計算機實驗室的實用性研究

摘要：計算機實驗室在當今的教學中占有越來越重要的作用，對計算機實驗室的建設(shè)和完善今后也將發(fā)揮更多的作用。本文通過對計算機實驗室的優(yōu)勢和建設(shè)過程中問題的闡述，提出一系列解決措施。

關(guān)鍵詞：實驗室；實用性；計算機；網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 (2012) 16-0026-02

一、計算機實驗室虛擬教學的實用性特征

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

（二）能夠應(yīng)對各類學生的學習要求。從教學方面看，軟件系統(tǒng)強大而豐富：計算機應(yīng)用基礎(chǔ)、.net編程、JAVA編程、photoshop應(yīng)用、premiere影視制作、3Dmax、sketchup繪圖、電商物流實驗等課程，這些軟件的安裝應(yīng)用和實時更新既能夠滿足專業(yè)化教學的需要也能夠滿足公共課程教學的軟件需要。相對于傳統(tǒng)教學而言，計算機實驗室不僅僅是教學的場地，也是學生主動學習平臺，每間實驗室都有相關(guān)的教學軟件，可以進行廣播教學、收發(fā)作業(yè)、分組討論等活動。為適應(yīng)軟件的運行環(huán)境，對落后的硬件設(shè)備進行淘汰并代之以最新的硬件設(shè)備，因而每間實驗室的硬件設(shè)備均是這兩年更新過的，環(huán)境良好。部分實驗室還有投影設(shè)備，有的還有交換路由實驗機柜，有的有小型服務(wù)器。這樣既能夠滿足計算機相關(guān)專業(yè)的專業(yè)化教學的需要，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和學習平臺。這之中包括課前的預(yù)習、課程管理、數(shù)據(jù)管理、多媒體音效、實驗指導(dǎo)、課程作業(yè)批改、課程成績統(tǒng)計、成績查詢等等，為教學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)機構(gòu)對教學環(huán)境的要求，尤其適合遠程教學。

虛擬化的演示環(huán)境能夠?qū)⒔處熕v進行清晰展示且使用簡單。在虛擬的網(wǎng)絡(luò)實驗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)在同學們面前。在實際的教學過程中，有些教師并不具備計算機相關(guān)專業(yè)的素質(zhì)，在虛擬化的教學環(huán)境中，教師只需要掌握基本的word、excel、powerpoint等程序就能進行相應(yīng)的多媒體講解。

計算機在當前硬件設(shè)備下的軟件更新方便安全，并且易于管理。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的更新，軟件設(shè)備更新簡單，可以快速有效安裝最新的軟件適應(yīng)社會對學生技術(shù)的要求。多臺計算機的管理需要配備相應(yīng)的人力物力，但較之傳統(tǒng)的實驗設(shè)備管理節(jié)省了大量的人力物力，管理相對容易得多。

（三）計算機實驗室具有豐富的功能。計算機豐富的功能決定了其具有實用性的特點，由于計算機使用的簡單，無論是教師、學生還是社會人員，只要掌握了一些基本的應(yīng)用知識，都能夠進行基本的計算機操作，我校實驗室是一個多功能的利用場所，其利用率較高，不僅作為教學場所，還可作為各類計算機考試的考場，并能夠獨立承接各類培訓(xùn)、安排會議（有過一次視頻會議）、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：全國計算機等級考試、普通話考試、物流考試、電子商務(wù)考試、TOEFL考試、會計執(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)、會計考試培訓(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)實驗室的有相對安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。計算機實驗室是的硬件屬于學校財產(chǎn)，相對而言并不容易流失，而軟件安全、數(shù)據(jù)安全需要專業(yè)的計算機知識的保證。一般而言，普通的計算機互聯(lián)成LAN，還會又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)實驗室的建立可以自由選擇計算機的網(wǎng)絡(luò)范圍，在需要與Internet進行連接時教師可以進行有效的指導(dǎo)，而在大多數(shù)時候計算機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)可以實現(xiàn)絕大部分的網(wǎng)絡(luò)教學，可以避免受到外部不安全因素的影響。

因此，我們進行了計算機實驗室系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)的設(shè)計，通過邏輯設(shè)計、物理設(shè)計、安全性設(shè)計和優(yōu)化步驟使得計算機實驗室的資源可以得到優(yōu)化和利用。數(shù)據(jù)庫設(shè)計流程圖如下：

在這個基礎(chǔ)上，我們在所有實驗室之間建立了校園內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接，可以通過校園認證系統(tǒng)以教師的個人賬戶訪問王章，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、學生、教務(wù)管理員、系統(tǒng)管理員四個角色。他們各自在校園內(nèi)網(wǎng)中可以實現(xiàn)的功能操作分別是：

學生：選課、修改個人信息、查詢實驗成績和批語，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)計并發(fā)布學生的成績和批語。

教務(wù)管理員：課程計劃、開課審核、開課計劃、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)維護等。

二、計算機實驗室建設(shè)的問題

計算機實驗室的建設(shè)需要大量的資金支持和技術(shù)支持，在擴建過程中難免會產(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，這些都需要我們認真對待。

（一）計算機軟件、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)計思路和更加強大的功能越來越快地將舊有軟件取代，但與此相對應(yīng)的是現(xiàn)階段的硬件設(shè)備難以滿足新軟件的運行要求。無論在如今還是未來，計算機新技術(shù)的理論知識對硬件要求日漸提高，軟件的發(fā)展速度決定了硬件更新速度必須加快。在計算機行業(yè)中軟件危機問題在計算機實驗室建設(shè)過程中體現(xiàn)得更加明顯。

（二）計算機管理問題。計算機的管理不僅僅是對硬件的日常維護，也需要管理人員根據(jù)教學需要對軟件進行更新?lián)Q代。某些軟件的更新需要管理人員具備較豐富的計算機專業(yè)知識，對數(shù)量眾多的計算機進行科學有效的管理需要專業(yè)計算機人才的輔助。現(xiàn)階段許多高校教師對網(wǎng)絡(luò)實驗教學的科研創(chuàng)新缺乏積極性，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)實驗室建設(shè)規(guī)劃與教學科研工作脫節(jié)，使得所建設(shè)的計算機實驗室設(shè)備單一，教學內(nèi)容落后，實驗方法也不全面。

當前絕大多數(shù)計算機都只有一個操作系統(tǒng)，而一些專業(yè)的學科課題需要的軟件不能在windows xp、windows7環(huán)境下運行，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，學校為了適應(yīng)這些專業(yè)教學又不影響其他專業(yè)學生對公共課程的學習就必須用大容量的硬件安裝雙系統(tǒng)來進行教學支撐。

三、計算機實驗室建設(shè)中問題的解決措施

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

（二）解決實驗室的經(jīng)費問題。建設(shè)實驗室需要一筆不小的費用，對實驗室的管理和維護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驗室的資金投入，才能保證實驗室的發(fā)展跟上教學的節(jié)奏。

一是對資金的利用盡量達到最大化。請計算機專業(yè)的教師對市場上形形色色的產(chǎn)品進行甄別篩選，找到產(chǎn)品質(zhì)量最好、售后服務(wù)周到、性價比最高的賣家進行批量購買，保證每一分錢都花在刀刃上。

二是提高硬件的使用率。對計算機使用率的最大化就是對資金的節(jié)約，計算機硬件的老化受到時間的制約，通過開放式的利用，才能將實驗室的利用達到最大化。一方面可以增加開放時間，實驗室對全校開放的時間不少于八個學時，同時增加計劃外的教學安排來培養(yǎng)學生的學習興趣，并在課余時間實行對我id預(yù)約和自由開放，為開放性設(shè)計實驗和科研提供充足的實驗場所，滿足師生課余學習研究的目的。另一方面聯(lián)合其他企業(yè)建設(shè)聯(lián)合實驗室，這樣的好處是既能夠為本校學生提供企業(yè)的學習經(jīng)驗提高學生的實踐能力和就業(yè)競爭力，又能夠通過這個平臺幫助企業(yè)遴選出合適崗位的未來員工，實現(xiàn)教學、就業(yè)的雙向突破。

三是進行其他創(chuàng)收類應(yīng)用。通過對更多校外培訓(xùn)、考試、企業(yè)項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，定期不定期進行各種校內(nèi)校外競賽，一方面提高了學生學習的積極性，另一方面為實驗室的維護尋求到資金支持。

（三）達到實驗室的科學管理。首先運用科學的管理系統(tǒng)進行管理。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)存儲等特點，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數(shù)據(jù)庫向用戶展示實驗信息，能夠?qū)嶒炇业男畔⑦M行方便的維護和更新，客戶可以通過這個系統(tǒng)了解實驗信息。

其次對管理人員的要求。一方面增強教師隊伍的素質(zhì)，可以請本校教授或者是外校知名專家對實驗教師進行集中的技術(shù)培訓(xùn)，通過學術(shù)、交流、研討等方式全面提高教師的管理水平。另一方面計算機數(shù)量眾多需要更多的管理人員進行批量化的管理。以往對計算機的管理都是教師的工作，現(xiàn)在在人手不夠的情況下，可以請一些技術(shù)較好的同學組成管理團隊利用課余時間對眾多的計算機進行管理，通過主管教師的親自指導(dǎo)還能提高學生的實踐能力和技術(shù)水平。這樣的管理可以是有償?shù)模鳛橘Y助貧困學生的一個手段來加以應(yīng)用。在這個過程中既解決了人員不足的問題也增強了學生的責任感。

四、結(jié)語

計算機實驗室對教學的作用不僅僅是輔助教學，對培養(yǎng)學生的動手能力也有著不可忽視的作用，對其進行相應(yīng)的設(shè)備配置、工作人員的技術(shù)力量、實驗室規(guī)模都會給教學帶來影響，對其進行多種途徑來完善也越來越重要。

參考文獻

[1]宋韌，劉洋.淺談網(wǎng)絡(luò)實驗室建設(shè)中存在的問題及解決方案[J].才智，2011，34.

[2]卓攀.實驗室輔助教學系統(tǒng)的探索與實踐[J].都市家教:小半月，2011，11.

[3]蔡正保，付賢政.計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室在教學中的實用性探討[J].廣西教育學院學報，2011，6.