时间:2023-06-04 09:21:01
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论文关键词:vrrp协议 可靠性 主控路由器 虚拟路由器
一、引言
计算机技术的迅猛发展,大学、中学以及小学基于局域网的校园办公和基于internet的应用也逐渐增多,对校园网络的可靠性提出了越来越高的要求,网络中的核心设备对保证校园网络的正常工作非常重要,如果保证了核心网络设备的可靠性,就基本保证了校园网络的可靠性。
二、目前校园网络的可靠性现状
网络可靠性也称网络的可用性,使用平均故障间隔mtbf(mean time between failure)和无故障工作时间两个参数来衡量,平均故障间隔越小且无故障工作时间越长,该网络设备的可靠性就越高。不同的行业对可靠性的要求不同,一般的网络,暂时中断不影响使用,而对网络依赖程度比较高的电子商务和金融行业来说,网络的中断就意味着经济利益受损。网络可靠性的研究探讨,意义重大。
网络设备的投资在网络建设中占有相当大的比例,高档的、可靠性高的网络设备往往价格不菲。由于资金的因素,一般规模的校园网建设中,不可能配备高档的设备。网络的可靠性需要设备本身的可靠程度来保证。通常情况是,用一台和工作设备相同配置的网络设备作为冷备。工作设备出现问题时,将冷备的设备接入网络,恢复通讯,这种方案,网络中断的时间一般在十几分钟左右,不能满足校园网络可靠性的要求,现在学校的大部分的工作都通过网络进行,学生学籍管理、教务管理、教师签到、学校办公、网络招生等,十几分钟的网络中断也会使正常的日常工作变得混乱,尤其是网络招生工作,网络中断更是后果严重。如果对所有网络设备进行更新,购买高可靠性的核心层次设备(通常是有两个主控板,另一块板卡做备份,网络可以在几秒钟之内恢复工作)是一种很好的可靠性解决方案,但是从资金投入的角度来说,目前多数学校不具有如此的经济承受能力。本着保护现有投资的角度考虑,可以采用廉价冗余的思路,在可靠性和经济性方面找到平衡点。
三、vrrp协议综述
什么是vrrp协议?
虚拟路由冗余协议(virtuai router redundancy protocol,简称vrrp协议。在该协议中,一对路由设备协同工作,对终端ip设备的默认网关(defauit gateway)进行冗余备份,当一台路由设备宕机时,备份路由设备及时接管转发工作,向用户提供透明的切换,起到提高网络可靠性的作用。
vrrp协议的重要概念
在vrrp协议中,有两组重要的概念:vrrp路由器和虚拟路由器;主控路由器和备份路由器。vrrp路由器是物理实体,虚拟路由器是vrrp协议创建的,是逻辑概念。一组vrrp路由器协同工作构成一台虚拟路由器,具有唯一固定lp地址和mac地址。一个vrrp组中的路由器具有两种互斥的角色:主控路由器和备份路由器。一个vrrp组中只有一台处于主控角色的路由器,可以有一个或者多个处于备份角色的路由器。使用选择策略从路由器组中选出一台作为主控,负责arp相应操作和转发ip数据包,组中的其它路由器作为备份的角色处于待命状态。当主控路由器发生故障时,备份路由器能在几秒钟的时延后升级为主路由器。此切换非常迅速而且不用改变ip地址和mac地址,对终端使用者是透明的。
vrrp协议工作原理
vrrp路由器用vrid标识,取值0-255,对外表现为唯一的虚拟mac地址,格式为00-00-5e-00-01-[vrid]。主控路由器负责对arp请求用该mac地址做应答。vrrp控制报文是vrrp通告,使用ip多播数据包进行封装,使用组播地址,范围只限于同一局域网内。主控路由器周期性的发送vrrp通告报文,备份路由器在连续三个通告间隔内收不到vrrp通告或收到优先级为0的通告后启动新的一轮vrrp选举。选举参数是优先级和ip地址,vrrp协议中优先级范围是0—255,数值大的优先级高。优先级的配置原则可以依据链路的速度和成本、路由器性能和可靠性以及其它管理策略设定。
如何保证vrrp协议的安全性?可以使用两种安全认证措施:明文认证和ip头认证。明文认证方式在加入一个vrrp路由器组时,必须同时提供相同的vrid和明文密码。适合于避免在局域网内的配置错误,但网络监听方式窃取密码防范较低;ip头认证的方式提供了更高的安全性,能够防止报文重放和修改等攻击。
四、vrrp协议应用在校园网络中的方案
1、vrrp单备份组配置:rta和rtb在实际的网络组建中,可以使用不同档次的设备。rta和rtb对internet都有链路,而且为了经济性,两条链路的速率也可以不一样。选择档次高的那个设备作为主控路由器,配置方案如下图所示:
这里假定rta的性能和可靠性都要高于rtb。连接校园网中各主机,rta实际地址为ip1,rtb的实际地址为ip2。rta和rtb组成一个vrrp路由器组,共同虚拟出ip3为虚拟路由器的地址。配置rta的vrr p的优先级高于rtb的,则rta经过选举就成为主控路由器,h1、h2、h3的默认网关地址设定为ip3。rta负责icmp重定向、arp应答和ip报文的转发:一brta失败,根据策略rtb立即启动切换,成为主控,保证网络正常通讯。还应该在rta上设置抢占模式,当rta 恢复工作后,继续成为主控路由器,行使网姜的职锥
2、vrrp多备份组配置:在vrrp单备份组的应用中,一台路由器在线时作为主控,另一台路由器只是作为后备,不参与转发工作,闲置了设备和链路。如果两台设备属于同档次,可配置vrrp多备份组,使两台设备都参与数据的转发,达到备份和负载分担双重效果。配置两台路由器同时属于互为备份的两个vrrp组:在组1中rta为主控设备;组2中rtb为主控设备。将一部分主机的默认网关设定为组1的虚拟ip地址;另一部分主机的默认网关设定为组2的虚拟ip地址。如果rta出现故障,经过vrrp选举,rtb为2个vrrp组的主控路由器,下面的所有主机都通过rtb连接internet;相对应,如果rtb出现故障,rta成为两个备份组主控路由器。实现了负载均衡和提高网络可靠性的功能。
3、vrrp协议跟踪端口功能:vrrp协议应用在校园网中,用以提高校园网络的可靠性,无论是单备份组还是双备份组,vrrp协议只是对网络局域网侧的链路进行监测,起到备份的作用。而对上连internet的链路的故障却没有办法。vrrp协议使用的前提是,rta和rtb接入到同一个局域网内。而两台路由器上连internet的链路可能不属于一个isp,不能使用vrrp协议。当主控路由器的连接internet的链路出了问题,即便备份路由器连接internet的链路是通的,下面所连的主机也不能访问外部网络。vrrp协议的端口跟踪功能可以解决此问题,在配置vrrp的时候,让它监视上连internet物理端口的状态,如果物理端口的状态从up变为down的时候,设置vrrp主控路由器的优先级减掉一个数值,从而优先级低于备份路由器的vrrp优先级。开始新一轮的vrrp选举,备份路由器变为主控路由器,继续保持和internet的通讯。
关键词:应用型本科;网络课程;教育评价;评价模式
中图分类号:G250.73 文献标志码:B 文章编号:1673-8454(2014)01-0071-04
网络课程是通过网络表现某门学科的教学内容及实施教学活动的总和。[1]它的实际效果不仅靠技术的进步和先进工具的引进,更重要的是其建设质量和管理水平,这也正是为什么网络教学从理论上说十分强大,但在实际教学中却得不到充分应用的原因,学生对新事物无所适从,教师对新技术、新理论恐惧茫然,这些,在办学历史不长、以教学为主的应用型本科院校更为明显。笔者认为:随着应用型本科院校网络课程建设的深入,建立一个科学的、系统的、可操作的网络课程评价指标和评价模型,是这类高校网络教学中迫切需要解决的问题。
一、研究背景
西方国家高校非常重视网络课程建设,在这方面,美国大学一直走在世界前列,其中影响力较大的有“A Framework for Pedagogical Evaluation of Virtual Learning Environments”(虚拟学习环境的教育评价框架)、“E-learning Certification Standards”(在线学习的认证标准)和“Quality on the Line”(在线学习质量)等评价体系,大多是采用概率Angoff法和会话模型、控制论模型等方法,构建网络课程评价模型;[2]这些模型突出了交互的重要性,重视学习环境的创设,并注重教学管理与支持方面的评价,而且这些模型都是经过多次测试后定稿的,具有较强的适应性、科学性和先进性,可以作为构建我国网络课程评价指标的重要参考。
近年来,我国各类高校也开展了网络课程的开发和建设工作,虽然课程数量不断增长,但大量网络课程却出现了内容开发不足和低水平重复现象,存在着理论脱离实际和实践经验缺乏等问题,如网络教学知识性内容多,研究性和实践性教学内容少,教学设计重内容呈现,忽视学习活动与学习环境,文字教材搬家,协作学习、交互活动少等。造成这一现状的原因很多,缺少合适的、具有导向性的网络课程评价标准是重要因素,这在应用型本科院校显得尤为突出,由于这类院校大多基础相对薄弱,经费投入不足,师资及实践资源有限,迫切需要加强网络课程建设,提高网络课程建设质量,以弥补在师资队伍、课程资源等方面的缺陷,但现实情况是这类高校大多没有一套体现应用型本科教学特征的、科学合理的网络课程评价标准。
二、评价体系的构建思路
构建应用型本科院校网络课程评价体系,必须以提高网络教学管理水平和教学质量为目标,紧密结合应用型本科院校教学实际,准确把握网络课程建设的规律和应用型人才培养的关键。
一是充分体现先进的“教育理念”。学生学习方式改变,教育思想和教学模式也应随之改变;而教师是否按照新的“教育理念”,有心、有力的对网络课程进行精心设计、建设与维护至关重要。[3]作为应用型本科院校的网络课程评价,应当积极融入服务学生、素质教育、创新创业教育、个性化教育等理念,充分考虑学科性质、授课对象、教师教学和教师技术偏好等因素,注重将“教育理念”衍生为思想文化、价值观、特色化、影响力和就业职业元素等课程教学的软实力。
二是以满足应用型人才培养要求为目标。指标体系应充分彰显应用型本科办学特色,积极创设有利于应用型人才培养的学习环境和学习社区,在体现资源实用性、内容交互性、管理有效性、标准统一性与生态“系统性”的基础上,以市场为导向,更加突出对应用型人才动手能力及创新能力培养的促进作用,突出社会实践能力、技术应用能力、创新能力、职业素质和合作精神的培养。[4]此外,笔者所在学校近年来重点建设了19门淮海经济区非物质文化遗产类网络课程,在师生中产生了广泛好评;据此认为,应用型本科院校可根据课程性质和学校实际,积极融入区域和地方特色,以提高学生学习兴趣。
三是以有利于学生的“学”为导向。综观当前网络课程评价现状,大都以建设者的视角,体现出浓厚的“学校本位”和“教师本位”,导致学生在线学习的积极性不高;所以,在评价体系中,应强调以学生在使用中呈现的状态为参照,确立“学生本位”的建设思路,提升学生的自主学习能力;更何况应用型人才的培养更为强调“学以致用”,因此,其评价体系也应当体现让学生更愿意接受并主动进行网上学习的导向,努力为应用型人才提供学习的新时空、新环境。
三、指标体系的构建
建立科学合理的评价指标是评价的基础。笔者通过大量资料的搜集和对比,去掉重复的指标,并根据应用型本科院校的办学特点,按照全面性、系统性、可操作性、针对性的原则,经过筛选合并,提出了应用型本科院校网络课程的评价指标体系如表1所示。本指标体系含有6个一级指标,26个二级指标。
四、体系的模糊综合评价
模糊综合评价法是利用模糊数学理论对模糊的、不确定的事物进行量化,从而做出相对客观的、符合实际的评价方法。应用型本科院校网络课程评价是一个多因素、多层次的评价问题,影响其质量和价值的某些因素通常具有模糊性。本文利用模糊综合评价法,构建评价模型。
1.确定因素论域和评语等级论域
将表1构建的网络课程评价指标体系作为评价指标集,即U=(U1,U2,…,Ui),(i=1,2,…,6),共6个一级指标;Ui=(Ui1,Ui2,…,Uij),j为Ui所包含的二级指标的数目。
评语是人们对于被评对象作出的评价语言描述,评语等级论域即评语等级集合。笔者将应用型本科院校网络课程的评定等级分为“优秀、良好、中等、较差、差”5个等级,则评语等级论域V={优秀、良好、中等、较差、差}。
2.确定指标权重
确定权重即确定各级、各项指标在整个指标体系中的地位和相互关系。AHP法是对一些较为复杂、较为模糊的问题作出决策的简易方法,它特别适用于难以完全定性分析的问题,在目标结构复杂且缺乏必要数据的情况下更为实用,因此,笔者采用AHP法进行权重的计算。以一级评价指标为例,采用1~9标度法,根据专家的经验认识,结合笔者对网络课程建设的理解,构造出比较判断矩阵,如表2所示。
用Mathematica 8.0 软件计算上述判断矩阵(表2),由其归一化的权重值W可知,其特征向量A=(0.15,0.34,0.23,0.15,0.05,0.08)T,最大特征根λmax=6.0256,经一致性检验,利用公式CR=■,RI=1.26,得CR=0.0041
A1=(0.19,0.25,0.38,0.18);A2=(0.30,0.27,0.14,0.22,0.07);A3=(0.13,0.28,0.31,0.16,0.05,0.07);A4=(0.29,0.33,0.10,0.28);A5=(0.20,0.20,0.25,0.35);A6=(0.40,0.40,0.20).
3.综合评价[6]
由表1可知,本文中网络课程评价体系包含两级指标,且影响因素较多,因此,采用两级模糊综合评价,即先对每类二级指标作综合评价,然后再根据评价结果进行一级指标综合评价。
(1)将因素论域按属性分类
对因素集合U中的单因素Ui(i=1,2,…,6)进行单因素评判,设每个因素子集Ui={Ui1,Ui2,…,Uij},i=1,2,…,6,共j个因素。
(2)对Ui的单极模糊综合评价
采用专家评价法,组建一个有代表性的评价小组,通过问卷调查打分的方式,经数据统计和归一化处理后,确定相应的隶属度。
Ui中各因素的模糊权向量为Ai=(Ai1,Ai2,…,Aij),Ui的单因素评价结果为Ri(j行,5列),单因素评价模型为:Xi=AiRi=(xi1,xi2,…,xi5),(i=1,2,…,6),按此式分别对一级指标建立单因素模糊评价矩阵,进行单因素综合评判;得到由6个一级指标对于评语集的隶属向量构成的矩阵R=(X1,X2,…,Xi)T,i=1,2,…,6.
(3)对评价指标体系U的模糊综合评价
按公式X=AR,用一级指标权重集A与矩阵R进行模糊合成,得到综合评价结果向量X。为便于比较,将评语集进行量化处理,“优秀、良好、中等、较差、差”分别赋值95、85、75、65、55,记V’=(95,85,75,65,55),X’=XV’,计算最终评价得分。
五、案例分析与指标体系验证
指标体系的合理性与有效性,需要通过实践的检验。本文选择徐州工程学院具有代表性的网络精品课程《工程造价》与《中国古代文学》,运用上述评价指标体系进行评价实证。组建由5人(含专家、管理人员、教师和学生)构成的评审小组,对网络课程的建设质量进行问卷调查,由评审统计结果形成因素评价矩阵,经过模糊运算后,得到单因素对评语集的隶属向量,类推,得评价结果。检验计算过程以《工程造价》课程为例。
1.一级指标评价结果
以指标U1为例,其评价结果为:
X1=A1R1=(0.19,0.25,0.38,0.18)×0.25 0.30 0.40 0.05 00.30 0.35 0.20 0.10 0.050.40 0.32 0.22 0.06 00.56 0.23 0.21 0 0=(0.375,0.308,0.247,0.057,0.013)
同样方法,计算出U2,U3,U4,U5,U6的评价结果:
X2=(0.591,0.226,0.136,0.037,0.009);X3=(0.472,0.329,0.135,0.061,0.003);X4=(0.610,0.235,0.116,0.035,0.002);X5=(0.491,0.295,0.162,0.040,0.012);X6=(0.659,0.201,0.086,0.047,0.007).
2.最终评价结果
X=AR=(0.15,0.34,0.23,0.15,0.05,0.08) ×0.375 0.308 0.247 0.057 0.0130.591 0.226 0.136 0.037 0.0090.472 0.329 0.135 0.061 0.0030.610 0.235 0.116 0.035 0.0020.491 0.295 0.162 0.040 0.0120.659 0.201 0.086 0.047 0.007=(0.535,0.265,0.147,0.046,0.007)
可知《工程造价》课程的综合评价得分为:X’=X・V’=(0.535,0.265,0.147,0.045,0.008)×(95,85,75,65,55)T=87.75,该课程评价等级为“良好”;同样方法,《中国古代文学》课程的综合评价得分为85.36,评价等级同为“良好”。我校《工程造价》、《中国古代文学》两课程开展网络课程建设已有5年以上,分别于2010年和2012年建成省级精品课程,是专家评选出的具有较高质量、适合应用型人才培养的网络课程,对我校网络课程建设具有一定的示范作用。两门课程的评价等级与课程的实际运行情况基本相吻合,证明本文构建的评价模型是可行的、合理的。
六、结束语
本文建立了网络课程评价指标体系,并运用AHP法确定了指标权重,运用模糊综合评价法构建了应用型本科院校网络课程综合评价模型,并验证了该评价模型是可行合理的。但网络课程评价体系的构建是一项系统工程,本文采用的层次分析法和模糊综合评价法虽具有较为严密和科学性强的特点,但易受人的主观因素影响,所以,本评价体系有待于在应用过程中作进一步完善;此外,由于课程要求、性质和授课对象等方面差异,在实际使用过程中,可根据需要微调指标权重。?筅
参考文献:
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[4]涂宝军,孙进,吉顺育.应用型本科院校教学资源库构建模式研究[J].现代教育技术,2012(4):45-49.
关键词:物业 智能小区 创新管理
1 智能小区的发展前景
经过100多年的发展,物业管理的管理模式逐渐成熟和完善。在物业管理管理水平方面英国、美国、加拿大、新加坡、香港等国家和地区都比较发达和成熟。由于我国的物业管理业起步比较晚,研究物业管理的理论,以及相应的实践操作需要不断加强和完善。
随着改革开放的不断深入,我国经济快速发展,传统的房地产管理体制难以满足市场经济的发展需要,同时也不能满足房地产开发以及广大住户对生活、工作环境质量的要求。新型的物业管理系统具有提高房地产经营效益,繁荣和完善房地产市场的重要功能,也是经济体制改革,特别是房屋商品化、住房制度改革的客观需要。
我国物业管理经过20年的探索和实践,未来发展方向应当走区域化管理、市场化经营、集团化发展、法制化运作的道路。具体内容如下:①区域化管理将逐步取代分割管理的模式,成为物业管理的发展方向。②市场化经营将打破地方保护主义、本位主义的垄断,成为承揽物业管理项目的主流。③集团化发展将结束小兵团分散作战的局面,成为物业管理行业的主体。④法制化运作将结束缺法少规的现象,推进物业管理行业走上规范化发展的轨道。
2 系统设计目标和意义
随着计算机和网络的不断发展,现代社会对办事效率提出了更高的要求,计算机的应用已经深入到社会的各行各业中。物业管理作为一个新兴事物在近几年出现在人们面前,居住小区的增加及管理机构的改革使人们日渐接近物业管理这个新生事物。是否有一个结构严谨,功能齐全,实用性强的物业管理实用软件已成为小区管理成功与否的必要条件之一。
近年来,虽然人民生活水平逐步提高,具备现代化的计算机控制技术与通信技术的智能化住宅小区在全国各地也不断涌现。但是,许多智能化住宅小区在运行方面都存在搭好了平台却没有运行在相应的智能化软件上的现象,或者说缺少相应的现代化管理手段。在建设智能住宅小区的过程中,需要遵循管理是保障的原则,如果住宅小区智能化管理水平不完善或不健全,那么住宅小区智能化的功能效果就不可能充分发挥。智能化的真正内涵是管理的科学性与高效性,对于智能小区来说,简单的硬件拼凑是缺少实际意义的。在这种形势下,本同通过开发高效的软件系统,希望能从一个侧面体现现代智能化物业小区管理思想,反映出物业管理向现代化、制度化与规范化发展的方向。
本系统就是以翼南小区为例,设计一个集房屋资料管理,用户资料管理,物业费用管理,车位管理,区内工作人员管理,投诉及保修管理为一体的管理系统。通过本系统希望可以将小区中一些复杂而散乱的数据集中起来,以实现信息的集中管理综合利用。
3 系统的可行性分析
3.1 管理上的可行性 随着改革开放的深入,我国的管理思想逐步与世界接轨,具有现代管理思想的智能化小区已成为物业小区的发展趋势。同时我国大规模建设的逐步形成使得物业管理公司的规模不断扩大。这些都说明我国已具备建立现代化智能小区的条件。就本小区而言,它是一个建成不久的新型小区,其内部人员乐于接受新的知识、新的事务。就内部人员素质而言,小区内管理人员大部分都有过高等教育的经历,理解和运用本系统是不成问题的。所以在本小区建立这样的管理系统是十分适宜的。
3.2 技术上的可行性 通常情况下,衡量需要新系统的条件为:需要考虑和分析软硬件的性能、环境条件、技术人员的数量和水平等,近期内可以培养和发展的技术人员是开发人员的重点。近年来,随着计算机技术的不断发展,硬件的更新换代非常快,其发展令人惊讶。而软件方面更是神乎其神,即便这样,计算机也能适应其发展需要。本系统就是通过VB语言,同时借助access数据库进行设计开发出来的。以下为本系统开发需求。
均衡以上条件,分析内部情况,本小区有足够的能力安装这个现代物业管理软件。
3.3 经济上的可行性 对于物业管理信息系统应着重分析其经济效益,整合现有资源,提高工作效率,降低生产成本。
经济上的可行性要估算新系统的开发费用和运行、维护费用。设备费用:计算机软硬件、机房、电源、空调等;软件开发:本单位开发,该费用可以计入下面的人员费用中;人员费用:系统开发人员、操作人员和维护人员的工资、培训费用等;消耗品费用:系统开发所用材料、系统正常运行所用消耗品。
一个现代化的小区可以吸引更多的住户,一个现代的管理软件可以造就一个更现代化的小区。所以一个好的管理软件可以为现代小区带来更多的经济利益。本系统是由内部人员开发,开发费用较低。系统维护费用也相对较低。
综上所述,小区物业管理系统是可行的。
参考文献:
[1]庞永利,尹宏宇.小议智能建筑的系统构成与自动控制[J].中小企业管理与科技(上半月),2008(04).
用PCA-BP神经网络模型对公路客运量进行预测,预测精度与收敛速度都不是很理想,为克服PCA-BP神经网络算法存在的非线性逼近、迭代次数过多,易陷入局部极值等不足,提出将PCA-BP神经网络模型与动态陡度因子、附加动量因子和动态调整学习率算法结合的方法,给出具体的网络学习方法,并结合实际调查数据进行对比测试,分析结果证明了改进型PCA-BP神经网络模型对公路客运量预测有效性.
关键词:
PCA-BP神经网络;动态陡度因子;动态调整学习率算法;客运量;预测
公路客运量预测属于复杂非线性系统问题,早期的预测方法主要有多元线性回归预测模型、自回归模型、自回归滑动平均模型、指数平滑预测模型等.SherifIshak等[1]应用实时数据分析和评价了几种交通客运量预测模型的效果;孙煦、陆化普[2]等对公路客运量预测难以建立精确预测模型的问题,引入基于蚁群优化的支持向量机算法对公路客运量进行预测.这些方法可以实现交通客运量的预测工作,但缺点是没有摆脱建立精确数学模型的困扰,其预测效果很大程度上取决于参数的选取,并且非线性拟合能力不突出.Tung、Chrobok、Quek[3-5]等人采用神经网络模型进行预测,证明神经网络得到的结果的精确性较传统预测模型高.董春娇[6]等在传统的BP(BackPropa-gation)神经络算法中有所改进,采用Elman神经网络的交通流短时预测,通过在前馈网络的隐含层中增加一个承接层,作为延时算子使系统具有适应时变特性的能力.在公路客运量的预测方面,神经网络应用较多,但传统的BP神经网络存在的非线性逼近、迭代次数过多,易陷入局部极值等不足,而且预测结果影响因素分析较少,对预测指标的选取没有进行全面充分的系统考虑.本文在PCA(PrincipleComponentAnalysis)与BP神经网络相结合构成PCA-BP网络模型的基础上,将动态陡度因子、附加动量因子和动态调整学习率等方法融入模型的运作过程,进一步完善算法,提出改进PCA-BP神经网络模型,并将其运用到公路客运量的预测.
1PCA-BP模型的基本原理
公路客运量受人口总数、区域经济发展水平、居民消费水平等多种因素影响.在用BP神经网络进行模拟预测时,首先要确定对预测指标有影响的主要因素(即系统输入).运用PCA-BP神经网络模型可以实现减少输入变量个数,达到降维目的,并使其包含原输入变量群的绝大部分信息,从而提高神经网络的运行效率和预测精度.PCA-BP神经网络模型流程见图1.
1.1PCA原理[7]在所有的线性组合中选取方差最大的p1为第一主成分.若p1不足以代表原来的m个指标的信息,则选取p2即第二个线性组合.
1.2BP神经网络原理模型拓扑结构有三层,即输入层、隐含层和输出层,同一层的节点之间相互不关联,异层的神经元间前向连接.当一对样本学习模式提供网络后,神经元的激活值从输入层经中间层向输出层传播,在输出层各神经元获得网络的输入响应.之后,按减少希望输出与实际输出误差的方向,从输出层经各中间层逐层修正各连接权,最后到输入层.
2改进PCA-BP神经网络模型的思想
本文基于PCA-BP神经网络模型,采用动态陡度因子、附加动量因子和动态调整学习率算法,将网络模型进行优化,最后将降维的样本集合和优化的权值代入网络,在经过PCA-BP神经网络训练之后,用检验样本集合对其进行检验.
2.1附加动量法传统BP算法在调整权值时,只按照当前时刻的负梯度方向调整,没有考虑到以前各次运算中的梯度方向,导致新样本对迭代过程的影响太大,会导致数据训练过程中调整方向发生振荡,导致不稳定和收敛速度慢.附加动量的BP算法[10]考虑了以前时刻的贡献,其权值迭代公式如下所示。
2.2动态调整学习率[8]传统BP模型中,学习率是固定的.学习率对模型运算性能影响较大,动态的学习率可以改善训练算法的性能.学习率η与误差函数相关联,在网络的每一步学习过程中动态调整η的值,对不同的误差质的变化,每一步学习后学习率都进行相应的调整.
3改进PCA-BP模型的预测流程
3.1网络初始化对所得的社会经济指标进行主成分分析,得出输入节点数与输出节点数m,n;采用经验公式确定节点数的上下限,隐节点数的上限作为初始隐节点数l.初始化输入层、隐含层和输出层各神经元间权值wij,wjk.隐含层阈值a,输出层阈值b;给定初始化的学习速率η;网络输入和输出为(X,Y).
3.2计算隐含层输出根据给定的输入向量X,输入层和隐含层间连接权值wij以及隐含层阀值a,计算隐含层输出H.
4改进PCA-BP模型在城市交通流预测中的实际应用
为验证模型预测效果,选取山东潍坊市1996年至2005年10个样本为学习样本,将2006至2012年7个样本作为检验样本,数据见表1.利用SPSS统计工具,对数据进行因子分析,根据实验和经验[11],公式中的参数可以设定为a=1.05,b=0.7,ηmin=0.025;tmax=5000;q=0.85.选取特征值大于1的作为主成分,可以发现当取到3个主成分,其累积贡献率达86.26%>80%,满足要求,即神经网络的输入节点为3个.将各个参数代入模型之后可以得出:P0=90,Pmin=0.1.结果如表2、表3所示.经主成分分析,可以确定出神经网络的输入节点为3个,即:第一个主成分分数=0.208×总人口数-0.102×人均旅行次数-0.112×居民消费指数+0.202×居民消费水平+0.162×机动车保有量+0.212×地区生产总值+0.119×人口密度+0.217×消费总额;第二个主成分分数=0.241×总人口数+0.305×人均旅行次数+0.219×居民消费指数-0.210×居民消费水平-0.253×机动车保有量+0.249×地区生产总值-0.075×人口密度+0.253×消费总额;第三个主成分分数=-0.160×总人口数-0.090×人均旅行次数+0.840×居民消费指数+0.222×居民消费水平-0.097×机动车保有量-0.114×地区生产总值+0.651×人口密度-0.077×消费总额;运用MATLAB等软件分别对传统PCA-BP神经网络以及改进型PCA-BP神经网络模型进行运算.后七年的公路客运量实际值与预测值数据比较见图3.从上述表格数据可知,改进型PCA-BP模型的迭代次数2361次,准确率为88.91%比传统的PCA-BP模型更为理想,预测效果较好.
5结论
一、网络资源在语文课堂教学中的重要作用
(一)导入精彩,引人入胜
一般的语文课堂教学,导入不外乎以下两种情况。一是复习回顾,教师把上节课的主要知识点进行一下简单的回顾,唤起学生的记忆;或是提出几个比较重点的问题,让学生回答,以此达到回顾已学知识的目的。二是对即将学习的内容进行一个充满期待性的导入,激发学生学习的兴趣。
第一种导入方式虽然能够将所学过的知识进行及时的温习,达到巩固学习成果的目的,但是有时因上节课知识重点较多,再加上学生识记情况的影响,学生回答问题时所需的时间相应较多,这样就会影响到新课的教学。另外,这种方式也容易使学生有一定的畏难情绪,更易对语文学习失去兴趣。第二种导入方式,一般是教师一上课就开始讲,然后就是让学生读书,找出重点知识,随后同学间相互交流。刚开始时学生还有一定的兴趣,但是随着时间的推移,学生也对它失去了兴趣。
利用网络资源却可以改变这一切。互联网上有很多关于小学语文学习的专门网站,如学海知心小站、人教版的官网、无忧无虑语文网、小学语文网、凤凰语文网、中华语文网、语文学科网、5156语文网等,这些网站有视频教学、学习辅导、考题、在线答疑等。教师可以根据课程内容将实物或图片素材、文字素材、歌曲影视素材、动漫素材、课件资源、教学案例、试题资源等在课堂上为学生展现,很好地增强学生的学习兴趣。
(二)再现情境,激起热情
网络资源的内容丰富多彩,可以增强教学的直观性和生动性。如一些优美的画面能让学生仿佛身临其境,极易唤醒学生的情感,激发他们的学习兴趣。
如在教学五年级下册《鹿和狼的故事》一课时,一上课,笔者首先检查学生的预习情况,问学生这个故事发生的地点。等学生回答后,笔者用多媒体播放凯巴伯森林的美丽画面,让学生在画面的欣赏中理解“松杉葱郁”“生机勃勃”等词语的意思。更重要的是,欣赏着美丽的画面,聆听着悠扬的轻音乐,学生就像置身于那片美丽的风景中,自然地将课文的第一句读得美丽动人,对凯巴伯森林充满向往之情。然后画面一转,出现花木凋零、林地、狼骸遍地、病鹿苟延残喘的画面,这种强烈的对比使学生感到非常震惊,从而激发了他们对下文的学习欲望。
(三)拓展思维,激活课堂
教师通过教育,使学生学会自主、合作、探究性学习,拓宽他们的思维空间,这是新课程标准对广大教师的要求。要想达到这一目标,课堂上教师一定要给学生这样的机会。如今的学生思维活跃敏捷、想象力丰富、接受能力强,但是也容易分心;而网络资源能综合多方面的信息,能拓宽学生的视野,使他们的注意力保持长时间的集中,大脑处于兴奋状态,这就有利于激活学生的思维。因此,教师在课堂上要充分利用网络资源,并让学生积极参与课堂教学活动,以挖掘学生的潜能。
二、利用网络资源应注意的问题
利用网络资源进行教学,是现代教育发展的必然趋势。但是在目前,对这种教学形式的探索还处在初级阶段,会遇到这样或那样的问题。教师在利用网络资源时,要注意以下几个问题:
(一)注重内容选择
教材内容的选择十分重要,它直接关系到课堂教学的实效性。由此,笔者依据语文学科教学的特点拟定了选取教材内容的三个原则:第一,要将教师用传统教学手段无法表述清楚和详尽的知识点借助网络资源的优势将其表达清楚;第二,要体现培养学生学习能力的要求,即在学习中发现问题、分析问题和解决问题的能力;第三,要努力创造一种培养学生创新意识的氛围,给学生留有余地,让学生发挥其想象力,鼓励学生在利用网络资源的同时能够得出新的不同的认识和结论。因此,笔者以为,不是每节课都需要用网络资源。对一节课而言,也不是从头至尾都需要网络资源帮助教学。网络资源在什么时候、什么地方用,必须依据语文教学大纲和教学实际需要而定。否则,易造成为网络资源教学而教学,形成教师、学生围着网络资源转的被动局面。
(二)注重教学设计
和教材中的素材相比,网络资源中的素材更加精彩丰富、引人入胜,有时教师会不自觉地想将某个知识点加以拓展延伸,把搜索的相关资源尽可能多地呈现给学生,甚至于追求形式或迎合学生,将与学习无关的网络信息在课堂上过度地渲染。因此,在教学过程中,教师要精心做好教学过程的整体设计,不要让网络资源喧宾夺主。
总之,在语文课堂教学中,教师要恰当地利用网络资源,它能极大地提高教学效率,帮助教师培养学生健康的情感与良好的学习习惯。希望广大教师都能够利用这一有力的武器,不断增强课堂教学的实效性,让教学过程和学生的学习过程变得轻松起来。
关键词:应用型人才;计算机专业网络方向;课程群
中图分类号:G642 文献标识码:B
1引言
我国大学课程密度很大,但强度很小。我国大学本科四年的课程一般规定50~60门之多,而哈佛大学只有32门,芝加哥大学有42门。我国大学生每学期甚至可以选学10门以上的课程,而哈佛大学的学生平均每学期选学4门课程。我国计算机专业在课程设置上也是高、大、全,如何改变这种现象呢?可以通过课程群和方向课程模块化的思想进行设置。课程群方法是近年来高等院校课程体系建设实践中出现的一项新的课程开发技术,其基本思想是把内容联系紧密,内在逻辑性强,属同―个培养能力范畴的同一类课程作为―个课程群组进行建设。
2计算机专业网络方向能力培养的目标定位
作为一所应用型本科院校,在知识、能力、素质三个维度中,应该突出能力的培养。计算机专业的学生曾经一度受到社会青睐,然而随着时代的发展,计算机专业学生人数的增多,办学的实验环境跟不上,实践内容陈旧,造成了部分计算机专业学生到社会上求职难的局面。那么到底应该培养学生具备那些网络能力,这需要面向社会去寻找答案。通过对用人单位的需求了解获悉计算机专业网络方向的就业面可以划分为三个层次:一是小型企业或单位,它们需要能够建设网站、编写网页、组建简单的局域网,能够配置一般的服务,对网络能够进行维护的人员。二是中型企业或单位,这类单位拥有多个路由器和交换机,它们需要能够配置各种网络服务,包括对交换机、路由器进行配置和管理,能够维护网络安全,优化网络性能,具有网络规划能力的人员。三是大型企业,它们要求除了上述在中小型企业需要的能力之外,还需要具备网络编程,网络入侵检测,网络存储,无线网络,网络冗余设计等人员。
根据社会需求以及计算机专业培养目标,我们把计算机专业网络方向的实践能力抽象归纳为三点:建网、组网、管网,如图1。其中建网和组网是基本能力,管网是在建网和组网之上的提升。
建网、组网、管网对应的能力如图2所示。
3构建网络方向模块化课程体系
有了能力的准确定位,下面就可以依据能力构建计算机专业网络方向课程教学体系。我院计算机专业学生方向的选择是在三年级进行的,在选择方向前需要让学生对专业了解,以及培养专业兴趣,这样学生到了三年级才知道自己的兴趣以及如何进行方向的选择。学院从一年级到四年级规划了能力培养路线图如图3所示。
一年级学生通过学习计算机导论、C语言等课程了解专业;二年级学生通过学习专业基础课程、参加兴趣小组、素质拓展平台以及各种大赛来培养对专业的兴趣,挖掘自身的潜能;三年级学生根据自己的喜好可以选择方向,当然这些方向并非完全独立,某一方向的学生完全可以选择另外一个方向的课程去学习;四年级学生进行毕业实习、毕业设计。
对于应用型人才培养,应该注重知识点的掌握和知识面的拓宽,不过分强调知识的系统性和完整性;要注重实用性,不过分强调深层次的基础性知识;要注重实践知识与能力,不过分强调理论上的精深。总之,要强调“学以致用”。课程配置及课程内容的取舍应遵循“够用性”原则,即前修课的设置和其内容的取舍,要以后续课的需要为原则。网络方向模块化体系如下图4:
网络方向在一年级和二年级和其它方向是共享一个基础教学平台的。我们在制定网络方向课程体系时,重点是要突出上面所定位的三大能力,课程体系制定如表1所示。
建网课程主线的龙头课程为“WEB技术”;组网课程主线的龙头课程为“网络工程”;管网课程主线的龙头课程为“网络信息安全”,如图5所示。
4构建实践课程教学体系
实验课程体系是实验教学体系的核心要素。重组实验课程教学体系,优化课程结构,更新实验教学内容,增加综合性、设计性、研究性实验项目是要素的关键。实验教学不仅使学生增加感性认识,有利于接受和理解所学的知识,同时要培养学生的实验技能,使学生具备观察问题、分析问题、判断问题的能力,并初步学会运用理论知识和实验技能综合分析和解决问题,使学生具有创新、创业精神和实践能力。
实验课程内容的改革与更新,尤其是要紧密结合社会经济发展的需要,将现有的实验教学内容进行筛选、整合,对不符合现代科学发展的实验项目进行删除或更新,做到少而精,整体优化。减少验证性、演示性实验,精心安排综合性、设计性实验,注重融入本学科发展的最新科技知识,渗透相关学科的理论和技能,使综合性、设计性实验的课程占有相当的比例。要改变实验教学依附于理论课,实验教学内容各自独立、零散、重复的现状,建立系统优化的、相对独立的实验课程体系。实践教学能力培养与实验室的关系如图6所示。
根据“建网、组网、管网”能力培养路线,我们整合相关课程,删减重复内容,更新实验内容,优化了实验课程教学体系,如图7所示。
5结束语
课程是教学中的核心,它可以看作是一个载体,所有改革的问题都要在课程这个舞台上进行检验。课程群的科学合理设置是整个专业发展的基础与动力。根据市场需求,应用型大学人才培养可以按职业倾向设置专业方向并设置课程进行培养,最后按职业倾向毕业。这种由的“专业取向”向“职业取向”的转变,能有效提高人才培养的“职业化”程度,培养出具有社会适应性人才。
参考文献:
[1] 王万森. 计算机专业还有几分天下?[J]. 计算机教育,2006(2):3-7.
[2] 吴林根. 基于创新人才培养的实践教学改革[J]. 实验室研究与探索,2004,23(10):10-14.
【关键词】
网络教学;典型病例
近年来,病案教学法正逐步应用于医学院校的各实践教学中。该教学法注重培养学生分析问题、解决问题的能力,能够最大限度地调动学生的学习积极性,引导他们探究事物的认识规律进行学习,因而能够有效地完成学习任务[1]。同时,虚拟现实(virtual reality,简称VR)技术是20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术,它是继多媒体之后,教学技术领域出现的又一个新型教学媒体,可获得图文并茂、身临其境的感受和体会,实现了人境一体化,具有情境教学、模拟仿真教学和超现实环境教学的功能[2]。本文拟讨论基于网络VR技术的病案教学方法在整形外科实习生教学中的应用,并将其与传统的实习教学方法对比,以评价该教学方法对培养学生在理论联系实际的能力,临床的思维能力、综合素质提高的能力方面的优势。
1 对象与方法
1.1 研究对象
研究对象为本院2008级本科整形班学生,学生分为实验组和对照组,每组15个学生.学生分配随机抽取。
1.2 研究方法
实验组按结合网络VR技术的典型案例教学。应用现代教育技术手段,利用现代网络技术的优点,将整形课程典型案例结合网络,对临床医学本科实习生进行模拟教学,在教学中围绕着典型病例,模拟临床实际手术,以病例讨论方式培养学生的临床思维能力;另一组按传统带教式教学。
1.3 评估方法
评估包括三部分内容:①通过模拟图像显示患者的症状,体征。对学生进行提问,主要是诊断及治疗方案。考核学生分析、解决临床问题的能力。评分。②实践能力考核:选择病房新入院患者,抽取2名学生,对患者进行问诊,体格检查,结合辅助检查结果,初步诊断并作出进一步诊治计划,根据整形科常见病病种进行考核。评分。③实习结束出科发卷考核:全部回收,根据调查结果进行分析。
2 结果
与对照组相比,实验组学生的平均成绩明显高于对照组, P
实验组提高了学生的实习兴趣和知识的吸收率,锻炼了学生的逻辑思维能力及解决问题能力,使基础知识与临床实践相结合,达到了教学相长,同时促进教师提高自身修养、自我完善知识结构的作用。
3 讨论
面向新世纪,培养全面、合格的医学人才是医学教育的中心任务,医学人才培养最重要的一环,临床实习是学员从课堂学习过渡到临床工作的桥梁,是学员毕业后能否顺利开展临床工作的关键。实习阶段对学员以后执业生涯有极其重要的作用,是人生很关键的一步。
整形外科学是一门实践性很强的二级学科,整形外科是通过手术改善恢复功能与形态的学科[3]。在实习过程中,整形外科临床实践教学是医学生学习的关键。要求学员能将课堂上学到的理论知识学以致用,逐渐培养起临床思维能力,才能培养出学生分析问题、解决问题能力。才能培养出合格的整形外科医生。
实习阶段应以培养实习生的临床思维为主要目标。但在传统的临床医学教学方式下,主要通过教师的口传身授和学生对临床患者的观察,即“书本学习+看教师治患者+参与治患者”来培养实习生的临床决策能力[4]。这种教学方式由于临床患者的特殊性和不可重复性,实习生只能作为旁观者,无法发挥主观能动性,创造性思维的培养。近年来医患矛盾凸显加剧,患者法律意识和自我保护意识增强,对实习生常常有不配合,部分整形外科就诊者对手术效果的期望值非常高,且一些治疗具有隐私性.所以导致实习生操作机会减少。以上的种种情况严重的影响着实习医生的培养。
如今,随着互联网及计算机技术的发展,虚拟技术实现情境再现和模拟仿真给我们带来了解决困扰的方法。虚拟现实(virtual reality,简称VR)技术是20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术,它是继多媒体之后,教学技术领域出现的又一个新型教学媒体,可获得图文并茂、身临其境的感受和体会,实现了人境一体化,具有情境教学、模拟仿真教学和超现实环境教学的功能。这样很好地解决了传统实习模式中患者不配合实习学员、动手机会少的缺点[2]。近年来的案例教学法解决了学生难以及时获得典型病例的问题,提高了学生的学习兴趣和知识吸收率,拓展了学习范围,可以锻炼了学生的逻辑思维能力及解决问题的能力,使基础知识与临床实践相结合,达到了教学相长、促进教师提高自身修养、自我完善知识结构的作用。
我们运用现代教育技术手段,充分利用网络的优势和特点,整合电视教材、多媒体课件及网络课件,将整形课程典型案例通过网络虚拟技术实现情境再现和模拟仿真,在教学中结合手术安排,围绕典型病例,手术术前对临床医学本科实习生进行模拟教学,模拟临床实际工作的案例进行讨论式教学,讨论模拟临床实际手术操作过程,并于随后观摩手术进行验证。
这种方法最大限度地调动学生的学习积极性,很好地弥补了传统实习模式中经管患者少、所见病种少、动手机会少、患者不配合、难以集中系统教学的缺点。并将实习模式与网络互动教学结合起来,解决了原来临床实践教学的时间和空间受限问题,达到了反复训练本科生的临床思维和临床决策能力之目的,提高临床实习教学水平。大大提高了学生分析问题、解决问题的能力。也为整形外科学临床教学改革提供了新的思路和模式。调动其主观能动性,
这种教学方法以能力培养代替知识传授,还有利于实习生突破了各学科间和学科各章节知识的界限,强化了各学科间的横向联系,有助于本科生提高对疾病的综合认识,锻炼其临床思维的连贯性、逻辑性、完整性,从而提高其临床决策能力。
同时网络课程中还提供网络教材、电子教案、课件等。学员进入实习阶段,对课堂知识有不同程度的遗忘,这时学员如果利用网络课程,将会非常方便地复习课堂内容,同时资源库里有大量的课堂相关资料,并根据医学进展实时更新。我们鼓励学员在业余时间浏览网络课程,这是对临床实习的很好辅助。
但是,这种教学方法也有不足的地方需要进一步改进。如:实习生实习时间较短,没有足够的学时来学习。实习生专科知识太过于薄弱,案例的编写内容过深过多难于理解及消化。因此,仍然需要我们继续努力克服不足之处。
参 考 文 献
[1] 陈红武,黄铮.基于网络案例教学法在儿童腹泻病教学中的应用与探索.西北医学教育,2007,15(3):565-566.
[2] 王江,李爱民,耿昭华,等.网络互动教学辅助传统实习的探讨.西北医学教育,2010,18(6):1266-121269.
【关键词】无线传感器网络;变电站;可行性;研究
随着,社会的发展和进步,电力资源在经济社会中发挥的作用越来越明显。众所周知,电力资源等够被人们所使用,中间需要变电站系统的配合,才能把电力资源输送到各家各户。目前,变电站系统自动化的发展趋势越来越明显,这样一来通信及网络系统在变电站系统中所发挥的作用越来越重要。当前,变电站系统现有的监测系统多采用有线的通信方式,有线的通信方式在变电站系统中存在着一定的弊端,如:需要铺设传输线、不易维护、容易受电磁干扰等。相比之下,无线通信系统的优势更加明显。
一、无线传感器网络的内涵及特点
(一)大规模网络
无线传感器网络可以在监测区域形成大量传感器节点,节点数可达到成千上万,甚至更多。这样就可以获得不同孔家视角的更大的信息,然后通过对采集到的信息进行处理,可以能够更精确的对变电站系统进行监测,减少盲区的出现。
(二)自组织网络
无线传感器网络的另外一个特点是可以自行组织网络。通常情况下,无线传感器节点被放置的地方是比较危险的,人力所不能及的地方,通过借助某些手段将无线传感器节点撒落在需要的地方,这时候可能无线传感器的节点被散落在不同区域,但是由于无线传感器节点具有自组织能力,能够自动的进行配置和管理,通过拓扑控制机制和网络协议自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统。正常完成监测任务。有时候,某些无线传感器节点失去效能,为了增加监测精度,其他没有失效的节点会自动的补充到原有的网络系统中,维护监测系统的精确度。
(三)多跳路由
通常情况下,要想完成节点间的通信,需要通过中间节点进行路由,如果希望和其射频覆盖范围之外的节点进行通信,则需要中间节点进行路由。而无线传感器网络中的多跳路由是由普通网络节点完成的,不需要专门的路由设备,每个节点既可以是信息的发起者也可以是信息的转发者。
(四)动态性网络
无线传感器网络还是一个动态性网络,无线传感器网络可以随处移动。无线传感器的节点可能由于能量耗尽或者其他故障,自动退出网络运行,也可能因为工作需要而被自动添加到网络中。因此说,无线传感器网络是一个动态性的网络。
(五)以数据为中心的网络
无线传感器网络是一个任务型网络,用户在使用传感器查询事件时,直接把想要查询的事件传递给网络,而不是将编号节点传递给网络。网络街道信息后,再把信息传递给用户,这就是以数据为中心的网络。
(六)应用相关的网络
传感器用来感知客观物理世界,获取物理世界的信息量。客观世界的物理量多种多样,不可穷尽。不同的传感器应用关心不同的物理量,因此对传感器的应用系统也有多种多样的要求。
不同的应用背景对传感器网络的要求不同,其硬件平台、软件系统和网络协议必然会有很大差异。所以传感器网络不能像Internet一样,有统一的通信协议平台。对于不同的传感器网络应用虽然存在一些共性问题,但在开发传感器更高效的目标系统。针对每一个具体应用来研究传感器网络技术,这是传感器网络设计不同于传统网络的显著特征。
无线传感器网络特别适合部署在恶劣环境或人类不宜到达的区域,传感器节点可能工作在露天环境中,遭受太阳的暴晒或者风吹雨淋,甚至遭到无关人员或动物的破坏。由于监测区域环境的限制以及传感器节点数量巨大,人工不能“照顾”每个传感器节点,网络的维护十分困难甚至不可维护。无线传感器网络的通信保密性和安全性也十分必要,要防止监测数据被盗取和获取伪造的监测数据。因此,无线传感器网络的软硬件必须具有鲁棒性和容错性。
二、无线传感器网络应用于变电站的可行性论证
变电站中具有很强的电磁干扰,变电站内部产生的电磁干扰源来自静电放电和局部放电以及电晕放电和空气击穿放电,同时还有开关操作干扰产生的电磁干扰。如50Hz工频电磁场;设备出口短路引起的脉冲磁场;电晕放电;静电放电;局部放电;空气击穿燃弧;SF6间隙击穿燃弧;真空间隙击穿燃弧等。以上情况如果通过有线通信系统进行监测,势必会有一定影响。而无线传感器网络就不会存在这样的问题。原因如下:
(一)电晕放电和空气击穿所产生的低频干扰频带和无线传感器网络的工作频段距离很远,并且强度较小,完全可以通过低通滤波器进行处理,因此对无线传感器网络的无线通信基本上没有影响。
(二)SF6间隙击穿放电和真空间隙击穿放电所产生的电磁干扰在2.405GHz~2.485GHz频带内也有较强的信号存在,在间隙击穿电压为I5KV左右时电磁强度达到一40dBmV。变电站现场的击穿电压可能会更高,电磁强度也就更高,因此对无线通信会有一定的影响。但是同频干扰对于无线传感器网络通信的影响是很小的。
【关键词】工程结构 微信 教学
【中图分类号】 G 【文献标识码】 A
【文章编号】0450-9889(2015)06C-0119-03
一、工程结构课程的重要性及教学现状
工程结构这门课程是包括公路工程、轨道工程、水利水电工程在内的所有工程类专业的一门专业必修课程。它主要为施工类、设计类、监理类岗位服务,使学生掌握钢筋混凝土结构、钢结构的基本构造,构件设计的基本原理和基本方法以及结构施工图绘制等技能,为学习有关专业课程和顺利地从事建筑物的结构设计工作打下基础。
进行工程结构课程的教学,需要学生具备一定的高等数学和工程材料的相关基础。高等数学是学生解决结构设计中各类力学分析问题的重要手段,也是学生认识各类计算公式的前提条件。工程材料这一课程是学生了解各类钢筋混凝土结构、钢结构中材料性能的基础,为学生在微观上分析各类结构的性能提供知识保障。而学生在将数据设计结构转化为施工图纸的过程中,又需要大量工程制图学的知识作为基础。因此,工程结构这一课程需要以多门公共基础课程和专业基础课程为基础。由于高职高专类院校学生学习能力的不足和课程设置缺乏科学性,导致了工程结构这一课程在授课过程中遭遇了学生理解难、教师授课难的局面。首先,从整体角度出发,高职院校学生自身的理解能力相对不足,造成了其学习工程材料等专业基础课程的困难。加之工程结构这门课程是在工程材料的基础上融入了大量的设计原理和计算方法,这就造成了学生学习难上加难的局面。同时,高职院校普遍开展2+1人才培养模式,这一模式在加强学生实践能力的同时,也削弱了学生积累理论知识的时间。由于授课时间的短缺,一部分学校忽视了课程体系的连贯性,使得工程结构与各门专业课程同时授课,增加了教师授课的难度。
二、利用新型网络工具开展工程结构教学的探索
近年来,随着互联网和移动通信技术的发展,网络工具成为了人们日常工作、学习、生活的重要组成部分。开展基于新型网络介质的多元化教学也成为了帮助教师顺利开展教学工作、综合提升学生学习能力的重要手段。为了探索适合于高职院校开展工程结构这一学科教学的网络媒介,作者先后尝试并应用了公共邮箱、微博、微信公众平台等工具。
(一)公共邮箱的使用和效果
笔者在开展工程结构教学过程中,面向所有授课的学生公布了用于本课程学习的公共邮箱,邮箱内主要存储了应用于本门课程的应用力学、工程材料、工程制图等学科的相关知识和学习方法。学年初,作者要求学生定期查看邮箱内的相关内容,复习并掌握基础知识,为学习结构学科做好准备。同时,为了激发学生应用这一工具的积极性,笔者将课程的重点和考点在邮箱上,并在邮箱中以图片形式开展作业讲评。
公共邮箱存储量大,教师可一次性安排并存放较长时间的学习内容,这为教师开展工作提供了便利。但是这一方法需要学生具有足够的积极性,能够从主观上渴望获取学习工程结构的基础知识并弥补先前学习中的不足。缺乏主观能动性是高职院校学生学习中表现出的普遍特征,因此,能主动登陆公共邮箱进行学习的学生多是平日里学习表现较积极的少部分同学,大部分同学仍停留在以听课为全部学习手段的知识获取阶段。综上,公共邮箱的应用能够对具有学习主动性的学生提供较大的帮助,但是使全部学生受益于这一方法的目标并未达到。
(二)微博在开展课程教学中的应用和收效
在应用公共邮箱的同时,笔者建立了针对工程结构这一学科教学使用的微博平台。授课前,通过这一工具各次授课所需的基础知识并要求学生自学相关内容,例如在进行受弯构件正截面承载力计算的教学之前,应用力学中对点求力矩的方法,帮助学生顺利掌握承载力计算中相关公式的推导过程。授课结束后,作者在微博中重难点和相关考点。
这一教学手段相对新颖,并且学生可以通过手机等移动工具进行浏览。因此能主动利用微博进行学习的学生人数较公共邮箱有了大幅度提升。但是,由于微博存储量相对较小,这就对教师进行文字和图片的录入有了明显的限制。同时,微博在广大学生中的普及度并未达到理想状态,这就导致了一部分同学无法通过这一手段进行学习。
(三)微信公众平台的应用及收效
微信是当前一个阶段流行于广大学生中的一种重要的即时通信工具,由于其具有信息录入量大、传输速度快、普及度高等特点,作者在教学中重点尝试了这一工具。在日常教学中,作者将本门课程学习的专用微信工作平台的二维码放置在课件中,供学生扫描添加。这一过程极大激发了学生的积极性和学习热情。授课前后,作者将相关基础知识和复习内容在微信平台中,学生接收到信息后多会以较高的热情进行查看,这样就有效解决了学生学习主动性不足的问题。
微信公众平台的应用,使得大部分学生对学习工程结构这一学科表现出了足够的热情和主动性。学生接收到信息后,不再受时间和地域的限制,可以随时查看教师的内容。同时,这一工具实现了教师与学生间信息的互通,成为了教师与学生交流的重要途径,可以有效帮助教师掌握学生的实际学习情况。
(四)各种网络工具的应用效果对比和普及度调查
作者在开展工程结构教学中,先后尝试了公共邮箱、微博、微信公众平台这三种网络媒体。针对三种网络工具的应用效果和普及程度,作者对6个班级共310名学生开展了无记名数据调查工作。主要调查内容包括各班级学生总数、各种网络工具的使用人数和能通过这种工具开展这一学科学习的学生人数。
从以上问卷结果可以看出,被调查学生使用邮箱、微博和微信的人数以及比率逐渐增高;而能将以上网络工具应用于专业学习的比例也逐渐提高。笔者认为,能主动应用微信公众平台开展学习的学生人数相对较高,主要有以下原因:
微信是当前一个阶段最为流行的通讯工具之一,广大学生对其具有较高的热情。而将专业课程学习与微信的使用紧密结合,又激发了学生的好奇心,这必然会提升学生的学习热情和主动性。
微信属于即时通信工具,学生利用它开展专业学习不受时间和场地的限制。通常学生使用手机即可完成老师布置的自学任务。
微信公众平台可以实现图片、文字、语音的实时传输,这样教师的学习内容相对更加丰富,较传统的文字内容,学生也更容易接受。
三、微信公众平台在开展工程结构教学中的作用
结合上述调查的结果,作者利用一个学期的时间,针对部分专业和班级的学生在开展工程结构教学的过程中使用了微信公众平台这一辅助工具。经过实践,作者发现这一工具在基础学科复习、专业知识教学和日常教学反馈等多个环节均能发挥有效的作用。
(一)微信公众平台在弥补学生基础知识不足中的作用
工程结构是以力学、材料、制图等课程作为基础的一门核心课程。在开展日常教学的过程中,学生对新知识的理解通常受限于以上几门课程的学习情况。例如在讲授钢筋和混凝土的物理力学性能时,需要大量的工程材料知识作为基础。因此,学生专业基础课中相关知识的不足成为了制约其学习结构学科的瓶颈。为了解决这一问题,作者在教学中积极运用微信公众平台这一辅助工具,帮助学生弥补先前知识的不足。首先,作者将各章节所需要的基础知识进行总结和归纳,在授课前向学生基础知识点。这样,学生便可以利用零散时间开展学习活动。针对内容量较大,学生理解较困难的内容,教师可以通过制作动画和视频等方式,促进学生的理解和学习。与此同时,学生以类似读新闻的形式对基础知识进行学习,也极大提升了其学习工程结构这一学科的热情。
这一教学手段,在帮助学生提升基础能力的同时,也大大降低了教师的授课难度,使得教师的授课过程相对轻松。同时,能将力学知识、材料知识与结构知识有机融合,加强了知识本身的整体性与学生学习的连贯性。
(二)微信公众平台在授课过程中的作用
由于工程结构这一课程的特殊性,学生需要掌握大量的结构设计理论和方法。但无论是课本还是规范,其对设计流程的讲解和论述大多缺乏整体性。学生在处理此类问题的过程中,也出现了思路不明确,过程不清晰的现象。为此,作者将各类结构的设计过程和方法制作成设计流程图,并通过微信公众平台向学生。这一手段充分满足了学生学习的实际需求,能够帮助学生建立内容框架,有效地促进了学生对设计类问题的处理能力。
(三)微信公众平台在教学反思和师生交流中的作用
微信公众平台的建立和应用,在帮助教师开展教学和弥补学生基础知识的同时,也对教师掌握学生学习情况、进行教学总结提供了巨大的帮助。首先,学生在课后可以通过这一工具向教师反馈听课情况,帮助教师合理安排下一阶段的授课内容;同时,可以积极利用微信公共平台向教师询问相关知识问题,教师予以解答的同时也可将共性问题向其他同学推广。利用微信公众平台开展师生交流,在促进教学工作的同时,也加强了师生间的互动。特别针对青年教师,在对学生学习能力了解不充分的情况下,这一手段可以帮助其迅速掌握学生情况,合理安排教学。
四、工程结构教学中应用微信公众平台所取得的成绩
基于以上调查结果,笔者在一个学期的课程教学中针对不同专业开展了对比性教学实验,即针对高等级公路管理与维护、工程造价、工程监理三个专业,分别选取本专业1班进行常规教学,选取2班进行微信辅助教学,以此验证微信公众平台的应用对于提升教学质量的作用。与此同时,作者调取了各班级工程材料、应用力学两门基础课程的综合成绩,发现各专业不同班级的基础课程学习情况基本相同,成绩幅度变化不大。在微信辅助教学中,作者主要通过课前预习知识、课后进行课堂点评和作业辅导以及定期公布重难点和考点。经过一个学期的对比性教学,利用微信开展辅助教学的班级工程结构综合成绩明显高于采用常规教学法的班级。
综合分析以上数据,各专业学生工程材料和应用力学这两门基础课程成绩相差不大,同一专业不同班级的平均成绩相差幅度不超过2%。而针对实验组学生开展工程结构微信辅助教学之后,其工程结构平均成绩较接受常规教学的学生高出大约5%。因此,通过简单的对比,可以发现微信辅助教学这一手段可以有效提高学生专业基础,提升学生学习的主动性,从而提升整体教学效果。