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就统计数据本身而言,其不但渗透到社会生活的各个领域,而且数据量也快速增加,即所谓海量数据的处理,这就对统计学的发展和应用提出了更高的要求。例如在对一些理财产品的选择和风险投资领域,对这些数据处理最重要的要求就是快而准,唯有如此才能抓住盈利的时机,而电脑和网络技术的发展真正提供了这种可能性。计算机作为一种高速计算的电子计算机器,最重要的功能之一便是数据处理分析,不但能在时间复杂度上得到最大程度的优化,同时在完成基本数据运算之余,更能通过分析技术对数据做出合理分析,并在一定程度上通过对数据的整合完成对所关心对象未来发展的预测。所以,计算机技术不但能实现对数据的快速处理,而且在很大程度上推动了统计学的发展。
1.3统计学为计算机信息处理提供数据保证
在信息化时代,数据日新月异,层出不穷,计算机技术只是为信息时代的数据处理提供了高效手段,但只有信息是准确和可靠的,才能得出正确的处理结论,而这些数据是否真实、准确、可靠,完全依赖于统计学的调查方法和手段,依赖于统计学的不断发展。只有统计学,才能为计算机技术进行准确和及时的数据处理提供保证,也才能更好地促进信息社会的发展。
2计算机技术在高校统计学教学中的应用
统计学,以“概率论与数理统计”为核心理论支撑,包括诸如随机过程、抽样推断、时间序列、多元统计分析等各个细小分科,而作为与数据打交道的统计学,在通过数据挖掘来探求事物本质,发展状况与走向时,对数据的依赖是不容忽视的,对于海量数据的处理需要计算机技术、统计分析方法和统计软件。而在目前高校统计学教材和统计学学习中,学习的核心仍旧放在理论方面,在应用上投入时间少,尤其是对较为实用,较为前沿的技术介绍不够。下面介绍几种简单的计算机处理技术如何在统计学中进行应用。
2.1EXCEL在统计学中的应用
EXCEL是WINDOWS的成员,学习起来非常方便,极易被人们所接受,因高校中开设计算机文化基础课程,对此有所了解,因此尤其适合高校统计学中深入学习。EXCEL软件是一种功能强大的数据分析与管理系统,它提供了大量的函数,比如统计学中经常涉及到的平均指标(算数平均数、中位数、众数)、标志变异指标(标准差、方差、标志变异系数)、回归系数(一元、多元)、极值计算(最大值、最小值、峰值)、抽样推断(样本个数、置信区间)以及编制变量数列进行统计分组等等,都可以进行处理和计算,很直观,也很适合统计人员使用。另外,还具有很强的制图制表功能,同时可以对经济预测提供相应的数学模型,是目前高校统计学习中的一种重要数据处理工具。
2.2SPSS在统计学中的应用
SPSS是StatisticalPackageForSocialSciences的缩写,即社会科学统计软件包,是目前国际上广泛使用的统计软件包之一,主要分布在保险、医疗、制造、银行、证券、科研院所等各个领域。SPSS主要功能包括数据管理、数据分析、图表分析和数据输出等,集数据管理、分析与一体。主要内容包括均值比较、方差分析、主成分分析、回归分析、时间序列分析、因子分析、聚类分析等等,每类中都有多个细小的专项统计方法。SPSS也有专门的绘图系统,可以根据数据绘制各种图形。具有操作简便、编程方便、功能强大、全面的数据接口、灵活的功能模块组合等优点,为统计人员处理数据提供方便。
2.3SAS软件在统计学中的应用
SAS是StatisticalAnalysisSystem的缩写,即统计分析系统,现已发展成为一个大型的模块化集成软件系统,融数据处理和统计分析于一体,具有数据仓库管理、数据挖掘和集成数据访问等功能,广泛应用于医药、卫生、经济学、政府、农业、教育部门等各行各业,几乎满足任何类型的数据和任何应用的需要。具有易学易用,操作简便、完整可靠的特点。在统计学方面,可以进行一元线性回归分析、相关分析、方差和协方差分析、时间序列分析、决策分析和经济预测等等。SAS具有绘图功能,能把存储的数据以图形的形式非常形象和直观地显示出来,不仅可以绘制直方图、散点图、扇形图等,而且还能绘制地图。另外,本身还有函数系统,用户可以根据自己的需要选择适合自己的模块。SAS提供了几乎所有最新的统计分析方法,其分析技术先进可靠,非常值得在统计学中学习和推广。
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[中图分类号]C8-4 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194(2016)12-0-02
统计学是各高等学校财经类专业学生开设的一门基础核心课程,统计学是在搜集、整理、汇总、描述和分析数据资料基础上进行推断和决策的方法论科学,是一门应用性、实用性较强的学科,随着计算机的普及与应用,各种计算机技术不断涌现,为教学方式的多样化提供了先进的教学手段和丰富的教学资源,统计学课程的传统教学方法也受到了巨大冲击,发生了根本性的改变,本文将就计算机技术在统计学教学中的应用进行详细探讨。
1 计算机技术应用到统计学教学中的优势及必要性
统计学传统的教学方式是教师通过“黑板+粉笔+教案”的形式在教室讲课,学生盲目被动地接受所学知识,学生抓不住每节课的教学重点,师生间的互动极少,课堂上学生注意力不集中、溜号现象严重,教学效果并不理想。如果将计算机技术应用到统计学教学中,可以充分利用投影机、计算机、网络等多种现代媒体,采用在计算机教室进行授课的全新授课方式,充分发挥计算机网络的优势,将授课内容联网,可以增加课堂信息量,提高教学效率,为学生的课外学习提供丰富的资源,并且教师也免去了上课时板书书写的劳累,集中精力去讲课,节约课堂时间。另外,在统计学传统教学中,由于需要采用手工手段对调查资料数据进行加工、处理、分析,不免存在及时性差的问题,而且有的分析处理步骤是手工不能完成的,这会使学生不能全面认识统计工作的过程、功能。如果将计算机技术引进到统计学课堂,能够很好地解决这些问题。采用计算机技术辅助教学,能够非常方便地连接各种功能强大的统计分析软件,便于在课堂上处理大规模的实际数据资料及分析图表,并能使用计算机的模拟功能和动态功能来向学生演示处理过程,将统计课的抽象理论变得直观、具体,使教学过程变得形象生动,更便于学生对概念的理解及方法的运用,从而大大提高学生的学习兴趣,增强学生解决与处理实际问题的能力。总之,将计算机技术引入到统计学教学中,能够推动统计学的教学改革,使统计学教学水平得到迅速提高。
2 计算机技术在统计学教学中的应用
2.1 充分发挥Excel软件在统计学教学中的应用作用
目前,各高校在统计学课程教学中所应用的统计软件有SPSS、SAS、Eview等,这些软件具有很强的统计分析功能,但由于这些软件大多采用英文操作界面,对于学生来说掌握起来有一定困难,而Microsoft Office中的Excel是一款非常优秀的电子表格软件,它不但具有表格的计算功能,而且还具有强大的统计功能,其中包括统计教学中常用的各种统计数据模型(比如:统计数据的采集描述和整理、统计概率分布、抽样分布、参数估计、方差分析、回归分析、时间数列分析等),把Excel软件应用到统计学教学中,会使统计学的计算和分析容易很多。例如:现有大量的原始调查资料需要进行加工整理、综合汇总,还要给出反映现象总体特征的最终处理分析结果,要完成上述统计工作首先就要对原始的统计资料进行审核,然后根据统计整理方案对统计资料进行分组,接下来对统计资料进行汇总计算,最后将汇总计算结果绘制成统计分析图表。这一统计工作如果采用手工方式会费时费力,但采用Excel 软件就会轻松完成,大大提高工作效率。首先,在Excel软件中输入原始数据,利用Excel软件提供的数据工具可以实现数据的分组、排序、筛选,利用分类汇总功能还可以对数据分类进行求和、均值等的计算,最后利用图表制作功能可将计算结果绘制成各种各样的统计图表,从而再对数据做进一步分析,给出最终的处理分析结果,因此学生只要掌握了Excel软件的使用方法,就会使统计过程省时省力,达到事半功倍的效果。
2.2 充分发挥多媒体技术在统计学教学中的应用作用
首先,制作多媒体课件是多媒体技术在现代教学的重要辅助方式,采用多媒体课件教学,可以借助多媒体的文字、图像、声音、动画等多维集成效应,为学生营造生动有趣的学习环境,使课堂教学直观生动、灵活多样,激发学生的学习兴趣,提高教学质量和教学效率,其优越性是采用传统课堂教学手段无法比拟的。在统计学教学中会涉及大量数据、公式、图表以及大量的计算和数据分析,如果应用多媒体课件教学,就可以通过课件生动、准确地将统计过程呈现给学生。例如:在课堂上讲解“抽样分布”内容时,如果只通过传统方式的理论推导会使学生觉得教学内容抽象、不易理解,而采用计算机技术,通过随机模拟的手段,将不同样本量情况下的抽样分布都在计算机上模拟出来,通过多媒体课件展示给学生,使学生直接看到模拟过程,这样生动直观的方式可以帮助学生加深对问题的理解。另外,教师在制作多媒体课件时,还可以将主要教学内容以不同字体、颜色、图形等形式展示出来,以便充分调动学生的多种感官参与教学活动,使课堂真正达到传递知识、开发智力、培养能力,提高教学效率和效果的目的。
其次,目前很多高等院校都采用了全新的计算机教室授课方式,在计算机教室中安装上了多媒体教学系统(比如:远志多媒体系统、极域电子教室、凌波电子教室等),这种教学方式也是多媒体技术在现代教学的重要辅助形式。这种多媒体教学形式就是利用一套软件,在现有的计算机网络设备上,实现教师机对学生机的教学广播、教学监控、屏幕录制、屏幕回放等一系列教学管理与监控,来辅助完成整个教学过程,此系统融入了数字化、网络化的先进思想,打破了传统教室的时空限制,既实现了传统课堂教学中教师与学生、学生与学生间的交流,也使教学更加直观、互动,是一次教学方式的飞跃。
2.3 充分发挥网络教学平台在统计学教学中的应用作用
随着计算机技术和互联网的快速发展,目前各高等院校都建立了校园网,为学生提供了非常丰富的网络资源和网络教学平台,在统计学教学中运用网络教学平台将为学生提供广阔的学习空间、充足的学习资料、多样的学习方式,也使教师能够获得一个前所未有的教学场景。首先,教师可以通过网络教学平台上统计学的教学大纲、教学内容、教学重点难点、教学录像、教学课件等教学信息,在课前,使学生利用网络登录平台,就能够查阅与课程配套的教学内容,做好充分预习。学生了解了教学内容及重点难点,在课上听课时就能抓住重点集中精力听老师讲解教学内容,从而提高课堂教学效率。课后,学生还可以登录网络教学平台去下载教师的课件、教学录像等资料,反复播放观看课上没有听清楚的地方,如果学生在课后自学过程中仍然存在问题,还可以通过网络教学平台的网上在线答疑向教师请教交流,教师也会根据学生提出的问题及时给予解答,而且如果大多数学生都提出了同一个问题,教师还可将其作为代表性问题在课堂上为全体同学讲解。最后学生还能利用网络教学平台的在线测试功能对各节、各章所学内容进行答题测验,来检验自己的学习效果,同时教师结合学生在线自测的成绩也可以了解到每位学生的学习状况,及时发现教学中存在的不足,更有利于教师开展因材施教。
3 结 语
计算机技术在统计学教学中起着非常重要的作用,统计学教学与计算机技术越来越不可分,借助计算机技术,可以将统计学教学中的繁琐计算过程简单化,直接呈现出统计分析结果,使教学过程生动、直观、具体,既提高学生的学习兴趣,也增强学生解决与处理实际问题的能力,从而真正提高统计学的教学质量。
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二、计算机技术应用于统计教学的途径
(一)采用计算机技术为核心的多媒体教学方式组织教学
在统计学教学中,多媒体教学的优势日益突出:一是可以克服传统板书的局限,可以演示数据、呈现数据,处理数据,探索数据和研究数据分布的具体过程,增加教学的灵活性,在过去传统教学方式下,无法在一个课时内利用多种统计方法处理同一组资料,无法同时显示多种统计计算公式、相关图形及计算结果,无法直接利用结果和图形进行预测,而采用多媒体辅助手段后,则可使绘图、制表、数值计算、预测一气呵成。另外,利用计算机特有的模拟功能和动态演示功能还可使统计学的抽象理论变得直观、具体、形象,从而增强学生对概念的理解及方法的运用。二是可以介绍一些基本的统计软件,并以此为辅助教学手段,让学生在学习基本原理和方法的同时,掌握用计算机进行统计分析的现代信息处理手段,提高他们分析问题和解决问题的综合能力;三是可以为案例教学和实践教学创造了条件,从而培养学生的动手能力,综合运用知识的能力和独立思考的能力。
(二)强化统计软件、特别是EXCEL
软件在统计学习中的作用统计的学习与运用必须与计算机结合,才能事半功倍,而统计软件的应用作为载体恰恰起到了这一作用。现代统计软件是依托计算机、网络平台产生和发展起来的,能够最大限度地调动学生的学习积极性。而且使学习统计变成是一件有趣的事情。EXCEL作为一款优秀的电子表格软件,它的应用不仅仅局限与表格的计算EXCEL具有强大的统计功能,几乎包括统计数据采集和整理、统计数据描述、统计概率分布与抽样分布、参数估计、假设检验、方差分析、回归分析、时间数列分析与预测等统计学习中所有常用的统计数据模型。使得统计计算和分析变得容易多了。例如统计整理作为统计工作的一个重要环节主要是根据统计研究的目的,将统计调查所得到的大量的原始资料,采用科学的方法进行加工整理、综合汇总,使之条理化,系统化,以得出能够反映现象总体特征的综合数字资料的工作过程。运用EXCEL软件则只须输入数据,学生利用EXCEL软件提供的多种数据整理工具就可以对数据进行分组、排序和筛选、利用其分类汇总功能将数据归类、并进行求和、均值等计算,就可将计算结果通过统计表、统计图的形式显示出来,以便对数据进行进一步的分析。只要学生掌握了 EXCEL电子表格的使用方法即可在很短的时间里完成过去需要数倍时间完成的作业。
三、计算机应用与统计教学真正相互交融下的教学设想
(一)计算机的应用,有助于改变传统的教学方法,采用案例教学法统计教学在很大程度上只是采用传统的教学模式,即教师讲,学生听,概念加解释,即使举例也只能是蜻蜓点水。学生只充当学习过程中的被动角色,难以激发他们的学习兴趣与热情,学生靠死记硬背学习专业知识,难以从实质上抓住理论,概念的要点。统计学中繁杂的公式,抽象的术语,枯燥的数据,经常使学生感到高深莫测。然而,利用背景材料进行实际的统计案例分析,并对统计结果给予实际意义的解释,则会使学生体会到统计的功能与作用,感悟到现实生活中统计规律的存在,便于真正地掌握统计方法,在大量的不确定现象中寻求事物的本质。国外多数统计学教科书都集统计理论,统计案例分析和统计软件为一体,使统计学不仅保持了其理论性与科学性,同时又体现出较强的应用性与实用性。由于统计学的一个主要特点是应用,只有结合真实案例进行教学与分析,使教师在应用中教,学生在应用中学,统计教学才能活起来,所以案例教学在统计学教学中的地位越来越受到人们的重视。可见,计算机应用与统计教学的结合使案例教学法使用起来更得心应手,教学效果与效率大大提高。
(二)增加实验实训课程
计算机与统计教学的结合一方面是老师在教学的过程中采用多媒体技术和EXCEL等软件教学生如何使用,另一方面学生必须能在电脑上完成老师布置的实际“案例”。但单在课堂上只有老师的一台教学电脑无法满足所有学生的操作需求。必须开设实验实训课,使统计学与计算机教学有机地合为一体,增加在计算机房上课的时间,至少应有二分之一的教学课时在机房进行。
(三)改革考试方法和考试内容
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一、设计该系统所需要的设计平台以及工具
我们在做这个系统的设计的时候,选择了Linux操作系统作为我们的开发平台。这是因为Linux系统属于一种自由软件,使用起来比较方便,不会有各种各样的麻烦问题。而且,该系统具有较高的稳定性,不存在过多的病毒。此外,在Linux系统下,可以选择使用多种编程的环境,比较开放、便捷。
二、系统功能的设计
这个系统的主要任务是建立一个教学管理服务器,它是基于Linux操作系统的。它一方面要为用户提供出Web的登陆账号,另一方面还需开放Telnet的账号。这个系统应该具备合理的教学管理的功能。除此之外,这个系统还要能够给用户的使用提供方便。在本论文中,我们将所设计的计算机网络实验室教学管理系统划分成三大主要模块,分别是:教师端、学生端以及管理员端。
(一)教师端所起到的功能和作用
将教师端所具有的功能作用同学生端以及管理员端相比,教师端所设计的程序显得更加复杂,下面我们来具体阐述一下教师端所起到的功能和作用:
1.创建和删除教学班
以现如今的各个学校所制定的选课流程为根据,学生首先要做的事是在教务管理系统里选课。那么我们的实验室教学管理系统运行的第一步是:有效地同教务的选课系统进行结合,然后把教务系统里面的选课名单直接导进我们所设计的系统里面。一般来说,教务系统里面保存着学校里的所有学生的档案,因而其需要很高的安全性,正常情况下是不会为我们提供出编程的接口的,因此,我们可以把选课的名单复制成为一个文本文档,一个学生占用一行,各个属性的字段以空格划分,然后再编程把这个文本文档导进我们的管理系统里面。在进行这一系列的动作过程中,这个系统会为每一位用户都建立一个Web账号。此外,Telnet的账号可以用班级作为单位来进行添加、删除;当然也可以在建立Web账号的时候也建一个Telnet的账号。在一个学期之后,教师就可以将这个教学班删除了。
2.管理账号
指的是对于一些个别学生的Telnet账号以及Web账号的建立、回复和删除。这是由于在选课的时候,偶尔会有学生出现删除或补选某个课程的情况,此外,还会出现个别学生会忘记密码的类似问题。
3.管理作业
管理作业的功能指的是教师利用Web展开作业的布置,并且对学生所上传的作业进行管理以及统计学生用Telnet登陆所完成的作业。教师 进行作业布置的时候,如有需要可标出这份作业需不需要学生在完成作业之后将其上传。如果该作业是需要上传的,那么教师可选择给学生作业打分。
4.管理实验预约
这项功能在整个系统里扮演着很重要的角色。因为计算机网络的实验从专业的角度来说是属于专业实验的,因此在进行个别实验项目的时候需要配置并验证网络的环境。然而这样却容易造成实验的时间过长。所以,这个系统必须要使用较大的时间单位。
(二)学生端所起到的功能和作用
同教师段所起的功能作用相比,学生端较为简单,具体地说,主要包括修改Web账号的密码、查找教学班、下载及上传作业、下载教案、预约实验、查看预约的情况等。
(三)管理员端所起到的功能和作用
管理员端的主要功能和作用是管理教师的账号以及管理公告信息、查看实验室的各个实验项目的时间和预约的情况、打印实验名单、管理数据库和信息的过滤等。
三、系统的主要功能实现
(一)账号管理的模块
这个功能是利用PHP操作数据库。教师添加学生的账号时,第一步是把该账号插到选课的数据表里,如果是这个账号的第一个课程,那么其将会入进账号的数据表里。
(二)学生上传作业的模块
在系统中,如果学生发出一个交作业的申请,那么系统第一步将会检验其作业的文件名,看其是不是满足要求,然后再检查该作业有没有得到教师的评阅或者有没有出现超期的现象等等。如能通过这些检查,数据表会记录下那些已经通过查阅的作业,最后将提交作业操作完成。
(三)安排实验时间
这个系统时间安排方法是创建一个专门实验时间的信息表,每一个实验时间都要先去这个表里作比对,查看是否有冲突的发生,只有在没有冲突发生的情况下实验的安排才能获得允许,不然的话会提示时间冲突。
四、总结
我们所设计的实验室教学管理系统通过一个时间段的运用和完善,现如今,这个系统的各项功能已趋于成功,并且其性能也较为稳定。其对实验室的管理以及实验教学的管理,起到了极大的促进的作用。
参考文献:
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1资料与方法
1.1资料本研究
通过校园网站、海报和社交网络媒体招募,纳入45名(男22名,女23名)在高中和大学都没有解剖学课程的学生。受试者首先接受标准化心理旋转测试(mentalrotationstest,MRT)。该测试由四组五个图形(原始方块图形、两个正确旋转和两个错误旋转)组成,作为视觉空间能力的测量。受试者被随机分为3组学习骨盆解剖学:1)虚拟现实模型组;2)静态图像组;3)三维实体模型组。所有受试者都有一个学习开始阶段的准备期,以便学生能够熟悉格式和软件。
1.2方法
三维实体模型组(n=15)基于骨盆的塑料模型(带韧带的女性骨盆,marcussommermodellegmbh,Coburg,德国)学习。受试者可根据需要举起和旋转模型。静态图像组(n=15)由六张在幻灯演示文稿中绘制的塑料模型视图组成。受试者可以自行循环浏览视图。虚拟现实组(n=15)由CT扫描重建骨盆三维彩色图像。受试者可以通过鼠标点击和拖动在水平和垂直平面上旋转三维图像。对于上述三种模型,都有字母标签显著标识在模型对应解剖结构上。受试者可通过纸质版的目录查询这些字母标签的含义。受试者有10分钟的时间研究20个骨盆解剖特征的位置。这一时间限制是为受试者提供一个紧张的学习环境,更好地阐明不同学习模式之间的差异。如果不限定时间,学习者可能会在所有模式的学习中都表现良好,因此降低本研究的总体效应。
1.3评价标准
完成学习阶段后,受试者接受在尸体骨盆标本上的25项测试。测试包括15个名词解释题和10个功能题。名词解释要求受试者说出尸体骨盆上的标签所代表的解剖结构。功能问题需要从结构的位置和形式以及对空间关系的认识来解释功能。功能性问题中常见的主题包括骨骼和韧带的受力方式以及结构活动对外力的反应。在测试阶段没有时间限制,以减少对较难的功能性问题的偏倚。
1.4统计学分析
采用重复测量方差分析法ANOVA进行数据分析,将名词解释与功能问题百分比得分作为重复测量,以检验组间差异。使用ANCOVA分别检验组间在名词解释和功能问题上的差异,以及空间能力和性别因素对差异的作用效应。
2结果
受试者的人口学数据统计见(表1)。尽管与其他两组相比,静态图像组中女性更多,但总体而言,受试者男性和女性比例基本相当。大多数学生(80%)都是理工科专业的学生。以名词解释和功能问题的得分作为重复测量变量,MRT为协变量的初步统计分析显示,学习形式对学习效果有显著的影响(F=8.32,P<0.01)。学习模式和学习效果之间具有显著关联性(F=9.85,P<0.001)。为了进一步探讨这种相互关联性,我们分别研究了学习模式对名词解释问题得分和功能问题得分的影响。三维实体塑料模型组在名词解释问题上的得分(平均分为73%)明显高于静态图像组(52%)和虚拟现实组(55%),F=8.84,P<0.001。我们发现三组在功能问题上的得分没有统计学差异(F=1.35,P=0.31)。见(图1)。男性在空间能力测试上的平均得分为(11.9±3.82)分,略高于女性的(9.58±4.65)分,但这一差异并不显著(P>0.05)。为了验证性别对学习效果的影响,我们进行了包括空间能力和性别的分析。对于名词解释问题,空间能力的影响非常显著(F=17.2,P<0.001),而性别和性别×空间能力对学习效果的影响不显著。男性比女性在静态图像模式学习下表现相对较好,而在虚拟模式下表现则大致相同。女性比男性在三维实体塑料模型学习下表现较好。
3讨论
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文献标识码:B
文章编号:1002-2422(2010)05-0063-02
1 CAI与ITS
1.1 CAI系统的局限
CAI(Computer Assisted Instruction)即计算机辅助教学,传统的计算机CAI系统其实就是将一些教学课件和教学录像搬上了电脑屏幕,再加上一些简单的声音、图像、动画。实质上,只是一个资料库,学生接受到的仍然是叫“真鸭式”的教育。只不过这一行为的实施者由老师变为了电脑,采用的教学思想是一种线性程序,所教知识被预先划分成一系列知识点通过使学生不断掌握新的知识点而达到教学目的。随着实际运用的深入,暴露很多问题和不足,主要表现在:
(1)无法给学生提供最适合的学习内容和学习方法,无法达到个别化教学和启发式教学。
(2)学生在学习过程中遇到问题无法与教师、同学进行讨论和交流。
(3)受时间和地点限制,往往只能在课堂、学校机房里单机运行,给自主学习带来了不便,课件资源也得不到充分的利用。
1.2 ITS的特点
ITS的一个重要教学特征是针对个人,讲究因人施教,一个学生一种教学方法。以认知科学为理论基础,综合人工智能技术、教育心理学、计算机科学等多门学科的成果而形成的一门对学生实施有效教育的技术。与CAI系统相比,具有以下几个特点:
(1)交互性。ITS改变CAI系统的教学模式,不再局限于知识讲解、多媒体播放这些基本功能,而是更注重教与学之间的关系以及师生之间的互动。
(2)智能性。ITS实际上是一个教学型专家系统,能够做到懂得所要教授的知识、了解并记忆学生的知识状况和反应、掌握与学生交互(交流)的方法以及知道如何组织教学内容。做到因材施教,从而达到更好的学习效果。
(3)网络性。ITS在网络的支持下,突破了时间和空间的限制,完成在线学习、实时讨论、网络测试等多种教学任务。借助于网络的优势,实现了资源共享、信息交换,并且快速更新知识内容。
2 网络环境智能计算机辅助教学系统设计
2.1基于网络的ITS总体构架
网络ITS将具有某一领域的学科知识和相关的教学知识,能对学生进个别化教学,即能根据学生对知识的理解掌握程度,选择相应的教学策略,在一定程度上模拟人类教学专家进行教学活动。其注重已有知识、人类教学专家的经验和系统推理功能。其最大特点是可以集中教学专家的智慧,进行因材施教。就ITS所完成的功能而言,其主要由四个模块组成。
2.1.1领域知识模块
领域知识模块是十分重要的模块,包含了系统试图传授给学生的知识,代表了专家的智能;其不仅决定了教学交互过程的内容,也决定了教学目标的结构。ITS提供同领域知识知识相联系的接口,包含三个基本组件:
(1)用户接口:满足用户和系统之间交互的需要。
(2)推理机制:提供对知识库的解释,其结果用于对问题的展示。
(3)知识库:是专家系统的核心组件,包含许多针对某些应用问题的解决方案。
2.1.2学生模型模块
指明学生已知道什么和不知道什么以及学生的认知特点,代表了学生智能。系统通过学生模型建立对学生的了解,故学生模型是智能教学系统对学生的模拟,包括学生知识状态、认知特点和个性特点等。
2.1.3教师模型(又称为教学策略)
主要是提供有针对性的教学策略,代表了教师的智能。是解决如何组织教学内容的问题,即如何教的问题。主要任务是在相应的教学原理的指导下,选择适当的教学内容,并通过接口以适当的表达形式在适当的时刻展示给学生。
2.1.4智能人机接口
人机接口是系统与学生交互作用的部件,能理解自然语言的人机接口模块,即智能导师系统的用户界面。包括自然语言处理技术的应用、人机对话的处理、对领域知识库维护的接口、教学策略的修改接口以及学生模型的初始化处理等。
2.2系统流程
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(①College of Information Science and Engineering,Ocean University of China,Qingdao 266100,China;
②Yantai Engineering & Technology College,Yantai 264000,China)
摘要:一般情况下我们的资料都是保密的,如果没有对数据进行保密,那么有人得到这个文件的话资料就会泄露。在系统安全问题变得日益突出的情况下,为了增加安全性,我们有必要对资料进行加密,所以产生了密码学。本文结合一定的实例讲述了古典密码以及现代密码的应用。
Abstract: Usually, our documents are saved secretly. But if the database is not taken any secret strategy, all the documents that are got by anyone will be revealed. On the condition of the increasingly outstanding safe problem in system, in order to increase the safety of the documents, we have the necessity to encrypt to the data,so the Cryptography comes into being. This paper combined with some examples to discuss the application of classical cryptology and modern cryptology.
关键词:密码学 古典密码 现代密码 实现
Key words: cryptology;classical cryptology;modern cryptology;reality
中图分类号:TP31文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)32-0154-01
在我们的世界中,安全是一个相当简单的词汇。我们为什么要为信息设置密码,添加安全锁呢?密码又到底是什么东西呢?其实,密码就像我们的身份证一样,证明了登录系统的人或应用程序的合法性。我们加密就像是加了一道锁,锁住你不想让别人看见的资料或信息,这只是一个比喻,实际上它就是利用技术手段把重要的数据变为扰码(加密)传送,到达目的地后再用相同或不同的手段还原(解密)。拒绝未经授权或是未通过系统身份验证的用户的访问。密码就是为了防止未被允许进入的陌生人进入你的“账户”、“系统”等读写你的文件和数据。
密码技术是实现网络信息安全的核心技术,是保护数据最重要的工具之一。通过加密变换,将可读的文件变换成不可理解的乱码,从而起到保护信息和数据的作用。从专业上来讲,密码是通信双方按约定的法则进行信息特殊变换的一种重要保密手段。依照这些法则,变明文为密文,称为加密变换;变密文为明文,称为脱密变换。密码在早期仅对文字或数码进行加、脱密变换,随着通信技术的发展,对语音、图像、数据等都可实施加、脱密变换。为了研究密码所以就有了密码学。密码学是研究编制密码和破译密码的技术科学。研究密码变化的客观规律,应用于编制密码以保守通信秘密的,称为编码学;应用于破译密码以获取通信情报的,称为破译学,总称密码学。
密码学是在编码与破译的斗争实践中逐步发展起来的,并随着先进科学技术的应用,已成为一门综合性的尖端技术科学。它与语言学、数学、电子学、声学、信息论、计算机科学等有着广泛而密切的联系。它的现实研究成果,特别是各国政府现用的密码编制及破译手段都具有高度的机密性。
完成加密和解密的算法,称为密码的体制。密码体制分为私用密钥加密技术(对称加密)和公开密钥加密技术(非对称加密)。
数据的加密和解密过程通常是通过密码体制(cipher system)+密钥(keyword)来控制的。密码体制的安全性是通过密钥的安全性来实现的,现代密码学更注重的是追求加密算法的完备性而不是保密性,即:使攻击者在不知道密钥的情况下,没有办法从算法找到突破口。密钥是密码编制的重要组成部分,它是指示这种变换的参数。密码体制是由四种基本类型组成:错乱――按照规定的图形和线路,改变明文字母或数码等的位置成为密文;代替――用一个或多个代替表将明文字母或数码等代替为密文;密本――用预先编定的字母或数字密码组,代替一定的词组单词等变明文为密文;加乱――用有限元素组成的一串序列作为乱数,按规定的算法,同明文序列相结合变成密文。以上四种密码体制,既可单独也可混合使用,以编制出各种复杂度很高的实用密码。
利用文字和密码的规律,在一定条件下,采取各种技术手段,通过对截取密文的分析,以求得明文,还原密码编制,即破译密码。破译不同强度的密码,对条件的要求也不相同,甚至很不相同。
当今世界各主要国家的政府都十分重视密码工作,有的设立庞大机构,拨出巨额经费,集中数以万计的专家和科技人员,投入大量高速的电子计算机和其他先进设备进行工作。与此同时,各民间企业和学术界也对密码日益重视,不少数学家、计算机学家和其他有关学科的专家也投身于密码学的研究行列,更加速了密码学的发展。
从密码学发展历程来看,可分为古典密码(以字符为基本加密单元的密码)以及现代密码(以信息块为基本加密单元的密码)两类。而古典密码有着悠久的历史,从古代一直到计算机出现以前,古典密码学主要有两大基本方法:①代替密码:就是将明文的字符替换为密文中的另一种的字符,接收者只要对密反向替换就可以恢复出明文。②置换密码(又称易位密码):明文的字母保持相同,但顺序被打乱了。
对于现代密码学的发展,我主要举一个例子,指纹识别技术。
指纹系统逻辑结构包括邮政金融业务系统和指纹认证系统两部分系统之间通过接口互相调用、通讯实现业务系统内部人员的身份认证。天津邮政储蓄指纹认证系统包括认证和管理两大部分:认证部分实现本地和远程的指纹身份验证;管理部分完成指纹设备、人员信息的管理。管理系统划分为省中心指纹管理系统、区县指纹管理系统、网点指纹管理系统。
指纹技术的应用,有效杜绝了过去由于操作性风险导致的金融案件。采用指纹技术后柜员操作及授权业务只能是当事人操作完全杜绝了替代和非法授权的情况发生。由于是对本人指纹进行采集和识别,因而别人无法窥视、盗窃他人密码,从而切断了非正常途径传送密码的可能(防止高智商作案)提高工作速度,指纹录入及识别大约1秒这比手工输入密码要快。柜员和主管都不用费时定期更换密码,也不必用其他手段来保护密码。另外,该系统应用简单.不用对使用者作过多要求易学易用。
密码在当今社会生活中的作用可以说十分巨大,军事国防方面,现代金融、贸易、生产等无不在大规模使用密码.计算机网络的广泛应用,使人们对密码的依赖达到了新的高度,在千百万台计算机联结成的因特网上,用户的识别基本上是靠密码.密码被破译就会产生危及安全的极严重的后果.计算机“黑客”的作为,即为密码破译的一例,连美国国防部的计算机都未能幸免,可见密码编制的难度了。在如今生物密码技术还不熟练的前提下,我们只有更加注意防范,以免信息泄露,受到伤害。
篇8
1 引言
“计算机组成原理”(CP)是高校计算机专业学生的一门必修的专业技术基础课,它不仅可使学生剖析和体验计.算机的基本组成和工作原理,掌握计算机系统的基本设计技术,而且可培养学生分析和解决数字系统实际问题的能力,同时也是培养计算机系统分析、系统设计和系统集成技术人员的一个有效的教育环节。它在整个专业课的教学中,起到了承上启下的作用,是“微机接口技术”、“汇编语言程序设计”、“计算机系统结构”等后继课程的基础。该课程以计算机5大部件内容为主线,以内部结构和工作原理为重点,介绍计算机内部各功能部件的结构和工作原理及其构成整机的原理。
“计算机系统结构”(CA)是计算机领域中的一门重要学科,它强调从总体结构和系统分析这一角度来研究计算机系统。学习本课程,对于培养学生系统地、自上而下地分析和解决问题的能力和抽象思维能力有着非常重要的作用。本课程通过讲解计算机体系结构的新发展,把国内外体系结构方面比较成熟的研究成果和关键技术融入课程当中,并把前续的“数字逻辑”、“计算机组成原理”、“操作系统”、“编译原理”、“数据结构”、“汇编语言程序设计”等课程中所需的软硬件知识有机地结合起来,从而建立起计算机系统的完整概念。
由此可见CP与CA有着紧密的联系,在现有的教材中甚至出现了比较多的重复,在学生中引起比较大的反应。本文主要针对这一问题进行研究,拟在理顺这两门课的关系,调整好两门课程的教学内容。
2 教学内容的研究
在cP与CA系列教材中,两门课程出现重复的内容有:计算机系统的层次结构和计算机系统的性能指标;浮点数据的表示、寻址技术、指令格式的优化设计、复杂指令系统(CISC)和精简指令系统(RISC):高速缓冲存储器(Cache)和虚拟存储器工作原理和地址的映像与变换;输入输出系统的原理和方式、中断系统的工作原理:流水线工作原理。重复的结果不仅占用了CA课程宝贵的课时,而且使学生产生了厌学情绪。CP与cA两门课程究竟如何分工?该不该重复?又该怎么重复?是教学中值得研究的问题,也是亟待解决的问题。
在课程内容的选择上,以教学大纲为依据,按照学科知识体系的完整性和适时性原则组织课程内容。在内容上做到没有知识的简单重复、没有重要知识的缺失,同时要删除已过时知识,并补充新知识,从内容方面激发、吸引学生的学习兴趣。本文重点研究分析重复内容的必要性、可完善性和创新性。
对于计算机系统的层次结构,在CP中作为概述来介绍,以了解微程序在计算机系统层次结构中的位置,可以更好地理解软件、硬件、固件的地位和作用;而在CA里则是从概念和功能上将计算机系统看成多级层次结构,这样有益于理解各种语言的实质和实现途径,探索虚拟机新的实现方法和新的系统设计。所以计算机系统的层次结构的概念在CP课程和CA课程中是必需的内容。
关于计算机系统的性能指标,由于在CP中讲述的是冯・诺依曼体系结构各组成部分的工作原理,所以了解各组成部分的性能指标是必要的;而在CA课程中用性能指标来衡量计算机系统的标准,所以有必要更深入分析CPU时间、MIPS、MFLOPS和成本指标。
对浮点数据的表示,在CP课程中介绍了浮点数据的表示格式和表示范围,在CA课程中不必再重复,只需介绍浮点数的基数的选择、表数精度和表数效率,然后介绍浮点数的IEEE 754表示;当然对于高级数据的表示,在CA课程中是必需的。
对于指令系统,在CP中介绍指令的格式、寻址方式和操作码的扩展编码方式,最后介绍CISC和RISe的概念和示例;在CA课程中主要介绍指令格式的优化,CISC和RISC设计的关键技术。
输入输出系统的原理和方式、中断系统的工作原理在两门课程中是重复最多的一部分,CA较CP多出了通道处理机和输入输出处理机简介,可以归入CP课程。但考虑到中大型计算机的输入输出系统在计算机系统结构中是很重要的部分,所以可以将通道处理机和输入输出处理机在CA中介绍,同时将CP中的系统总线简介也归于系统结构,并从系统设计的角度去介绍。
高速缓冲存储器和虚拟存储器工作原理以及地址的映像和变换在两门课程中也是重复较多的。在CP中可以仅介绍其工作原理;而在CA课程中重点在于其性能分析,深入学习替换算法及其实现,分析提高存储器系统命中率和性能的方法。
对于流水线工作原理,在CP中仅介绍了流水线、数据相关和控制相关的概念,但在CA中要学习流水线处理机、超标量处理机与超流水处理机,其中包括先行控制技术、流水线原理、流水线性能分析、非线性流水线的调度方法、局部数据相关和全局数据相关、超标量超流水超长指令字处理机和向量流水和向量处理机,其内容远多于CP,因此这部分内容完全归入CA比较合理的。
在CA与CP中的未重复的内容,比如向量处理、SIMD并行计算机、SIMD计算机的互连网络、多处理机将作为重点内容在CA中介绍。而在以上分析中,由于CA课程的内容部分归入了CP,所以可以在CA课程中添入新的内容,比如多处理机算法,包括并行搜索算法、串行算法到并行算法的转换、同步并行算法和异步并行算法,并行程序设计语言及其实现方法。最后可以介绍计算机体系结构的新发展,包括数据流计算机、数据库机与知识库机以及面向函数程序设计语言的归纳机。
以上对CP与CA两门课程的重复内容进行了分析研究,拟在理清两门课程的关系,合理解决两门课程的内容重复问题。
3 解决方案
解决该两门课程内容重复的宗旨在于把握CP注重原理介绍,而CA注重高性能设计和并行处理。通过对两门课程的内容的研究和分析,调整后的内容如表1所示。
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生物统计学是研究数据资料的收集、整理、分析、解释的一门科学[1],也是畜牧、兽医、农学、微生物、医学等领域中不可缺少的统计工具,越来越多的数据分析离不开生物统计学的原理。在生物统计学中的上机实习是提高学生动手能力和解决问题能力的重要环节,在本次的教学改革与实践中,已经把二项分布、正态分布、普哇松分布等的概率计算纳入生物统计学的实践教学中。一方面可以让学生针对不同数据清楚其分布类型,针对不同分布类型选用不同的Excel函数模块,另一方面通过不同分布的概率计算,可以将课本上所学的知识很好地应用于实践数据分析。本文主要介绍利用Excel中的POISSON函数来计算普哇松分布的概率,现就POISSON函数的具体应用情况及注意事项进行介绍。
1 普哇松分布
普哇松分布(Poisson,也称泊松分布)是二项分布的一种极端形式,就是说某种试验结果或某种事件发生的概论极低(P很小)。因此,在应用中很容易将普哇松分布与二项分布混淆,普哇松分布的特点就是λ=π=σ2。普哇松分布的概论函数为[1]:
2 普哇松分布的概率计算示例
例题:已知某地区的牛群中每年出现怪胎的次数服从普哇松分布,每年出现怪胎的次数的平均数为2,计算该地区一年中出现3次怪胎的概率以及出现3次和3次以下怪胎的概率。对于这一问题,很显然牛群中每年出现正常胎和怪胎2种结果,而且怪胎出现的概率极低(平均2次),因此其属于普哇松分布。由于已经知道“每年出现怪胎的次数的平均数为2”,即就有λ=μ=2,因此该地区为出现3次怪胎的概率为:
2.1 出现3次怪胎的概率
利用以上公式可以直接计算普哇松分布的概率,但是因为需要记住公式,并且需要手动来计算,所以还是比较烦琐的。对于这一问题,可以借助Excel中的函数来快速计算出其概率。
首先在Excel中,选定空格按照以下顺序:插入―fx函数―统计―POISSON,出现图1提示框,在提示框中从上到下依次输入3、2、false,点击确定。就可以获得该地区出现3次怪胎的概率为0.180 4。
2.2 出现3次及3次以下怪胎的概率
首先在Excel中,选定空格按照以下顺序:插入―fx函数―统计POISSON,就会出现图2提示框,在提示框中从上到下依次输入3、2、true,点击确定。就可以获得该地区出现3次及3次以下怪胎的概率为0.857 1。
3 结语
随着计算机技术的发展,已经有更多的软件被应用于生物统计学,如Excel[2]、SAS[3]、SPSS[4-5]等,但是不同统计软件具有着不同的统计特点,如Excel统计功能更为简单,适合生物统计学的初学者。SAS统计功能比较宽广些,因其统计模块的限制,所以更适合能够自己编写程序的学者。SPSS的统计功能更为强大,几乎具备了所有的统计分析功能,操作相对简单、直观[6-8]。
虽然从统计分析上来看,SAS和SPSS的统计分析功能略胜于Excel,但是Excel也具有其独特的地方,如对二项分布、正态分布、普哇松分布等常用分布的概率计算来说Excel就显得简单多了。在普哇松分布的概率计算中虽然就是一个POISSON函数,但是针对不同问题这个函数里最后面的选项却不同,在POISSON函数的提示框中最后选项如果选“false”,则结果是显示P(X=x)的概率,而当最后一项选择“true”,则显示的概率是P(X≤x)[9-11]。
4 参考文献
[1] 张勤.生物统计学[M].北京:中国农业大学出版社,2009.
[2] 王香萍,王文凯,李俊凯,等.EXCEL中关于生物统计中两组平均数的应用方法及探讨[J].考试周刊,2011(6):180-181.
[3] 黄中文,张丹.生物统计与SAS教学中大学生自主学习能力的培养[J].新乡学院学报(社会科学版),2013,27(5):140-142.
[4] 白俊艳,贾小平,张小辉,等.生物统计学课程改革与实践[J].畜牧与饲料科学,2013,34 (10 ):57-58.
[5] 白俊艳,徐廷生,张小辉.生物统计附试验设计课程考核方式的改革与实践[J].教育教学论坛,2015(18):247-248.
[6] 李萍,胡琼波. Excel 2000在生物统计中的应用[J].岳阳职业技术学院学报,2005(3):51-53.
[7] 林树茂,吕敏芝,田允波,等.应用Excel进行畜禽性状相关和回归分析[J].家畜生态学报,2005(4):89-90.
[8] 赵秀敏.Excel和SPSS在生物统计课程教学中的应用[J].河南农业,2014(18):30-31.
篇10
1.系统的设计
1.1系统目标和主要内容
通过调研,我们了解了当前建设银行在会计教学和培训中采用的教学手段和教学方法,以及教师和不同层次的学生在教学和学习这一门课程时的心得体会;查阅了有关电算化会计的资料和文献,并经过对目前已有系统的调查,最终确定了系统的目标。该目标就是为职业教学提供一套高质量的计算机辅助会计教学系统,同时又兼顾各会计岗位,为在岗人员提供一个提高自身业务水平的自学工具。因此,在课件中我们以会计原理和建行会计为主要内容,把教学内容有机地组织起来,表现成一个网状结构。在内容安排上突出重点和难点,对“借贷记帐法”和会计实务中的“业务流程”、“账务处理”以及“凭证”、“账簿”和“报表”等重要内容提供详细的解释和生动的表现形式。同时,注重教学与实践相结合,既详细描述了传统会计手工方法,又仔细介绍了当前实际工作中会计电算化的情况,并提供一个摸拟实际业务的环境,让使用者处理这些业务。其主要内容包括:会计原理、建行会计、业务实际、学习工具、会计电算化和学习指南。
1.2系统的逻辑结构
为了完成系统目标,我们采用多媒体和超文本技术来实现会计内容的表示以及“凭证”、“帐簿”和“报表”的表现。超文本是一种新型的信息管理技术,它是一个非线性的网状结构,读者在阅读时不必象读一般文章那样按顺序阅读,可以根据实际的需要,利用超文本机制提供的查询能力,迅速找到自己感兴趣的内容和有关信息。制作超文本的过程就是将有关素材按其内在的联系划分成不同层次、不同关系的思想单元,将这些思想单元组成一个网状结构。
在系统设计时,我们运用结构化程序设计方法,采用自上而下的设计思想。首先利用数据库来管理和维护本系统中的所有文字和数据,使得数据与软件代码相对独立,有利于增强系统的可维护性。其次,对系统中的会计内容进行了详细的分析和总结,相对独立地划分了系统的各项功能模块,并利用超文本技术建立了各模块之间的联系,使得各模块之间既相互联系又有一定的独立性。
数据库提供整个系统的数据支撑,超文本机制用来管理和协调整个系统,人机界面用于人机交互和会计内容的表现,这三部分既有一定的独立性,又相互联系。
1.3系统的模块划分
系统划分为六大模块。
其中,基础会计主要包括“基本原理”、“会计核算方法”和“会计报表”,重点介绍了借贷记帐法、五种会计核算程序和主要会计报表。围绕“资产=负债+所有者权益”这一基本公式,详细地举例说明在会计事项中如何记借、如何记贷;提供了会计凭证和帐簿的样式,介绍了它们的编制方法;对“资产负债表”、“损益表”和“现金流量表”等主要报表中的各项进行了详细的解释,使用户通过报表了解表中各项所对应的会计科目,加深对报表的理解,建行会计主要包括“存、贷款业务”、“支付结算”、“资金清算”、“财务成果”、“财务分析”、“建行报表”、“委托业务”和“所有者权益”等内容,在介绍这些内容时,我们立足于建行的实际情况,从不同的方面详细描述了各项业务的业务流程、帐务处理以及注意事项。业务实践为用户提供了一个模拟建行会计业务的环境,用户可以根据本系统提供的具体会计事项,亲自填写相关业务的凭证、帐簿及其会计分录,并由系统进行评判,该模块由前提假设、结算业务、其它业务和财务成果四个部分组成。学习工具模块将本系统中的主要内容汇聚在一起,为用户提供一个快速访问各个模块的途径,并交会计凭证和会计报表汇总在一起,供用户查询。学习指南是本系统的联机在线帮助,完全继承了Windows帮助文件的风格,在任何时候按F1键获得帮助。会计电算化介绍了银行近几年在会计业务中的电子化建设,详细说明了网络系统中的计算机操作和手工操作的不同之处。
这六个模块相互之间比较独立,对于各模块之间的相关联系,我们通过超文本来实现其连接,使得系统的各个模块之间既相互独立又具有有机的联系。
2.系统的实现
2.1数据库的设计
在系统设计时,我们利用数据库来管理和维护本系统中的所有文字和数据,使得数据与软件代码相对独立。因此,多媒体数据在系统中的存储和使用是我们要解决的问题。在本系统中,我们通过在文本数据库中添加指针来解决该问题。即在文本数据库中增加三个字段,在这三个字段中分别存放该记录所需的多媒体信息的指针,应用程序根据指针来获得所需的多媒体信息。
2.2系统开发环境
根据本系统的特点和设计要求,我们确定系统的开发环境在中文Windows95环境下,以Visual Basic 4.0为开发平台;以Visual Basic 4.0提供的Data Manager为数据库引擎。Visual Basic4.0 是微软公司提供的功能强大的开发平台,它界面友好、操作简单,开发效率高。
3.系统的特点
本系统具有以下特点:
3.1提供多样化的学习方式。针对目前在会计教学和培训中存在的不足,我们利用计算机来实现会计内容的相互关联,把会计内容有机地组织起来,表现成一个网状结构,做到“以点带面”。
3.2教学内容以教学和实践相结合。既以传统的会计手工方法来说明会计的原理和会计实务,又辅以介绍在当前实际工作中会计电算化的情况。
篇11
计算机图形学主要研究用计算机进行图形生成、处理、输出与显示的基本原理和算法的学科;是计算机应用中的重要分支之一。此教学系统设计使学习者掌握了解计算机图形学中图形的基本算法及其实现,提高学习者算法设计能力和编程实践能力。
1 系统设计
由于图形学算法具有一定的抽象性、难于理解并且枯燥,学习者难于从通过执行的静态代码来想象图形数据结构的动态变化,从而丧失了学习该课程的主动性和积极性。为了让学习者对图形学算法原理有清晰的认识和直观的印象,提高学习兴趣,目前出现了一大批借助多媒体技术手段的图形学教学辅助软件,但这些软件普遍都存在以下这些问题:1)教学软件只是课本的电子版本,课本上的文字和图片被一层不变的搬到教学软件上,基本算法的讲解部分,也只是把算法原理和算法实现以字符的形式表现出来。2)算法采用FLASH动画演示,但只是按预先设定好的某种情况来描述算法,学习者不能输入不同条件来改变输出结果,也无法控制动画演示的速度,缺乏交互性和智能型,无法满足学习者个性化学习。3)采用可视化编辑工具C++或JAVA实现部分算法的动态演示,存在一定的交互性,满足自主探究学习,但这些软件没有涵盖所有基本算法的动态演示过程,缺乏在线协作学习等功能。
针对以上一些不足,本系统建立虚拟栅格和以可见点模拟人眼不可见的像素点,利用可视化技术以动画形式模拟该课程基本算法的实现过程、难理解的知识点和抽象概念,注重运用交互控制技术,学习者可以针对不同的算法进行参数修改和演示速度的调整,开发了题目实时更新的课后练习系统,还利用SOCKET技术开发了群聊工具,满足学习者自主学习、探究式学习、协作学习。该系统建立了授课、测试以及师生互动等体系,为教学建立一个完善的有好的教学平台。
1)技术路线
可视化编程工具C++ Buidler6.0将课程涉及到一些算法可视化实现,包括直线、曲线生成、圆、椭圆生成、直线段裁剪、多边形填充、分形模拟的动态演示。满足个性化学习,提高教学效率和教学效果。提高教学质量教学演示和模拟,对一些抽象概念、理论等实现模拟对计算机图形点、线、面的生成的原理介绍,多种直线、椭圆、圆、曲线、曲面的生成算法介绍以及生动的算法演示,以帮助学生在课后复习巩固课堂学习重点、理解图形在计算机中的生成原理、掌握计算机中的图形生成的算法。可视化教学软件可以展示出算法执行的过程,可以帮助学习者更好地理解算法内容,掌握其实质。模拟人眼看不见的屏幕像素,并且以动画的形式完成个性算法动画演示过程。
GDI图形处理技术,采用C++面向对象语言来完成课件的制作,达到优秀的运行效率。在系统中,制作了图象放大演示可以让学习者了解到在计算机中图形的真实一面;学生可以在二维图形的几何变换中自己画图,自由变换,使学生从最基本的图形变换了解计算机中的动画原理;在三维立方体的空间运动演示中和贝塞尔曲面的透视演示,学生可以感受到三维的震撼效果并且理解在计算机中3D建模的原理。
2)设计理论依据
计算机程序、数据结构向学习者传受时存在着说明表现、演示过程等方面的不足,设计此系统将程序执行过程以及数据演变过程形象地在计算机屏幕上以动态图形方式表现出来。比如,当运行一个可视化的算法程序时,数据结构和程序功能就可以将程序中不易理解的算法特征用图形方式动态地显示在屏幕上,因此加深了用户对程序行为的理解和认识,也准确地让学习者了解和分析程序执行过程所反映的逻辑含义和功能。
算法可视化教学能展现运动过程,能弥补课本中只能以插图和文字说明的局限性,同时培养学生的观察力、想象力和逻辑思维能力。算法过程可视化强调提供解决实际问题的原型,它必须满足两个要求:①提供真实性任务,这样能充分了解自己所要解决的问题,②目标具有复杂性,能引起学生进行深层次考虑,激发学生的内部动机。比如在实现图形学课程中圆的扫描转换算法时,在标记出生成哪些像素的同时,给出相应程序的执行过程中变量的实时变化,它让学生在短时间内充分认识并体会扫描转换过程的每一状态及变化。这类可视化目标的设计也强调交互式控制,用户可以悬着不同算法,对半径进行修改,调整演示速度等,这样教学者便可以依据讲解内容和学生的反应来随时调整教学过程。
该程序具有动态交互的优势,通过改变参数,学习者很容易能发现图形随参数的变化而改变的规律,从而从真正意义上实现交互性。除此之外,界面友好、显示清晰、逻辑性强、使用方便、科学性强都是它的优秀之处。
3)完善的辅助教学平台
利用SOCKET技术开发了群聊工具,建立起完成的授课、测试以及实验教学、信息、师生互动等体系,为计算机图形学教学实验建立以个完善的教学辅助平台。整合留言系统、电子白板等多种交互系统,为教师与学生提供了方便、适合的交流工具,达到教室、实验室在网络上的延伸,突破了空间的概念,并且把教师和学生紧密联结在一起。
本系统中包含一些使用计算机图形学知识完成的优秀作品。这些作品穿插在知识体系中使学生感受到学好这门课的重要性。同时提供丰富的课后习题供学生训练。如果觉得做的题目都是以前做过的,还可以通过SOCKET技术完成的在线讨论区以及留言板功能老师提出更新的题库的请求。若是碰到难题还可登录该讨论区,与同学、与老师一起讨论。在这里老师和学生无身份区别,完全可以自由讨论。而老师可以在合适的时候为原先的题库添加一些新的题目供学生训练。
计算机图形学是研究计算机生成、处理、显示和输出图形的学科。而图形学的教学关键是如何将图形的生成以更加生动和直观的方法展示给学习者,使学习者更能深入的理解计算机图形学的理论和算法原理。
2 结论与展望
计算机图形学是计算机学科的一个重要发展方向,学习计算机图形学课程之后,有利于读者向科学计算、计算机辅助设计、计算机仿真、信息数据的可视化、虚拟显示、动画与游戏、数字娱乐、数字设计等计算机应用行业方向发展。人们会对计算机图形学的研究对象、研究方法、编程实现、等问题认识不足而产生局限性,向学习计算机知识的者普及计算机图形学的教学,可以为解决计算机基础教育不能直接解决用户面临的实际应用问题的尴尬、弥补现教学中计算机仿真等环节的缺失、使计算机应用程序设计从“经验教学培养模式”到“科学理念式教学培养模式”转变,以及计算机类教学中起来一个良好的示范作用。
参考文献:
[1] Peter Shirley.计算机图形学[M].高春晓,译.北京:人民邮电出版社,2007.
[2] 魏俊鹏,于秋生.C++ Builder 6实用编程100例[M].北京:中国铁道出版社,2004.
篇12
随机通达教学,亦称随机进入教学,学习者可以通过不同途径、不同方式进入同样教学内容的学习,从而获得对同一事物、同一问题的多方面认识与理解。随机通达教学模式的宗旨就是要培养和提高学生灵活运用所学知识的能力,提高学生的理解能力和知识迁移能力。
2.特点和教学环节
随机通达教学模式的特点是可以多次进入同一个教学过程,学习者学习的渠道不是单一的,而是多元的。它有四个教学环节:创设情境、随机进入学习、小组协作学习、学习效果评价。
二、职业院校计算机教学实施
随机通达教学模式的必要性在实际教学中,不少教师还是习惯应用传统教学方法和教学观念,这已不适应当前快速发展的时代要求,也不利于学生的就业和发展。而在众多教学模式中,随机通达教学模式因其在教学实施过程中的灵活性和多样性得到教师和学生们的青睐。在实际教学中,随机通达教学模式能让学生从不同角度、不同途径去进入教学内容的学习,从而获得对同样问题的多角度认识和理解。这不但能激发学生的学习兴趣,还能帮助他们在学习过程中对问题进行深入思考,进而培养其自主学习能力,实现以学生为中心的课堂教学。学生在解决问题的过程中获得成就感,对以后的学习也就更有信心和兴趣。
三、计算机教学中随机通达教学模式的具体实施策略
笔者以制作“健康导报”为例,讲一下随机通达教学模式在计算机教学中的运用。
1.创设主题及演示
在职业院校计算机基础教学中,办公软件是学生整个计算机学习中必须学习和掌握的内容,本次的教学主题是制作“健康导报”。首先,教师利用多媒体展示“健康导报”作品,引起学生注意,让学生带着问题进入下面的学习;随后,通过引导学生从不同角度对作品进行分析,让他们能够自发地、多角度地、多层次地去探索、认识和了解与导报相关的知识内容。
2.随机进入教学
在演示过程中,学生会产生不同的兴趣和疑问,如,他们有的对图片的调整和制作感兴趣,有的对文字信息和图片之间的排版比较关注,等等。教师要以学生的疑问和兴趣点作为教学的切入点,引导学生在提出问题后根据兴趣进行小组讨论、协作,学生也可独立自主探索相关内容。通过对“健康导报”的分析和研究,教师可从以下三方面引导学生进入过程:①图片的制作,让学生明白,为文字配上相得益彰的图片会为文本添彩,吸引读者眼球。②排版的调整,告诉学生美观大方、整洁温馨的设计可以引发读者的阅读欲望。③文字的制作,引导学生对问题从不同角度进行分析与理解,每一次提问和回答都是一次进入,其他同学也可在倾听的过程中对问题进行思考,教师的实时总结会使学生的认识得到有效提升。
3.小组协作学习
对学生而言,虽然独立探索有助于发展其自主学习能力,但是小组协作也很重要。由于学生认知能力的限制、选择进入途径存在差异性,因此教师要注意对课堂的掌控、小组成员的搭配等。在协作中,鼓励学生不但要阐述自己的想法,也要倾听和分析他人的观点,这样在讨论的过程中,学生和教师就共同建立了有利于思考与智慧共享的和谐的协作环境,实现了教学相长。
篇13
1.会计主体是指会计为之服务的对象,在传统会计描述的会计主体是一个实实在在的单位实体。而在互联网的电子商务中,存在着一些网络公司、网上公司、网际公司,以及以信息资源为主导服务的信息中介服务公司。在会计上是否认定这些公司为一个会计主体?这将给会计主体假设产生影响。
2.上述的网络公司、网上公司、网际公司为了一个特定的目标,会在短时间内结合,形成一个新的公司主体,但项目目标完成后又可能会立即解散。因此,传统的持续经营假设理论已不再作用于此类公司的会计行为。
一、传统的会计档案是指会计凭证、会计帐簿和会计报表等会计核算专用材料,是记录和反映经济业务的重要史料和证据
这些史料和证据具有严格的数据平衡性、时序性和严肃性,不得随意篡改。运用计算机管理会计档案具有以下一些显著特点:
1.运用计算机管理会计档案,不仅保留了传统意义上的会计档案,而且还包括存储在计算机硬盘中的数据及其他磁性介质或光盘存储的数据。
2.传统的会计档案具有直观可视性,而存储在磁性介质上的会计档案必须在特定的计算机硬件与软件系统环境中才可以使用,才具有生命力。
3.运用计算机管理会计档案的载体不仅是通过打印等输出的传统意义上的纸张,更主要的是磁性介质或光盘。
4.运用计算机管理会计档案具有易遭破坏、难留痕迹的特点,同时他们又受载体的质量、存放环境、存储信息的有效期等条件的影响。
5.实行运用计算机管理会计档案的时间越长,会计档案与财务软件的版本数越多。
二、如何运用计算机做好会计档案工作的管理
为了更有效地做好运用计算机在会计档案工作中的管理,我们必须根据计算机管理会计档案的特点,分别做好会计档案的收集、管理与保存、利用等方面的工作。
1.计算机管理会计档案的收集。所谓计算机管理会计档案的收集是指在一定的时间间隔内(如一个会计年度),把计算机系统中的所有会计数据拷贝(备份)存储到磁性介质或光盘上,从而形成脱离于原计算机系统的会计档案。财务部门应把财务数据的备份文件保存好,以防计算机硬件系统损坏后能在最短的时间内,在最小的损失下恢复原有的会计电算化系统。
2.计算机管理会计档案的保存。由于计算机管理会计档案是存储在磁性介质或光盘上的,根据这些信息载体的物理特性,在形成这些档案时应准备双份即采用“AB备份法”进行数据的备份。
三、运用计算机实现会计档案的整理与再利用