计算机设计与实践精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇计算机设计与实践，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：实践教学；自主探索；创新能力

中图分类号：G642 文献标识码：B

文章编号：1672-5913 (2007) 22-0077-03

1引言

“计算机组成原理”作为哈工大计算机学院重要的专业基础课，实践教学对学生理解计算机组成原理起着至关重要的引导作用。通过10个相关的实验，学生不仅验证了一些计算机组成原理的相关知识，也动手设计完成了一些复杂的实验题目，例如计算机微指令的设计。但是受到学生基础知识和学时的限制，实验难度并不是很大，学生自主设计类题目的数量和难度也不足。“计算机设计与实践”课程作为“计算机组成原理”的后续课程和重要实践环节，扩充了组成原理的实验教学，通过一系列比较复杂的实验题目，既锻炼了学生的创造力，又进一步加深了学生对计算机及其各部件的原理及其相关知识的认识。目前国内外各大学都开设了一些相关的实践课程，通过实践来完善和加深学生对计算机原理的认识，锻炼对软硬件进行开发的能力，从而提高他们的创造力和动手能力，进而提高他们的综合素质[1]。

2国外大学相关课程情况介绍

美国康奈尔大学对大四学生开设了“进阶微处理器设计”课程[2]，通过长达3个月的课堂教学和动手实验，教授学生有关计算机原理和嵌入式SOC开发的相关知识。在实践方面，他们设计了一系列由浅入深、由易到难的实验，使学生通过实验一步步加深对计算机的了解。主要实验包括：设计实现一个视频接口，从而可以通过在面板上的操作，实现在屏幕上画曲线[2]；实现音频接口的驱动，模仿一个球下落时的声音[4]；仿真一个使用DDA数值微分分析法测量电路功能的模拟系统[5]。在指定题目的实验之外，还要求学生自选题目完成一个大作业，通过这些自选题目的选择[6]可以看出，学生通过对相关课外知识的学习和动手实践，已经能够完成一个比较复杂的硬件系统。美国阿拉巴马大学开设了“数字系统设计”这门课[7]，实验方面的主要题目包括：通过命令将指定内存的内容显示到LED上[8]；修改DE2开发环境的指令格式[9]；设计一个既能显示文本又能显示图形的混合模式的视频显示控制器[10]。美国伊利诺伊州立大学香槟分校开设了两门相关的课程。第一门课程是“SOC设计与合成”[11]，实验方面只要求学生在2个月的时间内通过对相关知识的学习，完成一个MP3播放器的设计与实现。第二门课程是“数字系统实验课程”[12]，通过14周的实验要求学生实现一个数字系统。这个系统要能够完成AD转换，实现LCD面板的显示，从键盘可以输入信息，连接游戏杆进行操作，实现扬声器功能以及VGA显示器的显示。麻州大学安默斯特分校开设了实验时间长达3个半月的“计算器结构”课程[13]，主要实验题目有：使用一个连接到开发板上的摄像头，通过开关控制拍照，然后将拍下的图片存储到开发板的内存中[14]；将实验中拍到的图片进行JPEG压缩，传到PC上看最终显示结果，通过转换不同的JPEG压缩算法，看图象压缩后的差别[15]；通过开发板播放MP3歌曲[16]。全美电机系排名前五名的密西根大学安埃布尔分校为大一学生开设了“信息实验”课程[17]，它将全班学生分为八队，每队在期末专题要利用Altera DE2 FPGA多媒体平立制作出一部电子琴。多伦多大学开设了“数字系统”课程[18]，实验方面设计了一个3周的课程设计，让学生自选题目，在DE2平台上设计一个数字系统。滑铁卢大学开设了“计算机实验”课程[19]，主要实验题目包括：设计一个8位的计算器，要求类似于生活中的计算机，只有单一输入[20]；设计一个电子系统，功能类似于电子乒乓游戏[21]。以上的实践课程都采用Altera DE2作为开发环境，如图1所示。

3国内大学相关课程情况介绍

我国的大学也开设了一些类似的课程。复旦大学开设了一门60学时的“计算机组成原理实验课”，主要包含计算机部件实验和CPU设计实验。清华大学“计算机组成原理”课程共安排48学时的实验，每三名同学为一组，合作完成一个硬、软件组成相对完整的全新计算机系统的设计、实现和调试任务。哈工大计算机学院于2005年秋季学期开设了“计算机设计与实践”，该课程以应用实践为视角，进一步提高学生硬件方面的实际动手能力和系统设计能力。主要包括18个学时的课堂教学和60个学时的实践教学，采用南京伟福实业有限公司研制的“COP2000计算机组成原理实验仪”(如图2)，通过FPGA扩展板(如图3)在COP2000实验仪上完成实验。FPGA扩展板由两块FPGA芯片及其电路组成，它的核心器件是Xilinx公司的20万门XCV200的FPGA芯片。它的实验题目以CPU设计为中心，主要包括：寄存器设计、元件例化、实验仪基本部件测试、给定指令系统的处理器设计、处理器功能测试、处理器外设接口设计、处理器与外设接口功能测试等。通过我们设计的实验题目，学生对CPU的原理和结构有了深刻的体会，通过实验大大增强了学生的设计开发能力。

4对比与分析

首先在教学目标方面，我院的教学目的是“使学生初步了解计算机部件和微处理器的设计方法，做到理论和实践的真正结合，掌握有关硬件设计工具的功能和用法，有效地锻炼动手能力和设计能力”，这个教学目标已经和国内外一流大学相关课程的教学目标相同。我院的这门课实验学时达60学时，属于非常多的实验时间，而且我们在这60学时内安排了7个实验，相比其他学校的最多5个实验，学生得到了更多的锻炼机会。在教学队伍方面，由于这门课的指导量很大，所以每个班级在实验时都有一个专门的老师和TA，相比国外整个一门课只有2～3名教师的情况，我们大大增加了指导老师的数量，可以及时有效地解决学生的问题。在教学方法方面，我们在上课时主要采用个人与分组相结合的方式，前几个简单的实验以个人为单位完成，后面较难的实验以小组为单位，每个小组3～4人，以团队的方式来完成一个大的课题，目前国外大学也基本采用这种工作方式。采用这种教学方法，既锻炼了学生的个人动手能力，也锻炼了学生的合作能力。在硬件平台方面，由于国外采用的Altera DE2平台的性能较好，因此可对CPU之外的音视频模块、存储模块等进行二次开发，目前我们采用的COP2000实验仪由于硬件限制还无法完成相关类似题目的实验。

经过以上的分析可以看出我们的课程与国外一流大学相比，在实验目标方面已经与国外一流大学接轨，在学时数、配置实验教师数量上我们所提供的条件已经超过了国外一流大学，但目前由于受到硬件开发平台的限制，我们实验题目还有待改进。在今后的实践教学中，我们可以选择增加一些类似于“开发MP3播放器”之类的让学生比较容易感兴趣和效果更直观的实验，通过这些实验来激发学生学习硬件知识、软硬件开发的兴趣，锻炼他们的动手能力和创造力，提高我院学生的综合素质。

参考文献

[1] 向琳,左德承,罗丹彦,张展,唐朔飞.“计算机设计与实践”课程创新性实践教学探索[J].计算机教育, 2007,(3).

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[关键词]网络实验室总体设计PC机设计

中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1210076-02

一、引言

随着网络技术的发展,国内各行各业都处于全面的网络化进程中,对网络应用全方位人才的需求也与日俱增,以前校园网络课程的设置不能使学生具备适应各行业网络实施和维护的能力。同时国内许多高校为了解决技术类专业的应届毕业生普遍存在的“理论强、实践弱”现象,提高他们对工作岗位的适应能力,在就业竞争中处于优势,纷纷建成了锐捷网络实验室。2006年底,根据我校计算机本、专科专业培养目标,结合新增的网络工程专业,学校克服资金紧张的压力,投资90多万元在江宁新校区建起了基于锐捷网络设备的网络综合实验室。该实验室使用2年多来,除承担正常的教学工作外,还成为任课教师专业发展及科研工作的重要基地。

二、建设目标

网络实验室的建设要有一定的前瞻性,应在有限的资金条件下建立一个适应计算机网络技术发展,集教学、科研、培训和社会服务于一体的综合性实验室。网络综合实验室建设的主要目标是:

1.建立多样化的实验环境。让参与网络技术学习的学生能够一边学习理论知识,一边认识了解和掌握网络设备的结构、功能和使用方法,并动手进行必要的网络设计、网络组建、网络管理、网络安全和网络应用的实验,真正做到理论与实践相结合的办学环境。同时通过一系列的实验积极地调动学生的学习兴趣,使学生掌握计算机网络技术的实验技能,强化对所学知识的理解,以培养学生的动手能力、工程实践能力、创新能力和团队协作精神。

2.满足专业教师学习网络、从事网络技术研究和应用系统开发的需要。网络实验室应涵盖目前主流的网络技术和设备,具有良好的可扩展性。要求系统能够模拟先进的网络技术环境,搭建网络工程;实验设备和实验内容应能非常灵活地进行扩展,从而为专业教师研究当前网络最前沿的技术动态和发展(例如网络安全、IPv6等)提供完善的实验平台,并能在此平台之上从事网络应用系统与技术的研发,提高学校整体网络科研与教学应用水平。

3.满足技能培训基地建设的需要。网络综合实验室的建设要面向社会,为社会尽可能多地培养紧缺的IT人才。但今天的IT人才市场,越来越关注技术人员的实际经验和动手操作能力。因此,网络综合实验室可以构建多种类型的局域网和广域网,可以让学生亲自搭建网络、亲自动手调试和配置网络,通过在网络实验室中的实验和操作,真正提高他们的网络技能和实战能力。目前,该网络实验室已开设了多期网络管理员职业技能培训、微软网络管理及网络架构培训、CCNA网络管理员培训等课程,同时也为学生兴趣小组提供网络工程训练与实践的场所。

三、设计原则

网络综合实验室建设在系统设计时需考虑以下几个问题:

1.网络系统要具有很好的开放性,以保证网络上使用的各种软件、各种类型的互连设备和技术具有良好的兼容性和可扩展性,预留空间符合当前和以后的信息需要和足够的升级空间。

2.网络平台要具有灵活的虚拟划分功能,以满足实验的各种模拟环境和网络系统站点数、应用软件的增多。

3.网络系统易于管理与维护,实验的网络设备全部采用可管理,以减少运行、维护、管理成本。

4.网络实验系统的软件和硬件使用最优质的产品,以保证整个网络实验平台具有良好的售后服务、投资保护,特别是保证网络系统持久的先进性,满足学生学习技术的领先性,能独立组建、调试、配置网络。

5.网络设备系统具备较高的安全性、容错能力,并且能防止内部网络受到外部攻击和感染病毒,保证网络设备以及终端计算机的安全。

四、网络综合实验室的设计与建设

(一)实验内容设计

由于各高校网络实验室设备不同,配置的软件不同,师资力量不同,学科研究方向不同,使得各高校所开设的网络实验也不尽相同。针对我校计算机本、专科专业培养目标,结合新增的网络工程专业,在新建网络实验室时,将实验内容划分为以下几方面:

1.基础性实验。包括网络设备基本操作实验(如硬件安装、网络互连、交换机和路由器配置等)、局域网实验、广域网实验和网络管理与应用等。

2.中高级实验。包括网络协议分析与设计实验、网络交换与路由安全策略实验、使用防火墙实现URL过滤及安全的访问控制实验等。

3.面向研究型的实验。包括二层协议研究、路由协议研究、VPN技术研究、隧道技术研究、安全技术研究、网管研究和流量工程技术研究等实验。

(二)网络实验室总体设计

我校网络实验室设计方案为分组设计,设备选用锐捷网络公司生产的网络产品,由于网络设备配置比较灵活,可根据实际需要,灵活组合成多种实验规划分组,实验环境设计特点是易教、易学、易练,如下图3.1。

图3.1网络实验室设计图

实验区域以工作组方式组成网络,实验室建设共分为6个实验小组,每组可容纳8个实验学员,每组对应1个机柜,1个机柜是1个RACK,每个RACK由机架管理控制服务器RCMS(锐捷)进行管理,下管4个路由器和4个交换机,1个RACK安装在1个机柜中(即RACK机柜),每个机柜基本实验功能相同,都能完成学生实验和实训。

每个实验小组都能在该组提供的网络设备上单独完成大部分实验内容,也可以在组与组之间通过核心路由交换机进行跨组的路由交换实验。整个实验环境都是模拟当前最新的网络技术应用环境设计,不但能满足目前网络技术实验室需要,而且可以后期进行平滑升级,通过添加部分网络设备和模块来组建更为复杂的网络技术实验室,为学生提供更多的实验内容,实现更复杂的网络实验。

1.小组实验环境:每个实验小组配置一台千兆三层交换机,作为每个小组的三层路由设备;配置两台千兆智能堆叠交换机,作为每个小组的二层接入交换机;配置四台模块化多业务路由器,作为每个小组的路由实验环境。

2.核心部分实验环境:网络技术实验室配置一台核心路由交换机,通过双绞线分别连接每个小组的PC接入二层交换机,并连接每个实验小组的分组控制管理服务器,在这种网络架构环境下,可模拟实际网络中很多种实验环境。

出口与校园网网络连接,采用千兆端口直接与网络中心核心设备相连,在实验室配置一台防火墙,来做部分的网络安全实验。在以后增加远程访问计费系统后,用户可以在校园网里通过校园网访问实验平台,利用课余时间可以做实验。服务器区可以建立多种应用服务,如Web、Ftp、Email、视频服务等,专门进行网络应用服务实验。

实验区中每实验组均配备规格尺寸相同的专用实验桌和机柜RACK,网络设备放置于专用机柜中。每实验组分别配置一个有足够端口的配线架,所有重要设备的局域网口均通过双绞线引至双绞线配线架上,学生可通过连接配线架来实现对设备的访问。这样可以有效防止重要设备的端口因过度插拔端口损坏。另外,为方便识别和维护,所有端口和线缆上均设置有明显的标识。

(三)实验PC机设计

在装有windows操作系统的PC机上安装VMware Workstation系统软件,可以在一台PC上安装windows系列软件、LINUX系统、NOVELL及Solaris系统。学生可以方便的使用VMware系统,在几个操作系统之间切换(跟实际的操作系统没有什么区别),不需要重新启动计算机,非常方便,节约大量的时间,同时又可以学习到各种操作系统的操作。

虚拟机软件VMware可以在一台电脑上模拟出来若干台PC,每台PC可以运行单独的操作系统而互不干扰,可以实现一台电脑“同时”运行几个操作系统,还可以将这几个操作系统连成一个网络。可在一台电脑上安装了Win2000 server,再在Win2000 Server上安装虚拟机软件VMWare,利用VMWare模拟出来3台PC,在这3台PC上分别运行Win XP、Win98、Win2000 Profession等操作系统。包括Win2000 Server在内,这4个操作系统同时在一台电脑上运行,互不干扰,并且同在一个局域网内。

(四)系统特点

该实验室采用锐捷网络产品构建,按RACK网络技术实验室设计理念进行设计。锐捷网络实验室机架控制和管理服务器RG-RCMS系列产品,是锐捷网络公司专门针对现代网络实验室开发的统一管理控制服务器,实验室中使用者可以通过RG-RCMS同时管理和控制8-16台的网络设备,不需要进行控制线的拔插,采用图形界面管理,简单方便,还可以在学生做完网络实验后,利用RG-RCMS提供的一键清除配置功能,把连接在RG-RCMS上的网络设备的配置进行统一清除,方便下一次的网络实验。

网络实验设备采用业界主流的标准命令行配置界面。便于学生完成实验课程后轻松调试其它主流网络产品,增强学生就业的通用性要求。

五、对网络实验室存在问题的分析

在众多的网络故障中,最令人头痛的是网络是通的,但网速变慢。当面对这类“软”故障时可以从以下方面进行检测分析。

(一)网线问题

在实验室大多使用的传输介质是双绞线。双绞线是由4对线严格而合理地紧密绞和在一起,减少串扰的影响。在T568A标准和T568B标准中仅使用了双绞线的1、2和3、6四条线。1、2用于发送,3、6用于接收,而且1、2必须是一个绕对,3、6必须是一个绕对。只有这样才能最大限度的避免串扰,保证数据传输。笔者在实践教学中发现少数学生不按正确标准制作网线,虽然不影响网络的连通性,但这样制作的网线存在很大的隐患。有的开始一段时间使用正常,但过一段时间后,性能下降,网速变慢。因此,我们在实践中应按T568A、T568B标准来压制网线。

(二)回路问题

在一些比较复杂的网络中,由于一些原因经常有多余的备用线路,则会构成回路,数据包会不断发送和校验数据,从而影响整体网速,这种问题查找起来比较困难。为避免这种情况发生,要求我们在铺设网线时一定要在每一根网线打上明显的标签,有备用线路的地方要做好标记。

(三)端口瓶颈

实际上路由器的广域网端口和局域网端口、交换机端口、集线器端口和服务器网卡等都有可能成为网络瓶颈。我们可在网络使用高峰时段,利用网管软件查看路由器、交换机、服务器端口的数据流量(用Netstat命令),确认网络数据流通瓶颈的位置,设法增加其带宽。如更换服务器网卡为100M或1000M、安装多个网卡、通过改变路由器上配置来增加带宽等方法都可以有效的缓解网络瓶颈,最大限度地提高数据传输速度。

六、结束语

我校信息技术学院的网络综合实验室的建设,对改善教学条件、提高教学科研质量、培养复合型及创新型网络技术人才具有重要意义。但网络实验室的建设是一个长期的过程,必须坚持先进性和实用性原则,走标准化、通用化的道路。

参考文献:

[1]徐建东、王海燕,计算机网络技术实验教学设计[J].宁波大学学报(教育科学版),2004,26(1):107-110.

[2]常小燕,计算机网络实验室的规划与设计[J].实验室科学,2007(4):113-115.

篇3

关键词：计算机机房 建设 维护 使用

中图分类号：TP308 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（c）-0023-01

随着计算机的普及与发展，越来越多的行业与领域开始使用计算机来完成各项工作，为了适应社会的需求，我国近年来大力发展计算机教学。而在大力发展计算机教学的过程中，计算机机房的建设、维护与使用是第一个重要环节。大部分高校的计算机机房都承担着本校计算机基础课程教学、学生的自由上机实践以及全国计算机等级考试等任务。因此，在建设过程中应当充分而全面地考虑这些问题，从而有效地提高计算机机房的使用效率，提升本校的信息化程度，为教学活动提供更好的机房环境，有效地管理机房，一直是机房工作人员和管理人员关注的重要问题。

1 计算机机房的建设

总体来说，高校的计算机机房建设应当坚持“以人为本、功能齐全”的原则，也就是要进行人性化的设计，注重其使用功能。下面笔者从三个方面加以探讨。

1.1 计算机放置的外部环境

第一，计算机的放置要尽可能地减少长距离的移动，避免损坏硬盘和导致内存条松动，通常情况下，要选择相对牢固的电脑桌。电脑桌优先选用一体化的固定键盘支架，这样可以避免电脑各个连线的松动，保证电脑正常运行。第二，机房的布线可以采用电源线与网线从地板下通过的方式。第三，要特别注重机房的卫生，因为计算机内部一旦进入较多的灰尘就容易导致计算机运行缓慢或不畅，可以在使用前要求学生穿戴鞋套，减少灰尘的污染。

1.2 计算机配置的相关要求

在我们的机房建设时，需要考虑计算机的配置问题，这是至关重要的。对于普通的高校来说，应当选择同一型号的品牌机，这样既整齐美观又便于系统安装，相对来说性能较为稳定，也有利于统一课堂教学。当然，有的高校为了在考试过程中提高效率，可以设计一个具有远程唤醒功能的主板，从而节省大量时间。值得注意的是，一个机房的计算机配置一定要能够达到教学的最低功能。

1.3 计算机机房的装修设计

在计算机机房中，装修的设计是十分讲究的，它与普通的住房装修有所不同。第一，应当用铝合金框架的玻璃门窗把机房内的各个机室隔开，这样既能够起到防噪音、防尘埃的作用，又可以增加透明度，便于观察计算机等设备的运行情况；第二，机房门最好设计成外开式，留有足够的空间以确保计算机设备的进出，门的材质最好采用双层密闭玻璃窗和铝合金门扇，有利于保持室内温度，而且密封性好；第三，机房的地面应当选择防静电的活动地板千万不要铺设地毯，因为容易导致积尘，甚至产生静电威胁人的健康；第四，机房的墙面应当采用不易吸附尘埃的材料。机房的吊顶要使用具有防水和防潮功能的优质材料；第五，机房要有足够的照明度，可以优先选用嵌入式荧光灯，效果甚佳。

2 计算机机房的维护与使用

2.1 硬件的维护与使用

我们知道，电源、主板、中央处理器、内存、硬盘、显卡等是计算机的主要组成部分，硬件方面的维护就是围绕这几个部分展开的，对于计算机硬件方面的问题，对症下药是最重要的。也就是找准有问题的地方，并进行有针对性的修理。下面笔者介绍几种主要的故障类型。

（1）主板。主板是电脑中的“交通枢纽”集中地，决定着整个计算机工作的稳定性。它把计算机的各个部件连接在一起，使之有序地进行数据传输。因此，它一旦出现了任何问题，整个计算机系统就会处于崩溃状态。由于主板上的电容使用时间过长导致的爆浆是时有发生的，它会直接导致计算机毫无规律的自动、反复重启。针对这一问题，我们在维护时要找准问题的症结，更换新的电容便可正常使用。另外，当前多数计算机机箱都是采用立式的，由于内存插槽在主板上面，如果经常插拔就很容易出现松动的现象，遇此情况可以重新安装内存插槽或者直接更换主板。

（2）内存。内存方面的故障主要表现为接触不良，这是机房的常见问题。判断这一故障有两种方法：一是系统发出报警声；二是计算机出现黑屏。这些问题的出现大多数是由于主板上的内存插槽接触不良或者内存条上与内存插槽之间的连接部件被氧化造成的，解决这个问题的方法很简单，可以用橡皮擦一下该连接部件或者直接换成新的。

（3）中央处理器。这一硬件通常是不易出现故障的，只是它的散热风扇可能因为灰尘的原因导致无法有效的散热。这种问题也是不容忽视的，因为处理器长期在高温下运行，尤其是夏季，很可能会被烧毁，因此经常清理散热风扇也是很有必要的。

2.2 软件的维护与使用

软件的维护相对来说更有难度。因为学生的计算机使用水平有限，加之部分学生随意操作，删改配置，更换操作系统，甚至引起病毒的入侵，这些都可能导致计算机系统面临瘫痪。机房要想维护正常的运行与使用，就不得不采取相应的技术措施来加以保障。比如硬盘还原卡、Ghost软件等。硬盘还原卡是一种硬件芯片，一旦安装起来，无论学生做何操作，只要关闭计算机后重启，系统就会自动地恢复到原来的设置状态，这样就能够在保护操作系统的情况下，让学生大胆实践，尝试各种功能的操作，无疑对提升学生的实践能力很有帮助，也极大地减少了机房管理人员进行软件维护的工作量。Ghost软件的功能十分强大，运用在高校的计算机机房十分适宜。当我们发现一些重要的数据或文件被删除后，利用这个超级急救软件能快速、准确地进行系统备份和数据恢复，避免因此带来的不必要的损失。

3 结语

总之，我们要全面、细致地规划计算机机房的建设，注重机房的使用性能。在机房的维护和使用方面，应当坚持注重细节，强化各方面的管理，使学生正确科学地使用机房设备，这样才能从根本上优化计算机机房的教学环境。

参考文献

[1] 李译明.浅谈关于高校计算机机房的管理与建设探索[J].福建电脑，2010（7）：182，176.

篇4

关键词：高职院校；计算机实训室；建设；管理

中图分类号：TP3-4

在现在这个计算机技术高速发展的时代，计算机在各行各业的应用已经十分广泛，掌握和熟练使用计算机处理生活和工作上的各项事务，已经成为人们的一项基本技能。高等院校无不将计算机应用课程作为基础课程，而作为培养面向一线的技术技能型人才为目的高职院校，利用计算机实训室进行专业实训，强化学生实践技能的比重也越来越大，这也是高职学生面向就业、适应社会的需要。作为高职院校专业教学和技能实训的重要平台，计算机实训室在教学中的作用也越来越大，许多高职院校在计算机实训室方面投入了大量的人力物力。因此，如何高效建设和管理计算机实训室，并让其发挥最大效能，已经成为高职院校必须要面对和解决的一个问题。

1 当前高职院校计算机实训室建设管理中存在的问题

计算机实训室是高职院校进行专业教学和技能实训的重要平台，在提升教学质量、强化学生技能实践方面有着重要意义。目前，高职院校普遍投入大量人力物力建立了计算机实训室，但在计算机实训室资源配置、管理运行等方面却存在一些的问题，造成使用效率和使用效果上都差强人意。

1.1 缺乏统一规划易造成重复建设

目前，高职院校的计算机实训室主要有两种管理模式。一是集中管理模式。设立了计算机实训中心，对全院的计算机使用进行统一建设和管理。但这种建设管理模式的一次性投入成本较大，且难于照顾各专业的专业需求，一般会被各专业所抗拒。二是分散管理模式。由各专业独立建设和管理计算机实训室，这种建设管理模式虽然能够满足不同专业的不同需求，但却造成了极大的资源浪费。

1.2 缺乏专业人员易造成管理困难

对于集中建设模式，虽然计算机实训中心能够配置足量的计算机管理维护的专业人员，一般的计算机设备故障能够得到及时维护，但对于受托管理的专业软件和设备却缺乏专门人员进行维护和管理。对于分散建设模式，情况则刚好相反，虽然有足够的专业技术人员对专业设备进行及时的维护和管理，但这些人员对计算机一般故障却爱莫能助。如果每个专业都配备计算机管理维护的专业人才，则又造成这类人才的浪费，也增加了学院人员编制和工资支出的负担。

1.3 缺乏有效调配易造成资源浪费

即使设立计算机实训中心的高职院校，各专业也会要求划出专门区域用于本专业的教学实践，这与各专业单独设立计算机实训室并无差别。但由于各专业对计算机使用频率存在差别，比如，工科类的专业使用计算机的频率较高，但管理类和社会科学类专业使用频率就相对较低，而各专业之间相互封闭，并不沟通共享，这就造成有些专业的计算机实训室常常空置，而另外专业的却又十分紧张，这十分不利于资源合理充分利用。

1.4 缺乏有效管理造成安全隐患

计算机设备对场地、供电的要求极高，如果管理和应对不当，极易造成被偷被盗和火灾隐患。但各专业单独建设管理计算机实训室，一是场地分散不利于集中管理，且场所不具备专业的防盗设施；二是各专业的供电系统没有经过专业改造，大量的计算机设备集中使用对电力负荷的压力极大，极易造成火灾隐患。从这两方面来说，各专业计算机实训室在稳定运行和安全管理方面都是存在极大压力的。

2 建设中心化的高职院校计算机实训室

针对上述弊病，从有效管理、有效使用、统筹安排的角度，还是有必要建设中心化、规模化的计算机实训室。中心化、规模化的计算机实训室，可以避免多头重复投入，节约经费开支；可以统筹安排管理维护技术人员，降低维护成本和难度；可以对消防安全和防盗进行统筹安排，提高安全等级；同时，还可解决各专业之间计算机使用冷热不均，资源无法高效利用甚至闲置的情况，使其工作效率最大化。

2.1 应有足够的规模

目前，高职院校各专业基本上都开设了不同类别的计算机课程，基本上都必须要用到计算机实训室，这也是各专业要求自建的原因之一。为了满足整个学院对计算机设备的需求，计算机实训室必须根据学院的规模和发展前景，在科学规划的基础上，合理确定计算机设备的总量，确保在科学排课的前提下，计算机设备数量还有一定的余裕，以确保部分专业老师和学生在课余时间上机练习的需求。

2.2 应选择品牌产品

对于学校来说，如何用最小的钱办最好的事，是必须要考虑的，在计算机实训室的建设上同样如此。计算机实训室的设备使用频率高，不同专业对其有不同的需求，因此，必须注重设备的质量和售后服务。兼容机虽然价格上有所优惠，但稳定性方面却存在一定问题，售后服务和使用寿命更是难以确保。品牌产品虽然价格上与兼容机相比要高，但却能够保证稳定性，也有良好的售后服务，因此，在采购设备时应选择品牌产品，而且整个计算机实训室的设备原则上应一次性采购、批量更新，应便于管理维护。

2.3 应重视安全保障

大量的计算机设备同时使用，对计算机实训室的供电系统将是极大的考验，因此，必须要将计算机实训室供电系统的改造建设作为建设的第一任务。在实训室内部，应将计算机等设备进行科学安排，划分成负荷相当的组进行合理供电，以确保各组负荷均衡，并配备具有保护功能的配电柜，确保计算机实训室供电系统的稳定可靠，也确保单组设备检修时，其他设备能够正常使用。对于接入线路，应以大功率铜质电线为宜，以确保用电安全。同时，计算机实训室还应配备消防设施以预防火灾事故的发生。

2.4 应满足不同的需求

前文中提到各专业对计算机设备的需求是不一样的，比如文科类的只需要最基本的功能，而会计等规划还需专业的工具软件，有些专业更是需要特殊的外接设备。因此，在建设计算机实训室时，应考虑到不同专业的不同需求，为不同的需求选择不同档次和配置的设备，并根据不同档次的设备合理划分不同的区域供不同专业的教学和学习使用。对于需求相似的专业，可以安排在同一区域设备使用，只要在计算机设备上安装不同的软件即可；对于工科等有特殊外接设备需求的，最好选择可拔插设备，并在课前进行安装。这样就能让计算机设备合理高效使用，避免资源浪费。

3 高效管理高职院校计算机实训室

科学规划建设中心化的高职院校计算机实训室，只是其中的第一步，关键是要高效管理，促其效用最大化。而高效管理的重点，主要有以下几个方面。

3.1 完善并严格制度

制度是根本性的措施，只有完善的制度，才能杜绝各方面的漏洞，实现计算机实训室的高效安全运行。应在设备管理、人员管理、教师管理、学生管理、耗材管理、安全管理、开放管理等方面制定严格的制度并切实加以执行，用制度的强制力和约束力保障各项工作顺利开展。同时，为了提升工作效率，还应对课程安排的原则、设备使用优先权、外接设备使用和保管、易丢失设备的使用和保管等细节进行科学安排，确保每一项工作都有章可循，都能有条不紊。制度的关键在于执行，因此，制定详细的规章制度之后，关键还在于要严格执行好，以避免制度挂在墙上，流于形式，起不到应该的作用。

3.2 集中管理设备

计算机实训室的设备规模庞大，学生上机之后难免会有垃圾留存，如果采用常规的点对点的管理手段显然不可行，必须采用网络化的手段，部署服务器，将其他计算机设备作为终端进行集中管理。目前，比较通行的方法主要是通过相应的技术软件进行管理。目前，市场上这一类的技术软件还是非常多的，可供选择的余地很大。比如“差异拷贝技术”、“暂存区智能延展技术”、“机器狗防御技术”等等。这些计算软件在环境部署上可以对IP地址进行自动分配，对系统软件和应用软件进行统一管理，对终端计算机进行智能管理和清理，等等。在工作应用上，可以像网吧一样对各计算机进行计时，可以自主分配网络带宽，可以屏蔽某些软件和端口，等等。特别是在安全防护上，可以防止上机人员自行拆卸硬件，避免硬件设备被盗的情况发生。

3.3 强化管理队伍建设

高职院校计算机实训室的作用在于通过现代技术设备进行实训教学，进一步提升学生的动手能力和操作能力，以满足岗位和社会的需求。因此，在计算机实训室必须配备强大的管理人才队伍，满足学生通过计算机实训提升技能水平的目的。一是要建立一支计算机设备专业维护管理人才队伍。这支队伍是计算机实训室管理的主力，不但要对机器进行一般性维护，还要对教师、学生使用计算机设备过程中突发的故障和情况进行及时处置。二是要建立一支专业人才队伍。因计算机实训室同时要满足不同专业学生的上机需求，而一般的计算机设备维护管理人员对专业知识又不熟悉，因此，有必要通过一定的形式建立一支专业人才队伍。这支队伍的作用在于不同专业学生使用计算机设备时，进行专业软件使用方面的指导，就相关的专业问题进行处理，这支队伍可以通过请相关专业的教师兼职的方式来组建，既能保证计算机设备使用过程中的专业问题得到及时解决，又可减轻人员编制和资金的支出负担。

4 结语

高职院校的计算机实训室，面向的是技能型学生培养目标，其建设和管理的模式必须适应并服从于这一原则和目的。因此，高职院校计算机实训室的建设和管理，既要满足一般化的上机需求，又要针对不同专业的特点对软硬件方面进行相应的补充和完善，以满足不同的需求。同时，高职院校的专业设置是面向就业的，必须随着形势的变化而跟进，计算机实训室也是同样如此，在设备更新等方面与时俱进，不断适应高职院校的发展需要。

参考文献：

[1]周科艳.加强高职院校经贸专业实训室管理工作的探索[J].山东广播电视大学学报，2012（03）.

[2]郭盛煌.高职院校计算机机房管理初探[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011（07）.

[3]何洲童.高职院校计算机实训室的建设与管理探析[J].科技创新导报，2010（23）.

篇5

关键词：高职院校；计算机实训室；建设；管理

中图分类号：TP3-4；G712

随着计算机技术的飞速发展，现如今计算机已经在各个领域得到了广泛的应用与推广，在人民大众生活中使用计算机已成为普遍的现象。计算机应用课程在高等院校中是一项基础课程，而利用计算机实训室来对学生进行专业的实训已成为高等院校向社会培养一线技术型人才的重要方式，这不仅能提高拥有实践技能学生的比重，同时还能有效的提高就业率，满足社会对技术型人才的需要求。计算机实训室对于高职院校教师开展专业教学与技能实训来说有着至关重要的作用，其在教学中所起到的作用也是日益的显著。但是高职院校计算机实训室在建设与管理方面依旧存在着不足之处，因此，为了最大限度的发挥计算机实训室的效能，我们需要不断地完善对计算机实训室的建设，提高对计算机实训室的管理。

1 现阶段高职院校计算机实训室建设与管理所面临的问题

1.1 缺乏科学的管理模式

集中管理模式和分散管理模式是目前高职院校计算机实训室的两种主要管理模式。其中集中管理模式是通过计算机实训中心的设立来统一建设和管理全院计算机应用的，但是这种模式所需的成本投入比较大，并且不能满足不同专业的需求。而分散管理模式是通过不同的专业来建设和管理各自的计算机实训室，但是这种模式虽然可以照顾到不同专业的专业需求，却在一定程度上造成了资源的浪费。

1.2 调配不合理致使资源浪费

虽然大多数高职院校都设立了计算机实训中心，但是不同的专业为了本专业的教学效果，他们还是会要求学院划出专门的区域用来教学实践，这就相当于各个专业设立了各自的计算机实训室。但不同的专业对计算机的使用频率是不同的，工科类的专业会比较频繁的使用计算机，而像社会科学类等专业相对于工科类专业，使用计算机的频率就会低很多，再加上不同专业之间不交流沟通，相互之间又封闭，自然的就会出现一些专业的计算机实训室出现空置的现象，这样就不能够对资源进行合理的调配，从而导致资源的浪费。

2 对高职院校计算机实训室建设的研究

2.1 扩大计算机实训室的规模

之所以高职院校中不同的专业要求自建计算机实训室，是因为不同的专业所开设的计算机课程是不同的，但各专业都需要用到计算机实训室，因此，为了最大限度的满足各专业对计算机的需求，学院必须要在依据自身发展的前景和规模的前提下，科学、合理的规划并确定所需计算机的数量，并且还要保证，在科学排课的基础上还能有一定的空置设备，以满足部分专业的教师和学生利用空余时间来上机的需求。

2.2 提高计算机实训室的安全保障

对于计算机实训室的供电系统来说，最大的压力就是不同专业同时使用计算机设备。大量的计算机设备同时使用会造成供电系统面临超负荷的压力，所以我们必须要对计算机实训室供电系统的改建给予足够的重视。在高职院校计算机实训室的内部，我们要科学的安排所有计算机设备，并将计算机设备进行划分，并将负荷相当的设备分配到同一组来进行合理的供电，每组设备还配备了配电柜，这样既可以保证各组负荷可以均衡，也可以保证计算机实训室供电系统更加稳定安全。除此之外，对于计算机实训室供电系统接入线路，我们应该使用功率比较大的铜质电线，这样能保障用电的安全。

2.3 满足不同专业对计算机实训室的需求，节约资源

不同的专业对计算机设备的需求是不同的，例如工科类专业对计算机设备的需求比较大，而且还需要专业的软件，甚至有些专业使用计算机还需要一些外接设备，而社会科学类的专业对计算机设备的需求就比较小，并且只需要一些基本的功能。所以，在建设计算机实训室的过程中，我们应该全面的考虑，在照顾不同专业师生的不同需求的基础上，来进行设备的筛选，并根据适合不同专业师生的需求来进行区域划分，对于需求相似但专业不同的情况，我们可以在计算机上安装不同的软件，然后在将其安排在同一区域使用设备，对于一些专业需要特殊外接设备的情况，我们可以在课前选择安装可拔播设备，这样就可以提高计算机设备的有效使用率，节约资源。

3 对高职院校计算机实训室管理的研究

3.1 加快实训室管理队伍建设

高职院校为了最大限度的实现通过计算机实训来提升学生技能素质水平的目标，就必须要强化计算机实训室管理队伍的建设。首先，建立并完善专业的计算机设备维护管理队伍，这支队伍不仅要负责对计算机设备进行日常维护，同时还要及时的处理计算机在操作运行中突发的故障。其次，不断的加强计算机人才队伍的建设，这样可以确保在不同专业学生同时使用计算机时，依旧有专业的人员可以为他们提供服务，从而来解决计算机设备在使用过程中出现的各种问题。

3.2 加强实训室安全管理

首先，网络病毒、木马、黑客等是威胁计算机实训室安全的因素，因此，实训室管理人员不仅要为计算机配置各类防护软件，同时还要对系统的操作进行管理权限的设置；其次，教师在利用实训室进行教学时，有时会需要用到互联网，针对这种情况，教师需提醒学生要培养良好的上网习惯；最后，实训室管理人员要做好防盗工作，安装好监控设备，注意门窗是否锁好，同时还要有专人对实训室计算机主机箱以及其他设备的机柜上好锁并妥善保管。

3.3 完善设备管理制度

管理人员应该对实训室中的所有设备进行严格管理，统一登记，建立用户使用档案和维护档案，针对一些贵重的仪器，还应专门对其使用和操作规程制作记录，从而方便日常的管理和维护，进而就可以在一定程度上提高仪器的使用效率。

4 结束语

众所周知，计算机实训室是计算机教学的重要平台，其在学生技能操作和实践能力的培养上起着至关重要的作用，所以，为了能更好的为广大高职院校的学生提供服务，为了顺利的开展各种教学活动，我们应该从实际出发，与时俱进，不断开阔眼界，学习新知识新技术和新理论，只有这样才能确保高职院校发展的进程，才能迎合时展的要求。

参考文献：

[1]周科艳.加强高职院校经贸专业实训室管理工作的探索[J].山东广播电视大学学报，2012（03）.

[2]郭盛煌.高职院校计算机机房管理初探[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011（07）.

[3]何洲童.高职院校计算机实训室的建设与管理探析[J].科技创新导报，2010（23）.

作者简介：吴明珠，女，计算机讲师，信息技术系教师，硕士，研究方向：计算机基础、计算机网络；林丽姝，女，副教授，信息技术系教师，硕士，研究方向：知识工程。

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关键词：虚拟机；网络管理；实验教学；设计

中图分类号：G434文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)31-

Design and Practice of Experiment Teaching for Computer Network Management Course

JING Peng-sen, YAN Dan-dan, WU Jun

(College of Electronics and Information Engineering, Nanjing University of Technology, Nanjing 211816, China)

Abstract: Computer network management course is one of the core courses for the majors of computer network engineering. According to the characteristics of computer network management course, this essay suggests using VMware as virtual experimental operation platform for experimental teaching of this course, gives the function modules of VMware used in the experiments, and specifies one of the experiments, VLANS Design. The practice indicates that, the development and design of virtual experimental operation platform make students understand and master the basic theory of the course better, also can improve the Innovative design and engineering application ability of students.

Key words: virtual machine; network management; experiment teaching; design

1 引言

计算机网络管理课程是网络工程专业的主干课程，也是一门理论与实践并重的课程，通过实验不仅能够加深学生对课程基本理论的理解和强化，而且能够进一步培养学生的创新设计能力和工程意识。在传统的实验教学过程中，受一些实际条件的限制，如为了掌握某一项技术和操作而单独购买一套设备等，造成其教学效果都不太理想。虚拟仿真实验环境的出现和应用解决了以上的问题。

虚拟仿真实验就是借助一些专业仿真软件来实现与真实设备相同效果的过程。虚拟仿真实验是当今技术发展的产物，也是社会发展的要求。利用虚拟仿真软件搭建的虚拟实验操作平台，不仅能够让学生沉浸在虚拟环境中，发挥主观能动性，进行实验操作，而且能够为学生创造良好的实验环境，彻底打破空间和时间的限制，能有效促进学校的学习效率，提高学生的思维能力、动手能力和创新能力。

2 虚拟仿真实验操作平台选择

面向学生开设的仿真实验，要求实验工具操作简单、功能强大，能满足学生实验的大量要求，实验过程搭建简洁、易理解，学生上手较快。因此，选择VMware作为虚拟仿真实验操作平台。

虚拟机VMware是一个在Windows或Linux计算机上运行的应用程序，它可以模拟一个基于x86的标准PC环境，和真实的计算机一样，有芯片组、CPU、内存、显卡、声卡、网卡、软驱、硬盘、光驱、串口、并口、USB控制器、SCSI控制器等设备，提供这个应用程序的窗口就是虚拟机的显示器。在使用上，这台虚拟机和真正的物理主机没有太大的区别，都需要分区、格式化、安装操作系统、安装应用程序和软件，总之，一切操作都跟一台真正的计算机一样。。使用VMware来做网络管理课程的仿真实验主要因为：1）不用重新分区，就可尝试安装各种操作系统；2）利用虚拟机可进行软件测试而无需担心破坏实际的计算机系统；3）组建虚拟局域网，轻松学习网管知识，进行各种网络试验，而不必购买交换机、路由器、网线等设备。

3 仿真实验设计原则

根据计算机网络管理课程特点和学生的实际学习情况，进行仿真实验设计时应遵循以下几个原则：

1）合理选择实验内容。网络管理课程知识点丰富，涉及的实践操作较多。因此，在实验内容选择时，要充分考虑课程内容的难点和重点，由易到难，循序渐进。在选择具有基础性、代表性和实用性的实验的同时，要设计学生自选实验环节，让学有余力的学生对复杂网络进行实践，促进学生更深层次地理解所学内容。

2）重视基础实验。课程中有许多验证性实践操作，是网络管理基础，也是学生需要掌握的重要知识。在实验时，要求学生按照课堂教学的内容独立完成，打下坚实的基础。

3）激发学生兴趣。通过实验让学生自己搭建实验平台，弄清其中的原由，激发学生的学习兴趣。

4）培养创新精神。对于一些复杂网络环境，由学生自己设计搭建并实现，从而培养其创新精神。

4 仿真实验设计

4.1 虚拟仿真实验操作平台环境构建

4.1.1 构建虚拟机

构建虚拟机的方法通常有两种：一是利用向导构建虚拟机，即按照向导进行有关的参数设置，实际上该过程就是硬件配置的过程，向导会要求设置CPU、内存、硬盘、网卡等硬件设备参数。二是采用备份文件构建虚拟机，即选择已经建立好的虚拟机文件，通过选择“使用已存在的磁盘镜像文件”，然后对建立好的虚拟机重新配置。

4.1.2 安装虚拟机操作系统

构建虚拟机后，可在新建的虚拟机上安装操作系统。安装时可选择光盘安装、光盘镜像安装、GHO镜像文件安装和备份文件安装四种方式。需要注意的是，操作系统安装完成后，如果想从虚拟机窗口中切换回主机，需按下Ctrl+Alt热键或者安装VMware Tools。

在实验室中，可事先安装好几种常用虚拟机操作系统，如Windows XP、Windows Server 2003以及Linux（如Fedora）等，并存放在宿主机中，供学生实验时调用。

4.1.3 安装VMware Tools

VMware Tools相当于VMware虚拟机的主板芯片组驱动和显卡驱动、鼠标驱动，在安装VMware Tools后，可以极大提高虚拟机的性能，并且可以让虚拟机分辨率以任意大小进行设置，还可以使用鼠标直接从虚拟机窗口中切换到主机中。点击VMware菜单下选择安装VMware Tools。按照提示安装，最后重新启动虚拟机即可。

4.2 实验项目内容

根据计算机网络管理课程大纲教学内容和仿真实验设计原则，实验内容如下：

1）网络服务器配置实验。实验内容：配置DHCP服务、配置DNS服务和配置WINS服务。实验要点：关闭VMware自带的DHCP服务器；在VMware中，新建分组，名为“网络服务器配置实验”，并采用链接克隆的方式添加2台虚拟机（Windows Server 2003和Windows XP），然后添加专有的“LAN”，并让所有虚拟机使用该“LAN”。

2）磁盘阵列实验。实验内容：磁盘阵列创建实验（RAID0、RAID1和RAID5）和磁盘阵列数据的恢复实验。实验要点：在VMware中，新建分组，名为“磁盘阵列实验”，并采用链接克隆的方式添加1台虚拟机（Windows Server 2003），注意不要创建分组中专有的“LAN”；编辑虚拟机，向虚拟机中添加5块SCSI虚拟硬盘（各1GB）。

3） Active Directory组网实验。实验内容：升级Windows Server 2003到Active Directory；将Windows XP Professional加入到Active Directory网络中。实验要点：在VMware中，新建分组，名为“Active Directory组网实验”，并采用链接克隆的方式添加2台虚拟机（Windows Server 2003和Windows XP），然后添加专有的“LAN”，并让所有虚拟机使用该“LAN”。

4）多VLAN网络设计实验。实验内容：设计多VLAN网络拓扑结构；规划多VLAN网络中的IP地址；根据网络拓扑结构组建网络环境（添加虚拟交换机、虚拟路由器等）；配置网络环境，实现多VLAN间的路由。实验要点：在VMware中，添加VMnet2等虚拟网卡（根据网络需要设定），并停止VMware DHCP服务；在VMware中，新建分组，名为“多VLAN网络设计实验”，并采用链接克隆的方式添加虚拟机（根据网络需要设定），注意不要创建分组中专有的“LAN”；编辑分组，为模拟“虚拟路由器”的虚拟机添加一块虚拟网卡，并指定其“连接”属性；编辑虚拟机，为其分配各自虚拟网卡。

5）多路由器广域网设计实验。实验内容：设计多路由器广域网拓扑结构；规划多路由器广域网中的IP地址；根据广域网拓扑结构组建网络环境（添加虚拟交换机、虚拟路由器等）；配置网络环境，实现通过Internet组建VPN路由。实验要点：在VMware中，添加VMnet2虚拟网卡（根据网络需要设定），并停止其DHCP服务；在VMware中，新建分组，名为“多路由器广域网设计实验”，并采用链接克隆的方式添加虚拟机（根据网络需要设定），注意要在分组中创建多个专有的“LAN”（根据网络需要设定）；编辑分组，修改各虚拟机的“连接”属性。同时，为模拟“虚拟路由器”的虚拟机分别添加一块虚拟网卡，并指定其“连接”属性；编辑虚拟机，为其分配各自虚拟网卡。

6）文件服务器配置综合实验。实验内容：主域控制器的安装与配置；域网络中额外域控制器的添加与配置；分布式文件系统的配置与使用；文件服务器的配置；SMTP服务器的配置。实验要点：在VMware中，新建分组，名为“文件服务器配置综合实验”，并采用链接克隆的方式添加4台虚拟机（3台Windows Server 2003和1台Windows XP），注意不要创建分组中专有的“LAN”；编辑分组，修改各虚拟机的“连接”属性为NAT；查看虚拟交换机网络参数，设置NAT网络参数。

7）网站综合实验。实验内容：WWW服务器的安装与配置；FTP服务器的安装与配置；网页制作软件的安装及网站并上传；虚拟路由器的端口映射。实验要点：在VMware中，新建分组，名为“网站综合综合实验”，并采用链接克隆的方式添加2台虚拟机（Windows Server 2003和Windows XP），注意不要创建分组中专有的“LAN”；编辑分组，修改各虚拟机的“连接”属性为NAT；查看虚拟交换机网络参数，设置NAT网络参数。

8）复杂网络环境实验。实验内容：① 多主机组建局域网实验环境；② 多主机组建广域网实验环境。实验要点：两台或两台以上主机，需要有网络环境；虚拟机根据网络实验拓扑需求进行自由组合。

4.3 实例

下面以“多VLAN网络设计实验”为例，介绍其实验教学过程。

4.3.1 规划网络拓扑及IP地址

根据实验要求，规划网络拓扑图如图1。

图1 实验环境网络拓扑图

在图1中，网络共划分了5个VLAN（每个端口连接一个不同的子网），其网络地址规划如表1。其中，端口1所连接的服务器将运行DHCP服务器，并且为端口2、端口3、端口4所属的VLAN中的计算机分配IP地址及相关参数；端口24连接路由器，路由器另一端连接Internet，其他VLAN都通过端口24连接的“路由器”访问Internet。

表1 VLAN实验地址规划表

4.3.2 组建网络环境

为了实现图1所示的实验环境，在VMware中搭建虚拟机网络连接示意图，如图2。

图2 虚拟机网络连接示意图

1）添加虚拟网卡

在VMware中，选择“编辑?虚拟网络设置”，进入“虚拟网络编辑器”窗口。首先在“主机虚拟适配器”选项卡中，依次添加4个虚拟网卡：VMnet2、VMnet3、VMnet4、VMnet5。然后在“主机虚拟网络映射”选项卡中，分别设置VMnet2为192.168.2.0、VMnet3为192.168.3.0、VMnet4为192.168.4.0、VMnet5为192.168.0.0，同时修改VMnet8为204.200.200.0。最后在“NAT”选项卡中，设置VMnet8网关为204.200.200.254。

2）新建分组

在VMware中，创建名为“多VLAN网络设计实验”的分组，并在分组中，添加2台Windows Server 2003克隆链接的虚拟机（分别名为Server和Route）、3台Windows XP克隆链接的虚拟机（分别名为PCA、PCB、PCC），注意不要创建分组中专有的“LAN”。

创建分组完成后，点击“编辑分组设置”，首先在“虚拟机”选项卡中调整Route的顺序至最后。然后在“连接”选项卡中，为Route添加一块虚拟网卡（以太网2），并指定其“连接”属性为NAT，同时设置Route和PCA、PCB、PCC的默认虚拟网卡（以太网）的“连接”属性为“桥接”，而Server的“连接”属性则为“host-only”。

编辑分组中的每一台虚拟机，删除每台虚拟机的声卡，修改虚拟机的软驱为“不连接”。然后编辑Server虚拟机使用VMnet1，PCA虚拟机使用VMnet2，PCB虚拟机使用VMnet3，PCC虚拟机使用VMnet4，Route虚拟机的第1块虚拟网卡使用VMnet5，第2块虚拟网卡使用VMnet8（即NAT网卡）。

4.3.3 配置网络环境实现多VLAN间的路由

1）主机路由器配置

在Windows Server 2003主机上，点击“开始程序管理工具服务”，首先停止服务：“VMware DHCP Service”和“Windows Firewall/Internet Connection Sharing(ICS)”，即将服务属性修改为“禁用”。然后从“管理工具”运行“路由和远程访问”服务，将当前计算机配置为“路由器”，即选择“配置并启用路由和远程访问自定义配置LAN路由启用服务配置完成”。

2）对分组中的虚拟机进行设置

启动分组中所有的虚拟机，首先依次进入每台虚拟机（Server、PCA、PCB、PCC、Route），为每台虚拟机修改计算机名称、设置IP地址及网关、DNS。

虚拟机Server：主机名为“Server”，IP地址为“192.168.1.100”，网关为“192.168.1.254”。

虚拟机PCA：主机名为“PCA”，IP地址为“192.168.2.100”，网关为“192.168.2.254”。

虚拟机PCB：主机名为“PCB”，IP地址为“192.168.3.100”，网关为“192.168.3.254”。

虚拟机PCC：主机名为“PCC”，IP地址为“192.168.4.100”，网关为“192.168.4.254”。

虚拟机Route：主机名为“Route”，第1块网卡网络连接名为“LAN”，其IP地址为“192.168.0.100”，第2块网卡网络连接名为“Internet”，其IP地址为“204.200.200.100”，网关为“204.200.200.254”，DNS为“202.119.248.66”。同时，因没有添加内网网卡的网关造成其他子网不能访问，可使用route命令，添加到其他子网的路由，命令如下：

route Cp add 192.168.1.0 mask 255.255.255.0 192.168.0.254

route Cp add 192.168.2.0 mask 255.255.255.0 192.168.0.254

route Cp add 192.168.3.0 mask 255.255.255.0 192.168.0.254

route Cp add 192.168.4.0 mask 255.255.255.0 192.168.0.254

最后，切换每一台虚拟机，使用ping命令，进行相互间的测试，发现全网互通。

3）配置虚拟机Server为DHCP服务器

在虚拟机Server中，首先添加DHCP服务器，完成后，进入DHCP服务器，创建3个作用域，分别为PCA、PCB、PCC所在的子网分配IP地址及其相关参数（网关、DNS等）。然后，在Windows Server 2003主机中，打开“路由和远程访问”添加“DHCP中继服务”，接着对“DHCP中继服务”依次添加网络接口：VMnet2、Vmnet3、Vmnet4，并添加服务器地址为“192.168.1.100”。最后，进入虚拟机PCA、PCB、PCC，分别修改网络参数为自动获取地址，并进入命令提示符，使用ipconfig/renew重新获取地址，之后使用ipconfig/all检查获得的地址参数，使用ping命令，再次进行相互间的测试，发现全网互通。

4）配置虚拟机Route为其他计算机的服务器

在虚拟机Route中，从“管理工具”运行“路由和远程访问”服务，将当前计算机配置为“NAT服务器”，即选择“配置并启用路由和远程访问?网络地址转换（NAT）Internet网卡?启用服务?配置完成”。注意，如果将虚拟机Server、PCA、PCB、PCC与Route的设置在同一网段，则这几台虚拟机都可通过Route中的NAT共享上网。但是，实验中虚拟机Server、PCA、PCB、PCC与Route并不在同一个子网，如果需要通过Route共享上网，还需在主机路由器上添加一条静态路由，使其指向Route内网网卡地址（192.168.0.100）。

5）在主机上添加静态路由

首先编辑Route的虚拟机设置，让第2块网卡（外网网卡）属性为“桥接”方式，并设置一个合法的地址（或者与主机“本地连接”同一网段的一个地址），否则会因Route通过NAT共享上网而造成“循环”路由。然后，进入主机系统，进入“路由和远程访问”服务，添加静态路由（接口：VMnet5，目标：0.0.0.0，掩码：0.0.0.0，网关：192.168.0.100）。最后，进入虚拟机PCA（PCB或PCC），打开IE浏览器，进行网站访问测试，发现可以正常访问。需要注意的是，实验中由于修改了主机的路由设置（已作为路由器使用），故实验时主机是不能上网的，实验完成后，主机若要上网，必须在“路由和远程访问 静态路由”中删除上述静态路由信息。

5 结束语

利用VMware搭建虚拟仿真实验操作平台设计的8个实验，包含了计算机网络管理课程的全部教学要求实验，通过上述实验，学生普遍反映该实验教学从更直观的角度，使他们能进一步理解和巩固课堂所学的理论知识，调动了他们的学习兴趣。同时，使用VMware虚拟机软件，还弥补了由于实验场地、仪器设备和经费缺乏等带来的不足，避免了因误操作而对实验仪器造成的损失，而且对于以前不能实现的教学要求也可以开展实验，极大地丰富了课程的实验内容，受到了广大师生的好评。

参考文献：

[1]王春海.非常网管-典型网络实验[M].北京:人民邮电出版社,2007.

[2]王淑江.虚拟技术应用实践[M].北京:电子工业出版社,2009.

[3]刘志平.基于VMware虚拟网络的构建[J].内蒙古大学学报:自然科学版,2007(1):94-98.

[4]冯陈伟.利用VMware构建虚拟网络平台[J].信息系统工程,2009(8):78-81.

[5]张更路,李银锁,魏峰,等. VMware在实验教学中的应用[J].电脑编程技巧与维护,2009(4):77-79.

[6]王太成,蔡勇.利用虚拟机技术完成复杂网络实验[J].计算机技术与发展,2009(4):246-250.

[7]斯康.虚拟机技术在计算机网络实验中的应用[J].广东技术师范学院学报:自然科学,2009(2):37-39.

[8]何增颖.虚拟机技术的实验教学应用[J].实验科学与技术,2010(1):80-84.

[9]彭英,季飞.利用VMware虚拟机模拟RAID实验[J].科技广场,2009(1):177-179.

收稿日期：2011-09-26

篇7

关键词：精品课程；课程建设；教学方法

2007年6月，教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会计算机专业规范研究小组在对计算机科学、计算机工程、软件工程和信息技术知识体系和CC2005核心课程进行研究的基础上，结合我国的实际情况，确定了我国计算机科学专业的15门核心课程、计算机工程专业的16门核心课程、软件工程专业的24门核心课程和信息技术专业的15门核心课程，并给出了各专业包括的知识领域及知识单元。按照各个专业方向核心知识体系的要求，给出了程序设计、离散结构、数据结构、计算机组成原理、计算机网络、操作系统和数据库系统等7门课程作为这四个专业的公共核心基础课程。2008年4月国家教育部公布，从2009年起，计算机专业考研中的专业基础课实行全国统一命题，专业基础课由数据结构(占45分)、计算机组成原理(占45分)、操作系统(占35分)、计算机网络(占25分)四个部分组成，并于2008年8月公布了统一的考试大纲。

计算机组成原理是计算机科学与技术的核心专业基础课，是学生接触的第一门较全面地介绍计算机组成及工作原理的硬件课程，它与数据结构、汇编语言程序设计、微机接口技术、计算机体系结构、嵌入式系统、计算机控制技术等计算机学科核心课程关系紧密。要建设一门既符合CC2005核心课程知识体系，又符合研究生入学考试全国统考大纲要求的计算机组成原理精品课程就显得格外重要。为此，本文从课程建设的定位与目标出发，从精品教材建设、教学内容规划、实践创新能力培养、教学方法与手段改革和教学团队建设等方面进行了探索与实践。

1　课程的定位与目标

计算机组成原理课程的定位是以基础理论知识为本、实践以及应用并重、反映学科最新成果、兼顾不同层次对象，培养学生科学思维、工程应用以及创新能力的精品课程。

课程的教学目标是通过该课程的学习，使学生理解计算机的组成和工作原理，掌握计算机整机设计的思想和方法，以及提高计算机整机性能所采用的核心技术，培养学生整机调试、故障分析、故障检测与故障排除的能力，为今后学习微机接口技术、计算机体系结构、计算机网络、并行与分布式处理等课程及计算机系统的硬件研究打下坚实的基础。

2　课程的内容和过程

2.1　建设精品教材，满足专业规范和考研大纲要求

通过分析CC2005、高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)和计算机科学与技术专业研究生入学考试专业基础课全国统一命题考试大纲对计算机组成原理知识点的要求，我们新编了《计算机组成原理》教材，并于2009年2月由西安电子科技大学出版社正式出版。该教材在系统地讲述计算机最基本的组成和工作原理、分析方法和设计技术的同时，还介绍了有关的先进技术在计算机组成方面的最新进展。教材具有基础性强、内容组织合理、取材先进、注重实践、便于自学等特色。实践证明，新教材的使用加深了学生对计算机组成和工作原理的理解，提高了学生的学习兴趣和独立思考的能力，收到了良好的学习效果。

2.2　合理规划教学内容，注重基础理论知识与新技术的结合

根据计算机组成原理的定位和教学目标，以及计算机科学与技术专业教学指导委员会给出的专业规范和研究生全国统考大纲的要求，我院将此课程规划为72学时，其中实验占12学时，讲授占60学时，课程设计单独占32学时。基础理论知识及讲授学时规划如下。

1)计算机系统概论部分占4学时，主要讲授计算机的发展历程，计算机系统层次结构，计算机系统的组成，计算机的工作过程，计算机性能，计算机的典型分类方式。

2)运算方法和运算器部分占12学时，主要讲授数值数据和非数值数据的表示方法，定点数的运算方法和运算器，浮点数的运算方法和运算器，数据校验码。

3)存储系统部分占10学时，主要讲授存储器的基本概念，半导体随机读写存储器和半导体只读存储器的组成及工作原理，半导体存储器的容量扩展，双端口RAM，多模块交叉存储器，相联存储器，Cache存储器，虚拟存储器。

4)指令系统部分占8学时，主要讲授指令系统的发展与性能要求，指令格式，指令和数据的寻址方式，指令格式的分析与设计，CISC、RISC、退耦CISC／RISC和后RISC的基本概念。

5)中央处理器部分占12学时，主要讲授CPU的功能和组成，指令周期，时序产生器，微程序控制器，硬连线控制器，流水线技术。

6)总线结构部分占6学时，主要讲授总线的基本概念，总线标准，总线仲裁和总线通信。

7)输入／输出设备部分占4学时，主要讲授典型输入／输出设备的工作原理和常见的性能指标。

8)输入／输出系统部分占4学时，主要讲授I／O系统的基本概念，I／O接口的功能和基本结构，I／O端口及其编址，以及I／O设备数据传送控制方式。

为了让学生了解理论知识在新一代计算机系统中的应用，我们在计算机的发展趋势、计算机的典型应用、指令系统的发展、提高单机系统指令级并行性的措施、总线标准举例等知识点中引入了近几年来较新的计算机技术。例如在“提高单机系统指令级并行性的措施”这一知识点中，我们分别补充介绍了在单机系统中目前比较广泛使用的五种技术，即超标量、VLIW、超流水、超标量超流水、EPIC技术，并简要介绍了这些技术在现代微处理器中的具体应用。

2.3　加强综合性和创新性实践环节，培养学生的实践创新能力

计算机组成原理课程不仅是一门理论性很强的专业基础课，而且也是一门实践性很强的实践课程。要清楚地理解计算机组成原理的精髓，亲自动手进行计算机各部件和模型机设计是相当重要的。我们通过加强综合性和创新性实践环节，不仅让学生理解了抽象的概念及原理，而且也提高了学生分析问题、解决问题的能力，以及实际动手的能力。

这门课程的综合性实验项目包括数据通路实验、操作控制器实验、高速ALU设计实验和浮点运算器设计实验，其目的是为了让学生掌握计算机运算部件、控制部件的组成和工作原理，加深学生对理论知识的融会贯通与理解，锻炼运用EDA技术进行计算机硬件设计的能力和硬件调试的能力。

创新性实践环节单独安排为一个课程设计，其内容是运用理论知识、硬件描述语言和EDA软件QuartusII进行模型机的设计。尽管在理论教学时，已分章节介绍了计算机的组成、指令的解释过程、指令周期、微指令格式、微程序的设计方法，以及时序控制方式和微处理器的设计步骤，但是实现相同的功 能，在微处理器的内部结构设计时方法也是多种多样，比如微处理器内部寄存器的个数设置、是否采用片内指令Cache和数据Cache，采用什么样的指令格式和寻址方式、设计哪些指令、指令如何解释、采用微程序操作控制器还是硬连线控制器、是否采用流水线技术等。创新性实践环节涉及的知识面广、设计方案多样、设计方法灵活，有利于提高学生分析问题、解决问题的能力和实践创新能力。

2.4　科学合理地改进教学方法，提高教学质量和教学效果

教学内容的组织采用了整体“自顶向下”、细节“自底向上”的教学方法，从计算机硬件系统入手到分别介绍计算机硬件的五大部件及相互联系，再将内容的展开，分别讲授每一个部分的组成和工作原理。在涉及到各组成部分具体细节的知识点时，采用了“自底向上”的教学方法，讲授内容由浅入深、循序渐进、由简单到复杂，在讲清基本概念和基本原理的基础上，再进行分析和设计。这种教学方法既让学生正确理解和掌握了各部件的组成及工作原理，让学生掌握了计算机中各部件的设计方法和相互之间的联系，建立了整机的概念。

教学任务的安排是将不同的专业分别定为一个教学班，以小班上课的方式进行，促进了讲授、提问、讨论、练习等多种教学方式的开展。同时要求每个教学班的主讲教师必须参加理论课的辅导工作，并要求每个实验必须参加一批实验辅导。青年教师必须先经过实验辅导和理论课辅导两年后，才能根据试讲情况确定其是否能胜任主讲教师资格。理论课辅导教师主要负责作业批阅、答疑、上习题课、网上教学交流等工作，实验课辅导教师主要负责讲授实验目的、实验要求、实验内容、实验步骤，并指导学生完成实验的全过程。

教学方法的改进，有助于各专业主讲教师根据本专业的课程结构和学生能力水平，以及课堂交流、作业和辅导、实验操作等情况的反馈信息，及时将出现的问题与所有学生沟通，以便随时调整教学方法、教学进度和补充教学内容，提高了教学质量和教学效果。

2.5　利用现代化教学手段，提高学生的学习兴趣和学习主动性

利用课件教学，使得计算机各部件抽象的工作原理直观地展示在学生面前，大大地增加了课堂教学的信息量，提高了学生的学习兴趣。例如通过动画模拟机器指令的取指和执行过程，来解释中央处理器的组成和工作原理，让学生更直观地了解CPU内部控制信号的产生、指令和数据的流动过程、在指令执行过程中CPU内部各寄存器的变化情况等。通过使用QuartusII仿真软件进行实践教学，可以清楚地理解CPU的组成和详细设计，可以将CPU的顶层电路图逐层解剖，看到CPU内部的各组成部分及VHDL描述。通过微处理器执行某一个具体功能的机器语言程序，调出仿真波形，可以让学生清楚地看到CPU内部程序计数器、地址寄存器、指令寄存器、微地址寄存器、通用寄存器、数据暂存器、状态条件寄存器、主存储器、输出总线的内容随着时间的推移而发生变化的情况，将理论教学与实际设计充分结合，提高了学生的学习兴趣。

通过课程网站辅助教学，丰富的教学资源和交互式教学平台提高了学生的学生主动性，促进了师生之问的互动。课程网站采用Dreamweaver MX、Flash MX、Photoshop、ASP和SQL Server等软件开发，为学生提供了全方位的学习辅导支持，包括教学大纲、学习指导、教学视频、课件下载、在线测试、难点解析、动画演示、虚拟实验室、在线答疑、学生论坛等。这些内容可以帮助学生全面地理解和掌握计算机组成原理课程的教学内容，了解该课程涉及的新知识和新技术。

2.6　建设合理的教学团队，重视对青年教师的培养

建设由课程负责人、主讲教师、辅导老师和实验指导教师组成的教学团队是极其必要的。我们的计算机组成原理课程教学团队由8名教师组成，主要成员均长期从事本课程及相关课程教学和相关课程的教学和学术研究，其中教授1人、副教授3人、博士1人、硕士6人；35～45岁年龄段的中青年教师占75％，具有计算机相关专业教育背景7人、通信相关专业教育背景1人，所学专业涵盖了计算机应用技术、通信与信息工程、自动控制等。教学团队成员分别来自上海理工大学、中山大学、桂林电子科技大学。在知识结构、年龄结构、职称结构、学缘结构等方面形成了较合理的结构配置，教师队伍在理论教学、教学研究和学术研究等方面已开展了较多卓有成效的工作。

课程教学团队充分发挥高学术水平和高教学水平骨干成员的传、帮、带作用，通过合理规划、创造条件、培育环境、严格要求等多种机制，实施青年教师的培养，具体措施包括选派青年教师到国内知名大学参加培训、实行骨干成员为核心的导师制、组织开展教研讨论和科研活动。

通过以上措施，青年教师得到迅速成长、能够很好地胜任本课程的教学任务。在近几年的学生评教中，教学团队的学生评教成绩一直保持在优良以上，深受学生欢迎。近五年来，课程组承担和完成了国家自然科学基金、广西自然科学基金和横向科研项目16项，发表学术论文24篇(EI、ISTP收录10篇)，出版专著／教材4部，获得计算机软件著作权4个；承担教学改革与教学研究项目10项，发表教学研究论文16篇，获得教学改革与研究成果7项。

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关键词:独立学院 微机室 建设

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 01-177-02

人类跨入21世纪以来,全球进入信息高速公路的IT时代,计算机以其飞速增长的科技含量和无所不及的应用范围正逐步改变着人们的生活、学习和工作。计算机知识和应用能力已成为当代高校学生知识结构和能力素质的重要组成部分,计算机实验室汇集了高校最先进的计算机系统设备,是学校计算机专业及其他专业相关课程实验教学、课程设计、毕业设计及学生自学计算机知识、提高操作技能和应用能力的主要场所。可见计算机实验室的优劣,对于学生掌握教学内容的质量、提高自身动手能力、科研课题的开展、社会服务功能的完善等诸方面都有着重要意义。随着我国独立学院课程改革的深入和教学手段的不断更新,独立学院规模的不断扩大,学院计算机机房的利用率不断提高,对机房上机操作实践软件使用的要求也越来越高。合理建立计算机实验室,最大限度地使用计算机满足教学需要已经成为独立学院计算机实验室建设和管理的关键问题。笔者结合工作实践,谈谈独立学院计算机实验室的建设与管理。

1现状

第一,独立学院的微机室是提供给全院所有专业使用的机房,在管理上属于集中管理。这种模式能够节省成本,提高机房的利用率,但是对排课、安装软件、维护等工作带来不便。由于各班级的学生的人数不统一,差距较大,实验室的安排比较困难。第二,近年来,随着独立学院招生规模急剧扩大,计算机相关课程比重的加大一些非计算机专业课也需将专业知识和计算机知识融合,使机房实验课时大量增加。第三,计算机产品的换代升级大大提速,软件1～2年,硬件2～3年就会更新一代。而高校实验室的计机设备一般都是分批购置,其性能、参数等不尽相同。新老计算机并存是目前高校实验室的普遍状况。第四,不同学科实验所用软件对计算机配置要求也不一样,这就要求我们科学统筹行计算机实验建设,达到物尽所用,最大限度地发挥现有设备的作用。

2机器配置

计算机的硬件更新是非常快的,学校在选购计算机时不必追求社会主流配置的机器,可以根据实际需要,选择不同的机器。计算机共同课、计算机专业课、图形图像处理等方向的机器配置是不同的,而且差距较大。除了图形图像处理等课程对计算机要求高一点以外,其它的课程所用的软件,大多数基本配置的计算机是能够满足的,而这类课程上机的人数往往还很多(计算机共同课),所以在选购时应该牢记“够用就好”的口号。为今后的管理和维护方便,请选择具有网络同传和硬盘保护的机器。具有网络同传的机器可以在做完母盘之后,通过局域网把其他同型号的机器安装成和母盘一样的机器。对于机房而言可以大大节省系统和软件的安装时间,减少管理人员的数量。具有硬盘保护功能的机器,可以根据需要对相应的盘符进行写保护。对于防病毒很有效果。

根据我们的经验,一般购进的计算机在保修期过后硬件故障会慢慢多起来。本来我们当时购买的都不是主流机型,计算机硬件更新的很快,保修期的三年过去之后,买配件可能会买不到,即使买到替代品,又会造成一个机房的计算机有不同的配置,给管理和维护带来不便。同时在散件损坏之后买回来之前,有故障的机器无法使用,影响部分学生上课。我们建议,在新购计算机的时候,应该根据故障率的高低同时购进一些配件做为备用。在我们的使用过程中发现,计算机硬件的故障率从高到低依次是鼠标、键盘、显示器、电源、主板、硬盘、内存等。

考虑到机器的更新换代比较快,如果高配置的机房不能满足教学需要时,可以变成普通机房供计算机共同课使用。新购进的机器一定比现有的机器配置高,可以作为高配置机房的补充。面临淘汰的机器可以给计算机专业学生做“解剖”使用。

3场地和数量

规划机房的时候要考虑到现有场地的大小、上课班级的人数、专业等情况,最好能让各个机房分类使用。计算机共同课用的机房的机器数量要大,配置要低,而且要考虑到同时有多个教学班上课。用于图形图像处理的机房配置要高,数量要适合。在学院统一管理下,为提高机房使用率,可以在高配置机房闲置的课节安排其他课程。这样安排优点有三,一是节省资金,物尽其用,二是提高计算机的使用性能,合理安装系统和软件,三是提高课堂实践效果,学生专心学习相关课程。我院根据计算机专业课、计算机共同课、美术专业课的人数和特点,设置低配置机房3个, 80多台,90多台,100多台各一个,高配置机房3个,40台,60台,80台各一个。

计算机机房不仅是学生实验的场所,而且也是教师上课的场所。各校根据自己的场地,设计机房时需要考虑师生的交互。可以设计成纵排式布局和横排式布局。为便于管理机房,加强课堂上师生交流,现在的机房都需要做成局域网,有些机房还安装了投影仪。据我们的经验,在有局域网的机房中,安装多媒体教室软件比安装投影仪的机房演示效果好,能够大量节省建设和维修的成本。

4人员配置

独立学院的实验室不像普通高校,基本都配备1-2个专职的计算机实验室教师管理员。但是由于办学规模的增加,实验室机器的频繁使用,导致每个教师管理员在一周内维护维修几十台次微机,同时,他们还担负着微机室的日常管理工作。在不增加教师管理员的情况下,微机室不能影响正常的上课。微机室的技术人员是保障微机室正常运行的主要力量,不增加教师管理员可以增加学生管理员。很多学校设立了计算机专业,可以从这个专业挑选一些责任心强、肯吃苦、对计算机感兴趣的的学生,作为学生管理员。他们经过一段时间的培训后,能够处理一些常见的问题。经过一年多的培养,一般的学生管理员可以独立维护5-15台微机。培养学生管理员,既可以增加微机室的技术力量来完成微机室的工作,又可以增加学生的实践动手能力,提高学生对专业课的兴趣,可谓一举两得。关于学生管理员的费用问题,各学院的情况不同,有的给有的不给,学生管理员更看重的是提高自身的技能。

学生参与微机室的管理工作,有很多好处,第一,学生的学习由被动变成主动:第二,由于亲自参加管理,体会到爱护仪器设备得到重要性,增强了学生的责任心;第三,学生参与管理提出来的问题,有助于教师管理员知识和技能的提高。

5日常管理

不能忽视对上机学生的管理。一方面要健全计算机实验室规章制度,严格要求学生遵守和执行,在执行时要注意人性化管理;另一方面要对学生加强德育教育工作,使他们自觉遵守各项规章制度,形成良好操作计算机习惯。这两点做到了,才能更有效地防范计算机的人为破坏,保证实验课的正常开展。由于篇幅有限在此不展开讨论。

6总结

计算机实验室建设和管理是一项纷繁复杂的系统工程,机器配置的选择、场地大小的设置、机房中机器数量的确定、机房管理人员的配置、日常管理是其中的几个重要方面。作为实验室的管理者,我们以节省成本(设备和人员)最大限度的发挥现有设备的作用为宗旨,结合自身特点,实现建设和管理的科学化、信息化、制度化,才能充分发挥实验室在现代教育中不可或缺的重要作用,为社会培养出更多更优的新世纪创新人才。

参考文献:

[1]陈梅生.计算机实验室管理和建设初探[J].中国林业教育.

[2]杨素芳.高校计算机实验室建设之管见[J].科技情报开发与 经济.

[3]胡凯.学校微机室建设与管理之浅见[J].教育科研.

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【关键词】云计算 计算机 实验室建设

一、引言

目前云计算已经成为了IT界所关注的热点，同时也是计算机服务的重要技术支持，也是计算机运算发展的一种趋势。云计算的构成本质是大量的计算机组，在这些计算机组同时工作的情况下能够对现有的资源进行动态分配，在分配资源的过程中还能够进行相应的实时监控，让整个资源系统能够处于一个良好的工作环境当中。目前我国的计算机实验室虽然取得了一定的发展，但是相对于欧美国家还存在着一定的差距，上述情况在我国的高校中十分常见，而云计算为计算机实验室的建设带来了十分有利的技术支持[1]。通过构建虚拟化资源池，以此来加速云端资源服务的获取。同时还能够根据不同的动态组织资源构建相应的应用环境。在云计算的支持下，可以更好地进行资源共享，让资源共享最大化。

二、云计算概述

从客观角度上来看，云计算并没有一个相对标准的定义。广义上认为云计算是将计算机运算通过大量的计算机组来进行从而实现分布式运算，在网络的存在下可以对现有的资源进行调用，并将这些资源转换到相关的应用上，从而让这些网络资源实现共享。云计算主要有以下特点：（一）可靠性强。云计算在处理数据的时候是通过冗余方式来进行，这就让数据的出错率得到了有效的控制，保证了数据的可靠性。（二）实用性。云计算具有很强的实用性，主要体现在存储和运算两个方面，这使得云计算较以往的计算机运算方式具有极大的优势，同时云计算还能够对数据节点进行智能化检测，以此来保证整个系统工作的稳定性。（三）构建成本相对较低。虽然说超级计算机有着强大的功能，但是却需要很大的构建费用。而云计算的构建成本则相对较低，但是在性能上却与超级计算机基本持平，这能够大大地节约开发成本，具有很好的经济性。（四）多层次服务。根据不同层次的用户可以进行相匹配的差异化服务。（五）更易于编程。云计算给广大的程序开发者带来了很好的开发环境和编程模型，开发者能够根据自己的实际需求来进行编程，这为程序开发带来了极大的便利，同时也让开发资源得到了有效的节约[2]。

三、基于云计算的计算机实验室构建

在云计算计算机实验室构建过程中要构造出云计算平台，其主要结构为：云客户端、云管理层、虚拟资源层、物理资源层。

（一）云客户端

云客户端是云计算平台的重要组成部分，它能够为使用者带来相应的统一化标准接口。比如我们日常所用到的IE浏览器、谷歌浏览器、火狐（Firefox）浏览器都属于云客户端的范畴。在云客户端的存在下，使用者能够对数据信息、应用资源进行迅捷的访问。在计算机实验室的构建过程中，可以让终端计算机来容纳云客户端。而云客户端对于计算机硬件的要求并不是太高，这就从一定的程度上节约了实验室设备的投入资金。云客户端可以让使用者对云计算平台进行有效地访问，同时获取大量的资源信息。通过这种方式，即便是学生的计算机设备并不是很高端，但是可以借助云计算平台来进行体验。

（二）云管理层

云管理层的主要功能是对云资源数据进行整合化的管理，并保证云计算平台的安全。在数据资源管理中会涉及到很多方面，如资源的监控状态、资源分配、资源维护等等。通过对数据资源、应用资源的有效管理能够让整个平台的负载更趋于平衡化。在安全管理方面，云管理层可以对用户登录、网络完全、用户访问进行综合性的管理，与此同时还能够面向不同的客户提供多层次的权限服务。

（三）虚拟资源层

虚拟资源层可以说是云计算平台的基本保障。通过虚拟资源层的作用能够让物理资源向逻辑资源进行过渡，这样就起到了简化资源的效果。通过对这些资源进行虚拟化，能够让资源利用率得以提升，并让系统的维护变得更加方便。在虚拟资源层的构建中采用了分布式储存技术，通过这种技术可以在不受权限的情况下进行数据读取，这样就可以减少操作的次数同时提高整个平台的工作效率。以Google File System为例进行说明，如下表所示：

（四）物理资源层

物理资源层即为实现云计算平台的硬件设备，如个人计算机、服务器、工作站以及数据存储设施等等，在这些硬件设备的存在下，才能够构建出“云”计算平台。

四、结语

基于云计算的计算机实验室能够通过低成本投入获得高运算能力，同时该实验室具备了很强的资源储存能力，在维护工作上也较为简单，关键是能够让资源共享的范围得到很大的扩充。总之，云计算平台为计算机实验室的构建带来了良好的解决方案，这对于我国计算机实验室的建设有着重要的意义。

参考文献：

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关键词：实习；软件实习工厂；实验教学

中图分类号：G43文献标识码：A文章编号：1671—1580（2013）01—0019—02

一、“软件实习工厂”概述

生产实习也称操作性实习，学生通过参加生产实习，将所学的专业知识和技能应用于实际软件设计开发中，既巩固和充实了理论知识，又培养了处理实际问题的能力，为毕业后独立从事专业工作奠定了基础。但计算机科学与技术专业的生产实习由于受实习时间、实习单位场地、项目开发性和资金等因素的限制，学生实习过程中很难参与到具体实习单位的项目中去，只能以旁观的角度来学习项目开发，无法深入进去。这样的实习效果欠佳，也是实习环节的一个遗憾。考虑到可以利用现有网络资源在校内搭建一个虚拟的软件实习平台，提供成熟项目的设计蓝本，辅以教师在线指导，让学生展开自主学习，学生就像进到实习单位一样先看懂后模仿，这样可以有效地弥补实习环节中的欠缺，也可以促进学生学习方式的变革。我们把这一平台称为“软件实习工厂”。

二、设计目标

“软件实习工厂”的建设有以下两个主要目标。第一，学生广泛开展自主学习。利用学校现有计算机实验室的软、硬件或学生自己的计算机设备，在机房、自习室或宿舍都可以完成自主学习。登录平台，学生可以先“参观”后“动手”。 “参观”就是根据平台提供的成熟案例来按步骤熟悉项目开发的流程和设计思路，在吃透了学习模板后，可参照案例自己“动手”。“动手”则是按照要求项目开发流程完成老师预先安排好的项目任务，在这一过程中，老师预先设计合理的用户需求，学生作为项目开发者从需求分析到项目生成，每个步骤都可以亲身参与，最终再由老师作为虚拟客户，对项目进行验收检查。在这两个过程中，既能让学生快速科学地学习并熟悉项目开发的理念和思路，又能真正有效地锻炼学生的专业技能，同时充分提高学生团队合作的能力与组织方式。学生完成该平台的综合训练项目后相当于经历一次软件公司的“准工作”经历，为毕业设计做一次预练。通过“软件实习工厂”，使学生把所学的基础知识与计算机技术在实习过程中更有效地结合，切实提高实习环节的效果，同时能一定程度地激发学生的创新意识，提高学生的主动学习兴趣和实践能力。第二，计算机专业有大量和软件设计相关的课程，这些课程也都在近几年开设了设计型、综合型实验，这些实验的开设都是想通过增加学生自己设计软件的机会，旨在提高学生的动手能力，适应社会需求。可以将这些课程的实验教学环节放置在“软件实习工厂”平台上，对计算机专业的生产实习课程建设及实验教学改革有一定的辅助作用。

三、实验教学中的应用

《数据结构》课程是设计和开发系统软件及应用程序的基础，是一门理论性和实践性并重的课程。通过实验，对理论知识的应用有更实际的认识，并且为后继课程打下基础。实验教学部分设置了综合型实验。综合设计实验是全面考察学生对整本书内容的掌握程度。实验要求学生根据理论课程中讲授过的四种经典结构，在分析任务中数据的特点后，自行选择一种数据的逻辑结构，并根据操作特性设计数据的物理存储方式，利用函数实现各个操作，最后能在编制的主程序中，使整个任务流畅执行。通过任务的设计，让学生理解理论知识的同时强化了实际应用技能。要求以小组为单位，开发一个小型的管理软件，例如：电话簿的管理、学生信息的管理、班级事务的管理等等。对于只有一门语言基础并没有学过系统软件工程的学生而言，前期的需求分析和概要设计就变成了难点。利用“软件实习工厂”可以让学生直接看到相似系统的开发全过程。浏览样例，可以让学生直观地理解软件开发是怎么回事，模仿样例，可以让学生快速地熟悉软件流程。这种教学方法还可以提高学生的自主学习能力，不受实验课时的限制，课下可以更好地组织小组讨论，让不同程度的学生都有自己动手的能力。

《软件工程》课程是计算机科学与技术的核心课程，开设本课程的时间在大四第一学期，没有实验环节。面临着即将到来的毕业设计与就业实习，学生普遍感觉到这门课程理论性强，比较抽象难懂，学生很难把文字性的描述和自己要设计的软件对应起来。利用“软件实习工厂”可以让学生把书本上的抽象描述和实际软件联系起来，书中的各个章节就是实际软件开发的每个步骤，每个步骤中的难点和重点都在“软件实习工厂”中有预演。学生透过运行的应用软件，站在软件分析师的高度来剖析应用软件。学生有了这样一次经历，后面的毕业设计自然水到渠成。教师可以利用网络“软件实习工厂”，让学生利用课余时间在这一平台上自主学习，在教学过程中设置2-4个学时来检验学生课下学习的情况。这也一定程度上解决了《软件工程》课程没有设置实验教学环节的问题。

四、效果分析

对2个年级、6个班级200多名学生的《数据结构》课程的实验教学成绩进行统计分析。其中第一组2个班是未使用过该平台的班级；第二组2个班级是只使用该平成自主学习的班级，即只“参观”未“动手”的情况；第三组2个班级是在该平台上完成实验教学的班级，根据理论授课和实验的接受情况来看，将08级2个班分成第一组，将09级4个班分成后两组。对比结果如表1所示。其中满分为100分，合格为60-75分，中等为75-85，优秀为85分以上。

表1 不同教学模式下的教学效果比较分组 班级 合格率中等率优秀率第一组信管071、计科08250.1%35.3%22.6%第二组计科091、信管08127.8%36.4%36.8%第三组计科092、信管09219.0%23.3%57.1% 从表中可以看出，学生通过该平台“参观”效果比较明显，第二组计科091、信管081两个班整体课程掌握情况偏差，但通过“软件实习工厂”的学习，大多数小组都能自己动手完成综合型实验，而不是直接从网络上找现成软件交作业应付，实验成绩也与同等水平的信管071班相比有了很大的提高；第三组计科092、信管092两个班整体课程掌握情况较好，通过 “软件实习工厂”的学习，明显体现出团队合作意识，多数小组分工比较明确，各有侧重点，实验检查过程中还展开了小规模演讲，实验成绩也较同等水平的计科082班有提高，高分值学生的比例明显增多。

学习是满足个体内部需要的过程。只有愿意学，才能学得好，作为教学的设计者要考虑在教学过程中调动学生的学习兴趣和积极性，让学生自己产生主动学习的欲望，才能有效地提高学习效果。“软件实习工厂”给学生提供了自主学习的平台，通过成功项目的吸引力，充分调动学生的学习兴趣、提高学生的学习积极性，同时对相关课程的实验教学模式的改革进行了有效的尝试。下一步要考虑加强该平台的网络性，鼓励学生通过网络自主学习，将实习时间扩展到课下，将实习内容扩展到多门计算机软件设计课程，切实提高学生软件设计的实习效果。[参考文献]

[1]王坦.合作学习的理论基础简析[J].课程·教材·教法，2005（01）.

[2]陈庚.谈网络课程建设的进展和不足[J].中国远程教育，2004（02）.

[3]杨爱鑫.信息技术教学中基于任务驱动的小组合作教学法初探[J].2009（06）.

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关键词 实践教学 课程设计 教学设计

中图分类号：G642 文献标识码：A

0 引言

计算机基础课程教学改革的基础条件较好。近年来，我系与多家用人公司合作，打破传统应试教学模式，创新实验教学模式，专注于中国教育信息化建设和现代办公应用技术人才的培养，以就业为导向，开发了一系列符合企业用人需求的实践教学案例，“实战第一”的培训理念，帮助教师创新课程教学模式；助力培养“双师型”教师，通过专业的培训和考核，可以获得相应的授课资格鉴定证书，提高教师实践动手能力，提高教学质量效果；能够开展职业认证考试，将现实工作环境移植到实验室，让学生有一个全新的体验，真正使学生在实验室中打造一身过硬的真功夫，在激烈的职场竞争中，保持竞争优势，进而提高学校的就业率。

1 实践教学的设计思想

实践教学设计新思维，就是要充分体现出综合性规划与综合设计理念，要提倡群策群力、集思广益、认真分析。

1.1 课程设计的理念

本课程的目标是培养能够根据现代办公需求，利用Office办公软件工具，实现用户现代办公应用的能力（如图1）。在这一目标指引下，根据现代办公从业人员所必须具备的综合能力要求，以综合职业能力培养为目标，以工作过程系统化理念为指导，以教学做一体化为实现途径，与行业企业合作共同开发与设计了学习领域课程。在课程设计中我们遵循的理念是：（1）内容选取：以工作需求为目标；（2）内容组织：以工作过程为主线；（3）表现形式：以真实项目为载体。

1.2 课程设计流程

通过到九江及长三角和珠三角等地100多家企业访谈调查，跟踪毕业生，调研市场人才招聘，召开校企合作课程建设委员会议等方式，及时跟踪IT行业发展趋势和动态，参加计算机行业的标准，确定了计算机应用知识主要面向白领；从事社区管理、论坛编辑与财务、主管、文员、公务员等工作；从事信息加工处理等岗位。

1.3 推导典型工作任务

我们从知名企业（如广州鸿程计算机科技有限公司、江西四通计算机有限公司）邀请技师、高级工程师等一线人员，组成专家小组，召开访谈会。最后确定由粗到细、由模糊到精确的典型的工作任务（如表1）。

1.4 教学设计

确定了学习内容的任务后，接下来便是如何设计这些内容的教学。教学设计是按照“教学内容、教学环境、教学方法、教学评价”主线方式进行了展开。

2 课程设计特色

（1）职业性：本课程设计源于学生就业岗位的需求分析，最终服务于提高学生就业能力；教学内容以企业行业的要求为标准，以国家对本课程制定的标准为依托，以基于设计的工作过程的项目驱动和任务导向为实现途径，教学效果是以学生的动手能力为标准，充分体现了本课程的职业性。

（2）实践性：与企业共同制定课程体系、课程标准，创建了基于工作过程的实践教学环境，与企业行家共同指导学生，教学方法采用“教学做”一体化的方式，坚持“做中学，学中做”，教学内容采用真实的项目，学生到企业顶岗锻炼，突出了课程的实践性。

（3）开放性：教学内容与时代技术的发展同步，坚持模块化课程体系开发原则，多模块的组合能体现出课程设置和课程选择的动态性，可拓展性，突出了课程的开放性。

3 实践教学实施

实践教学实施需要建立课程设计、实验、实训各环节循序渐进的一个相对独立的实践教学体系，才有可能将实践教学落到实处，实践教学才不会成为理论教学的附属品。为此，提出以高素质的“双师教师队伍”和实验实训室、实习基地为基本支撑的层次化的实践教学体系。

3.1 实验教学

编写实验大纲。实验课程的顺利进行，实验大纲制定是必不可少的，阐述实验目的、具体内容、实验要求、实现目标。如果可能，可根据实际需要编写实验指导书，使实验的进行更加有序。

实验课的组织。教师在每次实验前简短讲述实验内容，布置实验作业，要求学生自己实践，充分发挥学生的创新意识，调动学生的主观能动性。鼓励教师运用现代化的教学手段，在多媒体教室（或实验室），讲中练、练中学、边讲边练、讲练结合。

实验课的考评。实验的目的就是为了提高学生的动手能力，有压力才有动力，最终实验课的考评显得尤为重要。教师在做考评时，需将学生实验内容是否完成、是否有创新性、学生是否迟到早退等作为打分的重要依据。

3.2 实习、实训

结合高职计算机基础课程的特点，实习、实训的实施可考虑采用校内实训和校外实习相结合的方式，本课程是一门公共的基础课程，一起外出实习难度较大，因此以校内停课一周的实训为主。

实训前的准备工作和教师的实践运用能力就显得尤为重要，实训前的准备工作主要是实训方案、实训案例、实训考评方式及考评细则的制定和科学性验证；教师的实践运用能力则体现在对突发问题的处理品和引导学生创新思维，实训指导老师应选择有多年教学经验和有企业工作经验的人员为佳。

通过校企合作建立校外实训基地，进行集中实训。在实训单位指导老师的指导下，参加实训单位的生产、服务、管理工作中的实际流程。

学生自己也可寻找实习单位进行分散实习。将实习单位的相关情况报指导教师和学院备案，便于学校检查及联系。

实习结束，学生提交实习报告和实结，实习单位则根据学生的表现，写出实习评语。上交学校实习管理部门。

4 结束语

将课程的实践分为基本实验、实训基地实训和实习单位实习三个层次。针对不同阶段、不同深度的实验和实训，确定项目、内容，明确要求和目标，制定相应的指导、训练、考核办法，并最终落实到技术等级证书上。

依托校企合作，充分利用企业教育环境和教育资源，以顶岗锻炼、工学结合、社会实践等方法，使学生在思想观念、应用技能方面真正受到职业化的锻炼。

基金项目：江西省教改课题“高职院校公共《计算机基础》实践教学研究”（编号：JXJG-10-33-16），课题主持人：赵红洲

参考文献

[1] 李向，朱莉，刘远兴.计算机科学导论课程设置探析[J].教育与教学研究，2010（2）.

[2] 孙海龙，宋淑芝.新形势下农林院校计算机基础课程改革探索与实践[J].成人教育，2009（12）.

[3] 王春红，刘紫玉.计算机基础课程分级教学效果分析及对策研究[J].大家，2010（3）.

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[关键词]外部设备；效益；实训

[DOI]10. 13939/j. cnki. zgsc. 2016. 06. 164

计算机的外部设备（包括打印机、扫描仪、移动存储设备、数码照相机、光盘刻录机等）的应用已遍及各个领域，学会使用计算机外部设备，并能对计算机外部设备进行日常维护和简单故障的处理，是学生应该掌握的基本技能。

1 计算机外部设备实训室的建设

计算机外部设备实训室实用面积60平方米，配置针式打印机一台，喷墨打印机1台，黑白激光打印机LJ3650DN 1台、LJ6350 1台、彩色激光打印机HP451DN 1台，平板式扫描仪LiDE210 1台，移动硬盘希捷STBX1000301 2块，数码相机Canon EOS 7D 1台、Sony SLT A65K 2台，光盘刻录机2台，数码复合机1810CPS 1台，数码展台1个，传真机1台，投影仪1台。

2 计算机外部设备实训室的应用

2. 1 实训目的

使学生全面系统地了解计算机外部设备，掌握计算机外部设备的基本工作原理、基本结构和主要性能参数，掌握设备的操作使用方法与技巧、维护保养与简单故障的检修，以及选购与安装。

2. 2 实训项目

序号实训项目实训内容：

（1）针式打印机。针式打印机的结构、使用、维护；

（2）喷墨打印机。喷墨打印机的结构、使用、维护；

（3）黑白激光打印。黑白激光打印的结构、使用、维护；

（4）彩色激光打印机。彩色激光打印机的结构、使用、维护；

（5）平板式扫描仪。平板式扫描仪的结构、使用、维护、常见故障处理方法；

（6）移动硬盘。移动硬盘的结构、使用、维护；

（7）数码相机。数码相机的结构、使用、维护；

（8）光盘刻录机。光盘刻录机的结构、使用、维护；

（9）数码复合机。数码复合机的结构、使用、维护；

（10）数码展台。数码展台的结构、使用、维护；

（11）传真机。传真机的结构、使用、维护；

（12）投影仪。投影仪的结构、使用、维护。

3 计算机外部设备性能及在教学与办公中的使用效益

计算机外部设备是用户与机器之间的桥梁，主要体现输入设备、输出设备、I/O接口三个方面，输入设备的任务是把用户要求计算机处理的数据信息转换为计算机所能接受的编码形式存入到计算机内。输出设备的任务是把计算机的处理结果以用户需要的形式输出。输入输出接口负责电气性能的匹配和信息格式的转换。

3. 1 打印机

现代化办公中打印机是不可缺少的计算机外部设备，无论是公文还是日常生活中所用的纸制材料基本上都是由打印机输出，目前常用打印机有针式打印机、喷墨打印机和激光打印机，打印机主要有三种类型的接口，并行、USB、IEEE1394，从用途上看主要有专用打印机、商用打印机、家用打印机、便携打印机、网络打印机。

针式打印机打印速度较慢，精度较低，但在打印多联票据时是不可缺的设备。激光打印机具有高质量、高速度、低噪声、易管理等特点，现在家庭、办公中多数用激光打印机。与前两者相比，喷墨打印机也是现在市场上的主流，尤其在快照中显示出了打印的高性能。

3. 2 扫描仪

在工作和学习中可能有大量的图纸、照片和各式图表，需要输入到计算机进行编辑和修改，将是一个非常繁重的工作。因此，扫描仪就是处理这些工作所必需的，它通过专用的扫描程序将各种图片、图纸、文字输入计算机，其中进行文字扫描时存在一定的误码率，扫描图片时速度较慢、没有原稿清晰，并屏幕上显示出来，使用一些图形图像处理软件，对文字、图片等资料进行各种编辑及后期加工处理了。

扫描仪常见的有手提式、像纸式、平台式、内置式、滚动式、底片扫描仪，又可把它分为黑白扫描仪和彩色扫描仪等。

3. 3 光盘刻录机

光盘技术是一项激光信息存储技术，光盘刻录机是指专业刻录CD或DVD的设备。它外观和普通光驱差不多，但在前置面板上标示着写入、复写、读取三种类型，从功能上讲，刻录机主要分为CD-R刻录机与CD-R/W刻录机。CD-R刻录机能够刻录CD-R盘片，而CD-R/W刻录机除了能刻录CD-R盘外还能使用CD-R/W盘片。CD-R盘只能写入一次（支持分段刻录），CD-R/W可多次擦写。在刻录时尽量选择低速，这样能够保证光盘数据存储的稳定性，不至于损坏光盘。

刻录机有内置的和外置的，有IDE接口、SCSI接口、USB接口类型，可将文件、图片、视频、声音等存储到盘片上，为工作学习资料进行存储，节约生活存储空间。

3. 4 投影仪

投影仪又称投影机，是一种可以将文字、图片、视频投射到幕布上的设备，可以通过不同的接口同计算机、VCD、DVD等相连接播放相应的视频信号。投影仪由流明度这项主要参数决定了投射到屏幕上的清晰度，目前办公与教学用投影仪流明度为4000左右。投影仪根据工作方式不同，有CRT、LCD、DLP等不同类型。

投影仪的使用可以将会议内容清晰地展现在人们面前，便于大家识记。在教学中能够生动形象的展示教学内容，教学效果良好。

3. 5 数码复合机

数码复合机是以复印功能为基础，可选打印、扫描、传真功能，采用数码原理，以激光打印的方式进行文件输出，可以根据需要对图像、文字进行编辑操作，拥有较大容量纸盘，高内存、大硬盘、强大的网络支持和多任务并行处理能力，能够满足用户的大任务量需要。

数码复合机的使用更加科学有效地将各种形式的数据材料按照使用者的意愿方便快捷的进行处理，是现代化办公的标志性产物。

4 结 论

计算机外部设备是教学现代化与办公自动化的物质基础，是计算机技术、通信技术、信息处理技术、自动控制技术等一系列现代科学技术的结晶，它能够及时、准确、快捷地处理各种教学内容及办公业务，大大提高了工作效率。

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【关键词】计算机基础 实验室 建设 管理

1 引言

随着信息技术的高速发展和互联网在中国的普及，计算机知识已经成为现代高科技人才必备的基本素质。国家十二五中长期教育发展纲要中明确提出“加强实验室、校内外实习基地、课程教材等基本建设”，因此做好计算机基础实验室的建设与管理，搞好计算机基础实验教学，是高校务必重视的重要工作。

2 当前高校计算机基础实验室普遍存在的问题

2.1 对基础实验室建设重视程度不足

近年来，各高校都在不断加强对于实验室的建设，在管理与建设规划上都做出了不同程度的重视，但有些学校只重视专业实验室建设，简单地认为实验室等同于机房，在实验室的规划建设、资源配置、管理理念等方面缺乏长远考虑。基础实验室主要承担全校的计算机公共基础课程，班级多，课程多，使用率极高，设备的损耗严重，加之高校对基础实验室的投入力度不大，更新设备的周期长，一个实验室通常要使用7、8年才会更新，严重制约了计算机实验课程的开设与实践效果，影响了教师的授课以及学生对知识的掌握。

2.2 实验室管理制度和方法落后

目前大部分高校计算机基础实验室的管理还停留在人力管理的阶段，缺乏先进的网络智能管理平台。对于实验室的管理制度，重视制度的制定，但对于制度的执行与贯彻缺乏监管，使制度成了摆设。实验室的使用者与管理者缺乏沟通、互相独立，对于实验课程的开设、实验室的安排缺乏统筹性，这些问题都不同程度上影响了实验教学的质量。

2.3 实验室专业技术人员工作能力有待提高

近几年高校规模不断扩大，但实验室人员的配置却没有跟上，一方面体现在人员的数量上，尤其是计算机基础实验室，承担全校的计算机公共课，动辄上万人的周上机人次，但人员编制基本停留在扩招以前。部分高校采用实验室管理与实验课教师为同一部门人员，既要上实验课还要负责日常管理，导致工作量大，工作效果差。另一方面实验室管理人员专业技术能力参差不齐，由于一些历史原因，有些学校把实验室当成是安置调岗教师的场所，部分管理人员并不具备相关专业知识，加之实验室管理人员无论是地位、待遇等都不被重视，造成专业能力强、管理能力高的技术人员纷纷转岗。

3 实验室建设和管理的思路探究

3.1 提高重视程度，合理规划建设

计算机基础实验室主要是面向全校学生的实验教学， 针对人数多， 课程多的特点，在采购设备时，要有前瞻性，统筹性，制定整体的设备采购规划。对于计算机不但要注重机型的配置，更要注重产品的质量，一定要选择质量、售后有保证、配置较高的机型。此外，还应配置性能较高的服务器、交换机、路由器等网络设备。除了硬件建设外，还应配备多套可切换的操作系统、实验室综合管理平台、教学演示广播以及教学所需的专业软件等，为后期实验室的管理与教学提供有效的支撑。

3.2 完善实验室规章制度

规章制度是管理好实验室的基础，是保障正常实验教学的基石。针对上机涉及的各方面人员，制定相应的管理办法，如《学生上机管理规定》《管理员工作守则》《实验教师工作守则》《实验室安全管理制度》等。光有好的制度是不够的，还需要坚决的执行与严格的监督，这就需要实验室工作人员认真学习并执行制度，同时教学督导、设备处等相关部门应对实验室进行定期检查，保障制度的贯彻执行。

3.3 加强业务培训，提高实验队伍专业素质

建立一支事业心强、精通业务的实验室队伍， 是计算机基础实验室建设与管理的关键。第一，要增加人员编制，引进高素质、高学历的专业人才。第二，要鼓励现有人员进行专业深造，不断提高专业技能与管理能力。第三，要把实验室管理人员的地位提高到与教学人员同等的地位，切实维护好管理人员的管理权威和地位，用相应的职称、待遇来体现他们的地位和价值。

3.4 使用现代化网络平台管理实验室

目前一般院校的实验室数量为4到8个，部分高校达到10余个，众多的实验室不能在单纯依靠人力资源进行管理，为了改进管理模式，提高管理效率，可以通过建立一套基于局域网的实验室综合管理平台，通过局域网中的一台主控服务器，管理监控所有实验室的使用状况。管理平台一般应包括如下模块：课程安排、学生上机管理、上机数据统计、资产设备管理、程序管理、网络安全管理等，通过管理平台不仅可以减少很多重复的工作量，对众多实验室统筹管理，科学的配置实验室资源，还可以对学生上机、设备数量的情况进行统计、监测，依据使用情况，定期进行检查维护，方便了管理，提高了实验教学的质量。

4 结束语

随着信息技术与教育理念的不断发展，利用计算机进行辅助教学的课程越来越多，计算机基础实验室承担的课程任务也不断增加，必须通过有效的管理方式最大限度地发挥实验室的作用，切实提高实验教学质量。当前高校基础实验室的建设已进入新的阶段，应着眼于学校的可持续发展，探索出新的基于基础实验室的新型平台性实验室，开发出新的、行之有效的实验室管理模式， 为社会培养高素质的合格人才而积极努力。

【参考文献】

[1]李松涛.浅谈计算机实验室的管理[J].实验室科学，2009.

[2]刘彭和.计算机开放实验室建设与管理探索[J].计算机教育，2011.

[3]忻瑞婵.计算机基础实验室建设探索[J].科学咨询，2012.

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    比如设备的数量和型号较少,设备更新慢,难以满足学生一人一套设备的需求,对IPv6相关新技术支持不足等。为了克服这些不足以取得良好的教学效果,不少高校开始探索通过使用虚拟仿真软件来构造虚拟实验室。虚拟网络实验平台的引入从根本上突破了传统实验教学实验设备数量少、实验时间紧张、实验地点单一的弊端,还具有人机交互能力和可视化程度高等优势,提高了实验教学效果。PacketTracer和Dynamips是目前比较流行的两款网络实验仿真软件。PacketTracer具有逼真的操作界面,操作简单,初学者很容易上手,它提供各种不同型号的交换机、路由器以及各种类型的传输介质,学生可根据实验自己绘制拓扑图,进行网络实验。但它是基于软件的虚拟器,很真实的设备相比,差距较大。Dynamips通过模拟CISCO路由器的硬件平台,直接运行真实设备对应的IOS软件,因此,Dynamips模拟出的是真实的设备,具有和真实设备一样的配置界面和功能。和PacketTracer相比,Dy-namips操作较为复杂,为了解决这个问题,国外的专家开发出了GNS3,它是Dynamips的图形化网络模拟工具,它的核心就是Dynamips,他不仅可以模拟Dynamips的所有组网实验,还具有可视化和拓扑修改简便等特点,最吸引人的是它可以方便的让虚拟网络接入真实网络,相比其他网络模拟器具有更好的实验教学价值。Scapy是一款强大的交互式数据包处理工具、数据包生成器、网络扫描器、网络发现工具和数据包嗅探工具。它提供多种类别的交互式生成数据包或数据包集合、对数据包进行操作、发送数据包、包嗅探、应答和反馈匹配等等功能,利用它可以很方便的构造各种数据包用于各种网络测试。为了满足IPv6相关知识点的实践教学需要,我们采用GNS3来模拟路由交换设备,采用vmwarworkstation安装虚拟机的方式来模拟复杂功能网络终端或网络服务器,采用VPCS软件来模拟简单网络终端,采用Wireshark来捕获和分析网络数据包,采用Scapy来生成各类IPv6测试数据包。实践证明,利用上述软件,学生在普通机房就能一人一机轻松完成各类实验,同时,教师可以把设计好的各种实验方案、拓扑分发给学生,让学生课后在自己的电脑上做进一步的练习。

    2IPv6网络技术实验方案设计

    为了取得理想的实验教学效果,在实验内容的选取上,一是要较好的覆盖相关知识点,二是要设计好实验方案,使实验可操作性强,让学生在上机实验时目标明确。实验项目的设计要在已有实验环境条件下结合学生实际情况来进行,好的实验项目能够帮助学生较好的理解知识,达到理想的教学效果,在确定实验项目时宜遵循以下原则:实验项目的内容从简到难,先从基本设置开始,解决连通性和基本应用问题,再逐步深入到具体协议的分析,在此基础上,贴近业界当前实际网络环境的需求,设计一些有实用价值的实验,让学生所学能派上用途。

    2.1IPv6网络实验内容

    选取在实验内容的选取上,遵循由浅入深,循序渐进的原则,把实验内容划分为基础性实验、验证性实验、综合性实验和探索性实验四大类。有比较直观的认识,掌握使用IPv6网络的基本方法,结合掌握的IPv4相关知识,对比认识IPv6数据包格式,使学生对网络协议内部的实现机制和在网络中的实际传输情况有感性的认识,为后续的实验打下基础。

    (1) 拓扑既可以作为整体进行复杂的网络实验,也可以只使用局部设备进行单一实验。

    (2)验证性实验:通过这几个实验,除了让学生掌握网络设备上IPv6相关基础配置方法外,深入了解IPv6路由器请求(RS)、路由器宣告(RA)、邻居请求(NS)和邻居宣告(NA)的工作机制与工作细节。掌握IPv6网络无服务器自动配置、路由器发现、前缀发现、地址解析、邻居不可达检测、链路MTU发现、下一跳决定和重复地址检测等知识点。同时让学生理解IPv6全局地址、链路本地地址和站点本地地址的功能,它们的作用范围。

    (3)综合性实验:通过这部分的实验,让学生掌握小规模网络路由协议的配置方法,能根据网络环境选择合适的路由协议,深入理解RIPng和OSPFv3路由协议的工作原理。根据需要,能熟练进行OS-PFv3路由聚合,路由重分布配置。使学生掌握IPv6手工隧道、IPv6自动隧道、IPv6toIPv4隧道和IPv6ISATAP隧道的配置,了解这几种隧道协议的功能,各自的适用场合。掌握IPv6环境下网络访问控制列表的配置方法,能根据访问控制和网络安全的需求,定义和部署合适的访问控制列表。

    (4)提高性实验:这部分实验可以让学有余力的学生进行。通过这类实验,使学生具备大规模复杂IPv6网络的组网和配置能力。

    2.2IPv6网络实验拓扑设计

    (1)拓扑既可以作为整体进行复杂的网络实验,也可以只使用局部设备进行单一实验。

    (2)PC1为vmwareworkstation安装的虚拟机系统,采用PC1和R6可以进行四个基础性实验。

    (3)由R1、R2和R3设备组可以组成纯IPv6网络,完成IPv6静态路由协议、RIPng路由协议、OS-PFv3路由协议和IPv6访问控制列表等实验,也可以完成几个探索性实验。

    (4)R4和R5扮演双协议栈路由器角色,R4和R5通过IPv4网络互联,在R4和R5设备上可以进行各类隧道协议的实验,通过配置隧道协议,让IPv6网络孤岛互相连接在一起。

    (5)R5和R7也可以构成设备组,通过在R5上配置ISATAP隧道协议,让R7下的主机接入IPv6网络。

    (6)在各类单一实验完成后,可以让学生进行综合性的实验,或者让学生自己设计网络拓扑进行各类实验。

    3实验教学方案实践

    只有经过实践,才能证明设计的实验方案科学与否,能不能达到预期的目的,能不能得到学生的认可;也只有经过实践,才能发现其中的不足之处,才能对方案进行改进与完善。实验教学除了向学生传授相关知识外,更重要的是培养学生独立思考,操控网络设备的技能及解决网络工程问题的能力。要达到这些目的,除了因人施教和因材施教,还有很多有效的方法。

    3.1基于以小组为实验单位的网络实验团队

    作为一种正常现象,在一个班级中学生之间在学习能力、掌握知识能力等方面存在差异,容易让我们忽视的是,能力强,学习好的同学往往喜欢就不清楚的问题向老师提问,学得差的同学反而比较“闷”,这些同学要么是还没有发现实验课程中的乐趣,要么是不习惯和教师交流。要解决这个问题,比较好的办法是进行分组实验,教师在划分小组时应注意强弱合理搭配,以强帮弱。实验过程中鼓励弱势学生积极参与,让能力强、表现欲强的学生担任组长,辅导同组同学,这样做可以调动学生参加实验的积极性,让他们在实验过程中获得乐趣和别人的认可,同时也增强了学生的协调能力和团队合作精神。在实践过程中要注意和传统分组实验的差别,传统分组实验要么是因为实验设备的限制,要么是因为实验内容比较多,需要多人的协作而不得不分组。在我们的实验方案中采用了虚拟实验平台,不存在这些限制,采用分组的目的是让弱者变强,强者更强。在实验过程中要灵活动态的进行考核,避免分组流于形式。

    3.2增加实验趣味,提高学生兴趣

    增加实验趣味是实验过程中的重要一环,要在实验讲解过程中引入真实网络中的各类问题,让这些问题与实验结合在一起,要让学生觉得他们所学内容能有实际用途。在教学过程中,利用学校已经部分接入CER-NET2的优势,向学生展示了IPv6网络的各种强大功能。比如学生看到我们能在线流畅的观看高清电影、电视频道,能以极高的网速在2分钟内下载一部高清电影,他们的热情和兴趣立即被激发出来了。我们顺势向学生介绍下一代IPv6网络发展的情况,在发展过程中碰到的一些问题,解决的方法,涉及到的一些技术,实验中学习到的知识能派上什么用途,这样做让学生对学习充满了期待。

    3.3理论教学与实验教学

    要紧密结合在课程的教学中,理论是基础,是源泉;实验是理论的应用,是验证,是理解。两者虽有不同处,但又相辅相成,两者都是能力的培养。教师必须让让学生明白理论教学和实验教学的目的和关系,即理论学习理解实验验证再理解综合性实验思考设计性(提高性)实验再学习的过程,完成对理论知识学习和实践技能的培养。在实验项目的次序安排上,应该把简单的、趣味性高的项目安排在前面,让学生能容易的进入状态每个实验项目都要提前做好相关指导手册,要让学生明确做什么,怎么做,结果是什么,怎么验证结果的正确与否。关注学生在实验过程中出现的一些共性问题,要及时的解决这些问题。