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主動防御
(一)、計算機硬件的更換和維護
公司電腦硬件整體來講,出現問題頻率較少,每臺機器除了日常的簡單故障維護之外,硬件方面都爭取做到物盡其用,對一些配置較低的機器進行適當的增容處理。公司其他電腦配件采購方面基本上都是一些小的電腦配件,大部分屬于擴容和原部件損壞等情況。整體硬件使用情況較好。針對硬件方面,每隔3個月進行一次全方位的機器保養工作,以防止灰塵造成硬件的老化而導致問題的出現。
(二)、計算機系統及軟件維護
由于機器較多,日常出現故障的情況較為常見,主要的電腦故障有:系統故障,網絡故障,軟件故障等,很多機器由于長期使用,導致系統中存在大量垃圾文件,系統文件也有部分受到損壞,從而導致系統崩潰,重裝系統,另外有一些屬網絡故障,線路問題等。針對系統軟件方面,每個一個月進行一次系統軟件的全面檢測與維護工作。做到每臺電腦有備份,軟件有備份,以確保出現不可挽回的事件時,用最短的時間使系統、軟件恢復正常。
(三)、公司計算機病毒的維護與防范
目前網絡計算機病毒較多,傳播途徑也較為廣泛,可以通過瀏覽網頁、下載程序、郵件傳播等。針對病毒方面,確保公司每臺機器都安裝了殺毒軟件,并定期每月進行必要的升級與檢測,對發現病毒的機器及時的進行處理。
被動防御
做到處理問題及時,細心,定位準確。減少不必要的浪費。
1、建立健全公司網絡,并確保網絡安全搭建與配備計算機網絡,根據需求設計網絡方案;維護和監控公司局域網,保證其正常運行。
2、計算機軟硬件的維護與安裝; 安裝和維護公司計算機、應用軟件,同時為其他部門的軟硬件提供技術支持;解決排除各種軟硬件故障,做好記錄,定期制作系統運行報告。
3、辦公設備及耗材的維護;解決排除各種辦公設備的硬件故障;耗材日常維護。
4、互聯網的應用
監督員工上網情況,確保公司網絡安全。
5、配合廠家安裝、維護和監控運行業務管理系統
對公司內系統使用者進行技術培訓和指導;對系統進行日常維護和運行監控,保證對業務部門的支持。
6、監控系統管理
關鍵詞:計算機組裝與維護;教學改革;團隊協作
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2013)01-0119-03
隨著計算機科技技術日新月異的飛速發展,個人計算機在我們大眾生活中日益普及,給我們生活帶來了很大的便利和巨大的作用。但隨之而來也會出現各種各樣問題,例如:計算機軟硬件系統在兼容性上會出現不同的問題;以及計算機網絡的廣泛應用,每天要面臨著計算機病毒和系統漏洞的威脅。雖然同學們可以在計算機上進行基本的操作和編寫初步程序,但是當面臨這些軟硬件系統的故障時,由于缺少具體的實踐機會和實際維修經驗,他們顯得茫然失措,各種問題隨之而來[1-4]。
《計算機組裝與維護》(簡稱《組裝》)在我校是《大學計算機基礎》基礎必修課之后開設的一門旨在進一步提高學生計算機素養的素質教育選修課,該課程是《大學計算機基礎》必修課的重要銜接和補充。本門課程的學時數為36學時,授課對象主要是面向全校選修過大學計算機基礎課程的同學。通過本門課程的學習,學生可以系統地掌握計算機的硬件組裝、軟件安裝、系統維護,并具備對微機常見故障診斷與維修的能力。該課程的特點是門檻較低,實踐性強,更新速度快,涉及面廣,可延展性強。然而在目前傳統的教學模式下,由于受計算機組裝與維護實驗環境的限制,學生缺少的具體實踐機會,教學效果不是很好,并不能很好地培養學生的創新實踐能力,滿足不了社會對綜合性實用人才的需要[5-7]。
1 目前教學現狀與存在的問題
傳統的《組裝》教學模式和方法由于缺乏硬件設備的支持,往往偏重理論知識的系統介紹,對器件的發展構造、原理用途等進行枯燥地闡述,理論教學和實踐教學脫節,無法提升學生的學習興趣,也不能真正培養學生的實際動手能力[5-7]。為了保證教學效果,本門課程如果采用理論和實踐的教學模式,需要配套建立組裝與維護實驗室。因為計算機組裝與實驗機房的建設對設備材料的要求比較高,為了保證教學效果,需要提供大量的設備。而計算機硬件設備經過反復拆裝,設備的故障率比較高,實驗室管理工作量很大。因此在一般的高校里面,按照“理論+實踐”這種教學模式開設本門課程,還不是很多。
各種新技術的出現,加速了計算機的硬件設備和軟件系統的更新速度,而隨計算機設備更新配套的教材和資源庫的建設相對滯后很多[8]。現有的教材和資料知識體系相對陳舊,類似于視頻文件形式的其他多媒體教學資源不是很充足和新穎,因此展現給學生的信息量不是很豐富和生動,難以提高學生的學習積極性。同時,學生的興趣、基礎知識、操作技能差別很大,如何針對這種差異性,采用何種教學手段提高教學效果,是授課老師面臨著的重要挑戰。
2 教學模式改革探討
2.1 教學方式改革
針對傳統教學模式的弊端,我們提出“理論+實踐”的教學模式:以互動教學為理念,網絡教學為輔助,項目驅動教學為線索,團隊協作精神為靈魂。首先利用基礎中心已有資源,進行優化再利用,實現了教學資源的整合與共享,組建計算機組裝與維護實驗室,分為硬件拆裝區和系統安裝區,為教學模式的開展提供場地保障。在教學方式上,我們嘗試互動教學方式,改變傳統教學方式上學生被動的地位。教師主要是設計和控制教學過程,提供學習建議和指導。根據所面向學生的不同特點和專業要求,以及針對不同的教學內容采用不同的組織方式:對理論性較強的內容以課堂教學為主;對實踐性強的部分,采用動手操作實驗方式;對知識性方面的內容以學生自學為主,同時讓學生充分利用網絡資源進行啟發式、討論式、研究式的自主學習,在教學中給學生提供多樣化的探索空間,鼓勵他們進行個性化發展。這樣學生從理解和接受式的被動學習轉變成探索和研究式的自主學習。
2.2 教學內容改革
課程改革的核心是課程體系之組織與安排,我們采用基于項目驅動教學法對《計算機組裝與維護》課程教學體系進行改革,以具體的實驗項目為載體,把所有相關的教學內容融入到四個教學情境中:計算機拆卸與組裝、計算機選型與配置、計算機系統安裝備份及優化配置、計算機維護與維修,然后按照這條主線細分為12個項目,具體內容如表1所示。按照學生對計算機的一般認識規律,引導學生完成項目實施的全過程。
在項目1的“課程開篇導讀”模塊中,教師首先介紹組裝課程的整體規劃與進度安排,讓同學們對課程有個整體認識與了解,隨后參觀計算機硬件配件的展示區,學習計算機發展史,增強學習本門課程的興趣。在互動教學模式下,學生填寫計算機組裝課程學習調查表,反饋計算機基礎知識背景,最想學習的知識和最喜歡的教學模式等內容,增強師生互動,拉近師生距離,這樣為后期的因材施教和課程項目調整提前做好準備。項目3的“微型計算機硬件部件市場調研”的亮點是:調動學生積極性參加市場調查和社會實踐,跟蹤計算機的軟硬件市場最新行情,從市場中學習,從實踐中學習。學生首先在網上了解計算機整件和散件市場行情,熟悉計算機各個部件的性能指標,然后到周邊的電腦市場做社會實踐調查,了解計算機配件的最新產品和采用的最新技術,回來以后做總結,寫成社會實踐報告。在適當的時候,給同學提供發言機會,交流他們的心得體會。通過這種形式,讓學生了解最新的計算機主流硬件技術發展方向和技術指標,滿足社會對綜合性實用人才培養的需要。其他的實驗項目的設計按照由淺入深、循序漸進和前后照應的思路,讓學生逐步提升他們分析問題和解決問題的能力,逐步提高他們的綜合素質。
2.3 實踐教學過程改革,分層次和分組教學
由于本門課程是全校公選課,不同專業和年級的學生都可以選修本門課程。同學們對計算機知識掌握的程度參差不齊,起點不一樣,差別很大,如果按照統一的模式教學,將不能適應這種教學情況。因此在本門課程,采取分層次教學。對于高起點的學生,按照創新人才培養培養模式,對學生的要求較高一點,鼓勵他們多參加社會實踐,學會解決多種情況下的計算機軟硬件故障。部分同學自發組成電腦維修小組,利用課余時間免費為別人維修電腦,通過理論聯系實際,讓他們在實踐中了解新問題,培養他們獨立解決實際問題的能力。而對于底起點的學生,要求稍微低點,主要要求他們掌握基本的知識,在社會實踐中主要參與回答電腦咨詢和市場行情調查相關事宜,提高他們參與活動的積極性。
實驗環節,由于需要指導學生拆裝電腦,如果學生的人數過多,老師往往指導不過來,教學效果達不到要求。針對這種情況,充分發揮優秀同學的積極性,讓他們競選組長,采取組長負責制,然后按照不同的專業和層次的組隊原則,分成不同小組,每組4人,團隊協作完成實驗項目,加強了團隊協作和創新實踐能力的培養。學生在本門課程學習的過程中,學會與人相處,取長補短,在分工合作中培養了團隊意識。通過團隊成員的幫傳代作用,在潛移默化的過程中,逐步提高計算機操作水平。為了提高他們學習和參與的積極性,在組裝計算機軟硬件的過程中,可以根據具體實驗項目安排小組之間競賽,豐富了課堂教學環節。這樣,不僅培養學生的團結協作能力,同時使每個個體得到充分發展。
2.4 考核模式改革
傳統的教學考核模式主要以期末卷面考試為主,考核的是計算機軟、硬件的基本概念,不能考核學生的綜合素質。因此,我們把這門課程定位考查課,改變傳統的考核模式,既不同于期末一次性紙質考試,也不同于大作業的提交,而是采用過程考核模式,從課程初始階段即明確課程學習所需完成的任務,形式靈活多樣,如實驗報告、市場調研、分組討論、成果展示、課程答辯等等。
本課程實踐性、操作性強,因此取消了理論考試,突出在實踐中學習,在實踐中考核,培養學生解決實際問題的能力,與此相關,制定出相應的考試標準。具體的考核模式為:通過期末考查,結合平時作業和實驗作業來綜合評定學生的成績。期末考查:通過綜合能力考核與測試,記錄學生的綜合成績,成績占50%,要求學生當場提交實驗結果。平時成績占50%,主要依據為平時作業及平時考勤。平時上課時,教師應認真檢查和記錄,給出科學合理的平時成績。平時的實驗項目以案例驅動為主進行設計,在完成實驗項目以后,提交實驗結果和實驗報告。對于綜合性的實驗項目,采用現場考核模式,計入平時成績。這樣以來,學生的興趣提高,課堂出勤率高,完成實驗的認真程度很高,期末提交作品的質量很高。
3 結束語
本門課程是我校于2009年新開設的一門素質教育選修課,經過多年的課程建設和教學改革實踐,深受同學們的重視和歡迎,形成了“搶選”、“旁聽”等熱烈的教學效果。通過以上教學模式改革與實踐,學生上課的熱情高漲、氣氛活躍、興趣濃厚、積極回答問題,出勤率提高;在實踐教學環節,學生積極思考、善于發現問題和解決問題,在提高動手實踐能力的同時,加強了與人相處和團隊協作能力的培養,效果很好。當然,教學過程中還有許多新的問題需要解決,例如硬件拆裝的計算機主要是臺式計算機,設備的配置相對過時;隨著筆記本電腦在大量普及,學生渴望了解關于筆記本電腦方面的更多知識。針對這種情況,在以后的教學中繼續不斷總結經驗,不斷提高學生解決實際問題的能力。
參考文獻:
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計算機輔助設計(CAD)在設計企業中已經得到廣泛應用,有效解決了設計效率的問題,例如利用參數化設計,可以對設計進行輕松修改。而工程仿真,也叫做計算機輔助工程(CAE),可以用數值方法模擬設計對象的功能特性,從而完全或部分代替物理樣機或試驗驗證,并引導更優化的設計。對比傳統實驗手段,CAE可以縮短研發周期,優化產品設計,積累研發知識,節約研發成本。在很多制造企業的產品研發和設計中,CAE都承擔著大量關鍵的業務。
不過,由于工程仿真的軟件種類非常龐雜,按照專業不同,可以將其分為:結構力學、流體力學、多體動力學、碰撞仿真、噪聲分析等。如何將這些多樣化的CAE軟件資源統一管理起來并進行動態調配及監控,已經成為企業CAE應用的一大難題。
目前設計行業中的航空航天、能源、冶金等大量使用到ANSYS、ABAQUS、3DMAX等軟件,但很多設計企業仍然沿用單機運行方式,計算資源大多呈現分散無序的狀態,伴隨資源的發展不可避免的呈現出以下矛盾:硬件資源利用無序且低效;軟件資源分配缺乏合理性;資源調度與項目要求不匹配;數據、流程安全保障手段弱;資源請求方式亟需簡化。
而采用高性能計算平臺則能夠很好地解決企業所遇到的這些矛盾。高性能計算平臺能夠將各類CFD、動力學、電磁、噪聲、性能等仿真應用軟件(如NASTRAN、ANSYS、ABAQUS、FLUENT、ADAMS、STAR-CCM+、LS-DYNA等)、高性能計算硬件資源、高速互聯網絡資源以及對資源的管理調度,以一種WEB服務的形式提供給仿真分析人員,從而實現將傳統的仿真軟件工具發展成為“企業云”中的在線計算資源,大幅降低高性能計算資源的利用門檻,有效提高仿真計算工作效率。
在高性能計算平臺的工作場景中,用戶可以從多個層面切身體驗云計算模式的便利性與高效性:仿真分析人員不再需要進行繁瑣的客戶端配置和操作,也不再需要關心服務器端軟硬件資源的配置、管理、維護甚至升級,只需要通過標準的Internet瀏覽器,就能夠登陸平臺,方便、快捷的開展仿真計算工作;
研發管理人員不再需要進行費時費力的仿真研發工作報告的搜集、整理工作,經過流程定制后的管理門戶將隨時可以自動出具當前項目進展報表、軟硬件資源使用情況;
研發機構領導不再需要擔心軟硬件投入理由缺乏論證數據,也不再將企業計算中心視為永遠的成本中心,管理門戶可以用翔實的數據、直觀的圖表闡明計算中心的價值所在,并可以詳細預測后期軟硬件資源的投資需求及短板。
可以預見,隨著工程仿真技術在產品研發中的廣泛應用、CAD-2-Mesh方式的流行、非線性技術的普及、多物理場耦合仿真以及多學科優化等技術的推廣,高性能計算將成為企業研發的重要技術手段。
不過,當企業在設計CAE高性能計算整體解決方案時,要充分考慮需求,比如資金預算、問題類型、分析規模、用戶數量、軟件License個數等,以此來確定最終的硬件選型。特別是在軟件選擇方面,應能滿足以下應用:
1、可以集成數值仿真軟件并進行調用接口封裝工作,將其從固定化軟件工具轉變成實時在線的仿真計算服務資源,方便即需即用;
2、封裝所有的HPC操作指令等復雜操作,普通計算用戶無需參加任何培訓即可使用,同時可以了解自己的資源利用權限;
3、需要智能化監控軟件License資源并實現精細化管理,在保證科學分配計算資源的同時可以提供詳細的License利用情況分析報表,進一步揭示計算資源瓶頸;
新時期高等教育取得了優異的改革成就,高校不僅要編制一套完整的專業教學體系,還要注重校內配套設施的調控應用,建立完善的專業教學輔助系統,才能更好地開展專業教學活動。實驗室是高校現代化教學不可缺少的一部分,借助實驗室可完成理論與實踐教學的相互集合。為了更好地利用實驗室資源,需將信息技術應用于實驗室智能管理系統,擴大實驗室工作的教育服務職能。
1高校實驗室建設存在問題
高等教育為國家培養了多類專業人才,每年根據教育部門政策要求開展教學活動,擴大了社會專業人才的培養范圍。從目前來看,高校實驗室建設依舊存在著諸多問題,這類問題將限制實驗室教育功能的全面發揮。高校實驗室正處于深化市場機制的過程中,還未采用各種現代化管理手段,作為實驗室主管,無法快速、全面、準確地掌控合同狀況、試驗進度、人員管理等實驗室信息;人員和任務分配過程較復雜;檢驗任務書、試驗報告、原始記錄等信息需要重復錄入,而且查詢、生成不方便;實驗儀器設備的查詢、維修、校準、各種標準文本的發放、查詢等管理手續繁瑣;從檢驗任務書的傳遞、檢驗,以及檢驗報告等都由人工處理;雖然各部門都配備了電腦,但是大多數部門的計算機都是獨立使用,沒有很好地實現資源共享。
2智能管理軟硬件系統設計
實驗室是服務于高校專業教學的配套設施,也是教育科研人員工資的主要場所。由于高校教育體制改革存在的缺陷,造成實驗室管理工作未受到足夠的重視。結合高校實驗室建設存在的種種問題,面對信息時代改革發展趨勢,高校實驗室建設必須要朝著信息化方向轉變,借助信息科技搭建智能化實驗室管理平臺,滿足高等教育事業的快速發展需求。
2.1硬件系統
實驗室構建數字化操控模式,需先配備專用硬件設施,才能進一步提升高校調度中心辦事處理水平,從而實現數字化控制模式的最佳狀態。硬件系統構建中,主要是根據實驗室工作要求設置計算機設備,從數量、配置、性能等方面選擇,為管理操作提供良好的硬件平臺。比如,選用高配置計算機為實驗數據處理提供硬件功能。
1)服務器。實驗室是用于高校科研教育的場所,每天產生了大量的專業領域數據,硬件系統必須配備大內存服務器,以及時收集相關的數據信息。實驗室服務器應分為實時服務器、歷史服務器等兩類,前者用于現有數據的收錄與處理,后者用于存儲實驗室早期產生的數據。
2)子站點。我國高校已經發展成為綜合式的教育體系,各所高校分為多個不同的校區,每個校區實驗室之間存在著密切的關聯性。基于互聯網科技應用下,實驗室智能管理需設計總站點、子站點等分布式模式,由中心校區實驗室對分校區實驗室進行調控管理。因此,子站點是實驗室硬件系統的服務終端,也是硬件規劃不可缺少的一部分。
2.2軟件系統
軟件是決定信息管理系統運行速率的關鍵因素,數字化系統要考慮軟件設施的升級改造,配備專用軟件輔助實驗室管理辦公操作。現代計算機網絡區域智能化改造,軟件系統逐漸配備了多種實用型軟件產品,并且根據用戶操作要求執行動作指令。現有軟件系統科采用超大容量數據庫為支撐,及時處理高校實驗室內產生的數據信息。
1)接收端。實時收錄實驗室操作相關的數據,對高校實驗室信息化建設具有價值意義,也是現代教育科研工作取得的有效成果。軟件系統設計數據接收層,重點對端口數據完成收集、處理等工作,強調了數據結構的總體性。軟件系統中的數據接收層,主要是實驗室管理員、教師、師生之間的三方聯用,如圖1,擴大了智能數據傳輸的工作范圍。
2)處理端。無論是實時數據或歷史數據,在軟件系統里都要經過詳細地處理,按照程序編碼完成指令操作,為智能實驗室建設創造技術性條件。數據處理層采用人工智能識別技術,對實驗室建設相關數據及時收取,讓實驗室數據庫運行流程更加規范化。比如,實驗室遠程控制安裝人機工程系統,代替管理員執行人工指令操作。
3實驗室智能管理系統的主要功能
實驗室智能管理是利用計算機技術、電子傳感技術、無線網絡技術等共同組建的信息管理模式,在主要科學技術推動下實現了數字改造進程,為現代化實驗室升級改造搭建了高科技平臺。基于軟硬件系統設計,智能實驗室管理系統主要功能如圖2。
3.1處理功能
包括數據收集和輸入、數據傳輸、數據存儲、數據加工和輸出。高校建立數字化調度中心,對信息化管理所得數據實時自動化處理,維持了實驗室監控區域內作業流程的規范化。調度中心主要結合計算機設備執行調控方案,重點解決實驗室作業區的監控難點,創建更加宏觀的工程信息化平臺。比如,機算計遠程網絡科對教學期間實驗室內部實施全程觀測,24h監控可及時發現實驗室內的異常情況,向調度管理人員輸送可靠的數據信號。
3.2計劃功能
根據高校提供的約束條件,合理地安排各職能部門的計劃,按照不同的管理層,提供不同的管理層,提供相應的計劃報告。“安全化”是在高校實驗室信號傳播條件下,利用數字式控制系統對智能管理進行改造,進一步提升實驗室運行流程的安全作業水平。軟硬件系統是智能實驗室尤為關鍵的組成部分,設計人員要根據專業實驗教學的具體情況,編制切實可靠的軟硬件結構模式,全面提升高校實驗室運行的工作效率。
3.3控制功能
根據各職能部門提供的數據,對計劃的執行情況進行檢測、檢測、比較執行與計劃的差異,對差異情況分析其原因。長期以來實驗室在推動高校發展方面的作用顯著,作為高校教育事業的基礎服務設施,實驗室功能得到了最優化升級。根據現有實驗室作業模式,實驗器材與配套設施是實驗室信息化改造的核心構成,這是監控平臺建設的主要對象。可采用遠程視頻監控系統,對實驗室內部運行狀態進行全程監測,由無線網絡載入視頻監控信號,為調度中心作業提出可靠的指導。
3.4輔助功能
采用各種數學模型和所存儲的大量數據,及時推倒出有關問題的最優解或滿意解,輔助各級管理人員進行決策,以期合理利用人財物和信息資源,取得較大的經濟效益。此外,運用現代數學方法、統計方法和模擬方法,根據過去的數據預測外來的情況。
4高校實驗室智能管理系統的具體應用
在科學技術改革條件的推動下,我國高等教育事業朝著數字化方向轉變,全面實現了實驗室工作模式的科技化改造,幫助管理人員解決了諸多信號處理方面的難題。高校實驗室信息化建設,不僅設置了高端的軟硬件系統構架,同時結合信息管理系統設定處理、計劃、控制、輔助等功能模塊,進一步完善了高校實驗室管理體系,如圖3。結合實驗室日常使用情況,智能管理系統主要應用包括:
4.1人機管理
高校管理科技改革區域智能化,這種管理系統實現了計算機代替人工操控,減小了實驗室管理員日常工作的難度。智能系統科根據實驗室內部工作要求,設定不同的人機工程操作模塊,主要包括:公告管理、用戶管理、數據字典等系統。人機管理是人與計算機的協調運行,借助智能平臺提升了實驗室相關事務的處理效率,方便了實驗室管理人員的多項工作。
4.2教學管理
專業教學、科技研究等是實驗室的主要應用功能,高校建設實驗室多數是為了滿足專業教學要求,智能系統對實驗室內教學管理業有很大的幫助。智能教學管理是指對老師教學過程的整體管理,包括對教學計劃、教學資源、上傳文檔、學生數據報表、成績的管理等,都可以利用實驗室智能系統進行識別、存儲。實驗室教學是培養學生實踐能力的關鍵,由智能實驗室設計專項教學方案,提高了高校專業教育的工作水平。
4.3設備管理
實驗器材是高校投資的采購對象,實驗設備損壞則會造成較大的經濟損失。智能實驗室采用了數字化設備管理體系,對實驗設備的加入、存儲、使用、維修、損耗的管理。比如,實驗設備器材采購管理中,智能系統可對建設規劃步驟、設備采購流程等優化管理;設備分為三種:辦公設備、科研設備、教學設備。如需申購,填寫申購表格,然后根據審批流程進行審批,由采購部門統計生成采購清單。
4.4數據管理
對專業實驗中產生的有價值數據,智能管理系統能夠實時收錄、存儲,在系統內配備專用數據庫可提升資源的有效利用率。實驗室數據管理應用表現:一是實驗室評估與評教,系統使用者對實驗室的管理及教學的評價統計;二是數據與報表,系統根據錄入的設備,低值品與耗材等的數據情況形成可查詢的明細和統計,可形成報表。
5結論
實驗室是用于高校專業實驗或科學研究的重點場所,搞好實驗室信息化建設關系著高等教育事業發展水平。信息科技是實驗室智能管理系統的核心支撐,借助軟硬件系統服務平臺,實驗室可設定處理功能、計劃功能、控制功能、輔助功能等,為人機管理、教學管理、設備管理、數據管理等創造廣闊的平臺,從多個方面保障了實驗室信息化建設水平。
關鍵詞:實踐教學;計算機工程;硬件課程教材設計;嵌入式系統
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
文章編號:1672-5913 (2007) 24-0029-03
1引言
2005年底,我國高校有771個“計算機科學與技術”專業點,44萬多在校生。根據各校的辦學理念和培養目標,本專業又可分為五個專業方向:計算機科學、計算機工程、軟件工程、信息系統和信息技術。各個方向的課程設置及教學要求均有所側重,對于傳統的工科院校中的計算機應用技術專業而言,其方向介于計算機科學(CS)和計算機工程(CE)之間,且更偏向于計算機工程。計算機工程方向是計算機科學與電子工程的交叉學科,電類基礎課程較多,大多數院校均開設電路與系統、電工電子學等相關課程。此外,計算機硬件系列課程包括數字邏輯、計算機組成原理和計算機系統結構三門核心課程。
從根本上講,計算機學科是一門技術學科,工程技術的含義遠大于科學的涵義,因而本專業具有實踐性非常強的特點,強調實踐教學體系。許多優秀的計算機專業學生(例如比爾?蓋茨)的成長歷程也說明了計算機實踐能力培養的重要性,因此新世紀的計算機教育不僅要重視扎實的專業基礎理論學習,更要強調硬件開發、軟件設計的能力培養。
2中外計算機專業硬件課程實踐教學對比
為探索工科院校計算機專業硬件系列課程實踐教學改革的方向及實施方法,本文分析了美國斯坦福大學、馬里蘭大學計算機工程專業的課程設置及實踐課程規劃,將其與哈爾濱工程大學計算機科學與技術專業的本科生培養計劃進行比較,詳細結果如表1所示。表2列出了這幾所典型大學計算機專業硬件相關課程實踐學時與理論學時的分配情況。
表1 幾所典型大學計算機工程專業硬件相關課程
表2 幾所大學計算機工程專業硬件相關課程實踐學時分析
通過表1和表2的結果可以看出,我們目前的課程設置情況是合理的,與國際領先大學的計算機工程專業課程設置相符。對于計算機工程專業普遍開設的三門硬件系列課程數字邏輯、計算機組成原理和計算機系統結構均開設了相應的課內實驗或課程設計,對理論課所傳授內容的補充和深化,不但增強學生對課程的理解,同時加強了學生的工程實踐意識,培養學生從事計算機工程相關工作的能力。本專業學生需要學習數字系統和計算機系統的相關知識以及軟件設計方面的知識,前者包括數字邏輯設計、計算機組織、計算機體系結構及對程序設計的支持,后者包括操作系統、編譯器以及程序設計語言的組織等理論。
然而,進一步分析比較各高校的實驗與課程設計的內容可以發現,我們目前的實驗內容設置和課程設計項目設計還比較陳舊,沒有及時根據業界技術的發展進步進行調整,因而未能給理論課提供有力的支撐。綜上所述,我們認為我國高等學校計算機專業硬件系列課程實踐教學內容改革的要求是迫切的,需要根據工業界的技術發展進行實驗內容調整,實驗平臺更新和課程設計項目的重新設計,而設計出符合這一要求的計算機專業硬件課程實踐教材成為這一改革的首要任務。
3硬件課程實踐教材的設計
實驗課教材的設計應從科學技術人員基本技能訓練的總體要求出發,統一安排實驗教學,不能過分強調某一門課程的實驗教學,而要強調綜合能力的培養。實驗課涉及到四種主要能力(觀察能力、思維能力、操作能力、表達能力)的發展必須要協調,其中任何一種能力都不可能單獨地得到發展。教學實驗不僅要讓學生學會本專業必要的基本實驗方法,掌握基本實驗儀器設備的操作技術,還要讓他們學會正確分析實驗結果、處理數據,要加強培養正確的科學態度和嚴密的邏輯思維能力。不但讓學生懂得“應該怎么做”,而且要懂得“為什么要這么做”,更要創造性地思索“還能做什么”。
3.1開放式實驗對教材的要求
開放式實驗教學方法要求給學生獨立思考與動手的充分自由。一般的實驗教材,重點在介紹一個個實驗上,是教師想出的實驗讓學生去實現,并且對于實驗線路、實驗方法、實驗儀器都做了細致的規定,有的講義還把實驗步驟寫得非常細,這樣學生根本不必動腦筋,只要依葫蘆畫瓢即可。這樣的教材束縛了學生的學習積極性,不符合開放式實驗教學的要求。開放式實驗教學使用的教材應具有以下特點:基本實驗詳細,作為引導學生入門的手段;選做實驗、綜合實驗要粗線條,多留些空白,讓學生有充分思考的余地;要把教材內容的重點從介紹一個個實驗轉移到介紹實驗理論、實驗方法上來,實驗選題只要介紹一些典型的例子,選題本身可以留給學生創新。
3.2基于FPGA的硬件系統設計實驗教程
目前,基于FPGA的教學實驗平臺及參考書很多,但是根據我們的調查,適合作為高等學校本科教學使用的較少。因此,改革后的課程體系應更注重對學生創新能力的培養,通過開放性的實驗內容、開放性的實踐環節設計,使學生在探索、研究中學習,切實提高理論聯系實踐解決問題的能力。
利用目前先進的基于現場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array)器件的實驗平臺,可以安排數字邏輯、計算機組成原理以及計算機系統結構課程的實驗與實踐內容,培養學生的動手能力和系統觀點,而且開發速度快,可靠性高,實驗的可重復性好。硬件系列實驗與實踐課程應包括基于FPGA的硬件設計所涉及的基本知識、循序漸進的實驗設計、切實可行的實驗步驟、重點模塊的代碼及關鍵實踐環節指導。借鑒國外大學(例如,美國斯坦福大學和馬里蘭大學)計算機工程專業開設的數字系統設計方面的課程內容,結合我國高等院校的本科教學的實際需求及所能提供的實驗環境,精心編寫實驗大綱內容及設計實驗用例。通過浮點運算電路設計、狀態機設計、某個RISC模型機部分模塊的設計等實驗用例的訓練,學生可以建立計算機的整機概念,了解數據在計算機中的表示、傳送路徑、處理以及控制信息是如何完成對計算機系統的控制。而且,通過流水線設計及Cache設計實驗,學生可以了解現代微處理器設計技術。
教程應當配合高等學校的數字邏輯、計算機組成原理、計算機系統等課程的實踐教學環節,突出實用性,所設計的實驗可操作性強,與實踐結合緊密。不僅著眼于基于FPGA的EDA設計方法,更著眼于介紹基于基本的數字邏輯組成的功能部件的基礎上如何構造微處理器,即計算機專業本科教學的重點和特色是計算機的硬件系統組織,而不僅僅是介紹通用的數字電路和數字系統的設計方法,這是我們與微電子等專業相區別之處,也是計算機專業畢業生的特長。
4在硬件課程實踐中加強嵌入式系統設計
隨著嵌入式系統應用飛速地發展,社會對掌握嵌入式技術的人才產生了大量需求,使嵌入式軟、硬件工程師成為未來幾年最為熱門的職業之一。在嵌入式系統硬件設計方面,隨著半導體和微電子工藝技術的進步以及可編程邏輯器件技術的迅速發展,利用先進的EDA工具平臺,在硬件設計中加入包含自主知識產權的硬件邏輯設計,并以FPGA的形式實現功能強大的嵌入式系統,已成為當前嵌入式電子產品設計的主流。實驗課的目的是培養學生良好的實驗素養、基本實驗技能、獨立工作能力、操作能力等。
目前,我校已經與國內外多家嵌入式系統領域實力較強的研究機構和企業建立了穩固的合作關系,與美國Xilinx公司成立了FPGA技術聯合實驗室。對嵌入式系統均有豐富和深厚的理論基礎和實際的項目研發經驗,并具有傳統計算機硬件實驗教學的經驗。另外,從2003年設立嵌入式系統研究方向以來,我校已經先后投入了300多萬元采購了各種先進的嵌入式實驗設備和微機,從硬件環境上已經初步完成了計算機硬件實驗教學改革的準備工作。我們的目標是提高學生計算機硬件實驗的效果,實現“軟硬件實驗環境一體化、實驗平臺綜合化、實驗內容系統化”。構建軟硬件一體化實驗環境有利于培養學生軟硬件綜合素質;綜合的實驗平臺可以進行多課程內容交叉的綜合實驗,有利于培養學生的綜合設計能力;實驗內容的系統化有利于培養學生的系統化設計的思想。
5結論
當前實驗教學改革的趨勢是開放實驗室,實行開放式實驗教學。各個學校的具體做法可能不完全相同,但對于實驗教學改革的基本思路是接近一致的。大家都認為過去實驗教學過于死板,基本上采取“抱著走”的教學方法,大大壓抑了學生實驗學習的積極性,教學效果不理想。經過幾年的教學改革實踐,現在比較一致的看法是:實驗教學不能完全依附于課堂教學,而應該在緊密配合課堂教學的前提下,獨立設課,開放實驗室,發展實驗教學本身的特點,發揮實驗教學培養學生獨立工作能力的優勢,倡導開放式實驗教學法。計算機專業硬件課程的實踐教學需要根據工業界的技術發展進行實驗內容調整,實驗平臺更新和課程設計項目的重新設計。實踐教程應當配合高等學校的數字邏輯、計算機組成原理、計算機系統等課程的實踐教學環節,與實踐結合緊密。為適應社會對嵌入式系統設計和應用人才的迫切需求,還應在傳統的計算機硬件實踐課程中增加嵌入式系統設計方面的內容。
參考文獻
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作者簡介
姚愛紅(1972-),女,工學博士,副教授。研究方向:計算機系統結構、嵌入式系統設計技術。
關鍵詞: 中學;信息技術;教學改革
中圖分類號:G632 文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2011)30-7551-02
目前我國中學信息技術教學水平參差不齊,教學方法以及教學模式也大有不同。而現今社會對人才綜合素質能力的要求越來越高,要讓我們的信息技術教學適應學生的需求,我們就需要由現狀著手分析,尋找出有效的改善方法。
1 中學信息技術教學現狀
1.1 學生認識不足
目前,很多中學生對信息技術課程認識不足,認為學習信息技術課程,就可以更好地上網打游戲,而計算機操作和應用的基礎幾乎為零。學生學習普遍存在著消極、被動的想法,生源的層次問題日益嚴重突出。
1.2 教學手段單一,師生間的互動不夠
傳統的教學方法,教師一支粉筆、一塊黑板、一張嘴巴、一本教材、一個演員,自始至終唱獨角戲,包打天下。結果一堂課下來,教師上課講得頭頭是道,喉干舌苦;學生聽得云里霧里,一無所知。學生就會形成隋性,不積極思考,被動接受,缺乏創新能力和主動學習能力。
1.3 教學設施陳舊
社會技術的高速發展,計算機技術更新換代的加快,而中學的計算機軟硬件設施更新速度相對緩慢。學生必要的學習軟硬件不能及時到位,因此學生在學習時不能夠及時的實踐所學理論知識。從而造成學生接觸到的計算機知識理論多于實踐,動手能力較差。
1.4 過于講求知識的系統性,不注重知識的模塊化教學
上中學信息技術基礎課時,習慣于從計算機的起源、產生、發展,講到它的作用意義,再講到它的構造特點,尤其是講它的編程語言和方法,一下子把學生帶入到云里霧里的境界。讓學生產生了對學好計算機的恐懼感。要知道我們教育對象是中學生,學習基礎不扎實,學習興趣不高。要因材施教,選取學生夠用的、適用的、想學的、能學好的知識模塊,如計算機基礎模塊中的計算機基礎知識、操作系統Windows、文字圖表處理Word、電子表格處理Excel、演示文稿PowerPoint小模塊等。
1.5 師資情況復雜
中學信息技術專業教師的組成相對復雜,部分是其它專業改行的教師,只有較少的專業院校畢業的教師。有些教師就職時間較短,因此教學經驗較為欠缺;有些教師則通過自學上崗,沒有受到過系統的專業訓練,教學水平較低。
2 中學信息技術課程教學定位
中學在信息技術教學方面,不能夠局限于一般的知識和能力的培養,在信息技術課程方面應該有自己獨有的教學特色、理論和教學模式,突出以服務為宗旨、以就業為導向的辦學宗旨,培養素質全面、操作能力較高的人才。另外,我們的教學應該不斷地吸取先進的教學經驗,在教學過程中激發學生的潛力,在不斷的改進創新過程中,更好的提高學生信息技術課程的成績。
3 中學信息技術課程教學改革方法
3.1 建立以學生為主體的教學模式
時代的發展,正在促使教育改革從傳統的以教師傳授為中心轉向以學生為主體。以學生為主體的教學模式,強調“學”重于“教”,目的在于體現“教育應滿足社會發展與人的發展之需求”,體現“順應市場、服務社會、服務學生”的價值取向。因此,在這種教學模式下,教師在教學中應起組織、引導、答疑的作用,從知識的傳授者、教學的組織領導者轉變成為學習過程中的咨詢者、指導者,充分調動學生學習的能動性,使學生變被動學習為主動學習。
3.2 提高信息技術專業教師的綜合素質
教師對于專業知識的掌握能力,從根本上影響著學生學習專業知識。有的教師缺乏必要的實際應用動手操作能力,只能夠照本宣科。這樣的教師不能夠跟上計算機發展的步伐,對學生來說是及其不負責任的。因此,我們要加強教師的篩選考核制度,嚴格要求計算機專業教師的實踐操作能力,要對教師進行定期的考核;我們要建立明確細致的獎懲機制,注重提高教師學習的主動性和積極性;我們要重視教師的培養,組織教師參加各級各類培訓,通過培訓提高教師們的專業素質和能力,為專業教學做好準備。
3.3 設計科學、合理的專業教學
信息技術課程一般都屬于有較高動手操作能力的技能課程,因此,在教學課程的設定方面,應該以實踐上機操作為主。讓學生多動手練習,實踐理論知識的學習,引導學生對所學知識的思考。專業課程的設計應該將重點方向定位于社會實際應用。學生所學的專業知識與技能,只有讓學生多方位的全面掌握基礎,在基礎的層面上加深專業技能的培訓,才能讓學生在眾多的競爭者中脫穎而出。
3.4 更新計算機教學軟硬件設備
信息技術教學應該緊跟計算機發展的步伐,中學教育重在學生動手能力的培養,因此,教學中所需的計算機軟硬件設備的及時更新就必不可少了。只有讓學生掌握了最先進的、最有用的計算機專業知識,具備較高的實踐動手操作能力,才能夠提高教學的質量,從而促進學生的成績提高。
3.5 建立以實驗室、視頻室為主戰場的教學模式
信息技術課程具有操作性強、適于視頻教學和實踐教學的特點。在教學過程中不能再沿用“教室+黑板+粉筆”的傳統教學模式,而應采用以實驗室、視頻室為主戰場的教學模式。
3.6 建立以多媒體技術為教學環境的教學模式
多媒體技術為教學提供交互式的教學環境。教學內容里用文字和語言難以表述清楚的部分,用教學課件可以直觀地呈現出來,既明了,又生動形象。其次,多媒體技術能為學生創造一個能聽、能看、能動手操作以及進行討論、交流的環境,可提供多種感官的綜合刺激,有利于知識的獲取與保持。
4 結束語
總之,信息技術課程傳無論是課程設計方面還是教學方法都應該改革,必需更新教學方法、創新教學模式、改變教學理念,讓學生變被動學習為主動學習,變“要我學”為“我要學”,培養學生掌握較強的專業技能、較高的綜合素質,堅持以學生為主體,以教師為主導。真正讓學生愿意學,學得好,學得輕松愉快。
參考文獻:
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谷歌發力電子書市場
谷歌電子書(Google eBooks)平臺于不久前推出了第一款專用的電子書閱讀設備。Google eBooks產品經理巴納吉(Pratip Banerji)表示,Google eBooks想要做的不僅僅是一家書店。巴納吉說:“它是一個敞開的電子書生態系統,我們希望能支持通過盡可能多的設備來獲取電子書”。
近日,谷歌宣布與硬件廠商iRiver合作推出其第一款電子閱讀器,這款電子閱讀器將內置谷歌的eBookstore支持。據谷歌稱,這款電子閱讀器的名稱叫作“iRiver Story HD”,Story HD的用戶可以直接從Google eBookstore購買電子書。在此之前,用戶是不能從eBookstore購買電子書并在手機或平板電腦上閱讀的。
以開放模式挑戰亞馬遜和蘋果
通過谷歌的電子閱讀器,用戶可以直接通過WiFi購買數十萬冊電子圖書,其中超過300萬冊還是免費的。2010年12月,Google eBookstore,全美用戶可以在超過300種圖書中挑選并購買,只需要注冊一個免費的谷歌賬號。隨著網絡書店服務的,越來越多的獨立圖書零售商也加入了同谷歌的合作,其中包括250多家獨立書店。
以搜索起家的谷歌擁有海量內容與用戶,同時也擁有開放模式、Android陣營、云計算以及在營銷方面的優勢。
谷歌將它的電子書店描述成一個“開放的生態系統”――“海量內容開放+終端兼容開放”。谷歌意圖將所有的互聯網用戶轉化為電子書讀者,用戶可以通過電子書店在智能手機、平板電腦和筆記本電腦的世界里閱讀。
但谷歌面臨的挑戰是巨大的。在電子書市場,亞馬遜和蘋果電子書店的成功依賴于Kindle電子閱讀器和iPad平板電腦的成功表明,由軟硬件構筑的綜合生態系統至關重要。同時,Google的電子圖書產品還面臨著版權、Android設備用戶采購習慣的挑戰。多項研究都表明,與iOS設備用戶相比,Android設備用戶在應用和其他數字內容方面的支出相對較少。
電子書與平板電腦的磨合
據In-Stat最新的市場分析報告表示,平板電腦與電子書市場成長所共同代表的半導體芯片商機,將可于2015年達到160億美元,且電子書數量成長可達4千萬臺以上。
但是,蘋果iPad等平板電腦的風靡正擠壓著電子閱讀器的市場空間。目前市面上的平板電腦大多集數碼相機、游戲機、上網本、MP4和電子書等功能于一身,相對于功能單一的電子閱讀器而言,平板電腦更吸引消費者。業界甚至有說法稱,電子書市場似乎正在重蹈兩年前上網本的市場銷售覆轍。
不過,電子書市場依然具有成長性。據國外一家調研公司的最新報告顯示,亞馬遜Kindle或邦諾的Nook等電子閱讀器在美國成年人中的普及率達到12%,而蘋果iPad和摩托羅拉XOOM等平板電腦的普及率只有8%。電子閱讀器的普及程度已超過平板電腦。另據美國皮尤研究中心調查顯示,美國電子書市場需求旺盛,主要原因是電子書比平板電腦便宜。
In-Stat稱,雖然平板計算機的快速成長、軟硬件結合以及應用軟件下載發展可改變消費者行為等優勢,對于電子書的成長造成一些影響。
摘 要 在當前計算機環境下會計電算化改變了會計數據處理方式和賬務處理方式及內部控制制度,使財務人員減輕了勞動強度,提高了會計信息收集、整理、傳輸反饋的準確程度。但計算機軟硬件的固有屬性、黑客、病毒及內部控制等因素給會計電算化帶來很多風險,對此文章充新技術運用、人員管理、制度控制三方面提出了對策建議并對會計電算化的前景進行了展望。
關鍵詞 計算機環境 會計電算化 風險
會計電算化是以計算機為主的現代電子技術和信息技術應用到會計實務中的簡稱,是一個應用計算機實現的會計信息系統。計算機技術的普遍應用,推動了會計電算化系統向深度和廣度的方向發展―即實現會計電算化系統的網絡化。因此本文對我國會計電算化面臨的問題、對策及發展前景進行探討。
一、計算機環境下會計電算化面臨的主要問題
1.計算機軟硬件的固有屬性帶來的風險
在計算機環境下,計算機的強大功能一方面大大加快了會計數據的處理速度,另一方面由于技術上和管理上的缺陷,也造成了數據傳輸過程中的安全無法得到保證。會計電算化網絡在運作過程中,其正確性和有效性常受到物質基礎和技術障礙的威脅。
2.會計電算化數據風險
數據風險主要是由電腦黑客、病毒及內部控制所造成的。電腦黑客是指非法侵人網絡的用戶或機構(未經授權)。電腦病毒除通過軟盤、光盤、磁帶等途徑進行傳播外,現在通過網絡環境進行傳播已經成為最主要的途徑[1]。
3.會計數據的高保密性面臨威脅
通常會計數據對外具有較高的保密性。為了保證會計數據的真實安全,在會計崗位的設置上要講求層次分明,在會計業務的控制上要確保審批嚴格,這些都是手工會計方式下行之有效的內部控制方法。現在變手工分散操作為計算機集中數據處理,新型磁介質載體將取代紙質檔案成為新的管理方式[2]。磁介質載體信息具有可變性、可操作性和對系統的依賴性。
二、推進計算機環境下會計電算化的對策
1.加強新技術運用,提高網絡系統安全性
在建立網絡系統時,應該從技術上和管理上考慮安全措施。對于重要的計算機系統應加電磁屏蔽,以防止電磁輻射和干擾[3]。制定計算機機房管理規定,制定防火、防水、防盜、防鼠的措施。計算機房應采用安全保護措施。在操作系統中建立數據保護機構,調用計算機機密文件時應登錄戶名、日期、使用方式和使用結果,修改文件和數據必須登錄備查。
計算機病毒也是網絡安全的一大勁敵,要采取適當的防病毒措施。對病毒的防御現在通用的方法是采用防火墻技術,它可以將包括病毒在內的非法人侵訪問抵擋在內部網絡之外,從而起到對內部信息的保護作用。對于信息流則普遍采用加密技術,以防止信息在傳輸過程中被泄密,數據加密的主要方法是對稱加密和非對稱加密。
2.加強對數據輸人的管理、控制
在輸人系統前,數據要經過檢驗,輸人工作應由多人多組分擔;對輸人的數據、代碼等進行必要的校驗,以保證合法性、真實性。可根據會計核算的要求和網絡系統的特點,把同類憑證按憑證順序號分成幾組進行輸人。為了保證數據處理的及時性,應采用集中分散式和授權式兩種控制方法。
3.建立健全計算機環境下的會計電算化制度
(1)建立會計電算化崗位責任制。對會計人員的管理要體現“責、權、利相結合”的原則,建立、健全崗位責任制,一方面是為了加強內部牽制,保護資金財產的安全[4];另一方面能夠提高工作效率,充分發揮系統的運行效益。此外,還要加強會計人員的培訓,逐步提高會計人員的業務水平。
(2)規范日常操作管理。首先,規范計算機使用系統管理。保護計算機設備,防止各種非指定人員進人機房和操作計算機,保證機內的程序與會計數據的安全;其次,規范上機操作管理制度,主要包括上機操作的規定,操作人員的職責等。
(3)做好會計業務處理程序的管理。要按照《會計基礎工作規范》的要求處理會計業務,保證輸人數據正確合法,會計軟件處理正確,當天會計業務當天記帳,期末要及時結帳和打印輸出會計報表,靈活運用計算機對數據進行綜合分析。
(4)實施計算機軟件和硬件系統維護管理。系統維護人員負責系統的硬件設備和軟件的維護工作,及時排除故障,確保系統的正常運行[5]。系統維護員可進行維護工作但不得操作會計軟件進行會計核算工作。
(5)強化會計檔案管理。實現會計電算化后,會計檔案的磁性化和不可見性,要求對電算化會計檔案管理要做好防磁、防火、防潮和防塵工作,重要會計檔案應準備雙份。
三、會計電算化的前景展望
1.會計電算化向網絡化的進一步發展
會計軟件的網絡化目前大多限于局域網,信息傳輸的范圍小,制約電算化會計效能的發揮,未來的電算化會計將向著廣域網的方向發展,信息傳輸范圍大大增加,使會計數據的異地共享成為可能。
2.會計電算化新領域――在線財務報告
在線報告是指相關單位在國際互聯網上設置站點,向信息使用者提供定期更新的財務報告。其特點是利用國際互聯網作為傳播媒體,增強了會計信息的時效性、交互性。在線報告的出現改變了傳統的財務報告順序結構,主體單位還可根據不同用戶的要求提供更加個性化的財務報告[6]。
四、結語
目前,我國的會計電算化基本還停留在減輕勞動強度、提高工作效率上,對財務信息及業務信息的利用和分析還比較薄弱。我們要進一步加強對財務管理信息的深化處理,達到提高企業效益的根本目的。會計電算化網絡系統的下一步發展目標是網絡財務,充分利用互聯網使上下級單位聯網運行。要趕上網絡財務這班快車,就必須在管理模式、觀念和人員素質方面努力提高自己,使財務管理水平更上一個臺階。
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關鍵詞 計算機組裝與維護 虛擬三維實踐教學技術 實踐平臺
1 計算機組裝與維護課程特點及實訓現狀
計算機組裝與維護課程是高職計算機類專業開設的必修基礎課之一,通過該課程學習使學生掌握計算機各部件工作原理及功能、硬件組裝、操作系統和應用軟件的安裝、整機維護及性能測試優化等方面。目前該課程具有以下三個特點:(1)教學內容與市場結合緊密,更新速度快;(2)教學內容廣且泛,知識點技能點涵蓋多;(3)提高學生實際動手能力是課程教授的終極目標。
針對計算機組裝與維護類以實踐動手操作為主的課程來說,目前大多高職院校均傾向采用實踐教學為主、理論教學為輔的指導思路,但大多數高職院校計算機組裝與維護實訓室設備老舊,往往采用將要淘汰的電腦用于學生實訓,這樣只能滿足學生認識過時設備的類型和斷電后拆裝的基本需要,無法安排任何加電實訓內容。其次,該課程學生實訓過程具有一定的不可控性,設備損壞不可避免,如果全實訓過程均采用實體設備則損耗快、維修成本高,同時也增加實驗員實訓準備及器材管理的難度。
因此,雖然說各高職院校普遍比較重視計算機組裝與維護課程實訓教學環節,但形式重于實際,學生的學習還是停留在理論知識層面,與行業的實際要求還有一定差距,技能訓練的方式方法還有待改進和提高。
2 虛擬三維實踐教學平臺搭建在計算機組裝與維護課程實訓教學中的優勢
虛擬現實(Virtual Reality,簡稱VR)是近年來出現的高新技術,虛擬現實是利用電腦模擬產生一個三維空間的虛擬世界,提供使用者關于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬,讓使用者如同身臨其境一般,可以及時、沒有限制地觀察三度空間內的事物。搭建虛擬三維實踐教學平臺能有效解決實訓環節中場所、器材不足以及管理運維成本過高的問題,而且通過模擬實際工作環境,使得學生能真正做到“貼近實戰、人人動手、反復演練”。教師充分利用虛擬三維實踐教學平臺來講解計算機各部件,使學生直觀了解各部件形狀、功能、特點以及在組裝中應注意的問題。學生在充分利用此平臺練習操作后再進行真機操作,不僅強化學生對知識點技能點掌握的程度,也大大降低真實設備的無故損耗和重復投資。通過將虛擬三維實踐教學平臺與真機操作訓練,使得學生在理論知識和實踐動手技能方面受到了全方位職業培養和鍛煉,為達到專業人才培養的職業技能目標打下堅實的基礎。
3 計算機組裝與維護虛擬三維實踐教學平臺設計目標
在梳理現有計算機組裝與維護課程實訓內容以及需達到教學目標前提下,結合目前虛擬現實技術的發展水平和設計要求,提出計算機組裝與維護虛擬三維實踐教學平臺設計目標:
(1)平臺應包含豐富的虛擬設備種類和型號,學生可以通過各種方式挑選部件完成計算機的組裝實驗。(2)平臺具有一定開源性,有平臺設備資源庫,能允許第三方對庫內資源更新擴充,方便增加和刪減。(3)平臺能提供較為真實的、功能完善的工作臺操作環境,為計算機組裝與維護實訓教學提供虛擬場景,便于學生“貼近實戰、定崗實訓”。(4)平臺具有良好的人機交互界面,反應迅速,能對操作正確與否實時進行判斷,并有正確操作方法的提示和引導,有完備的說明文檔,便于學生課余時間自主學習。(5)平臺數據庫應包含比較完善的視頻演示文檔,使學生在操作過程中始終得到正確的引導。(6)平臺應能對學生的實訓結果進行自動檢測評分,并將出錯步驟及正確做法告知學生。(7)平臺應建有實訓操作題庫,可根據實訓內容從題庫抽取考題完成學生期末部分實踐操作考核。
4 虛擬三維實踐教學平臺功能模塊設計與實現
依據設計目標,虛擬三維實踐教學平臺要能實現計算機組裝、維護、考核三個主要要求。其中組裝模塊主要是實現計算機各部件的組裝,通過該模塊使用,使學生掌握計算機各部件基礎知識,每個配件的功能特性及組裝過程中應注意的問題;維護模塊主要實現計算機常見軟硬件維修維護操作,可模仿各類常見故障和問題,通過該模塊使用使學生快速掌握軟硬件安裝調試方法,維護常見應用軟件;考核模塊主要實現題庫的錄入抽取和在線評分功能,學生使用該模塊可有選擇進行自主測試,也可用于期末實踐綜合考核和技能大賽評分工具。
除了上述三個主要模塊意外,還應包含用戶管理模塊、實訓報告模塊、輔導答疑模塊、題庫管理模塊,具體功能描述如下:(1)用戶管理模塊。分為三個權限等級,一級為管理員級,可對整個平臺進行所有模塊進行管理和維護;二級為維護員級,可管理維護實訓項目、實訓內容和題庫,并對實訓報告進行批閱;第三級用戶級,僅對管理員開通的權限模塊用戶有權進行使用。(2)實訓報告模塊。維護員可對新增修改和刪除實訓報告及其內容,并依據虛擬操作可自動或人工完成批閱得出最終評價結果。(3)輔導答疑模塊。教師和學生可借助此模塊在線或離線對操作中遇到的問題進行答疑解惑,同時也具備管理資源庫功能,方便學生自主查閱觀看演示文檔和視頻。(4)題庫管理模塊。維護員可以對題庫進行新增修改和刪除操作,并根據每題設定的分值和每次考核確定的題目組成能自動生成考核試題,并依據標準答案可自動或人工完成批改得出成績。
5 結束語
通過該平臺的使用,學生能不受場地、設備限制隨時開展計算機組裝與維護方面的相關實踐操作,也一定程度上避免了計算機硬件設備的損耗,創新了計算機組裝與維護課程實踐教學的模式,將極大提高高職學生自主學習的積極性,課程相關知識點和技能點的掌握也會更加牢固。
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