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數學情境創設是指把生活中的實際問題提出來,讓學生產生認知沖突,進行探索,將實際問題逐步抽象成數學問題。
1、我認為在計算教學中創設一定的情境還是需要的,新課程標準明確指出:讓學生學習生活中的數學,感受數學與生活的密切聯系,并且能用數學知識解決生活中的實際問題。但創設的情境一定要符合學生的年齡特征、貼近學生生活。我們要通過創設與學生生活緊密相關的生活情境,使學生感受到數學與現實世界的緊密聯系,激起對數學的興趣。主題圖要緊扣學生情況與教學實際進行適當處理。主題圖的選擇必須符合學生學習的實際情況,教師在教學設計時要仔細斟酌教材中的主題圖。當教材中的主題圖不吻合學生生活實際時,教師要靈活進行處理,如在執教的《兩位數加兩位數的口算》整堂課中,我都以學生的實際材料作為數學學習的情景,通過秋游前的準備,乘車到旅游區游玩等一系列環節,把整堂課自然的串成一個生活情境,營造良好的學習氛圍。從學生們在課堂上興趣盎然、積極投入的表現看出,他們是這么喜歡這樣的課堂。德國教育家第斯多惠指出:教學的藝術不在于傳授的本領,而在于激勵、喚醒、鼓舞,創設教學情景也是激勵、喚醒、鼓舞的一種藝術。而近代心理學研究也表明:學生課堂思維是否活躍,主要取決于他們是否具有解決問題的需要。所以,課堂上,教師應調動起學生的求知欲望。此時,創設問題情景猶如一塊石頭投入學生的腦海,必會激起思維的浪花。可見,創設問題情景是教學中的一種重要手段。
2、正確區分情景在計算教學與解決問題中的不同作用。傳統的計算教學往往把計算與解決問題分割開來,純粹為了計算而教,使計算教學與現實生活明顯脫節。而課改初期,教師們往往設計了內容豐富的情景吸引學生學習,在教學過程中又沒有較好地把握情景與教學之間的合理關系,導致計算課與解決問題的課分不清楚。那么,計算課要不要情景,怎樣用情景,我們也需要理性思考。我認為,計算教學需要情景,更要合理使用情景。如:二年級下冊兩位數加二位數的口算,有這樣一個情景。(1)二(1)班和二(2)班能合乘一條船嗎?(2)二(3)班和二(4)班能嗎?這塊計算內容,從乘船這個現實生活中提取學習材料,借助生活情景激發學生的探究熱情。在設計情景時,意在讓學生通過一條船能坐68人和四個班各個班的人數這些相關的數學信息引出學習的計算內容。提出問題后重點解決31+23和32+39是怎么計算的,如前者先算1+3=4,再算30+20=50,最后算50+4=54,后者先算32+30=62,再算62+9=71。即重點研究算理和算法。如果把這個情景放在解決問題的課上,那么主要解決為什么要這樣列式31+23,是因為二(1)班和二(2)班的人數合起來就可以知道能不能合乘一條船,所以要用加法做,即分析所謂的數量關系,兩者的重點是完全不同的,計算教學的情景創設目的是從生活中提取數學素材,讓學生體驗數學與生活之間的關系。而解決問題要從具體情景中引導學生分析提供的數學信息與所求問題之間的關系,來引導學生探究解決問題的方法與策略,一旦偏離了這個中心,計算教學就會失去方向。
二、關于算法多樣化與最優化。
計算方法既然存在著多樣化,那么學生找出了自己的方法后,并認為哪種方法最適合自己,就應允許他使用。一種算法不是上完一節課就被擱置,對于自己找到的方法,學生有一種積極的情感,在解決問題時,學生喜歡用自己的算法,學生在解決問題過程中會不斷的反思,發現原來的方法又不適合自己,對自己的方法進行改進,從而找到最好的,這本身就是一個發展能力的過程。所以,在呈現算法多樣化時,教師不必急于硬性給學生灌輸最優化的方法。讓學生在自己的摸索過程中得出最優化的方法。也符合認知的規律。比如在《兩位數加兩位數的口算》這節課中,23+31=,可以允許學生采用多種的計算方法,可用23+30=53,53+1=54;也可以用20+30=50,3+1=4,50+4=54;還可用豎式計算等等方法,只要學生能想出并能計算出正確的答案,就可允許他們用,等他們用了以后他們會找出最適合自己的方法。所以在后面的32+39=中,學生就能根據自己的實際選擇最優化的方法去進行計算。此外,把多種算法進行優化,可以幫助學習有困難的學生適當掌握較理想的一種算法,而不至于一節課下來,什么方法也沒有學會。計算方法多樣化需要優化,需要適時優化。當然,計算方法多樣化也要遵循學生實際和教學內容的不同,當學生只能想出一種計算方法而且這種計算方法也是比較合理的方法時,教師不必為了追求多樣化而生硬地要求學生繼續思考還可以怎么計算。
在教學時我是采用教學形式、學習方式靈活多樣化進行教學。新理念下提倡多樣化、現實的、有趣的、探索性的學習活動,使得學生的學習是基于主體的、積極的、自信的、主動探索的、合作交流的基礎,經歷獲得知識的過程的知識才是學生終身受用的。凡是學生能獨立思考,合作探索發現的我都決定不包辦代辦,把自己定位在教學活動的組織者、引導者,這樣才能更好地發掘學生的自立性、創造性。
做到讓學生多思考多動手多實踐,教學形式有分有合,方法多樣,這樣學生的參與面就廣。
三、估算教學,如何體現估算的價值。
新課程標準提出“重視口算,加強估算,提倡算法多樣化”。的確,估算具有重要的實用價值,人們在日常生活中,常常只需要估算結果,同時,估算的學習對培養學生的數感具有重要的意義。但在實際教學中如何體現估算的價值,值得我們思考。
我認為將估算運用于檢查計算答案是否正確,是一種很好的體現估算實用價值的方法。筆算、估算都是計算方法,如果在解決問題中能有機結合,無疑會提高解題的速度及正確率。明確地把估算作為解決問題的一個步驟,突出估算在解決問題中的價值。但其中必然要經歷被動估算到自主估算的過程,在設計計算練習時,就要考慮讓學生在精算前運用估算對結果進行預測,計算后要求學生運用估算對結果進行驗證。將估算和精算有機結合只是體現估算價值的一種途徑,還需要我們去探究更多的途徑,以充分發揮估算的價值。估算習慣的養成,并非一蹴而就,而是需要教師長時間、有計劃、有步驟地滲透和訓練的。
《大學計算機基礎》是一門實踐性比較強的課程,需要學生去了解計算機的硬件、軟件結構。采用傳統的教學方法,僅憑粉筆和黑板很難講解清楚計算機硬件內部的結構,學生無法清楚地理解相關知識點,并感到枯燥乏味。而多媒體技術的應用卻能夠起到意想不到的效果,通過多媒體課件或圖片展示,再配上簡明的解說,可以將計算機內部結構清楚地展示出來,增強了視覺效果,豐富了教學內容,提高了教學效率,這是傳統教學無法比擬的。
1.2使課堂教學更加生動、直觀
多媒體教學的主要特點是:課堂上,教師通過多媒體,將圖片、音頻、文字、板書、動畫等各種元素結合起來,將知識呈現給學生。比如在講解《大學計算機基礎》Excel電子表格的填充功能時,采用傳統的教學方法進行講解時,可能會使學生一頭霧水,只停留在理解概念的層次上,學生根本無法理解這四種填充的功能和不同之處。但如果采用多媒體方法,可以將填充的過程以及這四種填充得到的不同結果通過課件的形式展示出來,進行對比,同時再結合教師的現場操作和講解,可以將相關知識點直觀地呈現出來,這樣就可以達到事半功倍的效果。
1.3調動學生學習的積極性,增強教師對課堂的掌控能力
《大學計算機基礎》這門課程除了要求學生掌握計算機的系統以及辦公軟件的基本操作之外,同時它也是一門理論性課程,對于一些文字理論的講解,不僅是教師難以表述清楚,學生更是難以理解掌握。多媒體技術可以通過圖、文、聲、像等豐富的形式將教學內容表現出來,可以模擬教學所需情境,使學生主動參與到新的教學當中,吸引學生的注意力,調動學生學習的積極性。同時也可以使教師處于主導位置,增強教師對課堂的掌控能力。
1.4重點、難點突出,可以進行分層次教學
在講解計算機如何實現運算過程中,可以通過傳統的教學方法,通過語言描述講解運算過程。如果利用多媒體,可以制作圖、文、聲并茂的課件,可以制作一個動態的運算效果圖。這樣就可以把運算過程清楚地展示出來,解決了傳統教學中存在的具體和抽象、形式與邏輯之間的矛盾,可以突出教學中的重點與難點,進行分層次教學。
2多媒體技術在《大學計算機基礎》教學中的不足
2.1多媒體制作過程花費時間過長,消耗精力過大
《大學計算機基礎》課程教學當中,采用多媒體教學固然能夠將需要展示的效果動態展現出來,但目前用于多媒體制作的軟件很多,這就對教師的能力有了更高的要求。教師制作多媒體課件時,不僅要掌握各種軟件的使用方法,同時還得熟悉教材、吃透教材,并且還要收集與上課內容相關的文字、圖片、聲音、視頻等,制作出圖文并茂的課件。在這過程中需要準備的材料很多,一個好的多媒體課件的制作往往需要教師花費比傳統備課方式多幾倍的時間才能完成。特別是對于有一定年紀的教師,不一定有這個能力和精力,存在著一定的困難,即使把多媒體課件制作出來了,可能也達不到預期效果。
2.2教師授課過分依賴多媒體教學,過分夸大多媒體技術的教學作用
依靠多媒體技術進行教學,在一定程度上,的確是提高了教學質量。多媒體技術是現代教學的一種工具,但只是一種輔助工具,不能過分夸大多媒體技術的教學作用,過多地追求多媒體技術的使用功能是錯誤的。教學過程中,教師仍舊處于主導作用,整個課堂仍舊由教師來掌控。必要時,教學過程中恰當地使用表情言語、肢體動作以及進行現場演示能夠吸引學生的注意力,喚起學生對知識的好奇心,可以提高學生對知識的理解掌握能力。對于《大學計算機基礎》這門操作性比較強的課程,如果教師僅是面對著電腦屏幕按照課件的內容從頭念到尾,從開始播放到最后,平鋪直敘,沒有抑揚頓挫,沒有任何言語情感,那么教師在這一過程中只是起到一個揚聲器的作用,教學形式呆板,教學效果將會大打折扣。但如果在教學過程中,教師采用邊操作邊講解的方法,適當時可要求學生到講臺進行操作演示,可以增強學生學習的興趣,激起學生學習知識的欲望。
2.3容易改變教師的主導位置,一定程度上忽略了師生間的互動關系
盡管多媒體教學是一種先進、科學的教學模式,但我們應該清楚,教學不僅僅是為了傳授知識,還應該教會技能,對學生進行德育教育。多媒體技術只是教學中的一種輔助工具,完全依靠多媒體教學,師生之間將會缺少交流。整個教學過程中,教師的主導作用不能被多媒體所取代,教師應該通過必要的言行引導學生由淺入深,由具體到抽象,由簡單到復雜地系統地掌握知識。只有師生之間存在交流時,教師才能了解學生的心理動態,師生間的互動關系能夠激起學生的智慧火花。
二、教學效果和效率
數控程序編寫是數控類課程的主要教學內容之一,如何正確地編寫數控程序也是數控類課程的重要任務。在傳統課堂上,教師主要利用PPT課間插入動畫、圖片、文字等內容進行講解,雖然利用了一些多媒體資源,但是并沒有充分發揮多媒體最大的功用。在講解過程中往往比較枯燥乏味,難以更加形象具體地表述數控代碼控制刀具、機床主軸的運動情況。特別是對于一些比較復雜的循環指令只是通過這樣的講解方式往往很難準確地表達。雖然目前有些教師可以采用一些三維軟件、動畫軟件制作一些比較詳細的動畫,但是這種動畫往往就是固定設置好的動作,缺乏參數的變化,不能通過修改參數來觀察刀具運動的變化。目前大多數計算機數控仿真數控系統都是模擬實際的數控機床操作,幾乎完全和實際的數控機床操作相同。教師在授課過程中可以編寫實際的數控程序,再輸入到數控仿真系統中進行驗證,在驗證的過程中,可以隨時改變數控程序中的參數,來講解數控指令中參數控制刀具的運動規律,也可以改變數控程序中的程序指令,來講解不同指令刀具的運行軌跡;這樣就可以更加清楚形象地講解數控編程中的各種程序指令和指令中各個參數的含義。在斯沃數控仿真系統模擬加工零件過程中,在操作界面的左側顯示編寫的數控程序,仿真操作過程中根據刀具的運行軌跡,自動跳轉相應的程序段,幫助學生理解程序中控制對象的運行情況,并且利用不同的顏色來展示不同刀具的運動軌跡,在直觀地展示運動軌跡的同時也可以隨時更改數控程序或程序中的參數來獲取不同的軌跡。
二、應用計算機信息技術補充傳統實驗方式,提高實驗教學效果
在傳統常規實驗演示中,由于多種因素,有些實驗的過程和現象不顯著,從而直接影響了教學的效果。譬如,分子的擴散、氣體的產生及固體的溶解等現象,學生觀察效果并不明顯。假如把這些實驗的演示通過多媒體投影儀來展示,充分運用它具有的定格、慢放、放大和重播等功能,來幫助學生觀察,學生就能很清晰地看到顏色的變化、沉淀的析出和氣體的產生等現象。再譬如,金屬鈉與水反應實驗,由于反應過程較快,學生不易觀察,同樣可以采用多媒體投影儀來輔助此實驗的演示,使整個反應過程清晰起來。另外,像鋼鐵腐蝕這種現象,需要很長的時間,我們也可以應用計算機信息技術制作課件,來演示這種腐蝕過程。這樣不僅增強了實驗的直觀性,同時也活躍了課堂的教學氣氛,提高了演示的效果,有助于學生觀察能力的培養。
衛生服務作為特殊的服務行業,其管理方式千差萬別,但隨著醫療體制改革的不斷深入,衛生服務行業的管理模式正在趨于統一。作為衛生服務主體的醫院等機構擁有大量的患者、醫生、護士等工作人員,裝備了大量的先進儀器設備,每天處理大批業務,產生了龐大的信息,醫院一直是當前醫學信息潮流中最活躍的領域。隨著計算機和網絡性能的提高,計算機技術已經在衛生服務行業中發揮著極大的作用,尤其實在醫院的醫療、教學、科研、管理、等各方面得到越來越廣泛的應用。醫療服務機構的醫學信息化管理程度不斷提高,三級以上醫院全部實現了醫學信息的計算機管理。各種衛生醫療機構和管理部門也都采用了對醫學信息的計算機管理。
1.2教育特點
高等職業教育中,衛生職業院校的培養目標是主要是使求學者獲得衛生職業或職業群所需的實際能力(包括技能和知識等),提供通向醫療衛生職業的道路。因此培養學生的實踐技能操作時培養的重點方向。實踐技能不僅包括醫學相關的實踐技能,還包括對計算機技術的使用和醫學信息計算機技術的熟練使用。而當下大部分衛生類院校沒有開設專門的醫學信息計算機相關課程,學生在進入工作崗位前需要單獨進行相關的崗前醫學信息計算機技能的培訓,才能進入工作崗位。由此可見在醫學院校和衛生職業學院開設醫學信息計算機技術課程已經迫在眉睫。
1.3計算機教學
衛生職業學院的計算機教學現今仍以計算機基礎知識為主要教學內容,一般學時為54學時,主要講授計算機基礎知識、網絡基礎知識、Office辦公自動化等方面內容。在實際的教學過程中發現許多學生在中學時代的計算機課程中已經學會了上述大部分知識,教學存在重復性,同時也無法突出衛生職業學院的特點,和醫學專業的特點。不能實現與醫療衛生服務機構的崗位需求無縫對接。因此在衛生職業學院等衛生類院校開設醫學信息計算機課程,已經成為了目前迫切需要解決的問題
2醫學信息計算機應用技術和醫學信息系統
2.1醫學信息計算機應用技術
醫學信息計算機應用技術是一門以醫學信息為主要探究對象,以醫學信息的運動規律及應用方法為主要探究內容,以現代計算機為主要工具,以解決醫藥工作者在處理醫學信息過程中的各種問題為主要探究目標的一門新興學科,是一門介于醫學、計算機科學與信息學之間的交叉學科,應用性強有不乏自身基礎理論的探究。
2.2醫學信息系統醫學信息系統
涵蓋整個與醫療、衛生有關的信息加工、傳遞、存儲以及利用等相關的信息系統,包括公共衛生信息系統、醫療服務信息系統(主要由醫院信息系統組成),衛生行政管理信息系統所組成。
3教學計劃和實施方案
3.1教材選擇
醫學信息計算機應用技術作為一門新興學科,目前可供選擇的教材較少,推薦使用以下教材:(1)《醫學信息計算機應用技術》,高等教育出版社。該教材也是全國醫學信息技術人才培養工程教材、全國醫學信息技術考試管理中心崗位技能考試的制定教材。(2)《衛生信息學》,衛生出版社。
3.2教師培訓
原有的衛生職業學院的計算機課教師和實驗教師可以參加全國醫學信息技術考試管理中心的培訓,考試后獲得相關的從業資格。同時鼓勵教師到醫院等醫療衛生服務機構進修,參觀、學習,了解醫學信息計算機技術的實際應用,更好地實現教學目標。3.3教學計劃在第一學年即可開設,建議設54學時,其中理論12學時,實踐42學時。同時針對不同專業制定不同的教學計劃。
3.4教學目標及其具體實施方案
衛生職業院校開設的專業較多,以我院為例,開設了護理、口腔醫學技術、醫學檢驗技術、藥學、康復治療技術、醫學營養、公共衛生管理等專業。不同的專業學生學習的專業課程完全不同,日常使用和管理的醫學信息也不盡相同,可以針對專業開設不同的課程。如護理專業學生重點介紹門診護士和住院護士的醫學信息計算機技術的使用。藥學專業學生重點學習藥房(藥局)的計算機管理系統。檢驗專業重點學習醫學、衛生檢驗、檢疫實驗室的醫學信息的管理。根據不同的專業突出不同的側重點,在教學中可以分專業教學,從而達到醫學信息計算機技術的學習目的。下面以護理專業學生為例介紹教學目標及其具體實施方案。護理專業學生可根據學習方向重點學習醫院信息系統的門診護理工作站、住院護理中心和社區衛生服務機構等衛生服務機構的醫學信息管理系統軟件的使用。以住院護理中心的計算機管理中,住院護士應具備以下醫院信息系統的計算機操作能力,如表1,表2所示。
3.5改變教學實施策略,改革教學方式
結合醫學信息管理系統軟件的操作采用以實訓教學為主的教學、考核方式。改革考試方式,采用實踐技能操作的考試方法,模擬醫院的科室設置,安裝醫院信息計算機管理系統,同時設置掛號室、收款室、醫生診室、藥局、門診處置室等部門,由不同專業學生扮演患者、掛號護士、收款人員、門診醫生、藥局藥劑師、門診護士,分組進行操作,完成整個門診操作流程。同時鼓勵參加全國醫學信息計算機應用技術認證考試。使學生畢業時獲得雙證。
又如在教學“面積和面積單位”時,運用計算機的畫畫板輔助教學,幫助學生進一步理解面積的意義。教師在屏幕上畫出下面圖形:
讓學生選擇喜歡的顏色給圖形涂色,學生們十分感興趣地挑選喜歡的顏色給圖形涂色,每涂一個,老師就讓學生回答這個圖形的面積是什么?當涂到第五個圖形時,顏料一下子都跑到外面充滿整個瑩屏,學生被愣住了,為什么呢?這時教師抓緊時機問:“這個圖形的面積又是什么呢?”學生們驚喜地發現:這個圖形不是封閉圖形,它沒有面積。這種無聲的、動態的形象顯示,不僅一下子激發孩子們的好奇心,引起他們對學習新知識的高度興奮,并且在教師有聲的語言引導下進入學習過程,達到啟迪思維,激發興趣的目的。
二、運用多媒體計算機輔助教學有利于學生掌握重點,突破難點。
電化教學的核心是要提高教學質量。教學過程中,只有當學生掌握知識的重點,突破難點的情況下,才能談得上提高教學質量。利用多媒體計算機突破教學過程中的重點、難點是很好的教學手段。
例如在教學“相遇問題”應用題時,運用軟件直觀演示輔助教學,創設情境,幫助學生較深刻地理解題目中數量間的關系。教師簡單地操作鼠標,屏幕上首先出現了一條鐵軌,上面有一輛火車從左往右地行駛,一會兒,另一輛火車也從右往左地駛過來,兩列火車在逼真的火車運行時發出的聲音中相對開出,直到相遇。這時屏幕上出示了一道應用題:“甲乙兩列火車從兩地相對行駛,甲車每小時行駛75千米,乙車每小時行駛69千米。甲車開出后1小時乙車才開出,再過2小時兩車相遇。兩地間的鐵路長多少千米?”教師再操作鼠標,屏幕上出示了線段圖,在線段圖上分別標出了每小時火車所行的路程。這樣難點在火車形象運行的動態演示和直觀的線段圖中得以解決,它比老師的任何解釋都具有說服力,增強了感觀上的剌激。演示一結束,學生們很快就列出正確的算式解答。因此,利用多媒體計算機輔助教學可以使學生清楚地掌握概念,獲得正確的結論,并嘗到成功的喜悅,強化了學習的興趣。
三、運用多媒體計算機輔助教學有利于學生思維的發展。
小學生的認識特點是從形象思維為主向抽象思維為主過渡,要使學生理解抽象的數學概念,就必須為學生提供必要的感性材料,使之借助事物的具體形象或表象進行思維,從而逐步理解和掌握知識。而多媒體計算機通過模擬演示,突出實際操作過程,讓學生進行觀察、比較、分析、綜合、抽象和概括,通過引導學生經歷獲取知識的思維過程,達到培養智能,啟迪思維的目的。
例如在“圓柱的認識”教學中,利用軟件演示,幫助學生學習圓柱的形成和側面面積的計算:
①教師操作鼠標,屏幕上出示幾個圓柱的實物圖;再操作鼠標,圓柱實物圖背景消去,
剩下閃爍的圓柱立體圖,學生從圓柱實物圖抽象出圓柱的立體圖,初步認識了圓柱。
②操作鼠標,屏幕上出現一個長方形,然后這個長方形繞著它的一條邊旋轉一周,形成一個圓柱體,讓學生掌握圓柱的形成過程和認識圓柱的底和高。
③操作鼠標,圓柱的底面隨著閃爍慢慢地從上往下移,讓學生認識圓柱不但兩個底面的面積相等,而且從上到下的粗細一樣,也就是說每個橫截面的面積都相等。
④待學生掌握了圓柱的特征后,老師引導學生觀察、討論:把圓柱的側面展開會是什么圖形呢?讓學生展開思維,各抒已見,自由發揮;有的認為圓柱側面展開是長方形,有的認為是平行四邊形,有的認為是正方形。到底哪個答案對呢?老師不急著表態,而是操作鼠標,讓學生觀察屏幕上的演示:把圓柱的側面豎著剪開,打開后得到一個長方形。
⑤操作比較:如果把側面斜著剪能否得到一個長方形?斜著剪得到一個什么樣的圖形?
⑥思考:這個長方形(或平行四邊形)的長(底)和寬(高)與圓柱的什么有關呢?在什么條件下展開后的圓柱體的側面是個正方形?這時又怎樣計算圓柱的側面面積?學生通過計算機的形象演示、教師提出的問題,結合自己的操作過程和觀察比較過程,能有條有理地講述圓柱側面面積怎樣推導出來。學生通過充分的動眼、動手、動腦、動口,不但弄清楚知識之間的來龍去脈,也活躍和發展了學生的思維。
關鍵詞:統計學;教學模式;EXCEL
進入21世紀,隨著我國市場化步伐的加快,社會對新知識的需求日益增加,無論是國民經濟管理,還是公司企業乃至個人的經營、投資決策,都越來越依賴于數量分析,依賴于統計方法,統計方法已成為管理、經貿、金融等許多學科領域科學研究的重要方法。教育部也將《統計學》課程列為財經類專業本、專科專業的核心必修課程之一。力圖通過《統計學》的學習,使學生掌握探索各學科內在的數量規律性,并用這種規律性的解釋來研究各學科內在的規律。同時,由于統計學所倡導的尊重客觀實事,通過調查研究用實事說話,這也有利于培養學生的實事求是的學習、工作和科學研究精神。
一、《統計學》課程教學面臨的挑戰
1、內容日益豐富。長期以來,在我國存在兩門相互獨立的統計學——數理統計學和社會經濟統計學,分別隸屬于數學學科和經濟學學科。20世紀80年代以來,建立包括數理統計學和社會經濟統計學在內的大統計學,逐步成為我國統計學界的共識。1992年11月,國家技術監督局正式批準統計學上升為一級學科。國家頒布的學科分類標準已將統計學單列為一級學科。隨著大統計學思想的建立和統計學在實質學科中的應用的需要,大多數學校和老師在財經類專業的本、專科專業《統計學》教學過程中,除了保留社會經濟統計學原理中仍有現實意義的內容,如統計學的研究對象方法、統計的基本概念、統計數據的搜集整理、平均及變異指標、總量指標、相對指標、抽樣調查、時間序列、統計指數等;同時也系統的充實了統計推斷的內容,如:統計數據的分布特征、假設檢驗、方差分析、相關與回歸分析、統計決策等。這一變化使得《統計學》的內容更適合相關實質學科的發展需要。
2、學生的學習難度加大。首先、結合《統計學》的課程特點——概念多而且概念之間的關系十分復雜、公式多且計算有一定難度等。如果學生不做必要的課外閱讀、練習和實踐活動,是很難理解和掌握的。對于財經類專業的本、專科專業的學生來說,本身的專業課學習負擔已不輕。其次、對于財經類專業的本、專科專業的學生來說,由于其本專業的課程體系要求,使得學生的數學或者數理統計的基礎不是特別好,對于專科學生來說更不用說,推斷統計將是他們學習的困難。再說,《統計學》作為專業基礎課,一般安排在一年級或二年級第一學期,在這個學習時段也是大多數專科生和本科生忙于計算機課程和英語課程的考證時段。如果以犧牲授課內容和降低要求來減輕學生的學習負擔,顯然有悖于《統計學》課程的教學和相關專業的發展要求。所有這一切對于學生學好這一課程面臨的困難可想而知。
3、教師的教學難度加大。授課內容越來越豐富;課程難度太大可能導致學生興趣下降;在倡導學生自主性學習的背景下,授課時數大為減少(一般安排一個學期共17~19教學周,每周2~3課時);高等教育擴招后,由于師資力量一時沒有跟上,大多數學校,授課班級學生人數越來越多,一個教師跨越不同專業授課不再新鮮。這要求授課教師必須深刻領會授課內容的核心和相互關系,學會控制和駕馭課堂教學,學會激發學生的興趣,注重統計學在不同專業領域的具體應用等等。作為這門學科的授課教師特別需要認真考慮該怎么辦?
二、《統計學》教學的發展趨勢分析
1、統計學從數學技巧轉向數據分析的訓練。在計算機及計算機網絡非常普及的今天,統計計算技術不再是統計學教學的重點了。統計思想、統計應用才應該是重點。現代統計方法的實際應用離不開現代信息處理技術。統計軟件的使用,不僅使統計數據的計算和顯示變得簡單、準確,而且使統計教學由繁瑣抽象變得簡單輕松、由枯燥乏味變得趣味盎然。所以,在統計教學過程中,大量的內容只需要給學生講清楚統計基本思想、計算的原理和正確應用的條件、正確解讀計算的結果,而對大量復雜具體的計算可以交給計算機去完成。
比如方差分析,手工計算量非常大,沒有計算機軟件的支撐,是很難教學實際問題分析的。現在我們只要講清楚方差分析要做什么,為什么方差分析要解決的中心問題是判斷有無條件誤差,而原假設又是K種不同水平下總體的理論均值是否相等,檢驗結果表示什么等就可以了,大計算量的工作讓計算機去完成。
2、通過統計實踐學習統計。也就是以學生為中心,通過課堂現場教學、引導學生先讀后寫再議、模擬實驗、利用課余時間完成項目、利用假期時間,通過參加學校組織的某些團隊、小組或自己組織去開展一些與專業有關的活動,如社會調查、專題研究、提供咨詢、參與企業管理等方法。全方位地激發學生的學習興趣、培養學生的專業能力、方法能力和社會能力。
比如依同學們在設計調查問卷和調查方案的基礎上,讓他們組成若干調查小組(如以寢室為單位),在校園內真正進行一次統計調查活動,從具體調查對象和單位的確定,樣本的抽取(不一定要很大),問卷的發放、回收與審核,數據輸入與資料整理,估計與分析,一直到調查報告的編寫,調查總結或體會的形成,全部由同學自己來完成。這樣,同學們就親身參與了統計調查、統計整理和統計分析(含統計推斷)的整個過程,效果很好。
三、基于EXCEL的《統計學》教學設想
如何從煩瑣的數理統計技巧轉向數據處理的訓練,同時還要使學生容易掌握并有機會輔之于實踐。教師的導向是第一位的,要求必須選擇容易獲得而且普及性比較強的統計分析軟件,并在課堂教學和引導學生實踐中廣泛采用。
(一)微軟公司開發的EXCEL軟件無疑是我們最好的選擇
專業的統計分析軟件SPSS、SAS、BMDP、SYSTAT其功能固然強大,統計分析的專業性、權威性不可否認,但是對于沒有開設統計學專業的院校這些軟件并不常用,如果學生要進行自主性學習也比較難以找到相應的工具,此外專業統計分析軟件的英文操作界面,也讓中國人用起來不是很順手。微軟公司開發的EXCEL軟件作為一款優秀的表格軟件,其提供的統計分析功能雖然比不上專業統計軟件,但它比專業統計軟件易學易用,便于掌握。在Windows操作系統極為流行的今天,EXCEL也是隨處可見。對于《統計學》這門課程而言,利用EXCEL提供的統計函數和分析工具,結合電子表格技術,已能滿足統計方面的要求。
(二)基于EXCEL的《統計學》教學設想
1、在教學內容上,依據EXCEL的函數功能、電子表格功能、數據分析功能,結合統計學原理的基本理論和方法,整合教學內容。比如傳統的統計學原理教學過程中,對統計數據的搜集主要強調統計報表制度,在EXCEL環境應該更注重抽樣推斷,EXCEL提供的隨機抽樣工具使得抽樣調查不再是十分復雜的技術,統計圖也可以被廣泛運用于對數據的描述;再比如現有統計學教材很多都講根據整理的數據計算平均數時,都用加權平均的方法,當用組距式變量數列計算平均數時,用組中值作為各組的代表值進行計算。我們知道,組中值作為各組的代表值是假定各組變量值在組內是均勻分布的,如果實際數據與這一假定相吻合,計算結果比較準確,否則誤差比較大。事實上實際數據往往就不是均勻分布的,因此用組中值計算的平均數都是近似的,而且相同資料編制的不同變量數列計算的平均數還不相等。其實為了編制變量數列,我們必須輸入原始數據,EXCEL的有關程序可以得到準確平均數,哪里還有必要按加權算術平均的方法計算近似的平均數呢?那么有沒有必要編制變量數列、特別是組距式變量數列呢?有沒有必要按加權的方法計算平均數呢?我們認為有必要,但是組距式變量數列的主要功能不再是提供計算資料了,而是用于表現資料的分布狀況和進行分析用;加權平均方法主要是介紹和要求學生掌握加權平均的思想,用于綜合評價分析中。
2、案例教學成為《統計學》課程的重要內容。案例教學法不僅可以將理論與實際緊密聯系起來,使學生在課堂上就能接觸到大量的實際問題,而且對提高學生綜合分析和解決實際問題的能力大有幫助。結合學生所學專業精選案例教學,比如對于金融專業的學生可以設計用幾何平均數計算投資的平均收益率、運用標志變異指標考察投資組合的風險大小等。對于經管專業的學生,精選抽樣推斷、假設檢驗、方差分析對于控制產品質量,經營決策等方面的案例,深入淺出地介紹這些方法的基本思想、并用EXCEL進行分析。既激發了學生的興趣、擴大了學生的視野,也使統計學的課堂不再是教師一塊黑板、一支粉筆、一本教材、一張嘴巴就能將一門專業課程從頭講到尾。
3、改革考試方式和內容,合理評定學生成績。考試是教學過程中的一個重要環節,是檢驗學生學習情況,評估教學質量的手段。對于《統計學原理》的考試,多年以來一直沿用閉卷筆試的方式。這種考試方式對于保證教學質量,維持正常的教學秩序起到了一定的作用,但也存在著缺陷,離考試內容和方式應更加適應素質教育,特別是應有利于學生的創造能力的培養之目的相差較遠。在過去的《統計學》教學中,基本運算能力被認為是首要的培養目標,教科書中的各種例題主要是向學生展示如何運用公式進行計算,各類輔導書中充斥著五花八門的計算技巧。從而導致了學生在學習《統計學》課程的過程中,為應付考試搞題海戰術,把精力過多的花在了概念、公式的死記硬背上。這與財經類專業培養新世紀高素質的經濟管理人才是格格不入的。為此,需要對《統計學》考試進行了改革,主要包括兩個方面:一是考試內容與要求不僅體現出《統計學》的基本知識和基本運算以及推理能力,還注重了學生各種能力的考查,尤其是創新能力。二是考試模式不具一格,除了普遍采用的閉卷考試外,還在教學中用討論、答辯和小論文的方式進行考核,采取靈活多樣的考試組織形式。學生成績的測評根據學生參與教學活動的程度、學習過程中提交的讀書報告、上機操作和卷面考試成績等綜合評定。這樣,可以引導學生在學好基礎知識的基礎上,注重技能訓練與能力培養。
參考文獻:
[1]謝安邦.高等教育學[M].北京:高等教育出版社,1999.
現代計算機技術輔助小學數學教學探究
改革開放,對人才的素質的要求越來越高,它促使教學體制、教學方法進行改革。從實施素質教育入手,提高教學質量。樹立現代的教育觀念,運用現代的教育技術是開展現代教學改革的重要方面。多媒體計算機集文字(TEXT)、圖形(GRAPHICS)、圖像(IMAGE)、動畫(MOVIE)、聲音(SOUND)、視頻(VIDEO)等功能于一體,表達的信息量大,具有圖、文、音、像并茂的優點。在教學過程中運用計算機輔助教學,可使形、聲、色渾然一體,創設生動、形象、具有強烈感染力的情境,調動學生學習的積極性,使學生更好地掌握知識,從而提高教學的效果。下面就此談談我的一些粗淺的體會。
一、運用多媒體計算機輔助教學,激發學生學習數學的興趣。
心理學認為,興趣是積極探索某種事物的認識傾向,它是學生學習的動力源,是智能和心理發展的催化劑。學生一旦對學習發生強烈的興趣,就會激發內在的學習愿望和學習動機,就會聚精會神,努力追源,并感到樂在其中。多媒體計算機通過定格、慢放、加速、重復、圖像的變化、色彩以及聲音配合等效果,充分發揮其直觀、形象、新奇、促思等優勢,引起學生的好奇心,激發學生求知欲,活躍學生的思維。例如在“分數的基本性質”一課中,一上課老師就說:“同學們,今天我給大家講一個故事”,一邊說一邊簡單地操作鼠標,與計算機連接的電視機顯示器上出現了畫面,學生一下子被屏幕上的有趣的畫面吸引了,隨著熒屏的演示,老師繼續講故事:猴山上的小猴子最喜歡吃猴王做的那些又香又甜的大餅,一天猴王做的大餅剛出爐,它的三個孩子吵著說“我要吃餅,我要吃餅。”于是猴王把三塊大餅分給三只小猴子吃,它先把第一塊餅平均切成四塊分給老一一塊,老二嫌小吵著說“一塊太少了,我要兩塊”,猴王便把第二塊餅平均切成八塊分給老二兩塊;老三更貪了吵著說:“兩塊太少了,我要三塊”,于是猴王把第三塊餅平均切成十二塊分給老三三塊。同學們,你知道哪只猴子分到的餅多嗎?因為有形象的故事情節,有多媒體計算機生動有趣的圖象動態顯示,使抽象的數學概念形象化,激發學生以極大興趣投入學習。
又如在教學“面積和面積單位”時,運用計算機的畫畫板輔助教學,幫助學生進一步理解面積的意義。教師在屏幕上畫出下面圖形:讓學生選擇喜歡的顏色給圖形涂色,學生們十分感興趣地挑選喜歡的顏色給圖形涂色,每涂一個,老師就讓學生回答這個圖形的面積是什么?當涂到第五個圖形時,顏料一下子都跑到外面充滿整個瑩屏,學生被愣住了,為什么呢?這時教師抓緊時機問:“這個圖形的面積又是什么呢?”學生們驚喜地發現:這個圖形不是封閉圖形,它沒有面積。這種無聲的、動態的形象顯示,不僅一下子激發孩子們的好奇心,引起他們對學習新知識的高度興奮,并且在教師有聲的語言引導下進入學習過程,達到啟迪思維,激發興趣的目的。
二、運用多媒體計算機輔助教學有利于學生掌握重點,突破難點。
電化教學的核心是要提高教學質量。教學過程中,只有當學生掌握知識的重點,突破難點的情況下,才能談得上提高教學質量。利用多媒體計算機突破教學過程中的重點、難點是很好的教學手段。
例如在教學“相遇問題”應用題時,運用軟件直觀演示輔助教學,創設情境,幫助學生較深刻地理解題目中數量間的關系。教師簡單地操作鼠標,屏幕上首先出現了一條鐵軌,上面有一輛火車從左往右地行駛,一會兒,另一輛火車也從右往左地駛過來,兩列火車在逼真的火車運行時發出的聲音中相對開出,直到相遇。這時屏幕上出示了一道應用題:“甲乙兩列火車從兩地相對行駛,甲車每小時行駛75千米,乙車每小時行駛69千米。甲車開出后1小時乙車才開出,再過2小時兩車相遇。兩地間的鐵路長多少千米?”教師再操作鼠標,屏幕上出示了線段圖,在線段圖上分別標出了每小時火車所行的路程。這樣難點在火車形象運行的動態演示和直觀的線段圖中得以解決,它比老師的任何解釋都具有說服力,增強了感觀上的剌激。演示一結束,學生們很快就列出正確的算式解答。因此,利用多媒體計算機輔助教學可以使學生清楚地掌握概念,獲得正確的結論,并嘗到成功的喜悅,強化了學習的興趣。
三、運用多媒體計算機輔助教學有利于學生思維的發展。
小學生的認識特點是從形象思維為主向抽象思維為主過渡,要使學生理解抽象的數學概念,就必須為學生提供必要的感性材料,使之借助事物的具體形象或表象進行思維,從而逐步理解和掌握知識。而多媒體計算機通過模擬演示,突出實際操作過程,讓學生進行觀察、比較、分析、綜合、抽象和概括,通過引導學生經歷獲取知識的思維過程,達到培養智能,啟迪思維的目的。
例如在“圓柱的認識”教學中,利用軟件演示,幫助學生學習圓柱的形成和側面面積的計算:
①教師操作鼠標,屏幕上出示幾個圓柱的實物圖;再操作鼠標,圓柱實物圖背景消去,剩下閃爍的圓柱立體圖,學生從圓柱實物圖抽象出圓柱的立體圖,初步認識了圓柱。
②操作鼠標,屏幕上出現一個長方形,然后這個長方形繞著它的一條邊旋轉一周,形成一個圓柱體,讓學生掌握圓柱的形成過程和認識圓柱的底和高。
③操作鼠標,圓柱的底面隨著閃爍慢慢地從上往下移,讓學生認識圓柱不但兩個底面的面積相等,而且從上到下的粗細一樣,也就是說每個橫截面的面積都相等。
④待學生掌握了圓柱的特征后,老師引導學生觀察、討論:把圓柱的側面展開會是什么圖形呢?讓學生展開思維,各抒已見,自由發揮;有的認為圓柱側面展開是長方形,有的認為是平行四邊形,有的認為是正方形。到底哪個答案對呢?老師不急著表態,而是操作鼠標,讓學生觀察屏幕上的演示:把圓柱的側面豎著剪開,打開后得到一個長方形。
⑤操作比較:如果把側面斜著剪能否得到一個長方形?斜著剪得到一個什么樣的圖形?
⑥思考:這個長方形(或平行四邊形)的長(底)和寬(高)與圓柱的什么有關呢?在什么條件下展開后的圓柱體的側面是個正方形?這時又怎樣計算圓柱的側面面積?學生通過計算機的形象演示、教師提出的問題,結合自己的操作過程和觀察比較過程,能有條有理地講述圓柱側面面積怎樣推導出來。學生通過充分的動眼、動手、動腦、動口,不但弄清楚知識之間的來龍去脈,也活躍和發展了學生的思維。
在科學技術發展的今天,集聲、光、電等為一體的多媒體技術,以其高效、快捷、全面傳授知識,保存、收集資料相互交流等優勢,極大促進了整個教學的改革和發展。其中以形象直觀的美術教學最為受益。計算機輔助教學,因其能激發學生的學習興趣、促使學生主動學習、提高課堂教學效率等諸多優點,而成為現代課堂教學中最常用的教學手段之一,廣泛應用在中小學各學科的教學中,美術教學也不例外。使用計算機輔助教學,能更好地突出教學重點,突破教學難點。特別是在突破傳統教學的諸多難點上,計算機可以發揮無可比擬的優越性。中小學美術教學中的難點,是在教材的教授過程中,學生對知識的難以理解之點,技法的難以掌握之處。以下舉例介紹計算機輔助教學解決中小學美術教學難點的一些應用。
1獲得獨特的視覺效果
使用計算機輔助教學可以充分利用計算機的特點,根據教學需要,獲得獨特的數碼虛擬視覺效果,協助教師突破教學中的難點。美術欣賞課有很強的直觀性,使用計算機輔助教學,通過數碼投影儀,就可以將作品清楚地放大展示,讓學生在欣賞課上能夠真正地“欣賞”。以七年級第十四冊《現代生活的視覺語言》一課為例,通過欣賞不同年代、不同形式的標志,使學生開闊眼界,豐富知識。標志很小,教師拿在手中展示,學生想要看清楚都很費勁,更別說欣賞了,對教師而言,同樣也不便于知識的講解。而若通過計算機和數碼投影儀,將各種標志投影成2米見方的影像,就可以讓課堂上的每個學生都能看得清楚,達到最佳的審美感受。同時還可以放大局部進行有針對性地觀察,教師結合知識重點、難點進行分析講解。由此,視覺的傳達與知識的傳授相得益彰,讓學生在審美體驗中學習和提高。
欣賞三維造型藝術時,計算機輔助教學不僅可以用通常的視覺方式,讓學生欣賞到物體在某一視覺角度的造型或其內部構造,而且可以做出“動感顯示”效果,讓三維物體旋轉起來,欣賞到它的各個側面,讓學生體會到物體的立體感、空間感。比如九年級第十八冊《現代建筑》一課中,計算機輔助教學可以按預先設置路線,帶領學生虛擬瀏覽一座建筑物的內部裝飾、陳設,使學生有現場感、真實感,真切地感受到不同時代、不同地域、不同空間的建筑風格,同時,也會真正理解它的三維結構。利用計算機輔助教學,產生真實新奇的視覺效果,獨特的感染力,將使學生對這一課留下難忘的印象。
2動態展示變化的過程
計算機具有強大的多媒體功能,集文字、圖像、圖形、聲音、動畫和視頻為一體。教師可以根據教學需求,通過計算機表現許多傳統教學技術不能表現的事物和現象,如演示形象生動的動畫,聲情并茂的有聲畫面,色彩豐富的教學圖片等。CAI可以使抽象問題形象化,靜態問題動態化,在解決那些教師難以表述而學生又難以理解的問題上,動態展示變化的過程,突破教學難點。
在工藝與設計課的教學中,有關工藝制作的程序、步驟和方法復雜、嚴謹,技法的要點、難點較多,教師要做大量的示范。教師要想利用課堂時間演示一個完整制作過程,不是一件容易的事,如繪制“簡單圖案”教學,僅其中的上色環節,就不是一遍兩遍能完成的,非常耽誤時間,而且沒有辦法讓全班學生都能看清楚。在傳統教學中,很多教師往往只好口頭教授,稍作演示,這樣的教學,學生往往不能掌握技法上的難點。利用計算機輔助教學,我們可以將圖案制作的完整程序制作成圖文并茂的幻燈片進行放映,從繪制草圖、拷貝、涂色,到最后調整、修改,色彩轉換,都非常方便、快捷,整個過程展示清晰明了又獨特,學生邊看放映邊學習,印象深刻,教學難點輕松解決。
3通過整合培養美術欣賞能力
美術欣賞能力的培養歷來是美術教育教學的難點。把藝術作品不同元素間的相互關系在大腦中形成反射,調動學生的多種感覺器官,利用知識經驗進行綜合加工,是形成審美情感和審美理解的過程。使用計算機,可以容易地將多種媒體融合在一起,并方便地展示給學生,突破美術欣賞能力的培養教學中的難點問題。
2課程教學改革的方法和實踐
2.1教學環節突出側重點
針對本校學生的實際水平,在教學環節中突出側重點。由于本課程的第一部分主要涉及計算機控制的基礎知識、數學模型及控制原理和分析方法。這一部分內容在前期的自動控制原理、復變函數中都有所講述,那么在本課程的學習中主要是針對課程內容進行復習和總結,而不作為重點內容進行講授。而第二部分中,講述的是計算機控制技術的算法和應用以及系統仿真的算法。該部分是眾多學科實踐與應用的理論支撐,包括了經典控制算法如PID控制算法及其改進等,復雜控制算法如最少拍控制及達林算法等以及數字濾波等數據處理方法,同時包括了系統仿真算法。這一部分作為重點內容講授。而第三部分是控制系統的MATLAB仿真和SIMULINK仿真。該部分需要學生動手實踐來完成,實際應用也很廣泛,在講授中同樣以舉例的方式讓學生能親身體會到軟件方面的使用。
2.2教學與教材有機結合
針對《計算機控制技術》這門課程的特點,現有的高校教材可謂是形形,各有各的特點,那么如何使學生更好的學習課程內容而又不依賴于教材呢?或者說如何使學生更好的理解教材內容而更深入的學習課程知識呢?這就要求將教學與教材有機的結合起來。針對本校學生特點,不能拘泥于一本教材來學習本課程,因此,在教學過程中,第一部分內容也就是前期的計算機控制技術基礎知識和數學模型等內容,主要針對學生現有教材以及自動控制原理等教材進行講解,第二部分內容主要是計算機控制技術的算法和應用以及系統仿真的算法。該部分的內容想對比較難,計算量大,因此既應用現有教材,還參考于海生等編著的《計算機控制技術》以及湯楠等編著的《計算機控制技術》等教材,針對算法的部分,結合不同教材的例題,使學生更好的理解算法的來源。第三部分即控制系統的MATLAB仿真和SIMULINK仿真,該部分更多的需要學生自己動手操作,那么在上課的過程中針對例題給學生通過多媒體演示的方法,引入知識點來提高學生學習的積極性。
2.3有效利用實驗環節
《計算機控制技術》這門課程不但有獨立的理論和方法,而且有相當強的實踐性和應用性。因此,要學好這門課程,必須有效的充分的利用實驗環節。本門課程安排在第六學期開設,該課程的實驗的設置充分結合課堂內容,考慮以實際應用為主,主要安排了數字濾波器、數字PID控制算法、最小拍控制、大林控制算法等等。并為了提高學生的學習興趣以及拓展學生的知識面,還安排了選做的步進電機控制、溫度控制系統等現實中廣泛應用的實驗環節。
2.4重視教學中的考核方式
考核是評價學生學習、了解教師教學效果的一個重要杠桿。而僅僅通過期末考試的方法來對學生進行考核的話,有可能使學生平時不注重學習,期末搞突擊,考后知識還給老師。我們把考核分為了4種:
①課堂作業。每次作業計10分,按照作業次數折合成滿分10分的平時成績。
②課堂表現。針對學生的課堂狀態以及回答問題的正確率和積極性,計10分平時成績。
③實驗環節。針對各個實驗中學生的預習情況、實驗過程中的參與情況,實驗結果的準確度來評價,滿分計10分。
④期末考試。期末考試成績折合成70%,再加上以上3項的成績即為學生的總體考核成績。這樣分配更加合理,也充分調動了學生的積極性。
二、虛擬技術的優勢
虛擬技術是當下計算機實驗教學應用的主要教學技術手段,在計算機實驗教學發展過程中,具有重要推動作用[1]。虛擬技術在計算機實驗教學中應用,其優勢主要有以下幾個方面:2.1降低資源投入成本虛擬技術不需要太大的場地就可以進行計算機實驗教學,這與傳統的計算機實驗教學來說,有著很大的差別。傳統計算機實驗教學需要建立教學實驗室,并且購置很多計算機實驗設備。虛擬技術則不需要這一點,極大地降低了資源試論虛擬技術在計算機實驗教學中的應用陳軍山東醫學高等專科學校【摘要】計算機技術在當下社會經濟發展以及人們日常生活中所占的地位越來越重要,計算機實驗教學對于計算機技術的應用與發展來說,意義重大。但就目前計算機技術發展來看,可供研究和使用的計算機實驗資源缺乏,這對于掌握和發展計算機技術來說,十分不利。為此,旨在促進計算機實驗教學發展的虛擬技術在計算機實驗教學中得到了廣泛的應用。這種虛擬技術主要是以軟件創建虛擬機,并且在虛擬機情況下進行計算機實驗教學。經過大量實踐,虛擬技術在計算機實驗教學中具有重要作用。本文以虛擬技術在計算機實驗教學中的應用為研究對象,主要探討了基于VMwareWorkstation軟件創建的虛擬機在計算機實驗教學中的具體應用。【關鍵詞】虛擬技術計算機實驗教學應用投入成本,但其所起到的實驗教學作用,與真正計算機實驗教學并無差別。2.2靈活性較強虛擬機在設計和使用上,只需要通過對硬件和軟件進行系統化更新,就可以讓虛擬機與當前計算機技術保持一致性,具有很大靈活性。這種對軟、硬件的更新,可以不需要進行實體機配置的兌換,就可以實現更新目的。2.3安全性較高虛擬機當中,具有單獨的數據存儲設備,可以對實驗數據、實驗資源、實驗資料等信息進行保存,避免數據丟失為用戶造成不便。而且,虛擬機在進行計算機教學實驗過程中,即使其他系統出現故障,也不會對數據存儲設備產生影響,避免數據丟失,具有很高的安全性。
三、虛擬技術在計算機實驗教學中的應用研究
虛擬技術在計算機實驗教學中的應用,首先要創建虛擬機,這是虛擬技術進行應用的前提。針對于虛擬機的創建,需要在物理計算機操作平臺上安裝虛擬機操控軟件,就目前虛擬機技術應用來看,主要以‘VMwareworkstation’軟件為主。其次,對虛擬機進行優化與維護,使其更好服務于計算機實驗教學。最后,則是將優化好的虛擬機投入到計算機實驗教學當中。3.1虛擬機創建研究虛擬機創建以VMwareworkstation軟件為主,在VMware窗口中,進行虛擬機創建,其具體步驟如下:(1)啟動VMwareworkstation后,需要在打開的窗口中選擇創建類型,進行程序安裝工作。一般來說,創建虛擬機主要采用Typical默認方法,VMware會根據物理計算機的實際配置,進行虛擬機硬件配置創建工作。而虛擬機創建過程中,又會根據用戶需求不同,通過對虛擬磁盤以及適配器進行重新定義,從而實現虛擬機新功能。根據用戶自身需求對VMware創立完成后,接下來就需要對虛擬機的操作系統進行設置;(2)進行操作系統設置時,頁面會彈出“客戶機操作系統安裝”窗口,這個窗口中一共有三個選項,虛擬機創建時需要選擇“稍后安裝”選項。之所以選擇這個選項,是因為可以在很大程度上避免客戶機系統的不完整性,有利于虛擬機使用;(3)客戶機的默認配置,需要在“客戶操作系統安裝”的窗口中進行選擇,就虛擬機的操作系統類型來看,可用于選擇的操作系統主要有“Windows”、“VMware”、“Linux”等,就操作系統選擇來看,需要根據實際情況進行分析,選擇的系統要符合當前使用虛擬機的版本;(4)默認配置以及操作系統選擇完畢后,下一步需要對創建的虛擬機進行命名,這種虛擬機命名主要是為了日后操作時更加有利于識別;(5)虛擬機命名之后,則需要生成虛擬機配置的保存路徑,用硬盤進行相關配置保存,為之后虛擬機的使用提供方便。虛擬機的創建,為計算機實驗教學創造了方便,新虛擬機生成之后,需要對其進行優化,之后投入到計算機實驗教學之中。3.2虛擬機的優化及維護研究虛擬機的建立,主要是以‘VMwareworkstation’軟件為主,虛擬機的硬件設備,則是由VMware自動生成[2]。虛擬機應用于計算機實驗教學中,需要對相關配置進行優化,使之符合計算機實驗教學的要求。在進行虛擬機優化及維護過程中,要遵循以下優化及維護的方法:(1)內存:虛擬機的內存與物理計算機內存有著密切聯系,一般來說,虛擬機的內存主要是根據物理計算機內存大小進行測算的。例如物理計算機的內存值若是1024MB,那么虛擬機的推薦內存則為512MB。在虛擬機內存優化時,其內存設置在512MB左右浮動,最大值不能超過1024MB,最小值不能低于128MB,其內存設置應該為32MB的倍數;(2)處理器:在進行處理器優化時,虛擬機處理器的個數要與物理計算機進行比較,保證處理器個數少于物理計算機處理器個數;(3)硬盤:硬盤大小對于虛擬機進行計算機實驗教學來說,具有重要影響。硬盤容量決定了對數據的存儲容量,在虛擬機優化過程中,要根據實際情況,對有用信息進行保留,對無用信息進行清除。這就需要在硬盤設計過程中,對硬盤內容進行相關設置。關于硬盤功能設置,主要通過‘Expand’的功能,可以根據硬盤工作狀態,進行‘持久模式’和‘非持久模式’選擇,其主要是針對硬盤數據問題進行的一種優化;(4)網絡適配器:網絡適配器是虛擬機進行網絡連接的關鍵,它決定了虛擬機以何種方式實現上網。一般來說,虛擬機進行上網,大都是通過網橋連接模式,利用網卡實現上網。這種上網形勢下,虛擬機需要有著自己單獨的IP地址。除此之外,虛擬機還可以實現‘NAT’上網模式,但這種上網模式下,就需要對主機IP以及虛擬機IP進行重新設置,虛擬機的單獨IP地址將會被取消。網絡適配器在虛擬機中的應用,決定了虛擬機的上網方式,并且根據實際情況,可以實現虛擬機與物理計算機單獨上網,這對于虛擬機進行教學實驗來說具有重要意義。以單獨上網的方式進行攻擊性網絡教學實驗,除了可以達到實驗目的之外,還可以避免對物理計算機造成損壞。3.3虛擬技術在計算機實驗教學中的應用分析本文研究的虛擬技術在計算機實驗教學中的應用,主要從多操作系統安裝實驗以及分級網絡實驗兩個方面進行分析,關于這兩種實驗教學的應用,如下所示:(1)多操作系統安裝實驗:多操作系統安裝實驗是計算機實驗教學的基礎,其主要包括計算機硬盤分區、操作系統安裝等教學內容,該教學實驗受到的限制條件較多,若是以物理計算機進行教學實驗,會造成極大的資源浪費,并且對物理計算機軟硬件的損壞較大,因此,針對于這一教學實驗,最為有效的辦法則是采用虛擬機進行實驗教學[3]。虛擬機與物理計算機的特性一致,以虛擬機進行計算機多操作系統安裝實驗,可以讓學生進行實踐操作。關于虛擬機的多操作系統安裝實驗,可以以任意一臺物理計算機為主,安裝‘VMwareworkstation’軟件,進行虛擬機構建,之后進行虛擬機優化,使之符合計算機實驗教學要求。在虛擬機構建完成之后,學生可以根據計算機實驗教學目標,在虛擬機進行實踐操作,就多操作系統安裝實驗的要求,按步驟進行實際操作;(2)分級網絡實驗:分級網絡實驗是利用虛擬機與物理計算機的聯合,構建對等網絡,從而實現實驗局域網的構建。分級網絡的構建,在很大程度上提升了學生們學習計算機技術的信心,并且增強了學生的實際動手操作能力。分級網絡的構建,主要是基于虛擬機和物理計算機的對等網絡構建基礎上實現的。而分級網絡的實踐操作,進一步增強了計算機實驗的難度,可以考驗學生對計算機實際操作能力的掌握。在進行分級網絡實踐操作時,學生們的操作主要在虛擬機上進行操作,避免了對物理計算機軟、硬件的損壞。利用虛擬機進行分級網絡實驗,為學生提升計算機實驗能力打下了堅實基礎,對學生日后使用計算機技術方面,具有重要意義。