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關鍵詞:計算機硬件技術;教學改革;實驗教學
計算機硬件技術基礎課程是普通高等學校理工科專業的一門重要計算機技術基礎課程,也適合非理工科的其他專業學生選修。早在2006年,教育部高教司就明確提出了該課程是針對大學非計算機專業理工類本科生設置的6門典型核心課程之一。它是學生學習和掌握計算機硬件基礎知識、了解計算機硬件發展、熟悉硬件原理及接口技術的主要課程。
1課程現狀和問題分析
根據教育部關于計算機基礎教育“三個層次”的教學思想,計算機硬件技術基礎由微型計算機原理和微機接口技術等課程整合而來,因此自2006年以來,該課程的教學內容和實踐環節一直延續著原有課程的體系。與此同時,計算機硬件在過去的50年里以摩爾定律(晶體管的集成度每18個月翻1番)高速發展,以CPU為代表的計算機硬件更新換代十分迅速,新的接口層出不窮,使該課程的教學內容和實踐環節與學生成長和熟悉的環境嚴重脫節[1-2],具體表現在以下3個方面:
第一,課程內容過于專業,教學要求和學生基礎有一定差距。微型計算機原理和微機接口技術等課程主要針對大三或大四學生開設,而以這兩門課程內容為基礎的計算機硬件技術基礎課程主要面向大一和大二學生,目的是進行計算機基礎教育。由于面向群體不同,原有課程內容和實踐環節過于專業,不適合計算機硬件入門級教學。
我們隨機選取了高等教育出版社、機械工業出版社和中國鐵道出版社2005年之后出版(含再版)的5本教材。經過統計,3本教材以較多篇幅介紹Intel 8086系列處理器指令和接口結構,其中4本含有較多的匯編語言知識。然而,Intel 8086和匯編語言等知識對于低年級非計算機專業學生過于深奧和枯燥,非計算機專業低年級學生很難理解。
第二,課程內容過于陳舊,實驗環節無法吸引學生們的興趣。我們調研了國內多所高校相關課程的教學狀況,課程實驗方案主要包括兩種,即結合計算機硬件實驗箱和利用PC機進行拆裝實驗。
基于實驗箱的課程實驗往往以DOS、匯編語言、8255a、數碼管顯示和數模轉換等實驗為主,這些內容繼承了微型計算機原理的實驗內容,對于大一和大二學生來說,離他們熟悉的硬件環境較遠,缺少趣味。以PC機為平臺的計算機拆裝類實驗一般會受到學生的歡迎,具有一定吸引力,但計算機拆裝較為淺顯,與課程內容結合效果不足,不能使學生對計算機硬件的原理有深入理解。盡管如此,考慮到學生的興趣,將PC機作為入門級實驗平臺應是課程實驗改革的方向。
第三,計算機基礎課程的性質使課程無法照顧到各專業的需求。傳統教學和實驗內容不區分學生的專業屬性,對于理工科專業來說,課程實驗難度較低,缺乏學習興趣;對于非理工科專業來說,課程實驗難度較高,無暇關注更深入內容。為此,課程實驗改革應該考慮學生的專業特點,實驗為基本實驗和可選實驗,因材(專業)施教[3-4]。
實踐教學是高等教育課程的重要組成部分,實踐教學應努力貫徹以學生為主體,教師為主導,堅持知識傳授、能力培養、素質教育協調發展的實驗教學理念。結合計算機硬件技術基礎課程的實際情況,課程實驗教學改革勢在必行。
2教學改革內容
北京理工大學計算機公共基礎課教學團隊(國家級教學團隊)在充分調研該課程講授現狀的基礎上,于2010年度開展了教學改革。核心思想是以克服學生對硬件的恐懼心理為目的,以計算機硬件經典技術和新發展為主要內容,輔助開放和自由的實驗教學平臺,重點在于改革課程實驗內容。
基于上述思想,課程實驗的改革從3個方面開展:教學組織、實驗方案和實驗場地。
首先,在教學組織上,我們增大了實驗比例,占到整個學時的25%。同時,教學內容以“基本概念+基本部件”方式組織,如表1的第2-6章。例如,第3章內容為“存儲系統與存儲器”,其中存儲系統是基本概念,學生理解起來有一些抽象,需要課堂講授;而存儲器則是基本部件,可以采取實踐教學,學生在實驗中認識硬盤、Flash存儲器、光存儲器等設備,更容易將存儲系統和實際硬件有機關聯起來,取得更好的教學效果。
其次,在課程實驗方案上,考慮到大一、大二學生對硬件的陌生程度,我們采取了“基本實驗+提高實驗”的模式。基本實驗的目的是讓學生對計算機硬件有基本的熟悉,克服對硬件的畏懼心理。提高實驗的目的則是結合某一章節內容,通過題目引導和激發學生的興趣,調動他們的積極性,使其深入了解計算機硬件,部分候選方案如表2所示。
最后,為了達到實踐教學目的,依托學校的支持,我們建立了能夠同時為120人提供實驗的場地,并在課程授課期間同步向學生自由開放。
3課程實驗改革實踐
以北京理工大學2010年度的教學為實驗樣本,學生來源于大一和大二兩個年級,共計122名,其中包含34名大一學生和88名大二學生。學生分布在36個專業,共12個學院,以理工科專業為主,如圖1所示。該課程以全校公選課形式提供,限制人數為120人(額外2人為留學生),共32學時,包含8個課程實驗學時。
結合課程實驗改革內容,我們向全體學生發放了無記名調查問卷,全部學生提交了有效問卷,我們獲得了一批有價值的反饋信息。
對于課程學時和實驗課程學時問題,大一與大二學生的反饋建議如圖2所示。由圖可以看出,如果計算機硬件技術基礎安排在大一下學期,學生只學過計算機基礎課程,對硬件知識學習的渴望比較強烈,32個學時相對較少。如果安排在大二下學期,學生會比較有針對性地聽課,32個學時較為合理。
圖3給出了學生針對實驗學時的反饋意見,橫坐標是實驗學時數,縱坐標是人數。可見,75%的學生們希望實驗學時在8~11之間,即實驗課時占到總課時的25%~34%。
針對一些高校開展的“計算機拆裝”實驗,我們對學生的支持度進行了調查。有100%的大一學生和98%的大二學生認為“計算機拆裝”實驗很有必要,得到了學生的廣泛支持,實驗效果如圖4所示。
從圖4可以看出,計算機硬件技術基礎課程實驗應該以學生常見的PC機及擴展實驗組成,這就指明了該課程實驗改革的方向。
由于實驗場地建設等問題,本次教改實踐讓學生選擇完成1項基本實驗和1項提高實驗。對于全部課程實驗方案安排,請學生就歡迎程度排序,結果如表3所示。
從表3可以看出,在基本實驗方案中,“計算機拆裝”和“計算機硬件故障診斷”實驗最受學生歡迎。此外,“操作系統安裝”和“網絡連通性測試”等與學生密切相關的實驗也很受歡迎。從基本實驗方案的設計初衷上來看,上述內容達到了預期效果,有效地激發了學生的學生興趣,并幫助其克服了對硬件的恐懼心理。
在提高實驗方案中,“U盤高級操作”和“硬盤數據的恢復”與生活比較貼近,最受學生歡迎。此外,由于大部分學生是理工科類學生,從未來專業發展角度講,“驅動程序設計”和“單片機開發”也得到了學生支持。這樣的實驗內容涵蓋較多,在該課程中能夠幫助學生建立基本的概念即可。
而一些傳統實驗,例如“串行通信建立和測試”、“8086指令集實驗”等,沒有激發學生的學習興趣。應該說,這兩個實驗的專業性更強,但對于大一、大二學生來說,專業性強的實驗不容易讓學生掌握基本原理和規律,不利于學生克服畏難心理。
4結語
針對計算機硬件技術基礎課程,結合北京理工大學2010年度教學改革實踐,我們認為實驗課時占總課時30%左右時的教學效果最好。在課程實驗中,以PC機為主的硬件實驗受到了學生歡迎。除了一些高校開展的“計算機拆裝”實驗外,更多實驗得到了實踐。從反饋效果來看,本文提出的實驗方案能夠有效調動學生的積極性,具有良好的效果。
注:本課程相關教學內容、教學課件通過互聯網開放。
參考文獻:
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Innovation in the Experiments for Computer Hardware Fundamentals
SONG Tian, LI Feng-xia
(School of Computer Science, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China)
大學計算機基礎課程在高等學校開設已有30多年歷史,在學生綜合素質、創新能力培養方面發揮著重要作用,并已經成為高等學校通識教育的重要組成部分,更是培養大學生在信息時代解決工作、學習、專業和生活等信息化技術問題,成為高等學校培養復合創新型人才的基礎性教育內容。因此,深化大學計算機基礎教學改革,其核心是進行教育理念更新、構建新型人才培養模式和深化教學內容改革,最終的目的是全面提高當代大學生計算機技術的整體素養。2010年7月由北京大學、清華大學、浙江大學等九所“985工程”建設大學在西安交通大學舉辦的大學計算機基礎課程研討會上,各方面專家對計算思維與大學計算機基礎教學進行深入討論,核心問題是如何在信息化時代真正提高我國大學計算機基礎教學質量,會議形成一系列大學計算機基礎教學的業界共識,并發表“九校聯盟(C9)計算機基礎教學發展戰略聯合聲明”。
該聲明達成四個方面共識:一是大家一致認同大學計算機基礎教學是培養創新能力強、綜合素質高的復合型專業人才的重要環節和組成部分;二是大家旗幟鮮明地確定計算思維能力培養是大學計算機基礎教學的核心任務;三是進一步加強師資隊伍和教學機制建設,真正確立大學計算機基礎教學的基礎地位;四是開展以計算思維能力培養為核心的計算機基礎教學課程理論、體系和內容的學術研究。近年來,全國高等學校有關部門和專家學者圍繞這些共識,從計算思維研究方面積極推動有關計算思維理論、體系和方法論研究,并逐步波及理工農醫學科、工程領域和社會經濟等多個研究領域。,2013年大學計算機課程教學指導委員會有關專家齊聚深圳,就進一步推動以計算思維為切入點的“大學計算機課程改革項目”研究,并在此會議后發表計算機教學改革宣言。旨在運用計算思維的概念、方法和理念,產生新理論、成果和技術,提升創新型國家經濟、科學和文化的等國家軟實力。因此,高等學校必須正確認識大學計算機基礎教學在大學教育的重要地位,需要把培養大學生計算思維能力作為高等教育的重要理念之一,并以計算思維能力培養為核心,提升大學生計算機技術素養教育水平。在重大教育理念轉型期,高等學校通過大學計算機基礎教育改革,構建適應信息化時代的新型大學計算機基礎教學體系。
二、計算思維對大學生計算機技術素養的基本要求
一般認為,大學生計算機技術素養是大學生通過計算機基礎課程學習及其實踐,在計算思維和計算機理論、技術方面獲得穩定的技術理論、計算思維、操作能力、技術方法、技術評價和技術反思的綜合素養,能夠解決信息時代各種計算機科學與專業應用方面的諸多問題,這些技術能力和素質相互滲透,相互融合,共同構成了大學生理解現代信息技術世界的必備素質。
(一)大學生必須掌握計算思維方法隨著大數據分析平臺、高速移動通訊、普適云計算和全球化物聯網等新事物不斷涌現,世界許多領域正在發生一系列顛覆性的技術突破,以計算思維驅動的計算機技術正在參與和改變當今世界的商業盈利模式、經濟增長形態和文化傳播方式,在許多領域中人們對于計算思維及其計算機技術參與變革諸多事物的重新認知,可謂日新月異的世界、瞠目結舌的結果。龐大的網上購物成為人們習以為常的消費方式,傳統的商業盈利模式和經濟增長方式面臨最嚴重的挑戰與轉型。人們開始摒棄了依賴經驗和直覺的傳統決策習慣,將日益依賴于大數據及其分析而做出的極其縝密的優化方案。匯集龐大數據資源的互聯網正在數字化改造科學界、經濟界和各國政府管理、運營和協作。隨著世界信息化進程不斷加快,計算思維及其計算機技術應用將無處不在、無事不及和無人不用,計算思維能力和計算機技術素養成為人們認識、發現、分析和解決問題的基本能力之一。因此,計算機基礎課程不僅要教給大學生科學知識,更要教給他們科學思維方法,掌握解決社會、政治和經濟等問題的有效武器,并因此而受益終身。一個國家及其國民沒經過計算思維的系統培養,將在信息化世界激烈競爭中敗下陣來,導致國家處于落后地位、國民個人無競爭力而言。在一定意義上,高等學校計算思維教育已經不僅是大學生個人能力、素質提升的簡單問題,而要上升到影響國家戰略安全的一個重要而緊迫的國事。因為信息時代只有善于計算思維的青年才是在未來世界占有優勢地位,他們才能勝任國家繁榮富強、中華民族復興的歷史重任,中國大學生才能具有高尚的道德品質、堅定的理想信仰、科學的思維方式和充實的知識能力,才能兌現中華民族偉大的中國夢。所以,以計算思維為導向的通識教育,將在很大程度上提升我國大學生的思想境界、思維水平和認知高度。生長在21世紀的大學生若不具備計算思維和計算機技術素養,將在數字化環境下失去從業競爭優勢。計算機逐步成為生活、工作和學習的必需工具,數字化逐步成為人們日常工作和生活的基本手段,計算思維必成為一個現代公民必須掌握的基本思維模式。
(二)大學生必須學會計算思維方式通過大學計算機基礎課程的系統學習,教師使計算思維成為大學生應該具備的基礎思維能力,成為所有大學生處理許多數字化問題應該具備的基本能力。在當前社會活動已經越來越多地依賴計算思維和計算機技術的背景下,大學生在計算機基礎課程究竟怎樣獲得計算思維、學習那些知識和怎么學習這些知識,成為大學生接受大學計算機基礎教育的一個突出問題。尤其在大學計算機基礎教與學過程中,大學生最重要是運用計算思維把需要解決的問題轉化為能夠用計算機教師解決的可行形式,并形成解決這些問題的計算機具體技術技巧,這也是大學強化計算思維培養所強調的重點內容。計算思維的科學價值和深刻內涵,正在被當今社會的計算機技術發展進一步發現、驗證和確立。大學生學會使用計算思維方法解決問題比起學會具體解決實際問題的某個技術,難度要大得很多,相對具體解決實際問題的某個技術而言,顯然運用計算思維方法解決問題更加重要和根本,大學生接受計算機課程的計算思維培養已經不僅是學會應用計算機,而是掌握一種思維方式,這種思維方式對于學生從事任何專業、任何工作都是終身受有益的。
計算思維的培養可以造就大學生具有良好思維習慣、扎實知識修養和銳意創新的專業人才。因此,大學生在必須跟上大學計算機基礎課程改革需要,必須跟上時展的步伐,與時俱進,創新進取,這是信息時代賦予我國大學生接受建設思維培養、完成大學計算機基礎教育的學習重任。但在傳統大學計算機基礎教育中大學生如何建立計算思維的習得方式、教師如何構建計算思維教學模式都是沒有先例可效仿,也是相當困難的。這是因為,比起技能學習和能力學習,計算思維的教學、能力的獲得更需要探索、創新。因此,大學生需要具有學習新知的勇氣、自我挑戰精神來探索和習得計算思維能力。目前,許多大學生不能深刻理解大學計算機基礎課程的計算思維能力培養的重要意義,對課程的一般認識還基本停留在計算機理論學習、操作技能培養的淺顯層面。狹義的計算機技能培養觀念深深地根植于他們的基本認知中,對大學計算機基礎課程是否未能深刻反映計算思維能力培養的性質,不能理解計算思維已經廣泛滲透社會、經濟和文化等各個領域的嚴酷現實。這要求計算機基礎課程教師需要抓住教育部實施本科教學質量工程的大好機遇,開展以計算思維培養為切入點的大學計算機基礎課程改革,這項改革將會更好地實現專業化和信息化相融合的人才培養模式,提升未來社會大學生對于計算思維、計算機及其技術的理解和應用的整體水平。大學生通過大學計算機基礎教育,使得從理論層面理解計算思維的意義、理念、內涵、功能和表達形式,從系統層面科學規劃大學計算機課程的知識結構和課程體系,從操作層面認識計算思維是多元化思維能力之一,從實踐層面獲得不同層次思維能力的創新思考、研究與探索。
三、大學生計算機技術素養教育對教師提出的基本要求
縱觀大學計算機基礎教學人才培養模式、教學內容和教學方法等存在一些共性問題。在人才培養方面,盡管大學計算機基礎教學作為高等學校公共基礎課程,但由于多方面的原因,許多院校課程的人才培養、教學目標定位不準,不能結合大學生所學專業定位計算機基礎教學目標,課程內容不能結合專業發展的實際情況,往往教學內容陳舊、學時數量太多或教學質量太差,無法滿足社會對專業學學生的基本需要。尤其專業針對性不強、定位不夠明確,導致教學內容、知識體系嚴重偏離專業應用的實際,導致畢業生雖然計算機理論基礎比較扎實,但計算機應用工具和方法不熟、實踐經驗不足、動手能力差,缺乏獨立解決實際問題的扎實能力。在教學方法方面,存在教師課堂傳授理論知識,課后學生上機練習,雖然也反復強調實踐的重要性,但理論與實踐嚴重脫節,特別是在實踐內容和教學方法方面,過多強調理論知識的了解和掌握,而忽視了與實際應用相結合。因此,計算思維對大學計算機基礎教學的師資隊伍建設、人才培養模式、教學內容和教學方法,尤其對教師素養提出更高的要求。
(一)深刻認識計算思維教育的重要性和現實意義盡管大家有目共睹高等學校大學的計算機課程教學及其成果,計算思維培養已經成為大學通識教育的重要內容,但目前依舊需要解決一些深層次的理論性、制度性和技術性難題,大學計算機基礎教學改革仍面臨嚴峻的挑戰。調查發現,我國大學生計算思維素質很低,表現為大學生能夠很好掌握計算機技術,但運用計算思維解決具體問題水平很低,他們不擅長用科學思維而擅長用傳統技術來解決現實問題,缺乏創新動力不足、原創成果不多,缺乏引領技術發展潮流的創新能力。教師必須認識到以培養計算思維意識、理念和方法為目標的大學計算機教學改革,勢在必行,大勢所趨,加快大學生的建設思維是教學改革的核心任務,從而在根本上提高大學生計算思維意識和計算機應用的素養與水平。
(二)圍繞計算思維開展大學計算機基礎教學改革大學計算機基礎教學面臨最大挑戰,如何構建培養計算思維能力教學體系,涉及教學內容組織、師資隊伍建設、教學法改革以及實踐教學建設等基本內容,是課程改革最重要、最基本和最關鍵的部分,同時也是最復雜的教育任務。如何落實計算思維培養內容、目標和方法,提高教學效果、還缺乏足夠的教學實踐、明確的教學規范和充足的教學資源,還需要圍繞計算思維開展教材建設、教學內容和教學方法的配套改革。從根本上解決計算思維的內容表達,清晰闡述計算思維的特征和方法,通過具體的教學內容講授,使得學生逐步認識、理解和掌握計算思維認識、運用和解決問題的基本方法。
關鍵詞 教育信息處理;計算機技術基礎;S-T分析
中圖分類號:G652 文獻標識碼:B 文章編號:1671-489X(2012)12-0076-03
Foundation of Computer Technology Course of S-T Analysis//Wan Hongjing1, Zhang Shunxing2
Abstract Education information processing in the assessment of the teaching process and the effect has an important role. From the teaching practice, the use of S-T analysis methods in education information processing to 09 freshman of Yunnan Normal University computer technology foundation teaching process were analyzed.
Key words education information processing; computer technology foundation; S-T analysis
Author’s address
1 School of Information, Yunnan Normal University, Kunming, China 650500
2 The Second Prison in Yunnan Province, Kunming, China 650102
1 問題的提出
教學過程是一種信息傳遞過程,它包括教師與學生間的信息的產生、呈現、傳遞、分析和處理。在對教學過程進行分析時,應針對教學過程中各種信息的特點、表現形式,采用適當的方法進行處理,并由此得到用于分析、評價、控制教學過程的有效信息。教育信息處理的對象是教學過程中收集的信息,因此,首先要了解其特點。
1)量度水平低。課堂教育信息大多是一些量度水平較低的信息,如學生對知識點的掌握、學習方法、學習愛好和師生互動信息等,對這些信息的處理較為困難。
2)抽取的樣本數據較小。在實際的教學過程中,往往只涉及一個班,如在本文中隨機抽取的3位教師的班級,09數學D班61人,09體育教育B班56人,09法學A班和09公共管理事業兩個專業合班上課共113人。由于樣本較少,它給數據的統計處理帶來較大的困難。
3)注重個體數據的分析。在教學過程當中,除注重一個學校、一個班級的數據的分析以外,往往還要注重學生個體的分析。對學生個體數據的分析,可為個性化學習提供重要的信息,可實現有效的個別指導。
4)信息模糊。采集信息不可能都是精確的信息,比如教師對學生學習狀態的理解、掌握知識的判斷是十分模糊的。學生的反應與回答多是一些模糊信息,教師對這些信息的分析是一種極為復雜的、模糊的過程,這對進行教育信息的處理帶來較大的困難。
在課堂教學中,基于以上教學信息的特點,宜采用定量分析方法,有效地記錄教學過程中的各種數據,通過對這些數據的分析、處理,得到一定的信息,并將這種信息用于評價和完善教學過程。
2 研究的方法
2.1 S-T分析法
S-T分析是一種用圖形的方法直觀表現教學性格,對教學過程及其結構進行定量處理與評價的課堂結構分析。其主要特點是:將教學中的行為僅分為學生(以S表示)行為和教師(以T表示)行為兩類,減少教學過程中行為分類的模糊性,增加了客觀性。在教學過程中,T行為主要包括教師的講話行為和板書、演示等行為。S行為包括T行為以外的所有行為。
筆者以云南師范大學的計算機技術基礎的課程為例,運用S-T分析法來研究課堂教學過程,抽取3位計算機教師的課程并做了詳細的記錄,對其教育信息的處理過程為聽課記錄統計比較分析得出結論。
2.2 S-T數據的收集
通過對計算機技術基礎這門課程教學過程的實際觀察,設定采樣的時間間隔為30秒,將每個采樣點的行為類型記錄在S-T數據記錄表。基于信息的收集,將教學模式用兩種方式來表示,一種是以S、T行為隨時間變化的S-T圖,一種是以表現教學性格的Rt-Ch圖。
S-T圖要根據采集的數據分別描繪計劃S-T圖和實測S-T圖。計劃S-T圖是在教學實施之前,參考教學設計的結果和教材所描繪的S-T圖,而實測S-T圖則是根據教學實施的結果數據來進行描繪。
Rt-Ch圖中,Rt和Ch分別表示教學過程中的T行為占有率和轉換率,描繪的是教學過程中T行為與S行為間的相互轉換次數與總的行為采樣數之比,橫軸Rt表示教師的講授和演示,縱軸Ch表示教學中的對話性。據此可以將教學分為4種不同的教學模式,即練習型、講授型、對話型和混合型,這對教學模式的描述、完善教學過程具有重要的意義。
3 實例分析
數據的收集隨意抽取云南師范大學的3位教師面向同一年級不同班級的相同課程(即計算機技術基礎課程),分別稱這3位教師為甲、乙、丙,其中教師丙為教授,云南師范大學計算機基礎學科帶頭人。
3.1 S-T圖和Rt-Ch圖
根據教師甲的教學過程記錄得到甲教師的S-T數據記錄表、S-T圖和Rt-Ch圖,如表1、圖1所示;根據教師乙的教學過程記錄得到乙教師的S-T數據記錄表、S-T圖和Rt-Ch圖,如表2、圖2所示;根據教師丙的教學過程記錄得到丙教師的S-T數據記錄表、S-T圖和Rt-Ch圖,如表3、圖3所示。
3.2 圖表分析
1)計算機技術基礎是一門理科課程,課堂教學以教師授課為主。從教學圖表當中可以看出,教師行為占了大約2/3左右,給學生也留下了一定的思維、互動空間。這不僅有利于學生的主動性學習,也便于教師系統地傳授知識和教師有效地控制課堂。
2)據實地考察,甲、乙、丙3位教師是多媒體教學為主,由上圖可見這3位教師的行為占有率Rt都比較高。這個現象與計算機技術基礎這門課程的特點有關。計算機技術基礎是一門內容較多、實踐性強的系統學科,教師不僅要將理論抽象的概念闡述清楚,而且要觀察學生的理解程度以確定教學進度。所以在這3位教師的教學當中,教師的行為占有率Rt都比較高。但丙教師在教學過程當中,行為轉換率Ch比較高,說明他更注重與學生的交互。這在某種程度上也可以說明教師在利用多媒體教學時,避免了不必要的重復勞動,節省時間用于與學生的互動,體現了多媒體教學的一種優勢。
3)從以上圖中可以看出,甲、乙兩位教師是混合型的,而丙教師是對話型的。宏觀上分析,3位教師的教學模式傾向于對話型,并且從圖1、圖2當中可以看出甲、乙兩位教師的S-T圖與丙教師的S-T圖也很接近。這種教學模式改變了傳統教學課滿堂灌的形式,在與學生進行交互的過程中接收學生的反饋信息,啟發學生對知識點的認同,及時調整教學方法和進度,從而進一步優化教學。
參考文獻
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關鍵詞:計算機軟件;安全檢測技術
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)16-0058-02
在社會經濟飛速發展的今天,計算機作為意義上的生產或者生活用品已經融入人類社會的各個領域,并且隨著科技的日新月異,電子計算機科學技術也隨之日臻完善和成熟。是計算機軟件在支撐著計算機的正常運轉,人們依賴計算機進行生產和生活要借助不同的計算機軟件來進行,因而,計算機軟件的安全性也就提到了計算機維護的首要日程。否則,其安全性就極有可能對計算機的使用帶來極大的安全隱患,同時也會給互聯網安全造成極大威脅。鑒于此,計算機軟件開發人員,在進行計算機軟件開發過程中,非常有必要對不同類型的計算機軟件進行安全性檢測,以便于軟件開發人員事先發現安全隱患,從而采取適當的改進措施,確保不同計算機軟件在使用過程中順利運轉。顯而易見,計算機軟件安全檢測技術已經成為了計算機軟件開發過程中不可或缺的一項核心內容。
1計算機軟件安全檢測的基本內容
當今社會,計算機的使用在不同領域越來越廣泛,而且越來越具有依賴性,因而,計算機軟件使用過程中的安全性則越來越成為計算機用戶的終極要求,主要表現在以下幾方面::第一,軟件之間的沖突導致計算機運行的不通暢。安裝某一款計算機軟件后,用戶發現這對計算機本身并沒有產生多么明顯的影響,甚至會因為該軟件和其他軟件沖突因而導致計算機運行速度明顯變慢等;第二,計算機軟件安全性得不到保證。計算機用戶在使用軟件的過程中許多個人信息會被留下,用戶的私密信息隨之就不可避免地被泄露,自然,用戶的個人隱私就會得不到有效的、必要的保護。因此,在不同計算機軟件開發過程中,軟件開發人員要利用成熟的安全檢測技術對計算機軟件中存在的安全漏洞進行檢測,并對其進行安全修復,從而達到提高安全性,降低風險的目的。
計算機軟件安全檢測是指在軟件開發過程中,計算機軟件開發人員采用安全檢測技術,采取科學的手段,對計算機軟件的漏洞和缺陷進行系統性地檢測。安全漏洞檢測是指計算機軟件開發人員對計算機軟件的安全缺陷及在使用過程中產生的安全隱患進行有針對性的檢測、修復,軟件升級或版本修復是這一過程的主要運用手段。不過,這類檢測只是停留在技術的層面問題;而真正的技術檢測,則是計算機使用過程中系統運轉過程中的安全管理、授權、訪問控制和機密性等核心內容。
2計算機軟件安全檢測的基本要求
計算機軟件檢測是一項復雜、嚴謹技術含量較高的工程,不僅對檢測的軟件有著科學嚴格的要求,同事對檢測方法、技術手段、操作人員素質等都有著嚴格的要求。
首先,由于計算機軟件程序具有復雜性的特點,要使用科學有效的安全檢測方法對計算機軟件安全進行實質性檢測。軟件中很多潛藏的安全問題,采用簡單的檢測方法是不能被排除的,所以開發人員一定要事先對軟件的相關特性以及檢測軟件的使用條件進行全面了解后,再根據實際情況選擇適當的檢測方法,制定出科學合理的檢測方案,對計算機軟件安全進行實質性檢測,不僅如此,開發人員還要在細節方面也要依據相關程序進行細化和深化。
其次,因為軟件漏洞具有存在于軟件開發程序的各個環節的特點,需要多類人員共同參與對計算機軟件的檢測,才可能確保盡可能多地排除軟件中潛在的安全威脅。多元化的人員參與有利于實現檢測方法的多極性、多樣性,這有利于及時、準確地排除安全隱患。不過,在軟件安全檢測過程中,必須需要具有專業軟件安全檢測技術的人員參與,同時還需要有了解軟件工作和使用特性的人員,從而實現多角度、全方位的檢測,以排除更多的安全風險,滿足軟件使用的安全要求。
最后,對計算機軟件進行安全檢測必須要按計劃選擇合適的方法進行安全檢測。選擇大體說來,需要通過以下做法具體執行:首先,要對計算機軟件檢測的各種方案和案例進行必要地分析研究,并且最后要進行匯總,在此基礎上再進行分析、歸納、總結,尋找出普遍通用的檢測規律。之后,再根據檢測的具體要求,對比、篩選合適的方法予以檢測。但是,再進行檢測之前,為了確保檢測程序的順利推行,事先必須制定出切實可行的檢測方案,并將檢測過程的方案制定的形象化、具體化,以確保檢測過程準確無誤地予以開展。以上工作做好、做細后,還要對上述擬定的檢測方案采用電腦模擬建立數據模型。特別需要指出的是,在這個過程中,一定要把語言支持作為實現模型形式化表現過程中的動態幫助。以上環節結束之后,作為對軟件進行運行和結構的安全測試,再開始檢測模擬系統。
3 計算機軟件安全檢測的具體技術
3. 1 語法安全檢測技術
語法安全監測技術主要是對計算機軟件中的語法進行實質性、技術性檢測。最初輸入條件的不同會使最終檢測結果產生差異。語法安全檢測技術通常被用于檢測源程序中的安全漏洞,該檢測技術可及時有效地檢測出系統函數與C語言庫函數的切換,并及時恰當地做出處理,從而建立以語法為基礎的測試數據。同時該檢測技術還能實現對計算機軟件的安全檢測,排除潛存的安全風險,保證計算機安全運行。
3. 2 動態安全檢測技術
這項技術是對計算機軟件運行環境變量進行的必要檢測,漏洞等風險因素是它主要進行的檢測目標。這種安全動態檢測技術的使用,計算機軟件源碼不需要在運作過程中進行修改,因而計算機用戶的隱私安全得到了很大程度地保證。在這類檢測技術應用過程中,如果計算機軟件的漏洞被發現,就會自動完成相關修復工作。今天,由于計算機在商務應用中也發揮著越來越大的作用,這種軟件的檢測技術更加適用于商務性,隨著普及率的越來越高,對保證商業機密的安全,必將發揮著越來越大的作用。
3. 3 靜態安全檢測技術
近年來,計算機程序開發人員根據程序代碼內部特性和結構是靜態安全檢測技術這一特征,事先構建合理的測試模型,以滿足計算機讀取的相關要求,對計算機進行安全靜態檢測,這就是所謂的靜態安全檢測技術。這種檢測技術的檢測程序是:開發人員先利用這種安全檢測技術對需要檢測的計算機進行檢測之后,再將選定的測試模型和待檢測的程序數據進行全面比對,如果待測的計算機軟件安全性能良好,其對比數據就會高度一致。近年來,由于這項技術日臻成熟,并且簡潔易行,越來越多的軟件技術開發人員傾向于此項研究之中,從而推動了這項技術得到更為充分的發展,并且越來越大地在計算機軟件安全領域中發揮了重要的作用。
3. 4 混合安全檢測技術
近年來,隨著計算機檢測軟件越來越多樣化,檢測技術要求的不斷提升,對計算機軟件越來越趨向于多項或者混合檢測,以確保效果的精準化、全面化。鑒于此,實踐中,我們往往傾向于多種檢測軟件并行的檢測方法,也即這里我們所說的混合安全檢測技術。這種混合安全檢測技術雙管齊下,動態安全檢測與靜態安全檢測并駕齊驅,采用了動態安全檢測與靜態安全檢測兩種檢測技術的優勢,揚長避短,強強聯合,確保計算機軟件檢測過程精準、全面、不留死角,極大地擴大了檢測范圍。
3. 5 基于web技術的安全檢測技術
計算機技術檢測采用web技術是近年來計算機檢測技術領域的一項嘗試和技術突破。Web技術是近年來伴隨著計算機互聯網技術出現的網絡資源開發技術。隨著web技術的不斷革新,這項技術也逐漸滲透到計算機軟件安全檢測領域中,并且和其他檢測手段比起來越來顯示出它獨特的優越性能――與同是作為計算機軟件安全檢查的傳統的檢測技術,Web安全檢測技術更具有靈活性、高效性和先進性的特點,在檢測性能等各方面都表現出優異的成績。大體說來,基于Web技術的安全檢測技術不僅能夠及時檢測出風險和漏洞,而且能夠及時對這些安全風險和漏洞進行有效修復,為計算機系統安全、可靠、高效地運行提供了有力的保障。鑒于這種檢測技術的精準、高效、安全的特色,基于Web技術的安全檢測技術已經越來越多的運用到不同行業的計算機檢測技術中,并且大有取代傳統檢測軟件的趨勢。
4 結束語
綜上所述, 隨著計算機網絡越來越大的影響著人類的生產和生活,計算機安全檢測技術作為計算機運用過程中的輔助技術,勢必越來越彰顯出它的必不可少的重要作用。同時,計算機技術越先進,勢必要求計算機安全檢測技術也必須隨之越先進,在科技日新月異的今天,相信我們人類社會在計算機安全檢測技術方面,也必將取得更多成果,以更好地服務于計算機技術,更好地造福于人類。
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關鍵詞:計算機課程;分級教學;因材施教;教學模式
一、目前職業技術學校計算機基礎課教學的現狀分析
隨著信息技術迅猛發展和計算機技術日益普及,學生計算機應用水平和計算機文化意識有了明顯的提高。從近幾年的教學狀況和教學效果來看,出現的新情況和新問題,主要表現為以下幾個方面:
1、學生學習的起點不一。
中學已普遍開設了計算機基礎課,而日益增加的家庭計算機又為部分學生提供了良好的計算機學習環境,使相當多的學生在入學前就具備了一定的計算機基本知識和應用能力,部分學生對計算機非常精通。來自城市和經濟發達地區的學生,計算機基本知識和應用水平普遍高于來自農村和貧困地區的學生。入學前計算機水平較高的學生上課感到內容太淺,而入學前程度低的學生又感到聽不懂、跟不上,課后難以消化。學生學習起點不一,給教學實施帶來了很大的困難。
2、教學內容過于系統。
由于非計算機專業的學生學習計算機技術是為了將計算機作為工具來使用,他們今后是計算機的應用者,因此,他們所需的計算機知識應注重應用性和實用性。而目前教學使用的教材和計算機等級考試的要求過于完整和系統,從二進制的轉換、操作系統發展到網絡體系結構,使理論授課內容非常龐雜,難以突出重點。另外,在授課的安排上,因學生首先接觸到的內容不是面向應用的,而是一大堆的概念和術語,使學生原本認為非常有趣的得十分枯燥乏味,影響了學生應有的學習熱情。
3、教學模式陳舊,學生學習個性無法發揮。
計算機基礎課雖然改進了教學手段,使教學內容表達趨于直觀,增大了課堂信息量,提高了教學效率。但是,教與學的關系還是“你教我學”,所不同的是將教材的內容搬上了計算機投影的大屏幕,學生始終處于被動學習的地位,仍是以教師為中心的教學模式,學生獲取的知識和信息的渠道只能來自于課堂上的教師講授。事實上,學生缺乏的是學會如何學習,如何通過多種渠道獲取與學習內容相關的信息。另外,由于同一學習起點的學生也存在著學習上的差異,采取單一的教學組織形式,難以適應不同學習能力的學生,不利于因材施教。因而,學生學習的主動性被忽視,甚至被壓抑,直接影響了教學效果。
二、分級教學的改革思路
以上這些問題的出現,迫使我們必須對現行的計算機基礎課程的教學組織和教學模式進行改革。根據學生計算機水平的高低實施分級教學,分級教學體現了因材施教、循序漸進的教學原則,是改革計算機教學的一項十分有效的措施。在學生計算機水平大致相等的班級,教師比較容易地為學生提供合理的輸入,不論是基礎好的學生還是基礎差的學生,都能從中受益。
1、根據學生不同的學習起點,進行分級教學。
新生入學伊始,對學生的計算機水平進行摸底,設計一些基礎理論和操作題進行水平測試,達到合格成績的學生可允許免修本門課程,并取得本課程相應的學分;同時,對合格分數以下的同學根據考試成績分快班和正常班。根據現有的教學資源,針對不同學習起點的學生開展因材施教。對于進入快班課程學習的學生,一方面縮短上課學時,另一方面多提供上機和上網學習的機會,使這些學生主要通過自主學習和網絡化學習的方式,在較短的時間里通過本門課程的學習。對正常班學生,加職業技術學校習內容的輔導和學習方法上的指導。當入學新生的計算機水平達到基本上的均衡,這門課的教學目標與課程學習內容還要進行實質性的調整,教學形式逐漸過渡到以自學為主,學生完成相應的作業,學校組織考核。
2、采用以學生為主體、教師為指導相結合的模式。
教學模式改革傳統的教學模式,采用以學生為主體、教師為指導相結合的教學模式,即:班級授課與學生自主網上學習相合的教學模式。將計算機基礎多媒體課件和相關知識、鏈接放在校園網上,并提供學生自由上網學習的環境,改變學生單渠道從教師那里獲得學習信息的狀況。同時精減正常班理論授課學時,鼓勵學生在課后通過上網進一步對課程自主學習,留給學生更多的學習時間和學習內容的選擇權。
3、教學內容和專業知識結合。
可以結合學生的專業,設計一些練習和作業,而不必采用教材中的例子或作業。這樣既提高了學生的學習興趣,又加深了學生對所學專業的認識與理解;同時培養了學生的專業意識。
三、分級教學實施中應注意的問題
1、加強學生對分級教學的正確認識。
經過分級后,被分到慢班低層次的學生或許會產生自卑心理,再加上同班同學的層次較近,缺乏一種互相激勵的環境,他們中有些人可能會自暴自棄。因此,課前加強學生對于分級教學的正確認識,解決他們的心理困惑是非常必要的。同時,教師需要讓學生意識到分級教學是為了他們的學習,也要讓他們明確經過努力學習后,低層次進入高層次學習的機會絕對是有的,分級教學對于每個學生是公平的。
2、加強學生自主學習能力的培養。
在分級教學中,應重視學生的主體作用,強調以學習者為中心,教師要起到引導的作用,學習的任務只能靠學習者自己去完成。只有學生充分了解到自主學習的重要性,他們在學習中才能充分發揮自己的主動性和積極性,從而把教師的教學目的轉化成學生的學習目的,同時在此基礎上制訂適合自己的學習計劃,將學習策略與自主學習有機結合起來。
3、加強學生創新能力和實踐能力的培養。
學生在基于網絡的學習環境中,不但可以學習已框定的課程內容,也可以通過網上查詢,鏈接到相關網站,獲取相關的學習信息,完全打破了單向獲取知識的渠道。在這里,學習的過程和學習的結果完全由學生自己實踐和尋求,不必按教材系統去學。它將包含兩種能力的鍛煉:一是信息的獲取;二是信息的運用。另外,學生在學習課程的同時,還使自己計算機應用能力得到了不同程度的提高。
4、把握因材施教原則。
“因材施教”是指教師要從學生的實際情況出發,充分考慮學生之間的個別差異,有的放矢地進行教育。教師要針對學習者不同的語言能力、認知風格、動機、態度和性格等個體差異來施行不同的教學要求、教學方法和教學模式,以此激勵,使得每個學生都能在學習中得到“滿足”。當然,要做到因材施教也不是一件容易的事情,必須經過多年的教學經驗積累和不斷地學習。教學要與科學技術以及社會經濟發展相結合,尤其是計算機基礎教學,更應與當前計算機應用技術的發展相適應。今后我們將面臨許多的新情況和新問題,計算機基礎的分級教學改革還需要進一步的探索和實踐。
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