計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)用性研究

摘要：計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室在當(dāng)今的教學(xué)中占有越來越重要的作用，對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和完善今后也將發(fā)揮更多的作用。本文通過對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢(shì)和建設(shè)過程中問題的闡述，提出一系列解決措施。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)室；實(shí)用性；計(jì)算機(jī)；網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 (2012) 16-0026-02

一、計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室虛擬教學(xué)的實(shí)用性特征

（一）能夠適應(yīng)當(dāng)今教學(xué)需要。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，以各種實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備為實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，學(xué)生通過與設(shè)備實(shí)物面對(duì)面來操作完成結(jié)果，對(duì)于實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科必須經(jīng)過反復(fù)多次的實(shí)踐來提升學(xué)生的技術(shù)水平，尤其是專業(yè)性較強(qiáng)的理工科。這樣的教學(xué)模式中，教師占據(jù)了教學(xué)的主動(dòng)，教學(xué)方式也很單一，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容受到設(shè)備的限制很大，實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)需求大，影響了實(shí)驗(yàn)室的規(guī)模。虛擬網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)條件下，通過互聯(lián)網(wǎng)和局域網(wǎng)的連接，教師可以通過仿真實(shí)的場(chǎng)景進(jìn)行教學(xué)。經(jīng)過多年的發(fā)展，我校現(xiàn)有計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室約33間，分為大小兩種，大的實(shí)驗(yàn)室機(jī)器數(shù)量為47-57臺(tái)，小的數(shù)量為27-31臺(tái)。但這樣規(guī)模的實(shí)驗(yàn)室仍然難以滿足我校教學(xué)的實(shí)際需要。計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室作為學(xué)生實(shí)踐的基地，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)和基礎(chǔ)能力的場(chǎng)所，一方面與各學(xué)科的專業(yè)實(shí)踐難以分割，另一方面是多學(xué)科進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)地，增加計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的數(shù)量是信息化教學(xué)的發(fā)展需要，也是各學(xué)科進(jìn)行更加細(xì)致分類教學(xué)的需要。

（二）能夠應(yīng)對(duì)各類學(xué)生的學(xué)習(xí)要求。從教學(xué)方面看，軟件系統(tǒng)強(qiáng)大而豐富：計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)、.net編程、JAVA編程、photoshop應(yīng)用、premiere影視制作、3Dmax、sketchup繪圖、電商物流實(shí)驗(yàn)等課程，這些軟件的安裝應(yīng)用和實(shí)時(shí)更新既能夠滿足專業(yè)化教學(xué)的需要也能夠滿足公共課程教學(xué)的軟件需要。相對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)而言，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室不僅僅是教學(xué)的場(chǎng)地，也是學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，每間實(shí)驗(yàn)室都有相關(guān)的教學(xué)軟件，可以進(jìn)行廣播教學(xué)、收發(fā)作業(yè)、分組討論等活動(dòng)。為適應(yīng)軟件的運(yùn)行環(huán)境，對(duì)落后的硬件設(shè)備進(jìn)行淘汰并代之以最新的硬件設(shè)備，因而每間實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)備均是這兩年更新過的，環(huán)境良好。部分實(shí)驗(yàn)室還有投影設(shè)備，有的還有交換路由實(shí)驗(yàn)機(jī)柜，有的有小型服務(wù)器。這樣既能夠滿足計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的專業(yè)化教學(xué)的需要，又能滿足其他專業(yè)公共基礎(chǔ)課程的設(shè)置，為廣大師生提供更加便利的教學(xué)和學(xué)習(xí)平臺(tái)。這之中包括課前的預(yù)習(xí)、課程管理、數(shù)據(jù)管理、多媒體音效、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、課程作業(yè)批改、課程成績(jī)統(tǒng)計(jì)、成績(jī)查詢等等，為教學(xué)的展開提供了一定的環(huán)境，滿足了各專業(yè)和各類培訓(xùn)機(jī)構(gòu)對(duì)教學(xué)環(huán)境的要求，尤其適合遠(yuǎn)程教學(xué)。

虛擬化的演示環(huán)境能夠?qū)⒔處熕v進(jìn)行清晰展示且使用簡(jiǎn)單。在虛擬的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室中安裝多種虛擬軟件，如：snif-ferpr04．7、Packettracert5．0等，抽象的數(shù)據(jù)能夠直觀呈現(xiàn)在同學(xué)們面前。在實(shí)際的教學(xué)過程中，有些教師并不具備計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的素質(zhì)，在虛擬化的教學(xué)環(huán)境中，教師只需要掌握基本的word、excel、powerpoint等程序就能進(jìn)行相應(yīng)的多媒體講解。

計(jì)算機(jī)在當(dāng)前硬件設(shè)備下的軟件更新方便安全，并且易于管理。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的更新，軟件設(shè)備更新簡(jiǎn)單，可以快速有效安裝最新的軟件適應(yīng)社會(huì)對(duì)學(xué)生技術(shù)的要求。多臺(tái)計(jì)算機(jī)的管理需要配備相應(yīng)的人力物力，但較之傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理節(jié)省了大量的人力物力，管理相對(duì)容易得多。

（三）計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室具有豐富的功能。計(jì)算機(jī)豐富的功能決定了其具有實(shí)用性的特點(diǎn)，由于計(jì)算機(jī)使用的簡(jiǎn)單，無論是教師、學(xué)生還是社會(huì)人員，只要掌握了一些基本的應(yīng)用知識(shí)，都能夠進(jìn)行基本的計(jì)算機(jī)操作，我校實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)多功能的利用場(chǎng)所，其利用率較高，不僅作為教學(xué)場(chǎng)所，還可作為各類計(jì)算機(jī)考試的考場(chǎng)，并能夠獨(dú)立承接各類培訓(xùn)、安排會(huì)議（有過一次視頻會(huì)議）、承辦賽事（江蘇省秘書技能大賽）等等功能。在歷史上，其承接的考試種類多樣：全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試、普通話考試、物流考試、電子商務(wù)考試、TOEFL考試、會(huì)計(jì)執(zhí)業(yè)資格考試、證券執(zhí)業(yè)資格考試、銀行執(zhí)業(yè)資格考試、職稱系列考試等等，也有過其它許多培訓(xùn)：職稱考試培訓(xùn)、會(huì)計(jì)考試培訓(xùn)、物流電子商務(wù)培訓(xùn)、普通話培訓(xùn)、銀行內(nèi)部技能培訓(xùn)等等。

（四）網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的有相對(duì)安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室是的硬件屬于學(xué)校財(cái)產(chǎn)，相對(duì)而言并不容易流失，而軟件安全、數(shù)據(jù)安全需要專業(yè)的計(jì)算機(jī)知識(shí)的保證。一般而言，普通的計(jì)算機(jī)互聯(lián)成LAN，還會(huì)又internet出口。我們上網(wǎng)過程中常常為遇見一些病毒，防不勝防。網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的建立可以自由選擇計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)范圍，在需要與Internet進(jìn)行連接時(shí)教師可以進(jìn)行有效的指導(dǎo)，而在大多數(shù)時(shí)候計(jì)算機(jī)并不需要連接到外部復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，校園內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)絕大部分的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，可以避免受到外部不安全因素的影響。

因此，我們進(jìn)行了計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，通過邏輯設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)、安全性設(shè)計(jì)和優(yōu)化步驟使得計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的資源可以得到優(yōu)化和利用。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)流程圖如下：

在這個(gè)基礎(chǔ)上，我們?cè)谒袑?shí)驗(yàn)室之間建立了校園內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接，可以通過校園認(rèn)證系統(tǒng)以教師的個(gè)人賬戶訪問王章，可在校園網(wǎng)內(nèi)以公用賬戶訪問各種數(shù)字圖書館。系統(tǒng)用戶分為教師、學(xué)生、教務(wù)管理員、系統(tǒng)管理員四個(gè)角色。他們各自在校園內(nèi)網(wǎng)中可以實(shí)現(xiàn)的功能操作分別是：

學(xué)生：選課、修改個(gè)人信息、查詢實(shí)驗(yàn)成績(jī)和批語(yǔ)，利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)字資源等。

教師：發(fā)布課程、安排課程、批改課程作業(yè)、智能指導(dǎo)、統(tǒng)計(jì)并發(fā)布學(xué)生的成績(jī)和批語(yǔ)。

教務(wù)管理員：課程計(jì)劃、開課審核、開課計(jì)劃、選課日期設(shè)置、開課查詢。

系統(tǒng)管理員：用戶管理、角色管理、權(quán)限管理、分組管理、系統(tǒng)維護(hù)等。

二、計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的問題

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)需要大量的資金支持和技術(shù)支持，在擴(kuò)建過程中難免會(huì)產(chǎn)生一系列問題，尋找到這些問題的產(chǎn)生根源，尋求解決途徑，這些都需要我們認(rèn)真對(duì)待。

（一）計(jì)算機(jī)軟件、硬件利用的矛盾。隨著科技發(fā)展的日新月異，軟件的更新?lián)Q代周期大大縮短，新的軟件以更加優(yōu)良的設(shè)計(jì)思路和更加強(qiáng)大的功能越來越快地將舊有軟件取代，但與此相對(duì)應(yīng)的是現(xiàn)階段的硬件設(shè)備難以滿足新軟件的運(yùn)行要求。無論在如今還是未來，計(jì)算機(jī)新技術(shù)的理論知識(shí)對(duì)硬件要求日漸提高，軟件的發(fā)展速度決定了硬件更新速度必須加快。在計(jì)算機(jī)行業(yè)中軟件危機(jī)問題在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過程中體現(xiàn)得更加明顯。

（二）計(jì)算機(jī)管理問題。計(jì)算機(jī)的管理不僅僅是對(duì)硬件的日常維護(hù)，也需要管理人員根據(jù)教學(xué)需要對(duì)軟件進(jìn)行更新?lián)Q代。某些軟件的更新需要管理人員具備較豐富的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)，對(duì)數(shù)量眾多的計(jì)算機(jī)進(jìn)行科學(xué)有效的管理需要專業(yè)計(jì)算機(jī)人才的輔助。現(xiàn)階段許多高校教師對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的科研創(chuàng)新缺乏積極性，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃與教學(xué)科研工作脫節(jié)，使得所建設(shè)的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備單一，教學(xué)內(nèi)容落后，實(shí)驗(yàn)方法也不全面。

當(dāng)前絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)都只有一個(gè)操作系統(tǒng)，而一些專業(yè)的學(xué)科課題需要的軟件不能在windows xp、windows7環(huán)境下運(yùn)行，例如vista、linux等，這樣就需要采用不同的操作系統(tǒng)來適應(yīng)教學(xué)，學(xué)校為了適應(yīng)這些專業(yè)教學(xué)又不影響其他專業(yè)學(xué)生對(duì)公共課程的學(xué)習(xí)就必須用大容量的硬件安裝雙系統(tǒng)來進(jìn)行教學(xué)支撐。

三、計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中問題的解決措施

（一）對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行專業(yè)和非專業(yè)的劃分。現(xiàn)在的許多軟件更新速度很快，且對(duì)系統(tǒng)的容量有著很高的要求，同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室若變成基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室和專業(yè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的通用，雖然可以增加計(jì)算機(jī)的利用率，節(jié)約成本，但在系統(tǒng)容量緊缺的情況下勢(shì)必會(huì)影響系統(tǒng)的運(yùn)行速度，造成一系列的軟件問題，也會(huì)給實(shí)驗(yàn)室的日常管理帶來難度。在我校將要擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的今天，既要滿足高要求的專業(yè)學(xué)科又要滿足公共基礎(chǔ)課程的使用，就必須將實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行專業(yè)和非專業(yè)的劃分，將要建成的實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)展了實(shí)驗(yàn)室的數(shù)量，可以將一部分實(shí)驗(yàn)室作為專業(yè)性很強(qiáng)的學(xué)科的專用實(shí)驗(yàn)室。隨著科學(xué)的精細(xì)化發(fā)展，教學(xué)中涉及到的專業(yè)問題也越來越多，通過專業(yè)化網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)置，學(xué)生能夠接觸到當(dāng)前科技發(fā)展的最前沿，對(duì)提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的水平和培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力有著不可估量的作用，在實(shí)踐過程能夠迅速發(fā)展學(xué)生存在的問題并加以解決，最后得到學(xué)以致用的效果，為國(guó)家培養(yǎng)出專業(yè)的創(chuàng)新型人才和復(fù)合型人才。

（二）解決實(shí)驗(yàn)室的經(jīng)費(fèi)問題。建設(shè)實(shí)驗(yàn)室需要一筆不小的費(fèi)用，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的管理和維護(hù)也需要雄厚的資金作支撐，只有在節(jié)約資金和提高硬件使用率和加大實(shí)驗(yàn)室的資金投入，才能保證實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展跟上教學(xué)的節(jié)奏。

一是對(duì)資金的利用盡量達(dá)到最大化。請(qǐng)計(jì)算機(jī)專業(yè)的教師對(duì)市場(chǎng)上形形色色的產(chǎn)品進(jìn)行甄別篩選，找到產(chǎn)品質(zhì)量最好、售后服務(wù)周到、性價(jià)比最高的賣家進(jìn)行批量購(gòu)買，保證每一分錢都花在刀刃上。

二是提高硬件的使用率。對(duì)計(jì)算機(jī)使用率的最大化就是對(duì)資金的節(jié)約，計(jì)算機(jī)硬件的老化受到時(shí)間的制約，通過開放式的利用，才能將實(shí)驗(yàn)室的利用達(dá)到最大化。一方面可以增加開放時(shí)間，實(shí)驗(yàn)室對(duì)全校開放的時(shí)間不少于八個(gè)學(xué)時(shí)，同時(shí)增加計(jì)劃外的教學(xué)安排來培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并在課余時(shí)間實(shí)行對(duì)我id預(yù)約和自由開放，為開放性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和科研提供充足的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所，滿足師生課余學(xué)習(xí)研究的目的。另一方面聯(lián)合其他企業(yè)建設(shè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，這樣的好處是既能夠?yàn)楸拘W(xué)生提供企業(yè)的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)提高學(xué)生的實(shí)踐能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，又能夠通過這個(gè)平臺(tái)幫助企業(yè)遴選出合適崗位的未來員工，實(shí)現(xiàn)教學(xué)、就業(yè)的雙向突破。

三是進(jìn)行其他創(chuàng)收類應(yīng)用。通過對(duì)更多校外培訓(xùn)、考試、企業(yè)項(xiàng)目的承辦來為資金不足尋找突破口，或者在校外尋找合適的贊助商，定期不定期進(jìn)行各種校內(nèi)校外競(jìng)賽，一方面提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，另一方面為實(shí)驗(yàn)室的維護(hù)尋求到資金支持。

（三）達(dá)到實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)管理。首先運(yùn)用科學(xué)的管理系統(tǒng)進(jìn)行管理。為了滿足系統(tǒng)在技術(shù)要求具有業(yè)務(wù)變化的適應(yīng)性、高度的安全性、大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等特點(diǎn)，可以采用四層框架結(jié)構(gòu)：信息訪問、表示邏輯、業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)資源四個(gè)層次。具體如下圖所示：

整體上可以采用如下的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：

這樣的管理系統(tǒng)通過客戶端瀏覽器和后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)向用戶展示實(shí)驗(yàn)信息，能夠?qū)?shí)驗(yàn)室的信息進(jìn)行方便的維護(hù)和更新，客戶可以通過這個(gè)系統(tǒng)了解實(shí)驗(yàn)信息。

其次對(duì)管理人員的要求。一方面增強(qiáng)教師隊(duì)伍的素質(zhì)，可以請(qǐng)本校教授或者是外校知名專家對(duì)實(shí)驗(yàn)教師進(jìn)行集中的技術(shù)培訓(xùn)，通過學(xué)術(shù)、交流、研討等方式全面提高教師的管理水平。另一方面計(jì)算機(jī)數(shù)量眾多需要更多的管理人員進(jìn)行批量化的管理。以往對(duì)計(jì)算機(jī)的管理都是教師的工作，現(xiàn)在在人手不夠的情況下，可以請(qǐng)一些技術(shù)較好的同學(xué)組成管理團(tuán)隊(duì)利用課余時(shí)間對(duì)眾多的計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理，通過主管教師的親自指導(dǎo)還能提高學(xué)生的實(shí)踐能力和技術(shù)水平。這樣的管理可以是有償?shù)模鳛橘Y助貧困學(xué)生的一個(gè)手段來加以應(yīng)用。在這個(gè)過程中既解決了人員不足的問題也增強(qiáng)了學(xué)生的責(zé)任感。

四、結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室對(duì)教學(xué)的作用不僅僅是輔助教學(xué)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力也有著不可忽視的作用，對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)備配置、工作人員的技術(shù)力量、實(shí)驗(yàn)室規(guī)模都會(huì)給教學(xué)帶來影響，對(duì)其進(jìn)行多種途徑來完善也越來越重要。

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