云计算技术课程精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇云计算技术课程范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

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关键词：计算机信息技术课程 教学改革 实验教学

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）09（b）-0165-01

大学计算机信息技术课程包括理论知识和上机实验两部分，是一门培养学生掌握现代信息技术的基本概念、基本原理知识以及操作技能的重要课程，是高校非计算机专业学生必修的一门公共基础课，也是大部分高校文科类非计算机专业学生拿到学位证书需要通过的计算机等级考试的考试内容。纵观我校文科学生历年的江苏省计算机一级等级考试成绩的数据可以发现，学生在计算机一级考试的理论部分的及格率远大于机试操作部分的合格率，也就是说机试操作部分的合格率影响了全校文科学生江苏省计算机一级等级考试的整体通过率。

为了培养学生大学计算机信息技术课程上机实验部分的自主学习能力，兼顾高校新生入学时计算机能力的差异，我们在实验教学中应遵循“则重实践，相关知识点的介绍够用即可；边学边做，学中做，做中提高”的原则。

1 理论联系实际，优化教学，培养自学能力

大学计算机信息技术实验课程是一门实践性强，知识日新月异不断发展的课程，因此，在日常教学中，培养学生对课程的兴趣，让学生养成合作学习，终生学习的习惯为教学目的。

1.1 营造环境激发学生兴趣

在日常教学中，通过多样的教学内容，不同的教学工具，例如，影像，音乐，图片等，使学生对本门课程知识产生兴趣，通过教学让学生改变观念，对计算机有更新的认识，了解计算机在办公、生活、娱乐、学习等方方面面对他们有着不同的帮助，使学生自发的对计算机课程产生学习兴趣。只有兴趣才是学习的动力，要让学生愿意进机房，愿意动手上机操作，才能根本解决动手能力不足的问题。

1.2 提高课程可操作性

大学计算机信息技术实验课程是一门操作性很强的课程，因此，在日常教学中，除了必要的讲解，要充分的让学生自己亲自操作，提高知识的学习效率。让书本的文字变成可以看的到、摸得着的知识，更可以提高学生动手能力，对计算机的熟悉。提高上机操作的比例，在教学课程中对操作机器的时间按比例提高，让学生更好的熟悉计算机。

1.3 通过优化教学最终培养学习能力

大学计算机信息技术实验课程遵循由简到繁、循序渐进的原则，“以兴趣为主线，以实用为载体，以培养学生的能力为最终目的。”可以根据学生学习水平的不同，成立学习小组，在教学练习中按易、中、难分组实践，对完成质量好的同学可以享受激励机制，比如，上网或游戏等。这样既完成教学任务，也调动学生的积极性。更好的提高学生的学习能力。

2 利用先进的技术为教学服务

目前，社会的各个领域都被各种先进技术尤其是网络技术渗透，其中包含按需服务的云计算技术、虚拟技术等。我们应充分的应用这些新的技术来提高我们教学的水平，利用这些新的技术来激发和提高学生适应信息时代的学习与创新能力。

（1）云计算技术是指网络以按需、易扩展的方式获得所需资源，其特性是门槛低，按需计算、随时随地获取等，利用云计算技术配合大学计算机信息技术实验课程教学的目的，构建网络教学环境，将教师、学生通过网络与优质教学资源连接。让学生可以在平时的学习中根据自己水平选择感兴趣的内容，完成对应的学习目标。并且可以随时查询结果，进行评价和改进，无论是选择自主学习还是合作学习，都可以通过云端平台获得来自教师和学生的支持。通过互动，紧密教师和学生的关系，提高教学的质量。

（2）利用网络教学平台整合全球教育资源，引用网络平台上的相关资源，更全面的提高学生的计算机基础知识和操作能力。在课堂上不仅利用传统教学，更可以用多媒体教学，多种教学模式互补。例如，网络平台上的开放课程，视频讲座等。使学生看的清楚，听得真切，感受深刻，更好的调动学生的学习积极性。与时俱进，让学生进一步的与世界先进知识接触，开阔眼界，保持对计算机学习的兴趣，提高自身修养。

3 构建创新实验室教学体系

在正常的教学过程中，每个学生的能力和要求都各不相同，要合理安排教学。

（1）想依照兴趣和需求自行学习的学生，可以在周末开放实验室，让不熟悉的学生多点时间操作，让没有电脑的学生能有平台操作。让学院实验室更好的为学生服务，整合学院教学资源保障学生的学习，提高动手能力。

（2）创新教学，要以学生为主，教师为辅，教师作为指导者辅助学生，计算机学习中为培养学生自学能力，常需要让学生先进行自学摸索，待出现问题后，再引导解决，获得真知。老师要教给学生自学的方法，如使用程序中的帮助、利用网络自学等方法，培养学生的自学能力，提高学生的积极性和主动性。

4 运用多种教学手段提高学习能力

在平时教学中，要充分思考教学要点、操作要点和实验操作与学生互动的手段，提高学生的上课积极性，让学生主动愿意计算机操作，提高动手能力，学习能力。

（1）在教学过程中，结合多种奖励机制，在不同的教学阶段，按学生的进度不同给予不同的奖励，更好的让学生有兴趣学习。

（2）充分利用多媒体，网络等技术手段，延展课堂教学，传递教学内容，探讨式的教学、合作式的教学、案列式的教学等多种方式，合理的调动学生的学习兴趣。

篇(2)

云计算的研发和应用为初中信息技术教育提供了广阔的发展空间，有效解决了初中信息技术教学中的各类问题。文章简单概述了云计算，分析了云计算在初中信息技术教育当中的具体应用，旨在为提高初中信息技术教育水平提供若干建议。

关键词:

云计算;信息技术教育;应用

云计算是近些年来人们提出的新概念，云计算出现至今仅10年。此技术虽新颖，但却着实改变着人们的生活和工作方式，促进了社会的发展。云计算具超强计算能力和存储能力，广泛应用于各领域并发挥着非常重要的作用。现初中信息技术教育也正受云计算影响，逐步发生着微妙的改变。

一、云计算概述

云计算是一种分布式计算技术，其最基本的概念是，利用网络将庞大的计算处理程序自动拆分成若干个较小的子程序，并将这些子程序交由多个服务器所组成的庞大系统进行处理，经搜索、计算、分析之后再将处理结果反馈给用户的一种新型计算技术。云计算基于集分布式处理、并行处理和网络计算而发展起来的。总体而言，云计算的特征主要体现在以下方面:第一，数据存储量大且安全、可靠;第二，用户端设备要求相对较低，比尔•盖茨曾说，利用云计算之后，用户端内存只需640K就足够了;第三，信息共享，数据在保存至云端之后，设备只需联网便可随时访问和使用云端数据，同时还可共享此数据;第四，计算能力超强，据分析，云计算或为普通用户提供10万亿次/秒的计算能力，以完成用户所需;第五，成本较低，计算机具强容错性，用户可根据自身需求以极其廉价的节点来完成云端设计，同时云端的自动化集中式管理还可有效提高资源的利用率，为用户节省成本。

二、云计算在初中信息技术教育中的应用

(一)实现教学的即时性和共享性

云计算可实现收藏夹的随身携带，使用户在任何时候、任一电脑上都可以调出自己的网络收藏夹，同时还可合并用户网络收藏夹和本地收藏夹，方便用户随时查看自己所收藏的信息和资料。云计算还可实现输入法和演示文稿的随身携带，在进行信息技术的教学过程当中，教师可随时调用自己的输入法和演示文稿，利于用户的个性化学习。此外，在云计算基础上研发的WPSOffic软件还为用户提供了信息的在线编辑功能，教师及学生可随时编辑和保存更改后的文档，有效实现了初中信息技术教学的即时性和共享性。

(二)丰富初中信息技术教学资源

在进行初中信息技术课堂教学时，受各方面因素影响，教师可为学生提供的用于制作作品的素材有限，导致学生选择存在很大局限性，制作出来的作品也都大同小异，无法体现学生个性和独特思想。云计算可有效丰富初中信息技术的教学资源，教师可利用云计算，结合课程内容和学生特性寻找很多网络资源，为学生提供更多制作素材和选择机会，从而加强学生作品的个性化。同时，教师还可利用网络完成授课，实现信息技术的网络化教学，以动态的方式授予学生信息技术知识，一方面激发了学生学习兴趣，另一方面也提高了授课效率。此外，利用云计算还可实现信息和资源的跨平台分享，利于教育资源分布不均问题的解决，为教育的发展拓展了新道路。

(三)利于数字化图书馆的建立

为保证图书馆数据资源的安全，图书馆的服务器通常会设置最大接入终端数量。云计算的“云端”相当于一个巨大的服务器群，其带宽大、计算能力强且具容错性，用户利用云端可迅速找到所需资源，且用户请求可迅速得到反馈。云端还可为用户提供个性化服务，让用户依自身需求建立自己的图书馆，实现图书馆的移动化，使学生学习不受时间、空间限制。此外，因云计算的容量大、计算能力等优势在一定程度上延长了学校网络和信息的硬件设备的使用寿命，有效降低了学校的设备更新成本。

(四)病毒库可随身携带

初中信息技术教师不仅承担着授予学生信息技术知识的责任，而且还承担着一定的电脑系统维护工作。为保证学校系统安全，学校每台电脑都需安装防护系统和杀毒软件，而当病毒库需要更新时，需先解除防护系统才能对病毒库进行升级，进而实现系统保护。此工作复杂且繁琐，占用了教师大量工作时间。利用云计算则可实现病毒的随身携带，只需将新的病毒库程序上传至云端，需要升级时直接进入云端提取即可，而无须将电脑上病毒库升级就可完成杀毒过程。另，云计算还可实现演示稿、输入法、收藏夹等的随身携带，同时还可通过建立网络收藏夹的方式将常用网址随身携带，便于学生自主学习，实现了学生的个性化学习。

三、结语

云计算为初中信息技术教学提供了关键性软件，有效降低了初中信息技术教育的软硬件成本和计算机维护成本，同时也为学生创造了一个良好的学习环境。在实际教学过程当中，教师要充分认识到云计算对于初中信息技术教育的重要性和作用，充分利用云计算技术，以提高初中信息技术教育的效率和效果。

作者：戴亚萍 单位：湖州市第五中学

参考文献:

［1］黄祖苗．云计算在初中信息技术教育中的应用评价［J］．教育教学论坛，2015，(8):231－232．

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【关键词】EDA仿真 SMT虚拟教学 教学改革 云计算

1 引言

EDA（Electronic Design Automation）是指以计算机为工作平台，融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成功的电子CAD通用软件包。主要能辅助进行三方面的设计工作，既IC设计、电子电路设计和PCB设计。EDA技术经过了三个阶段的发展。从70年代的（CAD）阶段和80年代的（CAE）阶段，到90年代的电子系统设计自动化（EDA）阶段。EDA技术代表了当今电子设计技术的最新发展方向。它不仅为电子技术设计人员提供了“自顶向下”的设计理念，同时也为教学提供了一个极为便捷的、科学的实验教学平台。电工电子类专业课程中的电工基础、模拟电子技术、数字电子技术都可以通过EDA仿真软件，进行电路图的绘制、设计、仿真试验和分析。应该说将EDA仿真软件应用到电工、电子类专业的教学中是一种教学手段的创新，也是提高教学质量的优选方法。

以下主要讨论EDA在SMT虚拟教学中的应用。

2 SMT贴片工艺虚拟仿真教学

SMT贴片工艺是我国大中专院校电子组装技术必修的一门课程，是电子组装技术与设备专业的一门职业技术课程，一门核心技术课程，是本专业学生毕业后直接任职SMT生产（工艺）技术员岗位，从事电子产品生产制造（SMT）工作的主要支撑课程。通过本课程的学习，使学生具备高新电子制造企业高技术岗位。而由于我国多数学校在实验设施上不能满足学生学习条件，使得SMT贴片工艺虚拟仿真教学得到了快速的发展。虚拟仿真教学也可以对社会上没有电子组装技术的人去学习SMT贴片技术带来了可能性。

随着国内电子行业的快速发展， 我国己成为世界电子产品制造大国，而表面贴装技术（SMT） 在电子产品的生产中占据十分重要的位置。SMT是将表面元器件贴装到PCB上，通过波峰焊或回流焊加热而使PCB与元器件之间实现机械和电子连接的过程，作为电气互联技术的主要组成部分和主体技术， 已成为现代电气互联技术的主流，被誉为“电子组装技术的第三次革命”。因此，让学生了解SMT的生产过程和生产工艺就显得特别重要。

传统的物理实验教学，在时间、空间和实验条件等方面会受到限制，缺乏一定的灵活性，不利于物理实验教学的实施与开展。随着计算机仿真技术和网络技术的发展，一种基于Web技术、VR虚拟现实技术构建的开放式网络化的虚拟实验教学系统产生――虚拟实验室。虚拟实验室作为推动教育模式进化的一种有效方法，逐渐成为近几年来国内外实验教学和远程教学研究和应用的热点。虚拟实验室不仅可以克服传统实验教学人力、物力、财力投入大的问题，更为远程实验教学的实施提供了条件和技术支持，也为远程教育的质量提供了有力的保障。

贴片机是SMT生产线中的关键设备，主要完成元器件的贴装功能。贴片机的贴装精度及稳定性将直接影响到所加工电路板的品质及性能，它对整个生产线的产品精度，生产效率，实际产量和生产能力起决定性的作用。而我国的SMT设备研制水平非常落后，尤其是贴片机方面与国外上的差距正在不断扩大，因此本文将深入研究贴片机制造工艺过程的虚拟仿真技术，加深学生对贴片机知识的认识和理解，为学生独立自主地进行学习与实践创造良好的条件。

3 EDA虚拟仿真技术在SMT贴片工艺虚拟仿真教学中的应用

3.1 虚拟环境下PCB文件BOM表和坐标文件的导出

贴片机是用来实现高速、高精度地贴放元器件的设备。贴片机编程是指通过按规定的格式或语法编写一系列的工作指令，让贴片机按预定的工作方式进行贴片工作，但前提是需要知道所加工的PCB文件里的BOM表和坐标文件。Protel99se是一种简单易学的画图软件，通过该软件，学生可以快速了解贴片机的编程过程所需PCB文件的BOM表和坐标文件。在Protel99se中PCB板的工艺图片和导出的BOM表信息如图1所示。

3.2 PCB贴片机的三维实体模型建模

贴片机的三维实体模型构建研究主要构建贴片机的机架、PCB传输机构、贴装运动系统和供料槽。主要通过反复的查阅贴片机的相关资料，对贴片机的分类、架构和工作原理进行了解，在三维软件建模的过程中（如PRO/E软件），根据模块间组合装配的程度进行反复修正。三维实体模型建模各组件模块的功能组合分析如图2所示。

3.3 PCB贴片运动过程虚拟仿真设计

贴片机贴片运动过程虚拟以建立的模型为依托，根据贴片机运动的原理进行仿真参考设计。即以贴片机的实际生产为前提，以功能模块为仿真对象，在整个仿真过程建立一条主线，把握好部分与整体的协调运动来进行贴片机的供料系统运动模拟、传输机构运动模拟和贴装运动模拟。在整个仿真设计的过程中，需要不断根据零部件的运动配合和装配约束等问题对模型的运动进行反复测试，并发现其中存在的不合理性，和不断调整运动仿真的顺序，以增强各部分模块间的装配和运动配合，让仿真更接近真实的实验。贴片机的运动形式如图3所示。

4 虚拟化技术在云计算中的应用

云计算的特征体现在虚拟化、分布式和动态可扩展。虚拟化， 是云计算最主要的特点。每一个应用部署的环境和物理平台是没有关系的， 通过虚拟平台进行管理、扩展、迁移、备份， 种种操作都通过虚拟化层次完成； 动态可扩展是指通过动态扩展虚拟化的层次， 进而达到对以上应用进行扩展的目的； 分布式是指计算所使用的物理节点是分布的。从云计算的最重要的虚拟化特点来看， 大部分软件和硬件已经对虚拟化有一定支持， 可以把各种 IT 资源、软件、硬件、操作系统和存储网络等要素都进行虚拟化， 放在云计算平台中统一管理。虚拟化技术打破了物理结构之间的壁垒， 代表着把物理资源转变为逻辑可管理资源的必然趋势。在未来， 所有的资源都透明地运行在各种物理平台上， 资源的管理都将按逻辑方式进行， 完全实现资源的自动化分配， 而虚拟化技术则是实现这一理想的唯一工具。针对云计算， 虚拟化技术的融合和应用应面向高级虚拟主机、应用和资源， 以及虚拟化存储等方面。

同样的，SMT虚拟仿真教学也可以运用到云计算中去，可以把创建好的虚拟教学视频通过网络传输到云端，那么，无论学校硬件设施如何，老师们都可以通过云端下载网络视频，进行视频教学，这样就避免了由于学校硬件设施而不能开课的问题，这也是现代教学改革的一种体现方式，更有利于我国教育良好的发展。

5 结束语

本文通过对EDA仿真技术的分析，提出了EDA仿真技术在SMT虚拟教学中的应用；此技术不仅可以用在硬件设施不足的院校，更为成人学习带来了可能性，通过用理论学习和虚拟教学相结合的思想构建了一种以体验式学习为指导的贴片机制造工艺虚拟仿真实验；提出用三维实体建模软件完成贴片机的机架、PCB传输机构、贴装运动系统和供料槽的模型创建的思想；最后讨论了虚拟仿真在云计算中的应用，为教学等提供了更有利的方案。

参考文献

[1]周洪波.云计算技术、应用、标准和商业模式[M].北京：电子工业出版社，2008.

[2]周志近.波峰焊工艺及常见问题分析[J].现代显示，2009，02：61-63.

[3]杨良军，匡锐. 回流焊的工艺特点及研究[J].科技广场，2011，01：191-193.

[4]李娟娟.物理虚拟仿真实验系统的设计研究[D].扬州大学，2012.

[5]黄慕雄.高校教学型虚拟实验室建设的现状与建议[J].电化教育研究，2005，09：77-80.

[6]杨帆.SMT贴片机的运动控制研究[D].西南交通大学，2006.

[7]李春泉.SMT产品制造网格若干关键技术研究[D].上海大学，2007.

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关键词：云计算；资源虚拟化；实验教学平台；资源共享

0引言

随着“互联网＋”计划的提出，教育信息化受到了前所未有的关注，并且已经被纳入到国家发展战略的层面，高校计算机辅助教学也已经成为培养创新型人才和高素质人才战略的一个重要组成部分。高校计算机实验室承担着全校计算机相关专业的课程实验任务、非计算机专业的计算机公共基础课的实验任务和计算机类的考试和科研任务，而目前大多数高校计算机实验室的建设仍然采用每台计算机独自享用资源的模式，这样就会导致后期软硬件购买成本高、系统管理维护困难、系统容易受病毒攻击等问题。而云计算技术作为一种新型的具有虚拟化和高扩展性的计算模式，为高校的资源建设和教育教学改革提供了思路［1－2］。近年来国内外很多高校围绕云计算的应用展开了研究，在云计算辅助教学、云计算资源建设等方面进行了有益的实践和探索，推动了高校教育教学的发展和创新［3－5］。构建基于云计算的计算机实验教学平台，可以有效整合教学资源，使每台计算机通过互联网获得所需的软硬件资源，包括网络资源、服务器资源、存储资源、应用软件资源等，用户可以根据自身实际需要，通过功能扩展的方式获得云计算实验教学平台中的各种IT服务，从而提高资源利用率，降低实验室软硬件购买和维护成本，为学生实践创新能力的培养和学校实践教学模式的改革提供支持。

1高校计算机实验室现状分析

1．1实验室建设规模有限

随着教育信息化的迅速发展，高校计算机实验室的建设规模也在逐年扩大，计算机性能不断提高。但高校的逐年扩招和无纸化考试的日益盛行使得现有计算机实验室的规模仍然不能满足目前计算机教学实践、各类网络考试任务和教师科研任务的需求，部分高校的计算机实验室几乎没有空闲时间，学生很难利用业余时间进行实践练习。

1．2建设资金相对匮乏

计算机实验室的软硬件环境是提高实验教学质量的关键，而目前大多数高校计算机实验室的建设仍然采用每台计算机独享资源的模式，改善实验室环境时需要在每台计算机上都进行软硬件的更新，需要承担高昂的软硬件升级和维护的成本。

1．3资源利用率偏低

由于学生的专业和研究方向不同，所需要的实验室软硬件环境也是不同的，一般的高校会为某一类专业或研究领域的学生配备专业实验室，以提高教学质量，但会导致这些专业实验室的资源无法为其他教师和学生服务，使得实验室资源利用率偏低。

1．4日常维护工作量大

现有的计算机独享资源模式使得实验室管理者往往会在一台机器即母机上安装大量软件，然后通过网络克隆的方式分发到每一台学生机器上，以尽可能多的满足学生的需要，但是太多的软件使得计算机系统不堪重负，每次网络克隆的时间需要5小时左右，并且一旦软件需求临时发生变化，就需要重新进行网络克隆，耗费大量的时间、人力和物力。

1．5无法提供个性化服务

目前大部分实验室机器都安装了还原卡，实验完成重启机器后机器会还原到初始状态，有效地防范了病毒的入侵，但却导致教学资料和实验数据无法保存，影响了学习的连续性。另外，由于学生的学习程度不同，他们可能需要不同的实验室环境，而独享资源模式使得每个学生的实验室环境都是相同的，无法为学生提供个性化的服务，不利于学生的自主学习能力和创新能力的培养。

2基于云计算的计算机实验教学平台的构建

2．1云平台的架构

云计算是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通过互联网来提供动态易扩展的而且经常是虚拟化的资源［6］。基于云计算的计算机实验教学平台分为4个层次，分别是云基础设施硬件层、资源虚拟化平台层、虚拟实验平台层和云终端接入层。通过该云平台，可以构建云数据中心，支持海量实验资源的存储和管理，实现资源整合和资源共享，教师和学生可以不受时间和地域限制随时随地通过智能终端设备接入云平台，获取云平台的IaaS（基础设施即服务）、PaaS（平台即服务）和SaaS（软件即服务）。云基础设施硬件层：包括高性能服务器集群、光纤交换机等网络设备、高可用数据存储设备，各设备通过网络互连。资源虚拟化平台层：利用虚拟化技术将计算资源、网络资源和存储资源池化，将物理上的硬件资源映射为逻辑资源，屏蔽物理资源的多样性和复杂性，通过云计算管理软件CloudStack实现资源的统一管理，使计算资源、网络资源和存储资源协同工作，可以按需动态分配和扩展资源。虚拟实验平台层：该层统一管理虚拟化资源池，用户通过统一身份认证后，可以通过申请虚拟主机的方式申请虚拟化后的资源，快速部署个人实验环境，包括操作系统、应用软件、管理工具等，把传统的机房迁移到云端，也可以在自己的虚拟机上存储个人实验数据和教学资料，有效实现教学资源共享和师生互动。云终端接入层：用户可以随时随地借助个人电脑、手机、平板电脑等智能终端设备通过B／S模式登录云终端，获得云平台的计算、网络和存储等服务。

2．2云平台的实施

由于计算机实验教学云平台主要面向学校的教师和学生，所以该平台部署为私有云模式，平台硬件拓扑。云平台的主存储采用FC－SAN的集中存储架构，通过光纤通道连接到服务器集群上，为计算节点以共享的方式提供存储资源。由于虚拟机文件都存储在后端的SAN存储阵列中，当云平台中的任意一台虚拟机出现单点故障时，都可实现业务不间断地迁移到另一台虚拟机当中，有力地保障了云数据的高可用性。云计算服务器共有5台，构成5节点服务器集群，为平台提供基础硬件资源，包括CPU、内存等，并由云管理服务器统一管理和调度。整套网络分为3个网段，分别是存储网络、管理网络和公共网络。其中公共网络用于用户通过智能终端设备接入到云平台中。在云基础设施硬件层部署完成后，资源虚拟化平台用于将计算、网络、存储等资源进行虚拟化管理，实现资源自动化管理和按需分配。当用户在线提交虚拟机申请后，云管理系统会根据用户申请的资源特点以快照或镜像的方式分配虚拟机。同时资源虚拟化平台会监控和管理云中的计算、网络、存储等资源的运行性能，自动生成监控和管理日志，并以图表的形式展现给管理员，便于管理员合理配置资源，提高资源利用率。在虚拟实验平台层，管理员可以统一调配资源，为不同的课程创建和部署不同的虚拟实验资源池，普通用户也可以根据自身需求申请虚拟机资源，快速配置个性化的实验环境。通过虚拟化技术，可以方便地实现虚拟机的创建、启用和销毁。

2．3云平台的优点

相较于传统独享资源的模式，基于云计算的计算机实验教学平台有如下优点：（1）教师或学生不再受时间和地域的限制，可以随时随地通过PC机、平板电脑或智能手机通过B／S模式登录云终端，申请和配置个人实验环境开展教学实践和科学研究，有效解决了实验室规模有限的问题。（2）云平台模式是在服务器端部署全部资源，客户端只需基本的接入设备即可，当需要更新设备和升级软件时，只需要更新和升级服务器端的软硬件，降低了基础设置购置成本和维护管理成本。（3）云平台利用虚拟化技术实现了资源整合，用户可以按需申请和快速部署各类资源，不需再单独设置针对某一专业或领域的专业实验室，提高了资源利用率。（4）实验室管理员只需几分钟的时间就可以把实验环境到任何一台PC机上，客户端不再需要安装实验所需的实验环境，客户端维护工作几乎为零，有效减少了日常维护工作。（5）云平台可以提供个性化服务，用户可以在虚拟机上存储个人实验数据和教学资料，实现资源共享和师生互动，保证教学和科研工作的连续性，有利于学生自主学习能力的培养。

3应用案例

3．1计算机类实验教学

目前可在云平台上应用的实验教学案例主要有两类，一类是全校计算机应用基础课程的实验教学，另一类是医学信息工程学院的专业课实验教学。以计算机应用基础课程为例，计算机应用基础是面向全校本科生的公共基础课，每学期授课人数达1200人左右，实验环境要求Window7操作系统和VisualBasic6．0编程软件。在传统的实验教学模式下，学生上机实践机会少，教师也不能够及时有效地跟踪学生实验过程。而使用基于云计算的计算机实验教学平台可以有效地解决这个问题。云平台中的用户主要分为三类：管理员用户、教师用户和学生用户。管理员的权限主要是系统设置、实验调度管理、用户管理和查询统计。教师的权限主要是课程设置、课程考核管理、课程成绩管理、实验设置、实验情况查询和实验问答管理。学生的权限主要是选择课程、实验操作、课程考试和个人信息修改。实验开始之前，管理员需要设置教师和学生的权限，然后教师通过个人账号登录云平台，设置课程实验内容，配置计算机应用基础课程所需的Window7和VisualBasic6．0的实验环境模板，根据选课学生的人数创建相应的实验虚拟机。实验环境搭建成功之后，学生通过个人账号登录云平台选择相应课程，获得教师为自己搭建的实验虚拟机登录IP地址和动态登录密码，学生可以远程登录虚拟机进行编程实验，可以进行VisualBasic6．0的窗体设计和代码设计。在实验过程中，教师可以随时监督学生的实验情况，师生之间、生生之间可以互动交流。实验结束后，学生可通过云平台提交实验作业，教师可以在线批改作业和管理成绩，并释放虚拟机资源。云平台模式为每个学生创建了单独的虚拟实验空间，在实验过程中不同的学生所做的实验操作是相互独立、互不干扰的。学生不再局限于物理实验室，可以随时随地访问个人账号下的虚拟实验教学桌面开展教学实践，提高了学生动手实践能力，教师也能够实时掌握学生的实验进度，根据学生反馈调整教学进度，提高了教学质量。此外，医学信息工程学院的专业课实验教学需要大量软件，包括C语言程序设计课程的VC6．0、Java程序设计课程的JDK1．8、数据库系统原理课程的OracleDatabase10g、医学多媒体技术课程的Photoshop和MATLAB等。云平台模式是把所有软件资源集中部署在服务器端，不再需要把所有软件都安装到每台学生机器上，学生只需要基础设施接入云端申请资源，有效提高了资源利用率，减少了实验室管理和维护的工作量。

3．2开放实验室预约

教师和学生可以登录云平台进行虚拟实验室预约申请，填写实验起止时间、实验项目名称、所需实验资源等，管理员根据预约申请进行审核，按需分配云平台虚拟实验空间账号，教师和学生可以登录云平台开展教学实践、科学项目研究和ACM等竞赛培训，满足学生自主学习的需要，提高学校整体的科研能力和团队创新能力。

篇(5)

“不管别人怎么评价，龙芯电脑都如自己亲生的孩子一样，让人怜爱。龙芯作为国产化的CPU，产品的安全性高，龙芯产品价格、功耗较低；龙芯基本解决了基层基础设施薄弱学校的基础教学问题，能够完成义务教育阶段基础教学任务，实现电子办公、电子阅览等基础应用。”

“龙芯所承载的不仅仅是民族企业奋斗的精神，更承载着亿万儿女强国的梦想。时不我待，我们一起行动，出谋划策，把我国的民族产业推至世界之巅。”

“‘Powered by Loongson’能够赶超‘Intel inside’，让更多的孩子使用龙芯电脑，让更多的龙芯电脑武装信息化校园，让每位龙的传人以使用龙芯电脑为荣！”

谈到龙芯在教育教学中的应用，教师们总是有很多的话要说。不仅仅是因为龙芯针对教育行业进行了创新的应用拓展，不仅仅是因为龙芯使用的是开源的操作系统和应用软件，也不仅仅是因为龙芯安全可靠、节能环保，更是因为龙芯是我们自己的，是名副其实的“中国芯”。

随着教育信息化的不断发展，传统的课堂教学模式已经发生了巨大变革，信息技术已经融入各学科课堂教学过程中，给教学带来了生机与活力，但还是存在师生交流不畅、学生学习困难、不能展现自我等许多不足。龙芯电脑及其多媒体教学系统的出现及时解决了这些问题，使教师能在教学中游刃有余，学生也能及时展现自我，增强自信心，使课堂教学达到更好的效果。

龙芯极域电子教室在信息技术教学中的应用

在传统的信息技术课堂中，教师在授课时通常有以下两种方式：一是利用网络教室软件控制学生机器，让学生观察教师的操作方法；二是利用投影仪将教师的操作方法投影在幕布上，学生跟随教师操作。这两种方式往往造成学生没有办法记住教师的操作过程，或是学生机械地模仿教师的操作，没有一个明确的目的去吸取知识。时常发生这节课的内容学生下节课就忘得一干二净的现象。当学生忘记前一课的知识时，教师还要领学生回顾旧的知识点，导致课堂时间的浪费。

使用龙芯多媒体教学设备，可以利用电子白板的功能在课件或软件的重要位置进行讲解，通过电子笔代替鼠标的功能进行操作，使上课流程更加高效；也可以利用电子白板的投影、幕布、放大镜等功能及时地吸引学生的注意力，突出当前重点，更好地达到教学目的。

1.运用“点名”与“监控”有效管理课堂教学

为了提高教学效率，教师应该努力营造良好的课堂氛围，切实制定严格的信息技术课堂规范，形成相应的监督、管理和督促机制。龙芯极域电子教室中的点名、广播、监控、学生演示等功能够辅助教师实现课堂教学的有效管理。一般信息技术教师任课班级数较多，很难记住每一位学生的名字，在课堂提问时也很不方便。如果在课前用极域电子教室中的“点名”功能，让学生用真实姓名进行注册，会帮助教师更好地进行课堂管理。教师讲完课后，在学生实践或自由活动时，可以利用监控功能，对从事与课堂内容无关活动的学生，进行黑屏、短讯警告甚至远程关机的处理。通过“点名”功能，教师能准确地点出有“调皮”行为的学生姓名，学生自然就会认真听课了。

2.阶段性实践协助学生提升操作技能

在阶段学习结束后，可以安排一次阶段性实践活动。比如，对于文字处理软件，教师可以安排小报制作互评活动。在小报制作中，学生可以自己确定主题，运用网络搜索与下载相关的素材，对一些图片进行加工处理，设计好版面后，还要应用Writer软件来实现。在整个活动过程中，学生能更好地掌握知识点，进一步熟练操作技能。这是对书本知识的延伸拓展，也是多单元知识融会贯通的捷径，能让学生的信息素养得到真正提高。

学生利用龙芯电脑制作的龙芯小报

龙芯计算机互动教学系统的绿色理念

龙芯计算机互动教学系统立足于“绿色班班通系统”和优秀的配套资源，基于龙芯电脑与交互式电子白板的整合应用，具有数字化导学阅览室、信息技术教室和“绿色班班通”互动教室的功能。它能满足自主探究式学习、信息技术教学、师生多维互动教学等需求，可以有效提高教学效率，实现资源共享。

龙芯计算机互动教学系统设计理念先进，贴近中小学课堂教学实际，能够满足信息技术在教学应用中的需求。该系统将龙芯电脑与现有技术有效整合，配以具有自主知识产权的教学互动软件平台和优质数字化教育教学资源，形成了计算机互动教学系统解决方案，在国内处于领先水平。该系统的成功研发和推广应用，对于我国基础教育信息化环境建设具有重要的意义。

龙芯计算机互动教学系统具有绿色、低成本、实用、好用的优势。经过实践，它已显示出节能环保和信息安全等“绿色”特性， 既能够满足中小学课堂教学信息化的需要，又有利于推动我国教育信息化的普及与发展。该系统能够支持师生之间课内、课外互动，通过班际同步联动实现课堂教学的开发和优质资源共享；操作界面友好，易学好用。

学生在龙芯多媒体互动电脑教室中上课

学龙网交互式学习平台的优势

学龙网是龙芯教育信息化的重要组成部分，凭借强大的互联网技术，配合龙芯计算机教室在各地学校应用，为广大师生提供贴近日常教育需求的辅助资源及服务，实现了集“学校―班级―家庭―教师―学生―家长”于一体的网络化教学体系，融入全新的网络教育理念，辅助传统的教学模式，使国内最优秀的教育教学资源实现全国共享，在中小学生与优秀教师之间搭建了一条高速信息通道，使每一个孩子都能享受到最好的教育。学龙网能减轻教师教学负担，丰富学生学习体验，强化家长参与度，监督教学环节实施，提高教育质量效率。

1.学龙网自主体验式教学挑战传统教育模式

学龙网以覆盖全球的计算机互联网为媒介，进行教育资源的传送，只要有联网的计算机终端，现代网络远程教育即可实现。学生可通过网络获取各种各样的信息，向不同的教师请教问题，学习不同学校的不同课程，查阅世界各地图书馆里的信息。

2.云计算给学生带来了新的选择

学龙网通过资源共享的方式，分年级将各个阶段的教学任务和测试要求呈现在网站中，让学生自由选择测试题目，从而非常直观地展示学生自身教育水平，辅助教师因材施教，让那些原本学习能力更强和学习速度更快的学生较早地步入下一个阶段，从而实现更快的“升学”效果。

3.打破学校与家庭之间互动的时空障碍

学龙网运用云计算技术，彻底让学生得到实用而坚实的教育。教师可以随时随地关注学生的学习和生活动态，在线布置和批改家庭作业，针对每位学生的特点自主命题。同时，教师可以获取每位学生的趋势报告图，与学生家长及时沟通，共同帮助学生学习和成长；学生与同级同班的同学交流分享学习中的经验，获得更广阔和丰富的知识视野；家长可以实时与学校沟通，掌握学生学习报告趋势，从而提供有针对性的辅导教育，为孩子的教育和成长营造和谐的家庭学习氛围，让孩子赢在起跑线上。

龙芯掀起教师备课的革命

传统的备课通常是由教师手工撰写教案，期末时再上交学校存档保管，很难做到资源共用共享，给教师和学校管理工作都增加了不少的麻烦，同时也不利于学科间的交流。为了使教学和管理工作更加科学合理，近年来，各地教师积极探索实践，学习计算机教学应用技术，向各地教育主管部门提出了利用电脑软件进行有效备课的建议，电子备课便应运而生。

1.电子备课引领教学改革

电子备课方式不但能使教师把更多的时间投入教学活动中，提高教学效率，而且能够促进学科之间的交流，做到教学资源的共建共享。不仅如此，学校还能随时随地对某个学科进行过程性指导和检查，掌握教师的教学动态。教师课后还能随时交流互动，进一步扩展教学资源的空间。

根据实际情况，我们综合分析了电子备课所带来的方便修改、容易保存、利于共享、节省时间等优点，推出了学龙备课大师系统。学龙备课大师是由客户端软件、云平台服务组成的一套教育软件服务系统，能够通过专用的客户端软件工具，便捷实现数理化公式、方程式输入，各类数理化图形、实验装置图、表格统计图绘制，试卷、教案等文本文档的高效编辑排版；学龙网云平台为教师提供教学资源搜索、存储、交易服务，为学校、教育局提供资源管理、远程共享等互联网服务。

电子备课普遍采用客户端+云平台服务架构，把在线服务、应用客户端、备课组卷软件，以及配套可选的硬件设备进行整合，共同组成电子备课的教育产品形态。学龙备课大师将教师的教学备课、组卷等活动与学龙网平台的资源及其衍生出的资源搜索、存储、交易、管理、分享等应用一体化地结合起来，不仅提供教师备课组卷软件的使用功能，同时提供关联教育资源的各项应用服务。

电子备课小范围应用到课堂教学中，不仅得到了教师们的普遍欢迎，取得了良好的试验效果，还充分发挥了多媒体在现代教育中的重要作用。通过电子备课模式，整合现有教学资源，减少教师无效或重复劳动，把教师从繁重的传统备课中解放出来，以便更深入地研究教师、学生、教法和学法，更新教学理念，改进教学方法。

2.备课必备给力工具―― 快采仪

好的备课软件必定不能缺少硬件的支持。快采仪的出现，代替了传统高清展台的功能，又自带强大的软件管理系统，通过先进的扫描设备、无线通信设备，形成多媒体教学环境，配合丰富的协同教学软件、课件与资源，其人性化设计让广大教师“便于使用、乐于常用、方便妙用”，真正实现了教学改革的目标。通过与电脑、简易电子白板的组合，快采仪可以取代传统实物展台，尤其是与电子白板的互动组合，在电子白板上直接操作快采仪，电子白板工具也可以直接在快采仪的软件页面进行批注等操作，较传统实物展台更生动、形象，是现代多媒体教学不可缺少的一部分。

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关键词：信息安全；课程教学；实践教学

中图分类号：G424　文献标识码：B　文章编号：1673-8454(2012)05-0067-02

一、引言

信息安全人才培养是国家信息安全保障体系建设的基础和先决条件.自2001年至今国内一些高校先后设立了信息安全专业和信息对抗技术专业，已经为社会输送了上万信息安全专业的本科人才。与此同时，为普及信息安全教育，近年来许多高校也面向非信息安全专业学生开设了信息安全类选修课程。

我院自2005年开始就为计算机科学与技术、电子商务和信息管理与信息系统三个专业开设了密码编码学与网络安全、计算机安全技术两门专业选修课程，考虑到教学过程中不同专业在学习信息安全类课程时的不同特点.2007年调整教学计划后为信息管理与信息系统和电子商务专业开设了信息安全技术选修课程，为计算机科学与技术专业开设了网络安全技术课程。

二、教学目标

信息安全类课程具有涉及面广、内容和知识体系更新快、对先修课程要求高、理论与实践联系紧密等特点。并且对于非信息安全专业的学生来说教学重点应该是扩展学生知识面，培养学生的实际动手能力，为将来可能面对的信息安全问题的解决和学习奠定基础。因此我院信息安全类课程的教学目标被定位为培养学生的信息安全意识，普及常用的信息安全技术，使学生具备信息系统中的安全防卫能力和新技术的应用能力。…

三、教学过程中的难点问题

非信息安全专业的信息安全课程大部分都是该专业的专业选修课程，一般都是在大三下学期和大四上学期开设，此时的学生已经具备了一定的专业基础知识，但对信息安全类课程来说如何做到在一门课程中既要覆盖信息安全专业的主要知识领域，同时还要针对不同的专业特点选用相应的教学方法，这些苛刻的教学需求使得该类课程在教学过程中遇到了各种各样的难题，下面将从课堂教学和实践教学两个方面分别阐述在教学工作中遇到的难题和采用的解决办法。

1.课堂教学环节

(1)教学内容较多和学时偏少的矛盾

按照各专业的前导课程，遵循培养信息安全意识和普及常用的信息安全技术的原则。制定了如表1所示的教学内容。

其中只有信息系统安全与网络安全技术这两个部分的教学内容和课时分配根据教授专业的不同而有所侧重和区别。总体来说，在课程内容的设置上以培养信息安全技术应用人才为目的，扩大学生的信息安全知识面为导向，教学过程中不过多地纠缠于理论细节，以此来解决课程内容丰富而学时较少的矛盾。

(2)部分教学内容枯燥，影响了学生的学习兴趣

根据学生的教学意见反馈调查发现，影响学生学习兴趣的教学内容主要集中在密码学基础这一知识领域中。密码学基础是信息安全技术的基础知识，也是学习信息安全技术过程中必不可少的知识组成，因此为了提高学生的学习兴趣，在教学过程中采取了如下教学方法。

首先。将一些相关的数学基础知识整理成自学材料并引导学生自学，以降低学生在课堂上学习密码学知识的枯燥感；其次，在讲授密码学的基础知识时，多穿插一些小故事和影视作品的情节，以此来提高学生对密码学基础知识的学习兴趣。如：以电影《达芬奇密码》中的故事情节为线索，为大家讲解古典密码算法中置换类算法的加密思想以及密码分析中暴力破译法的基本原理：然后，在介绍现代密码算法时，应重点介绍主流算法.并配合一些Flas形象生动地帮助学生理解算法的加密解密原理。此外，还可以推荐一些和密码学相关的小说，如《密码故事――人类智慧的另类较量》，供学生课外阅读。

这些教学方法极大地提高了学生学习密码学知识的兴趣，取得了很好的教学效果，受到学生的一致好评。

(3)如何获取恰当的教学案例带动课堂教学

对于课程中信息系统安全和网络安全部分的知识点，如果在课堂教学过程中只是注重原理的讲解，会使得教学过程显得极为生硬抽象，不利于学生的理解和应用。因此，在授课过程中以案例为驱动，带动基本原理的讲解，是较为合理的教学方法。而如何获取恰当的教学案例，是困扰教师的难点问题。

目前，教学案例的获取方式主要有两种，一种是由教师亲自整理制作；另一种就是参考其他院校相关课程选用的教学案例。因此，在今后的课程建设过程中将重点考虑引入课程教学软件，以进一步解决教学案例匮乏和更新速度慢等问题。

(4)学习方式被动

学生往往只是被动地接受课堂的灌输式教育，如何提高学生的学习积极性，让学生主动地去学习信息安全课程，同样也是教学过程中的难点问题。

因此在课堂教学环节，尝试采取了学生分组的教学形式，并在课堂上组织分组讨论、演讲比赛、分组对抗等多种教学活动，通过多样化教学，充分调动学生的学习主动性和积极性，活跃课堂气氛，尤其是分组进行的演讲比赛，学生们通过自己动手搜集整理演讲材料和赛后讨论，加深了对课程内容的认识和理解。

2.实践教学环节

信息安全是一门较新的学科，同时也是跟实际联系非常密切的技术，因此实践教学环节是教学过程中必不可少的。而如何在教学资源有限的条件下找到既能培养学生的实践动手能力又能调动学生兴趣的实验内容是非信息安全专业信息安全类课程实践教学环节的难点问题。

我院信息安全类课程设置了如表2所示的实验项目。

其中所有的选做实验项目的实验指导书以及相关软件等材料都上传到公共邮箱中，并由教师引导学生利用课余时间来独立完成。实践表明，这些实验项目提高学生的学习兴趣，同时又锻炼了学生的动手能力.为将来在工作中可能遇到的一些安全问题奠定了基础。

四、教学方法的进一步探索与研究

考虑到社会各界对信息安全人才需求的变化，在今后的教学计划调整中准备将所有信息安全类课程合并为一门公共选修课程――信息安全概论，结合这一变化对信息安全概论的教学工作需要做出相应的调整和改进。

首先需要为信息安全概论增加前导课程汇编语言程序设计，该课程以Win32汇编语言程序设计为主要教学内容，以培养学生熟悉掌握Win32汇编程序设计的方法和技巧，并以具备分析Win32汇编程序、编制和调试汇编程序的能力为教学目标。

篇(7)

【关键词】教育技术：教育技术系统：教育技术“人―机”系统：复杂系统：开发模式

【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097（2013）04―0021―06

在教育技术的发展过程中，出现了大量的教育技术系统。作者认为这类系统的出现，绝非偶然，试图找出其存在的原因，提出一般开发模式，以期有助于后续研究。

一 教育技术“人―机”系统概述

回顾教育技术发展历史，作者注意到以下这些教育技术系统：视听教育系统、语音实验室系统、广播电视教育系统、计算机辅助教学系统、教学设计系统、微格教学系统、数字化图书馆系统、网络教育系统、移动教育系统、泛在教育系统、云计算教育系统、虚拟学习社区，等等。这类系统除了具有各自的特性外，还隐含着一些共性。以下作者将着重对上述这类系统进行分析、研究、概括和抽象，找出其共性。

1 教育技术系统的特点分析和研究

按照系统科学原理，分析一个系统，要从内部构成及其所处的外部环境入手，内部结构表现为系统组分、系统结构特征以及整体涌现，外部环境表现为系统诞生的时代特征和发展演化所处的技术、文化、社会等环境。系统的生成、演变、发展、消亡都有其内因（即系统自身内部的自组织因素），也离不开外部环境和人为的影响和作用（即他组织作用）。

基于上述系统思维，我们可以从系统组成要素及特点、系统结构特征、系统功能、时代、环境、组织特性（自组织与他组织）这六个维度，来分析、研究这些近现代所出现的教育技术系统。

（1）组成要素及特点

所有这些系统，一般由人和机两个要素组成。人一般包括教师、学习者、管理者以及教辅工作者；不同系统中机所对应的硬件和相应的媒体材料有所不同。如对于视听教育系统，其机包含硬件主要为幻灯、投影、广播、电影、教学机器、录像、卫星电视等和媒体材料（视听教材、印刷材料）；对于广播电视教育系统，机包含硬件（广播、电视、计算机等）和媒体材料（印刷文本、录音录像、VCD光盘、视频直播课程等）；对于微格教学系统，机包含硬件（多媒体、摄录像设备和计算机等）和媒体材料（课堂教学及演示技能、微格教案）；对于移动教育，其机包含硬件（终端设备及移动通信设备）和媒体材料（移动信息资源）；对于云计算教育，其机包含硬件（云设备和计算机）和媒体材料（各种动态资源）等等。

（2）系统结构特征

一般地，教师、学习者、媒体设备及相应媒体材料之间以各种形式合理互动。如对于语音实验室系统，教师主控台的信息通过音源设备输送给学习者，在此过程中教师、学习者、机之间相互影响；对于移动教育系统，有学习需求的学习者利用有效的移动设备和媒体通道，选择合适的学习资源，针对特制的课程内容进行学习对于泛在教育系统，学习者可以在任何时间任何地点，通过任何移动终端，随意获取当前所需要的学习资源等等。

（3）系统功能

所有这些系统，其功能都是改善教育促进学习者的学习。如对于教学设计系统，该系统以解决教学问题、优化学习者的学习为目的，对学习过程和学习资源进行系统安排，创设各种教学系统的过程；对于网络教育系统，教师将网络课程资源输入因特网，流向网络学生，向教师和学习者提供一种网络教和学的环境等等。

（4）时代

这些系统都发生在工业文明和现代信息社会。如微格教学系统形成于美国60年代的教育改革运动，1963年，斯坦福大学借助录音录像设备和电教技术，形成了微格教学课程：对于数字化图书馆，20世纪90年代初，开始步入数字图书馆建设时期；对于移动教育系统，起源于2000年美国加州大学伯克利分校的Mobile Education研究项目等等。

（5）环境

各系统均对应与各自所处时代的技术、人文和社会环境。如视听教育系统，工业革命推动科学技术，使得照相技术、幻灯机、无声电影等被引入教学领域是其技术环境；而美国行为主义学习理论在教育中的主导作用以及人们开始研究具有视听双重特征的媒体是其产生的人文环境；泛在教育系统，随着计算机技术和网络通信技术的飞速发展，泛在计算已经出现，它是继大型主机和个人计算机之后的“第三代”计算技术。

（6）组织特性

大多教育技术系统均为他组织而非自组织系统。通过对多个教育技术系统从六个维度的分析，作者发现尽管这些系统在出现的时代、环境和媒体设备的运用等方面都存在差异，但仍然可以抽象出以下共性：

①相同的组成要素。各系统都是由人（包括教师、学习者、管理者以及教辅工作者）和机（包括硬件和媒体材料）两个相同的要素组成。

②相同的交互关系。这些系统，仅仅只是在不同时期由于不同的媒体设备、传输方式、与媒体想适应的教学材料的形态不同，教师与学习者的主体作用有所不同，但是，各系统中人机、人人、机机之间的交互关系相同或相似。

③相同的系统功能。上述这些系统，其目的都是通过运用媒体设备，促进学习者的学习和促进教育的发展，各系统都具有促进学习者学习的功能。

④相同的组织特性。这些系统都是他组织系统。

⑤相同的人机特性。这些系统全是既离不开人又离不开机的系统。

2 教育技术“人―机”系统的概念界定

综合以上的概括总结，作者将教育技术中由人（包括教师、学习者、管理者以及教辅工作者）和机（包括硬件和媒体材料）两个要素组成，人机、人人、机机之间具有相同或相似的交互关系，具有促进学习者学习的功能，并且具有人机特性的他组织系统合称为教育技术“人―机”系统。

要特别说明的是，以上五点特性中，人机特性是教育技术“人―机”系统区别于其他教育教学系统的根本特性。其他教育教学系统由于没有体现技术促进教育的教育技术本性，所以不适合归属于教育技术，应该归属其他教育科学的门类。

教育技术“人―机”系统是教育技术中一类具有人机特性的实际系统的抽象和概括，二者之间是一般与个别、普遍与特殊的关系。

3 教育技术“人―机”系统一般是复杂系统

复杂性即复杂系统的特性。通过对诸多的教育技术“人一机”系统进行分析，作者发现，教育技术“人―机”系统大多都具有复杂系统所具有的10个特性，一般是复杂系统。

以下以其典型案例虚拟学习社区系统为例来说明。虚拟学习社区是教育技术“人―机”系统的一个典型案例，首都师范大学王陆教授曾写道：虚拟学习社区不仅是学习化社会的一种学习组织，也是一个由计算机、Intemet和人所组成的人机系统。虚拟学习社区是一种依托网络而存在的复杂的教育技术“人―机”系统，具有多数教育技术“人―机”系统所具有的复杂系统特性。

①非线性。虚拟学习社区的组分（社区成员）种类繁多，子系统之间的非线性作用异常复杂，使得系统的各因素或子系统的相互作用所产生的结果是不确定的。②多样性。虚拟学习社区的各成员或子成员之间以及各成员与环境之间的相互适应、相互竞争，加上各成员节点的自由流动，必然演化出多样性。③多层性（层次性）。虚拟学习社区往往包含多个层次的成员节点，这些层次之间一般不满足叠加原理。④涌现性。是虚拟学习社区各成员综合起来所具有的一种整体特性，整体大于部分之和。⑤不可逆性。例如，一粒种子长成的作物，不会再回到原来的种子。⑥自适应性。虚拟学习社区通过自组织过程适应环境而出现新的结构、状态或功能。⑦自组织临界性。虚拟学习社区的发展过程是依赖大量的个体在相互作用、相互影响下的演化结果。⑧自相似性。虚拟学习社区系统的宏观结构与局部结构都具有不同层次的自相似结构。⑨开放性。比如虚拟学习社区系统与周围环境有密切联系，能与周围环境相互作用，并能不断向更好地适应环境的方向发展变化。⑩动态性。虚拟学习社区一直是处于不断的发展变化之中的，而且本身对未来的发展变化有一定的预测能力。

通过教育技术“人―机”系统的典型案例虚拟学习社区，作者认为教育技术“人―机”系统一般是复杂系统。

二 教育技术“人―机”系统存在的原因初探

随着教育技术的不断发展，大量的教育技术“人―机”系统相继出现，为什么教育技术中会存在如此现象？杨开城经过多年的深入研究，认为：教育技术，即教育教学系统的构造技术。作者认为，教育技术就是制造教育信息系统的技术。为了更好地提高学习者的学习效率，在制造这些系统时，我们便用各种先进的、适合的技术来促进学习。然而，一方面，学习是复杂的，另一方面，技术不是万能的，是一把双刃剑，离开人类有史以来所积累的教育教学知识和教师的教学经验，完全单纯凭借技术来改善学习者的学习绩效，技术很多时候会“无能为力”，甚至有时会适得其反。因此，在技术应用于教育的过程中，技术与教育的合理整合是必需的，人（教育工作者）与技术的结合是合理的、自然的，教育技术“人―机”系统的存在是客观和必然的。作者试图从以下三方面来阐述教育技术“人―机”系统存在的原因以及其存在的必然性和客观性。

1 “人―机”系统存在与学习的复杂性相关

从最新的脑神经科学的观点来看，学习是人与生俱来的大脑对外界环境做出高速应变的可塑性。即便是看似简单的课堂学习，在知识的发送（从中介者的头脑）和接收（到学习者的头脑）过程中也会有很多参数进行干预。所以，一般来说，学习是整合了多维度、多功能、多境脉的活动，单一维度的理论模型在真实学习情境中都会遭遇变形和弯曲。

因为人脑的机制是复杂的，人们还不大可能甚至是不可能弄清楚人脑工作的机理，使得学习具有复杂性，而利用教育技术促进学习也是一个复杂的过程。面对复杂的教育技术问题，仅仅依赖人是不可行的，人的绩效不高，无法像计算机那样高速、准确地“计算”，而计算机的智能再发达也不能代替人脑来处理，我们必然要用教育技术“人―机”系统来解决，因此众多的教育技术“人―机”系统是客观存在的。

2 “人―机”系统存在与技术促进学习遇到的复杂性相关

技术在当今主要是计算机技术。到目前为止，即使全世界最高级的计算机也是按照冯，诺依曼原理制作的，是“左脑型”的智能设备。它不能像人那样具有形象（直觉）思维、顿悟思维以及模糊思维，在很多方面还远远不及人类的大脑。因此，在现阶段电脑不可能代替人脑。技术促进学习时所遇到的复杂性表现在如下三方面：（1）尽管人和计算机都使用语言，但两者是有区别的，无论什么高级的计算机语言也不能代替人类自然语言；（2）在现有的计算机硬件水平上，人类难以制造出像大脑神经细胞那样复杂的计算机“元件”：（3）正如常识的表示是知识表示的难题一样，隐性知识在计算机中的表示过程是一个非常复杂的过程，其中涉及的知识难以表示成结构良好的方式，不大可能原样地输入计算机。

作者认为，教育技术的初衷就是利用技术来促进学习者的学习，但单纯靠机不行（计算机只能逻辑思维；绝大多数教育问题难以或甚至不能找到数学模型，使其数字化处理），要解决复杂的教育问题，只能靠教育技术“人―机”系统。

3 人机结合对促进学习的合理性

如上所述，以技术促进学习遇到了复杂性和困难性，作者认为可以用人机结合的方式来解决。

机在当今主要是计算机，能处理的始终只能是可以形式化的、比较有规律的、统计性质比较好的、结构比较清晰的问题，而坏结构的问题只有在经过人的努力把它们转化为良好结构问题时，计算机才能处理。对计算机而言，重要的不是它是否具有直觉形象思维能力，而在于人如何地把它不能处理的非形式化的问题转化成它能处理的形式化的问题，这也就是人―机结合的目的所在。鉴于人和机这种特有的优势，采用“机帮人、人帮机”的合作方式，人同机的关系是人利用机，机辅助人，强调机可以帮助人，人也可以不断改进机，机能做的尽量由机器去完成，极大地扩展人脑逻辑思维处理信息的能力。在以人机结合的方式进行学习的过程中，我们可以借助专家知识和优秀教师经验，使得形象问题的解决更准确更灵活，机器更加智能高效。

尽管各教育技术“人―机”系统以多种不同的形式出现在不同时期、不同环境下，具有各自不同的特点和功能，但制造这些教育技术“人―机”系统的目的都不外乎是促进学习者的学习和改善教育。人们试图用各种先进的媒体技术来教学，甚至想以各种先进技术尤其是用计算机来代替教育工作者促进学习，实现完全的人工智能化和自动化。但由于计算机不能像人脑那样思维，人脑的心理机制难以利用数学建模，不大可能被量化，所以必然要用“人―机”结合的方式来解决。因此不论技术如何发展，只要电脑永远不能替代人脑，教育技术系统的人机特性就永远不会消失，教育技术“人一机”系统就是必然存在的，而且很可能将永远存在。

三 教育技术“人―机”系统的一般开发模式

尽管教育技术中诸多教育技术“人―机”系统具有人机特性，但在有些系统中，人的作用远远小于机所起的作用。我们把这类人在系统中发挥作用很小或不参与其中的系统认为是简单系统，此类系统中的问题也是一些相对简单、线性的、符合因果决定论的问题，对这类系统的开发采用ADDLE模式；而多数的教育技术“人―机”系统人在其中所起的作用与机相同或者是大于机，我们把这类系统称之为复杂人机系统，对此类系统的开发我们采用综合集成方法论模式。简单系统不在我们研究之列，本文主要研究教育技术中复杂人机系统的开发模式。

1 综合集成方法论概述

1990年，钱学森、于景元和戴汝为等首次把处理开放的复杂巨系统的方法定名为从定性到定量的综合集成方法论（Meta-synthesis Methodology，MSM）。综合集成方法论的实质是将专家群体、信息与知识体系以及计算机体系有机结合起来，构成一个高度智能化的人―机结合体系：它能把人的思维、思维的成果、人的经验、知识、智慧以及各种资料和信息统统集成起来，从感性上升到理性，实现从多方面的定性认识上升到定量认识，从而解决复杂性问题。

2综合集成方法论用于解决复杂系统开发问题的合理性

相比较一般科学方法论而言，集成方法论对复杂系统的开发，其基本意义主要体现在以下几个方面：（1）为探索复杂系统指出了研究路线。在方法论逻辑范畴上，遵循还原论与整体论方法的互补思想，形成了自上而下的分析和由下而上的综合相互结合的研究方法路线。（2）为研究复杂系统提供了技术路线。在技术路线上，以思维科学为基础，采取了人―机结合、人一网结合、以人为主的方法论策略，充分发挥主体经验在定性判断、系统分析在定量分析中的不同趋势。（3）实现人、机、经验、知识与智慧的综合集成。

3 教育技术“人―机”系统的开发模式

（1）教育技术“人―机”系统开发中的关键问题

在迅速发展的信息技术的推动下，综合集成方法论要能够全面更好地应用到具体教育技术“人―机”系统的开发中处理这一系列复杂系统的开发问题，要解决好如下关键问题。①人机结合策略。教育技术“人―机”系统所面对的问题是复杂的，各系统的目标和功能不尽相同，其人机结合程度应视具体问题而定，没有统一的开发定式，但作者认为可以有一些可供参考的基本策略。根据人与机器系统在问题求解中所承担的角色以及彼此相互协作的关系，人机结合的策略大致可以分为人机结合、以人为主的策略，人机结合、以机为主的策略，人机结合、人机协作的策略等。②从定性到定量。处理复杂问题的步骤就是一个从定性到定量的过程，具体表现为将专家凭经验得到的定性认识以及各种信息与其他知识，通过计算机及相关的技术，进行综合，建立模型，反复修改，最终上升为对全局的定量的认识。这个过程是非常复杂的，在此过程中，可能需要多层次的反馈。③建模方法。在研究诸如多数教育技术“人―机”系统这样复杂问题时，一般尽可能地对问题建立模型，从而将对原始问题的关注转移到对模型的研究上，并对模型求解。作者参考有关开发复杂巨系统问题的建模，及近年来复杂系统研究所采用的各种方法，这里归纳出6种建模策略或者方法：a基于机理的建模；b基于类比的建模；c基于规则的建模；d基于数据的建模；e基于演化的建模；f基于学习的建模。

以上三个问题：人机策略的选择、从定性到定量的形式、建模方法的选择，是教育技术“人―机”系统开发的关键点，直接关系到系统开发的成效。我们在开发教育技术“人―机”系统时，需要结合系统自身的特点，合理选取策略。

（2）教育技术“人―机”系统的一般开发模式的提出

作者认为，研究教育技术历史上已经存在的大量的教育技术“人―机”系统，明确这类系统的开发模式，对未来将继续出现的教育技术“人―机”系统的开发有着指导作用。

在具体开发中，这类系统的开发模式应以简要的形式向系统开发者说明应该做什么，怎样去做。在综合集成思想的指导下，以上面提到的教育技术“人―机”系统开发中的三点关键问题为基础，作者将综合集成（MSM）指导下的整个教育技术“人―机”系统开发模式分为“问题”、“分析”、“收集”、“建模”、“设计”、“开发”、“实施”、“评价”、“修正”九个阶段，如图1所示：

A 模式各环节的说明

①“问题”环节，教育技术中通过技术促进学习遇到的复杂性问题，如计算机辅助教学、泛在教育、云计算教育、虚拟学习社区等，对这些复杂性问题进行描述。

②“分析”环节，根据形成的复杂问题描述，进行需求分析，可包括可行性分析、必要性分析、学习者分析、教学目标分析、教学资源分析、教学环境分析等，形成需求报告。

③“收集”环节，依据需求报告，收集人类历史上存在的与所要研究的复杂问题相关的资料，这些资料可以是已有的方法、技术、模型、数据、信息、专家知识（显性知识和隐性知识）和优秀教师的经验等，对获取的资料进行整理、精炼、排序与筛选等，形成信息清单。

④“建模”环节，基于综合集成的信息清单，我们提出假设，进行集成建模，机器对收集转换的数据信息进行数据存储、计算与分析、辅助建模，最终给出模型。建模的模型包括学生模型、教师模型、环境模型等。学生模型是事先根据数据分析或某个教学理论确定几种学生类型，生成几个基本的学生原型，然后将每一个使用该系统的学习者根据分类标准归属到其中的一个原型中；教师模型是存储教师教学经验和教学策略，并在教学设施过程中产生因材施教个性化教学策略的“智能导师”的实体模型，包括教学策略的存储装置和产生教学策略的装置两个组成部分；环境模型涉及系统中的所有成员、资源、过程、外力、交互和系统或者子系统边界。

⑤“设计”环节，根据所提出的模型，我们对其进行设计，其中可包括组织知识、阐明教学目标、设计可调整的教学策略和可操作的教学过程（准备学习环境、设计学习任务、创设学习情境等）、组织实践等内容，最终制定设计方案。

⑥“开发”环节，以设计方案为指导，进行开发，开发时要选择好开发工具和模型的开发方法以及搭建开发平台，详细给出实施程序，以便利用和管理。

⑦“实施”环节，按照实施程序的要求，制定实施过程和策略，推广成果为在教学中使用提供支持，最终成为好的教学成果。

⑧“评价”环节，要知道教学效果如何，我们需要对教学成果进行评价，看它是否有助于教学目标的达成，是否有突破预设环境的收获，形成评估报告。

⑨“修正”环节与传统系统开发一致，我们将评估报告反馈到需求分析阶段，根据评估结果这种总结性评价来进行系统修正，同时我们也可以在各个环节遇到新问题时依据形成性评价进行修正，以期最终达到预期需求。

B 模式的特点分析

该模式是将综合集成方法论的问题解决过程应用于系统开发问题的基础上，结合教育技术“人―机”系统的人机特性构建起来的。本模式与以往的工程技术的系统开发的其他模式相比，有以下几个明显的特点：

①该模式说明了每一个主要成分是怎样跟其他成分相互联系在一起的。实线表示从问题到评价的流程，虚线表示反馈路径。评价活动可以揭示出在其他几个成分中的何处需要修改。这个模式可以进行形成性和总结性双向评价，可以满足在教师教和学生学的过程中或后进行检测的需要。模式图中“虚线”代表各环节的形成性评价，而“实线”则是总结性评价，我们可以根据实际需要，自行选择评价方式。

②综合集成方法论思想贯穿全程。综合集成方法论体现在A模式的九个环节中，其中①②⑧属于定性综合集成阶段，在这个阶段我们搜集不同学科、不同领域己有的资料，对所研究的复杂性问题进行优化筛选，在经验性判断的基础上形成定性判断；④⑤是定性到定量的综合集成阶段，在此阶段我们针对前面所建立的数据和信息，提出经验性假设，建立模型，形成定量描述；⑥⑦⑧⑨属于从定性到定量的综合集成阶段，本阶段，我们依次设计方案、实施程序、得到教学成果，每一个步骤可以反复修正，逐次逼近直到得到满意的定量结果。如果定量结果否定了原有的需求和经验性判断，就必须依据定量结果提出新的经验性判断，形成新的模型，再重新循环直到获得满意的结论。

③本模式是在工程技术上的系统开发的原则的基础上，加入了问题描述（教育技术中技术促进学习所遇到的复杂性问题）、集成清单（收集已有的与问题相关的资料综合成集成清单）和建立模型三个环节，使教育技术“人―机”系统的开发更具综合性，更人性化。

④该模式具有开放性，可以动态开放地进行修改。在具体的教与学的过程中，教师和学习者是具有主动性和适应性的主体，经常变更，另外随着教师和学习者需求的改变，教学材料和环境也会随之而改变，我们需要对其中的模型进行实时动态修改。本模式在每一个环节都具有反馈，可以满足修改模型等需求。

综上所述，大多教育技术“人―机”系统是复杂巨系统，而且各个系统的复杂程度不同，人机分工也不尽相同，简单地直接应用面向多智能体的分析与设计，无法处理教育技术“人―机”系统中的诸多复杂性。而本研究中所给出的在综合集成方法的指导下进行教育技术“人―机”系统的开发模式只是一个大的指导原则，至于具体系统的开发还需要结合各个系统本身的特点，选择适合的人机结合策略，从定性到定量的形式，以及建模的方法，以便开发出预期的教育技术“人―机”系统。

四 小结