,计算机已普遍应用到日常工作、生活的每一个领域,比如政府机关、学校、医院、社区及家庭等。但随之而来的是,计算机网络安全也受到前所未有的威胁,计算机病毒无处不在,黑客的猖獗,都防不胜防。本文将对计算机信息网络安全存在的问题进行深入剖析,并提出相应的安全防范措施。如何培养出创新人才是当今社会的新要求,也是教学研究的重要课题。
一、计算机网络是培养学生创新能力的关键
学生学习,要有正确的学习动力和浓厚的学习兴趣,这样学习有主动性和积极性,只有产生了兴趣,才会有动机,才能结出丰硕的成果,因此计算机网络课程具有灵活性、实践性、综合设计性较强的课程,在教学中进行教学设计,注重激发学生创新思维,以培养学生的创新能力。
二、计算机网络应注意哪些不安全因素
对计算机信息构成不安全的因素很多,其中包括人为的因素、自然的因素和偶发的因素。其中,人为因素是指,一些不法之徒利用计算机网络存在的漏洞,或者潜入计算机房,盗用计算机系统资源,非法获取重要数据、篡改系统数据、破坏硬件设备、编制计算机病毒。人为因素是对计算机信息网络安全威胁最大的因素。计算机网络不安全因素主要表现在以下几个方面:
1.计算机网络的脆弱性
互联网是对全世界都开放的网络,任何单位或个人都可以在网上方便地传输和获取各种信息,互联网这种具有开放性、共享性、国际性的特点就对计算机网络安全提出了挑战。在使用互联网时应注意以下几项不可靠的安全性。
(1))网络的开放性,网络的技术是全开放的,使得网络所面临的攻击来自多方面。或是来自物理传输线路的攻击,或是来自对网络通信协议的攻击,以及对计算机软件、硬件的漏洞实施攻击。
(2)网络的国际性,意味着对网络的攻击不仅是来自于本地网络的用户,还可以是互联网上其他国家的黑客,所以,网络的安全面临着国际化的挑战。
(3)网络的自由性,大多数的网络对用户的使用没有技术上的约束,用户可以自由的上网,和获取各类信息。
2.操作系统存在的安全问题
操作系统是一个支撑软件,是计算机程序或别的运用系统在上面正常运行的一个环境。操作系统提供了很多的管理功能,主要是管理系统的软件资源和硬件资源。操作系统软件自身的不可靠安全性,是计算机系统开发设计的不周而留下的破绽,都给网络安全留下隐患。
(1)操作系统结构体系的缺陷。操作系统本身有内存管理、CPU 管理、外设的管理,每个管理都涉及到一些模块或程序,如果在这些程序里面存在问题,比如内存管理的问题,外部网络的一个连接过来,刚好连接一个有缺陷的模块,可能出现的情况是,计算机系统会因此崩溃。所以,有些黑客往往是针对操作系统的不完善进行攻击,使计算机系统,特别是服务器系统立刻瘫痪。
关键词 计算机教学 网络 安全问题
现今,随着计算机的普及,计算机病毒也是无处不在,黑客的猖獗,都防不胜防。本文将对计算机信息网络安全存在的问题进行深入剖析,并提出相应的安全防范措施。
学生学习,要有正确的学习动力和浓厚的学习兴趣,这样学习有主动性和积极性,只有产生了兴趣,才会有动机,才能结出丰硕的成果,因此计算机网络课程具有灵活性、实践性、综合设计性较强的课程,在教学中进行教学设计,注重激发学生创新思维,以培养学生的创新能力。
下面我们来谈谈计算机网络应注意哪些不安全的因素。对计算机信息构成不安全的因素很多,其中包括人为的因素、自然的因素和偶发的因素。其中,人为因素是指,一些不法之徒利用计算机网络存在的漏洞,或者潜入计算机房,盗用计算机系统资源,非法获取重要数据、篡改系统数据、破坏硬件设备、编制计算机病毒。人为因素也是对计算机信息网络安全威胁最大的因素。
一、谈谈计算机网络的脆弱性
互联网是对全世界都开放的网络,任何单位或个人都可以在网上方便地传输和获取各种信息,互联网这种具有开放性、共享性、国际性的特点就对计算机网络安全提出了挑战。在使用互联网时应注意以下几项不可靠的安全性。
1.网络的开放性,网络的技术是全开放的,使得网络所面临的攻击来自多方面。或是来自物理传输线路的攻击,或是来自对网络通信协议的攻击,以及对计算机软件、硬件的漏洞实施攻击。
2.网络的国际性,意味着对网络的攻击不仅是来自于本地网络的用户,还可以是互联网上其他国家的黑客,所以,网络的安全面临着国际化的挑战。
3.网络的自由性,大多数的网络对用户的使用没有技术上的约束,用户可以自由的上网,和获取各类信息。
二、注意在操作系统中存在的安全问题
操作系统是一个支撑软件,是计算机程序或别的运用系统在上面正常运行的一个环境。操作系统提供了很多的管理功能,主要是管理系统的软件资源和硬件资源。操作系统软件自身的不可靠安全性,是计算机系统开发设计的不周而留下的破绽,都给网络安全留下隐患。
1.操作系统结构体系的缺陷。操作系统本身有内存管理、CPU?管理、外设的管理,每个管理都涉及到一些模块或程序,如果在这些程序里面存在问题,比如内存管理的问题,外部网络的一个连接过来,刚好连接一个有缺陷的模块,可能出现的情况是,计算机系统会因此崩溃。所以,有些黑客往往是针对操作系统的不完善进行攻击,使计算机系统,特别是服务器系统立刻瘫痪。
2.操作系统支持在网络上传送文件、加载或安装程序,包括可执行文件,这些功能也会带来不安全因素。网络很重要的一个功能就是文件传输功能,比如FTP,这些安装程序经常会带一些可执行文件,这些可执行文件都是人为编写的程序,如果某个地方出现漏洞,那么系统可能就会造成崩溃。像这些远程调用、文件传输,如果生产厂家或个人在上面安装间谍程序,那么用户的整个传输过程、使用过程都会被别人监视到,所有的这些传输文件、加载的程序、安装的程序、执行文件,都可能给操作系统带来安全的隐患。所以,建议尽量少使用一些来历不明,或者无法证明它的安全性的软件。
3.操作系统有守护进程的防护功能,它是系统的一些进程,总是在等待某些事件的出现。所谓的守护进程,就是监控病毒的监控软件,当有病毒出现就会被捕捉到。但是有些进程是一些病毒,碰到特定的情况它就会把用户的硬盘格式化,这些进程就是很危险的守护进程,平时它可能不起作用,可是在某些条件下发生后,它才发生作用。如果操作系统守护进程被人为地破坏掉就会出现这种不良的安全隐患。
4.在课堂上,学生与教师相互交流时,操作系统提供远程调用功能,所谓远程调用就是一台计算机可以调用远程一个大型服务器里面的一些程序,可以提交程序给远程的服务器执行,远程调用要经过很多的环节,中间的通讯环节可能会出现被人监控等安全问题。尽管操作系统的漏洞可以通过版本的不断升级来克服,但是系统的某一个安全漏洞就会使得系统的所有安全控制毫无价值。当发现问题到升级这段时间,一个小小的漏洞就足以使你的整个网络瘫痪掉。
三、谈谈教学中的寓教于乐
计算机教学本来就是一个上机实践的活动过程,所以培养学生的兴趣只是一个起点,如何保持学生的兴趣,是个漫长过程。计算机教师如何影响学生,帮助学生分析其优势和存在的问题,帮助他们循序渐进,逐步走向成功,并让这种成功的感觉一直激励他们,期间有着许多环节。因此教师应该充分发挥自身的作用,在处理课堂教学时,针对教材的特点,精心设计自己的教学过程,充分考虑每个教学环节,把知识性和趣味性融为一体,从而有效地调动学生学习的积极性。在组织每一课堂教学时,可设计来调节课堂气氛,这种设置的时机没有一定的模式,教师可视具体情况灵活确定。
参考文献:
关键词:课程设计 计算机控制技术 综合机器人 单片机
中图分类号:G710 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.13.156
《计算机控制技术应用》是一门理论与实践相结合的课程。对以往所学知识进行了复习巩固的同时,也对学生的动手实践能力进行了有效的训练。目前市场上占有量较高的单片机89C51,是工业测量以及控制领域中应用较为广泛的芯片,性价比非常高。[1]这也是这门课程作为核心部分讲解的主要原因,教授学生硬件系统结构,把握计算机的控制体系,使学生具有一定的设计能力和C语言编程能力。
1 课程体系结构和课程性质
本课程是计算机控制技术专业核心课程。位于最底层的是仪器仪表电路基础等专业基础平台课程,是本课程的前续课程。本课程属于专业核心课程,是培养从事计算机控制系统和嵌入式系统相关的产品设计、分析、调试和制作的实践型人才,对学生职业岗位能力培养和职业素质养成起到总结支撑性作用。
2 课程设计的理念与实施
该课程是将企业与行业对岗位职业能力与工作的确立作为第一步,课程组老师通过对计算机控制系统研发与生产企业的大量走访沟通,深入了解企业进行岗位职业能力与工作过程的合作;通过企业计算机系统一线的专业人事商榷教学大纲,是建立起的训练体系更能符合实际要求,满足现实情况的要求。通过对大量毕业生的访问,与计算机系统研发与生产的毕业生进行沟通后,听取他们的意见,对《计算机控制技术应用》进行全面的审核,对现存问题进行解决,对实践性教学情境进行修改。
通过对行业企业的深入了解,对计算机系统研发与生产的不同岗位所需要的技能,通过系统化的教学模式入手,对课程建设思路进行全面的改革。针对具体的工作任务,借鉴“六步教学法”(明确任务/信息、计划、决策、实施、检查控制、评估)进行学习领域课程的情境教学设计,在教学过程中学生作为主体,教师在教学过程中祈祷咨询服务的辅助作用。在老师的辅助下让学生完成学习计划,让学生进行全面的自我评价。
3 《单片机应用技术》教学大纲
本课程教学内容以综合机器人为基础,并以单片机为控制核心,包括运动模块(电机)、显示模块、时间模块、语言模块、遥控模块以及各种传感与转换模块[2]。综合机器人的设计由于其具备的功能、性能指标和控制方法不同,所以有很强的扩展性。功能、性能指标和控制方式与其所需技术器件种类、技术含量、复杂的电路控制是成正比的。如在显示模块中除了选择数码管显示以外还可以选择图形液晶或字符液晶显示;控制方式既可采用声控也可采用遥控。所以,选择机器人作为综合学习情境具有很好的可选性和可扩展性。
针对控制系统不同部分的运用能力,设计出不同的学习情境,以训练学生分析和设计计算机控制应用程序的基本技能。本课程共设计了4个学习情境,由1个综合实习情境――综合机器人,按照不同的功能模块分解成3个学习情境,包括机器人显示系统、机器人运动控制系统和机器人智能感应系统[4]。
4 考核方案
学习过程是考核方案的重点,而评定成绩的主要方面就是在每一个情境中课程的完成情况。在课程教学中利用对学生开放性的考核,让学生养成在课余时间自学的良好习惯。如果学生通过自学并且顺利完成了对相关技能的训练,那么就可以向老师提出申请提前考试,考试合格后便可免去学期末的结业性考核;综合性的考核主要考查学生对相关控制技术的运用能力,在运用中重点突出学生的创新意识,并对使用新技术、新器件的综合项目,给予相应的加分。在教学的12~13周安排智能小车竞赛[5],成绩优胜者可以免除期末的结业性考核。最终成绩由以下形式组成:过程性考核50%、综合性考核15%、结业性考核35%。
5 总结
课程学习情境设计以一个完整的综合机器人开发工作过程实施教学,从设计要求开始明确做什么,怎么做,到跟我想、跟我学、跟我做,功能扩展等几个工作环节,进行基于单片机的控制系统开发工作过程的能力训练。在本课程学习情境设计中,每一个学习情境都是完整的工作过程,学习情境是典型应用为载体分解而来,所有学习情境综合成典型控制系统,前一个学习情境是后面的基础,后面学习情景是前面的扩展和综合,通过选取不同的学习情境重组成不同功能的模块可重组、可扩展。因此,本课程学习情境设计具有:完整性、系统性、扩展性、和适应性。
参考文献:
[1]唐炜.基于“项目驱动”的单片机类课程实践教学改革[J].实验室研究与探索,2010,(5):130-133.
[2]许萍,王勤,陆文灏等.“智能小车”控制器的设计和应用[J].电子测量技术,2012,(11):68-71.
[3]华俊,高红叶,魏晓东.教学用多功能单片机智能车设计与实现[J].上海理工大学学报,2012,(6):608-612.
[4]黄辛超,殳国华.用于创新类课程平台智能小车实验系统的设计[J].实验室研究与探索,2009,(12):7-10.
[5]张瑞成,陈至坤,王福斌.以智能汽车竞赛推动实验教学改革[J].实验室研究与探索,2010,(8):103-105.