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云計算技術(shù)課程精品(七篇)

時間:2023-07-28 16:33:14

序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇云計算技術(shù)課程范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。

云計算技術(shù)課程

篇(1)

關(guān)鍵詞:計算機信息技術(shù)課程 教學(xué)改革 實驗教學(xué)

中圖分類號:G64 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1673-9795(2013)09(b)-0165-01

大學(xué)計算機信息技術(shù)課程包括理論知識和上機實驗兩部分,是一門培養(yǎng)學(xué)生掌握現(xiàn)代信息技術(shù)的基本概念、基本原理知識以及操作技能的重要課程,是高校非計算機專業(yè)學(xué)生必修的一門公共基礎(chǔ)課,也是大部分高校文科類非計算機專業(yè)學(xué)生拿到學(xué)位證書需要通過的計算機等級考試的考試內(nèi)容??v觀我校文科學(xué)生歷年的江蘇省計算機一級等級考試成績的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),學(xué)生在計算機一級考試的理論部分的及格率遠(yuǎn)大于機試操作部分的合格率,也就是說機試操作部分的合格率影響了全校文科學(xué)生江蘇省計算機一級等級考試的整體通過率。

為了培養(yǎng)學(xué)生大學(xué)計算機信息技術(shù)課程上機實驗部分的自主學(xué)習(xí)能力,兼顧高校新生入學(xué)時計算機能力的差異,我們在實驗教學(xué)中應(yīng)遵循“則重實踐,相關(guān)知識點的介紹夠用即可;邊學(xué)邊做,學(xué)中做,做中提高”的原則。

1 理論聯(lián)系實際,優(yōu)化教學(xué),培養(yǎng)自學(xué)能力

大學(xué)計算機信息技術(shù)實驗課程是一門實踐性強,知識日新月異不斷發(fā)展的課程,因此,在日常教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生對課程的興趣,讓學(xué)生養(yǎng)成合作學(xué)習(xí),終生學(xué)習(xí)的習(xí)慣為教學(xué)目的。

1.1 營造環(huán)境激發(fā)學(xué)生興趣

在日常教學(xué)中,通過多樣的教學(xué)內(nèi)容,不同的教學(xué)工具,例如,影像,音樂,圖片等,使學(xué)生對本門課程知識產(chǎn)生興趣,通過教學(xué)讓學(xué)生改變觀念,對計算機有更新的認(rèn)識,了解計算機在辦公、生活、娛樂、學(xué)習(xí)等方方面面對他們有著不同的幫助,使學(xué)生自發(fā)的對計算機課程產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。只有興趣才是學(xué)習(xí)的動力,要讓學(xué)生愿意進機房,愿意動手上機操作,才能根本解決動手能力不足的問題。

1.2 提高課程可操作性

大學(xué)計算機信息技術(shù)實驗課程是一門操作性很強的課程,因此,在日常教學(xué)中,除了必要的講解,要充分的讓學(xué)生自己親自操作,提高知識的學(xué)習(xí)效率。讓書本的文字變成可以看的到、摸得著的知識,更可以提高學(xué)生動手能力,對計算機的熟悉。提高上機操作的比例,在教學(xué)課程中對操作機器的時間按比例提高,讓學(xué)生更好的熟悉計算機。

1.3 通過優(yōu)化教學(xué)最終培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力

大學(xué)計算機信息技術(shù)實驗課程遵循由簡到繁、循序漸進的原則,“以興趣為主線,以實用為載體,以培養(yǎng)學(xué)生的能力為最終目的?!笨梢愿鶕?jù)學(xué)生學(xué)習(xí)水平的不同,成立學(xué)習(xí)小組,在教學(xué)練習(xí)中按易、中、難分組實踐,對完成質(zhì)量好的同學(xué)可以享受激勵機制,比如,上網(wǎng)或游戲等。這樣既完成教學(xué)任務(wù),也調(diào)動學(xué)生的積極性。更好的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

2 利用先進的技術(shù)為教學(xué)服務(wù)

目前,社會的各個領(lǐng)域都被各種先進技術(shù)尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)滲透,其中包含按需服務(wù)的云計算技術(shù)、虛擬技術(shù)等。我們應(yīng)充分的應(yīng)用這些新的技術(shù)來提高我們教學(xué)的水平,利用這些新的技術(shù)來激發(fā)和提高學(xué)生適應(yīng)信息時代的學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力。

(1)云計算技術(shù)是指網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需資源,其特性是門檻低,按需計算、隨時隨地獲取等,利用云計算技術(shù)配合大學(xué)計算機信息技術(shù)實驗課程教學(xué)的目的,構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境,將教師、學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)與優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源連接。讓學(xué)生可以在平時的學(xué)習(xí)中根據(jù)自己水平選擇感興趣的內(nèi)容,完成對應(yīng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)。并且可以隨時查詢結(jié)果,進行評價和改進,無論是選擇自主學(xué)習(xí)還是合作學(xué)習(xí),都可以通過云端平臺獲得來自教師和學(xué)生的支持。通過互動,緊密教師和學(xué)生的關(guān)系,提高教學(xué)的質(zhì)量。

(2)利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺整合全球教育資源,引用網(wǎng)絡(luò)平臺上的相關(guān)資源,更全面的提高學(xué)生的計算機基礎(chǔ)知識和操作能力。在課堂上不僅利用傳統(tǒng)教學(xué),更可以用多媒體教學(xué),多種教學(xué)模式互補。例如,網(wǎng)絡(luò)平臺上的開放課程,視頻講座等。使學(xué)生看的清楚,聽得真切,感受深刻,更好的調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。與時俱進,讓學(xué)生進一步的與世界先進知識接觸,開闊眼界,保持對計算機學(xué)習(xí)的興趣,提高自身修養(yǎng)。

3 構(gòu)建創(chuàng)新實驗室教學(xué)體系

在正常的教學(xué)過程中,每個學(xué)生的能力和要求都各不相同,要合理安排教學(xué)。

(1)想依照興趣和需求自行學(xué)習(xí)的學(xué)生,可以在周末開放實驗室,讓不熟悉的學(xué)生多點時間操作,讓沒有電腦的學(xué)生能有平臺操作。讓學(xué)院實驗室更好的為學(xué)生服務(wù),整合學(xué)院教學(xué)資源保障學(xué)生的學(xué)習(xí),提高動手能力。

(2)創(chuàng)新教學(xué),要以學(xué)生為主,教師為輔,教師作為指導(dǎo)者輔助學(xué)生,計算機學(xué)習(xí)中為培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力,常需要讓學(xué)生先進行自學(xué)摸索,待出現(xiàn)問題后,再引導(dǎo)解決,獲得真知。老師要教給學(xué)生自學(xué)的方法,如使用程序中的幫助、利用網(wǎng)絡(luò)自學(xué)等方法,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力,提高學(xué)生的積極性和主動性。

4 運用多種教學(xué)手段提高學(xué)習(xí)能力

在平時教學(xué)中,要充分思考教學(xué)要點、操作要點和實驗操作與學(xué)生互動的手段,提高學(xué)生的上課積極性,讓學(xué)生主動愿意計算機操作,提高動手能力,學(xué)習(xí)能力。

(1)在教學(xué)過程中,結(jié)合多種獎勵機制,在不同的教學(xué)階段,按學(xué)生的進度不同給予不同的獎勵,更好的讓學(xué)生有興趣學(xué)習(xí)。

(2)充分利用多媒體,網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)手段,延展課堂教學(xué),傳遞教學(xué)內(nèi)容,探討式的教學(xué)、合作式的教學(xué)、案列式的教學(xué)等多種方式,合理的調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

篇(2)

云計算的研發(fā)和應(yīng)用為初中信息技術(shù)教育提供了廣闊的發(fā)展空間,有效解決了初中信息技術(shù)教學(xué)中的各類問題。文章簡單概述了云計算,分析了云計算在初中信息技術(shù)教育當(dāng)中的具體應(yīng)用,旨在為提高初中信息技術(shù)教育水平提供若干建議。

關(guān)鍵詞:

云計算;信息技術(shù)教育;應(yīng)用

云計算是近些年來人們提出的新概念,云計算出現(xiàn)至今僅10年。此技術(shù)雖新穎,但卻著實改變著人們的生活和工作方式,促進了社會的發(fā)展。云計算具超強計算能力和存儲能力,廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域并發(fā)揮著非常重要的作用?,F(xiàn)初中信息技術(shù)教育也正受云計算影響,逐步發(fā)生著微妙的改變。

一、云計算概述

云計算是一種分布式計算技術(shù),其最基本的概念是,利用網(wǎng)絡(luò)將龐大的計算處理程序自動拆分成若干個較小的子程序,并將這些子程序交由多個服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)進行處理,經(jīng)搜索、計算、分析之后再將處理結(jié)果反饋給用戶的一種新型計算技術(shù)。云計算基于集分布式處理、并行處理和網(wǎng)絡(luò)計算而發(fā)展起來的??傮w而言,云計算的特征主要體現(xiàn)在以下方面:第一,數(shù)據(jù)存儲量大且安全、可靠;第二,用戶端設(shè)備要求相對較低,比爾•蓋茨曾說,利用云計算之后,用戶端內(nèi)存只需640K就足夠了;第三,信息共享,數(shù)據(jù)在保存至云端之后,設(shè)備只需聯(lián)網(wǎng)便可隨時訪問和使用云端數(shù)據(jù),同時還可共享此數(shù)據(jù);第四,計算能力超強,據(jù)分析,云計算或為普通用戶提供10萬億次/秒的計算能力,以完成用戶所需;第五,成本較低,計算機具強容錯性,用戶可根據(jù)自身需求以極其廉價的節(jié)點來完成云端設(shè)計,同時云端的自動化集中式管理還可有效提高資源的利用率,為用戶節(jié)省成本。

二、云計算在初中信息技術(shù)教育中的應(yīng)用

(一)實現(xiàn)教學(xué)的即時性和共享性

云計算可實現(xiàn)收藏夾的隨身攜帶,使用戶在任何時候、任一電腦上都可以調(diào)出自己的網(wǎng)絡(luò)收藏夾,同時還可合并用戶網(wǎng)絡(luò)收藏夾和本地收藏夾,方便用戶隨時查看自己所收藏的信息和資料。云計算還可實現(xiàn)輸入法和演示文稿的隨身攜帶,在進行信息技術(shù)的教學(xué)過程當(dāng)中,教師可隨時調(diào)用自己的輸入法和演示文稿,利于用戶的個性化學(xué)習(xí)。此外,在云計算基礎(chǔ)上研發(fā)的WPSOffic軟件還為用戶提供了信息的在線編輯功能,教師及學(xué)生可隨時編輯和保存更改后的文檔,有效實現(xiàn)了初中信息技術(shù)教學(xué)的即時性和共享性。

(二)豐富初中信息技術(shù)教學(xué)資源

在進行初中信息技術(shù)課堂教學(xué)時,受各方面因素影響,教師可為學(xué)生提供的用于制作作品的素材有限,導(dǎo)致學(xué)生選擇存在很大局限性,制作出來的作品也都大同小異,無法體現(xiàn)學(xué)生個性和獨特思想。云計算可有效豐富初中信息技術(shù)的教學(xué)資源,教師可利用云計算,結(jié)合課程內(nèi)容和學(xué)生特性尋找很多網(wǎng)絡(luò)資源,為學(xué)生提供更多制作素材和選擇機會,從而加強學(xué)生作品的個性化。同時,教師還可利用網(wǎng)絡(luò)完成授課,實現(xiàn)信息技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化教學(xué),以動態(tài)的方式授予學(xué)生信息技術(shù)知識,一方面激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,另一方面也提高了授課效率。此外,利用云計算還可實現(xiàn)信息和資源的跨平臺分享,利于教育資源分布不均問題的解決,為教育的發(fā)展拓展了新道路。

(三)利于數(shù)字化圖書館的建立

為保證圖書館數(shù)據(jù)資源的安全,圖書館的服務(wù)器通常會設(shè)置最大接入終端數(shù)量。云計算的“云端”相當(dāng)于一個巨大的服務(wù)器群,其帶寬大、計算能力強且具容錯性,用戶利用云端可迅速找到所需資源,且用戶請求可迅速得到反饋。云端還可為用戶提供個性化服務(wù),讓用戶依自身需求建立自己的圖書館,實現(xiàn)圖書館的移動化,使學(xué)生學(xué)習(xí)不受時間、空間限制。此外,因云計算的容量大、計算能力等優(yōu)勢在一定程度上延長了學(xué)校網(wǎng)絡(luò)和信息的硬件設(shè)備的使用壽命,有效降低了學(xué)校的設(shè)備更新成本。

(四)病毒庫可隨身攜帶

初中信息技術(shù)教師不僅承擔(dān)著授予學(xué)生信息技術(shù)知識的責(zé)任,而且還承擔(dān)著一定的電腦系統(tǒng)維護工作。為保證學(xué)校系統(tǒng)安全,學(xué)校每臺電腦都需安裝防護系統(tǒng)和殺毒軟件,而當(dāng)病毒庫需要更新時,需先解除防護系統(tǒng)才能對病毒庫進行升級,進而實現(xiàn)系統(tǒng)保護。此工作復(fù)雜且繁瑣,占用了教師大量工作時間。利用云計算則可實現(xiàn)病毒的隨身攜帶,只需將新的病毒庫程序上傳至云端,需要升級時直接進入云端提取即可,而無須將電腦上病毒庫升級就可完成殺毒過程。另,云計算還可實現(xiàn)演示稿、輸入法、收藏夾等的隨身攜帶,同時還可通過建立網(wǎng)絡(luò)收藏夾的方式將常用網(wǎng)址隨身攜帶,便于學(xué)生自主學(xué)習(xí),實現(xiàn)了學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)。

三、結(jié)語

云計算為初中信息技術(shù)教學(xué)提供了關(guān)鍵性軟件,有效降低了初中信息技術(shù)教育的軟硬件成本和計算機維護成本,同時也為學(xué)生創(chuàng)造了一個良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。在實際教學(xué)過程當(dāng)中,教師要充分認(rèn)識到云計算對于初中信息技術(shù)教育的重要性和作用,充分利用云計算技術(shù),以提高初中信息技術(shù)教育的效率和效果。

作者:戴亞萍 單位:湖州市第五中學(xué)

參考文獻:

[1]黃祖苗.云計算在初中信息技術(shù)教育中的應(yīng)用評價[J].教育教學(xué)論壇,2015,(8):231-232.

篇(3)

【關(guān)鍵詞】EDA仿真 SMT虛擬教學(xué) 教學(xué)改革 云計算

1 引言

EDA(Electronic Design Automation)是指以計算機為工作平臺,融合應(yīng)用電子技術(shù)、計算機技術(shù)、智能化技術(shù)最新成果而研制成功的電子CAD通用軟件包。主要能輔助進行三方面的設(shè)計工作,既IC設(shè)計、電子電路設(shè)計和PCB設(shè)計。EDA技術(shù)經(jīng)過了三個階段的發(fā)展。從70年代的(CAD)階段和80年代的(CAE)階段,到90年代的電子系統(tǒng)設(shè)計自動化(EDA)階段。EDA技術(shù)代表了當(dāng)今電子設(shè)計技術(shù)的最新發(fā)展方向。它不僅為電子技術(shù)設(shè)計人員提供了“自頂向下”的設(shè)計理念,同時也為教學(xué)提供了一個極為便捷的、科學(xué)的實驗教學(xué)平臺。電工電子類專業(yè)課程中的電工基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)都可以通過EDA仿真軟件,進行電路圖的繪制、設(shè)計、仿真試驗和分析。應(yīng)該說將EDA仿真軟件應(yīng)用到電工、電子類專業(yè)的教學(xué)中是一種教學(xué)手段的創(chuàng)新,也是提高教學(xué)質(zhì)量的優(yōu)選方法。

以下主要討論EDA在SMT虛擬教學(xué)中的應(yīng)用。

2 SMT貼片工藝虛擬仿真教學(xué)

SMT貼片工藝是我國大中專院校電子組裝技術(shù)必修的一門課程,是電子組裝技術(shù)與設(shè)備專業(yè)的一門職業(yè)技術(shù)課程,一門核心技術(shù)課程,是本專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后直接任職SMT生產(chǎn)(工藝)技術(shù)員崗位,從事電子產(chǎn)品生產(chǎn)制造(SMT)工作的主要支撐課程。通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生具備高新電子制造企業(yè)高技術(shù)崗位。而由于我國多數(shù)學(xué)校在實驗設(shè)施上不能滿足學(xué)生學(xué)習(xí)條件,使得SMT貼片工藝虛擬仿真教學(xué)得到了快速的發(fā)展。虛擬仿真教學(xué)也可以對社會上沒有電子組裝技術(shù)的人去學(xué)習(xí)SMT貼片技術(shù)帶來了可能性。

隨著國內(nèi)電子行業(yè)的快速發(fā)展, 我國己成為世界電子產(chǎn)品制造大國,而表面貼裝技術(shù)(SMT) 在電子產(chǎn)品的生產(chǎn)中占據(jù)十分重要的位置。SMT是將表面元器件貼裝到PCB上,通過波峰焊或回流焊加熱而使PCB與元器件之間實現(xiàn)機械和電子連接的過程,作為電氣互聯(lián)技術(shù)的主要組成部分和主體技術(shù), 已成為現(xiàn)代電氣互聯(lián)技術(shù)的主流,被譽為“電子組裝技術(shù)的第三次革命”。因此,讓學(xué)生了解SMT的生產(chǎn)過程和生產(chǎn)工藝就顯得特別重要。

傳統(tǒng)的物理實驗教學(xué),在時間、空間和實驗條件等方面會受到限制,缺乏一定的靈活性,不利于物理實驗教學(xué)的實施與開展。隨著計算機仿真技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,一種基于Web技術(shù)、VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建的開放式網(wǎng)絡(luò)化的虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生――虛擬實驗室。虛擬實驗室作為推動教育模式進化的一種有效方法,逐漸成為近幾年來國內(nèi)外實驗教學(xué)和遠(yuǎn)程教學(xué)研究和應(yīng)用的熱點。虛擬實驗室不僅可以克服傳統(tǒng)實驗教學(xué)人力、物力、財力投入大的問題,更為遠(yuǎn)程實驗教學(xué)的實施提供了條件和技術(shù)支持,也為遠(yuǎn)程教育的質(zhì)量提供了有力的保障。

貼片機是SMT生產(chǎn)線中的關(guān)鍵設(shè)備,主要完成元器件的貼裝功能。貼片機的貼裝精度及穩(wěn)定性將直接影響到所加工電路板的品質(zhì)及性能,它對整個生產(chǎn)線的產(chǎn)品精度,生產(chǎn)效率,實際產(chǎn)量和生產(chǎn)能力起決定性的作用。而我國的SMT設(shè)備研制水平非常落后,尤其是貼片機方面與國外上的差距正在不斷擴大,因此本文將深入研究貼片機制造工藝過程的虛擬仿真技術(shù),加深學(xué)生對貼片機知識的認(rèn)識和理解,為學(xué)生獨立自主地進行學(xué)習(xí)與實踐創(chuàng)造良好的條件。

3 EDA虛擬仿真技術(shù)在SMT貼片工藝虛擬仿真教學(xué)中的應(yīng)用

3.1 虛擬環(huán)境下PCB文件BOM表和坐標(biāo)文件的導(dǎo)出

貼片機是用來實現(xiàn)高速、高精度地貼放元器件的設(shè)備。貼片機編程是指通過按規(guī)定的格式或語法編寫一系列的工作指令,讓貼片機按預(yù)定的工作方式進行貼片工作,但前提是需要知道所加工的PCB文件里的BOM表和坐標(biāo)文件。Protel99se是一種簡單易學(xué)的畫圖軟件,通過該軟件,學(xué)生可以快速了解貼片機的編程過程所需PCB文件的BOM表和坐標(biāo)文件。在Protel99se中PCB板的工藝圖片和導(dǎo)出的BOM表信息如圖1所示。

3.2 PCB貼片機的三維實體模型建模

貼片機的三維實體模型構(gòu)建研究主要構(gòu)建貼片機的機架、PCB傳輸機構(gòu)、貼裝運動系統(tǒng)和供料槽。主要通過反復(fù)的查閱貼片機的相關(guān)資料,對貼片機的分類、架構(gòu)和工作原理進行了解,在三維軟件建模的過程中(如PRO/E軟件),根據(jù)模塊間組合裝配的程度進行反復(fù)修正。三維實體模型建模各組件模塊的功能組合分析如圖2所示。

3.3 PCB貼片運動過程虛擬仿真設(shè)計

貼片機貼片運動過程虛擬以建立的模型為依托,根據(jù)貼片機運動的原理進行仿真參考設(shè)計。即以貼片機的實際生產(chǎn)為前提,以功能模塊為仿真對象,在整個仿真過程建立一條主線,把握好部分與整體的協(xié)調(diào)運動來進行貼片機的供料系統(tǒng)運動模擬、傳輸機構(gòu)運動模擬和貼裝運動模擬。在整個仿真設(shè)計的過程中,需要不斷根據(jù)零部件的運動配合和裝配約束等問題對模型的運動進行反復(fù)測試,并發(fā)現(xiàn)其中存在的不合理性,和不斷調(diào)整運動仿真的順序,以增強各部分模塊間的裝配和運動配合,讓仿真更接近真實的實驗。貼片機的運動形式如圖3所示。

4 虛擬化技術(shù)在云計算中的應(yīng)用

云計算的特征體現(xiàn)在虛擬化、分布式和動態(tài)可擴展。虛擬化, 是云計算最主要的特點。每一個應(yīng)用部署的環(huán)境和物理平臺是沒有關(guān)系的, 通過虛擬平臺進行管理、擴展、遷移、備份, 種種操作都通過虛擬化層次完成; 動態(tài)可擴展是指通過動態(tài)擴展虛擬化的層次, 進而達到對以上應(yīng)用進行擴展的目的; 分布式是指計算所使用的物理節(jié)點是分布的。從云計算的最重要的虛擬化特點來看, 大部分軟件和硬件已經(jīng)對虛擬化有一定支持, 可以把各種 IT 資源、軟件、硬件、操作系統(tǒng)和存儲網(wǎng)絡(luò)等要素都進行虛擬化, 放在云計算平臺中統(tǒng)一管理。虛擬化技術(shù)打破了物理結(jié)構(gòu)之間的壁壘, 代表著把物理資源轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嬁晒芾碣Y源的必然趨勢。在未來, 所有的資源都透明地運行在各種物理平臺上, 資源的管理都將按邏輯方式進行, 完全實現(xiàn)資源的自動化分配, 而虛擬化技術(shù)則是實現(xiàn)這一理想的唯一工具。針對云計算, 虛擬化技術(shù)的融合和應(yīng)用應(yīng)面向高級虛擬主機、應(yīng)用和資源, 以及虛擬化存儲等方面。

同樣的,SMT虛擬仿真教學(xué)也可以運用到云計算中去,可以把創(chuàng)建好的虛擬教學(xué)視頻通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆贫?,那么,無論學(xué)校硬件設(shè)施如何,老師們都可以通過云端下載網(wǎng)絡(luò)視頻,進行視頻教學(xué),這樣就避免了由于學(xué)校硬件設(shè)施而不能開課的問題,這也是現(xiàn)代教學(xué)改革的一種體現(xiàn)方式,更有利于我國教育良好的發(fā)展。

5 結(jié)束語

本文通過對EDA仿真技術(shù)的分析,提出了EDA仿真技術(shù)在SMT虛擬教學(xué)中的應(yīng)用;此技術(shù)不僅可以用在硬件設(shè)施不足的院校,更為成人學(xué)習(xí)帶來了可能性,通過用理論學(xué)習(xí)和虛擬教學(xué)相結(jié)合的思想構(gòu)建了一種以體驗式學(xué)習(xí)為指導(dǎo)的貼片機制造工藝虛擬仿真實驗;提出用三維實體建模軟件完成貼片機的機架、PCB傳輸機構(gòu)、貼裝運動系統(tǒng)和供料槽的模型創(chuàng)建的思想;最后討論了虛擬仿真在云計算中的應(yīng)用,為教學(xué)等提供了更有利的方案。

參考文獻

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篇(4)

關(guān)鍵詞:云計算;資源虛擬化;實驗教學(xué)平臺;資源共享

0引言

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”計劃的提出,教育信息化受到了前所未有的關(guān)注,并且已經(jīng)被納入到國家發(fā)展戰(zhàn)略的層面,高校計算機輔助教學(xué)也已經(jīng)成為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才和高素質(zhì)人才戰(zhàn)略的一個重要組成部分。高校計算機實驗室承擔(dān)著全校計算機相關(guān)專業(yè)的課程實驗任務(wù)、非計算機專業(yè)的計算機公共基礎(chǔ)課的實驗任務(wù)和計算機類的考試和科研任務(wù),而目前大多數(shù)高校計算機實驗室的建設(shè)仍然采用每臺計算機獨自享用資源的模式,這樣就會導(dǎo)致后期軟硬件購買成本高、系統(tǒng)管理維護困難、系統(tǒng)容易受病毒攻擊等問題。而云計算技術(shù)作為一種新型的具有虛擬化和高擴展性的計算模式,為高校的資源建設(shè)和教育教學(xué)改革提供了思路[1-2]。近年來國內(nèi)外很多高校圍繞云計算的應(yīng)用展開了研究,在云計算輔助教學(xué)、云計算資源建設(shè)等方面進行了有益的實踐和探索,推動了高校教育教學(xué)的發(fā)展和創(chuàng)新[3-5]。構(gòu)建基于云計算的計算機實驗教學(xué)平臺,可以有效整合教學(xué)資源,使每臺計算機通過互聯(lián)網(wǎng)獲得所需的軟硬件資源,包括網(wǎng)絡(luò)資源、服務(wù)器資源、存儲資源、應(yīng)用軟件資源等,用戶可以根據(jù)自身實際需要,通過功能擴展的方式獲得云計算實驗教學(xué)平臺中的各種IT服務(wù),從而提高資源利用率,降低實驗室軟硬件購買和維護成本,為學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和學(xué)校實踐教學(xué)模式的改革提供支持。

1高校計算機實驗室現(xiàn)狀分析

1.1實驗室建設(shè)規(guī)模有限

隨著教育信息化的迅速發(fā)展,高校計算機實驗室的建設(shè)規(guī)模也在逐年擴大,計算機性能不斷提高。但高校的逐年擴招和無紙化考試的日益盛行使得現(xiàn)有計算機實驗室的規(guī)模仍然不能滿足目前計算機教學(xué)實踐、各類網(wǎng)絡(luò)考試任務(wù)和教師科研任務(wù)的需求,部分高校的計算機實驗室?guī)缀鯖]有空閑時間,學(xué)生很難利用業(yè)余時間進行實踐練習(xí)。

1.2建設(shè)資金相對匱乏

計算機實驗室的軟硬件環(huán)境是提高實驗教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵,而目前大多數(shù)高校計算機實驗室的建設(shè)仍然采用每臺計算機獨享資源的模式,改善實驗室環(huán)境時需要在每臺計算機上都進行軟硬件的更新,需要承擔(dān)高昂的軟硬件升級和維護的成本。

1.3資源利用率偏低

由于學(xué)生的專業(yè)和研究方向不同,所需要的實驗室軟硬件環(huán)境也是不同的,一般的高校會為某一類專業(yè)或研究領(lǐng)域的學(xué)生配備專業(yè)實驗室,以提高教學(xué)質(zhì)量,但會導(dǎo)致這些專業(yè)實驗室的資源無法為其他教師和學(xué)生服務(wù),使得實驗室資源利用率偏低。

1.4日常維護工作量大

現(xiàn)有的計算機獨享資源模式使得實驗室管理者往往會在一臺機器即母機上安裝大量軟件,然后通過網(wǎng)絡(luò)克隆的方式分發(fā)到每一臺學(xué)生機器上,以盡可能多的滿足學(xué)生的需要,但是太多的軟件使得計算機系統(tǒng)不堪重負(fù),每次網(wǎng)絡(luò)克隆的時間需要5小時左右,并且一旦軟件需求臨時發(fā)生變化,就需要重新進行網(wǎng)絡(luò)克隆,耗費大量的時間、人力和物力。

1.5無法提供個性化服務(wù)

目前大部分實驗室機器都安裝了還原卡,實驗完成重啟機器后機器會還原到初始狀態(tài),有效地防范了病毒的入侵,但卻導(dǎo)致教學(xué)資料和實驗數(shù)據(jù)無法保存,影響了學(xué)習(xí)的連續(xù)性。另外,由于學(xué)生的學(xué)習(xí)程度不同,他們可能需要不同的實驗室環(huán)境,而獨享資源模式使得每個學(xué)生的實驗室環(huán)境都是相同的,無法為學(xué)生提供個性化的服務(wù),不利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2基于云計算的計算機實驗教學(xué)平臺的構(gòu)建

2.1云平臺的架構(gòu)

云計算是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式,通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴展的而且經(jīng)常是虛擬化的資源[6]?;谠朴嬎愕挠嬎銠C實驗教學(xué)平臺分為4個層次,分別是云基礎(chǔ)設(shè)施硬件層、資源虛擬化平臺層、虛擬實驗平臺層和云終端接入層。通過該云平臺,可以構(gòu)建云數(shù)據(jù)中心,支持海量實驗資源的存儲和管理,實現(xiàn)資源整合和資源共享,教師和學(xué)生可以不受時間和地域限制隨時隨地通過智能終端設(shè)備接入云平臺,獲取云平臺的IaaS(基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù))、PaaS(平臺即服務(wù))和SaaS(軟件即服務(wù))。云基礎(chǔ)設(shè)施硬件層:包括高性能服務(wù)器集群、光纖交換機等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、高可用數(shù)據(jù)存儲設(shè)備,各設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)互連。資源虛擬化平臺層:利用虛擬化技術(shù)將計算資源、網(wǎng)絡(luò)資源和存儲資源池化,將物理上的硬件資源映射為邏輯資源,屏蔽物理資源的多樣性和復(fù)雜性,通過云計算管理軟件CloudStack實現(xiàn)資源的統(tǒng)一管理,使計算資源、網(wǎng)絡(luò)資源和存儲資源協(xié)同工作,可以按需動態(tài)分配和擴展資源。虛擬實驗平臺層:該層統(tǒng)一管理虛擬化資源池,用戶通過統(tǒng)一身份認(rèn)證后,可以通過申請?zhí)摂M主機的方式申請?zhí)摂M化后的資源,快速部署個人實驗環(huán)境,包括操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、管理工具等,把傳統(tǒng)的機房遷移到云端,也可以在自己的虛擬機上存儲個人實驗數(shù)據(jù)和教學(xué)資料,有效實現(xiàn)教學(xué)資源共享和師生互動。云終端接入層:用戶可以隨時隨地借助個人電腦、手機、平板電腦等智能終端設(shè)備通過B/S模式登錄云終端,獲得云平臺的計算、網(wǎng)絡(luò)和存儲等服務(wù)。

2.2云平臺的實施

由于計算機實驗教學(xué)云平臺主要面向?qū)W校的教師和學(xué)生,所以該平臺部署為私有云模式,平臺硬件拓?fù)?。云平臺的主存儲采用FC-SAN的集中存儲架構(gòu),通過光纖通道連接到服務(wù)器集群上,為計算節(jié)點以共享的方式提供存儲資源。由于虛擬機文件都存儲在后端的SAN存儲陣列中,當(dāng)云平臺中的任意一臺虛擬機出現(xiàn)單點故障時,都可實現(xiàn)業(yè)務(wù)不間斷地遷移到另一臺虛擬機當(dāng)中,有力地保障了云數(shù)據(jù)的高可用性。云計算服務(wù)器共有5臺,構(gòu)成5節(jié)點服務(wù)器集群,為平臺提供基礎(chǔ)硬件資源,包括CPU、內(nèi)存等,并由云管理服務(wù)器統(tǒng)一管理和調(diào)度。整套網(wǎng)絡(luò)分為3個網(wǎng)段,分別是存儲網(wǎng)絡(luò)、管理網(wǎng)絡(luò)和公共網(wǎng)絡(luò)。其中公共網(wǎng)絡(luò)用于用戶通過智能終端設(shè)備接入到云平臺中。在云基礎(chǔ)設(shè)施硬件層部署完成后,資源虛擬化平臺用于將計算、網(wǎng)絡(luò)、存儲等資源進行虛擬化管理,實現(xiàn)資源自動化管理和按需分配。當(dāng)用戶在線提交虛擬機申請后,云管理系統(tǒng)會根據(jù)用戶申請的資源特點以快照或鏡像的方式分配虛擬機。同時資源虛擬化平臺會監(jiān)控和管理云中的計算、網(wǎng)絡(luò)、存儲等資源的運行性能,自動生成監(jiān)控和管理日志,并以圖表的形式展現(xiàn)給管理員,便于管理員合理配置資源,提高資源利用率。在虛擬實驗平臺層,管理員可以統(tǒng)一調(diào)配資源,為不同的課程創(chuàng)建和部署不同的虛擬實驗資源池,普通用戶也可以根據(jù)自身需求申請?zhí)摂M機資源,快速配置個性化的實驗環(huán)境。通過虛擬化技術(shù),可以方便地實現(xiàn)虛擬機的創(chuàng)建、啟用和銷毀。

2.3云平臺的優(yōu)點

相較于傳統(tǒng)獨享資源的模式,基于云計算的計算機實驗教學(xué)平臺有如下優(yōu)點:(1)教師或?qū)W生不再受時間和地域的限制,可以隨時隨地通過PC機、平板電腦或智能手機通過B/S模式登錄云終端,申請和配置個人實驗環(huán)境開展教學(xué)實踐和科學(xué)研究,有效解決了實驗室規(guī)模有限的問題。(2)云平臺模式是在服務(wù)器端部署全部資源,客戶端只需基本的接入設(shè)備即可,當(dāng)需要更新設(shè)備和升級軟件時,只需要更新和升級服務(wù)器端的軟硬件,降低了基礎(chǔ)設(shè)置購置成本和維護管理成本。(3)云平臺利用虛擬化技術(shù)實現(xiàn)了資源整合,用戶可以按需申請和快速部署各類資源,不需再單獨設(shè)置針對某一專業(yè)或領(lǐng)域的專業(yè)實驗室,提高了資源利用率。(4)實驗室管理員只需幾分鐘的時間就可以把實驗環(huán)境到任何一臺PC機上,客戶端不再需要安裝實驗所需的實驗環(huán)境,客戶端維護工作幾乎為零,有效減少了日常維護工作。(5)云平臺可以提供個性化服務(wù),用戶可以在虛擬機上存儲個人實驗數(shù)據(jù)和教學(xué)資料,實現(xiàn)資源共享和師生互動,保證教學(xué)和科研工作的連續(xù)性,有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

3應(yīng)用案例

3.1計算機類實驗教學(xué)

目前可在云平臺上應(yīng)用的實驗教學(xué)案例主要有兩類,一類是全校計算機應(yīng)用基礎(chǔ)課程的實驗教學(xué),另一類是醫(yī)學(xué)信息工程學(xué)院的專業(yè)課實驗教學(xué)。以計算機應(yīng)用基礎(chǔ)課程為例,計算機應(yīng)用基礎(chǔ)是面向全校本科生的公共基礎(chǔ)課,每學(xué)期授課人數(shù)達1200人左右,實驗環(huán)境要求Window7操作系統(tǒng)和VisualBasic6.0編程軟件。在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式下,學(xué)生上機實踐機會少,教師也不能夠及時有效地跟蹤學(xué)生實驗過程。而使用基于云計算的計算機實驗教學(xué)平臺可以有效地解決這個問題。云平臺中的用戶主要分為三類:管理員用戶、教師用戶和學(xué)生用戶。管理員的權(quán)限主要是系統(tǒng)設(shè)置、實驗調(diào)度管理、用戶管理和查詢統(tǒng)計。教師的權(quán)限主要是課程設(shè)置、課程考核管理、課程成績管理、實驗設(shè)置、實驗情況查詢和實驗問答管理。學(xué)生的權(quán)限主要是選擇課程、實驗操作、課程考試和個人信息修改。實驗開始之前,管理員需要設(shè)置教師和學(xué)生的權(quán)限,然后教師通過個人賬號登錄云平臺,設(shè)置課程實驗內(nèi)容,配置計算機應(yīng)用基礎(chǔ)課程所需的Window7和VisualBasic6.0的實驗環(huán)境模板,根據(jù)選課學(xué)生的人數(shù)創(chuàng)建相應(yīng)的實驗虛擬機。實驗環(huán)境搭建成功之后,學(xué)生通過個人賬號登錄云平臺選擇相應(yīng)課程,獲得教師為自己搭建的實驗虛擬機登錄IP地址和動態(tài)登錄密碼,學(xué)生可以遠(yuǎn)程登錄虛擬機進行編程實驗,可以進行VisualBasic6.0的窗體設(shè)計和代碼設(shè)計。在實驗過程中,教師可以隨時監(jiān)督學(xué)生的實驗情況,師生之間、生生之間可以互動交流。實驗結(jié)束后,學(xué)生可通過云平臺提交實驗作業(yè),教師可以在線批改作業(yè)和管理成績,并釋放虛擬機資源。云平臺模式為每個學(xué)生創(chuàng)建了單獨的虛擬實驗空間,在實驗過程中不同的學(xué)生所做的實驗操作是相互獨立、互不干擾的。學(xué)生不再局限于物理實驗室,可以隨時隨地訪問個人賬號下的虛擬實驗教學(xué)桌面開展教學(xué)實踐,提高了學(xué)生動手實踐能力,教師也能夠?qū)崟r掌握學(xué)生的實驗進度,根據(jù)學(xué)生反饋調(diào)整教學(xué)進度,提高了教學(xué)質(zhì)量。此外,醫(yī)學(xué)信息工程學(xué)院的專業(yè)課實驗教學(xué)需要大量軟件,包括C語言程序設(shè)計課程的VC6.0、Java程序設(shè)計課程的JDK1.8、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程的OracleDatabase10g、醫(yī)學(xué)多媒體技術(shù)課程的Photoshop和MATLAB等。云平臺模式是把所有軟件資源集中部署在服務(wù)器端,不再需要把所有軟件都安裝到每臺學(xué)生機器上,學(xué)生只需要基礎(chǔ)設(shè)施接入云端申請資源,有效提高了資源利用率,減少了實驗室管理和維護的工作量。

3.2開放實驗室預(yù)約

教師和學(xué)生可以登錄云平臺進行虛擬實驗室預(yù)約申請,填寫實驗起止時間、實驗項目名稱、所需實驗資源等,管理員根據(jù)預(yù)約申請進行審核,按需分配云平臺虛擬實驗空間賬號,教師和學(xué)生可以登錄云平臺開展教學(xué)實踐、科學(xué)項目研究和ACM等競賽培訓(xùn),滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需要,提高學(xué)校整體的科研能力和團隊創(chuàng)新能力。

篇(5)

“不管別人怎么評價,龍芯電腦都如自己親生的孩子一樣,讓人憐愛。龍芯作為國產(chǎn)化的CPU,產(chǎn)品的安全性高,龍芯產(chǎn)品價格、功耗較低;龍芯基本解決了基層基礎(chǔ)設(shè)施薄弱學(xué)校的基礎(chǔ)教學(xué)問題,能夠完成義務(wù)教育階段基礎(chǔ)教學(xué)任務(wù),實現(xiàn)電子辦公、電子閱覽等基礎(chǔ)應(yīng)用?!?/p>

“龍芯所承載的不僅僅是民族企業(yè)奮斗的精神,更承載著億萬兒女強國的夢想。時不我待,我們一起行動,出謀劃策,把我國的民族產(chǎn)業(yè)推至世界之巔。”

“‘Powered by Loongson’能夠趕超‘Intel inside’,讓更多的孩子使用龍芯電腦,讓更多的龍芯電腦武裝信息化校園,讓每位龍的傳人以使用龍芯電腦為榮!”

談到龍芯在教育教學(xué)中的應(yīng)用,教師們總是有很多的話要說。不僅僅是因為龍芯針對教育行業(yè)進行了創(chuàng)新的應(yīng)用拓展,不僅僅是因為龍芯使用的是開源的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件,也不僅僅是因為龍芯安全可靠、節(jié)能環(huán)保,更是因為龍芯是我們自己的,是名副其實的“中國芯”。

隨著教育信息化的不斷發(fā)展,傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式已經(jīng)發(fā)生了巨大變革,信息技術(shù)已經(jīng)融入各學(xué)科課堂教學(xué)過程中,給教學(xué)帶來了生機與活力,但還是存在師生交流不暢、學(xué)生學(xué)習(xí)困難、不能展現(xiàn)自我等許多不足。龍芯電腦及其多媒體教學(xué)系統(tǒng)的出現(xiàn)及時解決了這些問題,使教師能在教學(xué)中游刃有余,學(xué)生也能及時展現(xiàn)自我,增強自信心,使課堂教學(xué)達到更好的效果。

龍芯極域電子教室在信息技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的信息技術(shù)課堂中,教師在授課時通常有以下兩種方式:一是利用網(wǎng)絡(luò)教室軟件控制學(xué)生機器,讓學(xué)生觀察教師的操作方法;二是利用投影儀將教師的操作方法投影在幕布上,學(xué)生跟隨教師操作。這兩種方式往往造成學(xué)生沒有辦法記住教師的操作過程,或是學(xué)生機械地模仿教師的操作,沒有一個明確的目的去吸取知識。時常發(fā)生這節(jié)課的內(nèi)容學(xué)生下節(jié)課就忘得一干二凈的現(xiàn)象。當(dāng)學(xué)生忘記前一課的知識時,教師還要領(lǐng)學(xué)生回顧舊的知識點,導(dǎo)致課堂時間的浪費。

使用龍芯多媒體教學(xué)設(shè)備,可以利用電子白板的功能在課件或軟件的重要位置進行講解,通過電子筆代替鼠標(biāo)的功能進行操作,使上課流程更加高效;也可以利用電子白板的投影、幕布、放大鏡等功能及時地吸引學(xué)生的注意力,突出當(dāng)前重點,更好地達到教學(xué)目的。

1.運用“點名”與“監(jiān)控”有效管理課堂教學(xué)

為了提高教學(xué)效率,教師應(yīng)該努力營造良好的課堂氛圍,切實制定嚴(yán)格的信息技術(shù)課堂規(guī)范,形成相應(yīng)的監(jiān)督、管理和督促機制。龍芯極域電子教室中的點名、廣播、監(jiān)控、學(xué)生演示等功能夠輔助教師實現(xiàn)課堂教學(xué)的有效管理。一般信息技術(shù)教師任課班級數(shù)較多,很難記住每一位學(xué)生的名字,在課堂提問時也很不方便。如果在課前用極域電子教室中的“點名”功能,讓學(xué)生用真實姓名進行注冊,會幫助教師更好地進行課堂管理。教師講完課后,在學(xué)生實踐或自由活動時,可以利用監(jiān)控功能,對從事與課堂內(nèi)容無關(guān)活動的學(xué)生,進行黑屏、短訊警告甚至遠(yuǎn)程關(guān)機的處理。通過“點名”功能,教師能準(zhǔn)確地點出有“調(diào)皮”行為的學(xué)生姓名,學(xué)生自然就會認(rèn)真聽課了。

2.階段性實踐協(xié)助學(xué)生提升操作技能

在階段學(xué)習(xí)結(jié)束后,可以安排一次階段性實踐活動。比如,對于文字處理軟件,教師可以安排小報制作互評活動。在小報制作中,學(xué)生可以自己確定主題,運用網(wǎng)絡(luò)搜索與下載相關(guān)的素材,對一些圖片進行加工處理,設(shè)計好版面后,還要應(yīng)用Writer軟件來實現(xiàn)。在整個活動過程中,學(xué)生能更好地掌握知識點,進一步熟練操作技能。這是對書本知識的延伸拓展,也是多單元知識融會貫通的捷徑,能讓學(xué)生的信息素養(yǎng)得到真正提高。

學(xué)生利用龍芯電腦制作的龍芯小報

龍芯計算機互動教學(xué)系統(tǒng)的綠色理念

龍芯計算機互動教學(xué)系統(tǒng)立足于“綠色班班通系統(tǒng)”和優(yōu)秀的配套資源,基于龍芯電腦與交互式電子白板的整合應(yīng)用,具有數(shù)字化導(dǎo)學(xué)閱覽室、信息技術(shù)教室和“綠色班班通”互動教室的功能。它能滿足自主探究式學(xué)習(xí)、信息技術(shù)教學(xué)、師生多維互動教學(xué)等需求,可以有效提高教學(xué)效率,實現(xiàn)資源共享。

龍芯計算機互動教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計理念先進,貼近中小學(xué)課堂教學(xué)實際,能夠滿足信息技術(shù)在教學(xué)應(yīng)用中的需求。該系統(tǒng)將龍芯電腦與現(xiàn)有技術(shù)有效整合,配以具有自主知識產(chǎn)權(quán)的教學(xué)互動軟件平臺和優(yōu)質(zhì)數(shù)字化教育教學(xué)資源,形成了計算機互動教學(xué)系統(tǒng)解決方案,在國內(nèi)處于領(lǐng)先水平。該系統(tǒng)的成功研發(fā)和推廣應(yīng)用,對于我國基礎(chǔ)教育信息化環(huán)境建設(shè)具有重要的意義。

龍芯計算機互動教學(xué)系統(tǒng)具有綠色、低成本、實用、好用的優(yōu)勢。經(jīng)過實踐,它已顯示出節(jié)能環(huán)保和信息安全等“綠色”特性, 既能夠滿足中小學(xué)課堂教學(xué)信息化的需要,又有利于推動我國教育信息化的普及與發(fā)展。該系統(tǒng)能夠支持師生之間課內(nèi)、課外互動,通過班際同步聯(lián)動實現(xiàn)課堂教學(xué)的開發(fā)和優(yōu)質(zhì)資源共享;操作界面友好,易學(xué)好用。

學(xué)生在龍芯多媒體互動電腦教室中上課

學(xué)龍網(wǎng)交互式學(xué)習(xí)平臺的優(yōu)勢

學(xué)龍網(wǎng)是龍芯教育信息化的重要組成部分,憑借強大的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),配合龍芯計算機教室在各地學(xué)校應(yīng)用,為廣大師生提供貼近日常教育需求的輔助資源及服務(wù),實現(xiàn)了集“學(xué)校―班級―家庭―教師―學(xué)生―家長”于一體的網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)體系,融入全新的網(wǎng)絡(luò)教育理念,輔助傳統(tǒng)的教學(xué)模式,使國內(nèi)最優(yōu)秀的教育教學(xué)資源實現(xiàn)全國共享,在中小學(xué)生與優(yōu)秀教師之間搭建了一條高速信息通道,使每一個孩子都能享受到最好的教育。學(xué)龍網(wǎng)能減輕教師教學(xué)負(fù)擔(dān),豐富學(xué)生學(xué)習(xí)體驗,強化家長參與度,監(jiān)督教學(xué)環(huán)節(jié)實施,提高教育質(zhì)量效率。

1.學(xué)龍網(wǎng)自主體驗式教學(xué)挑戰(zhàn)傳統(tǒng)教育模式

學(xué)龍網(wǎng)以覆蓋全球的計算機互聯(lián)網(wǎng)為媒介,進行教育資源的傳送,只要有聯(lián)網(wǎng)的計算機終端,現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育即可實現(xiàn)。學(xué)生可通過網(wǎng)絡(luò)獲取各種各樣的信息,向不同的教師請教問題,學(xué)習(xí)不同學(xué)校的不同課程,查閱世界各地圖書館里的信息。

2.云計算給學(xué)生帶來了新的選擇

學(xué)龍網(wǎng)通過資源共享的方式,分年級將各個階段的教學(xué)任務(wù)和測試要求呈現(xiàn)在網(wǎng)站中,讓學(xué)生自由選擇測試題目,從而非常直觀地展示學(xué)生自身教育水平,輔助教師因材施教,讓那些原本學(xué)習(xí)能力更強和學(xué)習(xí)速度更快的學(xué)生較早地步入下一個階段,從而實現(xiàn)更快的“升學(xué)”效果。

3.打破學(xué)校與家庭之間互動的時空障礙

學(xué)龍網(wǎng)運用云計算技術(shù),徹底讓學(xué)生得到實用而堅實的教育。教師可以隨時隨地關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活動態(tài),在線布置和批改家庭作業(yè),針對每位學(xué)生的特點自主命題。同時,教師可以獲取每位學(xué)生的趨勢報告圖,與學(xué)生家長及時溝通,共同幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和成長;學(xué)生與同級同班的同學(xué)交流分享學(xué)習(xí)中的經(jīng)驗,獲得更廣闊和豐富的知識視野;家長可以實時與學(xué)校溝通,掌握學(xué)生學(xué)習(xí)報告趨勢,從而提供有針對性的輔導(dǎo)教育,為孩子的教育和成長營造和諧的家庭學(xué)習(xí)氛圍,讓孩子贏在起跑線上。

龍芯掀起教師備課的革命

傳統(tǒng)的備課通常是由教師手工撰寫教案,期末時再上交學(xué)校存檔保管,很難做到資源共用共享,給教師和學(xué)校管理工作都增加了不少的麻煩,同時也不利于學(xué)科間的交流。為了使教學(xué)和管理工作更加科學(xué)合理,近年來,各地教師積極探索實踐,學(xué)習(xí)計算機教學(xué)應(yīng)用技術(shù),向各地教育主管部門提出了利用電腦軟件進行有效備課的建議,電子備課便應(yīng)運而生。

1.電子備課引領(lǐng)教學(xué)改革

電子備課方式不但能使教師把更多的時間投入教學(xué)活動中,提高教學(xué)效率,而且能夠促進學(xué)科之間的交流,做到教學(xué)資源的共建共享。不僅如此,學(xué)校還能隨時隨地對某個學(xué)科進行過程性指導(dǎo)和檢查,掌握教師的教學(xué)動態(tài)。教師課后還能隨時交流互動,進一步擴展教學(xué)資源的空間。

根據(jù)實際情況,我們綜合分析了電子備課所帶來的方便修改、容易保存、利于共享、節(jié)省時間等優(yōu)點,推出了學(xué)龍備課大師系統(tǒng)。學(xué)龍備課大師是由客戶端軟件、云平臺服務(wù)組成的一套教育軟件服務(wù)系統(tǒng),能夠通過專用的客戶端軟件工具,便捷實現(xiàn)數(shù)理化公式、方程式輸入,各類數(shù)理化圖形、實驗裝置圖、表格統(tǒng)計圖繪制,試卷、教案等文本文檔的高效編輯排版;學(xué)龍網(wǎng)云平臺為教師提供教學(xué)資源搜索、存儲、交易服務(wù),為學(xué)校、教育局提供資源管理、遠(yuǎn)程共享等互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

電子備課普遍采用客戶端+云平臺服務(wù)架構(gòu),把在線服務(wù)、應(yīng)用客戶端、備課組卷軟件,以及配套可選的硬件設(shè)備進行整合,共同組成電子備課的教育產(chǎn)品形態(tài)。學(xué)龍備課大師將教師的教學(xué)備課、組卷等活動與學(xué)龍網(wǎng)平臺的資源及其衍生出的資源搜索、存儲、交易、管理、分享等應(yīng)用一體化地結(jié)合起來,不僅提供教師備課組卷軟件的使用功能,同時提供關(guān)聯(lián)教育資源的各項應(yīng)用服務(wù)。

電子備課小范圍應(yīng)用到課堂教學(xué)中,不僅得到了教師們的普遍歡迎,取得了良好的試驗效果,還充分發(fā)揮了多媒體在現(xiàn)代教育中的重要作用。通過電子備課模式,整合現(xiàn)有教學(xué)資源,減少教師無效或重復(fù)勞動,把教師從繁重的傳統(tǒng)備課中解放出來,以便更深入地研究教師、學(xué)生、教法和學(xué)法,更新教學(xué)理念,改進教學(xué)方法。

2.備課必備給力工具―― 快采儀

好的備課軟件必定不能缺少硬件的支持??觳蓛x的出現(xiàn),代替了傳統(tǒng)高清展臺的功能,又自帶強大的軟件管理系統(tǒng),通過先進的掃描設(shè)備、無線通信設(shè)備,形成多媒體教學(xué)環(huán)境,配合豐富的協(xié)同教學(xué)軟件、課件與資源,其人性化設(shè)計讓廣大教師“便于使用、樂于常用、方便妙用”,真正實現(xiàn)了教學(xué)改革的目標(biāo)。通過與電腦、簡易電子白板的組合,快采儀可以取代傳統(tǒng)實物展臺,尤其是與電子白板的互動組合,在電子白板上直接操作快采儀,電子白板工具也可以直接在快采儀的軟件頁面進行批注等操作,較傳統(tǒng)實物展臺更生動、形象,是現(xiàn)代多媒體教學(xué)不可缺少的一部分。

篇(6)

關(guān)鍵詞:信息安全;課程教學(xué);實踐教學(xué)

中圖分類號:G424 文獻標(biāo)識碼:B 文章編號:1673-8454(2012)05-0067-02

一、引言

信息安全人才培養(yǎng)是國家信息安全保障體系建設(shè)的基礎(chǔ)和先決條件.自2001年至今國內(nèi)一些高校先后設(shè)立了信息安全專業(yè)和信息對抗技術(shù)專業(yè),已經(jīng)為社會輸送了上萬信息安全專業(yè)的本科人才。與此同時,為普及信息安全教育,近年來許多高校也面向非信息安全專業(yè)學(xué)生開設(shè)了信息安全類選修課程。

我院自2005年開始就為計算機科學(xué)與技術(shù)、電子商務(wù)和信息管理與信息系統(tǒng)三個專業(yè)開設(shè)了密碼編碼學(xué)與網(wǎng)絡(luò)安全、計算機安全技術(shù)兩門專業(yè)選修課程,考慮到教學(xué)過程中不同專業(yè)在學(xué)習(xí)信息安全類課程時的不同特點.2007年調(diào)整教學(xué)計劃后為信息管理與信息系統(tǒng)和電子商務(wù)專業(yè)開設(shè)了信息安全技術(shù)選修課程,為計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)開設(shè)了網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)課程。

二、教學(xué)目標(biāo)

信息安全類課程具有涉及面廣、內(nèi)容和知識體系更新快、對先修課程要求高、理論與實踐聯(lián)系緊密等特點。并且對于非信息安全專業(yè)的學(xué)生來說教學(xué)重點應(yīng)該是擴展學(xué)生知識面,培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力,為將來可能面對的信息安全問題的解決和學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。因此我院信息安全類課程的教學(xué)目標(biāo)被定位為培養(yǎng)學(xué)生的信息安全意識,普及常用的信息安全技術(shù),使學(xué)生具備信息系統(tǒng)中的安全防衛(wèi)能力和新技術(shù)的應(yīng)用能力?!?/p>

三、教學(xué)過程中的難點問題

非信息安全專業(yè)的信息安全課程大部分都是該專業(yè)的專業(yè)選修課程,一般都是在大三下學(xué)期和大四上學(xué)期開設(shè),此時的學(xué)生已經(jīng)具備了一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識,但對信息安全類課程來說如何做到在一門課程中既要覆蓋信息安全專業(yè)的主要知識領(lǐng)域,同時還要針對不同的專業(yè)特點選用相應(yīng)的教學(xué)方法,這些苛刻的教學(xué)需求使得該類課程在教學(xué)過程中遇到了各種各樣的難題,下面將從課堂教學(xué)和實踐教學(xué)兩個方面分別闡述在教學(xué)工作中遇到的難題和采用的解決辦法。

1.課堂教學(xué)環(huán)節(jié)

(1)教學(xué)內(nèi)容較多和學(xué)時偏少的矛盾

按照各專業(yè)的前導(dǎo)課程,遵循培養(yǎng)信息安全意識和普及常用的信息安全技術(shù)的原則。制定了如表1所示的教學(xué)內(nèi)容。

其中只有信息系統(tǒng)安全與網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)這兩個部分的教學(xué)內(nèi)容和課時分配根據(jù)教授專業(yè)的不同而有所側(cè)重和區(qū)別??傮w來說,在課程內(nèi)容的設(shè)置上以培養(yǎng)信息安全技術(shù)應(yīng)用人才為目的,擴大學(xué)生的信息安全知識面為導(dǎo)向,教學(xué)過程中不過多地糾纏于理論細(xì)節(jié),以此來解決課程內(nèi)容豐富而學(xué)時較少的矛盾。

(2)部分教學(xué)內(nèi)容枯燥,影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

根據(jù)學(xué)生的教學(xué)意見反饋調(diào)查發(fā)現(xiàn),影響學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的教學(xué)內(nèi)容主要集中在密碼學(xué)基礎(chǔ)這一知識領(lǐng)域中。密碼學(xué)基礎(chǔ)是信息安全技術(shù)的基礎(chǔ)知識,也是學(xué)習(xí)信息安全技術(shù)過程中必不可少的知識組成,因此為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,在教學(xué)過程中采取了如下教學(xué)方法。

首先。將一些相關(guān)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識整理成自學(xué)材料并引導(dǎo)學(xué)生自學(xué),以降低學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)密碼學(xué)知識的枯燥感;其次,在講授密碼學(xué)的基礎(chǔ)知識時,多穿插一些小故事和影視作品的情節(jié),以此來提高學(xué)生對密碼學(xué)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)興趣。如:以電影《達芬奇密碼》中的故事情節(jié)為線索,為大家講解古典密碼算法中置換類算法的加密思想以及密碼分析中暴力破譯法的基本原理:然后,在介紹現(xiàn)代密碼算法時,應(yīng)重點介紹主流算法.并配合一些Flas形象生動地幫助學(xué)生理解算法的加密解密原理。此外,還可以推薦一些和密碼學(xué)相關(guān)的小說,如《密碼故事――人類智慧的另類較量》,供學(xué)生課外閱讀。

這些教學(xué)方法極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)密碼學(xué)知識的興趣,取得了很好的教學(xué)效果,受到學(xué)生的一致好評。

(3)如何獲取恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)案例帶動課堂教學(xué)

對于課程中信息系統(tǒng)安全和網(wǎng)絡(luò)安全部分的知識點,如果在課堂教學(xué)過程中只是注重原理的講解,會使得教學(xué)過程顯得極為生硬抽象,不利于學(xué)生的理解和應(yīng)用。因此,在授課過程中以案例為驅(qū)動,帶動基本原理的講解,是較為合理的教學(xué)方法。而如何獲取恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)案例,是困擾教師的難點問題。

目前,教學(xué)案例的獲取方式主要有兩種,一種是由教師親自整理制作;另一種就是參考其他院校相關(guān)課程選用的教學(xué)案例。因此,在今后的課程建設(shè)過程中將重點考慮引入課程教學(xué)軟件,以進一步解決教學(xué)案例匱乏和更新速度慢等問題。

(4)學(xué)習(xí)方式被動

學(xué)生往往只是被動地接受課堂的灌輸式教育,如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,讓學(xué)生主動地去學(xué)習(xí)信息安全課程,同樣也是教學(xué)過程中的難點問題。

因此在課堂教學(xué)環(huán)節(jié),嘗試采取了學(xué)生分組的教學(xué)形式,并在課堂上組織分組討論、演講比賽、分組對抗等多種教學(xué)活動,通過多樣化教學(xué),充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性,活躍課堂氣氛,尤其是分組進行的演講比賽,學(xué)生們通過自己動手搜集整理演講材料和賽后討論,加深了對課程內(nèi)容的認(rèn)識和理解。

2.實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

信息安全是一門較新的學(xué)科,同時也是跟實際聯(lián)系非常密切的技術(shù),因此實踐教學(xué)環(huán)節(jié)是教學(xué)過程中必不可少的。而如何在教學(xué)資源有限的條件下找到既能培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力又能調(diào)動學(xué)生興趣的實驗內(nèi)容是非信息安全專業(yè)信息安全類課程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的難點問題。

我院信息安全類課程設(shè)置了如表2所示的實驗項目。

其中所有的選做實驗項目的實驗指導(dǎo)書以及相關(guān)軟件等材料都上傳到公共郵箱中,并由教師引導(dǎo)學(xué)生利用課余時間來獨立完成。實踐表明,這些實驗項目提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時又鍛煉了學(xué)生的動手能力.為將來在工作中可能遇到的一些安全問題奠定了基礎(chǔ)。

四、教學(xué)方法的進一步探索與研究

考慮到社會各界對信息安全人才需求的變化,在今后的教學(xué)計劃調(diào)整中準(zhǔn)備將所有信息安全類課程合并為一門公共選修課程――信息安全概論,結(jié)合這一變化對信息安全概論的教學(xué)工作需要做出相應(yīng)的調(diào)整和改進。

首先需要為信息安全概論增加前導(dǎo)課程匯編語言程序設(shè)計,該課程以Win32匯編語言程序設(shè)計為主要教學(xué)內(nèi)容,以培養(yǎng)學(xué)生熟悉掌握Win32匯編程序設(shè)計的方法和技巧,并以具備分析Win32匯編程序、編制和調(diào)試匯編程序的能力為教學(xué)目標(biāo)。

篇(7)

【關(guān)鍵詞】教育技術(shù):教育技術(shù)系統(tǒng):教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng):復(fù)雜系統(tǒng):開發(fā)模式

【中圖分類號】G40-057 【文獻標(biāo)識碼】A 【論文編號】1009―8097(2013)04―0021―06

在教育技術(shù)的發(fā)展過程中,出現(xiàn)了大量的教育技術(shù)系統(tǒng)。作者認(rèn)為這類系統(tǒng)的出現(xiàn),絕非偶然,試圖找出其存在的原因,提出一般開發(fā)模式,以期有助于后續(xù)研究。

一 教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)概述

回顧教育技術(shù)發(fā)展歷史,作者注意到以下這些教育技術(shù)系統(tǒng):視聽教育系統(tǒng)、語音實驗室系統(tǒng)、廣播電視教育系統(tǒng)、計算機輔助教學(xué)系統(tǒng)、教學(xué)設(shè)計系統(tǒng)、微格教學(xué)系統(tǒng)、數(shù)字化圖書館系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)教育系統(tǒng)、移動教育系統(tǒng)、泛在教育系統(tǒng)、云計算教育系統(tǒng)、虛擬學(xué)習(xí)社區(qū),等等。這類系統(tǒng)除了具有各自的特性外,還隱含著一些共性。以下作者將著重對上述這類系統(tǒng)進行分析、研究、概括和抽象,找出其共性。

1 教育技術(shù)系統(tǒng)的特點分析和研究

按照系統(tǒng)科學(xué)原理,分析一個系統(tǒng),要從內(nèi)部構(gòu)成及其所處的外部環(huán)境入手,內(nèi)部結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為系統(tǒng)組分、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征以及整體涌現(xiàn),外部環(huán)境表現(xiàn)為系統(tǒng)誕生的時代特征和發(fā)展演化所處的技術(shù)、文化、社會等環(huán)境。系統(tǒng)的生成、演變、發(fā)展、消亡都有其內(nèi)因(即系統(tǒng)自身內(nèi)部的自組織因素),也離不開外部環(huán)境和人為的影響和作用(即他組織作用)。

基于上述系統(tǒng)思維,我們可以從系統(tǒng)組成要素及特點、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征、系統(tǒng)功能、時代、環(huán)境、組織特性(自組織與他組織)這六個維度,來分析、研究這些近現(xiàn)代所出現(xiàn)的教育技術(shù)系統(tǒng)。

(1)組成要素及特點

所有這些系統(tǒng),一般由人和機兩個要素組成。人一般包括教師、學(xué)習(xí)者、管理者以及教輔工作者;不同系統(tǒng)中機所對應(yīng)的硬件和相應(yīng)的媒體材料有所不同。如對于視聽教育系統(tǒng),其機包含硬件主要為幻燈、投影、廣播、電影、教學(xué)機器、錄像、衛(wèi)星電視等和媒體材料(視聽教材、印刷材料);對于廣播電視教育系統(tǒng),機包含硬件(廣播、電視、計算機等)和媒體材料(印刷文本、錄音錄像、VCD光盤、視頻直播課程等);對于微格教學(xué)系統(tǒng),機包含硬件(多媒體、攝錄像設(shè)備和計算機等)和媒體材料(課堂教學(xué)及演示技能、微格教案);對于移動教育,其機包含硬件(終端設(shè)備及移動通信設(shè)備)和媒體材料(移動信息資源);對于云計算教育,其機包含硬件(云設(shè)備和計算機)和媒體材料(各種動態(tài)資源)等等。

(2)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征

一般地,教師、學(xué)習(xí)者、媒體設(shè)備及相應(yīng)媒體材料之間以各種形式合理互動。如對于語音實驗室系統(tǒng),教師主控臺的信息通過音源設(shè)備輸送給學(xué)習(xí)者,在此過程中教師、學(xué)習(xí)者、機之間相互影響;對于移動教育系統(tǒng),有學(xué)習(xí)需求的學(xué)習(xí)者利用有效的移動設(shè)備和媒體通道,選擇合適的學(xué)習(xí)資源,針對特制的課程內(nèi)容進行學(xué)習(xí)對于泛在教育系統(tǒng),學(xué)習(xí)者可以在任何時間任何地點,通過任何移動終端,隨意獲取當(dāng)前所需要的學(xué)習(xí)資源等等。

(3)系統(tǒng)功能

所有這些系統(tǒng),其功能都是改善教育促進學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)。如對于教學(xué)設(shè)計系統(tǒng),該系統(tǒng)以解決教學(xué)問題、優(yōu)化學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)為目的,對學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)資源進行系統(tǒng)安排,創(chuàng)設(shè)各種教學(xué)系統(tǒng)的過程;對于網(wǎng)絡(luò)教育系統(tǒng),教師將網(wǎng)絡(luò)課程資源輸入因特網(wǎng),流向網(wǎng)絡(luò)學(xué)生,向教師和學(xué)習(xí)者提供一種網(wǎng)絡(luò)教和學(xué)的環(huán)境等等。

(4)時代

這些系統(tǒng)都發(fā)生在工業(yè)文明和現(xiàn)代信息社會。如微格教學(xué)系統(tǒng)形成于美國60年代的教育改革運動,1963年,斯坦福大學(xué)借助錄音錄像設(shè)備和電教技術(shù),形成了微格教學(xué)課程:對于數(shù)字化圖書館,20世紀(jì)90年代初,開始步入數(shù)字圖書館建設(shè)時期;對于移動教育系統(tǒng),起源于2000年美國加州大學(xué)伯克利分校的Mobile Education研究項目等等。

(5)環(huán)境

各系統(tǒng)均對應(yīng)與各自所處時代的技術(shù)、人文和社會環(huán)境。如視聽教育系統(tǒng),工業(yè)革命推動科學(xué)技術(shù),使得照相技術(shù)、幻燈機、無聲電影等被引入教學(xué)領(lǐng)域是其技術(shù)環(huán)境;而美國行為主義學(xué)習(xí)理論在教育中的主導(dǎo)作用以及人們開始研究具有視聽雙重特征的媒體是其產(chǎn)生的人文環(huán)境;泛在教育系統(tǒng),隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的飛速發(fā)展,泛在計算已經(jīng)出現(xiàn),它是繼大型主機和個人計算機之后的“第三代”計算技術(shù)。

(6)組織特性

大多教育技術(shù)系統(tǒng)均為他組織而非自組織系統(tǒng)。通過對多個教育技術(shù)系統(tǒng)從六個維度的分析,作者發(fā)現(xiàn)盡管這些系統(tǒng)在出現(xiàn)的時代、環(huán)境和媒體設(shè)備的運用等方面都存在差異,但仍然可以抽象出以下共性:

①相同的組成要素。各系統(tǒng)都是由人(包括教師、學(xué)習(xí)者、管理者以及教輔工作者)和機(包括硬件和媒體材料)兩個相同的要素組成。

②相同的交互關(guān)系。這些系統(tǒng),僅僅只是在不同時期由于不同的媒體設(shè)備、傳輸方式、與媒體想適應(yīng)的教學(xué)材料的形態(tài)不同,教師與學(xué)習(xí)者的主體作用有所不同,但是,各系統(tǒng)中人機、人人、機機之間的交互關(guān)系相同或相似。

③相同的系統(tǒng)功能。上述這些系統(tǒng),其目的都是通過運用媒體設(shè)備,促進學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)和促進教育的發(fā)展,各系統(tǒng)都具有促進學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的功能。

④相同的組織特性。這些系統(tǒng)都是他組織系統(tǒng)。

⑤相同的人機特性。這些系統(tǒng)全是既離不開人又離不開機的系統(tǒng)。

2 教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)的概念界定

綜合以上的概括總結(jié),作者將教育技術(shù)中由人(包括教師、學(xué)習(xí)者、管理者以及教輔工作者)和機(包括硬件和媒體材料)兩個要素組成,人機、人人、機機之間具有相同或相似的交互關(guān)系,具有促進學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的功能,并且具有人機特性的他組織系統(tǒng)合稱為教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)。

要特別說明的是,以上五點特性中,人機特性是教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)區(qū)別于其他教育教學(xué)系統(tǒng)的根本特性。其他教育教學(xué)系統(tǒng)由于沒有體現(xiàn)技術(shù)促進教育的教育技術(shù)本性,所以不適合歸屬于教育技術(shù),應(yīng)該歸屬其他教育科學(xué)的門類。

教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)是教育技術(shù)中一類具有人機特性的實際系統(tǒng)的抽象和概括,二者之間是一般與個別、普遍與特殊的關(guān)系。

3 教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)一般是復(fù)雜系統(tǒng)

復(fù)雜性即復(fù)雜系統(tǒng)的特性。通過對諸多的教育技術(shù)“人一機”系統(tǒng)進行分析,作者發(fā)現(xiàn),教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)大多都具有復(fù)雜系統(tǒng)所具有的10個特性,一般是復(fù)雜系統(tǒng)。

以下以其典型案例虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)系統(tǒng)為例來說明。虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)是教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)的一個典型案例,首都師范大學(xué)王陸教授曾寫道:虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)不僅是學(xué)習(xí)化社會的一種學(xué)習(xí)組織,也是一個由計算機、Intemet和人所組成的人機系統(tǒng)。虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)是一種依托網(wǎng)絡(luò)而存在的復(fù)雜的教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng),具有多數(shù)教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)所具有的復(fù)雜系統(tǒng)特性。

①非線性。虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)的組分(社區(qū)成員)種類繁多,子系統(tǒng)之間的非線性作用異常復(fù)雜,使得系統(tǒng)的各因素或子系統(tǒng)的相互作用所產(chǎn)生的結(jié)果是不確定的。②多樣性。虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)的各成員或子成員之間以及各成員與環(huán)境之間的相互適應(yīng)、相互競爭,加上各成員節(jié)點的自由流動,必然演化出多樣性。③多層性(層次性)。虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)往往包含多個層次的成員節(jié)點,這些層次之間一般不滿足疊加原理。④涌現(xiàn)性。是虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)各成員綜合起來所具有的一種整體特性,整體大于部分之和。⑤不可逆性。例如,一粒種子長成的作物,不會再回到原來的種子。⑥自適應(yīng)性。虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)通過自組織過程適應(yīng)環(huán)境而出現(xiàn)新的結(jié)構(gòu)、狀態(tài)或功能。⑦自組織臨界性。虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)的發(fā)展過程是依賴大量的個體在相互作用、相互影響下的演化結(jié)果。⑧自相似性。虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)系統(tǒng)的宏觀結(jié)構(gòu)與局部結(jié)構(gòu)都具有不同層次的自相似結(jié)構(gòu)。⑨開放性。比如虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)系統(tǒng)與周圍環(huán)境有密切聯(lián)系,能與周圍環(huán)境相互作用,并能不斷向更好地適應(yīng)環(huán)境的方向發(fā)展變化。⑩動態(tài)性。虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)一直是處于不斷的發(fā)展變化之中的,而且本身對未來的發(fā)展變化有一定的預(yù)測能力。

通過教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)的典型案例虛擬學(xué)習(xí)社區(qū),作者認(rèn)為教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)一般是復(fù)雜系統(tǒng)。

二 教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)存在的原因初探

隨著教育技術(shù)的不斷發(fā)展,大量的教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)相繼出現(xiàn),為什么教育技術(shù)中會存在如此現(xiàn)象?楊開城經(jīng)過多年的深入研究,認(rèn)為:教育技術(shù),即教育教學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)造技術(shù)。作者認(rèn)為,教育技術(shù)就是制造教育信息系統(tǒng)的技術(shù)。為了更好地提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率,在制造這些系統(tǒng)時,我們便用各種先進的、適合的技術(shù)來促進學(xué)習(xí)。然而,一方面,學(xué)習(xí)是復(fù)雜的,另一方面,技術(shù)不是萬能的,是一把雙刃劍,離開人類有史以來所積累的教育教學(xué)知識和教師的教學(xué)經(jīng)驗,完全單純憑借技術(shù)來改善學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)績效,技術(shù)很多時候會“無能為力”,甚至有時會適得其反。因此,在技術(shù)應(yīng)用于教育的過程中,技術(shù)與教育的合理整合是必需的,人(教育工作者)與技術(shù)的結(jié)合是合理的、自然的,教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)的存在是客觀和必然的。作者試圖從以下三方面來闡述教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)存在的原因以及其存在的必然性和客觀性。

1 “人―機”系統(tǒng)存在與學(xué)習(xí)的復(fù)雜性相關(guān)

從最新的腦神經(jīng)科學(xué)的觀點來看,學(xué)習(xí)是人與生俱來的大腦對外界環(huán)境做出高速應(yīng)變的可塑性。即便是看似簡單的課堂學(xué)習(xí),在知識的發(fā)送(從中介者的頭腦)和接收(到學(xué)習(xí)者的頭腦)過程中也會有很多參數(shù)進行干預(yù)。所以,一般來說,學(xué)習(xí)是整合了多維度、多功能、多境脈的活動,單一維度的理論模型在真實學(xué)習(xí)情境中都會遭遇變形和彎曲。

因為人腦的機制是復(fù)雜的,人們還不大可能甚至是不可能弄清楚人腦工作的機理,使得學(xué)習(xí)具有復(fù)雜性,而利用教育技術(shù)促進學(xué)習(xí)也是一個復(fù)雜的過程。面對復(fù)雜的教育技術(shù)問題,僅僅依賴人是不可行的,人的績效不高,無法像計算機那樣高速、準(zhǔn)確地“計算”,而計算機的智能再發(fā)達也不能代替人腦來處理,我們必然要用教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)來解決,因此眾多的教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)是客觀存在的。

2 “人―機”系統(tǒng)存在與技術(shù)促進學(xué)習(xí)遇到的復(fù)雜性相關(guān)

技術(shù)在當(dāng)今主要是計算機技術(shù)。到目前為止,即使全世界最高級的計算機也是按照馮,諾依曼原理制作的,是“左腦型”的智能設(shè)備。它不能像人那樣具有形象(直覺)思維、頓悟思維以及模糊思維,在很多方面還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及人類的大腦。因此,在現(xiàn)階段電腦不可能代替人腦。技術(shù)促進學(xué)習(xí)時所遇到的復(fù)雜性表現(xiàn)在如下三方面:(1)盡管人和計算機都使用語言,但兩者是有區(qū)別的,無論什么高級的計算機語言也不能代替人類自然語言;(2)在現(xiàn)有的計算機硬件水平上,人類難以制造出像大腦神經(jīng)細(xì)胞那樣復(fù)雜的計算機“元件”:(3)正如常識的表示是知識表示的難題一樣,隱性知識在計算機中的表示過程是一個非常復(fù)雜的過程,其中涉及的知識難以表示成結(jié)構(gòu)良好的方式,不大可能原樣地輸入計算機。

作者認(rèn)為,教育技術(shù)的初衷就是利用技術(shù)來促進學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí),但單純靠機不行(計算機只能邏輯思維;絕大多數(shù)教育問題難以或甚至不能找到數(shù)學(xué)模型,使其數(shù)字化處理),要解決復(fù)雜的教育問題,只能靠教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)。

3 人機結(jié)合對促進學(xué)習(xí)的合理性

如上所述,以技術(shù)促進學(xué)習(xí)遇到了復(fù)雜性和困難性,作者認(rèn)為可以用人機結(jié)合的方式來解決。

機在當(dāng)今主要是計算機,能處理的始終只能是可以形式化的、比較有規(guī)律的、統(tǒng)計性質(zhì)比較好的、結(jié)構(gòu)比較清晰的問題,而壞結(jié)構(gòu)的問題只有在經(jīng)過人的努力把它們轉(zhuǎn)化為良好結(jié)構(gòu)問題時,計算機才能處理。對計算機而言,重要的不是它是否具有直覺形象思維能力,而在于人如何地把它不能處理的非形式化的問題轉(zhuǎn)化成它能處理的形式化的問題,這也就是人―機結(jié)合的目的所在。鑒于人和機這種特有的優(yōu)勢,采用“機幫人、人幫機”的合作方式,人同機的關(guān)系是人利用機,機輔助人,強調(diào)機可以幫助人,人也可以不斷改進機,機能做的盡量由機器去完成,極大地擴展人腦邏輯思維處理信息的能力。在以人機結(jié)合的方式進行學(xué)習(xí)的過程中,我們可以借助專家知識和優(yōu)秀教師經(jīng)驗,使得形象問題的解決更準(zhǔn)確更靈活,機器更加智能高效。

盡管各教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)以多種不同的形式出現(xiàn)在不同時期、不同環(huán)境下,具有各自不同的特點和功能,但制造這些教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)的目的都不外乎是促進學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)和改善教育。人們試圖用各種先進的媒體技術(shù)來教學(xué),甚至想以各種先進技術(shù)尤其是用計算機來代替教育工作者促進學(xué)習(xí),實現(xiàn)完全的人工智能化和自動化。但由于計算機不能像人腦那樣思維,人腦的心理機制難以利用數(shù)學(xué)建模,不大可能被量化,所以必然要用“人―機”結(jié)合的方式來解決。因此不論技術(shù)如何發(fā)展,只要電腦永遠(yuǎn)不能替代人腦,教育技術(shù)系統(tǒng)的人機特性就永遠(yuǎn)不會消失,教育技術(shù)“人一機”系統(tǒng)就是必然存在的,而且很可能將永遠(yuǎn)存在。

三 教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)的一般開發(fā)模式

盡管教育技術(shù)中諸多教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)具有人機特性,但在有些系統(tǒng)中,人的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于機所起的作用。我們把這類人在系統(tǒng)中發(fā)揮作用很小或不參與其中的系統(tǒng)認(rèn)為是簡單系統(tǒng),此類系統(tǒng)中的問題也是一些相對簡單、線性的、符合因果決定論的問題,對這類系統(tǒng)的開發(fā)采用ADDLE模式;而多數(shù)的教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)人在其中所起的作用與機相同或者是大于機,我們把這類系統(tǒng)稱之為復(fù)雜人機系統(tǒng),對此類系統(tǒng)的開發(fā)我們采用綜合集成方法論模式。簡單系統(tǒng)不在我們研究之列,本文主要研究教育技術(shù)中復(fù)雜人機系統(tǒng)的開發(fā)模式。

1 綜合集成方法論概述

1990年,錢學(xué)森、于景元和戴汝為等首次把處理開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法定名為從定性到定量的綜合集成方法論(Meta-synthesis Methodology,MSM)。綜合集成方法論的實質(zhì)是將專家群體、信息與知識體系以及計算機體系有機結(jié)合起來,構(gòu)成一個高度智能化的人―機結(jié)合體系:它能把人的思維、思維的成果、人的經(jīng)驗、知識、智慧以及各種資料和信息統(tǒng)統(tǒng)集成起來,從感性上升到理性,實現(xiàn)從多方面的定性認(rèn)識上升到定量認(rèn)識,從而解決復(fù)雜性問題。

2綜合集成方法論用于解決復(fù)雜系統(tǒng)開發(fā)問題的合理性

相比較一般科學(xué)方法論而言,集成方法論對復(fù)雜系統(tǒng)的開發(fā),其基本意義主要體現(xiàn)在以下幾個方面:(1)為探索復(fù)雜系統(tǒng)指出了研究路線。在方法論邏輯范疇上,遵循還原論與整體論方法的互補思想,形成了自上而下的分析和由下而上的綜合相互結(jié)合的研究方法路線。(2)為研究復(fù)雜系統(tǒng)提供了技術(shù)路線。在技術(shù)路線上,以思維科學(xué)為基礎(chǔ),采取了人―機結(jié)合、人一網(wǎng)結(jié)合、以人為主的方法論策略,充分發(fā)揮主體經(jīng)驗在定性判斷、系統(tǒng)分析在定量分析中的不同趨勢。(3)實現(xiàn)人、機、經(jīng)驗、知識與智慧的綜合集成。

3 教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)的開發(fā)模式

(1)教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)開發(fā)中的關(guān)鍵問題

在迅速發(fā)展的信息技術(shù)的推動下,綜合集成方法論要能夠全面更好地應(yīng)用到具體教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)的開發(fā)中處理這一系列復(fù)雜系統(tǒng)的開發(fā)問題,要解決好如下關(guān)鍵問題。①人機結(jié)合策略。教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)所面對的問題是復(fù)雜的,各系統(tǒng)的目標(biāo)和功能不盡相同,其人機結(jié)合程度應(yīng)視具體問題而定,沒有統(tǒng)一的開發(fā)定式,但作者認(rèn)為可以有一些可供參考的基本策略。根據(jù)人與機器系統(tǒng)在問題求解中所承擔(dān)的角色以及彼此相互協(xié)作的關(guān)系,人機結(jié)合的策略大致可以分為人機結(jié)合、以人為主的策略,人機結(jié)合、以機為主的策略,人機結(jié)合、人機協(xié)作的策略等。②從定性到定量。處理復(fù)雜問題的步驟就是一個從定性到定量的過程,具體表現(xiàn)為將專家憑經(jīng)驗得到的定性認(rèn)識以及各種信息與其他知識,通過計算機及相關(guān)的技術(shù),進行綜合,建立模型,反復(fù)修改,最終上升為對全局的定量的認(rèn)識。這個過程是非常復(fù)雜的,在此過程中,可能需要多層次的反饋。③建模方法。在研究諸如多數(shù)教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)這樣復(fù)雜問題時,一般盡可能地對問題建立模型,從而將對原始問題的關(guān)注轉(zhuǎn)移到對模型的研究上,并對模型求解。作者參考有關(guān)開發(fā)復(fù)雜巨系統(tǒng)問題的建模,及近年來復(fù)雜系統(tǒng)研究所采用的各種方法,這里歸納出6種建模策略或者方法:a基于機理的建模;b基于類比的建模;c基于規(guī)則的建模;d基于數(shù)據(jù)的建模;e基于演化的建模;f基于學(xué)習(xí)的建模。

以上三個問題:人機策略的選擇、從定性到定量的形式、建模方法的選擇,是教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵點,直接關(guān)系到系統(tǒng)開發(fā)的成效。我們在開發(fā)教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)時,需要結(jié)合系統(tǒng)自身的特點,合理選取策略。

(2)教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)的一般開發(fā)模式的提出

作者認(rèn)為,研究教育技術(shù)歷史上已經(jīng)存在的大量的教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng),明確這類系統(tǒng)的開發(fā)模式,對未來將繼續(xù)出現(xiàn)的教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)的開發(fā)有著指導(dǎo)作用。

在具體開發(fā)中,這類系統(tǒng)的開發(fā)模式應(yīng)以簡要的形式向系統(tǒng)開發(fā)者說明應(yīng)該做什么,怎樣去做。在綜合集成思想的指導(dǎo)下,以上面提到的教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)開發(fā)中的三點關(guān)鍵問題為基礎(chǔ),作者將綜合集成(MSM)指導(dǎo)下的整個教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)開發(fā)模式分為“問題”、“分析”、“收集”、“建?!?、“設(shè)計”、“開發(fā)”、“實施”、“評價”、“修正”九個階段,如圖1所示:

A 模式各環(huán)節(jié)的說明

①“問題”環(huán)節(jié),教育技術(shù)中通過技術(shù)促進學(xué)習(xí)遇到的復(fù)雜性問題,如計算機輔助教學(xué)、泛在教育、云計算教育、虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)等,對這些復(fù)雜性問題進行描述。

②“分析”環(huán)節(jié),根據(jù)形成的復(fù)雜問題描述,進行需求分析,可包括可行性分析、必要性分析、學(xué)習(xí)者分析、教學(xué)目標(biāo)分析、教學(xué)資源分析、教學(xué)環(huán)境分析等,形成需求報告。

③“收集”環(huán)節(jié),依據(jù)需求報告,收集人類歷史上存在的與所要研究的復(fù)雜問題相關(guān)的資料,這些資料可以是已有的方法、技術(shù)、模型、數(shù)據(jù)、信息、專家知識(顯性知識和隱性知識)和優(yōu)秀教師的經(jīng)驗等,對獲取的資料進行整理、精煉、排序與篩選等,形成信息清單。

④“建?!杯h(huán)節(jié),基于綜合集成的信息清單,我們提出假設(shè),進行集成建模,機器對收集轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)信息進行數(shù)據(jù)存儲、計算與分析、輔助建模,最終給出模型。建模的模型包括學(xué)生模型、教師模型、環(huán)境模型等。學(xué)生模型是事先根據(jù)數(shù)據(jù)分析或某個教學(xué)理論確定幾種學(xué)生類型,生成幾個基本的學(xué)生原型,然后將每一個使用該系統(tǒng)的學(xué)習(xí)者根據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)歸屬到其中的一個原型中;教師模型是存儲教師教學(xué)經(jīng)驗和教學(xué)策略,并在教學(xué)設(shè)施過程中產(chǎn)生因材施教個性化教學(xué)策略的“智能導(dǎo)師”的實體模型,包括教學(xué)策略的存儲裝置和產(chǎn)生教學(xué)策略的裝置兩個組成部分;環(huán)境模型涉及系統(tǒng)中的所有成員、資源、過程、外力、交互和系統(tǒng)或者子系統(tǒng)邊界。

⑤“設(shè)計”環(huán)節(jié),根據(jù)所提出的模型,我們對其進行設(shè)計,其中可包括組織知識、闡明教學(xué)目標(biāo)、設(shè)計可調(diào)整的教學(xué)策略和可操作的教學(xué)過程(準(zhǔn)備學(xué)習(xí)環(huán)境、設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)、創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境等)、組織實踐等內(nèi)容,最終制定設(shè)計方案。

⑥“開發(fā)”環(huán)節(jié),以設(shè)計方案為指導(dǎo),進行開發(fā),開發(fā)時要選擇好開發(fā)工具和模型的開發(fā)方法以及搭建開發(fā)平臺,詳細(xì)給出實施程序,以便利用和管理。

⑦“實施”環(huán)節(jié),按照實施程序的要求,制定實施過程和策略,推廣成果為在教學(xué)中使用提供支持,最終成為好的教學(xué)成果。

⑧“評價”環(huán)節(jié),要知道教學(xué)效果如何,我們需要對教學(xué)成果進行評價,看它是否有助于教學(xué)目標(biāo)的達成,是否有突破預(yù)設(shè)環(huán)境的收獲,形成評估報告。

⑨“修正”環(huán)節(jié)與傳統(tǒng)系統(tǒng)開發(fā)一致,我們將評估報告反饋到需求分析階段,根據(jù)評估結(jié)果這種總結(jié)性評價來進行系統(tǒng)修正,同時我們也可以在各個環(huán)節(jié)遇到新問題時依據(jù)形成性評價進行修正,以期最終達到預(yù)期需求。

B 模式的特點分析

該模式是將綜合集成方法論的問題解決過程應(yīng)用于系統(tǒng)開發(fā)問題的基礎(chǔ)上,結(jié)合教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)的人機特性構(gòu)建起來的。本模式與以往的工程技術(shù)的系統(tǒng)開發(fā)的其他模式相比,有以下幾個明顯的特點:

①該模式說明了每一個主要成分是怎樣跟其他成分相互聯(lián)系在一起的。實線表示從問題到評價的流程,虛線表示反饋路徑。評價活動可以揭示出在其他幾個成分中的何處需要修改。這個模式可以進行形成性和總結(jié)性雙向評價,可以滿足在教師教和學(xué)生學(xué)的過程中或后進行檢測的需要。模式圖中“虛線”代表各環(huán)節(jié)的形成性評價,而“實線”則是總結(jié)性評價,我們可以根據(jù)實際需要,自行選擇評價方式。

②綜合集成方法論思想貫穿全程。綜合集成方法論體現(xiàn)在A模式的九個環(huán)節(jié)中,其中①②⑧屬于定性綜合集成階段,在這個階段我們搜集不同學(xué)科、不同領(lǐng)域己有的資料,對所研究的復(fù)雜性問題進行優(yōu)化篩選,在經(jīng)驗性判斷的基礎(chǔ)上形成定性判斷;④⑤是定性到定量的綜合集成階段,在此階段我們針對前面所建立的數(shù)據(jù)和信息,提出經(jīng)驗性假設(shè),建立模型,形成定量描述;⑥⑦⑧⑨屬于從定性到定量的綜合集成階段,本階段,我們依次設(shè)計方案、實施程序、得到教學(xué)成果,每一個步驟可以反復(fù)修正,逐次逼近直到得到滿意的定量結(jié)果。如果定量結(jié)果否定了原有的需求和經(jīng)驗性判斷,就必須依據(jù)定量結(jié)果提出新的經(jīng)驗性判斷,形成新的模型,再重新循環(huán)直到獲得滿意的結(jié)論。

③本模式是在工程技術(shù)上的系統(tǒng)開發(fā)的原則的基礎(chǔ)上,加入了問題描述(教育技術(shù)中技術(shù)促進學(xué)習(xí)所遇到的復(fù)雜性問題)、集成清單(收集已有的與問題相關(guān)的資料綜合成集成清單)和建立模型三個環(huán)節(jié),使教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)的開發(fā)更具綜合性,更人性化。

④該模式具有開放性,可以動態(tài)開放地進行修改。在具體的教與學(xué)的過程中,教師和學(xué)習(xí)者是具有主動性和適應(yīng)性的主體,經(jīng)常變更,另外隨著教師和學(xué)習(xí)者需求的改變,教學(xué)材料和環(huán)境也會隨之而改變,我們需要對其中的模型進行實時動態(tài)修改。本模式在每一個環(huán)節(jié)都具有反饋,可以滿足修改模型等需求。

綜上所述,大多教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)是復(fù)雜巨系統(tǒng),而且各個系統(tǒng)的復(fù)雜程度不同,人機分工也不盡相同,簡單地直接應(yīng)用面向多智能體的分析與設(shè)計,無法處理教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)中的諸多復(fù)雜性。而本研究中所給出的在綜合集成方法的指導(dǎo)下進行教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)的開發(fā)模式只是一個大的指導(dǎo)原則,至于具體系統(tǒng)的開發(fā)還需要結(jié)合各個系統(tǒng)本身的特點,選擇適合的人機結(jié)合策略,從定性到定量的形式,以及建模的方法,以便開發(fā)出預(yù)期的教育技術(shù)“人―機”系統(tǒng)。

四 小結(jié)