云計算技術課程精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇云計算技術課程范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

關鍵詞：計算機信息技術課程 教學改革 實驗教學

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）09（b）-0165-01

大學計算機信息技術課程包括理論知識和上機實驗兩部分，是一門培養學生掌握現代信息技術的基本概念、基本原理知識以及操作技能的重要課程，是高校非計算機專業學生必修的一門公共基礎課，也是大部分高校文科類非計算機專業學生拿到學位證書需要通過的計算機等級考試的考試內容?？v觀我校文科學生歷年的江蘇省計算機一級等級考試成績的數據可以發現，學生在計算機一級考試的理論部分的及格率遠大于機試操作部分的合格率，也就是說機試操作部分的合格率影響了全校文科學生江蘇省計算機一級等級考試的整體通過率。

為了培養學生大學計算機信息技術課程上機實驗部分的自主學習能力，兼顧高校新生入學時計算機能力的差異，我們在實驗教學中應遵循“則重實踐，相關知識點的介紹夠用即可；邊學邊做，學中做，做中提高”的原則。

1 理論聯系實際，優化教學，培養自學能力

大學計算機信息技術實驗課程是一門實踐性強，知識日新月異不斷發展的課程，因此，在日常教學中，培養學生對課程的興趣，讓學生養成合作學習，終生學習的習慣為教學目的。

1.1 營造環境激發學生興趣

在日常教學中，通過多樣的教學內容，不同的教學工具，例如，影像，音樂，圖片等，使學生對本門課程知識產生興趣，通過教學讓學生改變觀念，對計算機有更新的認識，了解計算機在辦公、生活、娛樂、學習等方方面面對他們有著不同的幫助，使學生自發的對計算機課程產生學習興趣。只有興趣才是學習的動力，要讓學生愿意進機房，愿意動手上機操作，才能根本解決動手能力不足的問題。

1.2 提高課程可操作性

大學計算機信息技術實驗課程是一門操作性很強的課程，因此，在日常教學中，除了必要的講解，要充分的讓學生自己親自操作，提高知識的學習效率。讓書本的文字變成可以看的到、摸得著的知識，更可以提高學生動手能力，對計算機的熟悉。提高上機操作的比例，在教學課程中對操作機器的時間按比例提高，讓學生更好的熟悉計算機。

1.3 通過優化教學最終培養學習能力

大學計算機信息技術實驗課程遵循由簡到繁、循序漸進的原則，“以興趣為主線，以實用為載體，以培養學生的能力為最終目的?！笨梢愿鶕W生學習水平的不同，成立學習小組，在教學練習中按易、中、難分組實踐，對完成質量好的同學可以享受激勵機制，比如，上網或游戲等。這樣既完成教學任務，也調動學生的積極性。更好的提高學生的學習能力。

2 利用先進的技術為教學服務

目前，社會的各個領域都被各種先進技術尤其是網絡技術滲透，其中包含按需服務的云計算技術、虛擬技術等。我們應充分的應用這些新的技術來提高我們教學的水平，利用這些新的技術來激發和提高學生適應信息時代的學習與創新能力。

（1）云計算技術是指網絡以按需、易擴展的方式獲得所需資源，其特性是門檻低，按需計算、隨時隨地獲取等，利用云計算技術配合大學計算機信息技術實驗課程教學的目的，構建網絡教學環境，將教師、學生通過網絡與優質教學資源連接。讓學生可以在平時的學習中根據自己水平選擇感興趣的內容，完成對應的學習目標。并且可以隨時查詢結果，進行評價和改進，無論是選擇自主學習還是合作學習，都可以通過云端平臺獲得來自教師和學生的支持。通過互動，緊密教師和學生的關系，提高教學的質量。

（2）利用網絡教學平臺整合全球教育資源，引用網絡平臺上的相關資源，更全面的提高學生的計算機基礎知識和操作能力。在課堂上不僅利用傳統教學，更可以用多媒體教學，多種教學模式互補。例如，網絡平臺上的開放課程，視頻講座等。使學生看的清楚，聽得真切，感受深刻，更好的調動學生的學習積極性。與時俱進，讓學生進一步的與世界先進知識接觸，開闊眼界，保持對計算機學習的興趣，提高自身修養。

3 構建創新實驗室教學體系

在正常的教學過程中，每個學生的能力和要求都各不相同，要合理安排教學。

（1）想依照興趣和需求自行學習的學生，可以在周末開放實驗室，讓不熟悉的學生多點時間操作，讓沒有電腦的學生能有平臺操作。讓學院實驗室更好的為學生服務，整合學院教學資源保障學生的學習，提高動手能力。

（2）創新教學，要以學生為主，教師為輔，教師作為指導者輔助學生，計算機學習中為培養學生自學能力，常需要讓學生先進行自學摸索，待出現問題后，再引導解決，獲得真知。老師要教給學生自學的方法，如使用程序中的幫助、利用網絡自學等方法，培養學生的自學能力，提高學生的積極性和主動性。

4 運用多種教學手段提高學習能力

在平時教學中，要充分思考教學要點、操作要點和實驗操作與學生互動的手段，提高學生的上課積極性，讓學生主動愿意計算機操作，提高動手能力，學習能力。

（1）在教學過程中，結合多種獎勵機制，在不同的教學階段，按學生的進度不同給予不同的獎勵，更好的讓學生有興趣學習。

（2）充分利用多媒體，網絡等技術手段，延展課堂教學，傳遞教學內容，探討式的教學、合作式的教學、案列式的教學等多種方式，合理的調動學生的學習興趣。

篇(2)

云計算的研發和應用為初中信息技術教育提供了廣闊的發展空間，有效解決了初中信息技術教學中的各類問題。文章簡單概述了云計算，分析了云計算在初中信息技術教育當中的具體應用，旨在為提高初中信息技術教育水平提供若干建議。

關鍵詞:

云計算;信息技術教育;應用

云計算是近些年來人們提出的新概念，云計算出現至今僅10年。此技術雖新穎，但卻著實改變著人們的生活和工作方式，促進了社會的發展。云計算具超強計算能力和存儲能力，廣泛應用于各領域并發揮著非常重要的作用。現初中信息技術教育也正受云計算影響，逐步發生著微妙的改變。

一、云計算概述

云計算是一種分布式計算技術，其最基本的概念是，利用網絡將龐大的計算處理程序自動拆分成若干個較小的子程序，并將這些子程序交由多個服務器所組成的龐大系統進行處理，經搜索、計算、分析之后再將處理結果反饋給用戶的一種新型計算技術。云計算基于集分布式處理、并行處理和網絡計算而發展起來的。總體而言，云計算的特征主要體現在以下方面:第一，數據存儲量大且安全、可靠;第二，用戶端設備要求相對較低，比爾•蓋茨曾說，利用云計算之后，用戶端內存只需640K就足夠了;第三，信息共享，數據在保存至云端之后，設備只需聯網便可隨時訪問和使用云端數據，同時還可共享此數據;第四，計算能力超強，據分析，云計算或為普通用戶提供10萬億次/秒的計算能力，以完成用戶所需;第五，成本較低，計算機具強容錯性，用戶可根據自身需求以極其廉價的節點來完成云端設計，同時云端的自動化集中式管理還可有效提高資源的利用率，為用戶節省成本。

二、云計算在初中信息技術教育中的應用

(一)實現教學的即時性和共享性

云計算可實現收藏夾的隨身攜帶，使用戶在任何時候、任一電腦上都可以調出自己的網絡收藏夾，同時還可合并用戶網絡收藏夾和本地收藏夾，方便用戶隨時查看自己所收藏的信息和資料。云計算還可實現輸入法和演示文稿的隨身攜帶，在進行信息技術的教學過程當中，教師可隨時調用自己的輸入法和演示文稿，利于用戶的個性化學習。此外，在云計算基礎上研發的WPSOffic軟件還為用戶提供了信息的在線編輯功能，教師及學生可隨時編輯和保存更改后的文檔，有效實現了初中信息技術教學的即時性和共享性。

(二)豐富初中信息技術教學資源

在進行初中信息技術課堂教學時，受各方面因素影響，教師可為學生提供的用于制作作品的素材有限，導致學生選擇存在很大局限性，制作出來的作品也都大同小異，無法體現學生個性和獨特思想。云計算可有效豐富初中信息技術的教學資源，教師可利用云計算，結合課程內容和學生特性尋找很多網絡資源，為學生提供更多制作素材和選擇機會，從而加強學生作品的個性化。同時，教師還可利用網絡完成授課，實現信息技術的網絡化教學，以動態的方式授予學生信息技術知識，一方面激發了學生學習興趣，另一方面也提高了授課效率。此外，利用云計算還可實現信息和資源的跨平臺分享，利于教育資源分布不均問題的解決，為教育的發展拓展了新道路。

(三)利于數字化圖書館的建立

為保證圖書館數據資源的安全，圖書館的服務器通常會設置最大接入終端數量。云計算的“云端”相當于一個巨大的服務器群，其帶寬大、計算能力強且具容錯性，用戶利用云端可迅速找到所需資源，且用戶請求可迅速得到反饋。云端還可為用戶提供個性化服務，讓用戶依自身需求建立自己的圖書館，實現圖書館的移動化，使學生學習不受時間、空間限制。此外，因云計算的容量大、計算能力等優勢在一定程度上延長了學校網絡和信息的硬件設備的使用壽命，有效降低了學校的設備更新成本。

(四)病毒庫可隨身攜帶

初中信息技術教師不僅承擔著授予學生信息技術知識的責任，而且還承擔著一定的電腦系統維護工作。為保證學校系統安全，學校每臺電腦都需安裝防護系統和殺毒軟件，而當病毒庫需要更新時，需先解除防護系統才能對病毒庫進行升級，進而實現系統保護。此工作復雜且繁瑣，占用了教師大量工作時間。利用云計算則可實現病毒的隨身攜帶，只需將新的病毒庫程序上傳至云端，需要升級時直接進入云端提取即可，而無須將電腦上病毒庫升級就可完成殺毒過程。另，云計算還可實現演示稿、輸入法、收藏夾等的隨身攜帶，同時還可通過建立網絡收藏夾的方式將常用網址隨身攜帶，便于學生自主學習，實現了學生的個性化學習。

三、結語

云計算為初中信息技術教學提供了關鍵性軟件，有效降低了初中信息技術教育的軟硬件成本和計算機維護成本，同時也為學生創造了一個良好的學習環境。在實際教學過程當中，教師要充分認識到云計算對于初中信息技術教育的重要性和作用，充分利用云計算技術，以提高初中信息技術教育的效率和效果。

作者：戴亞萍 單位：湖州市第五中學

參考文獻:

［1］黃祖苗．云計算在初中信息技術教育中的應用評價［J］．教育教學論壇，2015，(8):231－232．

篇(3)

【關鍵詞】EDA仿真 SMT虛擬教學 教學改革 云計算

1 引言

EDA（Electronic Design Automation）是指以計算機為工作平臺，融合應用電子技術、計算機技術、智能化技術最新成果而研制成功的電子CAD通用軟件包。主要能輔助進行三方面的設計工作，既IC設計、電子電路設計和PCB設計。EDA技術經過了三個階段的發展。從70年代的（CAD）階段和80年代的（CAE）階段，到90年代的電子系統設計自動化（EDA）階段。EDA技術代表了當今電子設計技術的最新發展方向。它不僅為電子技術設計人員提供了“自頂向下”的設計理念，同時也為教學提供了一個極為便捷的、科學的實驗教學平臺。電工電子類專業課程中的電工基礎、模擬電子技術、數字電子技術都可以通過EDA仿真軟件，進行電路圖的繪制、設計、仿真試驗和分析。應該說將EDA仿真軟件應用到電工、電子類專業的教學中是一種教學手段的創新，也是提高教學質量的優選方法。

以下主要討論EDA在SMT虛擬教學中的應用。

2 SMT貼片工藝虛擬仿真教學

SMT貼片工藝是我國大中專院校電子組裝技術必修的一門課程，是電子組裝技術與設備專業的一門職業技術課程，一門核心技術課程，是本專業學生畢業后直接任職SMT生產（工藝）技術員崗位，從事電子產品生產制造（SMT）工作的主要支撐課程。通過本課程的學習，使學生具備高新電子制造企業高技術崗位。而由于我國多數學校在實驗設施上不能滿足學生學習條件，使得SMT貼片工藝虛擬仿真教學得到了快速的發展。虛擬仿真教學也可以對社會上沒有電子組裝技術的人去學習SMT貼片技術帶來了可能性。

隨著國內電子行業的快速發展， 我國己成為世界電子產品制造大國，而表面貼裝技術（SMT） 在電子產品的生產中占據十分重要的位置。SMT是將表面元器件貼裝到PCB上，通過波峰焊或回流焊加熱而使PCB與元器件之間實現機械和電子連接的過程，作為電氣互聯技術的主要組成部分和主體技術， 已成為現代電氣互聯技術的主流，被譽為“電子組裝技術的第三次革命”。因此，讓學生了解SMT的生產過程和生產工藝就顯得特別重要。

傳統的物理實驗教學，在時間、空間和實驗條件等方面會受到限制，缺乏一定的靈活性，不利于物理實驗教學的實施與開展。隨著計算機仿真技術和網絡技術的發展，一種基于Web技術、VR虛擬現實技術構建的開放式網絡化的虛擬實驗教學系統產生――虛擬實驗室。虛擬實驗室作為推動教育模式進化的一種有效方法，逐漸成為近幾年來國內外實驗教學和遠程教學研究和應用的熱點。虛擬實驗室不僅可以克服傳統實驗教學人力、物力、財力投入大的問題，更為遠程實驗教學的實施提供了條件和技術支持，也為遠程教育的質量提供了有力的保障。

貼片機是SMT生產線中的關鍵設備，主要完成元器件的貼裝功能。貼片機的貼裝精度及穩定性將直接影響到所加工電路板的品質及性能，它對整個生產線的產品精度，生產效率，實際產量和生產能力起決定性的作用。而我國的SMT設備研制水平非常落后，尤其是貼片機方面與國外上的差距正在不斷擴大，因此本文將深入研究貼片機制造工藝過程的虛擬仿真技術，加深學生對貼片機知識的認識和理解，為學生獨立自主地進行學習與實踐創造良好的條件。

3 EDA虛擬仿真技術在SMT貼片工藝虛擬仿真教學中的應用

3.1 虛擬環境下PCB文件BOM表和坐標文件的導出

貼片機是用來實現高速、高精度地貼放元器件的設備。貼片機編程是指通過按規定的格式或語法編寫一系列的工作指令，讓貼片機按預定的工作方式進行貼片工作，但前提是需要知道所加工的PCB文件里的BOM表和坐標文件。Protel99se是一種簡單易學的畫圖軟件，通過該軟件，學生可以快速了解貼片機的編程過程所需PCB文件的BOM表和坐標文件。在Protel99se中PCB板的工藝圖片和導出的BOM表信息如圖1所示。

3.2 PCB貼片機的三維實體模型建模

貼片機的三維實體模型構建研究主要構建貼片機的機架、PCB傳輸機構、貼裝運動系統和供料槽。主要通過反復的查閱貼片機的相關資料，對貼片機的分類、架構和工作原理進行了解，在三維軟件建模的過程中（如PRO/E軟件），根據模塊間組合裝配的程度進行反復修正。三維實體模型建模各組件模塊的功能組合分析如圖2所示。

3.3 PCB貼片運動過程虛擬仿真設計

貼片機貼片運動過程虛擬以建立的模型為依托，根據貼片機運動的原理進行仿真參考設計。即以貼片機的實際生產為前提，以功能模塊為仿真對象，在整個仿真過程建立一條主線，把握好部分與整體的協調運動來進行貼片機的供料系統運動模擬、傳輸機構運動模擬和貼裝運動模擬。在整個仿真設計的過程中，需要不斷根據零部件的運動配合和裝配約束等問題對模型的運動進行反復測試，并發現其中存在的不合理性，和不斷調整運動仿真的順序，以增強各部分模塊間的裝配和運動配合，讓仿真更接近真實的實驗。貼片機的運動形式如圖3所示。

4 虛擬化技術在云計算中的應用

云計算的特征體現在虛擬化、分布式和動態可擴展。虛擬化， 是云計算最主要的特點。每一個應用部署的環境和物理平臺是沒有關系的， 通過虛擬平臺進行管理、擴展、遷移、備份， 種種操作都通過虛擬化層次完成； 動態可擴展是指通過動態擴展虛擬化的層次， 進而達到對以上應用進行擴展的目的； 分布式是指計算所使用的物理節點是分布的。從云計算的最重要的虛擬化特點來看， 大部分軟件和硬件已經對虛擬化有一定支持， 可以把各種 IT 資源、軟件、硬件、操作系統和存儲網絡等要素都進行虛擬化， 放在云計算平臺中統一管理。虛擬化技術打破了物理結構之間的壁壘， 代表著把物理資源轉變為邏輯可管理資源的必然趨勢。在未來， 所有的資源都透明地運行在各種物理平臺上， 資源的管理都將按邏輯方式進行， 完全實現資源的自動化分配， 而虛擬化技術則是實現這一理想的唯一工具。針對云計算， 虛擬化技術的融合和應用應面向高級虛擬主機、應用和資源， 以及虛擬化存儲等方面。

同樣的，SMT虛擬仿真教學也可以運用到云計算中去，可以把創建好的虛擬教學視頻通過網絡傳輸到云端，那么，無論學校硬件設施如何，老師們都可以通過云端下載網絡視頻，進行視頻教學，這樣就避免了由于學校硬件設施而不能開課的問題，這也是現代教學改革的一種體現方式，更有利于我國教育良好的發展。

5 結束語

本文通過對EDA仿真技術的分析，提出了EDA仿真技術在SMT虛擬教學中的應用；此技術不僅可以用在硬件設施不足的院校，更為成人學習帶來了可能性，通過用理論學習和虛擬教學相結合的思想構建了一種以體驗式學習為指導的貼片機制造工藝虛擬仿真實驗；提出用三維實體建模軟件完成貼片機的機架、PCB傳輸機構、貼裝運動系統和供料槽的模型創建的思想；最后討論了虛擬仿真在云計算中的應用，為教學等提供了更有利的方案。

參考文獻

[1]周洪波.云計算技術、應用、標準和商業模式[M].北京：電子工業出版社，2008.

[2]周志近.波峰焊工藝及常見問題分析[J].現代顯示，2009，02：61-63.

[3]楊良軍，匡銳. 回流焊的工藝特點及研究[J].科技廣場，2011，01：191-193.

[4]李娟娟.物理虛擬仿真實驗系統的設計研究[D].揚州大學，2012.

[5]黃慕雄.高校教學型虛擬實驗室建設的現狀與建議[J].電化教育研究，2005，09：77-80.

[6]楊帆.SMT貼片機的運動控制研究[D].西南交通大學，2006.

[7]李春泉.SMT產品制造網格若干關鍵技術研究[D].上海大學，2007.

篇(4)

關鍵詞：云計算；資源虛擬化；實驗教學平臺；資源共享

0引言

隨著“互聯網＋”計劃的提出，教育信息化受到了前所未有的關注，并且已經被納入到國家發展戰略的層面，高校計算機輔助教學也已經成為培養創新型人才和高素質人才戰略的一個重要組成部分。高校計算機實驗室承擔著全校計算機相關專業的課程實驗任務、非計算機專業的計算機公共基礎課的實驗任務和計算機類的考試和科研任務，而目前大多數高校計算機實驗室的建設仍然采用每臺計算機獨自享用資源的模式，這樣就會導致后期軟硬件購買成本高、系統管理維護困難、系統容易受病毒攻擊等問題。而云計算技術作為一種新型的具有虛擬化和高擴展性的計算模式，為高校的資源建設和教育教學改革提供了思路［1－2］。近年來國內外很多高校圍繞云計算的應用展開了研究，在云計算輔助教學、云計算資源建設等方面進行了有益的實踐和探索，推動了高校教育教學的發展和創新［3－5］。構建基于云計算的計算機實驗教學平臺，可以有效整合教學資源，使每臺計算機通過互聯網獲得所需的軟硬件資源，包括網絡資源、服務器資源、存儲資源、應用軟件資源等，用戶可以根據自身實際需要，通過功能擴展的方式獲得云計算實驗教學平臺中的各種IT服務，從而提高資源利用率，降低實驗室軟硬件購買和維護成本，為學生實踐創新能力的培養和學校實踐教學模式的改革提供支持。

1高校計算機實驗室現狀分析

1．1實驗室建設規模有限

隨著教育信息化的迅速發展，高校計算機實驗室的建設規模也在逐年擴大，計算機性能不斷提高。但高校的逐年擴招和無紙化考試的日益盛行使得現有計算機實驗室的規模仍然不能滿足目前計算機教學實踐、各類網絡考試任務和教師科研任務的需求，部分高校的計算機實驗室幾乎沒有空閑時間，學生很難利用業余時間進行實踐練習。

1．2建設資金相對匱乏

計算機實驗室的軟硬件環境是提高實驗教學質量的關鍵，而目前大多數高校計算機實驗室的建設仍然采用每臺計算機獨享資源的模式，改善實驗室環境時需要在每臺計算機上都進行軟硬件的更新，需要承擔高昂的軟硬件升級和維護的成本。

1．3資源利用率偏低

由于學生的專業和研究方向不同，所需要的實驗室軟硬件環境也是不同的，一般的高校會為某一類專業或研究領域的學生配備專業實驗室，以提高教學質量，但會導致這些專業實驗室的資源無法為其他教師和學生服務，使得實驗室資源利用率偏低。

1．4日常維護工作量大

現有的計算機獨享資源模式使得實驗室管理者往往會在一臺機器即母機上安裝大量軟件，然后通過網絡克隆的方式分發到每一臺學生機器上，以盡可能多的滿足學生的需要，但是太多的軟件使得計算機系統不堪重負，每次網絡克隆的時間需要5小時左右，并且一旦軟件需求臨時發生變化，就需要重新進行網絡克隆，耗費大量的時間、人力和物力。

1．5無法提供個性化服務

目前大部分實驗室機器都安裝了還原卡，實驗完成重啟機器后機器會還原到初始狀態，有效地防范了病毒的入侵，但卻導致教學資料和實驗數據無法保存，影響了學習的連續性。另外，由于學生的學習程度不同，他們可能需要不同的實驗室環境，而獨享資源模式使得每個學生的實驗室環境都是相同的，無法為學生提供個性化的服務，不利于學生的自主學習能力和創新能力的培養。

2基于云計算的計算機實驗教學平臺的構建

2．1云平臺的架構

云計算是基于互聯網的相關服務的增加、使用和交付模式，通過互聯網來提供動態易擴展的而且經常是虛擬化的資源［6］?；谠朴嬎愕挠嬎銠C實驗教學平臺分為4個層次，分別是云基礎設施硬件層、資源虛擬化平臺層、虛擬實驗平臺層和云終端接入層。通過該云平臺，可以構建云數據中心，支持海量實驗資源的存儲和管理，實現資源整合和資源共享，教師和學生可以不受時間和地域限制隨時隨地通過智能終端設備接入云平臺，獲取云平臺的IaaS（基礎設施即服務）、PaaS（平臺即服務）和SaaS（軟件即服務）。云基礎設施硬件層：包括高性能服務器集群、光纖交換機等網絡設備、高可用數據存儲設備，各設備通過網絡互連。資源虛擬化平臺層：利用虛擬化技術將計算資源、網絡資源和存儲資源池化，將物理上的硬件資源映射為邏輯資源，屏蔽物理資源的多樣性和復雜性，通過云計算管理軟件CloudStack實現資源的統一管理，使計算資源、網絡資源和存儲資源協同工作，可以按需動態分配和擴展資源。虛擬實驗平臺層：該層統一管理虛擬化資源池，用戶通過統一身份認證后，可以通過申請虛擬主機的方式申請虛擬化后的資源，快速部署個人實驗環境，包括操作系統、應用軟件、管理工具等，把傳統的機房遷移到云端，也可以在自己的虛擬機上存儲個人實驗數據和教學資料，有效實現教學資源共享和師生互動。云終端接入層：用戶可以隨時隨地借助個人電腦、手機、平板電腦等智能終端設備通過B／S模式登錄云終端，獲得云平臺的計算、網絡和存儲等服務。

2．2云平臺的實施

由于計算機實驗教學云平臺主要面向學校的教師和學生，所以該平臺部署為私有云模式，平臺硬件拓撲。云平臺的主存儲采用FC－SAN的集中存儲架構，通過光纖通道連接到服務器集群上，為計算節點以共享的方式提供存儲資源。由于虛擬機文件都存儲在后端的SAN存儲陣列中，當云平臺中的任意一臺虛擬機出現單點故障時，都可實現業務不間斷地遷移到另一臺虛擬機當中，有力地保障了云數據的高可用性。云計算服務器共有5臺，構成5節點服務器集群，為平臺提供基礎硬件資源，包括CPU、內存等，并由云管理服務器統一管理和調度。整套網絡分為3個網段，分別是存儲網絡、管理網絡和公共網絡。其中公共網絡用于用戶通過智能終端設備接入到云平臺中。在云基礎設施硬件層部署完成后，資源虛擬化平臺用于將計算、網絡、存儲等資源進行虛擬化管理，實現資源自動化管理和按需分配。當用戶在線提交虛擬機申請后，云管理系統會根據用戶申請的資源特點以快照或鏡像的方式分配虛擬機。同時資源虛擬化平臺會監控和管理云中的計算、網絡、存儲等資源的運行性能，自動生成監控和管理日志，并以圖表的形式展現給管理員，便于管理員合理配置資源，提高資源利用率。在虛擬實驗平臺層，管理員可以統一調配資源，為不同的課程創建和部署不同的虛擬實驗資源池，普通用戶也可以根據自身需求申請虛擬機資源，快速配置個性化的實驗環境。通過虛擬化技術，可以方便地實現虛擬機的創建、啟用和銷毀。

2．3云平臺的優點

相較于傳統獨享資源的模式，基于云計算的計算機實驗教學平臺有如下優點：（1）教師或學生不再受時間和地域的限制，可以隨時隨地通過PC機、平板電腦或智能手機通過B／S模式登錄云終端，申請和配置個人實驗環境開展教學實踐和科學研究，有效解決了實驗室規模有限的問題。（2）云平臺模式是在服務器端部署全部資源，客戶端只需基本的接入設備即可，當需要更新設備和升級軟件時，只需要更新和升級服務器端的軟硬件，降低了基礎設置購置成本和維護管理成本。（3）云平臺利用虛擬化技術實現了資源整合，用戶可以按需申請和快速部署各類資源，不需再單獨設置針對某一專業或領域的專業實驗室，提高了資源利用率。（4）實驗室管理員只需幾分鐘的時間就可以把實驗環境到任何一臺PC機上，客戶端不再需要安裝實驗所需的實驗環境，客戶端維護工作幾乎為零，有效減少了日常維護工作。（5）云平臺可以提供個性化服務，用戶可以在虛擬機上存儲個人實驗數據和教學資料，實現資源共享和師生互動，保證教學和科研工作的連續性，有利于學生自主學習能力的培養。

3應用案例

3．1計算機類實驗教學

目前可在云平臺上應用的實驗教學案例主要有兩類，一類是全校計算機應用基礎課程的實驗教學，另一類是醫學信息工程學院的專業課實驗教學。以計算機應用基礎課程為例，計算機應用基礎是面向全校本科生的公共基礎課，每學期授課人數達1200人左右，實驗環境要求Window7操作系統和VisualBasic6．0編程軟件。在傳統的實驗教學模式下，學生上機實踐機會少，教師也不能夠及時有效地跟蹤學生實驗過程。而使用基于云計算的計算機實驗教學平臺可以有效地解決這個問題。云平臺中的用戶主要分為三類：管理員用戶、教師用戶和學生用戶。管理員的權限主要是系統設置、實驗調度管理、用戶管理和查詢統計。教師的權限主要是課程設置、課程考核管理、課程成績管理、實驗設置、實驗情況查詢和實驗問答管理。學生的權限主要是選擇課程、實驗操作、課程考試和個人信息修改。實驗開始之前，管理員需要設置教師和學生的權限，然后教師通過個人賬號登錄云平臺，設置課程實驗內容，配置計算機應用基礎課程所需的Window7和VisualBasic6．0的實驗環境模板，根據選課學生的人數創建相應的實驗虛擬機。實驗環境搭建成功之后，學生通過個人賬號登錄云平臺選擇相應課程，獲得教師為自己搭建的實驗虛擬機登錄IP地址和動態登錄密碼，學生可以遠程登錄虛擬機進行編程實驗，可以進行VisualBasic6．0的窗體設計和代碼設計。在實驗過程中，教師可以隨時監督學生的實驗情況，師生之間、生生之間可以互動交流。實驗結束后，學生可通過云平臺提交實驗作業，教師可以在線批改作業和管理成績，并釋放虛擬機資源。云平臺模式為每個學生創建了單獨的虛擬實驗空間，在實驗過程中不同的學生所做的實驗操作是相互獨立、互不干擾的。學生不再局限于物理實驗室，可以隨時隨地訪問個人賬號下的虛擬實驗教學桌面開展教學實踐，提高了學生動手實踐能力，教師也能夠實時掌握學生的實驗進度，根據學生反饋調整教學進度，提高了教學質量。此外，醫學信息工程學院的專業課實驗教學需要大量軟件，包括C語言程序設計課程的VC6．0、Java程序設計課程的JDK1．8、數據庫系統原理課程的OracleDatabase10g、醫學多媒體技術課程的Photoshop和MATLAB等。云平臺模式是把所有軟件資源集中部署在服務器端，不再需要把所有軟件都安裝到每臺學生機器上，學生只需要基礎設施接入云端申請資源，有效提高了資源利用率，減少了實驗室管理和維護的工作量。

3．2開放實驗室預約

教師和學生可以登錄云平臺進行虛擬實驗室預約申請，填寫實驗起止時間、實驗項目名稱、所需實驗資源等，管理員根據預約申請進行審核，按需分配云平臺虛擬實驗空間賬號，教師和學生可以登錄云平臺開展教學實踐、科學項目研究和ACM等競賽培訓，滿足學生自主學習的需要，提高學校整體的科研能力和團隊創新能力。

篇(5)

“不管別人怎么評價，龍芯電腦都如自己親生的孩子一樣，讓人憐愛。龍芯作為國產化的CPU，產品的安全性高，龍芯產品價格、功耗較低；龍芯基本解決了基層基礎設施薄弱學校的基礎教學問題，能夠完成義務教育階段基礎教學任務，實現電子辦公、電子閱覽等基礎應用?！?/p>

“龍芯所承載的不僅僅是民族企業奮斗的精神，更承載著億萬兒女強國的夢想。時不我待，我們一起行動，出謀劃策，把我國的民族產業推至世界之巔?！?/p>

“‘Powered by Loongson’能夠趕超‘Intel inside’，讓更多的孩子使用龍芯電腦，讓更多的龍芯電腦武裝信息化校園，讓每位龍的傳人以使用龍芯電腦為榮！”

談到龍芯在教育教學中的應用，教師們總是有很多的話要說。不僅僅是因為龍芯針對教育行業進行了創新的應用拓展，不僅僅是因為龍芯使用的是開源的操作系統和應用軟件，也不僅僅是因為龍芯安全可靠、節能環保，更是因為龍芯是我們自己的，是名副其實的“中國芯”。

隨著教育信息化的不斷發展，傳統的課堂教學模式已經發生了巨大變革，信息技術已經融入各學科課堂教學過程中，給教學帶來了生機與活力，但還是存在師生交流不暢、學生學習困難、不能展現自我等許多不足。龍芯電腦及其多媒體教學系統的出現及時解決了這些問題，使教師能在教學中游刃有余，學生也能及時展現自我，增強自信心，使課堂教學達到更好的效果。

龍芯極域電子教室在信息技術教學中的應用

在傳統的信息技術課堂中，教師在授課時通常有以下兩種方式：一是利用網絡教室軟件控制學生機器，讓學生觀察教師的操作方法；二是利用投影儀將教師的操作方法投影在幕布上，學生跟隨教師操作。這兩種方式往往造成學生沒有辦法記住教師的操作過程，或是學生機械地模仿教師的操作，沒有一個明確的目的去吸取知識。時常發生這節課的內容學生下節課就忘得一干二凈的現象。當學生忘記前一課的知識時，教師還要領學生回顧舊的知識點，導致課堂時間的浪費。

使用龍芯多媒體教學設備，可以利用電子白板的功能在課件或軟件的重要位置進行講解，通過電子筆代替鼠標的功能進行操作，使上課流程更加高效；也可以利用電子白板的投影、幕布、放大鏡等功能及時地吸引學生的注意力，突出當前重點，更好地達到教學目的。

1.運用“點名”與“監控”有效管理課堂教學

為了提高教學效率，教師應該努力營造良好的課堂氛圍，切實制定嚴格的信息技術課堂規范，形成相應的監督、管理和督促機制。龍芯極域電子教室中的點名、廣播、監控、學生演示等功能夠輔助教師實現課堂教學的有效管理。一般信息技術教師任課班級數較多，很難記住每一位學生的名字，在課堂提問時也很不方便。如果在課前用極域電子教室中的“點名”功能，讓學生用真實姓名進行注冊，會幫助教師更好地進行課堂管理。教師講完課后，在學生實踐或自由活動時，可以利用監控功能，對從事與課堂內容無關活動的學生，進行黑屏、短訊警告甚至遠程關機的處理。通過“點名”功能，教師能準確地點出有“調皮”行為的學生姓名，學生自然就會認真聽課了。

2.階段性實踐協助學生提升操作技能

在階段學習結束后，可以安排一次階段性實踐活動。比如，對于文字處理軟件，教師可以安排小報制作互評活動。在小報制作中，學生可以自己確定主題，運用網絡搜索與下載相關的素材，對一些圖片進行加工處理，設計好版面后，還要應用Writer軟件來實現。在整個活動過程中，學生能更好地掌握知識點，進一步熟練操作技能。這是對書本知識的延伸拓展，也是多單元知識融會貫通的捷徑，能讓學生的信息素養得到真正提高。

學生利用龍芯電腦制作的龍芯小報

龍芯計算機互動教學系統的綠色理念

龍芯計算機互動教學系統立足于“綠色班班通系統”和優秀的配套資源，基于龍芯電腦與交互式電子白板的整合應用，具有數字化導學閱覽室、信息技術教室和“綠色班班通”互動教室的功能。它能滿足自主探究式學習、信息技術教學、師生多維互動教學等需求，可以有效提高教學效率，實現資源共享。

龍芯計算機互動教學系統設計理念先進，貼近中小學課堂教學實際，能夠滿足信息技術在教學應用中的需求。該系統將龍芯電腦與現有技術有效整合，配以具有自主知識產權的教學互動軟件平臺和優質數字化教育教學資源，形成了計算機互動教學系統解決方案，在國內處于領先水平。該系統的成功研發和推廣應用，對于我國基礎教育信息化環境建設具有重要的意義。

龍芯計算機互動教學系統具有綠色、低成本、實用、好用的優勢。經過實踐，它已顯示出節能環保和信息安全等“綠色”特性， 既能夠滿足中小學課堂教學信息化的需要，又有利于推動我國教育信息化的普及與發展。該系統能夠支持師生之間課內、課外互動，通過班際同步聯動實現課堂教學的開發和優質資源共享；操作界面友好，易學好用。

學生在龍芯多媒體互動電腦教室中上課

學龍網交互式學習平臺的優勢

學龍網是龍芯教育信息化的重要組成部分，憑借強大的互聯網技術，配合龍芯計算機教室在各地學校應用，為廣大師生提供貼近日常教育需求的輔助資源及服務，實現了集“學校―班級―家庭―教師―學生―家長”于一體的網絡化教學體系，融入全新的網絡教育理念，輔助傳統的教學模式，使國內最優秀的教育教學資源實現全國共享，在中小學生與優秀教師之間搭建了一條高速信息通道，使每一個孩子都能享受到最好的教育。學龍網能減輕教師教學負擔，豐富學生學習體驗，強化家長參與度，監督教學環節實施，提高教育質量效率。

1.學龍網自主體驗式教學挑戰傳統教育模式

學龍網以覆蓋全球的計算機互聯網為媒介，進行教育資源的傳送，只要有聯網的計算機終端，現代網絡遠程教育即可實現。學生可通過網絡獲取各種各樣的信息，向不同的教師請教問題，學習不同學校的不同課程，查閱世界各地圖書館里的信息。

2.云計算給學生帶來了新的選擇

學龍網通過資源共享的方式，分年級將各個階段的教學任務和測試要求呈現在網站中，讓學生自由選擇測試題目，從而非常直觀地展示學生自身教育水平，輔助教師因材施教，讓那些原本學習能力更強和學習速度更快的學生較早地步入下一個階段，從而實現更快的“升學”效果。

3.打破學校與家庭之間互動的時空障礙

學龍網運用云計算技術，徹底讓學生得到實用而堅實的教育。教師可以隨時隨地關注學生的學習和生活動態，在線布置和批改家庭作業，針對每位學生的特點自主命題。同時，教師可以獲取每位學生的趨勢報告圖，與學生家長及時溝通，共同幫助學生學習和成長；學生與同級同班的同學交流分享學習中的經驗，獲得更廣闊和豐富的知識視野；家長可以實時與學校溝通，掌握學生學習報告趨勢，從而提供有針對性的輔導教育，為孩子的教育和成長營造和諧的家庭學習氛圍，讓孩子贏在起跑線上。

龍芯掀起教師備課的革命

傳統的備課通常是由教師手工撰寫教案，期末時再上交學校存檔保管，很難做到資源共用共享，給教師和學校管理工作都增加了不少的麻煩，同時也不利于學科間的交流。為了使教學和管理工作更加科學合理，近年來，各地教師積極探索實踐，學習計算機教學應用技術，向各地教育主管部門提出了利用電腦軟件進行有效備課的建議，電子備課便應運而生。

1.電子備課引領教學改革

電子備課方式不但能使教師把更多的時間投入教學活動中，提高教學效率，而且能夠促進學科之間的交流，做到教學資源的共建共享。不僅如此，學校還能隨時隨地對某個學科進行過程性指導和檢查，掌握教師的教學動態。教師課后還能隨時交流互動，進一步擴展教學資源的空間。

根據實際情況，我們綜合分析了電子備課所帶來的方便修改、容易保存、利于共享、節省時間等優點，推出了學龍備課大師系統。學龍備課大師是由客戶端軟件、云平臺服務組成的一套教育軟件服務系統，能夠通過專用的客戶端軟件工具，便捷實現數理化公式、方程式輸入，各類數理化圖形、實驗裝置圖、表格統計圖繪制，試卷、教案等文本文檔的高效編輯排版；學龍網云平臺為教師提供教學資源搜索、存儲、交易服務，為學校、教育局提供資源管理、遠程共享等互聯網服務。

電子備課普遍采用客戶端+云平臺服務架構，把在線服務、應用客戶端、備課組卷軟件，以及配套可選的硬件設備進行整合，共同組成電子備課的教育產品形態。學龍備課大師將教師的教學備課、組卷等活動與學龍網平臺的資源及其衍生出的資源搜索、存儲、交易、管理、分享等應用一體化地結合起來，不僅提供教師備課組卷軟件的使用功能，同時提供關聯教育資源的各項應用服務。

電子備課小范圍應用到課堂教學中，不僅得到了教師們的普遍歡迎，取得了良好的試驗效果，還充分發揮了多媒體在現代教育中的重要作用。通過電子備課模式，整合現有教學資源，減少教師無效或重復勞動，把教師從繁重的傳統備課中解放出來，以便更深入地研究教師、學生、教法和學法，更新教學理念，改進教學方法。

2.備課必備給力工具―― 快采儀

好的備課軟件必定不能缺少硬件的支持?？觳蓛x的出現，代替了傳統高清展臺的功能，又自帶強大的軟件管理系統，通過先進的掃描設備、無線通信設備，形成多媒體教學環境，配合豐富的協同教學軟件、課件與資源，其人性化設計讓廣大教師“便于使用、樂于常用、方便妙用”，真正實現了教學改革的目標。通過與電腦、簡易電子白板的組合，快采儀可以取代傳統實物展臺，尤其是與電子白板的互動組合，在電子白板上直接操作快采儀，電子白板工具也可以直接在快采儀的軟件頁面進行批注等操作，較傳統實物展臺更生動、形象，是現代多媒體教學不可缺少的一部分。

篇(6)

關鍵詞：信息安全；課程教學；實踐教學

中圖分類號：G424　文獻標識碼：B　文章編號：1673-8454(2012)05-0067-02

一、引言

信息安全人才培養是國家信息安全保障體系建設的基礎和先決條件.自2001年至今國內一些高校先后設立了信息安全專業和信息對抗技術專業，已經為社會輸送了上萬信息安全專業的本科人才。與此同時，為普及信息安全教育，近年來許多高校也面向非信息安全專業學生開設了信息安全類選修課程。

我院自2005年開始就為計算機科學與技術、電子商務和信息管理與信息系統三個專業開設了密碼編碼學與網絡安全、計算機安全技術兩門專業選修課程，考慮到教學過程中不同專業在學習信息安全類課程時的不同特點.2007年調整教學計劃后為信息管理與信息系統和電子商務專業開設了信息安全技術選修課程，為計算機科學與技術專業開設了網絡安全技術課程。

二、教學目標

信息安全類課程具有涉及面廣、內容和知識體系更新快、對先修課程要求高、理論與實踐聯系緊密等特點。并且對于非信息安全專業的學生來說教學重點應該是擴展學生知識面，培養學生的實際動手能力，為將來可能面對的信息安全問題的解決和學習奠定基礎。因此我院信息安全類課程的教學目標被定位為培養學生的信息安全意識，普及常用的信息安全技術，使學生具備信息系統中的安全防衛能力和新技術的應用能力。…

三、教學過程中的難點問題

非信息安全專業的信息安全課程大部分都是該專業的專業選修課程，一般都是在大三下學期和大四上學期開設，此時的學生已經具備了一定的專業基礎知識，但對信息安全類課程來說如何做到在一門課程中既要覆蓋信息安全專業的主要知識領域，同時還要針對不同的專業特點選用相應的教學方法，這些苛刻的教學需求使得該類課程在教學過程中遇到了各種各樣的難題，下面將從課堂教學和實踐教學兩個方面分別闡述在教學工作中遇到的難題和采用的解決辦法。

1.課堂教學環節

(1)教學內容較多和學時偏少的矛盾

按照各專業的前導課程，遵循培養信息安全意識和普及常用的信息安全技術的原則。制定了如表1所示的教學內容。

其中只有信息系統安全與網絡安全技術這兩個部分的教學內容和課時分配根據教授專業的不同而有所側重和區別。總體來說，在課程內容的設置上以培養信息安全技術應用人才為目的，擴大學生的信息安全知識面為導向，教學過程中不過多地糾纏于理論細節，以此來解決課程內容豐富而學時較少的矛盾。

(2)部分教學內容枯燥，影響了學生的學習興趣

根據學生的教學意見反饋調查發現，影響學生學習興趣的教學內容主要集中在密碼學基礎這一知識領域中。密碼學基礎是信息安全技術的基礎知識，也是學習信息安全技術過程中必不可少的知識組成，因此為了提高學生的學習興趣，在教學過程中采取了如下教學方法。

首先。將一些相關的數學基礎知識整理成自學材料并引導學生自學，以降低學生在課堂上學習密碼學知識的枯燥感；其次，在講授密碼學的基礎知識時，多穿插一些小故事和影視作品的情節，以此來提高學生對密碼學基礎知識的學習興趣。如：以電影《達芬奇密碼》中的故事情節為線索，為大家講解古典密碼算法中置換類算法的加密思想以及密碼分析中暴力破譯法的基本原理：然后，在介紹現代密碼算法時，應重點介紹主流算法.并配合一些Flas形象生動地幫助學生理解算法的加密解密原理。此外，還可以推薦一些和密碼學相關的小說，如《密碼故事――人類智慧的另類較量》，供學生課外閱讀。

這些教學方法極大地提高了學生學習密碼學知識的興趣，取得了很好的教學效果，受到學生的一致好評。

(3)如何獲取恰當的教學案例帶動課堂教學

對于課程中信息系統安全和網絡安全部分的知識點，如果在課堂教學過程中只是注重原理的講解，會使得教學過程顯得極為生硬抽象，不利于學生的理解和應用。因此，在授課過程中以案例為驅動，帶動基本原理的講解，是較為合理的教學方法。而如何獲取恰當的教學案例，是困擾教師的難點問題。

目前，教學案例的獲取方式主要有兩種，一種是由教師親自整理制作；另一種就是參考其他院校相關課程選用的教學案例。因此，在今后的課程建設過程中將重點考慮引入課程教學軟件，以進一步解決教學案例匱乏和更新速度慢等問題。

(4)學習方式被動

學生往往只是被動地接受課堂的灌輸式教育，如何提高學生的學習積極性，讓學生主動地去學習信息安全課程，同樣也是教學過程中的難點問題。

因此在課堂教學環節，嘗試采取了學生分組的教學形式，并在課堂上組織分組討論、演講比賽、分組對抗等多種教學活動，通過多樣化教學，充分調動學生的學習主動性和積極性，活躍課堂氣氛，尤其是分組進行的演講比賽，學生們通過自己動手搜集整理演講材料和賽后討論，加深了對課程內容的認識和理解。

2.實踐教學環節

信息安全是一門較新的學科，同時也是跟實際聯系非常密切的技術，因此實踐教學環節是教學過程中必不可少的。而如何在教學資源有限的條件下找到既能培養學生的實踐動手能力又能調動學生興趣的實驗內容是非信息安全專業信息安全類課程實踐教學環節的難點問題。

我院信息安全類課程設置了如表2所示的實驗項目。

其中所有的選做實驗項目的實驗指導書以及相關軟件等材料都上傳到公共郵箱中，并由教師引導學生利用課余時間來獨立完成。實踐表明，這些實驗項目提高學生的學習興趣，同時又鍛煉了學生的動手能力.為將來在工作中可能遇到的一些安全問題奠定了基礎。

四、教學方法的進一步探索與研究

考慮到社會各界對信息安全人才需求的變化，在今后的教學計劃調整中準備將所有信息安全類課程合并為一門公共選修課程――信息安全概論，結合這一變化對信息安全概論的教學工作需要做出相應的調整和改進。

首先需要為信息安全概論增加前導課程匯編語言程序設計，該課程以Win32匯編語言程序設計為主要教學內容，以培養學生熟悉掌握Win32匯編程序設計的方法和技巧，并以具備分析Win32匯編程序、編制和調試匯編程序的能力為教學目標。

篇(7)

【關鍵詞】教育技術：教育技術系統：教育技術“人―機”系統：復雜系統：開發模式

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009―8097（2013）04―0021―06

在教育技術的發展過程中，出現了大量的教育技術系統。作者認為這類系統的出現，絕非偶然，試圖找出其存在的原因，提出一般開發模式，以期有助于后續研究。

一 教育技術“人―機”系統概述

回顧教育技術發展歷史，作者注意到以下這些教育技術系統：視聽教育系統、語音實驗室系統、廣播電視教育系統、計算機輔助教學系統、教學設計系統、微格教學系統、數字化圖書館系統、網絡教育系統、移動教育系統、泛在教育系統、云計算教育系統、虛擬學習社區，等等。這類系統除了具有各自的特性外，還隱含著一些共性。以下作者將著重對上述這類系統進行分析、研究、概括和抽象，找出其共性。

1 教育技術系統的特點分析和研究

按照系統科學原理，分析一個系統，要從內部構成及其所處的外部環境入手，內部結構表現為系統組分、系統結構特征以及整體涌現，外部環境表現為系統誕生的時代特征和發展演化所處的技術、文化、社會等環境。系統的生成、演變、發展、消亡都有其內因（即系統自身內部的自組織因素），也離不開外部環境和人為的影響和作用（即他組織作用）。

基于上述系統思維，我們可以從系統組成要素及特點、系統結構特征、系統功能、時代、環境、組織特性（自組織與他組織）這六個維度，來分析、研究這些近現代所出現的教育技術系統。

（1）組成要素及特點

所有這些系統，一般由人和機兩個要素組成。人一般包括教師、學習者、管理者以及教輔工作者；不同系統中機所對應的硬件和相應的媒體材料有所不同。如對于視聽教育系統，其機包含硬件主要為幻燈、投影、廣播、電影、教學機器、錄像、衛星電視等和媒體材料（視聽教材、印刷材料）；對于廣播電視教育系統，機包含硬件（廣播、電視、計算機等）和媒體材料（印刷文本、錄音錄像、VCD光盤、視頻直播課程等）；對于微格教學系統，機包含硬件（多媒體、攝錄像設備和計算機等）和媒體材料（課堂教學及演示技能、微格教案）；對于移動教育，其機包含硬件（終端設備及移動通信設備）和媒體材料（移動信息資源）；對于云計算教育，其機包含硬件（云設備和計算機）和媒體材料（各種動態資源）等等。

（2）系統結構特征

一般地，教師、學習者、媒體設備及相應媒體材料之間以各種形式合理互動。如對于語音實驗室系統，教師主控臺的信息通過音源設備輸送給學習者，在此過程中教師、學習者、機之間相互影響；對于移動教育系統，有學習需求的學習者利用有效的移動設備和媒體通道，選擇合適的學習資源，針對特制的課程內容進行學習對于泛在教育系統，學習者可以在任何時間任何地點，通過任何移動終端，隨意獲取當前所需要的學習資源等等。

（3）系統功能

所有這些系統，其功能都是改善教育促進學習者的學習。如對于教學設計系統，該系統以解決教學問題、優化學習者的學習為目的，對學習過程和學習資源進行系統安排，創設各種教學系統的過程；對于網絡教育系統，教師將網絡課程資源輸入因特網，流向網絡學生，向教師和學習者提供一種網絡教和學的環境等等。

（4）時代

這些系統都發生在工業文明和現代信息社會。如微格教學系統形成于美國60年代的教育改革運動，1963年，斯坦福大學借助錄音錄像設備和電教技術，形成了微格教學課程：對于數字化圖書館，20世紀90年代初，開始步入數字圖書館建設時期；對于移動教育系統，起源于2000年美國加州大學伯克利分校的Mobile Education研究項目等等。

（5）環境

各系統均對應與各自所處時代的技術、人文和社會環境。如視聽教育系統，工業革命推動科學技術，使得照相技術、幻燈機、無聲電影等被引入教學領域是其技術環境；而美國行為主義學習理論在教育中的主導作用以及人們開始研究具有視聽雙重特征的媒體是其產生的人文環境；泛在教育系統，隨著計算機技術和網絡通信技術的飛速發展，泛在計算已經出現，它是繼大型主機和個人計算機之后的“第三代”計算技術。

（6）組織特性

大多教育技術系統均為他組織而非自組織系統。通過對多個教育技術系統從六個維度的分析，作者發現盡管這些系統在出現的時代、環境和媒體設備的運用等方面都存在差異，但仍然可以抽象出以下共性：

①相同的組成要素。各系統都是由人（包括教師、學習者、管理者以及教輔工作者）和機（包括硬件和媒體材料）兩個相同的要素組成。

②相同的交互關系。這些系統，僅僅只是在不同時期由于不同的媒體設備、傳輸方式、與媒體想適應的教學材料的形態不同，教師與學習者的主體作用有所不同，但是，各系統中人機、人人、機機之間的交互關系相同或相似。

③相同的系統功能。上述這些系統，其目的都是通過運用媒體設備，促進學習者的學習和促進教育的發展，各系統都具有促進學習者學習的功能。

④相同的組織特性。這些系統都是他組織系統。

⑤相同的人機特性。這些系統全是既離不開人又離不開機的系統。

2 教育技術“人―機”系統的概念界定

綜合以上的概括總結，作者將教育技術中由人（包括教師、學習者、管理者以及教輔工作者）和機（包括硬件和媒體材料）兩個要素組成，人機、人人、機機之間具有相同或相似的交互關系，具有促進學習者學習的功能，并且具有人機特性的他組織系統合稱為教育技術“人―機”系統。

要特別說明的是，以上五點特性中，人機特性是教育技術“人―機”系統區別于其他教育教學系統的根本特性。其他教育教學系統由于沒有體現技術促進教育的教育技術本性，所以不適合歸屬于教育技術，應該歸屬其他教育科學的門類。

教育技術“人―機”系統是教育技術中一類具有人機特性的實際系統的抽象和概括，二者之間是一般與個別、普遍與特殊的關系。

3 教育技術“人―機”系統一般是復雜系統

復雜性即復雜系統的特性。通過對諸多的教育技術“人一機”系統進行分析，作者發現，教育技術“人―機”系統大多都具有復雜系統所具有的10個特性，一般是復雜系統。

以下以其典型案例虛擬學習社區系統為例來說明。虛擬學習社區是教育技術“人―機”系統的一個典型案例，首都師范大學王陸教授曾寫道：虛擬學習社區不僅是學習化社會的一種學習組織，也是一個由計算機、Intemet和人所組成的人機系統。虛擬學習社區是一種依托網絡而存在的復雜的教育技術“人―機”系統，具有多數教育技術“人―機”系統所具有的復雜系統特性。

①非線性。虛擬學習社區的組分（社區成員）種類繁多，子系統之間的非線性作用異常復雜，使得系統的各因素或子系統的相互作用所產生的結果是不確定的。②多樣性。虛擬學習社區的各成員或子成員之間以及各成員與環境之間的相互適應、相互競爭，加上各成員節點的自由流動，必然演化出多樣性。③多層性（層次性）。虛擬學習社區往往包含多個層次的成員節點，這些層次之間一般不滿足疊加原理。④涌現性。是虛擬學習社區各成員綜合起來所具有的一種整體特性，整體大于部分之和。⑤不可逆性。例如，一粒種子長成的作物，不會再回到原來的種子。⑥自適應性。虛擬學習社區通過自組織過程適應環境而出現新的結構、狀態或功能。⑦自組織臨界性。虛擬學習社區的發展過程是依賴大量的個體在相互作用、相互影響下的演化結果。⑧自相似性。虛擬學習社區系統的宏觀結構與局部結構都具有不同層次的自相似結構。⑨開放性。比如虛擬學習社區系統與周圍環境有密切聯系，能與周圍環境相互作用，并能不斷向更好地適應環境的方向發展變化。⑩動態性。虛擬學習社區一直是處于不斷的發展變化之中的，而且本身對未來的發展變化有一定的預測能力。

通過教育技術“人―機”系統的典型案例虛擬學習社區，作者認為教育技術“人―機”系統一般是復雜系統。

二 教育技術“人―機”系統存在的原因初探

隨著教育技術的不斷發展，大量的教育技術“人―機”系統相繼出現，為什么教育技術中會存在如此現象？楊開城經過多年的深入研究，認為：教育技術，即教育教學系統的構造技術。作者認為，教育技術就是制造教育信息系統的技術。為了更好地提高學習者的學習效率，在制造這些系統時，我們便用各種先進的、適合的技術來促進學習。然而，一方面，學習是復雜的，另一方面，技術不是萬能的，是一把雙刃劍，離開人類有史以來所積累的教育教學知識和教師的教學經驗，完全單純憑借技術來改善學習者的學習績效，技術很多時候會“無能為力”，甚至有時會適得其反。因此，在技術應用于教育的過程中，技術與教育的合理整合是必需的，人（教育工作者）與技術的結合是合理的、自然的，教育技術“人―機”系統的存在是客觀和必然的。作者試圖從以下三方面來闡述教育技術“人―機”系統存在的原因以及其存在的必然性和客觀性。

1 “人―機”系統存在與學習的復雜性相關

從最新的腦神經科學的觀點來看，學習是人與生俱來的大腦對外界環境做出高速應變的可塑性。即便是看似簡單的課堂學習，在知識的發送（從中介者的頭腦）和接收（到學習者的頭腦）過程中也會有很多參數進行干預。所以，一般來說，學習是整合了多維度、多功能、多境脈的活動，單一維度的理論模型在真實學習情境中都會遭遇變形和彎曲。

因為人腦的機制是復雜的，人們還不大可能甚至是不可能弄清楚人腦工作的機理，使得學習具有復雜性，而利用教育技術促進學習也是一個復雜的過程。面對復雜的教育技術問題，僅僅依賴人是不可行的，人的績效不高，無法像計算機那樣高速、準確地“計算”，而計算機的智能再發達也不能代替人腦來處理，我們必然要用教育技術“人―機”系統來解決，因此眾多的教育技術“人―機”系統是客觀存在的。

2 “人―機”系統存在與技術促進學習遇到的復雜性相關

技術在當今主要是計算機技術。到目前為止，即使全世界最高級的計算機也是按照馮，諾依曼原理制作的，是“左腦型”的智能設備。它不能像人那樣具有形象（直覺）思維、頓悟思維以及模糊思維，在很多方面還遠遠不及人類的大腦。因此，在現階段電腦不可能代替人腦。技術促進學習時所遇到的復雜性表現在如下三方面：（1）盡管人和計算機都使用語言，但兩者是有區別的，無論什么高級的計算機語言也不能代替人類自然語言；（2）在現有的計算機硬件水平上，人類難以制造出像大腦神經細胞那樣復雜的計算機“元件”：（3）正如常識的表示是知識表示的難題一樣，隱性知識在計算機中的表示過程是一個非常復雜的過程，其中涉及的知識難以表示成結構良好的方式，不大可能原樣地輸入計算機。

作者認為，教育技術的初衷就是利用技術來促進學習者的學習，但單純靠機不行（計算機只能邏輯思維；絕大多數教育問題難以或甚至不能找到數學模型，使其數字化處理），要解決復雜的教育問題，只能靠教育技術“人―機”系統。

3 人機結合對促進學習的合理性

如上所述，以技術促進學習遇到了復雜性和困難性，作者認為可以用人機結合的方式來解決。

機在當今主要是計算機，能處理的始終只能是可以形式化的、比較有規律的、統計性質比較好的、結構比較清晰的問題，而壞結構的問題只有在經過人的努力把它們轉化為良好結構問題時，計算機才能處理。對計算機而言，重要的不是它是否具有直覺形象思維能力，而在于人如何地把它不能處理的非形式化的問題轉化成它能處理的形式化的問題，這也就是人―機結合的目的所在。鑒于人和機這種特有的優勢，采用“機幫人、人幫機”的合作方式，人同機的關系是人利用機，機輔助人，強調機可以幫助人，人也可以不斷改進機，機能做的盡量由機器去完成，極大地擴展人腦邏輯思維處理信息的能力。在以人機結合的方式進行學習的過程中，我們可以借助專家知識和優秀教師經驗，使得形象問題的解決更準確更靈活，機器更加智能高效。

盡管各教育技術“人―機”系統以多種不同的形式出現在不同時期、不同環境下，具有各自不同的特點和功能，但制造這些教育技術“人―機”系統的目的都不外乎是促進學習者的學習和改善教育。人們試圖用各種先進的媒體技術來教學，甚至想以各種先進技術尤其是用計算機來代替教育工作者促進學習，實現完全的人工智能化和自動化。但由于計算機不能像人腦那樣思維，人腦的心理機制難以利用數學建模，不大可能被量化，所以必然要用“人―機”結合的方式來解決。因此不論技術如何發展，只要電腦永遠不能替代人腦，教育技術系統的人機特性就永遠不會消失，教育技術“人一機”系統就是必然存在的，而且很可能將永遠存在。

三 教育技術“人―機”系統的一般開發模式

盡管教育技術中諸多教育技術“人―機”系統具有人機特性，但在有些系統中，人的作用遠遠小于機所起的作用。我們把這類人在系統中發揮作用很小或不參與其中的系統認為是簡單系統，此類系統中的問題也是一些相對簡單、線性的、符合因果決定論的問題，對這類系統的開發采用ADDLE模式；而多數的教育技術“人―機”系統人在其中所起的作用與機相同或者是大于機，我們把這類系統稱之為復雜人機系統，對此類系統的開發我們采用綜合集成方法論模式。簡單系統不在我們研究之列，本文主要研究教育技術中復雜人機系統的開發模式。

1 綜合集成方法論概述

1990年，錢學森、于景元和戴汝為等首次把處理開放的復雜巨系統的方法定名為從定性到定量的綜合集成方法論（Meta-synthesis Methodology，MSM）。綜合集成方法論的實質是將專家群體、信息與知識體系以及計算機體系有機結合起來，構成一個高度智能化的人―機結合體系：它能把人的思維、思維的成果、人的經驗、知識、智慧以及各種資料和信息統統集成起來，從感性上升到理性，實現從多方面的定性認識上升到定量認識，從而解決復雜性問題。

2綜合集成方法論用于解決復雜系統開發問題的合理性

相比較一般科學方法論而言，集成方法論對復雜系統的開發，其基本意義主要體現在以下幾個方面：（1）為探索復雜系統指出了研究路線。在方法論邏輯范疇上，遵循還原論與整體論方法的互補思想，形成了自上而下的分析和由下而上的綜合相互結合的研究方法路線。（2）為研究復雜系統提供了技術路線。在技術路線上，以思維科學為基礎，采取了人―機結合、人一網結合、以人為主的方法論策略，充分發揮主體經驗在定性判斷、系統分析在定量分析中的不同趨勢。（3）實現人、機、經驗、知識與智慧的綜合集成。

3 教育技術“人―機”系統的開發模式

（1）教育技術“人―機”系統開發中的關鍵問題

在迅速發展的信息技術的推動下，綜合集成方法論要能夠全面更好地應用到具體教育技術“人―機”系統的開發中處理這一系列復雜系統的開發問題，要解決好如下關鍵問題。①人機結合策略。教育技術“人―機”系統所面對的問題是復雜的，各系統的目標和功能不盡相同，其人機結合程度應視具體問題而定，沒有統一的開發定式，但作者認為可以有一些可供參考的基本策略。根據人與機器系統在問題求解中所承擔的角色以及彼此相互協作的關系，人機結合的策略大致可以分為人機結合、以人為主的策略，人機結合、以機為主的策略，人機結合、人機協作的策略等。②從定性到定量。處理復雜問題的步驟就是一個從定性到定量的過程，具體表現為將專家憑經驗得到的定性認識以及各種信息與其他知識，通過計算機及相關的技術，進行綜合，建立模型，反復修改，最終上升為對全局的定量的認識。這個過程是非常復雜的，在此過程中，可能需要多層次的反饋。③建模方法。在研究諸如多數教育技術“人―機”系統這樣復雜問題時，一般盡可能地對問題建立模型，從而將對原始問題的關注轉移到對模型的研究上，并對模型求解。作者參考有關開發復雜巨系統問題的建模，及近年來復雜系統研究所采用的各種方法，這里歸納出6種建模策略或者方法：a基于機理的建模；b基于類比的建模；c基于規則的建模；d基于數據的建模；e基于演化的建模；f基于學習的建模。

以上三個問題：人機策略的選擇、從定性到定量的形式、建模方法的選擇，是教育技術“人―機”系統開發的關鍵點，直接關系到系統開發的成效。我們在開發教育技術“人―機”系統時，需要結合系統自身的特點，合理選取策略。

（2）教育技術“人―機”系統的一般開發模式的提出

作者認為，研究教育技術歷史上已經存在的大量的教育技術“人―機”系統，明確這類系統的開發模式，對未來將繼續出現的教育技術“人―機”系統的開發有著指導作用。

在具體開發中，這類系統的開發模式應以簡要的形式向系統開發者說明應該做什么，怎樣去做。在綜合集成思想的指導下，以上面提到的教育技術“人―機”系統開發中的三點關鍵問題為基礎，作者將綜合集成（MSM）指導下的整個教育技術“人―機”系統開發模式分為“問題”、“分析”、“收集”、“建?！?、“設計”、“開發”、“實施”、“評價”、“修正”九個階段，如圖1所示：

A 模式各環節的說明

①“問題”環節，教育技術中通過技術促進學習遇到的復雜性問題，如計算機輔助教學、泛在教育、云計算教育、虛擬學習社區等，對這些復雜性問題進行描述。

②“分析”環節，根據形成的復雜問題描述，進行需求分析，可包括可行性分析、必要性分析、學習者分析、教學目標分析、教學資源分析、教學環境分析等，形成需求報告。

③“收集”環節，依據需求報告，收集人類歷史上存在的與所要研究的復雜問題相關的資料，這些資料可以是已有的方法、技術、模型、數據、信息、專家知識（顯性知識和隱性知識）和優秀教師的經驗等，對獲取的資料進行整理、精煉、排序與篩選等，形成信息清單。

④“建?！杯h節，基于綜合集成的信息清單，我們提出假設，進行集成建模，機器對收集轉換的數據信息進行數據存儲、計算與分析、輔助建模，最終給出模型。建模的模型包括學生模型、教師模型、環境模型等。學生模型是事先根據數據分析或某個教學理論確定幾種學生類型，生成幾個基本的學生原型，然后將每一個使用該系統的學習者根據分類標準歸屬到其中的一個原型中；教師模型是存儲教師教學經驗和教學策略，并在教學設施過程中產生因材施教個性化教學策略的“智能導師”的實體模型，包括教學策略的存儲裝置和產生教學策略的裝置兩個組成部分；環境模型涉及系統中的所有成員、資源、過程、外力、交互和系統或者子系統邊界。

⑤“設計”環節，根據所提出的模型，我們對其進行設計，其中可包括組織知識、闡明教學目標、設計可調整的教學策略和可操作的教學過程（準備學習環境、設計學習任務、創設學習情境等）、組織實踐等內容，最終制定設計方案。

⑥“開發”環節，以設計方案為指導，進行開發，開發時要選擇好開發工具和模型的開發方法以及搭建開發平臺，詳細給出實施程序，以便利用和管理。

⑦“實施”環節，按照實施程序的要求，制定實施過程和策略，推廣成果為在教學中使用提供支持，最終成為好的教學成果。

⑧“評價”環節，要知道教學效果如何，我們需要對教學成果進行評價，看它是否有助于教學目標的達成，是否有突破預設環境的收獲，形成評估報告。

⑨“修正”環節與傳統系統開發一致，我們將評估報告反饋到需求分析階段，根據評估結果這種總結性評價來進行系統修正，同時我們也可以在各個環節遇到新問題時依據形成性評價進行修正，以期最終達到預期需求。

B 模式的特點分析

該模式是將綜合集成方法論的問題解決過程應用于系統開發問題的基礎上，結合教育技術“人―機”系統的人機特性構建起來的。本模式與以往的工程技術的系統開發的其他模式相比，有以下幾個明顯的特點：

①該模式說明了每一個主要成分是怎樣跟其他成分相互聯系在一起的。實線表示從問題到評價的流程，虛線表示反饋路徑。評價活動可以揭示出在其他幾個成分中的何處需要修改。這個模式可以進行形成性和總結性雙向評價，可以滿足在教師教和學生學的過程中或后進行檢測的需要。模式圖中“虛線”代表各環節的形成性評價，而“實線”則是總結性評價，我們可以根據實際需要，自行選擇評價方式。

②綜合集成方法論思想貫穿全程。綜合集成方法論體現在A模式的九個環節中，其中①②⑧屬于定性綜合集成階段，在這個階段我們搜集不同學科、不同領域己有的資料，對所研究的復雜性問題進行優化篩選，在經驗性判斷的基礎上形成定性判斷；④⑤是定性到定量的綜合集成階段，在此階段我們針對前面所建立的數據和信息，提出經驗性假設，建立模型，形成定量描述；⑥⑦⑧⑨屬于從定性到定量的綜合集成階段，本階段，我們依次設計方案、實施程序、得到教學成果，每一個步驟可以反復修正，逐次逼近直到得到滿意的定量結果。如果定量結果否定了原有的需求和經驗性判斷，就必須依據定量結果提出新的經驗性判斷，形成新的模型，再重新循環直到獲得滿意的結論。

③本模式是在工程技術上的系統開發的原則的基礎上，加入了問題描述（教育技術中技術促進學習所遇到的復雜性問題）、集成清單（收集已有的與問題相關的資料綜合成集成清單）和建立模型三個環節，使教育技術“人―機”系統的開發更具綜合性，更人性化。

④該模式具有開放性，可以動態開放地進行修改。在具體的教與學的過程中，教師和學習者是具有主動性和適應性的主體，經常變更，另外隨著教師和學習者需求的改變，教學材料和環境也會隨之而改變，我們需要對其中的模型進行實時動態修改。本模式在每一個環節都具有反饋，可以滿足修改模型等需求。

綜上所述，大多教育技術“人―機”系統是復雜巨系統，而且各個系統的復雜程度不同，人機分工也不盡相同，簡單地直接應用面向多智能體的分析與設計，無法處理教育技術“人―機”系統中的諸多復雜性。而本研究中所給出的在綜合集成方法的指導下進行教育技術“人―機”系統的開發模式只是一個大的指導原則，至于具體系統的開發還需要結合各個系統本身的特點，選擇適合的人機結合策略，從定性到定量的形式，以及建模的方法，以便開發出預期的教育技術“人―機”系統。

四 小結