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摘要: 随着企业规模的不断扩大,各部门所需信息既相互交错,又相对独立。这就要求各部门所用的数据库既能高度自治地 工作,又能进行信息共享。本文主要介绍多DM3数据库系统间的信息共享机制。 不同DM3数据库系统间的信息共享通过协调器实现。所有这些被协调器连接在一起的数据库系统组成了一个联邦数据库。这样既能较好地满足企业的需要,也能在保证效率的前提下,提高数据的可用性。
关键词: DBMS 复制 联邦数据库
1.引言
随着经济的发展,企业的规模越来越大,其积累的信息也越来越多。存在着各部门所处理的信息多数只对本部门有效,仅有少数信息需给 其它 某些部门共享的问题。这种信息的分布性和独立性要求对所处理的数据进行分类,使各部门既能独立地处理本部门大多数数据,也使部门间能协调处理跨部门的事务。在这种情况下,对整个企业建立一个完全的紧密耦合的分布式数据库是很困难的,也是没必要的,特别是大型企业, 这样的数据库的效率往往是很低的。
为解决这个问题,我们采用以下策略:每个部门使用一套紧密耦合的数据库系统,而在存在跨部门事务处理的数据库系统间用一个协调器联起来。这样就组成了一个横跨整个企业,各部门高度自治的联邦数据库系统。
DM2是由华中理工大学数据库多媒体技术研究所研制的数据库管理系统。它采用客户/服务器模型,客户机与服务器,服务器与服务器均通过网络互连,通过消息相互通讯,组成一个紧密耦合的分布式数据库系统。它的工作流程如下:客户机登录到一台服务器上,这台服务器便成为它的代理服务器;它接收来自客户机的消息,然后根据全局数据字典决定是自己独立完成该操作,还是与其它服务器协作处理这条消息,处理完成之后,再由代理服务器将处理结果返回给客户机。
而数据字典,作为记录数据库所有元数据的系统表,它向以上过程中提供各类有用的信息,引导它们向正确的方向运行,起着“指南针”的作用。它分为局部数据字典和全局数据字典。其中,局部数据字典用于记录一个服务器站点中数据库的控制信息,如表的模式,视图的模式及各个数据区的的文件名等信息。全局数据字典用于记录分布式数据库系统中各个服务器站点上有关全局数据的控制信息,如服务器站点信息,各服务器站点的全局表名及表内码记录,各服务器站点上的全局数据视图名及视图内码记录,用户名及口令记录,用户权限记录等信息。各个局部数据字典可以各不相同,但为了保证在各个服务器上所看到的全局数据库是一致的,因此,全局数据字典必须一致。我们所关心的是全局数据字典中的基表控制块TV_CTRL_BLOCK,它的内容主要包括:全局基表总数,每个全局基表名和其对应的表内码,该基表所在的服务器站点的编号等信息。它的功能是将各个服务器站点号与存储在其上的表名及表内码联系起来。这样,代理服务器从客户消息中找到被处理的表名,然后通过查询基表控制块TV_CTRL_BLOCK,就能知道该表存在哪个服务器上,以便将相关消息发给该服务器。
由于DM2上各个服务器站点的全局字典完全相同,任何全局表的信息都会记入全局字典。若用它来构建一个企业的数据库系统,则大量只对企业某部门有用的信息将会充斥在各部门所有服务器的全局字典中,增加了冗余。而且,当对全局表进行DDL操作时,为了确保全局字典的一致性,须对所有服务器的全局字典进行加锁。DM2对全局字典的封锁方式是采用令牌环方式,即令牌绕虚环(非实环)传输,某个服务器想对全局字典进行操作,必须等令牌到达该服务器才可以执行。每个部门建立的全局表绝大多数只对本部门有用,当对这些表进行DDL操作时,却要对所有服务器的全局字典进行封锁,通过令牌来实现对全局字典的互斥访问。假如,两个部门都要分别对本部门的内部表进行DDL操作,这应该是可以并行处理的操作,现在却只能串行执行。而且,当服务器数目庞大时,每个服务器等待令牌的时间将会很长。这严重损害了数据库的效率。
为弥补以上不足,在DM2的改进版本DM3中增加了协调器,用以联接各个独立的DM3数据库子系统,并协调各子系统间的各种关系,使各子系统既能高度自治地工作,又能进行有效的信息共享。
2.体系结构
本系统可看作多个数据库子系统被协调器联起来的,高度自治的一个联邦数据库系统。其中,每个子系统独立处理本系统内部的事务,而子系统间的信息共享由复制技术提供,副本间的一致性由协调器协调处理,处理所需的信息在初始化时写入协调器的组间数据字典中。当对某子系统中的一份数据副本进行修改时,该子系统会将修改通知协调器,由协调器对该数据的其它副本进行修改,从而保证了所有副本的一致性。
由以上可知,子系统彼此并不直接接触,而是各自都与协调器直接相联,由协调器统一管理子系统间的通信。这样,当子系统对副本进行修改时,不必关心相应的子系统处于何种状态,也不必等待回应消息,以及异常处理,所有这些都由协调器进行管理。因此,既提高了系统运行的效率,也保证了子系统的独立性。其体系结构如下图所示。
协调器主要有三大功能,首先,它对协调器和服务器进行初始化,并将有关信息存入组间字典;其次,它管理不同子系统间的通信,维护副本的一致性;最后,它在子系统出现崩溃时,进行异常管理及恢复工作。
图1 DM3多数据库系统体系结构
3.主要策略
多个DM3系统间的信息共享是通过副本实现的,副本的一致性是由协调器来维持的,是一种弱一致性。通常,多数据库系统间的一致性是通过协调器周期性地访问服务器的日志来完成的。由于副本的更新带有随机性,因此,若采用这种 方法 ,可能数据被修改多次,但其相对应的副本仍未被修改,这样就损害了数据的一致性;也可能数据并未被修改,但协调器已多次访问了服务器的日志了,这样就降低了系统的效率。
所以,本系统采用的方法是当数据被修改时,由服务器通知协调器有关信息,再由协调器通知相关系统,修改相关数据。这样,数据的修改及时(仍然是弱一致性),而协调器也不会在数据未被修改的情况下访问服务器,提高了准确性。
为了使协调器正常工作,我们对底层数据库管理系统DM2进行了修改。在基表控制块TV_CTRL_BLOCK中增加一项IsReplication。建表时,该项初始化为false;当为该表建立一个副本时,该项赋值为true。具体算法如下。
3.1初始化算法。
协调器:
从用户或应用程序接收待连接的两个系统中的服务器名,需复制的表名;
分别登录到两个系统的服务器上;
向存有待复制表的服务器发预复制消息;
等待服务器消息;
若失败,发一条失败的消息给服务器和用户或应用程序,转11);
若成功,从消息中取出待复制表的有关信息,根据这些信息,发一条建表消息给另一个系统的服务器;
等待服务器消息;
若失败,发一条失败的消息给服务器和用户或应用程序,转11);
若成功,调数据转移程序,进行数据复制;
将有关信息写入组间字典。
退出。
服务器:
当服务器收到预复制消息后,将基表控制块TV_CTRL_BLOCK中的IsReplication赋为true。同时,取出待复制表的有关信息,组成应答消息发给协调器。
当服务器收到失败的消息后,将基表控制块TV_CTRL_BLOCK中的IsReplication赋为false。
3.2维护算法。
协调器:
从组间字典读出相关信息,根据这些信息,登录到相应系统上;
等待消息;
从某系统的服务器上收到一条修改消息后,通过查找组间字典,确定该消息的目的地,然后将它转发过去;
若失败,定时重发;
转2);
服务器:
1)等待消息;
2)当收到某客户或应用程序的消息后,检查它是否是修改数据的操作(如delete,update或insert等);
若不是,转7);
若是,检查基表控制块TV_CTRL_BLOCK中的IsReplication是否为true;
若不是,转7);
若是,向协调器发修改消息;
继续执行服务器程序的其它部分。
3.3恢复算法。
若协调器所联接的系统中有一个跨掉了,则对副本的修改无法及时地反映到跨掉的系统中来。这时,需要恢复算法来进行处理。
协调器:
当协调器发现有一个系统已经崩溃后,采取以下步骤。
将与该系统相关的变量open赋值为false;
打开记时器;
等待消息;
若收到的消息是其它系统发出的修改崩溃了的系统上的副本的命令,则依次将这些消息存储起来,转3);
若收到的消息是记时器发出的时间到的消息,则向崩溃的系统发登录命令;
若登录成功,将open的值改为true;
将存储的消息依次发送过去,转9);
若登录失败,转3);
退出。
4.结论
我们曾在三个DM3数据库系统上,用两个协调器进行联接。结果,运行情况良好,各副本最终都能保证一致,且各副本间存在差异的时间间隔很短。另外,在出现异常的情况下,协调器也能正常工作。
主要参考文献:
1.周龙骧等,分布式数据库管理系统实现技术,科学出版社,1998。
2.郑振楣,于戈,郭敏,分布式数据库,科学出版社,1998。
3.王珊等,数据仓库技术与联机分析处理,科学出版社,1998。
计算机专业论文范文
随着时代的进步,Internet、Intranet、WWW以及 其它 一些网络相关技术已深入我们的生活、工作,对人类的发展、进步产生了巨大的影响。下面是我为大家推荐的计算机专业论文,供大家参考。
计算机专业论文 范文 一:信息管理中应用计算机网络数据库技术
摘要:计算机网络数据库是计算机网络系统中的重要组成部分,对信息管理有着非常重要的作用,能够极大的提高信息管理的效率和准确率。计算机网络数据库是未来信息发展的总体趋势,其与信息管理的结合将更加紧密。为了加强对计算机网络数据库的了解和学习,特对其相关知识进行探讨。
关键词:计算机;网络数据库技术;信息管理;应用
0引言
在信息技术飞速发展的今天,每个用户或者单位的工作人员每天都要进行大量的数据处理工作,工作繁杂且容易出错,这种现状要求我们必须要有新型的信息管理 方法 来改善我们的工作方法和环境。新型的数据库管理技术要求我们在进行数据处理的时候要注重引用网络数据库的资源和信息管理模式,更好地提高信息管理的工作效率。
1计算机网络数据库技术的特点
计算机数据库是一个包含文件、记录等的数据集合体。数据库的作用就是用来存储数据的,它通过客户端和服务端对数据进行处理。首先,它实现了数据存储结构的结构化和独立化。其次,计算机网络数据库里面的数据是可以共享的。再者,计算机网络数据库具有很强的独立性。这里的独立性包括逻辑意义上的独立性和物理意义上的独立性。计算机数据库的独立性极大的增加了数据的安全性,并且不会因为改变了相应的数据而导致相应数据及程序发生质变,因此可以有效地避免程序遭到破坏。最后,数据库由DBMS进行控制和管理。只有通过DBMS,计算机网络数据库才可以实现数据的控制与资源共享,并且能够使多个用户在同一时间、多个地点共同使用数据库的资源。数据库技术主要具有的特点是:数据的组织性、数据的共享性、数据的独立性、可控冗余度和数据的灵活性等。组织性讲的是数据库中的数据并不是散乱无序的,而是相互关联的统一体;数据共享性是其主要特点,也是建立数据库的重要目的;数据库的独立性体现在其自身的逻辑独立性和物理独立性;其中,逻辑独立性指的是数据库总体逻辑结构发生改变时,其内部的应用程序不会发生改变,更改数据时也不需要对相应程序进行修改。如冗余度的可控性指的是设计管理人员能够根据设计者的意愿采取必要的数据处理方式对数据进行有效控制;灵活性指的是数据库不仅仅是管理数据的“仓库”,还同时拥有众多的管理功能。
2计算机网络数据库技术在信息管理中的应用现状
当前,计算机网络数据库技术不断发展和进步,并且与单纯的计算机技术结合的更加密切。首先,它的应用范围变得越来越广。主要体现在:一是计算机技术与数据库的结合具有良好的发展前景,具有非常广阔的现存和潜在市场;二是计算机数据库技术的应用范围在不断地扩大,目前已经涉及到了我国的工业、农业、商业等各行各业,使得信息管理的效率得到不断提高;三是计算机数据库技术的不断发展,为很多行业提供了信息管理的技术保障,大大地促进了相关行业的进一步发展和管理水平的提高;四是计算机数据库技术的安全性较高,并且在各行各业的应用广泛,取得了良好的实际应用效果。第二,计算机网络数据库技术在信息管理中的应用呈现出良好的发展态势。计算机数据库技术的好与不好,在实际的应用中提现的一清二楚,研究表明,它的应用与发展对其自身的发展也有着重要的促进作用。另外,数据库技术的发展历程与其在信息管理中的应用是密不可分的。第三,计算机网络数据库技术在应用过程中的安全性正在不断加强。正是由于安全性的增强,才使得其在信息管理应用中的优势得到凸显,有力的保障了其在信息管理中的应有功效。计算机网络数据库在未信息管理解决了传统信息管理模式的问题之后,还未信息管理提供了快速、高效、安全的保障,适应了现代信息管理系统的需求。
3计算机网络数据库技术在信息管理应用中的改进 措施
(1)加强计算机网络数据库安全监管。
安全是信息管理最重要的环节,能够保证数据库的安全是其自身发展和信息管理现代化的总体需求。当前,网络数据库技术仍然面临着一系列的网络风险因素,存在着对信息管理造成重大损失的可能性。因此,在接下来的信息管理工作中,要着重关注网络数据库技术的安全性,发现问题,及时有效的对其进行解决,避免损失。
(2)加强计算机网络数据库技术的系统理论与实践的结合。
计算机网络数据库技术是伴随着信息技术和计算机网络的发展而发展的,因此,必须将新型的科研成果引用到具体的信息管理工作中,立足于实践,及时作出反馈,彻底增强其理论研究的针对性和实践性。
(3)降低用户管理成本。
降低用户管理成本是计算机数据库技术在竞争中取得成功的重要因素,它可以为信息管理提供更为优质便捷的服务,用户可以在数据库中享受到更为全面和个性化的服务。
4小结
现如今, 网络技术 和信息技术发展迅速,计算机网络数据库技术作为信息技术不断发展的产物,要与信息管理技术充分的结合、共通,才能实现我国信息管理的和谐、有序发展,极大的提高信息管理的效率和准确率。
参考文献:
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[2]范青,马树才.浅谈网络数据库 系统安全 [J].河北北方学院学报(自然科学版),2013(05).
[3]李旭军.计算机数据库技术在信息管理中的应用[J].赤峰学院学报(自然科学版),2011.10,27(10):62-64.
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[7]史春妹.计算机数据库技术在信息管理中的应用[J].科技资讯,2011.
[8]黄娜娜.浅谈计算机数据库系统在信息管理中的应用[J].今日科苑,2010
计算机专业论文范文二:中职计算机基础教学的改革策略
摘要:信息时代的发展为计算机的应用提供了一个广阔的前景,而此时计算机基础 教育 的重要性也逐渐显现出来。然而,我国中职学校的计算机基础教学存在着诸多问题,本文笔者分析了目前中职计算机基础教学现状,并根据自己的工作 经验 提出了相应的改革措施。
关键词:信息时代;计算机基础;教学现状;改革措施
随着社会的不断发展,中职学校的计算机基础教学不仅要响应社会和科技发展的需求,同时也应顾及到中职学生的综合素质。
一、中职计算机基础教学的现状分析
(一)学生知识水平存在着较大的差异
我国的小学及初中教育中,均开设了信息技术课程,但由于大部分农村地区的学校缺乏计算机及其相关设备,所以学生实际操作的次数很少,导致学生的计算机知识与技能的学习效果不理想;其次,虽然城市地区的学校有能力提供良好的教学条件,但由于很多学生将注意力和精力放在休闲娱乐等方面,所以其计算机知识水平也比较差;另外,由于教师的教学方式比较死板,在计算机基础教学活动中习惯于讲授理论知识,所以学生的学习兴趣逐渐降低。受以上几种因素的影响,学生进入中职学校后其知识水平存在着较大的差异,对计算机基础课程的掌握程度各不一致。
(二)教师的 教学方法 单一,师生之间缺乏互动
在中职计算机基础教学过程中,教师往往采用PPT课件加实例演示进行教学,教师在上面一味地灌输知识,学生在下面被动地接受老师所讲授的知识。这种单一的教学方法,师生之间缺乏互动,长此以往,学生将习惯于被动地接受教师教授的内容而失去自主思考的能力,并且学习积极性也会逐渐减弱,最终形成厌恶计算机基础课程的心理。
二、中职计算机基础教学的改革措施
(一)教师应改革教学模式
计算机基础教学不仅包括理论教学,同时也包括上机操作教学。显然,传统的板书教学模式无法满足上机操作,因此教师应改变教学模式,充分利用计算机、投影仪等多媒体设备将教学内容直观形象地呈现在学生面前。这种直观的教学方法,将能让学生把抽象的知识转化为具象的知识,从而提高教学效果。
(二)学校应选择合适的教材,加强校本研究
目前我国大部分中职学校计算机基础的教材均为中专统编教材,这些教材使用多年却没有较大的变化,而信息技术的发展速度又非常快,所以中专统编教材已经不能满足当前的教学需求,学校应选择其他合适的教材。对此,学校可以根据各专业学生的学习需求,组建研究小组,为各专业学生编写校本教材。校本教材应体现出学生易懂易学、实用性强的特点,而在校本教材投入使用一定时间之后,教研组应根据教材的使用效果对教材内容做出适当的调整,从而提高校本教材的质量。
(三)教师应适当调整教学内容
我国的教育一向强调“因材施教”,而对于学习基础不扎实学习热情不高的中职学生来说,要想实现因材施教的目的,教师就要对计算机基础教学内容做出调整,从教材中选取适合的知识模块对学生进行教学。其中比较适合教学的知识模块有Internet知识模块、文字图表处理Word、电子表格处理 Excel 、演示文稿PowerPoint等。教学内容除了要考虑学生的特点之外,还应考虑不同专业对计算机基础知识的需求侧重点,力求将计算机基础课程与专业应用有机结合,从而实现计算机基础知识服务于专业学科的学习目的。
(四)提升教师的业务水平
社会不断在创新,信息技术也在日新月异,所以计算机基础的教学也应随之发生变化。因此,教师要不断学习新的知识与技能,更新自己的知识体系,并加强现代教育教学理论的学习,提升自己的业务水平。当然,学校也应做出努力,通过组织教师参加职业培训的方式,使教师接触并掌握新知识、新软件、新技术;同时学校还应对教师进行定期考核,以考查教师的教学能力。在教师业务水平得到提升的同时,教学质量自然能得到提高。
三、结语
中职计算机基础教育是我国职业教育的重要组成部分,是培养计算机专业人才或相关人才的重要方式,也是提高广大中职学生计算机技能的主要途径。因此,中职学校的信息技术教师应继续推动计算机基础教学的改革,解决计算机基础教学中的问题,从而使计算机基础教学能够发挥更多的作用。
参考文献
[1]朱荣艳.中职计算机基础教学改革[J].计算机光盘软件与应用,2013(21).
[2]王进颖.浅谈中职计算机基础课程教学现状及改革措施[J].科教导刊(上旬刊),2014(11).
[3]翟慧.中职计算机基础与应用课程教学改革探讨[J].计算机光盘软件与应用,2013(12).
[4]冯小娟.中职计算机基础教学改革初探[J].吉林教育,2014(14).
教育技术论文范文
教育技术作为重要的教学手段,广泛应用于高校学科教学。我为大家整理的教育技术论文范文,希望你们喜欢。
教育技术论文范文篇一
浅谈现代教育技术
摘要:现代教育技术作为重要的教学手段,广泛应用于高校学科教学。现代教育技术教学方式灵活,内容丰富,使教学过程更加生动、直观。现代教育技术可以不受时间、空间的限制,实现教学资源共享、网络教学,能够满足各种不同的教学需求。充分发挥现代教育技术的优势, 不仅有利于促进教学方法的改革和教学效果的提高。还可以解决师资、设备不足等问题。因此,现代教育技术在高校教学中的重要性不可忽视。
关键词:现代教育技术 多媒体教学 网络教学
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1003-2851(2010)06-0126-01
随着高校信息化建设的推进,计算机技术、网络技术和多媒体技术的发展,现代教育技术已经广泛应用到高校教学之中。现代教育技术的应用将推动高校的教学理念、教学方法、教学环境等方面发生巨大的改变。
现代教育技术促进了开放式教学模式的形成,通过师生互动共同探讨问题、解答疑惑,以寻找到适合的教学方法和学习的方法。教师由知识的传授者,变为学生学习知识的组织者、引导者,学生由单纯的被动接受知识变为自主的探究知识,从而提高教学效率及教学质量。
一、 现代教育技术下的课堂教学
现代教育技术下的课堂教学,是指利用多媒体技术与传统的课堂教学相互融合进行教学的形式。现代教育技术作为一种教学方法融入到课程中,成为课堂数学的重要组成部,通过多媒体计算机、投影仪、幕布、音响等设备综合处理和控制符号、语言、文字、声音、图形、图像、影像等信息,按教学要求,进行有机组合并配合声音演示出来,完成教学的过程。多媒体教学弥补了传统课堂教学的不足。
在信息化建设的今天,将多媒体技术引入课堂教学是现代教育技术的一个重要内容。多媒体教学与传统的课堂教学相比,多媒体教学具有以下特点。
(一) 内容生动、直观
综合应用符号、语言、文字、声音、图形、图像、影像等信息来进行教学活动,解决传统教学手段难于解决、甚至无法解决的问题。丰富多彩的教学内容使抽象的知识变得明了易懂,使教学内容生动、直观,从而有效提高教学质量。
(二) 激发学习兴趣
多媒体课堂生动、直观的教学内容,有利于开拓学生的思路,培养学生的思维能力,鼓励学生积极思考,诱导学生分析问题,改变传统课堂教学枯燥、单调的教学形式,从而活跃学生的思维,激发学生的学习兴趣。
(三) 课堂时间内密度大
通过课件演示,多媒体教学比传统的课堂教学手段更富有表现力和感染力,学生能迅速、高效的获取知识。减少了上课期间书写板书的时间,提高了课堂密度,在有限课堂时间内的大大增加了教学内容,有效的提升了教学效率。
二、 现代教育下的网络教学
随着现代教育技术的飞速发展,教学过程已不在局限于课堂上。网络教学作为现代教育技术应用到高校教学之中的具体表现,已经成为重要的教学基本形式。网络教学不仅突破时间、空间的限制,还可以解决师资、设备不足等问题。
网络教学打破了课堂教学这种传统的教学模式,构建了突破时间和空间限制的虚拟课堂。网络教学是课堂教学延伸,是基于网络环境下,结合计算机技术、多媒体技术以及其他现代教育技术手段进行的崭新的教学形式与教学方法。网络教学使教学资源在互联网上、全球范围共享。网络教学与传统课堂教学相比,网络教学具有以下特点。
(一) 覆盖面广
随着网络技术的发展,以及全球化程度的不断加深。互联网已经成为当今世界发的重要信息基础设施。经过短短十几年的发展,全球互联网已经覆盖五大洲的二百多个国家和地区。
(二) 跨越时间和空间
通过网络教学,教师与学生跨越了地域产生的距离,即使师生之间相隔千里、交通不便利、不出家门,也可以完成教授与获取的教学过程。时间上更是无限制的重叠,可以任何时间进行教与学,并且可以反复进行,直到理解并接受相关知识。
(三) 信息丰富
互网络为全球网民提供了巨大的信息资源共享。通过使用互联网,全世界范围内的人们可以简单快捷的进行信息检索、交换、共享,所以互联网是一个全球性、世界级规模的图书馆。网络教学可以共享巨大且优良的教学资源,可以不断完善、丰富课知识信息,供学生下载学习。通过网络,学习者在学习学科知识的同时,可以借助网络资源了解、学习更多相关知识,通过分析、比较,深入理解所学的知识更益于对新知识的消化和掌握,同时培养了学生有收集信息、处理信息的能力。
(四) 师生互动
通过网络教学平台,学生可以将学习过程的疑点、难点提出来,同学间可以相互探讨,也可以请老师解答,即使师生不能同时在线,也可以通过网络平台进行延时讨论。通过沟通、交流,既可以增近师生间、同学间的情感,也便于老师了解学生的对课程知识掌握的情况,发现并改进教学过程中存在的问题,从而提高教学质量。
三、 结束语
现代教育技术手段的运用已经成为高校教学水平发展的一个重要表现,现代教育技术作为未来教学手段发展趋势,其应用领域将越来越广、发展前景将会越来越好。诚然,现代教育技术手段确实有它的长处,对提高教学质量,提升教学效果起到了积极促进作用。但是,现代教育技术目前还存在许多不足,作为高校工作者,我们必须坚持不懈的探寻现代教育技术之路,必须紧跟社会的发展,不断地改进教学手段、开拓教学方式、创新教学方法,以适应社会发展的需要。
参考文献
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教育技术论文范文篇二
浅谈教育技术资源
【摘要】随着 科学 技术的飞速 发展 , 教育 技术资源发展令世人惊叹,在 现代 教育中它们的优越性表现得越来越突出。本文从阐述了硬件资源、潜件资源、软件资源、 网络 资源、课件资源、积件资源、数据通信在教学中的 应用 以及这些教育技术资源之间的相互关系。
【关键词】教育技术;资源;种类;关系
随着科学技术的飞速发展,教育技术资源也得到飞速发展,尤其是三件(硬件、软件、潜件)资源中的软件资源即CAI课件资源、网络资源、积件资源、数据通信等发展更快,在现代教育中它们的优越性表现得越来越突出。在教学中的应用,将会使传统的教学 方法 和教学手段发生重大变化,为深化教育改革、实现教育现代化提供了条件,对提高教学质量、培养学生能力具有十分重要的作用。
一、教育技术资源的种类
(一)硬件资源
硬件资源是指有形的、具体的信息转换的各种教学机器或设备。硬件资源在传播活动中本身不会改变受播者的认知结构,但却能促进传播活动的发生,加速或延缓受播者的认知结构的改变,实现促进功能。硬件资源通常是以实物的形态存在。硬件资源是开展教育技术的物质基础,没有硬件资源,软件资源上存储的教育信息不能呈现,或不能完整地呈现出来。磁带、磁盘、光盘上的信息,学生的感官不能直接感知;幻灯片、投影片、电影片上的信息,学生在课堂上不能有效地观察。
(二)潜件资源
潜件资源主要是指与教育技术相关的 理论 体系与方法等。潜件资源与硬件资源相似,它也是一种外部性的支持条件, 研究 它的目的是为了寻找教育技术的应用特点,构建一系列理论体系,从而帮助受播者快速接受信息。作为一门综合性的学科,教育技术有它的理论基础,也有自己的专门理论。潜件资源是无形的,潜在的教育、教学的心理、信息、传播、控制等的理论构想、研究成果和实施策略。潜件资源是抽象的,观念形态的东西,是在教师自身 学习 、师生的教学活动或认知活动的实践过程中,在师生的脑海里逐步形成和积累起来的,可以使部分学习者的学习经验被迁移到另一部分学习者身上,减少重复性的摸索活动。因此说潜件资源主要体现了资源的迁移功能。潜件资源是进行教育技术的关键,潜件资源决定着硬件资源的选择、软件资源的编制、媒体的优化组合、恰当运用、控制教育的进程、信息的反馈、协调学生的生理活动和心理活动。
(三)软件资源
软件资源是指由硬件实施而设计的教材,是教育信息及其载体。在人类的传播活动中,真正能够引起受播者的认知结构(认知领域、情感领域、动作技能领域)发生变化的就是软件资源,在资源中实现了改变功能。通常我们把软件资源看成是与硬件资源相应的供其使用的教材。软件资源蕴含着教育的具体 内容 ,是实施教育技术的必要条件,没有软件资源,硬件资源的工作就没有意义了,成了无源之水,无本之木,不能传递任何教育信息。软件资源包括常规软件资源、 计算 机辅助教学软件资源、网络资源等。
1、常规软件资源
常规软件资源主要是指记录有教育信息的“三片两带”,即幻灯片、投影片、电影片、录音带、录像带等。
2、网络资源
网络资源主要是指校园网、地区网、国家网、国际网等多层次远距离网上资源库。
3、计算机辅助教学软件资源
计算机辅助教学软件资源主要是指CAI课件资源、积件资源和智能学件资源。下面只讨论课件资源和积件资源。
(1)课件资源
课件(Course ware)资源是在一定的学习理论指导下,根据教学目标设计的,反映某种教学策略和教学内容的计算机软件资源。基本模式有操练与练习型、指导型、咨询型、模拟型、游戏型、 问题 求解型、发现学习型。无论那种类型的课件,都是教学内容与教学处理策略两大类信息的有机结合。即向学习者提示的各种教学信息;用于对学习过程进行诊断、评价、处方和学习引导的各种信息和信息处理;为了提高学习积极性,制造学习动机,用于强化刺激的学习评价信息;用于更新学习数据、实现学习过程控制的教学策略和学习过程的控制方法。在构成教学活动的四要素(教师、学生、教材、教学手段)中,人(教师、学生)是核心。课件与教学目标、教学策略、学习理论密切相关,是编制者思想与教学方法的具体体现。课件成品后不可修改,不能由教师和学生重组改造以适应自己当前的教学。适用于事先确定的特定的教学目标与具体的教学情境。有的课件完全与教科书配套,紧扣教学大纲,紧扣某版本中小学教材,按教科书章节安排课件内容。具有整体性、固定性、特定性和封闭性。课件的运用能够按照某种学习理论和教学策略达到教学目的,在教师和学生的教学活动中能起到很大作用。但由于课件是事先由教学设计确定的、有固定程序的、定型情节的、模式化的、封闭的、整体型的,决定了在教学活动中使用范围,不利于教师和学生的个性与创造性发挥,不适应千变万化的现实课堂教学,受到很大的局限。
(2)积件资源
积件(Integradle ware)资源是由教师和学生根据教学需要,自己组合运用多媒体教学信息资源的教学软件系统。这个系统是由积件库与积件组合平台的有机结合。积件组合平台具有无需程序设计、方便地组合积件库中的各类教学资源,面向普通教师易学易用。积件库包括多媒体教学资料库、微教学单元库、网上环境资源库(网上多媒体教学资料库、网上微教学单元库、网上资料呈现方式库、网上教与学策略库)、资料呈现方式库、教与学策略库五个部分。又可分五个层次:核心层、平台层、实库层(多媒体教学资料库、微教学单元库)、虚库层(资料呈现方式库、教与学策略库)、环境库。由此可见,“积件”资源是一个大系统,教师和学生可以随时从它的素材库中调用自己所需的素材,然后利用便于操作的工作平台加以组合,也可以随时增加和完善素材库。积件资源只求 问题 解决,不象课件资源要做好一堂课。积件资源为教师在课堂上起主导作用,发挥教师的因材施教留下足够的 发展 空间。比如就海岛而言,有五光十色的海水,海底下面嬉戏着鱼群,蠕动着的海参,披甲的大龙虾,美丽的珊瑚;海滩上各种好看的贝壳和巨大的海龟;密林中各种海鸟和遍地的鸟蛋等,总之你所想象到的素材都尽在其中。教师可以调用教学单元库中的习题,还可以通过联网调用网上信息。这样,教师对信息的利用简直达到随心所欲的程度,就能以不变(积件)应万变(教学实际)。如果制作出这样的积件,一定会对 计算 机辅助教学起到积极的促进作用。这个积件单元是以解决一个问题为单位,而不是以整堂课或整章 内容 为单位,这样,不但不同的学校,不同的教师可以通用一个系统,就这一个单元也可以说明多个问题。如一段下雨的素质(图片、动画、电视)这一单元,不但可用在语文课中讲散文、古诗或作文意境,同样也可用在物理课中讲物态变化和落体运动,还可用在生物课中讲生态和地理课中讲气候的相关知识。这样有利于提高积件的通用性,提高效益,降低成本。
二、 教育 技术资源的关系
教育技术资源是由硬件资源、软件资源、潜件资源等构成,它们都是 学习 资源。
硬 件
资 源←———————媒 体
(学习资源)———————→ 潜 件
资 源
↓
网 络
资 源←———————软 件
资 源———————→ 常 规
软 件
↓↓
积 件
资 源←———————计算机辅助
教学软件———————→ 课 件
资 源
硬件资源和软件资源互相依赖,以对方的存在为前提,在教育、教学实践中,硬件资源与软件资源通常是一起运用的。优秀的软件资源,通过优质的硬件资源,正确的操作,适当的环境, 科学 、清晰、完美地展现在学生眼前。硬件资源和软件资源都有实体形态,潜件资源是抽象的、观念形态的东西。在加快教育 现代 化的进程中,必须加大力度进行硬件、软件、潜件三件建设,其中最重要的是进行潜件资源建设,使潜件资源建设有一套 理论 ,有一个系统,有一个体系,要使潜件资源建设上水平、正常化、系统化。在潜件资源和软件资源的关系中,潜件资源是占主导地位的矛盾的主要方面,要提高、改善教师和学生的潜件素质,进行教师的电教意识、理论与实践的培训,指导学生掌握正确的学习 方法 。
课件资源和积件资源都属软件系统。课件资源是一个封闭的软件系统,课件资源的个性化特点使得其 应用 受到一定限制,它的形式和内容完全由课件设计者固定下来,一个人自制自用而效果良好的课件,别人用起来效果不一定好,因为他搞不清制作者的用意。要从别人的课件中摘取自己感到有用的部分,集合成一个新课件,往往技术手段不够,因此教师自己不能加以重组改造。所谓教学有法,教无定法,无论多么优秀的教育专家和高水平教师设计的课件,也只能适用于某一特定教学情境,无法适应千变万化的教学实际。因此,课件资源的通用性不强,更难以产业化。积件资源是一个完全开放的软件资源系统,教师根据教学需要,可以自己组合运用多媒体教学信息资源进行教学。积件资源是我国学校计算机辅助教学发展的新思维,它改变了教学软件资源的设计、开发与使用相互割裂的局面,使教师自己能方便地制作适合教学情境的CAI软件资源。积件资源是继第一代教学软件资源——课件资源之后的第二代教学软件资源,它不是教学资源库和多媒体著作工具的简单叠加,而是由教师和学生根据教学需要自己组合运用的教学信息和教学处理策略库与教学工作平台。积件库和积件组合平台是积件资源的“两翼”。积件库中的多媒体教学资源库、微教学单元库、网上积件资源库、资料呈现方式库和教与学策略库为师生利用积件组合平台制作教学软件资源提供了充足的素材来源,灵活易用开放实用的积件组合平台则是充分发挥师生创造性、能动性的有力工具。
三、结束语
加快实现教育技术的教学应用 研究 ,真正发挥教育技术在教学中的重要作用。其工作的主要内容正如1994年教育技术的定义所描述的那样:“教育技术是为了促进学习,对有关的过程和资源的设计、开发、应用、管理和评价的理论与实践”。因此,教育技术的丰富实践,资源内部的矛盾运动,是教育技术发展的动力,有利于教育资源的合理利用,避免现有教育资源的浪费,将促进教育技术整体水平的提高。如果我们的教育改革有了先进的教育理论作指导,有了教育技术这样的教育资源的武装,就能胜利地迎接新技术革命的挑战,适应具有 中国 特色的现代化建设的需要。
参考 文献 :
①黎加厚《从课件到积件:我国学校课堂计算机辅助教学的新发展》·《电化教育研究》,1997年3期。
②彭绍东《积件思想的形成与理论基础》·《中国电化教育》,1998年1期。
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计算机工程毕业论文精选范文
近年来,随着全球网际网路技术的普及、计算机技术的迅猛发展、数字技术的瞬息万变,计算机工程在人们生活、生产中的应用越来越广泛。下面是我为大家整理的计算机工程毕业论文,供大家参考。
计算机软体大体分为三类,一种是总述,一种是系统软体,一种是应用软体,系统软体的作用是促使各个硬体按照一定的规律协调工作,保证计算机处于正常运转状态。而应用软体的作用则是为了实现某种使用愿望而开发出来的软体。
1计算机软体工程专案管理的基本概念
1.1工程专案管理的含义工程专案管理主要是业主通过委托从事工程专案管理的企业,签署相关协议,工程专案管理企业有义务和权力代表业主在工程专案进行的情况卜干预和服务。工程专案管理企业可以协助业主同项目工程总承包签订一系列合同,只是起到辅助性作用,不直接与总承包企业或者施工、勘察、供货和设计签署协议或合同,工程专案管理企业有责任在施工过程中监督合同的完成情况。
1.2软体工程专案的概况
1.2.1管理人员开展有序的专案计划
企业必须把人员管理放在重要位置,在软体工程专案的开发上人员的调配问题是保证工程顺利进行的重要因素,因此,专案能否成功和工作人员的工作能力、写作能力息息相关,针对工程专案的操作类别不同,可以分配成各个研究小组,进行科学合理的针对性开发和高效的协作,有利于工程的快速推进和更加完善。小组内的人员根据自身优势,确定自己的工作内容和工作时间。对专案进行正确的认识和对风险进行评估,与此同时从节约成木的方而出发,形成科学的人力资源调配机制,使专案得以顺利开展。
1.2.2质量和配置管理工作
软体的质量管理工作是整个专案的核心工作,质量管理决定着计算机软体工程专案管理是否真正的成功,通过一系列保证质量的手段,有计划的编制、控制和保证专案质量。保证专案质量的方式可以通过定期的进行质量评估得以实现,在日常专案管理中要不断的对工作进行考查,对于专案不合格的地方要提出意见并且考虑整改措施,不断完善整个软体配置管理的记录工作,使专案的质量能有一定的检测体系,这样开发者会对专案工程的质量问题有比较深入的了解。
1.2.3风险评估和管理工作
风险管理大致分为两种工作,一种是风险识别,另一种是风险评估。得到评估结果以后要针对问题提出相应的解决办法,定期检测计算机软体工程的好处是可以减小产生风险的概率,还可以避免一些因疏忽而产生风险,使专案的损失减少到最低,也减少了因专案风险而造成的一些相关责任人的利益冲突。
2计算机软体工程专案管理中存在的问题
2.1管理团队的协作问题
分工合作是我们完成一个专案的基木因素,在软体开发方而更需要每个人的智慧一起凝聚出果实,共同享受成果,而目前在计算机软体工程专案管理方而资讯的交流方而存在一些问题,例如分工不清、团队不合作等问题。
2.2需求分析和实际中的业务存在差距问题
计算机软体工程专案没有结合实际的活动需求,也没有调查有效的资料分析,因此计算机软体工程专案管理在开发出新的产品以后并没有取得理想的业务效果。
2.3风险管理的问题
专案的风险工作是企业需要考虑的很重要的问题,如果风险没有相应科学管理,很容易带来巨大的损失,但是很多员工并不懂得如何规避风险,缺乏相应的专业知识,更是缺少对风险工作的管理,导致很多企业在风险来临时无法做出正确行动,造成巨大的经济损失。
3计算机软体工程专案管理的对策
3.1对风险管理和工作进度进行有效管理
制定风险管理制度。计算机软体工程专案管理的工作人员必须具有一定的风险识别意识和相应的遇到风险的专业知识,并且能有效的控制风险的能力。在平时要做好风险评估的管理报告,针对可能发生的风险要及时预测并且做出相应的解决行动。设定专门的人员对计算机软体工程专案定期进行风险的评估和检查工作。在整个专案中,根据需要进行多次的风险管理工作,因为风险无时无刻都有可能存在,检查的目的是尽量减少风险发生,在一般情况卜处理风险的措施一般有三种:减缓、规避和转移。提高工程的进度,不断的推进工程的工作效率。要制定详细的工作计划表,并且尽可能达到最高的工作目标。工作人员有严谨的工作态度和高效的作息时间安排,管理人员要密切关注工程进度,不断的督促员工完成应做的工作量,有条理、高效的完成对员工的工作任务的监督工作。
3.2建立完善的管理体系针对计算机软体工程的人员日常管理工作,要建立科学有效的管理方案。合理安排人才资源,确保在进行计算机软体专案工程时人员调配顺利进行。专业知识的培训对于工作人员来说
是必不可少的,可以极大的丰富计算机软体工程专案人员的专业水平和实践能力,减少工作上的失误,提高工作效率和工作人员的素质。奖罚制度是对企业员工优劣的衡量标准,所以在计算机软体工程专案管理方而采取奖罚制度可以极大程度上调动员工的积极性,使员工主动为企业创造效益,企业的发展才能有长远的未来。
3.3建立合作的团队
在员工内部建立有效的交流机制。员工的内部工作经验交流是非常重要的,因此要完善沟通方法,开辟多种交流方式和渠道,不断的增强各个部门的沟通意识,使团队的力量不断凝聚起来。明确分工,责任落实到个人。计算机软体工程管理非常复杂,需要的人员也众多,因此必须要使每个员工明确自己的工作内容和范围,清晰的划分自己所需要负责的区域,清楚自己的责任,这样能够确保每一个步骤都井井有条,非常有秩序。调动整个团队的工作积极性。通过一些活动、奖励措施等使每一个工作人员全身心的投入到工作中去,愿意并想要去做的更好,不断激发团队的潜力和员工的协作能力,这样专案不仅会做的越来越好,员工内部也会越来越和谐并且充满正能量,企业的效益也会不断得到提升。
4结语
计算机软体工程专案管理的工作内容十分的复杂,要保证软体工程按照工程原计划进度顺利开展工作,并且要节约成木、保证质量,必须熟练对计算机软体进行操作,在现在的大多数生产计算机软体的企业中最为重要的就是软体工程专案的管理效率,软体工程专案的成功条件是软体专案要具有科学性和高效性,在此基础上企业的合理管理也是企业走向成功的关键。
1现状分析
培养高质量的软体开发人才一直是社会和行业关注的焦点。早在11年前,对于工程教育的迫切性就被人提出来[1]。工程教育本身也作为一个系统问题被讨论[2]。现在从国家层面在战略上建立了软体学院进行专门培养,各个高校也不断推出新的课程、新的措施方案。在这一领域虽然比过去似乎已经有了翻天覆地的变化,但来自企业的呼吁似乎一直反映出诸多不尽如人意。更多的思路希望将企业的力量直接引入到教学,比如实训基地等[3];而国家层面也非常关注实训[4]。但实际效果可能变得流于表面,因为企业往往难以将核心的工作拿给学生做,而其训练的专案也并未从更全面系统的角度去设计,其锻炼效果就有限了。在软体开发这一领域,由于其具有变化迅速,新技术不断涌现的特点,导致不少在教育内容上选择了追逐新技术、新语言、新平台,以能用会用这些流行主流技术为目标。典型的代表就是北大青鸟,有些二本的学生在毕业前专门花钱去青鸟学习,似乎可以看到这种教育的优势。但另一个矛盾的情况是,往往那些关注员工后劲的公司却不愿意招聘青鸟的学生。如果将目光投向国外的顶级大学,例如斯坦福,其教学上并没有去“依赖”校企合作,以及很热门的“实训”。其核心课程依然是过去的传统经典课程。以一个研究生为例,一学期能修2门课是正常,3门就很优秀。它并没有追逐所谓的新技术。但无人质疑其学生的工程能力、科研能力和创造能力。
2什么是计算机工程能力的核心
什么才是我们软体开发教育的核心知识架构,怎样才能培养学生可持续发展的核心竞争力?我们调查过一些非常高水准的软体开发者,发现他们往往在底层软体上持之以恒地进行长时间深刻的锻炼,然后在未接触的新领域才能非常迅速地掌握核心。例如,一个非计算机专业的系统分析员曾经“只”在DOS这种原始的作业系统下玩了10年,甚至自己写过一个汉化的DOS。他只有书本上的一点点网路知识时,就用一两天时间解决了一个学通讯的研究生1个月都不能解决的网路故障。这是一个典型的例子,他并没有“实际的”网路经验,什么使得他如此轻松地进入了新的领域呢?而另一个曾就职于vmware、google等顶级公司的程式设计师,在Unix下只用C语言做了10年系统级程式设计。当用Java,C++甚至是javascript时,其学习时间只是1天,很快就比做了几年专门java程式设计的程式设计师还精通。如何才是软体开发人员的本质力量?什么才能让他们在变化万千的新技术面前屹立不倒,乘风破浪?
2.1计算机工程能力
我们认为计算机工程能力包含两方面的内容:1核心知识架构;2计算机的思维方式。什么是核心知识架构呢?是反应该领域最基本规律和支撑技术的知识。简单地说就是传统的作业系统、编译、资料库。作业系统将硬体、软体、高阶语言和汇编融汇在一起,它几乎包括了软体工程中所有重要的因素。举一个简单的例子,似乎只有面向物件这种“高阶东西”才有的虚拟函式运用,其实在Linux中就有相应的虚档案系统。作业系统是最为复杂的计算机工程之一。编译融汇了大量的演算法,而且能让大家真正看“穿”语言的外表,深入到其内里,体现了最根本的计算机技术。其优化技术,也深刻地和硬体交融在一起,很好体现了底层风范。资料库,不仅是运用演算法最多的地方,甚至是超越作业系统的一个复杂的系统,从快取技术到i/o优化,到索引,再到事务处理,无一不是反映计算机最深刻规律。大家可以发现,所谓核心知识架构,都具有两个特点,反映本质规律,体现软硬融汇交织。也只有这样,才能建立下面谈到的“计算机思维方式”。
2.2核心知识架构
为什么我们没包括一些新兴的语言和技术呢?似乎它们很“实用”。而且已经出现的问题是,按照传统科目和方式学习后,学生在企业什么都不会。这也正是大家关注工程教育的初衷。为什么不强调这些新兴实用技术的教育还在强调“古老”的“基础”。计算机领域一个显著的特点是,表面上知识更新非常快,新技术、语言层出不穷。这很容易导致当我们发现学生能力欠缺时,将问题归罪于新技术的学习不得力,知识结构老化。但其实目前的问题可以从另外一个角度考虑,是否是基础教育不得力?分析国外著名大学,如斯坦福、伯克利的课程,我们发现两个特点:1关键的基础课程,如作业系统、编译原理、资料库,始终是其最重要的课程,并没有过分追逐各种“新潮”技术。2学生一学期能修的课程非常有限,一般为3门课。而国内却呈现相反的状况,比如编译原理被降到了选修课的角色,新潮课程层出不穷,一个学生二年级一学期要修13门课。在这种走马观花的状况下,计算机这种具有强烈“手艺”色彩和工程实践的学科,被完全纸上谈兵化。而一些可怜的实验内容,还被学生的复制拷贝所湮没。我们认为,恰恰是这种情况,使得基础核心知识教育没有工程化,没有充分动手,导致了基础知识教育某种程度上的巨大失败。从以下鲜明的对比可以窥见问题的端倪:国内学生反映作业系统课程是文科课程只需要背条款考试即可;而相对地,国外著名高校作业系统课程要求学生实现“小”作业系统。国内资料库只讲其应用如大量讲解sql等运用,sql即使非计算机专业人士也很容易学习,这也是它被发明的初衷。斯坦福的资料库课程中有一门需要实现一个数据库系统。在笔者走访的计算机工程上优秀的人才,发现其共同的特点就是在诸如作业系统或资料库上都有很深入的学习经历,比如前面提及的自己构建过汉化DOS系统,或者在Unix下,做核心以及驱动很多年等。而当他们接触新技术时,之前深刻的经验和淬炼的思维就让他们如虎添翼,快人一等。更有甚者,国外真正的最顶级专家,都是在这些领域有无与伦比水平的专家,从delphi的缔造者,转战到微软并入主平台的开发,也可看到雄厚的底层知识和能力的巨大作用。所以“老”知识并不是障碍,而是通向天堂的阶梯。究其原因,就涉及到工程能力的第2个方面,计算机思维方式。
2.3计算机思维方式
对非专业人士它是很抽象的概念,而对真正专业人士,这又是一个非常鲜活的概念。这里限于篇幅,我们只举一个简单的例子。面对在C++中外部程式码如何直接修改私有变数的问题,计算机的思维方式就是:物件也是放在记忆体中,只要能拿到物件的地址,并知道物件的布局,那么就可修改。而没有建立这种思维的人,就完全被高阶语言的语法所左右,无从下手。一句话,无法看到本质,没有从下而上的底层思维。核心知识课程的有效深入教学和计算机思维方式建立有何直接关系呢?我们认为核心知识因为其反应了计算机本质规律,而且从底层建立起来,所以对其深入掌握运用后,它从开始的逼迫到最后的陶冶,最终潜移默化地让受众建立起“计算机思维方式”。而这正是计算机工程师安身立命之本,就如同音乐家有其独特的音乐思维方式一样。为什么诸如java之类的课程于建立计算机基本思维不太合适呢?因为它更高层,无法让学生看到最下面。而唯有彻底、深刻和系统的底层淬炼,才能真正建立起“计算机思维方式”。
3如何打造强大的计算机工程能力
大家一方面指责基础课程的“空洞”、“无用”、“陈旧”;另一方面在不断开设的海量新课和技术中压得学生更加远离程式设计,远离实践。即使能培养出熟悉某种语言的学生,也无法看到他们和培训学校有何不同。实训也似乎没有根本解决问题,我们在实践中发现,往往是那些自己醉心于程式设计的学生最后有着卓越的表现。让基础知识能支撑和指导实践,而非仅仅“符号”,并引导学生进行高效的实践。
3.1“3块连一线”,4门基础课程整合打造核心知识架构
我们将4门基本课程进行贯通式整合,着力塑造学生的“计算机思维”。下层的是3门基础课在上一小节探讨了其在工程能力训练上不可替代的重要地位,对软体开发环境产生支撑。而软体开发环境又通过精心的设计和工程实践,从应用角度将3门课程所学的知识串联起来。从而将基础知识和工程开发更有机整合在一起。首先,阐述为什么将以上课程整合在一起的理由。要回答这个问题,必须先回答什么东西支撑了优秀程式设计师。在我们的调查人员中,无一例外地都具有很深厚的底层软体开发背景。有长期从DOS的Hack入手的;有长期从事Unix核心程式设计的;有从Windows的driver起步的;有以反汇编逆向为根基的。长期在最底层的经历,使他们建立了最真实和能触控的系统观,能以计算机的方式思考。所以面临新技术时,他们能透过新形式很快把握其精髓,深刻地把握其实质。“太阳下面没有真正的新事物”,例如号称21世纪最新的重要的软体技术AOPAspectOrientedProgramming,AOP,其实在20世纪60年代就出现在了汇编一级的软体技术中,它本质就是钩子技术的系统化。在底层的软体世界,我们不仅能够用到那些所谓的最新的技术,而且能看到其本质我们可能就是用机器码自己构建出来的,而不被新技术的华丽外衣障目。这些使得具有底层经验的开发者,更有创造力,更能创造,也更能洞察迷乱后的本质,庖丁解牛,解决那些异常复杂的工程问题。举一个笔者遇到的真例项子,一个具有深刻底层经验的程式设计师一直只有C语言和作业系统程式设计经验和一个只有深刻Java经验的程式设计师,在同时学习Javascript的闭包概念时,后者一个礼拜都还有些似是而非。前者很快就能自如运用,且最后指点了后者1个小时,后者顿时豁然开朗。这是典型的“新”与“老”,上层和底层经验在面对新事物时的对比。既然底层软体赋予我们如此强大的能力,那么哪些是底层软体呢?大家公认,作业系统、编译和资料库由来就是计算机工程自身的根基。所以,我们必须将这3门课涉及的知识好好淬炼。而如何将3门课的知识和我们日常的软体开发联络起来呢?如何用它们指导平时程式的开发呢我们大多数是开发使用者级软体,不会开发核心软体,因此许多人认为几乎整个在核心中的作业系统对使用者级软体开发无从指导?另一门课,《软体开发环境》解决了这一问题。它有一条主线,通过反汇编将C语言和汇编串联起来,让系统级的知识从高阶语言的面纱下展现出来。同时用逆向工程这把庖丁之刃,将编译、连结、面向物件等软体开发中的重要知识块剖剔,让底层与上层贯通一气。而逆向的技术技巧,本身也是非常高阶的软体开发技术。因此,我们用“3块连一线”来总结4门课的关系是最好不过了。为什么不纳入语言课程,比如C/C++语言?从我们的工程经验来看,语言只是计算机原理和思想的载体,是表述方式而已。为了表述形式而专门花大力气是不值得的。比如,国外的著名大学很多都不开设语言课,在其他课程作业中必须用C语言程式设计,学生们就在那里锻炼了。真正的语言的力量并非来自语言本身,而是底层知识为支撑的专案锻炼。我们的思路是以构建式完成大量的完整系统的编写,这样就很好锻炼了软体开发和工程能力。同时,“软体开发环境”本身从逆向层面也对语言有了深刻的剖析,这是纯粹的语言课难以完成的。另外,从大纲安排上,我们在大一就会让学生用C语言来初步接触程式编写,这时并不适合放入太高阶主题。而在教学中,语言的力量已经渗透到一个个工程构建中,随风潜入夜了。为什么不纳入演算法课程?从某种程度上,“程式就是演算法与资料结构吗”?我们认为在系统中运用演算法,演算法才具有生命力。而编译、作业系统、资料库以及我们专门设立的一些课程设计将全面运用各种演算法和资料结构。在实战中运用并学习提升才是王道。这也正是构建式学习的精髓所在,这也正是探索式学习培养学生的创造能力的精髓所在。演算法课已经为我们准备了元件,就看你怎么去组装甚至改造。
3.2以构建主义的思路,深度实践的风格改革课程
前面我们论述了底层知识架构的重要性,那么怎么来将它们实际地建立在学生的工程实践中呢?简单地说就是“构建一个具体而微的系统”。讲作业系统就构建一个小作业系统,讲编译原理就构建一个我译器。同时,设计一些跨度较大的课程设计覆盖这些课程的一些重点内容。构建完整系统本身就可真实淬炼工程能力,而这些内容的复杂性、难度以及运用知识点的广度,本身就超越了简单的企业实训专案,在培养人才方面具有系统性、完整性、挑战性独特优点。我们需要的是运用团队的思路和现代软体工程的手段,将其开发过程管理发起来,从而熟悉企业级开发的工具链,将软体工程学到的知识贯通到实作中。这也回答了“和以前相似的强调基础课程教育,什么特点使得我们的做法能获得强大的工程能力?”这一问题。以前更多注重理论知识的学习,而现在的做法是回归计算机工程的自身科学规律———实践为王。
3.3改革考核评价标准,充分强调动手实践
以前我们一直是卷面考试,实验分数只是象征性的点缀。这本身违反了计算机工程的特点。只有改变评价考核标准,才能真正驱动学生充分锻炼工程。在课程软体开发环境中,我们采取了平时的考试结合期末考试的方式,而两者均为软体编写。期末考试在实验室上机编撰指定题目。不强调对一些函式名等死知识点的记忆,可以用线上帮助。这本身也符合软体开发的规律。
4结束语
我们在计算机工程教育上试图做一些回归本质的工作,也取得了一些效果。比如在软体开发环境中,学生普遍认为:“似乎将3年学的程式课全学习了,收获很大”。更有同学,在外企公司的面试中,直接运用了课堂上的知识,这在传统的教学环节中是难以获取的。但整个工作尚在起步阶段,所以仍有很多工作需要做,许多环节需要优化。我们希望在以后的工作中更深入探索工程教育的规律和本质。
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