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篇1
可用性是人机交互(Human Computer Interaction,HCI)研究中一个很重要的概念。国际标准化组织ISO对可用性的定义为:用户使用该产品能可行的、有效的、满意的达到特定目标的能力。可用性在很大程度上依赖于工具的功能如何较好的满足用户的需求等一系列因素。对于软件来说,包括软件的流程与用户任务间的满足程度,程序的反馈与用户的期望值间的满足程度,等等。一般认为,可用性的问题与“用户因素”有关,而与社会、文化、环境等因素无关,早期的人机界面研究认为用户因素对于成功地设计、完成系统发挥着关键作用。
教师或培训者自身的教学思想、学习者的学习动机、组织学习文化以及环境条件等相互作用便产生了对网络课程的可用性起决定作用的因素。可用性必须要考虑到学习者所处的社会和环境因素,因此可用性是相对于某种“情境”来说的。[1]
二、已有研究概述
1.常见网络课程评价标准中可用性评价的分析
在线学习认证标准(E-Learning Certification Standards)。这是由美国教学设计与使用专业委员会建立的认证标准。这一标准草案从8个方面对在线学习的可用性进行评价,主要针对用户在网上学习时操作的方便性,如导航、定位、反馈、帮助、易用性以及文本内容的质量等。
在线学习质量(Quality On The Line)。由美国高等教育政策研究所和BlackBoard公司联合的基于互联网的远程学习评价标准。在这个标准中没有明确将“可用性”作为一项标准列出,但是整个标准贯穿了建构主义学习理论,重视学生自主学习能力和学习环境的创设。
虚拟学习环境的教育评价框架(A Framework for Pedagogical Evaluation of Virtual Environments)。由英国Wales-Bangor大学的Sandy Britain和Oleg Liber等人完成的一个标准。该报告从评价策略的角度介绍了两种模型,其中一种是“会话模型”(The Conversational Framework),主要把教师与学生、学生之间以及学生与环境通过媒体进行交互的活动情况作为评价对象,从所提供的各种学习工具的交互性上考察一个虚拟环境的优劣。
网络课程评价规范征求意见稿(CELTS22)。这是我国教育部教育信息化技术标准委员会的一个评价标准。在“可用性”一项指标中主要从网络课程的导航与定位、反馈、帮助等方面进行评价。[2]
对各种学习理论的深入研究使我们认识到网络课程的建设不能是简单的书本搬家,而要充分发挥网络的特点,为学习者营造一个良好、高效的虚拟学习环境。建构主义的学习理论强调以学习者为中心,学习的过程是学习者与周围的学习环境交互作用的过程。
纵观以上国内外对网络课程评价的标准体系,已经初步体现出了对可用性在“情境”创设方面的侧重,但其重视程度远远不够,更多的是从技术方面进行评价。实际上,网络课程的可用性评价并不局限于课程内容的范围,也要重视从学习者与学习环境交互作用的角度进行评价。
2.认知学和社会学角度
可用性,在软件工程与设计领域是与“人体工程学”问题同义的。其目的是为了满足用户的使用习惯而制定设计应用程序的规则,这些规则包括各种输入输出设备、界面语言等。
在Web可用性研究领域被公认为世界权威的Donald Norman在其《日常事务设计》一书中将优秀的可用性设计的基本原则概括如下(1988):提供一个好的概念模型;将事物可视化;将控制、行为及其结果要与实践一致;任何操作、行为都有相应的反馈。
在E-learning领域,Quinn针对e-learnin品的广泛可用性问题进行了研究,提出了如下与可用性有关的问题(Quinn,2001):屏幕内容的非直觉性阅读顺序;不能与用户现实世界的经验相联系;关键信息表述不完善。
Jacob Nielsen通过对这些规则的详细研究,提出了“可用性探索十原则”,包括“系统的可视性、系统与真实世界的匹配性、出错防范机制、使用的灵活性与高效性、帮助与支持文档”等十个方面。
但是将这些不同类型的规则应用到网络课程的设计过程中并不一定就能保证课程具有良好的可用性。根据认知学的知识,“概念模型”是建立在“形象示意”的基础之上的,其比喻意义表现为不同的语言和语种范畴,这些不同的形象示意在不同文化的人群之中表现为不同的意义。
从最严格的意义上来说,软件工具的可用性与其使用时所处的文化背景相关。Quinn所提出的“直觉阅读顺序”规则在西方国家,日本或者有的部落国家并不能产生同样的效果,因为在这些国家阅读的习惯顺序是不一样的。这种研究结果对于网络课程来说也是正确的,因为学习是一个深深植根于特定文化的过程,即使在同一文化背景下学习行为也会被划分为不同的“学习风格”,而被称为不同的“学习文化”。因此,可用性的评价必须要考虑用户所处的社会和文化背景。[3]
一种工具之所以被采用是因为其能满足使用者的某种特定需求。因此,“有用性”成为使用一种工具的基本条件。“不需要”并不意味着工具与目标之间没有关系:可能会存在着认知或者情感上的联系。如果我们承认“可用性描述的是工具与使用者之间的关系”,那么“有用性”在更广泛的义上来说就成为“可用性”的一部分。某些网络课程没有得到广泛使用是因为人们缺乏使用的动力,这就需要考虑到对可用性的评价问题。
要成功地实现e-learning项目,学习者学习动机的组织支持起着举足轻重的作用。在这种意义上来说,在公司内成功实施e-learning与成功实现“组织性学习”没有什么区别。因此,从社会组织学的观点来看,建立有用性的标准需要考虑到社会和文化背景的因素,可用性标准的建立同样也要考虑到这些因素。
通过以上的论述我们可以看到,对于可用性问题的研究焦点越来越指向认知科学和社会科学的研究范畴之中,这些因素对文化和社会环境决定着工具的“可用性”程度。
三、 与环境文化因素有关的“可用性”的探索
网络课程的使用在很大程度上依赖于“使用的社会范式”,它形成了工具使用的条件和方式。这些社会范式存在于使用者的意识之中,限定使用者看待和使用工具的方式,同时决定了使用者使用工具的能力。从其来源于特定文化的先前知识的积累,来源于先前态度、行为的获得以及思考问题的方式的意义上来说,这种范式是社会性的。
研究证明,工作或社会环境、文化背景等因素都会对人们使用软件的方式产生影响。
四、 学习文化对网络课程“可用性”的影响
根据已有的不同学习理论我们可以形成四种对学习的比喻说法,也可以称之为四种“学习理论”。这些学习文化相对应于教育领域的不同的教育思想:“学习即记忆”、“学习即记录”、“学习即训练”、“学习即构建”。
网络课程与其使用的文化氛围、环境因素之间存在着不同程度的不一致,这种不协调可视为与“情境可用性探索”相抵触的可用性问题。[4]
1.为什么老师们偏爱于使用自己开发的网络课程
这些网络课程有的是基于计算机的CBT课程,根据行为主义理论以尝试-错误的方式呈现设计的;也有的是模拟装置或者虚拟实验室的类型,根据建构主义理论创建学习情境;也可能是亚里士多德风格的呈现方式。如果把教师的教学文化视为前面所说的四种学习文化,那么这些教学文化与现成的网络课程所依附或者所根植的学习文化就会产生抵触。这种抵触可以看作不同学习范式之间的冲突,从而让老师们对现成的网络课程产生了较低的评价,并将其弃之一边。如果网络课程不能与教师的教学风格一致,这种冲突问题就显得更为明显。
2.为什么网络课程提供者所提供的课程得不到使用
网络课程一般都是以行为主义理论为基础进行设计、开发的,目的是为了既反应课程设计的“最优性”,又反应远程教学的“最优性”,但是对网络课程的教学支持却来自于苏格拉底对话式的教学理论。行为主义理论认为知识是具体的和以内容为中心的,而苏格拉底式对话则认为知识是独立的、以过程为中心的。这种不一致可能会产生与网络课程教学原则不协调的问题。一方面,网络课程鼓励尝试、错误和重复,并且让学习过程的控制掌握在所建立的学习情境之中;另一方面,教学辅导者对学生的提问使得学生不知所云,有些问题对于学习者来说可能感到迷惑不解,并且企图将学习过程的控制权掌握在自己手中。这就产生了可用性的问题:网络课程所依据的学习理论与教学支持所依据的学习理论之间的一致性问题。[5]
3. 哪些因素有助于网络课程的使用
一般认为有效的网络课程是以学习过程为中心并且具有“自主学习”的特点,那么有效的网络课程应该为学生的自主学习提供良好的学习情境。决定网络课程被接受程度的因素正是Philippe Carre(2002)的“自主学习七要素”:学习动机与态度、学习计划与进度、学习资源的利用、学习交互活动、学习方法的掌握、学习调控与评价等。但“自主学习”这个概念在亚里士多德和苏格拉底式对话式学习文化中却没有立身之地,因为这种学习风格否认学习者可以自主获得知识,否认没有知道知识的人的帮助学习者就不知道如何去获取知识。相反地,在建构主义看来学习者的参与在学习过程中发挥着重要作用,并且当学习者的动机和“自主学习”能力很高的时候可以大大促进学习者的学习(Guglielmino,1977)。
要使网络课程有效发挥作用,课程的支持系统和环境因素必须组织有序,要么可以保持学习者在整个学习过程中具有较高的动机,要么可以提高学习者的学习动机,要达到这个目的只有通过“自主学习七要素”的实现来完成。Masie和Paxton等研究者提出了“e-learning激励因素”:动机、群体学习文化支持等。可用性评价必须要考虑到网络课程的使用与学习者的动机或者学习者自主学习行为之间的这种相互联系。当自主学习在一个组织内得到应用时,可用性就依照下列标准:学习者依据自主学习为标准的等级评定与组织所提供的支持之间的一致性,学习环境文化、支持因素以及学习者预期的学习动机之间的一致性。
五、结论:趋向于“情境”的可用性
教师或者培训者认识问题的方法、学习者的动机、群体的学习文化以及环境因素等相互作用对网络课程的使用有决定性作用。再回到工具与使用者的关系上来,与他们所使用的工具一样,使用者生活和生存的并不是一个抽象的世界,而是一个同时具有社会性和物质性的世界。工具的使用深深的依赖于使用者的文化背景,也就是用户从社会和物质环境中所学习到的东西。由此,可用性必须要考虑到用户的文化和社会背景,这就是为什么说可用性具有“情境性”。这就意味着可用性必须考虑到用户的阅历,在广泛的意义上来说,这必定是网络课程最好的设计原则却也是最难以实现的。用户的阅历,尤其是用户和对象以及工具之间存在着相互关联的关系,而这些都需要借助社会学的观点才能彻底理解。
参考文献
[1]田博文,王玉芬(2004). 网络课程评价的基本原则.《鞍山师范学院学报》,第6卷第4期,72-74。
[2]张会杰,聂钢(2004). 网络课程质量认证标准的研究初探.《现代远距离教育》,总第91期,55-57。
篇2
一、访谈的目标
当我们有问题时,最常用的解决问题的方法之一就是深入的了解问题产生的根源,为了了解问题产生的根源,我们需要观察实际产品的使用者,了解他们的想法及感受。对于本研究,通过访谈可以帮助我们解决以下问题。
1.1了解用户的网络使用习惯
网络广告是和网络联系在一起的,用户只有在使用网络的情况下,才会产生网络广告的问题,用户的网络使用习惯是本研究的大前提。本文把用户的网络使用习惯和网络广告联系起来,了解用户上网经常做什么,在什么情况下会遭遇网络广告。
1.2了解用户对网络广告的态度
用户对网络广告的厌恶或喜爱极大的影响着网页的可用性。网络广告属于网页的一部分,网页上面的内容和广告共同构成了一个系统,用户与这个系统进行交互,对这个系统内某一个元素的态度,影响着整个系统的主观满意程度。
1.3初步了解网络广告的哪些特质影响了用户
构成网络广告的因素很多,网络广告本身也有好多分类。通过访谈我们可以定性的了解,用户讨厌什么样的广告,喜欢什么样的广告,并发现这些广告后面的本质的东西。
二、访谈的实施
2.1访谈对象的选取
访谈对象的选取对访谈的结果影响很大。如果选取不合适,就有可能得不到正确的结果。访谈不是海量调查,不必考虑覆盖所有的用户群。我们这次访谈的目的是了解问题,发现问题。所以,选取的用户必然是互联网的熟练使用者,他们有着丰富的网络使用经验,对其存在的问题也有一定的见解。
本次访谈根据研究条件的实际情况,兼顾用户群体分类,选取了7名用户。这7名用户按学历分布为:博士1名,硕士2名,本科3名,高中1名;按职业分布为:学生4名,办公室职员2名,自由职业1名;按性别分布为:男性4名,女性3名。这几名用户都是熟练的互联网使用者,平均每天在线至少三个小时,对互联网有自己的理解。用户的选取基本覆盖了网络使用人群,可以全面的了解问题。
2.2访谈环境的选取
访谈的环境选取对访谈的效果有很大的影响,一个放松舒适的环境有利于用户消除戒备心理,全面而准确的回答采访者所提的问题。
2.3访谈的进行
此次访谈,为了避免准备不充分,采取了渐进性的方式进行。首先制定出来初步的访谈提纲,对一到两名用户进行了访谈。根据访谈进行的效果,对访谈提纲中存在的问题进行了修正,制定出正式的详细的访谈计划。然后进行正式的用户访谈。
三、用户访谈的结果
通过本次访谈,我们对网络广告和网页可用性有了深入的了解,通过对访谈的结果分析,得出以下结论:
3.1使用网络的情况:
用户一般使用网络进行以下事情:1) 浏览网页(新闻、娱乐、资料信息);2) 播放影音;3)下载资料;4)电子商务(网络购物);5) 交流沟通(论坛、社交网站)
3.2是否会屏蔽掉网络广告
参与访谈的用户有一个人在自己的电脑上进行了网络广告的屏蔽。其他人的回答很相同,即如果知道这个功能,都会对网络广告进行屏蔽。
3.3网络广告从哪些方面影响了用户
通过访谈发现,网络广告主要从以下三个方面影响了网页的可用性:
1)参与访谈的用户认为网络广告过多,容易分散注意力,使用户在网页上的操作出现错误。2)所有参与访谈的用户都认为,一方面网络广告影响了网页的加载速度;另一方面网络广告影响了其进行事务的效率,使其所从事的事务效率低下或产生错误。3)在某些情况下,网格广告会极大的影响用户的心情。这些情况包括:时间比较紧,比如用户要快速的查找某个信息;心情烦躁;某项活动兴致很高。
3.4不喜欢什么样的网络广告及其原因
访谈中用户列举了很多他们不喜欢的广告,总结如下:
1)强制性的广告。比如看视频之前必须看完一段广告。不喜欢的原因:强制中断用户目前所进行的活动,影响情绪,浪费时间。2)在页面上飘来飘去的广告。不喜欢的原因:干扰注意力,遮挡真正浏览的内容;容易产生误操作;晃来晃去影响心情。3)弹出窗口广告。不喜欢的原因:具有一定的强制性,用户必须动手把他关闭,浪费时间。4)浮层广告。不喜欢的原因:挡住了内容,需要手动关掉,容易产生误操作;浪费时间。5)动画循环播放的广告。不喜欢的原因:干扰注意力,容易产生错误操作。6)广告与点开的内容不相符。不喜欢的原因:感觉被骗了,影响心情。
四、结论
通过访谈,所有被访谈的用户都表示网络广告在上网过程中非常泛滥,已经成为用户网络生活的一部分,用户深受其影响。另一方面也可以看到网络广告的效率很低,用户一般不会点击其碰到的网络广告,也很少会记起网络广告的内容。只有在广告内容是其感兴趣的时候,才会点击。
访谈结果中,用户认为广告从三个主要方面对其产生了影响,这三个方面归纳起来就是有效性、效率和用户满意度。接下来在用户不喜欢的网络广告的原因中,用户提到有关满意度的比如影响心情、产生烦躁情绪的原因共有6次;用户提到有关有效性的比如误操作、产生错误的原因共有4次;用户提到有关效率的比如浪费时间、影响效率的原因共4次。综上所述,在访谈中用户认为,网络广告会影响其完成事务的有效性、效率和满意度。
我们可以得出效率、有效性和主观满意度是大多数用户评价网页可用性的三个主要指标,这与国际标准化组织关于可用性的衡量指标是一致的。所以我们在设计网页的广告时要从效率、有效性和主观满意度三个方面统筹考虑。
参考文献
[1]魏博.浅谈互联网中的用户体验[J].艺术与设计(理论),2008(2):20-22.
篇3
1 网络应用软件
网络应用软件分为静态网络软件,简单交互的网络软件以及复杂的网络数据库系统三类。静态网络软件只是为了同公众共享和信息,不与用户发生信息交流和互动。第二类软件可以使访问者同网站拥有者进行交流,利用表单等来收集访问者对提供的产品和服务的反馈信息。复杂的网络数据库系统可以处理复杂的商业交易活动,是实现电子商务的基础。应用软件是建立在静态或者动态的个人网页基础上,可以方便地对应用软件的权限进行划分,根据需要设置访问者的访问权限。
应用软件的功能开发很容易根据开发者的意图进行分解,一般网络数据库应用软件由Web服务器、功能服务器以及数据库服务器三个部分组成。在Web服务器上用户端通过browser向Web 服务器提出查询请求,Web服务器根据需要再向数据库服务器发出数据请求;在功能服务器上完成响应的业务处理或复杂计算任务;数据库服务器利用数据库管理系统(DBMS)对数据进行操作。
2 目前网络应用软件中常见的几个安全问题
产生网络安全问题的软件层次,可以分成几类:
操作系统和网络协议本身的缺陷所导致的安全问题;通信过程所导致的安全问题;应用软件层所导致的安全问题。随着网络应用环境越来越复杂。
2.1 互联网应用的复杂性
HTTP协议和HTML语言最初主要用于静态网页,随着Web应用的发展,动态网页在互联网中成为了主流,服务器端和客户端程序功能被扩充,特别是在电子商务应用中,要求通信双方能够互相识别,相应地引进了许多新的技术。
2.2 网络应用软件层的典型攻击
如果服务器端使用了客户输入来构建操作数据库的SQL语句,而又没有对客户端的输入进行合法性验证,恶意用户可能提交一段数据库查询代码,根据程序返回的结果,获得某些他想得知的数据,甚至破坏数据库的内容,即发生了SQL注入( SQL Inject ion)。SQL注入可以从正常的80端口访问,而且表面看起来跟一般的Web页面访问没什么区别,所以很多的防火墙都不会对SQL注入发出警报。
跨站点脚本( XSS,Cross Site Scripting)
相当多的网站必须以外来的输入构建动态网页,比如BBS、以网页形式呈现的新闻组、拍卖网站等,攻击者可以在BBS 上一条消息,在发送给受害者的电子邮件中嵌入HTML 文本,并且其中嵌入恶意的客户端脚本代码。
跨站点追踪( XST,Cross Site Tracing)
前面提到,跨站点脚本攻击常常利用站点“返回请求信息”这个特性,跨站点追踪可以看成是这种情况的衍生物,它利用了HTTP 协议族中的TRACE 命令。T RACE 要求服务器回送客户端通过HTTP 请求发送到服务器的信息,通常用来调试和连接状况分析。所以应当在服务器投入运行以后,及时关闭T RACE 响应。
会话叠置(Session Riding)
正常情况下服务器与客户浏览器之间会话时,Session ID 在每次客户浏览器向服务器发出请求时,自动随之送到服务器。攻击者利用跨站点脚本能够窃取保存在cookie中的Session ID,并取代原来的用户与服务器会话,把合法用户被拒绝在会话之外,这种攻击称为会话劫持( Session Hijacking)。
3 网络应用软件可靠性的设计方法
3.1 系统高可用性设计
3.1.1 意图和动机
HA( high availability pat tern) 模式的意图是定义一种一对一或一对多的关系,监控对方的状态,当一个对象出现失效,激活与之相对应的另一个对象。
网络信息系统的可用性通常在两种情况下会受到影响,一种是系统宕机、错误操作和管理引起的异常失败;另一种是由于系统维护和升级,需要安装新的硬件或软件而正常关机。高可靠性软件必须为这两种情况提供不间断的系统服务。
除了运行高可靠性软件来构成高可靠性系统之外,在网络应用软件本身之中加入高可靠性的一些性能也能使网络软件自动检测系统的运行状态,在一台服务器出现故障的情况下,自动地把设定的服务转到另一台服务器上,这样就不需要购买或者重新开发一套HA 软件。
3.1.2 系统结构
HA 模式的关键思想就是引入一个HAD etect的抽象类来管理网络应用的运行状态。
3.1.3 安全结构系统的实现
每一个连接构成一个相关的HAD etect抽象类. 首先定义这个类及Interfaces类。其中Interfaces类中的友类Heartbeat、Takeover 和Service Management 的定义和实现,这里不作祥述.它们包括:判断接口的类型、使用socket 管理连接、服务配置管理、启动与停止管理等。
在整个实现过程中核心是一个通信连接的建立,用以检测网络应用状态的改变,在这个通信过程中完成失效检测和业务接管。根据这个状态的改变调用Interfaces 类中不同友类中的相应方法,系统通信连接主要有6 个状态。
3.1.4 安全结构系统的应用
将所设计的HA 软件模式,应用到一个实际的网络认证计费系统中。对于计费系统来说,保证它的稳定可靠运行是至关重要的,一旦系统某个节点出错,将造成无法挽回的损失。计费系统运行的基本流程是:用户登录,接入服务器将登录信息送到认证服务器Radius Server 上进行认证,如果认证通过,则授权用户,用户开始使用网络。同时实时计费系统为用户的流量或时间进行计费(取决于不同的资费策略),并写入数据库中,直到用户断网。在这个系统中,需要考虑高可用性的环节主要有3个:认证服务器、计费服务器和数据库服务器。
结束语
网络应用软件是电子商务的基本成分,一个成功的网络软件的设计和实行需要构筑一个高可用性的网络环境,还必须有高可用性的网络。网络的可用性是系统密不可分的一个部分,这必须对网络管理的高可用性进行深入研究,使高可用性设计模式得到更广泛的应用。
篇4
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。
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。
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。
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。
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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。
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[文献标识码]A
[论文编号]1009―8097(2009)13―0182―02
一 引言
为使高等教育自学考试事业进一步发展,2000年起全国高等教育考试指导委员会办公室决定在浙江省建立自考学习资源建设实验区。随后,全国考办又在山东省、辽宁省、吉林省、江西省、福建省、湖南省、四川省、重庆市建立第二批自考学习资源建设实验区,推进学习资源网络化建设的步伐。网络课件是基于浏览器/服务器模式开发、能在互联网上的课件。网络课件不仅可以进行人机通讯,还支持人际通讯,并且把二者有机结合起来,使学习者能够实现自主学习和协作学习。因此,网络课件成了学习资源建设的重要组成部分,各实验区都投入了大量人力物力,用于开发网络课件。
目前,全国的自学考试网络课件存在两种模式,一是以华夏大地教育网为代表的付费模式,由专门的企业开发网络课件,提供统一的界面风格和全面的教学内容,使用者按课程付费:二是以各省自考办官方网站为主的免费模式,由主考学校或其他高校教师开发,为考生提供免费开放的服务。
下面就浙江省自考办组织省内多所高校自开发的101门自学考试网络课件的形式和内容做初步的分析和调查,了解自学考试网络课件的形式、内容和绩效,以期为自学考试主管部门开展在线助学提供决策依据。
二 自考网络课件模块分析
此次调查的101门网络课件由多所大学和浙江省自考办共同研发,课程涵盖了教育学、经济学、工学、理学、医学、文学、法学、管理学等8个门类。第一期立项建设的35门课程,界面和功能模块没有统一标准,全由课程建设者自由设计,呈现了五彩缤纷的多种风格。后期立项建设的66门课程采用一式一样的模板,形式上趋于单调和统一,课件的署名全为“浙江省自考办”。
35门课程中有三门课程无法访问,我们对其他32门课程的模块做了统计和分析:
(1)模块设置多样化。所有课件都有“学习指导”(或课程内容)模块;47%课件有“课程介绍”模块:44%课件有“习题解答”模块;38%课件有“同步练习”模块:75%课件有“仿真试题”模块;41%课件有“教学大纲”模块;63%课件有“参考资料”模块;19%课件有“帮助”或“学习指导”模块;25%课件有“相关资源”模块;13%课件有“教师介绍”或“制作群”模块;25%课件有“实验指导”模块;16%课件有随机抽题的“在线测试”模块:19%课件有“论坛”模块:13%课件有“其他工具”模块。
(2)每门课程拥有的模块数参差不齐。2门课程只有2个模块;7门课程有3个模块;7门课程有4个模块;3门课程有5个模块;2门课程有6个模块;3门课程有7个模块;4门课程有8个模块;l门课程有9个模块;2门课程有10个模块。
鉴于以上统计,不难发现50%的课程的模块数少于等于4。从模块数量可以想象到课程的内容,也就是说50%的课程内容不多,网络课件开发的深度不够。在此背景下,浙江省自考办推行模板化的网络课件开发,开发了后续的60门课程。统一模板的66门课程,主要包含课程介绍、学习指导、参考资料、在线测试、友情链接、网络论坛、其他课件、工具、帮助中心等模块。
三 自考网络课件内容与效用分析
在这101门网络课件中,有65门曾经有过浏览量统计,我们试图根据浏览量统计分析网络课件的内容和效用。浏览量超过10000的10门课程中,有5门是使用统一模板的,5门自由设计模块。
下面我们分析排名在前五名的网络课件。
《心理学》人气排名第一,自由设计了4个模块:课件学习、练习题库、考试大纲和参考书目。“学习指导”提供了每章的“学习目的和要求”、“课程内容”、“考核知识点”和“考核要求”,具体到节仅梳理了每节的概念和主要内容。“练习题库”只有问答题,且无答案。因此内容并不丰富。
《公共关系学》。是人气指数排名第二的网络课件。它有十多个模块:教师简介、课程介绍、学习指导、自我测试、仿真试题、教学大纲、参考资料、复习提纲、论坛、学科前沿和其他工具等,是自行设计的网络课件中模块数最多的课件之一。课件分三阶段设计教学内容,学习阶段、复习阶段和高级阶段,这是101门课程中的唯一。“学习指导”模块在所有的网络课件中都存在,但具体的表现形式并不一样。在《公共关系学》中,具体到某个章节的学习通常由“教学目的和要求”、“学习方法”、“教学内容”、“内容要点”、“本章小结”、“关键术语”、“疑难解析”等组成。我们把别的课件中没有的不少功能列为“其他工具”模块。比如:它提供的学习计划――“自学周历”――方便了自考学生制订学习计划,“书签管理”则方便了学习过程的记录。“其他工具”中还包括名词搜索、文字字号放大缩小、打印等实用功能。因此《公共关系学》网络课件无论是内容和形式都有独到之处。这是这批网络课件中注重设计的典范。
《数据结构》网络课件人气指数达到30982,在工科类课程中排名第一,总排名第三。《数据结构》作为一门计算机专业的核心课程,由于其专业性较强,对学生的数学能力和程序设计能力均要求较高,再加上自学考试本身的特殊性,所以本门课程往往是计算机专业学习的重点和难点。这门网路课件除了有以上提到的诸类基本模块外,其特点在于增加了“重点章节选读”、“精彩频道导读”、“学习频道”、“课件频道”、“实验解答”、“课件下载”等特色模块,该课件以章节讲解为主线,辅之以“重点章节选读”和“精彩频道导读”两个模块,使讲解的重难点更加突出,也更有利于学生掌握。此外本课件还提供“学习频道”、“课件频道”和“课件下载”,扩展了学生的眼界,方便了学生的学习。
《市场营销学》人气排名第四,是统一模板的网络课件。“学习指导”模块中内容极为简单,仅梳理了各章节的提纲。“参考资料”模块中的“本章指导”未深入到各节,内容也较简单。“同步练习”与“在线测试”由于系统问题,无法呈现内容。
《英语翻译》人气排名第五,是统一模板的网络课件,内容表现也不佳。“学习指导”模块中没有统一的内容形式,大部分单元只提供了课文的解说,信息量太少。而真正学习指导的内容,放到了“参考资料”模块中了,与其他统一模板的课件有相同的通病,学习指导无法深入到节。
因此我们认为:相应专业的考生人数是影响网络课件人气的第一因素,内容设计是影响网络课件人气的第二因素。
从85%的课件不足万人的浏览量中说明我省自考生使用--网络课件的积极性没有得到发挥。原因有:现有的网络课
件管理与维护力量不足,无内容更新,许多内容出错,论坛和部分在线测试功能无法使用;网络课件的使用需要宣传与引导,特别是在自考助学单位中,可以把网络课件做为课堂教学的有益补充,以提高网络课件的效用。
四 自学考试网络课件的共同特征
在对第一期的30多门自考网络课件进行深入细致分析的基础上,发现浙江省自考网络课件建设的一些共同特征:
(1)几乎所有的网络课件都重视教学内容的讲解,且内容皆按课本章节顺序编排。根据专业不同,使用多媒体技术呈现知识内容,有图文并茂的、有使用Flas的、有使用视频点播的,还有使用语音讲解技术的。
(2)网页的设计在布局、风格、色彩、链接、超文本等诸方面已相当专业化,基本不存在什么技术问题。
(3)学科特点非常突出,不同学科在模块设计、技术实现,及内容安排上皆能、突出学科优势、符合学科特点。比如,语言学科能为学生提供大量的听、读训练和情景对话;工科则利用各种图片、虚拟现实技术、Flas等演示与讲解原理与过程,并提供实验指导;医学的提供各种病理图片、体内器官动画,药剂配方图表等。
(4)不足之处在于50%的课件开发深度不足,提供的内容信息量太少。大多网络课件只重视人机交互,不重视人际交互,没有提供协作学习的功能。
对后期的60多门自考网络课件进行深入细致分析,得出如下共同特征:
(1)网络课件使用统一模版后,界面统一了。方便了学习者搜索信息。
(2)文科类的课程有了统一的内容要求,普遍提高了内容建设的深度。
(3)论坛用于帮助学员之间、师生之建立协作,构建学习共同体。
(4)不足之处:不同课程的内容差异性是普遍存在的,由于模板设计不灵活,无法解决个性化问题,因此许多模块形同虚设,甚至根本就不能使用;模板限制了信息的呈现方式,大量内容的呈现以文字和图片为主,存在文字教材搬家的现象。因此与第一期开发的网络课件一样,有50%课件开发深度不足。
五 思考与建议
对于绝大多数的自考生来说,他们并不是现行教育体制中的优秀者,他们在中等教育阶段获得的学习能力和学习习惯并没有为在线学习作好充分的准备。因此在线学习中的“学习指导”就显得非常的重要,它是影响网络课件效用的关键因素之一。我省自考学生不少,自考助学单位也不少,但在助学过程中能积极引导学生利用目前已有的网络课件的不多。因此,既要加大现有资源的宣传,更要大力改进已有的课件,让自考助学单位的教师参与到网络课件建设中,加强学习指导模块建设,不断开发更多更新的教学内容。
由于在线学习的开放性与灵活性,决定了借助于网络课件的学习是一种高度个性化,自主化的学习。灵活的学习时空,个性化的学习安排和计划(建议),对学习者来说可能只是一个参考,但其作用是不可忽视的。它们是学习者个人学习安排和计划的依据与指南,是学习者对学习内容把握与安排的前提。在这些课程中仅有一门课程(公共关系学)提供了此项功能。因此在自考网络课件项目建设中,加强此项功能模块的建设已经刻不容缓。
关于自主练习(测验或试题),几乎所有课程都设置了类似栏目,但其设计与实现却有很大的差别:有的只是将书上练习变成网页形式,并附上简短的答案;有的以思考题形式提出,没有提供答案;有的自带题库,可以自动生成各类题目;而且其中的大多数往往是仅给出答题结果,而没有给出适当的分析、评语,学习者只能自己猜测、思考问题的解决方法。对于大多数自考生来说,基础知识相对薄弱,缺乏此类学习指导,加大了学习的困难,并在一定程度上降低了学习者学习的热情。如何使自主练习(测验或试题)的形式多样化,解答有效化是摆在我们面前的又一个严峻的问题。
自学考试网络课件设计首先要注重教学目标、教学对象及教学内容分析,体现“以学为中心”的教学思想,强调利用资源来支持“学”等。此外,自学考试网络课件的设计还应考虑以下几个方面:
(1)增加交互的灵活性和多样性。交互性有利于激发学生的学习兴趣,其中人机交互提高了反馈的及时性和准确性,人与人交互减少自学的孤独感,有利于相互启发共同进步。
(2)导航的便携性。网络课件需要为学生在线学习提供方便的导航,避免学生因为学习资源的丰富性而迷失方向、偏离学习目标,降低学习效率。
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二、网络学习资源的基本类型
网络学习资源的类型是多样而复杂的,本文从应用者的角度出发,将网络学习资源划分为以下五种类型。
1.网络课件
网络课件是基于Browser/Server(浏览器/服务器)模式开发的且能在Internet或Intranet上的专门为进行教学活动而设计的CAI课件,其本质是一种Web应用程序。从目前的网络课件技术实现的形式和方法来看,大致可以分为三类:一类是通过网页给学习者提供教学材料和有关资料,以及与其他的有关教育资源链接;一类是除了在网上提供学习材料之外,还要求学习者通过电子邮件、电子公告栏、网上练习和测量进行异步双向交流;一类是同步模式(或称协同模式),分布在不同的地方的驾驶和学生通过网上交谈室、电话会议、视频会议或MUDS(MOOS)系统同时在一个“虚拟教室”中进行同步双向交流,模拟传统面对面教学的各种行为。
2.网络课程
网络课程是指在Internet上表现的关于某一门学科的教学内容、目标体系及其网络教与学的各种活动的总体规划及其进程。它包括以下几个组成部分:网络课程的计划、目标;按一定的教学目标、教学策略组织起来的学科教学内容;在网络教学平台上进行的交互式教学活动,以及支持这些交互式教与学活动的相应的程序等。
3.专题网站
专题网站是指在网络环境下,围绕某门课程与多门课程密切相关的某一项或多项学习专题进行较为广泛深入研究的资源学习型网站。从这个角度看,专题学习网站提供的是基于丰富的网络资源上的学习平台。教师先根据教学内容,从不同的角度入手,进行多方面知识的有机整合,形成专题知识库,让学生从整体来认识事物。
4.题库
题库是按一定的测试目标精心挑选的大量并赋予必要属性(参数)的考题的有机组合,也可定义为:题库是按一定的教育测量理论,利用计算机技术实现的某门题目的集合(仓库)。还可以说题库是大量的性能已查明的高质量试题的有序存储,是存储性和生成性的统一。
5.多媒体资源库
由传播教学信息的基本材料单元(包括文本、图形、图像、音频、视频、动画等)组成。在教育教学活动中具有一定的组织结构和检索功能。
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Key words: GNSS, Web RTK, Precise Analyze
中图分类号: TN711文献标识码:A 文章编号:
1.概述
随着GNSS(Global Navigation Satellite System,简称GNSS)技术的不断发展,区域性的CORS(Continuous Operation Reference Stations)技术不断得到推广,该技术的应用在很大程度上对于常规控制测量改进提供了方便而快捷的工具,本文就探讨了一级导线控制和RTK一级控制测量的精度,认为利用网络RTK完全能替代常规的一级导线控制。
1.1传统的一级导线控制测量的局限性
传统的一级导线控制测量一般采用全站仪进行观测,它有着一定的局限性。比如受起算点的限制,必须要求起算点是点对、可视;投入人员多,每组一般需要投入3-4人;外业作业时间长,一般情况下,每小组每天能观测3-4公里,基本控制面积约1平方公里,同时点间通视、白天观测等受观测环境影响较大。 所以为降低成本,提高效率需要更先进的测量手段代替传统控制测量模式。
1.2 采用CORS技术替代常规的一级导线控制的可行性
CORS是由多个GPS(Globle Position System)基准站组成的系统,它主要通过因特网和无线通信网络向系统覆盖的服务区内用户提供基准站坐标和基准站GPS观测数据,用户通过因特网下载CORS若干基准站数据进行事后精密定位,也可以接收数据播发站的数据对载波相位观测数据进行实时精密定位[1]。
CORS系统是快速、高精度获取空间数据和地理特征的设施之一,是地球空间信息网格的具体应用,同时也是RT—CORS构造层重要的组成部分,提供网格参数,可以为城市发展构筑动态的、连续的空间数据参考框架[1]。它可应用网络RTK技术、PPP技术为用户提供实时的服务。相对于传统的RTK技术而言,CORS有着很多的优势。主要体现在:缩短了初始化时间、扩大了有效工作的范围;采用连续基站,用户随时可以观测,使用方便,提高了工作的效率;拥有完善的数据监控系统,可以有效的消除系统误差和修复周跳,增强了差分作业的可靠性;用户不需要架设参考站,真正实现单机作业,减少了费用。目前国外建成的CORS系统包括美国的GPS连续运行站网[1]、日本的COSMOS系统[2]、加拿大的 [3],以及丹麦,瑞士,德国等国家均建立了自己的CORS系统。国内建成CORS系统的城市包括北京、上海、成都、昆明、武汉、天津、重庆、广州、杭州、南宁、合肥、石家庄[4]。重庆CQGNSS已建成,大地水准面精化成果即将公布,用CORS技术替代常规的一级导线控制软、硬件完全具备。
2 性能分析
2.1验证试验基本情况
2010年12月某工业园区1:500地形测量项目中利用网络RTK进行项目内的一级导线点平面控制,并利用全站仪采用传统导线测量方式检查对比。
项目使用仪器包括:中海达V8GPS接收机6台套,接收机RTK平面标称精度精±(10mm+1mm×D ppm),高程标称精度±(20mm+1mm×D ppm);Topcon GTS722全站仪1台套,角度测量标称精度±2″,距离测量标称精度±(2mm+2mm×Dppm)。
2.2精度分析
2.2.1 一级导线控制精度
(1)内符合精度
根据《全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范》[6](CH/T 2009-2010)要求,对RTK控制点需进行检查,该工业园区1:500地形测量采用GTS7222″仪器对项目内33个采用网络RTK测量的一级导线点抽取20个点进行系统的平面坐标精度测试。根据《城市测量规范》[7](CJJ8-99)(下称《规范》)要求,在相邻的一级导线点以某一点定向,按支点测量方式检查平面坐标,相关观测要求按照规范规定要求,检查RTK控制点内部符合精度,最终坐标检查统计表如表1所示。
表1 一级导线点内符合平面坐标较差统计表
根据《规范》对一级RTK控制点数据检查的要求,需检查点的坐标较差中误差小于±5cm,经统计按照同精度检查的中误差公式计算得该20个一级导线点的坐标较差中误差为±0.9cm,满足《规范》要求,说明该网络进行一级控制测量内符合精度良好。
(2)外符合精度
根据《城市测量规范》[6](CJJ8-99)(下称《规范》)观测要求,采用GTS7222″仪器在四等GPS点上架站以相邻GPS点定向按支点测量方式检查9个一级RTK控制点平面坐标,检查RTK控制点平面外符合精度,最终坐标检查统计表如表2所示。
表2 一级导线点内符合平面坐标较差统计表
经统计按照同精度检查的中误差公式计算得该9个一级导线点的坐标较差中误差为±2.7 cm,满足《规范》要求,说明该网络进行一级控制测量外符合精度良好。
3 结论
从利用网络RTK与传统手段检查数据的实例证明:网络RTK平面控制测量的精度达到规范要求,该技术能代替全站仪进行的一级导线测量。
网络RTK测量无误差累计,成果精度均匀、独立;起算点的影响较小、作业效率高,随着大地水准面精化等测绘科学技术的飞速发展,网络RTK技术一定会在重庆山地、丘陵地区得到更加广泛的推广与应用。
参考文献
[1] 陈俊勇,党亚民. 全球导航卫星系统的新进展[J]. 测绘科学. 2005,30(2):9-10.
[2] 吴北平,岳迎春,李征航等. 论城市GPS网络导航服务系统的建设[J].科技进步与对策. 2002:132-133.
[3] 唐卫明,楼益栋,刘晖等. GPS连续运行参考站系统定位精度检测方法研究. 通信学报. 2006,27(8):73-74.
[4] 杨光,方锋,祁芳. GZCORS系统的建设与应用.地理空间信息;2007,5(3):20-21.
[5] 韩婷婷,史弦,尚堃等. GNSS星座覆盖以及导航定位性能评估分析[J]. 现代测量技术与地理信息系统科技创新及产业发展研讨论文集.2009.
[6] CH/T 2009-2010. 《全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范》.
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我国的法语专业教学已有百年历史。据不完全统计,全国法语学习者已达10万人;开设法语专业的大中院校也呈急速上升趋势,在2003年—2010年的8年内增长2倍,其数目已达百余所。如何培养高端的法语人才,激发学生的学习热情,已成为国内所有设立法语专业的高校共同肩负的使命。
随着现代科学技术的发展,计算机在教育领域得到了空前的发展。计算机游戏在教育中的使用已经成为研究者长期关注的焦点。目前,虚拟现实技术应用于外语教学已经成为我国英语教学的热点问题之一,我国法语界在这方面显然滞后。《教育部关于推进教师教育信息化建设的意见》明确提出:“信息化是当今世界发展潮流,是国家社会发展的趋势,信息化水平已成为衡量一个国家现代化水平和综合国力的重要指标。提高国民的信息素养,培养信息化人才是国家信息化建设的根本,教育信息化是国家信息化建设的重要基础。”鉴于此,笔者认为应该把现代化的技术手段,如虚拟现实技术应用于大学法语教学中,这是法语教学的发展趋势,并不是哗众取宠。
二、网络3D虚拟游戏的发展历程及其教育意义
网络游戏最初是以MUD的形式出现的。1978年,一位英国大学生开发了一个名为multi-user dungeous(多用户城堡,英文缩写MUD)的计算机程序。MUD是一个多用户探险游戏,它主要以文本表示为基础,以客户机/服务器模式运行,是一个通过网络连接的、多用户参与的、可由用户自主扩张的虚拟现实环境(Bruckman,1992; Curtis,1993; Cassidy,1994)[1]。
后来MUD发展成为一个面向对象的程序即Mud Object Oriented(MOO),它通过对由各种MOO对象构成的核心数据库的共享向用户提供虚拟社会环境。它允许用户在MUD虚拟世界中,通过编写MOO代码创造对象,并为创造的对象定义可具有的行为(Hayes & Holmevik,2001)[2]。这样实际上就是用户创造和扩展了他们的虚拟空间环境。
随着计算机科学技术的发展,虚拟现实技术应运而生。虚拟现实技术简称VR(Virtual Reality),其典型的应用便是以Second Life(法语名为Sim 2)为代表的高级网络3D虚拟游戏。该类网络游戏除保留了先前基于文本的探险游戏的一些主要特征外,还集三维图形生成技术、多传感交互技术及高分辨显示技术于一体,生成三维逼真的虚拟环境,整合了基于视听技术的新交互特征(使用者戴上特殊的头盔和数据手套等传感设备,或利用键盘与鼠标等输入设备,便可以进入虚拟空间进行实时交互)而具有潜在的教育价值(隋志娟,2004)[3]。
网络3D游戏不仅具有传统游戏的趣味性、目的性和自由性的特征,还融合真实情景性、互动性等与学习相关的属性。它所创造的虚拟环境能够支持同步或异步的、基于文本或视音频等多种方式的人机和社会交互并且为人们在虚拟世界中的协作学习提供了可能。在虚拟环境中,学习者能够运用多种感知,如听觉、视觉学习语言。游戏的高沉浸感使他们暂时忘记现实生活,身临其境般地进入到虚拟的学习世界中来,提高他们的注意力,更好地获得知识(Micka?觕l Roy,2012)[4]。另外,网络虚拟游戏的“非生产性”要素还能让学习者感受到一种归属感和认同感,因为这种游戏活动不带有任何物质上的利益。网络3D游戏的上述潜在教育价值能够很好地支持语言学习,而语言学习理论的发展则为网络游戏在语言教学中的使用奠定了理论基础。
三、网络数字游戏适用于法语语言学习的理论基础
1.从建构主义学习理论的视角看虚拟数字游戏所具有的潜在语言学习优势
建构主义,又称建构—阐释主义,是认知理论的一个分支。该理论最早由瑞士著名心理学家皮亚杰于20世纪60年代提出,后来,许多心理学家和教育学家,如维果斯基、奥苏贝尔、布鲁纳等又从不同的角度做了进一步的研究,丰富和发展了建构主义的理论。
Kafai和Resnik是当代建构主义领域比较有影响力的两位心理学家。他们在1996年出版的Constructionism in practice:Designing, thinking and learning in a digital world[5]一书中,提出了关于建构主义的学习理论的基本观点:学习是学习者在一定的情景即社会文化背景下,在已有的经验与知识的基础上,通过与其他人(教师和学习伙伴等)的交流、协作,并利用必要的学习资料,最终以意义构建的方式来实现的。建构主义的学习理论突破了以“教”为中心的传统教学观,强调学习者的主体地位,学生要充分发挥其自主性,教师在整个学习过程中主要起组织者、指导者和帮助者的作用。
借助虚拟现实技术,网络3D游戏为学习者创建了一个非常优秀的建构主义的学习环境:学习者进入计算机支持的丰富的情景化活动中,通过与他人的文本的、视听的交互、协作,参与知识的构建。在这个环境中,学习者由被动接受者转变为主动参与者,成为学习的主体,学习团体或者协作团体是重要构成部分,教师不是学习的管理者和控制者,而是学生法语学习过程中的引导者、指导者。从这个意义上来看,网络游戏提供的学习环境能够瓦解传统课堂教学中的传统的师生间、优生与差生间的等级关系,在一定程度上实现了人际交往的平等性。学习者的匿名性可以保证每个人自由的发言、自由的倾听,对于协作学习十分重要(邵瑞珍,1997)[6]。
2.从情景认识理论的视角看虚拟数字游戏所具有的潜在语言学习优势
“情境”即context。原意为上下文、文章脉络之意,也就是说教学应该让知识成为脉络和体系,这样能增强学习者的学习效果,提高学习效率。情景认知理论是在心理学理论和其他学科理论基础之上,产生于20世纪80年代的重要学习理论。其代表人物布朗、科林斯与杜基德在1989年出版的著作Situated Cognition and the Culture of Learning(《情境认知与学习文化》)[7]中,提出了情景认知理论的基本观点:知识是具有情境性的,知识是活动、背景和文化产品的一部分。他们强调的是知识来源于真实的活动和情境,知识只能在运用的过程中才容易被完全理解。而网络3D游戏的设计几乎都是以现实生活中的情景为背景的,它使语言与具体情境相结合,给语言学习者提供了一个理想的环境。学习者玩游戏的过程就是与环境、伙伴交互的过程:接受新的知识,传播已有的知识。在这种接受与传播的循环往复中,锻炼听、说、读、写等技能,实现语言知识的完全理解。
根据前苏联著名心理学家,情景学习理论的先驱维果斯基的社会文化理论,情境认知理论中的学习是一种文化适应,认知过程是学习者实现文化适应的过程,即学习者在文化实践过程中,通过观察和反思周围人的行为,接受相应的观念,模仿相应的模式,从而得以规范自身行为。在网络游戏提供的绝佳的学习环境中,学习者通过提问、澄清等形式,更清楚他们在语言使用中的错误(包括语音、词汇、语法、内容、语篇等方面)。也就是说,交互使学习者发现自己的语言形式与较高水平者的差异,这些差异使学习者必须思考自己的语言问题,重新调整自己的语言表达,提高自己的表达水平以达到顺利交流的目的。文本、语言等多种交流渠道提供了即时反馈和永久性记录,便于对自己的语言形式输出进行监控,便于在交流中解决问题。著名的语言学和文学研究者James Paul Gee在其2003年出版的著作What video games have to teach us about learning and literacy?[8]中就指出,游戏可以作为“完整的教育实践模型”整合到现有的学校教学课程中,它能够让学习者在交流中解决问题,并把解决问题的能力应用到其他领域,积极发挥游戏的知识获得与学习的作用。
因此,与传统教学相比,网络数字游戏具有以下潜在的语言学习优势,如下表(表1)所示:
四、国内外关于网络3D虚拟数字游戏法语语言学习研究的典型实例
1.国内基于网络3D虚拟数字游戏法语语言学习研究现状
笔者以中国期刊全文数据库、中国博士论文全文数据库、中国优秀硕士学位论文全文数据库为样品来源,分别以主题:“游戏化学习”、“游戏式学习”;时间:2000—2012年;范围:全部期刊;匹配方式:模糊等进行检索,剔除无关样本,共获得与“游戏化学习”相关的文章样本113篇。从文章数量上来讲,把“游戏化学习”与“英语学习”相结合的文章共计100篇,而与“法语学习”相结合的文章只有6篇;从研究主题来看,国内关于游戏化语言学习主要以英语教学理论研究为主,且多侧重于小学英语游戏化教学的研究,而关于游戏化法语语言教学的文章还停留在以介绍无计算机辅助的纯游戏为主的刀耕火种的阶段,对游戏化学习的研究缺乏理论阐述,运用实验研究法等定量研究方法的文章更是屈指可数,对法语语言网络游戏化教学这种新型学习方式的介绍和理论分析的文章数量几乎为零。
2.国外典型的基于网络3D虚拟数字游戏第二外语学习研究实例
下面笔者将探究国外三个比较典型的基于虚拟数字游戏第二外语语言学习研究实例,以期为我国进行基于游戏化的法语语言学习提供参考和借鉴。
表2 以学习者为中心基于网络3D虚拟游戏环境进行第二语言学习研究实例
如表2所示,Micka?觕l Roy在2012年在法国南特市举行的关于语言教学法研究的国际研讨会上所做的题为Apprendre les langues dans un environnement virtuel hautement immersif?[4](《高沉浸的虚拟环境中的语言学习》)报告展示了他所进行的混合式研究。该研究的研究对象是以法语为第二语言的德国中学生和以德语为第二语言的法国中学生,年龄在13~14岁之间,语言水平达到欧洲统一语言参考框架A2级。研究主要探究了中学生在网络3D虚拟游戏Thélème和角色扮演游戏中进行的法语聊天活动,并通过现场观察法,问卷调查、访谈、聊天转录分析(Micka?觕l Roy,2012)[4],分析显示出以下数据结果:虚拟环境的高沉浸感和临场感对学习者外语语言交际策略的使用和发展非常有帮助。在本研究中,研究者为学习者配备了高仿真虚拟空间、头戴受话机等先进的虚拟现实技术,以便让他们身临其境地置身于角色扮演游戏Thélème的学习环境中,进行情景式对话,漫步于时空中,寻找合作伙伴,一起参与斯特拉斯堡教堂的重构。
DANT(Didactics assisted by New Technologies,即新技术辅助教学)项目是由欧洲社会基金和私人企业提供资金的在全意大利范围内展开的教学研究项目。在该项目中,研究者运用定性分析的研究方法,对意大利全国的中小学生运用游戏进行意大利语学习的效率进行了实验统计分析,主要目的是分析游戏与语言学习成绩之间的关系(Patricia Wastiau,Caroline Kearney,2009)[9]。研究者以学校为单位,把每所学校的学生按不同的年龄段分别分成两组,一组使用游戏进行意大利语学习,另一组不使用。数据分析结果显示:7~8岁段的两组的意大利语学习成绩之间出现了很大的差别:使用游戏进行学习的一组平均成绩为51.72,不使用的一组则只有48.50;而在9~10岁段的成绩分别为51.68和48.16。因此,网络游戏对于提高学生的外语成绩是相当有帮助的。
同样在欧洲,于2002年开展的信息与多媒体研究项目则是由丹麦政府提供资金支持。该框架下的一个小样本个案研究以12~13岁的丹麦H?覬jby小学5年级学生为研究对象,分析了“Sims 2(模拟人生)”、“哈利·波特和阿兹卡班的俘虏”等3D网络游戏对提高学生丹麦语语言能力和团队合作能力的影响(Patricia Wastiau,Caroline Kearney,2009)[9] 。数据分析结果显示:游戏的高现实感有助于学生对语言概念的理解,学生可以通过游戏实现既定的教学目标,比如区分单词的阴阳性并找出其区别。通过对学生问卷调查,研究者了解到超过半数的学生认为网络游戏能够激发其学习语言的动机,帮助其学习;90%以上的学生对他们的最终学习结果感到满意或者非常满意。教师的意见反馈说明了网络游戏能让学生高度投入学习,即使班上成绩最差的学生也能完全投入。
通过对上述三个典型事例的对比,笔者不难发现:在内容上,目前国外基于网络3D游戏环境下的第二语言学习研究主要注重应用与评价等实证研究;注重从语言社会交互的视角探究目标语的交互和合作人际关系的构建;注重在游戏化学习的潜力、游戏化学习作为外语教学中一个新兴的范例和游戏化学习中的外语教学设计问题等方面进行探讨;在研究方法上,注重采用实验研究法和案例研究法等实证主义方法进行游戏化语言学习的实证研究。
笔者还可以发现:国外基于网络3D游戏环境下的第二语言学习研究主要以日耳曼语族、拉丁语族的语言为主,其中针对网络游戏下的法语语言学习的研究还比较少,将游戏应用于中国环境下(学习者母语为非拉丁语和日耳曼语)的法语语言学习更是鲜有研究。因为以汉语为主的汉藏语族与日耳曼语族、拉丁语族大不相同,加之学习者所处的社会学习背景的不同,3D游戏应用于中国背景下的法语语言学习与应用于欧洲学习者身上的语言学习相比具有更大的挑战性,需要考虑和注意的因素更多。那么如何将3D游戏引入我国的法语教学,将游戏与传统教材很好地配合,达到教学目的呢?笔者将举例说明。
五、3D法语游戏作为教学辅助手段应用于课堂实例
1.将Thélème为代表的3D法语练习游戏(jeux exercices)应用于课堂实例
游戏介绍:Thélème是一款针对法语学习的多人在线角色扮演游戏。Thélème将玩家引入一个幻想的中世纪地区。这个地区由一个城市、一座城堡、一片鬼怪出没的森林、一些田地、一个平原和一座实验室构成。玩家将由不同的人带领完成游戏任务。每完成一个任务,玩家就能积累一定的经验值和财富值。玩家的经验值可以提高玩家的等级,其分值受到玩家与他人交流时法语字句的准确程度和质量的影响。虽然Thélème游戏的形式比较传统:玩家要创造自己的化身,单独或协作完成任务,级别越高形象越丰富(Thomas Constant, 2011)[10],但是它给玩家提供了一个学习法语的绝佳语境:玩家进入任何一个游戏情境,点击游戏平面中的任何事物,该事物对应的法语单词就会弹出,并伴有单词的读音。此外,玩家可以与游戏情景中的人物或者其他玩家进行对话,教师在对话中的介入则有助于纠正玩家的语言错误,控制对话乃至整个游戏的进程,达到既定的教学目的。需要指出的是,Thélème中所有的对话都是有声对话,这让学习者把单词的拼法和读音结合起来学习,有利于学习者学习及时纠正发音。除此之外,玩家也可以与比其低一级别的玩家进行讨论,形成一个完全意义上的平等的交流,进一步熟悉游戏中使用的法语词汇。
教学对象:法语专业大一学生;法语水平:初级阶段。
教学目的:让学生识记一些常见肉店食品,比如牛排(le steak)、猪肉(la viande de porc)、面粉(le farine)、羊肉(viande de mouton),肥肉(viande grasse)、咸肉(viande salée)、肉末((viande hachée)、肉馅(la farce)、肉排(la c?觝telette)等;掌握常见重量单位及货币单位,比如公斤(le kilo)、磅(le bascule)、欧元(l’euro)、美元(le dollar)等;学会如何付款,以及怎样讨价还价。
授课形式:向学生说明游戏的目的,消除部分学生的顾虑,使之真正认识到通过游戏也能实现同样的学习目标。进入Thélème游戏登录首页:http:///,师生每人注册一个账号,进入游戏。教师首先把游戏规则告知学生:用鼠标点击不认识的物品的图案,屏幕上会显示对应单词的拼写并伴有读音;遇到困难可向好友求助。该课前准备时间为5分钟。然后师生一起进入游戏的第三阶段:在城市的肉店购物。学生可自由发挥,与肉店店主进行对话,询问想买食物的价格,讨价还价,最后确定物品的重量并进行付款。教师通过文本和滚动的临场效果进行监控,并纠正学生所犯的单词或语法错误。教师需将该阶段的时间控制在15分钟以内,使之与课堂学习这个中心很好地结合。最后可让学生做一个游戏活动总结(le résumé),在让学生进一步熟悉常见肉类词汇的基础上,锻炼其总结归纳的能力。
该游戏作为辅助手段应用于法语教学的优点:该游戏短小精悍,可让学生很快进入角色,减少课前准备时间;有利于老师控制游戏进程,将整个游戏时间控制在20分钟左右,使其与学习这个中心相结合;学生能够运用听觉、视觉学习语言,提高学习效率;对话练习也相对简单和快速,有利于激发学生的学习热情;可快速评估学生的学习结果(游戏可自动检测学生对话的正误)。
主要缺点:游戏的娱乐性比较有限。
对传统教学手段的辅助作用:游戏场景与学习内容的联系非常密切,且贴近学生的日常生活;游戏中穿插了当课知识点或者已学知识点,既激发了学生对游戏的浓厚兴趣,又能及时复习和学习法语传统知识点;游戏的全部过程为20分钟左右,可实现与传统教学手段的较好配合,达到课堂学习的目的。
游戏截图:参见图一。
图一 Thélème游戏截图
2.将Assassin’s Creed为代表的3D法语写作游戏(jeux pour l’écriture)应用课堂实例
游戏介绍:Assassin’s Creed(杀手的信仰)是一款动作/冒险游戏。玩家可以在游戏的世界里到处漫游。在游戏中,玩家要扮演的角色名叫Desmond Miles。Desmond由一种名为Animus的网络进入过去的世界,他的任务是阻止12世纪的兄弟杀手会的头目Alta?觙r Ibn La-Ahad从圣殿骑士团骑士(des Templiers)手中夺取 “亚当的苹果”(les “ Pommes d’Eden ”),阻止其统治全世界(Thomas Constant, 2011)[10]。
通过游戏中虚拟的Animus网络,完全消除了现实世界与虚拟世界的距离。游戏的主角必须面对各种复杂的情况,这对玩家的策略和统筹规划能力提出了要求。此外,游戏对12世纪的时代背景也做了详尽的描述,有助于玩家丰富历史知识。在游戏的第一节及后续节,玩家可以通过逼真的三维图像直观地感受耶路撒冷、大马士革、福罗伦萨、巴黎和罗马的城市全貌。游戏中也出现了百科全书式的文化知识,还有关于城市建筑和当时的政治、经济背景的准确信息。
教学对象:具有一定法语基础的法语专业大三学生。
教学目的:使学生掌握基本的与宗教、建筑相关的词汇,学会描写建筑物,并了解12世纪的东西方社会、文化的不同。
授课形式:教师首先将这一课要达到的教学目标告知学生:学会描写12世纪的巴黎与大马士革的城市全貌。其次根据课本提供的巴黎全貌及巴黎圣母院图,教师带领学生掌握与宗教、教堂相关的词汇(这些词汇有利于学生做出对建筑的详细描述),如基督教(le chrétien)、教堂(la cathédrale)、防御工事(la fortification),同时引领学生对城内不同的建筑进行分类,如风格独特的拱门(l’arche)、军事设施(installation militaire)、服务设施(établissement de service)、娱乐设施(établissement de divertir)等。该阶段持续时间大约为10分钟。然后师生一起进入游戏,12世纪大马士革的清真寺(mosquée)便会呈现在眼前,此时教师让学生观察清真寺的建筑风格(style de construction)和装饰风格(style de décoration)。随着游戏的深入,学生可以概括出12世纪的大马士革城市全貌(le panaroma)。教师需要注意控制该阶段的时长,尽量在15分钟内。最后结束游戏,此时让学生运用在课本上和游戏中学习到的词汇进行景物的描写。学生通过对东西方两座城市的比较,可以得出不同的宗教文化和建筑风格,并就此与同学进行口头交流,锻炼其表达能力。
该游戏作为辅助手段应用于法语教学的优点:教师可根据不同的教学内容和目标选择不同的游戏场景;游戏的良好3D数字动画效果和高分辨显示可以让学生身临其境,增强学生的沉浸感,感受古老建筑的独特魅力,增强其描述能力;既可以运用于法语书面表达课程(如城市建筑的描写),又可以用于法语口头表达课程:学生与同学交流其游戏经历、所见所闻,有利于口头表达能力的锻炼。
主要缺点:教师和学生的前期准备较长;游戏情节的复杂化对教师控制游戏长短提出了更高的要求,教师须严格控制每个阶段的时长。
对传统教学手段的辅助作用:游戏场景与学习内容的联系非常密切;游戏很好地结合了传统课本上的内容,补充了课本上没有的信息;在游戏中学生能使用当课知识点,激发了学生对游戏的浓厚兴趣,巩固学习了法语传统知识点;游戏的全部过程为20分钟左右,可实现与传统教学手段的较好配合。
游戏截图:参见图二。
图二 Assassin’s Creed 游戏截图
六、结语
就现阶段国内的法语教学来讲,教材内容陈旧、教学方法古板、教学设施不完备等原因,严重限制了学生的个性发展空间和法语教育的多样性。游戏教学作为一种新兴的、能提高学生热情的教育方法在国外被广泛使用,但在国内的法语教育中却很少被提及。本文首先从理论角度阐释了网络虚拟游戏应用于法语教学的理论基础,然后研究分析了国内外的相关研究,最后列举了一些3D法语游戏作为辅助手段应用到法语课堂的实例,并综合考察了其利弊。通过以上分析不难看出,网络3D游戏集传统游戏的趣味性、目的性、自由性及真实情景性、互动性等学习相关的属性于一身,为学习者创建了一个非常优秀的建构主义的学习环境:学习者进入丰富的情景化活动中,通过与他人的文本的、视听的交互、协作,得以实践听、说、读、写等四种技能,锻炼社会协作能力,增多角色扮演和承担风险的机会,并促使学习者实现文化的适应,参与知识的构建。此外,网络3D游戏的设计几乎都是以现实生活中的情景为背景的,它使语言与具体情境相结合,给语言学习提供了一个理想的环境。高沉浸感的游戏让学习者身临其境,促进了虚拟学习社区的形成;“非生产性”要素让学习者感受到一种归属感和认同感。由此可见,3D网络游戏弥补了传统教育方式的不足,提供了一种全新的教育方式,因此3D网络游戏作为一种辅助手段应用到法语教学中是完全可行的,并非哗众取宠。
但是,在法语教育中,游戏利用法还有很多问题未解决,例如,游戏在法语教育的初级阶段能起到很好的刺激动机产生的作用,但是到了法语学习的高级阶段,是否能持续这一作用尚未考察。这些问题有待在今后的研究中探究和解决。
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篇10
一 引言
随着互联网、物联网、云计算、普适计算等新技术的蓬勃发展,以及国家实施的第十个五年计划的信息化建设,社会信息化的认知水平、信息基础设施的建设水平、网络应用水平与普及程度、网络教育水平都有了很大的提高。应用型本科院校如何加强网络工程专业“应用型人才培养”的实践教学体系改革与研究,成了当前应当迫切思考的问题。
实践教学体系是指围绕专业人才培养目标,运用系统科学的理论和方法,对组成实践教学的各个要素进行整体设计,通过课程设置和实验、课程设计、实习、毕业设计、科技创新、社会实践等实践环节的合理配置,建立起来的与理论教学体系相辅相成的结构和功能最优化的教学内容体系。网络工程专业是一种实践性极强的工程性学科,应着重培养学生的技术开发和工程应用能力,如果缺乏丰富的实践基础,将导致毕业生不能胜任实际工程项目需求,不符合业界需求。
二 当前应用型本科网络工程专业的实践教学体系问题反思
在目前的新形势下,网络工程专业的实践教学体系在建设方面存在以下问题。
1.教学内容与社会需求不相适应
主要表现为本科毕业生面临就业时,发现所学知识不能对解决就业问题带来很大的帮助。其主要原因体现在两个方面:其一是教学内容老化,没有及时更新。网络工程专业的特点是核心技术发展日新月异,变化多端,这也就需要专业的理论和实践教学内容随之进行相应的更新。如果教学内容没有及时更新,学生在就业时就会面临所学知识跟不上社会需求的状况。其二是受专业定位滞后的影响,课程体系结构不能满足当前社会人才需求。网络专业建立之时,网络工程专业的课程体系大多以组网为主。而如今我国已进入第十二个五年计划,信息化发展的重点在于如何发挥信息化的作用以及如何保障信息的安全,并且物联网也成了发展的重点产业技术,网络工程专业的培养定位使毕业生大多仅具备网络规划、设计、构建、选型及安全管理和维护方面的能力,而缺乏网络技术应用与网络技术服务为主的能力培养。同样,其专业的实践教学体系也不能满足社会对网络技术应用与服务方面日益增长的能力要求。
2.教学方法、手段与社会需求不相适应
近几年来,各个高校的教师队伍不断发展壮大,越来越多的高学历人才走上讲台,成为教学工作的主力军,他们兢兢业业地将长期在理论研究上积累的丰富经验反哺于日常教学中,取得了丰富的教学成果。但是,由于长期不在生产第一线的缘故,实践经验相对缺乏,在重视理论教学的同时,没有加强实践教学环节中教学方法的革新,依然采用理论教学中相对封闭的教学模式,使教学方法与手段落后于社会需求,导致理论教学体系改革跟不上实践教学体系的改革。
3.考核评价体系与社会需求不相适应
网络工程专业是一个实践性很强的专业,而应用型本科主要是以应用为先导,培养具有创新能力的高等技术应用型人才为目标。经过十多年的发展,应用型本科院校的网络工程专业积累了一定的培养经验,也培养了一大批社会急需的网络技术应用型人才,为信息产业的发展做出了巨大的贡献。但应用型本科院校培养的网络技术人才是否真正合格,最终是需要用人单位来进行评价与下结论,如果不与企业相结合,自己制定一套考核评价体系,难免会导致企业需求与高校培养不平衡的矛盾产生。因此,大多数应用型本科院校都比较注重校企合作平台和产学研合作平台的建设,其目的都是力争缩小培养方案与实际需求之间的差距。但是,对于如何合作才能满足要求却仍在摸索与探索之中。
结合以上几点,上海电机学院网络工程系在教育部应用型本科教育通用标准指导下,结合我校“技术立校、应用为本”的人才培养方略,与高校、企业等深度合作,探索应用型人才培养新模式,构建具有创新性、科学性和可操作性的网络工程专业高等技术型人才培养方案和相应的课程体系,构建突显“3+1”的、新的实践教学体系新模式。
三 网络工程专业实践教学体系改革的思路与举措
1.应用型本科网络工程专业实践教学体系的改革原则
第一,专业培养目标与定位相结合的原则。上海电机学院网络工程专业的人才目标定位于培养能为社会主义现代化建设服务,德智体全面发展,具有较高文化素质修养、敬业精神和社会责任感,掌握网络工程及相关专业的基本理论知识,具有较强的自学能力和工程实践能力,能从事计算机网络系统的设计与组建、管理与维护、应用与开发的高等技术应用型人才。在此培养目标定位的基础上构建课程体系模
与之相对应的实践教学体系培养目标是:在掌握本专业领域与专业方向的专业知识,了解本专业学科的发展现状和发展趋势的基础上,具有较强的计算机网络系统的设计与组建能力、管理与维护能力、应用与开发能力,具有一定的工程意识和效益意识,具备较强的解决网络技术实际问题的动手能力。其中应有开发能力的培养是为适应当前社会对网络技术应用与服务方面日益增长的人才需求。
第二,社会需求与能力培养相结合的原则。要以社会需求为导向,充分考虑本专业培养人才所面向的企业特点,清楚了解各个企业的需求,并对这些需求进行分析与归纳,而后确定人才培养的具体规格,构建与之相适应的实践教学体系与教学内容,使培养的学生在校期间就能掌握当地企业所需要的知识与技能。
网络工程专业的人才能力需求可以分解为网络设备研究与设计实现、网络协议分析与设计、实现、网络应用系统设计与开发、网络工程规划设计与实施、网络系统管理与维护以及网络系统安全保障等六个方面,如图2所示。这六项能力覆盖了网络互联软硬件设备的设计、研发、生产、测试,网络应用系统的设计与开发,网络组网工程的方案设计、论证、施工与调试,网络应用系统的使用、管理、维护和安全防范。而根据应用型本科院校的人才培养目标与定位以及社会对应用型本科专业人才的需求层次,应注重网络工程规划与设计、网络应用设计与开发、网络系统管理与维护这三大能力的培养。其中网络应用系统设计与开发能力是近几年来越来越受到重视的能力与社会需求。
第三,学校与企业,教师与学生都达到“多赢”的原则。网络工程专业实践教学体系改革的内涵是通过提高专业实践教学水平,达到有效地帮助学生们提高工程实践能力、满足社会与企业对专业人才需求的目的。首先,应是优化教学实验平台,最大化实现其功能。其次,应积极联合企业和其他高校,以学生为中心,以企业受益为准绳,以加强高校合作为前提,调动一切可以调动的资源,让学生在实践课程中领悟所学课程的知识内容。最后,应通过产学研合作方式,充分调动教师的积极性,发挥教师的主观能动性,最大程度地提高教学水平。只有这样,才能达到学校、企业、教师、学生都各有所获的目的。
2.实践教学体系改革思路与保障措施
第一,实践教学体系改革的具体思路是构建具有应用型人才培养特色的“3+1”的实践教学体系,其含义是充分利用高校合作、校企合作以及产学研合作三大平台,共同支持本校网络工程专业的实践教学平台,如图3所示。其中“3+1”中的“1”是指本校的实践教学平台,是改革中的最关键因素,它包含了本专业实践教学体系架构中的四个层次,如图4所示。其本质为坚持校内实验、校外实习和社会实践相结合,由基础性实践课程、专业性实践课程、研究创新性实践课程、社会实践课程共同组成,包括课内实验、课程设计、认识实习、生产实习、毕业实习、综合实验、综合实训、毕业设计、社会实践、素质拓展等环节。此外,“3+1”中的“3”是指高校合作、校企合作、产学研合作的三大支撑平台,其宗旨就是通过三个平台的建设来为“3+1”中的“1”,即本校的实践教学平台质量提高打下坚实的基础。
一是加强高校实验教学合作,提高实践教学条件。在上述实践教学体系的基础上,我们进行了“3+1”模式的教学改革研究。首先,优化实验平台,争取最大化实现其功能,先后根据理论课程的内容需要,建设了四个网络工程专业实验室,分别是网络工程实验室、综合布线实验室、协议仿真实验室、信息安全实验室,尽量满足理论教学的所有实验要求。但这并不能解决所有问题,因为网络实验教学目前尚处在探索阶段,计算机网络领域发展速度极快,相关知识和教学内容更新速度也很快,在教学思路、教材选用和实验设备配置上仍是仁者见仁,智者见智。
网络工程专业的实验教学改革在全国各个高等院校中都是主要任务,所有的院校也都在改革中积累了不少的经验与教训,同行业的教师们也因此经常在一起商讨改革方向,交流经验教训,取长补短、共同进步。我们应充分利用这种机会和平台,积极参加高校教师教学研讨会,虚心学习长处,吸取经验教训,在现有的基础上,精心构建实验案例库和实训项目,根据不同能力的特点,组织教师开展了一系列实践教学改革项目。如在“网络设备与集成”的课程设计中,尝试进行项目化、案例化教学,把各高校总结出的实际问题融入课程设计项目,使学生在完成一门课程设计后,能较好地掌握网络设备与集成完整的设计流程,提高综合实践应用能力,并适时地把一些反映当代网络工程技术发展趋势的内容
充实到实验教学中,从而对整个实验教学体系的教学内容进行合理的取舍,使建成的网络专业实验室功能得到充分的利用。
二是加强校企之间的深度合作,提高专业实践水平。网络工程实践教学改革面临的另一个困难就是如何解决实践教学与社会需求脱钩的现状。一方面社会对网络人才的需求迅猛增加;另一方面对他们的应用能力提出了越来越高的要求。因此,在应用型本科办学过程中,如何加强实践教学、培养动手能力,积极适应市场发展的需求是需要努力探索和解决的问题。
共建校企合作实习教学基地是校企合作人才培养的一项重要举措。要保证实践教学的先进性以及与技术发展的同步性,需要在实践教学基地的建设上投入大量的人力、物力和财力,这单靠应用型本科院校是不可能完成的。而且,自行建设的实践教学基地与实际工作部门的职业环境存在差异,容易与社会生产实践的需求脱节。因此,充分利用校外资源,校企合作共建实习教学基地是拉近学校与社会距离的最有效举措之一。这些实习基地既是教学基地,又是就业基地,既承担教学计划规定的实践性教学任务,又是学生进行暑期实习、社会实践等的重要场所。
截至2012年,上海电机学院网络工程专业已建成与教学相匹配的校外实习基地13个,与一些企业建立了长期合作伙伴关系,并聘请企业工程技术人员参与学生实习和毕业设计的教学指导工作,以本科毕业设计课题中企业课题数为例,2008级的本科毕业设计课题中企业课题数只占总课题数的31%;而到了2009级企业课题上升到占总课题数的60%。这些校企合作实习基地不仅满足了培养学生实践应用能力的需要,也在用人单位和毕业生之间搭建了沟通的桥梁,为毕业生的就业奠定了良好的基础,学生的就业率也得到了很大的提高,学生、学校,企业三方达到了“多赢”的目的。
三是加强产学研合作,提高双师型队伍建设。作为一所行业背景强大的全日制普通本科院校,学校独特的管理体制造就了良好的产学研机遇和环境。近几年来,在学校的鼓励和支持下,先后开展了网络工程专业的实践教学体系综合改革,通过产学研合作平台功能的拓展,企业可以直接参与人才培养过程。行之有效的措施主要包括:(1)聘请企业科技专家与校内教师一同制订本专业培养规划;(2)聘请企业技术骨干担任兼职教师,双方共同进行专业理论课程和实践课程的建设,合作开发专业实践教学的技术案例;(3)企业和学校共建实验室,基础实验室建在学校,专业实验室建在企业,校企共享实验实训资源;(4)双方共同组成科研团队,搭建研究平台,就企业迫切需要解决的技术瓶颈进行重点技术攻关,既促进了专业教师科研水平的提高,也增强了企业的竞争力。
四是定期组织教师到企业生产单位调研、学习,帮助他们熟悉企业的工作环境和技术要求;选送青年教师到企业进行挂职锻炼,为他们加盟企业技术创新团队创造条件;选拔骨干教师到国(境)内外学习深造,促进教师转变教育观念,提高学术水平等。这种“走出去”和“请进来”的方式,一方面让学生真正获得了实践教学的效果,让校内教师们拓展了个人发展途径,提高了教学水平;另一方面,使企业的工程师们将实际经验转化为理论知识,获得了相当的成就感,也使得学校与企业之间共同建立了一支熟悉社会需求、教学经验丰富、专兼职结合的双师型教学团队。
五是辅以高效的过程管理和课内实践教学考核改革。实践教学体系一般是由实践教学目标、实践教学内容、实践教学管理、实践教学保障和实践教学评价体系等构成。“3+1”的实践教学体系同样离不开教学过程管理与教学评价体系的改革。为此,在“3+1”的实践教学体系中,高效的过程管理包括实验室管理、实验项目管理、实习基地管理等,其中实验项目的管理又包括基本操作型实验以预习形式完成,进阶技能实验在课内完成,大型综合性实验在课后完成的管理方式。
课内实践教学评价体系包括两大方面:一是过程考核,包括平时考勤、实验课表现以及实验报告撰写等。二是能力考核,包括设计方案、实施结果、口头表达与相互评分等。通过这两方面的考核,来综合评定学生的工程实践能力,完善实践教学评价体系,达到有效提高教学效果的目的。
四 结束语
应用型本科网络工程专业的实践教学体系一直应用于上海电机学院网络工程专业的日常教学当中,取得了良好的效果,也获得了经验与教训。总体来看,影响是多方面的,对学生的影响是获得了相关工作经验,毕业之后能很快适应企业的生产实际要求;对教师的影响是开阔了教学思路,提高了教学实效,并且能从繁重的备课中腾出时间进行新课程改革;对企业的影响是有针对性地培养符合本企业要求的人才,获得了直接的生产效益;对学校的影响是降低了实验室建设改造的成本,获得了办学经验,为学生就业创造了条件。
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Abstract: Network engineering is a new discipline which is set up by the Ministry of education. It is a new discipline, a fusion of computer science and technology and communication engineering. Aiming at the problems existing in the applied network engineering talents training in local colleges and universities, the course system of network engineering is analyzed. The course system is constructed according to the training objectives of network engineering professional talents and there specific training directions of network architecture and engineering management, network application system development and network and information security. Thereby the concept of course system construction based on the combination of course group and training direction is put forward.
Key words: network engineering; application; course system; course group; training direction
0 引言
W络工程专业是教育部设定的高校本科专业,是计算机科学与技术专业与通信工程专业相互交叉、融合产生的一门学科专业。该专业是一门软件与硬件相结合,同时兼顾网络与通信的计算机宽口径专业。重庆邮电大学移通学院作为地方高等院校,定位于培养中部信息领域国际化应用型人才,专业需结合当今科技发展和经济建设需求,不断地调整人才培养模式,向社会输送更多应用型、工程型的人才。
1 网络工程专业教学过程中存在的问题
在如何培养应用型网络工程人才的问题上,专业知识课程体系的建立一直是倍受关注的核心问题。通过与我省多所高校进行交流和探讨,总结了以下普遍存在的一些共性问题。
⑴ 专业知识课程结构体系有待优化,课程与课程之间存在较多的重复知识点,不利于提高学生的学习效率。
⑵ 多数应用型课程课堂讲授成分过多,缺少实践性的教学。学生感觉更多的是纸上谈兵,而实际应用中有“丈二和尚摸不着头脑”的感觉。
⑶ 多数教师使用的是教材所带PPT进行讲解,而一些教材没有引入当今网络工程领域常用的一些技术和方法。多数网络工程毕业生反映,大学所学内容与工作脱节。
⑷ 课程之间联系不够紧密,实践教学不够合理。缺少系统的完整工程项目来衔接各个课程所学知识点。
⑸ 师资队伍不够完善,有些研究方向缺乏教师,专业课程由单一老师承担,在教学内容和方法上缺乏交流,不利于对整个网络工程课程体系的构建。
⑹ 校企合作较少,学生在校期间很难得到实训的机会。
以上这些问题如果能很好地解决,对提高学生的专业知识水平、实践和创新能力,对构建应用型网络工程专业的课程体系起着非常重要的作用。
2 网络工程专业人才培养课程建设目标
网络工程专业课程建设应充分结合地方院校的培养目标和方向。我校网络工程专业主要是培养目标是网络工程师,培养方向有网络架构与工程管理、网络应用系统开发以及网络与信息安全三个方向。培养的学生应具有“良好的人文素养,扎实的科学基础,实践能力强,具有创新精神的复合型应用人才”。毕业生可以从事科研、教育、企事业单位的信息化建设和管理等的工作。
3 网络工程专业课程教学体系设置[1]
专业培养目标是课程体系的基础,而课程体系是专业培养目标的具体表现[2]。课程建设必须根据专业培养目标,结合当前社会对人才的需求,来形成自己的培养特色。我校根据网络工程专业培养目标,基于网络架构与工程管理、网络应用系统开发、网络与信息安全三个具体培养方向来建设课程体系[2]。
3.1 优化课程结构体系
为了更好地调整课程结构,优化课程体系,我校网络工程专业采取基于课程群的课程建设。将一些有关联的课程重新进行整合和优化,重新调整课程,增强课程之间的统一性和连贯性,减少课程间内容冗余,使其从整体上构成一个课程群。
课程群的建设要遵循相关性原则、系统性原则和综合性原则。再结合专业培养方向就构成了基于“课程群+培养方向”相结合的课程体系,如图1所示。在该课程体系中,课程结构以课程群为单元,这样既方便同类课程之间的衔接,又方便任课教师进行教研活动。
3.2 专业基础课程设置
因此,在学习通识教育基础课程的基础上,要开设计算机类基础课程和通信类基础课程,并将这两类课程划分为两大课程群来建设。分别为:①计算机类基础课程群;②通信类基础课程群。
3.3 专业方向课程设置
我校网络工程专业主要有三个培养方向:网络架构与工程管理、网络应用系统开发以及网络与信息安全。在课程群基本专业按照培养方向进行构建。主要分为三个课程群:①网络工程方向课程群;②网络软件方向课程群;③信息安全方向课程群[3]。
4 网络工程专业实践教学体系建设
网络工程专业是以实践为主的专业学科,着重于培养学生的动手能力、应用能力和创新能力。结合培养目标,学生通过在校期间的各种实践活动,能很好地掌握网络架构与工程管理、网络应用系统开发,以及网络与信息安全三个方向的应用技术[4]。
5 结束语
重庆邮电大学移通学院作为一所地方应用型本科院校,在制定培养方案时,以培养应用型网络工程师为目标,基于网络架构与工程管理、网络应用系统开发、网络与信息安全三个具体培养方向来建设网络工程专业课程体系,提出了基于“课程群+培养方向”相结合的课程建设方案。通过优化课程体系结构、建设实践教学体系等,解决了一些教学过程中存在的问题,已经形成了一套比较稳定、有效的课程体系。
参考文献(References):
[1] 荆山,孙润元,黄艺美.基于应用型人才培养的网络工程技术课程群建设[J].计算机教育,2014.20:7-11
[2] 容晓峰,唐俊勇,赵宇峰.网络工程专业课程体系建设[J].计算机教育,2010.14:61-64
篇12
[基金项目]本文系天津师范大学教育基金项目“教育技术专业网络实验课程体系的设计与研究”的阶段性研究成果。(项目编号:52WQ57)
[中图分类号]G642.4[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2012)20-0090-02
研究型教学与研究型学习是我国当代高等教育发展的必然趋势,它以培养大学生创新精神和研究能力为目标,为学生具备自学能力打下坚实基础。文章结合“计算机网络技术”课程的特点,探讨如何有效地将研究型教学引入该课程,以充分调动学生的学习积极性,并培养学生的创新能力以及科研能力。
一、研究型教学的意义
目前国内高校在创新教育方面仍存在着一些问题,如教师的教学过于重视知识的传授,对学生创新能力的培养不到位;教学知识与社会生产实践脱节,无法调动学生的学习积极性与主动性;在考核体系中只注重对知识的考核,而忽略对实践创新能力的考核等。因此,以培养学生创新精神和研究能力为目标的研究型教学,已经成为我国高校教育改革的趋势。在高校课程教学中引入研究型教学,既可以充分调动学生的学习积极性,也有利于培养学生的创新能力,使他们不仅成为适应社会的人才,更能成为改造社会的人才。
二、“计算机网络技术”课程改革的必要性
“计算机网络技术”是计算机技术与通信技术相互渗透、密切结合而形成的一门交叉科学,它的应用已经遍及社会生活的各个领域,对当代社会的发展以及人们的工作和生活产生了深远影响。“计算机网络技术”作为计算机相关专业学生必修的核心课程之一,在整个学科中有着极其重要的地位。
“计算机网络技术”的教学目标大致可以分为三个层次:网络基本应用、网络管理员或网络工程师和网络相关科学研究。其中,网络基本应用的目标是掌握“计算机网络技术”的基本概念和知识,具有熟练使用计算机网络和简单网络故障维护的能力,这是现代人才都应具备的基本素质。网络管理员与网络工程师是培养掌握网络集成、网络管理与安全、网络编程等技能,并专长于其中某一项的专业技术人员。这一层次的人才,既要具备较好的理论知识,又要充分与社会生产实践相结合,理论与实践的紧密联系是培养该类人才的基本策略。
高等教育中的计算机网络技术课程涉及大量基础理论、基本模型,还要与当前的工程经验和工程实践密切结合,为社会培养既具有较高理论基础,又具有较强动手能力的网络应用技术人员。然而教学方法单一,学生课堂参与度低;课程讲授过分重视确定性、陈述性和记忆性的材料,忽视原理性、策略性、创造性知识教学;教学内容与实践脱节,实验教学环节薄弱等问题长期存在。学生总体的感觉是教学内容过于抽象、空洞,知识陈旧无法调动学生的学习积极性和研究的主动性,不利于学生综合能力和创新能力的培养。可见,对“计算机网络技术”课程进行教学改革十分必要。
三、“计算机网络技术”课程中实施研究型教学的方案
(一)在课堂教学中注重改善教学方法与教学手段
在多年发展的基础上,“计算机网络技术”课程已经具有自身比较完善的知识体系,基础理论知识相对成熟,在教学内容中的基础理论知识的选择上应该兼顾新兴技术。例如,当前在计算机网络技术中广泛应用的工业标准是TCP/IP协议栈,而OSI参考模型对计算机网络的发展具有指导性的意义,却没有被广泛应用,因此,只需要选择介绍其特点和网络体系结构的意义就可以了。
在教学方法上,重学术深度,即教学内容深层次的内涵,而不是教学难度。追求教学深度,可以帮助学生加深对基本教学内容的理解,激发学生的钻研精神和创新精神。挖掘教学深度可以从以下几个方面展开:
一是从“计算机网络技术”课程的发展历史挖掘基本教学内容的深度。在教学过程中,引入与教学内容相关的科学发展史以及相关的人物故事,以激发学生的钻研精神。例如,讲到分组交换技术对计算机网络发展的重大意义时,强调分组交换技术的提出以及当时多个科研队伍的研究状况,可以突出人物Leonard Kleinrock,当时他是麻省理工学院(MIT)的一名研究生,第一个分组交换技术的公开工作者。通过这种方法告诉学生,在计算机网络技术发展的历程中,有很多在校大学生都参与到其中来,并取得了巨大的成就,激发学生的学习积极性及钻研精神。
二是从“计算机网络技术”课程的基本理论挖掘教学深度。计算机网络技术的一些概念,看似简单,实则内涵丰富,要引导学生从更深刻的层次上分析和理解这些内容,就有可能使学生创造性地应用这些概念。例如,介绍OSI参考模型时,可以介绍其三级抽象的内涵和意义,以及对计算机网络技术发展的贡献,以鼓励学生在具有相关技术能力的基础上,进行计算机网络技术体系结构的研发工作,以提高包括网络安全性等内容在内的网络技术服务质量。
三是从“计算机网络技术”课程的实例出发,分析挖掘基本教学内容的深度。当今社会,计算机网络技术与生产实践密切相关,网络技术的一些概念、原理看起来枯燥无味,单从讲授方式入手很难引起学生的兴趣,如果在讲解这些内容时引入相关实例,对典型的案例展开分析、讨论和评价,学生看到了相关理论活生生的应用,他们的学习积极性和主动性就能够被充分调动起来。例如,讲到ATM技术时,引入早期某高校花巨资建设ATM校园网,但没有被广泛应用的案例,从中分析ATM网络的特点和实现技术,这样从生动的案例分析展开知识的讲解,体现了知识与现实的相关性,使学生在掌握了基础知识的同时,更有了一定的实际应用经验。
在教学手段上,还要大量辅助以多媒体教学手段,通过图片、视频、动画等方式展示教学内容。尤其是利用动画技术,可以将抽象复杂的教学内容和工作原理以直观的形式展现出来。例如将数据包在发送方的各层封装过程以及接收方的依次解封过程,利用动画方式演示出来,既形象生动,又容易理解和记忆。为了便于对知识点的理解,在教学过程中可以辅助使用各种相关工具。例如,借助Iris工具,可以捕捉并分析各种数据包结构,学生在该软件的帮助下,可以看到MAC帧、IP数据报、TCP报文等相关协议数据单元的内容和结构,这对学生理解和掌握网络协议提供了帮助。
(二)布置课外学习任务,完成知识扩展
长期以来,教师作为知识的传播者,是学生获得知识的唯一来源。而研究型教学就是要鼓励学生在学习中研究,在研究中学习,鼓励学生不要满足书本上的知识,而要研究和掌握书本上没有的知识。因此,在教学过程中为学生提供基于课程教学内容而又略高于教学内容的资料和获取资料的各种方法。这样既拓展学生的知识面,又培养学生搜集资料,阅读文献的良好习惯。
(三)设计综合实验,培养学生创新能力
“计算机网络技术”课程是一门应用性很强的学科,因此要格外重视实验教学环节,它不仅是理论教学的深化和补充,更是培养学生综合运用所学知识,解决实际问题的重要环节。在试验教学改革中,要从传统教学模式下的告诉学生“只能做什么,不能做什么,结论是什么”,改变为让学生去思考:你能做什么?怎么做?结论是什么?即让学生去思考,让学生去根据现有条件,自主设计实验。计算机网络技术实验分为三个层次:
第一层次为基础实验,其中多为验证性实验,验证网络技术的相关原理。传统的验证性实验,是先告诉学生本次实验要验证哪个理论,实验的步骤是怎样的。实验没有悬念,也就没有吸引力,不能激发学生的学习兴趣。如今同一实验,并不提前告知学生要测什么,只是设计了实验的多组数据,让学生去思考、去实践,并对实践结果进行比较,最终得出相关结论。例如,在验证子网掩码作用的实验中,设计多组实验数据,让学生去实践、去思考,最后总结归纳出子网掩码对子网划分的作用。
第二层次的实验是扩展性试验,这类实验可供学生选做,以拓展学生的实践技能。扩展性试验主要包括网络安全、网络管理、网络工程等相关方面,这就要求学生在完成此类实验之前,必须完成相关知识的积累和学习。而这类实验多从生活和生产经验中来,不同的学生在不同的生活实践中获取的不同方面的网络知识,在这里都可以进行验证。同时,学生有意义的经验也会被收录,补充到扩展实验中来,从而实现随时补充随时更新的有效机制。
第三层次的实验是综合设计性试验。此类实验,教师通过提出问题、创设情境,鼓励学生思考并形成有效工作团队,自主设计实验。例如,给出某公司对网络的设计要求,要求学生针对用户需求和实际投资,自行组织团队,进行网络的硬件设计和虚拟实施,并开发相应的软件系统,以满足公司的业务需求。在团队进行网络设计的过程中,教师可以担当顾问的角色,以协助工作组有效展开工作。通过这类实验,鼓励学生主动参与、主动实践、主动思考、主动探索,在探索中发现问题、解决问题、摸索学习方法、积累实践经验,从而培养学生的创新能力,使学生整体素质全面提高。
(四)课程考核注重刺激思维,鼓励创新
研究型教学的考核方法主要是考核学生灵活运用基本概念、基本理论的能力,分析和解决问题的综合能力,以及创新思维能力。课程考核可以从以下三个方面进行:一是随堂测试。为了鼓励学生参与课堂教学、课堂讨论,鼓励学生积极思维,每章结束后进行随堂测试,既考核平时作业的掌握情况,又提供了另一种形式的师生互动。二是实践研究论文。主要是考核学生综合运用知识的能力。学生在完成实践任务后,提交相关研究论文,并进行评审和答辩,答辩成绩计入期末总成绩。三是综合测试。在课程结束后,进行课程综合考核,以考查学生的能力水平和知识掌握程度。
几年来的教学实践证明,在“计算机网络技术”课程教学改革中,应用研究型教学得到了广大学生的肯定,使得学生在“计算机网络技术”课程的学习中充满了挑战和兴趣,学生的团队意识不断增强,综合能力有了很大的提高。随着计算机网络技术的飞速发展,“计算机网络技术”课程的教学也应该越来越紧密地联系社会生产实际,在探索中不断推陈出新,为培养高素质、高能力的新一代应用型人才而努力。
[参考文献]
[1]王付山.大学生创新能力培养漫谈[J].中国科技信息,2009(18).
[2]刘赞英,王岚,朱静然,等.国外大学研究性教学经验及其启示[J].河北科技大学学报(社会科学版),2007(1).