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第1篇

關(guān)鍵詞： 高中數(shù)學(xué)教材 立體幾何 概念 定理

與《全日制普通高級(jí)中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)大綱》（以下簡(jiǎn)稱“大綱”）相比，《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》（以下簡(jiǎn)稱“課標(biāo)”）在課程理念和課程內(nèi)容方面都有很大變化。因此，和大綱教材相比，根據(jù)普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)編寫的教材也有了很大的改變。下面以人教版大綱教材（2006年6月第二版）和人教A版課標(biāo)教材（2007年2月第三版）為標(biāo)準(zhǔn)，比較了兩版教材在立體幾何中的概念和定理的呈現(xiàn)方式上異同。

一、個(gè)別概念的不同

和大綱教材相比，課標(biāo)教材中很多概念的呈現(xiàn)方式都有所改變。表1具體列舉了“課標(biāo)”教材與“大綱”教材相比一些概念的具體變化。

表1 課標(biāo)教材某些概念的變化（和大綱教材相比）

注：表中的“√”表示該概念變化的具體表現(xiàn)。

從上表可以看出，和大綱教材相比，課標(biāo)教材的必修部分立體幾何的概念陳述共有十一個(gè)發(fā)生了變化。

首先，有的概念敘述發(fā)生了變化。如棱柱的概念，“大綱”教材的敘述是“如果一個(gè)多面體有兩個(gè)面互相平行，而其余每相鄰兩個(gè)面的交線互相平行，這樣的多面體叫做棱柱”。

“課標(biāo)”教材的敘述是“一般地，有兩個(gè)面互相平行，其余各面都是四邊形，并且每相鄰兩個(gè)四邊形的公共邊互相平行，由這些面圍成的多面體叫做棱柱”。觀察發(fā)現(xiàn)“大綱”教材對(duì)棱柱概念表述雖然精簡(jiǎn)，符合數(shù)學(xué)的特點(diǎn)，但對(duì)于初學(xué)者來(lái)講，課標(biāo)教材的敘述明顯更加清晰，因?yàn)樗鼜?qiáng)調(diào)“其余各面都是四邊形”，使得學(xué)生更加直觀地在腦海中勾勒出棱柱的圖形。高度的抽象性是數(shù)學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)之一，概念是對(duì)事物的描述，概念的教學(xué)要注意抽象與具體相結(jié)合的原則，形象生動(dòng)的描述值得提倡。

其次，有些概念的表達(dá)方式有所變化，例如球體，“大綱”教材對(duì)球體的描述與球的表達(dá)方式類似，而“課標(biāo)”教材則是利用新增加的旋轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)體的基礎(chǔ)上定義的。這種發(fā)生定義方式，比起揭示概念本質(zhì)屬性的定義方式，更能體現(xiàn)新課改“體現(xiàn)知識(shí)的發(fā)生發(fā)展過程”的理念。

再者，有的概念被去除了，如斜棱柱等。這些概念被去掉是因?yàn)橛行┒x在教材中并沒有對(duì)其進(jìn)行研究，只是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)該事物而已。還有些定義被去掉是因?yàn)槠浔涣械搅诉x修課程里面，例如正射影等。

最后，有些概念是新增的。這些定義要么是為后面的某些知識(shí)點(diǎn)奠定基礎(chǔ)，如旋轉(zhuǎn)體與旋轉(zhuǎn)軸；要么是使數(shù)學(xué)更緊密地與學(xué)生的生活相結(jié)合，為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)打下知識(shí)基礎(chǔ)，如三視圖等；要么是其成為重點(diǎn)研究對(duì)象如棱臺(tái)與圓臺(tái)。像“多面體”等概念，在敘述概念前，都加上了三個(gè)字“一般地”，重在強(qiáng)調(diào)概念的嚴(yán)謹(jǐn)性。

二、個(gè)別公理陳述的不同

立體幾何中，公理的增減方面是沒有變動(dòng)的，只是有些公理呈現(xiàn)的先后次序略有改變。我們以“課標(biāo)”教材里面的公理名稱為準(zhǔn)，以此比較“大綱”教材中相應(yīng)公理呈現(xiàn)的不同，如表2：

表2 “課標(biāo)”教材的公理與“大綱”教材相應(yīng)公理呈現(xiàn)的比較

從兩版教材公理1與公理2的陳述中，發(fā)現(xiàn)定理的大體內(nèi)容實(shí)際上并沒有變化，只是公理的呈現(xiàn)形式更簡(jiǎn)明。“一條直線上的所有點(diǎn)都在這個(gè)平面內(nèi)”等價(jià)于“這條直線在此平面內(nèi)”，只是前者更加強(qiáng)調(diào)線上的所有點(diǎn)，而后者更加強(qiáng)調(diào)所有點(diǎn)構(gòu)成的直線，重點(diǎn)突出的要素不同，顯然后者更加簡(jiǎn)潔。

此外，“課標(biāo)”教材將“大綱”教材中講述公理部分中的三個(gè)推論（page：6-7）去除了。在“課標(biāo)”教材的教學(xué)過程中，雖然這三個(gè)推論不在課本中出現(xiàn)，但是有經(jīng)驗(yàn)的教師為了拓寬學(xué)生的知識(shí)視野，給后續(xù)學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)，讓學(xué)生能夠更深刻地理解公理“不共線的三點(diǎn)確定一個(gè)平面”，會(huì)羅列并講述三個(gè)推論的內(nèi)容，例如對(duì)推論1即“經(jīng)過一條直線和直線外的一點(diǎn)有且只有一個(gè)平面”的講述，就是對(duì)上述公理的拓展和具體化，推論2與推論3同樣如此，鑒于這三個(gè)推論在立體幾何中的重要性，筆者認(rèn)為，為了方便老師教學(xué)及學(xué)生自學(xué)，將這三個(gè)推論呈現(xiàn)在教材中是有必要的。

三、個(gè)別重要定理的不同

對(duì)于立體幾何里面重要定理的呈現(xiàn)比較與分析，筆者發(fā)現(xiàn)其中有新增的定理，例如定理（page：69）：“一個(gè)平面過另一個(gè)平面的垂線，則這兩個(gè)平面垂直”。這個(gè)定理的內(nèi)容對(duì)于新學(xué)者是很容易理解的，同時(shí)增加這個(gè)定理為判定兩個(gè)平面垂直提供有效的“工具”，從而增加這個(gè)定理是可行且必要的。

和“大綱”教材相比，“課標(biāo)”教材在立體幾何定理方面，同樣將“大綱”教材中的推論（page：20）“如果一個(gè)平面內(nèi)有兩條相交直線分別平行于另一個(gè)平面內(nèi)的兩條直線，那么這兩個(gè)平面平行”刪去了。對(duì)于這一改動(dòng)，筆者有異議，因?yàn)檫\(yùn)用這個(gè)推論的內(nèi)容判定兩個(gè)平面平行，很多情況下比其相應(yīng)的判定定理判定兩個(gè)平面平行更加簡(jiǎn)單、方面，而且思路更加清晰。同時(shí)，由于課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，判定定理都應(yīng)該通過直觀感知、操作確認(rèn)等方式得來(lái)，這個(gè)判定定理也是根據(jù)該推論的結(jié)論得來(lái)的，顯然根據(jù)這個(gè)推論的重要性，刪除該推論沒有絲毫意義，不僅不利于教師教學(xué)和學(xué)生自學(xué)，而且不利于學(xué)生靈活地掌握知識(shí)，筆者不認(rèn)同這個(gè)推論應(yīng)該刪去。

有些定理改變條件敘述使得定理的結(jié)論更加完整，例如：

“大綱”（page：13）：如果一個(gè)角的兩邊和另一個(gè)角的兩邊分別平行并且方向相同，那么這兩個(gè)角相等。

“課標(biāo)”（page：46）：空間中，如果兩個(gè)角的兩邊分別對(duì)應(yīng)平行，那么這兩個(gè)角相等或互補(bǔ)。

在“大綱”教材中講解這個(gè)定理時(shí)，幾乎每個(gè)教師都會(huì)講解兩個(gè)角的兩邊對(duì)應(yīng)平行的兩種情況，所以新教材用簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言陳述了定理的兩種情況有事半功倍的效果。

當(dāng)然，數(shù)學(xué)是簡(jiǎn)潔的，如果在定理中有些文字在去掉之后并不影響定理的表達(dá)，那么就應(yīng)該毫不猶豫地去掉，以體現(xiàn)數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)潔美。這樣可以使學(xué)生更容易理解，例如：

“大綱”（page：19）：如果一個(gè)平面內(nèi)有兩條相交直線分別平行于另一個(gè)平面，那么這兩個(gè)平面平行。

“課標(biāo)”（page：57）：一個(gè)平面內(nèi)的兩條相交直線與另一個(gè)平面平行，則這兩個(gè)平面平行。

這里，“分別”兩個(gè)字去得恰當(dāng)而又得體，既不影響內(nèi)容的理解，又為學(xué)生學(xué)習(xí)減輕了負(fù)擔(dān)。

此外，有些定理在原來(lái)的基礎(chǔ)上呈現(xiàn)得更清晰，使學(xué)生更易理解，例如：

“大綱”（page：18）：如果一條直線和一個(gè)平面平行，經(jīng)過這條直線的平面和這個(gè)平面相交，那么這條直線和交線平行。

“課標(biāo)”（page：59）：一條直線與一個(gè)平面平行，則過這條直線的任一平面與此平面的交線與該平面平行。

對(duì)于新接觸這一知識(shí)點(diǎn)的學(xué)生而言，顯然是很難理解的，因?yàn)閷W(xué)生很難理解結(jié)論中的“這條直線”究竟是哪一條直線，是“經(jīng)過這條直線”的直線，還是兩平面相交而形成的直線呢？經(jīng)比較我們發(fā)現(xiàn)，“課標(biāo)”教材的敘述要清楚得多。

四、給一線教師的建議與意見

新一輪課程改革在課程基本理念方面發(fā)生了很大的變化。一線教師首先要進(jìn)一步深入理解新課程改革的理念，并且自覺地將這些理念落實(shí)到教學(xué)實(shí)際中。在立體幾何教學(xué)中，要全面而充分地認(rèn)識(shí)立體幾何的教育價(jià)值，注意把握過程教學(xué)，注意學(xué)生演繹推理和合情推理能力的平衡發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）[M].北京：人民教育出版社，2003.

[2]十三院校協(xié)編組.中學(xué)數(shù)學(xué)教材教法[M].高等教育出版社，2010.

[3]人民教育出版社.全日制普通高級(jí)中學(xué)教科書（必修）[M]數(shù)學(xué)第二冊(cè)（下B），2006年第二版.

[4]人民教育出版社，課程教材研究所，中學(xué)數(shù)學(xué)課程教材研究開發(fā)中心.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書教科書數(shù)學(xué)2（必修）[M]數(shù)學(xué)第二冊(cè)（下B），2007年2月第三版.

第2篇

高校通識(shí)教育的核心理念是培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)與能力，形成正確的人生觀與價(jià)值觀，以實(shí)現(xiàn)其自身素養(yǎng)和知識(shí)能力的自我優(yōu)化。文章主要介紹了通識(shí)課程和MOOC的概念及特點(diǎn)，并通過對(duì)深圳大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)鑒賞課程這門通識(shí)課程在MOOC平臺(tái)上實(shí)踐的介紹，闡述了設(shè)計(jì)學(xué)MOOC較之傳統(tǒng)課程有哪些優(yōu)點(diǎn)。MOOC平臺(tái)上的分布式通識(shí)課程可幫助學(xué)生提升學(xué)習(xí)廣度，聚焦專業(yè)內(nèi)容的同時(shí)防止學(xué)生知識(shí)碎片化，從而更好地開創(chuàng)一條實(shí)現(xiàn)通識(shí)教育的路徑。

【關(guān)鍵詞】

通識(shí)教育；MOOC；設(shè)計(jì)學(xué)

通識(shí)教育旨在使學(xué)生通過對(duì)廣博知識(shí)的了解，確立正確的人生觀與世界觀，實(shí)現(xiàn)理性與感性的均衡發(fā)展，進(jìn)而形成完善的人格，提升解決問題的能力，以適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)生活節(jié)奏，提高生活品位與個(gè)人修養(yǎng)。藝術(shù)設(shè)計(jì)鑒賞類課程作為高校通識(shí)課程的組成部分，能夠提升學(xué)生設(shè)計(jì)水平，改善其學(xué)習(xí)和生活的態(tài)度，進(jìn)而影響其處事方式，提升綜合修養(yǎng)。

一、通識(shí)教育的概念及特點(diǎn)

（一）通識(shí)教育概述

通識(shí)教育最早由美國(guó)提出，講求在專業(yè)教育與自由教育之外應(yīng)有計(jì)劃、有目的地對(duì)課程體系進(jìn)行編排，打破原有的專業(yè)限制，是面向全民的教育。哈佛大學(xué)前校長(zhǎng)詹姆斯•布萊恩特•科南特在《哈佛通識(shí)教育紅皮書》中提到，“20世紀(jì)美國(guó)教育的創(chuàng)新之處就是將通識(shí)教育應(yīng)用到了全民教育體系之中”。通識(shí)教育能夠幫助學(xué)生形成較為完整的世界觀，并借助感性與理性的均衡發(fā)展，形成完整的價(jià)值體系與完善的人格，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。通識(shí)課程的教育方式主要分為核心課程模式（CoreModel）和分布課程模式（DistributionModel）。核心課程模式多被專業(yè)院校采用，分布式教學(xué)模式多被綜合類大學(xué)采用。綜合類大學(xué)具有學(xué)科門類較為齊全的優(yōu)勢(shì)，開設(shè)的通識(shí)類課程門數(shù)眾多、涵蓋面廣，學(xué)生的選擇余地較大。不論是核心課程模式還是分布式課程模式的通識(shí)課程，其教學(xué)理念都是讓學(xué)生在本專業(yè)的基礎(chǔ)上涉獵社會(huì)科學(xué)、人文藝術(shù)、自然科學(xué)的知識(shí)，并將這些知識(shí)與專業(yè)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的銜接，突破專業(yè)知識(shí)的局限，不斷提升綜合能力。

（二）通識(shí)課程的設(shè)置特點(diǎn)

通識(shí)課程的設(shè)置因不同的教育理念與學(xué)科背景區(qū)別較大。我國(guó)通識(shí)課程的設(shè)置主要集中于以下七個(gè)方面：一是中國(guó)的傳統(tǒng)文化與當(dāng)代社會(huì)文化，力求以發(fā)展的眼光審視中國(guó)傳統(tǒng)文化的成就和不足，幫助學(xué)生建立民族自信與文化認(rèn)同；二是世界文明歷史，培養(yǎng)學(xué)生的國(guó)際視野和社會(huì)責(zé)任感，增強(qiáng)文化包容度，使學(xué)生具有正確的世界觀與價(jià)值體系；三是倫理價(jià)值與思考方法，強(qiáng)調(diào)當(dāng)代社會(huì)價(jià)值體系，陶治學(xué)生的人性與品格；四是系統(tǒng)介紹自然科學(xué)的重要理念，了解事物之間的基本規(guī)律，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)；五是經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)問題，提升學(xué)生的主觀判斷能力、批判思維和解決實(shí)際問題的能力；六是文學(xué)藝術(shù)，提升學(xué)生的個(gè)人修養(yǎng)與審美趣味；七是跨文化溝通與人際交往，培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)社會(huì)與團(tuán)隊(duì)合作的能力。由此可以看出，經(jīng)過通識(shí)教育充實(shí)的專業(yè)教育，能幫助學(xué)生從深度學(xué)習(xí)走向廣度學(xué)習(xí)，在接受良好的專業(yè)學(xué)術(shù)訓(xùn)練的同時(shí)，受到社會(huì)科學(xué)、自然科學(xué)與人文藝術(shù)方面的熏陶。這種綜合素質(zhì)與能力的培養(yǎng)，有助于學(xué)生形成正確的人生觀與價(jià)值觀，并不斷完善自身的人格、知識(shí)與技能。文化藝術(shù)作為通識(shí)課程中重要的環(huán)節(jié)，對(duì)于學(xué)生個(gè)人修養(yǎng)、內(nèi)涵、品位的提升有著積極的意義。設(shè)計(jì)類的通識(shí)課程作為文化藝術(shù)在現(xiàn)代技術(shù)條件下的延伸，可有效地將設(shè)計(jì)學(xué)科滲透至社會(huì)的方方面面。

（三）通識(shí)教育中的問題及對(duì)策

通識(shí)課程大多是作為教學(xué)范圍相對(duì)較小的專業(yè)學(xué)科的輔課程，綜合性大學(xué)多會(huì)采用分布式課程模式。該模式的優(yōu)勢(shì)主要是課程門數(shù)多，覆蓋面廣，學(xué)生選擇余地較大；但缺點(diǎn)也比較明顯，即難以有效整合課程資源。設(shè)計(jì)學(xué)專業(yè)課程強(qiáng)調(diào)對(duì)專業(yè)知識(shí)教授和應(yīng)用，學(xué)生在自由選擇主題的前提下，很難對(duì)相關(guān)的課程進(jìn)行系統(tǒng)性選擇。因此，應(yīng)對(duì)課程核心內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和整合。然而，傳統(tǒng)的授課方式較難在通識(shí)教育中形成教師團(tuán)隊(duì)式教學(xué)和課程模塊式教學(xué)，難以實(shí)現(xiàn)通識(shí)教育中課程的自我優(yōu)化。教師作為獨(dú)立的個(gè)體，在課題組織、教學(xué)安排、師生互動(dòng)模塊的銜接方面存在一定不足。利用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)有組織系統(tǒng)授課能對(duì)以上問題的解決起到積極的作用。近年來(lái)，網(wǎng)絡(luò)MOOC教學(xué)在高校通識(shí)教育中具有示范作用，如通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建設(shè)和合理分配教學(xué)資源，可以有效解決分布式課程模式專業(yè)內(nèi)容整合的問題。

二、MOOC的概念以及特點(diǎn)

（一）MOOC的概念

MOOC（MassiveOpenOnlineCourses，即大規(guī)模開放在線課程），起源于開放教育資源運(yùn)動(dòng)和連通主義思潮。美國(guó)麻省理工學(xué)院于2002年面向全球?qū)W習(xí)者開放的開放課程標(biāo)志著開放教育資源運(yùn)動(dòng)的興起。MOOC是在2008年由加拿大愛德華王子島大學(xué)網(wǎng)絡(luò)傳播與創(chuàng)新主任戴維•科米爾與國(guó)家人文教育技術(shù)應(yīng)用研究院高級(jí)研究員布萊恩•亞歷山大首次提出，兩位學(xué)者在加拿大曼尼托巴大學(xué)開設(shè)了新型大規(guī)模開放網(wǎng)絡(luò)課程。MOOC在信息化平臺(tái)中賦予學(xué)生更多的學(xué)習(xí)自由選擇權(quán)。區(qū)別于傳統(tǒng)的教學(xué)方式，MOOC作為開放式平臺(tái)課程有更大的受眾面，能夠讓專業(yè)學(xué)生選擇更加優(yōu)秀的課程資源，同時(shí)也是通識(shí)類課程的最佳傳播途徑。

（二）MOOC教學(xué)的形式與特點(diǎn)

MOOC授課內(nèi)容以視頻錄播為主，輔助以其他圖文、聲像等資料。對(duì)比傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式，MOOC的教學(xué)方式特點(diǎn)鮮明：第一，MOOC教學(xué)可以是單人授課的形式，也可以是多人訪談的形式。教學(xué)形式多樣，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中有代入感，有助于提高學(xué)習(xí)興趣。第二，學(xué)生可以在平臺(tái)上選擇合適的課程進(jìn)行修讀，選課不再局限于班級(jí)與人數(shù)的限制，學(xué)生可選擇自己認(rèn)可的課程，擴(kuò)大選擇面的同時(shí)也促進(jìn)相關(guān)學(xué)科教師不斷完善課程內(nèi)容、探索不同的教學(xué)方法、提高教學(xué)質(zhì)量。第三，MOOC的授課平臺(tái)建設(shè)推動(dòng)了大學(xué)生素質(zhì)教育和通識(shí)教育的發(fā)展，學(xué)生的人文素養(yǎng)、藝術(shù)審美能力等可通過MOOC平臺(tái)得以提升。

（三）設(shè)計(jì)類MOOC在通識(shí)教育中的優(yōu)勢(shì)及意義

設(shè)計(jì)學(xué)作為藝術(shù)學(xué)門類下的的一級(jí)學(xué)科，包含服裝與服飾設(shè)計(jì)、環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、視覺傳達(dá)設(shè)計(jì)、數(shù)字媒體藝術(shù)等眾多方向。設(shè)計(jì)學(xué)在通識(shí)教育中的重點(diǎn)與難點(diǎn)是如何將眾多的設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行邏輯性整合，將設(shè)計(jì)學(xué)不同專業(yè)方向的創(chuàng)意思維、設(shè)計(jì)理念以及設(shè)計(jì)中形而上的藝術(shù)表達(dá)展示在通識(shí)教育各環(huán)節(jié)之中。MOOC作為網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)課程，首先可以引入各個(gè)設(shè)計(jì)專業(yè)的優(yōu)秀師資，使其進(jìn)入平臺(tái)課程之中進(jìn)行模塊化、團(tuán)隊(duì)化的教學(xué)，貫徹分布式通識(shí)課程的理念。其次，作為一種新的教學(xué)手段，MOOC網(wǎng)絡(luò)后臺(tái)提供的大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能可以實(shí)現(xiàn)教師和學(xué)生之間的資源共享，擴(kuò)充設(shè)計(jì)學(xué)通識(shí)教育內(nèi)容。最后，MOOC平臺(tái)的搭建與討論區(qū)域的設(shè)置，提供了通識(shí)教育實(shí)時(shí)的理念交換空間，有助于啟迪學(xué)生的設(shè)計(jì)思維。

三、設(shè)計(jì)學(xué)通識(shí)課程設(shè)置

深圳大學(xué)于2013年12月在深圳舉辦了全國(guó)地方高校MOOC發(fā)展研討會(huì)，會(huì)上倡議組建UOOC聯(lián)盟（UniversityOpenOnlineCourse），并得到了28所與會(huì)高校代表的積極響應(yīng)。UOOC中的U有University（大學(xué)）和Union（聯(lián)盟）兩層含義。2014年5月，UOOC聯(lián)盟成立大會(huì)召開，首批6門MOOC上線。作為綜合性大學(xué)通識(shí)課程的試點(diǎn)，深圳大學(xué)取得了良好的效果。2015年11月，設(shè)計(jì)類通識(shí)課程藝術(shù)設(shè)計(jì)鑒賞上線，該課程將不同的設(shè)計(jì)學(xué)科進(jìn)行整合，引入模塊式教學(xué)團(tuán)隊(duì)任教，聘請(qǐng)知名設(shè)計(jì)師與專任教師，以講述式、案例式、啟發(fā)式、訪談式相結(jié)合的教學(xué)手段和通識(shí)教育的理念，規(guī)劃設(shè)計(jì)學(xué)專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容。課程運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)手段，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)交流與經(jīng)驗(yàn)分享。設(shè)計(jì)學(xué)MOOC較之傳統(tǒng)課程具有如下優(yōu)勢(shì)。

（一）課程內(nèi)容與授課方式的創(chuàng)新

將不同的設(shè)計(jì)學(xué)科進(jìn)行有機(jī)整合，需要不同學(xué)科背景的教師進(jìn)行團(tuán)隊(duì)協(xié)作，傳統(tǒng)教學(xué)模式受教學(xué)進(jìn)度、學(xué)生選課等多重因素的制約，難于實(shí)現(xiàn)這一目的。基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的MOOC設(shè)置，便于教師、企業(yè)設(shè)計(jì)師等進(jìn)入課堂教學(xué)，有利于任課團(tuán)隊(duì)的組建；而通過播放錄制視頻的授課方式，教師和學(xué)生不再受上課時(shí)間與地點(diǎn)的制約，更便于協(xié)調(diào)課程內(nèi)容。通過創(chuàng)新授課方式，解決了以往困擾分布式通識(shí)課程任課團(tuán)隊(duì)建設(shè)的問題。

（二）大數(shù)據(jù)資源更加豐富

通識(shí)課程具有更廣博的知識(shí)面，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)以及支撐平臺(tái)課程的大數(shù)據(jù)資源尤為重要。如課程在介紹國(guó)際四大時(shí)裝周時(shí)，相比于傳統(tǒng)課件中的文字和配圖，時(shí)裝周現(xiàn)場(chǎng)的服裝展演視頻更有利于學(xué)生對(duì)于服裝流行趨勢(shì)的了解與研究。產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，物件加工工藝與材料的視頻介紹能更好地幫助學(xué)生體會(huì)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的定義及其所能帶來(lái)的良好效果等。這些通識(shí)課程中的實(shí)訓(xùn)實(shí)踐內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)下能夠得到更好的實(shí)現(xiàn)。

（三）改善師生交互環(huán)境

在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式中，教師難以在課堂與學(xué)生進(jìn)行充分互動(dòng)。在通識(shí)教育中，學(xué)生數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于專業(yè)課程教學(xué)，師生間的互動(dòng)問題會(huì)更加突出。在藝術(shù)設(shè)計(jì)鑒賞課程中，深圳大學(xué)利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)設(shè)置了討論區(qū)并配備專職助教與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)。此外，學(xué)生還可以在網(wǎng)絡(luò)交流區(qū)相互交流、共享課程素材與學(xué)習(xí)資源，在很大程度上解決了通識(shí)課程中的互動(dòng)需求。

結(jié)語(yǔ)

高等教育中分布式通識(shí)教育需要整合學(xué)科資源，分布式通識(shí)課程的教學(xué)、目的是盡可能讓學(xué)生在接受專業(yè)教育的同時(shí)了解自然科學(xué)、人文藝術(shù)、社會(huì)科學(xué)等學(xué)科內(nèi)容。在大的學(xué)科背景中需要整合相關(guān)知識(shí)，防止學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的碎片化，體系完整的學(xué)科通識(shí)教育精品內(nèi)容將更適應(yīng)學(xué)生發(fā)展的需要。

作者：涂星 單位：深圳大學(xué)

參考文獻(xiàn)：

[1]哈佛委員會(huì).哈佛通識(shí)教育紅皮書[M].李曼麗，譯.北京：北京大學(xué)出版社，2010.

[2]王曉陽(yáng)，曹盛盛.美國(guó)大學(xué)通識(shí)教育模式、挑戰(zhàn)及對(duì)策[J].中國(guó)高教研究，2015（4）.

第3篇

關(guān)鍵詞：算法設(shè)計(jì)與分析；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法；實(shí)踐；考核

中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）35-0120-02

Discussion about Algorithm Design and Analysis Teaching Reform

GUO Liang-min

（School of Mathematics and Computer Science， Anhui Normal University， Wuhu 241000， China）

Abstract： The course of algorithm design and analysis is a basic specialty course for graduated students majored in computer science and related fields. According to the course features and the existing problems in teaching， the teaching content， teaching method， practice and course assessment are discussed in the paper.

Key words： Algorithm design and analysis； Teaching content； Teaching method； Practice； Assessment

《算法設(shè)計(jì)與分析》課程是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，要求學(xué)生能通過對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，理解主要算法的基本思想，掌握算法的設(shè)計(jì)方法和分析方法，并能將所學(xué)算法應(yīng)用到實(shí)際問題中，從而解決遇到的實(shí)際問題。

該課程具有內(nèi)容抽象、知識(shí)范圍廣、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，因此，學(xué)生的學(xué)習(xí)難度大，學(xué)習(xí)興趣不高。教師在課程內(nèi)容的選擇上與前沿科學(xué)研究的聯(lián)系不是很緊密，教學(xué)方法和考核方式也相對(duì)單一。針對(duì)上述問題，本文主要從教學(xué)內(nèi)容、方法、實(shí)踐和考核四方面展開討論。

1 教學(xué)內(nèi)容的整合

教學(xué)內(nèi)容除了包含經(jīng)典算法[1]（遞歸、分治法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、貪心算法、回溯法、分支限界法）的設(shè)計(jì)理論外，我們還應(yīng)將隨機(jī)算法、近似算法、現(xiàn)代啟發(fā)式算法、并行算法、分布式算法等與前沿聯(lián)系緊密的內(nèi)容融入教學(xué)中。教學(xué)的重點(diǎn)是經(jīng)典算法的原理，要讓學(xué)生理解，并且可以具體實(shí)現(xiàn)；難點(diǎn)是如何靈活運(yùn)用合適的算法去解決遇到的實(shí)際問題，即培養(yǎng)學(xué)生對(duì)所學(xué)算法的實(shí)際應(yīng)用能力。

另外，需要將新的相關(guān)科研動(dòng)向融入教學(xué)中[2]，尤其是在講解現(xiàn)代啟發(fā)式算法、并行算法、分布式算法等時(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生感到學(xué)有所用，從而提高教學(xué)效果，最終達(dá)到使學(xué)生可以用基本理論去解決實(shí)際問題的目標(biāo)。

具體的教學(xué)內(nèi)容安排如下：第一部分是算法概述，包括基本概念、描述算法與算法設(shè)計(jì)、算法分析的基本原則、復(fù)雜性分析；第二部分是分治與遞歸，包括遞歸概念和分治法的思想、二分搜索技術(shù)、矩陣的快速乘法、合并排序、快速排序、線性時(shí)間選擇、最接近點(diǎn)對(duì)問題；第三部分是動(dòng)態(tài)規(guī)劃，包括矩陣連乘問題、動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法的基本要素、最長(zhǎng)公共子序列問題、0-1背包問題、作業(yè)調(diào)度問題、圖像壓縮問題；第四部分貪心算法，包括活動(dòng)安排問題、貪心算法的基本要素、最優(yōu)裝載、哈夫曼編碼、最小生成樹、單源最短路徑；第五部分是回溯法，包括回溯法的算法框架、裝載問題、批處理作業(yè)調(diào)度、0-1背包問題、n皇后問題、圖的m著色問題、旅行售貨員問題、圓排列問題；第六部分是分支限界，包括分支限界法的算法框架、單源最短路徑問題、裝載問題、0-1背包問題、批處理作業(yè)調(diào)度、旅行售貨員問題；第七部分是隨機(jī)算法，包括數(shù)值計(jì)算問題的隨機(jī)算法、舍伍德算法、拉斯維加斯算法、蒙特卡羅算法；第八部分是近似算法，包括NP完全性理論、頂點(diǎn)覆蓋問題、旅行售貨員問題；第九部分是分布式算法，包括分布式系統(tǒng)、分布式計(jì)算模型、分布式算法的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、遍歷算法、選舉算法、容錯(cuò)技術(shù)；第十部分是現(xiàn)代啟發(fā)式算法，包括啟發(fā)式算法的基本概念、模擬退火算法、遺傳算法、蟻群算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法；第十一部分是并行算法，包括并行計(jì)算機(jī)、并行算法的基本概念、非數(shù)值計(jì)算問題的并行算法、數(shù)值計(jì)算問題的并行算法。

2 改革教學(xué)方法

一是采用以“幻燈片+黑板+計(jì)算機(jī)”的授課模式，即以電子教案幻燈片、板書和算法的動(dòng)態(tài)演示作為教學(xué)內(nèi)容的展現(xiàn)方式。用幻燈片主要展示靜態(tài)的文字，如定義、基本框架或步驟，板書主要用于分析算法的原理和效率，方便與學(xué)生進(jìn)行交流，算法的動(dòng)態(tài)演示可以更直觀地展示算法的執(zhí)行過程，從而讓學(xué)生更容易地去掌握和理解算法的原理和執(zhí)行步驟。

二是對(duì)同一問題，如背包問題、皇后問題、作業(yè)調(diào)度問題、資源分配問題等，有不同的算法可以求解。對(duì)于這類問題的講解，我們應(yīng)該以問題為主線，分析和比較不同算法的特點(diǎn)和效率[4]，并讓學(xué)生編寫程序?qū)崿F(xiàn)，理論聯(lián)系實(shí)際，通過不同程序的運(yùn)行結(jié)果，從而更容易地理解對(duì)同一的問題的不同實(shí)現(xiàn)算法。

三是我們主要采用啟發(fā)式的教學(xué)方式，即變填鴨式的教學(xué)為雙向互動(dòng)式的教學(xué)，采取以探究解決實(shí)際應(yīng)用問題為主的引導(dǎo)式教學(xué)，啟發(fā)學(xué)生在理解問題的基礎(chǔ)上，進(jìn)行新的算法思路的探索與討論，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，培養(yǎng)學(xué)生的自我創(chuàng)新能力。

四是對(duì)于非經(jīng)典的算法可先通過簡(jiǎn)單的、有趣的實(shí)例來(lái)說明，便于學(xué)生了解算法的大致思想，然后再通過閱讀相關(guān)科技文獻(xiàn)的方法加深對(duì)算法的理解。這樣不僅可以讓學(xué)生較容易地掌握相關(guān)算法，還可以讓其了解相關(guān)領(lǐng)域的研究狀況。

3 強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)

將算法轉(zhuǎn)換成實(shí)際的程序來(lái)獲得實(shí)際問題的解，這是我們學(xué)習(xí)算法的最終目的，通過多動(dòng)手編程，可以讓學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的理解。考慮到學(xué)生水平的參差不齊，特別是動(dòng)手編程的能力，我們給予實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多種不同的選擇方案[3]，不同的選擇方案對(duì)應(yīng)著不同的實(shí)現(xiàn)難度，例如，可將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容按難易程度分為基礎(chǔ)型、拔高型、挑戰(zhàn)型。對(duì)于基礎(chǔ)型的實(shí)驗(yàn)一般較容易，要求學(xué)生必須完成，對(duì)于拔高型和挑戰(zhàn)型的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以根據(jù)自身的能力進(jìn)行選做，對(duì)于選做的學(xué)生，我們可以依據(jù)他們的完成情況在最終的考核成績(jī)上予以體現(xiàn)。

4 優(yōu)化考核方式

考核方式應(yīng)該多樣化，更應(yīng)該注重評(píng)判學(xué)生平時(shí)課堂上的積極性，作業(yè)的完成效果，學(xué)生的創(chuàng)新能力，即注重對(duì)學(xué)生的過程性考核。利用過程性考核和最終的理論測(cè)試考核相結(jié)合的方式來(lái)綜合評(píng)價(jià)學(xué)生。例如，過程性考核和理論測(cè)試考核各占50%，其中，在過程性考核中，平時(shí)課堂上的積極性（由到課率、回答問題情況，參與討論情況決定）占50%，作業(yè)的完成效果（由作業(yè)完成的時(shí)間質(zhì)量和內(nèi)容質(zhì)量，以及拔高型和挑戰(zhàn)型作業(yè)的完成質(zhì)量決定）占40%，學(xué)生的創(chuàng)新能力（由學(xué)生參與課題的情況及已獲得的成果，特別是與本課程相關(guān)的成果決定）占10%。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文主要從《算法設(shè)計(jì)與分析》課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面闡述了一些想法。但要更好地提高教學(xué)效果，還需教師在教學(xué)過程中不斷地進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)內(nèi)容、方法等做出較為及時(shí)地調(diào)整。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王曉東. 計(jì)算機(jī)算法設(shè)計(jì)與分析（第3版）[M]. 電子工業(yè)出版社， 2007.

[2] 劉文萍， 陳世紅， 郭小平. 教師領(lǐng)導(dǎo)力在計(jì)算機(jī)專業(yè)研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)教育， 2013， 23： 42-45.

第4篇

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程教育 網(wǎng)格技術(shù) GridFTP協(xié)議 共享 探討

中圖分類號(hào)：G71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）06（a）-0015-02

Discussion on service distributed grid technology in Distance Education

Hu Pei Cheng1 Fu Guo Xuan2

（1.Qinghai Radio and Television University School；

2.Qinghai the Yellow River Upstream Hydropower Development Co.Ltd，XiNing QingHai， 810008，China）

Abstract：Grid computing is developed in twenty-first Century on the Internet to achieve resource sharing for infrastructure purposes.

Grid computing is a new term， it is also a research focus in recent years， the concept of grid， features， are briefly introduced， and the application of grid technology in the distance education in the analysis.

Key words：Distance learning；Grid technology；The GridFTP protocol；Communion；Discuss

1 引言

網(wǎng)格技術(shù)旨在使互連網(wǎng)上所有資源， 包括計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、通信資源、軟件資源、信息資源、知識(shí)資源等，實(shí)現(xiàn)全面共享與協(xié)同工作，使整個(gè)Internet整合成一臺(tái)巨大的超級(jí)計(jì)算機(jī)，為用戶提供即連即用式的服務(wù)[1]。目前，網(wǎng)格的發(fā)展更多還在實(shí)驗(yàn)研究階段，離最初設(shè)想還有很大距離，但它是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向，已成共識(shí)。并且正在逐漸地由一個(gè)新興名詞轉(zhuǎn)變成為運(yùn)用于商業(yè)、科研、醫(yī)藥等各行業(yè)的技術(shù)產(chǎn)物。

1.1 網(wǎng)格的定義

網(wǎng)格一詞譯自英文單詞“Grid”，簡(jiǎn)稱為虛擬計(jì)算環(huán)境，就是把地理上分布的各種計(jì)算資源連接成一個(gè)單一的統(tǒng)一資源即虛擬高級(jí)計(jì)算機(jī)的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)全球范圍的計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識(shí)資源、專家資源、設(shè)備資源等的全面共享。其根本特征是資源共享。它是繼Internet、Web后的第三次互聯(lián)網(wǎng)浪潮。網(wǎng)格的核心概念是協(xié)作資源共享和在動(dòng)態(tài)多制度虛擬組織中解決問題。簡(jiǎn)而言之，網(wǎng)格可以從以下描述為以下三點(diǎn)[2]。

（1）協(xié)調(diào)不服從集中式控制的資源。即網(wǎng)格能集成和協(xié)調(diào)資源與用戶在不同控制域內(nèi)的活動(dòng)。

（2）使用標(biāo)準(zhǔn)的、開放的、通用的協(xié)議和接口。即一個(gè)網(wǎng)格是由多用途協(xié)議和接口來(lái)構(gòu)建的，該協(xié)議將能解決諸如鑒別、授權(quán)、資源發(fā)現(xiàn)和資源訪問等一些基本問題。

（3）提供非常的服務(wù)質(zhì)量（QoS）。即允許按協(xié)作方式來(lái)使用其成分資源以提供各式服務(wù)質(zhì)量。

1.2 目前網(wǎng)格技術(shù)的開發(fā)環(huán)境和工具

對(duì)于目前網(wǎng)格技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用中其運(yùn)行環(huán)境已和其他計(jì)算環(huán)境有很大的不同，已不能夠滿足網(wǎng)格計(jì)算所面臨的開發(fā)難度、排錯(cuò)、調(diào)試、修改、部署等問題需要構(gòu)建新的開發(fā)環(huán)境[3]。

（1）GT3開發(fā)環(huán)境。

GT3是用java語(yǔ)言開發(fā)服務(wù)，客戶端則可以使用java語(yǔ)言和C語(yǔ)言開發(fā)。開發(fā)過程首先需要定義服務(wù)接口。然后根據(jù)服務(wù)接口生成該服務(wù)的WSDL描述文檔，以實(shí)現(xiàn)該服務(wù)接口，通過代碼編寫完成，編譯生成可執(zhí)行的java類，其中客戶端也需要用java語(yǔ)言開發(fā)生成可執(zhí)行類。最終部署到服務(wù)運(yùn)行容器中由客戶端調(diào)用服務(wù)。

（2）NET框架。

使用.NET框架平臺(tái)，通常不需要其他工具或軟件開發(fā)工具包便可完成萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)的開發(fā)。

因?yàn)?NET框架可以提供專門的文件類型.asmx，每一個(gè).asmx都包含一個(gè)WebService指令。

因此在.NET框架中，可以通過以下流程完成一個(gè)萬(wàn)維網(wǎng)服務(wù)：（1）創(chuàng)建服務(wù)文件 .asmx。（2）添加服務(wù)邏輯代碼。（3）保存并運(yùn)行.asmx文件。（4）根據(jù)提示輸入?yún)?shù)，提交給服務(wù)器。（5）得出服務(wù)運(yùn)行結(jié)果

（3）UNICORE。

UNICORE（UNIform Interface to Computing Resources）是把超級(jí)計(jì)算中心資源結(jié)合起來(lái)，用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)訪問這些資源。UNICORE服務(wù)器在調(diào)度作業(yè)之前把抽象的作業(yè)和資源翻譯成特定平臺(tái)的命令和選項(xiàng)，在執(zhí)行命令時(shí)，輸入文件和輸出文件自動(dòng)從用戶的文件空間讀取和向用戶的文件空間寫回，從而完成不同節(jié)點(diǎn)間的高速數(shù)據(jù)傳輸。另外UNICORE網(wǎng)格平臺(tái)通過用戶認(rèn)證X.509證書授權(quán)，把對(duì)應(yīng)資源分配給用戶，而保留自己的自利。

（4）其他應(yīng)用開發(fā)工具。

由于目的和應(yīng)用的不同，還有很多網(wǎng)格開發(fā)環(huán)境和工具，如：WebSubmit應(yīng)用程序，CoG工具集，GPDK結(jié)構(gòu)模型，GDMP客戶等等，這些技術(shù)均是在網(wǎng)格應(yīng)用和網(wǎng)格技術(shù)開發(fā)中所有著不同的功能和作用。

2 網(wǎng)格技術(shù)在遠(yuǎn)程教育中資源共享中的應(yīng)用

2.1 遠(yuǎn)程教育主要特點(diǎn)和網(wǎng)格技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

遠(yuǎn)程教育是由過去的函授、電視廣播、網(wǎng)絡(luò)教育等伴隨著科學(xué)技術(shù)手段不斷發(fā)展，又非獨(dú)立產(chǎn)生的一種教學(xué)方式，它是實(shí)現(xiàn)終身教育而獲取教學(xué)資源的一種有效渠道。

學(xué)習(xí)資源豐富的最大化是遠(yuǎn)程教育學(xué)習(xí)的最大一個(gè)特點(diǎn)。而網(wǎng)格技術(shù)應(yīng)用中最為核心的是為各種網(wǎng)絡(luò)上的資源提供一種安全、高效的共享機(jī)制，使得各種異構(gòu)和孤立的資源，能夠以一個(gè)整體的形式為用戶提供各種計(jì)算和信息服務(wù)。因此，網(wǎng)格技術(shù)的應(yīng)用能促進(jìn)教學(xué)資源的優(yōu)化整合、全面共享和作業(yè)交互。網(wǎng)格技術(shù)應(yīng)用在遠(yuǎn)程教育中的優(yōu)勢(shì)概括為以下兩點(diǎn)。

（1）網(wǎng)格技術(shù)的應(yīng)用在物理上將互連的眾多資源匯聚起來(lái)，聯(lián)合提供服務(wù)，最大化實(shí)現(xiàn)資源的全面共享。即將分布在教育教學(xué)中將各高等院校多媒體課件、數(shù)字教學(xué)視頻、無(wú)紙化習(xí)題庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)化考試系統(tǒng)以及各類論文文獻(xiàn)等海量信息資源集成起來(lái)，建立起一個(gè)集教育教學(xué)為一體的信息網(wǎng)格，覆蓋到各個(gè)地區(qū)，提供統(tǒng)一的、高效的信息服務(wù)，同時(shí)提供主動(dòng)學(xué)習(xí)方法和交互式的教學(xué)方式，使教師和學(xué)生之間的學(xué)習(xí)和交流成為現(xiàn)實(shí)。

（2）通過分布式資源的協(xié)作與共享，把大量的教育資源匯聚在網(wǎng)絡(luò)上，這樣使學(xué)習(xí)資源得到充分的利用，并且極大的提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量，為遠(yuǎn)程教育教學(xué)的信息化發(fā)展提供了更廣闊的空間。同時(shí)網(wǎng)格技術(shù)應(yīng)用在遠(yuǎn)程教育資源中，也能夠大大縮減教師個(gè)體的備課時(shí)間，將這些時(shí)間用做擴(kuò)充知識(shí)領(lǐng)域，豐富授課的內(nèi)容容量，突出授課內(nèi)容的重難點(diǎn)方面。而且還會(huì)加強(qiáng)了教師與教師之間，教師與學(xué)生之間的互動(dòng)性，擴(kuò)展了教師思維的廣度與深度，提高學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的興趣與效率，從根本上進(jìn)一步提升整體教學(xué)質(zhì)量。

2.2 網(wǎng)格技術(shù)下教學(xué)資源分布式應(yīng)用分析

2.2.1 分布式網(wǎng)格教學(xué)資源服務(wù)系統(tǒng)

遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的網(wǎng)格系統(tǒng)面向用戶使用的入口，遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)通常具有是一個(gè)開放的Web入口界面，通過這個(gè)界面用戶可以使用網(wǎng)格系統(tǒng)提供各種功能，如安裝新的網(wǎng)格程序、提交網(wǎng)格作業(yè)、使用網(wǎng)格程序提供的功能。

首先，可以根據(jù)利用GT3開發(fā)平臺(tái)技術(shù)構(gòu)建一個(gè)分布式網(wǎng)格教學(xué)資源服務(wù)系統(tǒng)ERSDG（Education Resource Service Data Grid）[4]，為不同分支機(jī)構(gòu)（教育受體）通過教育資源訪問口，訪問現(xiàn)有資源管理系統(tǒng)中的教育資源數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)，從資源庫(kù)獲取所需要的教育資源數(shù)據(jù)，并同步到本地環(huán)境中的資源庫(kù)中。

其次，為了實(shí)現(xiàn)教育資源的共享，必須要針對(duì)高帶寬廣域網(wǎng)環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化以便解決網(wǎng)格環(huán)境下數(shù)據(jù)的統(tǒng)一傳輸，于是就需要一種基于FTP協(xié)議基礎(chǔ)上的文件傳輸協(xié)議即GridFTP協(xié)議。

目前，該協(xié)議是由Globus工作組開發(fā)的一種安全可靠的高性能網(wǎng)格文件傳輸協(xié)議。為了實(shí)際使用的需要，GridFTP協(xié)議的安全性方面采用了RFC 2228（FTP Security Extensions）中提出的機(jī)制，對(duì)GSI（Grid Security Infrastructure，網(wǎng)格安全基礎(chǔ)設(shè)施）和Kerberos提供支持，在實(shí)現(xiàn)高效傳輸上它支持第三方控制的數(shù)據(jù)傳輸、并行數(shù)據(jù)傳輸、條狀數(shù)據(jù)傳輸、部分文件傳輸、緩沖區(qū)大小自動(dòng)協(xié)商、出錯(cuò)重傳等機(jī)制。各資源分支機(jī)構(gòu)通過設(shè)計(jì)開發(fā)統(tǒng)一接口，在上傳數(shù)字資源的同時(shí)，自動(dòng)調(diào)用GridFTP協(xié)議，從而將相關(guān)教學(xué)資源文件同步上傳到網(wǎng)格的各個(gè)節(jié)點(diǎn)之上，再由網(wǎng)格教學(xué)資源服務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分布和同步傳輸功能。

因此，具備了這一資源共享的能力，就可以構(gòu)建教學(xué)資源訪問和集成的虛擬化界面，最終網(wǎng)格服務(wù)簡(jiǎn)化了用戶或客戶端程序?qū)Ψ植际浇虒W(xué)資源的訪問過程，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)資源的的發(fā)現(xiàn)、組織、管理、、分發(fā)和交換等方面的整合和集成（如圖1）。

2.2.2 分布式視頻和點(diǎn)播平臺(tái)

通過網(wǎng)格技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)將原來(lái)的分散管理和維護(hù)方式，轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)集中和調(diào)度方式，實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙資源共享。它不僅能夠提供內(nèi)容最為豐富的大學(xué)課程視頻點(diǎn)播服務(wù)，而且提供了能同時(shí)支持成千上萬(wàn)路視頻流的服務(wù)能力。大學(xué)課程在線網(wǎng)格系統(tǒng)（Realcourse）應(yīng)該建立在ChinaGrid公共支撐平臺(tái)（CGSP）之上，通過Realcourse為用戶提供“一站式”服務(wù)，將每個(gè)學(xué)校各自維護(hù)自己的資源，自動(dòng)納入到系統(tǒng)管理中，這種分布式管理方式可以在較短的時(shí)間內(nèi)聚集大量課程資源。分布式視頻和點(diǎn)播平臺(tái)的最終目標(biāo)為了實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)上支持全國(guó)各所重點(diǎn)院校的服務(wù)器，可以提供并發(fā)不同專業(yè)的不同課程的可靠視頻流服務(wù)。對(duì)于用戶可以獲取所有的視頻教案資源，只是根據(jù)自己的需求和喜好通過點(diǎn)播平臺(tái)點(diǎn)播不同學(xué)校不同專業(yè)的不同課程進(jìn)行學(xué)習(xí)。

因此，網(wǎng)格技術(shù)在遠(yuǎn)程教育應(yīng)用中，可以將不同的教育資源連接地理上分布的各類計(jì)算機(jī)（包括機(jī)群）、數(shù)據(jù)庫(kù)、各類設(shè)備和存儲(chǔ)設(shè)備等，形成對(duì)用戶相對(duì)透明的虛擬的高性能計(jì)算環(huán)境，應(yīng)用包括了分布式計(jì)算、高吞吐量計(jì)算、協(xié)同工程和數(shù)據(jù)查詢等諸多功能[5]。

總之，由網(wǎng)格技術(shù)構(gòu)建下的教學(xué)資源服務(wù)系統(tǒng)和分布式視頻和點(diǎn)播平臺(tái)，更好的解決了目前遠(yuǎn)程教育中存在的資源共享不對(duì)稱導(dǎo)致的資源建設(shè)重復(fù)，利用率低下等不足。根本上解決了計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)布局中的差異最終實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)機(jī)器或機(jī)群之間的協(xié)作和轉(zhuǎn)換，達(dá)到教學(xué)資源最大化利用這一目標(biāo)。

3 結(jié)語(yǔ)

網(wǎng)格技術(shù)在遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)中的應(yīng)用將是其中非常重要的一個(gè)方向，到目前為止網(wǎng)格的實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)還比較少，建立一個(gè)以網(wǎng)格為核心技術(shù)的遠(yuǎn)程教育教學(xué)系統(tǒng)是非常復(fù)雜的，需要更進(jìn)一步的研究[6]。隨著網(wǎng)格技術(shù)的不斷發(fā)展完善，必然會(huì)極大地影響現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的發(fā)展。未來(lái)的遠(yuǎn)程教育將更加突出學(xué)習(xí)過程中的協(xié)作學(xué)習(xí)和知識(shí)管理，虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)將成為網(wǎng)格環(huán)境下遠(yuǎn)程教育的非常重要的教育形態(tài)。在這方面，網(wǎng)格技術(shù)具有強(qiáng)大的支持力，不同的網(wǎng)格應(yīng)用類型將滿足遠(yuǎn)程教育的需求，特別是知識(shí)網(wǎng)格的實(shí)現(xiàn)，將對(duì)遠(yuǎn)程教育產(chǎn)生巨大的影響。

參考文獻(xiàn)

[1] 史文翀.網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)與資源管理框架的研究[D].碩士論文：廈門大學(xué)，2008.

[2] 劉立群.網(wǎng)格計(jì)算與網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)綜述[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2011（2）.

[3] 郁志輝，陳渝，劉鵬.網(wǎng)格計(jì)算[M].北京：清華大學(xué)出版社，2002：9-12.

[4] 吳永和，馬曉玲，肖君，等.基于數(shù)據(jù)網(wǎng)格的教育資源服務(wù)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J].華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006（3）.

第5篇

關(guān)鍵詞： 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)； NoSQL； 海量數(shù)據(jù)； 教學(xué)

中圖分類號(hào)：TP311.13 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2013）02-47-03

Analyzing the relationship between NoSQL and teaching database

Lou Ying

（Electronic Information Engineering College， Henan University of Science and Technology， Luoyang， Henan 471003， China）

Abstract： Because of the dominant position in database， the relational database has been always the main content in database curriculum of university. With the rise of Web2.0， in the huge data environment， NoSQL （not relational database） technology is used widely and the current database course teaching has been impacted deeply. NoSQL technology is introduced in this paper and then the challenges of NoSQL database technology to teaching database are analyzed. Finally， the teaching methods of database course are proposed.

Key words： relational database； NoSQL； massive data； teaching

0 引言

NoSQL指的是非關(guān)系型的數(shù)據(jù)庫(kù)。隨著互聯(lián)網(wǎng)Web2.0網(wǎng)站的興起，傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)在應(yīng)付Web2.0網(wǎng)站，特別是超大規(guī)模和高并發(fā)的社交網(wǎng)絡(luò)類型的Web2.0純動(dòng)態(tài)網(wǎng)站已經(jīng)顯得力不從心，暴露出了很多難以克服的問題。例如：關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)為了降低數(shù)據(jù)冗余，保證數(shù)據(jù)約束性，在數(shù)據(jù)查詢時(shí)不得不使用多個(gè)數(shù)據(jù)表之間的連接操作，這極大地降低了查詢效率，不能夠滿足當(dāng)前Internet的高實(shí)時(shí)性的要求。而非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)并發(fā)的大規(guī)模訪問有著效率上的優(yōu)勢(shì)，因此，非關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是在具體應(yīng)用背景下得到了迅速的發(fā)展。

其實(shí)，NoSQL概念最早出現(xiàn)在1998年，當(dāng)時(shí)的含義是反SQL技術(shù)革命運(yùn)動(dòng)，但并未引起太多的關(guān)注。直到2009年，NoSQL概念被來(lái)自Rackspace的Eric Evans再次提出，這時(shí)的NoSQL已經(jīng)不是單純的反SQL運(yùn)動(dòng)，指的主要是非關(guān)系型的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，并且不支持原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔離性（Isolation）、持久性（Durability）的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)模式[1]。在亞特蘭大舉行的有關(guān)NoSQL的討論會(huì)上，學(xué)者給出了NoSQL較為普遍的解釋，即“非關(guān)系型的”。并且指出Key-Value存儲(chǔ)和文檔數(shù)據(jù)庫(kù)是NoSQL的主要特點(diǎn)，本文認(rèn)為NoSQL是一項(xiàng)新的與傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)有顯著區(qū)別的新技術(shù)。

1 NoSQL的主要特點(diǎn)

1.1 Key-Value存儲(chǔ)

Key-Value本身是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的模式，其基本思想為：一個(gè)主鍵下有相應(yīng)的值，在實(shí)現(xiàn)上可以通過哈希表或B樹等不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完成。Key-Value存儲(chǔ)是以鍵值對(duì)的數(shù)據(jù)模型存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并能提供持久化分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)，查詢速度快、存放數(shù)據(jù)量大、支持高并發(fā)，非常適合通過主鍵進(jìn)行查詢機(jī)制和數(shù)據(jù)同步等功能[2]。

現(xiàn)有非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)采用不同的方式實(shí)現(xiàn)了Key-Value存儲(chǔ)，并且擁有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。然而，性能優(yōu)良的Key-Value存儲(chǔ)需要滿足下列條件：高可用性，即在Key-Value存儲(chǔ)模式下可以提供不間斷的服務(wù)；可擴(kuò)展性，海量數(shù)據(jù)的處理要求存儲(chǔ)模式能夠具有可擴(kuò)展性；故障恢復(fù)，要求該存儲(chǔ)模式下能夠?qū)收献詣?dòng)感知并能自動(dòng)恢復(fù)。

在具體的實(shí)現(xiàn)上，多數(shù)非關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)采用單文件進(jìn)行存儲(chǔ)，雖然單個(gè)文件操作具有一定的方便性，但在數(shù)據(jù)量不斷增大時(shí)，會(huì)遇到存儲(chǔ)瓶頸。為了提高響應(yīng)速度，Key-Value存儲(chǔ)一般只支持?jǐn)?shù)據(jù)的添加操作，而不是支持?jǐn)?shù)據(jù)更新操作。為了實(shí)現(xiàn)故障可恢復(fù)，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，數(shù)據(jù)備份操作即從主端向從端的數(shù)據(jù)復(fù)制，應(yīng)用系統(tǒng)的性能在備份過程中會(huì)受到影響，備份策略決定了影響程度。然而，數(shù)據(jù)可靠性和性能是一對(duì)平衡關(guān)系，越是可靠性高的數(shù)據(jù)保障，其性能相對(duì)會(huì)下降。

1.2 最終一致性

一致性是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中主要特點(diǎn)[3]，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)為了保證一致性需要使用約束條件，從而影響了數(shù)據(jù)的讀寫效率。而非關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)只要求保證數(shù)據(jù)的最終一致性，基本思想是：在數(shù)據(jù)的讀寫過程中，對(duì)一致性的要求是松散的，而最終完成操作后的結(jié)果是一致的。

假設(shè)A為對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的寫操作，而B和C都代表對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的讀操作，且A，B和C之間是相互獨(dú)立的。當(dāng)執(zhí)行了A，即向數(shù)據(jù)庫(kù)中寫入數(shù)據(jù)，若數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)能夠保證隨后B和C的讀操作都能夠讀到最新的數(shù)據(jù)，則說明該數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)具有強(qiáng)一致性，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)能夠保證強(qiáng)一致性；當(dāng)執(zhí)行了A，B和C不能夠立即讀到最新的數(shù)據(jù)，而是需要經(jīng)過一段時(shí)間才能獲取更新的數(shù)據(jù)，則說明該數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)具備弱一致性，這段時(shí)間也叫做不一致性時(shí)間窗口；最終一致性屬于弱一致性的特例，當(dāng)執(zhí)行了A，在該數(shù)據(jù)沒有再被更新的條件下，B和C最終都讀取到最新的數(shù)據(jù)，這就是最終一致性。

最終一致性是在高數(shù)據(jù)量（十幾億條記錄、數(shù)TB數(shù)據(jù)）和高訪問量（數(shù)千TPS、數(shù)萬(wàn)QPS）需求下的選擇，在缺乏種種約束的情況下，最終一致性在一致性要求不高的應(yīng)用場(chǎng)景下能夠極大提高數(shù)據(jù)訪問效率。

1.3 可擴(kuò)展

這里的擴(kuò)展性主要指的是水平擴(kuò)展性，應(yīng)用無(wú)關(guān)和容錯(cuò)性。關(guān)系數(shù)據(jù)通常通過讀寫分離，更換高性能的服務(wù)器來(lái)提高性能[4]，而在海量數(shù)據(jù)的環(huán)境下，這些方法仍然無(wú)法滿足某些應(yīng)用需求。非關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)具有水平擴(kuò)展性的特點(diǎn)。

盡管現(xiàn)有的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)采用不同的技術(shù)實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展性，但其基本的目標(biāo)是：在應(yīng)用不間斷的情況下，增加或刪除數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)水平擴(kuò)展；利用分布式計(jì)算的技術(shù)，通過節(jié)點(diǎn)之間的通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分布式處理，滿足海量數(shù)據(jù)的讀寫性能要求。

2 NoSQL技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)的影響

長(zhǎng)期以來(lái)，普通高校計(jì)算機(jī)專業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)課程以關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)為講授內(nèi)容。作為當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域不可忽視的力量，NoSQL技術(shù)已經(jīng)引起了許多高校的關(guān)注，它給傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)帶來(lái)了以下幾個(gè)方面的挑戰(zhàn)：

挑戰(zhàn)一，教師的認(rèn)知和講授能力。長(zhǎng)期以來(lái)，在講授數(shù)據(jù)庫(kù)課程時(shí)，往往認(rèn)為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)占主導(dǎo)和統(tǒng)治地位，忽略了對(duì)其他數(shù)據(jù)庫(kù)的研究。當(dāng)前高校與市場(chǎng)的聯(lián)系遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如想象的那樣緊密，因此，當(dāng)前高校教師面對(duì)著對(duì)NoSQL技術(shù)的認(rèn)知能力，這里不僅包含對(duì)技術(shù)的掌握和熟悉，而更重要的是對(duì)該新興技術(shù)的認(rèn)可。

在授課的過程中，如何把握NoSQL技術(shù)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的之間的關(guān)系，巧妙地融合兩種技術(shù)，使學(xué)生有個(gè)全面和清晰的認(rèn)識(shí)是數(shù)據(jù)庫(kù)課程教師的重要工作之一。

挑戰(zhàn)二，學(xué)生的接受水平。對(duì)于剛剛接觸專業(yè)課程的學(xué)生，同時(shí)掌握兩種具有對(duì)立性質(zhì)的技術(shù)也是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的一個(gè)難點(diǎn)。

挑戰(zhàn)三，學(xué)校的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。實(shí)驗(yàn)一直是數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，現(xiàn)有大多數(shù)學(xué)校的實(shí)驗(yàn)條件和環(huán)境能夠基本滿足關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的教學(xué)需要，對(duì)于NoSQL技術(shù)所在大規(guī)模數(shù)據(jù)處理下的優(yōu)勢(shì)，如何構(gòu)建實(shí)驗(yàn)環(huán)境也是教學(xué)的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。

為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，我們至少需要弄清楚兩個(gè)方面的問題：①為什么要使用NoSQL；②NoSQL技術(shù)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的聯(lián)系和區(qū)別。

2.1 為什么要使用NoSQL技術(shù)

NoSQL技術(shù)不是實(shí)驗(yàn)室的產(chǎn)物，而是以實(shí)際需求推動(dòng)的，這里的推動(dòng)主要指的是互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展在推動(dòng)。Web2.0時(shí)代，用戶每天使用網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)也在制造網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容。例如：用戶在瀏覽微博網(wǎng)站的同時(shí)也會(huì)自己的信息。這種特點(diǎn)改變了對(duì)網(wǎng)站后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問方式，從原先頻繁的讀操作變成了頻繁的讀寫操作，這時(shí)，往往要達(dá)到每秒上萬(wàn)次讀寫請(qǐng)求，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)還能同時(shí)勉強(qiáng)應(yīng)付上萬(wàn)次的SQL查詢，但是要同時(shí)應(yīng)付上萬(wàn)次的SQL寫數(shù)據(jù)請(qǐng)求，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)就已經(jīng)無(wú)法承受了，對(duì)數(shù)據(jù)讀寫操作需求的變化推動(dòng)了新技術(shù)的發(fā)展。

社交網(wǎng)絡(luò)是Web2.0的一個(gè)重要產(chǎn)物，近年來(lái)，社交網(wǎng)絡(luò)用戶的規(guī)模日漸增長(zhǎng)，2011年8月，F(xiàn)acebook的活躍用戶已經(jīng)接近7億，用戶對(duì)Web的要求也逐步的提高，縮短用戶操作的響應(yīng)時(shí)間已成為提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的基本要求。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)在保證數(shù)據(jù)的一致性方面有優(yōu)勢(shì)，而在大規(guī)模的用戶操作下，嚴(yán)格的一致性對(duì)現(xiàn)實(shí)的需求來(lái)說并不是必須的，高效的數(shù)據(jù)響應(yīng)才是最重要的，NoSQL在保證最終一致性的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)高效的數(shù)據(jù)訪問。

對(duì)于一個(gè)Web應(yīng)用系統(tǒng)，在用戶量和訪問量不斷增加的時(shí)候，該應(yīng)用系統(tǒng)需要增加新的服務(wù)節(jié)點(diǎn)來(lái)提高性能和負(fù)載能力，在增加服務(wù)節(jié)點(diǎn)時(shí)，可以通過增加硬件設(shè)施在滿足Web服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器的需求，而對(duì)于數(shù)據(jù)服務(wù)器，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模式下很難進(jìn)行類似增加節(jié)點(diǎn)的水平擴(kuò)展。因此，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的模式下，進(jìn)行節(jié)點(diǎn)增加時(shí)需要停機(jī)維護(hù)和數(shù)據(jù)遷移，這對(duì)于很多需要提供24小時(shí)不間斷服務(wù)的網(wǎng)站來(lái)說是不方便的。可以看出，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)法滿足應(yīng)用的可擴(kuò)展性和高可用性，而NoSQL技術(shù)具有水平擴(kuò)展性的特點(diǎn)，可滿足需求。

從上述分析可知，在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下處理海量數(shù)據(jù)時(shí)，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)法滿足實(shí)際需求。一方面，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)中的種種約束（事務(wù)管理、完整性約束等）對(duì)實(shí)際需求來(lái)說是沒有必要的；另一方面，這種約束的保證影響了數(shù)據(jù)處理性能。在這種情況下，NoSQL技術(shù)就自然而然地成為了人們的選擇并取得了快速的發(fā)展。

2.2 NoSQL與關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的對(duì)比

通過上述分析可以看出，NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是根本不同的，兩種數(shù)據(jù)庫(kù)分別適應(yīng)不同的需求。

關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是以表來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的，表的組織形式嚴(yán)格，表中的每一行代表一條數(shù)據(jù)記錄，每一列代表特定方面的信息。在設(shè)計(jì)好表結(jié)構(gòu)（表的列信息）后，修改的代價(jià)巨大，數(shù)據(jù)庫(kù)表之間存在著聯(lián)系和某種約束關(guān)系。所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)操作（查詢，添加，修改，刪除）通常涉及對(duì)單張表和多個(gè)表，在對(duì)多個(gè)表的操作時(shí)需要使用到表之間定義的范式，消除數(shù)據(jù)冗余和保證數(shù)據(jù)一致性是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的基本要求。長(zhǎng)期以來(lái)，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)一直以簡(jiǎn)潔、規(guī)范和靈活占據(jù)著數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域的統(tǒng)治地位，現(xiàn)有關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的產(chǎn)品主要有SQL Server，DB2，Oracle，MySqL等，這些產(chǎn)品都屬于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，雖然功能有所不同，但基本思想都屬于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的范疇。正是由于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的主導(dǎo)地位，在高校計(jì)算機(jī)學(xué)科數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)中，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)也一直是該課程講授的重點(diǎn)內(nèi)容。

NoSQL數(shù)據(jù)主要有三種主流的數(shù)據(jù)模型，除了上面介紹的Key-Value以外，還有列式和文檔兩種。列式也主要使用Table這樣的模型，但是它并不支持關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的多表連接操作，其主要特點(diǎn)是在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，主要圍繞著“列”，而不是像關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)那樣根據(jù)“行”進(jìn)行存儲(chǔ)；在結(jié)構(gòu)上，文檔模式與Key-Value模式想象，不同的是，這里的Value對(duì)應(yīng)的往往是一個(gè)文檔。在查詢時(shí)，NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)往往只支持主鍵或者是單個(gè)列查詢，不支持關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)多表復(fù)雜查詢。在寫操作時(shí)，NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)數(shù)據(jù)一致的要求并不是那么高。現(xiàn)有的NoSQL產(chǎn)品很多，主要有Cassandra，HBase，Memcached，Voldemort等。這些數(shù)據(jù)庫(kù)的側(cè)重點(diǎn)不同，雖然都具備NoSQL的特點(diǎn)，但一些也兼具關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的功能。其中，許多產(chǎn)品是開源的，開源雖然能夠使更多用戶采用，但其可靠性和后期的維護(hù)也受到了用戶的質(zhì)疑。

關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是否能被NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)取代呢？答案是否定的。雖然關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)在處理Web2.0數(shù)據(jù)時(shí)明顯遇到了瓶頸，但不代表它就能被NoSQL技術(shù)完全取代。不同的應(yīng)用背景可有不同的選擇，例如，在金融和電信領(lǐng)域，用戶無(wú)法接受數(shù)據(jù)的不一致，因此，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的一致性對(duì)數(shù)據(jù)處理來(lái)說就尤為重要。而對(duì)一些非核心數(shù)據(jù)的處理，日志的管理和外部數(shù)據(jù)的集成來(lái)說，NoSQL技術(shù)就更能勝任。因此，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的需求選擇NoSQL技術(shù)或者是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。NoSQL技術(shù)是在新的需求下對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的補(bǔ)充和擴(kuò)展。這就需要將NoSQL技術(shù)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行結(jié)合使用，各取所長(zhǎng)，需要使用關(guān)系特性的時(shí)候使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，需要使用NoSQL特性的時(shí)候使用NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.3 采用啟發(fā)式教學(xué)法

啟發(fā)式教學(xué)的基本思想是：教師在根據(jù)教學(xué)任務(wù)和學(xué)習(xí)的客觀規(guī)律，從實(shí)際出發(fā)，以啟發(fā)學(xué)生的思維為核心，采用多種方式，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，促使他們生動(dòng)活潑地學(xué)習(xí)的一種教學(xué)指導(dǎo)思想。

由于NoSQL技術(shù)是從實(shí)際應(yīng)用需求產(chǎn)生而來(lái)的，具備實(shí)際的推動(dòng)力。因此，教師在講授時(shí)，可以首先介紹關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的基本知識(shí)，在介紹關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的性能指標(biāo)，例如：每秒讀寫數(shù)據(jù)的次數(shù)，數(shù)據(jù)處理能力的極限等概念時(shí)，再描述現(xiàn)實(shí)需求。從現(xiàn)實(shí)中，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的不足，當(dāng)它的某些優(yōu)點(diǎn)不是必須時(shí)，就引出了NoSQL技術(shù)。啟發(fā)學(xué)生從需求出發(fā)研究技術(shù)的思想，真正做到學(xué)以致用。

3 結(jié)束語(yǔ)

NoSQL技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)給市場(chǎng)帶來(lái)了巨大的影響。本文總結(jié)了NoSQL的特點(diǎn)，對(duì)比了NoSQL與關(guān)系數(shù)據(jù)之間的區(qū)別，提出了NoSQL技術(shù)給高校計(jì)算機(jī)教學(xué)帶來(lái)的挑戰(zhàn)。面對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代，高校計(jì)算機(jī)的教學(xué)模式是否能夠適應(yīng)當(dāng)前教育的需要，在數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)方面，如果仍然按照固定的教學(xué)模式，將關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)不可動(dòng)搖地位的思想傳遞給學(xué)生，顯然是不合理的。因此，我們需要在重視理論教育的同時(shí)，研究技術(shù)發(fā)展的動(dòng)態(tài)，以更客觀和合理的方法講授課程。T技術(shù)是一項(xiàng)發(fā)展迅速的技術(shù)，在未來(lái)的教學(xué)工作中，知識(shí)的傳播已經(jīng)不是高等教育的主要任務(wù)，而啟發(fā)式的引導(dǎo)才能豐富高校的教學(xué)成果。

參考文獻(xiàn)：

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第6篇

關(guān)鍵詞:操作系統(tǒng);教學(xué);精品課程

中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

從1980年開始為后恢復(fù)高考的第一批本科生開設(shè)了“操作系統(tǒng)原理”課程。此后,我們依托銀河系列操作系 統(tǒng)開發(fā)的科研優(yōu)勢(shì),及時(shí)將操作系統(tǒng)的新概念、新思想和新技術(shù)引入到教學(xué)內(nèi)容中,制定教學(xué)大綱、開展教學(xué)改 革、改編教材和引進(jìn)實(shí)驗(yàn),全面而系統(tǒng)地進(jìn)行了“操作系統(tǒng)”課程建設(shè)。

1課程特色

(1) 依托國(guó)家大型科研項(xiàng)目建設(shè)操作系統(tǒng)教師隊(duì)伍,具有豐富實(shí)踐和工程經(jīng)驗(yàn)的教師為原理和理論賦予了靈活、生動(dòng)的真實(shí)感。

(2) 原理和實(shí)踐相結(jié)合,是國(guó)內(nèi)最早開設(shè)“操作系統(tǒng)綜合課程設(shè)計(jì)”的院校之一。跨越技術(shù)、合訓(xùn)等多種需求和不同應(yīng)用目標(biāo)的學(xué)員,形成了教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)的綜合性、設(shè)計(jì)性和自主性的特色。

(3) 發(fā)揮計(jì)算機(jī)軟件與理論國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科優(yōu)勢(shì),適應(yīng)學(xué)校的人才培養(yǎng)目標(biāo)的調(diào)整,與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)同步更新教學(xué)內(nèi)容,持續(xù)性的教材建設(shè)蘊(yùn)含技術(shù)發(fā)展和學(xué)校發(fā)展的節(jié)奏感。

2課程建設(shè)主要成果

“操作系統(tǒng)”課程建設(shè)二十多年來(lái),從課程設(shè)置到教學(xué)環(huán)節(jié),從教學(xué)內(nèi)容到教學(xué)方式方法各方面的教改教研工作從未停止過。近五年的教改教研成果概括起來(lái)主要有以下幾個(gè)方面。

2.1針對(duì)操作系統(tǒng)新技術(shù)的發(fā)展變化,統(tǒng)籌建設(shè)“操作系統(tǒng)”系列課程

通過認(rèn)真分析UC Berkeley、Stanford、MIT、CMU等名校的操作系統(tǒng)有關(guān)課程,根據(jù)ACM/IEEE的CC2001、2004和指委CCC2002等指導(dǎo)性文件的知識(shí)點(diǎn),結(jié)合近年來(lái)操作系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)化、高可信、多核、虛擬化等技術(shù)的飛速發(fā)展,我們梳理了本科生、研究生操作系統(tǒng)方面的課程設(shè)置。特別對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了梳理,隨著一些技術(shù)的成熟,將一些教學(xué)內(nèi)容下移到本科生的課程中來(lái)。目前我們?cè)O(shè)立了“操作系統(tǒng)”、“操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”本科生課程,設(shè)立了“高級(jí)操作系統(tǒng)”、“操作系統(tǒng)內(nèi)核實(shí)現(xiàn)”、“分布式系統(tǒng)”、“實(shí)時(shí)系統(tǒng)”等研究生課程。課程設(shè)置涵蓋了操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)、操作系統(tǒng)高級(jí)技術(shù)、實(shí)用操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)各個(gè)方面。充分強(qiáng)調(diào)了實(shí)踐及實(shí)用課程的設(shè)置,滿足我院不同類型學(xué)員培養(yǎng)的需要。“操作系統(tǒng)”系列課程建設(shè)內(nèi)容為我院教改成果“計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)課程體系創(chuàng)新建設(shè)與實(shí)踐”的主要內(nèi)容,2006年獲“軍隊(duì)和國(guó)家教學(xué)成果”一等獎(jiǎng)。

2.2結(jié)合銀河系列巨型機(jī)操作系統(tǒng)的重大工程,以科研促教學(xué),不斷提升教學(xué)水平

“操作系統(tǒng)”課程是一門工程性強(qiáng)的基礎(chǔ)課程,我校的“操作系統(tǒng)”課程是隨著銀河巨型機(jī)的發(fā)展而建設(shè)的,銀河系列巨型機(jī)是我國(guó)重大科技攻關(guān)項(xiàng)目,難度大,操作系統(tǒng)的很多技術(shù)都可以在工程中得到充分驗(yàn)證和體現(xiàn)。課程組的許多老師都先后主持了銀河巨型機(jī)的操作系統(tǒng)研制工作,以及主持過銀河智能機(jī)操作系統(tǒng)研制,他們?cè)?jīng)是或當(dāng)前還是研制銀河系列機(jī)操作系統(tǒng)的一線骨干,積累了豐富的工程經(jīng)驗(yàn),從而為深化“操作系統(tǒng)”課程內(nèi)容改革提供了良好的技術(shù)支撐,確保該課程的技術(shù)內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn),始終站在國(guó)際最前沿。許多老師都獲得過國(guó)家及部委級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)。

2.3抓住國(guó)家操作系統(tǒng)戰(zhàn)略發(fā)展機(jī)遇,依托教育部國(guó)產(chǎn)基礎(chǔ)軟件工程中心、操作系統(tǒng)湖南省工程研究中心,對(duì)“操作系統(tǒng)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革,學(xué)生屢獲國(guó)際國(guó)內(nèi)大獎(jiǎng)

十五期間國(guó)家設(shè)立了軟件重大專項(xiàng),旨在突破國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù),計(jì)算機(jī)學(xué)院承擔(dān)了銀河麒麟操作系統(tǒng)的研制工作,是目前國(guó)內(nèi)安全等級(jí)最高的操作系統(tǒng),為此,教育部批準(zhǔn)了國(guó)防科大計(jì)算機(jī)學(xué)院成立教育部國(guó)產(chǎn)基礎(chǔ)軟件工程中心,為人才培養(yǎng)服務(wù)。湖南省發(fā)改委還批復(fù)國(guó)防科大計(jì)算機(jī)學(xué)院成立了操作系統(tǒng)湖南省工程研究中心,希望國(guó)防科大通過國(guó)家重大專項(xiàng)為湖南省培養(yǎng)更多優(yōu)秀的人才,并且能不斷轉(zhuǎn)化操作系統(tǒng)產(chǎn)品。針對(duì)國(guó)家、省里的要求,我們?cè)诓煌虒W(xué)層次上對(duì)“操作系統(tǒng)”實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)教學(xué)進(jìn)行改革。在改進(jìn)現(xiàn)有“操作系統(tǒng)”課程實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,又精心設(shè)計(jì)并開設(shè)了“操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”本科生課程,涉及操作系統(tǒng)內(nèi)核的綜合實(shí)驗(yàn),強(qiáng)化綜合性和設(shè)計(jì)性。我們的改革既符合國(guó)際潮流,也為國(guó)內(nèi)高校實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置作出了表率。在培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力方面成績(jī)斐然,學(xué)生在操作系統(tǒng)方面獲得了一系列獎(jiǎng)項(xiàng):褚瑞的“Windows加速器”獲得“全國(guó)第七屆挑戰(zhàn)杯”一等獎(jiǎng)、汪黎的Linux項(xiàng)目獲首屆“中國(guó)開源軟件競(jìng)賽”銀獎(jiǎng)、章文嵩的LVS被Linux國(guó)際社區(qū)接納為L(zhǎng)inux內(nèi)核標(biāo)配,我院學(xué)員在“全國(guó)開源大賽”中兩次獲得團(tuán)體冠軍。由老師和畢業(yè)學(xué)生參與的銀河麒麟操作系統(tǒng)2005年獲“教育部高校十大科技進(jìn)展”。

2.4積極將科研成果和國(guó)際權(quán)威操作系統(tǒng)教材新版內(nèi)容反映到教材建設(shè)當(dāng)中,進(jìn)一步加強(qiáng)操作系統(tǒng)教材建設(shè)

從80年老一輩王鴻武老師出版第一本操作系統(tǒng)教材,教材內(nèi)容更新不斷線。歷年出版的自編教材如表1所示。其中王鴻武老師編寫的《操作系統(tǒng)》教材以實(shí)際操作系統(tǒng)為背景,引領(lǐng)了國(guó)內(nèi)案例教學(xué)教材建設(shè);鄒鵬老師編寫的《操作系統(tǒng)原理與方法》把當(dāng)時(shí)國(guó)外教學(xué)先進(jìn)內(nèi)容引入自編教材;2000年以后我們根據(jù)課程設(shè)置的調(diào)整以及強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié),我們編寫了Linux操作系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)的有關(guān)教材,根據(jù)技術(shù)進(jìn)步和操作系統(tǒng)開發(fā)需要出發(fā)大幅調(diào)整操作系統(tǒng)教材內(nèi)容;2003年出版的《操作系統(tǒng)》一書從操作系統(tǒng)工程的角度對(duì)相關(guān)原理和技術(shù)進(jìn)行了介紹,并于2007年更新為第二版;2009年出版的《操作系統(tǒng)》一書則主要面向應(yīng)用型的操作系統(tǒng)教學(xué)需要。

2.5通過與國(guó)內(nèi)外一流高校、研究機(jī)構(gòu)密切交流與合作,借助開源軟件社區(qū),進(jìn)行操作系統(tǒng)技術(shù)和教學(xué)交流

邀請(qǐng)Berkeley大學(xué)、清華大學(xué)、北京大學(xué)、微軟公司、Intel公司、Sun公司、聯(lián)想公司、華為公司和麒麟操作系統(tǒng)研制人員給老師和學(xué)生上課或作技術(shù)講座,不但提高老師的知識(shí)面,同時(shí)也吸引學(xué)生學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)的興趣。老師也積極參與國(guó)內(nèi)外會(huì)議進(jìn)行教學(xué)和技術(shù)交流。

2.6總結(jié)了一套因材施教的教學(xué)方法

在教學(xué)方式上進(jìn)行不斷探索。針對(duì)學(xué)生特點(diǎn)采用不同教學(xué)方法、考核評(píng)價(jià)方法,使學(xué)生更好、更扎實(shí)地掌握知識(shí)、培養(yǎng)創(chuàng)新能力。通過提出要解決的問題,使用啟發(fā)式教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生思考解決問題的辦法;在批判式講解比較簡(jiǎn)單算法的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生找問題并進(jìn)行算法改進(jìn);在實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置、課后實(shí)驗(yàn)、課堂舉例三個(gè)層次進(jìn)行案例式教學(xué);另外充分利用操作系統(tǒng)實(shí)用程序、工具演示操作系統(tǒng)概念、原理、技術(shù)和方法;引入多種評(píng)價(jià)方法,考試實(shí)驗(yàn)并重。通過各種方法的綜合應(yīng)用,取得了較好的教學(xué)效果。

3本科“操作系統(tǒng)”課程教學(xué)的一些具體措施與方法

操作系統(tǒng)系統(tǒng)龐大、概念以及功能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜。傳統(tǒng)的講授要不就是層次太高抽象難懂,要不就是只看到局部算法不能理解全局處理過程。課程小組在本科“操作系統(tǒng)”課程講授過程中采取了如下措施,以提高課程學(xué)習(xí)的效果。

3.1注重以實(shí)踐(實(shí)例)幫助知識(shí)理解

我們強(qiáng)調(diào)實(shí)踐環(huán)節(jié)對(duì)操作系統(tǒng)概念、方法的理解作用,對(duì)“操作系統(tǒng)”的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)教學(xué)進(jìn)行改革。除獨(dú)立設(shè)立“操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)”本科生課程,涉及操作系統(tǒng)內(nèi)核的綜合實(shí)驗(yàn),以幫助學(xué)生綜合利用操作系統(tǒng)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行操作系統(tǒng)內(nèi)核設(shè)計(jì)外,同時(shí)“操作系統(tǒng)”課程也必須做一個(gè)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),如實(shí)現(xiàn)一個(gè)命令解釋器,通過實(shí)驗(yàn)學(xué)生體會(huì)了并行程序設(shè)計(jì)思想,使用了操作系統(tǒng)內(nèi)核的功能。在每一堂課的教學(xué)過程中,還需要用操作系統(tǒng)工具及界面演示操作系統(tǒng)的概念和處理過程。在講解一般算法的同時(shí)還進(jìn)行舉例說明。

3.2豐富教學(xué)手段

本課程的建設(shè)以能力與素質(zhì)的綜合培養(yǎng)為目標(biāo),因此,課程采取了豐富的教學(xué)手段以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力:課堂教學(xué)堅(jiān)持采取討論式、啟發(fā)式、批判式、案例式、類比式教學(xué)方法,改變滿堂灌的教學(xué)方式,活躍課堂氣氛,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),改進(jìn)教學(xué)效果;通過設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn),為學(xué)生提供綜合運(yùn)用知識(shí)、培養(yǎng)科研素質(zhì)的機(jī)會(huì),鍛煉了學(xué)生的自主性;綜合實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)收采取演示、講解和答辯相結(jié)合方式,使學(xué)生的科研能力和人文素質(zhì)得到全方位的鍛煉;通過使用多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境,學(xué)生與教師可以在課外進(jìn)行流暢而生動(dòng)的溝通,教師利用多媒體交互手段指導(dǎo)學(xué)生開展自學(xué)活動(dòng)。

3.3課程重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)說明

我們根據(jù)學(xué)院操作系統(tǒng)開發(fā)人才必備知識(shí)要求及學(xué)生后續(xù)課程要求等,確定了以下重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容:

(1) 操作系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制,中斷/異常處理過程,系統(tǒng)調(diào)用及系統(tǒng)使用接口。在課堂重點(diǎn)說明操作系統(tǒng)內(nèi)核功能程序的運(yùn)行機(jī)制,用與日常生活類比方法講解中斷作用及實(shí)現(xiàn)技術(shù),用實(shí)際操作系統(tǒng)界面演示操作系統(tǒng)實(shí)用程序,在課后實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生編寫一個(gè)shell命令解釋器理解系統(tǒng)使用接口并在編程中使用系統(tǒng)調(diào)用。

(2) 進(jìn)程概念、進(jìn)程切換和進(jìn)程調(diào)度。利用實(shí)際操作系統(tǒng)演示進(jìn)程創(chuàng)建和結(jié)束,利用操作系統(tǒng)工具觀察系統(tǒng)中進(jìn)程的屬性和進(jìn)程的輪換運(yùn)行,課堂講解強(qiáng)調(diào)進(jìn)程調(diào)度切換時(shí)機(jī)和方法,在課后實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)多進(jìn)程編程。

(3) 同步互斥原語(yǔ)及應(yīng)用。啟發(fā)式講解同步互斥原語(yǔ)的引入,給出一些不完善的互斥實(shí)現(xiàn),引導(dǎo)學(xué)生找出并發(fā)受限或不能互斥的不足或錯(cuò)誤,并尋找有效解決辦法。采用實(shí)例反復(fù)講解原語(yǔ)應(yīng)用。

(4) 頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)管理中的地址轉(zhuǎn)換及頁(yè)面替換。從方便用戶編程的角度提出需求,從充分利用內(nèi)存的角度引入技術(shù),啟發(fā)學(xué)生理解存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

(5) 驅(qū)動(dòng)程序的構(gòu)成、功能和接口,磁盤驅(qū)動(dòng)及請(qǐng)求優(yōu)化,緩存技術(shù)。利用實(shí)際操作系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序文件來(lái)增強(qiáng)學(xué)生印象,利用操作系統(tǒng)讀寫文件、執(zhí)行程序的延遲或加速現(xiàn)象說明磁盤請(qǐng)求優(yōu)化和緩存技術(shù)。

(6) 文件系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu)和文件存儲(chǔ)、訪問權(quán)限機(jī)制。用與存儲(chǔ)管理類比的方法引出文件系統(tǒng),強(qiáng)調(diào)文件系統(tǒng)的持久性特點(diǎn),歸納總結(jié)存儲(chǔ)的安全性訪問機(jī)制,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)操作系統(tǒng)資源虛擬化技術(shù)的認(rèn)識(shí)。

(7) 線程概念和線程實(shí)現(xiàn)。課堂利用實(shí)際操作系統(tǒng)演示線程,強(qiáng)調(diào)線程與進(jìn)程差別,實(shí)驗(yàn)提倡使用線程進(jìn)行多道程序設(shè)計(jì),比較多線程與多進(jìn)程編程的開銷和安全性差異。

第7篇

一、建構(gòu)主義并非一種否認(rèn)客觀世界存在的學(xué)說

幾天前，一位臺(tái)灣的課程學(xué)者楊教授來(lái)南京大學(xué)給教育系的師生做報(bào)告。從其報(bào)告的內(nèi)容看(關(guān)于臺(tái)灣課程改革的興衰成敗)，他對(duì)建構(gòu)主義很明顯地持一種不贊同立場(chǎng)。在報(bào)告的一開始，他向聽眾拋出了如下一個(gè)問題以引出其對(duì)建構(gòu)主義的認(rèn)識(shí)，“站在你們面前的楊教授真的存在嗎?”顯然，他的意思是說，建構(gòu)主義強(qiáng)調(diào)任何事物都是被建構(gòu)出來(lái)的，包括現(xiàn)在正在演講的“楊教授”。現(xiàn)場(chǎng)觀眾的一片笑聲似乎表達(dá)了對(duì)楊教授幽默且看似深刻的見地的贊同。其實(shí)，如果大家都冷靜地思考一下，按照這一邏輯，世界上就沒有什么事物是客觀地存在的了，任何呈現(xiàn)在大家面前的事物(高山、大樓、河流等)都是人們主觀建構(gòu)的一種意念，或者說，都是每個(gè)人頭腦中的一種現(xiàn)實(shí)幻象。很明顯，楊教授是想把“現(xiàn)實(shí)世界都非真實(shí)存在的”這一荒謬的認(rèn)識(shí)安在建構(gòu)主義的頭上。

其實(shí)，楊教授的觀點(diǎn)代表了很多反建構(gòu)主義者的共同立場(chǎng)。但他們都犯了一個(gè)無(wú)限泛化建構(gòu)主義觀點(diǎn)的根本性錯(cuò)誤。對(duì)此，建構(gòu)主義思想的重要奠基者馮?格拉塞斯菲爾德就曾反復(fù)申明：“經(jīng)常有人指責(zé)我是在否認(rèn)真實(shí)。這種看法是對(duì)建構(gòu)主義的根本誤解，……，否認(rèn)真實(shí)的存在是愚蠢的，這將導(dǎo)致唯我論，而唯我論是不可接受的”。實(shí)質(zhì)上，建構(gòu)主義并沒有否認(rèn)真實(shí)世界的存在，而只是強(qiáng)調(diào)對(duì)這樣的“真實(shí)”，我們沒有一種對(duì)其加以認(rèn)識(shí)的適當(dāng)方式。也恰如馮?格拉塞斯菲爾德所進(jìn)一步指明的，“我們能定義‘存在’的意義，但是只有在我們的經(jīng)驗(yàn)世界的領(lǐng)域中，而不是在本體論意義上。當(dāng)‘存在’一詞運(yùn)用在獨(dú)立于我們經(jīng)驗(yàn)的世界(即一個(gè)本體論的世界)時(shí)，它也就失去了自己的意義，而且也不可能有什么意義”。所以，建構(gòu)主義思想始終不會(huì)在本體論的范圍中打轉(zhuǎn)，也不會(huì)陷入統(tǒng)治西方思想界近兩千年的“思維與存在何謂第一性”的本體論謎團(tuán)中并使自身走向迷失，它關(guān)注的是人們對(duì)客觀實(shí)在的“認(rèn)識(shí)”以及這種“認(rèn)識(shí)”的限度與可能。

由此我們更可清晰地看到，科學(xué)知識(shí)是人類群體對(duì)外部客觀世界的一種“認(rèn)識(shí)”，這種認(rèn)識(shí)即是一種“建構(gòu)”。建構(gòu)的認(rèn)識(shí)在一定的時(shí)空范圍中是穩(wěn)定的、不變的，但在更長(zhǎng)的時(shí)空界域中卻可能是需要修正、完善與變化的，這體現(xiàn)了科學(xué)知識(shí)的累積與發(fā)展的特性。由此可見，科學(xué)并非否認(rèn)客觀世界的存在，而只是否認(rèn)科學(xué)知識(shí)作為絕對(duì)鏡像式的存在，并主張，作為一種“人類認(rèn)識(shí)”的科學(xué)知識(shí)，是在人類群體的經(jīng)驗(yàn)范圍中的一種“建構(gòu)”，是主體世界與客觀本體世界的一種聯(lián)系，它發(fā)生在這種彼此聯(lián)系、相互交織的中途，這與建構(gòu)主義的思想具有本質(zhì)上的一致性!甚至可以說，上述的思想正反映出，建構(gòu)主義對(duì)人類認(rèn)識(shí)世界的方式做出了較為深入、準(zhǔn)確的刻畫與敘述。由此可得到一個(gè)頗具辨證意味的推斷，即，對(duì)建構(gòu)主義的所謂“反科學(xué)”特征的批判，實(shí)際上就是一種對(duì)科學(xué)本身的批判；對(duì)建構(gòu)主義的所謂“反知識(shí)”特征的批判，實(shí)際上也就是一種對(duì)知識(shí)本身的批判。說白了，這種批判源自對(duì)建構(gòu)主義思想的誤讀或膚淺的理解。

二、知識(shí)的適應(yīng)性――建構(gòu)主義思想在教育中的張力

承接上述的論述，一個(gè)有趣的問題自然地涌現(xiàn)出來(lái)，即，人類所建構(gòu)的認(rèn)識(shí)是否是任意的、無(wú)限制的、隨心所欲的?答案自然是否定的。作為建構(gòu)主義思想的重要奠基者，瑞士著名的心理學(xué)家皮亞杰一再?gòu)?qiáng)調(diào)。“認(rèn)識(shí)是一種適應(yīng)性活動(dòng)”。這一觀點(diǎn)承接了生物進(jìn)化論的適應(yīng)性思想，即是強(qiáng)調(diào)，具有適應(yīng)性的動(dòng)物有一套處理它們所生存環(huán)境中各類困難的行為本領(lǐng)，而人類的知識(shí)作為一種概念和行動(dòng)綱要，本質(zhì)上就是動(dòng)物行為本領(lǐng)中的一個(gè)組成部分。由此可知，人類的認(rèn)識(shí)(或知識(shí))不是漫無(wú)目的、隨心所欲式的建構(gòu)，而是在一定的經(jīng)驗(yàn)背景中、在認(rèn)識(shí)者所賴以生存的事物與關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的，或者簡(jiǎn)而言之，在一種情境脈絡(luò)中所產(chǎn)生的，是主體在適應(yīng)外部世界對(duì)人類的要求的過程中所自然涌現(xiàn)的。

根據(jù)知識(shí)或認(rèn)識(shí)的適應(yīng)性觀點(diǎn)，傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)論中的真理概念、傳統(tǒng)教育學(xué)中的“正確或錯(cuò)誤”的概念，就要被一種新的觀念――“生存力”所取代。這一觀念仍然取自生物學(xué)領(lǐng)域，即，在生物學(xué)家看來(lái)，只要活的有機(jī)體能設(shè)法在環(huán)境中生存，它便具有生存力。由此，建構(gòu)主義者認(rèn)為，如果概念、模式、理論等能證明它們對(duì)于自身被創(chuàng)造出來(lái)的情境脈絡(luò)是適宜的，那么它們也具有生存力。“生存力”與真理完全不同，它與目標(biāo)、意圖形成的情境脈絡(luò)相關(guān)聯(lián)，它在適應(yīng)這種境脈的特殊性中產(chǎn)生，甚至可以說，它是個(gè)體生命適應(yīng)力的一種真實(shí)表達(dá)。

知識(shí)的適應(yīng)性以及隨之產(chǎn)生的“生存力”觀念，對(duì)于教育思想的轉(zhuǎn)變產(chǎn)生了極大的挑戰(zhàn)和沖擊。在孩童身上經(jīng)常出現(xiàn)的所謂“錯(cuò)誤概念”，在成人、科學(xué)家、專家等的眼中的確是錯(cuò)誤的，但從每個(gè)個(gè)體的孩童角度來(lái)看，這些錯(cuò)誤概念在其經(jīng)驗(yàn)世界中是有效的、是相融的，或者說，在孩童的相關(guān)情境脈絡(luò)中是具有“生存力”的。這些對(duì)孩童而言是合理的觀念，如果得不到教師或成人的悉心關(guān)注與耐心引導(dǎo)，則這種所謂“錯(cuò)誤的”、但卻是“合理的”觀念，將可能長(zhǎng)時(shí)間地這樣“錯(cuò)誤”下去、“合理”下去。因此，馮?格拉塞斯菲爾德建議，“教師必須要關(guān)心學(xué)生頭腦中發(fā)生的事情，要傾聽學(xué)生，解釋學(xué)生所做的，并試圖建立起學(xué)生概念結(jié)構(gòu)的‘模型’。當(dāng)然這是一項(xiàng)容易出錯(cuò)的工程。但若不這樣做，任何旨在改變學(xué)生概念結(jié)構(gòu)的努力都只不過是一種偶然事件，或許還會(huì)失敗”。

三、我們可以言說一種所謂的“建構(gòu)式教學(xué)”嗎

臺(tái)灣學(xué)術(shù)界曾把2001年開始的臺(tái)灣新課程改革中的核心理念標(biāo)榜為“建構(gòu)式教學(xué)”，并將其內(nèi)涵幾乎等同于作為一種教學(xué)方式的“發(fā)現(xiàn)式教學(xué)”。臺(tái)灣學(xué)者后來(lái)在

總結(jié)新課程改革失敗的經(jīng)驗(yàn)時(shí)，大都認(rèn)為，建構(gòu)式教學(xué)、進(jìn)而所謂的建構(gòu)主義是導(dǎo)致這輪課改失敗的罪魁禍?zhǔn)住?shí)質(zhì)上，臺(tái)灣學(xué)術(shù)界在課程改革的起點(diǎn)上就犯下了一個(gè)不可饒恕的錯(cuò)誤，即，完全窄化了建構(gòu)主義的思想內(nèi)涵，剝離了建構(gòu)主義所真正具有的哲學(xué)上的思想張力。

如上文所述，建構(gòu)主義思想給教育帶來(lái)的，不僅僅是所謂教學(xué)方式上的轉(zhuǎn)變，而更是一種對(duì)學(xué)習(xí)者、對(duì)學(xué)習(xí)、對(duì)教育等認(rèn)識(shí)方式上的根本性變革。傳統(tǒng)意義上的二元對(duì)立的教育思維方式，已經(jīng)被一種更加連續(xù)的、更加關(guān)注學(xué)習(xí)者經(jīng)驗(yàn)的、更加富有人本意境的全新思想框架所替代。建構(gòu)主義更加強(qiáng)調(diào)的是教育者看待教育的深層認(rèn)識(shí)論的轉(zhuǎn)變，而不僅僅是所謂的外顯教學(xué)方式的彼此替代。更具體地，建構(gòu)主義更強(qiáng)調(diào)的是個(gè)體內(nèi)在的認(rèn)識(shí)發(fā)生機(jī)制，而教學(xué)方式則關(guān)注外部的行為表現(xiàn)及其具體呈現(xiàn)。打一個(gè)有趣的比方。就吃飯來(lái)說，是自己動(dòng)手吃，還是靠別人喂，就好比是發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)還是接受學(xué)習(xí)，這里只存在著學(xué)習(xí)與教學(xué)方式上的不同罷了。但吃下去的飯，是否能靠自己去消化，消化得怎樣，這就進(jìn)入到了“建構(gòu)”的范疇中了。建構(gòu)的好壞。取決于這個(gè)有機(jī)體對(duì)外部環(huán)境的適應(yīng)性如何，取決于這個(gè)有機(jī)體自身的經(jīng)驗(yàn)的質(zhì)量高低與類型差異。所以說，早在上個(gè)世紀(jì)60年代，著名心理學(xué)家奧蘇伯爾就曾用有意義學(xué)習(xí)與機(jī)械學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)與接受學(xué)習(xí)這兩個(gè)維度來(lái)描述人類學(xué)習(xí)的具體類型。很顯然，建構(gòu)主義所強(qiáng)調(diào)的學(xué)習(xí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)當(dāng)是有意義學(xué)習(xí)，它主張這樣的學(xué)習(xí)必定是主體在自身經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的主動(dòng)積極地建構(gòu)。而如果按照臺(tái)灣學(xué)者的看法，將建構(gòu)主義安置在發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的范圍內(nèi)。則顯然犯了歸類上的低級(jí)錯(cuò)誤。發(fā)現(xiàn)與接受，都只表明了教學(xué)方式上的差異，而不涉及學(xué)習(xí)者個(gè)體的內(nèi)在經(jīng)驗(yàn)上的任何變化。而奧蘇伯爾早已十分明確地闡釋道，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)有可能是機(jī)械的，如果這樣的學(xué)習(xí)脫離了學(xué)習(xí)者的內(nèi)在經(jīng)驗(yàn)；接受學(xué)習(xí)也可能是有意義的，如果這樣的學(xué)習(xí)與學(xué)習(xí)者的內(nèi)在經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生著實(shí)質(zhì)性的、非人為性的關(guān)聯(lián)。

在今天的國(guó)內(nèi)外教育實(shí)踐現(xiàn)場(chǎng)，大量標(biāo)榜“建構(gòu)式教學(xué)”的言與行普遍地存在，這其實(shí)反映了人們對(duì)建構(gòu)主義所具有的思想張力仍缺乏清晰的、深刻的認(rèn)識(shí)。當(dāng)建構(gòu)主義真正走入了一個(gè)教育者心中的時(shí)候，當(dāng)建構(gòu)主義真正成為一個(gè)教育者秉持的信條時(shí)，他已經(jīng)不會(huì)過多地糾纏在所謂外部的、表面的教學(xué)形式是否更具“發(fā)現(xiàn)性”上了，他必定會(huì)更加關(guān)注學(xué)習(xí)者的內(nèi)在經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，更加關(guān)注學(xué)習(xí)者頭腦中正在發(fā)生著什么，并將這種深入的、細(xì)致的思考作為其設(shè)計(jì)教學(xué)的重要起點(diǎn)。教學(xué)的藝術(shù)性、教學(xué)的魅力，恰恰體現(xiàn)在教師對(duì)學(xué)習(xí)者個(gè)體經(jīng)驗(yàn)的釋讀上，體現(xiàn)在不同的教師所采取的各不相同的教學(xué)方式與手段上(無(wú)論是發(fā)現(xiàn)還是接受)，體現(xiàn)在不同的教學(xué)方式背后所具有的“推動(dòng)學(xué)習(xí)者經(jīng)驗(yàn)的發(fā)展”這一共同目標(biāo)上。馮?格拉塞斯菲爾德曾說過一句頗具意味的話，筆者愿將這句話作為本文的結(jié)束語(yǔ)，即，“真正的教育者一定是一名建構(gòu)主義者，無(wú)論其是否認(rèn)識(shí)到建構(gòu)主義這一標(biāo)簽，他對(duì)學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的關(guān)注已經(jīng)在其內(nèi)心深處深刻地烙上了建構(gòu)主義的真實(shí)印記。”

參考文獻(xiàn)

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第8篇

Abstract： This paper first analyzes the teaching present situation of project management course in industrial engineering major. Referring to some of the author about the course teaching reform， we use the technology of informatization for teaching reform. Then according to industrial engineering discipline characteristics and training objectives， we design the curriculum content system and build the knowledge system of house of project management. At the end of the paper， the scheme of teaching reform is carried out based on the teaching design and practice of informatization. Practice results show that the students' learning interest， learning motivation and learning effect are all improved.

P鍵詞： 項(xiàng)目管理；信息化技術(shù)；教學(xué)研究；工業(yè)工程

Key words： project management；informatization；teaching reform；industrial engineering

中圖分類號(hào)：G423.07 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）10-0181-05

1 概述

工業(yè)工程是關(guān)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)和改善的學(xué)科，是管理科學(xué)與系統(tǒng)工程、制造科學(xué)等學(xué)科的綜合交叉學(xué)科。在歷經(jīng)一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展過程中，工業(yè)工程學(xué)科對(duì)世界的經(jīng)濟(jì)建設(shè)起了不可估量的作用；美國(guó)著名質(zhì)量管理大師朱蘭認(rèn)為美國(guó)正是由于工業(yè)工程才在世界經(jīng)濟(jì)格局中處于領(lǐng)頭羊地位。工業(yè)工程學(xué)科教育在我國(guó)的發(fā)展，對(duì)于培養(yǎng)我國(guó)高素質(zhì)的綜合性管理人才，對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)效率的有效提升，對(duì)于促進(jìn)中國(guó)制造2025戰(zhàn)略的具體實(shí)施等都具有重要意義。

在工業(yè)工程專業(yè)教育中，不僅要重視制造系統(tǒng)相關(guān)的基本專業(yè)技術(shù)技能的訓(xùn)練，而且要注重管理理念及技能的培養(yǎng)，力求使學(xué)生成為具備工程實(shí)際與管理能力的復(fù)合型人才。項(xiàng)目管理課程是工業(yè)工程學(xué)科教育的骨干課程，主要關(guān)注項(xiàng)目的有效規(guī)劃管理、執(zhí)行與控制等內(nèi)容。課程的目標(biāo)是使學(xué)生對(duì)項(xiàng)目的管控有較為全面的理解，掌握應(yīng)用計(jì)劃與控制的方法幫助企業(yè)實(shí)施項(xiàng)目時(shí)達(dá)成Q（質(zhì)量）、D（時(shí)間）、C（成本）等多維相互制約且矛盾的目標(biāo)。目前，我校工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后，大都從事中小企業(yè)的管理運(yùn)營(yíng)改善等工作。據(jù)統(tǒng)計(jì)[1]，國(guó)內(nèi)中小企業(yè)約占企業(yè)總數(shù)的99.3%，吸納了75.5% 的就業(yè)人口，創(chuàng)造40.3%的利稅。而企業(yè)的項(xiàng)目管控工作，對(duì)于企業(yè)新產(chǎn)品的開發(fā)，生產(chǎn)系統(tǒng)的新建、擴(kuò)建、改善等都具有重要的意義。中小企業(yè)做好項(xiàng)目管理，可有效實(shí)現(xiàn)降低庫(kù)存，縮短訂單交貨期，控制產(chǎn)品研發(fā)成本、生產(chǎn)成本，最終全面提升企業(yè)的核心競(jìng)的爭(zhēng)力。因此，有效引導(dǎo)工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)生學(xué)好項(xiàng)目管理課程，讓學(xué)生具備應(yīng)用相關(guān)理念方法解決企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中的問題的能力，是我們培養(yǎng)學(xué)生的重要目標(biāo)。該課程的課程建設(shè)工作也被大多數(shù)院校列為工業(yè)工程專業(yè)建設(shè)的主要環(huán)節(jié)之一。

然而，在實(shí)際的課堂教學(xué)中，許多學(xué)生覺得課程理論性太強(qiáng)，學(xué)起來(lái)有些枯燥，興趣不濃。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的教學(xué)往往停留在填鴨式教學(xué)模式，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)；由于實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)施和手段的限制致使教師偏重理論的講解，從而使得學(xué)生的主動(dòng)思考能力和創(chuàng)造性學(xué)習(xí)能力都難以發(fā)揮；此外大多數(shù)學(xué)生對(duì)項(xiàng)目沒有感性確切的認(rèn)知，難以把所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行理論實(shí)際的聯(lián)系，這也導(dǎo)致了學(xué)生學(xué)習(xí)難度的增加。

針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高，教學(xué)效果不好等問題，許多教師做了相應(yīng)的教學(xué)改革研究。趙浩宇[2]分析了高校項(xiàng)目管理教學(xué)中存在的問題，提出了一種基于案例和情景推演的教學(xué)方法；程敏[3]基于分布式認(rèn)知視角對(duì)項(xiàng)目管理課程的學(xué)習(xí)活動(dòng)的特質(zhì)進(jìn)行了分析，分別從師生關(guān)系、教學(xué)過程、教學(xué)媒介三個(gè)方面探討了項(xiàng)目管理課程分布式教學(xué)觀的轉(zhuǎn)向及教學(xué)模式創(chuàng)新方法。吳振華等[4]通過比較《項(xiàng)目管理》課程在本科生和研究生中教學(xué)方式的差異，分析了研究生《項(xiàng)目管理》課程教學(xué)過程中存在的問題并從學(xué)生自主學(xué)習(xí)、加強(qiáng)案例教學(xué)和開展實(shí)踐性教學(xué)三個(gè)方面提出了工業(yè)工程專業(yè)研究生《項(xiàng)目管理》課程的教學(xué)改革方案。董雄報(bào)等[5]分析了工業(yè)工程專業(yè)的特點(diǎn)及與項(xiàng)目管理的關(guān)系，總結(jié)了項(xiàng)目管理課程教學(xué)內(nèi)容的選擇、教學(xué)中存在的主要問題，指出運(yùn)用啟發(fā)式、案例式、實(shí)驗(yàn)式等教學(xué)方法提高學(xué)生課堂學(xué)習(xí)效果；楚巖楓等[6]分析討論傳統(tǒng)教學(xué)模式與研究性教學(xué)模式的區(qū)別，從《項(xiàng)目管理》課程的特點(diǎn)出發(fā)，在課程教學(xué)中實(shí)施研究性教學(xué)模式，深度發(fā)掘?qū)W生的自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新意識(shí)；袁華[7]指出了目前項(xiàng)目管理課程教學(xué)存在的問題，并進(jìn)一步探析了從教師能力，教學(xué)團(tuán)隊(duì)，考核方式等幾個(gè)方面著手的項(xiàng)目管理課程教學(xué)改革的有效策略。

以上教師的研究都對(duì)項(xiàng)目管理課程的教學(xué)改進(jìn)具有積極意義，但同時(shí)針對(duì)工業(yè)工程專業(yè)特點(diǎn)和現(xiàn)代信息化技術(shù)兩個(gè)角度出發(fā)的項(xiàng)目管理課程教學(xué)的研究比較少。本文參照已有教師的改革研究成果，結(jié)合現(xiàn)代數(shù)字化、信息化技術(shù)的發(fā)展，針對(duì)工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)科特點(diǎn)和人才培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)項(xiàng)目管理課程的教學(xué)體系及方法進(jìn)行了探索實(shí)踐，調(diào)查結(jié)果表明教學(xué)效果良好，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性大幅度提高。

2 項(xiàng)目管理課程體系分析設(shè)計(jì)及其與信息化技術(shù)的結(jié)合

2.1 項(xiàng)目管理信息化技術(shù)簡(jiǎn)介

信息管理的信息化技術(shù)是指應(yīng)用先進(jìn)的管理理念，借助先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)來(lái)整合項(xiàng)目現(xiàn)有的生產(chǎn)、物資、技術(shù)、設(shè)備、材料、財(cái)務(wù)、管理等資源及時(shí)有效的為項(xiàng)目管理者提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，以便項(xiàng)目管理者對(duì)項(xiàng)目環(huán)境變化做出迅速反應(yīng)，對(duì)干系人的需求及滿意度進(jìn)行及時(shí)的干預(yù)，以便最大限度地讓各項(xiàng)目干系人的需求得到滿足，促成項(xiàng)目的成功，加強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

S著科技的發(fā)展，項(xiàng)目管理工作已經(jīng)不再是簡(jiǎn)單的以人工勞動(dòng)為主，現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)項(xiàng)目管理的傳統(tǒng)方式造成了沖擊，越來(lái)越多的企業(yè)認(rèn)識(shí)到引進(jìn)符合自身要求的信息化技術(shù)的重要性與迫切性。此外，項(xiàng)目管理作為企業(yè)管理的重要組成部分，項(xiàng)目的信息化管理有利于企業(yè)實(shí)現(xiàn)深化改革，促進(jìn)企業(yè)效益的大幅提升，越來(lái)越多的企業(yè)借助項(xiàng)目管理信息化工具進(jìn)行項(xiàng)目管理，達(dá)到了企業(yè)簡(jiǎn)化管理流程和提高項(xiàng)目成功率，最終提高了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。基于項(xiàng)目管理信息化平臺(tái)的可移植性及便利性，信息化技術(shù)可以和教學(xué)實(shí)際密切聯(lián)系起來(lái)，可以把具體的項(xiàng)目信息化模型在課堂里完整呈現(xiàn)給學(xué)生，讓理論教學(xué)有的放矢，克服傳統(tǒng)理論教學(xué)空對(duì)空的填鴨式傳授。

2.2 基于信息化技術(shù)的項(xiàng)目管理課程體系設(shè)計(jì)

工業(yè)工程專業(yè)的項(xiàng)目管理課程體系和一般管理類專業(yè)的項(xiàng)目管理課程（如“工程項(xiàng)目管理”、“會(huì)展項(xiàng)目管理”、“軟件項(xiàng)目管理”）應(yīng)做有效區(qū)分。我們認(rèn)為應(yīng)結(jié)合工業(yè)工程專業(yè)特點(diǎn)和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)對(duì)該課程的課程體系進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以使該課程區(qū)別于其他專業(yè)的項(xiàng)目管理課程。工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)生通過學(xué)習(xí)項(xiàng)目管理課程，最終應(yīng)對(duì)項(xiàng)目及其管理技術(shù)形成深入認(rèn)識(shí)并掌握應(yīng)用計(jì)劃與控制的手法改善項(xiàng)目管控績(jī)效的相關(guān)技能。課程的體系設(shè)計(jì)應(yīng)緊扣工業(yè)工程師的能力培養(yǎng)目標(biāo)，應(yīng)圍繞工業(yè)工程師對(duì)項(xiàng)目的掌握、認(rèn)知及管理改善相關(guān)能力的培養(yǎng)。基于以上考慮及未來(lái)智能制造、數(shù)字化、信息化的普及等遠(yuǎn)景目標(biāo)，我們?cè)O(shè)計(jì)了課程體系內(nèi)容，并制定了能力培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系內(nèi)容對(duì)應(yīng)表，如表1所示。

項(xiàng)目管理課程就是要在企業(yè)在面臨項(xiàng)目多維度且互相矛盾的目標(biāo)抉擇時(shí)，提供恰當(dāng)?shù)墓芸丶夹g(shù)與手段，盡最大可能滿足各個(gè)目標(biāo)，為企業(yè)創(chuàng)造最大的效益。學(xué)生要想掌握這一核心能力，必須構(gòu)建必要的知識(shí)脈絡(luò)體系。圖1中，本文給出了由各知識(shí)點(diǎn)構(gòu)建而成的工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生的項(xiàng)目管理知識(shí)脈絡(luò)體系。在該體系中，我們以對(duì)項(xiàng)目的基本認(rèn)知和對(duì)項(xiàng)目管理的基本認(rèn)知為基石，以項(xiàng)目外部環(huán)境的整體把控與分析及內(nèi)部組織過程資產(chǎn)的使用及構(gòu)建為支柱，以項(xiàng)目啟動(dòng)、規(guī)劃、執(zhí)行、控制及收尾各過程中所涉及的子過程為各層架，構(gòu)筑了工業(yè)工程專業(yè)的項(xiàng)目管理知識(shí)體系屋，最終追求的目標(biāo)是全面達(dá)成企業(yè)的項(xiàng)目管理目標(biāo)Q（質(zhì)量）、D（交期）、C（成本）及滿足干系人的需求和期望。工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)生，只要搭建了這樣的知識(shí)體系脈絡(luò)，就可以對(duì)項(xiàng)目管理有全面深入的了解認(rèn)知，能夠?qū)?xiàng)目管控過程進(jìn)行調(diào)研分析，然后本著工業(yè)工程的問題意識(shí)，用工業(yè)工程的專業(yè)手法去發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題，最終幫助企業(yè)提高項(xiàng)目成功率，提升核心競(jìng)爭(zhēng)力。

基于工業(yè)工程專業(yè)特色的教學(xué)，一定要從分析與改善著手；所以在課程的理論教學(xué)中，理論一定要和分析與改善結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到所學(xué)的理論知識(shí)是真正有用的知識(shí)，是能為企業(yè)創(chuàng)造真金白銀的知識(shí)，從而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。而信息化技術(shù)為該目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了可行的路徑，有了信息化技術(shù)，我們可以方便的把“項(xiàng)目”搬進(jìn)課堂，可以對(duì)其分析，優(yōu)化，改善，“實(shí)施”并確認(rèn)改善效果。

2.3 信息化技術(shù)和項(xiàng)目管理課程的融合

信息化技術(shù)基于現(xiàn)代建模與仿真技術(shù)，可以快速的建立項(xiàng)目管控模型，可以方便的把“項(xiàng)目”搬進(jìn)課堂，讓理論教學(xué)言之有物。基于信息化技術(shù)的教學(xué)，可有效克服傳統(tǒng)理論教學(xué)的空洞無(wú)物等缺點(diǎn)，讓教學(xué)變得生動(dòng)活潑起來(lái)，極大的提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)化學(xué)生的知識(shí)掌握及有效知識(shí)體系的構(gòu)建。信息化項(xiàng)目管理模型構(gòu)建完成后，基于該環(huán)境可以讓學(xué)生充分理解掌握項(xiàng)目管控的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)。可以讓學(xué)生結(jié)合實(shí)際任意調(diào)整項(xiàng)目計(jì)劃模型，驗(yàn)證改善效果，從而深化工業(yè)工程改善意識(shí)，建立工業(yè)工程意識(shí)的項(xiàng)目管理理念；同時(shí)可以讓學(xué)生課下學(xué)習(xí)項(xiàng)目管理信息化軟件，在實(shí)踐環(huán)節(jié)中，布置具體的實(shí)踐任務(wù)，讓學(xué)生自己設(shè)置項(xiàng)目模型各環(huán)節(jié)參數(shù)，自己建模，自己分析問題，提出問題解決方案；在課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，讓學(xué)生嘗試自己設(shè)計(jì)項(xiàng)目，制定計(jì)劃，模擬執(zhí)行，模擬改善，形成執(zhí)行――模擬――改善的PDCA循環(huán)。最終形成基于信息化技術(shù)的理論教學(xué)、實(shí)踐體驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)的全方位體驗(yàn)式學(xué)習(xí)與實(shí)踐，強(qiáng)化、固化關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，形成具有工業(yè)工程專業(yè)特色的項(xiàng)目管理知識(shí)體系。

3 結(jié)合信息化技術(shù)的教學(xué)實(shí)踐案例

本節(jié)我們結(jié)合信息化技術(shù)給出具體的教學(xué)實(shí)踐案例。

在講授項(xiàng)目管理的進(jìn)度優(yōu)化環(huán)節(jié)時(shí)，資源均衡一直是一個(gè)教學(xué)難點(diǎn)。我們結(jié)合信息化技術(shù)對(duì)該環(huán)節(jié)的教學(xué)過程進(jìn)行了設(shè)計(jì)。首先在建立簡(jiǎn)單的項(xiàng)目模型（如圖2所示），然后基于該模型進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)資源分配，信息化管理軟件會(huì)實(shí)時(shí)繪制出資源需求曲線（如圖3所示），讓學(xué)生實(shí)時(shí)的看到資源在各任務(wù)之間的參與程度，理解資源需求曲線的繪制方法及邏輯。

在圖3中，可以明顯的看到未經(jīng)優(yōu)化的資源需求波動(dòng)距離，非常不利于項(xiàng)目的有效管控。在講解了資源平衡的基本概念后，就可以在信息化軟件窗口中實(shí)時(shí)調(diào)整甘特圖中的任務(wù)開始時(shí)間，資源需求曲線隨之馬上發(fā)生變化（如圖4，圖5所示），學(xué)生可實(shí)時(shí)看到資源平衡的動(dòng)態(tài)過程。因?yàn)閷W(xué)生有了充分的感性認(rèn)知，以及基于信息化教學(xué)的興趣激發(fā)，大部分學(xué)生在接受該部分理論知識(shí)時(shí)都會(huì)興趣盎然，參與討論資源平衡的基本原則，最終形成對(duì)理論知識(shí)的深入掌握。

通過對(duì)項(xiàng)目計(jì)劃的動(dòng)態(tài)調(diào)整，讓學(xué)生充分對(duì)比各種進(jìn)度計(jì)劃下的資源需求情況，以及進(jìn)一步講解資源平衡的原則，從而讓學(xué)生不僅掌握了資源均衡相關(guān)的理論知識(shí)，同時(shí)也掌握了相應(yīng)的改善思路和方法，對(duì)進(jìn)度優(yōu)化中的關(guān)鍵概念也深入了解。

4 教學(xué)結(jié)果分析與討論

筆者對(duì)傳統(tǒng)的理論教學(xué)方法和與信息化技術(shù)相結(jié)合的教學(xué)方法的分別進(jìn)行了問卷調(diào)查。問卷發(fā)放對(duì)象為前后學(xué)習(xí)該課程的工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生，問卷調(diào)查結(jié)果顯92%的同學(xué)認(rèn)為基于信息化技術(shù)的教育方法比傳統(tǒng)方法更容易接受，學(xué)習(xí)興趣得到了提升。學(xué)生普遍反應(yīng)，采用與信息化技術(shù)相結(jié)合的項(xiàng)目管理課堂，感覺言之有物，學(xué)之有用，興趣很濃。此外，筆者也對(duì)前后兩年的考試卷進(jìn)行了詳細(xì)分析，分別針對(duì)各知識(shí)點(diǎn)的得分率進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。

從表2中可以看到，采用基于信息化技術(shù)的教學(xué)方法后學(xué)生在各知識(shí)點(diǎn)的得分率普遍獲得提高。比較枯燥的環(huán)節(jié)各類計(jì)算部分，采用和信息化技術(shù)相結(jié)合的教育方法后，各知識(shí)點(diǎn)的得分率大幅度提高，這表明學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到了有效激發(fā)，知識(shí)體系的掌握深度和廣度都得到了充分?jǐn)U展。

5 結(jié)論

本文基于信息化技術(shù)對(duì)工業(yè)工程專業(yè)的《項(xiàng)目管理》課程體系進(jìn)行全面的詳細(xì)設(shè)計(jì)，教學(xué)體系和內(nèi)容更加貼合工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)科特點(diǎn)和人才培養(yǎng)方向。然后采用和信息化技術(shù)相結(jié)合的方法進(jìn)行了理論教學(xué)研究與實(shí)踐以及構(gòu)建了基于信息化技術(shù)的實(shí)踐體系和課程設(shè)計(jì)體系。實(shí)踐結(jié)果表明，本文所采用的教學(xué)改革極大的激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效改善了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，取得了較好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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第9篇

關(guān)鍵詞：操作系統(tǒng)，課堂教學(xué)，教學(xué)方法

中圖分類號(hào)TP311　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A　DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2012.01.042

引言

操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心部分，不僅是最基本的系統(tǒng)軟件，而且是應(yīng)用程序開發(fā)的基礎(chǔ)，操作系統(tǒng)課程在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生教學(xué)中具有重要地位。該課程既要講授操作系統(tǒng)的基本概念，又要使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的基本原理與典型的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。

Andrew S.Tanenbaum認(rèn)為，對(duì)于操作系統(tǒng)這門課程，學(xué)生應(yīng)該學(xué)習(xí)那些在實(shí)踐中真正有用的概念，而不僅僅是尋求理論上的完善，William Stallings認(rèn)為，單純講授概念和理論是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須通過具體的例子來(lái)說明這些概念。

1操作系統(tǒng)課堂教學(xué)的目標(biāo)

操作系統(tǒng)是最基本也是最重要的系統(tǒng)軟件，它控制計(jì)算機(jī)的所有系統(tǒng)資源，是應(yīng)用軟件開發(fā)的基礎(chǔ)。操作系統(tǒng)課程的教學(xué)不僅要強(qiáng)調(diào)操作系統(tǒng)的原理，更要強(qiáng)調(diào)它的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)。通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在掌握基本知識(shí)的同時(shí)，具有在相關(guān)領(lǐng)域繼續(xù)深入學(xué)習(xí)的能力。

因此，首先需要根據(jù)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)以及操作系統(tǒng)課程在專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中的定位，確立課程的教學(xué)目標(biāo)。為了加強(qiáng)對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)能力的培養(yǎng)，我校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案將操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)作為課程設(shè)計(jì)單獨(dú)設(shè)置。本文不涉及操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方面的研究。

根據(jù)學(xué)生的不同興趣和能力，我們提出了以下三個(gè)層次的教學(xué)目標(biāo)：

(1)基本目標(biāo)。掌握操作系統(tǒng)的基本概念、工作原理與典型的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。這個(gè)目標(biāo)是作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生必須要達(dá)到的目標(biāo)，是操作系統(tǒng)這門課教學(xué)的基本要求。

(2)中級(jí)目標(biāo)。在應(yīng)用軟件(特別是大型軟件)設(shè)計(jì)中能借鑒操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的思想和方法，如時(shí)間與空間、性能與方便使用之間的權(quán)衡；在并發(fā)程序設(shè)計(jì)中能熟練運(yùn)用信號(hào)量等操作系統(tǒng)提供的進(jìn)程間通信(InterProcess Communication，IPC)機(jī)制。學(xué)生在應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)中，可以借鑒操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的思想或方法來(lái)解決相關(guān)問題，能設(shè)計(jì)進(jìn)程同步算法，并具有綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)具體操作系統(tǒng)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)的能力，

(3)高級(jí)目標(biāo)。設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)具體的操作系統(tǒng)或剪裁實(shí)際的操作系統(tǒng)(如嵌入式操作系統(tǒng))。要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)仍需要學(xué)生繼續(xù)深入學(xué)習(xí)和進(jìn)行大量的實(shí)踐。因此，我們?cè)诒菊n程的教學(xué)中為學(xué)生推薦深入學(xué)習(xí)和課外實(shí)踐的參考資料以及實(shí)踐內(nèi)容。對(duì)于部分能力強(qiáng)的學(xué)生，通過課外實(shí)踐，是可以初步達(dá)到這個(gè)目標(biāo)的。對(duì)于多數(shù)學(xué)生，通過后續(xù)的操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)，自己動(dòng)手實(shí)現(xiàn)一個(gè)小型的操作系統(tǒng)，可以逐步達(dá)到該目標(biāo)。

2操作系統(tǒng)課程的內(nèi)容組織

操作系統(tǒng)課程具有原理多、概念相對(duì)抽象、內(nèi)容涉及范圍廣等特點(diǎn)。教學(xué)內(nèi)容包括操作系統(tǒng)內(nèi)部工作原理、相關(guān)概念、實(shí)現(xiàn)技術(shù)與算法等，在有限的學(xué)時(shí)中要覆蓋所有教學(xué)內(nèi)容是不可能的。該課程的核心知識(shí)點(diǎn)包括：進(jìn)程與線程的概念，進(jìn)程同步，進(jìn)程間通信，經(jīng)典進(jìn)程同步問題，死鎖，進(jìn)程調(diào)度，內(nèi)存管理，文件系統(tǒng)，I/O設(shè)備管理以及典型操作系統(tǒng)實(shí)例。可選的知識(shí)點(diǎn)有：操作系統(tǒng)安全與保護(hù)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)、容錯(cuò)、分布式操作系統(tǒng)等。因此必須合理設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容以及講授次序。

在教學(xué)內(nèi)容的選擇上我們堅(jiān)持以下原則：

(1)明確教學(xué)目標(biāo)，突出講授重點(diǎn)，理論聯(lián)系實(shí)際，不求面面俱到；

(2)強(qiáng)調(diào)具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)，盡可能做到原理與實(shí)現(xiàn)技術(shù)的呼應(yīng)；

(3)教學(xué)內(nèi)容涵蓋全國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)碩士研究生統(tǒng)一入學(xué)考試大綱。

根據(jù)以上原則，我們?cè)趦?nèi)容組織上采取如下思路：

(1)現(xiàn)代操作系統(tǒng)四大功能(進(jìn)程管理、內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)、設(shè)備管理)的設(shè)計(jì)原理與實(shí)現(xiàn)技術(shù)構(gòu)成操作系統(tǒng)課程的知識(shí)體系。圍繞現(xiàn)代操作系統(tǒng)的四大功能展開操作系統(tǒng)的教學(xué)，實(shí)例研究選擇以Linux為主，適當(dāng)介紹Windows的實(shí)現(xiàn)原理。

(2)在整個(gè)課程的學(xué)時(shí)分配上，以進(jìn)程管理為重點(diǎn)，特別是并發(fā)與同步，占用最多的講授學(xué)時(shí)，其次是內(nèi)存管理，然后是文件系統(tǒng)、設(shè)備管理。

(3)進(jìn)程同步算法是操作系統(tǒng)課程的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)廣泛采用多任務(wù)環(huán)境，應(yīng)用軟件也日趨復(fù)雜，其中涉及到資源的共享與競(jìng)爭(zhēng)、多個(gè)任務(wù)之間的通信與同步等問題，所有這些問題的基礎(chǔ)是并發(fā)。并發(fā)是程序員在開發(fā)復(fù)雜多任務(wù)應(yīng)用時(shí)必然要面臨的問題。因此，進(jìn)程同步不僅是操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要問題，而且在復(fù)雜并發(fā)軟件開發(fā)中具有非常重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，對(duì)于學(xué)生來(lái)說，掌握這部分內(nèi)容難度較大。因此，在課堂教學(xué)上不僅要講清概念，而且要讓學(xué)生真正掌握其實(shí)現(xiàn)技術(shù)。例如，互斥與信號(hào)量的實(shí)現(xiàn)技術(shù)、經(jīng)典進(jìn)程同步算法設(shè)計(jì)方法與實(shí)例分析等。

(4)適當(dāng)壓縮進(jìn)程調(diào)度與死鎖的教學(xué)內(nèi)容。拿死鎖來(lái)說，許多內(nèi)容在操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用軟件開發(fā)中并不實(shí)用(例如銀行家算法)，因此在教學(xué)內(nèi)容上注重思想，不對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行介紹。

(5)在講授次序上，不照搬教材。例如死鎖部分，不同的教材采用不同的次序，很多教材將其納入進(jìn)程管理部分。由于死鎖涉及共享資源，而共享資源與內(nèi)存管理、文件系統(tǒng)以及設(shè)備管理的相關(guān)知識(shí)有關(guān)，將死鎖放在后面講解更有利于學(xué)生的理解和掌握。

3教學(xué)方法與手段

根據(jù)該課程概念多、抽象的特點(diǎn)，逐步形成了有自身特色的教學(xué)方法，主要體現(xiàn)在以下方面：

(1)“整體一局部一整體”的教學(xué)思路

課程開始時(shí)，在介紹“什么是操作系統(tǒng)”、“操作系統(tǒng)發(fā)展過程中形成的一些基本概念”、“操作系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行環(huán)境的要求”、“為什么要學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)”之后，首先告訴學(xué)生學(xué)習(xí)該課程要達(dá)到或盡力達(dá)到的三個(gè)目標(biāo)，給出操作系統(tǒng)的整體知識(shí)結(jié)構(gòu)，使學(xué)生首先建立該課程的整體框架。

在具體講授操作系統(tǒng)各部分基本原理和實(shí)現(xiàn)技術(shù)的過程中，始終結(jié)合這個(gè)整體框架來(lái)逐步展開、細(xì)化，保持主線明確、思路清晰。

課程最后進(jìn)行總結(jié)，將課程開始時(shí)建立的整體骨架落實(shí)，引導(dǎo)學(xué)生建立起該課程的整體概念和知識(shí)體系。

(2)“‘是什么’、‘為什么’、‘有什么用’、‘如何實(shí)現(xiàn)’相呼應(yīng)”的內(nèi)容組織

由于操作系統(tǒng)涉及的概念、原理多，很多概念比較抽象，學(xué)生不容易理解。因此，在講授時(shí)除了說明“是什么”以外，注重從“為什么”、“有什么用”以及“如何實(shí)現(xiàn)”等多角度告訴學(xué)生相關(guān)概念或原理的實(shí)質(zhì)。例如，信號(hào)量是操作系統(tǒng)中一個(gè)非常重要而有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的概念，也是本課程的一個(gè)難點(diǎn)，除了按照一般教科書上介紹的信號(hào)量基本概念之外，還要說明“信號(hào)量的物理意義：信號(hào)量的值表示可用資源的數(shù)量”、“引入信

號(hào)量是為了從操作系統(tǒng)的層面上解決進(jìn)程并發(fā)帶來(lái)的結(jié)果不確定性問題”、“用信號(hào)量可以設(shè)計(jì)任何的進(jìn)程同步算法”、“用忙等待或阻塞方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)量的程序代碼”、“從資源等待的角度出發(fā)去分析設(shè)計(jì)進(jìn)程同步算法”等，并結(jié)合匯編語(yǔ)言說明互斥的實(shí)現(xiàn)方法。同時(shí)，要求學(xué)生在課外用C語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)具體的進(jìn)程同步問題，使學(xué)生深入理解概念的本質(zhì)并能靈活應(yīng)用去解決實(shí)際問題。

(3)“從操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的角度去思考”的學(xué)習(xí)方法

操作系統(tǒng)是由人設(shè)計(jì)的，許多原理和技術(shù)不存在誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)、甚至沒有絕對(duì)的好壞之分，必須放在特定的環(huán)境和目標(biāo)下去分析。因此，在教學(xué)過程中，對(duì)于許多內(nèi)容，直接告訴學(xué)生結(jié)果往往不重要，重要的是如何思考解決問題的方法。因此，在課堂教學(xué)過程中，始終貫穿一種學(xué)習(xí)方法：學(xué)生把自己看作一個(gè)操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者，從設(shè)計(jì)者的角度去思考“我設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)時(shí)如何解決這個(gè)問題”、“為什么采取這種方法”等，盡量減少“死記硬背”，注重體會(huì)其中的重要思想。

(4)“課堂講授、實(shí)踐與討論相結(jié)合”的引導(dǎo)式教學(xué)形式

在課堂上，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，采取靈活多樣的教學(xué)形式。例如，對(duì)于設(shè)備管理中的“I/0數(shù)據(jù)傳送方式”，由于學(xué)生具有先修課“計(jì)算機(jī)組成原理”的基礎(chǔ)，這部分內(nèi)容很容易理解，因此在課堂上直接進(jìn)行精練的講授，具體細(xì)節(jié)留給學(xué)生課后自學(xué)；對(duì)于經(jīng)典的進(jìn)程同步問題，如果只是由教師講解如何設(shè)計(jì)以及設(shè)計(jì)出的結(jié)果，學(xué)生在遇到實(shí)際問題時(shí)往往不知道如何入手分析。因此，對(duì)于這部分內(nèi)容，首先通過一個(gè)典型例子的講解，告訴學(xué)生設(shè)計(jì)同步算法時(shí)對(duì)問題的思考和分析方法，在此基礎(chǔ)上，其他例子先由學(xué)生在課堂上自己設(shè)計(jì)，把結(jié)果寫在黑板上，最后由任課教師對(duì)學(xué)生們的解決方案(往往是五花八門)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，在實(shí)際教學(xué)中收到了良好的效果，也調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。當(dāng)然，要求教師對(duì)這些內(nèi)容要相當(dāng)熟悉、融會(huì)貫通，因?yàn)閷W(xué)生們經(jīng)常會(huì)給出一些預(yù)想不到的解決方案，雖然可能不正確，但對(duì)教學(xué)很有幫助，是學(xué)生掌握知識(shí)、提高解決實(shí)際問題能力的第一手素材。同時(shí)，給出一些課外實(shí)踐性的作業(yè)，提高知識(shí)運(yùn)用和實(shí)際動(dòng)手能力。、

(5)“多媒體與板書有機(jī)結(jié)合”的教學(xué)手段

板書的優(yōu)點(diǎn)是利于啟發(fā)思考，但缺點(diǎn)是影響進(jìn)度、信息量欠缺；多媒體課件的優(yōu)點(diǎn)是利于擴(kuò)大課堂的信息量，但不太利于啟發(fā)學(xué)生的思考。因此，根據(jù)課程不同內(nèi)容的特點(diǎn)，選擇采取板書、多媒體以及多媒體課件與板書結(jié)合等形式。例如，在講授算法的過程中，直接采用多媒體不利于啟發(fā)思考，講授過程以板書為主，最終結(jié)果以多媒體給出，以節(jié)省時(shí)間。

在多媒體課件的設(shè)計(jì)與使用過程中，堅(jiān)持一個(gè)理念：講課不是做報(bào)告，雖然講課有藝術(shù)的成分，但不是表演、不是放動(dòng)畫片。因此，在多媒體課件中，盡量做到文字精練、樸實(shí)，避免大段的文字，輔以適當(dāng)簡(jiǎn)單的動(dòng)畫給學(xué)生思考的時(shí)間和空間。

4結(jié)論

操作系統(tǒng)在整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中占有重要地位，操作系統(tǒng)課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生的核心課程。合理的教學(xué)目標(biāo)定位、有效的教學(xué)內(nèi)容組織與教學(xué)方法對(duì)于學(xué)生深入理解課程內(nèi)容和提高分析解決實(shí)際問題的能力具有重要作用。本文提出了操作系統(tǒng)課程的三個(gè)層次的教學(xué)目標(biāo)，探討了“整體一局部一整體”的教學(xué)思路與“課堂講授、實(shí)踐與討論相結(jié)合”的引導(dǎo)式教學(xué)形式等。

參考文獻(xiàn)

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