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關鍵詞:物聯網;計算機網絡;課程群;教學改革
1 計算機網絡技術課程群在物聯網工程專業中的重要地位
物聯網是繼計算機、互聯網之后信息產業的第三次革命性浪潮。它融合了智能感知、識別技術、傳感器網絡以及普適計算等技術,按照約定的協議,實現無處不在的物與物、物與人、人與人之間的互聯,其應用領域包括醫療監測、智能交通、政府工作、智能消防、環境監測、情報搜集等。物聯網公認有3個層次,其中底層是感知數據的感知層,中間是傳輸數據的網絡層,上層是內容信息處理的應用層。
由物聯網技術層次結構可以看出,物聯網是三網融合的延伸和擴展,技術的核心和基礎仍然是互聯網。它以IP協議為基礎,采用類似互聯網TCP/IP協議的分層網絡通信協議為上層的各種應用提供服務[1]。
從物聯網技術核心需求的角度來看,計算機網絡基礎知識在整個物聯網的課程知識體系中尤為重要。在專業建設過程中,應以互聯網為核心和基礎,以計算機網絡課程為中心,充分考慮物聯網工程專業對計算機網絡知識的需求,圍繞課程選取與階梯式課程群設置、教學內容安排與銜接、教學方法與改革、實踐課程體系設置等方面展開改革和探索,培養學生扎實的網絡知識,為后續物聯網相關課程打好基礎[2]。
2 課程選取與階梯式課程群的課程設置
課程群的課程設置不是簡單的課程組合,需要對課程體系統籌規劃。計算機網絡技術作為一個重要的知識模塊,涵蓋了從計算機網絡的理論基礎到實踐操作,再到綜合應用的全部內容,是一個內涵豐富的課程體系。
湖北工業大學的物聯網工程專業依托原有的網絡工程專業,課程體系設置在網絡工程專業的基礎上進行了大幅度的修改,網絡工程專業計算機網絡技術課程群的主要課程見圖1。
可以看出,原有計算機網絡技術課程群的課程主要基于IPV4,偏重于互聯網理論基礎、層次模型、有線網絡結構及組建、網絡管理與分析等方面,并不能體現現代物聯網的架構和特點。
因此,在進行物聯網工程專業的計算機網絡技術課程群設置過程中,筆者充分考慮物聯網工程專業的需求和特點,經過大量調研和反復思考,整體改造原課程群,加入了無線網絡、嵌入式、傳感等知識模塊,形成一條層次分明且知識體系完整而獨立的課程鏈,主要專業核心課程有計算機網絡、TCP/IP協議原理、網絡互聯技術、物聯網技術概論、無線傳感器網絡、RFID原理及應用、物聯網安全技術、網絡編程與系統開發。物聯網工程專業階梯式計算機網絡技術課程群具體課程設置見圖2。
由圖2可以看出,經過精心設置的物聯網工程專業計算機網絡技術課程群的各門課程并非簡單的、平面式的結構,而是5個階段的課程群[3],分別為網絡基礎理論模塊、網絡基礎應用模塊、物聯網基礎模塊、物聯網應用與安全模塊、物聯網綜合應用與實踐模塊,具有良好的課程遞進層次關系。
3 課程群具體的教學內容設置
計算機網絡課程群主要培養物聯網工程系本科生的互聯網與物聯網理論基礎和實踐能力,要求學生掌握互聯網和物聯網的基本理論知識與關鍵技術,能夠理解網絡體系結構與物聯網總體構架,并具備網絡管理與配置、網絡應用與創新的能力。計算機網絡課程群的建設不僅是選取內容縱向有傳承關系、橫向有內在聯系的幾門課程,還要梳理和整合課程教學內容,打破課程間的壁壘,減少重復內容并保證內容的連貫性與完整性[4]。因此,在進行課程群建設時,筆者充分考慮了課程群內諸課程在結構、內容、側重點、時間分配等方面的相互關系。經過幾年的教學實踐與探索,筆者在教學內容的安排和設置方面做了如下安排和改革,見表1。
從第三學期開始,每學期逐漸增加網絡方向的課程,這學期開設的計算機網絡主要以培養學習興趣和奠定網絡基礎為主。從最熟悉的互聯網應用入手,首先闡述計算機網絡的起源與發展、網絡的基本概念以及網絡協議與體系結構分層模型,使學生對網絡整體架構有清晰的了解;然后以自底至上的順序詳細講解網絡各層次的協議內容與工作原理,并在實驗環節使用抓包軟件進行協議分析和觀察,以驗證性和演示性實驗為主,使學生通過實驗過程了解網絡相關知識;在計算機網絡課程的后期,加入對未來網絡展望的內容,包括下一代因特網、物聯網等知識,一方面擴展傳統計算機網絡授課的范疇,增加課程的廣度和深度,另一方面旨在提高學生的學習興趣,為后續課程打好基礎。
第四學期的教學內容主要在第三學期課程的基礎上進行擴充和深入,開設網絡互聯技術與TCP/IP協議原理課程。通過學習網絡互聯技術課程,學生將掌握交換與路由的基本知識與基本原理,培B學生對中小型園區網的組網與管理能力,能對具體的網絡應用給出合理的規劃和可行的解決方案,并具備解決網絡中常見問題的基本技能,將理論知識付諸于應用。TCP/IP協議原理課程是計算機網絡課程的延續和深化,通過課程學習,學生將深入掌握TCP/IP原理,在理論學習的基礎上用程序設計語言實現,從而提高網絡應用程序開發能力,夯實網絡管理基礎,提高網絡安全意識,增強網絡分析能力。
在前面兩個學期學習互聯網技術的基礎上,第五學期的教學內容開始體現物聯網特色,開設的物聯網技術概論、無線傳感器網絡以及RFID原理及應用3門課程都是物聯網專業的核心課程。物聯網技術概論是學生認識物聯網的起點,通過課程學習,學生能了解物聯網的起源和典型應用,理解物聯網的概念與內涵,并對物聯網的體系架構和核心技術有充分的認識,這是一門重要的物聯網技術啟蒙課程。無線傳感器網絡和RFID原理及應用這兩門課,是深入學習和研究物聯網技術的核心專業課程。通過學習,學生應掌握無線傳感器平臺和網絡架構、射頻識別技術的基本概念與原理方法,為后續的綜合實踐環節打好理論基礎。
第六學期開設的網絡管理與安全和物聯網安全兩門課程是進階課程,通過這兩門課程的學習,學生應在掌握互聯網與物聯網基本原理的基礎上,了解網絡管理和網絡安全知識模塊,包括密碼理論、無線傳感器網絡安全概述、密鑰管理、安全路由、物聯網中的抗干擾、射頻識別的隱私與安全、物聯網嵌入式系統的安全設計等基礎知識,達到從理論到應用、從架構到安全的全方位提升。
第七學期設置的物聯網應用綜合設計及創業實踐環節,旨在提高學生的綜合應用和動手能力。通過為期一個月的實踐學習,學生能夠設計一個物聯網綜合應用系統,能夠從系統的角度看待物聯網的應用問題,并能綜合利用幾年來所學的互聯網及物聯網知識解決網絡通信及應用的相關問題。
綜上所述,本課程群的課程內容在設置上是完整的、連續的、突出重點的,涵蓋了從基礎的互聯網到物聯網的基本原理、體系架構、網絡應用、關鍵技術與安全的內容,并遵循從易到難、從淺到深、從原理到應用、從互聯網到物聯網、從系統到安全的原則來設置教學內容。課程分布于第三學期到第六學期之間,內容在時間的安排上符合學習的一般規律,并注重理論與實踐相結合的原則,具有科學性和可實施性。
4 計算機網絡課程群教學方法改革
物聯網技術屬于集成創新型技術,培養的人才不僅要具備扎實的理論基礎,還應具備很強的工程實踐與應用能力。因此,在計算機網絡課程群的教學中,筆者堅持“課程精、實踐強”的原則,強調理論與實踐相結合的教學方法,不斷改革理論教學,引入MOOCs、混合教學、開放課堂、對分課堂等形式,強化實踐教學,深入開展校企合作模式,形成了工程訓練、專業認證、創新培養并舉的特色教育理念。鑒于在實踐教學和創新能力培養方面的有力措施和突出成績,筆者在2012年獲得了湖北工業大學優秀教學成果一等獎。
4.1 根據不同課程探尋多種教學模式,提高教學效果
近年來,以MOOCs為代表的新型教學模式不斷涌現,大多依托網絡教學資源,秉承自由學習的理念,旨在調動學生的學習積極性和創造性,為傳統課堂注入了新的活力。筆者在計算機網絡課程群的建設中,結合各門課程的優勢和特點,進行了多種課程教學模式的改革和嘗試,力求獲得更好的教學效果。
以計算機網絡課程教學模式改革為例,該課程作為課程群的第一門專業基礎課,其教學效果對整個專業的后續學習至關重要。考慮到這門課程的網絡資源比較豐富,且大部分內容難度不大,筆者采取了傳統教學與網絡教學相結合的混合教學模式。這種模式由課前預習、面對面授課(face-to-face)、在線學習(On-line)、實踐訓練4個過程組成。此學習模式整合了各種教學資源和多樣化的學習形式,如課堂學習、自主學習、分組討論、任務驅動、協作項目實踐活動、實踐訓練等[5]。混合教學模式既保持了傳統課程教W的優勢,又在課前和課后引導學生自主學習,學生能通過各種學習方式保持學習興趣并取得良好的學習效果。
在物聯網技術概論課程教學模式改革中,針對該課程內容繁而細、知識更新快、實踐性強的特點,筆者提出了物聯網導論的開放式教學法,主要途徑有開放教學過程、開放教學內容、開放教學考核與開放教學環境等。在教學過程中,以學生為主體開展教學活動,課堂上有分組討論、頭腦風暴、及時答疑、小組展示等各種環節。在注重師生關系平等的基礎上,盡量與學生進行課堂互動,引導學生積極思考并大膽表達自己的觀點。在教學內容上以新技術和實例教學為主,每學期的課件和內容都要及時更新和補充,并將教學內容融入實際案例。比如在介紹常用傳感器及其典型應用的時候,會聯系生活中的小米手環、智能醫療、智能家居應用等,既提高了學生的學習興趣,也擴充了學生的視野。在教學環境上,以開放的網絡教學平臺作為課堂的補充,并以開放的形式進行考核,注重對學生分析能力和創新能力的考核。
實踐證明,依據不同課程的特點和性質,在課程群中開展適合不同課程的多種教學模式探索,能大大增加課程的吸引力并降低學習的難度,學生不僅能學到知識,更能提高學習的興趣,并鍛煉自學能力和創新能力。
4.2 重視實踐教學環節,提高學生工程實踐能力
為了保證實踐教學環節的教學質量和教學效果,筆者多次對物聯網工程專業實踐教學計劃進行深入的研究和有針對性的修訂,包括增加實踐教學環節的學時、提高綜合性與設計性實驗比例、增加物聯網應用綜合設計及創業實踐環節、強化實習環節和畢業設計環節,并加強對實踐教學體系各環節的規范化管理。
1)調整實驗學時,改革實驗教學方式,提高綜合性與設計性實驗比例。
計算機網絡課程群中的每門課程都配備了實驗教學環節。對于一些實踐性較強的課程,如網絡互聯技術課程,根據其課程特點,改革性地將理論課堂搬到實驗室。為保證課堂效果和實驗過程完整性,采用4節連上的方式,并將對分課堂和任務驅動的教學理念引入課堂,用一節課講解核心的理論和實驗內容,余下3節課全部進行實驗、調試和答疑。每節課以一個實踐小項目為驅動,學生通過分組合作的方式進行,以實踐項目完成效果為考核的標準。學生普遍反映這種實踐教學效果良好,可以及時消化和理解理論知識,避免理論與實踐的脫節,并鍛煉了協作與學習能力。
為了彌補大多數課程中以驗證性實驗為主的局限性,課程在每門課程的實驗教學大綱中都加入了一個綜合性的實驗內容,并在高年級增加了物聯網應用綜合設計及創業實踐環節,主要提供一些平臺和一段時間給學生進行知識的梳理和總結,鼓勵學生進行創業計劃實現自己的想法,把學生的興趣、愛好、學習、創新融為一體,這也是實踐環節的主要目標。
一、中學圖書館在學校教育教學工作中的重要作用
中學圖書館是學校的資源情報中心,是培養學生收集處理信息的能力,獲取新知識的能力,分析和解決問題的能力,語言文字表達能力以及團結合作和社會活動能力。是學生的第二課堂,也是人才成長的搖籃,中學圖書館應成為培養學生收集處理信息能力的最重要的場所。中學圖書館加強自身建設,充分發揮其教育職能,由過去的間接教育作用上升為直接教育作用,在全面推行素質教育的過程中越來越顯露其重要性。
(一)圖書館是素質教育的基地
中學圖書館是學校的重要組成部分,是學校的信息中心,知識傳播的媒體中心,課堂教育的延伸,是對中學生進行素質教育的重要陣地。圖書文獻對提高國民素質,培養學生創新精神和實踐能力起著重要作用,要想培養學生創新能力是離不開圖書文獻的,學生通過對圖書文獻的查閱,拓展了知識面,開闊了眼界,從而培養了學生的學習興趣,培養了學生的自主學習能力和自我發展能力,提高了學生對正確的世界觀、人生觀、價值觀的識別能力。
(二)圖書館是教學和教科研的有力助手
學校教學質量的高與否,關鍵在于教師的知識是否充實,中學圖書館是利用文獻為學校教育、教學和科研服務的,圖書館以文獻為工具,通過文獻的借閱、宣傳、推薦,來滿足師生教與學的需要。資料室要充分發揮其職能作用,從各種報紙雜志中搜集資料并按課程進度編成書目索引,努力開發文獻資源,“為人找書”“為書找人”,向他們推薦和提供他們最需要、最感興趣的書籍,在藏書與讀者之間發揮中介作用。
二、網絡環境給中學圖書館帶來了機遇和挑戰
隨著現代信息技術的飛速發展,中學圖書館加強自身建設,網絡化手段運用于學校圖書館,使其功能發生了巨大的變化,把圖書館推向了全方位網絡化的新階段,中學圖書館最突出的是自動化文獻分類編目,短時間大流量快捷的流通,高效多角度統計和方便的書目查詢,減輕了圖書館工作人員繁重的手工勞動,加大了書刊的流通率,為學校教育教學和配合新課程教材改革奠定了重要的基礎。圖書館的計算機自動化管理,就是將傳統圖書館業務的手工操作轉變成由計算機管理,進行圖書館自動化與數字化,可按學科分類設置閱覽室,電子閱覽室和多功能學術報告廳等,提高更深層次的信息服務。圖書館要逐步實行計算機管理,要重視和加強與校園網的結合,實現網上圖書資源共享。所以要想適應時展的要求,拓展和完善網絡環境下的中學圖書館服務工作是非常有必要的。
三、網絡環境下圖書館計算機自動化管理服務方式的變化
網絡環境下給傳統圖書館服務方式帶來了一系列變化,一是借閱合一,即在一個大的空間里,布置成書庫區,借閱覽區。功能既有不同,二者又相合一體。在這個空間里,可以結束,可以找了書在一旁閱讀不走,這樣就方便了學生,提高了館藏文獻的利用率。二是借閱網合一,除了在一大空間里采用上述借閱辦法外,還把若干臺上網的電腦放在四周或劃出一電子閱覽區,學生可借書,可閱覽,還可上網,這種服務方式真正體現了以讀者為本,以學生為本的辦館思想,大大節約了時間為師生提供了方便。所有這一切,必須以圖書館計算機自動化管理為基礎。
四、新的服務形式的拓展和創新
中學圖書館是學校教育改革,教學科研重要的信息源,擔負著提高師生素質,服務與學校教育教學的任務,在素質教育中發揮著重要的作用。隨著計算機和網絡技術的發展,圖書館的服務方式和服務手段也正在發生變化。圖書館工作人員要具有一定的現代意識和超前意識,以敏銳的目光,領先時代的氣魄對本館的館舍裝備與管理實行現代化的統籌規劃。心中要有遠見,腦中有“藍圖”。這些新的服務方式分為兩個方面:本館現有資源的服務:包括電子借閱服務的自動化,館內校內的網絡化信息服務等;網絡資源的共享服務:網絡信息資源服務,網上專題檢索服務。
網絡環境下圖書館能更好地輔助教師教學和教研。教師平時忙于教學和管理工作,不可能花費太多時間和精力進行網絡搜索,學校圖書館可以憑借本身豐富的資源舉辦各類學科活動,做到了資源共享,使教師多途徑獲取教學資源,不斷更新知識,中學圖書館應不斷嘗試開展新的服務,滿足讀者當前明確的需要,滿足讀者隱含的需要,滿足讀者超值的需要。開展定題情報服務,它是通過情報人員將離散的相關文獻加以集中、分析、篩選,最終以二次文獻的形式提供給用戶,通過定題服務的開展,使教師從繁雜的查閱文獻的勞動中解放出來,以最短的時間,最少的精力最大可能地占有信息,從而加快了教學科研工作的步伐。
關鍵詞:虛擬機技術 計算機網絡技術 實驗環境
The Think of Using the Virtual Machine Technology to Improve the Experimental Environment of Computer Network
SuShaoYan HuHua SiWei
(Qinghai Radio and Television University Xining Qinghai 810008)
Abstract: The establishment of the virtual network environment based on VMware’s idea to create complex network lab environment. The destructive experiments can be done on the basis of the software content can be restore on the hard drive. In the experiment equipment limited circumstances, take care of different experimental progress of the students, to really understand and grasp the common theory knowledge, get a comprehensive skills and practice ability effect. At the same time relieve laboratory hardware environment and teaching experience, in the actual application of the effect is good.
Keywords:Virtual Machine Technology; Computer Network Technology; experimental environment
0 前言
實驗實訓是電大計算機網絡技術專科專業教學的主要環節。目前電大開放教育中,教學理論、教學方法已經非常成熟,而實驗實訓環節受各方面條件的限制相對滯后,培養學生自主的動手能力卻恰恰是教學考核目標。由于網絡設備價格相對昂貴,在欠發達地區要做到配備完整的實驗設備相當困難。
電大計算機網絡實驗課程現狀分析
青海廣播電視大學是面向社會培養留得住用得上的應用性人才的一所學校,實驗實訓教學是培養這類人才非常關鍵的環節之一,但計算機網絡技術發展很快,硬件設備更新速率高,價格相對昂貴,如果一個學生進行局域網的搭建等試驗環節,一般得配備三臺計算機,這樣要求設備的數量更多,也無形增加維護人員的工作量,在人力物力上成本較高,從而制約著實驗實訓環節的教學質量。
長久以來實驗實訓被淪為雞肋,只做教師演示或蜻蜓點水式的觀摩,無法達到教學要求。
虛擬機技術
虛擬技術可為學習者提供一個虛擬的學習環境,如虛擬實驗、虛擬老師、虛擬場所等,這樣為“無法承擔實驗室巨大費用但要解決實驗問題提供了一個方法”[1] 。
虛擬機技術是通過虛擬機軟件,在一臺物理計算機上(也叫宿主機)虛擬出一個或多個獨立的邏輯計算機(也叫虛擬子系統),在這個虛擬子系統上可完成操作系統的安裝、服務組件的安裝調試,以及軟件測試等教學內容,也可單機模擬完成多臺計算機之間的網絡實驗。 這些虛擬機都有獨立的CPU、硬盤、內存、網卡、顯卡等硬件,可同時安裝多個不同的虛擬操作系統,在不影響底層操作系統的情況下重新啟動或者開關機,這樣就可以在虛擬操作系統進行正常的實驗環節,大大節省資源,提高效益,強化實驗效果。
目前構建虛擬機的軟件較多,比如Virtual PC、VMware Workstation、Java Virtual Machine、VirtualBox等,這些虛擬機軟件一般都可虛擬多個操作系統,根據需要測試篩選出適合的虛擬機軟件。VMware開發較早,技術成熟,體積小性能強大,操作簡便界面友好,仿真度非常高,安全性高,優勢也比較明顯,能夠在支持目前主流的Windows2007操作系統上虛擬出Windows、linux,Mac等操作系統的虛擬機,筆者在實際創建中反復測試最終選擇VMware搭建網絡實訓環境,效果良好。
構建虛擬機網絡系統
運用VMware搭建虛擬機操作簡便,首先根據需要安裝好宿主機操作系統,筆者選擇Windows2007為宿主機操作系統,主要考慮它是目前主流的操作系統,在硬件支持方面要遠優于先前的windows版本,WIN7支持Driect11,支持新一代的硬件產品。并且啟動快速、搜索和應用信息簡略、更安全更低的成本、更人性化的UAC、比以往版本更節能,同時也能讓學生更多的體驗到操作系統發展的前沿。
安裝好宿主機操作系統后根據實訓環境要求選擇需要虛擬的操作系統,這里根據教學需要,同時搭建了Windows XP、Windows 2003和linux三個操作系統,這三套虛擬系統完全可以滿足電大計算機專業的各類實訓環境。
運行VMware即可新建虛擬機,虛擬機的類型、硬盤、內存等虛擬物理設備此時就可以進行配置,虛擬機將占用宿主機的硬件資源,所以一般要求宿主機的配置足夠高,才能夠給虛擬機分配合適的硬盤和內存資源。此時虛擬出的只是虛擬機的物理設備,相當于一臺還沒安裝操作系統的計算機,接下來就要給這臺虛擬機安裝操作。安裝方法與普通計算機安裝操作系統一樣,只不過這個過程是在虛擬機上進行而不是在宿主機上。
需要幾個虛擬機就進行幾次上述過程,但VMWare虛擬機對宿主機的CPU和內存的要求并不低[2] ,一定要保證宿主機硬件資源的合理規劃,否則分配給各虛擬機的硬盤、內存資源很少,整個系統由于物理資源的匱乏會變得異常緩慢甚至死機。
虛擬機的操作系統安裝完成后,可通過批處理命令將啟動界面設定為只顯示幾個虛擬機的界面,這樣學生開機后根據實訓環境的不同要求直接點擊進入相應的虛擬操作系統,直接進行實訓課程,避免了煩瑣的開機過程,提高了實訓效率。
宿主機一般應配置固定的IP地址,保證每臺計算機都能聯網。虛擬機提供了一些虛擬設備和用這些設備聯網的方法,可以組建不同的網絡。提供的虛擬設備有虛擬交換機、虛擬網卡等,虛擬設備聯網的方式有Host-only模式、Bridged模式和NAT模式,學生掌握了虛擬設備和虛擬設備聯網的方式就可以自如的組建不同的網絡進行實驗。
正是因為VMWare提供了眾多方便、靈活的聯網方式,容易模擬復雜和多變的測試環境,可以完成ARP攻擊與防御、DNS服務器、郵件服務器、DHCP中繼、VPN遠程訪問及其他各種復雜的網絡實驗[3] 。
為了維護方便將宿主機進行開機還原保護,這樣即使實訓過程中虛擬機遭到破壞,只要重啟宿主機就可恢復。共享數據可以建一個共享盤,這樣在宿主機和各個虛擬機之間、各虛擬機之間就可進行數據交換。
實際運用虛擬機實驗環境效果
青海電大計算機網絡技術專科專業組網實驗以實現網絡工程與硬件系統工程的實驗,根據學校自身條件,建立了24座實驗室,在這個實驗環境中2人一臺,可滿足48人實驗。
用傳統方法進行實驗時,實驗過程中需反復重新啟動系統,所以不能使用還原軟件,在實驗中容易將操作系統破壞,導致實驗無法正常進行,要再進行實驗需重新恢復操作系統,實驗課效率非常低,無法進行正常教學活動,學生老師在這方面意見很大,成了我校實驗實訓課程的一個瓶頸。在這種環境下學生慢慢失去了耐心,學習興趣也消耗殆盡,談何教學質量。
傳統實驗環境下頻繁安裝操作系統,導致維護人員大量時間消耗在系統維護上,從而不能及時安裝殺毒軟件和系統補丁,極易造成病毒泛濫,甚至影響整個校園網絡。利用VM虛擬技術后,底層操作系統安裝了還原保護,提高了安全性。學生實驗是在虛擬機當中進行的,實驗中發生系統被破壞情況,也只是對虛擬機造成破壞,只要重啟底層操作系統,便可快速恢復,極大提高實驗效率和學習積極性,同時也最大限度的保護了實驗環境。
傳統實驗環境 VM實驗環境
計算機數量(24臺) 最多滿足12人 至少滿足24人
維護管理 不同操作系統實驗需重做系統
維護量大 隨時可進行不同操作系統實驗
維護量小
安全性 不能安裝還原軟件導致安全性差 安裝還原軟件安全性高
效率 單機單用、不便于測試、效率低 單機多用、便于測試、效率高
實驗內容 單系統單一實驗 多套系統同時進行實驗項目
學生參與性 無法體驗最新計算機技術
學生學習積極性差、參與性低 多種操作系統的虛擬環境
提供了體檢新技術的平臺
學生積極參與
最終效果 教師、學生不滿意,教學質量低 教師、學生非常滿意,教學質量高
圖1 傳統實驗環境與利用虛擬機技術改進實驗環境效果比較
經過一學年的實際應用,運用VM實驗環境有著傳統實驗環境無法比擬的優勢(圖1),教師、學生、維護人員都滿意,教學效果良好,促使青海電大網絡實驗實訓課程上了一個臺階,突破了進行高質量實驗課程的瓶頸。
結語
應用WMware創建多個虛擬機來搭建網絡實驗環境,可以模擬各種基本網絡實驗,滿足操作系統安裝、組網、各類軟件的測試等各類實驗,可在各虛擬機及宿主機之間進行配置和驗證,投入少,效果好、易維護。
參考文獻
[1] 方慕真 虛擬技術在遠程教育中的應用探索. 開放教育研究.2009.8
[2] 魏楚元虛擬機應用于高校數據中心[J].中國教育網絡.2009.4
【關鍵詞】變化的思想政治教育;計算機網絡;教育模式
引言:如何在反復變化的網絡大環境背景下優化中學思想政治教育模式?如何在傳統的教學教育基礎上開拓創新?如何適應網絡與教育想結合?并擴大網絡在教學中的用途?這些問題在現今形勢下,有待各中學思考與實踐。
一、名詞概述
(一)網絡環境。全球化,信息時代,信息大爆發,計算機網絡,一種新興的便利的信息交流工具。而學生,則是計算機網絡應用使用數量最多,使用時間最長,程度最大的團隊。因此,在當下廣泛的網絡影響下,學生的生活及學習方式也在互聯網絡的作用下而產生了變化。學生不單是網絡環境下的收獲與傳播者,同時更是網絡環境的再造與發展者。因此,網絡環境的優化不僅為校園的思想政治教育工作的開展準備了優良的成分,不過與此同時,更為學校的思想政治教育工作帶來了前所未有的挑戰。所以,在此情形下,學校務必漸進性的進行教育教學模式的創新,并立刻實施思想政治教育工作的開展。
而截至到目前,各個平臺上對網絡環境的概述通常包括狹義與廣義上兩個方面的含義。狹義網絡環境代指一種虛擬的環境,解釋為現當今社會生活環境中的一部分,它是一種無法自主生存于社會生活環境而生存的創新式的環境;廣義網絡環境代指在現今計算機W絡信息時代下的全部社會生活大環境背景。
(二)網絡大環境下日益變化的思想政治教育。與上面所提到的網絡環境相同,網絡環境下日益變化的校園思想政治教育也同時包括廣義及狹義兩種含義,廣義上代指在網絡背景之下的思想政治教育工作,該廣義中主要是包含有關思想政治教育的主要含義、模式、方式及擴展式等全方位性的問題;而另外的狹義上代指以于網絡環境為前提下展開的思想政治教育行為。
二、教育模式特點
巨變的網絡環境下的學校思想政治教育隨著網絡環境的變化而發生改變。因此,網絡環境下校園思想政治教育模式的特征相符對應著網絡環境的特征。所以,網絡環境下的中學思想政治教育模式主要包括以下幾個方面的特點:
(一)公平性。網絡思想政治教育模式過程的加入者主要包含老師及學子兩個主體,老師是教育模式的開拓者和實踐者,而學子則是為模式過程下的接受者和采納者。在此模式下,老師與學子盡管表達著不相同的人物,但是其中全部擁有著平等互尊的觀念,老師要在課上實踐中適當鼓勵和輕度懲罰,而禁止打罵侮辱,或者有歧視學生等行為的發生。以防止學子對老師本身的厭惡和對學習的反斥感。在自由寬松的教育氛圍下,老師與學子之間擁有公平的地位,學子不會是教育模式的被動收獲者,而是開始有完備的反對及排斥的條件。
(二)交互性。學校思想政治教育模式過的交互性是代指老師與學子之間非單向彼此交流的方式,它是一種在網絡環境下所創立出來的對其多方面產生認識與發展的交流性聯系。知識、思想及情感,這種聯系不但會突破老師與學子之間的位置聯系,而且與此同時也為他們準備了較好的交談機遇。
三、教育模式的優化
(一)主動型模式。學子可以在網絡教育環境中獲得多種多樣的內容,如學習資料等信息,但同時這些信息也存在著繽紛多樣的特點。所以在各種全球化的現今,由于管理水平欠缺而產生的各種武力暴力、黃色信息的廣泛,學子如果遇見這些信息,就會對自己本身的身心健康發育產生不清的不良后果,為了清除這一不良后果,學校等宣傳者開始逐步采用多種方法。特殊的一點是,如果僅僅用往被迫式的方法很難防止這種現象的發生,因此,我們必須主動式實踐方案,在要預防的同時主動出擊。我們可以即借助于網絡,創立并公布思想教育信息的網站模塊。利用種方式,不但可以的讓學子不是去獲取知識的方式,與此同時更也可以使其擁有分辨的能力。
(二)互動型模式。網絡環境是一個具有無界限的大環境,具有自由性的特點,在這種特點下,人們漸漸的產生了不同于傳統的溝通方法,從而產生了一種創新型式的溝通方法。與以前的傳模式不同,網絡環境下的學校思想政治教學工作過程擁有一定的公平性,老師和學生平等,不一定知道更多的最新消息,而這種現象雖然會給老師給予一定的緊迫,但也能夠協助在教育學習過程中平等化公平化。并且在這公平的教育和學習環境氛圍中,老師與學生之間能夠產生更加有利的互動性的述說方法,該方法不但可以協助老師知道學子的內心的真實想法,與此同時也可以協助老師在此條件上開展有目的性的教學,在互動性的教育學習中準確帶領學生進行思想政治教育的學習。
三、結束語
網絡環境下中學思想政治教育模式逐步優化,有利于中學教育的整體發展。同時其主動式、互動式的模式類型也為老師和學生之間提供了很好的交流方法。中學思想政治教育將在網絡環境下適應并逐步完善與發展。
作者簡介:唐可(1979.9-),男,籍貫:湖南省長沙市人,民族:漢,職稱:中學一級教師,學歷:研究生。研究方向:中學生思想政治工作。
參考文獻:
[1]秦琴.網絡環境下思想政治教育的創新[J].黑龍江高教研究,2012(30).
[2]吉龍,李欣.網絡環境下高校思想政治教育方法創新研究[J].中國科教創新導刊,2012(31).
關鍵詞:網絡模擬器;計算機網絡;實踐教學
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2013)08-1846-03
1 概述
2012年1月,教育部、財政部等共同印發了《關于進一步加強高校實踐育人工作的若干意見》,在全國范圍內掀起了關于高校實踐教學探討的新。意見指出各高校要把加強實踐教學方法改革作為專業建設的重要內容,重點推行基于問題、基于項目、基于案例的教學方法和學習方法,加強綜合性實踐科目設計和應用。“計算機網絡”是一門理論性和實踐性都較強的課程,涉及計算機應用、通信技術以及各種相關通信設備技術。隨著計算機與網絡通信技術的不斷發展,計算機網絡課程已不僅僅是計算機專業,而且是眾多非計算機專業的重要課程,如何提高計算機網絡的教學質量成為了相關教育工作者非常關注的一個問題。傳統的理論面授和實驗室的簡單實驗已經無法滿足學生的需求,專業的網絡實驗室設備在數量和更新速度上都無法適應課程的實踐教學要求。網絡模擬器的應用,大大提升了“計算機網絡”課程的教學水平,對學生掌握通信技術的理論知識和實踐操作能力有顯著提高。
2 網絡模擬器
2.1 網絡模擬器概述
在現代通信網絡研究中,網絡模擬技術被廣泛的應用,網絡模擬器便是采用網絡模擬技術,由一些公司或者專業研究機構開發的網絡仿真工具軟件,是為網絡初學者設計的用于提供計算機網絡設計、配置和網絡故障排除模擬環境的學習平臺,它支持用戶建立仿真、虛擬和活動的網絡模型。網絡模擬器能模擬各類網絡硬件設備,學生在仿真的操作界面上實踐操作,效果可以與真實設備上操作相媲美。在模擬器模擬出的網絡環境中,學生可以進行反復練習鞏固所學知識。目前,網絡模擬器非常多,各個網絡設備生產商都推出了與之相配套的網絡模擬軟件,特別是一些擁有網絡相關專業證書認證資格的公司更是力推其模擬器供考證者練習,例如思科(Cisco)、華為等網絡設備供應商相繼推出了多款模擬器。廣受教學部門和培訓機構青睞的網絡模擬器主要有Packet Tracer、Dynamips、Boson NetSim、NS2、NS3等模擬軟件。
2.2 網絡模擬器的分類
1)從仿真的主要目標劃分,網絡模擬器可分為底層網絡模擬器(Underlying Network Simulator)和覆蓋層網絡模擬器(Overlay Network Simulator)。底層網絡模擬器主要對數據包層進行仿真,主要模擬底層網絡的情況,如網絡拓撲、數據包延遲、丟包率等。常見的底層網絡模擬器有NS2、OMNeT++ 等;覆蓋層網絡是一種構建在物理網絡之上的邏輯網絡,用于描述節點之間的邏輯關系。覆蓋層網絡模擬器即P2P模擬器,如Narses、NeuroGrid、P2PSim等模擬器,主要用于P2P算法和協議的正確性驗證并對協議的性能進行分析,P2P模擬器一般忽略底層網絡結構,因此可以進行超大規模的P2P系統仿真。
2)從教學的主要目標劃分,常見的網絡模擬器可分為入門型、專業型和研究型三類。其中,入門型的模擬器以熟悉操作界面、網絡命令及網絡基本原理為主,如Cisco公司開發的Packet Tracer、Boson公司開發的Boson NetSim等,此類模擬器一般無法與真實網絡環境連接,是完全仿真型模擬器;專業型的模擬器以提高工程實踐能力、網絡設計為主,如Dynamips模擬器、GNS3模擬器等,此類模擬器能模擬出Cisco大部分型號的路由器硬件環境,并在這個環境中直接運行Cisco真實的IOS,這些模擬器能模擬出真實的路由器,并通過在路由器上添加三層交換模塊,實現交換機的模擬,與真實網絡環境連接方便;研究型模擬器主要以科學研究、大型網絡設計為主,如Narses、NS2等模擬器。在具體的教學過程中,根據學生的專業特點和培養計劃進行具體的教學安排,如表1所述。
3 網絡模擬器在教學中的應用
4)在真實的網絡環境中調試并驗證實驗結果
在模擬器Packet Tracer中完成實驗的虛擬配置后,要求學生在真實的網絡環境中調試并驗證實驗結果。由于在模擬器中已做過虛擬實驗,學生對實驗的操作流程非常熟悉,這既避免了由于學生的誤操作引起設備的損傷,同時也給學生一個驗證自身實踐能力的機會,有助于激發學生的操作熱情和信心。
針對不同的實驗任務,要求學生在不同的模擬器里進行實驗。同樣的任務可以在模擬器Packet Tracer中完成,也可以在模擬器Dynamips中操作。但是,不同類型的模擬器其仿真的側重點不同,學生可以根據實驗獲得不同的實驗數據,尋找不同的解決方法。
4 結束語
由于網絡模擬器以單機版軟件為主,這更有利于學生在個人電腦中構建網絡實訓環境,甚至可以通過VMware虛擬機軟件在單臺PC機上組建網絡環境。該文對當前“計算機網絡”課程實踐教學環節的困難與重要性的分析,通過比較各類網絡模擬器在實際教學中的應用效果,嘗試著探索一種適合“計算機網絡”類課程的實踐教學模式,提升該課程的教學水平,增強學生在組網、網絡維護等方面的實踐操作能力。
參考文獻:
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