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数据分析是指用适当的统计分析方法对收集来的大量数据进行分析,提取有用信息和形成结论而对数据加以详细研究和概括总结的过程。这一过程也是质量管理体系的支持过程。在实用中,数据分析可帮助人们作出判断,以便采取适当行动。以下是读文网小编为大家精心准备的:数据分析在混凝土配合比设计中的应用探究相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
混凝土是全世界范围应用最为广泛的建筑材料。在混凝土诞生的一百多年中,无数科研工作者、工程实践者付诸大量的心血探索混凝土的奥秘。但是由于混凝土是一种从细观到宏观都是高度非均质的多项复杂体系,在科学实践中存在众多问题。
混凝土配合比设计的研究对于混凝土生产企业优化工艺、降低成本有着重要意义,为此全世界范围内的学者都给出过不同的研究方法。但是现行的配合比设计方法仍存在较多问题亟待解决。究其原因主要是有关混凝土材料的基础理论性研究不足,导致现行的众多的配合比设计方法均不能以材料科学: 组成、结构与性能的科学方法来阐述混凝土的内在问题。
我们可以对国内外几种配合比设计方法进行简单的评价: 美国ACI 方法: 其优点在于简单易行,通过查表即可得出配合比,但是各个参数的选择理论依据不强,对于材料性状变化的敏感性差,是经验性配合比设计方法最为典型的案例。而英国BRE 方法,相比美国ACI 方法参数选择相似,但是其选择依据考虑的因素更多,缺点也比较明显,仍是图表选择的形式,可能导致普适性较差。法国Dreux 方法的优点在于各个参数考虑细致。但是,Dreux 级配曲线可能有一定局限性。法国( de. larrad) 则在理论上更胜一筹,以物理模型和数学模型建立的设计方法。而我国现行的配合比设计方法更注重的是经验性设计。应该注意到,这样的配合比设计方法理论基础相对薄弱,经验性选择居多,并且计算结果偏差很大。具体表现在,强度公式引起的误差波动,其次用水量与砂率的选择依据也并不充分。
近年来,随着“人工神经网络”等数据分析方法研究的兴起,越来越多的人开始尝试用数据挖掘与分析的方法来进行混凝土配合比的设计与优化。比如人工神经网络方法就具有非线性处理能力强、不需要明确的函数关系式等特点。一个三层BP 神经网络可以以任意精度近似任何连续函数。甚至有研究指出采用人工神经网络技术进行混凝土配合比设计,具有适应性强、准确有效的优点,是进行多组分混凝土配合比设计的一种切实可行的方法。
本文针对混凝土配合比设计的研究工作已经取得的进展,阐明混凝土配合比设计所存在的问题,分析并讨论数据分析在混凝土配合比设计中的地位与意义,为混凝土配合比设计的进一步研究与工程实践提供一定的参考价值。
1. 1. 1 人工神经网络技术简介通常意义上的BP人工神经网络是以输入单元为自变量、输出单元为因变量、网络单元间的连接权值为调整参量,按最小误差原则逐步反馈修正而使网络达到最佳模拟状态的一种数学算法,即误差反传误差反向传播算法的学习过程,由信息的正向传播和误差的反向传播两个过程组成。输入层各神经元负责接收来自外界的输入信息,并传递给中间层各神经元; 中间层是内部信息处理层,负责信息变换,根据信息变化能力的需求,中间层可以设计为单隐层或者多隐层结构; 最后一个隐层传递到输出层各神经元的信息,经进一步处理后,完成一次学习的正向传播处理过程,由输出层向外界输出信息处理结果。
当实际输出与期望输出不符时,进入误差的反向传播阶段。误差通过输出层,按误差梯度下降的方式修正各层权值,向隐层、输入层逐层反传。周而复始的信息正向传播和误差反向传播过程,是各层权值不断调整的过程,也是神经网络学习训练的过程,此过程一直进行到网络输出的误差减少到可以接受的程度,或者预先设定的学习次数为止。
1. 1. 2 在混凝土配合比设计中的应用人工神经网络的特点是非线性处理能力强、不需要明确的函数关系式等,正是因为这些优点,人工神经网络技术慢慢渗透到了各行各业当中且有着非常广泛的应用。理论上讲,一般的三层BP 神经网络可以以任意精度近似任何连续函数。有科学研究指出,采用人工神经网络技术进行混凝土配合比设计,具有适应性强、准确有效的优点,是进行多组分混凝土配合比设计的一种切实可行的方法。刘国华等人曾以BP 网络表达的混凝土性能——配合比关系作为约束条件,以成本函数作为目标条件,采用Monte - Carlo 随机试验法建立直接优化设计模型,并对网络输入输出单元的选择和预测结果稳定性进行较深入的探讨,最终开发出了实用软件。
1. 1. 3 应用实例
用BP 人工神经网络技术建立一个混凝土配合比设计的预测模型,首先必须能够让输入单元反映出影响混凝土最终性能的各个因素,且输出单元要包括所设计混凝土的各项性能指标。因此输入单元主要包括各种原材料的用量和混凝土制作工艺,主要有以下几种: 胶凝材料水泥的品种、强度、初终凝时间; 砂的用量与细度模数; 石子的用量、颗粒级配和最大、最小粒径;矿物掺合料如膨润土、粘土、粉煤灰、矿渣、矿粉等的用量; 用水量; 外加剂( 主要指减水剂用量及其减水率) 。对于混凝土的制作工艺,主要是指其拌合方式,因为不同的拌合方式成本不同,得到的混凝土性能也有差异。而输出单元主要包括混凝土强度、流动度与和易性,其他各项性能因一般情况暂不要求顾不做考虑。
为了提高模型在实际运算中的效率,可根据不同要求对输入输出单元做适当取舍。将输入单元中原材料的影响分为用量与质量指标两类。对于原材料的用量,由于在具体工程中某些材料如矿物掺合料等不会被采用,因此可以忽略; 质量指标往往对于同一工程而言,同产地原材料性能变化不大,在计算中可视为常值不予考虑。如果样本中原材料种类过多,包含了预设输入单元以外的原材料,则视作无效样本,不予采用; 但当样本中原材料种类少于网络单元中原材料的种类时,此类样本中未使用的原材料用量可以以0 代替。当然,如果试验得到的混凝土性能种类少于网络输出单元的性能种类,则视为无效样本。
1. 2. 1 模糊聚类分析简介模糊聚类分析是用数学方法研究和处理所要研究对象的分类问题,即用数学定量地确定分析对象之间在性质、特征等方面的亲疏关系和相似性,从而实现对事物客观地分型划类的数学方法。它是一种非常有效的分类手段,广泛地应用于天气预报、地震预测、地质勘探、环境保护以及图像语言识别等领域之中; 但是模糊集合论不同于普通的集合论,它是一种全新的理论,因而理解起来需要作一下思维的变换。而聚类分析是数理统计中的一种多元分析方法,它是用数学方法定量地确定样本的亲疏关系,从而客观地进行类型的划分。在客观世界中,事物之间的界限有确切的亦有模糊的。
当分类要求涉及事物之间的模糊界限时,需运用模糊聚类分析方法。通常把被聚类的事物称为样本,将被聚类的一组事物称为样本集。模糊聚类分析有两种基本方法: 系统聚类法和逐步聚类法。聚类分析是用数学方法研究和处理所要研究对象的分类问题,即用数学定量地确定分析对象之间在性质、特征等方面的亲疏关系和相似性,从而实现对事物客观地分型划类的数学方法。用模糊聚类分析事物更加的灵活,客观和计算简便。
1. 2. 2 在混凝土配合比设计中的应用模糊聚类分析在混凝土配合比设计中的应用主要是采用基于模糊等价关系的动态聚类法,其计算过程主要是样本与聚类指标的选择、数据标准化、计算模糊相似关系、确定模糊等价关系和聚类,模糊聚类分析的结论并不表征对象绝对属于某一类,而是以清晰的阈值表征对象在一定程度上相对属于某一类。模糊聚类分析与BP 人工神经网络结合进行预测比单纯的模糊预测精度要高,所需的训练次数要少,而且预测效果要好。这是因为通过模糊聚类分析可以预先将各个模式分成若干类别,而如果单纯地通过隶属度进行预测计算则无法充分利用各个模式间存在的相容相斥关系,这样将会导致可利用的信息不完整。
相反。如果能够很好地配合BP 人工神经网络的信息处理机制,则可以充分增强神经网络的分类能力。除此之外,还可以使各个模式间的相容相斥信息得以利用,预测精度会相应提高。模糊聚类由于可以从量上把握研究体系中的复杂和模糊不确定的关系,因此在混凝土配合比设计中应用模糊聚类方法可以解决那些往往无法定量讨论的问题。模糊聚类还可以通过对混凝土配合比基础理论的修正,来侧面优化通过人工神经网络建立的混凝土配合比设计系统。周双喜曾以钢渣粉、粉煤灰、矿渣粉、烧黏土等作为试验对象,把掺加不同掺合料胶砂的3d与28d 抗压、抗折强度作为样品的指标,通过模糊聚类分析了掺合料的活性,并由此避免了凭经验选择所带来的主观片面性。
李敏等人采用抗压强度损伤系数、外观损伤系数和耐久度损伤系数为一级评价指标,以爆裂度、裂缝宽度为二级指标,确定了评价因子的权重,建立了评价计算模型,实现了无损伤快速的对高强混凝土受火后的综合评价。田华等人指出通过选取两类指标: 最简单直观的水灰比、矿物掺合料用量、砂率、水泥强度、混凝土外加剂用量和骨料最大粒径或者体现混凝土强度、工作性、耐久性和经济性的抗压强度、坍落度、抗渗性和原材料,将模糊聚类分析法用于混凝土质量控制中可改进传统混凝土质量评定结果的不客观性。赵运德等人以人力、机械、材料、方法和环境为指标采用模糊聚类分析法,建立了一种快捷方便的混凝土质量评估模型,可预测混凝土质量评价中的影响因素,以确保工程质量的合格。
1. 3. 1 灰色关联分析简介灰色关联分析方法是根据各个因素之间发展趋势的相似相异程度( 灰色关联度) 作为衡量因素间关联程度的一种方法。灰色关联分析的基本原理是考察各行因素之间微观或宏观的几何接近,以分析和确定各因素之间的影响程度或若干个子因素对主因素的贡献程度。灰色系统理论实际上提出了对各子系统进行灰色关联分析的概念,该理论企图通过一定的方法来寻求系统中各子系统( 或因素) 之间的数值关系。也正因为此,灰色关联度分析对于任意一个系统的发展变化态势都提供了数量化的度量。关联度是针对于两个系统之间的因素中随时间或不同对象而变化的关联性大小的量度。在系统发展过程当中,若两个因素变化的趋势具有一致性( 同步变化程度高) ,则可以说二者关联程度大,因此可以得出在某个包含多种因素的系统中具体的某个因素是属于主要的、次要的还是影响比较小的。
1. 3. 2 在混凝土配合比设计中的应用
混凝土是一种可用于多种环境下的非均质材料,其性能受多种因素的影响,而应用灰色关联理论可以将混凝土多个影响因素的“影响力”进行量化、排序,不仅使人们在理论上更好的认识混凝土,而且有助于混凝土配合比设计方法在理论层面上的完善。冯庆革等人曾借助灰色关联理论计算出养护龄期为7、28d 的混凝土抗压和抗拉强度与10nm ~ 20nm 范围的孔关联度最大, 91d 时与大于400nm 的孔关联度最大。梁本亮的结论与按照单因素敏感性分析方法得出的结果一致,即应用灰色关联建立了氯离子浓度、水灰比、环境湿度和构件表面氯离子浓度与氯离子侵蚀寿命之间的关联度,得出混凝土结构氯离子侵蚀寿命影响因子敏感度中,以构件表面氯离子浓度为最高,其次是氯离子浓度和环境湿度,水灰比敏感度最低。
张永娟等人通过灰色关联理论分别分析了钢渣粉和矿粉颗粒与混凝土强度之间的关系,指出要想提高钢渣粉颗粒群的反应活性,应增加粒径为5μm ~ 30μm,尤其是粒径为5μm ~ 10μm 的颗粒含量,而矿渣粉则是0 ~20 μm范围内的颗粒对混凝土强度有积极作用。席峰等人通过分析聚苯乙烯泡沫混凝土的原材料用量与混凝土强度和密度的关联度,指出在密度不变的情况下,水灰比的改变和减水剂的使用对混凝土强度影响最大; 而在强度不变的情况下,砂石和EPS 的含量是影响密度的主要因素。
C. Y. Chang和他的团队曾将灰色关联和赋权技术结合起来确定了应用再生骨料生产混凝土的最佳参数。冯庆革等人通过灰色关联分析法计算出养护龄期为7、28d 的混凝土抗拉、抗压强度与10nm ~ 20nm 范围的孔关联度最大,91d时与大于400nm 的孔关联度最大。罗洵利用灰色关联法,分析了胶凝材料用量、水胶比、磨细矿渣掺量、硅灰掺量与混凝土坍落度和28d 强度的关联度,得出胶凝材料的用量对混凝土强度和流动性的影响最大的结论。袁晓露的团队还通过灰色关联法分析了水泥矿物组成与韧性间的主次相关性。陈志江等人利用灰色关联分析法得到了各个因素对混凝土碳化深度的影响,按照大小依次排序为: 水灰比、相对湿度、水泥用量、碳化时间。
( 1) 采用人工神经网络技术进行混凝土配合比设计,具有适应性强、准确有效的优点,是进行多组分混凝土配合比设计的一种切实可行的方法。
( 2) 模糊聚类分析与BP 人工神经网络结合进行预测比单纯的模糊预测精度要高,所需的训练次数要少,而且预测效果要好。
( 3) 灰色关联理论可以将混凝土多个影响因素的“影响力”进行量化、排序,不仅使人们在理论上更好的认识混凝土,而且有助于混凝土配合比设计方法在理论层面上的完善。
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网络攻防环境难以构建和管理是一个普遍性的难题。目前已经设计出一种使用虚拟机以及Openstack虚拟化的一种管理技术的网络攻防实验平台,它主要是基于云计算技术的。设计这种基于云计算的网络攻防平台的最根本原因是当前等的构建计算机网络攻防对实际网络环境有着较大的影响,而且成本比较高,不能实现高频率的构建,而这种基于云计算的网络攻防平台能够有效的虚拟网络环境,即不对实际的网络环境造成太大的影响;同时,它的实验成本较低,所以各种各样的网络攻防实验的测试都可以实现,真正的方便了需要使用网络攻防实验平台的企业以及各高校。以下是读文网小编为大家精心准备的:浅谈基于Openstack的网络攻防实验平台设计与实现相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
近年来,随着多起安全相关事件在互联网上曝光,网络安全成为当前技术研究热点,网络安全课程和网络安全竞赛也得到了更多的重视。
我们在网络安全课程的学习和网络安全竞赛的训练过程中,做了大量网络攻防方面的实验,比较深切地感受到现有的网络攻防实验手段的不足。
考虑到网络攻防相关实验往往都带有一定的破坏性,在真实网络环境里进行攻防实验还会遇到法律授权方面的麻烦,一般都是通过安装VMware、Virtualbox 等模拟软件构建虚拟网络环境去进行攻防实验。
在自己计算机上架设虚拟机构建网络攻防环境方式的优点是简单、廉价和灵活。但我们在练习过程中也发现,随着学习内容和人数的增多,会出现比较严重的管理问题,例如出现越来越多的虚拟机镜像和快照文件、越来越多的文档资料等,时间一长就容易遗忘,要搜索、准备很长时间才能进行实验操作;另外,人数多了,还牵涉到文档、软件、攻防系统镜像的分发和同步的问题。很多网络攻防实验的关键步骤其实并不多, 却往往要耗费大量的时间和精力做准备和排错工作,大大降低了效率,更不容易进行共享和更新工作。
经考虑,我们准备借助云计算技术来构建网络攻防实验平台。云计算技术可以灵活地按需提供虚拟化、并行计算、网络存储和负载均衡等服务,因此如果能把网络攻防所需的各种工具软件、攻击机和靶机镜像、操作指南等文档资料统一安放到云平台中,则可以极大地改进管理工作。例如,可以省去本地安装配置工作,只要有网络随时能用注册账号登录到云平台上做有操作权限的网络攻防实验;所有的技术文档、操作指南等统一存储在云平台,非常容易检索;在攻防实验平台的存储空间、CPU 性能出现瓶颈时,也非常容易进行扩充升级。
Openstack 是一个美国国家航空航天局和Rack space 合作研发的, 旨在为公共及私有云的建设与管理提供软件的开源项目。
Openstack 正处于高速发展和推广应用过程中, 目前已经是各种公有云和私有云建设的主流方案。
基于Openstack 的云平台部署非常灵活, 既可以只装在单节点服务器上,也可以部署到大规模集群服务器组,经综合考量,我们使用两台服务器去实现网络攻防实验用云平台,其中一台服务器部署为控制节点,另一台部署为计算节点,这也是目前广泛使用的方案,足以应付通常的实验,以后如果有需求,可以再添加计算节点以提高性能。服务器可以只放在私有局域网中,也可以接入校园网提高公开服务,因此每台服务器都装上双网卡,一块连接到外网,另一块连接内网。
设计的云平台服务器使用操作系统CentOS Linux 6.4 版, 下载OpenStack 的Icehouse 版本进行安装配置, 根据Openstack 的官方安装指导,在控制节点先后安装并配置Mysql、RabbitMQ、keystone、Nova、Neutron、Cinder、Glance、Horizon 和Apache 等服务项目,而在计算节点上只需安装配置Nova 和Neutron。
Openstack 安装完成后, 借助Dashboard 服务可以通过Web 界面登录后进行管理。
登录进入云平台管理页面后,即可非常便捷地进行各种虚拟机镜像的创建、上传、配置、运行、删除等配置工作。这些虚拟机镜像运行后,借助VNC 等远程控制工具,可以让多人同时通过网络访问,从而充分发挥云平台的作用。
在基于Openstack 的云平台搭建好了以后, 为实现网络攻防实验功能,主要任务就是创建足够有用的攻击机和靶机的虚拟机镜像。
攻击机的镜像相对比较容易解决,我们首先制作了基于Windows操作系统的攻击机镜像,在系统中事先封装了大量网络安全渗透测试用工具,包括各种扫描工具、嗅探工具、加解密工具、远程渗透攻击测试工具、动态调试工具、静态反编译工具等等。其中最常见最有用的一些工具包括Metasploit 开源安全漏洞测试工具、Nmap 扫描器、Wireshark 嗅探器、burpsuite 集成Web 渗透测试工具集、sqlmap 注入工具、Ollydbg 动态调试器、IDA 反编译工具等。
另外, 我们也制作了基于Kali 和Back Track 5 的攻击机系统镜像,它们都是开源的Linux 系统,已经在系统中事先集成了大量有用的网络安全测试工具,可以免去大量工具收集的繁琐工作。
靶机的制作则相对比较麻烦,因为这不是简单安装好操作系统和软件就行了,还经常需要自己在靶机上挖掘出或人为生成需要的某种安全漏洞以供攻击机做网络攻击实验。我们首先自己制作了一些基于Windows 2000、Windows XP、Windows 2003、Windows 2003、Windows 7等操作系统的镜像,都是没有打足补丁留下系统漏洞用于系统攻击测试, 然后我们还在一些Windows 镜像中创建了各种基于ASP、ASP.NET、PHP 和JSP 技术的有已知漏洞的Web 网站用于Web 渗透测试。另外,我们下载了一些开源免费靶机资源,例如OWASP 组织发布的一些靶机镜像资源。
为了更方便地使用和管理实验平台,我们另外编写并部署了一个管理网站,主要就是将云平台中的各种虚拟机资源及各种网络攻防实验所需的学习资料进行了分类组织显示。
事先获取权限的网络攻防练习者登录到这个网站后,可以非常便利地查看学习资料, 更重要的是可以启动云平台上各种虚拟机镜像,从而实际连接到运行中的攻击机和靶机进行各种攻防操作。
例如,在做通过弱密码安全漏洞远程控制实验时,练习者可以登录到管理网站上,通过阅读详细学习资料理解了这个课题的相关背景知识后,按照操作指南,先连接到攻击机上,打开运行Nmap 扫描器,扫描靶机开放的端口服务,并利用扫描脚本和自定义的字典文件扫描是否存在弱口令。
扫描结果是,发现靶机已经开放了3389 远程桌面服务,而且通过字典扫描出了管理员administrator 的弱密码5i9x。
然后在攻击机上用远程登录客户端去连接靶机的远程桌面服务,输入扫描出的账号和密码, 即可以管理员权限轻松进入靶机系统,完成了本次渗透测试实验任务。
其他网络攻防实验任务都可以用上述类似的方法进行理论学习和实际操作练习。
通过在攻防平台上的检测发现, 在同时练习人数不多的情况下,攻击机和靶机的连接速度和运行速度基本能够满足要求。
用基于Openstack 技术构建的云平台可以显著提高网络安全,尤其是网络攻防操作的学习效率,可以作为课程学习及竞赛培训的有益助手。当然,目前云平台上的网络攻防系统远不够成熟,存在标准不统一、界面不够友好、制作繁琐、很难支持大规模应用等缺点,有待技术的进一步发展和更多的开发工作
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协议栈是指网络中各层协议的总和,其形象的反映了一个网络中文件传输的过程:由上层协议到底层协议,再由底层协议到上层协议。使用最广泛的是因特网协议栈。以下是读文网小编今天为大家精心准备的:浅谈计算机网络协议栈实验平台的设计与实现相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
计算机网络原理课程是计算机专业主干课程之一,在专业教学体系中占有非常重要的地位。计算机网络原理课程中,最重要的是对于协议栈的理解和掌握。目前,计算机网络原理课程均设置有实验环节,实验内容主要包括4 方面:①通过数据嗅探软件——sniffer/winshark/Ethereal 等分析数据链路层、网络层和传输层协议;②利用网络仿真器如NS2 分析网络协议及其性能[1-2];③协议开发,即利用套接字编程进行应用层协议开发;④网络设备配置实验,包括交换机、路由器、服务器等的配置,这些实验都涉及协议。通过前两类分析网络协议的实验,学生可以观察协议的内部原理、数据包的格式等基本理论知识,但是此类实验属于验证性实验,会令学生对于协议的具体应用仍然模糊,无法达到培养和锻炼学生设计新协议和独立设计开发协议能力的目标。通过套接字编程实验,学生可以开发新的应用层协议,但是仍然缺乏对底层协议的认知和运用。网络设备配置实验也有类似的问题。
目前,计算机网络原理实验课程存在的主要问题是实验的片段性和隔离性导致学生对知识点掌握得不完整、不系统,不能形成有机的整体,不能将针对协议的学习成果应用于具体的协议栈设计,缺少对协议栈开发方法的整体理解。
基于上述问题,为了更好地培养学生综合运用理论知识分析问题和解决问题的实践能力,笔者结合华中科技大学文华学院计算机网络实验教学的现状,构建基于MSP430 的计算机网络协议栈实验平台,设计一套实验方案,期望学生通过在实验平台上的操作,加深对协议栈的理解,提高分析协议栈的能力和实践动手能力。
嵌入式实验平台的硬件部分主要由MSP430和CS8900 网络接口芯片组成。平台采用的微控制器是德州仪器公司(TI)的MSP430F149。这是功耗极低的Flash 型16 位RISC指令集单片机,采用Crystal 公司的CS8900 作为太网接口芯片。CS8900 功耗低,控制简单,可以直接和微控制器相连,通过微控制器的I/O 口对CS8900 进行控制。为扩展路由协议验证模块,实验平台的MSP430F149 与两片CS8900 连接。
2.1 实验1 :Ethereal 数据包嗅探
对协议栈的学习和开发都离不开数据包嗅探软件,Ethereal 是目前比较流行的协议分析软件。计算机网络原理课程的第一个实验是要求学生掌握Ethereal 软件的用法,通过包嗅探软件熟悉和掌握数据包的格式,为后续的复杂实验打好基础。这部分实验可以在PC 机上完成。
实验内容包括:①掌握Ethereal 软件的使用方法;②掌握通过数据包嗅探进行协议分析的方法;③截获典型数据包进行协议分析;④掌握一些经典协议(PPP 协议、ARP 协议、ICMP 协议、Telnet 协议、TCP 协议和Smtp 协议)并阅读相应的RFC 文档。
2.2 实验2 : 网络层IP 协议、ARP 协议、ICMP 协议的实现
在网络层实现IP 分组封装,ARP 协议的实现是数据最终能够到达目的地的保证;设计完成部分ICMP 协议;通过在接入段运行Ping 命令验证实验结果的正确性。
2.3 实验3 :传输层TCP 协议的实现
根据TCP 有限状态机实现TCP 协议可不考虑复杂的通信环境,忽略发送窗口、接受窗口、拥塞控制部分的实现。
2.4 Http 和Smtp 协议的实现
用HTML 写一个简单的Web 页面,嵌入到实验平台,在平台上实现Http 协议,以便局域网内其他终端可以通过Http 协议访问实验平台。
在实验平台上实现Smtp 协议,使实验平台在启动时或在某个事件驱动下完成向某个邮箱自动发送邮件的过程。
3.1 简单IPv6 协议
随着嵌入式技术研究的深入发展,许多小型智能电子设备如智能家电、智能仪表等也接入到互联网中,导致IPv4 地址空间明显不足,而IPv6 协议解决了IPv4 公共地址空间耗尽的问题。IPv6 协议使得移动电话、PDA、汽车、仪表甚至个人都可以获得多个公共IP 地址,并且IPv6 具有无状态地址自动配置、内置安全性强、服务质量高等诸多优点,是嵌入式设备进行网络互联的较好选择。实验平台可以实现简单的IPv6协议栈,帮助学生理解IPv6 协议与IPv4 协议的异同。
1)IPv6 协议栈的实现。
IPv6 协议栈的实现主要包括IPv6 模块和ICMPv6 模块。
由于实验平台资源有限,目前不考虑IPv6协议与IPv4 协议的兼容问题,不支持IPv6 扩展报头,不支持分片;测试运行在本地局域网,不涉及路由器;忽略MTU 探测决定路径上的最大传输单元;将报文大小设定为小于以太网最大传输单元,避免报文分片。
ICMPv6 模块具有IPv4 的ICMP 常用功能,可回送请求报文和回送应答报文,可在应用层进行ping6 操作,测试网络的连通性和IPv6 地址解析的正确性。IPv6 中的邻节点发现过程是用一系列的报文和步骤确定邻节点之间关系的过程。邻节点发现取代了IPv4 中使用的ARP 报文、ICMP路由器发现和ICMP 重定向报文。邻节点发现报文使用ICMPv6 的报文结构。
实验平台的邻节点发现模块支持地址解析,省略了重复性探测和路由功能。程序设计在保证实现IPv6 协议栈基本功能的基础上尽量减少代码复杂度,只考虑运行时的一般情况,忽略特殊情况需要的额外开销。实现该协议栈的重要内容之一是正确处理数据流程,实验平台数据处理流程如下。
当网络上有终端(主机)要访问嵌入式设备时,主机在适当的接口上发送多播帧,即IPv6主机发送多播邻节点,请求报文发现链路上IPv6节点的链路层地址。邻节点请求报文的多播地址是从目标IP 地址得到的。
这时必须正确设置网络接口芯片CS8900 地址滤波寄存器的值,以保证主机发送的多播邻节点请求报文可以通过地址滤波器;实验平台收到邻节点请求报文后,根据邻节点请求报文的信息,向报文发送方——主机发送一个单播邻节点公告报文,地址解析完毕;然后,实验平台根据TCP 状态机的状态完成相应处理过程,接收数据时,从网络接口芯片缓冲区读取数据,依次提取:①以太网帧头信息——用于保存发送方MAC 地址;② IPv6 头信息——提取IPv6 报文头中下一个头部的值。如果不是ICMPv6 和TCP 中的任何一个,就发送ICMPv6 目的不可达报文;如果是ICMPv6,就进一步判断;如果是REQUES 报文,就发送REPLY 报文;如果是邻居请求报文,则发送邻居宣告报文。因为实验平台的TCP/IP 连接是由主机发起的,所以嵌入式设备不会接收到邻居宣告报文。
实验平台采用TCP 方式发送数据。嵌入式设备不主动向主机发送数据,而是根据主机的请求传送数据,根据主机发送的请求数据包得到目的地址相关信息,将发送的数据包送入发送缓冲区,添加以太网帧头部、IPv6 数据报报头、TCP报文段首部等信息,更改相关标志位,将数据送入链路层。网络接口芯片负责将数据发送到网络。
2)IPv6 协议栈的测试。
由于HTML 不支持使用文字形式的IPv6 地址格式作为URL(通用地址),因此需要一台运行Windows 2000 Server 的计算机作为DNS 服务器,在DNS 服务器中添加实验平台IPv6 地址的AAAA 记录;同时需要正确配置测试局域网中主机的掩码,网关以及DNS 服务器。
测试在本地局域网进行,除上述DNS 服务器外,其他主机运行Windows XP 或Windows2000 操作系统。每台计算机都配置IPv4 地址、安装IPv6 协议栈并配置IPv6 的链路本地地址。将嵌入式系统连入该网络,启动系统,系统的IPv6 地址通过程序写入其RAM 中,我们就可以通过该局域网内的一个网络终端访问嵌入式系统的主页。例如,在一台计算机输入“ping6 嵌入式设备IPv6 地址”,如果网络没有问题就可以返回信息。在Http 的URL 中输入嵌入式设备对应的域名,就可以看到其主页,这说明上述实验环境可以使IPv6 协议栈得到较好的测试。
3.2 RIP 和OSPF 路由协议的实现
为了在实验平台上验证RIP 和OSPF 路由协议,我们在实验平台上设计2 个网络接口。由于实验平台资源有限且路由协议实现复杂,我们仅搭建规模较小的网络拓扑。实验平台不设置接收缓冲区,不采用随机早期检测,仅实现RIP 路由协议和OSPF 路由协议。
计算机网络协议分析与开发实验一直是计算机网络实验教学中的难点,如何让学生通过实验掌握协议分析与开发的精髓,具备协议分析与开发实践能力,是此类实验应重点关注的内容。基于msp430 的计算机网络协议栈实验平台可以开展专业相关的各种实验,还可扩展进行IPv6 协议和RIP、OSPF 路由协议实验。学生通过实验可以重演TCP/IP 协议栈,也可独立设计并开发类TCP/IP 的网络协议,对学生协议分析、设计和开发能力的提高有很大帮助。
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随着计算机技术和网络技术不断发展,《计算机网络》课程成为高校许多工科专业的骨干必修课程。课程涉及到的知识内容主要以理论教学为基础,以实验实践为辅助教学。由于受实验室建设资金、网络环境、实验时间条件等限制,实验内容比较少,训练时间少,不能很好发挥实践教学的重要作用。以下是读文网小编为大家精心准备的:3000字的计算机实验课程总结相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
如何上好计算机课程的实验课
摘要:本文从实验课计划和提纲、实验前的准备工作、实验课的实施和总结几个方面介绍了怎样上好计算机课程的实验课。
关键词 :计算机课程 实验课
计算机科学的课程不但有较强的理论性,也有较强的实践性,理论和实践是紧密相关、相辅相成,理论指导实践,实践加强对理论的理解,特别是以职业教育为主的大专院校,计算机课程的实验课在教学计划中所占的比重是相当大的,例如,我系计算机专业教学计划中FoxPro程序设计的总课时数是80,其中讲课44课时,实验36课时,由此可见,计算机课程的实验课是计算机教学不可缺少的重要环节,有着举足轻重的作用。
在计算机课程的教学中开设实验课,就是给学生一个理论和实际相结合的机会,学生在实验中必须亲自动手操作,来加深对计算机理论知识的理解,掌握计算机是怎样操作、如何运行的。通过上机实验让学生演示和操作软件的各种功能,了解它的特点和作用,逐步熟悉和掌握软件的功能及使用。尤其是《数据结构》,《高级语言程序设计》,《数据库程序设计》等课程,学生在实验中要自己编写程序,在计算机上进行编辑处理,程序调试和运行,从中可以发现问题,改正错误,学习编程的经验,最终获得所需的结果。因此,如何开好计算机实验课,对促进学生掌握理论知识,提高实践动手能力有积极的作用。下面我们从几个方面来讨论怎样上好计算机课程的实验课。
上机实验计划是实验课的总体安排。包括实验题目、时间、地点、课时分配、实验次数,硬件和软件环境等内容。以便任课老师和实验室管理人员之间能够很好的配合,提前安排上机实验的有关事项。每一次上机实验都要有实验提纲。实验提纲格式为:
(一)实验题目
(二)实验目的
(三)实验要求
(四)实验内容
(五)实验步骤及注意事项
(六)实验思考题
实验提纲必须和实验计划一起编制,两者协调一致,实验提纲是实验计划的具体内容和实施细则。由系或者教研组组织有经验的教学效果比较好的专业课教师,对每一门计算机课程的实验计划和提纲进行精心策划,统一编制,在教学中不管是那个老师上这门课,都要按照统一的实验计划和提纲进行实验,学生在实验提纲的指导和安排下上机,完成实验课程,根据实验提纲执行情况书写实验报告。教师也是按实验提纲的要求来检查实验结果,评定学生成绩。因此,教师在进行实验提纲编制时对每门课程的每一次实验课都要有周密的安排,进行精心的设计。
计算机实验课程的准备工作是非常繁琐同样也是非常重要的,通常包括以下几个方面的工作:
(1)硬件环境
实验室内学生上机所需的计算机及有关外部设备都要能正常运行,功能完好,适合学生上机实验,学生所用的磁盘要合理分配,集中管理,一些辅助教学设备(如投影仪、无尘黑板等)都要能满足上机实验的要求。
(2)软件环境
实验室管理人员要根据实验计划,选择好所需的操作系统软件、高级语言环境、应用系统和辅助教学软件,预先把这些软件装入计算机内并调试好随时可供调用。若有网络环境,管理员要为每一个上机的班级设置各自的帐号,根据实验计划分配所需的软件和必要的权限。另外,版本新、功能强的杀毒软件也是必不可少的,管理人员要随时用它来清除计算机系统内的病毒。
(3)组织和管理
计算机的使用要严格管理,要保持良好的秩序、严令学生遵守实验室各项规章制度,有条件的实验室要实行学生上机自动管理(学生上机之前用上机证划卡,系统自动为学生分配一个机号,该生即可在这台计算机上上机,否则该生不能上机),该系统还可以自动记录学生的上机时间,我们曾经根据这个功能破获了学生盗窃计算机内存芯片的案件。如果实验学生的人数超过计算机台数,最好是分组进行实验,使每个学生都有上机的机会,同时也便于管理和辅导。管理人员要严格控制学生使用外来磁盘,预防计算机病毒带入实验室。
(4)教师和学生
教师要对实验课的全过程进行周密的思考,要避免出现漏洞和疏忽;而学生要按实验提纲作好实验课前的准备工作,特别要学生自己编程上机时,学生一定要在上机前准备好程序,实验时主要是编辑输入程序和调试程序。
计算机实验课是计算机课堂教学的继续,也是教学效果的初步体现。为了上好计算机实验课还必须做好以下工作。
实验课开始时,老师要重申本次实验课的目的和要求,指明实验要点和要注意的事项,对实验中的疑难之处和可能出现的问题要给予必要的提示和说明。在实验过程中学生初次使用的应用软件或生疏命令,教师要首先进行演示和讲解。
在实验中要尽可能发挥计算机的优势,充分利用计算机辅助教学软件和多媒体教学手段,特别是学生进行程序设计的实验时,教师可以先演示和讲解自己在科研工作中开发的一些应用软件,将一些程序设计的经验传授给学生,使学生有了一些感性认识以后能尽快动手进行程序设计。另外,教师要根据教学内容选择一些效果比较好的辅助教学软件,例如,《数据结构》课程的实验课,可选择集编辑、编译、调试为一体的Pascal可视集成环境VP1和算法与数据结构的作业系统AD1,Pascal源程序可以在VP1上可视执行,能同步演示程序和数据的动态视图,为学生理解算法、学习编程,调试程序提供了便利的环境,AD1可对数据结构的程序设计作业进行测试评分,可以大大提高软件基础课的教学效果和质量。
最后一点,对学生的基本技能的训练要有高标准严要求,学生在操作计算机时一定要按规范和标准进行,如,开机、关机、入网、退网等要按正确的步骤,键盘打字的姿势要正确,特别是学生在编程时要训练学生养成良好的编程习惯和风格。要注意培训学生在计算机使用中的应用能力和应变能力,为学生今后独立操作和使用计算机打好基础。
通过上机实验,学生对老师讲授的计算机理论知识、技术和有关算法都有了较为深刻的体会和认识,每个学生都会有不同程度的收获。此时,教师要及时督促学生总结上机实验中的收获,巩固所学的知识。为此,要求学生写好实验报告。
实验报告直接体现了学生上机操作的情况,是对实验过程进行概括和总结,具体内容如下:
(一)班级、学号、姓名、实验时间及课时数
(二)实验题目
(三)实验目的
(四)实验要求
(五)实验过程
(六)实验总结其中实验题目、目的、要求与实验提纲上的内容保持一致,实验过程要求学生根据上机操作中的真实体会如实填写,实验总结要明确实验任务完成情况及是否达到了实验要求,对于实验过程中遇到的问题及解决情况要有分析说明,实验后的收获和感想、建议和要求要敞开思想、各抒己见。这样才能真实的反映出学生的实验状况和水平,总结出宝贵经验和教训。
计算机课程的每门实验课都有着自己的特点和规律,只要教师能认真考虑它的特点和规律,抓好实验的每一个环节,计算机课程的实验就能获得成功,搞好计算机课程的教学也就有了保证。
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不管学生讲得怎么样,教师应以鼓励为主,不要过多否定学生方案的缺陷,以免打击学生的积极性,尽可能交流不同的方案。今天读文网小编要与大家分享的是:一节实验课的教学设计相关物理学论文。具体内容如下,欢迎参考阅读:
一节实验课的教学设计
“探究恒力做功与动能变化的关系”是《新课标高中物理教科书必修②》(山东版)(以下简称新教材)中机械能的第一节内容,与旧教材相比,新教材的变动大胆又合理。我们在教学过程中会发现,虽然教师强调用动能定理解决问题是如何方便,但学生总喜欢用牛顿运动定律来解决,为什么呢?主要原因是学生在学习牛顿运动定律时,经历了由生活经验到理论推导、由定性分析到定量计算、由理想实验到动手实验等一系列亲身体验,牛顿运动定律在学生脑海中根深蒂固、清晰透彻。如果学生在学习动能定理过程中,没有经历类似过程,那么动能定理显然无法动摇牛顿运动定律在学生心中的地位。新教材在第一节,直接就由理论探究得出动能定理,并鼓励学生设计实验验证;让动能定理贯穿在整章的学习过程中,使学生更理解深入研究“功”这个物理量的重要意义。
通过牛顿运动定律的学习,学生已经理解力是物体运动状态发生变化的原因,我把新课标题改为“探究物体动能变化的原因”,一方面可以暗示学生前面的学习已经告一段落,现在我们要从另一个角度来探寻物体运动过程中所蕴涵的其他规律了;另一方面也告诉学生功和动能的变化之间是因果关系,这和前面学的力与速度变化率的关系是类似的,而研究自然界中各物理量之间的关系是物理学的主要内容。
在学习本节内容之前,学生对功能关系没有非常清晰的认识,如果要让学生自己分析得出两者的关系,难度相当大;况且学生对动能这个物理量只有定性知识,只知道它和质量、速度有关。所以这里应有方向地引导学生进行理论探究,以降低难度。在理论推导基础上进行实验验证是本节的重点,是培养学生科学探究能力的好时机,也是巩固动能定理的重要环节,教材提出了很多指导性建议,由于条件有限,这些建议学生只能通过阅读了解或者看教师演示,无法亲身经历,难免有些遗憾。为了弥补这个遗憾,本节课设计让学生用自由落体运动来验证重力做功等于动能的增量。
1. 引入
(1)引言:通过前面的学习,在伽利略、牛顿等科学伟人的指导下我们知道了力是物体运动状态发生变化的原因。从今天开始我们将从另一个角度来探寻物体运动过程中所蕴涵的其他规律,即探究物体动能变化的原因。
(2)运动的物体具有动能,决定动能大小的因素有哪些?
(3)如果一个篮球的质量是1 kg,速度是1 m/s,它的动能是多少?
(4)以篮球为研究对象,一步步引导学生得出物体动能变化时要受力,同时还发生了一段位移。虽然我们还不知道物体的动能具体为多少,但是我们知道如何让一个物体的动能发生变化。我这里有一个篮球,谁能让它的动能发生变化?
设计意图:
设置谜团,激发学生的探究欲;以旧带新,体会知识点之间的联系;把篮球带入课堂,既增加了亲切感,又增强了感性认识。从多个角度吸引学生的注意力,使学生感受到未知的知识和已知的知识一样有趣。
2. 用学过的知识理论探究力、位移、动能的变化之间的关系
以汽车在恒定牵引力作用下作加速运动为例,研究它们之间的关系。
已知汽车牵引力为F,质量为m,地面阻力可以忽略不计,初速度为v1,末速度为v2。
给出一定的时间让学生自己研究,如果学生有困难则要给予提示:哪一个物理量可以把力和运动联系起来?让学生领会到加速度是联系力和运动的桥梁。
学生汇报它的思路,教师书写。
利用牛顿第二定律可得:F=ma
利用运动学知识可得:v22-v12=2as
学生的最后结果可能不是动能定理的表达式,教师要保留他的结果。
例如,。再过渡:位移和动能的大小无关,把它移到左侧怎么样,如:。
设计意图:
降低理论探究的广度和深度,让学生体会到新知识和旧知识之间的纽带关系。
3. 学生讨论设计实验方案
教师让学生四人一组讨论,讨论后派一名代表准备发言。如果学生有困难则要给予提示,如设计实验方案要测哪些物理量以及如何测量。
4. 交流实验方案
不管学生讲得怎么样,教师应以鼓励为主,不要过多否定学生方案的缺陷,以免打击学生的积极性,尽可能交流不同的方案。
若有学生想出用曾经做过的实验,利用打上点的纸带,研究物体作匀加速运动的过程中瞬时速度的求法;那么顺水推舟在黑板上画出纸带,复习某段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,写出求瞬时速度的表达式。
若没有学生想出,则提示回忆,曾经做过什么实验可以测定速度。总之,一定要引导学生利用纸带上的点求瞬时速度的方法,为后面的动手实验做准备。
设计意图:培养团队意识,激励合作精神,锻炼语言表达能力,以及聆听他人意见的谦虚态度。
5. 动手做实验:利用自由落体运动来探究重力做功与动能变化的关系
过渡:“同学们能想出这么多方案来,老师感到非常骄傲。请同学们课后把自己的设计方案记录下来,这可是你们智慧的结晶。不过,今天老师想和你们一起来做实验验证。根据桌上的仪器你能猜出是用什么运动来验证吗?”学生若猜不出来,教师拿重锤做一个下落动作。
今天我们就通过自由落体运动来探究重力做功与动能变化的关系。
教师问:“这个实验中是否需要测量重锤的质量?”学生经过思考得出:不需要。
教师介绍实验仪器、实验步骤,以及实验注意事项后,学生开始做实验。
教师在学生做实验过程中巡视,解决学生遇到的问题。做实验较快的学生可以当场进行数据处理,做实验慢的学生可以课后处理。
最后让做实验较快的学生汇报实验结果,检验理论和实践是否统一。
设计意图:
其他实验方案有的只能是教师做,有的实验数据处理比较麻烦,重力是一个恒力,又不需要测量质量,还可以复习巩固以前的知识。亚里士多德说过:“告诉我的我会忘记,给我看的我会记得,让我经历的我会理解。”因此,要让学生牢固掌握动能定理,让学生亲自经历过程是非常有必要的。
本课内容在实际操作过程中,课堂气氛比较活跃,我体会是由以下几点引起的:
1.篮球起到了很好的效果,学生思维的积极性被调动起来了。整节课学生思想集中,思维活跃。新课标倡导我们要用身边的物体做实验。物理模型是用来代表实际物体的,代表什么物体呢,如我们经常拿着小球、木块走进课堂,无意中拉近了物理与生活的距离。
2.新课标倡导科学探究的学习方式,但并不等于每节课都要进行开放式探究活动。根据本课内容特点,我采用了指导性探究活动与挑战性探究活动相结合的方式,让学生的思维有张有弛,并且能顾及到不同层次的学生,争取让所有学生在不同探究活动中能体会到成就感。
通过本课内容的设计与实践,我深刻体会到了新课程教学理念带给师生的乐趣,只要我们教师时时能从学生的需求出发,为学生的终身发展负责,合理设计教学过程,和学生一起快乐学习、交流,一定能培养出一批富有创新、探究意识,乐于挑战的人才。
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概率论与数理统计是研究随机现象统计规律性的一门学科,其理论与方法已被广泛应用于工业、农业、军事和科学技术等各个领域之中。特别是在当代,它在各门学科应用及学科交叉中发挥着越来越重要的作用。
概率论与数理统计课程作为高等学校理工类及经管类专业的一门公共基础课,这门课程所要求的数学基础面比较广,并且不同的问题对应着不同的求解方法。就非数学专业来讲,由于学生的数学知识面不宽,基础也不够扎实,所以针对这些专业的概率统计教学就应该淡化严格的数学证明,多强调方法的应用以及方法的针对性。为了解决概率统计实验学时很少的现状与概率统计课程具有的理论性、实践性以及应用性等特点之间的矛盾,有必要进行概率统计结合数学实验的教学改革。
改革大致可遵循这样的原则:(1)配合课堂教学,使学生掌握概率统计的系统理论、专业知识和基本方法;(2)使学生了解未来工作环境的实际需要,在实验中将所学的知识融会贯通,具有较强的分析解决实际问题的基本能力;(3)使学生熟练掌握概率统计领域的普及型运算软件和概率统计领域正在推广的概率统计方法;(4)引导学生了解概率统计学科理论和实践的发展趋势,以提高其专业理论研究素养和实践创新素养。通过以上四个原则促使实验教学向更深层次发展,以便更好地符合高等教育教学的发展规律。
长期以来,概率统计的教学过程中都存在着理论课堂教学与上机实验相互脱节的现象。造成这一现象的根本原因是由于概率统计理论教育中的种种不足,加之概率统计研究与信息技术发展仍存在脱节现象,缺乏面向用户的适用的概率统计软件,构成了概率统计普及应用上的主要障碍。要实现上机实验课与理论教学的有效结合,必须正确界定上机实验的内容并跟随理论教学的进度,步步跟进,以期得到更好的的教学效果。
第一,上机实验课首先应该对基础理论教学起到辅助作用:即在软件演示、验证过程中,通过图形、图像加深学生对于理论内容的理解,通过例题的计算和结果的分析使学生进一步理解概率统计的理论、思想及应用,将抽象的理论更直观地表现出来,从而提高学生对于理论学习的兴趣。
第二,概率统计课程中涉及到大量的公式计算与数据处理,上机实验则可以大大减小计算量。通过进行上机实验,借助相关的计算机求解软件的使用,可使学生从大量的繁琐计算中解脱出来,将注意力放在对算法的熟悉及理解上,以进一步巩固理论课上所学的基本原理与知识。也可以利用上机实验教学培养学生使用现代化工具来实现计算方法的应用能力。
第三,历年来全国大学生数学建模竞赛的许多问题都不同程度地涉及到概率论与数理统计知识,例如:北京奥运会临时超市规划、上海世博会影响力评估等。由此可见,有必要将数学建模的思想与方法引入到概率统计课程的实验教学中。以培养学生应用概率统计方法解决实际问题能力为目的的实验教学也正在逐步成为概率统计教学中的一个重要环节。在学习了概率统计的主要方法以后,可借助上机实验环节,将根据实际问题建立的概率统计模型进行运算、分析及优化。通过分析问题、建立初始模型、代入观测数据求解模型、根据运行结果解释模型并判断模型的可靠性、对模型进行优化等,直至获得最优结果或解决方案。在此过程中,学生可以将所学理论得以实践,一方面提高了动手解决实际问题的能力,另一方面也能加深对所学理论知识的理解。
第四,为进一步适应现代概率统计的发展趋势,可考虑通过上机实验环节增加计算机编程解法的内容,对于一些部分计算机编程基础较为扎实的学生,可在学习使用几套既有的概率统计软件、熟练掌握其原理与算法的基础上,让学生了解软件的编制原理与方法,并灵活地加以运用与推广,激发学生学习该课程的兴趣。
为了培养学生的数学建模能力和解决实际问题的能力,可开设以下三种类型的实验内容:
在概率论中所讨论的问题通常与一些典型的随机实验有关,例如:古典概率模型及n重伯努利实验等。而大数定理及中心极限定理部分也是教学中的难点之一,对初学者来说,理论较为抽象难以理解。对此,可以通过设计生动有趣的实验,比如:掷硬币实验、蒲丰投针实验、高尔顿板实验等。利用MATLAB模拟演示和多媒体教学来直观形象地解释这些理论方法的由来,从而激发学生探究知识的欲望,达到提高教学效果的目的。同时,还能培养学生熟练运用MATLAB语言编程的能力,同时了解MATLAB软件的概率统计工具箱中的各类函数的具体功能及其使用方法。
“概率统计实验软件的应用”综合实验旨在培养学生应用概率统计实验软件的能力以及独立提出问题、分析问题和解决问题的能力。要保证概率统计实验教学内容更加全面的拓展,一个好的途径就是让学生要加强与社会的联系和交流,学生可以根据自己所感兴趣的社会经济活动的一个方面,进入社会通过对实际问题的调查研究,然后自己建立数学模型,并且在自编程序或概率统计软件中运算得到结果,使学生更近距离地接触社会和了解概率统计的具体功能及其使用方法与实际意义。
面对概率统计课程学时少与概率统计学应用性强的矛盾,更好的解决办法是在各专业的培养计划中添加“概率统计课程设计”实践教学环节,在一周的课程时间内学生有充裕的时间做调研,确定建模对象,应用所学的概率统计理论知识解决实际问题。
通过我校近几年来小范围的教学实践,本次教学改革也取得了一定的教学成效。大部分学生能够较好地完成实验内容,开阔了视野,增加了学习兴趣,而且运用计算机解决实际问题的能力也大大加强。这也将对其它大学数学类课程的改革起到积极的促进作用。
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实验设计是指一种有计划的研究,包括一系列有意图性的对过程要素进行改变与其效果观测,对这些结果进行统计分析以便确定过程变异之间的关系,从而改变这过程。众所周知,科研工作者在进行医药方面的科学研究之前,需要制定完善的统计研究设计方案,那么什么样的设计方案才称得上是完善的呢? 以下是读文网小编今天为大家精心准备的:毕业论文实验设计写作的三大要素和四个原则。内容仅供参考,欢迎阅读!
一般来说,应具备以下条件:人力、物力和时间满足设计要求;实验设计的“三要素”和“四原则”均符合专业和统计学要求;重要的实验因素和观测指标没有遗漏,并做了合理安排;重要的非实验因素(包括可能产生的各种偏性)都得到了很有效的预防和控制;研究过程中可能出现的各种情况都已考虑在内,并有相应的对策和严格的质量控抗对操作方法、实验数据的收集、整理、分析等均有一套规范的规定和正确的方法。而其中准确把握统计研究设计的“三要素和四原则”,无疑是其设计方案科学严谨的象征。
实验设计三要素应着重考虑:
一、受试对象的种类问题。这里面包含以下几种情形:l、一般医学科研——常用动物、离体标本或人体内取得的某些样本作为受试对象;2、新药的临床前试验——一般用动物作为受试对象;3.新药的临床试验阶段——一般用人作为受试对象。新药临床试验一般分为4期,在1期临床试验阶段,通常用健康志愿者作为受试对象;而在其他各期临床试验阶段,常用患特定疾病的患者作为受试对象。选择什么样的患者,应有严格的规定。
二、实验因素。实验研究的目的不同,对实验的要求也不同。若在整个实验过程中影响观察结果的因素很多,就必须结合专业知识,对众多的因素做全面分析,必要时做一些预实 验,区分哪些是重要的实验因素,哪些是重要的非重要的实验因素,以便选用合适的实验设计方法妥善安排这些因素。水平选取的过于密集,实验次数就会增多,许多相邻的水平对结果的影响十分接近,不仅不利于研究目的的实现,而且将会浪费人力、物力和时间;反之,该因素的不同水平对结果的影响规律不能真实地反映出来,易于得出错误的结论。在缺乏经验的前提下,应进行必要的预实验或借助他人的经验,选取较为合适的若干个水平。所谓质量因素,就是因素水平的取值是定性的,如药物的种类、处理方法的种类等。应结合实际情况和具体条件,选取质最因素的水平,千万不能不顾客观条件而盲目选取。
三、实验效应。实验效应是反映实验因素作用强弱的标志,它必须通过具体的指标来体现。要结合专业知识,尽可能多地选用客观性强的指标,在仪器和试剂允许的条件下,应尽可能多选用特异性强、灵敏度高的客观指标。对一些半客观(如读取病理切片或X片上所获得的结果)或主观指标(如给某些定性实验结果人为打分或赋值),一定要事先规定读取数值的严格标准,必要时还应进行统一的技术培训。
实验设计四原则的实施主要包括:
一、随机原则的实施:即运用“随机数字表”实现随机化;运用”随机排列表”实现随机化;运用’计算机产生伪随机数”实现随机化。
二、对照原则的实施:空白对照组的设立——此种对照一般用干动物实验中,在临床上只适用于慢性病的对比研究中,而且必须慎用;相互对照组的设立——有时要考察的某因素不能取零水平,如考察某化学实验中反应温度对实验结果影响,此时,各实验组分别人不同的温度条件下做实验,各组在实验中起到了相互对照的作用;标准对照组的设立——为了比较某新药的疗效,往往以当前社会上被公认的、疗效比较好且比较稳定的同类药物作为标准对照;实验对照组的设立——当某些处理本身夹杂着重要的非处理因素时,还需设立仅含该非处理因素的实验组为实验对照组;历史或中外对照组的设立一一这种对照形式应慎用,其对比的结果仅供参考,不能作为推理的依据;多种对照形式同时并存。
三、重复原则的实施:所谓重复原则,就是在相同实验条件下必须做多次独立重复实验。
四、均衡原则的实施:一个实验设计方案的均衡性好坏,关系到实验研究的成败。应充分发挥具有各种知识结构和背景的人的作用,群策群力,方可有效地提高实验设计方案的均衡性。
对于医药科研工作者来说,统计研究设计,特别是实验设计,好比是建造高楼大厦的”地基”,它是科学性与严谨性的“见证“,是医学科研工作的“灵魂”。一般来说,在医药科研的全过程中(包括实验研究、资料表达与分析、撰写论文和申报成果)若不用或误用统计学(包括统计研究设计),浪费人力、物力、时间且不说,其结论很难令人信服,有时甚至得出的结论是完全错误的。一切从事医药科研工作的人们,千万不忽视统计研究设计和统计学的正确运用;全体从事医药科研的业务主管部门的领导,一定要将科研工作的科学性与严谨性提到议事日程上来,这是我国加入WTO后必须认真面对的一个非常严峻而又十分现实的问题。
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论文关键词:计算机网络应用基础;互联网
论文摘要:计算机和网络应用基础性教育是现代化、信息化社会发展的需要,是技术教育和文化教育的重要组成部分。作者论述了信息教育中网络应用基础教育的重要性,在教育中存在的内容滞后、实验不实用等问题,并通过详细列举了几个经典可行的计算机网络应用基础课实验,为网络课程建设提出了自己的意见和见解,并分析了网络应用基础教学的重点和今后发展方向。
一、信息技术教育形势和网络应用基础课现状
随着全球数字化、信息化和网络化技术的全面发展,计算机正日益深人到人们的日常生活与工作之中,计算机网络在社会和经济发展中起着非常重要的作用,网络已经渗透到人们生活的各个角落,影响到人们的日常生活。计算机网络的发展水平不仅反映了一个国家的计算机和通信技术的水平,而且己经成为衡量其国力及现代化程度的重要标志之一。计算机和网络知识已经成为当代文化的一个重要组成部分,是人们知识结构中不可缺少的部分。
掌握计算机和网络的基本知识、基本操作与应用,已经成为现代社会中人们的一个必备的技能。在这一大的时代背景下,作为高校的计算机基础教育,已不仅仅是一种强有力的技术基础教育,同时也是一种文化基础的教育,是人才素质教育的重要组成部分,这不仅是信息化社会的需求,更是各学科发展的需要。
计算机基础课程作为面向非计算机专业学生的课程具有非常重要的地位。通过该课程的学习,使学生认识计算机,了解计算机的基础知识和基本理论,掌握计算机的基本操作和网络的使用方法,并为后续的计算机课程打下一个较为扎实的基础。作为计算机基础课程当中非常重要的组成部分—计算机网络应用基础,正在成为学生最迫切掌握的内容部分,其受重视程度逐年递增。由于信息技术发展迅猛,计算机等信息技术教学从教材到课程设计都存在不同程度的内容滞后状况。针对非计算机专业的学生,计算机教学的主要目的是掌握使用计一算机的方法和技巧,教学内容和当前主流内容脱节会严重降低教学质量,引起学生不满。
作者从实际教学实践中总结出了有关计算机网络应用基础课的比较经典的实验内容,在实际教学当中受到了学生的一致好评,贴近实用、内容较新、实施方便。以下就是具体实验设计内容。
二、在教学环境下精心设计的计算机网络应用基础课实验
作为计算机教学的必备条件之一,联网的多媒体机房是必不可少的。机房里的学生用机应该有主流的硬件配置,安装较新的操作系统和常用的工具软件,而且机器组成局域网状态。当然,还有一些要求也最好满足,比如:学生用机安装还原卡以方便维护和管理,教师用机和学生机都安装某种教学系统软件以提高教学质量,机房配备专用服务器以保障机房整体性能等。满足了以上软硬件要求,我们就可以设计网络应用基础实验,提高学生实际动手能力,加深对理论知识的理解。
1、办公局域网相关使用技巧
作为网络技术的基础及其重要组成部分,局域网(LAN)被广泛应用到中小企业、办公室、家庭、网吧及学校CAI教学中,是我们计算机网络应用教学的重点。其内容大致包括:简单局域网配置、网络共享、用户管理、网络驱动器、网络打印机等。
组建网络是网络应用的基础,是必须要掌握的内容。在实验课上,教师找出一根双绞线网线,让学生观看物理构造,然后教师用专业网络用钳子现场制作水晶头,并告诉同学们双机对联和标准多机互联两种情况下网线不同的排线方式,在完成后用测线仪进行测试。带领同学们参观并讲解多媒体网络机房的布线情况、机柜里面的交换机,加强理解网络拓扑结构内容。最后带领同学们组建一个对等的局域网环境,配置“网络连接”的各种属性,包括IP地址、子网掩码、网关、DNS地址等,在配置的过程当中重新回顾理论课上的内容。
实现信息资源的共享是网络的一大功能,也是应用的最广泛的技术。在机房环境,让同学们学会共享一个文件夹,并设置成各种模式:是否允许别人修改共享文件夹内容、是否让别人在网上邻居里面看到自己共享的文件夹(在共享名后面加“$”符号)、不使用简单文件共享方式而针对多个用户配置不同的权限。学生们组成两人或多人的实验小组,每个同学都亲自体验共享者、访问者等多重角色。在Win 2000以后的版本中用户概念的重要性越来越突出,让同学们在Windows XP环境下创建多个用户,在共享的时候实现远程访问共享的安全策略。
在长期、频繁的需要共享和访问的时候,就可以创建网络驱动器,使用网络启动器把共同使用资料放在某服务器上,提高数据的使用效率、降低数据冗余。打印机等昂贵办公器材的共享,也让同学们进行实际操作,可以在教师机上连接一台打印机,学生机进行网络打印机的配置,在配置成功后,每位同学利用网络打印机打印一份自己的作业或实验报告以检测实验效果。
2、远程桌面和远程协助
使用计算机网络我们还可以实现远程办公、远程技术支持、远程交流和远程维护管理这些功能,而Windows XP操作系统本身自带了这些功能,在教学机房里里面我们就可以进行这方面的实验课程。
在远程桌面实验中使学生掌握:远程桌面的使用环境、必备软硬件条件、用户认证、在远程登陆连接后可以进行的权限和应用。进行完了远程桌面实验以后,引人特定案例环境,例如:远程用户需要远程协助、在线解决问题等,把Windows XP另外一个自带重要功能—远程协助引人教学。远程协助实验实行座位临近的学生两人一组形式,每个同学都完整的进行一次不同角色的任务,即充当求助者也充当远程专家,把远程协助的技巧和功能充分掌握。其中,学生们还会碰到很多相关的技术问题,比如:把远程协助的邀请函文件进行传递的时候就会用到带权限限制的文件共享问题、邮件发送接受问题;在远程协助过程当中还会使用到实时通信功能,其中可以是文本形式,也可以是语音形式。在解决很多实际碰到的技术问题时,学生们的自学能力、探索能力、合作能力都会大大的提高。
远程桌面和远程协助功能强大,实验效果非常好,开阔了视野,而平时学生会用的比较少,所以反映强烈,激发了学生们的学习热情。
3、互联网使用技巧
国际互联网(因特网、Internet)代表着当代计算机网络体系结构发展的重要方向,已在世界范围内得到了广泛的普及与应用。国内互联网发展迅速,无论从网民数量还是与网络相关的产业经济都令世人瞩目。人们可以使用因特网浏览信息、查找资料、读书、购物,甚至可以进行娱乐、交友,因特网正在迅速地改变人们的工作方式和生活方式。
我们在进行有关互联网的网络应用技能培训时,内容涉及:IE浏览器的使用技巧、电子邮件系统及两种使用方法.FTP 服务的应用、网络论坛体验等。每项内容都是采取先理论、再模仿、最后自己实验的方式,在网络机房模拟真实Internet环境教学。IE浏览器教学中,在机房服务器上创建一个网站或利用校园网上现成的网站供学生进行访问,掌握IE浏览器Internet选项配置、收藏夹应用、网页保存、脱机浏览等实用技术。采用IMAIL等邮件服务器软件,在服务器上配置局域网环境下的电子邮件环境,让学生使用Web方式和邮件收发工具(Outlook Express)方式进行电子邮件的收发。同样,由任课教师自己配置的FTP系统、论坛系统,进行实验的时候内容丰富、灵活,更容易配置出符合教学要求的网络环境来。
4、网络安全知识普及
目前,整个国内乃至世界网络安全形势都非常严峻,网络人侵、涉密信息泄密、黑客控制、病毒木马等正利用网络平台危害着整个社会,给人民群众造成了极大的损失。
作为网络应用基础课,网络安全部分的教育应该逐渐提升其位置和所占比例,使我们的学生不仅会利用网络,还要会安全的使用网络。网络安全普及型教育应该做到以下几个方面:网络安全道德伦理方面的教育;网络安全威胁的各种手段介绍;基本网络安全预防知识和技巧。在教学手段上,可以使用贴近实际的活生生的网络安全案例来给学生讲解其重要性、危害性。用一些扫描、漏洞攻击、木马控制和,在机房现场演示来给学生加深理解黑客攻击的技术手段。
三、实验内容的效果及网络应用基础课还应加强的方面
做了以上实验内容,从局域网实用小技巧到互联网常用功能的使用,再到网络安全教育,学生都会有一个具体感性的认识,改变了以往重理论轻实验、实验内容不实用等问题,教学效果比较理想,学生实验热情高涨、满意度很高。在实验课教学中我们更加容易的进行各种教学改革,比如:启发式教学、研究式教学、问题式教学等。
随着网络技术的不断进步和发展,各种新产品、新服务层出不穷,面对这种形势,信息教育、网络教育应该做到以下两点:理论知识教学一定打牢,很多不同的软件、产品、服务它们基于的理论知识是一致的,理论上明白了很多时候可以做到触类旁通,举一反三;实验课程精心设计,利用现有教学资源,创建、模拟出贴近实际的教学环境,给学生一个大胆实践的机会,在实践中不断完善和丰富自己的知识。
总之,有了良好的硬件教学条件、不断进取的师资队伍、精心准备的课堂设计,加上全社会的关注和重视,我们国家的信息化教育一定能够满足人民、社会、国家的需要,培养出更多更好的合格人才。
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浸出制剂在中国有着悠久的历史。最早的记载是在公元前1766年商汤的“伊尹创制汤液”,继汤剂后又有酒剂、酊剂、流浸膏剂、浸膏剂及煎膏剂等。近年来,运用现代科学技术和设备进行浸出制剂实验研究,研制出许多浸出制剂新品种,应用新技术、新工艺提取药材中有效部位或多种有效成分,改革和发展了新剂型如中药颗粒剂、片剂、注射剂、膜剂、气雾剂、滴丸剂等。以下是读文网小编为大家精心准备的:药剂学浸出制剂自主设计实验与药学专业实验课程的整合相关论文。内容仅供参考,欢迎阅读!
药学学科具有多学科交叉、渗透、融合发展的显著特征,对专业课程的整合能保证了教学的系统性和完整性, 使学生掌握的知识更为完整和接近实际[1]。高职高专的药学专业人才培养应该一切以学生就业为导向,以提高学生动手能力为主线,筛选和编排社会需要的、与学生就业职业岗位群相适应的实验实训教学内容,体现药学高等职业技术教育知识与能力的职业性、人才类型的技术性、毕业去向的基层性等特点。部分高职院校通过药学专业课程实验实训的整合,取得了较为理想的结果,能使学生从基础学科的基本操作训练向专业学科应用操作技能循序渐进的转换和提高[2]。
1.传统的药剂学实验
传统的药剂学实验教学常采用验证型的教学模式,学生按教材上的实验内容和方法验证课堂上的理论知识,教师给予学生的依然是灌输式教学,机械式操作,结论性结果。相对于素质教育所要求的参与式教学、启发式操作、问题型结果相去甚远;它所带来的后果是:①实验教学形式单一、内容陈旧、过程死板,学生缺乏实验学习的热情和主动性;②教师指定实验材料、实验仪器,学生缺乏创造、改变实验条件的机会,灵活性严重不足;③学生只是被动地完成实验,目的性不强,实验技能的培养达不到预期效果;④如此环境下培养出的学生,无法符合现代社会对人才在操作技能、创新能力方面的要求,培养和提高学生的思维能力已成为药剂学实验课教学中急需解决的任务[3]。
2.浸出制剂自主设计实验
我校药剂学教研室在实验教学的改革上不断努力,将药剂学实验设置为三大部分:“基本实验技能训练+常规综合性实验+自主设计实验”,基本实验技能训练和常规综合性实验在各高校中普通应用,已经基本成熟。而自主设计实验教学是一种根据学科特点建立的以学生为主体,实现以学生独立设计实验方案、自我训练为主的教学方式,该方式可提高学生的实践动手能力,创造出主动学习的条件和机会,充分发挥学生的能动性,使学生由被动学习转为主动学习。
部分本科院校已开始对药剂学自主实验进行了探索[4],取得了较好的教学效果。我校药剂学教研室在对比总结其经验教训的基础上,结合我校的具体情况,选择了浸出制剂作为自主设计实验对象,所谓浸出制剂是指用适当的浸出溶剂和方法从药材(动、植物)中浸出有效成分所制成的供内服或外用的药物制剂;具体剂型包括颗粒剂、片剂、丸剂、酒剂、酊剂等。学生以小组为单位,每个小组为5人左右组成一个小团队,每个团队可根据自己的兴趣,查阅资料后选取一个浸出制剂作为实验课题。
在整个实验过程中,查阅文献 、选取处方、设计方案、准备实验用药材及原料及提取分离、制剂成型并进行实验结果分析均由学生自己完成,指导教师仅参与方案的可行性探讨及操作过程中的技术指导。我校药剂学教研究曾于2011年针对09级药学专业学生展开了初步探索,取得了较好的教学结果,于2012年进行了立项研究后,继续对10级、11级、12级药学专业开展浸出制剂的自主设计实验。通过浸出制剂自主设计实验的具体实践,不仅提高了学生在药剂学方面的操作技能、培养了学生缜密的科研思维和团队协作精神,尤其是对学生在实习前对药学专业课程的整合起到了非常重要的作用,能使学生在即将踏进工作岗位时将药学专业各学科知识贯穿起来应用。
1.与药学文献课程的整合
文献检索是实用性很强的一门学科,对学生毕业论文的设计,科研素养的培养有着非常重要的作用。学校图书馆有非常丰富的文献资源,亦可通过数据库如中国知网、万方数据库、维普数据库查询高质量的信息。可单纯的课堂授课或简单的实践课并不能让学生掌握文献检索的实践技能。通过药剂学浸出制剂自主设计实验的开展,学生对文献的检索由原来的被动变为主动,并学会在大量的数据资源和工具书中选择对实验方案设计有价值的文献资料,这是对文献检索最有价值的体验,是通过简单的课堂学习不能获得的技能。
2.与生药学课程的整合
学生在方案通过可行性论证后,开始选购处方中的原料药材。在这其间,学生需要亲自去药房购买药品,为了保证所制备的药品的有效性和安全性,需要对以饮片为主的原料药材进行品种、品质的鉴定,这使生药学课程上学习到的理论知识得到了具体的应用,于生药学课程来说,是难得的一次实践体验。
3.与天然药物化学课程的整合
浸出制剂自主设计实验的开展是以浸出制剂为主要原料进行制剂成型工艺的探索,其中非常重要的工艺设计就是药材中有效成分的提取、分离和纯化。每个小组根据不同的处方设计不同的提取工艺:其中包括各种不同提取方法的应用,如煎煮法、渗漉法、浸渍法、回流法;亦有提取条件的选择,如溶剂种类的选取、溶剂倍量及提取次数的确定。每个小组的分离提纯工艺设计也不尽相同,但都体现了天然药物化学具体理论知识的具体运用。此过程相当于一个系统的天然药物化学实验,在具体运用的过程中提高天然药物化学的实践技能,并提高了对实验结果的判断能力和分析能力。
4.与药物分析课程的整合
药剂学实验的研究内容包含成型工艺和质量控制,而药物的质量控制又是药物分析课程的主要内容,药剂学浸出制剂自主设计实验方案的设计,始终需以药品的质量特性即安全性、有效性、稳定性、均一性为前提,必须研究所制得制剂的组成、理化性质、纯度检查及其有效成分的含量测定等内容,此过程又相当于药物分析课程一个贯穿课程始终的大型综合性实验的开展,对学生实践技能的提高,对于学生的分析能力、思维能力的培养,都不是单一的几个药物分析实验可以取代的。
任何一种药物在临床使用时都必须制成适合于患者使用的安全、有效、稳定的给药形式,即剂型,药剂学是一门以剂型为中心的综合性学科,具有很强的实践性和应用性。因此药剂学实验教学在课程教学中具有非常重要的作用,有助于对基本理论知识的理解,可以强化学生的基本操作能力,激发学生的学习兴趣,是提高学生实践能力、创新能力的最好的途径。
药剂学浸出制剂自主设计实验的开展,提高了学生独立完成文献资料查阅及选取立项课题的能力,提高了学生的操作技能及社会实践能力,培养了学生的主人翁精神和团队协作精神,并很好地将药学各专业各实验实训课程进行了有效地整合。药剂学课程作为药学知识的核心专业课,位于药学知识结构金字塔的顶部,选取浸出制剂作实验对象可以应用到的专业知识更广阔,能很好地将药学文献、生药学、天然药物化学及药物分析课程所学的知识在药剂学实验教学中运用于真正的实践,提高了学生综合运用各科知识的能力。
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“探究恒力做功与动能变化的关系”是《新课标高中物理教科书必修②》(山东版)(以下简称新教材)中机械能的第一节内容,与旧教材相比,新教材的变动大胆又合理。我们在教学过程中会发现,虽然教师强调用动能定理解决问题是如何方便,但学生总喜欢用牛顿运动定律来解决,为什么呢?主要原因是学生在学习牛顿运动定律时,经历了由生活经验到理论推导、由定性分析到定量计算、由理想实验到动手实验等一系列亲身体验,牛顿运动定律在学生脑海中根深蒂固、清晰透彻。如果学生在学习动能定理过程中,没有经历类似过程,那么动能定理显然无法动摇牛顿运动定律在学生心中的地位。新教材在第一节,直接就由理论探究得出动能定理,并鼓励学生设计实验验证;让动能定理贯穿在整章的学习过程中,使学生更理解深入研究“功”这个物理量的重要意义。
通过牛顿运动定律的学习,学生已经理解力是物体运动状态发生变化的原因,我把新课标题改为“探究物体动能变化的原因”,一方面可以暗示学生前面的学习已经告一段落,现在我们要从另一个角度来探寻物体运动过程中所蕴涵的其他规律了;另一方面也告诉学生功和动能的变化之间是因果关系,这和前面学的力与速度变化率的关系是类似的,而研究自然界中各物理量之间的关系是物理学的主要内容。
在学习本节内容之前,学生对功能关系没有非常清晰的认识,如果要让学生自己分析得出两者的关系,难度相当大;况且学生对动能这个物理量只有定性知识,只知道它和质量、速度有关。所以这里应有方向地引导学生进行理论探究,以降低难度。在理论推导基础上进行实验验证是本节的重点,是培养学生科学探究能力的好时机,也是巩固动能定理的重要环节,教材提出了很多指导性建议,由于条件有限,这些建议学生只能通过阅读了解或者看教师演示,无法亲身经历,难免有些遗憾。为了弥补这个遗憾,本节课设计让学生用自由落体运动来验证重力做功等于动能的增量。
(1)引言:通过前面的学习,在伽利略、牛顿等科学伟人的指导下我们知道了力是物体运动状态发生变化的原因。从今天开始我们将从另一个角度来探寻物体运动过程中所蕴涵的其他规律,即探究物体动能变化的原因。
(2)运动的物体具有动能,决定动能大小的因素有哪些?
(3)如果一个篮球的质量是1 kg,速度是1 m/s,它的动能是多少?
(4)以篮球为研究对象,一步步引导学生得出物体动能变化时要受力,同时还发生了一段位移。虽然我们还不知道物体的动能具体为多少,但是我们知道如何让一个物体的动能发生变化。我这里有一个篮球,谁能让它的动能发生变化?
设置谜团,激发学生的探究欲;以旧带新,体会知识点之间的联系;把篮球带入课堂,既增加了亲切感,又增强了感性认识。从多个角度吸引学生的注意力,使学生感受到未知的知识和已知的知识一样有趣。
以汽车在恒定牵引力作用下作加速运动为例,研究它们之间的关系。
已知汽车牵引力为F,质量为m,地面阻力可以忽略不计,初速度为v1,末速度为v2。
给出一定的时间让学生自己研究,如果学生有困难则要给予提示:哪一个物理量可以把力和运动联系起来?让学生领会到加速度是联系力和运动的桥梁。
学生汇报它的思路,教师书写。
利用牛顿第二定律可得:F=ma
利用运动学知识可得:v22-v12=2as
学生的最后结果可能不是动能定理的表达式,教师要保留他的结果。
再过渡:位移和动能的大小无关,把它移到左侧怎么样。
降低理论探究的广度和深度,让学生体会到新知识和旧知识之间的纽带关系。
教师让学生四人一组讨论,讨论后派一名代表准备发言。如果学生有困难则要给予提示,如设计实验方案要测哪些物理量以及如何测量。
不管学生讲得怎么样,教师应以鼓励为主,不要过多否定学生方案的缺陷,以免打击学生的积极性,尽可能交流不同的方案。
若有学生想出用曾经做过的实验,利用打上点的纸带,研究物体作匀加速运动的过程中瞬时速度的求法;那么顺水推舟在黑板上画出纸带,复习某段时间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,写出求瞬时速度的表达式。
若没有学生想出,则提示回忆,曾经做过什么实验可以测定速度。总之,一定要引导学生利用纸带上的点求瞬时速度的方法,为后面的动手实验做准备。
培养团队意识,激励合作精神,锻炼语言表达能力,以及聆听他人意见的谦虚态度。
过渡:“同学们能想出这么多方案来,老师感到非常骄傲。请同学们课后把自己的设计方案记录下来,这可是你们智慧的结晶。不过,今天老师想和你们一起来做实验验证。根据桌上的仪器你能猜出是用什么运动来验证吗?”学生若猜不出来,教师拿重锤做一个下落动作。
今天我们就通过自由落体运动来探究重力做功与动能变化的关系。
教师问:“这个实验中是否需要测量重锤的质量?”学生经过思考得出:不需要。
教师介绍实验仪器、实验步骤,以及实验注意事项后,学生开始做实验。
教师在学生做实验过程中巡视,解决学生遇到的问题。做实验较快的学生可以当场进行数据处理,做实验慢的学生可以课后处理。
最后让做实验较快的学生汇报实验结果,检验理论和实践是否统一。
其他实验方案有的只能是教师做,有的实验数据处理比较麻烦,重力是一个恒力,又不需要测量质量,还可以复习巩固以前的知识。亚里士多德说过:“告诉我的我会忘记,给我看的我会记得,让我经历的我会理解。”因此,要让学生牢固掌握动能定理,让学生亲自经历过程是非常有必要的。
本课内容在实际操作过程中,课堂气氛比较活跃,我体会是由以下几点引起的:
1.篮球起到了很好的效果,学生思维的积极性被调动起来了。整节课学生思想集中,思维活跃。新课标倡导我们要用身边的物体做实验。物理模型是用来代表实际物体的,代表什么物体呢,如我们经常拿着小球、木块走进课堂,无意中拉近了物理与生活的距离。
2.新课标倡导科学探究的学习方式,但并不等于每节课都要进行开放式探究活动。根据本课内容特点,我采用了指导性探究活动与挑战性探究活动相结合的方式,让学生的思维有张有弛,并且能顾及到不同层次的学生,争取让所有学生在不同探究活动中能体会到成就感。
通过本课内容的设计与实践,我深刻体会到了新课程教学理念带给师生的乐趣,只要我们教师时时能从学生的需求出发,为学生的终身发展负责,合理设计教学过程,和学生一起快乐学习、交流,一定能培养出一批富有创新、探究意识,乐于挑战的人才。
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计算机基础 是每个大学生入学后的第一门必修课程,对于提高信息时代大学生的计算机运用能力具有十分重要的启蒙和奠基作用。下面是读文网小编为大家整理的计算机理论基础总结论文,供大家参考。
【文章摘要】CDIO采用新型教育模式,通过“项目教学”,提高了学生的学习兴趣、应用能力和团队协作能力《。计算机应用基础》课程的教学可参照CDIO的教育理念,采用基于项目的教学内容和教学方法,实现对传统计算机应用基础课程的教学改革。
【关键词】CDIO;计算机应用基础;教学模式
CDIO工程教育模式是以美国麻省理工学院为主导,采用构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)的模式,是“项目教学”的集中概括和表达。该模式可以让学生以积极的、主动的态度成为学习的主体,并在项目实践中获取工程能力。从它的教育理念上来看,它让学生以被动变主动的方式进行学习,改变了以往教学中重理论轻实践的弊端,也培养了学生的团队协作能力。
1《计算机应用基础》课程教学现状
《计算机应用基础》作为高校公共基础的课程,已纳入到了通识教育的范畴。它对各个专业的人才培养都是不可或缺的。但是,一直以来,计算机应用基础课程的教学改革都是在教学大纲、教学计划和考试形式中进行的,这些教学改革都没有改变传统的以教师讲授为主体的教学模式,这种主要以理论知识和教师演示为主体的教学模式使得学生没有太多的实践操作机会,更没有从事实际项目研究的经历,这就导致教师在教学的时候,学生已经完全听懂,但是在面对具体的实践操作时,往往无从下手,不知该如何操作的情况。这种传统的教学方法不能体现以学生的能力和素质培养为目的教育理念,更不能适应当前社会的发展和要求。
2CDIO理念引入计算机基础课程的必要性
基于CDIO工程教育理念的计算机基础课程教学改革和创新张燕西安培华学院陕西西安710065《计算机基础》课程虽然是一门公共基础课,但该课程对学生的操作能力却要求很高,从该课程的培养目标来看,它也是重点培养学生的学习应用能力和团队合作能力,这和CDIO的教育理念不谋而合。将CDIO模式引入计算机应用基础教学,既可以提高学生学习的参与性,还可以提高学生解决实际问题的能力。通过项目学习来解决实际问题,使学生能够“主动地”完成学习任务;既提高了学生的学习兴趣和创新能力,又可以让学生认识到团队合作能力的重要性。因此,我们根据CDIO的教育理念,以培养学生解决实际问题进行课程的教学设计,让学生带着问题融入到课程中,着重提高学生的问题分析能力和解决实际问题的能力。以项目为主线,以案例、任务、项目为驱动手段,融“教、学、做”为一体,让学生边做边学,大大提高了学生的实际操作能力。
3基于CDIO模式的计算机应用基础教学方法探索
根据这个新的教学模式,为了能够在今后的计算机基础教学中贯彻CDIO的新理念、新方法,我想在今后的教学中采用以下几种方法:
1)分组法:由于学生入学时计算机的操作水平差异很大,所以,在第一次课,可以先进行一次摸底考试或者问卷调查,摸清学生计算机基础的实际操作水平,并将他们按照优差相结合的方式进行分组,选出计算机基础知识教强,操作水平较高的同学担任组长,在以后的学习中由组长来带领整个小组的学习,如果组内某一位学生没有掌握当堂的知识点,可由组长负责指导和跟进。这样就可以带动整个小组,让基础较差的同学跟上老师的讲课进度,在此期间,还可以培养学生互相帮助的团队合作能力。
2)任务法:在分组基础上,在课前由教师分别布置每组下节课的课程内容,组内学生下去准备。上课时,由各小组选定一名同学上台演讲,还可由组内其他同学补充,对所讲内容持不同意见的其他小组还可以提出异议,组间讨论,交流学习。最后教师对演讲内容给出成绩,总结并补充,同时布置下次课堂的演讲内容,强调下堂课演讲的重点、难点,让学生有针对性的准备。
3)作业法:由于大学的课程都是一节课上2个学时,所以在第1个学时讲完组内布置的课程内容后,第2个学时由教师布置与本次课内容相关的一个上机作业,让学生尽快的将理论讲授变成实际操作,下课之前提交完成的上机作业,教师进行评阅,记录成绩。通过这个方法可以看到学生是否已经熟练掌握该知识点。
4)项目法:计算机课程的操作性很强,需要学生有很好的动手能力,为了提升学生的实际操作水平,并对学习的内容有一个综合的了解,在学习完Word、Excel、PPT后根据学生的专业的不同分别完成一个项目,这样,就将计算机知识和他们的专业结合起来。比如,在对医学院学生的教学中,Excel学习完后,让他们建立一个医生和患者的管理系统,用Excel来管理医院的医生一个月诊治病人的情况和病人的花费情况。虽然比较简单,但是这对学生的学习带来了极大的兴趣,学习效果非常好。总之,我们要不断地探索新的有效地教学方法,利用新技术的教学手段,把传授学生知识改为传授学生学习知识的方法,让学生能够彻底从被动学习变为主动学习。这样,才能为以后更长远的学习打下坚实的基础。
【参考文献】
[1]黄琳娜,刘春立.CDIO理念下的大学计算机基础课程教学模式探索.沧州师范专科学校校报,2011,10
[2]李郁林.基于CDIO工程教育理念的《计算机应用基础》课程教学改革与探索.现代计算机.2011,11
[3]周屹,詹晓娟.基于CDIO理念的计算机基础课程实践教学改革与创新.中国冶金教育.2011年第2期
1如今计算机基础课程存在的问题
1.1计算机发展太快,教材更新更不上
计算机教材不同于其他教材,计算机领域更新太快,从WINDOWS95、98、2000到XP、vista、windows7、windows8才仅仅用了10年时间,几乎不到2年就有一个操作系统,这些操作系统又各有特点,wimdows95第一个独立出DOS的系统。windows98影响力最长,最成功的操作系统之一。windowsxp侧重于安全性和稳定性,windows首次在系统中集成了自己的防火墙。在Windowsvista中引入了用户安全控制的新安全措施,同时界面更加友好华王,但是由于占用资源太大而淡出市场,于是windows7、windows8应运而生。综上所述计算机教材至少要达到每2年就进行更新一次,才能跟得上信息时代的要求,学生学习的也不会是已经淘汰的知识。
1.2理论实践比例失调
计算机本身是一个动手实践强过于理论教学的课程,理论课千遍也不如自己手动一遍记得牢。理论教学韩凭图片演示远远达不到教学的效果,像对计算机硬件的一些基本了解,例如内存条的安插这些东西自己动手一遍就会使用,看五遍十遍都未必会记住。同时制作一个表格,PS一个图片更需要学生大量的手动操作,教师在旁边进行指导,这样效果才会更好。
1.3学生学习缺乏兴趣和压力
学生兴趣还是一个学习态度的基础,既要使学生对知识感兴趣,有要使学生感到学习的压力。很多高校的学生毕业之后,参档不会打印,IP地址不知道在哪找,这个个普遍的现象而不是个别现象。我其实更希望学生在学校里掌握的是这些最基本的知识,只有这些最近本的知识掌握了以后,我们才能去谈些别的,好高骛远没有用。万丈高楼平地起,如何引发学生的兴趣,从而主动的去学习这些基础的东西,是我们当前所要思考的。
2计算机课程改革
2.1计算机课程的引领和针对性
列举一个国外计算机基础课程的例子,我们也许能从中得到启发。在美国把计算机基础课程进行了非浅详细的分类,不仅仅是针对参科理科简单的划分,还根据其专业的特点对讲授的计算机进行非浅有针对性的教学。其实很多选择计算机专业的学生并不知道自己学习计算机会达到怎样一个目标,甚至感觉与自己的想象完全不一样,而另一种情况恰恰相反,非计算机的学生在接触计算机后产生的浓厚的兴趣。在这种情况下,我们就需要一个计算机的引领课程,让学生了解计算机作为一种基础学科的重要性和计算机跨行业学科的应用,如果从事计算机行业会往哪个方向发展,例如应用软件大师,或者软件开发方向等一些细化的方向。这种引领非浅重要,它为我们定向培养人才提供了便利条件,它可以用很少的课时让学生懂得自己的人生方向,这点很重要。
2.2计算机与时俱进
从计算机发展的速度来说我们从事计算机行业的教师都应该与时俱进,这对于我们来说不能不说是一次挑战。计算机行业不等同于其它的行业,一个知识用十几年二十几年不变,它的魅力就是在于它的发展速度。今年我们更新的知识,在1到2年内就会完全更新,开发变革出一个新的体系出来,这就要求我们必须与时俱进,否则今天的是专业教授明天你可能完全不了解这个新的体系。21世纪是个信息爆炸的时代,计算机体系更在这其中担任着无比重要的领头羊角色,如果我们教师行业不能跟上这个时代的更新速度,那么我们交给学生的知识必然是过期的知识,学生毕业后自然无法适应社会中新的知识。
2.3计算机基础实践环节
计算机基础是个很强的实践性科目,不等同于其它科目,实践可以使课程变得更加轻松容易的上手,读懂知识。实践又分为课堂实践和课外实践,实践要是理论的2倍,就是说,课上如果有20分钟的讲授就要有20分钟的课上练习,还要求有20分钟的实践课。这样才能保证学生熟练的掌握到所学的知识,加深印象,加强记忆。
2.4促进主观能动性
跟所有学科一样,考试不是目的。计算机基础课程更是这样,让学生多学会点东西应用于将来的人生,比我们考试考多少分更重要。所以我觉得我们的课程改革应该分为4个部分来核算成绩,平时成绩占20%,课程设计在教师的指导下完成一篇具有实际意义的课程设计占20%,机考20%,期末考试占40%。不以考试为目的,增加学生自主学习的动力,侧重于学生的实践操作和能力培养。像西方一些国家学生,教学主要就是提出一个事情,让你自己做观点,激发学生的学习兴趣和思考的兴趣,提高学生的抽象思维。
3结语
计算机基础是一个学校课程基础学科,如何让学生提高自主学习的兴趣,增加学生的动手操作能力是重中之重。在计算机技术迅猛发展的今天,如何与时俱进的学习新东西,把新的知识教给学生们是我们现今计算机教师所必备的能力,要不断的汲取新的知识来充实自我,让学生在学习中得到真正的知识和力量。
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近些年来,我国国民经济正在不断地发展,国家日新月异的改变在很大程度上与计算机科学技术的应用有很大的关系,计算机科学对我国经济发展有着极大的促进作用。下面是读文网小编为大家整理的计算机科学基础课程总结论文,供大家参考。
一、在教学过程中计算机科学技术的重要推动作用
(一)在教学中的作用
在教学过程中教师重视的便是学生学习效率的高低,教师的作用便是在教学过程中对学生进行教学管理,一方面随时了解学生们的日常学习的情况,对学生们的学习情况通过测验的方式进行了解;另一方面也需要管理学生们除了学习之外的其他事情。传统的教学管理既浪费师生们的时间又降低教师的教学活动的创造性,产生负面的影响。在现代化教育中,计算机科学技术在教学管理中的运用,集成学习的计算机系统以及计算机测验软件的运用,在教师们的教学管理中发挥着重要的作用,既提高了教学管理的效率又提高了教师的教学水平,节省出更多的时间来进行其他教学活动,学生们在日常生活中更具自由性。计算机科学技术特色课堂教学的重要组成便是多媒体的交互应用。计算机的大力发展使得教学资源更加丰富,资源共享更加方便。计算机教学课件大量的运用,都提高了教学水平。教师们将这些计算机科学技术合理的运用在自己的课堂之上,使得学生们在学习时更好的理解掌握这些知识,教师们也可以与学生们利用计算机科学技术进行交流,增加师生间的互动性,形成师生共同参与的高效的具有特色的课堂教学。远程教育是随着计算机的发展同步发展的新型教学模式,现在也在高校中广泛地被使用。在师生互动的课堂教学之外还存在多媒体教学,这样学生在学习过程中接收了知识的图像视频语音,比老师的教授更加具有生动性与趣味性,使教学过程变得更加的直观形象;还可以让学生们按照自己的学习情况来安排学习的进度,更具灵活性。
(二)提高学生能力起到重要作用
创新是灵魂。教育教学过程中是否具有创新力的参与,是提高学生们能力的重要部分。高校需要为学生们创造良好的创新教育教学环境。既要提高计算机科学技术的教学环境,也要揣摩教学过程中学生的心理。教师不能限制学生的思维,在他们拥有自己的思维活动时,教师应该大力的鼓励学生们将自己的想法表现出来,提出自己的问题,提高学生们的创新能力。计算机科学技术教学是一个十分开放性的体系,教师在进行教学时,要将计算机方面的最新动态与学生们的学习相结合,通过计算机科学技术与学生们日常学科的结合,将其运用到学生们的各个领域,加强学生们的创新能力在各个学科间的运用。兴趣是创新的开始,教师们在日常的教学过程中要加大学生们对课堂的学习兴趣,计算机科学技术特色课堂教学的作用便体现出来了;在计算机科学技术运用的同时不要忽视教材的重要作用,所有的教学都要以教材为基础进行拓展,要求学生们自行探索。这些都可以加强学生们的创新能力。
二、计算机科学技术特色课堂教学未来发展趋势
现在计算机科学技术在高校教学过程中的运用只是一小步,随着计算机技术的进一步发展,其在教学中的重要性越来越明显,这是就必须加强创新能力,这就需要在未来进行更多的实践。首先需要提高教学过程的环境。学生们对于特定的学生内容具有很强的兴趣并且会努力进行探索与检验他们还会不断的找寻解决问题的途径,在这个过程中学生们在思维方面的强化以及对计算机中学习资料的灵活运用,既增加了理论的学习也增强了组织与动手能力,将会从两方面提高了学生们的创新能力。再者随着社会的发展,教育的发展,学生们在课堂教学中的中心地位将被体现,其计算机科学技术特色课堂教学将会建立以学生为中心的超媒体教学模式。就是采用计算机科学技术将其作为学生学习的主要方式,教师的作用便是辅助学生,不再在学生的学习中占据太多的地位。计算机在未来的教育界的作用一定会是无穷大的,现在的技术还无法达到,但是会渐渐的在实践中去实现它,尽早的让学生们的学习变得更加高效,更加有趣,更加丰富。
三、结语
计算机科学技术特色课堂教学的现在的发展是在慢慢探索的,其未来发展是无限美好的,要好好利用这个手段将课堂教学全面的调动起来,师生共同努力,迎接新时代的到来,迎接新世界的到来,要对未来充满希望。
1计算机科学技术在教学中的应用
计算机网络教学与课堂授课有非常大的不同,在进行课堂授课时要受到很多因素的影响,比如说,教师的上课状态、学生的上课状态、书本知识的局限以及周围环境的影响等都会成为影响授课质量的原因。但计算机网络教学却是大大的不同,计算机网路教学中学生处于主动的一方,教师主要是处于引导的状态,让学生自发的去学习,建立学生自主学习的机制,在这样的情况下,不仅可以提高学生学习的积极性也可以提高教师的教学质量。而虚拟教学和远程教学是属于相互补充的两种教学形式,虚拟教学更是弥补了远程教育的不足,学生足不出户就可以进行各种各样的教学实验,从而获得和课堂学习不一样的学习体验,能够加深对学习内容的理解,从而获得更高的提升。此种教学方法,可以使学生的知识学习更加的形象化和具体化,使学生学习起来更加的直观和容易理解,另外,在进行有趣学习的同时也可以培养学生的创新能力和探索的欲望。
2计算机科学技术在教学中应用的影响
计算机科学技术在现代教学中的作用及影响无疑是非常巨大的,计算机技术的应用使得学生的学习不再局限于那小小书本之内,通过多媒体课件以及种种辅助教学,增加了非常多的课堂知识量。在增加学习知识量的同时并没有消耗更多的时间,恰恰相反,通过计算机的有效运用大大减少了教学时间,让学生在同样的时间内了解了更多的知识。现代的教学手段改变了以往沉闷乏味的教学形式,计算机的合理使用能够有效的吸引学生们的注意力,激发了学生学习的兴趣和积极性,让学生们主动去学习,去了解知识,从而让学习变成了一件非常有趣的事情,改变了以往的学习状态,形成了积极向上的学习风气。从大的方面来说,现在的世界俨然是一个信息化、数字化、网络化的新时代,在这样的时代背景下,计算机电子信息技术得到了广泛的发展,计算机已经进入到了家家户户,成为人们生活和工作的必需品,计算机为人们生活学习等诸多方面带来了很大的便利,打破了传统的区域界限的新知识,带人们走进了一个知识经济的新世界。而且,计算机还扮演着非常多的角色,除了教师、学生以外也可以是朋友、玩伴、工具等。人们可以在计算机当中获取非常多有用的东西,计算机在作为辅助工具时可以进行管理工作,学生可以在计算机上完成自己的作业,它也可以是老师,在自己有不明白的地方时为自己授业解惑。
3结语
计算机科学技术的广泛适用,改变了人们传统的教学方式以及学习形式。通过多种多样的应用形式,使得学生们的学习变得丰富多彩,上班族的工作变得轻松便捷。计算机科学技术将不同的教学呈现给大家,提高了学生的学习效率和学习积极性,提高了教师的教学水平和教学质量,让教学走到了时代的前端来适应现代教育的需求。而未来的教学仍然是个未知数,如何更好地发挥计算机技术在教学中的作用需要更多的有志之士去探索、去实践,也可以说这是现代教育专家和工作者们的主要任务。如何将计算机更好地融入到教学当中以及如何让计算机技术继续的发扬光大将不断激励着大家勇敢前进。
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