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計算機實驗論文:計算機信息技術中學化學實驗論文
一、應用計算機信息技術模擬實驗，變抽象為直觀
化學是研究物質的組成、結構、性質和變化規律的學科。化學學科有的概念、原理、物質的微觀結構較為抽象，因此，傳統的語言文字表述和傳統常規的實驗使學生較難理解。在高中化學教學中，如：不同聚集狀態物質的結構與性質；電解質在水溶液中或熔融狀態下產生自由移動的離子的過程；微觀結構與物質的多樣性；原子核外電子運動；微粒間作用力與物質性質；分子的空間構型；化學平衡和電離平衡；原電池反應原理等理論知識，我們可以借鑒計算機信息技術制作的課件，就能形象直觀地展示分子、原子、離子等微觀的特征和變化的過程，變抽象為直觀。此外，工業采用接觸法制作硫酸流程；工業制硝酸的流程；石油分餾產品；鋼鐵的冶煉，工業合成氨等內容，單一語言表達和掛圖展示，學生的感知認識度不高，此時適當地運用多媒體技術，就能使學生有種身臨其境的感覺，為傳統教學創設了形象性的教學情境。
二、應用計算機信息技術補充傳統實驗方式，提高實驗教學效果
在傳統常規實驗演示中，由于多種因素，有些實驗的過程和現象不顯著，從而直接影響了教學的效果。譬如，分子的擴散、氣體的產生及固體的溶解等現象，學生觀察效果并不明顯。假如把這些實驗的演示通過多媒體投影儀來展示，充分運用它具有的定格、慢放、放大和重播等功能，來幫助學生觀察，學生就能很清晰地看到顏色的變化、沉淀的析出和氣體的產生等現象。再譬如，金屬鈉與水反應實驗，由于反應過程較快，學生不易觀察，同樣可以采用多媒體投影儀來輔助此實驗的演示，使整個反應過程清晰起來。另外，像鋼鐵腐蝕這種現象，需要很長的時間，我們也可以應用計算機信息技術制作課件，來演示這種腐蝕過程。這樣不僅增強了實驗的直觀性，同時也活躍了課堂的教學氣氛，提高了演示的效果，有助于學生觀察能力的培養。
三、應用計算機信息技術輔助傳統實驗方式，增強實驗的環保安全意識
有些化學實驗若不遵循操作步驟和操作規程，在實驗過程中也會發生危險的現象。比如，氫氣的實驗室制取及性質實驗，點燃氫氣前必須要檢驗純度，不然可能引起爆炸。那么如何來展示它的危險性呢？在實驗前先插入播放制作好的動畫，展示點燃不純氫氣的混合氣體而使啟普發生器爆炸的情景，直觀且形象的反映出它的嚴重后果。以此來加深學生對點燃可燃性氣體前一定要驗純這一原理。再例如，濃硫酸稀釋時為什么不能將水倒入濃硫酸中，這樣操作會產生什么后果呢？我們也可以應用計算機多媒體技術，借助動畫、聲音等來模擬這一后果。通過多媒體的如此演示，可以使學生從中得到啟迪，進一步明確實驗操作必須規范、科學和安全的重要性。另外，有些化學實驗不可避免地產生有毒有害物質，那么如何把它的危害性降低呢？筆者認為，可以充分利用計算機信息技術的強大功能，充分發揮多媒體的優勢，更新傳統實驗方式，模擬這些實驗。比如在課堂上演示實驗室制取氯氣；銅與濃硫酸反應；銅與濃硝酸反應；苯的性質實驗；苯的溴化實驗；苯的硝化實驗等等。選擇地替代某些傳統實驗方式，既演示了實驗的整個反應過程和反應結果，又達到綠色環保實驗的目的。化學是以實驗為基礎的自然學科。計算機信息技術的應用是教育教學方法的更新，計算機多媒體模擬實驗是對傳統實驗方式的補充，必須堅持輔助性的原則，同時計算機信息技術的應用并不能替代老師，屏幕也不能替代黑板，必須堅持教師為主導，學生為主體的原則。計算機信息技術的應用，推動了教育教學觀念的更新，極大優化了課堂結構。不管是傳統教育教學模式，還是現代化的多媒體教育教學方式，都必須服從于教育教學目的，服務于教育教學的主體――教師和學生，只有把傳統和現代兩種方式有機地結合，優勢互補，才能獲得教育教學效果的化。
作者：孫潤 單位：江蘇省常熟中學
計算機實驗論文:對計算機硬件實驗教學的實踐與思考
一、引言
眾所周知,科學技術的飛速發展,知識更新的周期正以指數曲線的規律在縮短,特別是現代信息技術的飛速發展,帶來數字化、智能化產品的空前繁榮。形式多樣的數字化設備和產品正以各種方式深入到人們生活中的各個層面。信息產業已成為全球的支柱產業,已成為我國國民經濟發展的助推器、倍增器和催化劑。計算機科學與技術在信息產業中占據了最重要的地位,因此,培養具有適應社會發展需要的計算機專業人才就成為高校計算機科學與技術專業教學改革的當務之急[1]。
“科技進步,經濟繁榮和社會發展,從根本上取決于提高勞動者的素質”[2],素質教育一直是我國21世紀教學改革的重點內容之一。隨著經濟的全球化、科技進步和國際間人才的競爭,人們對實驗教學在創新人才培養中的重要作用有了深刻的認識。實驗教學是高等院校教學工作的重要組成部分,實驗是掌握科學知識和技能的重要手段,對計算機這門實踐性較強的學科,硬件實驗是學習過程中不可缺少的環節,是培養實驗技能的必修課。實驗的教學目的是使學生了解科學實驗的全過程,逐步掌握科學實驗的思維和方法,培養發現問題、分析問題、研究問題、解決問題的能力。系統的訓練,可以開發學生的創造性思維和創新能力。筆者從這個目的出發,在實驗教學的各個環節上對計算機硬件實驗進行了教學研究和實踐,取得較好的教學效果。
二、課前預習
服務于計算機人才培養的硬件實驗課程,主要有模擬電路、數字邏輯、計算機組成原理、計算機接口技術、單片機原理及應用等實驗課程。它們是計算機專業教學的根基,因此,首先要突出硬件實驗的基礎性:突出科學實驗的思維和基本研究方法,突出能長時期發揮作用的基礎性內容、基本原理等。這就要求學生在實驗前要充分的預習,明確實驗的要求和內容,查閱相關資料,熟悉實驗原理、實驗方法以及相關的實驗儀器,或通過必要的理論計算,編寫實驗程序,預計實驗結果,寫出預習報告,做到有備而來。如“字符和數據的顯示”實驗,首先給出實驗任務:從FIRST開始的10個單元中存放著一個字符串,結束符是“$”編寫一個程序,統計該字符串中字母B的個數,將結果放入COU單元[3]。
學生結合該實驗任務分析得出,要完成實驗所需的知識點有:比較指令、條件轉移指令和數據傳送指令。其中,數據傳送指令在此實驗之前的實驗中已經反復使用過,因此學員只需根據自身情況進行簡單的回憶即可,而條件轉移指令和數據傳送指令,目前還沒有在編程實驗中應用過,只是在理論課上聽老師講解過,因此,這兩個知識點需要學員去詳細的復習,明確各指令的使用方法,在此基礎上編寫出此實驗的源程序,以便實驗課上進行調試運行。加強預習,使學生在實驗中增加了主動性,減少了盲目性,思考能力和動手能力都有了明顯提高,同時也培養了學生探索創新和積極吸取知識的習慣[4]。
三、教學環節
在教學實踐過程中,我們發現以前通過教師講、學生聽的以傳授知識為主方式進行的傳統教學方法已不能適應當今教學。由于學生生源整體素質的提高,加之實驗所需的理論知識在相關課程中已經學習,經過充分的預習,他們對實驗原理及實驗設計有自己的認識和較好的把握。如果像“走過場”式的講解實驗課,勢必會出現學生思想開小差、注意力不集中的不良現象,因此對實驗教學方法必須有所改變。我們的做法是集思廣義,讓學生到講臺上講解實驗基本原理,給出自己的設計思路,或畫出主要原理圖,并簡述實驗步驟及注意事項等。也許一個同學的想法并不成熟,但是可以從其他同學的補充得以完善。俗話說得好,“三個臭皮匠,頂個諸葛亮”。不同的學生可能有不同的方法,例如在“模擬電路”實驗中,學生可以從不同的角度設計各種各樣的電路。對這些不同的方案,由教師進行點評,提出意見和建議并根據實驗室條件采用相應的實驗方案。
這里,教師的角色至關重要。看似由學生來設計實驗方案,教師的任務就減輕了,實則不然。首先,為了鼓勵學生發言,要有鼓勵性措施,比如對主動發言的學生,在點評時要進行表揚,平時成績適當加分,同時要照顧到所有學生,根據個體差異性,對害羞膽小的學生提前進行溝通,力爭做到每個學生都有上臺發言的機會。這樣,學生在準備發言的預習階段比較認真,發言的積極性也比較高。其次,教師要適時引導,在不打斷學生思路的前提下對學生考慮欠缺的問題或操作中常出現的問題提出疑問,要求學生考慮。例如,在“單片機原理結構設計”的實驗中,思考某一個指令代碼的放置位置不同對實驗結果的影響。
通過這種方式教學,一方面帶動了學生的積極主動性[5],拓展了知識面,加深了對實驗的理解,鍛煉了他們的語言表達能力,學生普遍感到收獲較大。另一方面,學生的設計方法及表達方式的閃光點,教師也可以借鑒和汲取,同時也提高了教師的教學水平,起到了教學相長的作用。
四、實驗指導
在實驗指導方面,要注重實驗過程,采用啟發式、引導式教學方法,使學生掌握科學實驗的主要過程與基本方法。在實際操作中,學生發現問題或遇到困難時,教師不是替他們排除,而是先問清楚情況,啟發學生運用所學的理論知識及實驗技能自己解決[6],每做一個實驗就吃透一個實驗,不但知其然還要知其所以然。通過這種方法,培養學生獨立思考、勇于實踐、不斷創新的精神。
此外,教師還要善于把握細節問題,引導學生對實驗的加深,培養學生耐心、嚴謹的實驗態度。對試驗中發現的一些細節問題,經過教師的引導,促使學生在實驗報告中給出詳細說明。有的學生還給出了嚴格的證明這些細節問題是否影響測量結果,從而加深了對實驗的理解。
再者,隨著實驗課程的深入,教師要引導學生對學過的實驗進行歸納、
總結和對比,培養學生的綜合實驗和創造性思維能力。如在“計算機組成原理”實驗中,讓學生進行復雜模型機的設計。這種知識的遷移和運用,富有創新精神,提高了學生理論聯系實際、靈活運用知識和技能解決實際問題的能力。 五、實驗考核
在傳統的考核方式,即預習分+操作分+報告分的基礎上增加學生的自評分并附上評析內容,讓學生對實驗的各個環節自己給出一個客觀的評價,計入考核成績。這樣做充分體現了以人為本,增加學生的自信心,自己參與實驗及教學的主體地位,同時也可以通過學生的自評分,分析把握他們存在的問題,及時調整教學,不斷提高教學質量。重點放在實驗測量結果及數據處理過程,將實踐中獲取的經驗總結升華,并對結果進行分析討論。在實驗報告的批閱中,不但要求學生掌握專業術語、圖形、文字符號、法定計量單位等的使用,并能夠正確地記錄和處理實驗數據,繪制曲線和圖表,從方案設計到器件選型,從程序開發到調試等,說明結果,撰寫合格的實驗報告,還要關注學生對實驗誤差分析及實驗感悟,不失時機地鼓勵學生改進實驗方案或設計更好的方案。學生的想法是豐富多彩的,對一些有創意的想法,教師在評語中應給予支持和鼓勵,引導學生在好奇心的驅使下去探求創新之路,從而拓展硬件實驗教學創新的新視界。
六、小結及實踐思考
這種實驗教學模式切實可行,不僅擴大了學生的知識面,也有利于學生的心理素質及綜合能力的培養,激發了學生學習的積極性、主動性,加強了學生對基礎理論知識的學習和掌握,提高了學生的動手能力,培養了學生的創新思維和創新能力,對提高課程教學質量起到了一定的積極作用,受到學生的歡迎。由于每個實驗有限,增加了討論部分,相對地,就縮短了實驗操作時間,教學中可以考慮增加一個學時的討論課,充分發揮討論課的優勢。另外,部分學生的心理素質不強,語言表達能力有待提高,如何采取一系列鼓勵措施,使學生大膽地走上講臺展現自己的才華,需要在實踐中慢慢摸索。再次,對學生提出的設計方案,應想方設法在開放性實驗中實現,這確實會起到創新教育的作用。
計算機實驗論文:高校計算機實驗室管理的不足和解決策略
鑒于互聯網及計算機技術的飛速發展,社會及國民給予計算機技術的關注越來越高,各大高校也先后將計算機視為一門必修課程引入自己的課程體系當中。作為計算機實驗教學的核心陣地,高校計算機實驗室承載著所有與計算機相關的課程任務,同時兼具期末考試和培訓等諸多職能,因此其使用頻率特別高。正因為如此,所以各高校理應給予計算機實驗室管理充分的重視,以確保計算機實驗室的正常運轉。
1 我國高校計算機實驗室管理的不足
1.1 實驗室衛生水平低
由于計算機教學在高校教學中所占比例不斷增大,且大部分任課老師將計算機實驗室看成自身教學的絕佳場所,因此計算機所承擔的教學任務也日趨加重,計算機實驗室使用時間亦逐漸延長,這勢必加速計算機相關硬件設備的老化。與此同時,因為受諸多因素影響及制約,中國絕大多數高校在日常管理過程中并未定期安排專門的人員對計算機實驗室衛生進行清理,此種因素的存在必然會導致高校計算機實驗室空氣質量偏差,同時也增加了計算機硬件發生故障的可能性,給計算機實驗室的正常運轉帶來巨大的安全隱患。
1.2 實驗室管理人員專業水平低
我國諸多高校并未給予計算機實驗室的管理及維護充分的重視,計算機實驗室配備的管理人員也并非計算機專業科班出身,此類管理員缺少計算機維護常識、專業水平低,不了解計算機的相關性能,僅知道開啟及關閉計算機等簡單操作。同時,管理員忽視小故障而存在安全隱患,使用者設備維護意識低下等因素均是計算機硬件故障頻繁出現的因素。
1.3 管理意識低下
良好的計算機硬件及軟件是計算機得以正常運轉的前提及有力保障,若計算機的硬件或軟件出現故障,那計算機便無法正常運轉,所以在日常的計算機實驗室維護過程中,各高校理應給予計算機軟、硬件維護充分的重視。然而實際生活中,大多數學校卻都存在計算機實驗室管理意識低下的現象:無視實驗室管理人員的素質;未擬定切實可行的計算機實驗室管理制度;忽略計算機軟、硬件的維護……此類因素的存在給高校計算機實驗室管理質量的提升帶來了很大的阻礙。
2 高校計算機實驗室管理解決策略
2.1 制定管理制度,提高管理意識
為了更好地推動高校計算機實驗室的可持續發展,各高校理應從實際出發,制定一整套完善的計算機實驗室管理制度,對機房的使用展開嚴格的管理及要求,同時落實到計算機實驗室管理實踐中。具體來說,各高校計算機實驗室理應擬定如下制度:其一,《機房管理制度》;其二,《機房安全制度》;其三,《實驗室管理人員崗位職責》等。惟有如此,計算機實驗室的機器設備方能正常運轉,學生在使用計算機實驗室的過程中才會自覺維護實驗室內的設備,老師的教學質量才能得到提升。
2.2 強化實驗室管理
鑒于強化實驗室管理對于計算機實驗室管理質量的提升而言具有舉足輕重的作用,因此各高校理應從如下幾方面出發,強化自身計算機實驗室管理:及時,在實際教學過程中,老師應當借助電子實驗室軟件對所有的學生進行監控及管理,同時實驗室管理者亦可從旁協助,幫助老師規范學生的相關行為,降低實驗室軟件、硬件及網絡故障出現的幾率;第二,每一學期開學前,各任課老師需以新一學期課程安排為依據,明確自身將使用的教學軟件名稱及版本,并將此類信息及時告知計算機實驗室管理者,為管理者預留充足的軟件安裝及更新時間,為新學期計算機實驗室的正常使用打下良好的基礎;第三,實驗室管理者應定期進行實驗室清潔工作,確保實驗室的干凈整潔及實驗室設備的正常運轉;第四,實驗室管理者應定期進行實驗室防火防盜及安全檢查,以保障整個實驗室的運行安全;第五,加大對計算機實驗室的資金投入,為實驗室配備屬性及性能較好的計算機設備。
2.3 提高計算機實驗室管理員素質
現代社會的競爭歸根結底是人才的競爭,所以為了有效地確保自身計算機實驗室的正常運轉,各高校理應采取多樣化手段,切實提高本校計算機實驗室管理員素質。可從如下幾方面著手:及時,對計算機實驗室管理展開恰當且科學的配置,給予相應的政策支持,創建一支整體素質較高的計算機實驗室管理隊伍;第二,招聘的計算機實驗室管理員,起到以點帶面的作用;第三,定期召開計算機實驗室管理研討會,集中討論本校計算機實驗室管理存在的問題及不足,并總結出解決方案;第四,選派管理員去高一級學府深造,以更好地促進其專業能力及綜合素質的提升。
3 日常計算機維護措施
3.1 硬件維護
計算機實驗論文:面向就業市場的計算機實驗教學改革
論文關鍵詞:計算機 實驗教學 改革
論文摘要:隨著計算機技術的發展,就業市場對畢業生的要求越來越高,畢業生的實踐能力也更受招聘單位的重視。所以,高校加強實驗教學環節成為當務之急。計算機實驗課目前的教學還存在著諸多問題,其課程改革應從教材、教學組織形式、教學方法、師資隊伍等方面進行。
實踐教育是創新人才培養體系的重要組成部分。實驗教學作為實踐教育的主要組成部分之一,對于提高學生綜合素質和培養學生創新精神、實踐能力具有不可替代的作用。計算機實驗教學是計算機課程教學的重要環節,其目的是使學生更好地理解和掌握計算機知識,讓學生熟練地操作計算機和利用計算機解決實際問題。然而,目前許多學校對實驗教學重視不夠,導致課程體系和內容陳舊,綜合性、設計性實驗偏少,部分實驗課沒有完整的教學大綱,實驗課教師業務能力參差不齊,實驗室的建設跟不上教學改革的步伐,更不能適應目前嚴峻的學生就業形勢的需要。就如何盡快解決這些問題,筆者從教材建設、教學組織形式、教學方法、師資隊伍建設等方面進行闡述。
一、目前計算機實驗教學中存在的問題
1.學生對計算機實驗課在思想上重視程度不夠。由于受主觀原因和客觀條件的限制,大部分學生在中學時沒有接觸過計算機,他們普遍存在“重理論、輕實驗”的思想,認為只要理論課過了關,計算機實驗課無所謂。
2.學生的理論聯系實際能力較差。在計算機實驗課上.教師經常會遇到學生上機實驗時因不懂計算機操作而變得不知所措的現象。這說明,學生不能把課堂上學到的理論知識靈活地運用到實驗之中。
3.學生計算機操作不熟練.從而影響了實驗教學的順利進行。計算機的基本操作主要包括:鍵盤操作、系統維護、軟件使用、硬件維修等。學生上機時間不足容易造成他們對基本操作不熟練,影響他們以后計算機軟件、硬件等方面的使用,進而會影響他們的學習興趣。
4.課程結構不合理,教學內容落后。一些高校現在的計算機實驗課內容已使用了多年.很難適應飛速發展的計算機實際應用。就計算機實驗而言,目前絕大多數的實驗還是驗證性的,綜合性和設計性實驗明顯不足。每個實驗的過程基本上形成了“實驗目的——實驗內容——實驗報告要求——思考題”這樣一種固定模式。于是,許多實驗原理與對應的理論課內容重復,實驗步驟寫得十分詳細,甚至連記錄數據的表格都已畫好,這在無形中束縛了學生的思維。
5.教師教學組織形式簡單。現在的教學組織形式基本上是分組循環方式,即學生實驗時間統一、內容統一、進度統一、要求統一。這樣,就沒有考慮實驗的實際要求和學生的基礎及其實際動手能力的差異,沒有很好地貫徹因材施教的原則,影響了學生的學習積極性.不利于提高教學質量。
6.實驗方法陳舊。教師在教學過程中,灌輸式教學多啟發式教學少:早已安排好的程序式實驗多,要求學生自己設計的實驗少:實驗報告純粹羅列過程的多,提出問題和分析實驗結果的少。一些學生在實驗前對實驗內容沒有預習進入機房后不清楚實驗的原理、思想和方法。只是按照課本上的步驟進行機械操作。實驗過程中出現問題時,學生很少自己動腦思考尋找原因,而是依賴指導老師。這樣,學生的學習效果就會很差。
二、計算機實驗教學改革的設想
1.重視計算機實驗教學。學生與教師必須在思想上充分認識到計算機實驗課的重要性,同時學校要從物力、財力、人力上加大投入力度,確保計算機的先進性與完好率并通過各種方法和手段改革計算機實驗課的教學方法。真正形成一種良好的實驗教學氛圍。從學生的角度來說,學生應在開課前通過參觀歷屆學生的實驗成果和認真聽學校舉辦的計算機講座等方式.充分認識到計算機實驗課的重要性。從教師的角度來說,教師要通過靈活多樣的教學方法引起學生對計算機實驗課的足夠重視,激發他們的學習興趣和求知欲望,充分調動他們的學習積極性。如成立興趣小組、開展豐富多彩的競賽、帶領學生參觀附近企事業單位計算機應用實際等。
2.編寫有特色的教材,改革教學內容。實驗指導書是教師教學的參照物和基本依據,其質量直接影響教學效果和教學質量。及時,改變教材內容,按照基礎類實驗、綜合類實驗、設計類實驗來安排教學內容。基礎類實驗包括計算機主機、工作原理、性能特點等內容。通過這些實驗,教師要讓學生熟練掌握計算機實驗的基本方法,培養學生計算機實驗的基本技能,使他們養成嚴謹、認真的實驗習慣和實事求是的科學作風。對于綜合類實驗部分,教師要設計一些綜合性較強、涉及面較廣、難度較大的計算機編程實驗.以培養學生綜合應用計算機實驗及其他課程中所學知識的能力對于設計類實驗部分,教師只需給出若干個設計課題及所要達到的目的即可,重點是培養學生理論聯系實際、分析問題和解決問題的能力,提高他們的計算機應用能力、程序設計能力和初步的科研能力。第二。精簡一些舊的實驗內容,合并那些內容相近的實驗.避免重復,緊跟計算機發展的新的教學內容。例如:將陳舊的16位微機接口實驗設備更換為32位接口實驗設備,環境更新為windows系統。第三,鼓勵高校教師自編教材。各個高校的計算機類型、學生基礎和其他條件都不盡相同,使用統一的教材顯然是有困難的.因此,各高校應在保障基本要求不變的情況下,根據實際情況編寫具有各自特色的實驗教材。
3.創新教學組織形式。對不同類型的實驗,教師應采用不同的組織形式。學生對基礎部分實驗掌握的程度直接影響到后續編程實驗能否順利進行。因此,在學生做完基礎部分實驗以后,教師應組織操作考試,了解學生掌握的情況,對不合格者要督促其重做。計算機程序設計實驗綜合性較強,難度較大,對此,教師可以把學生編成一個個小組,采用集中討論、分別編寫的方式,盡可能地讓學生通過討論的方式確定所用計算機類型、實驗原理、實驗步驟等。實驗完成以后 ,學生要寫出實驗報告、總結和心得體會。對此,教師不能給他們任何形式的提示或指導,讓學生獨立完成。對于程序設計類實驗,教師可采用學生獨立完成為主、教師指導為輔的教學方式。在實驗方案確定以后,教師可根據任務量大小來分成不同的學習小組開展實驗的各項工作,并把所有的工作都放手讓學生自己獨立去完成。
4改革教學方法。目前,教師應該改變傳統的教學方法,加強對學生能力和素質的培養,讓學生獲取知識的過程變“學會”為“會學”,這樣才能激發學生學習計算機實驗的興趣。在教學中,教師要盡可能地向學生講述實驗在生產、生活中的實際應用,使學生認識到其重要性。另外,教師要多采用啟發式和討論式教學法,盡可能地引導學生積極思維。
5.建設一支業務素質良好的教師隊伍。計算機實驗教學改革能否順利進行,關鍵在于是否具有一支業務素質良好的教師隊伍。計算機實驗教材和教學方法的改革,必然對教師提出更高的要求。因此,高校要采取切實有效的措施調動教師的積極性,提高教師的教學水平。同時,要創造條件讓教師經常參加有關計算機實驗教學的培訓和學術研討會,使他們掌握新知識,開闊教學視野.及時了解計算機理論與實驗課的發展趨勢、動態。高校還要積極組織教師申報相關的科研項目,以科研資金促進實驗室建設,用科研成果充實、改進實驗內容,使教師在科研中提高自身業務水平.更好地為教學服務。
三、結語
高校計算機教育是一項面向未來的教育,它涉及教學過程和教學活動等多個方面的問題。做好計算機實驗教學.將進一步促進高等教育改革,推動教學方式和教學手段的現代化。計算機實驗教學改革涉及面廣.因此高校只有不斷探索、總結和完善教學方法,才能把計算機實驗中心建成培養具有創新精神和實踐能力人才的實驗基地,為提高教學質量作出積極的貢獻。
計算機實驗論文:計算機實驗教學中目標設置理論的應用探討
一、目標設置理論概述
(一)簡介。目標設置理論最早出現于上個世紀六十年代,按照該理論的觀點,目標本身對人是具有激勵作用的,它能夠促使人們朝著某一個目標前進,并且在實現目標的過程中不斷調整自己的行動,以促使目標得以更好的實現。同時該理論還認為:目標的設置需要明確,并且需要具有一定的難度,與長期目標相比而言,短期和中期目標更為有效,并且他們是實現長期目標的前提和基礎。在實現目標的過程中,要定期反饋,以便知道自己的差距。對目標的實現應該給與獎勵,并將它作為實現更高目標的基礎。
(二)功能。研究表明,目標對人們來說具有重要的功能,具體來說體現在以下幾點:及時、引導個體的注意力與行動,目標對個人的注意力和行動起著重要的指導作用,它不僅指引個人朝著目標不斷努力,從事與實現目標相關的活動,還促進個體在實現目標的過程中,不斷增長技能和知識,不斷提高自己。第二、目標能夠調整個體的努力程度,個體對目標的能力程度究竟如何,通過其努力、工作效率等便可以了解。第三、目標會促使一個人不斷努力,明確的目標能夠促使一個人維持較長時間的努力,為實現這個目標而不斷付出。
(三)模式。主要包括基本模式和擴展模式兩種,而基本模式又包括明確度和難度,目標和難度會對績效產生巨大的影響;隨著理論的發展,出現了擴展模式,該模式認為,不僅僅目標和難度會對績效產生影響,其它的如反饋、保障、策略等因素也會影響績效。
二、計算機實驗教學中目標設置理論的應用探討
隨著教學的發展和改進,在計算機實驗教學中,目標設置理論得到了應用。在教學中,將學生進行分組,制定目標,并利用網絡資源完成教學任務。為了讓人們對計算機試驗教學中運用目標設置理論有更加的了解,下面將以flash動畫設計為了作進一步說明。
(一)制定總目標。在計算機實驗教學中,目標是學生通過學習之后所要達到的標準和掌握的技能。學生在了解總目標之后,做好心理上的準備,明確階段性目標,知道經過學習之后最終所達到的效果。總目標也是激發學生學習的指引和動力,如果沒有總目標,教師和學生都將會失去方向。例如,flash動畫設計的總目標就是,在學習各項基礎知識的基礎上,能夠自主設計具有創意的flash動畫,為網頁設計、三維動畫設計奠定基礎。
(二)建立目標保障。為了促使目標的實現,在教學中需要將學生分組,每組約五至七人,這些學生在實驗中需要相互學習和合作,積極參與到實驗中來。而學生則必須明確具體的目標以及怎樣實現自己的目標,自覺付諸行動去實現目標,朝著自己的目標努力。在實驗報告的首頁,應該設立實驗目標保障簽署單,根據自身情況簽署,這樣能夠刺激學生,為了實現目標而不斷努力。
(三)目標的實施與控制。將實驗目標通過實驗報告、課堂作業、網絡課程等發生傳遞給學生,在試驗的過程中,學生通過自己的努力去實現目標。計算機實驗比較復雜,通過課堂和實驗可能還不能完成,還需要課后下更大的功夫。因此需要通過網絡資源,使學生能夠隨時進行實驗,讓學生保持對實驗的熱情,挖掘自己的潛力。例如,在flash動畫設計實驗的時候,教師可以制作網絡課程,提供電子教材和教案,實驗樣本和動畫演示,當學生在實驗當中遇到困難的時候,不僅可以向同學和老師求助,還能夠通過網絡資源,促進實驗目標的順利實現。
(四)反饋及評價。要了解學生實驗和進程的效果如何,反饋和評價是必不可少的。學生每完成一個試驗之后,都要填寫實驗練習過程量表,讓教師了解學生實驗的表現情況,實驗作品完成之后教師反饋,將自我評價、同學評價和教師評價結合起來,最終成績確定一般是平時成績30%,最終作品成績70%。
三、計算機實驗教學中目標設置理論的應用需要注意的問題
(一)把握好目標設置的難易程度。實驗目標應該明確具體,避免出現抽象和籠統的情況。難易程度應該適中,在學生的能力范圍之內,但又不能太容易,否則不能收到激勵效果。
(二)處理好單項目標與總體目標之間的關系。應該設定好單項目標,并且單項目標要按照規定進行,使每個單項目標都能夠順利的實現,這樣才有利于整體目標的實現。
(三)及時反饋。在實驗教學的過程中,應該及時了解實驗的完成情況,并且知道與目標存在的差距。當明確自己與目標存在差距之后,學生應該立即采取相應的補救措施,以盡快實現自己的目標。如果學生的實驗完成得比較好,應該讓學生維持努力,并制定更高的實驗目標。
計算機實驗論文:高職院校計算機網絡實驗室的建設
計算機網絡實驗室對于提升高職院校學生計算機操作能力、適應社會需求具有重要的意義。近年來,我院計算機網絡實驗室堅持“以就業為導向”,充分發揮網絡實驗室在學生操作技能培養方面的作用,取得了較好效果。現將有關經驗總結如下。
1高職院校計算機網絡實驗室建設的基本原則
我院計算機網絡實驗室建設與使用堅持“科學、合理、高效、經濟”、“提升學生操作能力”、“圍繞就業需要”的原則。
1.1經濟性和合理性原則
現代信息技術發展日新月異,高職院校要搭建一個完整的計算機網絡實驗平臺,無論是從成本還是實際需求等角度來講,都是不現實的。我院針對學校實際,在計算機網絡實驗室的建設中,重點圍繞機械繪圖、日常辦公等項目有所選擇的配置實驗室,既節約了實驗室建設成本,又切合了我校專業實際,實現了實驗室建設的經濟性和合理性相結合的目標。
1.2提升學生實際操作能力
計算機網絡實驗室的建設與使用,從根本目標上講:就是要為學生提供一個操作實踐平臺,不斷提升學生實際操作水平,讓學生能夠適應未來就業需要。實驗室的建設和使用,均圍繞“如何更好的提高學生的操作技能”這一培養目標。在建設中,基本實現了有關專業軟件的“全配置”。在使用中,則堅持開放使用的原則,供學生日常上課和課后練習,為學生演練計算機有關技能提供物質基礎。
1.3堅持就業導向為社會培養符合需要的高素質人才
是職業院校的主要任務。近年來,針對就業市場的變動情況,我院確定了“就業為導向”的培養體系。在計算機網絡實驗室的建設與使用中,緊跟社會需求發展情況,不斷更新各類軟件,努力讓實驗室的配置能夠反映當前計算機相關技術的發展趨勢,保障實驗室與社會技術發展不脫節,真正讓學生掌握當前社會所需要的計算機技術。
2規范高職院校計算機網絡實驗室使用
在計算機網絡實驗室使用中,注重制度規范性,強化使用管理,不斷健全實驗室課程體系,實驗室分區教學,力爭實驗室達成預期目標。
2.1細化使用制度
計算機網絡實驗室投入大,需要通過制度化約束防止有關設備的人為損壞和過度折舊,較大限度的發揮實驗室的價值。因此,我院將使用制度細化作為重要的工作內容。計算機網絡實驗室有專門的使用制度,并且配備了專職網絡管理人員負責有關設備的管理,盡量延長設備的使用壽命。
2.2健全實驗室課程體系
依托我院專業技術力量,為了進一步發揮實驗室的功效,我院將健全實驗室課程體系作為教改的一項主要內容。通過健全實驗室課程體系,實驗室改變了依附于理論教學的傳統模式,讓實驗室教學逐步成為相對獨立但是又與傳統理論教學相互結合的一門課程,實現了學生理論知識學習和實踐操作“雙提升”的目標。近年來,我院計算機專業老師根據教學實踐,自編了諸如《CAD實驗課程》等專用于計算機網絡實驗室的實驗課程,起到了很好的指導作用。
2.3實驗室分區教學
計算機網絡實驗室所包含的軟件較多。如果每臺計算機都安裝全部軟件,將會影響計算機工作效率,造成計算機過快折舊,影響實驗室建設成效。因此,我院積極探索實驗室分區教學。根據教學內容和目標,將實驗室分為多個區,各區承擔相應的教學任務。比如我院就專門有CAD實驗室,進行工程繪圖教學。通過實驗室分區,有利于給計算機“減負”,不僅規范了教學秩序,也延長了計算機的使用壽命。
3注重計算機網絡實驗室的維護
強化維護是計算機網絡實驗室持續使用的技術保障。我院把實驗室的維護作為配套工程,為實驗室的使用奠定很好的基礎。
3.1配備專門維護人員
利用院內計算機專業人才,成立了一支人數在5-8人的專門維護隊伍,負責實驗室相關設備的維護。每月都會進行常規維護,每季度則會根據使用情況進行專門維護。為了提高學生的維護操作技能,與學校勤工儉學部門合作,為貧困學生提供網管崗位,不僅取得了很好的實驗室維護效果,而且也獲得了較好的實踐教學效果和社會公益效果。
3.2購置或安裝專業維護軟件
隨著信息技術的發展,市場上出現了越來越多的專業維護軟件。比如360安全衛生、Ghost備份、還原精靈等。每臺計算機均結合分區情況,安裝了不同的專業維護軟件。比如使用保護卡對系統配置進行保護;利用遠程登錄軟件實現遠程管理;Ghost軟件進行系統和重要資料備份等。這些專業維護軟件在提高維護效率的同時,也更好的保障實驗室能夠完成預定的教學目標。總之,作為高職院校重要的實踐教學平臺,計算機網絡實驗室的建設必須要堅持經濟性、就業導向性、實踐性等基本原則,要規范使用,強化管理,并且做好維護工作,在培養社會所需要的高素質人才工作中發揮更大的作用。
計算機實驗論文:計算機類實驗室信息化管理探索
[論文關鍵詞]實驗室 實驗室開放
[論文摘要]隨著計算機技術的迅猛發展,加強信息化建設已成為實驗室管理的一項重要工作內容,并就此提出一些建議。
實驗室信息化管理是在傳統實驗室管理的基礎上,利用計算機網絡,采用科學的管理思想,將現實實驗室中的各種資源進行處理,并通過計算機進行開放型管理,其重要意義是使得實驗室在時間和空間上得以延伸。
一、實驗室信息化管理的宗旨
實驗室信息化管理的宗旨是在開放的實驗環境下,為實驗教與學提供化的實驗教學資源,為實驗教師提供簡便有效的實驗室管理和實驗教學方法,使學生與實驗發生最方便簡捷的溝通,為學生提供虛擬與現實相結合的優化的實驗環境與資源,使學生在真正的實驗環境中利用最少的時間,掌握基本的實驗操作技能,并在此基礎上能進行一些力所能及的創造性、開放性的實驗研究。
二、實驗室信息化管理內容
主要有三個方面內容:實驗教學管理模塊,包括實驗學習資源管理,實驗報告管理,課表管理等;學生學習模塊,包括仿真實驗、項目案例庫等;實驗室管理模塊,包括基本信息、在線排課、課表查詢、實驗室開放管理、實驗室使用情況統計等。
(一)實驗教學管理模塊
實驗教學是教學過程中非常重要的一環,而實驗報告的提交、批閱、反饋,則成了一項費時費力的工作,尤其對于許多程序設計類的課程,大量的代碼量、流程設計圖等已使得紙質版報告不能適應。實驗報告電子化,將報告填寫、提交、批閱、反饋、統計等工作搬到了網絡上,將大大提高教學工作效率。
在實驗教學管理模塊中,教師可提前實驗課、實驗學習資源、布置實驗項目。學生在實驗前需要預習實驗,下載實驗資源,并在線編寫預習報告;在實驗結束后,提交電子實驗報告。教師可靈活掌握時間對學生實驗報告進行批閱,直接給出成績和評語,而不必擔心未批完實驗報告而影響學生做下一次實驗的預習。這樣,學生能夠及時了解自己的實驗反饋結果,節約了教師、學生的時間,加快了交流反饋過程,避免了因提交滯后帶來的麻煩,縮短了指導教師的批閱和下發周期。
(二)學生學習模塊
網絡仿真實驗有著隨時隨地開展的優勢,并有效避免了硬件設備的大量投資,節省在教學中投入的資金。對于“網絡安全”、“計算機組成原理”、“數據庫SQL語言”等計算機類課程都比較適合制作成B/S結構下的實驗。同時目前計算機相關專業學生的個人計算機大量普及,也有利于開展仿真實驗教學。
仿真實驗系統具有以下特點:集成了Flash的插件技術,應用Flash內置的ActionScript腳本語言,控制元件,使Flash表現出強大的交互功能;學生登陸系統后,即遠程連接實驗服務器開展實驗,系統會將實驗現象和結果實時、動態地反饋給學生。
(三)實驗室管理模塊
為了更好地實現資源共享,提高設備的利用率和經濟效益,目前大部分高校都已經實施了實驗室開放。推動實驗室開放的前提就是實驗室信息的公開化,當教師、學生了解了該實驗室的設備、軟件、開設實驗項目等內容后,就能夠根據自己的需要,選擇進入某個實驗室。另外,額定的實驗學時往往會使學生感覺時間不夠、或缺少深入研究的機會,而實驗設備和時間資源又是有限的,為提高利用率,同時滿足學生對實驗實踐的渴望,有必要推進自主型開放。這樣就需要對院內各部門、教師和學生公布實驗室基本信息。
在實驗室管理模塊實現了基本信息、在線排課、課表查詢、開放實驗室管理、實驗室使用情況統計、參數設置等功能。在實驗室信息化平臺首頁上,即公布了各個實驗室的負責教師名字及聯系方式;在教師和學生登錄進平臺后,能夠方便地查詢各實驗室的課表信息;在線排課能自動判斷預約、排課等相互之間的關系,并做出提示;開放實驗室管理提供了預約、預約審核功能,并方便師生查詢所需實驗室的狀況,自主決定時間、地點,聯系實驗室負責教師后即可進入實驗室開展實驗、研究活動。
三、實驗室信息化管理的優越性
1.改變了傳統實驗室繁雜的管理方法,引進了現代化的管理手段,使實驗室達到了信息化管理和無紙化辦公的目的,對實驗室提高工作效率,降低運行成本起到了至關重要的作用。
2.統一管理實驗室資源,包括設備、時間、人力,提高了效率和效益。
3.建成實驗項目庫后,為師生教與學提供了便利,實現了實驗資源的共享。
四、總結
實驗室實施信息化管理后,從學生來看,更是一個以學生為中心的、開放性的、人性化的實驗教學支持服務系統。從實驗教師來看,實驗室是集實驗教學、實驗教務管理、實驗室資料管理、實驗室開放管理為一體的管理系統。同時,提高了實驗室信息化管理水平,規范了基本工作流程,減輕了實驗教師的工作量,加快了實驗室開放進程。在該平臺的支持下,本著以學生為中心原則,進行相關的實驗教學創新和改革工作,實驗報告及實驗過程的記載使師生能夠更加深入分析教學過程,促進實驗教學質量的可持續提高。
計算機實驗論文:說計算機的實驗教學設計與實踐
1IPv6下一代網絡技術實驗教學環境選擇
比如設備的數量和型號較少,設備更新慢,難以滿足學生一人一套設備的需求,對IPv6相關新技術支持不足等。為了克服這些不足以取得良好的教學效果,不少高校開始探索通過使用虛擬仿真軟件來構造虛擬實驗室。虛擬網絡實驗平臺的引入從根本上突破了傳統實驗教學實驗設備數量少、實驗時間緊張、實驗地點單一的弊端,還具有人機交互能力和可視化程度高等優勢,提高了實驗教學效果。PacketTracer和Dynamips是目前比較流行的兩款網絡實驗仿真軟件。PacketTracer具有逼真的操作界面,操作簡單,初學者很容易上手,它提供各種不同型號的交換機、路由器以及各種類型的傳輸介質,學生可根據實驗自己繪制拓撲圖,進行網絡實驗。但它是基于軟件的虛擬器,很真實的設備相比,差距較大。Dynamips通過模擬CISCO路由器的硬件平臺,直接運行真實設備對應的IOS軟件,因此,Dynamips模擬出的是真實的設備,具有和真實設備一樣的配置界面和功能。和PacketTracer相比,Dy-namips操作較為復雜,為了解決這個問題,國外的專家開發出了GNS3,它是Dynamips的圖形化網絡模擬工具,它的核心就是Dynamips,他不僅可以模擬Dynamips的所有組網實驗,還具有可視化和拓撲修改簡便等特點,最吸引人的是它可以方便的讓虛擬網絡接入真實網絡,相比其他網絡模擬器具有更好的實驗教學價值。Scapy是一款強大的交互式數據包處理工具、數據包生成器、網絡掃描器、網絡發現工具和數據包嗅探工具。它提供多種類別的交互式生成數據包或數據包集合、對數據包進行操作、發送數據包、包嗅探、應答和反饋匹配等等功能,利用它可以很方便的構造各種數據包用于各種網絡測試。為了滿足IPv6相關知識點的實踐教學需要,我們采用GNS3來模擬路由交換設備,采用vmwarworkstation安裝虛擬機的方式來模擬復雜功能網絡終端或網絡服務器,采用VPCS軟件來模擬簡單網絡終端,采用Wireshark來捕獲和分析網絡數據包,采用Scapy來生成各類IPv6測試數據包。實踐證明,利用上述軟件,學生在普通機房就能一人一機輕松完成各類實驗,同時,教師可以把設計好的各種實驗方案、拓撲分發給學生,讓學生課后在自己的電腦上做進一步的練習。
2IPv6網絡技術實驗方案設計
為了取得理想的實驗教學效果,在實驗內容的選取上,一是要較好的覆蓋相關知識點,二是要設計好實驗方案,使實驗可操作性強,讓學生在上機實驗時目標明確。實驗項目的設計要在已有實驗環境條件下結合學生實際情況來進行,好的實驗項目能夠幫助學生較好的理解知識,達到理想的教學效果,在確定實驗項目時宜遵循以下原則:實驗項目的內容從簡到難,先從基本設置開始,解決連通性和基本應用問題,再逐步深入到具體協議的分析,在此基礎上,貼近業界當前實際網絡環境的需求,設計一些有實用價值的實驗,讓學生所學能派上用途。
2.1IPv6網絡實驗內容
選取在實驗內容的選取上,遵循由淺入深,循序漸進的原則,把實驗內容劃分為基礎性實驗、驗證性實驗、綜合性實驗和探索性實驗四大類。有比較直觀的認識,掌握使用IPv6網絡的基本方法,結合掌握的IPv4相關知識,對比認識IPv6數據包格式,使學生對網絡協議內部的實現機制和在網絡中的實際傳輸情況有感性的認識,為后續的實驗打下基礎。
(1) 拓撲既可以作為整體進行復雜的網絡實驗,也可以只使用局部設備進行單一實驗。
(2)驗證性實驗:通過這幾個實驗,除了讓學生掌握網絡設備上IPv6相關基礎配置方法外,深入了解IPv6路由器請求(RS)、路由器宣告(RA)、鄰居請求(NS)和鄰居宣告(NA)的工作機制與工作細節。掌握IPv6網絡無服務器自動配置、路由器發現、前綴發現、地址解析、鄰居不可達檢測、鏈路MTU發現、下一跳決定和重復地址檢測等知識點。同時讓學生理解IPv6全局地址、鏈路本地地址和站點本地地址的功能,它們的作用范圍。
(3)綜合性實驗:通過這部分的實驗,讓學生掌握小規模網絡路由協議的配置方法,能根據網絡環境選擇合適的路由協議,深入理解RIPng和OSPFv3路由協議的工作原理。根據需要,能熟練進行OS-PFv3路由聚合,路由重分布配置。使學生掌握IPv6手工隧道、IPv6自動隧道、IPv6toIPv4隧道和IPv6ISATAP隧道的配置,了解這幾種隧道協議的功能,各自的適用場合。掌握IPv6環境下網絡訪問控制列表的配置方法,能根據訪問控制和網絡安全的需求,定義和部署合適的訪問控制列表。
(4)提高性實驗:這部分實驗可以讓學有余力的學生進行。通過這類實驗,使學生具備大規模復雜IPv6網絡的組網和配置能力。
2.2IPv6網絡實驗拓撲設計
(1)拓撲既可以作為整體進行復雜的網絡實驗,也可以只使用局部設備進行單一實驗。
(2)PC1為vmwareworkstation安裝的虛擬機系統,采用PC1和R6可以進行四個基礎性實驗。
(3)由R1、R2和R3設備組可以組成純IPv6網絡,完成IPv6靜態路由協議、RIPng路由協議、OS-PFv3路由協議和IPv6訪問控制列表等實驗,也可以完成幾個探索性實驗。
(4)R4和R5扮演雙協議棧路由器角色,R4和R5通過IPv4網絡互聯,在R4和R5設備上可以進行各類隧道協議的實驗,通過配置隧道協議,讓IPv6網絡孤島互相連接在一起。
(5)R5和R7也可以構成設備組,通過在R5上配置ISATAP隧道協議,讓R7下的主機接入IPv6網絡。
(6)在各類單一實驗完成后,可以讓學生進行綜合性的實驗,或者讓學生自己設計網絡拓撲進行各類實驗。
3實驗教學方案實踐
只有經過實踐,才能證明設計的實驗方案科學與否,能不能達到預期的目的,能不能得到學生的認可;也只有經過實踐,才能發現其中的不足之處,才能對方案進行改進與完善。實驗教學除了向學生傳授相關知識外,更重要的是培養學生獨立思考,操控網絡設備的技能及解決網絡工程問題的能力。要達到這些目的,除了因人施教和因材施教,還有很多有效的方法。
3.1基于以小組為實驗單位的網絡實驗團隊
作為一種正常現象,在一個班級中學生之間在學習能力、掌握知識能力等方面存在差異,容易讓我們忽視的是,能力強,學習好的同學往往喜歡就不清楚的問題向老師提問,學得差的同學反而比較“悶”,這些同學要么是還沒有發現實驗課程中的樂趣,要么是不習慣和教師交流。要解決這個問題,比較好的辦法是進行分組實驗,教師在劃分小組時應注意強弱合理搭配,以強幫弱。實驗過程中鼓勵弱勢學生積極參與,讓能力強、表現欲強的學生擔任組長,輔導同組同學,這樣做可以調動學生參加實驗的積極性,讓他們在實驗過程中獲得樂趣和別人的認可,同時也增強了學生的協調能力和團隊合作精神。在實踐過程中要注意和傳統分組實驗的差別,傳統分組實驗要 么是因為實驗設備的限制,要么是因為實驗內容比較多,需要多人的協作而不得不分組。在我們的實驗方案中采用了虛擬實驗平臺,不存在這些限制,采用分組的目的是讓弱者變強,強者更強。在實驗過程中要靈活動態的進行考核,避免分組流于形式。
3.2增加實驗趣味,提高學生興趣
增加實驗趣味是實驗過程中的重要一環,要在實驗講解過程中引入真實網絡中的各類問題,讓這些問題與實驗結合在一起,要讓學生覺得他們所學內容能有實際用途。在教學過程中,利用學校已經部分接入CER-NET2的優勢,向學生展示了IPv6網絡的各種強大功能。比如學生看到我們能在線流暢的觀看高清電影、電視頻道,能以極高的網速在2分鐘內下載一部高清電影,他們的熱情和興趣立即被激發出來了。我們順勢向學生介紹下一代IPv6網絡發展的情況,在發展過程中碰到的一些問題,解決的方法,涉及到的一些技術,實驗中學習到的知識能派上什么用途,這樣做讓學生對學習充滿了期待。
3.3理論教學與實驗教學
要緊密結合在課程的教學中,理論是基礎,是源泉;實驗是理論的應用,是驗證,是理解。兩者雖有不同處,但又相輔相成,兩者都是能力的培養。教師必須讓讓學生明白理論教學和實驗教學的目的和關系,即理論學習理解實驗驗證再理解綜合性實驗思考設計性(提高性)實驗再學習的過程,完成對理論知識學習和實踐技能的培養。在實驗項目的次序安排上,應該把簡單的、趣味性高的項目安排在前面,讓學生能容易的進入狀態每個實驗項目都要提前做好相關指導手冊,要讓學生明確做什么,怎么做,結果是什么,怎么驗證結果的正確與否。關注學生在實驗過程中出現的一些共性問題,要及時的解決這些問題。
4結語
本文對實驗環境搭建、實驗內容的選擇、實驗拓撲的設計和實驗教學實踐幾個方面的內容進行了闡述。所設計的實驗教學方案在多個網絡工程專業的班級里進行了實踐。通過實驗,學生加深了對IPv6相關知識的理解,掌握了必要的技能,可以熟練對IPv6網絡進行配置。考核成績表明,本方案達到了預期的目標。實踐表明,在計算機網絡類課程的實驗教學中,如果實驗硬件條件缺乏,可以通過充分利用各種網絡仿真軟件、模擬軟件來突破實驗條件的限制,以達到相同的或更好的教學效果。
計算機實驗論文:高校計算機實驗教學創新創業型人才培養模式的研究
一、引言
作為多科性的農業院校,我校又被教育部、農業部、國家林業局批準為拔尖創新性、復合應用型農林人才培養模式試點高校。圍繞“四型”人才培養目標,啟動新一輪人才培養模式改革已成為當前面臨的主要任務。近年來,高校盡管在人才培養模式改革方面進行了諸多積極探索,但人才培養模式單一的問題仍然比較普遍、比較突出,在計算機實驗教學中傳統的人才培養模式已經難以適應經濟社會發展的需求。
為了更好地滿足經濟社會發展和學生個性發展需求,圍繞實現“四型”(拔尖型、創新型、復合型、專業型)人才培養目標,從根本上提高人才培養質量,探索人才培養模式就成為必然。高等學校計算機及相關學科擔負著為全社會培養信息化人才的重任,計算機實驗教學又是學生強化基礎、提高創新實踐能力的重要課程。所以,構建計算機實驗教學模式,提高大學生的創新創業能力,是高校計算機教學中面臨的重要課題。本文針對我校多科性的特點和學校的具體情況,提出了在計算機實驗教學中創建開放式、研究型實驗課程體系,構建兩個互通體系、激發科研興趣、以賽促學、以賽促教的教學模式,有效地提高了計算機實驗教學水平,提高了學生的實踐能力和科技創新能力,為培養創新創業型人才起到了極大的促進作用。
二、探索計算機實驗教學模式,提高教學水平,推進創新研究
在多年的計算機實驗教學與培養本科生的各個環節中,我們認為培養學生的創新精神、提高學生的科研能力是不容忽視的問題。計算機實驗教學不僅傳授基礎知識及基本技能,而且是培養學生科研思維和方法的學科,因此,在計算機實驗教學過程中,主要針對多科性大學的特點,更新教學理念,將計算機理論知識學習和科學研究技能訓練作為一個系統進行了整體優化。
1.不斷優化課程體系,確保人才培養方向。圍繞人才培養方向,我們對計算機專業培養方案進行了不懈探討和優化,合理設計專業課程體系模塊、組織管理體系模塊、技術管理體系模塊、畢業生就業應考模塊。
同時,科學設置學時比例,合理安排課程順序,確保計算機理論課程體系與實踐體系緊密銜接,緊扣人才培養目標,使課程安置有理有據,使學生學習目的明確,為專業學生多方位就業提供有效的智力支撐,為學生搭建創新創業平臺,滿足學生成長需要。
2.圍繞人才培養目標優化教師結構。高水平的教師隊伍是搞好教學的基礎,也是人才培養質量的保障。通過引進高起點的計算機專業人才,壯大教師隊伍,搭建合理的教學和科研平臺,營造良好的學術氛圍,激發教師的積極性,全力做好人才培養工作。聘請具有豐富經驗的專家為客座教授,開講座,增強師資力量,通過教師座談和交流,群力群策,實現教學主體的“多元化”,形成校內專業教師和校外專家教學的良性聯動,確保計算機教學質量不斷提升。
建立科學的人才觀和有效的教師分類管理與評價體系,鼓勵教師帶動學生搞科研,推進科學創新和技術推廣。讓教師隊伍中既有引領學術前沿的科研人員,又有帶領學生深入生產實踐、服務社會的技術推廣型人才,使教師隊伍既能在學術上經驗豐富,又能在生產實踐中“立地”。
3.完善計算機實驗教學內容,為學生創新搭橋鋪路。傳統的計算機實驗教學,多以驗證性的實驗為主要內容,不利于學生創新思維的培養。因此,必須優化課程體系,改革實驗內容。將計算機實驗教學內容分為基礎型、綜合型、研究設計型三個層次,增加創新性、設計性的實驗內容,突出創新思維培養,加強創新實踐鍛煉。授課教師的作用也從以往的“講授灌輸”變成“引導啟發”,鼓勵學生積極思考、善于思考,有問題敢于提問、善于提問,積極與老師探討問題的解決辦法,提高理論與實踐結合的能力,激發學生的創新意識和能力。學生在創新鍛煉的同時不斷產生新的想法、好的點子,使其科研能力得到較大提高。
4.強化實踐環節,突出教學特色。為社會輸送創新創業型人才,是我們的任務,學生能力的培養直接影響社會對我們的認可。因此,必須從學生實踐鍛煉上下工夫,引導學生認真研究專業特色,加深對專業的理解,進而立足實際,敢于想象,善于思考,著力提升專業能力。突破校內教學“虛擬性”,改變“學用兩張皮”現象,走出校園,到企業真實體驗和鍛煉。根據學生層次不同、角度不同,開展形式多樣的實踐活動,不同的人才培養目標需要不同的教學內容和不同的實踐環節來實現。注重選擇學生實習的方式方法,實行專業教師和實習點領導、高工現場指導的方式,強化實習內容和實習目的。指導學生在傳承中創新,在創新中突破,在突破中形成優勢和特色,讓學生帶著問題到現場參觀、訪問和調研,激發學生的創新思維。學生通過社會實踐鍛煉,多方位了解社會,學會觀察和分析問題,提高解決問題的能力。只有讓學生真正走向社會,才會發現教學中的不足,促使教師不斷改進教學方法,提升教學能力,培養學生的應對能力,為社會輸送合格的專業人才。
三、注重學生綜合能力
培養,抓住人才培養的著力點 在認真抓好計算機專業學生課堂教學的同時,結合學生綜合能力培養,注意做好以下三方面的工作。一是實現專業教學與學生管理部門的聯動。將教學活動與學生課外活動巧妙對接,形成“開放式”學習模式,使課堂教學與課下鍛煉同步推進。對于學生第二課堂活動,堅持專業教師與院團委聯合組織、共同指導,實現教師課堂教授與課后學生管理的“一體化”聯動,形成人才培養目標的一致性。二是實現專業教學與學生課外學術活動的聯動。精心組織課外學術活動。舉辦計算機專業專題論壇。三是實現專業教學與創新的聯動。強化學生參與創新創業,利用各種有效渠道,切實增強學生的實際動手能力,把認識實習、業務實習、畢業實習延展到課下,充分利用周末和休息日,積極開展創新創業活動。
四、開展豐富多彩的創新實踐活動,營造良好的創新氛圍
1.我校是多科性的農業院校,為了激發學生的創新意識,提高創新能力,學校建立了實驗教學中心、校內實踐站和校外實習基地相結合的實踐教學體系,充分利用有利的教學平臺,建設學生創新創業實驗區。聘請專家開展各種專題講座,舉辦專業學術論壇———“創業大講堂”和“創業培訓進校園”活動。成立各種創新團隊:啟航計劃、數學建模、ACM軟件設計等,加強“SRT”計劃及大學生創新研究的管理和實施,結合本地實際,設立專業創新基金,強化創新能力培養環節,提高學生的創新意識和能力。
2.以賽促學,以賽促教。在計算機實驗教學中,開展多種形式的技能大賽,通過競賽調動學生學習的主動性和積極性,學生為了競賽需要系統學習基礎知識,廣泛查閱文獻資料,并在設計中考慮可能出現的問題和解決方法,這樣,不僅培養了學生思維的嚴謹性和邏輯性,而且有效地激發了學生的學習熱情和探索精神,同時,在競賽方案的實施中,學生不僅需要自己動手得到結果,還提高了學生運用基本理論、基本知識和基本技能解決問題的能力,也培養了學生的創新能力和創新精神。鼓勵學生積極參加全國各類科技競賽,為學生搭建創新平臺,制定獎勵機制。通過競賽找出差距和不足,取長補短,更改新的教學方案,力爭教學上新的臺階。
五、創造良好人文環境,注重文化育人
大學生創新意識的培養與科學的學習習慣和思考的養成密不可分。良好的學習習慣、正確的學習態度能促進創新意識的培養和創新能力的提高。所以,學習的環境和氛圍尤為重要,良好的學習環境使人向上,嘈雜、混亂的環境使人頹廢。因此,為了提高學生的創新意識和創新能力,必須創造好的教學環境和學習環境,加強人文關懷,提高大學生的文化素質和修養,樹立正確的人生觀和價值觀,為學生創造一個民主、自由、開放和進取的學習環境,營造一個良好的學習氛圍。突出個性,分類培養,努力發展個性教育,給予學生更多的自主權,挖掘學生潛力,培養創新意識和能力。通過重視校園文化,提升大學生整體文化素質,充分發揮學生學習的積極性、主動性和創造性,為創新創業創造良好條件。
六、結語
隨著經濟社會對人才的需求變化和高等教育的發展,高校的教育功能越來越明顯,培養一批具有扎實理論功底、綜合素質高、實踐能力強、適應社會快的專業型人才更能得到社會認可。高校人才培養任重而道遠,人才培養模式改革已成為擺在高校面前的重要任務,不同的培養模式培養不同類型的人才。本文從不同角度對計算機實驗教學模式做了深刻研究,目地是為了加強創新創業教育,改善現有教學條件,提高教師教學水平,培養學生創新思維,提高學生創新能力,為社會輸送更多更有價值的創新創業型人才。
計算機實驗論文:淺析任務驅動型計算機實驗教材開發的初探
高職教學的教材、內容和體系應從根本上體現職業技術教育的基本特征和主要特點。本文在分析了傳統計算機實驗教材編寫問題的基礎上,提出應用任務驅動法來改進計算機實驗課程教材的步驟,并以PowerPoint 2003軟件為例作了詳細介紹,提出了在任務驅動型實驗教材開發中應注意的若干問題。
《計算機信息技術基礎》是高職院校一門重要的公共基礎課,尤其是其中的實驗課程,具有很強的實踐性和實用性。我們要抓好這門基礎實驗課的教學,就必須立足于職業教育的根本目的,把握計算機實驗課程的知識特點和內在教學規律,從高職生源的特定條件出發,編寫科學適用的教材。
1.傳統計算機實驗教材編寫存在的問題
一般情況下,教材的編寫首先是按教學計劃制定教學目標;其次根據學科體系和教學經驗將總體教學目標分解,得到每部分的子目標和教學時數;再次根據每部分的目標和時數,列出該部分的具體教學內容;編寫教材。這種傳統的教材編寫方法是從基本概念講起,然后一步一步講授每個軟件的操作知識,講授綜合運用,這對于以“技能培訓為中心,以就業為導向”的高職教學很不適用,原因主要有以下幾點:
(1)教學目的性不強
高職教學的目標是就業,技能是就業的前提,而這種學科型教材不是為了用而教,很多教材就按軟件界面的組成羅列知識點,缺乏一體化設計。
(2)知識點難易程度不均
雖然實驗課程主要是學習Office軟件的使用,但其中某些操作需要建立在一定理論理解的基礎上,如Excel中公式中相對、地址的應用,很多教材中都簡略不提。
(3)技能訓練缺乏主題
一般教材都將實例分解為若干步驟,學生按步驟學習Office軟件的使用。但這些實例并沒有結合真正實際工作中的任務,學生學完實例后并不清楚該軟件可以完成工作中的哪些任務,或者能解決哪些問題。
(4)內容滯后
現在Office軟件已經升級到Office 2003,甚至更高版本,Office 2003與Office 2000的功能、界面和操作有很多不同,已經成為辦公室工作人員的,但大部分教材還以Office 2000作為教學環境,與實際脫節。
為了解決以上問題,我用任務驅動法來開發計算機實驗教材。
2.任務驅動型計算機實驗教材開發的設想
任務驅動法是一種建立在建構主義教學理論基礎上的教學法。它要求“任務”的目標性和教學情境的創建,使學生帶著真實的任務在探索中學習。在這個過程中,學生緊緊圍繞一個共同的任務活動中心,在強烈的任務動機的驅動下,通過對學習資源的積極主動應用,進行自主探索和互動協作的學習,并且在完成既定任務的同時,教師可引導學生產生一種學習實踐活動的內在驅使力。同時學生還會不斷地獲得成就感,逐步形成一個感知心智活動的良性循環,從而培養出獨立探索、勇于開拓進取的自學能力。
基于任務驅動的核心理念,任務驅動型教材可在傳統教材編寫步驟的基礎上作以下改進:
(1)根據培養目標和教學計劃,制定總體教學目標;
(2)根據Office 2003軟件包中每個軟件在實際領域中的應用情況,設計3—5個典型應用任務,使學生學完之后能明確各個軟件典型的應用場合;
(3)將典型任務拆分成具體步驟或知識點,這些知識點應總體上與教學大綱的要求相符,并明確每個任務的特點,以及和這些知識點的關系;
(4)確定每個任務的具體步驟或知識點的授課順序和時數;
(5)按上述要求,撰寫教材具體內容。
以計算機信息技術實驗課程中PowerPoint 2003軟件內容編寫為例。我首先分析了培養目標和教學計劃中關于PowerPoint 2003軟件的總體教學目標。其次根據PowerPoint 2003軟件在實際工作中的典型應用,設計了5個任務。考慮到學生循序漸進的學習規律,這五個任務按難易程度從低到高分別為:制作產品介紹演示文稿、制作教學課件、制作畢業答辯演示文稿、制造企業策劃案演示文稿和制作婚慶演示文稿。再次將每個任務按制作步驟拆分為一系列有序知識點,并確定每個任務的授課時數。撰寫具體內容。
每個任務為一節,內容包括“任務介紹”、“任務分析”、“相關知識點”、“任務實施”和“學生練習”五大部分,其中“任務分析”通過分析任務特點,指出該任務主要應包含的知識點和能力點。以“制作教學課件”任務為例,教學課件一方面是教學內容的載體,另一方面要通過幻燈片精美的畫面和動態效果使教學過程變得更加生動和具有趣味性,因此教學課件的制作除了內容安排適當之外,應更注重幻燈片外觀和各種動態效果和音效的設計。因此,我將該任務拆分為5個子任務:①應用設計模板;②應用自定義模板;③對象自定義動畫設計;④動畫方案的設計;⑤幻燈片切換。子任務①和②可以為教學課件設置精美的外觀,③、④和⑤則可使課件更具有動態效果。“相關知識點”中則列出了完成該任務需要掌握的操作要點,以及計算機等級考試的相關考點。“任務實施”按每個子任務中步驟的操作順序詳細講解了任務的實施。
從上述編寫實例可以看出,任務驅動型實驗教材的內容以具體任務為主線,學生除了可以掌握Office 2003軟件的主要操作,還可以了解每個軟件的典型應用場合,以及相應任務的主要解決方法,而且使學生置身實際的工作任務中,提高學生學習興趣。另外,實驗課程中一些必要的理論知識點可作為“知識拓展”附加在相關操作的內容中,學生在操作中先得到感性認識,再理解相關的理論和概念會更加容易。 3.任務驅動型教材開發中需要注意的問題
(1)堅持以任務為核心
在整個教材
的編寫中,我對每個軟件都應提出明確的任務,將其分解為若干個子任務,再把教學大綱中的知識點巧妙地結合到各子任務中去,而不是按軟件界面組成部分逐一介紹各知識點。 (2)任務要較好地涵蓋課程知識點
任務驅動型教材要避免出現只是為了完成任務而機械地列出操作步驟的情況。任務的完成不僅是技術上的操練,還有對信息文化感受與內化的要求。教材編撰者應該明確教學目標,充分熟悉教學內容和教學大綱。每個任務只是一類應用中的個別案例,在撰寫具體步驟時,必須將每一步操作的子操作、所對應的知識點或理論基礎串聯講解。例如“視圖”這一知識點,PowerPoint 2003軟件提供了4種視圖,每種視圖都有其特點及應用場合,對于操作中沒有涉及的視圖也應作介紹。
(3)任務解決的多元化
每個任務可能有多種解決方式。例如,“幻燈片放映”就有4—5種方式。因此在任務設計,尤其是子任務的設計時,教師應讓學生明確并不是只有這一種方式能解決該問題,培養學生產生大量疑問、不受固定模式約束的能力,幫助學生克服思維定式,讓學生能夠舉一反三,開闊思路,增加完成類似“任務”的能力,提高自主學習能力,盡可能多地產生學習遷移。
(4)任務難度應逐漸提高
與傳統教材不同,任務驅動型教材一開始就從任務入手,沒有前期的知識鋪墊。如果任務的難度不是按層次遞進,對于大部分高職院校的學生來講,會比較突兀,不利于學生的學習積極性。因此任務的設計和安排應從易到難、由簡至繁。這樣學生在不同層次的能力基礎上都能有所收獲和提高;同時任務驅動式教學具有開放性,更能夠激發學生的創造性。
(5)強調課后實訓練習
我們應讓學生知道,掌握計算機的知識和技能需要一個過程,不可能一次完成;學習不是直線式的前進過程,而是螺旋式上升的過程。因此,在課堂上完成一個任務是遠遠不夠的。教材每章節內容應設置實訓環節,實訓仍然應以“任務”形式出現,以強化學生對本節內容的掌握,并作系統的歸納總結。
4.結語
高職教學教材的改革正在不斷深入,任務驅動型教材正在不斷普及。任務驅動型教材的設計一定要視具體情況而定,應采用最適宜的方法設置課程教材結構和教學計劃,以符合學生的認知規律。
計算機實驗論文:如何上好計算機課程的實驗課
如何上好計算機課程的實驗課 摘要 本文從實驗課計劃和提綱、實驗前的準備工作、實驗課的實施和總結幾個方面介紹了怎樣上好計算機課程的實驗課。
關鍵詞 計算機課程 實驗課
計算機科學的課程不但有較強的理論性，也有較強的實踐性，理論和實踐是緊密相關、相輔相成，理論指導實踐，實踐加強對理論的理解，特別是以職業教育為主的大專院校，計算機課程的實驗課在教學計劃中所占的比重是相當大的，例如，我系計算機專業教學計劃中FoxPro程序設計的總課時數是80，其中講課44課時，實驗36課時，由此可見，計算機課程的實驗課是計算機教學不可缺少的重要環節，有著舉足輕重的作用。
在計算機課程的教學中開設實驗課，就是給學生一個理論和實際相結合的機會，學生在實驗中必須親自動手操作，來加深對計算機理論知識的理解，掌握計算機是怎樣操作、如何運行的。通過上機實驗讓學生演示和操作軟件的各種功能，了解它的特點和作用，逐步熟悉和掌握軟件的功能及使用。尤其是《數據結構》，《高級語言程序設計》，《數據庫程序設計》等課程，學生在實驗中要自己編寫程序，在計算機上進行編輯處理，程序調試和運行，從中可以發現問題，改正錯誤，學習編程的經驗，最終獲得所需的結果。因此，如何開好計算機實驗課，對促進學生掌握理論知識，提高實踐動手能力有積極的作用。下面我們從幾個方面來討論怎樣上好計算機課程的實驗課。
1．完善的實驗課計劃和提綱
上機實驗計劃是實驗課的總體安排。包括實驗題目、時間、地點、課時分配、實驗次數，硬件和軟件環境等內容。以便任課老師和實驗室管理人員之間能夠很好的配合，提前安排上機實驗的有關事項。每一次上機實驗都要有實驗提綱。實驗提綱格式為：
（一）實驗題目
（二）實驗目的
（三）實驗要求
（四）實驗內容
（五）實驗步驟及注意事項
（六）實驗思考題
實驗提綱必須和實驗計劃一起編制，兩者協調一致，實驗提綱是實驗計劃的具體內容和實施細則。由系或者教研組組織有經驗的教學效果比較好的專業課教師，對每一門計算機課程的實驗計劃和提綱進行精心策劃，統一編制，在教學中不管是那個老師上這門課，都要按照統一的實驗計劃和提綱進行實驗，學生在實驗提綱的指導和安排下上機，完成實驗課程，根據實驗提綱執行情況書寫實驗報告。教師也是按實驗提綱的要求來檢查實驗結果，評定學生成績。因此，教師在進行實驗提綱編制時對每門課程的每一次實驗課都要有周密的安排，進行精心的設計。
2．計算機實驗課程的準備工作
計算機實驗課程的準備工作是非常繁瑣同樣也是非常重要的，通常包括以下幾個方面的工作：
（1）硬件環境
實驗室內學生上機所需的計算機及有關外部設備都要能正常運行，功能完好，適合學生上機實驗，學生所用的磁盤要合理分配，集中管理，一些輔助教學設備（如投影儀、無塵黑板等）都要能滿足上機實驗的要求。
（2）軟件環境
實驗室管理人員要根據實驗計劃，選擇好所需的操作系統軟件、高級語言環境、應用系統和輔助教學軟件，預先把這些軟件裝入計算機內并調試好隨時可供調用。若有網絡環境，管理員要為每一個上機的班級設置各自的帳號，根據實驗計劃分配所需的軟件和必要的權限。另外，版本新、功能強的殺毒軟件也是必不可少的，管理人員要隨時用它來清除計算機系統內的病毒。
（3）組織和管理
計算機的使用要嚴格管理，要保持良好的秩序、嚴令學生遵守實驗室各項規章制度，有條件的實驗室要實行學生上機自動管理（學生上機之前用上機證劃卡，系統自動為學生分配一個機號，該生即可在這臺計算機上上機，否則該生不能上機），該系統還可以自動記錄學生的上機時間，我們曾經根據這個功能破獲了學生盜竊計算機內存芯片的案件。如果實驗學生的人數超過計算機臺數，好是分組進行實驗，使每個學生都有上機的機會，同時也便于管理和輔導。管理人員要嚴格控制學生使用外來磁盤，預防計算機病毒帶入實驗室。
（4）教師和學生
教師要對實驗課的全過程進行周密的思考，要避免出現漏洞和疏忽；而學生要按實驗提綱作好實驗課前的準備工作，特別要學生自己編程上機時，學生一定要在上機前準備好程序，實驗時主要是編輯輸入程序和調試程序。
3．實驗課的實施
計算機實驗課是計算機課堂教學的繼續，也是教學效果的初步體現。為了上好計算機實驗課還必須做好以下工作。
實驗課開始時，老師要重申本次實驗課的目的和要求，指明實驗要點和要注意的事項，對實驗中的疑難之處和可能出現的問題要給予必要的提示和說明。在實驗過程中學生初次使用的應用軟件或生疏命令，教師要首先進行演示和講解。
在實驗中要盡可能發揮計算機的優勢，充分利用計算機輔助教學軟件和多媒體教學手段，特別是學生進行程序設計的實驗時，教師可以先演示和講解自己在科研工作中開發的一些應用軟件，將一些程序設計的經驗傳授給學生，使學生有了一些感性認識以后能盡快動手進行程序設計。另外，教師要根據教學內容選擇一些效果比較好的輔助教學軟件，例如，《數據結構》課程的實驗課，可選擇集編輯、編譯、調試為一體的Pascal可視集成環境VP1和算法與數據結構的作業系統AD1，Pascal源程序可以在VP1上可視執行，能同步演示程序和數據的動態視圖，為學生理解算法、學習編程，調試程序提供了便利的環境，AD1可對數據結構的程序設計作業進行測試評分，可以大大提高軟件基礎課的教學效果和質量。
一點，對學生的基本技能的訓練要有高標準嚴要求，學生在操作計算機時一定要按規范和標準進行，如，開機、關機、入網、退網等要按正確的步驟，鍵盤打字的姿勢要正確，特別是學生在編程時要訓練學生養成良好的編程習慣和風格。要注意培訓學生在計算機使用中的應用能力和應變能力，為學生今后獨立操作和使用計算機打好基礎。
4．實驗課的總結
通過上機實驗，學生對老師講授的計算機理論知識、技術和有關算法都有了較為深刻的體會和認識，每個學生都會有不同程度的收獲。此時，教師要及時督促學生總結上機實驗中的收獲，鞏固所學的知識。為此，要求學生寫好實驗報告。
實驗報告直接體現了學生上機操作的情況，是對實驗過程進行概括和總結，具體內容如下：
（一）班級、學號、姓名、實驗時間及課時數
（二）實驗題目
（三）實驗目的
（四）實驗要求
（五）實驗過程
（六）實驗總結其中實驗題目、目的、要求與實驗提綱上的內容保持一致，實驗過程要求學生根據上機操作中的真實體會如實填寫，實驗總結要明確實驗任務完成情況及是否達到了實驗要求，對于實驗過程中遇到的問題及解決情況要有分析說明，實驗后的收獲和感想、建議和要求要敞開思想、各抒己見。這樣才能真實的反映出學生的實驗狀況和水平，總結出寶貴經驗和教訓。
計算機課程的每門實驗課都有著自己的特點和規律，只要教師能認真考慮它的特點和規律，抓好實驗的每一個環節，計算機課程的實驗就能獲得成功，搞好計算機課程的教學也就有了保障。
計算機實驗論文:學校計算機實驗員個人工作總結
一、思想認識：
本學期，我在思想上嚴于律己，高舉鄧小平理論偉大旗幟以“三個代表”重要思想為指導，貫徹黨的教育方針，熱愛黨的教育事業。對自己嚴格要求，加強自身修養，繼續發揚“艱苦奮斗，忘我創新”的萬杰精神，增強事業心和責任感，注重師德師能的提高，積極參加各類政治業務學習，努力提高自己的政治水平和業務水平。服從學校的工作安排，配合領導和老師們做好校內外的各項工作。
二、實驗員工作：
由于工作需要，本學期我擔任了繼續教育中心計算機實驗員工作，現將本學期實驗工作情況匯報如下：本學期有05中專計算機專業開設了《C語言》、《網頁制作》和《數據庫應用基礎》；06級中專機電財會專業開設了《文字錄入》、《計算機初級教程》及Flash選修課等課程的實驗工作，上機操作課共計318課時，實驗課時120節。實驗項目主要有：C程序的編輯與調試、網頁的制作、文字錄入、VisualFoxPro、Windows98、Word、Excel及數據庫的基本操作。
在此基礎上，為了保障學生的正常上機，提高機房的使用率，我做了以下幾方面的工作：
（1）本學期我將每周上機安排提前24小時準備好，留有充裕的時間準備實驗課，從而保障了學生的正常上機。
（2）上機期間做好機器的運行記錄和指導記錄，督促任課教師填好上機設備記錄和實驗課記錄，同時做好機器的維護工作。
（3）做好了每周一次的機房衛生清理工作，保障了機房的衛生清潔，給學生提供了良好的上機環境。
（4）對機房內電源、窗簾等物品做好維護，出現問題及時上報，同時做好了機房的防盜、防火工作。
此外本學期我還擔任了06中專財會專業兩名學生的《計算機初級教程》的教學工作，針對兩名學生的實際情況，由于她們是高中畢業生，對計算機的基本操作都有所掌握，我從她們應用的角度出發，用通俗易懂的語言講解，由易到難，使她們易于理解、接受。在學習基礎知識的同時，更注重了上機操作能力的培養和訓練，使理論寓于操作之中，在操作中理解、消化、掌握理論知識。通過學習本課程，使她們掌握了計算機有關的基礎知識及Windows98、Wor97、Excel97、Foxpro的基本操作，平時注意加強了信息技術與學科的整合，轉變了課堂教學的一張嘴、一支粉筆、一本書以及滿堂灌的陳舊模式，增強趣味性和學生在課堂中的直觀感受，為學生樂學、會學創造了條件。
三、班主任工作：
本學期我還擔任了05中專機電微機、06預護2班、06預護6班的班主任工作，作為班主任，我首先擔負起思想教育的神圣職責，充分利用課堂（早、晚自習）作為進行思想教育的陣地，認真分析研究每個學生的思想狀況，在加強政治立場、世界觀和法制教育的同時，把品德教育和日常行為規范教育作為班級思想教育的重點，針對每個學生采取不同的思想教育方法，重點進行愛國主義、集體主義、社會主義、專業思想和健康的人格教育，本學期沒有出現違紀和退學現象。
四、考勤工作：
我在做好各項實驗工作的同時，嚴格遵守學校的各項規章制度。在上班中做到了不耽誤實驗課的情況下有事請假，不遲到、不早退，按時完成學校領導安排的各項臨時性的工作，并積極參加學校組織的各項活動。
五、其他工作：
（1）在開學初做好了迎預科新生的工作。
（2）給預科護理七個班學生注冊了學籍，并進行照片的采集，當時時間緊任務重，通過加班加點終于圓滿完成了學籍注冊任務。
（3）認真完成了督導小組安排的預科24個班級的《病源微生物》和《護理基礎學》及05中專機電微機的所有科目的聽課任務，聽課達60學時。
（4）做好了中專學校年檢工作自己份內的各項準備工作。
（5）帶領06預護2班學生排練的舞蹈《歡樂的彝寨》代表繼續教育中心參加了萬杰醫學院的元旦晚會的演出，受到了校領導的好評。
五、不足之處：
“學精于勤而荒于嬉”，在專業技能上還需多學、多看、多練，實踐是不斷取得進步的基礎。我要通過實踐不斷的鍛煉自己的膽識和魄力，提高自己解決實際問題的能力。
計算機實驗論文:計算機虛擬實驗室的建設淺議
計算機教學除了課堂理論教學, 還有大量的實驗教學, 實驗教學是教學活動的重要環節, 實驗教學和課堂理論教學相輔相成。實驗室主要對課程的理論作出科學驗證或展開演繹,讓學生加深對理論的認識, 同時通過實驗培養學生的創新意識和科學嚴謹的作風。但從目前情況來看, 很多學校安排了較多的驗證性實驗、演示性實驗, 而讓學生唱主角、自己動手的實驗開設很少。因此, 在不同程度上影響到學生動手能力的培養, 尤其是在硬件動手能力方面。為了提高實驗的教學效果, 提高學生的專業實踐能力, 鑒于目前學校建有校園網并接入互聯網的情況, 行之有效的方法是建立專業的網絡虛擬實驗室系統。
一、網絡虛擬實驗室的建立
1.虛擬現實技術
虛擬現實VR( Virtual Reality) 是近幾年來信息技術迅速發展的產物, 是一門在計算機圖形學、計算機仿真技術、人機接口技術、多媒體技術和傳感技術的基礎上發展起來的交叉學科。其基本方法和目標是集成并利用高性能的計算機軟硬件及各類傳感器創建一個使參與者處于身臨其境的、具有完善的交互能力、能幫助和啟發構思的信息環境, 即讓用戶在人工合成的環境里獲得角色的體驗。
虛擬現實具有三個基本特征。沉浸性, 是指觀察者對虛擬世界的情感反映, 這種感覺能使用戶多方位地投入這個虛擬世界, 這是虛擬現實的首要特征。交互性, 是指虛擬現實是一個開放的環境, 能對用戶的輸入作出響應, 并能通過監控裝置來影響用戶和被用戶影響。想象性, 是指虛擬現實不僅是一個媒體、一個高級用戶界面, 還是一個應用系統, 它以生動形象的形式反映設計者的思想。虛擬現實的三個基本特征強調了人在這個系統中的主導作用。虛擬現實系統按其功能不同, 可以分為三種類型: 沉浸式虛擬現實系統、桌面式虛擬現實系統和分布式虛擬現實系統。其中,桌面式虛擬現實系統是運用軟件編程方法在顯示器上顯示三維場景, 用戶通過鍵盤、鼠標等設備與虛擬場景交互, 它的特點是結構簡單、成本較低, 易于推廣。
2.網絡虛擬實驗室
所謂網絡虛擬實驗室, 是指利用區域網或互聯網, 由虛擬現實技術生成的一類適于進行虛擬實驗的實驗系統, 包括相應的實驗室環境、有關的實驗儀器設備、實驗對象及實驗信息資源等。虛擬實驗室可以是某一現實實驗室的真實實現, 也可以是虛擬構想的實驗室, 虛擬實驗通過虛擬實驗室進行。在虛擬實驗中, 實驗者有逼真的感覺, 有身臨其境的感受, 好像是真正在現實實驗室里近距離進行現場操作。在虛擬實驗中, 沒有一個有形的實驗室, 也沒有以實物形態存在的實驗工具與實驗對象, 實驗過程主要是對虛擬物的操作。
3.計算機專業虛擬實驗室的創建
構建專業虛擬實驗室, 其實就是搭建一個網絡平臺系統, 包括硬件、軟件及管理三個方面。在硬件上,
目前各校都建立了校園網絡并接入了互聯網, 這些基礎設施基本可以滿足需求, 不需要太多的投入。在軟件方面, 一個是實驗室平臺軟件系統的開發, 它與網站建設相聯系; 另一個是網站的內容( 實驗內容) 建設, 這是實驗室建設的關鍵。虛擬實驗室應有可以做的實驗來支撐, 不然軟件平臺就是一個空架子, 形同虛設。同時, 該平臺上還應有實驗管理的支持, 對實驗儀器、實驗報告、實驗指導、實驗成績及網上答疑等進行有效管理, 并對虛擬實驗室進行監控, 計算機網絡虛擬實驗室系統各模塊的主要功能如下。
( 1) 實驗管理模塊, 由學生管理、教師管理、儀器管理和學生成績管理等組成。在學生管理方面, 學生通過瀏覽器進行注冊登錄, 登陸成功后可瀏覽實驗項目, 查看實驗的詳細資料, 預約實驗項目及做實驗的時間, 在線發送和接受消息, 進行問題討論, 進行實驗登記, 實驗完成后可通過網絡寫實驗報告并提交報告。教師管理方面, 可對實驗內容添加、修改、整理、刪除, 對學生提交的實驗報告列表, 批改實驗報告, 填寫評語和成績, 提交批改結果, 與學生進行討論。儀器管理方面, 對新設計開發的虛擬儀器上傳并進行分類整理, 以便實驗使用。成績管理方面對學生的實驗情況( 實驗次數、實驗報告及完成情況) 給出成績, 并進行統計分析及提供查詢等。
( 2) 儀器展示模塊, 對虛擬實驗室可用虛擬元器件、虛擬儀器設備分門別類地進行管理, 以圖形的方式直觀呈現出來, 供學生在實驗時進行選擇。
( 3) 實驗指導模塊, 包括實驗介紹、實驗方法、實驗項目的重點及難點、實驗目的、實驗原理、實驗準備、實驗任務、實驗過程、實驗報告的要求及實驗應注意的事項等。
( 4) 實驗報告模塊, 主要對學生完成實驗后, 提供相關的實驗報告模板, 供學生下載, 由學生填寫相關內容以及實驗的結果, 完成后上傳電子版實驗報告, 由教師進行批閱, 并進行記載。
( 5) 實驗答疑模塊, 由專業教師對學生實驗中出現的疑難問題進行及時解答, 幫助學生順利通過實驗。同時了解學生對實驗的掌握程度, 并及時反饋、調整教學。
( 6) 論壇交流模塊, 教師和學生可以通過論壇進行充分的交流, 學生可以將實驗中的收獲、經驗和體會及問題到論壇上, 教師可以將一些典型的問題提出來, 供大家探討。學生在這樣寬松的環境下發表自己的見解, 教師從中可以得到及時的實驗教學反饋信息, 以便整改。
( 7) 虛擬實驗模塊, 是虛擬實驗室建設的重要部分。學生通過該模塊進行虛擬實驗, 以達到鞏固強化知識的目的。該模塊內容根據專業學習的具體情況及實驗建設條件, 可不斷增加。計算機專業網絡虛擬實驗室系統的建設, 可以引入其他學校的虛擬實驗室中。這種方式比較簡單, 容易實現, 見效較快。但需要投入較多的軟件購置費用,同時也需要結合本校的實際情況進行一些調整, 有一個磨合期。另一種是因地制宜, 自主開發。根據本校的實際教學和實驗情況, 結合學生的實際水平, 由任課教師或聘請部分專家組成開發小組, 進行一系列的虛擬實驗項目的開發研究, 并將研究的成果連接到虛擬實驗室中, 逐漸擴充直至完善。這種方式比較靈活, 能充分發揮教師的積極性, 能有針對性地進行設計開發, 適合學生的實際情況, 學生容易接受,
并且經費投入較少。缺點是開發周期較長, 系統性不夠, 水平有限。也可以將上述兩種方式結合起來, 一是引入、購置部分自己不宜開發的實驗項目, 二是結合自身的優勢和長處開發一些實驗項目, 如非交互性的、演示性的虛擬實驗項目等。
二、加強網絡虛擬實驗室的管理
1.加強用戶管理, 為每個學生分配賬號。對學生進入虛擬實驗室, 使用實驗室做虛擬實驗等進行登記保存。鼓勵學生經常訪問虛擬實驗室, 在上面提出問題、發表見解, 做好實驗, 努力提高虛擬實驗室的人氣。
2.全天候開放虛擬實驗室。學生可以隨時進入虛擬實驗實自己動手組織實驗, 自己設計實驗方案, 動手完成實驗, 整理和總結實驗數據, 提交實驗報告, 培養學生的分析能力和創新能力, 逐步向以“學生為中心”的自主個性發展模式轉變。
3.組織專業教師網上指導與答疑, 參與論壇討論交流, 及時批改實驗報告, 為學生順利完成實驗提供服務。在虛擬實驗室中, 教師應對學生提出的疑問盡快給出幫助和解答, 并進行必要的指導。在實驗室論壇上發表觀點, 提出問題讓學生思考, 使師生在虛擬實驗室中有較強的互動性, 教師應充當好學生實驗的合作者和知識的建構者的角色。
4. 對學生在虛擬實驗室的表現及實驗效果進行
評價。針對學生每一門課程的虛擬實驗完成情況、實驗報告、網上提問、論壇發帖的情況, 給學生一個成績和評價, 反饋給學生, 并與該課程的正常實物實驗一起記入實驗總分。教師也要在對學生評價的同時, 征求學生對虛擬實驗室的意見, 對學生反饋的信息進行整改。
計算機網絡虛擬實驗室的建立, 可以很好地解決目前硬件設備跟不上實驗的要求、學生實驗時間不夠用等問題, 對于提高學生的動手能力、分析問題和解決實際問題的能力具有非常重要的意義。但在具體應用中還要注意處理好“虛擬實驗”和“實物實驗”的關系, 不能一味地強調虛擬實驗, 要“虛實”結合, 既相互補充, 又各有側重, 這樣才能取得很好的實驗教學效果。同時, 在虛擬實驗中要注意培養學生嚴謹的、一絲不茍的科學實驗作風。
計算機實驗論文:計算機液位過程控制綜合實驗系統研制
摘要:設計了一個液位過程控制的實驗系統,可以通過連接閥門的不同的組合來模擬工業過程中典型的過程環節。其中控制算法為獨立的模塊,可以編寫不同的控制算法在目標系統上實施,從而驗證和比較控制算法的優劣。實驗實例結果表明,該系統是驗證多種控制算法的良好實驗平臺。
關鍵詞:計算機應用;實驗系統;設計;液位系統;控制算法;過程控制;實驗平臺
1 研制液位過程控制綜合實驗系統的背景
最近幾年,科教儀器受到了高等院校的重視,許多教學實驗設備都是由許多公司、企業和高等學校共同來完成的,由學校提供教學實驗設備的想法和技術,由企業來實現。作為學校方既得到實驗設備,更重要的是在生產過程中,教師通過這個途徑來實現自己的設計并能在生產實踐中不斷總結改進,及時反饋給企業;而企業則獲得了高校的技術支持并獲取了經濟效益,這顯然是一個很好的思路,可達到雙贏的目的。
液位不僅是工業過程中的常見參數,且便于直接觀察、容易測量,過程時間常數小。許多科教公司生產了不少液位過程控制系統,這些液位過程控制系統生產的目的是基于本科學生的實驗教學,大都采用的一階和二階對象,提供了許多種控制手段,但是可擴展性不強,不利于更高層次科研開發的需要,而且售價高昂。因此,筆者考慮設計了如下的水箱系統,組建計算機液位過程控制系統。
2 液位過程控制系統的基本組成
液位系統的工作介質是水,其基本組成如圖1所示。圖1 中箭頭表示水流方向。運行前,操作手動閥構成一定特性的被控過程,再接入調節器即可構成閉環系統。系統測量容器液位和管道壓力的變送器,送給計算機的數據采集卡,并通過相應的控制算法輸出控制信號給電動調節閥和變頻器,來改變輸入流量的大小,以實現對液位、壓力等參數的控制。
3 硬件電路設計
硬件部分主要有水泵、數據采集部分、變頻器和調節閥組成。
3.1 PCI-1710 數據采集控制卡
數據采集部分采用研華的PCI— 1710 數據采集控制卡。PCI— 1710 是一款PCI 總線的多功能數據采集卡。先進的電路設計使其具有更高的質量和功能。這其中包含最常用的測量和控制功能:12 位A/D轉換、D/A 轉換、數字量輸入、數字量輸出及計數器/定時器功能,具有16 路單端或8 路差分或組合模擬量輸入和2 路模擬量輸出通道。
3.2 DLL 技術
由于本系統采用組態王的工控軟件和Visual Basic 6.0 編程軟件,但VB 本身并不支持對硬件端口的操作。PCI—1710 的附帶軟件中包含了多種操作系統下的驅動程序,并可在VB 和VC++、BorlandC++、Delphi 等多種開發軟件環境下使用,其中包含有一系列能對硬件設備進行底層I/O 操作的函數。從VB 調用DLL 函數時,先在全局模塊或窗體的說明部分,用Declare 聲明所要使用的DLL 函數;然后,像使用VB 自己的函數一樣調用這些函數。進行動態鏈接庫調用前,必須安裝研華AdvantechDriver for WIN95/NT/XP 程序,程序安裝結束后才會添加其相關的DLL 庫到系統的Windows 安裝目錄下的System 子目錄中(如Advapi32.d11 庫等)。為方便用戶,研華開發商制作了“ Driver.bas”文件,其中聲明了有關DLL 函數及相應的結構,只需把“ Driver.bas”導入VB 工程的模塊中,用戶就可省去聲明DLL 函數的麻煩。
3.3 注意事項
使用中,PCI— 1710 采集卡的信號線要盡可能遠離電源線、發電機和具有電磁干擾的場所,也要遠離視頻監視系統,因為它會對數據采集系統產生很大的影響。在現場試驗中,如果信號線和電源線必須并行(比如在同一個電纜溝里),則兩者之間必須保持適當的安全距離,同時好采用屏蔽電纜,以確保信號能夠安全地傳輸。采集卡的每個通道的模擬量采集都有一個輸入電壓范圍,超過了這一范圍會造成采集卡A/D 轉換部分的燒毀。所以在采集模擬信號時,要保障被采集的信號在設定的量程范圍內。
4 軟件設計
軟件總體結構,如圖2 所示。
利用工控組態軟件來實現控制系統示意圖和動態顯示,形成實驗數據報表;利用VB 編寫數據采集程序獲取系統的液位和壓力等參數;利用matlab軟件實現參數辨識、控制算法的編寫。
5 控制算法設計
本系統提供一個驗證和比較各種控制算法的實驗平臺,控制算法的修改和參數攝制的變化均不影響其他的模塊,這樣可以為控制算法的驗證提供一個通用的平臺。選控制對象為單回路,出水閥門開度保持不變,采用PID 控制算法對其進行控制達到了很好的效果,響應曲線如圖3 所示。
6 結束語
從目前實驗效果上看,基本實現了設計的目標,對于單容對象的控制取得了較好的控制效果
職稱論文 控制算法也只是PID 控制算法。但是,一個具有一定的通用性和擴展性的控制算法的實驗驗證平臺基本建成。今后,對于具有耦合的多輸入、多輸出系統可以研制更好的控制算法,能夠滿足更高層次教學科研的要求。
計算機實驗論文:計算機聲卡的虛擬實驗儀器開發研究
摘 要:虛擬儀器(Virtual Intrument)技術是測控領域測量的一個重要方向,是計算機技術與儀器技術深層次結合產生的全新概念的儀器,是對傳統儀器概念的重大突破。為了滿足高校、科研機構等對一些實驗設備的需求,在低成本條件下開發一些虛擬儀器成為一種趨勢。組建虛擬示波器為例介紹如何開發虛擬實驗儀器。
關鍵詞:計算機;聲卡;儀器
1 從數據采集的角度看聲卡
從數據采集的角度來看,聲卡是一種音頻范圍內的數據采集卡,是計算機與外部的模擬量環境聯系的重要途徑。
1.1 聲卡的工作原理
聲卡的工作原理其實很簡單,其工作流程圖如圖1所示。我們知道,麥克風和喇叭所用的都是模擬信號,而電腦所能處理的都是數字信號,聲卡的作用就是實現兩者的轉換。從結構上分,聲卡可分為模數轉換電路和數模轉換電路兩部分,模數轉換電路負責將麥克風等聲音輸入設備采到的模擬聲音信號轉換為電腦能處理的數字信號;而數模轉換電路負責將電腦使用的數字聲音信號轉換為喇叭等設備能使用的模擬信號。
2 聲卡的主要技術參數
(1)采樣的位數。
采樣位數可以理解為聲卡處理聲音的解析度。這個數值越大,解析度就越高,錄制和回放的聲音也就越真實。聲卡的位是指聲卡在采集和播放聲音文件時所使用的數字聲音信號的二進制位數,它客觀地反映了數字聲音信號對輸入聲音信號描述的度。例如,8位代表28=256;16位則代表216=64000。比較一下一段相同的音樂信息,16位聲卡能把它分為64000個精度單位進行處理,而8位聲卡只能處理256個精度單位,最終采樣效果自然是無法相提并論的。
(2)采樣頻率。
目前,聲卡的較高采樣頻率是44.1kHz。少數達到48kHz。對于民用聲卡,一般將采樣頻率設為4檔,分別是44.1kHz、22.05kHz、11.025kHz和8kHz。22.05kHz只能達到FM廣播的聲音品質;44.1kHz是理論上的CD音質界限,48kHz則更好一些。對20kHz范圍內的音頻信號,較高的采樣頻率才48kHz,雖然理論上沒問題,但似乎余量不大。使用聲卡比較大的局限在于它不允許用戶在較高采樣頻率之下隨意設定采樣頻率,而只能分為4檔設定。這樣雖然可使制造成本降低,但卻不便于使用。用戶基本上不可能控制整周期采樣,只能通過信號處理的方法來彌補非整周期采樣帶來的問題。
(3) 緩沖區。
與一般數據采集卡不同,聲卡面臨的D/A和A/D任務通常是連續狀態的。為了在一個簡潔的結構下較好地完成某個任務,聲卡緩沖區的設計有其獨到之處。為了節省CPU資源,計算機的CPU并不是每次聲卡A/D或D/A結束后都要響應一次中斷,而是采用了緩沖區的工作方式。在這種工作方式下,聲卡的A/D、D/A都對某一緩沖區進行操作。以輸入聲音的A/D變換為例,每次轉換完畢后,聲卡控制芯片都將數據存放在緩沖區,待緩沖區滿時,發出中斷給CPU,CPU響應中斷后一次性將緩沖區內的數據全部讀走。計算機總線的數據傳輸速率非常高,讀取緩沖區數據所用時間極短,不會影響A/D變換的連續性。緩沖區的工作方式大大降低了CPU響應中斷的頻度,節省了系統資源。聲卡輸出聲音時的A/D變換也是類似的。
一般聲卡使用的緩沖區長度的默認值是8KB(8192字節)。這是由于對X86系列處理器來說,在保護模式(Windows等系統使用的CPU工作方式下)下,內存以8KB為單位被分成很多頁,對內存的任何訪問都是按頁進行的,CPU保障了讀寫8KB長度的內存緩沖區時,速度足夠快,并且一般不會被其他外來事件打斷。設置8192字節或其整數倍(例如32768字節)大小的緩沖區,可以較好地保障聲卡與CPU的協調工作。
(4) 無基準電壓。
聲卡不提供基準電壓,因此無論是A/D還是D/A在使用時,都需要用戶自己參照基準電壓進行標定。
(5)聲卡頻率范圍與頻率響應。
某聲卡的頻率響應如圖2所示,可以看出在200Hz~5kHz之間的曲線還是比較平坦的,其余部分信號有較多衰減。在合適的頻率范圍內,可以用聲卡代替昂貴的數據采集卡進行工作。
2 利用G語言LabVIEW組建虛擬實驗儀器
虛擬儀器是在美國國家儀器公司(National Instruments Corp.簡稱NI)于1986年提出的“軟件就是儀器”這一口號的基礎上發展起來的,其概念是用戶在通用計算機平臺上,在必要的數據采集硬件的支持下,根據測試任務的需要,通過軟件設計來實現和擴展傳統儀器的功能。傳統臺式儀器是由廠家設計并定義好功能的一個封閉結構,有固定的輸入/輸出接口和儀器操作面板。每種儀器只能實現一類特定的測試功能,并以確定的方式提供給用戶。虛擬儀器的出現,打破了傳統儀器由廠家定義、用戶無法改變的模式,使得用戶可以根據自己的要求,設計自己的儀器系統,并可通過修改軟件來改變或增減儀器的功能,真正體現了“軟件就是儀器”這一新概念。
(1)G語言LabVIEW關于聲卡的模塊介紹。
LabVIEW中提供了一系列使用Windows底層函數編寫的聲卡有關的函數。這些函數集中在Sound VI下。由于使用Windows底層函數直接與聲卡驅動程序打交道,因而封裝層次低,速度快,而且可以訪問,采集緩沖區中任意位置的數據,具有很大的靈活性,能夠滿足實時不間斷采集的需要。
LabVIEW函數庫中Sound Input子模版(Functions PaletteGraphics&SoundSoundSound Input)提供了聲卡函數,可以通過聲卡采集外部模擬信號。
(2)基于聲卡的虛擬示波器的組建。
應用LabVIEW構建基于聲卡的虛擬示波器,其整體思想就是在一個While循環中,添加各輸入節點,使其對采集到的聲音波形進行顯示,而在內部又添加了若干的屬性節點來對各種附加功能進行實現。流程圖如圖3所示。
虛擬示波器的軟件的設計是把整個軟件分別分成幾個模塊,然后組建成一個整體。分別為數據采集,存儲,顯示,處理等。
數據采集模塊是虛擬示波器軟件的硬件驅動部分,在這里主要是利用LabVIEW里面的聲卡函數完成聲卡的硬件參數設置、啟動聲卡采集數據、等待采樣數據緩沖區滿的消息、通知聲卡停止采集等任務。
波形顯示模塊使用了波形操作函數,主要用到Build Waveform函數。Build Waveform函數。建立或修改已有的波形。默認情況下函數只有waveform和t0輸入端子,向下拖拽函數下邊沿還可以增加dt、Y和attribuates輸入端子。使用操作工具單擊端子可以彈出元素選擇快捷菜單。如果waveform端子沒有接入,則Build Waveform根據輸入參數建立新的波形數據,并在輸出端子中返回。在本設計中,只用到t0,dt,Y三個輸入端子。其中t0為波形的起始時間,dt為波形數據點中間的時間間隔或持續時間,Y為包含了波形的數據值。此處,設置起始時間為0,但因為數據格式不匹配,增加了一個數據格式轉換函數to time stamp,從而把一個數值轉換成時間值。dt值取自SI Config的格式中的采樣倒數,倒數取得的方法利用了reci
procal函數。Y值來自SI Read的stereo 16-bit輸出端子。
因為篇幅有限,不能對各個模塊進行詳細介紹。下面是組建好的示波器。
3 虛擬示波器和傳統示波器的比較
虛擬示波器的優勢在于可由用戶定義自己的專用儀器系統,且功能靈活,很容易構建,所以應用面極為廣泛。尤其在科研、開發、測量、檢測、計量等領域更是不可多得的好工具。虛擬示波器技術先進,十分符合國際上流行的“硬件軟件化”的發展趨勢。它功能強大,可實現傳統示波器的全部功能,而且還有傳統示波器所不具備的功能,如實時存儲波形、數據存盤以及遠程數據采集等功能。它操作靈活,圖形化界面,風格簡約,符合傳統設備的使用習慣,用戶不經培訓既可迅速掌握操作規程;它集成方便,可以和高速數據采集設備協同工作。
4 結束語
利用計算機聲卡在音頻范圍內代替專用的數據采集卡進行數據采樣和輸出,在此基礎上構建的虛擬儀器,具有成本低、兼容性好、通用性和靈活性強的優點。學生可將用戶程序安裝在自己的計算機上,就能在不增加硬件投資的情況下,擁有自己的示波器等儀器。利用同樣的原理,用戶可以開發頻譜儀,信號發生器等各種實驗儀器。
