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篇1
可用性是人機交互(Human Computer Interaction,HCI)研究中一個很重要的概念。國際標準化組織ISO對可用性的定義為:用戶使用該產品能可行的、有效的、滿意的達到特定目標的能力。可用性在很大程度上依賴于工具的功能如何較好的滿足用戶的需求等一系列因素。對于軟件來說,包括軟件的流程與用戶任務間的滿足程度,程序的反饋與用戶的期望值間的滿足程度,等等。一般認為,可用性的問題與“用戶因素”有關,而與社會、文化、環境等因素無關,早期的人機界面研究認為用戶因素對于成功地設計、完成系統發揮著關鍵作用。
教師或培訓者自身的教學思想、學習者的學習動機、組織學習文化以及環境條件等相互作用便產生了對網絡課程的可用性起決定作用的因素。可用性必須要考慮到學習者所處的社會和環境因素,因此可用性是相對于某種“情境”來說的。[1]
二、已有研究概述
1.常見網絡課程評價標準中可用性評價的分析
在線學習認證標準(E-Learning Certification Standards)。這是由美國教學設計與使用專業委員會建立的認證標準。這一標準草案從8個方面對在線學習的可用性進行評價,主要針對用戶在網上學習時操作的方便性,如導航、定位、反饋、幫助、易用性以及文本內容的質量等。
在線學習質量(Quality On The Line)。由美國高等教育政策研究所和BlackBoard公司聯合的基于互聯網的遠程學習評價標準。在這個標準中沒有明確將“可用性”作為一項標準列出,但是整個標準貫穿了建構主義學習理論,重視學生自主學習能力和學習環境的創設。
虛擬學習環境的教育評價框架(A Framework for Pedagogical Evaluation of Virtual Environments)。由英國Wales-Bangor大學的Sandy Britain和Oleg Liber等人完成的一個標準。該報告從評價策略的角度介紹了兩種模型,其中一種是“會話模型”(The Conversational Framework),主要把教師與學生、學生之間以及學生與環境通過媒體進行交互的活動情況作為評價對象,從所提供的各種學習工具的交互性上考察一個虛擬環境的優劣。
網絡課程評價規范征求意見稿(CELTS22)。這是我國教育部教育信息化技術標準委員會的一個評價標準。在“可用性”一項指標中主要從網絡課程的導航與定位、反饋、幫助等方面進行評價。[2]
對各種學習理論的深入研究使我們認識到網絡課程的建設不能是簡單的書本搬家,而要充分發揮網絡的特點,為學習者營造一個良好、高效的虛擬學習環境。建構主義的學習理論強調以學習者為中心,學習的過程是學習者與周圍的學習環境交互作用的過程。
縱觀以上國內外對網絡課程評價的標準體系,已經初步體現出了對可用性在“情境”創設方面的側重,但其重視程度遠遠不夠,更多的是從技術方面進行評價。實際上,網絡課程的可用性評價并不局限于課程內容的范圍,也要重視從學習者與學習環境交互作用的角度進行評價。
2.認知學和社會學角度
可用性,在軟件工程與設計領域是與“人體工程學”問題同義的。其目的是為了滿足用戶的使用習慣而制定設計應用程序的規則,這些規則包括各種輸入輸出設備、界面語言等。
在Web可用性研究領域被公認為世界權威的Donald Norman在其《日常事務設計》一書中將優秀的可用性設計的基本原則概括如下(1988):提供一個好的概念模型;將事物可視化;將控制、行為及其結果要與實踐一致;任何操作、行為都有相應的反饋。
在E-learning領域,Quinn針對e-learnin品的廣泛可用性問題進行了研究,提出了如下與可用性有關的問題(Quinn,2001):屏幕內容的非直覺性閱讀順序;不能與用戶現實世界的經驗相聯系;關鍵信息表述不完善。
Jacob Nielsen通過對這些規則的詳細研究,提出了“可用性探索十原則”,包括“系統的可視性、系統與真實世界的匹配性、出錯防范機制、使用的靈活性與高效性、幫助與支持文檔”等十個方面。
但是將這些不同類型的規則應用到網絡課程的設計過程中并不一定就能保證課程具有良好的可用性。根據認知學的知識,“概念模型”是建立在“形象示意”的基礎之上的,其比喻意義表現為不同的語言和語種范疇,這些不同的形象示意在不同文化的人群之中表現為不同的意義。
從最嚴格的意義上來說,軟件工具的可用性與其使用時所處的文化背景相關。Quinn所提出的“直覺閱讀順序”規則在西方國家,日本或者有的部落國家并不能產生同樣的效果,因為在這些國家閱讀的習慣順序是不一樣的。這種研究結果對于網絡課程來說也是正確的,因為學習是一個深深植根于特定文化的過程,即使在同一文化背景下學習行為也會被劃分為不同的“學習風格”,而被稱為不同的“學習文化”。因此,可用性的評價必須要考慮用戶所處的社會和文化背景。[3]
一種工具之所以被采用是因為其能滿足使用者的某種特定需求。因此,“有用性”成為使用一種工具的基本條件。“不需要”并不意味著工具與目標之間沒有關系:可能會存在著認知或者情感上的聯系。如果我們承認“可用性描述的是工具與使用者之間的關系”,那么“有用性”在更廣泛的義上來說就成為“可用性”的一部分。某些網絡課程沒有得到廣泛使用是因為人們缺乏使用的動力,這就需要考慮到對可用性的評價問題。
要成功地實現e-learning項目,學習者學習動機的組織支持起著舉足輕重的作用。在這種意義上來說,在公司內成功實施e-learning與成功實現“組織性學習”沒有什么區別。因此,從社會組織學的觀點來看,建立有用性的標準需要考慮到社會和文化背景的因素,可用性標準的建立同樣也要考慮到這些因素。
通過以上的論述我們可以看到,對于可用性問題的研究焦點越來越指向認知科學和社會科學的研究范疇之中,這些因素對文化和社會環境決定著工具的“可用性”程度。
三、 與環境文化因素有關的“可用性”的探索
網絡課程的使用在很大程度上依賴于“使用的社會范式”,它形成了工具使用的條件和方式。這些社會范式存在于使用者的意識之中,限定使用者看待和使用工具的方式,同時決定了使用者使用工具的能力。從其來源于特定文化的先前知識的積累,來源于先前態度、行為的獲得以及思考問題的方式的意義上來說,這種范式是社會性的。
研究證明,工作或社會環境、文化背景等因素都會對人們使用軟件的方式產生影響。
四、 學習文化對網絡課程“可用性”的影響
根據已有的不同學習理論我們可以形成四種對學習的比喻說法,也可以稱之為四種“學習理論”。這些學習文化相對應于教育領域的不同的教育思想:“學習即記憶”、“學習即記錄”、“學習即訓練”、“學習即構建”。
網絡課程與其使用的文化氛圍、環境因素之間存在著不同程度的不一致,這種不協調可視為與“情境可用性探索”相抵觸的可用性問題。[4]
1.為什么老師們偏愛于使用自己開發的網絡課程
這些網絡課程有的是基于計算機的CBT課程,根據行為主義理論以嘗試-錯誤的方式呈現設計的;也有的是模擬裝置或者虛擬實驗室的類型,根據建構主義理論創建學習情境;也可能是亞里士多德風格的呈現方式。如果把教師的教學文化視為前面所說的四種學習文化,那么這些教學文化與現成的網絡課程所依附或者所根植的學習文化就會產生抵觸。這種抵觸可以看作不同學習范式之間的沖突,從而讓老師們對現成的網絡課程產生了較低的評價,并將其棄之一邊。如果網絡課程不能與教師的教學風格一致,這種沖突問題就顯得更為明顯。
2.為什么網絡課程提供者所提供的課程得不到使用
網絡課程一般都是以行為主義理論為基礎進行設計、開發的,目的是為了既反應課程設計的“最優性”,又反應遠程教學的“最優性”,但是對網絡課程的教學支持卻來自于蘇格拉底對話式的教學理論。行為主義理論認為知識是具體的和以內容為中心的,而蘇格拉底式對話則認為知識是獨立的、以過程為中心的。這種不一致可能會產生與網絡課程教學原則不協調的問題。一方面,網絡課程鼓勵嘗試、錯誤和重復,并且讓學習過程的控制掌握在所建立的學習情境之中;另一方面,教學輔導者對學生的提問使得學生不知所云,有些問題對于學習者來說可能感到迷惑不解,并且企圖將學習過程的控制權掌握在自己手中。這就產生了可用性的問題:網絡課程所依據的學習理論與教學支持所依據的學習理論之間的一致性問題。[5]
3. 哪些因素有助于網絡課程的使用
一般認為有效的網絡課程是以學習過程為中心并且具有“自主學習”的特點,那么有效的網絡課程應該為學生的自主學習提供良好的學習情境。決定網絡課程被接受程度的因素正是Philippe Carre(2002)的“自主學習七要素”:學習動機與態度、學習計劃與進度、學習資源的利用、學習交互活動、學習方法的掌握、學習調控與評價等。但“自主學習”這個概念在亞里士多德和蘇格拉底式對話式學習文化中卻沒有立身之地,因為這種學習風格否認學習者可以自主獲得知識,否認沒有知道知識的人的幫助學習者就不知道如何去獲取知識。相反地,在建構主義看來學習者的參與在學習過程中發揮著重要作用,并且當學習者的動機和“自主學習”能力很高的時候可以大大促進學習者的學習(Guglielmino,1977)。
要使網絡課程有效發揮作用,課程的支持系統和環境因素必須組織有序,要么可以保持學習者在整個學習過程中具有較高的動機,要么可以提高學習者的學習動機,要達到這個目的只有通過“自主學習七要素”的實現來完成。Masie和Paxton等研究者提出了“e-learning激勵因素”:動機、群體學習文化支持等。可用性評價必須要考慮到網絡課程的使用與學習者的動機或者學習者自主學習行為之間的這種相互聯系。當自主學習在一個組織內得到應用時,可用性就依照下列標準:學習者依據自主學習為標準的等級評定與組織所提供的支持之間的一致性,學習環境文化、支持因素以及學習者預期的學習動機之間的一致性。
五、結論:趨向于“情境”的可用性
教師或者培訓者認識問題的方法、學習者的動機、群體的學習文化以及環境因素等相互作用對網絡課程的使用有決定性作用。再回到工具與使用者的關系上來,與他們所使用的工具一樣,使用者生活和生存的并不是一個抽象的世界,而是一個同時具有社會性和物質性的世界。工具的使用深深的依賴于使用者的文化背景,也就是用戶從社會和物質環境中所學習到的東西。由此,可用性必須要考慮到用戶的文化和社會背景,這就是為什么說可用性具有“情境性”。這就意味著可用性必須考慮到用戶的閱歷,在廣泛的意義上來說,這必定是網絡課程最好的設計原則卻也是最難以實現的。用戶的閱歷,尤其是用戶和對象以及工具之間存在著相互關聯的關系,而這些都需要借助社會學的觀點才能徹底理解。
參考文獻
[1]田博文,王玉芬(2004). 網絡課程評價的基本原則.《鞍山師范學院學報》,第6卷第4期,72-74。
[2]張會杰,聶鋼(2004). 網絡課程質量認證標準的研究初探.《現代遠距離教育》,總第91期,55-57。
篇2
一、訪談的目標
當我們有問題時,最常用的解決問題的方法之一就是深入的了解問題產生的根源,為了了解問題產生的根源,我們需要觀察實際產品的使用者,了解他們的想法及感受。對于本研究,通過訪談可以幫助我們解決以下問題。
1.1了解用戶的網絡使用習慣
網絡廣告是和網絡聯系在一起的,用戶只有在使用網絡的情況下,才會產生網絡廣告的問題,用戶的網絡使用習慣是本研究的大前提。本文把用戶的網絡使用習慣和網絡廣告聯系起來,了解用戶上網經常做什么,在什么情況下會遭遇網絡廣告。
1.2了解用戶對網絡廣告的態度
用戶對網絡廣告的厭惡或喜愛極大的影響著網頁的可用性。網絡廣告屬于網頁的一部分,網頁上面的內容和廣告共同構成了一個系統,用戶與這個系統進行交互,對這個系統內某一個元素的態度,影響著整個系統的主觀滿意程度。
1.3初步了解網絡廣告的哪些特質影響了用戶
構成網絡廣告的因素很多,網絡廣告本身也有好多分類。通過訪談我們可以定性的了解,用戶討厭什么樣的廣告,喜歡什么樣的廣告,并發現這些廣告后面的本質的東西。
二、訪談的實施
2.1訪談對象的選取
訪談對象的選取對訪談的結果影響很大。如果選取不合適,就有可能得不到正確的結果。訪談不是海量調查,不必考慮覆蓋所有的用戶群。我們這次訪談的目的是了解問題,發現問題。所以,選取的用戶必然是互聯網的熟練使用者,他們有著豐富的網絡使用經驗,對其存在的問題也有一定的見解。
本次訪談根據研究條件的實際情況,兼顧用戶群體分類,選取了7名用戶。這7名用戶按學歷分布為:博士1名,碩士2名,本科3名,高中1名;按職業分布為:學生4名,辦公室職員2名,自由職業1名;按性別分布為:男性4名,女性3名。這幾名用戶都是熟練的互聯網使用者,平均每天在線至少三個小時,對互聯網有自己的理解。用戶的選取基本覆蓋了網絡使用人群,可以全面的了解問題。
2.2訪談環境的選取
訪談的環境選取對訪談的效果有很大的影響,一個放松舒適的環境有利于用戶消除戒備心理,全面而準確的回答采訪者所提的問題。
2.3訪談的進行
此次訪談,為了避免準備不充分,采取了漸進性的方式進行。首先制定出來初步的訪談提綱,對一到兩名用戶進行了訪談。根據訪談進行的效果,對訪談提綱中存在的問題進行了修正,制定出正式的詳細的訪談計劃。然后進行正式的用戶訪談。
三、用戶訪談的結果
通過本次訪談,我們對網絡廣告和網頁可用性有了深入的了解,通過對訪談的結果分析,得出以下結論:
3.1使用網絡的情況:
用戶一般使用網絡進行以下事情:1) 瀏覽網頁(新聞、娛樂、資料信息);2) 播放影音;3)下載資料;4)電子商務(網絡購物);5) 交流溝通(論壇、社交網站)
3.2是否會屏蔽掉網絡廣告
參與訪談的用戶有一個人在自己的電腦上進行了網絡廣告的屏蔽。其他人的回答很相同,即如果知道這個功能,都會對網絡廣告進行屏蔽。
3.3網絡廣告從哪些方面影響了用戶
通過訪談發現,網絡廣告主要從以下三個方面影響了網頁的可用性:
1)參與訪談的用戶認為網絡廣告過多,容易分散注意力,使用戶在網頁上的操作出現錯誤。2)所有參與訪談的用戶都認為,一方面網絡廣告影響了網頁的加載速度;另一方面網絡廣告影響了其進行事務的效率,使其所從事的事務效率低下或產生錯誤。3)在某些情況下,網格廣告會極大的影響用戶的心情。這些情況包括:時間比較緊,比如用戶要快速的查找某個信息;心情煩躁;某項活動興致很高。
3.4不喜歡什么樣的網絡廣告及其原因
訪談中用戶列舉了很多他們不喜歡的廣告,總結如下:
1)強制性的廣告。比如看視頻之前必須看完一段廣告。不喜歡的原因:強制中斷用戶目前所進行的活動,影響情緒,浪費時間。2)在頁面上飄來飄去的廣告。不喜歡的原因:干擾注意力,遮擋真正瀏覽的內容;容易產生誤操作;晃來晃去影響心情。3)彈出窗口廣告。不喜歡的原因:具有一定的強制性,用戶必須動手把他關閉,浪費時間。4)浮層廣告。不喜歡的原因:擋住了內容,需要手動關掉,容易產生誤操作;浪費時間。5)動畫循環播放的廣告。不喜歡的原因:干擾注意力,容易產生錯誤操作。6)廣告與點開的內容不相符。不喜歡的原因:感覺被騙了,影響心情。
四、結論
通過訪談,所有被訪談的用戶都表示網絡廣告在上網過程中非常泛濫,已經成為用戶網絡生活的一部分,用戶深受其影響。另一方面也可以看到網絡廣告的效率很低,用戶一般不會點擊其碰到的網絡廣告,也很少會記起網絡廣告的內容。只有在廣告內容是其感興趣的時候,才會點擊。
訪談結果中,用戶認為廣告從三個主要方面對其產生了影響,這三個方面歸納起來就是有效性、效率和用戶滿意度。接下來在用戶不喜歡的網絡廣告的原因中,用戶提到有關滿意度的比如影響心情、產生煩躁情緒的原因共有6次;用戶提到有關有效性的比如誤操作、產生錯誤的原因共有4次;用戶提到有關效率的比如浪費時間、影響效率的原因共4次。綜上所述,在訪談中用戶認為,網絡廣告會影響其完成事務的有效性、效率和滿意度。
我們可以得出效率、有效性和主觀滿意度是大多數用戶評價網頁可用性的三個主要指標,這與國際標準化組織關于可用性的衡量指標是一致的。所以我們在設計網頁的廣告時要從效率、有效性和主觀滿意度三個方面統籌考慮。
參考文獻
[1]魏博.淺談互聯網中的用戶體驗[J].藝術與設計(理論),2008(2):20-22.
篇3
1 網絡應用軟件
網絡應用軟件分為靜態網絡軟件,簡單交互的網絡軟件以及復雜的網絡數據庫系統三類。靜態網絡軟件只是為了同公眾共享和信息,不與用戶發生信息交流和互動。第二類軟件可以使訪問者同網站擁有者進行交流,利用表單等來收集訪問者對提供的產品和服務的反饋信息。復雜的網絡數據庫系統可以處理復雜的商業交易活動,是實現電子商務的基礎。應用軟件是建立在靜態或者動態的個人網頁基礎上,可以方便地對應用軟件的權限進行劃分,根據需要設置訪問者的訪問權限。
應用軟件的功能開發很容易根據開發者的意圖進行分解,一般網絡數據庫應用軟件由Web服務器、功能服務器以及數據庫服務器三個部分組成。在Web服務器上用戶端通過browser向Web 服務器提出查詢請求,Web服務器根據需要再向數據庫服務器發出數據請求;在功能服務器上完成響應的業務處理或復雜計算任務;數據庫服務器利用數據庫管理系統(DBMS)對數據進行操作。
2 目前網絡應用軟件中常見的幾個安全問題
產生網絡安全問題的軟件層次,可以分成幾類:
操作系統和網絡協議本身的缺陷所導致的安全問題;通信過程所導致的安全問題;應用軟件層所導致的安全問題。隨著網絡應用環境越來越復雜。
2.1 互聯網應用的復雜性
HTTP協議和HTML語言最初主要用于靜態網頁,隨著Web應用的發展,動態網頁在互聯網中成為了主流,服務器端和客戶端程序功能被擴充,特別是在電子商務應用中,要求通信雙方能夠互相識別,相應地引進了許多新的技術。
2.2 網絡應用軟件層的典型攻擊
如果服務器端使用了客戶輸入來構建操作數據庫的SQL語句,而又沒有對客戶端的輸入進行合法性驗證,惡意用戶可能提交一段數據庫查詢代碼,根據程序返回的結果,獲得某些他想得知的數據,甚至破壞數據庫的內容,即發生了SQL注入( SQL Inject ion)。SQL注入可以從正常的80端口訪問,而且表面看起來跟一般的Web頁面訪問沒什么區別,所以很多的防火墻都不會對SQL注入發出警報。
跨站點腳本( XSS,Cross Site Scripting)
相當多的網站必須以外來的輸入構建動態網頁,比如BBS、以網頁形式呈現的新聞組、拍賣網站等,攻擊者可以在BBS 上一條消息,在發送給受害者的電子郵件中嵌入HTML 文本,并且其中嵌入惡意的客戶端腳本代碼。
跨站點追蹤( XST,Cross Site Tracing)
前面提到,跨站點腳本攻擊常常利用站點“返回請求信息”這個特性,跨站點追蹤可以看成是這種情況的衍生物,它利用了HTTP 協議族中的TRACE 命令。T RACE 要求服務器回送客戶端通過HTTP 請求發送到服務器的信息,通常用來調試和連接狀況分析。所以應當在服務器投入運行以后,及時關閉T RACE 響應。
會話疊置(Session Riding)
正常情況下服務器與客戶瀏覽器之間會話時,Session ID 在每次客戶瀏覽器向服務器發出請求時,自動隨之送到服務器。攻擊者利用跨站點腳本能夠竊取保存在cookie中的Session ID,并取代原來的用戶與服務器會話,把合法用戶被拒絕在會話之外,這種攻擊稱為會話劫持( Session Hijacking)。
3 網絡應用軟件可靠性的設計方法
3.1 系統高可用性設計
3.1.1 意圖和動機
HA( high availability pat tern) 模式的意圖是定義一種一對一或一對多的關系,監控對方的狀態,當一個對象出現失效,激活與之相對應的另一個對象。
網絡信息系統的可用性通常在兩種情況下會受到影響,一種是系統宕機、錯誤操作和管理引起的異常失敗;另一種是由于系統維護和升級,需要安裝新的硬件或軟件而正常關機。高可靠性軟件必須為這兩種情況提供不間斷的系統服務。
除了運行高可靠性軟件來構成高可靠性系統之外,在網絡應用軟件本身之中加入高可靠性的一些性能也能使網絡軟件自動檢測系統的運行狀態,在一臺服務器出現故障的情況下,自動地把設定的服務轉到另一臺服務器上,這樣就不需要購買或者重新開發一套HA 軟件。
3.1.2 系統結構
HA 模式的關鍵思想就是引入一個HAD etect的抽象類來管理網絡應用的運行狀態。
3.1.3 安全結構系統的實現
每一個連接構成一個相關的HAD etect抽象類. 首先定義這個類及Interfaces類。其中Interfaces類中的友類Heartbeat、Takeover 和Service Management 的定義和實現,這里不作祥述.它們包括:判斷接口的類型、使用socket 管理連接、服務配置管理、啟動與停止管理等。
在整個實現過程中核心是一個通信連接的建立,用以檢測網絡應用狀態的改變,在這個通信過程中完成失效檢測和業務接管。根據這個狀態的改變調用Interfaces 類中不同友類中的相應方法,系統通信連接主要有6 個狀態。
3.1.4 安全結構系統的應用
將所設計的HA 軟件模式,應用到一個實際的網絡認證計費系統中。對于計費系統來說,保證它的穩定可靠運行是至關重要的,一旦系統某個節點出錯,將造成無法挽回的損失。計費系統運行的基本流程是:用戶登錄,接入服務器將登錄信息送到認證服務器Radius Server 上進行認證,如果認證通過,則授權用戶,用戶開始使用網絡。同時實時計費系統為用戶的流量或時間進行計費(取決于不同的資費策略),并寫入數據庫中,直到用戶斷網。在這個系統中,需要考慮高可用性的環節主要有3個:認證服務器、計費服務器和數據庫服務器。
結束語
網絡應用軟件是電子商務的基本成分,一個成功的網絡軟件的設計和實行需要構筑一個高可用性的網絡環境,還必須有高可用性的網絡。網絡的可用性是系統密不可分的一個部分,這必須對網絡管理的高可用性進行深入研究,使高可用性設計模式得到更廣泛的應用。
篇4
計算機技術的迅猛發展,大學、中學以及小學基于局域網的校園辦公和基于Internet的應用也逐漸增多,對校園網絡的可靠性提出了越來越高的要求,網絡中的核心設備對保證校園網絡的正常工作非常重要,如果保證了核心網絡設備的可靠性,就基本保證了校園網絡的可靠性。
目前校園網絡的可靠性現狀
網絡可靠性也稱網絡的可用性,使用平均故障間隔MTBF(Mean Time Between Failure)和無故障工作時間兩個參數來衡量,平均故障間隔越小且無故障工作時間越長,該網絡設備的可靠性就越高。不同的行業對可靠性的要求不同,一般的網絡,暫時中斷不影響使用,而對網絡依賴程度比較高的電子商務和金融行業來說,網絡的中斷就意味著經濟利益受損。網絡可靠性的研究探討,意義重大。
網絡設備的投資在網絡建設中占有相當大的比例,高檔的、可靠性高的網絡設備往往價格不菲。由于資金的因素,一般規模的校園網建設中,不可能配備高檔的設備。網絡的可靠性需要設備本身的可靠程度來保證。通常情況是,用一臺和工作設備相同配置的網絡設備作為冷備。工作設備出現問題時,將冷備的設備接入網絡,恢復通訊,這種方案,網絡中斷的時間一般在十幾分鐘左右,不能滿足校園網絡可靠性的要求,現在學校的大部分的工作都通過網絡進行,學生學籍管理、教務管理、教師簽到、學校辦公、網絡招生等,十幾分鐘的網絡中斷也會使正常的日常工作變得混亂,尤其是網絡招生工作,網絡中斷更是后果嚴重。如果對所有網絡設備進行更新,購買高可靠性的核心層次設備(通常是有兩個主控板,另一塊板卡做備份,網絡可以在幾秒鐘之內恢復工作)是一種很好的可靠性解決方案,但是從資金投入的角度來說,目前多數學校不具有如此的經濟承受能力。本著保護現有投資的角度考慮,可以采用廉價冗余的思路,在可靠性和經濟性方面找到平衡點。
VRRP協議綜述
什么是VRRP協議?
虛擬路由冗余協議(VirtuaI Router Redundancy Protocol,簡稱VRRP協議。在該協議中,一對路由設備協同工作,對終端IP設備的默認網關(DefauIt Gateway)進行冗余備份,當一臺路由設備宕機時,備份路由設備及時接管轉發工作,向用戶提供透明的切換,起到提高網絡可靠性的作用。
VRRP協議的重要概念
在VRRP協議中,有兩組重要的概念:VRRP路由器和虛擬路由器;主控路由器和備份路由器。VRRP路由器是物理實體,虛擬路由器是VRRP協議創建的,是邏輯概念。一組VRRP路由器協同工作構成一臺虛擬路由器,具有唯一固定lP地址和MAC地址。一個VRRP組中的路由器具有兩種互斥的角色:主控路由器和備份路由器。一個VRRP組中只有一臺處于主控角色的路由器,可以有一個或者多個處于備份角色的路由器。使用選擇策略從路由器組中選出一臺作為主控,負責ARP相應操作和轉發IP數據包,組中的其它路由器作為備份的角色處于待命狀態。當主控路由器發生故障時,備份路由器能在幾秒鐘的時延后升級為主路由器。此切換非常迅速而且不用改變IP地址和MAc地址,對終端使用者是透明的。
vRRP協議工作原理
VRRP路由器用VRID標識,取值0-255,對外表現為唯一的虛擬MAC地址,格式為00-00-5E-00-01-[VRID]。主控路由器負責對ARP請求用該MAC地址做應答。VRRP控制報文是VRRP通告,使用IP多播數據包進行封裝,使用組播地址,范圍只限于同一局域網內。主控路由器周期性的發送VRRP通告報文,備份路由器在連續三個通告間隔內收不到VRRP通告或收到優先級為0的通告后啟動新的一輪VRRP選舉。選舉參數是優先級和IP地址,VRRP協議中優先級范圍是0―255,數值大的優先級高。優先級的配置原則可以依據鏈路的速度和成本、路由器性能和可靠性以及其它管理策略設定。
如何保證VRRP協議的安全性?可以使用兩種安全認證措施:明文認證和IP頭認證。明文認證方式在加入一個VRRP路由器組時,必須同時提供相同的VRID和明文密碼。適合于避免在局域網內的配置錯誤,但網絡監聽方式竊取密碼防范較低;IP頭認證的方式提供了更高的安全性,能夠防止報文重放和修改等攻擊。
VRRP協議應用在校園網絡中的方案
1、VRRP單備份組配置:RTA和RTB在實際的網絡組建中,可以使用不同檔次的設備。RTA和RTB對Internet都有鏈路,而且為了經濟性,兩條鏈路的速率也可以不一樣。選擇檔次高的那個設備作為主控路由器,配置方案如下圖所示:
這里假定RTA的性能和可靠性都要高于RTB。連接校園網中各主機,RTA實際地址為IP1,RTB的實際地址為IP2。RTA和RTB組成一個VRRP路由器組,共同虛擬出IP3為虛擬路由器的地址。配置RTA的VRR P的優先級高于RTB的,則RTA經過選舉就成為主控路由器,H1、H2、H3的默認網關地址設定為IP3。RTA負責ICMP重定向、ARP應答和IP報文的轉發:一BRTA失敗,根據策略RTB立即啟動切換,成為主控,保證網絡正常通訊。還應該在RTA上設置搶占模式,當RTA 恢復工作后,繼續成為主控路由器,行使網姜的職錐
2、VRRP多備份組配置:在VRRP單備份組的應用中,一臺路由器在線時作為主控,另一臺路由器只是作為后備,不參與轉發工作,閑置了設備和鏈路。如果兩臺設備屬于同檔次,可配置VRRP多備份組,使兩臺設備都參與數據的轉發,達到備份和負載分擔雙重效果。配置兩臺路由器同時屬于互為備份的兩個VRRP組:在組1中RTA為主控設備;組2中RTB為主控設備。將一部分主機的默認網關設定為組1的虛擬IP地址;另一部分主機的默認網關設定為組2的虛擬IP地址。如果RTA出現故障,經過VRRP選舉,RTB為2個VRRP組的主控路由器,下面的所有主機都通過RTB連接Internet;相對應,如果RTB出現故障,RTA成為兩個備份組主控路由器。實現了負載均衡和提高網絡可靠性的功能。
篇5
計算機技術的迅猛發展,大學、中學以及小學基于局域網的校園辦公和基于Internet的應用也逐漸增多,對校園網絡的可靠性提出了越來越高的要求,網絡中的核心設備對保證校園網絡的正常工作非常重要,如果保證了核心網絡設備的可靠性,就基本保證了校園網絡的可靠性。
二、目前校園網絡的可靠性現狀
網絡可靠性也稱網絡的可用性,使用平均故障間隔MTBF(Mean Time Between Failure)和無故障工作時間兩個參數來衡量,平均故障間隔越小且無故障工作時間越長,該網絡設備的可靠性就越高。不同的行業對可靠性的要求不同,一般的網絡,暫時中斷不影響使用,而對網絡依賴程度比較高的電子商務和金融行業來說,網絡的中斷就意味著經濟利益受損。網絡可靠性的研究探討,意義重大。
網絡設備的投資在網絡建設中占有相當大的比例,高檔的、可靠性高的網絡設備往往價格不菲。由于資金的因素,一般規模的校園網建設中,不可能配備高檔的設備。網絡的可靠性需要設備本身的可靠程度來保證。通常情況是,用一臺和工作設備相同配置的網絡設備作為冷備。工作設備出現問題時,將冷備的設備接入網絡,恢復通訊,這種方案,網絡中斷的時間一般在十幾分鐘左右,不能滿足校園網絡可靠性的要求,現在學校的大部分的工作都通過網絡進行,學生學籍管理、教務管理、教師簽到、學校辦公、網絡招生等,十幾分鐘的網絡中斷也會使正常的日常工作變得混亂,尤其是網絡招生工作,網絡中斷更是后果嚴重。如果對所有網絡設備進行更新,購買高可靠性的核心層次設備(通常是有兩個主控板,另一塊板卡做備份,網絡可以在幾秒鐘之內恢復工作)是一種很好的可靠性解決方案,但是從資金投入的角度來說,目前多數學校不具有如此的經濟承受能力。本著保護現有投資的角度考慮,可以采用廉價冗余的思路,在可靠性和經濟性方面找到平衡點。
三、VRRP協議綜述
什么是VRRP協議?
虛擬路由冗余協議(VirtuaI Router Redundancy Protocol,簡稱VRRP協議。在該協議中,一對路由設備協同工作,對終端IP設備的默認網關(DefauIt Gateway)進行冗余備份,當一臺路由設備宕機時,備份路由設備及時接管轉發工作,向用戶提供透明的切換,起到提高網絡可靠性的作用。
VRRP協議的重要概念
在VRRP協議中,有兩組重要的概念:VRRP路由器和虛擬路由器;主控路由器和備份路由器。VRRP路由器是物理實體,虛擬路由器是VRRP協議創建的,是邏輯概念。一組VRRP路由器協同工作構成一臺虛擬路由器,具有唯一固定lP地址和MAC地址。一個VRRP組中的路由器具有兩種互斥的角色:主控路由器和備份路由器。一個VRRP組中只有一臺處于主控角色的路由器,可以有一個或者多個處于備份角色的路由器。使用選擇策略從路由器組中選出一臺作為主控,負責ARP相應操作和轉發IP數據包,組中的其它路由器作為備份的角色處于待命狀態。當主控路由器發生故障時,備份路由器能在幾秒鐘的時延后升級為主路由器。此切換非常迅速而且不用改變IP地址和MAc地址,對終端使用者是透明的。
vRRP協議工作原理
VRRP路由器用VRID標識,取值0-255,對外表現為唯一的虛擬MAC地址,格式為00-00-5E-00-01-[VRID]。主控路由器負責對ARP請求用該MAC地址做應答。VRRP控制報文是VRRP通告,使用IP多播數據包進行封裝,使用組播地址,范圍只限于同一局域網內。主控路由器周期性的發送VRRP通告報文,備份路由器在連續三個通告間隔內收不到VRRP通告或收到優先級為0的通告后啟動新的一輪VRRP選舉。選舉參數是優先級和IP地址,VRRP協議中優先級范圍是0—255,數值大的優先級高。優先級的配置原則可以依據鏈路的速度和成本、路由器性能和可靠性以及其它管理策略設定。
如何保證VRRP協議的安全性?可以使用兩種安全認證措施:明文認證和IP頭認證。明文認證方式在加入一個VRRP路由器組時,必須同時提供相同的VRID和明文密碼。適合于避免在局域網內的配置錯誤,但網絡監聽方式竊取密碼防范較低;IP頭認證的方式提供了更高的安全性,能夠防止報文重放和修改等攻擊。
四、VRRP協議應用在校園網絡中的方案
1、VRRP單備份組配置:RTA和RTB在實際的網絡組建中,可以使用不同檔次的設備。RTA和RTB對Internet都有鏈路,而且為了經濟性,兩條鏈路的速率也可以不一樣。選擇檔次高的那個設備作為主控路由器,配置方案如下圖所示:
這里假定RTA的性能和可靠性都要高于RTB。連接校園網中各主機,RTA實際地址為IP1,RTB的實際地址為IP2。RTA和RTB組成一個VRRP路由器組,共同虛擬出IP3為虛擬路由器的地址。配置RTA的VRR P的優先級高于RTB的,則RTA經過選舉就成為主控路由器,H1、H2、H3的默認網關地址設定為IP3。RTA負責ICMP重定向、ARP應答和IP報文的轉發:一BRTA失敗,根據策略RTB立即啟動切換,成為主控,保證網絡正常通訊。還應該在RTA上設置搶占模式,當RTA 恢復工作后,繼續成為主控路由器,行使網姜的職錐
2、VRRP多備份組配置:在VRRP單備份組的應用中,一臺路由器在線時作為主控,另一臺路由器只是作為后備,不參與轉發工作,閑置了設備和鏈路。如果兩臺設備屬于同檔次,可配置VRRP多備份組,使兩臺設備都參與數據的轉發,達到備份和負載分擔雙重效果。配置兩臺路由器同時屬于互為備份的兩個VRRP組:在組1中RTA為主控設備;組2中RTB為主控設備。將一部分主機的默認網關設定為組1的虛擬IP地址;另一部分主機的默認網關設定為組2的虛擬IP地址。如果RTA出現故障,經過VRRP選舉,RTB為2個VRRP組的主控路由器,下面的所有主機都通過RTB連接Internet;相對應,如果RTB出現故障,RTA成為兩個備份組主控路由器。實現了負載均衡和提高網絡可靠性的功能。
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[文獻標識碼]A
[論文編號]1009―8097(2009)13―0182―02
一 引言
為使高等教育自學考試事業進一步發展,2000年起全國高等教育考試指導委員會辦公室決定在浙江省建立自考學習資源建設實驗區。隨后,全國考辦又在山東省、遼寧省、吉林省、江西省、福建省、湖南省、四川省、重慶市建立第二批自考學習資源建設實驗區,推進學習資源網絡化建設的步伐。網絡課件是基于瀏覽器/服務器模式開發、能在互聯網上的課件。網絡課件不僅可以進行人機通訊,還支持人際通訊,并且把二者有機結合起來,使學習者能夠實現自主學習和協作學習。因此,網絡課件成了學習資源建設的重要組成部分,各實驗區都投入了大量人力物力,用于開發網絡課件。
目前,全國的自學考試網絡課件存在兩種模式,一是以華夏大地教育網為代表的付費模式,由專門的企業開發網絡課件,提供統一的界面風格和全面的教學內容,使用者按課程付費:二是以各省自考辦官方網站為主的免費模式,由主考學校或其他高校教師開發,為考生提供免費開放的服務。
下面就浙江省自考辦組織省內多所高校自開發的101門自學考試網絡課件的形式和內容做初步的分析和調查,了解自學考試網絡課件的形式、內容和績效,以期為自學考試主管部門開展在線助學提供決策依據。
二 自考網絡課件模塊分析
此次調查的101門網絡課件由多所大學和浙江省自考辦共同研發,課程涵蓋了教育學、經濟學、工學、理學、醫學、文學、法學、管理學等8個門類。第一期立項建設的35門課程,界面和功能模塊沒有統一標準,全由課程建設者自由設計,呈現了五彩繽紛的多種風格。后期立項建設的66門課程采用一式一樣的模板,形式上趨于單調和統一,課件的署名全為“浙江省自考辦”。
35門課程中有三門課程無法訪問,我們對其他32門課程的模塊做了統計和分析:
(1)模塊設置多樣化。所有課件都有“學習指導”(或課程內容)模塊;47%課件有“課程介紹”模塊:44%課件有“習題解答”模塊;38%課件有“同步練習”模塊:75%課件有“仿真試題”模塊;41%課件有“教學大綱”模塊;63%課件有“參考資料”模塊;19%課件有“幫助”或“學習指導”模塊;25%課件有“相關資源”模塊;13%課件有“教師介紹”或“制作群”模塊;25%課件有“實驗指導”模塊;16%課件有隨機抽題的“在線測試”模塊:19%課件有“論壇”模塊:13%課件有“其他工具”模塊。
(2)每門課程擁有的模塊數參差不齊。2門課程只有2個模塊;7門課程有3個模塊;7門課程有4個模塊;3門課程有5個模塊;2門課程有6個模塊;3門課程有7個模塊;4門課程有8個模塊;l門課程有9個模塊;2門課程有10個模塊。
鑒于以上統計,不難發現50%的課程的模塊數少于等于4。從模塊數量可以想象到課程的內容,也就是說50%的課程內容不多,網絡課件開發的深度不夠。在此背景下,浙江省自考辦推行模板化的網絡課件開發,開發了后續的60門課程。統一模板的66門課程,主要包含課程介紹、學習指導、參考資料、在線測試、友情鏈接、網絡論壇、其他課件、工具、幫助中心等模塊。
三 自考網絡課件內容與效用分析
在這101門網絡課件中,有65門曾經有過瀏覽量統計,我們試圖根據瀏覽量統計分析網絡課件的內容和效用。瀏覽量超過10000的10門課程中,有5門是使用統一模板的,5門自由設計模塊。
下面我們分析排名在前五名的網絡課件。
《心理學》人氣排名第一,自由設計了4個模塊:課件學習、練習題庫、考試大綱和參考書目。“學習指導”提供了每章的“學習目的和要求”、“課程內容”、“考核知識點”和“考核要求”,具體到節僅梳理了每節的概念和主要內容。“練習題庫”只有問答題,且無答案。因此內容并不豐富。
《公共關系學》。是人氣指數排名第二的網絡課件。它有十多個模塊:教師簡介、課程介紹、學習指導、自我測試、仿真試題、教學大綱、參考資料、復習提綱、論壇、學科前沿和其他工具等,是自行設計的網絡課件中模塊數最多的課件之一。課件分三階段設計教學內容,學習階段、復習階段和高級階段,這是101門課程中的唯一。“學習指導”模塊在所有的網絡課件中都存在,但具體的表現形式并不一樣。在《公共關系學》中,具體到某個章節的學習通常由“教學目的和要求”、“學習方法”、“教學內容”、“內容要點”、“本章小結”、“關鍵術語”、“疑難解析”等組成。我們把別的課件中沒有的不少功能列為“其他工具”模塊。比如:它提供的學習計劃――“自學周歷”――方便了自考學生制訂學習計劃,“書簽管理”則方便了學習過程的記錄。“其他工具”中還包括名詞搜索、文字字號放大縮小、打印等實用功能。因此《公共關系學》網絡課件無論是內容和形式都有獨到之處。這是這批網絡課件中注重設計的典范。
《數據結構》網絡課件人氣指數達到30982,在工科類課程中排名第一,總排名第三。《數據結構》作為一門計算機專業的核心課程,由于其專業性較強,對學生的數學能力和程序設計能力均要求較高,再加上自學考試本身的特殊性,所以本門課程往往是計算機專業學習的重點和難點。這門網路課件除了有以上提到的諸類基本模塊外,其特點在于增加了“重點章節選讀”、“精彩頻道導讀”、“學習頻道”、“課件頻道”、“實驗解答”、“課件下載”等特色模塊,該課件以章節講解為主線,輔之以“重點章節選讀”和“精彩頻道導讀”兩個模塊,使講解的重難點更加突出,也更有利于學生掌握。此外本課件還提供“學習頻道”、“課件頻道”和“課件下載”,擴展了學生的眼界,方便了學生的學習。
《市場營銷學》人氣排名第四,是統一模板的網絡課件。“學習指導”模塊中內容極為簡單,僅梳理了各章節的提綱。“參考資料”模塊中的“本章指導”未深入到各節,內容也較簡單。“同步練習”與“在線測試”由于系統問題,無法呈現內容。
《英語翻譯》人氣排名第五,是統一模板的網絡課件,內容表現也不佳。“學習指導”模塊中沒有統一的內容形式,大部分單元只提供了課文的解說,信息量太少。而真正學習指導的內容,放到了“參考資料”模塊中了,與其他統一模板的課件有相同的通病,學習指導無法深入到節。
因此我們認為:相應專業的考生人數是影響網絡課件人氣的第一因素,內容設計是影響網絡課件人氣的第二因素。
從85%的課件不足萬人的瀏覽量中說明我省自考生使用--網絡課件的積極性沒有得到發揮。原因有:現有的網絡課
件管理與維護力量不足,無內容更新,許多內容出錯,論壇和部分在線測試功能無法使用;網絡課件的使用需要宣傳與引導,特別是在自考助學單位中,可以把網絡課件做為課堂教學的有益補充,以提高網絡課件的效用。
四 自學考試網絡課件的共同特征
在對第一期的30多門自考網絡課件進行深入細致分析的基礎上,發現浙江省自考網絡課件建設的一些共同特征:
(1)幾乎所有的網絡課件都重視教學內容的講解,且內容皆按課本章節順序編排。根據專業不同,使用多媒體技術呈現知識內容,有圖文并茂的、有使用Flas的、有使用視頻點播的,還有使用語音講解技術的。
(2)網頁的設計在布局、風格、色彩、鏈接、超文本等諸方面已相當專業化,基本不存在什么技術問題。
(3)學科特點非常突出,不同學科在模塊設計、技術實現,及內容安排上皆能、突出學科優勢、符合學科特點。比如,語言學科能為學生提供大量的聽、讀訓練和情景對話;工科則利用各種圖片、虛擬現實技術、Flas等演示與講解原理與過程,并提供實驗指導;醫學的提供各種病理圖片、體內器官動畫,藥劑配方圖表等。
(4)不足之處在于50%的課件開發深度不足,提供的內容信息量太少。大多網絡課件只重視人機交互,不重視人際交互,沒有提供協作學習的功能。
對后期的60多門自考網絡課件進行深入細致分析,得出如下共同特征:
(1)網絡課件使用統一模版后,界面統一了。方便了學習者搜索信息。
(2)文科類的課程有了統一的內容要求,普遍提高了內容建設的深度。
(3)論壇用于幫助學員之間、師生之建立協作,構建學習共同體。
(4)不足之處:不同課程的內容差異性是普遍存在的,由于模板設計不靈活,無法解決個性化問題,因此許多模塊形同虛設,甚至根本就不能使用;模板限制了信息的呈現方式,大量內容的呈現以文字和圖片為主,存在文字教材搬家的現象。因此與第一期開發的網絡課件一樣,有50%課件開發深度不足。
五 思考與建議
對于絕大多數的自考生來說,他們并不是現行教育體制中的優秀者,他們在中等教育階段獲得的學習能力和學習習慣并沒有為在線學習作好充分的準備。因此在線學習中的“學習指導”就顯得非常的重要,它是影響網絡課件效用的關鍵因素之一。我省自考學生不少,自考助學單位也不少,但在助學過程中能積極引導學生利用目前已有的網絡課件的不多。因此,既要加大現有資源的宣傳,更要大力改進已有的課件,讓自考助學單位的教師參與到網絡課件建設中,加強學習指導模塊建設,不斷開發更多更新的教學內容。
由于在線學習的開放性與靈活性,決定了借助于網絡課件的學習是一種高度個性化,自主化的學習。靈活的學習時空,個性化的學習安排和計劃(建議),對學習者來說可能只是一個參考,但其作用是不可忽視的。它們是學習者個人學習安排和計劃的依據與指南,是學習者對學習內容把握與安排的前提。在這些課程中僅有一門課程(公共關系學)提供了此項功能。因此在自考網絡課件項目建設中,加強此項功能模塊的建設已經刻不容緩。
關于自主練習(測驗或試題),幾乎所有課程都設置了類似欄目,但其設計與實現卻有很大的差別:有的只是將書上練習變成網頁形式,并附上簡短的答案;有的以思考題形式提出,沒有提供答案;有的自帶題庫,可以自動生成各類題目;而且其中的大多數往往是僅給出答題結果,而沒有給出適當的分析、評語,學習者只能自己猜測、思考問題的解決方法。對于大多數自考生來說,基礎知識相對薄弱,缺乏此類學習指導,加大了學習的困難,并在一定程度上降低了學習者學習的熱情。如何使自主練習(測驗或試題)的形式多樣化,解答有效化是擺在我們面前的又一個嚴峻的問題。
自學考試網絡課件設計首先要注重教學目標、教學對象及教學內容分析,體現“以學為中心”的教學思想,強調利用資源來支持“學”等。此外,自學考試網絡課件的設計還應考慮以下幾個方面:
(1)增加交互的靈活性和多樣性。交互性有利于激發學生的學習興趣,其中人機交互提高了反饋的及時性和準確性,人與人交互減少自學的孤獨感,有利于相互啟發共同進步。
(2)導航的便攜性。網絡課件需要為學生在線學習提供方便的導航,避免學生因為學習資源的豐富性而迷失方向、偏離學習目標,降低學習效率。
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二、網絡學習資源的基本類型
網絡學習資源的類型是多樣而復雜的,本文從應用者的角度出發,將網絡學習資源劃分為以下五種類型。
1.網絡課件
網絡課件是基于Browser/Server(瀏覽器/服務器)模式開發的且能在Internet或Intranet上的專門為進行教學活動而設計的CAI課件,其本質是一種Web應用程序。從目前的網絡課件技術實現的形式和方法來看,大致可以分為三類:一類是通過網頁給學習者提供教學材料和有關資料,以及與其他的有關教育資源鏈接;一類是除了在網上提供學習材料之外,還要求學習者通過電子郵件、電子公告欄、網上練習和測量進行異步雙向交流;一類是同步模式(或稱協同模式),分布在不同的地方的駕駛和學生通過網上交談室、電話會議、視頻會議或MUDS(MOOS)系統同時在一個“虛擬教室”中進行同步雙向交流,模擬傳統面對面教學的各種行為。
2.網絡課程
網絡課程是指在Internet上表現的關于某一門學科的教學內容、目標體系及其網絡教與學的各種活動的總體規劃及其進程。它包括以下幾個組成部分:網絡課程的計劃、目標;按一定的教學目標、教學策略組織起來的學科教學內容;在網絡教學平臺上進行的交互式教學活動,以及支持這些交互式教與學活動的相應的程序等。
3.專題網站
專題網站是指在網絡環境下,圍繞某門課程與多門課程密切相關的某一項或多項學習專題進行較為廣泛深入研究的資源學習型網站。從這個角度看,專題學習網站提供的是基于豐富的網絡資源上的學習平臺。教師先根據教學內容,從不同的角度入手,進行多方面知識的有機整合,形成專題知識庫,讓學生從整體來認識事物。
4.題庫
題庫是按一定的測試目標精心挑選的大量并賦予必要屬性(參數)的考題的有機組合,也可定義為:題庫是按一定的教育測量理論,利用計算機技術實現的某門題目的集合(倉庫)。還可以說題庫是大量的性能已查明的高質量試題的有序存儲,是存儲性和生成性的統一。
5.多媒體資源庫
由傳播教學信息的基本材料單元(包括文本、圖形、圖像、音頻、視頻、動畫等)組成。在教育教學活動中具有一定的組織結構和檢索功能。
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Key words: GNSS, Web RTK, Precise Analyze
中圖分類號: TN711文獻標識碼:A 文章編號:
1.概述
隨著GNSS(Global Navigation Satellite System,簡稱GNSS)技術的不斷發展,區域性的CORS(Continuous Operation Reference Stations)技術不斷得到推廣,該技術的應用在很大程度上對于常規控制測量改進提供了方便而快捷的工具,本文就探討了一級導線控制和RTK一級控制測量的精度,認為利用網絡RTK完全能替代常規的一級導線控制。
1.1傳統的一級導線控制測量的局限性
傳統的一級導線控制測量一般采用全站儀進行觀測,它有著一定的局限性。比如受起算點的限制,必須要求起算點是點對、可視;投入人員多,每組一般需要投入3-4人;外業作業時間長,一般情況下,每小組每天能觀測3-4公里,基本控制面積約1平方公里,同時點間通視、白天觀測等受觀測環境影響較大。 所以為降低成本,提高效率需要更先進的測量手段代替傳統控制測量模式。
1.2 采用CORS技術替代常規的一級導線控制的可行性
CORS是由多個GPS(Globle Position System)基準站組成的系統,它主要通過因特網和無線通信網絡向系統覆蓋的服務區內用戶提供基準站坐標和基準站GPS觀測數據,用戶通過因特網下載CORS若干基準站數據進行事后精密定位,也可以接收數據播發站的數據對載波相位觀測數據進行實時精密定位[1]。
CORS系統是快速、高精度獲取空間數據和地理特征的設施之一,是地球空間信息網格的具體應用,同時也是RT—CORS構造層重要的組成部分,提供網格參數,可以為城市發展構筑動態的、連續的空間數據參考框架[1]。它可應用網絡RTK技術、PPP技術為用戶提供實時的服務。相對于傳統的RTK技術而言,CORS有著很多的優勢。主要體現在:縮短了初始化時間、擴大了有效工作的范圍;采用連續基站,用戶隨時可以觀測,使用方便,提高了工作的效率;擁有完善的數據監控系統,可以有效的消除系統誤差和修復周跳,增強了差分作業的可靠性;用戶不需要架設參考站,真正實現單機作業,減少了費用。目前國外建成的CORS系統包括美國的GPS連續運行站網[1]、日本的COSMOS系統[2]、加拿大的 [3],以及丹麥,瑞士,德國等國家均建立了自己的CORS系統。國內建成CORS系統的城市包括北京、上海、成都、昆明、武漢、天津、重慶、廣州、杭州、南寧、合肥、石家莊[4]。重慶CQGNSS已建成,大地水準面精化成果即將公布,用CORS技術替代常規的一級導線控制軟、硬件完全具備。
2 性能分析
2.1驗證試驗基本情況
2010年12月某工業園區1:500地形測量項目中利用網絡RTK進行項目內的一級導線點平面控制,并利用全站儀采用傳統導線測量方式檢查對比。
項目使用儀器包括:中海達V8GPS接收機6臺套,接收機RTK平面標稱精度精±(10mm+1mm×D ppm),高程標稱精度±(20mm+1mm×D ppm);Topcon GTS722全站儀1臺套,角度測量標稱精度±2″,距離測量標稱精度±(2mm+2mm×Dppm)。
2.2精度分析
2.2.1 一級導線控制精度
(1)內符合精度
根據《全球定位系統實時動態測量(RTK)技術規范》[6](CH/T 2009-2010)要求,對RTK控制點需進行檢查,該工業園區1:500地形測量采用GTS7222″儀器對項目內33個采用網絡RTK測量的一級導線點抽取20個點進行系統的平面坐標精度測試。根據《城市測量規范》[7](CJJ8-99)(下稱《規范》)要求,在相鄰的一級導線點以某一點定向,按支點測量方式檢查平面坐標,相關觀測要求按照規范規定要求,檢查RTK控制點內部符合精度,最終坐標檢查統計表如表1所示。
表1 一級導線點內符合平面坐標較差統計表
根據《規范》對一級RTK控制點數據檢查的要求,需檢查點的坐標較差中誤差小于±5cm,經統計按照同精度檢查的中誤差公式計算得該20個一級導線點的坐標較差中誤差為±0.9cm,滿足《規范》要求,說明該網絡進行一級控制測量內符合精度良好。
(2)外符合精度
根據《城市測量規范》[6](CJJ8-99)(下稱《規范》)觀測要求,采用GTS7222″儀器在四等GPS點上架站以相鄰GPS點定向按支點測量方式檢查9個一級RTK控制點平面坐標,檢查RTK控制點平面外符合精度,最終坐標檢查統計表如表2所示。
表2 一級導線點內符合平面坐標較差統計表
經統計按照同精度檢查的中誤差公式計算得該9個一級導線點的坐標較差中誤差為±2.7 cm,滿足《規范》要求,說明該網絡進行一級控制測量外符合精度良好。
3 結論
從利用網絡RTK與傳統手段檢查數據的實例證明:網絡RTK平面控制測量的精度達到規范要求,該技術能代替全站儀進行的一級導線測量。
網絡RTK測量無誤差累計,成果精度均勻、獨立;起算點的影響較小、作業效率高,隨著大地水準面精化等測繪科學技術的飛速發展,網絡RTK技術一定會在重慶山地、丘陵地區得到更加廣泛的推廣與應用。
參考文獻
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我國的法語專業教學已有百年歷史。據不完全統計,全國法語學習者已達10萬人;開設法語專業的大中院校也呈急速上升趨勢,在2003年—2010年的8年內增長2倍,其數目已達百余所。如何培養高端的法語人才,激發學生的學習熱情,已成為國內所有設立法語專業的高校共同肩負的使命。
隨著現代科學技術的發展,計算機在教育領域得到了空前的發展。計算機游戲在教育中的使用已經成為研究者長期關注的焦點。目前,虛擬現實技術應用于外語教學已經成為我國英語教學的熱點問題之一,我國法語界在這方面顯然滯后。《教育部關于推進教師教育信息化建設的意見》明確提出:“信息化是當今世界發展潮流,是國家社會發展的趨勢,信息化水平已成為衡量一個國家現代化水平和綜合國力的重要指標。提高國民的信息素養,培養信息化人才是國家信息化建設的根本,教育信息化是國家信息化建設的重要基礎。”鑒于此,筆者認為應該把現代化的技術手段,如虛擬現實技術應用于大學法語教學中,這是法語教學的發展趨勢,并不是嘩眾取寵。
二、網絡3D虛擬游戲的發展歷程及其教育意義
網絡游戲最初是以MUD的形式出現的。1978年,一位英國大學生開發了一個名為multi-user dungeous(多用戶城堡,英文縮寫MUD)的計算機程序。MUD是一個多用戶探險游戲,它主要以文本表示為基礎,以客戶機/服務器模式運行,是一個通過網絡連接的、多用戶參與的、可由用戶自主擴張的虛擬現實環境(Bruckman,1992; Curtis,1993; Cassidy,1994)[1]。
后來MUD發展成為一個面向對象的程序即Mud Object Oriented(MOO),它通過對由各種MOO對象構成的核心數據庫的共享向用戶提供虛擬社會環境。它允許用戶在MUD虛擬世界中,通過編寫MOO代碼創造對象,并為創造的對象定義可具有的行為(Hayes & Holmevik,2001)[2]。這樣實際上就是用戶創造和擴展了他們的虛擬空間環境。
隨著計算機科學技術的發展,虛擬現實技術應運而生。虛擬現實技術簡稱VR(Virtual Reality),其典型的應用便是以Second Life(法語名為Sim 2)為代表的高級網絡3D虛擬游戲。該類網絡游戲除保留了先前基于文本的探險游戲的一些主要特征外,還集三維圖形生成技術、多傳感交互技術及高分辨顯示技術于一體,生成三維逼真的虛擬環境,整合了基于視聽技術的新交互特征(使用者戴上特殊的頭盔和數據手套等傳感設備,或利用鍵盤與鼠標等輸入設備,便可以進入虛擬空間進行實時交互)而具有潛在的教育價值(隋志娟,2004)[3]。
網絡3D游戲不僅具有傳統游戲的趣味性、目的性和自由性的特征,還融合真實情景性、互動性等與學習相關的屬性。它所創造的虛擬環境能夠支持同步或異步的、基于文本或視音頻等多種方式的人機和社會交互并且為人們在虛擬世界中的協作學習提供了可能。在虛擬環境中,學習者能夠運用多種感知,如聽覺、視覺學習語言。游戲的高沉浸感使他們暫時忘記現實生活,身臨其境般地進入到虛擬的學習世界中來,提高他們的注意力,更好地獲得知識(Micka?觕l Roy,2012)[4]。另外,網絡虛擬游戲的“非生產性”要素還能讓學習者感受到一種歸屬感和認同感,因為這種游戲活動不帶有任何物質上的利益。網絡3D游戲的上述潛在教育價值能夠很好地支持語言學習,而語言學習理論的發展則為網絡游戲在語言教學中的使用奠定了理論基礎。
三、網絡數字游戲適用于法語語言學習的理論基礎
1.從建構主義學習理論的視角看虛擬數字游戲所具有的潛在語言學習優勢
建構主義,又稱建構—闡釋主義,是認知理論的一個分支。該理論最早由瑞士著名心理學家皮亞杰于20世紀60年代提出,后來,許多心理學家和教育學家,如維果斯基、奧蘇貝爾、布魯納等又從不同的角度做了進一步的研究,豐富和發展了建構主義的理論。
Kafai和Resnik是當代建構主義領域比較有影響力的兩位心理學家。他們在1996年出版的Constructionism in practice:Designing, thinking and learning in a digital world[5]一書中,提出了關于建構主義的學習理論的基本觀點:學習是學習者在一定的情景即社會文化背景下,在已有的經驗與知識的基礎上,通過與其他人(教師和學習伙伴等)的交流、協作,并利用必要的學習資料,最終以意義構建的方式來實現的。建構主義的學習理論突破了以“教”為中心的傳統教學觀,強調學習者的主體地位,學生要充分發揮其自主性,教師在整個學習過程中主要起組織者、指導者和幫助者的作用。
借助虛擬現實技術,網絡3D游戲為學習者創建了一個非常優秀的建構主義的學習環境:學習者進入計算機支持的豐富的情景化活動中,通過與他人的文本的、視聽的交互、協作,參與知識的構建。在這個環境中,學習者由被動接受者轉變為主動參與者,成為學習的主體,學習團體或者協作團體是重要構成部分,教師不是學習的管理者和控制者,而是學生法語學習過程中的引導者、指導者。從這個意義上來看,網絡游戲提供的學習環境能夠瓦解傳統課堂教學中的傳統的師生間、優生與差生間的等級關系,在一定程度上實現了人際交往的平等性。學習者的匿名性可以保證每個人自由的發言、自由的傾聽,對于協作學習十分重要(邵瑞珍,1997)[6]。
2.從情景認識理論的視角看虛擬數字游戲所具有的潛在語言學習優勢
“情境”即context。原意為上下文、文章脈絡之意,也就是說教學應該讓知識成為脈絡和體系,這樣能增強學習者的學習效果,提高學習效率。情景認知理論是在心理學理論和其他學科理論基礎之上,產生于20世紀80年代的重要學習理論。其代表人物布朗、科林斯與杜基德在1989年出版的著作Situated Cognition and the Culture of Learning(《情境認知與學習文化》)[7]中,提出了情景認知理論的基本觀點:知識是具有情境性的,知識是活動、背景和文化產品的一部分。他們強調的是知識來源于真實的活動和情境,知識只能在運用的過程中才容易被完全理解。而網絡3D游戲的設計幾乎都是以現實生活中的情景為背景的,它使語言與具體情境相結合,給語言學習者提供了一個理想的環境。學習者玩游戲的過程就是與環境、伙伴交互的過程:接受新的知識,傳播已有的知識。在這種接受與傳播的循環往復中,鍛煉聽、說、讀、寫等技能,實現語言知識的完全理解。
根據前蘇聯著名心理學家,情景學習理論的先驅維果斯基的社會文化理論,情境認知理論中的學習是一種文化適應,認知過程是學習者實現文化適應的過程,即學習者在文化實踐過程中,通過觀察和反思周圍人的行為,接受相應的觀念,模仿相應的模式,從而得以規范自身行為。在網絡游戲提供的絕佳的學習環境中,學習者通過提問、澄清等形式,更清楚他們在語言使用中的錯誤(包括語音、詞匯、語法、內容、語篇等方面)。也就是說,交互使學習者發現自己的語言形式與較高水平者的差異,這些差異使學習者必須思考自己的語言問題,重新調整自己的語言表達,提高自己的表達水平以達到順利交流的目的。文本、語言等多種交流渠道提供了即時反饋和永久性記錄,便于對自己的語言形式輸出進行監控,便于在交流中解決問題。著名的語言學和文學研究者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,游戲可以作為“完整的教育實踐模型”整合到現有的學校教學課程中,它能夠讓學習者在交流中解決問題,并把解決問題的能力應用到其他領域,積極發揮游戲的知識獲得與學習的作用。
因此,與傳統教學相比,網絡數字游戲具有以下潛在的語言學習優勢,如下表(表1)所示:
四、國內外關于網絡3D虛擬數字游戲法語語言學習研究的典型實例
1.國內基于網絡3D虛擬數字游戲法語語言學習研究現狀
筆者以中國期刊全文數據庫、中國博士論文全文數據庫、中國優秀碩士學位論文全文數據庫為樣品來源,分別以主題:“游戲化學習”、“游戲式學習”;時間:2000—2012年;范圍:全部期刊;匹配方式:模糊等進行檢索,剔除無關樣本,共獲得與“游戲化學習”相關的文章樣本113篇。從文章數量上來講,把“游戲化學習”與“英語學習”相結合的文章共計100篇,而與“法語學習”相結合的文章只有6篇;從研究主題來看,國內關于游戲化語言學習主要以英語教學理論研究為主,且多側重于小學英語游戲化教學的研究,而關于游戲化法語語言教學的文章還停留在以介紹無計算機輔助的純游戲為主的刀耕火種的階段,對游戲化學習的研究缺乏理論闡述,運用實驗研究法等定量研究方法的文章更是屈指可數,對法語語言網絡游戲化教學這種新型學習方式的介紹和理論分析的文章數量幾乎為零。
2.國外典型的基于網絡3D虛擬數字游戲第二外語學習研究實例
下面筆者將探究國外三個比較典型的基于虛擬數字游戲第二外語語言學習研究實例,以期為我國進行基于游戲化的法語語言學習提供參考和借鑒。
表2 以學習者為中心基于網絡3D虛擬游戲環境進行第二語言學習研究實例
如表2所示,Micka?觕l Roy在2012年在法國南特市舉行的關于語言教學法研究的國際研討會上所做的題為Apprendre les langues dans un environnement virtuel hautement immersif?[4](《高沉浸的虛擬環境中的語言學習》)報告展示了他所進行的混合式研究。該研究的研究對象是以法語為第二語言的德國中學生和以德語為第二語言的法國中學生,年齡在13~14歲之間,語言水平達到歐洲統一語言參考框架A2級。研究主要探究了中學生在網絡3D虛擬游戲Thélème和角色扮演游戲中進行的法語聊天活動,并通過現場觀察法,問卷調查、訪談、聊天轉錄分析(Micka?觕l Roy,2012)[4],分析顯示出以下數據結果:虛擬環境的高沉浸感和臨場感對學習者外語語言交際策略的使用和發展非常有幫助。在本研究中,研究者為學習者配備了高仿真虛擬空間、頭戴受話機等先進的虛擬現實技術,以便讓他們身臨其境地置身于角色扮演游戲Thélème的學習環境中,進行情景式對話,漫步于時空中,尋找合作伙伴,一起參與斯特拉斯堡教堂的重構。
DANT(Didactics assisted by New Technologies,即新技術輔助教學)項目是由歐洲社會基金和私人企業提供資金的在全意大利范圍內展開的教學研究項目。在該項目中,研究者運用定性分析的研究方法,對意大利全國的中小學生運用游戲進行意大利語學習的效率進行了實驗統計分析,主要目的是分析游戲與語言學習成績之間的關系(Patricia Wastiau,Caroline Kearney,2009)[9]。研究者以學校為單位,把每所學校的學生按不同的年齡段分別分成兩組,一組使用游戲進行意大利語學習,另一組不使用。數據分析結果顯示:7~8歲段的兩組的意大利語學習成績之間出現了很大的差別:使用游戲進行學習的一組平均成績為51.72,不使用的一組則只有48.50;而在9~10歲段的成績分別為51.68和48.16。因此,網絡游戲對于提高學生的外語成績是相當有幫助的。
同樣在歐洲,于2002年開展的信息與多媒體研究項目則是由丹麥政府提供資金支持。該框架下的一個小樣本個案研究以12~13歲的丹麥H?覬jby小學5年級學生為研究對象,分析了“Sims 2(模擬人生)”、“哈利·波特和阿茲卡班的俘虜”等3D網絡游戲對提高學生丹麥語語言能力和團隊合作能力的影響(Patricia Wastiau,Caroline Kearney,2009)[9] 。數據分析結果顯示:游戲的高現實感有助于學生對語言概念的理解,學生可以通過游戲實現既定的教學目標,比如區分單詞的陰陽性并找出其區別。通過對學生問卷調查,研究者了解到超過半數的學生認為網絡游戲能夠激發其學習語言的動機,幫助其學習;90%以上的學生對他們的最終學習結果感到滿意或者非常滿意。教師的意見反饋說明了網絡游戲能讓學生高度投入學習,即使班上成績最差的學生也能完全投入。
通過對上述三個典型事例的對比,筆者不難發現:在內容上,目前國外基于網絡3D游戲環境下的第二語言學習研究主要注重應用與評價等實證研究;注重從語言社會交互的視角探究目標語的交互和合作人際關系的構建;注重在游戲化學習的潛力、游戲化學習作為外語教學中一個新興的范例和游戲化學習中的外語教學設計問題等方面進行探討;在研究方法上,注重采用實驗研究法和案例研究法等實證主義方法進行游戲化語言學習的實證研究。
筆者還可以發現:國外基于網絡3D游戲環境下的第二語言學習研究主要以日耳曼語族、拉丁語族的語言為主,其中針對網絡游戲下的法語語言學習的研究還比較少,將游戲應用于中國環境下(學習者母語為非拉丁語和日耳曼語)的法語語言學習更是鮮有研究。因為以漢語為主的漢藏語族與日耳曼語族、拉丁語族大不相同,加之學習者所處的社會學習背景的不同,3D游戲應用于中國背景下的法語語言學習與應用于歐洲學習者身上的語言學習相比具有更大的挑戰性,需要考慮和注意的因素更多。那么如何將3D游戲引入我國的法語教學,將游戲與傳統教材很好地配合,達到教學目的呢?筆者將舉例說明。
五、3D法語游戲作為教學輔助手段應用于課堂實例
1.將Thélème為代表的3D法語練習游戲(jeux exercices)應用于課堂實例
游戲介紹:Thélème是一款針對法語學習的多人在線角色扮演游戲。Thélème將玩家引入一個幻想的中世紀地區。這個地區由一個城市、一座城堡、一片鬼怪出沒的森林、一些田地、一個平原和一座實驗室構成。玩家將由不同的人帶領完成游戲任務。每完成一個任務,玩家就能積累一定的經驗值和財富值。玩家的經驗值可以提高玩家的等級,其分值受到玩家與他人交流時法語字句的準確程度和質量的影響。雖然Thélème游戲的形式比較傳統:玩家要創造自己的化身,單獨或協作完成任務,級別越高形象越豐富(Thomas Constant, 2011)[10],但是它給玩家提供了一個學習法語的絕佳語境:玩家進入任何一個游戲情境,點擊游戲平面中的任何事物,該事物對應的法語單詞就會彈出,并伴有單詞的讀音。此外,玩家可以與游戲情景中的人物或者其他玩家進行對話,教師在對話中的介入則有助于糾正玩家的語言錯誤,控制對話乃至整個游戲的進程,達到既定的教學目的。需要指出的是,Thélème中所有的對話都是有聲對話,這讓學習者把單詞的拼法和讀音結合起來學習,有利于學習者學習及時糾正發音。除此之外,玩家也可以與比其低一級別的玩家進行討論,形成一個完全意義上的平等的交流,進一步熟悉游戲中使用的法語詞匯。
教學對象:法語專業大一學生;法語水平:初級階段。
教學目的:讓學生識記一些常見肉店食品,比如牛排(le steak)、豬肉(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)、肉餡(la farce)、肉排(la c?觝telette)等;掌握常見重量單位及貨幣單位,比如公斤(le kilo)、磅(le bascule)、歐元(l’euro)、美元(le dollar)等;學會如何付款,以及怎樣討價還價。
授課形式:向學生說明游戲的目的,消除部分學生的顧慮,使之真正認識到通過游戲也能實現同樣的學習目標。進入Thélème游戲登錄首頁:http:///,師生每人注冊一個賬號,進入游戲。教師首先把游戲規則告知學生:用鼠標點擊不認識的物品的圖案,屏幕上會顯示對應單詞的拼寫并伴有讀音;遇到困難可向好友求助。該課前準備時間為5分鐘。然后師生一起進入游戲的第三階段:在城市的肉店購物。學生可自由發揮,與肉店店主進行對話,詢問想買食物的價格,討價還價,最后確定物品的重量并進行付款。教師通過文本和滾動的臨場效果進行監控,并糾正學生所犯的單詞或語法錯誤。教師需將該階段的時間控制在15分鐘以內,使之與課堂學習這個中心很好地結合。最后可讓學生做一個游戲活動總結(le résumé),在讓學生進一步熟悉常見肉類詞匯的基礎上,鍛煉其總結歸納的能力。
該游戲作為輔助手段應用于法語教學的優點:該游戲短小精悍,可讓學生很快進入角色,減少課前準備時間;有利于老師控制游戲進程,將整個游戲時間控制在20分鐘左右,使其與學習這個中心相結合;學生能夠運用聽覺、視覺學習語言,提高學習效率;對話練習也相對簡單和快速,有利于激發學生的學習熱情;可快速評估學生的學習結果(游戲可自動檢測學生對話的正誤)。
主要缺點:游戲的娛樂性比較有限。
對傳統教學手段的輔助作用:游戲場景與學習內容的聯系非常密切,且貼近學生的日常生活;游戲中穿插了當課知識點或者已學知識點,既激發了學生對游戲的濃厚興趣,又能及時復習和學習法語傳統知識點;游戲的全部過程為20分鐘左右,可實現與傳統教學手段的較好配合,達到課堂學習的目的。
游戲截圖:參見圖一。
圖一 Thélème游戲截圖
2.將Assassin’s Creed為代表的3D法語寫作游戲(jeux pour l’écriture)應用課堂實例
游戲介紹:Assassin’s Creed(殺手的信仰)是一款動作/冒險游戲。玩家可以在游戲的世界里到處漫游。在游戲中,玩家要扮演的角色名叫Desmond Miles。Desmond由一種名為Animus的網絡進入過去的世界,他的任務是阻止12世紀的兄弟殺手會的頭目Alta?觙r Ibn La-Ahad從圣殿騎士團騎士(des Templiers)手中奪取 “亞當的蘋果”(les “ Pommes d’Eden ”),阻止其統治全世界(Thomas Constant, 2011)[10]。
通過游戲中虛擬的Animus網絡,完全消除了現實世界與虛擬世界的距離。游戲的主角必須面對各種復雜的情況,這對玩家的策略和統籌規劃能力提出了要求。此外,游戲對12世紀的時代背景也做了詳盡的描述,有助于玩家豐富歷史知識。在游戲的第一節及后續節,玩家可以通過逼真的三維圖像直觀地感受耶路撒冷、大馬士革、福羅倫薩、巴黎和羅馬的城市全貌。游戲中也出現了百科全書式的文化知識,還有關于城市建筑和當時的政治、經濟背景的準確信息。
教學對象:具有一定法語基礎的法語專業大三學生。
教學目的:使學生掌握基本的與宗教、建筑相關的詞匯,學會描寫建筑物,并了解12世紀的東西方社會、文化的不同。
授課形式:教師首先將這一課要達到的教學目標告知學生:學會描寫12世紀的巴黎與大馬士革的城市全貌。其次根據課本提供的巴黎全貌及巴黎圣母院圖,教師帶領學生掌握與宗教、教堂相關的詞匯(這些詞匯有利于學生做出對建筑的詳細描述),如基督教(le chrétien)、教堂(la cathédrale)、防御工事(la fortification),同時引領學生對城內不同的建筑進行分類,如風格獨特的拱門(l’arche)、軍事設施(installation militaire)、服務設施(établissement de service)、娛樂設施(établissement de divertir)等。該階段持續時間大約為10分鐘。然后師生一起進入游戲,12世紀大馬士革的清真寺(mosquée)便會呈現在眼前,此時教師讓學生觀察清真寺的建筑風格(style de construction)和裝飾風格(style de décoration)。隨著游戲的深入,學生可以概括出12世紀的大馬士革城市全貌(le panaroma)。教師需要注意控制該階段的時長,盡量在15分鐘內。最后結束游戲,此時讓學生運用在課本上和游戲中學習到的詞匯進行景物的描寫。學生通過對東西方兩座城市的比較,可以得出不同的宗教文化和建筑風格,并就此與同學進行口頭交流,鍛煉其表達能力。
該游戲作為輔助手段應用于法語教學的優點:教師可根據不同的教學內容和目標選擇不同的游戲場景;游戲的良好3D數字動畫效果和高分辨顯示可以讓學生身臨其境,增強學生的沉浸感,感受古老建筑的獨特魅力,增強其描述能力;既可以運用于法語書面表達課程(如城市建筑的描寫),又可以用于法語口頭表達課程:學生與同學交流其游戲經歷、所見所聞,有利于口頭表達能力的鍛煉。
主要缺點:教師和學生的前期準備較長;游戲情節的復雜化對教師控制游戲長短提出了更高的要求,教師須嚴格控制每個階段的時長。
對傳統教學手段的輔助作用:游戲場景與學習內容的聯系非常密切;游戲很好地結合了傳統課本上的內容,補充了課本上沒有的信息;在游戲中學生能使用當課知識點,激發了學生對游戲的濃厚興趣,鞏固學習了法語傳統知識點;游戲的全部過程為20分鐘左右,可實現與傳統教學手段的較好配合。
游戲截圖:參見圖二。
圖二 Assassin’s Creed 游戲截圖
六、結語
就現階段國內的法語教學來講,教材內容陳舊、教學方法古板、教學設施不完備等原因,嚴重限制了學生的個性發展空間和法語教育的多樣性。游戲教學作為一種新興的、能提高學生熱情的教育方法在國外被廣泛使用,但在國內的法語教育中卻很少被提及。本文首先從理論角度闡釋了網絡虛擬游戲應用于法語教學的理論基礎,然后研究分析了國內外的相關研究,最后列舉了一些3D法語游戲作為輔助手段應用到法語課堂的實例,并綜合考察了其利弊。通過以上分析不難看出,網絡3D游戲集傳統游戲的趣味性、目的性、自由性及真實情景性、互動性等學習相關的屬性于一身,為學習者創建了一個非常優秀的建構主義的學習環境:學習者進入豐富的情景化活動中,通過與他人的文本的、視聽的交互、協作,得以實踐聽、說、讀、寫等四種技能,鍛煉社會協作能力,增多角色扮演和承擔風險的機會,并促使學習者實現文化的適應,參與知識的構建。此外,網絡3D游戲的設計幾乎都是以現實生活中的情景為背景的,它使語言與具體情境相結合,給語言學習提供了一個理想的環境。高沉浸感的游戲讓學習者身臨其境,促進了虛擬學習社區的形成;“非生產性”要素讓學習者感受到一種歸屬感和認同感。由此可見,3D網絡游戲彌補了傳統教育方式的不足,提供了一種全新的教育方式,因此3D網絡游戲作為一種輔助手段應用到法語教學中是完全可行的,并非嘩眾取寵。
但是,在法語教育中,游戲利用法還有很多問題未解決,例如,游戲在法語教育的初級階段能起到很好的刺激動機產生的作用,但是到了法語學習的高級階段,是否能持續這一作用尚未考察。這些問題有待在今后的研究中探究和解決。
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篇10
一 引言
隨著互聯網、物聯網、云計算、普適計算等新技術的蓬勃發展,以及國家實施的第十個五年計劃的信息化建設,社會信息化的認知水平、信息基礎設施的建設水平、網絡應用水平與普及程度、網絡教育水平都有了很大的提高。應用型本科院校如何加強網絡工程專業“應用型人才培養”的實踐教學體系改革與研究,成了當前應當迫切思考的問題。
實踐教學體系是指圍繞專業人才培養目標,運用系統科學的理論和方法,對組成實踐教學的各個要素進行整體設計,通過課程設置和實驗、課程設計、實習、畢業設計、科技創新、社會實踐等實踐環節的合理配置,建立起來的與理論教學體系相輔相成的結構和功能最優化的教學內容體系。網絡工程專業是一種實踐性極強的工程性學科,應著重培養學生的技術開發和工程應用能力,如果缺乏豐富的實踐基礎,將導致畢業生不能勝任實際工程項目需求,不符合業界需求。
二 當前應用型本科網絡工程專業的實踐教學體系問題反思
在目前的新形勢下,網絡工程專業的實踐教學體系在建設方面存在以下問題。
1.教學內容與社會需求不相適應
主要表現為本科畢業生面臨就業時,發現所學知識不能對解決就業問題帶來很大的幫助。其主要原因體現在兩個方面:其一是教學內容老化,沒有及時更新。網絡工程專業的特點是核心技術發展日新月異,變化多端,這也就需要專業的理論和實踐教學內容隨之進行相應的更新。如果教學內容沒有及時更新,學生在就業時就會面臨所學知識跟不上社會需求的狀況。其二是受專業定位滯后的影響,課程體系結構不能滿足當前社會人才需求。網絡專業建立之時,網絡工程專業的課程體系大多以組網為主。而如今我國已進入第十二個五年計劃,信息化發展的重點在于如何發揮信息化的作用以及如何保障信息的安全,并且物聯網也成了發展的重點產業技術,網絡工程專業的培養定位使畢業生大多僅具備網絡規劃、設計、構建、選型及安全管理和維護方面的能力,而缺乏網絡技術應用與網絡技術服務為主的能力培養。同樣,其專業的實踐教學體系也不能滿足社會對網絡技術應用與服務方面日益增長的能力要求。
2.教學方法、手段與社會需求不相適應
近幾年來,各個高校的教師隊伍不斷發展壯大,越來越多的高學歷人才走上講臺,成為教學工作的主力軍,他們兢兢業業地將長期在理論研究上積累的豐富經驗反哺于日常教學中,取得了豐富的教學成果。但是,由于長期不在生產第一線的緣故,實踐經驗相對缺乏,在重視理論教學的同時,沒有加強實踐教學環節中教學方法的革新,依然采用理論教學中相對封閉的教學模式,使教學方法與手段落后于社會需求,導致理論教學體系改革跟不上實踐教學體系的改革。
3.考核評價體系與社會需求不相適應
網絡工程專業是一個實踐性很強的專業,而應用型本科主要是以應用為先導,培養具有創新能力的高等技術應用型人才為目標。經過十多年的發展,應用型本科院校的網絡工程專業積累了一定的培養經驗,也培養了一大批社會急需的網絡技術應用型人才,為信息產業的發展做出了巨大的貢獻。但應用型本科院校培養的網絡技術人才是否真正合格,最終是需要用人單位來進行評價與下結論,如果不與企業相結合,自己制定一套考核評價體系,難免會導致企業需求與高校培養不平衡的矛盾產生。因此,大多數應用型本科院校都比較注重校企合作平臺和產學研合作平臺的建設,其目的都是力爭縮小培養方案與實際需求之間的差距。但是,對于如何合作才能滿足要求卻仍在摸索與探索之中。
結合以上幾點,上海電機學院網絡工程系在教育部應用型本科教育通用標準指導下,結合我校“技術立校、應用為本”的人才培養方略,與高校、企業等深度合作,探索應用型人才培養新模式,構建具有創新性、科學性和可操作性的網絡工程專業高等技術型人才培養方案和相應的課程體系,構建突顯“3+1”的、新的實踐教學體系新模式。
三 網絡工程專業實踐教學體系改革的思路與舉措
1.應用型本科網絡工程專業實踐教學體系的改革原則
第一,專業培養目標與定位相結合的原則。上海電機學院網絡工程專業的人才目標定位于培養能為社會主義現代化建設服務,德智體全面發展,具有較高文化素質修養、敬業精神和社會責任感,掌握網絡工程及相關專業的基本理論知識,具有較強的自學能力和工程實踐能力,能從事計算機網絡系統的設計與組建、管理與維護、應用與開發的高等技術應用型人才。在此培養目標定位的基礎上構建課程體系模
與之相對應的實踐教學體系培養目標是:在掌握本專業領域與專業方向的專業知識,了解本專業學科的發展現狀和發展趨勢的基礎上,具有較強的計算機網絡系統的設計與組建能力、管理與維護能力、應用與開發能力,具有一定的工程意識和效益意識,具備較強的解決網絡技術實際問題的動手能力。其中應有開發能力的培養是為適應當前社會對網絡技術應用與服務方面日益增長的人才需求。
第二,社會需求與能力培養相結合的原則。要以社會需求為導向,充分考慮本專業培養人才所面向的企業特點,清楚了解各個企業的需求,并對這些需求進行分析與歸納,而后確定人才培養的具體規格,構建與之相適應的實踐教學體系與教學內容,使培養的學生在校期間就能掌握當地企業所需要的知識與技能。
網絡工程專業的人才能力需求可以分解為網絡設備研究與設計實現、網絡協議分析與設計、實現、網絡應用系統設計與開發、網絡工程規劃設計與實施、網絡系統管理與維護以及網絡系統安全保障等六個方面,如圖2所示。這六項能力覆蓋了網絡互聯軟硬件設備的設計、研發、生產、測試,網絡應用系統的設計與開發,網絡組網工程的方案設計、論證、施工與調試,網絡應用系統的使用、管理、維護和安全防范。而根據應用型本科院校的人才培養目標與定位以及社會對應用型本科專業人才的需求層次,應注重網絡工程規劃與設計、網絡應用設計與開發、網絡系統管理與維護這三大能力的培養。其中網絡應用系統設計與開發能力是近幾年來越來越受到重視的能力與社會需求。
第三,學校與企業,教師與學生都達到“多贏”的原則。網絡工程專業實踐教學體系改革的內涵是通過提高專業實踐教學水平,達到有效地幫助學生們提高工程實踐能力、滿足社會與企業對專業人才需求的目的。首先,應是優化教學實驗平臺,最大化實現其功能。其次,應積極聯合企業和其他高校,以學生為中心,以企業受益為準繩,以加強高校合作為前提,調動一切可以調動的資源,讓學生在實踐課程中領悟所學課程的知識內容。最后,應通過產學研合作方式,充分調動教師的積極性,發揮教師的主觀能動性,最大程度地提高教學水平。只有這樣,才能達到學校、企業、教師、學生都各有所獲的目的。
2.實踐教學體系改革思路與保障措施
第一,實踐教學體系改革的具體思路是構建具有應用型人才培養特色的“3+1”的實踐教學體系,其含義是充分利用高校合作、校企合作以及產學研合作三大平臺,共同支持本校網絡工程專業的實踐教學平臺,如圖3所示。其中“3+1”中的“1”是指本校的實踐教學平臺,是改革中的最關鍵因素,它包含了本專業實踐教學體系架構中的四個層次,如圖4所示。其本質為堅持校內實驗、校外實習和社會實踐相結合,由基礎性實踐課程、專業性實踐課程、研究創新性實踐課程、社會實踐課程共同組成,包括課內實驗、課程設計、認識實習、生產實習、畢業實習、綜合實驗、綜合實訓、畢業設計、社會實踐、素質拓展等環節。此外,“3+1”中的“3”是指高校合作、校企合作、產學研合作的三大支撐平臺,其宗旨就是通過三個平臺的建設來為“3+1”中的“1”,即本校的實踐教學平臺質量提高打下堅實的基礎。
一是加強高校實驗教學合作,提高實踐教學條件。在上述實踐教學體系的基礎上,我們進行了“3+1”模式的教學改革研究。首先,優化實驗平臺,爭取最大化實現其功能,先后根據理論課程的內容需要,建設了四個網絡工程專業實驗室,分別是網絡工程實驗室、綜合布線實驗室、協議仿真實驗室、信息安全實驗室,盡量滿足理論教學的所有實驗要求。但這并不能解決所有問題,因為網絡實驗教學目前尚處在探索階段,計算機網絡領域發展速度極快,相關知識和教學內容更新速度也很快,在教學思路、教材選用和實驗設備配置上仍是仁者見仁,智者見智。
網絡工程專業的實驗教學改革在全國各個高等院校中都是主要任務,所有的院校也都在改革中積累了不少的經驗與教訓,同行業的教師們也因此經常在一起商討改革方向,交流經驗教訓,取長補短、共同進步。我們應充分利用這種機會和平臺,積極參加高校教師教學研討會,虛心學習長處,吸取經驗教訓,在現有的基礎上,精心構建實驗案例庫和實訓項目,根據不同能力的特點,組織教師開展了一系列實踐教學改革項目。如在“網絡設備與集成”的課程設計中,嘗試進行項目化、案例化教學,把各高校總結出的實際問題融入課程設計項目,使學生在完成一門課程設計后,能較好地掌握網絡設備與集成完整的設計流程,提高綜合實踐應用能力,并適時地把一些反映當代網絡工程技術發展趨勢的內容
充實到實驗教學中,從而對整個實驗教學體系的教學內容進行合理的取舍,使建成的網絡專業實驗室功能得到充分的利用。
二是加強校企之間的深度合作,提高專業實踐水平。網絡工程實踐教學改革面臨的另一個困難就是如何解決實踐教學與社會需求脫鉤的現狀。一方面社會對網絡人才的需求迅猛增加;另一方面對他們的應用能力提出了越來越高的要求。因此,在應用型本科辦學過程中,如何加強實踐教學、培養動手能力,積極適應市場發展的需求是需要努力探索和解決的問題。
共建校企合作實習教學基地是校企合作人才培養的一項重要舉措。要保證實踐教學的先進性以及與技術發展的同步性,需要在實踐教學基地的建設上投入大量的人力、物力和財力,這單靠應用型本科院校是不可能完成的。而且,自行建設的實踐教學基地與實際工作部門的職業環境存在差異,容易與社會生產實踐的需求脫節。因此,充分利用校外資源,校企合作共建實習教學基地是拉近學校與社會距離的最有效舉措之一。這些實習基地既是教學基地,又是就業基地,既承擔教學計劃規定的實踐性教學任務,又是學生進行暑期實習、社會實踐等的重要場所。
截至2012年,上海電機學院網絡工程專業已建成與教學相匹配的校外實習基地13個,與一些企業建立了長期合作伙伴關系,并聘請企業工程技術人員參與學生實習和畢業設計的教學指導工作,以本科畢業設計課題中企業課題數為例,2008級的本科畢業設計課題中企業課題數只占總課題數的31%;而到了2009級企業課題上升到占總課題數的60%。這些校企合作實習基地不僅滿足了培養學生實踐應用能力的需要,也在用人單位和畢業生之間搭建了溝通的橋梁,為畢業生的就業奠定了良好的基礎,學生的就業率也得到了很大的提高,學生、學校,企業三方達到了“多贏”的目的。
三是加強產學研合作,提高雙師型隊伍建設。作為一所行業背景強大的全日制普通本科院校,學校獨特的管理體制造就了良好的產學研機遇和環境。近幾年來,在學校的鼓勵和支持下,先后開展了網絡工程專業的實踐教學體系綜合改革,通過產學研合作平臺功能的拓展,企業可以直接參與人才培養過程。行之有效的措施主要包括:(1)聘請企業科技專家與校內教師一同制訂本專業培養規劃;(2)聘請企業技術骨干擔任兼職教師,雙方共同進行專業理論課程和實踐課程的建設,合作開發專業實踐教學的技術案例;(3)企業和學校共建實驗室,基礎實驗室建在學校,專業實驗室建在企業,校企共享實驗實訓資源;(4)雙方共同組成科研團隊,搭建研究平臺,就企業迫切需要解決的技術瓶頸進行重點技術攻關,既促進了專業教師科研水平的提高,也增強了企業的競爭力。
四是定期組織教師到企業生產單位調研、學習,幫助他們熟悉企業的工作環境和技術要求;選送青年教師到企業進行掛職鍛煉,為他們加盟企業技術創新團隊創造條件;選拔骨干教師到國(境)內外學習深造,促進教師轉變教育觀念,提高學術水平等。這種“走出去”和“請進來”的方式,一方面讓學生真正獲得了實踐教學的效果,讓校內教師們拓展了個人發展途徑,提高了教學水平;另一方面,使企業的工程師們將實際經驗轉化為理論知識,獲得了相當的成就感,也使得學校與企業之間共同建立了一支熟悉社會需求、教學經驗豐富、專兼職結合的雙師型教學團隊。
五是輔以高效的過程管理和課內實踐教學考核改革。實踐教學體系一般是由實踐教學目標、實踐教學內容、實踐教學管理、實踐教學保障和實踐教學評價體系等構成。“3+1”的實踐教學體系同樣離不開教學過程管理與教學評價體系的改革。為此,在“3+1”的實踐教學體系中,高效的過程管理包括實驗室管理、實驗項目管理、實習基地管理等,其中實驗項目的管理又包括基本操作型實驗以預習形式完成,進階技能實驗在課內完成,大型綜合性實驗在課后完成的管理方式。
課內實踐教學評價體系包括兩大方面:一是過程考核,包括平時考勤、實驗課表現以及實驗報告撰寫等。二是能力考核,包括設計方案、實施結果、口頭表達與相互評分等。通過這兩方面的考核,來綜合評定學生的工程實踐能力,完善實踐教學評價體系,達到有效提高教學效果的目的。
四 結束語
應用型本科網絡工程專業的實踐教學體系一直應用于上海電機學院網絡工程專業的日常教學當中,取得了良好的效果,也獲得了經驗與教訓。總體來看,影響是多方面的,對學生的影響是獲得了相關工作經驗,畢業之后能很快適應企業的生產實際要求;對教師的影響是開闊了教學思路,提高了教學實效,并且能從繁重的備課中騰出時間進行新課程改革;對企業的影響是有針對性地培養符合本企業要求的人才,獲得了直接的生產效益;對學校的影響是降低了實驗室建設改造的成本,獲得了辦學經驗,為學生就業創造了條件。
參考文獻
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篇11
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絡工程專業是教育部設定的高校本科專業,是計算機科學與技術專業與通信工程專業相互交叉、融合產生的一門學科專業。該專業是一門軟件與硬件相結合,同時兼顧網絡與通信的計算機寬口徑專業。重慶郵電大學移通學院作為地方高等院校,定位于培養中部信息領域國際化應用型人才,專業需結合當今科技發展和經濟建設需求,不斷地調整人才培養模式,向社會輸送更多應用型、工程型的人才。
1 網絡工程專業教學過程中存在的問題
在如何培養應用型網絡工程人才的問題上,專業知識課程體系的建立一直是倍受關注的核心問題。通過與我省多所高校進行交流和探討,總結了以下普遍存在的一些共性問題。
⑴ 專業知識課程結構體系有待優化,課程與課程之間存在較多的重復知識點,不利于提高學生的學習效率。
⑵ 多數應用型課程課堂講授成分過多,缺少實踐性的教學。學生感覺更多的是紙上談兵,而實際應用中有“丈二和尚摸不著頭腦”的感覺。
⑶ 多數教師使用的是教材所帶PPT進行講解,而一些教材沒有引入當今網絡工程領域常用的一些技術和方法。多數網絡工程畢業生反映,大學所學內容與工作脫節。
⑷ 課程之間聯系不夠緊密,實踐教學不夠合理。缺少系統的完整工程項目來銜接各個課程所學知識點。
⑸ 師資隊伍不夠完善,有些研究方向缺乏教師,專業課程由單一老師承擔,在教學內容和方法上缺乏交流,不利于對整個網絡工程課程體系的構建。
⑹ 校企合作較少,學生在校期間很難得到實訓的機會。
以上這些問題如果能很好地解決,對提高學生的專業知識水平、實踐和創新能力,對構建應用型網絡工程專業的課程體系起著非常重要的作用。
2 網絡工程專業人才培養課程建設目標
網絡工程專業課程建設應充分結合地方院校的培養目標和方向。我校網絡工程專業主要是培養目標是網絡工程師,培養方向有網絡架構與工程管理、網絡應用系統開發以及網絡與信息安全三個方向。培養的學生應具有“良好的人文素養,扎實的科學基礎,實踐能力強,具有創新精神的復合型應用人才”。畢業生可以從事科研、教育、企事業單位的信息化建設和管理等的工作。
3 網絡工程專業課程教學體系設置[1]
專業培養目標是課程體系的基礎,而課程體系是專業培養目標的具體表現[2]。課程建設必須根據專業培養目標,結合當前社會對人才的需求,來形成自己的培養特色。我校根據網絡工程專業培養目標,基于網絡架構與工程管理、網絡應用系統開發、網絡與信息安全三個具體培養方向來建設課程體系[2]。
3.1 優化課程結構體系
為了更好地調整課程結構,優化課程體系,我校網絡工程專業采取基于課程群的課程建設。將一些有關聯的課程重新進行整合和優化,重新調整課程,增強課程之間的統一性和連貫性,減少課程間內容冗余,使其從整體上構成一個課程群。
課程群的建設要遵循相關性原則、系統性原則和綜合性原則。再結合專業培養方向就構成了基于“課程群+培養方向”相結合的課程體系,如圖1所示。在該課程體系中,課程結構以課程群為單元,這樣既方便同類課程之間的銜接,又方便任課教師進行教研活動。
3.2 專業基礎課程設置
因此,在學習通識教育基礎課程的基礎上,要開設計算機類基礎課程和通信類基礎課程,并將這兩類課程劃分為兩大課程群來建設。分別為:①計算機類基礎課程群;②通信類基礎課程群。
3.3 專業方向課程設置
我校網絡工程專業主要有三個培養方向:網絡架構與工程管理、網絡應用系統開發以及網絡與信息安全。在課程群基本專業按照培養方向進行構建。主要分為三個課程群:①網絡工程方向課程群;②網絡軟件方向課程群;③信息安全方向課程群[3]。
4 網絡工程專業實踐教學體系建設
網絡工程專業是以實踐為主的專業學科,著重于培養學生的動手能力、應用能力和創新能力。結合培養目標,學生通過在校期間的各種實踐活動,能很好地掌握網絡架構與工程管理、網絡應用系統開發,以及網絡與信息安全三個方向的應用技術[4]。
5 結束語
重慶郵電大學移通學院作為一所地方應用型本科院校,在制定培養方案時,以培養應用型網絡工程師為目標,基于網絡架構與工程管理、網絡應用系統開發、網絡與信息安全三個具體培養方向來建設網絡工程專業課程體系,提出了基于“課程群+培養方向”相結合的課程建設方案。通過優化課程體系結構、建設實踐教學體系等,解決了一些教學過程中存在的問題,已經形成了一套比較穩定、有效的課程體系。
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篇12
[基金項目]本文系天津師范大學教育基金項目“教育技術專業網絡實驗課程體系的設計與研究”的階段性研究成果。(項目編號:52WQ57)
[中圖分類號]G642.4[文獻標識碼]A[文章編號]1004-3985(2012)20-0090-02
研究型教學與研究型學習是我國當代高等教育發展的必然趨勢,它以培養大學生創新精神和研究能力為目標,為學生具備自學能力打下堅實基礎。文章結合“計算機網絡技術”課程的特點,探討如何有效地將研究型教學引入該課程,以充分調動學生的學習積極性,并培養學生的創新能力以及科研能力。
一、研究型教學的意義
目前國內高校在創新教育方面仍存在著一些問題,如教師的教學過于重視知識的傳授,對學生創新能力的培養不到位;教學知識與社會生產實踐脫節,無法調動學生的學習積極性與主動性;在考核體系中只注重對知識的考核,而忽略對實踐創新能力的考核等。因此,以培養學生創新精神和研究能力為目標的研究型教學,已經成為我國高校教育改革的趨勢。在高校課程教學中引入研究型教學,既可以充分調動學生的學習積極性,也有利于培養學生的創新能力,使他們不僅成為適應社會的人才,更能成為改造社會的人才。
二、“計算機網絡技術”課程改革的必要性
“計算機網絡技術”是計算機技術與通信技術相互滲透、密切結合而形成的一門交叉科學,它的應用已經遍及社會生活的各個領域,對當代社會的發展以及人們的工作和生活產生了深遠影響。“計算機網絡技術”作為計算機相關專業學生必修的核心課程之一,在整個學科中有著極其重要的地位。
“計算機網絡技術”的教學目標大致可以分為三個層次:網絡基本應用、網絡管理員或網絡工程師和網絡相關科學研究。其中,網絡基本應用的目標是掌握“計算機網絡技術”的基本概念和知識,具有熟練使用計算機網絡和簡單網絡故障維護的能力,這是現代人才都應具備的基本素質。網絡管理員與網絡工程師是培養掌握網絡集成、網絡管理與安全、網絡編程等技能,并專長于其中某一項的專業技術人員。這一層次的人才,既要具備較好的理論知識,又要充分與社會生產實踐相結合,理論與實踐的緊密聯系是培養該類人才的基本策略。
高等教育中的計算機網絡技術課程涉及大量基礎理論、基本模型,還要與當前的工程經驗和工程實踐密切結合,為社會培養既具有較高理論基礎,又具有較強動手能力的網絡應用技術人員。然而教學方法單一,學生課堂參與度低;課程講授過分重視確定性、陳述性和記憶性的材料,忽視原理性、策略性、創造性知識教學;教學內容與實踐脫節,實驗教學環節薄弱等問題長期存在。學生總體的感覺是教學內容過于抽象、空洞,知識陳舊無法調動學生的學習積極性和研究的主動性,不利于學生綜合能力和創新能力的培養。可見,對“計算機網絡技術”課程進行教學改革十分必要。
三、“計算機網絡技術”課程中實施研究型教學的方案
(一)在課堂教學中注重改善教學方法與教學手段
在多年發展的基礎上,“計算機網絡技術”課程已經具有自身比較完善的知識體系,基礎理論知識相對成熟,在教學內容中的基礎理論知識的選擇上應該兼顧新興技術。例如,當前在計算機網絡技術中廣泛應用的工業標準是TCP/IP協議棧,而OSI參考模型對計算機網絡的發展具有指導性的意義,卻沒有被廣泛應用,因此,只需要選擇介紹其特點和網絡體系結構的意義就可以了。
在教學方法上,重學術深度,即教學內容深層次的內涵,而不是教學難度。追求教學深度,可以幫助學生加深對基本教學內容的理解,激發學生的鉆研精神和創新精神。挖掘教學深度可以從以下幾個方面展開:
一是從“計算機網絡技術”課程的發展歷史挖掘基本教學內容的深度。在教學過程中,引入與教學內容相關的科學發展史以及相關的人物故事,以激發學生的鉆研精神。例如,講到分組交換技術對計算機網絡發展的重大意義時,強調分組交換技術的提出以及當時多個科研隊伍的研究狀況,可以突出人物Leonard Kleinrock,當時他是麻省理工學院(MIT)的一名研究生,第一個分組交換技術的公開工作者。通過這種方法告訴學生,在計算機網絡技術發展的歷程中,有很多在校大學生都參與到其中來,并取得了巨大的成就,激發學生的學習積極性及鉆研精神。
二是從“計算機網絡技術”課程的基本理論挖掘教學深度。計算機網絡技術的一些概念,看似簡單,實則內涵豐富,要引導學生從更深刻的層次上分析和理解這些內容,就有可能使學生創造性地應用這些概念。例如,介紹OSI參考模型時,可以介紹其三級抽象的內涵和意義,以及對計算機網絡技術發展的貢獻,以鼓勵學生在具有相關技術能力的基礎上,進行計算機網絡技術體系結構的研發工作,以提高包括網絡安全性等內容在內的網絡技術服務質量。
三是從“計算機網絡技術”課程的實例出發,分析挖掘基本教學內容的深度。當今社會,計算機網絡技術與生產實踐密切相關,網絡技術的一些概念、原理看起來枯燥無味,單從講授方式入手很難引起學生的興趣,如果在講解這些內容時引入相關實例,對典型的案例展開分析、討論和評價,學生看到了相關理論活生生的應用,他們的學習積極性和主動性就能夠被充分調動起來。例如,講到ATM技術時,引入早期某高校花巨資建設ATM校園網,但沒有被廣泛應用的案例,從中分析ATM網絡的特點和實現技術,這樣從生動的案例分析展開知識的講解,體現了知識與現實的相關性,使學生在掌握了基礎知識的同時,更有了一定的實際應用經驗。
在教學手段上,還要大量輔助以多媒體教學手段,通過圖片、視頻、動畫等方式展示教學內容。尤其是利用動畫技術,可以將抽象復雜的教學內容和工作原理以直觀的形式展現出來。例如將數據包在發送方的各層封裝過程以及接收方的依次解封過程,利用動畫方式演示出來,既形象生動,又容易理解和記憶。為了便于對知識點的理解,在教學過程中可以輔助使用各種相關工具。例如,借助Iris工具,可以捕捉并分析各種數據包結構,學生在該軟件的幫助下,可以看到MAC幀、IP數據報、TCP報文等相關協議數據單元的內容和結構,這對學生理解和掌握網絡協議提供了幫助。
(二)布置課外學習任務,完成知識擴展
長期以來,教師作為知識的傳播者,是學生獲得知識的唯一來源。而研究型教學就是要鼓勵學生在學習中研究,在研究中學習,鼓勵學生不要滿足書本上的知識,而要研究和掌握書本上沒有的知識。因此,在教學過程中為學生提供基于課程教學內容而又略高于教學內容的資料和獲取資料的各種方法。這樣既拓展學生的知識面,又培養學生搜集資料,閱讀文獻的良好習慣。
(三)設計綜合實驗,培養學生創新能力
“計算機網絡技術”課程是一門應用性很強的學科,因此要格外重視實驗教學環節,它不僅是理論教學的深化和補充,更是培養學生綜合運用所學知識,解決實際問題的重要環節。在試驗教學改革中,要從傳統教學模式下的告訴學生“只能做什么,不能做什么,結論是什么”,改變為讓學生去思考:你能做什么?怎么做?結論是什么?即讓學生去思考,讓學生去根據現有條件,自主設計實驗。計算機網絡技術實驗分為三個層次:
第一層次為基礎實驗,其中多為驗證性實驗,驗證網絡技術的相關原理。傳統的驗證性實驗,是先告訴學生本次實驗要驗證哪個理論,實驗的步驟是怎樣的。實驗沒有懸念,也就沒有吸引力,不能激發學生的學習興趣。如今同一實驗,并不提前告知學生要測什么,只是設計了實驗的多組數據,讓學生去思考、去實踐,并對實踐結果進行比較,最終得出相關結論。例如,在驗證子網掩碼作用的實驗中,設計多組實驗數據,讓學生去實踐、去思考,最后總結歸納出子網掩碼對子網劃分的作用。
第二層次的實驗是擴展性試驗,這類實驗可供學生選做,以拓展學生的實踐技能。擴展性試驗主要包括網絡安全、網絡管理、網絡工程等相關方面,這就要求學生在完成此類實驗之前,必須完成相關知識的積累和學習。而這類實驗多從生活和生產經驗中來,不同的學生在不同的生活實踐中獲取的不同方面的網絡知識,在這里都可以進行驗證。同時,學生有意義的經驗也會被收錄,補充到擴展實驗中來,從而實現隨時補充隨時更新的有效機制。
第三層次的實驗是綜合設計性試驗。此類實驗,教師通過提出問題、創設情境,鼓勵學生思考并形成有效工作團隊,自主設計實驗。例如,給出某公司對網絡的設計要求,要求學生針對用戶需求和實際投資,自行組織團隊,進行網絡的硬件設計和虛擬實施,并開發相應的軟件系統,以滿足公司的業務需求。在團隊進行網絡設計的過程中,教師可以擔當顧問的角色,以協助工作組有效展開工作。通過這類實驗,鼓勵學生主動參與、主動實踐、主動思考、主動探索,在探索中發現問題、解決問題、摸索學習方法、積累實踐經驗,從而培養學生的創新能力,使學生整體素質全面提高。
(四)課程考核注重刺激思維,鼓勵創新
研究型教學的考核方法主要是考核學生靈活運用基本概念、基本理論的能力,分析和解決問題的綜合能力,以及創新思維能力。課程考核可以從以下三個方面進行:一是隨堂測試。為了鼓勵學生參與課堂教學、課堂討論,鼓勵學生積極思維,每章結束后進行隨堂測試,既考核平時作業的掌握情況,又提供了另一種形式的師生互動。二是實踐研究論文。主要是考核學生綜合運用知識的能力。學生在完成實踐任務后,提交相關研究論文,并進行評審和答辯,答辯成績計入期末總成績。三是綜合測試。在課程結束后,進行課程綜合考核,以考查學生的能力水平和知識掌握程度。
幾年來的教學實踐證明,在“計算機網絡技術”課程教學改革中,應用研究型教學得到了廣大學生的肯定,使得學生在“計算機網絡技術”課程的學習中充滿了挑戰和興趣,學生的團隊意識不斷增強,綜合能力有了很大的提高。隨著計算機網絡技術的飛速發展,“計算機網絡技術”課程的教學也應該越來越緊密地聯系社會生產實際,在探索中不斷推陳出新,為培養高素質、高能力的新一代應用型人才而努力。
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