时间：2022-05-16 03:15:25
导语：在计算机实验论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了一篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
一、应用计算机信息技术模拟实验，变抽象为直观
化学是研究物质的组成、结构、性质和变化规律的学科。化学学科有的概念、原理、物质的微观结构较为抽象，因此，传统的语言文字表述和传统常规的实验使学生较难理解。在高中化学教学中，如：不同聚集状态物质的结构与性质；电解质在水溶液中或熔融状态下产生自由移动的离子的过程；微观结构与物质的多样性；原子核外电子运动；微粒间作用力与物质性质；分子的空间构型；化学平衡和电离平衡；原电池反应原理等理论知识，我们可以借鉴计算机信息技术制作的课件，就能形象直观地展示分子、原子、离子等微观的特征和变化的过程，变抽象为直观。此外，工业采用接触法制作硫酸流程；工业制硝酸的流程；石油分馏产品；钢铁的冶炼，工业合成氨等内容，单一语言表达和挂图展示，学生的感知认识度不高，此时适当地运用多媒体技术，就能使学生有种身临其境的感觉，为传统教学创设了形象性的教学情境。
二、应用计算机信息技术补充传统实验方式，提高实验教学效果
在传统常规实验演示中，由于多种因素，有些实验的过程和现象不显著，从而直接影响了教学的效果。譬如，分子的扩散、气体的产生及固体的溶解等现象，学生观察效果并不明显。假如把这些实验的演示通过多媒体投影仪来展示，充分运用它具有的定格、慢放、放大和重播等功能，来帮助学生观察，学生就能很清晰地看到颜色的变化、沉淀的析出和气体的产生等现象。再譬如，金属钠与水反应实验，由于反应过程较快，学生不易观察，同样可以采用多媒体投影仪来辅助此实验的演示，使整个反应过程清晰起来。另外，像钢铁腐蚀这种现象，需要很长的时间，我们也可以应用计算机信息技术制作课件，来演示这种腐蚀过程。这样不仅增强了实验的直观性，同时也活跃了课堂的教学气氛，提高了演示的效果，有助于学生观察能力的培养。
三、应用计算机信息技术辅助传统实验方式，增强实验的环保安全意识
有些化学实验若不遵循操作步骤和操作规程，在实验过程中也会发生危险的现象。比如，氢气的实验室制取及性质实验，点燃氢气前必须要检验纯度，不然可能引起爆炸。那么如何来展示它的危险性呢？在实验前先插入播放制作好的动画，展示点燃不纯氢气的混合气体而使启普发生器爆炸的情景，直观且形象的反映出它的严重后果。以此来加深学生对点燃可燃性气体前一定要验纯这一原理。再例如，浓硫酸稀释时为什么不能将水倒入浓硫酸中，这样操作会产生什么后果呢？我们也可以应用计算机多媒体技术，借助动画、声音等来模拟这一后果。通过多媒体的如此演示，可以使学生从中得到启迪，进一步明确实验操作必须规范、科学和安全的重要性。另外，有些化学实验不可避免地产生有毒有害物质，那么如何把它的危害性降低呢？笔者认为，可以充分利用计算机信息技术的强大功能，充分发挥多媒体的优势，更新传统实验方式，模拟这些实验。比如在课堂上演示实验室制取氯气；铜与浓硫酸反应；铜与浓硝酸反应；苯的性质实验；苯的溴化实验；苯的硝化实验等等。选择地替代某些传统实验方式，既演示了实验的整个反应过程和反应结果，又达到绿色环保实验的目的。化学是以实验为基础的自然学科。计算机信息技术的应用是教育教学方法的更新，计算机多媒体模拟实验是对传统实验方式的补充，必须坚持辅助性的原则，同时计算机信息技术的应用并不能替代老师，屏幕也不能替代黑板，必须坚持教师为主导，学生为主体的原则。计算机信息技术的应用，推动了教育教学观念的更新，极大优化了课堂结构。不管是传统教育教学模式，还是现代化的多媒体教育教学方式，都必须服从于教育教学目的，服务于教育教学的主体――教师和学生，只有把传统和现代两种方式有机地结合，优势互补，才能获得教育教学效果的最优化。
作者：孙润 单位：江苏省常熟中学
VC集成了很多类库，同时还提供很多应用程序的代码框架，开发者不用书写代码，只需几个按钮就行自动的生成一段完整的程序，MATLAB是目前世界上一种流行的用于矩阵计算的开发工具，其具有矩阵运算、数值分析、图像显示、信号处理等功能。在这种开发环境小，开发者开发的小波分析、最优控制、鲁棒控制、神经网络等工具箱也被广泛的应用到建立数学模型系统当中。
1Multisim
Multisim是一款进行高频电子线路开发的软件。这款软件操作方便、界面美观，学生也易于入门。Multisim包含了电路原理图的输入、硬件描述语言等，从分立元件到集成元件、无源器件到有源器件、模拟元件到数字元件等元件库，并且还提供了功能强大的直流交流分析等。利用这款软件，可以灵活的在上课当中进行试验的演示，方便学生对电子线路知识的理解。
2计算机仿真软件在电子技术教学当中的应用
电子线路当中的高频电路原理复杂抽象，老师在理论实验当中进行理论推导，由于知识的复杂，对于学生来说，很难快速掌握。这时候如果采用计算机仿真软件进行原理图的仿真教学，形象生动的展示电路的工作原理，这比单纯的进行枯燥公式推导印象深刻，学生对于知识的掌握也会很快。在市面上众多的EDA设计开发软件当中，Multisim软件非常的适合在电子课堂上进行计算机仿真教学。下面以正弦波振荡器为例，介绍Multisim对于学生理解高频电路工作过程的帮助。正弦波振荡器振荡不需要在输入端输入信号，在输出端就能产生一定频率和幅值的正弦电压的反馈放大电路。该电路是由放大电路、正反馈网络、选频网络和稳幅电路组成，其起振的过程包括起振条件和平衡条件两个过程。起振条件：振幅起振AF>1；相位起振ΦA+ΦF=2nπ(n=0,1,2............n)平衡条件：振幅平衡AF=1；相位起振ΦA+ΦF=2nπ(n=0,1,2............n)起振过程微小的扰动经过放大、选频、反馈、放大、选频、反馈如此反复的循环，振荡电压增长起来，建立起为稳定的振荡电压。
对于振荡条件和平衡条件的理解，尽管在上课的过程中已经进行了理论的分析，但是学生还是机械式的了解起振的过程。学生对于这样的过程理解起来还是具有一定的难度。如果通过计算机仿真软件演示振荡电路的起振过程，让学生了解在起振过程当中起振条件和平衡条件是如何起作用的。其起振的演示波形如下图所示：使用Multisim软件仿真振荡电路，通过示波器对输出的波形进行观察，可以看到输出波形从零开始逐渐的增大，并且随着时间的推移，波形幅度增大的趋势开始减缓，最终趋于恒定。上述的过程就对应了振荡器的起振和平衡条件。通过前面分析可以知道，起振AF>1，振荡器开始起振，幅度开始增加，随着放大器进入饱和状态，增益A开始见效，增幅减缓，一直到AF=1，达到平衡条件，波形稳定。通过Multisim进行演示，直观明了，可以加深学生对振荡器起振和平衡条件的理解。
3总结
计算机仿真模拟辅助教学是当今教育的重要内容，计算机仿真进入到实验领域，可以丰富辅助实验的手段内容，是教育技术的一次重大的革新。但是，我们也要深刻的认识到计算机仿真教学仅仅是辅助手段，这种方式并不是万能的，我们要认识到其局限性，不能因为这种实验手段放弃实训，只有两种方法相互结合，才能够提高实验的效率和质量。
作者：吴婷
一、计算机性能对实验教学的影响分析
根据以上的软、硬件统计结果，可以清晰的看出，目前学院基于计算机的实践教学体系中，软、硬件的配置存在严重的矛盾，对教学过程存在严重的影响，比例如表3所示：
1、实验效率影响目前学院实验室所配置的计算机的性能严重影响教学软件的应用，承担公共实验课的实验室72%表现出对软件的性能制约，直接影响教学效率。
2、学生心里影响实验设备的运行能力及稳定性，直接影响着学生的学习心理，造成不利影响。
3、实验质量影响实验过程中出现设备故障或性能不足等其他事件，将直接对课堂教学质量产生不利影响。
4、实验室利用率的影响由于设备的不稳定性及计算能力不足，直接造成维护频率增加，维护时间加长，降低利用率。
二、建设思路
通过以上对实践教学的需求分析，我们不难看出，计算机实验教学系统的建设应在充分结合各高校的实际教学需要的前提下，同时考虑高等教育教学改革中试验室的发展趋势，以学校的教学计划及学校各专业的建设情况出发，规划计算机实验室的建设方向，打破传统的追新或能用概念，树立好用、易用的思想，应把计算机实验室整体结构的调整作为学院实验室建设的重点，根据实验教学的需要建立良好的结构体系方案。才能在今后的教学工作中始终保持实验设备的先进性、优良性能，为实践教学的质量、效率提供优良的实践平台。首先，应对自身学院的需求做好统计、分析工作，需要对学院的专业建设方向，涉及计算机实验教学的各专业的发展规划、各专业教学计划、各计算机实验教学课程所涉及的软硬件需求，以及各专业在校人数及计划招生人数，有了这些各类学生的准确人数，我们就不难规划出计算机实验环境的需要。虽然计算机软硬件的发展无法预知其准确的速度及周期性，但可根据学院实验室过去几年的建设经验，以及学院现有关专业及未来的发展方向初步确定计算机实验室的建设目标与阶段性任务。
以目前所需的性能等级比例作为起点，制定学院计算设计实践教学所需设备的更新时间表：按照2012—2013学年的教学任务及学院的5年规划，可确定实践教学体系中所匮乏的占计算机实验体系所需50%比重的高性能实验设备是目前急需解决的关键问题，应当作为体系建设起步的重点，在尽快的时间段内进行填补，以保证整个实验体系的基本运转。而占计算机实验体系30%的性能良好的计算机与20%性能一般的计算机则根据实践教学的需要与软件的发展逐步由已使用2年以上的高性能计算机填补，按需要逐步替换。其次，从实践教学软件入手，通过对实践教学过程的跟踪，同时结合软件使用环境及学习内容的区分，大体可将实践教学分为理论验证型、工具应用类、软件开发、基础应用四类。因此，在实验室的建设上，要充分考虑不同分类的实践教学过程对不同环境的需求，尽量在实验室建设规划阶段确定合理的布局结构及管理模式以适应各不同的教学形式。同时，实验室的建设应考虑今后的高效率运行、低维护、低消耗、多用途，这样一个更新周期结束后，学院总体拥有的实验室，将会根据应用的不同，呈现阶梯式的分布，表现为对大型软件及基础课均有对应满足教学的实验设备，同时延续更新换代，会保持结构化不变而满足实践教学及高校教育改革不断改变的需要。
作者：张文盛
有些参训人员可能在初期阶段就接受过计算机信息技术的相关教育，但一些偏远地区的机构和单位硬件设施比较差，参训人员可能在此之前从未真正地接触过计算机，这类人员的动手能力较差，会影响整体的学习效率。实际训练和操作过程缺乏主动性传统的计算机专业的模式以指导员为中心，参训人员根据指导人员布置的实验内容，完全模仿指导员的操作方法和步骤进行上机，缺乏主动思考和主动学习的能力。由于不完善的实验内容和实验考核的方法，参训人员普遍降低了对实验课任务的重视程度。
改进方式方法，呈现多元化信息首先可适当运用计算机多媒体设备，采用演示与动手操作相结合的方式。一般情况下，参训人员可采用内容填充法做随堂笔记。对于指导员而言，还可实施测法归纳小结来丰富训练内容。其次还可以组织参训人员进行小组讨论，这样不仅可以充分调动参训人员动手的积极性，提高综合的思维能力，还可增加指导员与参训人员之间的信息反馈和交流机会，让参训者在讨论问题的过程中发现自身知识点的薄弱环节，让他们做到突出重点、加深对计算机知识的理解，逐渐形成一套完整的知识体系，从而大幅地提高计算机专业的实训效果。
引导参与人员正确认识实训过程传统的方法中先进行理论讲授、后进行上机实践验证的方法已经不能适应现代化的计算机专业实践训练系统中，计算机理论知识比较抽象复杂，初学者往往需要经过反复的消化吸收才能理解。
因此，在学习人员对于未接触到的抽象的计算机专业理论知识没有一定的感性认识之前，对参训人员进行讲解，参训人员再通过实验进行对理论知识的验证，这是一个非常艰难的认识过程。基于现代计算机专业的实训理论，对于计算机理论的正确认识过程应该是实践——认识——再实践——再认识的过程。参训者可利用现有的设备，根据实训布置的上机实验要求，利用已经掌握的知识做开放性和设计性实验。在传统的方法上突出新型实验教学以参训人员为主体的教学模式，真正发挥理论与实践相结合的意义，从而提高受训人员综合分析问题的能力。
以任务为驱动提升计算机专业解决问题的能力近年来，全球范围内的计算机技术有了突飞猛进的提升。同时，我国经济也得到了飞速发展，这就导致了我国对高级计算机素质人才有着迫切的需求，并且需求量正在不断的增加。为了能够给国家培养高素质的计算机应用人才，就要努力提高计算机从业人员的能力，让他们在掌握高端理论知识的同时，更要具有实际的操作和应用能力。在这些需求的要求下，就要适当采用实验法，让参训人员根据设置的题目去进行实践，并在实践中通过发现问题、分析问题和解决问题的过程中提升自己的应用能力，以适应社会这个大舞台。实施开放型和创新型的实验模式在当前的计算机实验过程中，存在着许多问题亟待解决，他们严重阻碍着计算机实验质量的提升。
为了适应市场的需求，就需求对当前的实验方法进行改革。多提倡以项目开发和和创新式实验方式，以一个项目为主体，对参训人员进行指导，让他们自主地查阅相关资料，从而保证他们既能够掌握基本的实验原理和方法，还能够扩展相关知识。
作者：隋新
随着社会地方经济建设的飞速发展，地方经济建设的需要对地方大学计算机专业对学生计算机信息技术的应用能力掌握的要求越来越高。计算机应用能力的掌握程度已成为衡量当代大学生能力结构的重要标志，为了满足社会发展和地方经济建设的需要，培养具有高素质和计算机应用性能力的专门技术人才，是我院地方大学计算机实验教学的主要目标。
我院是一所地方综合性大学，为学生成功奠定基础；为地方发展提供支撑，是当前我校的办学宗旨。为实现“为学生成功奠定基础”的办学宗旨，学校凝练了“一二三四”人才培养体系。“一”就是一个培养目标：培养高素质的复合型、应用性人才；“二”就是把握好两大关键环节：建设高水平的课程体系，营造良好的成才环境；“三”就是培育学生三项素养：高度的责任心、持续的进取心、强烈的好奇心；“四”就是发展学生四大基本能力：表达能力、动手能力、创新能力、和谐能力。为实现“为地方发展提供支撑”的办学宗旨，学校提出了全面服务于地方经济建设的发展规划，并提出了为政府提供决策咨询；为企业解决技术难题；为个人提供再学习机会的三个服务层次，并提出为地方发展提供四大支撑：即人才支撑、技术支撑、文化支撑、思想支撑的发展思路。为了实现我院提出的全面服务于地方经济建设的发展规划，根据地方经济建设对计算机专业信息人才的发展需求，培养出具有高素质、应用型、创新型能力的专业技术人才的发展目标，笔者在长期从事计算机实验教学的基础之上，对计算机实验教学方法进行了一些探索，提出几点行之有效的实验教学方法，与同行们进行商榷。
1验证性实验教学
验证性实验教学法是计算机实验课程教学最基本的方法之一，其实验课程是以验证性为主，目的是验证计算机专业理论课教学的正确性、逻辑性、实践性，强调理论实践的重要性，是计算机专业实验课教学和理论课教学之间相对独立而有机的结合方法，加强了学生对计算机专业理论课知识的巩固和理解，以提高学生分析问题和解决问题的思维能力、操作能力、动手能力，并提高学生对计算机专业理论知识学习的积极性。
2计算机基础实验教学
计算机基础实验教学是计算机基础课程教学中的重要组成部分，是计算机实验教学中最主要的方法之一。它囊括了计算机专业基础课程和公共计算机专业基础课程的实验教学。它是抽象思维与形象思维、传授知识与训练技能相结合的过程，它起到了计算机基础理论课教学和其他教学环节不可替代的作用。计算机基础实验教学内容包括计算机基础的通用性、技术性、实用性、应用性等基础知识实验，指导教师根据计算机基础实验课程教学计划和实验项目内容的具体要求，对基础实验项目内容进行筛选和取舍，采取了循序渐进、步步深入、深入浅出的指导方法，并安排学生难度适中、操作方便并普遍适用的实验，使学生尽快深入、扩展、系统撑握计算机基础实验的基本知识、基本方法与基本技能、计算机设备和仪器仪表的操作方法、维护法和使用方法、应用基本技能与编程技能，以培养学生分析问题和处理实验数据结果整理等基本能力。
3计算机综合实验教学
综合性实验教学法是指多门专业课程融合的实验教学法。实验指导教师根据实验内容归类梯次训练逐步深化的要求，从计算机应用技术的完整性、系统性、统一性、时代性总体设计教学内容和课程体系，根据实验内容的要求，把实验内容相近或类别相同的实验进行重新组合，如把平面设计、网页静态设计、网页动态设计，C语言程序设计与C++，计算机辅助设计，数据库等，将分散于各相关学科的知识进行整体化、系统化，实现多学科的知识融合，采取由浅入深、逐步推进、融会贯通等方法，以提高培养学生综合运用多学科知识分析和解决专业问题的能力。
4计算机创新型实验教学
计算机创新型实验教学法是指自主性、开放性、综合性实验教学法。由指导老师根据实验教学计划的安排，讲授实验课程的基本思路、实验设计的基本原则、进行文献检索的基本方法、科研论文写作的基本要求，并采用启发性的教育方式，以提高学生搞科研的积极性和创造性，引导学生按照完整的课题形式，自主选择课题，自行设计实验课题研究方案，自主拟定技术路线，并应用各种实验方法与手段，综合应用自己所学的课程知识，进行分析、归纳与总结，得出相对客观的研究结论，并以研究论文或实验报告的形式，完成课题研究任务。这种方法，目的在于培养学生的自主创新意识和创新精神，并在以后从事工作中，为自己搞科研打下良好的基础。
5计算机实验教学考核
实验教学考核法是针对学生通过实验教学学习后，对他们的实验学习成绩、学习效果、掌握程度进行综合评估测试的一种基本方法。考核标准我们可采取两种方法进行。一种是采用五级记分制：分优秀、良好、中等、及格和不及格。第二种是采取百分制：90分以上为优秀，90以下至80分为良好，70分左右为中等，60分为及格，60分以下为不及格。考核成绩可分为两部分组成，平时成绩加期末考试成绩。平时成绩比可占总分的60%，期末考试成绩可占总分40%。考核的办法我们可以采取以下几种方法。平时成绩考核的内容主要包括实验课出勤时率、基本操作能力、实验结果、实验报告、自主实验能力、自我创新能力等。具体内容包括：第一指实验项目内容提前完成或按时完成，并有正确理解或创新思想；第二指实验项目能基本完成任务，能够正确地独立操作和理解程序，回答问题基本正确。第三指实验项目内容完成稍晚，能够大体说明实验编程过程，操作或编程方法基本正确，但问题回答不够全面。第四指实验项目完成时间滞后，不能独立操作和编程，对实验程序解释不清楚。期末考试成绩主要采取笔试和实验相结合的两种方式进行。
6计算机实验教学组合法
计算机实验教学组合法是充分利用学生课外空余时间灵活掌握实验教学内容的一种方法。它的表现方法有三种。第一、利用开放性实验室，将课内教学内容与课外实验相结合，将集中与分散相结合，将自主安排与统筹安排相结合，以提高学生自我创新能力与综合素质培养能力。第二、充分发挥计算机辅助教学功能，安装计算机实验模拟、仿真学习软件，将教师引导与学生自主学习相结合，为学生提供课外实验的学习机会，巩固和提高学生的实验教学知识和计算机应用知识能力。第三、成业计算机专业业余爱好组，实验室给予必要的平台支持，专业指导教师给予恰当的指导，学生们可根据自主性和个性化的需要，将实验教学的内容与自主创新设计的内容结合起来，将向社会横向服务的任务与自己所学的专业结合起来，学生们通过自主学习以及社会实践，既不但掌握了实验教学的基本内容和专业知识，同时，促进了学生的个性化发展，培养了学生专业知识能力和解决了社会实践问题的能力。
计算机实验教学是计算机专业教育的重要组成部分，计算机实验教学的质量好坏和教学方法的对与否对学生掌握计算机专业知识有直接的影响，因此，我们要在长期工作实践中不断地总结经验教训和摸索出一套我行之有效的实验教学方法，才会不断提高我们的教学水平，在这里我只是根据在长期从事计算机实验教学中，提出一些浮浅的体会，希望能为同行们起到一些抛砖引玉的作用。
【摘要】科学合理地安排实验课，开展“开放性、研究性”教学。实验课程从理论课程体系中脱离出来，独立开设，改革实验内容体系，系统地构建实验课程模块，转变以人为主的管理方式，根据不同学科的特点，提高实验教学的时数在总培养时数的比例，加大综合性、设计性实验项目，加强学生实践技能的训练和自主性学习，通过建立全天候开放实验室管理平台，实现实验室全天候开放、实验内容开放。鼓励学生早进实验室，在导师指导下开展科学研究。
【关键词】实验室教学改革强化创新
一、实验教学体系和工作概况
实验室是进行实验教学、科学研究的主要基地。计算机实验教学在培养高素质的创新型IT人才中起着至关重要的作用。随着经济全球化的高速进展和科技进步的日新月异以及国际间的人才竞争，人们对实验教学在创新人才培养的重要作用上有了更加深刻的认识。因此，在以培养创新人才为核心，开展对学生进行实践教学、加强能力培养的同时，应十分重视实验教学的改革，以适应社会发展的需要。
实验教学是教学任务中的重要环节，承担着课程实验、课程设计、毕业设计等能充分锻炼和提高学生动手创新能力的知识领域。实验室应建立健全实验教学大纲、教学任务书、实验课程表、实验项目管理等各种教学档案，符合评估标准。实验教学内容上要适应学科发展、计算机技术的更新并注重学生实践与创新能力的培养。实验教学环节的每个实验均应有实验报告和批阅，每科实验成绩均在该课成绩中占有一定比例，有相应的考核方法，形式要结合每门课程的特点，均有成绩记载。
计算机学科发展变化日新月异，是其他学科所无法相比的。只有根据计算机科学和技术的发展，紧跟新理论、新技术、新方法，不断更新实验教学大纲和教材，促进教学内容的重组和体系更新，才能使学生既学到专业基础知识，提高实践创新能力，又能紧跟当前技术主流，强化实际应用能力的培养，造就应用型、实用型的计算机人才。
二、实验教学改革势在必行
传统模式的实验教学是以教师为中心，学生往往是按照教师设置好的设备和仪器，根据实验指导书上规定的方法和步骤按部就班的进行。这种模式的实验教学存在一定的弊端，如单一的进行固定实验的操作，影响学生思路的开拓，因此在整个实验过程中，学生始终处于被动地位，使学生的学习主动性和积极性受到压抑，同时也不利于学生个性的发展，不利于创新思维和创造性人才的培养。
针对上述情况，开发设计型实验成了当务之急。学生通过设计型实验，学习从被动变主动，查资料、设计调整电路、学习仪器的使用等，实际动手能力得到锻炼提高，反映非常好，同时也有效的遏制住少数人混实验的现象发生，提高了实验效率。
综合实验是近年来实验教学改革的产物。为了使学生能更好的学习和掌握实验原理、目的及实验方法，而把相关几个实验按其规律组成一个小的系统，使学生在实验课上对所学知识有更加全面的认识和了解。通过实践证明它们对提高学生独立分析问题、解决问题的能力，促进学生创新精神起到了重要的作用。为培养学生的创新能力全面提高素质教育，部分实验独立设课很有必要。实践表明，独立设课开放式实验教学方式，拓宽了学生知识面，增长了学生实际动手能力，有利于发挥学生的认知主体作用。激发了学生学习的积极性和主动性，促进了学生自我创新精神的培养。
实验教学改革根据计算机科学技术、现代教育发展趋势和对创新人才培养的要求，以培养学生的实践能力和创新能力为目标，我们对实验课程内容进行整合，将每一个实验课程的实验项目分为3个层次进行实验内容重组，即“基础验证型、综合设计型和研究创新型”，精选基础型实验，加强综合设计型和研究创新型实验，编写配套实验教材，实现多媒体辅助教学，并依此构建计算机实验教学体系。
实验教学是理论教学的补充和强化，理论教学是实验教学的基础，二者的关系是相辅相成的。因此，我们认为关键的必须的验证性实验仍需保留，设计型、综合性实验必须要有。处理好这些关系，是将实验教学提高到一个高水平的重要方面。
三、目前实验教学改革的方式
随着我国高等教育的发展，大学逐步由教学科研型大学向研究型大学转变，硕士研究生、博士研究生规模不断扩大。特别是对于本科生，实验教学是重要实践性教学环节。实验教学向学生传授的是认识世界的方法，实验学习是学生接受知识，培养能力，开发创新思维的重要途径，当前国内各学校都在做实验教学的改革探索，我们也一直在这方面做了很多工作。
初期的实验室建设面临的主要问题是仪器设备陈旧、分散、规模不够；且部分实验的实验内容、实验板逐渐老化，对本科生的专业素质培养有一定的不利影响。
针对上述基本情况，我们的思路是优化实验教学体系，尽快开发新的实验内容和实验装置，逐步增加设计型、综合性的实验，为学生创造更好的实验教学平台。
根据我们学院各个专业的课程特点，我们的实验教学分三个层次：
认知型：即验证性实验。部分课程的理论教学中都会有一些关键的结论需用实验来说明，因此必要的验证性实验是应当保留的。
设计型：综合所学知识，培养设计能力，是工科大学本科生的培养目标，也是学生能力培养的重要方法。
综合型：系统的概念对信息类专业的学生十分重要，根据认识规律从器件到单元电路到小系统到大系统，通过这类实验给学生建立系统的基本概念。
根据各个课程的内容特点，合理设置不同层次的实验内容，既要符合认识规律，又要满足教学要求，还要尽量调动学生学习的主动性。
四、实验教学改革思路的进一步探讨
1.科学合理地安排实验课，开展“开放性、研究性”教学。实验课程从理论课程体系中脱离出来，独立开设，改革实验内容体系，系统地构建实验课程模块，转变以人为主的管理方式，根据不同学科的特点，提高实验教学的时数在总培养时数的比例，加大综合性、设计性实验项目，加强学生实践技能的训练和自主性学习，通过建立全天候开放实验室管理平台，实现实验室全天候开放、实验内容开放。鼓励学生早进实验室，在导师指导下开展科学研究。
2.开展实践教学质量的评估研究，从知识与能力方面全面评价学生的学习成绩。多方面、多角度探讨全面评价学生学习成绩的体系方法，全面衡量学生的实验技能与创新能力，使学生全面发展。学生成绩的评价包括实验态度、实验操作、实验设计（综合设计性实验）、实验结果和分析等，从多角度、全面地考查和评价学生的成绩和能力。
3.建立一套完善的符合自身特点的实验室开放管理制度和管理方法，强化整体、质量、开放和创新意识。从制度、体制上保证实验内容、实验场地、实验设备等实验教学资源和时间上实行开放，提高实验场地的使用率、仪器设备的利用率和使用率，发挥实验室资源的最大效益。实验室的全方位开放，是实验教学质量、学生创新意识和创新能力培养的有力保障。
4.树立“优化课内、强化课外”意识，提倡“科学研究渗入实验教学”。中心按照体现基础性、先进性、系统性、综合性的原则，对实验教学内容进行调整、更新、重组。改革教学组织形式，创造学生自主学习、参加课题研究的条件，依托教师的科研条件和指导力量，将科学研究渗入实验教学，使学生获得更多的直接知识，培养学生的反向思维和发现问题、提出问题、解决问题的能力，提高学生探究未知新知识能力的提高，满足学生个性化发展的需要。
5.在加大力度引进既有IT企业工作经验，又有丰富教学经验的双师型人才的同时，也注重培养本院青年教师，坚持学院自我培养和外部引进相结合的原则，进一步提高中心实验教学队伍整体水平。同时不断充实和扩大专职实验教学管理队伍，有计划有步骤地加强实验教学与管理人员的培训，形成一支高水平的实验室管理队伍，使中心的管理进一步规范化和科学化。
6.加强校企共建，丰富实验实训项目，拓展实训内容，提高学生实践创新能力。为了充分发挥高校与企业相结合的优势，加强与企业的合作和共建，使实验教学、科研创新和技术开发密切结合，强化实验教学与实践应用能力的培养,实验室可与企业建立联合实验室，联合实验室不仅能为大学生提供实验创新的场所，同时也为大学生参加程序设计大赛、软件设计竞赛、计算机仿真大赛、电子工艺实训等提供平台，提高学生实践能力，更好适应现代社会发展需要，为走上工作岗位做好充足的准备。
摘要：计算机网络教学包括理论教学和实验教学，实验教学必不可少而且教学难度较大.本文对计算机网络实验教学存在的问题进行了分析，探讨了如何对计算机网络实验教学进行改革.将实验内容分为验证型实验，综合型实验，设计型实验，制订了循序渐进的教学内容；然后采用自底向上的实验教学模式；最后搭建了新型化的网络实验平台以获得更好的教学效果，提高学生的创新能力和实践能力.
关键词：实验内容；教学模式；实验平台；计算机网络实验
0引言
计算机网络是一门实践性很强的课程，对于应用型本科院校计算机专业的学生来说，不仅仅要理解计算机网络理论知识，同时也对实践动手能力熟练程度提出了更高的要求.当前计算机网络的教材大多数都是偏向理论基础教学，学生学习的重点是计算机网络的体系结构和网络协议，涉及到的课程实验落实较差，只单纯地进行理论教学，学生很难理解理论知识，这样的教学效果很难保证.所以强化实验教学是加深理解和验证计算机网络理论知识的重要环节.
1计算机网络实验教学存在的若干问题
1.1实验过程内容单一
计算机网络实验主要是讲授理论知识和简单验证，内容容易实现，实验课程课时较少，导致学生不重视实验.违背了计算机网络课程实践性很强的教学宗旨.此外，有些学校设置的实验内容多年未变，实验内容陈旧单调因而没有办法提高学生的学习兴趣，无法将所学理论知识转化为网络的实际操作技能，满足不了社会对计算机网络人才的需求.实验教学受课时的限制，只能开展一部分基础验证型实验，不能涵盖课程包含的重要原理，导致学生实践能力不健全，无法开展综合型、设计型的实验项目，培养学生创新型思维受到限制.
1.2教学模式落后
计算机网络课程主要是计算机技术和通信技术结合.理论性较强、知识面较宽，具有应用广泛、实用性强等特点.作为计算机专业的核心课程，是一门公认的较难授课的课程，特别是随着网络协议不断升级、新技术不断涌现，计算机网络理论教学和实验教学的难度进一步的加大.各高校都在积极探索网络实验教学和理论教学改进方法，尽管取得了一定效果，但从近年的效果来看仍未取得更多的标杆性新成果和新方法.不过是侧重点不同，终究是摆脱不了“理论与实践相结合、教学与科研相结合、工学结合”老套的“旧三结合”教学方法，这种教学模式不适合新时代的需要，没有提高学生的创新能力.
1.3实验平台建设落后
随着计算机网络技术在各行各业的推广应用，计算机网络的相关课程在各个工科高校基本都开设，虽然近几年教育经费投入有所提高，但各种问题在高校的网络实验教学中总是出现，效果不佳.网络实验室建设方向总体投入较多，各高校网络实验室装备相对比较简陋，主要实验还是基于局域网组建、综合布线、连通性测试等方面，不过是计算机网络初级水平，难以到达更深的层次（比如网络的协议、架构、系统、安全测试等）教学与研究.要落实深层次实验，高质量的设备和系统必不可少，然而资金存在缺口.
2计算机网络实验内容的改革
我们构建多层次的实验内容，包括基础验证型，综合型和设计型三种类型的实验项目。让学生掌握该门课程的理论基础知识可以通过基础验证型实验完成，了解计算机网络的基础技能.学生对理论知识的综合运用可以通过综合型实验完成，加强学生的综合运用能力.设计型实验由授课老师按照教学大纲设定综合性强、接近实际应用的实验教学内容，在实验过程中进行分组实验，老师在实验前基于理论指导，在实验中给予相应的辅助，让学生自己真正的设计网络拓扑结构，设置网络地址协议，建立网络框架结构，实现网络安全协议，具体的实验要求通过实验室的软硬件环境构建完成，让学生充分理解网络框架结构加强学生的学习能动性，培养学生理论联系实际能力.
3创新计算机网络实验教学模式
应用型本科院校基本都采用谢希仁编著的教材《计算机网络》，该教材第一版到第六版采用“自底向上”的模式，即基于OSI参考模型，由底层（物理层）向高层（应用层）逐层讲解.该教学模式的特征在于强调通信原理，注重计算机网络底下三层的具体实现技术，注重让学生了解计算机网络发展过程.因此，在此基础上的计算机网络实验课程的内容设置，从底层的基础实验作为起点较为符合原理课程的需求.
第一次实验内容建议以增强学生的兴趣为主，例如网线制作与网络连接实验，鼓励学生尝试自己动手制作网线进行电脑间的连接.实验虽然简单，但却非常容易激发学生的兴趣，同时也引导学生了解计算机网络发展过程.
第二次实验基于原理课程讲解数据链路层的知识，重点在于理解数据链路层的MAC帧的概念.建议实验内容以计算机网络的中间设备（比如网桥、中继器）以及MAC帧的概念为主，例如通过双绞线把多台电脑与交换机相连.使学生了解到数据帧进行总线广播，使星型上所有的终端都可以接收到数据帧；也可以通过网络中间设备进行转发，使互连的多台电脑可以接收到数据帧.当讲解的原理课程进入到网络层知识时，即可显示协议分析的重要性.
第三次实验可以使用协议分析器分析数据包捕获、IP报头分析为主，将复杂与抽象的网络协议直观地展现在学生面前，强调网络协议在计算机网络体系结构中的重要性，让学生加深对计算机网络理论知识的理解.
第四次实验设置建议用协议分析器捕获HTTP协议，分析其中的TCP三次握手的连接过程，以及四次握手的释放过程，帮助学生理解TCP协议与UDP协议二者之间的相同与不同之处.
第五次实验内容重点分析应用层的协议，例如通过Socket的基本知识与某种高级语言结合，去实现某个经常使用的应用软件或命令，比如实现Ping、Tracert等命令.让学生通过实验了解如何用程序实现Ping命令的运行过程，尤其是实现Ping请求与应答报文，进一步加深理解网络通信的具体实现流程.通过以上描述的每一层的实验内容设置，可以较好地指导学生从底层开始，让学生逐步了解网络的体系结构与协议特性，体会网络的基本知识与工作原理，使实验课程和原理课程的教学模式达到良好效果.
4搭建高效的网络实验平台
高效的实验平台是提高实验质量和学生动手能力的前提.统一的管理控制平台应该包括以下硬件，以太网交换机、路由器、防火墙等设备，按照要求进行多种网络实验，在实验过程中，根据实验要求设置网络架构结构，使学生根据实验大纲配置不同的网络实验.每个学校可以根据本校情况，开展分组实验，每个实验平台由若干名学生组成，每个实验平台都可以使用一组设备，学生在同一时间分别完成相同实验内容.
5结论
计算机网络课程的显著特点就是知识点不停的更新，在一个信息高度发达的社会，经济的发展对互联网人才的需求量很大.为满足国家经济发展的需求，对计算机网络实验教学进行改革必不可少.过去网络实验教学模式以实验验证性为主，难以调动学生学习的积极性.随着国家经济的发展，对计算机网络技术人才要求不断提高，计算机网络实验教学应从多种途径进行相应的改革，对不同能力的学生进行分层次的培养，进一步加强学生的综合应用能力.
作者：张万礼 单位：宿州学院
［摘要］
计算机技术在生活之中应用越来越广泛，已经成为了高校教学的热门专业之一，而计算机网络协议教学又是计算机网络课程的重点、难点内容。为了进一步让学生们了解网络模型以及网络协议之间的关系，熟悉各个协议之间的作用，总结出相关协议分析工具和教学平台优势。文章基于TCP／IP网络模型作为研究基础，研究计算机网络协议教学实验设计与实现相关问题，以期提升教学质量和效果。
［关键词］
TCP／IP；计算机网络协议；教学实验；设计；实现
计算机技术已经成为了人们日常生活中非常重要的一门生活技能，这都缘于计算机技术的普及和教育的重视。计算机网络协议教学作为信息安全、网络教育的重要先导课程，其在高校专业课程教学中占据着非常重要的地位。计算机网络课程实验中计算机网络协议一直是课程教学的难点和重点［1］。因为网络协议作为一种抽象虚拟的知识，课堂教学中难以做到形象生动教育，学生更是难以从根本上理解计算机网络协议和计算机网络模型。
一、计算机网络协议教学概述
计算机网络实验课程教学中，很多学校采用专业网络分析软件进行数据分析，但是由于网络系统功能非常复杂，实验教学的效果并不理想。专业的网络软件分析虽然被广泛用于日常实验教学中，但是由于软件分析不是实验教学目的，而是对计算机网络开展实时监听和分析，致使获取的数据比较复杂，必须要具备专业分析能力才能够做出数据判断。计算机网络协议教学实验的时候，其主要的教学目标是采用实验方式来印证课堂理论，使得学生对计算机网络协议模型有更深层次的认识。即包含了监理会话、终止会话、建立窗口、协议格式、流量控制等网络操作。根据计算机网络实验的目标进行定位，实现以TCP／IP作为模型，研究计算机网络协议实验教学方法。对于教学项目中获取的数据，通过专用的网络软件进行分析，利用计算机专业知识进行网络实验教学和数据采集［1］。
二、计算机网络教学相关研究
计算机网络课堂教学中，实验作为网络课堂教学的重要组成部分，教学包含三个方面：1．协议分析类实验；2．硬件配置类实验；3．网络安全类实验等几个方面。硬件配置类教学包含了综合布线和设备配置实验等方面，硬件配置类实验为软件教学、计算机网络协议教学提供基础设施。网络安全类教学主要包含了典型的网络协议和功能、路由器访问以及列表控制等方面教学。不同学校开展网络课程设置也存在着差异，根据自身学校的条件以及学校的专业设置情况决定课程内容［2］。计算机网络课堂教学的时候常会借助一些第三方工具：1．虚拟实验系统，如OPNET和NS2等系统具备网络拓扑仿真功能、网络通信以及网络协议仿真功能。2．网络协议分析工具，如Nextray、Sniffer、Iris等工具具备扑捉数据包，并对数据进行分析，进而实现对网络协议、封装以及抽象概念讲解与教学。3．实验教学平台。实验教学平台主要是为计算机网络课程的教学开发而设计，而实验平台又分为具有网络硬件设备的平台和Web虚拟系统网络实验平台。教学手段常常借助上述三种工具，使用网络协议分析办法对网络通信展开实时分析，但是缺点则是由于分析功能复杂造成学生的学习困难，尤其对于专用的教学系统需要以实验教学为基础。虽然很多网络教学课堂设置都是从教学角度出发，但是还需要专用的网络设备和软件体系支持。通过设计一组基于TCP／IP模型的实验项目，以网页做模型架构基础可以有效避免协议工具的复杂性和专用性限制，进而设计出符合计算机网络实验教学条件的模型。
三、计算机网络模型以及网络协议
计算机网络作为网络通信的基础理论，分为对网络通信进程进行功能界定和划分，计算机网络协议课程的组织和设置均以网络模型的分层结构组织作为基础。计算机网络模型主要有OSI模型和TCP／IP模型两种［3］：
（一）OSI模型与网络分层OSI作为网络模型的基础模型，它分为七层，自上而下分别为：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层等几个层次。网络模型中每个层次功能均由相应的网络协议完成，OSI参考模型的时候也必须公布一系列的协议，但是这些协议无很好的发展空间。实际计算机网络协议教学过程中，使用TCP／IP作为最广泛的网络教学模型，其在实际应用中相当多。
（二）TCP／IP模型和网络协议OSI模型中对于每个层次的功能都有定义，但是没有网络协议支撑，因此OSI模型结构在实际工作中并无应用。随着目前计算机网络技术的发展，互联网很多都是采用TCP／IP协议模型作为基本的试验教学模型。TCP／IP模型将网络分为四个层次：应用层、传输层、接入层、网络层等几个层次。TC／IP协议模型层次与OSI模型层次之间相互对应，应用层对应OSI模型层次5～7层，网络层则对应OSI模型的传输层。TCP／IP模型各个层次的协议如图1所示，TCP／IP模型中对于每一层的TCP／IP协议族定义了相应的协议，并以此来实现该层次的网络功能［4］。
四、基于TCP／IP网络协议模型的实现
（一）应用层HTTP协议与软件通信实验计算机之间实现通信其实质就是两个系统程序之间完成通信，因此从程序的角度来讲可以将系统程序分为有通信功能程序和无通信功能程序两个方面。如Word处理器只能在本地运行，不存在网络通信功能；IE浏览器、MSN以及QQ等具有通信功能，这些均属于网络通信软件。TCP／IP协议中应用层主要在应用软件之中，需要生成要传递的数据，根据数据通信原理可知每个层的功能都由网络协议实现。利用Web浏览器搭建实验教学平台，用户必须向浏览器发送URL，然后Web根据用户命令将页面信息传输到客户端。整个过程经历了网络连接、终止、网络寻址、域名解析等几个具体流程［5］。
（二）传输控制以及传输层TCP协议实验在TCP／IP模型之中，传输控制协议主要负责建立链接和终止链接、流量控制、可靠的传输层协议。应用程序试图进行通信的时候，必须要请求TCP建立起通信，用于收发信息数据以及最后连接关闭等。TCP收到应用层的请求之后建立起连接，然后将应用层的协议数据进行分段和封装，进而得到TCP传输段，再传输给下一个层次。
（三）网络IP协议和网络寻址网络通信的时候，TCP连接全部都是双工通信，并且在TCP段保证了通信双方可以对彼此数据有一定了解，使得数据接收方可以对其进行精确封装和流量控制。TCP数据段调用IP协议并将其封装成为IP包，IP包包含了源主机和目标主机的IP。当IP包经过路由器时，路由器根据目标地址IP将数据包从一个网络交换到另外一个网络，并最终抵达目的网络［6，7］。
（四）数据传输和接入层协议当数据完成封装之后，确保数据从源主机抵达目的网络，局域网之中数据的收发应通过MAC地址来进行数据标识。数据收发之前必须对其进行封装，然后再将其封装成为数据帧，然后根据不同的数据帧封装包装上源主机MAC和目的地址以及常用通信MAC地址。值得注意的是若目的MAC地址不在本地MAC地址列表上，应发送ARP广播来获取目的主机的MAC地址。若数据传输的时候需要获取目标地址的MAC地址，则分为两种情况：1．源主机地址和目的主机地址在同一网络段，那么目的主机则可以接收到源主机的ARP广播，并且在广播中返回到MAC之中。2．若目的主机和源主机不在同一网络，那么此时的目标主机将会无法收取源主机发出的ARP广播，同时也不能够返回MAC地址。此时源主机的网关将会应答主机发出的ARP广播，并返回MAC地址，最终实现链路层封装，进而将数据从源主机发到网关，然后通过网关的数据包进行封装，最后根据数据封装包中的目的IP从一个网络转发到另外一个网络。计算机已经逐渐深入到人们的日常生活之中，计算机网络课程逐渐成为学校课堂教学的重要组成部分。计算机网络技术是网络协议的核心，协议模型在教学过程中显得非常抽象，而网络协议教学往往属于学生们的学习难点问题。基于TCP／IP模型的计算机网络实验教学的时候将网络协议清楚直白地表示出来成为了课堂教学的难点问题。本文针对网络专业化进行分析，结合计算机网络实验教学需求实现了计算机协议教学实验设计探讨，为开展网络教学提供借鉴。
作者：吴义三 单位：咸宁职业技术学院
摘要：
本文对中职院校计算机教学中“学习环”模式的运用进行了深入的分析，以期为中职计算机教学改革提供理论和实践支持。
关键词：
中职院校；计算机教学；学习环
中职教育作为我国职业教育体系的重要组成部分，在应用型人才培养方面发挥着重要的作用。中职教育要求学生具备较高的实践技能和职业水平，这使得中职院校中的各学科教学均注重对实际运用知识能力的培养。计算机学科作为当前社会最热门的学科体系之一，其本身的特点使其具备较强的实践性要求，这就需要对中职计算机教学进行深入的改革，提高实际教学效果。
一、“学习环”模式的教学过程中职计算机课程
“学习环”模式的教学过程主要分五个步骤：第一步是引入阶段，主要包括教学情景创设、形成问题并提出假设。教师在教学设计的配合下引入“学习环”教学模式，并将学生引入有效的学习环境。第二步是探索阶段，主要包括收集数据并分析和整理，一般通过学生小组对上一步中提出的问题和假设进行数据收集，获得有效的信息，为自己的假设提供支持。第三步是解释阶段，学生对自己收集到的数据信息进行统计分析，并验证与假设是否一致，分别探究和解释验证结果。第四步是交流和扩展阶段，包括师生之间的交流和学生之间的交流，目的在于通过交流和探讨，获取学生所需要的真实信息。第五步是评价与反思阶段，包括教师评价、同学互评以及自我评价等。
二、中职计算机教学“学习环”模式的分析与设计
1.“学习环”模式的设计目标与原则
在新课标思想的指导下，中职计算机教学目标应该包括三个方面：一是知识与技能培养目标。这是中职计算机教学最基本的目标，包括夯实学生计算机基础理论知识，提高实际操作能力，能够组织、重构和解释实验。二是过程与方法培养目标。中职计算机教学的目标不仅包括知识和技能，还应注重过程与方法，使学生在学习过程中掌握学习的方法，能够提出问题、分析问题、解决问题，并能及时自我评价和反思。三是情感、态度和价值观目标，这也是中职计算机教学的重要目标之一。在中职计算机“学习环”教学模式的使用中，要结合学生的实际情况和计算机学科的特征，遵循一定的原则，例如程序性和递进性原则、目的性原则、学生主体性原则、普遍性原则、开放性原则、情境性原则、实践性与创新性原则、科学性与教育性原则等。
2.中职计算机“学习环”模式的设计与实施过程
中职计算机“学习环”教学模式的设计一方面要结合计算机学科的特点，另一方面还要结合中职学生的心理发育特征和计算机知识基础。因此，教学设计通常被分为五个阶段：第一，结合中职计算机教学的实际情况对教学模式进行改进，将传统的教学模式改进为“学习环”模式。第二，教师在课前，要对当前环节及下一环节需要呈现的问题进行准备，包括学生分析、学习需要分析、资料准备、教学内容分析和教学目标分析。第三，在进入中职计算机课堂教学时，教师要将预先准备的问题呈现出来，然后开始师生之间的交流。问题的呈现主要包括发现问题与提出假设两个部分。第四，问题提出之后即进入解决问题阶段，主要包括数据收集、信息分析验证、组织结论、展示交流等。第五，进入评价和反思阶段，主要运用调查法、作品分析法、测验法、档案袋法等开展评价和反思。在评价和反思方面要体现多元化、丰富化，评价与反思的形式主要包括教师评价、同学互评和自我评价。
三、中职计算机“学习环”模式的教学实践
为了探讨“学习环”模式在中职计算机教学中的应用效果，笔者结合所在学校计算机教学现状及学生的基本情况进行了以下教学实验。
1.教学实践方案设计
首先教师结合计算机教学情况提出实验假设：认为在中职计算机教学中运用“学习环”模式能够在知识方面提升学生的掌握和运用程度；在学习兴趣、态度和习惯方面能够改善现有状况；在能力方面能够提升学生自主、合作的探究能力；在情感方面能够大大提升学生积极的学习态度，建立实事求是的科学态度。其次在教学实验设计方面，教学实验对象选择本校具有计算机相关课程的2014级4个班级，共计162名学生，分为对照组（80人）和实验组（82人）。试验方法则采用不等组前后测设计，即将4个班级以班为单位分为实验组与对照组各两个班级，原班级人员不作变动，方法则包括测验、调查问卷、观察、访谈、评价表等。在实验材料的设计上，教学材料选择学校计算机网络基础教材，而测评材料则选用计算机应用试卷、学习兴趣调查表、评价表。
2.实施教学实验
教学实施以学期为周期，对一个学期的教学结果进行测评，而整个教学过程则根据教学设计分为三个阶段：第一阶段，计算机网络基础知识教学。问题呈现采取学生探究形式，问题解决与评价反思则通过教师演示与讲解形式。课前准备包括教师对学生基本情况和学习需求的分析、学习目标和内容的分析，教学过程以情景模式引入和呈现问题。第二阶段，计算机网络知识的深入认知。问题的呈现、问题解决两个环节采用学生探究形式，包括小组探究和独立探究，评价反思环节则采用教师演示和讲解的形式。第三阶段，计算机网络知识的实践运用。该阶段问题的呈现、问题的解决、评价反思采用学生探究形式。学生始终处于主体地位，教师作为教学的设计者、组织者、引导者对教学过程起协调和配合作用。在第三阶段，学生通过以上两个阶段的学习，对计算机网络知识已经有了基本的掌握，有了更深刻的认知，这就需要开始培养学生实际运用计算机网络知识的能力。以组建局域网为例，“学习环”模式的具体实施如下。
（1）教学内容：
组建局域网，2课时。
（2）课前准备：
学生已基本具备了计算机网络基础知识并能够熟练操作，对计算机网络知识有了更高的要求，例如组建局域网。在此基础上，设置教学目标：掌握采用双绞线组建局域网的方法、过程，并增进团队合作意识，端正学习态度。
（3）教学过程：
利用办公室三台电脑连入Internet的情境提出问题，之后进入问题解决环节，包括学生以小组的模式制作组建图、设计网线布局、获取需要的软件。然后，制作水晶头，获取并安装相关软件，设置相关协议，最后完成调试。在完成局域网组建后，学生以小组为单位演示结果，并进行讨论和分析，进而找出最佳方案，讨论通常包括水晶头制作和Ping命令出现问题时的解决方式。
（4）评价与反思：
学生自我评价整个学习过程中出现的问题及较为满意的地方，教师课后反思整个教学过程的收获和问题。
3.实验教学结果及分析
为了验证“学习环”模式在中职计算机教学中的实践运用效果，笔者特别将4个班级分为对照组和实验组，对照组采用常规教学方法，实验组采用“学习环”教学模式。一个学期结束后，实验班学生的测试分数明显高于对照组，成绩的提升幅度也明显高于对照班。这说明“学习环”教学模式对中职计算机教学效果具有明显的提升功能，适合中职计算机教学。在学生的学习兴趣方面，实验班学生在学习兴趣、学习态度、自主学习积极性方面的表现均对照组，而且差异较为明显。这说明“学习环”模式能明显提升学生学习计算机的兴趣。而从学生的计算机基础知识、应用能力、探究能力、团队合作能力等方面的表现来看，实验组的表现同样比对照组要好，组间具有显著的差异。这说明“学习环”模式能显著提升学生的计算机应用能力，此外，对培养学生综合素质和能力也有积极的促进作用和价值。
作者：武晓慧 单位：大同煤炭有限责任公司技师学院
【摘要】
如今已经进入到了信息化时代，计算机已经成了人们日常学习、工作和生产、生活中不可或缺的必需品，革新了人们以往的生活方式、工作方式以及学习方式。此种时代背景和发展形势下，计算机教学越来越受到各高校的重视，同时，也积极利用现代化的计算机技术不断优化教学手段和形式，在计算机教学中引入虚拟技术已经成为一种必然的发展趋势。本文就虚拟技术在计算机实验教学中的应用问题展开了研究。
【关键词】
虚拟技术；独立院校；教学实验；应用
突破物理结构间的壁垒把物理资源转成逻辑上能够管理的资源，且可以进行自动化分配就是人们常说的虚拟化，虚拟化技术就是实现这种状态的一个工具，成功的把硬件和软件分离开来。在高校计算机实验教学中应用虚拟化技术不仅可以在很大程度上节省教学空间，为学生模拟出真实计算机环境，还丰富了教学形式，方便学生进行自主学习。下面就其在独立院校计算机实验教学中的应用问题展开进一步探讨。
1虚拟技术应用于计算机教学中的优势分析
通常来说，虚拟技术可以分成三种类型，分别是以存储虚拟化、网络虚拟化为主的基础设施架构虚拟化；实现服务器和桌面虚拟化，将操作系统与计算机分离的系统虚拟化；能够将应用和高级语言虚拟化的软件虚拟化，其中系统虚拟化是当前阶段最被人熟知，也是应用最为广泛的一种。
通常情况下，独立院校计算机机房都是公用的，不论是计算机网络课程，还是计算机软件技术、多媒体技术有关课程，乃至非计算机专业学生日常上机、考试都需要在机房内完成，以致要在机房服务器上安装多种操作系统、软件，且不同专业学生对网络环境的配置还有不同需求[1]。对于整个计算机实验室来说，存在着诸多问题，比如，学生在实验过程中进行系统安装、网络环境配置或是网络攻防等操作时一旦操作失误就会很难将系统恢复到原来的状态，进而影响到其他专业学生使用；实验机房中的计算机上同时安装着Windows7、Linux等多种系统，且系统还会不断进行升级、更新、发展，给机房的管理与维护造成困扰等。虚拟化技术的应用有效避免了这些问题的出现，下面具体分析下其在计算机实验教学中应用的优势：其一，通过虚拟计算机只需要某个软件就可以将整个计算机硬件系统模拟出来，想要增加计算机功能时完全不必再另置场地、计算机、网线、网卡、交换机等硬件设备，通过虚拟机就可以随时、免费地对计算机操作系统环境进行修改，同时，因为操作都是在虚拟机的系统上进行的，所以并不会对主机造成任何影响。从这点来看，虚拟技术的应用不仅在很大程度上减少了产地空间的占用，解决了设备不足的问题，还提高了设备的安全性，既方便管理，又节约了资源和成本。
其二，虚拟技术通过一台计算机部分硬盘、内存资源就可以虚拟出若干台具有独立CMOS、操作系统和硬盘，相互不干扰，同时独立运行的计算机，这种情况下，即使其中的一台虚拟计算机发生故障，也不会对其他虚拟计算机和物理主机造成影响，使用更加方便的同时，维护也变得更为简单。其三，虚拟机上的系统文件都是以映像包的性质被存储起来的，当用户想要在其他计算机上使用时，只需复制映像包到其他计算机上即可，无需再安装系统，同时，也方便对多台计算机进行统一部署。这样在进行计算机教学时，只要教师使用的物理计算机上的操作系统处于正常运行状态，就可以实现不同的教学目的。其四，虚拟机可以进行网络连接，当讲授网络管理、维护和组建方面的课程时可利用虚拟机搭建虚拟的网络教学环境，更加直观地将教学内容呈现在学生面前，更好地带动学生学习兴趣。此外，虚拟机还易移植，只要学生掌握虚拟机使用以及虚拟网络实验环境搭建原理和方法，就可以在诸如寝室这样机房实验室之外的场所自行练习相关课程实验内容。
2虚拟技术在计算机实验教学中的具体应用
2.1满足了多操作系统和多课程的实验环境不同的计算机课程需要不同的实验环境作为支持，而计算机实验室又是多个年级多个课程的教学场所，可能一个课程需要Windows+SQL、Server+HTTP的支持环境，一个课程需要RedhatLinux+MYSQL+APACHE的支持环境，而像MCSE这样的专业课程则需要更多不同的操作环境[2]。针对这种情况，只要安装配置出不同操作系统环境的虚拟机，然后在机器上部署这些虚拟机文件，就可以随启随用。物理主机上的每台虚拟机都是能够兼容所有主流操作系统的独立子系统，同时还可以模拟真实客户机上不同的操作系统。
2.2方便学生课余时间的自主学习日常教学有课时限制，基础和接受能力差或是想要进一步提高的学生下课后就无法进行加强和巩固练习，因为以往只有机房实验室能够提供环境支持。虚拟技术引进后就解决了这一难题，学生通过移动硬盘或U盘就可以将机房实验室内已经部署好的虚拟机文件转移到其他计算机上使用。另外，以往以多用户操作系统为支持的网络教室存在需要远程登录，且隔离性不强的缺点，一旦有一个使用者操作失误，感染上病毒或出现宕机问题，就会引发整个系统崩溃[3]。同时，此种情况下的使用者权限低，无法完成一些特权操作；一旦有一个使用者的操作耗费计算，就会影响到其他用户和整个系统的运行速度。虚拟技术支持下的网络教室则是每一个用户都有专供自己使用的虚拟机，且相互之间完全独立；每个用户都可以以管理员身份进行登录，享有较高使用权限；可以在创建之初或在运行过程中根据需要来设定或调整规则，保证资源分配的公平性。
3结束语
综上，虚拟技术的出现和发展为独立院校的计算机教学提供了新的方向和可能，大大降低成本花费、节省空间的同时，能够打破时间和空间的限制给学生提供更多自主学习的机会，丰富了教学手段和形式，使教学效率和质量得到有效提升。
作者：侯春多 单位：东北师范大学人文学院
摘要：
为了提高学生的动手能力和综合能力，高校的实验教学正从演示性实验向综合性和设计性实验发展。加工过程中的振动给加工过程带来许多不利的影响，为使学生对振动现象有直观认识和了解，设计了机床振动测量的综合性实验，对实验目的、实验内容和实验方式等进行了介绍，对实验效果进行了分析，并提过了实验下一步计划。
关键词：
机械制造技术基础；振动；综合性实验
机械加工中的振动是一种十分有害的现象，因为振动对于加工质量和加工生产效率都有很大影响。在加工过程中通过测量机床的振动情况，对于及时了解加工状况，进而采取有效措施减轻或消除振动的影响是十分必要的。在高校工科机械类专业中，《机械制造技术基础》课程是一门非常重要的专业基础课。因此，机床振动的测量无论是在实际生产还是在教学科研中都具有很强的实用性，《机床振动的计算机测量》实验作为《机械制造技术基础》中一个传统的重要实验，对于学生结合实际，更加深刻的理解课堂知识，具有重要意义。传统的演示性实验方式在实际的实验教学中已经不能满足高校学生的需求，学生的主观能动性不能很好的调动起来，实验效果差，同时也不能培养学生的动手能力和创新能力，为了培养学生综合运用知识的能力，提高学生的实验兴趣，结合当今的计算机和测量技术设计了综合性实验-《机床振动的计算机测量》。
1实验目的
1.1认识机床振动现象及振动对机床和机械加工过程质量的影响。
1.2熟悉测量机床振动所使用的仪器及使用方法；
1.3掌握对振动信号频谱分析的初步方法，并通过对现场测量振动信号的分析结果，初步了解机床空运转条件下引起振动的不同原因。
1.4了解计算机测量系统的主要组成部分及测量原理。
1.5学习了解信号处理的方法和应用，主要了解频谱分析在振动信号分析中的应用。
1.6通过自己动手实验，加深对课本知识的理解，加强动手能力的培养。
2实验原理及实验设备
本实验综合了传感技术，计算机技术，信号处理技术，组成了计算机数据处理系统，实验原理如图1所示。实验系统由工件、夹具、刀架、数据采集卡、三轴加速计，涡流传感器，霍尔元件和计算机处理系统组成。传感器采集振动信号，然后将采集到的振动信号经过信号预处理后（信号放大和滤波），进行A/D转换，送给数据采集，然后经过USB数据传输处理，最后传输给计算机。实验设备如下：（1）数控车床及其加工工件；（2）数据预处理电路板（自己设计制造）；（3）数据采集卡（阿尔泰usb2851）；（4）三轴加速计（GY521mpu-6050）；（5）涡流位移传感器（CWY-DO-504）；（6）霍尔元件（ACS758LCB-050B-PFF）。
3实验方式
为了拓宽学生的知识面，提高学生综合运用知识和实际动手能力，改变传统的演示性实验方式，具体措施如下：
3.1教师结合实验设备进行多学科知识点的拓展讲解：除了《机械制造技术基础》课堂上讲授的机床振动的相关知识外，介绍如下相关知识点：3.1.1数控机床相关知识学习：通过现场的数控机床，学生可以进一步加深对数控机床结构，组成及原理等相关知识的理解。
3.1.2传感器相关知识学习：通过对实验中使用的三轴加速计传感器，涡流位移传感器和霍尔测速传感器的学习，加深对传感器测量原理的理解，对传感器在机械加工过程中的应用有进一步的认识和理解。
3.1.3计算机测量系统知识：针对现场的机床振动计算机测量系统，讲解机械加工过程中如果利用计算机技术构建机床的检测系统。
3.2学生结合实验设备的自主学习和实验设计
3.2.1为了锻炼学生自主学习和实践动手的能力，提高学生实验的主观能动性，采取分组的方式，让学生提前对实验方案和实验方法进行设计，让学生自己考虑如何设计实验对机床的振动进行测量。
3.2.2实验现场，每组学生在教师指导下，根据自己的实验方案进行实验前准备，主要包括传感器的安装，仪器设备的接线和测量软件的使用等。同时，给予学生一定的自主时间针对实验设备进一步的认知和学习。
4实验内容及实验步骤
学生设计的实验方案主要能完成如下实验：
4.1数控车床主轴箱绝对振动信号的测量及其振动信号的频谱分析。可以测量数控车床整体在X、Y、Z三个方向上的振动位移，通过对振动信号的频谱分析可以查找振动源。
4.2数控车床工件与刀架相对振动信号的测量和振动信号的频谱分析。可以测量装夹在主轴三爪卡盘上的工件与车刀刀尖之间沿Y方向上的相对振动。工件与刀尖之间的相对振动会在工件表面上留下波纹，影响被加工工件的形状精度和表面粗糙度。
4.3测量数控车床主轴的转数。开动车床使其主轴转速从低到高，分别测量其绝对振动和相对振动量，可以获得车床空运转条件下，车床振动量与主轴转速之间关系的规律。
4.4振动信号分析通过实验测量的不同转速下的振动信号，利用频谱分析方法分析振动信号的频谱，确定振动的性质，进一步分析查找振动来源。
5实验总结及下一步计划
5.1实验总结在天津工业大学机械工程学院机械制造及其自动化专业10个班的机械制造技术基础课程中，自2014年开设了机床振动测量实验的选做实验，经过了2届学生共200余人的实验，从如下几个方面对学生的实验情况分析：
5.1.1学生的主观能动性大大增强：虽然是选修实验，还是吸引了众多学生（约1/3）进行实验。实验过程中，对于自己动手进行实验的准备部分，学生反映认知度很高，学生一致认为这是吸引他们进行实验的主要原因。
5.1.2实验效果好：实验过程中，学生和教师之间的交流和互动大大增加，改变了原有演示实验过程中比较沉默的现象。学生普遍反映对于振动的认识大大增强了，对于计算机测量系统在机械制造中的作用应用方法有了直观的认识，对于自己以后的工作和学习都有很大的启发和引导作用。
5.1.3现有实验设备不能保证学生实验学时现有的一套机床振动测量系统，每次只能保证一组6个学生的实验，对于总共300人的实验需求远远不够。
5.2实验下一步计划:通过2届学生的选做实验检验后，制定了实验的下一步计划：
5.2.1增加振动测量的实验设备为了保证学生的实验课时，争取把振动测量的实验设备增加到4-5套，可以同时满足1个班的实验需求。
5.2.2把实验面向全校开放，学生通过预约可以随时到实验室进行机床振动测量的相关实验，进一步增加实验设备的利用率，为更多的学生提供相关的实验条件。
6结论
设计了机床振动测量的综合性实验，对实验目的，实验设备，实验方式，实验内容等进行了介绍，通过2届学生的实验检验，证明了此综合性实验对于提高学生的实验兴趣，增强学生综合能力具有较好的效果。
作者：彭军强 于鸿彬 靳晓曙 单位：天津工业大学 机械工程学院 天津市现代机电装备技术重点实验室
摘要:
随着计算机技术和网络技术的不断发展,相关技术也得到了一定的完善,高校在进行信息化建设的过程中,要通过强化建设来实现师生之间的信息交流和共享,教师与学生利用互联网来进行办公和查询,提升了师生的交互性,也增强了教学效果。在本文中,阐述了当前高校计算机实验室的现状,分析了计算机实验室网站设计的需求,最后探讨了计算机实验室网站的设计与实现。
关键词:
计算机实验室网；站设计；系统实现
随着社会的发展,计算机实验室所面临的要求也越来越高,为了充分的满足需求,在利用现有实验室资源的基础上,进行网站设计与开发,加强信息、共享与管理,促进教学效果的提升。
1高校计算机实验室现状
1.1硬件建设成本高当前,高校在进行计算机实验室建设时,依据为各个院系自身制定的专业规划,由此一来,计算机实验室与专业环境相适应,然而各个专业所建设的计算机实验室操作系统和应用软件各不相同,导致计算机实验室的通用性比较差,与其他专业的共享难以实现[1]。各个院系的计算机实验室建设完成之后,会根据自身的需要采购硬件设施,这导致硬件设施的重复采购现象比较严重,这无疑增加了硬件设施采购成本。
1.2软件系统管理困难为了保证系统的正常运行,就需要通过专业人员来管理和维护计算机实验室。在管理的过程中,为了满足教学需要,管理人员会不断地更新应用软件。管理人员为了保证计算机系统的安全性,会在系统中安装还原软件以及硬盘保护卡,U盘的使用有着很大的限制性。学生在利用计算机实验室做实验时,产生的实验成果只能通过网络保存到不会丢失的地方,然而当数据过大时,会影响上传,造成实验数据丢失,影响实验进程的顺利开展,挫伤学生实验的积极性[2]。
1.3正版软件授权问题计算机实验室硬件系统建设完成之后,需要安装相应的教学设计软件、仿真软件,为了保证软件的性能以及实验的正常开展,需要购买正版软件,正版软件授权以及后续更新都需要花费比较多的成本,由于经费有限,会限制正版软件的购买。而如果使用盗版软件,安全漏洞比较多,法律风险也比较大,这都在很大程度上限制了计算机实验室的发展。
2基于计算机实验室网站设计与实现
2.1网站设计首先,设计功能和内容。计算机实验室网站主要包含四项功能:第一,网上展厅,所谓网上展厅,就是为学生提供一个展示平台,学生可以将自己的创新成果、优秀作业等通过网上展厅在网站中展示出来。第二,中心简介,主要是对实验室的相关情况进行介绍,包含设备、人员、成立时间等,在计算机基础实验室中,融合了专业基础课以及公共基础课的实验,承担了所有学生的计算机实验课程任务;第三,用户管理,用户管理就是指用户管理员,对系统中的所有用户展开有效的管理;第四,课程管理,在进行课程查询时,主要是查询课程安排时间,查询通过SQL来实现,在进行实验的安排时,以学期为时限,科学安排整个学期的计算机实验,这样一来,学生可以对实验时间有所了解。其次,设计网站结构。之所以要进行计算机实验室网站,主要的目的是管理用户信息、查询实验课程,最终实现提升实验水平。在进行实验安排时,必须要坚持实事求是,注重整体发展的同时,分步骤实现。具体说来,网站的结构为WEB三层结构,通过中间层应用服务器,实现具体逻辑。
2.2网站实现第一,前台的系统实现。在前台的系统中,包含主页以及实验室简介两个功能模块,在进行设计时,二者的设计思想、设计功能各不相同。用户浏览网站时,第一眼看见的便是网站的主页,因此,主页设计直接决定了用户对网站的印象,在进行网站主页设计时,要注重主页的美化,可以适当的运用图片、色调等。第二,后台的系统实现。后台的系统包含两个功能模块,一个是管理模块,一个是用户注册登录模块。在计算机实验室网站中,管理模块主要实现的为课程管理的功能,包含课程表录入编辑以及课程查询,普通用户登录之后,可以进行查询和修改自己的信息,管理员在登录网站之后,可以进行添加、删除、修改,编辑等,具备的权限比较多,管理员管理界面如图1所示。计算机实验室网站的主要使用用户为教师和学生,为了加强管理,管理员需要赋予教师和学生不同的权限。学生在浏览网站时,有些功能需要注册之后才能使用,在网站首页的登录框中,设有注册按钮和登录按钮,学生点击注册按钮,注册用户名和密码,注册完成之后,在登录框中将用户名和密码输入进去,登录到网站之后就可以进行相应的操作。
3结语
通过计算机实验室网站的设计与实现,有效的实现了计算机实验课程管理,通过此网站,教师和学生可以实现相互交流,提升了学生的学习效果,锻炼了学生的实践能力。
作者：鲁宛生 单位：南阳理工学院
当代计算机网络应用已遍及各行各业，深入到社会领域的方方面面，并深刻影响和改变着人们的日常生活和工作方式。在这种形势下，高校作为国家高层人才培养基地，相继开设了计算机网络课程。如何使课程的教学适应网络技术的特点，跟上网络技术领域的快速发展成为当前研究的重点。本文针对实验教学这块进行探讨。
1计算机网络实验教学的现状与特点
1.1现状当前，大部分高校分配到每个学生名下的实验设备与技术力量较薄弱，造成学生在计算机网络实验中，对实验项目的设置不能全面考虑其可操作性和可行性。目前，计算机网络实验更多地以验证性实验为主，理论与实践脱节，导致学生在实际应用中不能学以致用。
1.2特点
1.2.1系统性计算机网络由计算机网络的硬件和软件组成，而硬件和软件的构成都比较复杂，它们不是简单的微机接口加上系统应用软件就可以的。其也要求学生具有一定的综合知识、实验技能和计算机网络知识，才能更好地开展网络实验。
1.2.2继承性继承性是由其系统性特点决定的，继承性分硬件继承性和软件继承性。硬件继承性是指必须先完成组网实验内容，在完成后面的实验；软件继承性是指只有先完成网络操作系统的配置实验，才能完成其他实验。
2计算机网络实践教学改革措施
2.1更新实验内容和教材随着科学技术的进步，计算机技术的发展不断加快，要想使学生掌握最前沿的理论和技术动态，就需要及时更新实验内容和教材，使教材和实验内容更具有代表性，从而激发学生的学习兴趣，增强学生的动手能力。
2.2加强实验的组织和管理根据学生能力的差异性来组织实验团队，常见的方法是分组实验和独立实验相结合。在分批分组实验中，学生通过相互学习、相互讨论，培养了合作精神。而能力特别突出的学生，可以采用独立实验的方式进行学习，教师也可以引导他们做一些实验辅导工作，使其主动参与到实验教学中。
2.3提倡素质教育，由注入式教学转向启发式教学改变传统“填鸭式”的教学方式，尊重学生的主体作用，通过教师的引导，让学生成为知识的主动创建者，给学生提供交流和讨论的平台。
2.4应用虚拟机和模拟技术，提高网络实验教学的质量在学校教学设备不足的情况下，教师可以考虑借助虚拟机，利用模拟技术，将虚拟实验和真实的实验结合起来。如进行网络设备操作实验时，先利用PacketTracer软件，根据网络拓扑结构设计网络，再针对该网络设备进行配置实验。
2.5加强计算机网络任课教师实践能力和经验由于计算机网络面广，涉及的设备较多，且设备价格较昂贵，因此，要想使每位任课教师都具有管理大型网络的能力不是一件易事。但如果教师不能完全搞懂搞透实验内容，又如何更好地对学生进行创新性教学呢。因此，学校要提供和创造机会，让更多的计算机网络任课教师参与到学校校园网和信息化建设中，提高教师的动手能力。
3网络实验改革对理论教学的影响
（1）通过实验教学，加强了学生对理论知识的理解。课堂上讲的有些理论过于抽象，在实验过程中，通过网络协议仿真教学系统的演示，学生可以形象地了解数据包在网络传输中的过程，使晦涩难懂的理论知识变得易于理解。（2）通过实验，让学生参与其中，提高了学生的积极性。实验场地比课堂教学更有激情和创造性，有利于学生对网络理论的吸收和消化。（3）加强了学生动手能力，进一步激发了学生创新的动力。学生通过动手实验，会发现新问题，要想解决问题，就要分析问题，这不仅培养了学生独立思考和解决问题的能力，而且激发了学生的创新能力，为以后理论应用于实践奠定基础。
4结语
计算机网络技术是一门综合性的交叉学科，它包括计算机技术和通信技术，不仅要求学生掌握理论知识，而且要求学生进行实验。计算机网络技术应用广泛，更新换代较快，在这种情况下，如何提高实验教学质量，为社会培养出既具有理念知识，又具有分析、开发技能的网络人才，是当前高校的一个热点问题。
作者：吴敏纲 詹沐清 单位：景德镇陶瓷学院 信息工程学院 现代教育技术中心
计算机是门实践性、操作性很强的学科，其实验课程教学是整个教学过程中不可或缺的一部分，知识的掌握与能力的培养在很大程度上依赖于学生上机实验。如何通过新的教学模式和新的教学手段满足不同层次学习者多样化的兴趣需要，成为高校计算机教学改革的一个重大课题。
1当前计算机实验教学现状
我校目前开设计算机类课程有大学计算机基础、网页设计与制作、数据库程序设计、办公自动化、多媒体技术等，课程一般分为理论课与实验课，实验课时达50％以上。近年来，我校的计算机类课程教学基本采用的是“教师讲授—多媒体演示—学生上机练习—考试”的教学方法，在信息技术发展日新月异的今天，该方法难以调动学生学习的积极性和主动性。
1．1无法实施因材施教按照目前教学方法进行教学，统一理论讲授，统一实验操作，导致部分学生不能从教学中受益。高校学生大都来自不同的地区，来自文化经济较发达地区的学生计算机水平较强，而来自经济文化水平低地区的学生计算机水平较弱，学生计算机水平存在较大的差异。这就使计算机实验教学出现有的学生跟不上教学节奏而产生厌学情绪的情况，而另外有一些学生因为无法获得新知识而出现懈怠心理的问题。
1．2重理论，轻实验，学生难以掌握真才实学，应用能力弱长期受到传统教学模式的影响，我国高等学校教育中一直存在着重视理论基础，轻视实践与应用的现象，在这种思想理念的影响下，导致学校的领导阶层、教师以及学生对计算机实验教学重要性的认识程度不够，缺乏正确认识。这样就存在学生在实验实习过程中只能按照实验实习的操作步骤机械模仿，对实验课实质性内容的掌握大打折扣。这时，实验教师常常是把大量的时间花费在解答学生理论知识的空缺上，而不是指导相关的实验课。学生对遇到的问题只能求助教师，但在课外时间难以与教师沟通，并且机械模仿操作后，记忆并不深刻，以后再遇到类似问题，大部分同学还是不知道如何解决，导致实验课效果不明显。
1．3实验教学中应试教育突出在部分计算机课程中，教师将省（区）级、国家级计算机一级考试的考试大纲作为教学大纲，有针对性地开展教学实践活动，通过不断的实验操作，确实能提高学生考级的通过率，但这无法激发学生对计算机知识学习的积极性和主动性。而且，考试大纲知识更新慢，有些知识点比较陈旧。这种教学模式下，学生只是机械性地学习，而没有充分发挥自己的主观能动性和丰富的想象空间，使大学计算机实验教学失去了它的魅力和作用。
1．4网络实验教学工作量认定困难，相关教学激励制度缺失多数高校虽有网络教学平台，或建设有各类网络课程，但在网络平台上开展实验教学活动的很少。一方面，教师开展网络教学，会在一定程度上打破原有的教学时间安排，也会存在一些无法认定的教学工作量，当学校没有相关的教学激励制度时，网络教学不会可持续地开展下去。另一方面，有些网络平台上有实验操作资源，但这些资源往往是课堂实验资源的网络化，该形式既没有充分利用现在丰富的教学环境，又抹杀了学生自主学习的动力。
2新形势下教育技术对计算机实验教学的影响
2．1网络开放计算机教育的冲击当前网络化教育教学方法风起云涌，大规模在线开放课程（以下简称MOOC）、翻转课堂（FlippedClassroom）、微课（Micro－lecture）等教学方法、策略引导教育教学改革，并有许多成功的经验。随着MOOC大规模发展，教育的成本大大降低，优质的教育资源可以得到广泛共享，推动了全民教育的发展和高校的教学改革。在MOOC的众多课程中，计算机相关课程占很大比例。当采用自动化的实验方式，学习者可以在线自主完成实验并且自动完成实验的评判和检查工作，实验教师只需要安排好实验内容和实验验证方式就可以了。翻转课堂和微课教学是把传统学习方式的优势和E－Learning的优势结合起来的一种混合式教学方法，重新调整课堂内外的教学组织结构和教学分配时间，将学习的主动权从教师转移给学生。学生在课前就通过微视频先学习课程实验的重点难点问题，并即时获得反馈，可有效解决学生计算机水平参差不齐的问题，提高学生学习的积极性和主动性。
2．2移动终端上网率高，学生获取知识的能力整体得到提高据调查，我校93％的大学生拥有移动终端并能随时上网，对于计算机实验中的一般性问题，学生在百度搜索一下就有了比较正确的答案。所以，计算机实验设置要有一定的难度和层次，当难度过低时，学生到网络上一查询就能获得相应的实验操作方法，就会丧失学习该课程的兴趣。
2．3教学实验课时减少在几轮课程体系修订后，大学计算机类课程课时量削减多。随着信息技术的普及，计算机类课程课时变少了，有些课程缩减达40％～50％。但是，目前众多高校非计算机类专业课程教材，考虑理论知识的全面性，仍是按原有的课时数来设计，如何在课时数变少的情况下，实现学生计算机实验操作水平的提高是一大难题。
2．4部分计算机类课程考核方式改变如广西区级计算机等级考试从2014年下半年开始取消了，计算机等级证书不再是学生毕业的必需条件。而原来教学中，大多数教材是以一级水平为难度设计的，当取消区一级考试后，学生要想获得证书，只能参加全国计算机等级考试。大部分学生有获得全国计算机一级等级证书的愿望，部分学生还希望能考个二级以上等级证书。在这种新的形势下，计算机实验教学如何设计也是我们亟需解决的问题。
3计算机实验教学改革的思路与方法
3．1以教学团队为基础，利用网络资源，打造优质实验课程组织精英团队即集中高学历、有敬业精神、责任心强、有丰富教学经验的各学科带头人，负责指导本学科教师备课，严把质量关，并组织研制高质量的教学课件（学院要配套出台经济支持和相应的激励措施），将课件及时发送到网络教学平台上以便共享［4］。计算机类教学资源在网络上非常丰富，需要教师精心搜集、整理，像《大学计算机基础》授课班级多，可以参照此法达到事半功倍的效果。条件成熟的学校建议购买相关公司（如超星公开课）的计算机类课程，率先开展MOOC教学，这时理论课部分由学生上网自主学习，并按要求做实验，学校大部分教师只集中负责实验指导和在线解答，减少许多工作量。学生完成学习后获得由商业公司提供的成绩，该成绩学校同样认可。
3．2开展翻转课堂和微课教学、打造立体化教学环境在课前，学生先观看视频，学习重点难点问题，查询相关资料；课堂上，教师重点解决学生预习时遇到的问题，完成理论教学和师生交流；课后，学生完成拓展性实验。开展翻转课堂或微课教学策略方法只需掌握相关教学理论，利用多媒体工具自行制作难度低、传播广、成效好的教学视频。学生利用零碎时间在移动端都可随时随地学习，即使有不懂的地方，也可反复观看直到掌握，解决差生学习跟不上的问题。有些计算机类课程如数据库程序设计、网页设计与制作，在课前，教师除了录制一定数量的微视频供提前学习外，在课堂上也需要把有些软件应用操作的步骤录屏成视频供学生课后复习。
3．3开放计算机实验室建立自主学习平台，建设网络资源平台，免费开放计算机实验室供学生自主学习，解决课时少、学习时间不足问题。专门免费开放几个计算机实验室作为学习的自主学习平台，利用现有的教学资源建设一个共享程度高的网络资源平台，把计算机相关资源上传到该资源平台上，开展网络化教学活动。目前大多数学校都有开放计算机实验室的硬件条件，只需要协调好相关部门，安排人员管理就能做到。网络资源平台建设需要相关教师把整理好的资源提交到网络平台上，实现共享最大化。
3．4实验教学内容以应用为本计算机是个庞大的科学体系，对于非计算机专业学生来说，学习计算机课程应与日常应用紧密联系。一方面，针对学生常用的一些操作内容，提供FAQ，让学生自行查询相关操作方法；另一方面，搜集一些问题的新解决方案、软件新版本的新功能操作方法放在网络资源平台上，使学生及时了解新功能及计算机发展趋势。另外，像办公自动化、网页设计与制作等课程实验，教师应该在适当的时候给学生一些有难度的问题或案例，提供最终效果让学生自己先思考可以采取哪些方法手段，用什么技术实现，然后通过收集相关资料，逐步完成实验，这样才能大大提高学习实践操作能力。
作者：段宁贵 黄健伟 陶福章 郑冬红 单位：右江民族医学院计算机科学与信息技术中心
网络安全的实验教学具有很强的实践性。由于互联网庞大的规模、复杂的结构使其无法在实验室里搭建；为实验教学而设置网络安全漏洞会产生巨大风险；在真实的网络中开展网络攻击、病毒注入等实验，将酿成灾难性后果。因此，网络安全类课程的实验教学难以在真实的网络环境中完成。虚拟仿真实验为网络安全实验教学的开展提供了新的思路，即利用虚拟仿真技术开展网络安全的实验教学。
1计算机信息安全与网络攻防实验教学现状
由于网络安全实验本身具有特殊性和破坏性，目前开展网络安全的实验教学和研究工作一般都是在一个独立的网络中，利用硬件设备搭建物理实验环境，或者采用虚拟仿真技术模拟真实网络环境。利用硬件进行网络安全实验对实验室的有很高的要求，而且当攻防实验所需的网络规模庞大和拓扑结构复杂时，在实验室中仍无法进行。因此，目前的网络攻防实验大多采用虚拟仿真技术来进行。已有的基于虚拟仿真技术的网络攻防教学和培训产品，对网络安全的实验和研究起到了良好的推动作用，但也存在以下问题：（1）由于真实网络环境的复杂性和多样性，仅依靠虚拟化技术或硬件设备，难以实现对多样化的网络拓扑结构和攻防场景的模拟［3］；（2）不能通过网络开展远程攻防实验，实验设备利用率较低。因此，利用虚拟化和云技术，开发出可以供远程用户使用并灵活配置出多种网络拓扑结构的实验教学平台成为目前的研究热点。
2基于云技术和虚拟化的实验平台功能
本文设计的实验平台提供自助式虚拟实验项目建设体系，利用虚拟现实技术，多种媒体（如音频、视频、图像、文字等）来辅助学生对虚拟仿真实验项目内容的认知和理解。学生根据教学要求，在线学习虚拟仿真实验知识，通过网络共享平台的软硬件资源，进行网络安全实验。平台可以将实验过程和实验结果数据反馈给学生，供学生分析和总结。如图1所示，虚拟仿真教学平台由8个模块组成。（1）远程接入控制模块。支持用户通过局域网接入或互联网远程接入到虚拟仿真平台进行信息安全实验和攻防实验。（2）虚拟攻击机云模块。利用虚拟化技术，根据实验的攻击方法，可以生成配置有不同攻击和防护工具的Windows虚拟机和Linux虚拟机。（3）虚拟靶机云模块。利用虚拟化技术，根据实验的攻击方案，可以生成具有不同操作系统漏洞的虚拟靶机和具有应用软件漏洞的虚拟靶机，根据靶机的防护方案，为靶机安装了不同类型的防护软件。（4）扩展设备配置模块。允许用户为虚拟攻击机云平台配置防火墙、入侵检测系统和安全审计系统等硬件设备，以构建多样化的网络环境开展实验。（5）监控中心模块。在实验进行时自动捕获平台中的虚拟攻击机和虚拟靶机流入和流出的网络数据流，在实验完成后，局域网用户或互联网用户可下载这些数据包信息以进行分析。（6）管理中心模块。添加和维护通过网络使用该平台的账号；维护虚拟攻击机和虚拟靶机的操作系统镜像库和攻击软件工具。（7）实验配置模块。允许互联网用户和局域网用户配置虚拟攻击机和虚拟靶机的IP地址和虚拟网络的拓扑结构等信息。（8）教学运行管理模块。具有信息、互动交流、实验预约、成绩评定和成果展示等教学管理功能。
3基于Openstatck的实验平台建设方案
3．1实验平台硬件结构本文设计的网络攻防实验教学平台拓扑结构如图2所示。其中应用服务器包括8台DellR910，分别连接到交换机、第一网络云存储和第二网络云存储。第一网络云存储通过防火墙连接到交换机。防火墙是可选的网络防护设备，可以用其他网络防护设备替代，或者直接连接交换机。使用防火墙是为了配置多样化的网络防护环境。第一网络云存储中保存着具有操作系统漏洞和应用软件漏洞的操作系统镜像文件，可以用来创建Windows或Linux虚拟靶机实例。第二网络云存储直接连接到交换机，保存着已安装攻击工具的操作系统镜像文件，利用这些镜像文件可以创建出Windows或Linux虚拟攻击机实例。互联网用户通过VPN网关、局域网用户通过交换机连接到该虚拟仿真系统。
3．2实验平台系统架构实验平台是在云计算平台开源项目OpenStack基础上构建的，可以利用OpenStack实现类似于Am－azonEC2和S3的云基础架构服务（见图3）。构建平台主要用到OpenStack以下模块的服务：（1）Nova调派资源实例化虚拟机；（2）Glance提供虚拟机实例化时需要的镜像；（3）Network提供网络连接；（4）Cinder提供外接的块存储服务；（5）Ceilometer从以上与虚拟机相关的几个服务中收集数据，用于统计、监控、计费、报警等；（6）Swift可以为Glance提供镜像的存储服务，可以为Cinder提供卷的备份服务。控制服务器和服务器节点都安装了Ubuntu操作系统；其中控制服务器还安装了Network模块，服务器节点安装了Nova和Swift，其他几个模块也在平台中得到了应用。实验平台利用控制服务器管理各个服务器节点，根据第一网络云存储和第二网络云存储中的镜像，建立虚拟靶机和虚拟攻击机。虚拟靶机和虚拟攻击机之间可以通过虚拟网络连接，也可以通过网络安全设备和网络连接设备连接，以此构建出多样化的网络环境。
3．3实验平台维护和实验过程实验平台维护和实验过程如图4所示。实验平台初始化时，管理员维护账号信息库，包括用户名、口令和可以操作的实验类别，为账号在第一和第二网络云存储中分配磁盘空间，指定用户可以操作的实验类别。管理员维护第一网络云存储中的虚拟靶机Win－dows和Linux操作系统镜像文件库，维护第二网络云存储中的虚拟攻击机Windows和Linux操作系统镜像文件库，同时维护在虚拟攻击机实例上使用的攻击工具和虚拟靶机实例上使用的漏洞库资源。局域网用户提供正确的用户名和口令后直接连接到该虚拟仿真系统；互联网用户通过VPN建立与实验平台的连接。当局域网用户和互联网用户连接到该平台后，可以使用管理员预先为其分配好的位于第一网络云存储和第二网络云存储上的磁盘空间。用户根据实验类别，选择虚拟攻击机和虚拟靶机的镜像文件，在属于自己的磁盘空间内创建虚拟攻击机实例和虚拟靶机实例，配置虚拟攻击机实例和虚拟靶机实例的IP地址、子网掩码、默认网关和DNS服务器，建立虚拟攻击机实例和虚拟靶机实例之间的网络连接，然后登录到自己创建的虚拟靶机实例内，利用第一网络云存储上提供的具有安全漏洞的软件配置虚拟靶机实例，使其具备被攻击的条件。用户登录到自己创建的虚拟攻击机实例内，利用第二网络云存储上提供的攻击工具配置虚拟攻击机实例使其具备攻击能力。用户可以自行在虚拟攻击机实例上安装其他攻击工具，在虚拟靶机实例上安装其他防护工具。为了真实地模拟复杂的网络环境，用户可以为虚拟靶机实例配置防火墙，将虚拟靶机实例纳入防火墙的安全防护范围内。用户登录到虚拟攻击机防火墙的安全防护范围内和虚拟攻击机实例内，利用所配置的攻击工具对虚拟靶机实例发动网络攻击。监控中心模块捕获流经虚拟攻击机实例和虚拟靶机实例的网络数据包，保存虚拟攻击机实例和虚拟靶机实例的操作系统日志和相关软件工具的日志。网络用户可随时下载由监控中心模块捕获的网络数据包，以分析实验结果。实验完成后，监控中心模块会自动监控长时间内没有活动的虚拟攻击机实例和虚拟靶机实例，将其关闭以释放资源。
4实验教学体系和实验平台应用效果
4．1计算机信息安全与网络攻防实验教学体系建设一个高水平的信息安全与网络攻防实验室，使其成为计算机网络与安全技术实验基地和人才培养基地，有利于促进网络安全的理论和实践教学，提升学生的实践创新能力［7］。长春理工大学国家级虚拟仿真实验中心建设了有线网络攻防模拟、病毒攻防等10个计算机信息安全与网络攻防实验模块（见图5），近200个实验题目，为14门课程开设了实验。
4．2实验平台应用效果为了验证平台的教学使用效果，对计算机科学与技术、软件工程和网络工程等3个专业6门课程的教学效果（使用平台前后的课程平均分）进行了对比（见图6）。结果表明，使用该平台的学生的平均成绩要高于未使用的学生。
5结束语
本文提出了基于云计算和虚拟化的计算机信息安全与网络攻防实验教学平台建设方案，结合创新人才培养要求，设计了满足基础性、探索性和研究性实验需求的实验体系。教学效果分析表明，该平台教学效果良好。
作者：底晓强 张宇昕 赵建平 单位：长春理工大学 计算机科学技术学院
1破解开机密码的问题
一种方法是在DOS提示符下，运行DEBUG命令后输入：-o7021回车，-o7120回车，-o7222回车，-Q。另一种方法就是放电法，放电要麻烦一些，需要打开机箱，找到跳线放电，CMOS密码就被彻底破解了。为了防止学生设CMOS密码或改动CMOS的硬件设置，造成计算机机器故障，管理老师应预先设好CMOS密码，设置方法：开机后按下键盘上的“Delete”键进入主板的CMOS界面，选择SUPERVISORPASSWORD项，然后回车，出现ENTERPASSWORD后，输入密码再回车，这时又出现CONFIRMPASSWORD，在其后再次输入同一密码，是对才输入的密码进行校验，选择SAVE&EXITSETUP项回车，出现提示后按Y键再回车，以上设置的密码即可生效。
2系统维护的问题
高校计算机实验机房需要来进行教学活动，因此，其安装的教学软件也相对较多，这样就会使得计算机实验机房系统的工作量加大，系统运行的时间也会相应的增长。这就使得日常的维护工作变得更加的困难，而要想解决这种问题可以从以下几方面入手：
2.1硬件保护针对硬件保护需要安装相应的硬件保护卡，利用硬件保护卡对硬件进行有效的防护，减少病毒对硬件的破坏，同时也可以利用硬件保护卡对硬件中的系统文件和科研教学附加文件进行有效的防护。在高校计算机实验机房中应用硬件保护卡，不仅有效的减少了操作上的失误，而且在一定程度上也防止了病毒对硬件的侵害，从而极大的提高了高校计算机实验机房系统的安全。就计算机硬盘来说，其一般分为C盘、D盘以及E盘这三个主要的硬件盘。其中C盘主要是系统盘，D盘主要是程序盘，而E盘则主要是数据盘。三个硬键盘构成了计算机系统硬件区。这三个硬件盘都对计算机系统的运行有着一定的影响，因此，需要对这三个硬件盘进行有效的保护。采用硬盘保护卡来对C盘和D盘进行有效的维护，对两个硬盘采取的是只读保护模式，而对E盘进行保护时，可以将对E盘的读写权限进行设置保护。对三个硬盘实施分离保护，可以使得系统在出现问题或者是系统崩溃时，可以在较短的时间内恢复硬盘的正常运行。
2.2系统备份配置新机房时，就要考虑系统受损时的恢复，即制作系统备份，最常用的是运用“GHOST”软件。当系统必须重装时，采用“克隆”专家“GHOST”是一种快速有效的方法，大概十分钟左右，系统完全恢复。克隆技术是现代机房维护的得力工具，应用克隆技术使机房管理的工作量大大降低，把安装好系统、应用软件和教学软件后的硬盘作为母盘，以克隆的方法进行硬盘复制，也可利用镜像文件进行系统恢复，克隆如其名，快速而统一。针对高校计算机实验机房系统的维护，方法和手段是多方面的，在实际工作中，我们要针对学生和教学内容的特点，结合多种方法，加强对机房系统的维护。
3结语
综上所述，由于高校计算机实验机房的利用率逐渐提升，使得其硬件以及软件都存在一定的问题，要想有效保障计算机实验机房系统可以正常的运行，就需要采取有效的措施，对计算机实验机房系统进行有效的维护。而随着计算机软件以及硬件的发展，高校计算机实验机房系统出现的问题也会逐渐增多，因此，就需要相关计算机系统维护人员不断的学习新知识，充分的利用各种新的维护手段，改善高校计算机实验机房系统运行的环境，从而保障高校计算机实验机房系统可以顺利的应用于教学中。
作者：郝荣 单位：山西大学商务学院
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