计算机基础课程远程教学系统的设计与实现

时间:2022-11-24 16:38:48 作者:不响丸乐 教学设计 收藏本文 下载本文

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篇1:计算机基础课程远程教学系统的设计与实现

摘要:本文讨论了基于Web的计算基础课程远程教学系统的设计思想及其实现方法。教师使用该系统可以进行网上授课、布置作业、批改作业、出试卷、评卷等;学生使用该系统在浏览器中观看教师授课视频图象(广播或点播)、在网上做作业、提交作业、考试、答疑或课堂讨论。

1.引言

随着多媒体技术和网络通信技术的发展,基于Internet的计算机远程教学作为一种全新的教学手段,越来越受到人们的关注。计算机远程教学是指利用多媒体技术和网络通信技术,在网络环境下开展的教学活动。它有着传统教学模式所无可比拟的优点,它创造了一种全新的教学模式,打破了传统教学模式在时间、空间上的限制,采用了先进的教学手段和教学方法,大大提高了教学效率和教学效果,使教学活动上了一个新台阶。

作者所在单位承担我校除计算机系以外的所有系所的计算机基础公共课(包括《计算机应用基础》、《C语言》、《Foxpro》等课程)的教学任务,每学期平均有3000多学生,各教师均负责2~3个班共200~300多人的教学,教学任务繁重。为了使教师能通过先进的教学手段提高教学效率,增强学生应用Internet网络服务的能力,以此来加强和巩固对课程内容的理解和掌握,我们从开始,开发了《计算机基础课程远程教学》系统(以下简称《远程教学系统》)。在Internet/Intranet环境下实现作业、考试、授课、答疑/辅导等功能,使用一年多来,取得了很好的教学效果,以下讨论该系统的设计与实现方法。

2.《远程教学系统》的体系结构

《远程教学系统》是在Internet/Intranet环境下实现的,是典型的浏览器/服务器模式。服务器以Windows NT 4/ Server为操作系统平台,Microsoft SQL Server 7.0为RDBMS,客户端通过浏览器访问系统提供的服务。系统不允许匿名访问,它要求用户提供帐号/密码,通过验证后才能进入系统主页,以此追踪用户身份。本系统将用户分为三类:系统管理员、教师、学生,他们都有各自的主页,访问系统的权限也不相同。其中权限最高的为管理员,其次为教师,最低为学生。权限高的能访问其下级所能访问的所有资源,反之则不然。例如教师能进入学生主页,而学生则不能访问教师主页所提供的功能(布置作业、批改作业等)。本系统可同时为不同课程的多组教师/学生(上一门课的教师及其学生为一组)提供服务,它们之间既有一定的隔离性(例如某个教师帐号不能批改属于另一个教师的学生的作业等),又有资源的共享性(例如公共作业、试题的共享等),很好地解决了本单位各个教师负责不同班级,课程也有所不同的问题。《远程教学系统》体系结构按用户角色的不同,划分如下:

图1 《远程教学系统》体系结构

2.1 管理员模块

由于《计算机基础课程远程教学》系统可同时为多组教师/学生提供服务,各组间的课程不尽相同,因此教师/学生组间应具有一定的隔离性。例如一门课程的教师对其学生具有管理权,但不能对属于其它教师的学生进行管理、某个学生只能访问其教师的作业等。因此系统主页需要教师或学生均以帐号/密码登录后才能访问,以此追踪用户访问系统资源的身份。而用户帐号的开设与删除、教师与学生的对应关系、课程名称、学生人数等信息,由系统管理员负责管理。这里,我们将系统资源访问帐号作为操作系统帐号开设,由Windows NT和Web服务器IIS负责进行用户验证。这样做的好处,一是可以充分利用操作系统的安全机制,使操作系统与数据库服务器(SQL Server)无缝集成;二是可同时为用户提供其它辅助服务,如:电子邮件、个人主页、FTP服务等。使系统应用与课程内容紧密结合,学生在应用系统的使用过程中可进一步加深对课程内容的理解。

2.2 教师模块

教师模块中包含了教师授课所需的各种功能。如:网上实时授课广播、布置作业、批改作业、出试卷、评卷、考试结果统计分析、网上答疑、课程资料(素材)制作、学生帐号管理(修改学生密码)、设置联机会议等。系统使用组件对象模型(COM)以及Office Automation技术自动批改《计算机应用基础》课程作业并登记成绩。教师可对作业结果进行查询、统计。教师可利用OutLook向系统请求联机会议,以此进行网上答疑、群体或个别辅导。

2.3 学生模块

学生模块包含查看教师布置的作业、(在网上或本地)做作业、测验(考试)、教师授课视频广播收看、点播、网上答疑、课程资源浏览、辅助服务等。学生使用浏览器访问系统主页时,需要提供帐号/密码进行用户验证,通过验证后,在浏览器关闭之前,均以该帐号身份访问系统资源。《计算机应用基础》课程的作业可直接在浏览器中完成并提交,对于《C语言》课程作业,为学生提供Web界面,完成作业程序的编辑、编译、链接、运行,一气呵成。远程考试功能既提供选择题形式的传统笔试试题,也提供实际操作形式的试题。考试通过WWW界面进行,有时间限制。学生在规定时限之前完成考试内容时可通过“交卷”按钮提交试卷;若考试时限到达时学生仍未交卷,则系统自动将考生当前的考试结果提交。试卷的批改、考试结果的统计均由程序自动完成。自我测验功能则提供测验试卷,不限时间,由学生自主选择进行,测验完毕后系统立即评卷并给出成绩及学生测验时的选项与正确答案的对照表,以便学生查阅。为了更好地提高学生对网络的应用能力,增强学生对教学内容的兴趣,本系统为每位使用《计算机公共课远程教学》系统的学生和教师提供Email、FTP、个人主页、BBS、联机会议(在线聊天Chat、应用程序共享、白板)、等功能。让学生在实际操作中提高对课程内容的理解以及对课程学习的兴趣。另外,本系统还配备资源库,内置与教学内容相关或与网络应用相关的多媒体资料,供学生课外浏览、学习。

篇2:计算机基础课程远程教学系统的设计与实现

《计算机基础课程远程教学》系统功能涵盖了教学活动的各个方面,用户界面完全由浏览器提供,维护方便。其中采用了多项现时多媒体和网络的最新技术,如下所述:

3.1 组件对象模型(COM)技术

组件对象模型(Component Object Model,简称COM)是一个软件规范,它是基于对象的编程模型,只要遵循COM规范,应用程序和组件对象之间就可实现二进制代码级别上的重用,解决了对编程语言和环境的依赖。COM是Microsoft其它许多技术的核心,它允许用某种语言编写的位于二进制代码中的对象,为其它语言所访问(或称二进制兼容)。COM技术已经渗透到Microsoft的各个产品中,如:Windows NT/2000、SQL Server、Visual Studio、Office 97/2000、BackOffice等。《计算机基础课程远程教学》系统使用C++或ASP脚本、Perl脚本作为编程语言,其中大量采用了基于COM的技术,例如:

3.1.1 ADO(ActiveX Data Object)

ADO是数据库访问组件,应用程序

通过ADO访问数据库的原理如下:

图2 ADO存取数据示意图

上图中OLEDB是Microsoft 继ODBC后新的数据访问机制,它不但可以访问数据库数据,而且还可以访问其它非数据库类型的数据,如Email、目录服务(LDAP)等。ADO是位于OLEDB上层的应用程序接口,操作较为简单。

《计算机基础课程远程教学》系统中作业、试卷、考试结果等信息都是保存在SQL Server数据库中,系统使用ASP脚本通过ADO对象访问数据库以及电子邮件、进行全文索引,如下图所示:

篇3:计算机基础课程远程教学系统的设计与实现

3.1.2 Office Automation对象

《计算机基础课程远程教学》系统利用Office Automation对象,使教师利用程序自动批改学生提交的《计算机应用基础》课程(Word、Excel)的作业,以此提高教学效率。

3.1.3 ADSI

ADSI(Active Directory Service Interface)是Window NT/活动目录接口。利用该接口对象实现操作系统帐号的管理(开帐号、删除帐号、帐号属性设置)以及访问权限设置,简化帐号管理任务。

3.1.4 Developer Studio对象

Microsoft 的Visual Studio相信是广大程序员喜爱的开发工具,但大家都不太注意其中的Developer Studio对象:

Application Debugger

Breakpoint Project

使用他们,可以使程序的开发达到一定程度的自动化。许多在Visual Studio集成环境下通过菜单完成的命令或功能,都可以用Developer Studio组件对象的'属性或方法来实现,如程序的语法分析、编译、链接、调试、表达式求值等。而这些都是教师批改C语言作业所要进行的操作。我们使用这些对象辅助教师批改C语言作业,减轻教师负担。

3.2 视频流技术

在Internet/Intranet环境下,文字、静态图像信息的传输是不成问题的。对于视频/音频信息的传送,则由于网络带宽等原因,需要进行特殊处理。而远程教学系统中的授课功能就要求在Internet/Intranet环境下传送大量视频/音频数据,以便实现教师授课的实时广播和视频点播(VOD)。在有限的网络带宽资源的限制下,视频/音频数据必须经压缩处理后才在网络中传输。以往多采用MPEG I等压缩技术,其特点是用户必须等待压缩文件完全下载到客户端后再播放,增加了客户等待的时间。目前,视频/音频数据采用经特殊算法处理的流技术,使视频/音频数据边下载边播放。流技术的典型代表是Microsoft 的Media Technologies(Netshow)和Real Network的Real Video/Audio。《计算机基础课程远程教学》系统主要采用了Media Technologies压缩技术,使用其Multibit功能在一个流文件中压缩适合多种网络带宽(从28.8Kbps~3Mbps)的视频/音频流(最多6个)。由视频服务器根据客户访问时的实际网络传输能力选择其中一种带宽流向客户传输。另外,还根据Netshow和Real Video/Audio支持多播(Multicast)的特点,在网上对教师授课场景进行直播(广播)。在授课功能中,单是教师的授课图像是远远不够的,还必须配有同步的教师授课演示文稿(Powerpoint或HTML网页),真正将课堂搬到网上。

图4 同步视频点播

3.3 网上实时交互

《计算机基础课程远程教学》系统中的一个重要的特点就是教师与学生之间、学生与学生之间在网络环境下通过文字、视频、音频的实时交互,以此实现课堂讨论、教师操作示范演示、学生个别辅导等功能。教师通过浏览器或Outlook向系统发出联机会议(Online Conference)请求,在联机会议持续时间内,学生可通过浏览器加入会议,并使用系统提供的聊天(文本)、白板(图画)功能与与会者进行讨论;教师可通过应用程序共享功能向全体与会者演示某个程序的操作过程,或(通过语音)要求指定学生完成某个操作(个别辅导)。客户端使用NetMeeting,还可以实现一对一的视频/音频交互、聊天、白板、文件传输等。

4 结束语

《计算机基础课程远程教学》系统使用一年多来,极大地促进了我单位计算机公共课教学,提高了教学效率和教学手段,达到了较为理想的教学效果。

篇4:计算机基础课程远程教学系统的设计与实现

计算机基础课程远程教学系统的设计与实现

摘要:本文讨论了基于Web的计算基础课程远程教学系统的设计思想及其实现方法。教师使用该系统可以进行网上授课、布置作业、批改作业、出试卷、评卷等;学生使用该系统在浏览器中观看教师授课视频图象(广播或点播)、在网上做作业、提交作业、考试、答疑或课堂讨论。

1.引言

随着多媒体技术和网络通信技术的发展,基于Internet的计算机远程教学作为一种全新的教学手段,越来越受到人们的关注。计算机远程教学是指利用多媒体技术和网络通信技术,在网络环境下开展的教学活动。它有着传统教学模式所无可比拟的优点,它创造了一种全新的教学模式,打破了传统教学模式在时间、空间上的限制,采用了先进的教学手段和教学方法,大大提高了教学效率和教学效果,使教学活动上了一个新台阶。

作者所在单位承担我校除计算机系以外的所有系所的计算机基础公共课(包括《计算机应用基础》、《C语言》、《Foxpro》等课程)的教学任务,每学期平均有3000多学生,各教师均负责2~3个班共200~300多人的教学,教学任务繁重。为了使教师能通过先进的教学手段提高教学效率,增强学生应用Internet网络服务的'能力,以此来加强和巩固对课程内容的理解和掌握,我们从开始,开发了《计算机基础课程远程教学》系统(以下简称《远程教学系统》)。在Internet/Intranet环境下实现作业、考试、授课、答疑/辅导等功能,使用一年多来,取得了很好的教学效果,以下讨论该系统的设计与实现方法。

2.《远程教学系统》的体系结构

《远程教学系统》是在Internet/Intranet环境下实现的,是典型的浏览器/服务器模式。服务器以Windows NT 4/2000 Server为操作系统平台,Microsoft SQL Server 7.0为RDBMS,客户端通过浏览器访问系统提供的服务。系统不允许匿名访问,它要求用户提供帐号/密码,通过验证后才能进入系统主页,以此追踪用户身份。本系统将用户分为三类:系统管理员、教师、学生,他们都有各自的主页,访问系统的权限也不相同。其中权限最高的为管理员,其次为教师,最低为学生。权限高的能访问其下级所能访问的所有资源,反之则不然。例如教师能进入学生主页,而学生则不能访问教师主页所提供的功能(布置作业、批改作业等)。本系统可同时为不同课程的多组教师/学生(上一门课的教师及其学生为一组)提供服务,它们之间既有一定的隔离性(例如某个教师帐号不能批改属于另一个教师的学生的作业等),又有资源的共享性(例如公共作业、试题的共享等),很好地解决了本单位各个教师负责不同班级,课程也有所不同的问题。《远程教学系统》体系结构按用户角色的不同,划分如下:

图1 《远程教学系统》体系结构

2.1 管理员模块

由于《计算机基础课程远程教学》系统可同时为多组教师/学生提供服务,各组间的课程不尽相同,因此教师/学生组间应具有一定的隔离性。例如一门课程的教师对其学生具有管理权,但不能对属于其它教师的学生进行管理、某个学生只能访问其教师的作业等。因此系统主页需要教

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篇5:实时双向交互式远程教学系统的设计与实现论文

实时双向交互式远程教学系统的设计与实现论文

摘要:远程教学是网络教育的重要组成部分,实时双向交互式远程教学系统能为远程教育提供一个符合信息化教育规律的真正高效的现代化教学手段。文章阐述了系统设计的理论依据,对该系统进行了设计和实现。

关键词:远程教学;系统;设计

一、引言

传统的教学模式在目前的教育教学体系中仍然占据着重要的地位,但其仍存在着一些局限性。远程教育利用网络技术实现教学方式在空间层面上的跨地域性,可以利用网络进行实时交互,更可以通过把优秀的教育资源置于网络服务器上,达到资源共享。远程教育是网络教育的重要组成部分,所谓实时双向交互式远程教学,就是利用计算机网络通信技术和多媒体技术,以网络作为载体,进行教学工作,克服地理区域和时间上的限制,使任何地方的用户都能够通过网络进行学习,使师生双方能进行实时的、双向交互的教与学的活动。

二、系统设计的理论依据

(一)设计的理论基础

随着Internet技术的普及,远程教育正经历由“远”到“近”的转变过程。虽然物理距离仍然存在,然而学生之间的实际学习“空间”更近了。网络教学可以传统教室里获得更好的交互性,不仅如此,Internet和WWW的应用和推广,还使得远程教育从行为注意学习理论逐渐向建构注意学习理论转变。由皮亚杰(J.Piaget)提出的建构主义(Constructivism)学习理论认为:知识不是通过教师传授得到,而是学习者在一定的情境即社会文化背景下,借助他人的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式而获得。

通过Internet进行远程教学,在教学上不受时间和地点的限制,教师和学生可以在适合自己的时间、地点上网,能够提供给教师与学生之间、学生与学生之间通过网络进行实时的交互。因此,基于Internet的远程教学更能为学习者提供一个建构主义的学习环境,充分体现学生的首创精神,学生有更多的机会在不同的情境下去运用他们所学的知识,而且学生能根据自身行动的反馈信息来形成对客观事物的认识和解决实际问题的方案。

(二)系统的设计原则

系统的设计目标是在最大程度上满足实时双向交互式远程教学活动的需要,在Internet上实现教学活动的各个环节。系统的基本设计原则有:交互性、开放性、实用性、可扩展性、安全性等。

远程教学的方式是多样化的,信息的交流具有实时性和异步性,比如可以利用流媒体技术把事先录制好的课堂教学视音频信息或事先制作好的多媒体教材,通过网络供学生随时点播学习,这是远程教学方式的异步性体现。远程教学的重点在于教学活动的实时互动性上,而双向实时交互式又是当前采用的先进方式,如数字化的会议电视或视频会议技术,利用视音频交互、文字交互、白板及图片图形等共享,可以让参与到远程教学的师生就像传统的课堂上那样进行实时的互动交流,这也比使用BBS、E-mail、留言板要便捷得多。

系统既要根据国内的网络环境适用不同的带宽,同时也要适应国内信息化教育的总体水平。远程教学系统在结合网络教室中实用的、优秀的功能基础上,应增加大量易操作、实用的功能,如同步浏览课件、网页功能等。系统既要考虑信息资源的充分共享,更应注意信息的保护和隔离,如系统安全机制、数据存取的权限控制等。

三、系统功能设计

要形成基于Internet实时双向交互式远程教学系统,学生和教师拥有一台计算机便可以通过软件进行远距离教学活动,实现实时互动。系统的功能主要分为课件教学功能和交互教学功能。

(一)课件教学功能

1、课件列表。教师可将所需的图片、各种office文档、网页课件等多媒体资源装入课件列表,在上课时实现主控式的同步浏览。

2、课件同步。系统能将课件自动压缩上传服务器,教师和学生可以同步以网页的方式浏览。此外,系统也可以让学生自动下载课件到本地,教师与学生同步浏览时,直接打开本地文件,不用访问,这样可以提高课件访问速度,节省网络带宽。

3、录制播放。教师和学生都能根据自己的需要进行现场课程制作,教师端还支持已录制的课件再次广播。教师可以允许或禁止学生录制课件。

(二)交互教学功能

在这样的系统中,学生可以进行学习、考试、讨论等,学生和教师之间可以传输图像、文字、图形、声音等各种信息。系统的主要功能包括:视音频交互、文字交互、白板交互、文件交互等。

1、视音频交互系统。本系统的用户截面最多可以同时显示八路视频端,用户可以根据自己的需要随时对需要显示的界面进行切换;教师可以将授课内容及教学情景实时的传送到网络教室中去,或者也可以播放某个学生的视频;在教师广播自己视频时,也可以监视某个学生的视频。教师能把自己的声音广播出去,同时可以允许某个学生说话,或者同时允许两个学生广播声音;在系统没有开启语音广播时,教师、学生之间可以私聊,可以一对一,也可以一对多。教师端有学生举手状态的显示框,教师可以选择举手的学生并允许发言。学生在被允许发言时,系统会弹出一个对话框,提醒学生发言。

2、文字交互系统。在文字讨论区,教师可以与全体学生,也可以与某个学生进行文字交流,教师一旦在人员列表中选定对一个人发送信息时,进行一对一的交流,其他教师成员则看不到。文字交互系统中还有关于教师操作信息的系统提示和公告等,如教师允许某人发言,录制课件等。另外,系统还有词典过滤功能,可以过滤那些出现的不文明用语。

3、白板交互系统。教师和学生可以同时在白板上作图、写字、编辑或粘贴现有的图形和图片等。教师可以对白板的使用权限进行控制,允许或禁止其他人使用白板,选择是否显示白板上的对象的创建者,还可以对白板上所创建对象的颜色、字体等属性进行设置。本系统目前支持十页白板,可根据需要加以扩充。

4、文件共享系统。本系统的文件共享系统是基于服务器的FTP服务器的基础之上,各个用户端连接上服务器时,教师批准了文件共享后,FTP服务器中的FTP文件夹中的各种资源就显示在文件的共享区域内,供参加网络教学的学生上传或下载。

四、系统结构设计

本网络课堂教学系统采用客户机/服务器结构,使客户端具有相当的稳定性和易操作性。实现工具采用Microsoft公司的Visual C++,Visual C++是一种非常完善和全面的程序集成开发环境,它采用面向对象的程序设计方法,在多媒体图形处理方面功能强大。Visual C++的核心是Microsoft基本类库(MFC),它一方面用类封装了Windows API,另一方面使用称为“消息映射”的机制把Windows消息和命令传递到窗口、文档、视图及其对象,MFC能成功的把面向对象和事件驱动编程联系起来。在对参与系统的用户的用户名及密码信息的控制是通过与XML(Extensible Markup Language)文档中的数据的交互来实现的。

远程交互式教学系统主要由多媒体授课室、多媒体听课室、多点控制器、信道(传输网络)及控制管理软件组成,基本结构如图1所示。教师在授课室通过电子白板、视音频设备、传输网络将授课内容及教学情景实时传送到远端听课室,同时学生可以在远端听课室现场回答教师提出的问题或向教师提出疑问,教师在授课室可以看到和听到听课室的全貌,还可以看到发问、回答问题的学生的表情和动作,并和学生进行现场交流,可以取得比较好的教学效果,尤其是那些需要学生参与的课程,比如外语教学。

授课室和听课室也即课堂终端包括教师端和学生端,主要功能包括:视音频信息的采集、传输、显示输出,数字信号的.压缩编码和解码,最后将符合国际标准的压缩码流经线路接口传送到信道,或从信道上将标准压缩码流经线路接口送到终端中。在课堂终端还可以进行文字、文件、图片信息等输入输出操作。目前,计算机硬件设备基本上可以满足系统的要求,在教师端,对计算机设备、视音频采集设备的要求相对要高些,如尽量采用较高像素的摄像头等采集设备。

多点控制器(Multipoint Control Unit,MCU)是一种桥接设备,是网络课堂教学系统中的关键部分,它的主要作用是对视频、音频、数据信号等数据流进行切换。

五、系统界面设计及系统实现

系统的用户界面设计直观,具有良好的操作性,包括文字、图标、图形、色彩和其他视觉方面的设计。屏幕的界面设计考虑到学习者的视觉心理特点,突出整体,具有统一的界面风格。同时注重了界面内容的交互性和可控制性,以及教学内容超级连接的有序性。界面区域工包括五大控制板块:视频显示区、电子白板、课堂成员列表、文件共享区域、文字交互。用户可以根据自己的需要对各板块自由拖动、改变大小,移动板块改变其在界面中的相对位置,选择或隐藏板块等。

远程多媒体实时交互教学系统,通过压缩教师教学现场的视频、音频流结合同步浏览课件命令,形成教学资源流,利用网络实时传送到远端学生的电脑上,学生可以及时通过举手提问、共享教师端程序、文字交流等方式实现远程互动教学。本系统可运行在Internet、Intranet、卫星网、校园网、局域网,提供文字、音视频、课件、电子白板、互动广播教学的平台,并在虚拟现实中的教室打破时空限制,让异地师生通过音视频实时交互,如同置身于同一课堂之中。

六、结束语

随着Internet的普及和在教育领域中的应用,Internet将会在远程教育中发挥巨大的作用。基于Internet的远程教育,实现了全球信息资源的共享,使教育和科技逐步走向国际化和全球化,这正是远程教育发展的方向和追求的目标。当然远程网络教学需要大量使用各种多媒体信息,而目前视频多媒体的传输受网络传输速度的影响较大,成为了网络教学的瓶颈,尤其是如何实现异地交互式教学是需要解决的关键问题。同时,目前网络安全也是制约Internet发展的一个因素,如何保证信息的安全,怎样做好安全保障,同样也是需要解决的关键问题。

参考文献:

1、李玉海.电子商务网络建设[M].华中师范大学出版社,.

2、陈信年,朱贻盛,龚丽等.第三代远程教育系统的研究和设计[J].计算机工程,(11).

3、王基一.对基于网络的远程教育课程设计的认识[J].开放教育研究,(6).

4、蒋冬梅,张卫红.基于建构主义的Internet远程教育浅析[J].东北电力学院学报,2002(12).

5、殷培红,张小亚,李芒.网络环境下问题解决学习的课堂教学设计的实践研究[J].中国远程教育,(178).

篇6:《网络技术基础》网络课程建设中在线测试系统的设计与实现

《网络技术基础》网络课程建设中在线测试系统的设计与实现

<网络技术基础>网络课程在线测试系统的设计与实现,成功解决了网络教学过程中学生自主测验、及时检查学习效果以及教师及时地,有针对性地为学生提供辅导的难题.进一步提高网络课程的应用意义.文章主要讨论了在线测试系统的`设计以及主要实现技术.

作 者:刘顺来  作者单位:广州航海高等专科学校,广东广州,510725 刊 名:科技资讯 英文刊名:SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年,卷(期): “”(23) 分类号:G434 关键词:网络课程   在线测试   设计   运行平台  

篇7:高校非专业计算机基础课程的研究与设计

高校非专业计算机基础课程的研究与设计

高等学校非计算机专业的计算机基础是培养大学生的`信息技术素养,提高学生利用计算机分析和解决实际问题的能力的一门课程,设置合理的非计算机专业计算机课程体系是至关重要的.

作 者:孙春玲 潘晓鸥  作者单位:黑龙江大学,信息科学与技术学院,黑龙江,哈尔滨,150080 刊 名:黑龙江高教研究  PKU英文刊名:HEILONGJIANG RESEARCHES ON HIGHER EDUCATION 年,卷(期): “”(9) 分类号:G642.3 关键词:课程体系   计算机能力   创新能力   教学方法  

篇8:基于嵌入式PC的PIII计算机系统设计与实现

摘要:介绍了嵌入式PC模块的结构,阐述了一种快速开发嵌入式计算机系统的思路,并详细描述了一种基于嵌入式PC的PIII计算机系统组织结构和设计实现过程。

关键词:嵌入式PC Compact PCI 桥接

目前嵌入式计算机系统应用呈现多样化、小型化、多层次的趋势,在工业现场和军事用途中扮演着越来越重要的角色。随着各种应用对操作系统和软件要求的日益提高,使得具有广泛适应性的PC构架的嵌入式计算机系统倍受青睐。尤其是Compact PCI总线在工业和军用领域的广泛应用,为PC构架的嵌入式计算机系统提供了更多的应用环境。然而,对于一个计算机系统来说,主机开发周期一般都较长,也较为复杂。CompuLab公司开发的系列嵌入式PC模块为开发PC构架的嵌入式计算机系统提供了新思路。即以嵌入式PC为核心,通过各种总线桥接电路开发出适应各种总线要求的嵌入式计算机;同时也为迅速提高各种嵌入式计算机系统的性能提供一条行之有效的途径。

本文介绍以CompuLab公司的系列嵌入式PC模块为核心的嵌入式计算机系统的一个设计实例。

1 CompuLab 786CORE

以色列公司CompuLab生产的786CORE是一种小型的、功能很强的高性价比单板嵌入式PC模块,它适用于各种以PC构架为基础的嵌入式应用中。786CORE配置了运行WINDOWS、Linux、VxWorks和DOS等操作系统所需的各种芯片组,并配置了相应的BIOS。

嵌入式PC模块786CORE具有体积小、功能强等特点。整个模块面积仅99mm×69mm,却集成了PIII赛扬400~700MHz地CPU、32~256MB SDRAM、LPC、5V兼容的PCI及AC97总线控制,同时还提供VGA/SXGA、两个USB接口、两个PS/2接口、两个10Mbps/100Mbps以太网接口、ATA IDE接口、软驱接口、一个RS-232和一个RS-422串口。为了适应嵌入式应用,786CORE还内置了嵌入式BIOS。

图1为786CORE的体系结构框图。

786CORE强大和灵活的功能为嵌入式计算机系统设计得提供了较为广阔的设计空间。尤其是通过PCI总线开发出的Compact PCI总线体系结构,更加扩展了该嵌入式系统的功能和应用领域。然而,由于Compact PCI总线的电气性能和协议的特殊性,基于该总线的设备开发难度可想而知。通常采用多种PCI桥接逻辑,将Compact PCI总线上的操作转换成其成较为简单的总线操作。

图1 786CORE的结构框图

篇9:基于嵌入式PC的PIII计算机系统设计与实现

嵌入式PC模块的出现和发展,以及基于PCI总线的各种桥接电路的广泛应用,使得嵌入式计算机系统的开发周期大大缩短,并直接提高了系统的实用性和软件应用的灵活性。

2.1 系统组织与结构

图2描述一个以PIII CPU为核心的高性能嵌入式计算机系统。它包括16路差分输入A/D、4路RS-232/422串口和双8139以太网控制器,以及与机箱相应的抗恶劣环境电源。该系统的所有模块均为标准的3U尺寸,机箱为加固的4槽3U机箱。

由于嵌入式PC模块提供的PCI总线不能提供足够的负责能力,因此主机模块必须为其增加一个PCI-PCI的桥接芯片――Intel S21152BB。该芯片提供的PCI总线可支持四个PCI设备。而总线上的设备对于Compact PCI总线来说必须且只能是唯一的负载。如果要增加负载,则必须有一个桥接芯片扩展总线的负载能力。如图2中的双网模块。由于该模块中的两个以太网控制器RTL8193D均为PCI总线的负载,首先通过PCI-PCI桥接芯片――Intel S21152BB将总线扩展,再完成两个以太网卡的功能。

另外,作为Compact PCI总线系统,所有模块包括系统底板(Backplane)均按照Compact PCI规范PCIMG2.0 R2.1设计,包括终端匹配电阻的设计(如图2)、底板时钟和中断设计以及其他电气性能的设计。

2.2 扩展模块的.设计与实现

本系统中,除主机模块外还有三个扩展模块,它们分别完成系统对模拟信号的采样及处理(AD模块)、系统与其他设备的通信(4串口模块)以及系统与Internet的连接(双网模块)。

本系统中除了上文指出的双网模块需要PCI-PCI的桥接芯片外,AD模块和串口模块与CPCI总线连接同样需要桥接芯片AMCC S5920的支持(如图2所示)。AMCC S5920是单一芯片的多功能设备,它为设计者提供了一条灵活而简便的通往PCI总线的道路。通过使用S5920,模块设计者无须考虑PCI总线的各种电气性能和时序的特殊要求,只需根据S5920转换后的类似ISA的TTL电平的ADD-ON总线进行设计即可。作为PCI上的目标设备,S5920可提供132Mbps的数据传输率,兼容33MHz的PCI总线和高达40MHz的ADD-ON总线,由它转换出的ADD-ON总线可支持8、16和32位的数据宽度。

(1)AD模块

支持16路模拟差分输入,信号的采样及AD转换由AD976完成,采样结果由单片机89C52平滑处理后通过光电隔离器件发送到CPLD,

再由CPLD存放于静态RAM中供上位机读取。

该模块占用32字节8位宽I/O空间,用于存储16路16位精度的AD采样结果。

(2)串口模块

通过CD1865支持4路RS-232/422串口,占用512字节8位宽I/O空间、1路中断。

图2 基于786CORE的嵌入式计算机系统

2.3 软件设计

本系统采用VxWorks嵌入式操作系统。它是目前所有独立于处理器的实时系统中最具特色的操作系统之一。VxWorks的微内核Wind是一个具有较高性能的、标准的嵌入式实时操作系统内核。其主要特点包括:快速多任务切换、抢占式任务调度、任务间通信手段多样化等。该内核具有任务切换时间短、中断延迟小、网络流量大等特点,与其他嵌入式实时操作系统相比具有一定的优势。

所有模块的驱动程序均在VxWorks下开发,开发环境为Tornado II。它是嵌入式实时领域里最新一代的开发调试环境,是实现嵌入式实时应用程序的完整的软件开发平台。本系统各个模块的驱动程序均用C语言编写,并在Tornado II下编译成“.O”文件用以提供给用户作为二次开发的中间件。

操作系统及应用程序均存放于主机模块的192MB电子盘上,使得软件的运行速度大大提高,也使系统可以工作在温度和稳定性条件都非常恶劣的环境里。

2.4 该系统的特点及技术指标

(1)高性能PIII700MHz CPU核心,128MBSDRAM,192MB电子盘;

(2)支持多种操作系统:DOS、VxWorks、Windows X、Linux等;

(3)串口模块:4路全双工异步串口,传输速率可达115.2kbps,通过软件设置可选择不同的串口通信方式,RS-232(V.28)或RS-422(V.11,X.21);

(4)AD模块:16路模拟差分输入,支持AD数据智能调理,AD转换时间最短可达5μs/Sample,有效输入信号范围:-15V~+15V,模拟采样部分与CPCI总线数字部分光电隔离;

(5)双网卡:10Mbps/100Mbps自适应以太网,支持自动故障诊断、切换和恢复;

(6)先天加固抗震设计;

(7)热传导散热设计;

(8)电磁兼容性设计;

(9)3U标准尺寸。

本文描述的嵌入式计算机系统具有广泛的适用性,由于采用了先天的加固、抗震和热传导设计,在环境特别恶劣的工业现场和军事领域适应性极强。此外,该系统的设计过程是一条行之有效的快速开发嵌入式计算机系统的道路,并较易形成产品的系列化,提高产品的高层竞争力。

篇10:基于嵌入式PC的PIII计算机系统设计与实现

基于嵌入式PC的PIII计算机系统设计与实现

摘要:介绍了嵌入式PC模块的结构,阐述了一种快速开发嵌入式计算机系统的思路,并详细描述了一种基于嵌入式PC的PIII计算机系统组织结构和设计实现过程。

关键词:嵌入式PC Compact PCI 桥接

目前嵌入式计算机系统应用呈现多样化、小型化、多层次的趋势,在工业现场和军事用途中扮演着越来越重要的角色。随着各种应用对操作系统和软件要求的日益提高,使得具有广泛适应性的PC构架的嵌入式计算机系统倍受青睐。尤其是Compact PCI总线在工业和军用领域的`广泛应用,为PC构架的嵌入式计算机系统提供了更多的应用环境。然而,对于一个计算机系统来说,主机开发周期一般都较长,也较为复杂。CompuLab公司开发的系列嵌入式PC模块为开发PC构架的嵌入式计算机系统提供了新思路。即以嵌入式PC为核心,通过各种总线桥接电路开发出适应各种总线要求的嵌入式计算机;同时也为迅速提高各种嵌入式计算机系统的性能提供一条行之有效的途径。

本文介绍以CompuLab公司的系列嵌入式PC模块为核心的嵌入式计算机系统的一个设计实例。

1 CompuLab 786CORE

以色列公司CompuLab生产的786CORE是一种小型的、功能很强的高性价比单板嵌入式PC模块,它适用于各种以PC构架为基础的嵌入式应用中。786CORE配置了运行WINDOWS、Linux、VxWorks和DOS等操作系统所需的各种芯片组,并配置了相应的BIOS。

嵌入式PC模块786CORE具有体积小、功能强等特点。整个模块面积仅99mm×69mm,却集成了PIII赛扬400~700MHz地CPU、32~256MB SDRAM、LPC、5V兼容的PCI及AC97总线控制,同时还提供VGA/SXGA、两个USB接口、两个PS/2接口、两个10Mbps/100Mbps以太网接口、ATA IDE接口、软驱接口、一个RS-232和一个RS-422串口。为了适应嵌入式应用,786CORE还内置了嵌入式BIOS。

图1为786CORE的体系结构框图。

786CORE强大和灵活的功能为嵌入式计算机系统设计得提供了较为广阔的设计空间。尤其是通过PCI总线开发出的Compact PCI总线体系结构,更加扩展了该嵌入式系统的功能和应用领域。然而,由于Compact P

[1] [2] [3] [4]

篇11:计算机软件技术基础课程教学改革与实践

计算机软件技术基础课程教学改革与实践

计算机软件技术基础是电气信息类非计算机专业学生的一门重要的技术基础课程,根据我校计算机软件技术基础教学的'特点,分析了该课程教学的现状及存在的问题,提出了该课程的改进教学方法.

作 者:肖敏雷 肖敏连 XIAO min-lei XIAO Min-lian  作者单位:湖南人文科技学院,计算机系,湖南,娄底,417000 刊 名:电脑知识与技术 英文刊名:COMPUTER KNOWLEDGE AND TECHNOLOGY 年,卷(期): 6(8) 分类号:G642 关键词:计算机软件技术基础   课程   任务驱动  

篇12:计算机应用基础课程学习情境设计论文

计算机应用基础课程学习情境设计论文

摘要:基于工作过程系统化的课程改革是提升学生职业能力的一个正确的方向。“计算机应用基础”课程需要从任务载体的选择、内容的选择、教学方法、教学环境、考核环节的设计等五个方面开展学习领域设计,并以“教师计算机应用基础”学习情境为例实施课程教学。

关键词:工作过程系统化;教师计算机应用;学习情境

工作过程是“企业(或用人单位)为完成某一任务并获取工作成就而进行的一个完整活动过程”。而基于工作过程系统化的课程以学生为中心,让学生在完成工作任务过程中形成直接经验,掌握融合于各项实践行动中的知识、技能和技巧。基于工作过程系统化的课程以具有范例性的工作任务为内容,按照工作过程组织知识,学生在职业化的学习情境中通过完成工作任务进行学习,获得可迁移的工作过程性知识。

一、工作过程系统化的课程学习情境的设计原则

1.任务载体选择

任务载体选择遵循工作过程完整性原则、职业成长性原则、区域经济适应性原则和前瞻性原则。职业教育课程内容的序化,应追求工作过程的完整性,要有资讯、决策、计划、实施、检查和评估的完整过程;对学生来讲,要满足学徒、中级、高级、专家的职业成长性原则;要以未来为导向,所选的学习型工作任务要随着专业领域的变化调整。

2.内容选择

学习内容的选择要满足认知规律及理论实践一体化原则。人们认知实物过程为从一般到高级,从简单到复杂,学习内容的选择也应遵循此原则。高职教育的对象及特点决定了学习内容不应该只是学习理论或者单纯学习某种技能,因此学习内容和过程要将理论与实践融合为一体,这样才能提高高职学生的学习兴趣。

3.教学方法

教学方法方面要遵循行动导向原则和学生中心原则。在设计学习情境时要根据不同学生的特点设置不同的学习任务,混合使用角色扮演教学法、引导文教学法、实验教学法、模拟教学法、讲授法等多种教学方法。在教学过程中应将学生置于中心地位,在资讯、计划、决策、实施、检查、评估阶段,教师仅为学生独立的行动做出提示,激励学生自己寻找解决问题的途径,而不应该教授其具体操作。

4.教学环境

教学环境方面应遵循职业真实性原则与教学适应性原则。设计学习情境时通过建立模拟、仿真实训平台、实训模块和分组、轮班制等形式,让学生以“准员工”身份去体会企业的工作环境和工作过程。当然,教学与职业环境是有区别的,完成学习任务所要求的条件应是学校具备的。

5.考核模式

教学结果的考核不应仅仅局限于书面考核,而应注重整体性要求。实践与理论结合,既要有以考核动作技能为主的操作考试,又要有以测试认知水平的知识考试。仿真与现场结合,既要在模拟的职业环境中考试,又要在真实的职业活动中考试。结果与过程结合,既要有以尺寸合格、功能正常为目的考试,重视结果的正确性,又要有以发现故障、排除故障为目的考试,重视过程的完整性。动态与静态结合,既要有以测试知识的深度和存储为目的的笔试,又要有以了解测试知识的广度和运用为目的`的口试。专业成绩与能力评估结合,既要有各门知识课程和技能课程的成绩单,也要有工作质量、个人素质和合作能力的评价表。在明确以上五个方面的基础上,依据“确定学习目标和学习内容→选择合适载体,确定学习情境→制定学习情境描述表与课程实施计划→制定学习情境评价标准”四个流程,设计“计算机应用基础”课程的学习情境。

二、学习情境的设计与实施

1.明确学习目标和学习内容

教师深入索尼移动显示器(苏州)有限公司、甘肃润峰电力有限公司、武威职业学院等多家企事业单位,就人才需求、岗位设置、员工专业技能、职业素质、员工管理多方面进行调研,获取课程体系构建的第一手资料,确定“计算机应用基础”课程应培养的职业能力为:具备计算机文件管理能力、较好的文字处理能力、电子表格处理能力、演示文稿应用能力。

2.选择合适载体,确定学习情境

不同的行业与岗位工作任务是不一样的。经过调研,文秘人员的工作任务是起草文件,同时需要对单位的材料进行整理;企划人员的工作任务是写分析报告、写产品说明、制作广告宣传册,做与财务相关的基础报表,向客户介绍产品;教师的工作任务是撰写学年工作计划,学期工作计划,成绩分析,学期、学年工作总结,备课、授课等;基层医护人员的工作任务是病历及药方的整理、药品管理、财务管理、医疗保健讲座等。以毕业后的工作岗位为依据,设计“计算机应用基础”课程的学习情境为文秘计算机应用基础、教师计算机应用基础、公务人员计算机应用基础、广告人员计算机应用基础四个学习情境。

3.制定学习情境描述表与课程实施计划

制定学习情境后,按照学生的学习任务制定学习情境目标、内容、课时、教学场地、教师安排计划,并编制学习情境描述表。

4.制定学习情境评价标准

完成“教师计算机应用基础”教学任务后,对学生网络应用能力、文字处理能力、电子表格应用能力、演示文稿制作能力进行综合性考核,要求过程性、结果性兼备。

参考文献:

[1]崔怡文.基于工作过程的高职课程评价体系研究初探[J].教育教学论坛,,(3).

[2]张云.基于工作过程的计算机基础教学研究[J].现代计算机(专业版),,(12).

[3]晋艺波.基于工作过程系统化模拟导游课程评价研究[J].高等职业教育,,(4).

[4]姜大源.职业教育学研究新论[M].教育科学出版社,.

篇13:长沙市基础空间数据库的设计与实现

长沙市基础空间数据库的设计与实现

本文针对长沙市基础空间数据库建库中的内容、组织方式、数据库的结构与系统实现等有关问题进行了讨论,提出面向数字城市和WebGIS等应用服务的空间数据管理和解决方案,目前系统运行良好,并为长沙市规划局提供着空间信息服务.

作 者:杨品福 杜清运 李跃 何文 YANG Pin-fu DU Qing-yun LI Yue HE Wen  作者单位:杨品福,杜清运,YANG Pin-fu,DU Qing-yun(武汉大学资源与环境科学学院,武汉,430079)

李跃,何文,LI Yue,HE Wen(长沙市勘测设计研究院,长沙,410007)

刊 名:测绘科学  ISTIC PKU英文刊名:SCIENCE OF SURVEYING AND MAPPING 年,卷(期): 31(6) 分类号:P208 关键词:数字城市   空间数据库   数据模型   ArcSDE  

篇14:大学计算机基础课程的实践与探索

大学计算机基础课程的实践与探索

大学计算机基础课程的实践与探索

文/王成志

摘 要:随着社会的不断发展,科学技术的不断深入,计算机科学已经得到广泛的普及,计算机课程已经在中小学校开展起来,而高等院校为培养计算机专业人才还专门设有计算机科学专业。就目前计算机的普及程度来看,现代大学生尽管学的不是计算机专业,为了适应社会发展,也应当学习足够的计算机科学基础知识。高等院校为了让学生能够掌握必要的计算机应用知识,专门开设了大学计算机基础课程,并制定该课程的发展策略。

关键词:大学;计算机基础;发展策略

现代社会的各个领域渐渐已经离不开计算机的使用,无论是办公、网络,还是精密计算,计算机都帮助人们完成了很多困难的任务。计算机的应用越来越广泛的同时,计算机教育的加强也成了目前主要的教学科研任务。现在为了加强学生对于计算机的使用和对于计算机科学基础知识的掌握,大学计算机基础已经成为大学本科各专业必修的公共基础课程,也是计算机专业相关技术课程的前置课程。

一、大学计算机基础课程的主要内容

大学计算机基础课程主要目的是让学生较为全面地了解和掌握计算机的基础操作、基本组成原理、相关软件的使用和信息处理的过程。为了使学生对计算机的使用有初步的了解,安排理论学时和上机实验学时,课程主要设计计算机文化、计算机组成基础、计算机程序设计基础、数据库应用、操作系统、办公软件应用和网络应用等。这些内容对于学生在自己本专业的学习中具有实际应用作用,例如,在机械制造专业,可以依靠计算机辅助设计;化工专业可以利用计算机模拟实验技术。大学计算机基础课程的设置就是为了各个学科的学生都能在所在领域发挥计算机的重要作用。

二、大学计算机基础课程的教学现状

计算机基础课程的开展不是为了把学生培养成计算机领域的专家,关键在于掌握计算机的使用和基本理论,结合专业知识,让计算机应用更好地在所学领域发挥作用。而现阶段大学计算机基础课程的开展出现了以下一些问题:

1.现在大学生计算机初始水平存在差异,计算机基础课程的进度可能受到一些影响

学生来自全国各地,有些学生在初高中阶段就接受过计算机相关教学,()在大学计算机基础课程的学习过程中可能会失去学习兴趣,达不到计算机技术应用的教学目的。

2.计算机基础课程是针对所有专业学生开设的基础性学科,但开展时间不长,没有明确的'教学大纲和考核标准

计算机基础课程没有原始经验,在教材编订方面不能考虑到学生的起始水平,而且在知识结构的构建上,缺少条理性,所学内容的安排上很难具备连接性。而且计算机基础课程包括理论和技术应用,在考核上很难两者都进行专门的考核,计算机技术涉及面较广,技术考核不能全部设计,因此,计算机考核很难起到监测学生能力的作用。

3.上机实践活动疏于管理,学生在上机课上玩游戏,浏览网页等,做与课堂内容无关的事学生没有充分利用上机时间练习计算机技术,而大学课堂的管理相对比较松散,学习的效率更加低下。

三、大学计算机基础课程的教学探索

针对以上常年在计算机基础教学上出现的问题,结合教学经验,探索提高大学计算机基础教学水平的策略。

1.计算机基础教学需要针对教学改革,改善教学条件,优化教学结构

计算机基础设置需要合理安排理论教学和实践教学的比例,优化理论教学中计算机知识结构,更加合理地安排计算机理论知识。同时,还要充分考虑到教学内容的难易程度要与学生计算机知识的程度相符合,过于简单的内容会让学生失去计算机学习的动力,过于深奥的知识会让没有基础的学生学习起来存在一定的困难,两者都会降低计算机基础教学的效率。所以,教学内容的安排需要有足够的先进性,安排更多具有使用价值的应用性教学内容。例如,学生在初高中阶段可能已经学习过Office办公软件的使用,如果仍然安排过多的办公软件的基础教学,学过的学生难免会产生不愿意再学的情绪,为此,安排一些高级的应用知识,安排更多表格和演示幻灯片的制作技巧,从而让学过的学生学到更多的内容,没学过的学生可以从教师的演示操作中从零学起。在教学中,既要考虑学生水平的差距,又要让教学内容更加合理。

2.要提高课堂教学效率

针对大学课堂管理过于松散,学生实际上很难学到真正的应用技巧。教师在教学中要强调计算机应用的优点,以学生专业领域的角度分析计算机技术对于专业的重要作用。同时要加强课堂管理,尽量安排能够吸引学生的教学内容,避免学生因为课堂内容的无聊而浪费时间。在Windows操作系统的使用教学中,安排学生日常难以使用到但很有用的操作教学,这样学生的注意力放在教学内容上,玩手机、上网的现象减少,使学生真正地在课堂上学到实用的计算机应用技术。

总而言之,大学计算机基础教学是以计算机使用技巧为主,结合计算机原理等科学知识,帮助学生提高计算机使用能力,为学生在所学领域中灵活运用计算机做好基础,让学生在科技高度发达的时代,在所学领域发挥计算机的重要作用,作出贡献。

参考文献:

[1]何北。信息技术支持的普通高等院校探究式学习设计与应用研究[D]。东北师范大学,.

[2]周睿。问题式学习的案例研究与思考[J]。中国电化教育, (04)。

[3]宋伟娜。过程启发式教学法在信息技术课程中的应用与思考[J]。中国电化教育,2009(04)。

(作者单位 黑龙江广播电视大学望奎分校)

篇15:高校计算机基础课程案例教学与教学质量

高校计算机基础课程案例教学与教学质量

质量是计算机基础课程教学的生命线,而案例教学法又是保证和提高计算机基础课程教学质量的重要手段.在对案例教学理论和教学质量理论在国内外的发展状况研究的.基础上,制定了运用案例教学提高计算机基础课程教学质量的方案,内容包括案例教学对教师的要求、案例教学对学生的要求、确定计算机基础课程案例教学的目标、选择好合适的案例、呈现案例与阅读案例、讨论案例和案例报告.

作 者:王海良  作者单位:哈尔滨体育学院,招生办,哈尔滨,150008 刊 名:经济研究导刊 英文刊名:ECONOMIC RESEARCH GUIDE 年,卷(期):2009 “”(5) 分类号:G642 关键词:案例教学   高校   计算机   教学质量  

篇16:艺术院校计算机基础课程建设与发展论文

0引言

大学计算机基础作为高等院校通识教育的一部分,肩负着人才信息素养的培养,为满足社会各领域对人才的计算机应用技能的需求和增强人才的社会服务能力,教育部高等院校计算机指导委员会对教学工作者提出了更高的要求:全面推进计算机教育的改革,促进课程的建设与发展,提高教学水平与质量,加强对学生实践与动手能力的培养。目前,不同的高等院校有不同的培养目标和方案,不同的专业方向对计算机知识储备和技能有不同的需求。计算机基础课程作为音乐类艺术院校公共必修课的重要部分,即要体现文科类计算机课程的实用性,还要承载着音乐专业的特殊性。如何将计算机技术与音乐艺术相融合以及如何改革与发展计算机基础教学,是教学工作者函待解决的问题。

1音乐类艺术院校计算机基础课程教学情况

随着计算机应用技术的迅猛发展,计算机技术与专业学科彼此渗透,融合的愈加密切。以上世纪80年代MIDI技术为例,其与计算机技术的结合就给音乐领域带来了巨大的影响,计算机音乐与计算机绘谱软件应运而生。然而,如何将音乐类艺术院校的计算机基础课程与音乐专业学科相结合,充分体现出学科的前沿性与交叉性特点,使学生既能成为出色的专业人才,也能成为所从事的专业领域的计算机应用人才,是现阶段计算机基础课程教学所面临的首要问题。这要求教学工作者需根据艺术人才的培养目标和专业应用的需求,从宏观上统筹规划计算机基础课程的体系结构和内容设置,使计算机技术与专业学科间的关联更加合理化,更加符合艺术院校计算机教育的本质和社会的期望。音乐类艺术院校普遍存在重专业轻通识,加之社会就业压力的不断增加,学生对计算机基础课程重视程度不高。然而,当今社会就业面远远超过专业宽度,计算机技术渗透力度大,社会分工细,职业选择范围广且变动更加频繁,毕业生只有具备更加全面的素养,才能更好地适应社会的需求,计算机通识教育就显得非常重要。此外,教学对象个体差异大、教学学时安排有限、教学内容统一以及教学资源赶不上计算机技术的发展速度,这是计算机基础课程教学面临的第二大问题。以我院计算机基础课程教学为例,课程分两学期完成,每学期36课时,上学期重在理论知识和基础软件应用方面,下学期重在多媒体技术应用方面,教学模式为专业分班统一授课,理论与上机实训一体,每位教师均承担所分配班级一年的教学。该模式下的教学形式单一,教学内容和共享资源有限,很难满足不同层次学生个体的学习需求,也很难持久地保持学生的学习热情和兴趣。

2计算机基础课程

“2+X”教学模式要解决现阶段音乐类艺术院校计算机基础课程面临的问题,首先需对现有教学模式进行改革,将统一专业集中式教学改成分层分类需求导向式“2+X”教学,加大上机实训比重,重组课程结构和教学团队。其中具体课程结构设置,“2+X”多样化的教学形式分为:基础型+提高型+(发展型/兴趣型)、提高型+发展型+(兴趣型);教学团队由面向基础型、提高型、发展型和兴趣型教学的教师组成,并在教学过程中共同参与课题项目的研究与教学情况的交流。目前,我院正全面推进课程结构和教学团队的重组,以及新的教学模式的试行,在保持原先计算机基础课程分由两学期教学的基础上,追加多门发展型和兴趣型课程,加大在校学生的选择空间,并将必修范围内的课程由每学期36课时增加到48课时,以期来满足学生个体学习的需求和享受更优质的教学资源,同时促进我院教师共同学习,提高教学团队的教学水平,推进计算机基础课程建设的规范性和可持续发展性。

篇17:艺术院校计算机基础课程建设与发展论文

3.1构建全面的测评系统与弹性的考核方式

要推行改进的教学模式,需构建一套全面的测评系统,以更加准确地把握学生真实情况,对学生进行合理的分层分类。该测评系统应具备四大模块:单项选择题、多项选择题、判断题和操作题,涵盖计算机应用基础课程中所包含的'教学内容,难度与国家计算机等级考试一级考试水平相当。测评系统的构建可由计算机课程教学团队共同承担,并在每学年开课之前组织学生进行测评,依据测评结果设置好学生后续学习课程,做好教学过程中的首要环节。教学过程的最后环节便是课程考核,它是检验教学质量的重要手段之一,同时也对学生的学习行为和态度起到正面引导作用。合理的考核方式不仅能促进学生学习的主动性和互动性,也能促进学生计算机应用技能和专业技能的提高。以我院为例,为充分配合改进的分层分类需求导向式的教学模式,教师对学生的成绩评定采取弹性的考核方式。首先考核内容要体现专业特色和教学中的重难点,其次考核项目中加入学生在整个教学过程中的学习表现情况,最后要加大任课教师的成绩设定主控权以及成绩评定权,即课程承担教师可自行安排和设置所授班级的考试形式、考试内容和考试评判。

3.2拓展多元化的教学方法与教学手段

根据我院教师多年的教学实践经验,计算机基础课程教学内容主要涉及计算机应用技术,包含的信息量大,知识更新速度快,而教学对象则面向一群思维活跃、个性时尚、注意力容易分散的艺术类学生,要想调动该类学生学习的积极性,激发其内在的潜能,实现更好的教学效果,就必须不断适时更新教学内容,并针对学生特点拓展更多的教学方法和教学手段。目前,我院推行的教学方法在课堂教学环节中的应用如下:

(1)教师首先以任务驱动教学法引入本节课的教学目的和学习目标,激发学生的学习兴趣;

(2)然后以案例驱动教学法展开课程的教学内容,理论结合实践,让学生理解掌握章节重点知识;

(3)再以项目推动教学法检验教学效果,主要是通过上机练习,提高学生实际操作技能;

(4)最后以小组讨论教学法进行教学回顾、评价与总结,改变学生被动学习为主动参与式学习,培养其主动学习和创新思维能力。此外,我院现拓展的教学手段有:

(1)教师通过多媒体演播技术和电子网络教室系统,组织计算机课程教学,让学生在体验计算机技术发展成果的同时,更加积极主动地配合教师的教学;

(2)课程教学团队精心策划和组织了“崇文杯”计算机信息技能大赛,并积极将其树立成为一个品牌在校内逐年推广下去,既丰富了学生的校园生活,又为我院学生营造了良好的计算机学习氛围。

(3)教师利用手机微信平台,与学生建立互动,解决学生生活中遇到的计算机相关疑难问题。除了上述已有教学手段外,我院教学团队还着力于拓展其他教学手段,包括:举办计算机技术与音乐艺术相融合的前沿知识讲座和各类竞赛活动,鼓励和组织学生多参与校外的各类计算机相关大赛,如文艺演出海报制作大赛、音乐作品网站制作大赛、音频编辑与制作大赛以及影视作品大赛等,带领学生创办和发展各类与计算机技术相关联的社团,如动漫社团、音像社团和影视社团等。

3.3组建高师资水平的教学团队

艺术院校的计算机基础课程改革正处在一个转折时期,课程的建设与发展离不开高水平的教学团队。教师在整个课程体系中充当了更多重要的角色,不仅是课程建设的规划者,课程发展的推动者,也是课程教学的组织和管理者。只有不断加强教师的师资水平,才能保障各项工作的正常进行。这要求教师需:

(1)不断加强业务学习,了解学科最新发展动态,不断更新自身知识结构,掌握更多理论知识和操作技能;

(2)积极参与课题教学研究,根据不同阶段的人才培养方案和学生专业需求,即时调整课程体系结构,构建最新的教学资源,促进课程的建设与长远发展;

(3)提高自身科研水平,以科研指导教学,积极参与课程教材的编写,将教学经验融入到书本中,进一步提高教学水平和教学质量;

(4)积极参加各种学术交流活动,与其他艺术院校或高等院校艺术院系沟通交流课程建设和教学情况,互相学习,取长补短,更好地服务在校学生。

3.4构建丰富的教学资源与网络学习的平台

艺术院校计算机基础课程具有学时少,教学内容涵盖范围广,优质教学资源匮乏,课程后期实用性和可拓展性强等特点,往往课程结束后,学生依旧对所学内容很感兴趣,但脱离了计算机课程教学的大环境,学生的后续再学习缺乏了动力。因此,教学团队应积极开展院级计算机课题教学研究,加强教学资源的建设,为学生营造一个能沟通交流的探索发现式学习环境,实现将课堂学习延伸到课外学习,将传统的教师主导的教模式改变成学生自发的学模式。现阶段与今后我院教学团队开展的课程教学研究中,除了教材的编写、多媒体课件的制作外,还将着力于网络学习的平台的构建,该学习的平台将用于分享大量丰富的教学资源和传播校内各类活动资讯。

4结语

改变现有计算机基础课程教学模式,将计算机技术与音乐艺术相融合,既满足学生共性的基本要求,也满足其个性化的需求,是音乐类艺术院校计算机基础课程教学改革的重点,而拥有一支高水平的师资团队,多元化的教学方法与教学手段,全面的测评系统与弹性的考核方式以及丰富的教学资源与网络学习的平台,是实现教学模式改革的关键。我院教学工作者经过多年的教学实践与课题研究,在教学资源构建上已初见成效,下一步会加强网络学习的平台的构建,以更好地促进计算机基础课程的建设与发展。

篇18:高职《数据结构》课程的设计与实现

高职《数据结构》精品课程的设计与实现

该文就高职<数据结构>精品课程的设计与实现作了初步的探讨,同时,简要介绍我们在尝试数据结构案例教学中的.一些体会.

作 者:王科 WANG ke  作者单位:湖北省荆州职业技术学院,信息技术系,湖北,荆州,434020 刊 名:电脑知识与技术 英文刊名:COMPUTER KNOWLEDGE AND TECHNOLOGY 年,卷(期): 5(23) 分类号:G434 关键词:数据结构   案例教学法   工作过程导向  

篇19:多媒体创作系统的设计与实现

多媒体创作系统的设计与实现

摘要 该文简要分析了目前流行的创作工具的特点,提出了一个集多媒体信息处理、剧本编辑及演播于一体的创作系统的总体结构、设计方法及主要的实现技术,最后给出了用VisualBasic语言编写的播放图形、图像、动画、声频、视频(AVI、MOV及VCD小影碟)等多媒体信息的程序例程。

随着多媒体技术的飞速发展,各种各样的多媒体演示系统在信息领域中发挥着越来越大的作用。其丰富的表现力、生动的视觉及声响效果,大大增强了所演示信息的吸引力。但是,多媒体作品的创作是一项费时费力的工作,不仅涉及到美术、传播、教育、心理等多方面创作因素,而且更需一种能方便地将图、文、声、像等多媒体信息按某种特定要求编合在一起进行表现的方法。为节省多媒体作品的创作时间,需要一种相对简单、集成、高效的创作工具来辅助多媒体作品的创作开发与演播。

本文简要分析了目前流行的多媒体创作工具的特点,提出了一种多媒体创作工具的功能结构、设计方法及实现技术,最后给出一个用VisualBasic语言编写的播放多媒体信息的程序例程。

一、现有多媒体创作工具的类型

目前,最流行的多媒体创作工具主要分为以下三类。

1.描述性语言式

该类工具开发作品的思想是,按书的结构方式将每个标题的开发过程视为一本“书”的组合,每一屏被指定为一页,在每页内可有多级的对象,设定好各页与各页中内容及其之间的动作,然后使用指定的编排设计语言进行作品设计。这类工具中,比较有代表性的是美国Asymetrix公司的MultimediaToolBook工具,其编排设计语言为OPENSCRIPT。这类工具的最大优点是开发时的弹性较好,面向稍懂编程的用户,另外价格较低,易于接受;缺点是整体运行速度慢,虽入门较易,但要掌握其机理需费一番苦功,特别是对多媒体资源的访问,OPENSCRIPT主要通过MCI函数调用,必须在脚本里显式地写出有关调用,且语法和序列并非全直观,又缺少提示,这点足以使非程序员怯步。

2.交互性图标式

这类工具主要是让用户直接在画面上安排所需的元件,定义出元件本身的动作以及元件和元件之间的关系。其工作方式是采用一种形象化的方法在微机上制作多媒体作品,通过选择精简的形象化图标,构成应用程序结构的流程图,然后再往结构中添加内容,流程图定义了多媒体元素的流动过程。这类工具很适合没有程序设计经验的用户,因此在短时间内就可开发出一套交互式的多媒体系统。这类工具中,著名的有美国authorware公司开发的AuthorwareProfessional及美国AimTech公司的Icon Author。其主要用于开发事件驱动的、需要高交互性的教育、训练模拟以及导览系统。这类工具不足之处是价格一般很贵,灵活性方面受现有系统的限制。

3.时间流程式

该类工具较适合于开发简报系统,它在多媒体显示上具有较强的时间前后顺序,以图形、文字信息为主。比较著名的有ACTION工具、PowerPoint、Harvard Graphic工具等。该类工具对多媒体信息的支持基本上是通过OLE外部方式进行的,因此,演播多媒体时磁盘I/O动作频繁,系统开销大,运行效率低。

上述三类多媒体创作工具开发的运行环境是基于Windows 3.X,可处理的音频文件格式为wav、mid;静态图像文件格式为pcx、bmp、gif、tga、jpg、tif、wmf、dib等;动态图像格式为avi、fli、flc等。

二、多媒体创作系统的功能及设计方法通过以上分析,可看出多媒体创作系统一般具有如下特点。

1.易于入门,无需专业级程序员的编程经验,但熟练掌握不易。对某些特定的简单要求,往往要通过熟练掌握后所得到的使用技巧来实现。另外,对时效要求高、常修改的内容,修改也不甚方便。

2.支持许多硬设备和许多文件格式,可生成含有图形、图像、文本、声音、动画、视频元素的复杂产品。

3.具有流程控制能力,可为上述元素提供导引框架。

4.虽包含了图形编辑、动态编辑、数字式动画、视频编辑等多项工具,但多媒体数据的制作能力不如专用软件功能强、精美。

当前,处理多媒体信息的专用软件资源比较丰富,文字方面有Wordfor Windows、WPS等;图形图像方面有PhotoStyler、Photoshop、CorelDraw等;动画方面有Animator、3DS等;视频方面有Video for Wind

ows、Adobe Premiere、Quicktime for Windows等;声音方面有SoundSystem、WaveEdit等。

对用户而言,已掌握了多媒体处理专用软件,还得学习创作系统中的功能较弱的媒体处理工具,是某种意义上的重复。用户要求在媒体素材设计上精雕细凿,媒体作品演播时灵敏高效。因此,我们的设计原则是,利用现有功能强大的多媒体处理工具,采用系统集成与软件编程相结合的方法,缩短开发周期以创造最佳的软件。既兼顾一般要求,又满足用户演播的特定要求。在方法上综合描述性语言及图标式创作工具的优点,以及软件编程开发在系统弹性和扩充上灵活、应用范围广、用户具体要求明确、软件资源节约的特点,克服现有创作工具灵活

性弱、受现有系统限制的不足。

所设计的多媒体创作系统各模块主要功能如下。

・文本编辑:这是一个文本编辑器,它将所要演播的文字底稿逐行输入,形成文本文件。

・剧本编辑整合:提供一种方便、高效、直观的图、文、声、像数据集成的编辑手段,按用户的设计要求,对各种媒体数据进行编辑整合,制成各媒体对象的进出入效果(如闪烁、飞行、旋转、淡入淡出、大小、定位等等),最后形成一个剧本文件供演播时调用。

・图形图像处理:图形图像部分挂接PhotoShop或PhotoStyler软件,处理多种位图文件,包括wmf、tif、bmp、pcx、tag、gif、dib、jpg等等格式;统计图形方面提供制作各种二维、三维统计图形的手段。

・剧本演播:将剧本编辑整合处理形成的剧本文件直接调入演播,可按自动播放方式或导引、单步控制播放方式进行播出。对动态图像播放可控制暂停、继续。

・二维动画处理:挂接Animator二维动画处理软件,处理并形成fli、flc格式动画文件。

・三维动画处理:挂接3DS三维动画处理软件,制作并形成flc、fli格式的动画文件。

・视频处理:挂接Video for windows、QuickTime for Windows、Adobe Premiere软件。对质量要求一般的视频影像,经电视、VCR或影碟机播出,通过视频捕捉卡,处理形成avi、mov格式的视频文件。而对质量要求高、需全屏显示的视频影像,则使用专用数字视频采样压缩工具生成mpeg、dat影像文件存于CD-ROM中,播放时,使用MPEG视频解压卡,将影像文件从光盘中调出,实时解压缩,满足全屏幕、全运动、全彩色的视觉要求。

・声音处理:主要挂接Soundsystem或WaveEdit,处理mid、wav格式的语音文件,

并能使用CD-AUDIO音碟资源。

・地图标绘与动画处理:主要处理点阵、矢量地图的标绘及基于地图的简单动画,如箭头、飞机、舰船、车辆等运动目标沿轨迹运动、闪烁、变化过程等,并形成ate自定义格式文件,供演播时调用。

・外接演播工具:主要外挂其它各种多媒体创作工具的演播软件来播放其制作的作品文件。如挂接PowerPoint的PPTVIEW程序,挂接Authorware的RUNAPW程序。

三、多媒体创作系统设计技术的实现

我们在静态图形、图像处理上,使用Windows API编程技术,结合OLE方法;在多媒体数据处理方面,充分使用MCI接口,将各种媒体的编演融合一体。

编程语言采用VisualBasic及Visual C++语言,同时充分利用第三方厂家提供的这两种语言的用户控制对象来解决图、文、声、像等多媒体演播时可能存在的效果限制问题。

1.图、文、声、像的编辑整合功能

具有高效方便的图、文、声、像等多媒体数据编辑整合功能是多媒体创作工具的特点。我们提出了以下这种基于表格方式,以页操作为主的'多媒体数据编辑整合的实现方法。

表格形式如表1。

首先将文字底稿调入并自动填入到上述表格中,然后,用清屏方式来定义属于同一页的文字,并定义好该页的背景色、字体、前景色以及该页正文出页方式,根据需要还可定义出该页正文所在行的操作方式、条件及其位置。系统还提供缺省的版面布局供用户使用。

表1

定义好一页的文字以后,就可定义与该页有关的多媒体信息之间的有机关系,可选择声音文件、动画文件、视频文件、统计图、地图标绘动画数据,并定义这些媒体的播放位置、触发条件及进出场效果等。

另外,还可嵌入播放其它著作工具的作品并融合到播出中。这种编辑方法使整个格本形成一个前后一贯的大表格,前、后、左、右滚动可直观方便地浏览全部剧本,操作非常简便,整体性好,每页随时可进行修改,并可随时察看每页效果。

2.多媒体数据访问的实现

(1)采用Windows API处理多媒体数据

我们使用BITBLT函数实现图形图像的变化,MCI接口处理音频、视频、动画、CD-AUDIO数据的播放。

Windows 3.1中的MMSYSTEM.DLL动态连接程序库提供了大约一百多个具有多媒体处理能力的API函数,其MCI函数提供了与设备无关的程序接口,应用程序可以通过MCI命令访问符合MCI控制标准的多媒体设备,MCI接口覆盖了多媒体的主要领域,因此可以满足大多数应用系统的开发需要。由于MCI的设备无关性,更换设备时只需更换MCI驱动程序,无需了解每种多媒体产品的细节,系统升级十分方便,提高了应用系统的开发效率及灵活性。

在系统开发中,主要用到的MCI多媒体设备类型及驱动程序如表2。

表2

其余的mpg、dat等视频格式的设备类型及MCI驱动程序视其产品提供的MCI驱动程序而定。

(2)利用用户控制对象VBX进行编程,处理图、文、声、像等多媒体数据

目前有众多知名厂商开发出各类VBX控制对象,支持Visual C++、Visual Basic,VBX有可能成为标准文件格式。这类功能强大的VBX控制对象是开发多媒体系统,提高开发效率,缩短开发周期的有效武器,使我们对复杂的图文特效及外部设备的控制都交给了控制对象去处理,大大减少了编程的工作量,而且准确性、高效性大大地提高。

开发多媒体系统常用到的VBX主要有:支持MCI接口的MCI.VBX(Microsoft公司);支持flc、fli动画演播的VBPLAY.VBX(Autodesk公司);支持图文播放效果的FXTools/VB(ImageFx公司)、Knife.VBX(ImageKnife)、MHPicture.VBX(MicroHelp公司);支持图形、图像、文字播放效果的FXImage.VBX、FXLabel.VBX;支持mov视频播放的QtMove.VBX、QtView.VBX。

四、结束语

多媒体创作系统的开发与通常的应用系统开发有一定的差异,既要有丰富的编程经验,又要充分了解多媒体的特点。

善于利用多媒体集成工具,就能在应用系统开发中作到事半功倍。完成多媒体作品相当部分的工作量在于图形、图像、声音、影像素材的准备,其技术及艺术含量都很高。而多媒体创作系统,其目的是便于用户高效地使用创作工具按某种构想,将图、文、声、像等媒体进行导演、创意及包装。

目前,多媒体创作工具种类越来越多,随着多媒体技术应用发展的深入,开发多媒体的技术将越来越先进、越科学、越方便、越有效。

本系统应用范围广,适用于需经常制作多媒体作品的教育、军事、旅游等部门。

以下是一个用MCI.VBX控制对象来播放多媒体数据的函数实例(Visual Basic编写,对MPEG视频以realmagic MPEG解压卡为例),可看出用控制对象处理多媒体信息的方便高效性。

const MCI_MODE_NOT_OPEN=524

Sub closemedia (byVal mediatype)'关闭媒体

Select Case mediatype

Case “video”,“sound”,“animator”

if Not MMControl1.Mode=MCI_MODE_NOT_OPEN Then

MMControl1.Wait=True

MMControl1.command=“Close”

End If

Case “graph”

image.Picture=LoadPicture(“”)

image.Visible=False

End Select

End Sub

Sub openMedia(mediatype As String, medianame As String)'

打开并演播媒体

If Not MMControl.Mode=MCI_MODE_NOT_OPEN_Then

MMControl.Wait=True

MMControl.command=“Close”

End If

Select Case Mediatype

Case “graph” '图像

image.Picture=LoadPicture(medianame)

image.Visible=True

exit sub

Case “sound” '声音

tt$=UCase(Right$(medianame,3))

Select Case tt$

Case “WAV”

MMControl.DeviceType=“WaveAudio”

Case “MID”

MMControl.DeviceType=“Sequencer”

End Select

Case “animator” '二、三维动画

tt$=UCase(Right$(medianame,3))

Select Cas

e tt$

Case “FLC”,“FLI”

Mmcontrol.DeviceType=“Animation1”

Case “MMM”

Mmcontrol.DeviceType=“MMMovie”

End Select

Case “video” '视频

tt!=UCase (Right$(medianame,3))

Select Cast tt$

Case “AVI”

Mmcontrol.DeviceType=“AVIVideo”

Case “MOV”

Mmcontrol.DeviceType=“QtwVideo”

Case “MPG”

Mmcontrol.DeviceType=“MMaster” ' reelmagic设备名

Case “DAT”

Mmcontrol.DeviceType=“MMaster” ' reelmagic设备名

Case “CDI”

Mmcontrol.DeviceType=“MMaster” 'reelmagic设备名

End Select

End Select

Mmcontrol.FileName=medianame

Mmcontrol.Wait=True

Mmcontrol.Command=“Open” '打开设备

Mmcontrol.Notify=True

Mmcontrol.command=“play” '演播

End Sub

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