時(shí)間：2022-03-12 07:36:01
導(dǎo)語：在操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
實(shí)驗(yàn)名稱
要用最簡練的語言反映實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。如驗(yàn)證某程序、定律、算法，可寫成“驗(yàn)證×××”;分析×××。
學(xué)生姓名、學(xué)號、及合作者
實(shí)驗(yàn)日期和地點(diǎn)(年、月、日)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
目的要明確，在理論上驗(yàn)證定理、公式、算法，并使實(shí)驗(yàn)者獲得深刻和系統(tǒng)的理解，在實(shí)踐上，掌握使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備的技能技巧和程序的調(diào)試方法。一般需說明是驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)還是設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，是創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)還是綜合型實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)原理
在此闡述實(shí)驗(yàn)相關(guān)的主要原理。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
這是實(shí)驗(yàn)報(bào)告極其重要的內(nèi)容。要抓住重點(diǎn)，可以從理論和實(shí)踐兩個(gè)方面考慮。這部分要寫明依據(jù)何種原理、定律算法、或操作方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。詳細(xì)理論計(jì)算過程。
實(shí)驗(yàn)步驟
只寫主要操作步驟，不要照抄實(shí)習(xí)指導(dǎo)，要簡明扼要。還應(yīng)該畫出實(shí)驗(yàn)流程圖(實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖)，再配以相應(yīng)的文字說明，這樣既可以節(jié)省許多文字說明，又能使實(shí)驗(yàn)報(bào)告簡明扼要，清楚明白。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理等。原始資料應(yīng)附在本次實(shí)驗(yàn)主要操作者的實(shí)驗(yàn)報(bào)告上，同組的合作者要復(fù)制原始資料。
對于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表述，一般有三種方法：
1. 文字?jǐn)⑹觯?根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶⒃假Y料系統(tǒng)化、條理化，用準(zhǔn)確的專業(yè)術(shù)語客觀地描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果，要有時(shí)間順序以及各項(xiàng)指標(biāo)在時(shí)間上的關(guān)系。
2. 圖表： 用表格或坐標(biāo)圖的方式使實(shí)驗(yàn)結(jié)果突出、清晰，便于相互比較，尤其適合于分組較多，且各組觀察指標(biāo)一致的實(shí)驗(yàn)，使組間異同一目了然。每一圖表應(yīng)有表目和計(jì)量單位，應(yīng)說明一定的中心問題。
3. 曲線圖
在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，可任選其中一種或幾種方法并用，以獲得效果。
討論
根據(jù)相關(guān)的理論知識對所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋和分析。如果所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和預(yù)期的結(jié)果一致，那么它可以驗(yàn)證什么理論?實(shí)驗(yàn)結(jié)果有什么意義?說明了什么問題?這些是實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)該討論的。但是,不能用已知的理論或生活經(jīng)驗(yàn)硬套在實(shí)驗(yàn)結(jié)果上;更不能由于所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期的結(jié)果或理論不符而隨意取舍甚至修改實(shí)驗(yàn)結(jié)果，這時(shí)應(yīng)該分析其異常的可能原因。如果本次實(shí)驗(yàn)失敗了，應(yīng)找出失敗的原因及以后實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的事項(xiàng)。不要簡單地復(fù)述課本上的理論而缺乏自己主動(dòng)思考的內(nèi)容。
另外，也可以寫一些本次實(shí)驗(yàn)的心得以及提出一些問題或建議等。
結(jié)論
結(jié)論不是具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果的再次羅列，也不是對今后研究的展望，而是針對這一實(shí)驗(yàn)所能驗(yàn)證的概念、原則或理論的簡明總結(jié)，是從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中歸納出的一般性、概括性的判斷,要簡練、準(zhǔn)確、嚴(yán)謹(jǐn)、客觀。
20xx實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙螅?/p>
本實(shí)例是要?jiǎng)?chuàng)建邊框?yàn)?像素的表格。
二、儀器用具
1、生均一臺(tái)多媒體電腦，組建內(nèi)部局域網(wǎng)，并且接入國際互聯(lián)網(wǎng)。
2、安裝windows xp操作系統(tǒng);建立iis服務(wù)器環(huán)境，支持asp。
3、安裝網(wǎng)頁三劍客(dreamweaver mx;flash mx;fireworks mx)等網(wǎng)頁設(shè)計(jì)軟件;
4、安裝acdsee、photoshop等圖形處理與制作軟件;
5、其他一些動(dòng)畫與圖形處理或制作軟件。
三、實(shí)驗(yàn)原理
創(chuàng)建邊框?yàn)?像素的表格。
四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟
1) 在文檔中，單擊表格“”按鈕，在對話框中將“單元格間距”設(shè)置為“1”。
2) 選中插入的表格，將“背景顏色”設(shè)置為“黑色”(#0000000)。
3) 在表格中選中所有的單元格，在“屬性”面版中將“背景顏色”設(shè)置為“白色”(#ffffff)。
4) 設(shè)置完畢，保存頁面，按下“f12”鍵預(yù)覽。
五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果
關(guān)鍵詞：操作系統(tǒng)；教學(xué)改革；多元化方法；多元化評價(jià)
中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 論文編號：1674-2117（2015）10-0093-03
操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)中最大的系統(tǒng)軟件，管理著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的所有硬件和軟件，內(nèi)容龐雜，涉及面廣?！安僮飨到y(tǒng)”課程主要介紹操作系統(tǒng)的基本原理和實(shí)現(xiàn)技術(shù)，涉及計(jì)算機(jī)硬件、程序設(shè)計(jì)語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和計(jì)算方法等領(lǐng)域和內(nèi)容。該課程同時(shí)是計(jì)算機(jī)及相關(guān)學(xué)科的核心課程，亦是考研的專業(yè)課之一，其重要性毋庸置疑。
“操作系統(tǒng)”課程的特點(diǎn)是理論性較強(qiáng)，內(nèi)容抽象，課堂上所講的原理和實(shí)際中使用的操作系統(tǒng)并不一致，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性往往不高。課程實(shí)施中傳統(tǒng)的教學(xué)方法是以課堂講授為主，內(nèi)容比較陳舊，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)偏少。上述情況明顯影響了以往課程實(shí)施的效果和質(zhì)量?；谏鲜鰡栴}，筆者在“操作系統(tǒng)”課程教學(xué)中從分析教學(xué)現(xiàn)狀入手，通過多元化的教學(xué)方法、教學(xué)手段、實(shí)踐教學(xué)以及評價(jià)方式等對課程教學(xué)進(jìn)行探索和改進(jìn)，以期取得良好的教學(xué)效果。
以往教學(xué)中存在的問題
1.課程理論性強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高
由于操作系統(tǒng)原理的自身特點(diǎn)，課程教學(xué)中概念抽象，應(yīng)用性不強(qiáng)。學(xué)習(xí)效果不像高級語言或應(yīng)用軟件學(xué)習(xí)那樣立竿見影，部分學(xué)生感覺學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)沒有實(shí)際用處。學(xué)生學(xué)完課程只是掌握了操作系統(tǒng)的一些概念和原理，這些原理沒有和現(xiàn)實(shí)使用的操作系統(tǒng)聯(lián)系起來。
2.課程內(nèi)容陳舊，教學(xué)手段單一
“操作系統(tǒng)”課程以介紹操作系統(tǒng)原理為主，內(nèi)容遠(yuǎn)落后于該領(lǐng)域最新的研究成果，教材內(nèi)容也沒有與時(shí)俱進(jìn)。雖然近年來也出版了不少操作系統(tǒng)教材，但是大部分仍然側(cè)重理論講解和知識點(diǎn)描述，忽視與實(shí)際操作系統(tǒng)的結(jié)合。理論與實(shí)踐明顯脫節(jié)。隨著多媒體教學(xué)的普及，每節(jié)課的信息量增多了，但是教學(xué)過程仍然是以教師為主，教師以填鴨的方式灌輸理論知識，教學(xué)過程中缺乏與學(xué)生的互動(dòng)和討論。課堂氣氛沉悶，教學(xué)質(zhì)量大打折扣。
3.實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱，學(xué)業(yè)評價(jià)方式單一
“操作系統(tǒng)”課程理論性較強(qiáng)，實(shí)踐課時(shí)自然成為“操作系統(tǒng)”課程教學(xué)的重要組成部分。但是在以往的課程實(shí)施中，實(shí)踐課時(shí)明顯偏少。對于學(xué)生而言，往往Linux系統(tǒng)剛剛熟悉不久，實(shí)踐課也就接近了尾聲，教學(xué)效果不盡如人意。另外，以往的課程評價(jià)方式較為單一，期末成績占很大的比重，部分學(xué)生平時(shí)不努力，考前搞突擊，嚴(yán)重影響了教學(xué)效果。
課程教學(xué)改革的方法與措施
1.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
鑒于有限的課時(shí)，在課程實(shí)施中適當(dāng)刪減教材中的內(nèi)容，增加主要內(nèi)容和重點(diǎn)內(nèi)容的實(shí)例分析，如目前流行的操作系統(tǒng)相對應(yīng)的功能是如何實(shí)現(xiàn)的。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的管理者，要站在管理者的角度去理解操作系統(tǒng)。要緊跟操作系統(tǒng)發(fā)展趨勢，與時(shí)俱進(jìn)地介紹與操作系統(tǒng)相關(guān)的新技術(shù)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。同時(shí)，可以借助課件制作的軟件，將一些算法和流程以動(dòng)畫的形式呈現(xiàn)，讓學(xué)生更加直觀地理解相關(guān)知識點(diǎn)。
2.采用多元化的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情
在教學(xué)過程中堅(jiān)持“以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體”的教學(xué)理念，將類比教學(xué)、啟發(fā)教學(xué)、情境教學(xué)等教法融入到教學(xué)過程中，以有效提升課程教學(xué)效果。
①類比教學(xué)法。將生活中常見的現(xiàn)象引入到教學(xué)過程中進(jìn)行類比分析，使枯燥的理論變得生動(dòng)有趣。比如，在講解進(jìn)程和線程區(qū)別時(shí)，將進(jìn)程和線程比作上戰(zhàn)場的士兵，以幫助學(xué)生理解。相當(dāng)于進(jìn)程的士兵攜帶了很多物品，所以他擁有的資源多、負(fù)擔(dān)重；相當(dāng)于線程的士兵只攜帶了必要的防護(hù)工具和武器，輕裝上陣，所以線程負(fù)擔(dān)小，切換速度快。
②情境教學(xué)法。在課程教學(xué)中，結(jié)合內(nèi)容創(chuàng)設(shè)特定的情境，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和理解。如在講解和尚打水問題時(shí)，請一部分學(xué)生將自己想象成是小和尚，另外一部分學(xué)生將自己想象成是老和尚，引導(dǎo)學(xué)生思考自己所扮演的角色應(yīng)該按順序做哪些動(dòng)作。通過這樣的情境思維體驗(yàn)，學(xué)生對于PV原語及對應(yīng)的程序就不難理解了。
③啟發(fā)式教學(xué)法。在課程教學(xué)中充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，將知識點(diǎn)分解設(shè)計(jì)成一系列問題，引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考，自主尋求答案。例如，在講解文件管理時(shí)，首先提出問題：我們在計(jì)算機(jī)中找到某一文件的圖標(biāo)，雙擊該圖標(biāo)后，操作系統(tǒng)做了哪些事情？我們的文件存放在什么設(shè)備上，操作系統(tǒng)是如何找到它的，設(shè)備驅(qū)動(dòng)器做了哪些事情？如此一步步地引導(dǎo)學(xué)生去思考，激發(fā)學(xué)生的興趣，從而引出并完成教學(xué)內(nèi)容。
3.運(yùn)用多元化的教學(xué)手段
①分組協(xié)作學(xué)習(xí)。為了激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生可以在教師給定的范圍內(nèi)選題，3～4人一組，利用網(wǎng)絡(luò)資源和各種參考資料開展自主學(xué)習(xí)。根據(jù)設(shè)計(jì)，要求學(xué)生將學(xué)習(xí)成果提煉成PPT，教師隨機(jī)從每組中選擇一名學(xué)生上講臺(tái)演示和分享小組的學(xué)習(xí)成果，同時(shí)由十名評委同學(xué)打分，計(jì)算平均得分并賦予小組每個(gè)成員。教師則做好記錄，并對每組學(xué)生的匯報(bào)進(jìn)行點(diǎn)評。經(jīng)過實(shí)踐證明，這種分組協(xié)作學(xué)習(xí)的方式激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情，鍛煉了學(xué)生的語言表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)合作精神，課堂氣氛活躍，效果良好。
②讀書報(bào)告――擴(kuò)展學(xué)生視野。組織引導(dǎo)學(xué)生追蹤操作系統(tǒng)最新發(fā)展動(dòng)向。在教師給定關(guān)鍵詞和選題范圍內(nèi)，學(xué)生自擬讀書報(bào)告題目，然后通過查閱參考書和科技文獻(xiàn)撰寫讀書報(bào)告，并要求一個(gè)學(xué)期提交兩份讀書報(bào)告。通過閱讀大量文獻(xiàn)和資料，可以提高學(xué)生相關(guān)知識點(diǎn)的閱讀量，并有效擴(kuò)展專業(yè)視野。
③隨堂測試重要知識點(diǎn)。重要的知識點(diǎn)在講解完畢后，布置題目給學(xué)生做測試。通過測試情況，了解學(xué)生對該知識點(diǎn)的掌握程度。
④改革完善實(shí)踐教學(xué)。在實(shí)踐課程教學(xué)中，采用VMware虛擬化軟件作為新平臺(tái)模式，將多個(gè)操作系統(tǒng)集于一身，給學(xué)生提供一個(gè)靈活的操作平臺(tái)，方便學(xué)生了解和使用各種系統(tǒng)，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。 Linux是開源的操作系統(tǒng)，在Linux系統(tǒng)下做操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)更加直觀，更利于學(xué)生的理解。例如，筆者在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，根據(jù)本校學(xué)生的情況自編實(shí)踐課程指導(dǎo)書（基于Linux環(huán)境），內(nèi)容涵蓋進(jìn)程的創(chuàng)建和撤銷、進(jìn)程同步和互斥、進(jìn)程的通信、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理和文件管理。由于實(shí)踐課學(xué)時(shí)少，部分學(xué)生此前從未接觸過Linux操作系統(tǒng)，課程初期就布置一些Linux操作系統(tǒng)的安裝及基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)任務(wù)，以便實(shí)驗(yàn)正式開始時(shí)，學(xué)生可以盡快上手。實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)根據(jù)學(xué)生掌握的情況進(jìn)行，對于普遍存在的問題，進(jìn)行講解和討論。具體實(shí)踐中，將實(shí)驗(yàn)分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)三種，每次實(shí)驗(yàn)需要提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)代碼。
⑤采用多元化的課程評價(jià)體系。在“操作系統(tǒng)”課程中，采用過程評價(jià)和終結(jié)性評價(jià)相結(jié)合的多元化課程評價(jià)體系，克服以期末考試成績?yōu)橹鞯慕K結(jié)性評價(jià)體系的弊端。課程的總評成績由以下四部分加權(quán)組成：平時(shí)成績25%（包括作業(yè)成績、讀書報(bào)告成績、隨堂測成績）、實(shí)驗(yàn)成績25%（包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)代碼）、討論課成績10%、期末成績40%。首次上課時(shí)，即向?qū)W生公布本課程成績評價(jià)方式和標(biāo)準(zhǔn)，讓學(xué)生有心理準(zhǔn)備和努力的方向。多元化課程評價(jià)體系可以讓學(xué)生真正參與到課程的教與學(xué)的過程中，客觀地評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)真程度和知識點(diǎn)的掌握程度，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，鍛煉學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力及語言表達(dá)能力等。基于上述的教學(xué)評價(jià)設(shè)計(jì)，筆者將其運(yùn)用到自己的課程教學(xué)中，經(jīng)過三個(gè)學(xué)期的實(shí)踐探索，切實(shí)獲得了較好的效果。
結(jié)束語
為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，筆者結(jié)合多年來“操作系統(tǒng)”課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從教學(xué)方法和手段、實(shí)踐教學(xué)以及多元化的課程評價(jià)體系等角度，探討和實(shí)踐了一系列改革措施，以使枯燥的理論變得生動(dòng)有趣，讓學(xué)生參與到整個(gè)教學(xué)過程和評價(jià)中，激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，收到了良好的教學(xué)效果。
“操作系統(tǒng)”課程改革是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。為了提高操作系統(tǒng)課程教學(xué)質(zhì)量，我們將繼續(xù)探索和努力實(shí)踐。
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[5]童幸生，劉義.地方高校教師教學(xué)評價(jià)多元化探索[J].教育探索，2011（7）：89-90.
1 問題的提出
操作系統(tǒng)課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心必修課程之一，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛和深入，其他相關(guān)專業(yè)也相繼把操作系統(tǒng)作為必修課程或選修課程[1]。由于操作系統(tǒng)課程涉及的知識點(diǎn)多且雜、概念抽象、理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)[2]，因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程的過程中感覺十分困難，老師在教授的過程中也容易側(cè)重于操作系統(tǒng)的理論教學(xué)，很難協(xié)調(diào)好理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)之間的關(guān)系，教學(xué)效果往往不太理想。總的來說，當(dāng)前操作系統(tǒng)課程教學(xué)中存在的問題和不足有：（1）理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)聯(lián)系不緊密。這是該門課程教學(xué)中普遍存在的一個(gè)問題。由于操作系統(tǒng)課程所涉及的基礎(chǔ)性和原理性內(nèi)容很多，學(xué)生理解起來會(huì)很困難，消化起來需要花費(fèi)較長時(shí)間，所以目前大部分高校把大量的課時(shí)分配給了理論教學(xué)。而每個(gè)學(xué)期的總學(xué)時(shí)是有限的，這樣導(dǎo)致分配給實(shí)踐教學(xué)的課時(shí)會(huì)明顯不足，很多知識點(diǎn)無法提供相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。這種重理論講解，忽視學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力培養(yǎng)的教學(xué)方法，導(dǎo)致該門課程理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)聯(lián)系很不緊密，學(xué)生學(xué)習(xí)起來會(huì)覺得很枯燥，實(shí)驗(yàn)任務(wù)很難完成，期末考試結(jié)束之后，會(huì)出現(xiàn)立馬將所學(xué)知識還給老師的現(xiàn)象；（2）忽略了與其他課程之間的聯(lián)系。操作系統(tǒng)屬于系統(tǒng)軟件，但它又離計(jì)算機(jī)硬件最近，所以該門課程內(nèi)容既涉及計(jì)算機(jī)硬件方面的知識，又涉及軟件方面的課程，如：高級程序語言設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)組成原理等。而教授該門課程的老師所熟悉和精通的課程數(shù)量是有限的，這樣導(dǎo)致教師在教學(xué)的過程中，很難做到利用其他課程內(nèi)容來進(jìn)行觸類旁通的教學(xué)，進(jìn)而忽視該課程與其他課程之間的聯(lián)系；（3）操作系統(tǒng)的最新發(fā)展未被及時(shí)反映。早期的操作系統(tǒng)由于受到當(dāng)時(shí)硬件和軟件技術(shù)的限制，很多設(shè)計(jì)理念和實(shí)現(xiàn)方法和現(xiàn)代操作系統(tǒng)相比，顯得過時(shí)和不合理。而操作系統(tǒng)技術(shù)和硬件的發(fā)展十分迅猛，現(xiàn)代操作系統(tǒng)中用到的一些新的技術(shù)和方法，如觸摸屏技術(shù)、語音控制技術(shù)等，這些新的內(nèi)容往往在目前大部分操作系統(tǒng)教材中沒有及時(shí)地反映出來；（4）沒有真正理解操作系統(tǒng)課程的教學(xué)目的。操作系統(tǒng)課程和計(jì)算機(jī)專業(yè)的其他課程不太一樣，其教學(xué)目的不單純是讓學(xué)生簡單理解操作系統(tǒng)的工作原理，也不是為了讓學(xué)生學(xué)會(huì)編寫一個(gè)操作系統(tǒng)，而是要讓學(xué)生掌握操作系統(tǒng)管理計(jì)算機(jī)資源的方法，更重要的是學(xué)習(xí)一種思維能力[3]：一種分析問題、解決問題、評價(jià)問題解決方案優(yōu)劣，并能提出更優(yōu)解決方案的能力。而這種思維能力的培養(yǎng)在實(shí)際的教學(xué)過程中往往被忽略，抑或根本沒有被意識到，從而導(dǎo)致大家沒有真正地理解該門課程的教學(xué)目的。
通過以上分析可知，我們迫切需要一種新的科學(xué)有效的教學(xué)方法來改變這種現(xiàn)狀。為此，本文提出了一種基于計(jì)算思維的操作系統(tǒng)課程教學(xué)方法：該方法將計(jì)算思維這種新型的思維方式貫穿于操作系統(tǒng)課程的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)方面中，讓學(xué)生學(xué)會(huì)并習(xí)慣用計(jì)算機(jī)科學(xué)的思路和方法來發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和求解問題，培養(yǎng)學(xué)生自主實(shí)踐及創(chuàng)新的能力，實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)課程教學(xué)的真正目的。
2 基于計(jì)算思維的操作系統(tǒng)課程教學(xué)方法
2.1 計(jì)算思維
2006年，美國卡內(nèi)基?梅隆大學(xué)周以真教授在美國計(jì)算機(jī)權(quán)威期刊Communications of the ACM上首次提出了“計(jì)算思維”的概念[4]。她指出：計(jì)算思維就是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。為了更好的理解，周教授又將計(jì)算思維解釋為幾種具體的思維方法：約簡、嵌入、轉(zhuǎn)化、仿真、保護(hù)、冗余、容錯(cuò)、糾錯(cuò)和恢復(fù)，利用啟發(fā)式推理來尋求解決方案，在不確定情況下進(jìn)行規(guī)劃、學(xué)習(xí)和調(diào)度等[5]。計(jì)算思維的本質(zhì)是抽象和自動(dòng)化，周教授將其基本特征總結(jié)為以下幾點(diǎn)：（1）計(jì)算思維是概念化，不是程序化。計(jì)算機(jī)科學(xué)不單指計(jì)算機(jī)編程，更重要的是要像計(jì)算機(jī)科學(xué)家那樣去思維，且能在抽象的多個(gè)層次上思維；（2）計(jì)算思維是人的，不是計(jì)算機(jī)的思維。計(jì)算思維是人類求解問題的一種途徑，人們可以利用計(jì)算機(jī)工具和自己的智慧去解決那些計(jì)算機(jī)時(shí)代之前不敢嘗試的問題；（3）計(jì)算思維是思想，更重要的是計(jì)算的概念。這種概念可以用于人們進(jìn)行問題求解及日常生活的管理；（4）計(jì)算思維是根本的，不是刻板的、機(jī)械的技能。根本的技能是指每個(gè)人為了在社會(huì)中發(fā)揮其職能而必須掌握的技能，刻板的技能則指機(jī)械的、重復(fù)的技能；（5）計(jì)算思維是數(shù)學(xué)思維和工程思維的互補(bǔ)和融合。計(jì)算機(jī)科學(xué)的本質(zhì)來源于數(shù)學(xué)思維，而計(jì)算機(jī)科學(xué)又從本質(zhì)上源自工程思維。我們的目的是建造能與現(xiàn)實(shí)世界互動(dòng)的系統(tǒng)，而基本計(jì)算設(shè)備的限制則迫使計(jì)算機(jī)科學(xué)家必須計(jì)算性的思考。
同時(shí)，周教授認(rèn)為，計(jì)算思維和人類應(yīng)具備的3R（Reading，wRiting and aRithmetic）能力，即閱讀、寫作和算術(shù)能力一樣，同樣屬于每個(gè)人應(yīng)該掌握的基本技能，而不僅僅屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)家，對于我們計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來說，更是如此。下面本文以操作系統(tǒng)課程為載體，分別從理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)方面詳細(xì)討論如何將計(jì)算思維貫穿到操作系統(tǒng)課程的日常教學(xué)過程中，以改善該門課程的教學(xué)效果。
2.2 理論教學(xué)
操作系統(tǒng)是一門綜合軟件和硬件應(yīng)用的課程，其理論課涉及的基本原理、思想和知識點(diǎn)很多。為了把這些紛繁復(fù)雜的知識點(diǎn)講解得深入且全面，我們在組織教學(xué)內(nèi)容時(shí)，始終堅(jiān)持一個(gè)原則：緊緊圍繞操作系統(tǒng)的四大基本功能――處理機(jī)管理、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理和文件管理展開教學(xué)，注重基礎(chǔ)性和先進(jìn)性相結(jié)合，同時(shí)注意與時(shí)俱進(jìn)，及時(shí)給學(xué)生補(bǔ)充時(shí)下最新的軟、硬件技術(shù)及其發(fā)展趨勢。在設(shè)計(jì)教學(xué)方法時(shí)，我們將計(jì)算思維這種新的教學(xué)思路引入到課堂教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生積極參與知識發(fā)現(xiàn)的過程，讓學(xué)生弄清楚問題的起源、發(fā)展、解決過程和實(shí)現(xiàn)方法，以及將后來還需要有怎樣的改進(jìn)等。通過這種教學(xué)方式，讓學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，讓原本枯燥的理論課變得生動(dòng)有趣，讓學(xué)生明白那些難以理解的思想和原理其實(shí)就是人類認(rèn)識問題、解決問題的正常的思維過程。
以操作系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷為例，我們可以這樣給學(xué)生講述：人們在進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)和社會(huì)實(shí)踐中總會(huì)有大量問題需要求解，在解決這些問題時(shí)，人們正常的思維是先分析所研究的對象，提出對問題的形式化定義，即數(shù)學(xué)建模；然后給出求解方法的形式化描述，即確定算法；最后是尋找實(shí)現(xiàn)算法的工具或設(shè)施。在計(jì)算機(jī)時(shí)代之前，這些工具或設(shè)施經(jīng)歷了古代的算盤、近代的加法器和計(jì)算器，其計(jì)算過程都需要手工進(jìn)行干預(yù)，并未實(shí)現(xiàn)計(jì)算自動(dòng)化。直到現(xiàn)代計(jì)算機(jī)出現(xiàn)之后，才使計(jì)算實(shí)現(xiàn)了真正意義上的自動(dòng)化。早期的計(jì)算機(jī)由于受當(dāng)時(shí)硬件功能的限制，其解題過程只能采用手工操作方式，故稱之為手工操作系統(tǒng)階段，即無操作系統(tǒng)階段。隨著硬件技術(shù)和功能的不斷提高，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度也隨著迅速提高，這樣使得手工操作的慢速度和計(jì)算機(jī)運(yùn)算的高速度之間形成了一種所謂的“人-機(jī)矛盾”，而且這種矛盾隨著計(jì)算機(jī)速度的不斷提高，變得越來越嚴(yán)重，為了解決這個(gè)矛盾，人們只有設(shè)法去掉人工干預(yù)，讓機(jī)器自己來控制計(jì)算過程，于是就出現(xiàn)了“操作系統(tǒng)”這個(gè)角色，它是用一種軟件方法實(shí)現(xiàn)運(yùn)算控制全程自動(dòng)化的技術(shù)，即用軟件程序來代替人工干預(yù)的過程。
當(dāng)我們把這段經(jīng)歷給學(xué)生說明之后，學(xué)生就會(huì)立馬恍然大悟，原來操作系統(tǒng)是由于人們的客觀需求出現(xiàn)的，是和人們的生活實(shí)踐息息相關(guān)的。然后我們按此方法接著給學(xué)生講述每一個(gè)發(fā)展階段里所出現(xiàn)的新的問題或矛盾，人們又是如何想辦法解決這些問題和矛盾的。通過這種方法，一步一步地將操作系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷引導(dǎo)出來。采用這種分析前因后果，側(cè)重事物之間的內(nèi)在聯(lián)系的方法進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生不但不會(huì)覺得枯燥，而且記憶深刻。這就是將計(jì)算思維融入到該門課程教學(xué)中的優(yōu)勢，作為教師，我們要時(shí)刻記住培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生這種新的科學(xué)素養(yǎng)。
2.3 實(shí)踐教學(xué)
操作系統(tǒng)是一門理論和實(shí)踐融為一體的課程。理論教學(xué)中涉及的基本原理、技術(shù)和算法需要通過實(shí)驗(yàn)課來驗(yàn)證、理解和吸收。對于操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，結(jié)合我校實(shí)際情況，采用了“驗(yàn)證性”和“設(shè)計(jì)性”兩種性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)主要是要求學(xué)生從用戶或應(yīng)用軟件開發(fā)人員的角度去體會(huì)和驗(yàn)證操作系統(tǒng)提供的功能。設(shè)計(jì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生在理解操作系統(tǒng)中所用算法和技術(shù)的基礎(chǔ)上，能嘗試自己提出算法改進(jìn)意見或設(shè)計(jì)出不同效果的算法?？紤]到學(xué)時(shí)限制及學(xué)生的總體水平，兩種性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)量比例控制在7：3左右。除此之外，我們還在下一學(xué)期安排了操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程，要求學(xué)生能夠綜合運(yùn)用本課程及相關(guān)課程知識解決實(shí)際問題，為將后來開發(fā)較大規(guī)模的軟件奠定基礎(chǔ)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的設(shè)計(jì)上，我們將計(jì)算思維的觀點(diǎn)引入到日常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要求學(xué)生帶著問題去開始每一次的實(shí)驗(yàn)。在弄清楚實(shí)驗(yàn)要求和目的的基礎(chǔ)上，積極尋找解決問題的方法，理順?biāo)悸?，確定最終解決方案，然后著手開始上機(jī)驗(yàn)證，并詳細(xì)記錄驗(yàn)證過程中碰到的困難和問題以及相應(yīng)的解決方法。最后，要求學(xué)生認(rèn)真完成書面實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并上交老師審閱。通過采用這種發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、構(gòu)建解決問題的模型并找出相應(yīng)問題解決算法的思維方式來完成每一次的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，能很好地提高學(xué)生上機(jī)的熱情，較好地完成上機(jī)作業(yè)，并加深學(xué)生對理論知識的理解和感性認(rèn)識。在考核方面，我們嚴(yán)格檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)報(bào)告，加大平時(shí)考勤及上機(jī)實(shí)驗(yàn)成績在總評成績中的比例。要求學(xué)生積極參加課堂討論，按時(shí)完成實(shí)驗(yàn)作業(yè)，高質(zhì)量完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，這樣才能在最后的總評成績中得到較高分?jǐn)?shù)。
關(guān)鍵詞：應(yīng)用型院校；操作系統(tǒng)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)
中圖分類號：G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-3044(2011)13-3216-02
Design of Experimental Teaching of Operating System
LIN Yin, SU Bing
(Changzhou University, Information Science and Engineering Institute, Changzhou 213164, China)
Abstract: Since different of types of education are, training goals and requirements, the teaching and the content and form of the experiment should be different. In this paper it is analyzed that how to design the experimental teaching methods and how to locate experimental content of operating system course in the institutions of applied, Content and method of experimental items are discussed and the implementation of the results were assessed.
key words: institution of applied; operating system; experimental teaching
當(dāng)前，重視實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)是各國高等教育界的發(fā)展潮流，我國與國外教育工作的主要差距也主要表現(xiàn)在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)上。近年來，教育部也將其作為對高等院校教學(xué)工作評估的關(guān)鍵性指標(biāo)。2005年1月，在教育部下發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見》中明確要求：“高等學(xué)校要強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)育人的意識，區(qū)別不同學(xué)科對實(shí)踐教學(xué)的要求，合理制定實(shí)踐教學(xué)方案，完善實(shí)踐教學(xué)體系?！薄耙粩喔母飳?shí)踐教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)方法” [1]。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源管理軟件，操作系統(tǒng)原理（許多場合只稱“操作系統(tǒng)”）課幫助學(xué)生理解操作系統(tǒng)的工作原理和技術(shù)，課程本身具有理論抽象性和鮮明的應(yīng)用性[2]，決定了必須充分重視課程的時(shí)間環(huán)節(jié)，以實(shí)驗(yàn)教學(xué)來促進(jìn)理論知識的學(xué)習(xí)。為了配合該課程開展實(shí)踐教學(xué)，多年來，我院課題組潛心研究，不斷進(jìn)行教學(xué)改革探索和實(shí)踐，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)施方法等方面形成了切實(shí)可行的體系，愿與大家切磋。
1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)
本科的操作系統(tǒng)課程主要講授操作系統(tǒng)基本原理，由于課時(shí)的原因，教授的內(nèi)容非常有限。課程的安排通常是在操作系統(tǒng)的發(fā)展概述后基于操作系統(tǒng)的資源管理功能展開后續(xù)內(nèi)容，依次為進(jìn)程管理、進(jìn)程調(diào)度、存儲(chǔ)器管理、設(shè)備管理、文件管理和系統(tǒng)安全性等，基本上沒有時(shí)間著力研究某個(gè)具體的操作系統(tǒng)的工作原理和技術(shù)，通常將其嵌在前期相關(guān)章節(jié)內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)等更是只能作為課外自學(xué)內(nèi)容。因此，為了理解課程理論，掌握某種具體的操作系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)，必須借助于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的良好實(shí)施。
1.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式設(shè)計(jì)
操作系統(tǒng)原理課程的內(nèi)容多且散且雜，但是該課程的實(shí)踐可以內(nèi)容明確，線條清晰。實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以隨著課程教授的各章內(nèi)容同步展開，也可以獨(dú)立開設(shè)。同步展開時(shí)可將實(shí)驗(yàn)教學(xué)融入理論教學(xué)：先講原理，然后介紹基于某種操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，自然而然引出可實(shí)施的實(shí)踐內(nèi)容。這樣做的好處是實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)結(jié)合緊密，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容一定是理論上的某種功能在某種技術(shù)上的實(shí)現(xiàn)和延伸，可以擺脫純理論的抽象和枯燥，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索興趣，但難免只見樹木不見森林，失卻操作系統(tǒng)本身的特色和完整。如果獨(dú)立開設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以遵循學(xué)習(xí)新知識的規(guī)律，先會(huì)用系統(tǒng)，從文件系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)開始，然后是設(shè)備管理，構(gòu)建對操作系統(tǒng)提供給用戶使用和管理的直觀認(rèn)識，然后了解進(jìn)程管理、進(jìn)程調(diào)度和存儲(chǔ)器管理這些比較抽象和深?yuàn)W的理論，但需要更多的學(xué)時(shí)，和課程的講授順序也不一致，會(huì)降低實(shí)驗(yàn)的效果。據(jù)調(diào)查，現(xiàn)行的學(xué)校多數(shù)采用前一種方式，即實(shí)驗(yàn)與教學(xué)同步，作為課程的一部分，而不獨(dú)立開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程。
1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的定位
正確的定位才能有正確的目標(biāo)，一些重點(diǎn)院校以自行設(shè)計(jì)一個(gè)操作系統(tǒng)作為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的做法并不適合于普通的應(yīng)用型院校，難度多大的實(shí)踐項(xiàng)目不能達(dá)到幫助課程學(xué)習(xí)的目的反而會(huì)使學(xué)生因?yàn)槲冯y喪失對這門課的興趣。幾年來，通過參考大量書籍[2-6]，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐和學(xué)生的反饋，我院課題組組織了該課程實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。我們這樣定位：
1) 對應(yīng)用型院校的計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來講，應(yīng)該把操作系統(tǒng)原理的學(xué)習(xí)和應(yīng)用定位在理解、熟悉和能夠靈活應(yīng)用，來解釋計(jì)算機(jī)運(yùn)行的現(xiàn)象和開發(fā)更好的應(yīng)用程序等[2]，對深層次的理論和特定操作系統(tǒng)的功能和操作的了解和掌握可放在高年級的專業(yè)方向課或選修課當(dāng)中。
2) 操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)基于操作系統(tǒng)原理課開設(shè)，學(xué)時(shí)有限，理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)比例為5:1，通常必做的實(shí)驗(yàn)涉及通用的操作系統(tǒng)基本功能實(shí)現(xiàn)的了解和掌握。
3) 盡管計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中操作系統(tǒng)眾多，但學(xué)校用于教學(xué)的機(jī)器基本安裝的是Windows系列（以Windows XP居多）的操作系統(tǒng)，開源軟件首推Linux操作系統(tǒng)，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容以研究Windows系列的操作系統(tǒng)（后面簡稱為Windows系統(tǒng)）和Linux操作系統(tǒng)（后面簡稱為Linux系統(tǒng)）為主，廣譜適用的理論不限制操作系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)中通常以算法模擬的方法來實(shí)現(xiàn)。
4) 為適應(yīng)學(xué)生的不同需求和能力的差異，實(shí)驗(yàn)分必做和選做兩類，選作設(shè)不同層次。實(shí)驗(yàn)以掌握課程相關(guān)的理論和技術(shù)為目的，不嚴(yán)格區(qū)分哪個(gè)實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性或者綜合性，通過實(shí)驗(yàn)任務(wù)的不同要求以達(dá)到不同的層次。
2 實(shí)驗(yàn)實(shí)施
一套完整的實(shí)驗(yàn)體系包括實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)環(huán)境構(gòu)建、實(shí)驗(yàn)任務(wù)書、實(shí)驗(yàn)過程和考核。可用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和環(huán)境是保障，實(shí)驗(yàn)任務(wù)書明確了實(shí)踐的內(nèi)容和目標(biāo)，認(rèn)真的實(shí)驗(yàn)過程才能保證目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，合理的實(shí)驗(yàn)考核方式可以鼓舞甚至激發(fā)學(xué)生研究的熱情。
2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和環(huán)境
基于操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)應(yīng)用上的最底層性和基礎(chǔ)性，它的實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求并不高，就目前的計(jì)算機(jī)基本配置，一人一微機(jī)足矣。軟件環(huán)境的需求是：
1) 可以運(yùn)行Windows系統(tǒng)和Linux系統(tǒng)。簡單的方式是專門配備一臺(tái)Linux服務(wù)器，學(xué)生機(jī)僅安裝Windows系統(tǒng)，通過遠(yuǎn)程登錄使用Linux系統(tǒng)，但由于遠(yuǎn)程登錄的權(quán)限受到限制，完成Linux部分的實(shí)驗(yàn)時(shí)，僅管理員可以實(shí)施的操作項(xiàng)目不便完成；另一種方式是一臺(tái)機(jī)器上同時(shí)安裝Windows系統(tǒng)和Linux系統(tǒng)，給予學(xué)生管理員的權(quán)限，由此帶來的問題是操作系統(tǒng)會(huì)由于學(xué)生無意的誤操作或故意地惡意操作造成系統(tǒng)的破壞，給后續(xù)的和其它的課程實(shí)驗(yàn)帶來麻煩。
2) 可以進(jìn)行操作系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)。Windows系統(tǒng)下通常使用Visual C++6.0專業(yè)版或企業(yè)版，Linux系統(tǒng)下使用vi編輯器編寫源程序，使用GCC編譯源程序。
2.2 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和要求
由于課時(shí)的緣故，完成一套完整的操作系統(tǒng)課程實(shí)踐（參見參考文獻(xiàn)中相關(guān)資料）在實(shí)際的教學(xué)中并不可行。有限的課時(shí)需要對實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目精挑細(xì)選，原則是：
1) 能夠幫助學(xué)生更好地使用操作系統(tǒng)。
2) 能夠反映操作系統(tǒng)在此項(xiàng)功能上的重要作用。
3) 難度適中，需要的時(shí)間適中。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上通常不能完成實(shí)驗(yàn)規(guī)定的所有任務(wù)，需要課外另找時(shí)間完成，遺留給課外的任務(wù)不能過多過難。
經(jīng)過幾年的摸索和反饋，實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容安排如表1。
2.3 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)施
操作系統(tǒng)原理課程內(nèi)容豐富，知識點(diǎn)眾多。學(xué)生的興趣不同，能力也有很大差異，因此可以有差異地實(shí)現(xiàn)的層次設(shè)計(jì)。
1) 實(shí)驗(yàn)都對應(yīng)于相應(yīng)的原理內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置。由于內(nèi)容眾多，每個(gè)實(shí)驗(yàn)都安排多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目反映不同的知識點(diǎn)。
2) 每個(gè)實(shí)驗(yàn)包括一至兩個(gè)必做的項(xiàng)目，一至兩個(gè)選做的項(xiàng)目。選做項(xiàng)目分成選做一、選作二、選做三三個(gè)層次，不同的層次將對應(yīng)不同的評分標(biāo)準(zhǔn)。
3) 每個(gè)實(shí)驗(yàn)的必做部分反映對應(yīng)原理的重要知識點(diǎn)。針對具體的操作系統(tǒng)操作和分析時(shí)選用Linux系統(tǒng)，程序設(shè)計(jì)項(xiàng)目不限具體的操作系統(tǒng)，學(xué)生可以使用windows系統(tǒng)、Linux系統(tǒng)或別的操作系統(tǒng)。
4) 選做一是選做部分的首選項(xiàng)目，通常是windows系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容，與必做內(nèi)容的Linux系統(tǒng)部分屬于同類知識點(diǎn)，列為選作主要是基于課時(shí)方面的考慮，此部分內(nèi)容的掌握將是學(xué)生能夠更好地管理和使用計(jì)算機(jī)。
5) 選做二通常是程序設(shè)計(jì)項(xiàng)目。操作系統(tǒng)的各個(gè)功能通常有不同的實(shí)現(xiàn)算法，某個(gè)具體的操作系統(tǒng)只會(huì)選擇其中的一種或兩種作為處理方法。實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以通過模擬各種實(shí)現(xiàn)算法，然后對結(jié)果進(jìn)行分析和比較，從而了解實(shí)際系統(tǒng)的選用理由，掌握相關(guān)的原理。
6) 選作三包括“安裝Linux操作系統(tǒng)”和“遠(yuǎn)程登錄Linux系統(tǒng)”兩個(gè)內(nèi)容，是實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)提供的環(huán)境。如果實(shí)施，需要學(xué)生在自己的計(jì)算機(jī)上完成。在學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)課程之前，不少同學(xué)連Windows都沒有安裝過，對分區(qū)、引導(dǎo)、文件卷、加載等這樣的術(shù)語非常陌生，在理解的基礎(chǔ)上完成這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的難度比較大，可以開始就布置，在課程的學(xué)習(xí)期間明白安裝和使用過程中種種設(shè)置的含義從而真正認(rèn)識一個(gè)實(shí)際的系統(tǒng)，最后作為獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在課程結(jié)束前寫成報(bào)告。
3 實(shí)驗(yàn)效果和評分
3.1 實(shí)驗(yàn)效果
每門課的效果都不能達(dá)到完全的滿意，操作系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn)也是這樣，然而依照上表的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)施的確帶來了很好的效果。有同學(xué)由此對操作系統(tǒng)產(chǎn)生極大的興趣，在專業(yè)課中有意識地選擇了嵌入式系統(tǒng)方向。課程的最后請完成選作三實(shí)驗(yàn)的同學(xué)和大家交流自己的報(bào)告，同學(xué)們踴躍參與：除了在C盤安裝Windows XP系統(tǒng)，獨(dú)立分區(qū)安裝Fedora 11和FreeBSD，還利用虛擬機(jī)技術(shù)在Windows系統(tǒng)中安裝了Ubuntu 9.04，openSUSE和Debian，最后一個(gè)展示的系統(tǒng)是Google Chrome OS，令師生們大開眼界；有同學(xué)現(xiàn)場解答了同學(xué)安裝和使用操作系統(tǒng)中遇到的問題。師生們共同的努力找到了該課程結(jié)束繼續(xù)學(xué)習(xí)的方向和空間。
3.2 實(shí)驗(yàn)評分
評分不是目的，是鼓勵(lì)學(xué)生的一種手段。評分可以在每次實(shí)驗(yàn)的報(bào)告提交后就進(jìn)行，評分的結(jié)果會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生后續(xù)的實(shí)驗(yàn)更好地完成，并同時(shí)給完成不好的學(xué)生以鞭策。實(shí)驗(yàn)的評分實(shí)時(shí)地在網(wǎng)絡(luò)課堂中展示，實(shí)驗(yàn)報(bào)告在課堂上點(diǎn)評，極大地鼓舞了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高了學(xué)生的完成選做實(shí)驗(yàn)的參與度。對學(xué)生來說，一方面可以提高課程的成績，更大的好處是促進(jìn)了課程的理解和掌握。
近年來，不但在操作系統(tǒng)，課題組還在其他計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)實(shí)踐中，也積極嘗試將實(shí)踐環(huán)節(jié)與理論環(huán)節(jié)相融合，通過實(shí)踐教學(xué)來促進(jìn)理論知識學(xué)習(xí)的教學(xué)方法，有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與。如果能引導(dǎo)更多同學(xué)愿意用更多的時(shí)間投入到課程的實(shí)踐，一定能提高應(yīng)用型高等教育背景下的教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。
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關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)；網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)課程；教學(xué)內(nèi)容
截至2008年，我國已經(jīng)有143所高等學(xué)校開設(shè)了網(wǎng)絡(luò)工程本科專業(yè)，其中大學(xué)類高校89所，“211”大學(xué)21所，學(xué)院類高校54所，高校所在地覆蓋全國26個(gè)省和直轄市[1]。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)培養(yǎng)的是具有良好科學(xué)素養(yǎng)，系統(tǒng)地掌握網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)的基本理論、方法與應(yīng)用，有較強(qiáng)的獲取新知識的能力、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，能從事網(wǎng)絡(luò)工程及相關(guān)領(lǐng)域中的系統(tǒng)研究、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、維護(hù)和管理的高級工程技術(shù)人才。因此，該專業(yè)不僅要求學(xué)生掌握與網(wǎng)絡(luò)工程相關(guān)的基礎(chǔ)知識與理論，以及各種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建設(shè)與維護(hù)技術(shù)，如網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系、網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、信息安全、組網(wǎng)實(shí)踐、網(wǎng)絡(luò)測試與管理等相關(guān)知識，也要求學(xué)生掌握基本的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件與系統(tǒng)開發(fā)知識與技術(shù)，滿足畢業(yè)生在今后的工作與學(xué)習(xí)過程中的多元需要。
為了讓網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的學(xué)生掌握一定的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件與系統(tǒng)開發(fā)知識，很多高校都開設(shè)了網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)或網(wǎng)絡(luò)編程課程。然而，由于網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)在大多數(shù)高校的開設(shè)時(shí)間不長，相關(guān)任課教師對網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)還缺乏足夠的經(jīng)驗(yàn)，因此對教學(xué)活動(dòng)中的一些基本問題，如課程內(nèi)容設(shè)置與學(xué)時(shí)分配、實(shí)踐環(huán)節(jié)內(nèi)容與安排等還缺乏統(tǒng)一的認(rèn)識[2-3]。本文依據(jù)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合我們在教學(xué)過程中
的體會(huì)，對該課程教學(xué)活動(dòng)中的基本問題進(jìn)行了初步探討，闡述了作者對這些問題的理解和認(rèn)識。希望本文能引起更多同行對網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)課程的關(guān)注，從而盡快提高該課程的建設(shè)水平。
1教學(xué)目標(biāo)與特點(diǎn)
1.1教學(xué)目標(biāo)
根據(jù)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，我們認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)習(xí)者了解網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)的基本概念和常用的網(wǎng)絡(luò)編程接口，理解網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)的基本原理，掌握基本的網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)模型，同時(shí)具備進(jìn)一步學(xué)習(xí)新的網(wǎng)絡(luò)編程知識與技術(shù)的能力。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)課程應(yīng)重點(diǎn)教授基于網(wǎng)絡(luò)編程接口的網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識，為后續(xù)使用和開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。有別于信息管理類專業(yè)面向Web的網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)，本課程的中心內(nèi)容是基于操作系統(tǒng)套接口的客戶/服務(wù)器程序開發(fā)技術(shù)。
1.2課程特點(diǎn)
程序設(shè)計(jì)課程對計(jì)算機(jī)類專業(yè)的學(xué)生來說并不陌生，但其多針對具體的程序設(shè)計(jì)語言，以學(xué)習(xí)某種程序設(shè)計(jì)語言的基本語法和用法為主。網(wǎng)絡(luò)編程接口在本質(zhì)上與編程語言無關(guān)，因此網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)與以前
作者簡介：紀(jì)其進(jìn)(1974-)，男，講師，工學(xué)博士，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與多媒體通信；朱艷琴 (1964－)，女，教授，工學(xué)博士，副院長，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息安全。
的程序設(shè)計(jì)課程并不相同。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序具有以下兩方面的主要特點(diǎn)：
1) 程序結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。網(wǎng)絡(luò)程序至少涉及客戶端與服務(wù)器兩方面，且需要雙方協(xié)同配合，因此程序的結(jié)構(gòu)和邏輯都比較復(fù)雜。
2) 網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)對操作系統(tǒng)知識和網(wǎng)絡(luò)知識的依賴性很強(qiáng)。比如，多線程技術(shù)是避免程序在交互過程中發(fā)生阻塞的基本手段，因此開發(fā)者至少需理解操作系統(tǒng)的進(jìn)程與線程的概念及多線程程序設(shè)計(jì)技術(shù)。再如消息驅(qū)動(dòng)是Windows系統(tǒng)的基本機(jī)制，Windows網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序開發(fā)也需要理解消息驅(qū)動(dòng)機(jī)制。利用網(wǎng)絡(luò)接口編程需要理解底層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，特別是與網(wǎng)絡(luò)接口直接相關(guān)的運(yùn)輸層協(xié)議知識。
2內(nèi)容設(shè)置與學(xué)時(shí)分配
運(yùn)輸層以下的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議功能在操作系統(tǒng)內(nèi)核中實(shí)現(xiàn)，或利用系統(tǒng)應(yīng)用編程接口(API)，通過專業(yè)的函數(shù)庫實(shí)現(xiàn)[4]。盡管IEEE已經(jīng)制定了網(wǎng)絡(luò)編程的接口標(biāo)準(zhǔn)，各操作系統(tǒng)通常也支持標(biāo)準(zhǔn)接口，但一般會(huì)結(jié)合系統(tǒng)自身特點(diǎn)，對標(biāo)準(zhǔn)接口進(jìn)行修改或擴(kuò)展。因此，實(shí)際網(wǎng)絡(luò)編程接口實(shí)現(xiàn)與操作系統(tǒng)密切相關(guān)。當(dāng)前，Windows系統(tǒng)占據(jù)了工作站(含臺(tái)式機(jī))與小型服務(wù)器市場的主要份額，Unix系統(tǒng)(含Linux)則在服務(wù)器特別是大型服務(wù)器市場中仍然占據(jù)主導(dǎo)地位?？紤]到學(xué)生畢業(yè)后的實(shí)際工作情況，接觸Windows系統(tǒng)的機(jī)會(huì)應(yīng)該更多。因此，教學(xué)內(nèi)容選擇的指導(dǎo)思想是以Windows平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)編程接口為主，同時(shí)兼顧標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)編程接口。
網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的一門骨干專業(yè)課程，教學(xué)內(nèi)容較豐富，實(shí)踐性要求高。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)目標(biāo)和特點(diǎn)，我們?yōu)樵撜n程安排了以下課堂教學(xué)內(nèi)容：
第1章 網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識。本章介紹網(wǎng)絡(luò)編程相關(guān)的基本概念和知識，內(nèi)容包括網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)概念、進(jìn)程與線程的基本概念、TCP/IP協(xié)議及其在操作系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)、基于客戶/服務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序模型等。
第2章 基于Berkley套接口的網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)。Berkley套接口是事實(shí)上網(wǎng)絡(luò)編程接口標(biāo)準(zhǔn)，它出自于Unix系統(tǒng)，Windows系統(tǒng)也盡可能地與之兼容。本章重點(diǎn)闡述Berkley套接口的基本用法，包括套接口編程的基本概念、面向連接的套接口編程、無連接的套接口編程及原始套接口編程等。
第3章 Windows程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。在Windows平臺(tái)上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)離不開Windows系統(tǒng)編程知識。本章介紹Windows編程的基礎(chǔ)知識，包括Windows操作系統(tǒng)的基本原理、Windows API的實(shí)現(xiàn)機(jī)制與調(diào)用方法及Windows消息機(jī)制。
第4章 Winsock網(wǎng)絡(luò)編程接口規(guī)范。Winsock是Windows系統(tǒng)中的套接口實(shí)現(xiàn)，經(jīng)歷了Winsock1.1到Winsock2.2版本的發(fā)展。本章在第3章的基礎(chǔ)上全面介紹Winsock網(wǎng)絡(luò)接口規(guī)范及其使用，包括Winsock1.1及Winsock2.2的擴(kuò)展能力。
第5章 基于MFC 套接口類的程序設(shè)計(jì)。MFC利用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，對基本的Windows API進(jìn)行了封裝。Winsock編程接口的主要功能被封裝成為CAsyncSocket和CSocket兩個(gè)類。本章將通過實(shí)例說明這兩個(gè)類的用法。
第6章 Windows多線程網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)。多線程可以避免網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序被某個(gè)調(diào)用阻塞。本章介紹多線程技術(shù)的必要性、Windows系統(tǒng)的多線程機(jī)制、MFC對多線程的支持及多線程機(jī)制在網(wǎng)絡(luò)編程中的應(yīng)用等。
第7章 Winsock編程接口I/O模型。支持異步網(wǎng)絡(luò)程序開發(fā)是Windows系統(tǒng)的特色，為此Winsock引入了5種I/O模型實(shí)現(xiàn)非阻塞的套接口工作模式。本章分別介紹5種異步I/O模型的原理與使用。
第8章 Winsock編程接口選項(xiàng)與I/O控制命令。套接口選項(xiàng)和I/O控制命令是在套接口建立以后對其各種屬性進(jìn)行操作。本章介紹Winsock編程接口的基本選項(xiàng)及主要I/O控制命令的用法。
第9章 網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)實(shí)例。網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，學(xué)習(xí)與分析實(shí)例可以更好地理解基本知識與技術(shù)。本章通過講解分析實(shí)例中的各種網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)鞏固前面所學(xué)的知識，為以后的綜合應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
本課程重在教授網(wǎng)絡(luò)編程的基礎(chǔ)知識與技能，內(nèi)容選擇主要是為了滿足教學(xué)需要，而非求全求深。因此，部分網(wǎng)絡(luò)編程相關(guān)知識沒有在課程中出現(xiàn)，如Winsock對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的支持、IPv6版本套接口等。
本課程的重點(diǎn)內(nèi)容在第3～6章。其中第3章是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)編程的基礎(chǔ)部分，而第4章和第5章則包括了Windows平臺(tái)下網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)的基本知識，第6章的多線程技術(shù)是無阻塞同步網(wǎng)絡(luò)編程的基本技術(shù)。第7、8兩章內(nèi)容與操作系統(tǒng)關(guān)系較密切且較抽象，是課程的難點(diǎn)。我校為該課程安排64 學(xué)時(shí)，其中理論講授48學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)16 學(xué)時(shí)。根據(jù)重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容分析結(jié)果，我們按表1分配課堂教學(xué)學(xué)時(shí)。
3課程實(shí)踐環(huán)節(jié)
3.1實(shí)踐環(huán)節(jié)的必要性
傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)方法多以講授計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論為主、少量的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為輔。網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)本身是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，對引導(dǎo)學(xué)生掌握最新的網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、協(xié)作精神和創(chuàng)新能力都具有重要作用。在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中，如不注重理論和實(shí)踐緊密結(jié)合，則不僅所學(xué)基本知識難以得到深入理解和鞏固，更不能將其靈活運(yùn)用于解決新的問題。因此，教師在系統(tǒng)講述網(wǎng)絡(luò)編程基礎(chǔ)知識的同時(shí)，要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，認(rèn)真完成網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。
3.2教學(xué)組織與學(xué)時(shí)分配
實(shí)驗(yàn)是基本的實(shí)踐教學(xué)手段。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生可以更快地實(shí)現(xiàn)從概念理解到實(shí)際編程能力的轉(zhuǎn)變。每次實(shí)驗(yàn)前，教師首先講解實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)目標(biāo)、要求和所需的編程技術(shù)，要求學(xué)生做好充分的準(zhǔn)備工作，進(jìn)行初步的需求分析和程序設(shè)計(jì)。在實(shí)驗(yàn)過程中，教師通過解答學(xué)生提出的需求分析、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)問題，為學(xué)生提供幫助。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生需按一定的格式規(guī)范按時(shí)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告；教師通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告檢查和評價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)質(zhì)量。如有條件，可組織學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行簡短的討論，讓學(xué)生總結(jié)和分析自己的實(shí)驗(yàn)體會(huì)。
我們根據(jù)網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)大綱制定了實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。實(shí)驗(yàn)包括驗(yàn)證型、設(shè)計(jì)型和綜合型實(shí)驗(yàn)三種。驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)主要讓學(xué)生理解所學(xué)的網(wǎng)絡(luò)編程知識，通過重復(fù)課堂示例掌握某一項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)。設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生利用某一項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)，根據(jù)具體問題要求設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。綜合性實(shí)驗(yàn)需設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)相對復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，其中需用到多種網(wǎng)絡(luò)編程知識和技術(shù)。全部實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括Berkley套接口編程實(shí)驗(yàn)，Winsock套接口編程實(shí)驗(yàn)，利用原始套接口進(jìn)行PING 程序的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)，基于MFC套接口類的網(wǎng)絡(luò)編程，電子郵件程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(SMTP客戶端、POP3 客戶端程序)或FTP客戶端實(shí)現(xiàn)及聊天室軟件的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告與其他課程基本類似，有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)題目、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求、實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果等內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)結(jié)果要包括實(shí)驗(yàn)過程中的問題分析、解決方式及心得。表2總結(jié)了實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配計(jì)劃。
有條件的學(xué)校還可以集中1周左右的時(shí)間進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)以課程教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有一定規(guī)模和實(shí)用價(jià)值的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。課程設(shè)計(jì)對所學(xué)的理論知識及實(shí)驗(yàn)中所學(xué)的各種方法與技巧進(jìn)行綜合性應(yīng)用，對培養(yǎng)學(xué)生綜合分析能力、編程動(dòng)手能力具有重要作用。課程設(shè)計(jì)報(bào)告包括系統(tǒng)需求分析、功能設(shè)計(jì)及各模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)等，類似于計(jì)算機(jī)類畢業(yè)設(shè)計(jì)論文格式。
4結(jié)語
網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)是近年來為滿足社會(huì)信息化需求而出現(xiàn)的相對較新的專業(yè)。該專業(yè)目前還沒有一個(gè)明確的規(guī)范，開設(shè)該專業(yè)的各個(gè)院校對某些課程的教學(xué)尚缺乏統(tǒng)一的認(rèn)識。本文以該專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)為依
據(jù)，結(jié)合個(gè)人教學(xué)過程中的體會(huì)，探討了網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)課程的基本問題。文中討論了該課程的教學(xué)目標(biāo)與特點(diǎn)，給出了具體的課程內(nèi)容設(shè)置和實(shí)踐環(huán)節(jié)安排建議，希望對完善網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)以及網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)課程建設(shè)具有一定的借鑒意義。
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Discussion on Network Program Design for Students Majoring in Network Engineering
JI Qi-jin, ZHU Yan-qin
(School of Computer Science and Technology, Soochow University, Suzhou 215006, China)
關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)庫;性能調(diào)優(yōu);課程;教學(xué);實(shí)驗(yàn)
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程是計(jì)算機(jī)學(xué)科本科教學(xué)的一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)不僅是最重要的系統(tǒng)軟件之一,而且是應(yīng)用信息系統(tǒng)開發(fā)的基石,它在計(jì)算機(jī)學(xué)科體系中占據(jù)重要地位。課程的教學(xué)目的是讓學(xué)生對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念和原理有較全面的了解,同時(shí)具備使用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)軟件和開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的能力。
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程的教學(xué)內(nèi)容主要包含關(guān)系數(shù)據(jù)模型、SQL語言、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、XML、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢處理和事務(wù)管理等,是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程[1]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是數(shù)據(jù)庫課程的重要組成部分,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一般包括小型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)、SQL查詢等,這些實(shí)驗(yàn)對于加深數(shù)據(jù)庫基本概念和原理的理解,提高數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)能力具有重要的作用。
數(shù)據(jù)庫性能調(diào)優(yōu)是在實(shí)際應(yīng)用開發(fā)中必然要遇到的一項(xiàng)工作,這項(xiàng)工作要求開發(fā)者既要具有廣泛而深入的數(shù)據(jù)庫原理和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)知識,又要有扎實(shí)的應(yīng)用設(shè)計(jì)能力,熟悉操作系統(tǒng)和有關(guān)軟硬件環(huán)境[2]。把性能調(diào)優(yōu)作為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程的一項(xiàng)綜合性實(shí)驗(yàn),可以幫助學(xué)生加深了解數(shù)據(jù)庫基本原理,學(xué)會(huì)分析問題、解決問題的方法,提高計(jì)算機(jī)綜合實(shí)踐能力。
1性能調(diào)優(yōu)實(shí)驗(yàn)的重要性
1) 性能調(diào)優(yōu)實(shí)驗(yàn)符合數(shù)據(jù)庫課程的實(shí)驗(yàn)要求。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程內(nèi)容豐富,只有通過動(dòng)手實(shí)踐才能真正深入地理解和運(yùn)用這些概念和原理。課程實(shí)驗(yàn)的要求,一方面是深化對課程內(nèi)容的理解,另一方面是提高綜合運(yùn)用并解決實(shí)際問題的能力。性能調(diào)優(yōu)實(shí)驗(yàn)涉及到課程的各個(gè)方面,包括SQL語言、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢處理和事務(wù)管理等,可以針對具體問題設(shè)計(jì)非常多的實(shí)驗(yàn)素材,結(jié)合知識點(diǎn)學(xué)習(xí)進(jìn)度合理選擇具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,在進(jìn)度安排上也非常容易。另外,性能調(diào)優(yōu)實(shí)驗(yàn)有難有易,可以根據(jù)不同的學(xué)生層次進(jìn)行選擇,一個(gè)學(xué)期中可以安排1個(gè)或若干個(gè)實(shí)驗(yàn)。 2) 性能調(diào)優(yōu)是數(shù)據(jù)庫學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容。性能調(diào)優(yōu)本身是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)的一項(xiàng)重要工作,它可以使數(shù)據(jù)庫應(yīng)用運(yùn)行得更快更好,達(dá)到更高的吞吐量或更短的響應(yīng)時(shí)間。數(shù)據(jù)庫性能調(diào)優(yōu)遠(yuǎn)不是按照有關(guān)指南通過短短幾步就可以達(dá)到的,它需要扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和高超的問題處理技巧,要想獲得滿意的結(jié)果,調(diào)優(yōu)者需要綜合考慮緩沖池大小、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、鎖爭用、應(yīng)用程序需求等因素之間的復(fù)雜關(guān)聯(lián),另外到操作系統(tǒng)的配置甚至硬件,進(jìn)行綜合判斷,涉及到數(shù)據(jù)庫技術(shù)的方方面面。
3) 有利于提高學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力。采用的性能調(diào)優(yōu)實(shí)驗(yàn)都來自于實(shí)際應(yīng)用開發(fā),具有實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn),與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)過程可以讓學(xué)生真正地投入到其中,感覺就像是自己動(dòng)手解決一個(gè)實(shí)際問題,而不僅僅是為了應(yīng)付課程作業(yè),這種身臨其境的體驗(yàn)可以極大地促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,可以有效地促進(jìn)探究型教學(xué)的開展。反過來,通過實(shí)驗(yàn)又可以讓學(xué)生了解應(yīng)用開發(fā)中所要解決的問題,從而更主動(dòng)地學(xué)習(xí)課程內(nèi)容。
4) 有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的科研和工程能力,在教學(xué)改革中實(shí)現(xiàn)探究型教學(xué)。性能調(diào)優(yōu)實(shí)驗(yàn)的過程是由教師提出問題并引導(dǎo)學(xué)生如何利用學(xué)到的知識來解決問題,學(xué)生通過自主地建立實(shí)驗(yàn)環(huán)境、測試運(yùn)行、收集數(shù)據(jù)、綜合分析、推導(dǎo)結(jié)論等環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)的結(jié)果因人而異,并沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)答案。在這個(gè)過程中,學(xué)生可以充分地體驗(yàn)到自主探索的樂趣,這是一種典型的探究型教學(xué)方法,可以讓學(xué)生初步了解如何獨(dú)立開展研究,解決實(shí)際問題。
2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.1實(shí)驗(yàn)過程和要求
實(shí)驗(yàn)過程包括教師和學(xué)生兩部分,如圖1所示,教師部分以雙線框表示,學(xué)生部分以單線框表示,整個(gè)過程分為實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇、任務(wù)分配、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)環(huán)境建立、測試運(yùn)行、數(shù)據(jù)收集、分析總結(jié)、演示答辯、評價(jià)反饋、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫、對提交的報(bào)告評分等環(huán)節(jié)。
實(shí)驗(yàn)的總體要求是學(xué)生按照教師給出的問題敘述,利用課程學(xué)習(xí)到的知識,在教師指導(dǎo)下自主完成實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和運(yùn)行測試,提交的成果是綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告,報(bào)告內(nèi)容包括背景說明、方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)環(huán)境、測試過程、數(shù)據(jù)分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)論、體會(huì)和收獲等。實(shí)驗(yàn)一般要求利用常見的大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫,通過開發(fā)實(shí)現(xiàn)測試程序,調(diào)整參數(shù),測試相關(guān)因素對數(shù)據(jù)庫性能的影響。除了綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告外,還可以要求學(xué)生提交詳細(xì)的測試程序代碼和文檔。
2.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)
以下給出幾個(gè)具體的性能調(diào)優(yōu)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,進(jìn)一步說明實(shí)驗(yàn)的要求,當(dāng)然這樣的實(shí)驗(yàn)有很多,可以結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行選擇。
1) 緩沖區(qū)大小對數(shù)據(jù)庫性能的影響。
數(shù)據(jù)緩沖區(qū)是在內(nèi)存中設(shè)置的一塊區(qū)域,為事務(wù)處理提供共享數(shù)據(jù),引入緩沖區(qū)希望達(dá)到的一個(gè)主要目標(biāo)就是減少對磁盤等二級存儲(chǔ)的物理存取,事務(wù)在內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)的命中率很大程度上取決于緩沖區(qū)的大小,所以緩沖區(qū)大小是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一個(gè)重要參數(shù),是需要在應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行中重點(diǎn)考慮的因素之一。在數(shù)據(jù)庫實(shí)例運(yùn)行的不同時(shí)期,數(shù)據(jù)緩沖區(qū)對物理內(nèi)存的需求是不同的,當(dāng)工作負(fù)載較大時(shí),較小的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)會(huì)造成頻繁的I/O換頁操作;當(dāng)工作負(fù)載較小時(shí),較大的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)會(huì)造成物理內(nèi)存的閑置,因此合理設(shè)置緩沖區(qū)大小,對數(shù)據(jù)庫性能有較大影響。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生充分理解緩沖區(qū)的概念和原理,并學(xué)會(huì)如何在實(shí)際應(yīng)用中選擇合理的緩沖區(qū)大小。
要求設(shè)計(jì)多組數(shù)據(jù)庫應(yīng)用,分別模擬高、低負(fù)載等多種情況,測試這些應(yīng)用在不同大小緩沖區(qū)下的性能變化,性能指標(biāo)可以選取吞吐量和響應(yīng)時(shí)間。最好的策略是不斷增加緩沖區(qū)大小,直到性能不再隨緩沖區(qū)的增大而提高,從而找出最佳的緩沖區(qū)大小。實(shí)驗(yàn)可以采用Oracle、SQL Server或MySQL等數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),這些數(shù)據(jù)庫都提供了調(diào)整緩沖區(qū)大小的功能。
2) 規(guī)范化對查詢性能的影響。
在數(shù)據(jù)庫表設(shè)計(jì)中,要綜合考慮應(yīng)用需求、規(guī)范化、存儲(chǔ)空間、事務(wù)處理性能等因素,一個(gè)良好的設(shè)計(jì)是多種因素的平衡。在表設(shè)計(jì)中規(guī)范化的要求一般是要達(dá)到3NF或BCNF,但有時(shí)逆規(guī)范化會(huì)帶來性能的提升,例如以下兩種表設(shè)計(jì)(表來自于TPC-C基準(zhǔn)測試,做適當(dāng)簡化),設(shè)計(jì)1符合BCNF要求,占用存儲(chǔ)空間少,但對于“查詢在某城市購買的所有零件”,設(shè)計(jì)2在性能上要優(yōu)于設(shè)計(jì)1。
模式設(shè)計(jì)1:
Customer(C_ID, C_NAME, C_CITY)
Order(O_ID, C_ID, O_DATE)
Order_Line(O_ID, ITEM_NAME, ITEM_QUANTITY, ITEM_AMOUT)
模式設(shè)計(jì)2:
Customer_Order(C_ID, C_NAME, C_CITY, O_ID, O_DATE, ITEM_NAME, ITEM_QUANTITY, ITEM_AMOUT)
實(shí)驗(yàn)的要求是針對不同的表設(shè)計(jì),包括采用逆規(guī)范化、垂直劃分等方法,考察在不同應(yīng)用需求環(huán)境下,存儲(chǔ)空間、性能等的差別,并在實(shí)踐基礎(chǔ)上總結(jié)出應(yīng)用開發(fā)中表設(shè)計(jì)應(yīng)該遵循的一些基本原則和方法。
3) 索引對查詢性能的影響。
索引是提升數(shù)據(jù)庫查詢性能的重要手段。實(shí)驗(yàn)中,要求學(xué)生設(shè)計(jì)多種不同的索引場景來研究索引對數(shù)據(jù)庫查詢性能的影響:(1)沒有索引的場景;(2)在查詢屬性上建立單屬性索引的場景;(3)在查詢語句涉及的多個(gè)屬性上建立復(fù)合屬性索引的場景。
學(xué)生可以通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)工具,考察在不同索引場景中的查詢執(zhí)行計(jì)劃,并探究針對某個(gè)特定查詢的優(yōu)化索引方案。
3討論分析
我們在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理課程教學(xué)中進(jìn)行了性能調(diào)優(yōu)實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐,學(xué)生反映普遍很好,取得了預(yù)期的效果。根據(jù)在具體教學(xué)過程中反饋的意見,選擇性能調(diào)優(yōu)實(shí)驗(yàn)還需注意以下一些問題:
1) 性能調(diào)優(yōu)實(shí)驗(yàn)較適合于計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的本科生,尤其是開展探究型教學(xué)改革的課程。性能調(diào)優(yōu)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一項(xiàng)復(fù)雜工作,涉及到多方面的知識,學(xué)生除掌握數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)知識外,還需對操作系統(tǒng)、硬件等有一定的了解,另外還要求學(xué)生有較高的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力,綜合的計(jì)算機(jī)實(shí)踐能力,不適合初學(xué)者。
2) 要結(jié)合學(xué)生的具體情況設(shè)計(jì)合適的性能優(yōu)化實(shí)驗(yàn),這需要教師對性能調(diào)優(yōu)實(shí)驗(yàn)的難易程度有較高的掌控,充分了解學(xué)生的實(shí)際情況,包括已學(xué)習(xí)過的其他課程情況。性能調(diào)優(yōu)實(shí)驗(yàn)有難有易,可以針對不同的學(xué)習(xí)層次和要求進(jìn)行選擇,做到循序漸進(jìn),既不能讓學(xué)生感到問題太難而無所適從,又要有一定的難度,讓學(xué)生通過實(shí)際操作提高計(jì)算機(jī)實(shí)踐能力。
3) 教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評分時(shí)要根據(jù)實(shí)驗(yàn)小組內(nèi)每個(gè)成員的情況區(qū)分對待。由于性能調(diào)優(yōu)實(shí)驗(yàn)需要發(fā)揮學(xué)生的綜合能力,比較適合于2～4人的小組協(xié)作完成,同時(shí)還可以培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神,但在評分時(shí)也要考慮到一個(gè)小組內(nèi)不同人的貢獻(xiàn)是不一樣的,甚至還會(huì)出現(xiàn)有些小組的成員完全不出力的情況,防止這種情況的比較好的方法是教師在實(shí)驗(yàn)過程中要與學(xué)生密切溝通,了解真實(shí)情況。另外在實(shí)驗(yàn)過程中還要設(shè)置演示答辯環(huán)節(jié),每個(gè)小組進(jìn)行20分鐘的匯報(bào),講解設(shè)計(jì)方案和結(jié)論,匯報(bào)分工和合作情況,教師進(jìn)行質(zhì)詢和點(diǎn)評等,可以指定小組內(nèi)某個(gè)成員回答,這樣一方面通過反饋意見促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)成果,另一方面也減少抄襲、出工不出力的情況。
4結(jié)語
以前的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理實(shí)驗(yàn)中,都較多地采用小型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用開發(fā)、SQL語言等實(shí)驗(yàn),我們采用性能調(diào)優(yōu)作為數(shù)據(jù)庫課程實(shí)驗(yàn),結(jié)合探究型教學(xué)方法,在實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,自主分析和解決問題,有效地提高了學(xué)生的綜合動(dòng)手能力,在實(shí)踐教學(xué)中取得了很好的效果。進(jìn)一步的工作包括優(yōu)化實(shí)驗(yàn)過程、設(shè)計(jì)更多更完善的實(shí)驗(yàn)素材等。
參考文獻(xiàn):
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Design and Practice of Performance Tuning Experiments in the
Course of Database System Principles
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(College of Computer Science and Technology, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China)
嚴(yán)格管理和方便應(yīng)用是矛盾的兩個(gè)方面,在機(jī)房管理上,絕大部分職業(yè)學(xué)校采用主板按裝硬盤還原卡,BIOS設(shè)置了密碼,安裝管理軟件屏蔽了控制面板、禁止USB口使用等維護(hù)和管理機(jī)房；這樣嚴(yán)格管理,學(xué)生上機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)受到限制,嚴(yán)重阻礙到學(xué)生從實(shí)踐中真正體驗(yàn)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,學(xué)生無法練習(xí)操作系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)置,好多實(shí)驗(yàn)無法完成。而如果放開管理,學(xué)生上機(jī)實(shí)驗(yàn)中,刪除系統(tǒng)文件、非法調(diào)用系統(tǒng)參數(shù)等錯(cuò)誤操作時(shí),整個(gè)操作系統(tǒng)便會(huì)陷入一種癱瘓的狀態(tài)之中?；謴?fù)難度增大的同時(shí),也給管理員造成極大的負(fù)擔(dān),還會(huì)影響接下來的實(shí)驗(yàn)課程。硬盤還原卡也有其不足之處,不支持Linux系統(tǒng),占用較多的磁盤空間,系統(tǒng)還原的速度也比較慢等[1]。
2計(jì)算機(jī)實(shí)踐教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容受限
(1)計(jì)算機(jī)的某些系統(tǒng)維護(hù)實(shí)驗(yàn),要對磁盤進(jìn)行破壞性實(shí)驗(yàn),擔(dān)心損壞硬件設(shè)備,教師一般采取課堂演示或以講代練的方式進(jìn)行教學(xué),無法讓學(xué)生很好地動(dòng)手操作。(2)Windows系統(tǒng)下RAID技術(shù)實(shí)驗(yàn),教師只能從理論上去分析講解,無法在課堂上演示,學(xué)生也無法通過實(shí)驗(yàn)加深理解。(3)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的組建、網(wǎng)絡(luò)配置、Telnet、FTP、IIS等各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的配置、遠(yuǎn)程訪問和路由的設(shè)置等,需要用到多臺(tái)計(jì)算機(jī)和多臺(tái)HUB,而現(xiàn)在的教學(xué)條件有限,學(xué)生學(xué)完課程卻無法解決實(shí)際問題[2]。(4)網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn),計(jì)算機(jī)面臨著網(wǎng)絡(luò)病毒的危害越來越嚴(yán)重,維護(hù)計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)安全就顯的非常重要。教師只能在課堂上口述網(wǎng)絡(luò)病毒的性質(zhì)和危害,學(xué)生似懂非懂[3]。
3計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理新模式
3.1實(shí)驗(yàn)室建設(shè)上實(shí)施(1)加大實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi)投入；(2)整合、重組現(xiàn)有的設(shè)備,改變其交叉分散重復(fù)設(shè)置；(3)通過校企合作,產(chǎn)、學(xué)、研的途徑,改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境；(4)聯(lián)合辦學(xué),資源共享等[4]。
3.2運(yùn)用虛擬技術(shù)的構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境(1)虛擬化技術(shù)是指將一個(gè)物理單元虛擬成多個(gè)邏輯單,供多個(gè)應(yīng)用一起使用。通過安裝虛擬機(jī)軟件,在實(shí)驗(yàn)室原有的計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備配置基礎(chǔ)上,創(chuàng)建虛擬計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等,構(gòu)建虛擬計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)環(huán)境這樣做的主要目的,是為了提高資源的使用效率并方便管理各種資源[5]。(2)實(shí)現(xiàn)了在Windows系統(tǒng)平臺(tái)上對虛擬機(jī)系統(tǒng)VMwareWorkstation的部署,并在虛擬機(jī)系統(tǒng)中搭建了WindowsServer2003平臺(tái)。(3)使用虛擬技術(shù)解決了某些目前在高校實(shí)驗(yàn)室管理建設(shè)上的難題,實(shí)現(xiàn)了對Windows和Linux系統(tǒng)平臺(tái)的虛擬化教學(xué),也可應(yīng)用于某些具有破壞性課程,如:①網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)。有了虛擬機(jī)后,教師可以在虛擬機(jī)系統(tǒng)上植入病毒文件,開展網(wǎng)絡(luò)病毒攻擊計(jì)算機(jī)的模擬實(shí)驗(yàn),同時(shí)進(jìn)行計(jì)算機(jī)針對網(wǎng)絡(luò)病毒的安全防御操作,這樣一來,可以讓學(xué)生更加直觀清楚地了解和掌握網(wǎng)絡(luò)病毒以及安全防御的相關(guān)知識[6]。②系統(tǒng)維護(hù)實(shí)驗(yàn)。CMOS設(shè)置、硬盤格式化、操作系統(tǒng)的安裝和調(diào)試等。
3.3實(shí)行開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)現(xiàn)時(shí)間、空間、內(nèi)容和形式的全部開放,提供開放式的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)以學(xué)生為本,從時(shí)間、空間、內(nèi)容和形式上全部向?qū)W生開放。時(shí)間上可以按自己的節(jié)奏預(yù)約,不受課程表的制約；空間上實(shí)驗(yàn)室全部面向?qū)W生開放,自由選擇儀器設(shè)備；內(nèi)容上憑興趣、愛好選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。這樣突顯了學(xué)生的個(gè)性,刺激了學(xué)生創(chuàng)造性的發(fā)揮。
摘要 本文從實(shí)驗(yàn)課計(jì)劃和提綱、實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作、實(shí)驗(yàn)課的實(shí)施和總結(jié)幾個(gè)方面介紹了怎樣上好計(jì)算機(jī)課程的實(shí)驗(yàn)課。
關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)課程 實(shí)驗(yàn)課
計(jì)算機(jī)科學(xué)的課程不但有較強(qiáng)的理論性，也有較強(qiáng)的實(shí)踐性，理論和實(shí)踐是緊密相關(guān)、相輔相成，理論指導(dǎo)實(shí)踐，實(shí)踐加強(qiáng)對理論的理解，特別是以職業(yè)教育為主的大專院校，計(jì)算機(jī)課程的實(shí)驗(yàn)課在教學(xué)計(jì)劃中所占的比重是相當(dāng)大的，例如，我系計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中FoxPro程序設(shè)計(jì)的總課時(shí)數(shù)是80，其中講課44課時(shí)，實(shí)驗(yàn)36課時(shí)，由此可見，計(jì)算機(jī)課程的實(shí)驗(yàn)課是計(jì)算機(jī)教學(xué)不可缺少的重要環(huán)節(jié)，有著舉足輕重的作用。
在計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)中開設(shè)實(shí)驗(yàn)課，就是給學(xué)生一個(gè)理論和實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中必須親自動(dòng)手操作，來加深對計(jì)算機(jī)理論知識的理解，掌握計(jì)算機(jī)是怎樣操作、如何運(yùn)行的。通過上機(jī)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生演示和操作軟件的各種功能，了解它的特點(diǎn)和作用，逐步熟悉和掌握軟件的功能及使用。尤其是《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》，《高級語言程序設(shè)計(jì)》，《數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計(jì)》等課程，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中要自己編寫程序，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行編輯處理，程序調(diào)試和運(yùn)行，從中可以發(fā)現(xiàn)問題，改正錯(cuò)誤，學(xué)習(xí)編程的經(jīng)驗(yàn)，最終獲得所需的結(jié)果。因此，如何開好計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課，對促進(jìn)學(xué)生掌握理論知識，提高實(shí)踐動(dòng)手能力有積極的作用。下面我們從幾個(gè)方面來討論怎樣上好計(jì)算機(jī)課程的實(shí)驗(yàn)課。
1．完善的實(shí)驗(yàn)課計(jì)劃和提綱
上機(jī)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃是實(shí)驗(yàn)課的總體安排。包括實(shí)驗(yàn)題目、時(shí)間、地點(diǎn)、課時(shí)分配、實(shí)驗(yàn)次數(shù)，硬件和軟件環(huán)境等內(nèi)容。以便任課老師和實(shí)驗(yàn)室管理人員之間能夠很好的配合，提前安排上機(jī)實(shí)驗(yàn)的有關(guān)事項(xiàng)。每一次上機(jī)實(shí)驗(yàn)都要有實(shí)驗(yàn)提綱。實(shí)驗(yàn)提綱格式為：
（一）實(shí)驗(yàn)題目
（二）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
（三）實(shí)驗(yàn)要求
（四）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
（五）實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)
（六）實(shí)驗(yàn)思考題
實(shí)驗(yàn)提綱必須和實(shí)驗(yàn)計(jì)劃一起編制，兩者協(xié)調(diào)一致，實(shí)驗(yàn)提綱是實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的具體內(nèi)容和實(shí)施細(xì)則。由系或者教研組組織有經(jīng)驗(yàn)的教學(xué)效果比較好的專業(yè)課教師，對每一門計(jì)算機(jī)課程的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和提綱進(jìn)行精心策劃，統(tǒng)一編制，在教學(xué)中不管是那個(gè)老師上這門課，都要按照統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和提綱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)提綱的指導(dǎo)和安排下上機(jī)，完成實(shí)驗(yàn)課程，根據(jù)實(shí)驗(yàn)提綱執(zhí)行情況書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。教師也是按實(shí)驗(yàn)提綱的要求來檢查實(shí)驗(yàn)結(jié)果，評定學(xué)生成績。因此，教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)提綱編制時(shí)對每門課程的每一次實(shí)驗(yàn)課都要有周密的安排，進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)。
2．計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課程的準(zhǔn)備工作
計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課程的準(zhǔn)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(gè)方面的工作：
（1）硬件環(huán)境
實(shí)驗(yàn)室內(nèi)學(xué)生上機(jī)所需的計(jì)算機(jī)及有關(guān)外部設(shè)備都要能正常運(yùn)行，功能完好，適合學(xué)生上機(jī)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生所用的磁盤要合理分配，集中管理，一些輔助教學(xué)設(shè)備（如投影儀、無塵黑板等）都要能滿足上機(jī)實(shí)驗(yàn)的要求。
（2）軟件環(huán)境
實(shí)驗(yàn)室管理人員要根據(jù)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，選擇好所需的操作系統(tǒng)軟件、高級語言環(huán)境、應(yīng)用系統(tǒng)和輔助教學(xué)軟件，預(yù)先把這些軟件裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)并調(diào)試好隨時(shí)可供調(diào)用。若有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，管理員要為每一個(gè)上機(jī)的班級設(shè)置各自的帳號，根據(jù)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃分配所需的軟件和必要的權(quán)限。另外，版本新、功能強(qiáng)的殺毒軟件也是必不可少的，管理人員要隨時(shí)用它來清除計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的病毒。
（3）組織和管理
計(jì)算機(jī)的使用要嚴(yán)格管理，要保持良好的秩序、嚴(yán)令學(xué)生遵守實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)規(guī)章制度，有條件的實(shí)驗(yàn)室要實(shí)行學(xué)生上機(jī)自動(dòng)管理（學(xué)生上機(jī)之前用上機(jī)證劃卡，系統(tǒng)自動(dòng)為學(xué)生分配一個(gè)機(jī)號，該生即可在這臺(tái)計(jì)算機(jī)上上機(jī)，否則該生不能上機(jī)），該系統(tǒng)還可以自動(dòng)記錄學(xué)生的上機(jī)時(shí)間，我們曾經(jīng)根據(jù)這個(gè)功能破獲了學(xué)生盜竊計(jì)算機(jī)內(nèi)存芯片的案件。如果實(shí)驗(yàn)學(xué)生的人數(shù)超過計(jì)算機(jī)臺(tái)數(shù)，最好是分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使每個(gè)學(xué)生都有上機(jī)的機(jī)會(huì)，同時(shí)也便于管理和輔導(dǎo)。管理人員要嚴(yán)格控制學(xué)生使用外來磁盤，預(yù)防計(jì)算機(jī)病毒帶入實(shí)驗(yàn)室。
（4）教師和學(xué)生
教師要對實(shí)驗(yàn)課的全過程進(jìn)行周密的思考，要避免出現(xiàn)漏洞和疏忽；而學(xué)生要按實(shí)驗(yàn)提綱作好實(shí)驗(yàn)課前的準(zhǔn)備工作，特別要學(xué)生自己編程上機(jī)時(shí)，學(xué)生一定要在上機(jī)前準(zhǔn)備好程序，實(shí)驗(yàn)時(shí)主要是編輯輸入程序和調(diào)試程序。
3．實(shí)驗(yàn)課的實(shí)施
計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課是計(jì)算機(jī)課堂教學(xué)的繼續(xù)，也是教學(xué)效果的初步體現(xiàn)。為了上好計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)課還必須做好以下工作。
實(shí)驗(yàn)課開始時(shí)，老師要重申本次實(shí)驗(yàn)課的目的和要求，指明實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)和要注意的事項(xiàng)，對實(shí)驗(yàn)中的疑難之處和可能出現(xiàn)的問題要給予必要的提示和說明。在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生初次使用的應(yīng)用軟件或生疏命令，教師要首先進(jìn)行演示和講解。
在實(shí)驗(yàn)中要盡可能發(fā)揮計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢，充分利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件和多媒體教學(xué)手段，特別是學(xué)生進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可以先演示和講解自己在科研工作中開發(fā)的一些應(yīng)用軟件，將一些程序設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)傳授給學(xué)生，使學(xué)生有了一些感性認(rèn)識以后能盡快動(dòng)手進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。另外，教師要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容選擇一些效果比較好的輔助教學(xué)軟件，例如，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程的實(shí)驗(yàn)課，可選擇集編輯、編譯、調(diào)試為一體的Pascal可視集成環(huán)境VP1和算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的作業(yè)系統(tǒng)AD1，Pascal源程序可以在VP1上可視執(zhí)行，能同步演示程序和數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)視圖，為學(xué)生理解算法、學(xué)習(xí)編程，調(diào)試程序提供了便利的環(huán)境，AD1可對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計(jì)作業(yè)進(jìn)行測試評分，可以大大提高軟件基礎(chǔ)課的教學(xué)效果和質(zhì)量。
最后一點(diǎn)，對學(xué)生的基本技能的訓(xùn)練要有高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求，學(xué)生在操作計(jì)算機(jī)時(shí)一定要按規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，如，開機(jī)、關(guān)機(jī)、入網(wǎng)、退網(wǎng)等要按正確的步驟，鍵盤打字的姿勢要正確，特別是學(xué)生在編程時(shí)要訓(xùn)練學(xué)生養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣和風(fēng)格。要注意培訓(xùn)學(xué)生在計(jì)算機(jī)使用中的應(yīng)用能力和應(yīng)變能力，為學(xué)生今后獨(dú)立操作和使用計(jì)算機(jī)打好基礎(chǔ)。
4．實(shí)驗(yàn)課的總結(jié)
通過上機(jī)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對老師講授的計(jì)算機(jī)理論知識、技術(shù)和有關(guān)算法都有了較為深刻的體會(huì)和認(rèn)識，每個(gè)學(xué)生都會(huì)有不同程度的收獲。此時(shí)，教師要及時(shí)督促學(xué)生總結(jié)上機(jī)實(shí)驗(yàn)中的收獲，鞏固所學(xué)的知識。為此，要求學(xué)生寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
實(shí)驗(yàn)報(bào)告直接體現(xiàn)了學(xué)生上機(jī)操作的情況，是對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行概括和總結(jié)，具體內(nèi)容如下：
（一）班級、學(xué)號、姓名、實(shí)驗(yàn)時(shí)間及課時(shí)數(shù)
（二）實(shí)驗(yàn)題目
（三）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
（四）實(shí)驗(yàn)要求
（五）實(shí)驗(yàn)過程
關(guān)鍵詞：案例教學(xué)；網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)；評價(jià)體系；實(shí)踐教學(xué)
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）28-0276-03
一、背景
隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的普及，在我們身邊，隨時(shí)隨地都在利用各種應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)用戶之間的交互。打開瀏覽器，打開各種各樣的聊天和通信工具，我們隨時(shí)接觸到的是網(wǎng)絡(luò)。未來的IT產(chǎn)業(yè)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的應(yīng)用將成為核心。高性能的服務(wù)器設(shè)計(jì)、分布式程序的管理、數(shù)據(jù)的高效傳輸以及數(shù)據(jù)傳輸過程中的安全控制等，都是網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)者要考慮的問題。“網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)”作為“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”的后續(xù)課程，是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的一門重要課程，該課程將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及實(shí)踐應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合，對學(xué)生加深理解和運(yùn)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本原理及程序設(shè)計(jì)能力的提高等，都起到至關(guān)重要的作用。無論學(xué)生將來是從事軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與開發(fā)，還是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的科研和管理工作，都極有可能需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)，因此這門課程在教學(xué)中占有重要地位。但在實(shí)際教學(xué)過程中，我們發(fā)現(xiàn)不少學(xué)生存在程序設(shè)計(jì)能力不強(qiáng)、操作系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識不扎實(shí)等問題，主要體現(xiàn)在以下幾方面。
1.學(xué)生編程能力差，不能熟練運(yùn)用VC開發(fā)工具。目前的一些高級開發(fā)工具，如VC、Java、VB、.NET、Delphi等，都可以實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的編程，但是除了VC以外，其他開發(fā)工具都是在一個(gè)較高抽象層次上進(jìn)行面向?qū)ο蟮拈_發(fā)，利用這些工具學(xué)生無法深入理解操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信的底層接口，而VC環(huán)境提供了底層的網(wǎng)絡(luò)編程接口，因此通常是作為“網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)”開發(fā)環(huán)境的首選。但由于VC環(huán)境中的MFC基礎(chǔ)類庫非常龐大，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)用程序設(shè)計(jì)接口難于掌握，因此盡管學(xué)生在此之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了“C語言程序設(shè)計(jì)”及“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)”等基礎(chǔ)課程，也很難在短時(shí)間內(nèi)熟練理解和運(yùn)用VC開發(fā)工具。
2.一些前期的專業(yè)基礎(chǔ)課掌握不扎實(shí)。本課程會(huì)大量涉及到“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”和“操作系統(tǒng)”兩門課程的基本內(nèi)容，如線程、進(jìn)程、同步、互斥等概念；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模型中各層次的地位及工作原理；等等。而這些課程只偏重理論的教學(xué)，沒有將一些原理應(yīng)用到實(shí)踐上，導(dǎo)致學(xué)生理解困難，沒有辦法靈活運(yùn)用。
3.現(xiàn)有的“網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)”教材內(nèi)容難易程度往往出現(xiàn)兩極分化，有的過于注重基礎(chǔ)，只講授簡單的套接字接口、應(yīng)用層的FTP、HTTP和POP3協(xié)議等方面的編程，沒有涉及到與身邊密切相關(guān)的一些網(wǎng)絡(luò)程序，如廣播、多播技術(shù)、ARP欺騙技術(shù)、P2P數(shù)據(jù)交換技術(shù)等，學(xué)生只能學(xué)到一些簡單的應(yīng)用，和工作的需求相距較遠(yuǎn)。有的教材偏難，甚至涉及到底層協(xié)議的開發(fā)，這樣的教材也不適合應(yīng)用型本科層次的學(xué)生。
針對以上問題，本文根據(jù)多年的“網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對該課程的理論教學(xué)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了探索，提出了教學(xué)改革設(shè)想，針對理論和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)評價(jià)過程進(jìn)行了研究，提出了適合于應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)專業(yè)“網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)”課程的改革方案，并在教學(xué)過程中進(jìn)行了實(shí)踐，實(shí)踐結(jié)果表明新方案在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、鞏固基礎(chǔ)知識及提高實(shí)踐能力等方面有一定的積極作用。
二、課程的改革措施
1.教學(xué)內(nèi)容的選取。作為應(yīng)用型的本科院校，課程教學(xué)內(nèi)容的選擇要難易適中，同時(shí)符合社會(huì)對人才的需求，注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，本課程偏重于學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)編程能力，對操作系統(tǒng)原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識的理解和運(yùn)用能力、工程駕馭能力等方面的培養(yǎng)。教學(xué)內(nèi)容既要注重基礎(chǔ)，也要注重實(shí)際應(yīng)用的需要，強(qiáng)調(diào)課程的工程化和實(shí)用性等特點(diǎn)。為了便于學(xué)生理解相關(guān)的原理，我們針對每一部分教學(xué)內(nèi)容都設(shè)計(jì)了相關(guān)案例，通過案例教學(xué)，將操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本原理、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、一些經(jīng)典的網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)和實(shí)際應(yīng)用案例等內(nèi)容有機(jī)整合。在理論教學(xué)中，我們選擇了8個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行講授，并設(shè)計(jì)了一一對應(yīng)的教學(xué)案例，如表1所示。
在所涉及到的教學(xué)內(nèi)容中，第1部分對過往知識的簡單回顧，包括所涉及到的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)等方面的知識，并以一些常用的網(wǎng)絡(luò)程序?yàn)槔?，簡單介紹其工作原理；第2部分是考慮到學(xué)生沒有VC的編程經(jīng)驗(yàn)，通過對話框應(yīng)用程序和單文檔應(yīng)用程序，簡要介紹MFC的基本框架以及用VC程序的架構(gòu)、代碼的執(zhí)行過程等；第3部分是對傳輸層之上的套接字編程接口進(jìn)行介紹，同時(shí)通過設(shè)計(jì)一個(gè)應(yīng)答的聊天程序，讓學(xué)生理解套接字的工作過程；第4部分介紹了一個(gè)典型的應(yīng)用層協(xié)議FTP的軟件開發(fā)，其他的如POP3協(xié)議、HTTP協(xié)議等與FTP協(xié)議的開發(fā)過程異曲同工，因此沒有介紹；第5部分通過多線程方式實(shí)現(xiàn)FTP文件的上傳和下載，讓學(xué)生掌握多線程技術(shù)；第6～7部分選擇的是一些與身邊密切相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，包括廣播和多播、網(wǎng)絡(luò)掃描和檢測技術(shù)及點(diǎn)對點(diǎn)（P2P）通訊技術(shù)等。
2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是對課堂教學(xué)環(huán)節(jié)有益的補(bǔ)充，也是提高學(xué)生自身能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?？紤]到學(xué)生自身水平參差不齊，我們根據(jù)課堂講授的內(nèi)容以及知識點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系，設(shè)計(jì)由淺入深、由易到難的實(shí)驗(yàn)，盡可能選擇身邊應(yīng)用比較廣泛的案例貫穿實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，課堂上所講的案例可以作為學(xué)生上機(jī)的DEMO，學(xué)生在此基礎(chǔ)之上補(bǔ)充和完善。根據(jù)難易程度，我們將實(shí)驗(yàn)教學(xué)所涉及的知識結(jié)構(gòu)分成三個(gè)層次：第一層是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生熟悉VC開發(fā)平臺(tái)和利用套接字接口實(shí)現(xiàn)基本網(wǎng)絡(luò)通訊程序；第二層是高級實(shí)驗(yàn)，它在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之上，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層FTP協(xié)議的編程、多線程編程、ARP欺騙及打洞編程等；第三層是我們設(shè)計(jì)了兩個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)，將綜合運(yùn)用所學(xué)的網(wǎng)絡(luò)知識和編程知識，實(shí)現(xiàn)一個(gè)較大的程序，學(xué)生在完成高級實(shí)驗(yàn)時(shí)，也可以自己選擇題目，但要求選擇的題目必須能夠體現(xiàn)知識的充分應(yīng)用。前兩層實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生必須在指定的時(shí)間內(nèi)完成，第三層綜合性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生利用課外時(shí)間或課程實(shí)訓(xùn)時(shí)間完成，然后統(tǒng)一在實(shí)驗(yàn)室演示和考核。
由于網(wǎng)絡(luò)程序都涉及到客戶端和服務(wù)器端的通訊，單獨(dú)一個(gè)學(xué)生很難在有限的時(shí)間內(nèi)完成每個(gè)實(shí)驗(yàn)，因此要求學(xué)生進(jìn)行合理分組，每組2～3人，共同協(xié)作，完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，這也有利于培養(yǎng)學(xué)生的項(xiàng)目協(xié)同能力。每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求每個(gè)小組提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，按照軟件工程的思想編寫報(bào)告內(nèi)容，涉及到問題的描述及定義、問題的解決方案、問題的設(shè)計(jì)思路與規(guī)劃、概要及詳細(xì)設(shè)計(jì)、編程體會(huì)等。實(shí)驗(yàn)報(bào)告是對每個(gè)案例的總結(jié)與回顧，可以加深學(xué)生對案例及相關(guān)理論知識的理解和掌握，鍛煉學(xué)生的文檔編寫能力。
3.教學(xué)方法的設(shè)計(jì)。在課程教學(xué)過程中，根據(jù)其工程性、實(shí)用性等特點(diǎn)，我們采用了經(jīng)典的案例教學(xué)法，采用經(jīng)典案例貫穿整個(gè)教學(xué)過程，選擇的案例盡量保證知識點(diǎn)之間的連貫性，比如在講多線程編程技術(shù)時(shí)，可以在已開發(fā)的FTP客戶端程序基礎(chǔ)之上完善完成多線程的上傳和下載功能；在講到打洞技術(shù)時(shí)，可以在第3部分已經(jīng)設(shè)計(jì)的簡單聊天程序之上，實(shí)現(xiàn)不同局域網(wǎng)之間的通信；等等。在教學(xué)時(shí)由淺入深、循序漸進(jìn)，改變傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)模式，從以教師教為主向以學(xué)生學(xué)為主的方向轉(zhuǎn)移，盡量讓學(xué)生積極參與到教學(xué)過程中。由于該課程有較強(qiáng)的實(shí)踐性，通過案例教學(xué)和實(shí)踐，很容易激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維。
4.構(gòu)建合理的學(xué)生評價(jià)體系。在對學(xué)生考核評價(jià)體系的改革方向上，力求過程評價(jià)與結(jié)果性評價(jià)、形成性考核與終結(jié)性考試、精確性評價(jià)與模糊性評價(jià)相結(jié)合；考核內(nèi)容應(yīng)以課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，倡導(dǎo)靈活多樣的考核原則，考慮學(xué)生差異，注重學(xué)習(xí)和發(fā)展過程評價(jià)。考核方法不再僅以傳統(tǒng)的卷面考試方式來評判，實(shí)驗(yàn)過程的評價(jià)占有較大的比重，根據(jù)學(xué)生在小組中承擔(dān)的工作量及小組的完成情況，給出每個(gè)學(xué)生的成績，這樣可使一些動(dòng)手能力強(qiáng)但考試成績不理想的學(xué)生獲得滿意的評價(jià)結(jié)果。
三、結(jié)語
通過對“網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)改革，我們設(shè)計(jì)了符合應(yīng)用型本科人才教學(xué)的課程教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)課程工程性、實(shí)用性的特點(diǎn)，將教學(xué)理論與實(shí)踐應(yīng)用緊密地結(jié)合，構(gòu)建案例教學(xué)的模式，促進(jìn)學(xué)生構(gòu)建良好的知識體系。在上機(jī)實(shí)踐環(huán)節(jié)，我們采用了分組的方式，充分發(fā)揮了每個(gè)學(xué)生的優(yōu)勢，增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力、寫作能力。實(shí)踐表明，改革后的教學(xué)方法有效地解決了以往教學(xué)中存在的學(xué)時(shí)少、學(xué)生動(dòng)手能力差、理論與實(shí)踐脫節(jié)、知識理解和掌握不牢固等問題，取得了良好的教學(xué)效果，對其他課程的教學(xué)和實(shí)踐具有重要的指導(dǎo)意義。
參考文獻(xiàn)：
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