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關(guān)鍵詞: 初中計算機教學(xué) 弊端 改進方案
一
初中計算機學(xué)科不同于語文、數(shù)學(xué)這樣的學(xué)科,它在中考中不占據(jù)很大分值,無論是學(xué)校還是老師都很難對其重視。因此在教學(xué)過程中存在很多弊端。
首先,傳統(tǒng)教學(xué)模式無法滿足學(xué)生對計算機的期待。隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展,生活水平的提高,越來越多的家庭擁有計算機?;ヂ?lián)網(wǎng)的強大功能滿足了許多人的需求,初中生在對計算機的接觸過程中產(chǎn)生濃厚的興趣,因此對計算機知識的學(xué)習(xí)產(chǎn)生很高期望。然而鑒于應(yīng)試教育的現(xiàn)實原因,老師只是蜻蜓點水般地教學(xué),使得許多學(xué)生無法全面深入地了解計算機,本來保持的濃厚興趣漸漸消失殆盡。例如在有關(guān)計算機系統(tǒng)的組成章節(jié)的教學(xué)中,老師只是單向講解課本上的知識,講解完畢后就讓學(xué)生記憶知識點。這一章節(jié)應(yīng)該是學(xué)生學(xué)習(xí)計算機的基礎(chǔ),是至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。但是這一章節(jié)中出現(xiàn)的專業(yè)術(shù)語晦澀難懂,學(xué)生理解記憶都有難度。傳統(tǒng)的教學(xué)模式不但不能提高學(xué)生的綜合素質(zhì),反而會壓抑學(xué)生對于計算機探究學(xué)習(xí)的興趣,起到反作用。
其次,初中計算機教學(xué)中不能對學(xué)生進行分層次教學(xué)。很多初中生家里已經(jīng)配備計算機,他們已經(jīng)能夠?qū)τ嬎銠C進行簡單操作。但是還有一部分學(xué)生沒有接觸過計算機,是零基礎(chǔ)。而且學(xué)生對于知識的接受和理解也是有差異的。孔子提倡因材施教,可是很多老師在教學(xué)的時候往往忽略了這一點,不能對學(xué)生的學(xué)習(xí)特點作分析,把學(xué)生放在同一個水平線上進行教學(xué),就會使得零基礎(chǔ)領(lǐng)悟慢的學(xué)生無法掌握知識。很明顯的一個例子,在網(wǎng)頁制作這個章節(jié)教學(xué)時,家里有計算機的同學(xué)很清楚什么是網(wǎng)頁,網(wǎng)頁中都出現(xiàn)什么內(nèi)容,也見過各種各樣的網(wǎng)頁??墒菍膩頉]有使用過計算機的學(xué)生來說這些都是未知的。教師一上來就容易直接切入制作網(wǎng)頁的主題,講解制作的步驟。這樣會導(dǎo)致零基礎(chǔ)的學(xué)生跟不上老師的教學(xué)思路,更不能深入理解這部分內(nèi)容。
最后,計算機教學(xué)中還明顯存在教師團隊知識老化這個弊端。計算機是一門與科技發(fā)展密切相關(guān)的學(xué)科,因此知識更新很迅速。今天的新知識也許就會成為明天的舊知識。而且計算機的知識量也很大,這對教師提出更高的要求。可是很多教師都只是沿用以前的課件。陳舊的知識,不能適應(yīng)快速的發(fā)展,緊跟時代的步伐不斷更新知識,滿足學(xué)生的需求。
二
針對計算機教學(xué)過程中的弊端,教師應(yīng)該在教學(xué)過程中不斷進行方法的探索與創(chuàng)新,變弊端為優(yōu)勢。我結(jié)合自身計算機教學(xué)中的經(jīng)驗,提出以下幾個解決方案。
首先,改變死板的傳統(tǒng)教學(xué)模式,使學(xué)生由被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí),激發(fā)他們對計算機這門課程的學(xué)習(xí)興趣。莎士比亞說:“學(xué)問必須合乎自己的興趣,方可得益?!敝挥屑ぐl(fā)學(xué)生的興趣,才能提高他們學(xué)習(xí)計算機課程的效率。例如,在計算機鍵盤指法的教學(xué)中,少講多練,以練為主,讓學(xué)生成為整個課堂的主體。在學(xué)生練習(xí)的基礎(chǔ)上把全班分成多個小組,由組長派出代表進行比賽,評選出指法最標(biāo)準(zhǔn)、打字速度最快的學(xué)生,授予“打字小明星”的稱號。除了進行這樣的游戲以活躍課堂氣氛外,老師還要將計算機理論和實踐相結(jié)合,從實際生活出發(fā),創(chuàng)設(shè)一定的情境。例如,在網(wǎng)頁制作環(huán)節(jié),老師可以先讓學(xué)生打開學(xué)校的網(wǎng)站,進行瀏覽,然后學(xué)生之間互相交流各自喜歡的網(wǎng)頁。在學(xué)生對網(wǎng)頁有了基本認(rèn)識和興趣之后,老師再一步步教學(xué)生制作網(wǎng)頁。通過實際生活中的例子導(dǎo)入這節(jié)課,比傳統(tǒng)的“老師講、學(xué)生聽”更能吸引學(xué)生。
其次,要因材施教,分層教學(xué)。由于在學(xué)習(xí)計算機時,學(xué)生的起點不同,因此個體之間存在較大差異。家庭條件優(yōu)越的學(xué)生有能力購置計算機,甚至在小學(xué)就已經(jīng)開始接觸計算機,具備了一定的計算機知識和操作能力。但大多數(shù)學(xué)生由于家庭經(jīng)濟狀況,或者家庭教育的欠缺,根本沒有機會去接觸計算機,對計算機比較陌生。因此,老師對學(xué)生進行因材施教,分層教學(xué)就顯得格外重要。對于沒有接觸過計算機的同學(xué),可以先進行計算機基本知識的傳授,了解計算機的構(gòu)成,同時進行基本的打字練習(xí)。對基礎(chǔ)好的學(xué)生可以通過測驗、比賽等,讓他們在規(guī)定的時間內(nèi)完成一些任務(wù),進一步提高他們的能力。同時,要支持他們在完成規(guī)定的學(xué)習(xí)任務(wù)之后進行感興趣的一些操作,如電腦繪圖、打字游戲等,鼓勵他們自學(xué)課本上的知識,并作一定輔導(dǎo),這樣就有較多時間指導(dǎo)那些基礎(chǔ)較差的學(xué)生,使他們順利完成基本教學(xué)任務(wù)或操作訓(xùn)練。
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關(guān)鍵詞:教學(xué)軟件;Windows;ghost鏡像;軟件安裝;軟件維護
中圖分類號:TP308文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2009)32-9110-02
The Installation and Maintenance of Commonly Used Educational Software in Computer Room
ZHU De-ge
(Department of Computer Basic Experiment Teaching Center, Yancheng Institute of Technology, Yancheng 224003, China)
Abstract: Most of the operating system is windows in University’s computer room. And the installation and maintenance of teaching software need some computer teachers having extensive computer knowledge and practical ability. The management and maintenance of teaching computer room is good or bad, that will directly affect the computer's normal teaching duties. I engaged in a computer room software installation, maintenance and management work. Then I generalize some management experience and skills.
Key words: teaching software; Windows; ghost imaging; software maintenance; software installation
1 常用教學(xué)軟件的安裝
1)樣機的生成及其備份。選一臺同類型的電腦作為樣機,一般將硬盤分為三個區(qū):C分區(qū)上安裝windows操作系統(tǒng)及常用教學(xué)軟件;D分區(qū)作為學(xué)生使用分區(qū),可存儲學(xué)生上機的文檔資料、數(shù)據(jù)等,在D盤上建立一個“我的文檔”文件夾,將桌面上的“我的文檔”指向D分區(qū)上這個文件夾,避免因為Ghost恢復(fù)覆蓋C盤而造成“我的文檔”中資料丟失;E分區(qū)存放ghost鏡像文件及一些重要軟件的備份。
在C盤上安裝Windows操作系統(tǒng),并安裝好顯卡、網(wǎng)卡和聲卡等驅(qū)動程序,然后安裝常用的教學(xué)軟件,并設(shè)置好所有軟件的初始狀態(tài),刪除不必要的垃圾文件,清空回收站,使C盤處于最優(yōu)狀態(tài),以減少映像文件的大小和壓縮釋放時間。
在E盤上考慮建立以下幾個文件夾:Win文件夾,用來存放Windows操作系統(tǒng)安裝版本;Drives文件夾,用來存放各種驅(qū)動程序(如:顯卡、網(wǎng)卡、聲卡、外置硬盤等);Ghost文件夾,用來存放硬盤復(fù)制工具Ghost.exe與C分區(qū)的映像文件。
在C分區(qū)的軟件全部安裝好后,斷電關(guān)機后再重新啟動,此時按F8鍵選擇“Command Prompt only”(MS-DOS)啟動方式,或用DOS系統(tǒng)軟件啟動,注意最好進入純DOS方式,以后進入E分區(qū)的Ghost文件夾,執(zhí)行Ghost,在Ghost軟件中選擇菜單“Local――Partition――to Image”,選擇Drive 1(即裝有Windows操作系統(tǒng)的C盤),選擇壓縮率最高的“High”,接著選擇保存的路徑、文件名,將整個C分區(qū)克隆生成一個映像文件,如WIN-C-05-10-19.gho,將其設(shè)為“只讀”屬性,用Pqmagic可將E盤隱藏。C分區(qū)的映像文件完成后,重新啟動計算機,這臺樣機就生成了。
2)安裝其他機器。樣機做好后,就可以安裝機房中其他的計算機了,現(xiàn)在的機房都有幾十臺甚至上百臺,一次更新或新機安裝都很多,一臺一臺的安裝是不現(xiàn)實的,那么如何快速地安裝呢?現(xiàn)在的計算機都配有網(wǎng)卡(如果沒有安裝網(wǎng)卡,則可打開機箱,拆下硬盤,到樣機上采用Ghost中的硬盤直接對拷,讀者可參考其他有關(guān)資料),那么安裝就方便多了,我們不妨用網(wǎng)絡(luò)對拷的方法來實現(xiàn)(注意硬盤型號必須相同,如有型號不相同的,每一種型號都必須做一臺樣機)。
首先制作一張DOS系統(tǒng)軟盤,將Pqmagic、Dlkfet、Ncopyyc拷入,并在軟盤上建立一個自動批處理文件Autoexec.BAT,該文件的主要內(nèi)容是:第一行DLKFET,這是DOS平臺的網(wǎng)卡驅(qū)動程序(如DLINK網(wǎng)卡,其驅(qū)動程序是.com,該驅(qū)動程序一般存放于PKTDRV文件夾);第二行NCOPYC,這是網(wǎng)絡(luò)對拷程序,如遠志公司提供的網(wǎng)絡(luò)對拷程序,這樣的軟盤可復(fù)制若干張,然后用這些軟盤來啟動計算機,要注意的是樣機作為發(fā)送方,其他計算機作為接受方,待所有要安裝軟件的機器全部與樣機連接后,在樣機上選擇發(fā)送,這時樣機上的所有資料就被發(fā)送到所有的接收機器,并且是采用軌對軌的傳送。
傳送所需時間主要與機器數(shù)量、硬盤容量、網(wǎng)絡(luò)速率有關(guān),如50臺4.3G的硬盤,用100M的網(wǎng)卡需要80分鐘左右。所有機器接收完畢后,對每臺機器進行有關(guān)的其他設(shè)置,如每臺機器的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識、IP地址等,有的機器也有可能在啟動是會找到新的硬件,如網(wǎng)卡等,此時可利用E分區(qū)上Drives和Win文件夾中的資料來完成新的硬件的安裝。這些工作全部完成后,對每臺機器可安裝還原卡,保護C分區(qū)E分區(qū),D分區(qū)不保護,這樣學(xué)生不能破壞C分區(qū)與E分區(qū)上的資料,但學(xué)生可在D分區(qū)上保存資料。
2 維護管理教學(xué)軟件
所有機器中的軟件安裝完成,并安裝了保護卡后,是不是就萬事無憂了呢?不是,在以后使用過程中還會出現(xiàn)問題。
2.1 個別機器有問題
在使用過程中,經(jīng)常有個別機器出現(xiàn)這樣那樣的問題,硬件方面的故障問題,如顯卡、網(wǎng)卡、聲卡等,可更換該硬件設(shè)備,完成該硬件驅(qū)動的安裝,就可正常使用。我們主要考慮的是軟件問題,如:保護卡損壞或保護卡口令被他人破譯,則這臺機器中的軟件就有可能被破壞,如果這臺機器的軟件被破壞了,怎么處理呢?我們分以下三種情況討論:
1)如果C分區(qū)被破壞,也就是計算機不能啟動或能啟動但不能完成相關(guān)的操作,但E分區(qū)沒有被破壞,此時可用DOS系統(tǒng)軟盤啟動計算機,用Pqmagic撤消對E盤的隱藏,進入E分區(qū),進行Ghost軟件將WINzdgwcf.gho文件釋放。方法如下:選擇“Local――Partition――form Image――file name to load image from”,然后選取WINzdgwcf.gho,將其釋放到C盤,最后重新啟動計算機,再修改網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識與IP地址等即可完成計算機即可。整個恢復(fù)過程只需幾分鐘。
2)如果機房的某一臺計算機C分區(qū)與E分區(qū)均被破壞,或換了一個同類型的硬盤,這時就可以利用Ghost軟件對兩個硬盤進行對拷。注意選擇任一臺好機器的硬盤作為發(fā)送方,該只硬盤作為接收方,具體操作為:運行Ghost軟件,執(zhí)行l(wèi)ocal――Disk――To Disk,然后選擇源盤、目標(biāo)盤,按照提示做一些選擇后等待指示條完成就可以了。接收完成以后再修改網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識與IP地址等。
3)如果換了的是一個不同類型的硬盤,而且該硬盤容量比源盤大,則完全可以用Ghost 軟件克隆,并且目標(biāo)盤或分區(qū)會與源盤一樣,大于源盤容量的部分,就 成為自由空間。若不是這種情況你可以將該硬盤先進行分區(qū)與格式化,然后將好的一臺機器上的E分區(qū)中的資料全部復(fù)制到該硬盤哂納感的E分區(qū)上,然后用第一種方法來恢復(fù)映像文件即可。
2.2 所有機器的軟件更新
假如以前安裝的軟件不再適合與教學(xué)需求,有些軟件需要更新版本,或者需要安裝以前沒有安裝的軟件,怎么辦呢?我們分以下兩種情況討論:
1)不需要改變原來的分區(qū),則可選一臺機器作為樣機,重新格式化C分區(qū),也可不格式化,卸載不需要的軟件,安裝所有的新軟件,并設(shè)置好所有的軟件的初始狀態(tài)后,同樣用Ghost制作映像文件,并將該文件夾設(shè)為共享,然后通過網(wǎng)絡(luò)將這個映像文件傳送到每臺機器的E分區(qū)上(須先刪除原來的映像文件,然后用網(wǎng)上鄰居來實現(xiàn)),重新啟動計算機,啟動時按F8鍵選擇“Command Prompt only”(MS-DOS)啟動方式,或使用系統(tǒng)軟盤啟動,用同樣的方法恢復(fù)每臺機器上的映像文件,然后修改網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識與IP地址等即了完成。
2)如果需要改變原來的分區(qū),則可用安裝教學(xué)軟件的方法來實現(xiàn),也就是通過網(wǎng)絡(luò)對拷來實現(xiàn)。
由于現(xiàn)在的機房越做越大,軟件克隆有這樣那樣的弊端,如需要高配置的服務(wù)器,修改硬件,軟驅(qū)等。市場邊產(chǎn)生了相關(guān)的支持網(wǎng)絡(luò)克隆的硬件保護卡,或者網(wǎng)卡、硬盤還原卡、網(wǎng)絡(luò)克隆卡與一身的多功能卡(如海光藍卡、華蘇網(wǎng)上克隆還原卡等)。他們安裝 使用非常方便,同時擁有定時智能克隆,只要你做好一臺機器上系統(tǒng),并使其喚醒其他的機器――啟動發(fā)射臺――校對時間――鎖定鍵盤――傳送參數(shù)及所有分區(qū),剩下的工作將自動完成,真正做到了事半功倍的目的。
以上是我在計算機房管理維護過程中所遇到的一些情況和相應(yīng)的采用的一些處理方案。計算機房的管理工作是繁重的,希望經(jīng)過大家的努力能將計算機房管理的更好。也能盡量減輕廣大計算機教師的工作量,更好的為學(xué)校教育服務(wù)。
參考文獻:
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教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)
在理解化學(xué)方程式的基礎(chǔ)上,使學(xué)生掌握有關(guān)反應(yīng)物、生成物質(zhì)量的計算;
通過有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的計算,使學(xué)生從定量角度理解化學(xué)反應(yīng),并掌握解題格式。
能力目標(biāo)
通過化學(xué)方程式的計算,培養(yǎng)學(xué)生的審題能力、分析問題和解決問題的能力。
情感目標(biāo)
通過有關(guān)化學(xué)方程式的計算,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用、聯(lián)系實際的學(xué)風(fēng),同時培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識到定性和定量研究物質(zhì)及其變化規(guī)律是相輔相成、質(zhì)和量是辨證統(tǒng)一的觀點。
教學(xué)建議
教材分析
根據(jù)化學(xué)方程式進行計算,對初學(xué)者來說應(yīng)嚴(yán)格按照課本中的五個步驟方法和書寫格式來進行計算。即①設(shè)未知量;②根據(jù)題意寫出配平的化學(xué)方程式;③寫出有關(guān)物質(zhì)的式量,已知量和未知量;④列比例,求解;⑤答題。這樣做可以養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
解這種題要求對化學(xué)計算題里有關(guān)化學(xué)知識有一個清晰的理解,那就是依題意能正確書寫化學(xué)方程式,如果化學(xué)方程式中某個物質(zhì)的化學(xué)式寫錯了,或者沒有配平,盡管數(shù)學(xué)計算得很準(zhǔn)確,也不會得到正確的結(jié)果??梢娬_書寫并配平化學(xué)方程式是順利解答化學(xué)方程式計算題的關(guān)鍵要素。
化學(xué)計算題是以化學(xué)知識為基礎(chǔ),數(shù)學(xué)為工具多學(xué)科知識的綜合運用。它不僅要有化學(xué)學(xué)科的思維方法,還應(yīng)有扎實的數(shù)學(xué)功底。
解有關(guān)化學(xué)方程式的計算題,首先要認(rèn)真審題,明確要求什么,設(shè)未知量才不至于盲目。第二是將題目中給出的化學(xué)變化用化學(xué)方程式表示出來。依題意找出已知量。然后按解題步驟進行。同時要克服心理上的不良因素,不要懼怕化學(xué)計算,要相信自己?;A(chǔ)不好的同學(xué)要先做些簡單的有關(guān)化學(xué)方程式的計算題,逐漸體會將數(shù)學(xué)的計算方法與化學(xué)知識有機結(jié)合的過程。然后再做較難的題目?;A(chǔ)好的同學(xué)應(yīng)具有解一定難度題目的能力。在初中階段有關(guān)化學(xué)方程式計算題,較易的題目是運用數(shù)學(xué)的列比例式,解一元一次方程的知識,即設(shè)一個未知量,一個等式關(guān)系。中等偏難的題,往往要用到解二元一次方程,解三元一次方程的知識。計算過程難度并未增加多少,只是步驟多,稍微麻煩些。難度主要體現(xiàn)在如何設(shè)好多個未知數(shù)以及找出這些未知數(shù)之間"量"的關(guān)系式??傊鶕?jù)自己的化學(xué)知識和數(shù)學(xué)知識水平,加強化學(xué)計算的訓(xùn)練,以求達到熟練掌握解化學(xué)計算題的思路和方法。
教法建議
本節(jié)只要求學(xué)生學(xué)習(xí)有關(guān)純物質(zhì)的計算,且不涉及到單位的換算。計算是建立在學(xué)生理解化學(xué)方程式含義的基礎(chǔ)上的,包括用一定量的反應(yīng)物最多可得到多少生成物;以及含義的基礎(chǔ)上的,要制取一定量生成物最少需要多少反應(yīng)物。所以在教學(xué)中要將化學(xué)方程式的含義與計算結(jié)合起來。
化學(xué)計算包括化學(xué)和數(shù)學(xué)兩個因素,其中化學(xué)知識是化學(xué)計算的基礎(chǔ),數(shù)學(xué)是化學(xué)計算的工具。要求學(xué)生對涉及的有關(guān)化學(xué)方程式一定要掌握,如:化學(xué)方程式的正確書寫及配平問題,在教學(xué)中教師要給學(xué)生作解題格式的示范,通過化學(xué)方程式的計算,加深理解化學(xué)方程式的含義,培養(yǎng)學(xué)生按照化學(xué)特點進行思維的良好習(xí)慣,進一步培養(yǎng)學(xué)生的審題能力、分析能力和計算能力,同時使學(xué)生認(rèn)識到定量和定性研究物質(zhì)及變化規(guī)律是相輔相成的,質(zhì)和量是統(tǒng)一的辨證觀點。本節(jié)課可采用講練結(jié)合、以練為主的方法,調(diào)動學(xué)生的積極性,通過由易到難的題組和一題多解的訓(xùn)練,開闊思路,提高解題技巧,培養(yǎng)思維能力,加深對化學(xué)知識的認(rèn)識和理解。
教學(xué)設(shè)計方案
重、難點:由一種反應(yīng)物(或生成物)的質(zhì)量求生成物(或反應(yīng)物)的質(zhì)量
教學(xué)過程:
引入:化學(xué)方程式可以表示為化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的變化和質(zhì)量關(guān)系。那么,化工,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和實際生活中,如何通過質(zhì)量關(guān)系來計算產(chǎn)品和原料的質(zhì)量,充分利用,節(jié)約能源呢?本節(jié)課將要學(xué)習(xí)根據(jù)化學(xué)方程式的計算,就是從量的方面來研究物質(zhì)變化的一種方法。
投影:例一寫出硫在氧氣中完全燃燒的化學(xué)方程式______________________。寫出各物質(zhì)之間的質(zhì)量比_________________________,敘述出各物質(zhì)之間質(zhì)量比的意義______________________。32g硫足量氧氣中完全燃燒可生成__________克二氧化硫。1.6克硫在足量的氧氣中完全燃燒可生成__________________克二氧化硫,同時消耗氧氣的質(zhì)量是__________克。
討論完成:
S+O2點燃SO2
323264
每32份硫與32份氧氣完全反應(yīng),必生成64份二氧化硫。
32克64克
1.6克3.2克
學(xué)生練習(xí)1:寫出磷完全燃燒的化學(xué)方程式__________________________。計算出各物質(zhì)之間的質(zhì)量關(guān)系_____________。現(xiàn)有31克白磷完全燃燒,需要氧氣__________克,生成五氧化二磷_________克。
小結(jié):根據(jù)化學(xué)方程式,可以求出各物質(zhì)間的質(zhì)量比;根據(jù)各物質(zhì)之間的質(zhì)量比,又可由已知物質(zhì)的質(zhì)量,計算求出未知物質(zhì)的質(zhì)量,此過程就為化學(xué)方程式的計算。
板書:第三節(jié)根據(jù)化學(xué)方程式的計算
投影:例2加熱分解11.6克氯酸鉀,可以得到多少克氧氣?
板書:解:(1)根據(jù)題意設(shè)未知量;設(shè)可得到氧氣質(zhì)量為x
(2)寫出化學(xué)方程式;2KClO3Δ2KCl+3O2
(3)列出有關(guān)物質(zhì)的式量和已知量;未知量24596
11.6克x
(4)列比例式,求未知量245/11.6克=96/x
x=96×11.6克/245=4.6克
(5)答:答:可以得到4.6克氧氣.
學(xué)生練習(xí),一名同學(xué)到黑板上板演
投影:
學(xué)生練習(xí)2:實驗室要得到3.2克氧氣需高錳酸鉀多少克?同時生成二氧化錳多少克?
練習(xí)3用氫氣還原氧化銅,要得到銅1.6克,需氧化銅多少克?
分析討論、歸納總結(jié):
討論:1.化學(xué)方程式不配平,對計算結(jié)果是否會產(chǎn)生影響?
2.化學(xué)方程式計算中,不純的已知量能帶進化學(xué)方程式中計算嗎?
投影:例三12.25克氯酸鉀和3克二氧化錳混合加熱完全反應(yīng)后生成多少克氧氣?反應(yīng)后剩余固體是多少克?
學(xué)生練習(xí):同桌互相出題,交換解答,討論,教師檢查。
出題類型(1)已知反應(yīng)物的質(zhì)量求生成物的質(zhì)量
(2)已知生成物的質(zhì)量求反應(yīng)物的質(zhì)量
小結(jié):根據(jù)化學(xué)方程式計算要求
化學(xué)方程式要配平
需將純量代方程
關(guān)系式對關(guān)系量
計算單位不能忘
關(guān)系量間成比例
解設(shè)比答要牢記
板書設(shè)計:
第三節(jié)根據(jù)化學(xué)方程式的計算
例2.加熱分解11.6克氯酸鉀,可以得到多少克氧氣?
解:(1)根據(jù)題意設(shè)未知量;設(shè)可得到氧氣質(zhì)量為x
(2)寫出化學(xué)方程式;2KClO3Δ2KCl+3O2
(3)列出有關(guān)物質(zhì)的式量和已知量;未知量24596
11.6克x
(4)列比例式,求未知量245/11.6克=96/x
x=96×11.6克/245=4.6克
(5)答:可以得到4.6克氧氣.
小結(jié):根據(jù)化學(xué)方程式計算要求
化學(xué)方程式要配平
需將純量代方程
關(guān)系式對關(guān)系量
計算單位不能忘
[關(guān)鍵詞]計算機基礎(chǔ)教學(xué) 改革
對體育類專業(yè)的學(xué)生不僅要重視體育專項教育,還應(yīng)重視學(xué)科知識教育,例如大學(xué)英語、計算機文化基礎(chǔ)、生理學(xué)、解剖學(xué)等,這樣才能培養(yǎng)出全面發(fā)展的體育類專業(yè)大學(xué)生。而體育類專業(yè)學(xué)生的計算機基礎(chǔ)教育,應(yīng)該符合學(xué)生專業(yè)特點,培養(yǎng)學(xué)生將計算機基礎(chǔ)知識和所學(xué)專業(yè)知識相結(jié)合,提高綜合運用知識解決實際問題的能力,適應(yīng)社會需求。
一、體育類專業(yè)計算機基礎(chǔ)教學(xué)中存在的問題
1.學(xué)生對計算機知識掌握的程度參差不齊
通過近幾年的教學(xué)經(jīng)歷,發(fā)現(xiàn)學(xué)生對計算機知識掌握程度基本可以分為三個層次:一部分是對計算機比較感興趣,并且能夠較早的接觸計算機,對辦公自動化軟件、圖像處理軟件、音頻視頻軟件等能夠熟練操作;另一部分學(xué)生學(xué)習(xí)過計算機相關(guān)知識,但只停留在對辦公軟件的簡單應(yīng)用以及網(wǎng)絡(luò)游戲、聊天、電子郵件的應(yīng)用上;還有一部分同學(xué)對計算機的操作幾乎沒有基礎(chǔ),不會使用操作系統(tǒng)及其他常用軟件,但近兩年這部分學(xué)生數(shù)量已經(jīng)非常少,多數(shù)大學(xué)生屬于第二部分。
2.學(xué)生學(xué)習(xí)目的不明確,學(xué)習(xí)效率低
在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)相當(dāng)多的學(xué)生對本課程重視程度不夠,學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確, 缺乏學(xué)習(xí)積極性、主動性。體育類專業(yè)大學(xué)生普遍存在重體輕文的思想,對術(shù)科學(xué)習(xí)和專項學(xué)習(xí)較為感興趣,而對學(xué)科知識不感興趣,學(xué)習(xí)和做作業(yè)的目的就是通過考試,并且認(rèn)為只要考試前突擊復(fù)習(xí)、背誦知識就能夠通過考試。在學(xué)習(xí)方法上停留在老師教多少就學(xué)多少,沒有自主學(xué)習(xí)意識和習(xí)慣,缺乏對知識的探索精神,學(xué)習(xí)效率低。
3.教學(xué)模式與教學(xué)方法單一
計算機基礎(chǔ)教學(xué)主要采用理論課與實踐課相結(jié)合的方式,通常采取教師演示——學(xué)生練習(xí)和教師布置實踐作業(yè)——學(xué)生完成作業(yè)——教師指導(dǎo)學(xué)生和檢查結(jié)果的課堂教學(xué)模式。雖然這種教學(xué)方法能夠讓學(xué)生完成對基本知識的學(xué)習(xí),達到基本教學(xué)目標(biāo),但這種教學(xué)模式比較單調(diào),學(xué)生應(yīng)用知識解決實際問題的能力較差,不能夠讓學(xué)生融入到實際的工作情境中,不能滿足當(dāng)今社會對復(fù)合型人才的需求。
二、體育類專業(yè)計算機基礎(chǔ)教學(xué)改革的思想
1.《國家中長期教育改革和發(fā)展綱要》(征求意見稿)制定的主題就是堅持以人為本,推進素質(zhì)教育,并以全面發(fā)展作為重要支撐。在當(dāng)今社會計算機作為一種信息處理的重要工具被廣泛應(yīng)用到社會生活的各個領(lǐng)域。作為新時代的大學(xué)生,熟悉、掌握計算機信息處理技術(shù)的基本知識和技能已經(jīng)成為衡量其知識能力的重要標(biāo)準(zhǔn),因此,計算機基礎(chǔ)教學(xué)是促進大學(xué)生全面發(fā)展的重要課程之一,體育類專業(yè)計算機基礎(chǔ)教學(xué)的改革也要以人為本,推進素質(zhì)教育,促進體育類專業(yè)大學(xué)生的全面發(fā)展。
2.體育類專業(yè)計算機基礎(chǔ)教學(xué)改革應(yīng)該貫徹我院“科學(xué)與人文融合”的教改思想,探索如何在計算機基礎(chǔ)教學(xué)中將科學(xué)知識、人文知識、社會環(huán)境相融合。使計算機基礎(chǔ)教學(xué)的改革注重培養(yǎng)學(xué)生文化傳承的能力,注重提高學(xué)生應(yīng)用知識解決實際問題的能力,注重將教學(xué)內(nèi)容與社會環(huán)境、實際工作的情境相融合,促進學(xué)生的全面發(fā)展,從而適應(yīng)社會的需求。
3.體育類專業(yè)計算機基礎(chǔ)教學(xué)改革還應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力??茖W(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展造成信息量劇增,當(dāng)今社會需要的人才不僅要具備淵博的學(xué)識,更要具備獨立接受新信息、處理新信息的創(chuàng)新能力。因此,如何在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是體育類專業(yè)計算機基礎(chǔ)教學(xué)改革中必須深入思考的問題。教學(xué)過程在幫助學(xué)生獲得知識的同時,還應(yīng)培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神,使他們在學(xué)習(xí)和實踐中具有獨立的創(chuàng)新能力,以適應(yīng)素質(zhì)教育和實際工作的要求。
四、體育類專業(yè)計算機基礎(chǔ)教學(xué)改革方案的幾點建議
1.在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置上根據(jù)專業(yè)特點引入“專業(yè)模塊”分類法
由于專業(yè)不同,對計算機知識的需求也不同,單一的課程設(shè)置,統(tǒng)一的教學(xué)內(nèi)容不能適應(yīng)不同專業(yè)學(xué)生的需求。把計算機基礎(chǔ)內(nèi)容分為“基礎(chǔ)模塊”和“專業(yè)模塊”兩大類,可以加強計算機基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間的聯(lián)系。滿足不同專業(yè)學(xué)生的需求。
我院計算機基礎(chǔ)教學(xué)課程內(nèi)容設(shè)置為:計算機基礎(chǔ)知識,Windows XP操作基礎(chǔ),Office 辦公自動化軟件(Word 2003,Excel 2003,Power Point 2003),網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識,這些內(nèi)容可以看作是計算機基礎(chǔ)教學(xué)中的“基礎(chǔ)模塊”??紤]我院學(xué)生專業(yè)特點,刪去程序設(shè)計內(nèi)容,略去對數(shù)學(xué)知識要求較高的相關(guān)內(nèi)容?!盎A(chǔ)模塊”的教學(xué)內(nèi)容根據(jù)專業(yè)不同,側(cè)重點、內(nèi)容深淺也應(yīng)該有所不同,不能一概而論。
考慮不同專業(yè)特點及學(xué)生的需求,在教學(xué)內(nèi)容中應(yīng)增加和專業(yè)知識相關(guān)的“專業(yè)模塊”。例如運動、系武術(shù)系的運動訓(xùn)練專業(yè)可以增加Flas設(shè)計模塊;體育藝術(shù)系可以增加音頻、視頻軟件應(yīng)用模塊;體育教育專業(yè)可以增加課件制作軟件模塊;運動人體科學(xué)專業(yè)可以增加Excel中數(shù)據(jù)分析模塊,社會體育類專業(yè)可以增加Excel中數(shù)據(jù)分析模塊、Access數(shù)據(jù)庫設(shè)計模塊。
2.理論知識的教學(xué)中可以引用典型案例導(dǎo)向教學(xué)模式
基于不同專業(yè)學(xué)生典型案例導(dǎo)向教學(xué)模式的探索研究,將改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式的不足,在教學(xué)過程中立足于基礎(chǔ)、適當(dāng)延伸、側(cè)重應(yīng)用,服務(wù)于專業(yè),建立適合社會發(fā)展和需求的多層次、多樣式教學(xué)模式。任課教師搜集在各個專業(yè)計算機基礎(chǔ)應(yīng)用方面的經(jīng)典案例,并將案例科學(xué)整合,應(yīng)用具有專業(yè)特色且與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的案例為教學(xué)內(nèi)容,例如在Word課堂教學(xué)中引用編輯報紙的案例,將學(xué)生掌握的專業(yè)知識與Word圖文混排知識相結(jié)合,排版一份報紙。在對案例分析過程中,引導(dǎo)學(xué)生對案例提出問題,分析問題,從而解決問題,改變教師演示——學(xué)生練習(xí)的單一教學(xué)模式,使學(xué)生學(xué)習(xí)目的明確,在學(xué)習(xí)時能夠有的放矢。
典型案例導(dǎo)向教學(xué)模式應(yīng)根據(jù)不同知識層次和專業(yè)的學(xué)生特點進行教學(xué),以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,增強學(xué)生將計算機知識與專業(yè)知識相結(jié)合,綜合應(yīng)用所學(xué)的知識發(fā)現(xiàn)、分析問題和解決實際問題的能力,提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率和教學(xué)質(zhì)量。
3.實踐教學(xué)中可以引用情境教學(xué)模式
在體育類專業(yè)計算機基礎(chǔ)教學(xué)中,改變原來的教師布置實踐作業(yè)——學(xué)生完成作業(yè)——教師指導(dǎo)學(xué)生操作和檢查結(jié)果的課堂教學(xué)模式,以企業(yè)、社會對不同專業(yè)學(xué)生的計算機能力要求設(shè)計情境教學(xué)背景。采用以真實情境下任務(wù)驅(qū)動為主基調(diào),每個情境通過“任務(wù)布置、分析討論、任務(wù)理解、計劃實施、考核評價”的五步教學(xué)法來進行,整個過程以學(xué)生為中心,以教師為主導(dǎo),把理論教學(xué)、實踐教學(xué)緊密的結(jié)合起來,從而達到在實際項目中培養(yǎng)學(xué)生的計算機操作能力。根據(jù)我院學(xué)生專業(yè)特點可以設(shè)計的教學(xué)情境如:簡歷設(shè)計、制作企業(yè)報表、企業(yè)宣傳短片等,在實踐過程中不僅需要掌握基礎(chǔ)知識,還要了解將企業(yè)、社會對大學(xué)生的要求。在教學(xué)中將計算機基礎(chǔ)知識的掌握與信息化社會的大環(huán)境、企業(yè)的需求相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,創(chuàng)新能力,以適應(yīng)素質(zhì)教育和實際工作的要求。
4.計算機基礎(chǔ)教學(xué)考核模式的改革
目前我院計算機基礎(chǔ)教學(xué)考核主要采用計算機基礎(chǔ)考試系統(tǒng)進行。通過上機考試的方式,學(xué)生考試時考試系統(tǒng)會從題庫中抽取試題,避免試題重復(fù)??荚噧?nèi)容主要以計算機應(yīng)用操作為主,避免學(xué)生平時不用功,考前突擊背誦的情況??荚嚦煽儾扇⑸蠙C考試成績與平時成績按權(quán)值展開相加得到最終的考試成績的方式,平時成績主要包括創(chuàng)新能力、階段考核、人文素質(zhì)幾個方面。從近幾年的考試情況來看,這種考核模式能夠更好的考查學(xué)生知識掌握情況,考查學(xué)生應(yīng)用知識解決實際問題的能力,為提高教學(xué)質(zhì)量起到了一定的作用。
但是目前考試系統(tǒng)中的考試模塊還不夠全面,主要以Word、Excel、Power Point為主,希望在學(xué)院的支持下,考試模塊能夠進行更新與擴充,例如增加Access,F(xiàn)lash等考試模塊,擴大考試系統(tǒng)的應(yīng)用范圍,使更多的學(xué)生受益于計算機考試系統(tǒng)。
5.教材改革
教材特色改革必須堅持以素質(zhì)教育為核心,以實踐能力的培養(yǎng)為重心。本校教師編寫的《計算機基礎(chǔ)與信息社會》是一本根據(jù)體育類專業(yè)學(xué)生特點,將計算機基礎(chǔ)知識與信息社會特點、社會經(jīng)濟發(fā)展對計算機知識的需求相結(jié)合的計算機基礎(chǔ)教材,受到了廣大師生的好評。
五、結(jié)語
計算機基礎(chǔ)教育是高校教育體系中的重要組成部分,其地位等同于英語和數(shù)學(xué)知識的教育。隨著社會信息化不斷發(fā)展, 用人單位對大學(xué)生的計算機應(yīng)用能力的要求也是日益增加,計算機應(yīng)用能力已成為衡量大學(xué)生綜合素質(zhì)與能力的重要標(biāo)準(zhǔn)之一,因此加強體育類專業(yè)學(xué)生的計算機基礎(chǔ)教育就顯得尤為重要。在計算機基礎(chǔ)教學(xué)中,要根據(jù)體育類專業(yè)學(xué)生特點,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式上,加強對學(xué)生計算機基礎(chǔ)知識的教育與應(yīng)用能力培養(yǎng),使體育類大學(xué)生適應(yīng)當(dāng)代信息化社會對大學(xué)生計算機應(yīng)用能力的要求。
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關(guān)鍵詞:計算機專業(yè);實驗教學(xué);遞進式綜合實驗
0.引言
計算機專業(yè)是一門技術(shù)性、實踐性、應(yīng)用性很強的學(xué)科。在注重理論的同時,也不能忽視實驗教學(xué)。系統(tǒng)、科學(xué)的實驗安排不僅能幫助學(xué)生加深對基礎(chǔ)理論的認(rèn)知,還能夠讓他們將學(xué)到的專業(yè)理論知識轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用能力,以達到理論和實踐相結(jié)合的目的。高等院校在教學(xué)安排中越來越重視實驗教學(xué)環(huán)節(jié),加強實驗教學(xué)力度,但實際效果不甚理想,還存在一些問題。例如:驗證類實驗所占比例大、難度小,學(xué)生只需根據(jù)實驗指導(dǎo)書即可完成,無需了解原理,實驗效果不佳;設(shè)計類實驗任務(wù)不明確、指導(dǎo)力度不夠,學(xué)生不知從何手下,難以深入完成;實驗內(nèi)容較為分散,不同課程之間缺少聯(lián)系,都是以基于單個技術(shù)點、技術(shù)與技術(shù)之間相互割裂的實驗為主,不利于學(xué)生理解實驗的重要性和樹立完整的計算機系統(tǒng)概念。
針對以上實驗教學(xué)現(xiàn)狀和問題,本文提出面向計算機專業(yè)的遞進式綜合實驗教學(xué)方案,旨在幫助計算機專業(yè)學(xué)生設(shè)計和完成與每門專業(yè)課程相互聯(lián)系的實驗課程,鞏固計算機專業(yè)基礎(chǔ)知識的同時,熟悉理論知識的具體應(yīng)用,提高解決工程問題的能力。
1.遞進式綜合實驗設(shè)計的基本思路
該綜合實驗教學(xué)方案從設(shè)計數(shù)字邏輯器件出發(fā),到實現(xiàn)基本的處理器,然后圍繞設(shè)計的處理器編寫或修改匯編器、高級語言編譯器和簡單的操作系統(tǒng)。實驗伴隨整個本科教學(xué)階段,具體細(xì)化到每門專業(yè)課程,覆蓋課程有數(shù)字邏輯、計算機組成原理、微機原理與接口技術(shù)、匯編程序設(shè)計、編譯原理和操作系統(tǒng)。該綜合實驗方案的設(shè)計遵從以下兩個原則:一是前后課程實驗相互銜接,前導(dǎo)課程的實驗結(jié)果要為后續(xù)課程實驗所用。例如數(shù)字邏輯實驗中設(shè)計的基本邏輯器件如寄存器、加法器、移位器、計數(shù)器等要被計算機組成原理實驗用來構(gòu)建完整的處理器,為后續(xù)課程計算機組成原理服務(wù)。二是以設(shè)計類實驗為主,鼓勵創(chuàng)新。設(shè)計類實驗相比于驗證類實驗較難,但如果指導(dǎo)到位,學(xué)生更愿意投入時間去設(shè)計完成屬于自己的實驗成果。在完成設(shè)計類實驗的同時,鼓勵學(xué)生創(chuàng)新,將自己的想法融入到實驗中。
2.遞進式綜合實驗方案
2.1數(shù)字邏輯器件設(shè)計
數(shù)字邏輯電路是一門實踐性較強的技術(shù)基礎(chǔ)課,與其相伴隨的實驗內(nèi)容為數(shù)字邏輯器件設(shè)計,包括組合邏輯器件設(shè)計和時序邏輯器件設(shè)計?;镜慕M合邏輯器件有編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、加法器和數(shù)值比較器等;而要設(shè)計完成的時序邏輯部件有寄存器、移位器和計數(shù)器等。數(shù)字邏輯器件的設(shè)計通過兩種方式完成:首先是在熟悉一種硬件輔助設(shè)計工具的基礎(chǔ)上(如Xilinx公司的ISE),以電路圖的方式作為輸入,完成設(shè)計工作;然后在掌握一門硬件描述語言(如Verilog HDL)的前提下,采用硬件描述語言以可綜合的方式描述器件,完成設(shè)計和驗證工作,為后續(xù)實驗打下基礎(chǔ)。
作為遞進式綜合實驗方案的硬件入門實驗,數(shù)字邏輯器件設(shè)計實驗歸納起來要完成以下實驗任務(wù):熟練使用硬件輔助設(shè)計工具,掌握一門硬件描述語言,完成各種組合邏輯和時序邏輯器件的設(shè)計及驗證工作。
2.2匯編語言程序設(shè)計
匯編語言是一種面向具體體系架構(gòu)的標(biāo)記語言。鑒于MIPS32指令標(biāo)準(zhǔn)開源非常規(guī)整,在具體的教學(xué)安排中,圍繞MIPS32體系架構(gòu)講解指令分類和格式、尋址方式以及匯編語言程序設(shè)計方法。具體實驗圍繞擬定的MIPS32指令子集,以MIPS模擬器為平臺進行。實驗內(nèi)容為滿足不同要求的匯編語言程序設(shè)計。例如,通過設(shè)計計算復(fù)雜數(shù)學(xué)表達式的程序幫助學(xué)生熟悉算術(shù)和邏輯運算指令;通過設(shè)計字符串比較程序來幫助學(xué)生熟悉條件轉(zhuǎn)移指令和循環(huán)程序設(shè)計方法;運用子程序?qū)崿F(xiàn)排序和檢索程序,可幫助學(xué)生掌握模塊化的程序設(shè)計思想。
作為遞進式綜合實驗方案的軟件入門實驗,匯編語言程序設(shè)計需要完成的目標(biāo)包括:熟悉MIPS32體系架構(gòu)及相關(guān)模擬器的使用;運用所學(xué)的MIPS指令和匯編程序設(shè)計方法,編寫匯編程序,并在模擬器中驗證程序的正確性。該實驗在幫助學(xué)生掌握基本程序設(shè)計方法的同時,讓他們熟悉MIPS32體系架構(gòu),為后期實驗的處理器設(shè)計及驗證奠定基礎(chǔ)。
2.3處理器部件設(shè)計及整合
伴隨計算機組成原理課程的實驗為MIPS32處理器部件設(shè)計及整合。該實驗以匯編語言程序設(shè)計課程中熟悉的MIPS32體系架構(gòu)為基礎(chǔ),圍繞MIPS I指令集的特定子集,在數(shù)字邏輯實驗所設(shè)計的邏輯器件基礎(chǔ)上,采用硬件描述語言對處理器部件進行設(shè)計。需要完成的處理器為5級MIPS流水線處理器,讓學(xué)生在理解設(shè)計思路的前提下,分別完成每級流水線及相關(guān)部件的設(shè)計,最后將5級流水線整合成一個完整的處理器,并在仿真軟件中完成指令驗證工作。
作為處理器設(shè)計實驗,該實驗需要完成的任務(wù)歸納起來有兩點:一是完成各種處理器部件的設(shè)計;二是掌握處理器設(shè)計方法,將處理器部件和基本的數(shù)字邏輯器件整合成一個完整的處理器。鑒于實驗內(nèi)容較多,具體實驗時可以將學(xué)生劃分為若干個小組,每組成員協(xié)同完成實驗。
2.4接口部件設(shè)計及系統(tǒng)集成
標(biāo)準(zhǔn)的計算機系統(tǒng)包括運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。處理器由運算器和控制器構(gòu)成。為了方便處理器與用戶的交互,構(gòu)建一個完整的硬件層面上的計算機系統(tǒng),還需要設(shè)計間接或直接輔助輸入輸出數(shù)據(jù)的接口電路,包括總線模塊、中斷系統(tǒng)、定時器、串口、LCD和PS/2接口電路??偩€模塊設(shè)計只進行地址譯碼得到片選信號和片內(nèi)地址選擇信號;中斷控制系統(tǒng)設(shè)計可以只考慮較少數(shù)量的中斷源、較簡單的中斷優(yōu)先級;PS/2接口電路用于連接PS/2鼠標(biāo)鍵盤;而LCD接口電路用于連接標(biāo)準(zhǔn)LCD顯示屏。在完成基本的接口部件設(shè)計后,將其與處理器整合到一塊,構(gòu)建一個完整的計算機硬件系統(tǒng),然后采用具體的硬件輔助設(shè)計軟件,將系統(tǒng)實現(xiàn)到具體的FPGA開發(fā)板上。
作為計算機硬件系統(tǒng)設(shè)計的最后實驗,該實驗需要完成的任務(wù)包括總線模塊設(shè)計、中斷系統(tǒng)設(shè)計以及基本的外設(shè)接口電路設(shè)計,最后整合成計算機硬件系統(tǒng),并運用相關(guān)平臺將其實現(xiàn)到具體的FGPA開發(fā)板上。
2.5編譯器構(gòu)建
編譯原理課程理論性非常強。為了讓編譯原理更具體,圍繞一個中心任務(wù)即設(shè)計面向前期實驗的計算機硬件系統(tǒng)特定范圍的C語言編譯器,將大任務(wù)細(xì)化到編譯器設(shè)計的每個過程:詞法分析、語法分析、中間代碼生成、目標(biāo)代碼生成、代碼優(yōu)化和符號表管理等。詞法分析階段設(shè)計特定范圍C語言的詞法分析器;語法分析階段根據(jù)前階段輸出完成語法解析器;設(shè)計中間代碼生成器生成源程序?qū)?yīng)的中間語言代碼;目標(biāo)代碼生成階段按照目標(biāo)機器的指令格式和寄存器定義,完成中間代碼到目標(biāo)代碼的替換;符號表作為存放源程序中定義的所有符號信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),需要良好的設(shè)計;代碼優(yōu)化部分負(fù)責(zé)對目標(biāo)代碼進行優(yōu)化,提升代碼效率。編譯原理課程的設(shè)計難度較大,建議學(xué)生分組實施。
編譯器構(gòu)建的另一個方案是修改GCC面向MIPS體系結(jié)構(gòu)部分的源碼,使編譯生成的指令落在已實現(xiàn)指令的范圍內(nèi)。這種實驗方案不適用于編譯原理課程,但對于提高學(xué)生的編程能力大有幫助,可以考慮讓有興趣的學(xué)生參與其中。
2.6操作系統(tǒng)實驗設(shè)計
操作系統(tǒng)作為計算機專業(yè)的核心課程,包羅了各種計算機領(lǐng)域的奇思妙想。如果能通過實驗將這些精彩想法具體化,將對學(xué)生理解操作系統(tǒng)精髓大有幫助。該部分實驗是以前期實現(xiàn)的計算機硬件系統(tǒng)為平臺,運用MIPS32匯編指令和可被編譯的c語言,結(jié)合操作系統(tǒng)原理,設(shè)計一個簡單的操作系統(tǒng)。該部分實驗需要完成的基本目標(biāo)為設(shè)計一個單道的字符界面操作系統(tǒng),支持BIOS引導(dǎo)加載系統(tǒng)代碼、封裝數(shù)條系統(tǒng)調(diào)用以及實現(xiàn)簡單文件系統(tǒng),并且能夠安裝在學(xué)生設(shè)計的處理器上運行。
3.遞進式綜合實驗實現(xiàn)平臺
硬件實驗基于仿真軟件、FPGA設(shè)計軟件和FPGA開發(fā)板實現(xiàn)。數(shù)字邏輯器件、處理器和接口部件先在仿真軟件中完成邏輯驗證,然后運用FPGA設(shè)計軟件將其綜合實現(xiàn)到FPGA芯片。結(jié)合FPGA開發(fā)板提供的設(shè)備,如點觸開關(guān)、撥碼開關(guān)、LCD顯示屏、七段數(shù)碼管和PS2接口等,學(xué)生完成最終的驗證實驗。本綜合實驗采用Xilinx公司的Virtex-5 XUPV5-LX1 10T開發(fā)板。板上的Virtex-5 XCV5-LX110T型號FPGA能提供豐富的編程資源滿足實驗要求。
基于仿真軟件和硬件開發(fā)板,處理器的設(shè)計分6步走:第1步實現(xiàn)算術(shù)邏輯運算單元的設(shè)計及驗證;第2步完成數(shù)據(jù)通路設(shè)計、指令擴展及驗證;第3步為流水線相關(guān)性處理;第4步是中斷功能實現(xiàn);第5步是接口邏輯設(shè)計;第6步是系統(tǒng)仿真、綜合、實現(xiàn)及測試。
軟件實驗基于硬件實驗實現(xiàn)的處理器、面向MIPS指令集的編譯器以及處理器模擬器來完成。處理器模擬器包含匯編功能,匯編器模擬器和編譯器設(shè)計也屬于軟件實驗的一部分。學(xué)生編寫應(yīng)用程序,運用已有的工具鏈完成程序驗證,并將其裝載到指令存儲器中,完成在板驗證。
匯編器運用C#語言,采用3次遍歷對MIPS匯編程序進行解釋。第1遍對源程序進行系統(tǒng)調(diào)用代碼鏈接、格式規(guī)整;第2遍確定標(biāo)簽和指令地址;第3遍作逐條指令解釋。模擬器是為展示MIPS五段流水線執(zhí)行過程,主要分為指令分析模塊、流水線控制及執(zhí)行模塊、寄存器模塊、存儲器模塊和界面顯示控制模塊。流水線模擬器采用C#構(gòu)建,也可實現(xiàn)為web版,免去安裝,方便學(xué)生網(wǎng)上使用。交叉編譯器面向C語言語法子集,能將簡單C程序編譯成MIPS處理器能識別的機器碼。編譯器運用詞法分析器生成工具Lex和語法分析器生成工具Yacc構(gòu)建。有了這一系列工具,學(xué)生能用支持的C語言子集編寫C程序,并讓其運行在MIPS處理器上;結(jié)合操作系統(tǒng)課程學(xué)到的知識,還可以編寫基于字符界面的單任務(wù)操作系統(tǒng)。
教學(xué)目標(biāo):
1.
使學(xué)生掌握分?jǐn)?shù)混合運算的運算順序,并能根據(jù)這一順序進行正確計算。
2.
培養(yǎng)觀察、操作,分析、比較、抽象概括的能力。
3.
滲透類比、推理、轉(zhuǎn)化等的數(shù)學(xué)思想,培養(yǎng)良好的計算習(xí)慣。
教學(xué)重點:
掌握分?jǐn)?shù)混合運算的運算順序,正確地計算分?jǐn)?shù)混合運算。
教學(xué)難點:
掌握分?jǐn)?shù)混合運算的運算順序。
教學(xué)過程:
一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入
計算下列各題。
設(shè)計意圖:通過復(fù)習(xí)分?jǐn)?shù)除法的計算方法,喚醒學(xué)生已有認(rèn)知,為本節(jié)課學(xué)習(xí)分?jǐn)?shù)混合運算奠定基礎(chǔ)。
二、探究新知
課件出示圖片和題目
師:想一想,可以怎樣列出算式?
給予學(xué)生一定的獨立思考時間。
生1:我先算出每天吃多少片:(片),之后計算可以吃多少天:(天)。
師:這種方法還可以列綜合算式表示以上過程,你會列嗎?
生:。
師:自己試著計算一下。
學(xué)生完成,全班核對,課件展示計算過程。
師:需要注意的是有小括號的分?jǐn)?shù)乘、除混合運算,要先算小括號里面的。
設(shè)計意圖:當(dāng)學(xué)生列出分步算式解決問題后,引導(dǎo)學(xué)生列出綜合算式,計算時強調(diào)小括號的作用,使學(xué)生感受分?jǐn)?shù)混合運算中小括號的作用與整數(shù)混合運算中小括號的作用相同。
師:還有其他方法嗎?
生2:我先算這兩盒藥可以吃幾次:(次),之后計算可以吃多少天:(天)。
師:這種方法也可以列綜合算式表示以上過程,你會列嗎?
生:。
師:自己試著計算一下。
學(xué)生獨立完成,全班核對,課件展示兩種計算方法。
師:說一說你是怎樣計算的?
生:我是按照從左往右的順序計算的:
設(shè)計意圖:本環(huán)節(jié)使學(xué)生利用知識的遷移,運用整數(shù)乘、除混合運算的運算順序來計算分?jǐn)?shù)乘、除混合運算,即按照從左往右的順序依次計算。
師:非常正確,這種算式還可以這樣計算:
將算式轉(zhuǎn)化成連乘后直接約分計算。觀察的兩種計算方法,說一說你更喜歡哪種?
生:我更喜歡第二種,因為這樣計算更簡便。
設(shè)計意圖:本環(huán)節(jié)在教師的引導(dǎo)下,將算式轉(zhuǎn)化為連乘后直接約分計算,并把兩種方法進行比較,以培養(yǎng)學(xué)生掌握靈活的計算策略。
三、鞏固練習(xí)
1.
計算下面各題。
設(shè)計意圖:本題包括多種混合運算形式,有利于鞏固混合運算的順序,提高分?jǐn)?shù)運算能力。
2.
老爺爺每天慢跑要用多少時間?
設(shè)計意圖:本題利用混合運算解決實際問題,這樣的問題相當(dāng)于過去的“歸一問題”,解決問題的方法非常多樣化,可以先求出6圈里有多少個半圈,也可以先求出跑1圈用的時間。
3.
這塊玻璃的面積是多少?
設(shè)計意圖:本題使學(xué)生在新的情境中進一步鞏固分?jǐn)?shù)混合運算的計算方法,培養(yǎng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力。
四、課堂小結(jié)
師:說一說怎樣計算分?jǐn)?shù)混合運算?
1.
帶小括號的分?jǐn)?shù)乘、除混合運算,要先算小括號里面的。
2.
關(guān)鍵詞: VMware; Wireshark; 場景仿真; 網(wǎng)絡(luò)安全教學(xué)
中圖分類號:TP393 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:1006-8228(2016)10-57-04
Application of scene simulation and analysis in network security teaching
Yu Hai
(Department of Computer Science and Technology, Shaoxing College of Arts and Sciences, Shaoxing, Zhejiang 312000, China)
Abstract: The computer network security teaching is faced with many difficulties, such as limited class hour, heavy teaching task; the antagonism of network security practice is extremely strong, most experiments are destructive; virtual simulation of network security is mainly for network protocol and network equipment, and the scene simulation and analysis of network attack and defense process have a great limitation. In this paper, the computer network security scene is simulated by VMware and the scene simulation is further analyzed by Wireshark, so as to improve the teaching efficiency of the computer network security. An example of network attack is given to explain the application of scene simulation and analysis in network security teaching.
Key words: VMware; Wireshark; scene simulation; network security teaching
0 引言
由于計算機網(wǎng)絡(luò)安全課程內(nèi)容更新快、課程知識涉及面廣、理論與實踐結(jié)合緊密,許多文獻提出了教學(xué)改革方法,在教學(xué)理念上提出了基于CDIOD的教學(xué)法[1];在教學(xué)方法上提出了項目驅(qū)動或任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法、案例教學(xué)法、類比教學(xué)法、“角色互換”教學(xué)法[2]。
盡管如此,計算機網(wǎng)絡(luò)安全課程教學(xué)仍然需要面對一些現(xiàn)實困難。①課時少,教學(xué)任務(wù)重。一般每學(xué)期只安排32節(jié)理論課時加上16或32節(jié)實驗課時。②網(wǎng)絡(luò)安全實踐的對抗性極強,多數(shù)實驗破壞性大。③網(wǎng)絡(luò)安全的攻防實驗環(huán)境要求復(fù)雜、實驗步驟較多,通過虛擬機仿真的網(wǎng)絡(luò)安全實驗過程,要在后續(xù)教學(xué)中再現(xiàn)就比較復(fù)雜,而且虛擬軟件(例如OPENT、NS-2)仿真主要針對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、通信情況,也有虛擬軟件(例如Packet Tracer5.3)主要通過模擬交換機、路由器、無線接入點和網(wǎng)卡等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來模擬網(wǎng)絡(luò)安全場景,但是對于網(wǎng)絡(luò)攻擊和防御過程的場景仿真及分析存在很大的局限性。
為了提高計算機網(wǎng)絡(luò)安全課程教學(xué)的效率,利用虛擬機軟件VMware+Wireshark(網(wǎng)絡(luò)分析工具)可以實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡(luò)安全的攻擊和防御過程的場景仿真以及進一步的分析。
1 場景仿真虛擬機VMware及網(wǎng)絡(luò)分析軟件Wireshark簡介
1.1 虛擬機技術(shù)
虛擬機技術(shù)利用軟件在單臺物理機上模擬出多臺具有完整硬件系統(tǒng)功能的、相互獨立的邏輯計算機,其核心是虛擬機監(jiān)控程序(Virtual Machine Monitor,VMM)為上層邏輯計算機提供一套獨立于實際硬件的虛擬硬件,并仲裁它們對底層硬件的訪問。虛擬機技術(shù)常采用兩種虛擬化架構(gòu):寄居架構(gòu)和“裸金屬”架構(gòu),以滿足不同用戶的需求。在寄居架構(gòu)中,VMM 運行在宿主機操作系統(tǒng)之上,可將其視為宿主機操作系統(tǒng)的一個應(yīng)用,常應(yīng)用于多操作系統(tǒng)環(huán)境下的學(xué)習(xí)及測試,典型的產(chǎn)品有VMware Server及Workstation、Microsoft的Virtual PC等[3]。
1.2 虛擬機VMware的網(wǎng)絡(luò)配置
本文選用VMware虛擬機中的多臺邏輯計算機仿真網(wǎng)絡(luò)安全的攻擊計算機和防御計算機,并通過VMware提供的網(wǎng)絡(luò)連接仿真攻擊過程和防御過程。VMware主要提供了Bridge、Host On1y以及NAT三種網(wǎng)絡(luò)連接模式[3]:Bridge將虛擬機連接到宿主機所在的網(wǎng)絡(luò)上,可與其他計算機相互訪問;Host Only將虛擬機與宿主機所在的網(wǎng)絡(luò)隔離開,僅位于同一宿主機的虛擬機可相互通信;NAT使虛擬機可借助NAT功能來通過宿主機訪問外部網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)實際需要選擇合適的網(wǎng)絡(luò)連接模式。
1.3 網(wǎng)絡(luò)分析工具Wireshark
Wireshark是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包分析軟件,Wireshark[4-6]能夠在網(wǎng)卡接口處捕捉數(shù)據(jù)包、并實時顯示包的詳細(xì)協(xié)議信息;能夠打開/保存捕捉的包、導(dǎo)入/導(dǎo)出其他捕捉程序支持的包數(shù)據(jù)格式。
Wireshark工作界面被分成三部分[5]:上部分顯示捕獲的數(shù)據(jù)包列表,用來顯示截獲的每個數(shù)據(jù)包的總結(jié)性信息;中間部分為協(xié)議信息,用來顯示選定的數(shù)據(jù)包中的協(xié)議信息;下部分是以十六進制形式表示的數(shù)據(jù)包內(nèi)容,用來顯示數(shù)據(jù)在物理層上傳輸時的最終形式。
在捕捉到的包中可以有選擇性的顯示不同條件的數(shù)據(jù)包;還可以顯示多種統(tǒng)計分析結(jié)果(比如TCP、UDP流、各個協(xié)議層統(tǒng)計信息等)。
利用VMware虛擬機中的多臺計算機仿真網(wǎng)絡(luò)安全的攻擊和防御過程,同時利用Wireshark捕獲這些攻擊和防御過程的數(shù)據(jù)包,并以.pacp格式導(dǎo)出到文件中。網(wǎng)絡(luò)分析工具Wireshark可以根據(jù)不同需要對這些數(shù)據(jù)包進行分析并得到相應(yīng)的分析結(jié)果。
2 場景仿真及分析在計算機網(wǎng)絡(luò)安全課程教學(xué)中的應(yīng)用
下面以客戶端上傳文件到FTP服務(wù)器時,F(xiàn)TP服務(wù)器受到攻擊的場景為例,說明計算機網(wǎng)絡(luò)安全課程教學(xué)中的場景仿真及其分析過程。具體步驟如下。
在VMware中分別啟動服務(wù)器操作系統(tǒng)Windows Server 2003計算機A和客戶端Windows XP計算機,將計算機A配置成FTP服務(wù)器,IP地址為169.1.1.1。將計算機A設(shè)定為被攻擊對象(靶機),計算機B設(shè)定為攻擊機。
配置計算機B的IP地址為169.1.1.3,通過FTP協(xié)議可以正常上傳文件到FTP服務(wù)器A,如圖1所示。
考慮到課程的教學(xué)效果,將網(wǎng)絡(luò)分析軟件Wireshark和攻擊軟件都安裝在客戶端計算機B上。先啟動計算機B上的Wireshark軟件,設(shè)置Wireshark捕獲服務(wù)器A的數(shù)據(jù)包,捕獲條件為“host 169.1.1.1”,如圖2所示,并使Wireshark開始處于監(jiān)聽狀態(tài)。
⑷ 在計算機B上安裝攻擊軟件,選擇攻擊目標(biāo)為計算機A:169.1.1.1,選擇攻擊的強度,當(dāng)計算機B再次上傳文件時,開始對服務(wù)器A實施攻擊,如圖3所示。
計算機B上的Wireshark軟件同時捕獲了上傳文件的過程數(shù)據(jù)包和攻擊FTP服務(wù)器A的過程數(shù)據(jù)包,如圖4所示。
在教學(xué)中可以根據(jù)需要對捕獲的數(shù)據(jù)包進行多種分析,這里選取其中的“FTP-DATA”數(shù)據(jù)流對FTP文件數(shù)據(jù)傳輸過程進行分析。點擊一個“FTP-DATA”數(shù)據(jù)包,依次選擇菜單項“statistics”“TCP stream Graph”“Time-Sequence Graph(Stevens)”,生成單位時間傳輸數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)的圖形。通過比對攻擊前后所捕獲的數(shù)據(jù)包文件所生成的每秒傳輸數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)的兩個圖形,可以發(fā)現(xiàn):使用FTP協(xié)議上傳同樣大小的文件所花費的時間、上傳文件的連續(xù)性、上傳文件過程的平滑度都出現(xiàn)較大差別,分別如圖5(a)、圖5(b)所示。
3 結(jié)束語
本文通過實例說明了網(wǎng)絡(luò)安全攻擊和防御過程的場景仿真及分析方法,該方法便于教師充分利用教學(xué)時間和教學(xué)資源開展計算機網(wǎng)絡(luò)安全課程教學(xué)活動,同時能夠幫助學(xué)生盡快掌握網(wǎng)絡(luò)安全的知識,提升學(xué)生對于網(wǎng)絡(luò)安全的分析能力,從而提高計算機網(wǎng)絡(luò)安全課程教學(xué)效率,增強教學(xué)效果。
(a) 正常FTP文件上傳過程
(b) 受到攻擊時FTP文件上傳過程
圖5 數(shù)據(jù)包文件生成的每秒傳輸數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)比對
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本文基于中小學(xué)計算機課程教學(xué)改革的實踐,認(rèn)為計算機教學(xué)評價的實質(zhì)是“應(yīng)會”的評價,是對學(xué)生技能點的掌握與熟練程度的評價,并構(gòu)建了突出技能點考核的“任務(wù)式”教學(xué)模式。文中還分析了計算機教學(xué)評價技術(shù)的七個組成部分:技能點的整理技術(shù)、技能點的集成技術(shù)、試題中無意干擾的排除技術(shù)、考核的起點與終點的設(shè)置、試題容量與限定時間的確定、評分標(biāo)準(zhǔn)的制定與計分記錄技巧以及考核系統(tǒng)的自動化設(shè)計等,并介紹了評價方案設(shè)計的步驟。
關(guān)鍵詞:計算機教育;教學(xué)評價;評價技術(shù)的組成;評價設(shè)計的步驟
在教育部制定中小學(xué)信息技術(shù)教育普及的時間表后,全國各地計算機學(xué)科教育發(fā)展迅速。但在計算機學(xué)科教育發(fā)展的過程,一項很重要的問題將制約和困擾著這一發(fā)展。那就是計算機教學(xué)評價技術(shù)的困難。[1]我們在研究中從計算機教學(xué)評價的性質(zhì)入手,借鑒了教育評價理論中關(guān)于衡量與考察評價技術(shù)的方法,并在評價個例的設(shè)計中,總結(jié)分析中小學(xué)計算機教學(xué)評價技術(shù)的組成和評價設(shè)計的步驟。
一、計算機教學(xué)評價的性質(zhì)
實踐性是計算機課程的重要屬性。大部分教師也贊同計算機評價的重心在于實踐的運用和操作。然而長期以來,由于計算機教學(xué)評價技術(shù)沒有得到很好的解決,尤其是對中小學(xué)計算機教育中的實踐運用技能的評價更顯得困難(應(yīng)該承認(rèn),國家計算機等級考試的上機考試的主要內(nèi)容是數(shù)據(jù)庫與程序設(shè)計語言等,這些方面的操作評價研究較多,已基本成熟),造成中小學(xué)計算機的課程考核仍然以卷面考試為主,適當(dāng)補充打字等的上機操作考核,使得許多“應(yīng)會”的要求錯誤地采用了“應(yīng)知”的方式進行考核。[2]這在一定程度上誤導(dǎo)了中小學(xué)計算機的教學(xué)計算機教學(xué)評價的性質(zhì)是“應(yīng)會”的評價,所以我們認(rèn)為應(yīng)采用“任務(wù)式”的評價模式。即以學(xué)生完成某一任務(wù)的情況作為評價的依據(jù)。計算機教學(xué)評價其關(guān)鍵指標(biāo)在于課程要求的技能點是否掌握。技能點又要分成必須技能、常用技能、偶用技能幾類。或者是分成常規(guī)技能和技巧性技能。不同技能點的教學(xué)要求一般與其運用頻率和重要性有關(guān),在評價中將影響評分的賦值。由于計算機教學(xué)評價的“應(yīng)會”性質(zhì),因而在技能點細(xì)化后的評價操作中,一般采用會與不會的二值判斷,而不會有三段或四段計分的量表。只是在個別的,諸如文字錄入等方面,有根據(jù)字?jǐn)?shù)的量化計分。
計算機教學(xué)評價的第二方面指標(biāo),就是評價對象技能掌握的熟練程度,當(dāng)然技能的熟練程度很難也沒有必要再細(xì)化到每項技能,而是按照完成任務(wù)的速度,或限定時間內(nèi)的完成程度。這里就應(yīng)采用等距計分。
二、計算機教學(xué)評價技術(shù)的組成
根據(jù)現(xiàn)代的計算機教學(xué)思想,我們認(rèn)為,計算機教學(xué)評價主要是題目的設(shè)計與評分的設(shè)計兩大環(huán)節(jié)。從技術(shù)性的角度去分析,“任務(wù)式”計算機教學(xué)評價技術(shù)主要包括:技能點的整理技術(shù)、技能點的集成技術(shù)、試題中無意干擾的排除技術(shù)、考核的起點與終點的設(shè)置、試題容量與限定時間的確定、評分標(biāo)準(zhǔn)的制定與計分記錄技巧、以及考核系統(tǒng)的自動化設(shè)計等方面組成。[3]前五個方面主要屬于題目的設(shè)計,后兩者主要是評分的設(shè)計。
1.技能點的整理技術(shù)屬于課程教材研究的范疇,它是教學(xué)目標(biāo)的體現(xiàn)。在整理中要作基本的分類。譬如在“畫圖”教學(xué)中,技能點主要有四個方面:
(1)畫面構(gòu)成的基本操作:畫直線、畫橢圓、畫曲線等;
(2)圖形的編輯技巧;復(fù)制、放大縮小、旋轉(zhuǎn)、粗細(xì)筆等;
(3)色彩的編輯技巧:選色、色彩填充等;
(4)文字的編輯技巧:拼音、大小寫、漢字錄入、字體、字號、字色等。
2.技能點的集成技術(shù)指的是把諸多的技能點綜合地、集中地在一至兩題中反映出來的方法和策略。尤其在圖形編輯技巧的技能點的集成上,如何無需提示地,包含所有的,簡明清晰地表示是設(shè)計者經(jīng)驗與匠心的體現(xiàn)。還有如何運用“跨工具”的方法,盡量在一題中集成更多的技能點,也是值得研究的。技能點的整理細(xì)化和集成的質(zhì)量,是決定該評價題信度的重要方面。
3.試題中無意干擾的排除技術(shù),實質(zhì)上是對評價效度的檢驗。實際評價中,試題設(shè)計者的一些自己難以覺察的很難避免的安排,會為學(xué)生憑添許多麻煩。一種是該明白的意圖卻被隱藏了,使學(xué)生絞盡腦汁,費時費力;另一種是容易引起學(xué)生觀察與理解的歧義,干擾了正常的評價過程。如何排除,一般采用“試考”的方法,觀察與分析設(shè)計者的意圖是否能確切轉(zhuǎn)化為技能點掌握情況的檢測。
4.考核的起點與終點的設(shè)置是在完成了評價題主體設(shè)計之后必須考慮的。因為學(xué)生掌握計算機圖文處理絕不是孤立地在“畫圖”或WORD中畫畫或排版,而是包括從開機到文件按指定形式和指定位置存盤的全過程的。所以一般的考核起點設(shè)置在起始桌面,終點設(shè)置往往是完成存盤,當(dāng)然存盤方式比較多,可以存在指定文件夾中、或是存入自建的文件夾中、或是存在桌面上、或者再增加復(fù)制、另存為、存快捷方式等,甚至于以此畫面更新桌面的臺布。這一部分的命題技術(shù)主要是關(guān)于文件操作和操作系統(tǒng)使用的。[4]
5.試題容量與限定時間的確定是評價題最后定型的環(huán)節(jié)。計算機教學(xué)評價肯定要考慮學(xué)生的熟練程度的,因此恰當(dāng)?shù)卮_定任務(wù)完成的限定時間,和設(shè)計合理的試題容量的意義是相似的。我們的設(shè)想是,試題的平均完成時間應(yīng)在l小時至1.5小時間。題目一至兩題,不可超過兩題。而且應(yīng)該有60%至70%左右的學(xué)生能在限定時間內(nèi)完成,這樣的容量與時間是比較合適的。因為容量與時間的確定對評價的區(qū)分度會有明顯的影響。
6.評分標(biāo)準(zhǔn)的制定與計分記錄技巧是決定評價可操作性的關(guān)鍵技術(shù),也是決定數(shù)據(jù)采集可靠性和評價區(qū)分度的重要所在。我們認(rèn)為,評分標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量分部份,可以根據(jù)這些技能點在實際生活中的使用頻率和重要性,將它們的權(quán)重作適當(dāng)?shù)膮^(qū)別,然后根據(jù)該題的總分形成技點的賦分方案。速度分的評分有兩類,一是對規(guī)定時間內(nèi)完成者,設(shè)定速度分滿分的應(yīng)該時間,然后在滿分時間與規(guī)定時間的時間差中,確定時間步長與得分的對應(yīng)表;二是對到規(guī)定時間無法完成者,則根據(jù)完成程度計分。完成程度要通過題圖的分析來確定對應(yīng)的分值。滿分時間的確定對評價區(qū)分度的影響也是很大的,一般應(yīng)以估計的最快完成時間為滿分時間為宜。
7.考核系統(tǒng)的自動化設(shè)計指的是像國家計算機等級考試那樣形成評價題庫、能自動進行考生登錄和評分、并能準(zhǔn)確及時地處理報告的考試系統(tǒng)的研制。由于我國中小學(xué)計算機教學(xué)內(nèi)容的地區(qū)差異較大,目前采用WIN95或WIN98為平臺的,以圖文處理和工作表處理等為主要內(nèi)容的地區(qū)還集中在沿海的經(jīng)濟較發(fā)達地區(qū)。而完成此項技術(shù)研究,還是需要教育部考試委員會的幫助的。
三、計算機教學(xué)評價方案設(shè)計的步驟
研究中,我們構(gòu)建了一套以小學(xué)初學(xué)計算機約一年的學(xué)生為對象的,突出技能點掌握的“任務(wù)式”評價方案。這套評價方案包括題目、題圖、評分標(biāo)準(zhǔn)、評分記錄表等部分。評價方案設(shè)計的第一步是梳理與歸納教學(xué)實施以來的要求學(xué)生掌握的所有技能點,然后設(shè)計能全面包含上述技能點的題圖的草樣。如小學(xué)計算機教學(xué)的第一階段主要考核學(xué)生全面綜合運用“畫圖”和WORD的工具和功能進行圖文并茂的作品的制作??碱}要求學(xué)生臨摹兩幅題圖,這兩幅題圖分別是:在“畫圖”中畫畫,并寫上漢字;在WORD中排版,并插入表格和剪貼畫。設(shè)計的第二步是從題圖到題目。以文字形式表達考核題,主要是關(guān)于文件操作方面的考核要求和有關(guān)提示。第三步是對題目進行“試考”,這是為了分析題圖和題目的意圖能否確切傳達給評價對象,防止設(shè)計者無意的安排成為考生的難點或費時點,也防止容易產(chǎn)生觀察與理解歧義的無意干擾。因為對題目文字的理解力與對題圖的觀察力都不屬于計算機教學(xué)評價的范疇,這些無意干擾因素對評價效度的影響是比較大的?!霸嚳肌钡牧矸矫媸怯脕砉罍y該考核一般所需的時間長短。評價方案設(shè)計的第四步就是如何設(shè)計合理的試題容量,以達到滿意的區(qū)分效果。[5]并根據(jù)“試考”的經(jīng)驗,確定評價的限定時間與滿分時間。當(dāng)然考核評價的性質(zhì)也會對限定時間與滿分時間的確定產(chǎn)生影響,學(xué)期考核與校際競賽就應(yīng)該有所區(qū)別。評價方案設(shè)計的第五步就是設(shè)計評分標(biāo)準(zhǔn)和評分計分的操作方法。事實上過去計算機教學(xué)評價的技術(shù)困難的很重要方面,就是臨機評分在操作性上的困難。因此如何簡便評分計分的操作是這一步的主題。我們設(shè)計了以學(xué)生記錄為行,以各技能點得分、完成時間和完成程度為列的工作表。一般一幅包含有20個技能點的題圖可以在3至5分鐘評畢。當(dāng)然這只是計算機教學(xué)評價技術(shù)發(fā)展的初級階段的,權(quán)宜的辦法。我們期望著今后計算機智能模糊識別技術(shù)的應(yīng)用,來解決圖形題的自動化評分技術(shù)。
四、問題與討論
1.中小學(xué)計算機教育中是否還存在著一些“應(yīng)知”的目標(biāo)呢?在中小學(xué)計算機教育內(nèi)容中,屬于“應(yīng)知”類的目標(biāo)是有的,但要么是與某項操作技能關(guān)系緊密,是順利完成某項操作的必須前提,要么是“了解”類的目標(biāo)。前者如“文件”、“文件夾”等概念,其掌握與否的評價,可以從學(xué)生操作的過程中反映。后者如計算機的發(fā)展史、計算機的組成原理等,這些內(nèi)容對于實際運用并沒有直接關(guān)系,而且在學(xué)生今后經(jīng)常使用電腦時會自己了解的,學(xué)校教育中并沒有必要一定納入評價目標(biāo)中。
2.本文論述的評價技術(shù)主要針對的是以終結(jié)性評價為目的的評價,因而在設(shè)計和評分中追求工整與嚴(yán)密。但在具體的教學(xué)中,過程性評價還要從學(xué)生發(fā)展的積極性或成功體驗等方面進行適當(dāng)?shù)摹耙虿恼{(diào)整”??梢圆捎帽痉桨傅脑O(shè)計思路,但在評分處理上自行靈活。
參考文獻
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[3]張豐.推進校本教研制度建設(shè)的四個問題[J].教學(xué)月刊(中學(xué)版下), 2007, (08) .