云计算技术概论范文

前言：我们精心挑选了数篇优质云计算技术概论文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

【关键词】智慧城市建设关键技术

智慧城市以物联网技术为支撑，利用更智慧、更全面、更有效、更快捷的应用将人类社会的各个层面进行有机融合，实现城市的智慧化发展。

一、城市智慧建设相关理论研究

1.1智慧城市理论

智慧城市借助计算机技术、互联网技术、移动通信技术、物联网技术，发挥多中基础信息设施的优势，将人类社会生活中产生的庞大信息进行智能处理，形成全新的生活方式、社会管理模式，构建新的城市形态。

1.2全生命周期管理理论

社会发展中各种活动大多以独立项目的方式开展的，在城市智慧建设理论中，其将传统的工程项目的管理扩展到项目全生命周期，从构思开支，知道项目结束。完整的项目全生命周期包含以下几部分：项目的决策、实施以及使用和维护，不同阶段和过程之间均存在千丝万缕的联系，智慧城市建设则是对这些联系进行整理和综合分析，理顺城市发展中各部分之间的关联，满足多层次、多方位的个性化需求。

1.3精益建造理论

该理论的基础是生产管理理论，主要实施对象为城市建设中项目的各个过程，主要目标是在最短工期和最少资源，不牺牲项目质量的前提下实现工程项目的管理和完成。精益建造理论来源于制造业的生产管理、流程管理和价值管理，主要为了解决施工过程中如何提高建造效率、降低生产成本、减少工作时间等问题。

二、智慧城市建设中的关键技术分析

智慧城市建设中所需要使用的技术较为复杂和多样，需要不同技术之间的协同合作才能达到预期效果。

2.1数据获取技术

现代数据处理和数据存储技术为智慧城市的建设提供了数据存储的可能。随着云计算技术的发展，基于云的多种技术被提出和应用到社会生活中，这种信息处理和存储技术突破了传统技术的技术瓶颈，利用云端的高性能和大容量存储设备对城市发展中产生的大数据进行处理和分析。此外云计算相关技术的应用将不同类型、不同环境下的数据信息进行了整合，可以实现跨平台、跨领域的信息处理和存储，解决了智慧城市发展进程中存在的数据共享的问题。

2.2物联网技术

物联网被称为人类的第三次信息技术革命，其可以在虚拟的信息和现实的物质之间建立统一规范的联系。首先物联网技术应用大量的传感器组成传感器网络，该网络主要用于对物体进行感知和信息获取；然后应用多种通信技术，典型的如RFID技术等将传感器采集到的数据信息进行传递；最后对采集到的数据信息进行跨行业、跨领域、跨系统、跨应用的共享和互通。

2.3云计算技术

云计算技术是智慧城市发展的保证。云计算将大量的分布的独立计算机通过一定的方式组建成统一管理的云系统，在该系统环境下，多个硬件设备可以协同工作，按照资源需求对硬件能力进行分配，实现多种传统计算技术所无法实现的功能。应用云计算平台可以对智慧城市发展过程中出现的多种状况、产生的多种信息、要求的多种处理功能进行合理解决和分配，充分满足城市建设的需求。

2.4数据挖掘技术

智慧城市智能化需要利用数据挖掘技术实现。智慧城市建设过程中会产生庞大的数据信息，这些数据信息繁杂没有规律，通常我们对于某一方面的研究只需要从数据池中提取我们感兴趣的数据即可。数据挖掘技术就是一种对大量数据按照个性化需求进行挖掘和分析的技术，这种技术可以从城市建设中产生的大量数据中挖掘出符合城市发展需求的信息机理知识，协助推动城市的智慧化演进。

三、总结

总之，城市的智慧化建设是一个漫长而复杂的过程，需要综合应用多种理论和技术，不仅是对城市产生巨大影响，还会对人类的生活方式产生巨大影响。

参考文献

[1]王要武，吴宇迪.智慧建设理论与关键技术问题研究[J].科技进步与对策，2012，29（18）

[2]张永民.“智慧中国”关键技术的研究（上）[J].中国信息界，2012（1）

第2篇

云计算提出以来迅速发展，目前已经进入使用阶段，这对云计算技术在企业的广泛应用，本文从云计算企业的人才需求出发，根据在网络搜索的人才需求计划，以OpenStack平台和Hadoop平台为重点，制定相关的课程，具有一定的意义。

关键词：

云计算人才培养OpenStackHadoop

自Google公司提出“云计算”概念以来，云计算[1-3]得到了产业界的广泛关注。互联网巨头纷纷推出自己的云计算平台，如Amazon的AWS，微软的Azure,Google的GAE等；国内的百度、阿里巴巴、腾讯等也推出自己的云计算平台。在我国，自《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》将云计算列为战略性新兴产业重点以来，我国政府制定了一系列指导及规划政策促进云计算发展[4]。同时地方政府对发展云计算保持高度热情，我国累计已有30多个省市了云计算战略规划、行动方案或实施工程。如北京市政府开展“祥云工程”；上海市政府开展“云海计划”；无锡市基于IBM云计算技术架构搭建商务云、开发云、政府云等多个平台[5]。随着云计算技术的成熟，高校怎样根据技术的发展培养合格的云计算人才具有重要的意义。华南理工大学广州学院计算机工程学院根据学校的定位，以应用型人才培养的技能需求为根本出发点，根据调研企业需求，设置云计算人才培养的相关课程，为云计算人才培养教学计划提供建议。

在云计算平台中，OpenStack和Hadoop是两个非常重要的开源平台。OpenStack云计算平台，提供基础设施服务（计算、存储等）。2012年就坐拥51%的市场占有率；时至今日，OpenStack产品在开源云计算市场的占有率已达69%。Hadoop的出现是计算技术发展进程中一个重要的里程碑，它使实用的大规模分布式计算和存储成为可能。Gartner也估计，2016年，该市场规模将快速增长至8.13亿美元。AlliedMarketResearch调查报告显示，2013年至2020年，全球Hadoop市场份额将以58.2%的年复合增长率，从20亿美元增长至50.2亿美元，增长幅度超24倍。基于OpenStack和Hadoop在企业中的广泛应用，本人在51job中搜索OpenStack和Hadoop的相关人才技能要求，为课程设置提供依据。

1OpenStack人才技能要求与课程设置

在51job搜索“云计算”招聘职位，共搜索到8755条结果。适应应用型本科院校毕业生从业的相关职位有：云计算运维工程师，云计算平台开发工程师等。其中Openstack运维人才技术需求岗位数为583个，各企业相同的需求：熟悉linux系统的监控和常用服务的安装、配置；熟悉网络基本配置；熟悉MySQL等数据库的维护工作；熟悉OpenStack产品及各个组件（Nova，Swift,Quantum或Neutron，Cinder等核心组件）；熟悉KVM、Xen等虚拟机技术。同时有少数企业根据企业的业务需求提出自己的技能需求，主要有：熟悉SDN相关技术；熟悉Bash等脚本编程语言，熟悉Python语言；熟悉负载均衡技术;熟悉常用开源监控工具，如Nagios、Zabbix等。

搜索到的Openstack开发人员岗位数1009个，主要技能需求为：熟悉Libvirt，熟练使用ComputeAPI、ImageAPI；熟练至少一种虚拟化技术；能基于OpenStack模块进行二次开发。云平台前端开发需求岗位8个，主要技能要求：精通html/xhtml、DIV，CSS等网页制作技术；精通JavaScript、Ajax等Web开发技术；熟悉?Web框架和类库,如Django,bootstrap、angularjs、jquery。虽然云平台前段开发需求少，都此类人才不但可以从事云平台的前端开发，也可以从事Web开发的前端开发，市场需求量很大，因此也单独列出。针对企业对人才的需求状况，拟定培养OpenStack相关人才培养的主要课程：①高级网页设计与制作,内容有Html,css,JavaScript,JQuery；②网络操作系统,内容有Linux操作系统的安装、使用、性能调优，Shell编程；③云计算概论,内容有OpenStack安装与维护;虚拟化技术;常用开源监控工具和负载均衡工具；Libvirt使用；(4)云计算应用开发。内容有Python编程，OpenStack组件API。

2Hadoop人才技能要求与课程设置

在51job以“Hadoop”为关键字进行搜索，结果有6737条，统计各企业对人才技能的要求，总结为：熟悉Linux系统；熟悉Linux/Unix环境下的Java编程;熟悉hadoop相关各种开源项目;掌握MapReduce处理问题思想;熟悉SQL数据库操作（Oracle、MySQL等）；能处理海量结构化数据的挖掘，挖掘算法优化，进行数据分类及分布统计。根据技能需求，拟定Hadoop相关人才培养的主要课程为：Java面向对象程序设计；网络操作系统；数据库原理与应用；数据仓库与数据挖掘；Hadoop大数据处理，主要内容有Hadoop体系结构，HDFS，Map/Reduce,HBase。

3应用型人才培养的教学实践

第3篇

>> 基于云计算平台的物联网数据挖掘研究 基于物联网的智慧市政平台研究与实现 物联网与云计算的融合 基于物联网云平台的智慧农业温室系统设计 基于物联网的智慧城市现状与发展研究 基于物联网的城市智慧水务系统研究 物联网\云计算构建智慧城市信息系统 基于物联网\云计算关键技术的智慧城市应用体系综述 关于利用物联网和云计算来构建智慧城市信息系统的浅析 智慧城市中物联网及云计算技术的应用 智慧城市与物联网的关系 基于物联网与GIS的城市排水防涝智慧管控平台 融合平台解困物联网 物联网与云计算的融合――物联网云的构建 基于云计算的智慧型物联网实现技术研究 基于云计算和物联网的智慧物流发展模式研究 云计算融合物联网技术的物流园区综合信息服务平台设计 浅谈云计算与物联网的融合发展 云计算与物联网的融合发展分析 基于物联网的智慧行业应用与共享平台的研究与实现 常见问题解答 当前所在位置：l.

[2]彭力.物联网技术概论[D].北京航空航天大学，2012.

[3]智慧城市网.智能交通的崛起能否拯救堵在路上的中国[BO/LD]..

[4]毛光烈.智慧城市需“标准化”建设.信息化建设[BO/LD]..

[5]崔逊学，赵湛，王成.无线传感器网络的领域应用与设计技术[M].北京：国防工业出版社，2009.

[6]吴朱华.云计算核心技术剖析[M].北京：人民邮电出版社，2012.

Intelligent City Research on the Integration of Internet of Things Cloud Platform

ZHAO Yan1，SU Yu-zhao2

（1.School of Computer Science，Zhengzhou University of Aeronautics，Zhengzhou，Henan 450015，China；

2.School of Management Engineering，Henan University of Engineering，Zhengzhou，Henan 451191，China）

第4篇

关键词：互联网；新媒体；大数据；云计算；微信；微博 

一、互联网思维下高校宣传工作研究背景 

1.国外相关研究 

美国是因特网的发源地，也是互联网业最早兴起的国家。世界互联网发展过程中，美国网络宣传的发展，尤其是传媒网站的发展，常常因其在世界上领先一步而产生广泛影响。网络传播及网络新闻业成为热门话题，发生在因特网迅速发展为“第四媒介”、传统的新闻传媒加盟网络的实践迅速崛起的20世纪90年代。 

2.国内相关研究 

早在2011年李彦宏就用“互联网思维”的概念，意思是要基于互联网的特征来思考。围绕新媒体的著述颇为丰富，但更多的是新闻传播和实业界人士从传播技术和营销的角度入手研究。这就导致宣传理论的研究就事论事，缺乏传播学视角。因此，目前互联网思维下对宣传工作的新规律的研究与实践大有可为。 

二、互联网思维下高校宣传工作创新研究必要性 

1.开展高校宣传工作创新研究，是应对多元文化冲击的需要 

全球化带来的多元价值观念和文化思潮，正在博弈与碰撞中冲击人们的传统观点，动摇着人们的价值观，高校作为思想和文化的聚集地，思想活泼的青年学子首先感受到了这种思想和观念的煎熬与挣扎。高校宣传工作者必须善于抓住机遇，从来自世界的各种文化思潮中吸取丰富的精神财富，同时要敢于、勇于直面挑战，创造性地开展宣传教育工作。 

2.开展高校宣传工作创新研究，是依托新媒体、紧跟时代步伐的需要 

从工作性质上看，高校宣传工作是一项政治工作；从工作内容上看，高校宣传工作也是思想文化工作；从工作职责上看，通过宣传教育，为高校和谐发展提供思想保障、舆论环境和动力支持。新媒体代表着当前人类科技的最新成果，是先进生产力的发展方向。高校宣传工作必须紧跟时代步伐，充分利用新媒体技术发展的最新成果，服务高校师生。 

3.互联网思维下，新媒体对外宣传工作将成为主流 

高校是青年学生汇集的主要地方，而青年学生是新媒体的主要使用人群，高校外宣工作者只有掌握好新媒体才能更好的让新媒体宣传深入人心。既然要做新媒体宣 传，那么新媒体平台是一个必需品，目前主要的新媒体平台有微博、微信、网站等相关的新媒体平台。 

4.高校对外新闻宣传工作机遇与挑战并存 

目前，很多高校开始利用微博、微信、飞信等新媒体平台进行思想教育、新闻传播、文化引领的探索，高校官方利用较多的新媒体是微博。据《“985”高校新浪微博调查报告》研究显示：69%的“985”高校已开通认证微博，其中华中科技大学是第一个开通的学校，7.4%的高校 “官博”粉丝超过十万。武汉大学教授沈阳认为：“高校微博平台具备塑造形象、加强交流、促进教学、提供服务、增加资源五大职能。”同时，相对于高校对外新闻宣传工作来说，新媒体技术是一把双刃剑，机遇与挑战并存。 

三、借鉴大数据、云计算和移动互联技术，创新宣传思想工作 

大数据、云计算、移动互联是当今互联网技术的核心。 

一是运用大数据分析，使宣传思想工作精准发力。大数据、云计算技术的发展，可以在掌握大量数据的基础上，分析受众的特点、需求，有针对性地精准“点穴”，做好工作。 

二是运用移动终端，增强传播效果。据中国互联网信息中心（CNNIC）的报告显示，截至2015年6月，中国网民人数6.68亿，其中，手机网民5.94亿，占总网民数的88.9%。用好“两微一端”（微信、微博和移动客户端）等新媒体，就可以使宣传思想工作低成本、广覆盖、快传播，增强宣传效果。 

三是线上线下全方位联动。宣传思想工作成效要看是否融入一流创新人才培养全过程。利用网络平台的支撑，与学生创新创业融为一体，与校园文化营造互促共进。网络虚拟空间与教育实践有机结合，形成强大的育人合力，更有利于宣传手段推广和创新。 

五、结论 

随着信息技术的不断发展，我们的生活进入到了新媒体时代，新媒体（微博、微信、移动客户端）高校宣传将逐渐取代传统的新闻宣传工作，促进高校新闻宣传工作更好的开展。 

参考文献： 

[1]林爱清.新媒体时代的大学生思想政治教育[J].安庆师范学院学报（社会科学版）， 

2010（12）. 

[2]许明.网络对传统媒体的影响[J].新闻窗，2001（2）. 

第5篇

【关键词】云平台；入侵检测技术；分布式；安全策略

0 引言

随着计算机网络技术的高速发展，云计算技术对信息产业的影响日益深远，产业界推出了一系列基于云平台的服务，但在已经实现的云平台服务中，安全问题一直令人担忧。安全和隐私问题已经成为阻碍云计算普及和推广的主要因素之一。2011年1月21日，来自研究公司ITGI的消息称，考虑到自身数据的安全性，很多公司正在控制云计算方面的投资，在参与调查的21家公司的834名首席执行官中，有半数的官员称，出于安全方面的考虑，他们正在延缓云的部署，并且有三分之一的用户正在等待。为了能够减少云计算带来的安全风险，让云计算得以长足发展，安全策略的研究尤其重要。

在成熟的计算机安全技术中，主要包括病毒防护技术、入侵检测技术、应用安全技术等等，它们在传统的计算机安全策略中发挥了良好的作用。但是，在新颖的云计算平台上，单一的安全策略功能捉襟见肘，各种技术的整合成为专门针对云计算开展安全策略研究的重点。本文将对入侵检测技术和分布式网络技术进行整合研究，从而实现一种云平台安全架构策略。

1 分布式入侵检测技术

入侵检测（Intrusion Detection）是对入侵行为的检测。它通过收集和分析网络行为、安全日志、审计数据、其它网络上可以获得的信息以及计算机系统中若干关键点的信息，检查网络或系统中是否存在违反安全策略的行为和被攻击的迹象。入侵检测作为一种积极主动地安全防护技术，提供了对内部攻击、外部攻击和误操作的实时保护，在网络系统受到危害之前拦截和响应入侵。因此被认为是防火墙之后的第二道安全闸门，在不影响网络性能的情况下能对网络进行监测。

根据信息来源的不同，入侵检测技术可以分为基于主机的入侵检测、基于网络的入侵检测以及分布式入侵检测三种。一般基于主机的入侵检测技术主要使用操作系统的审计、跟踪日志作为数据源，某些也会主动与主机系统进行交互以获得不存在于系统日志中的信息以检测入侵。而基于网络的入侵检测技术常常通过被动地监听网络上传输的原始流量，对获取的网络数据进行处理，从中提取有用的信息，再通过与已知攻击特征相匹配或与正常网络行为原型相比较来识别攻击事件。随着网络的发展，网络结构日益复杂，传输数据量随之增大，而网络中的攻击手段也层出不穷，其中广泛采用的分布式拒绝服务（DDoS：Distributed Denial of Service）应用环境中的海量存储和高带宽的传输技术，使得传统的入侵检测不能满足系统需求，分布式入侵检测在此状况下应运而生。分布式入侵检测使用分布式的方法对分布式的攻击进行检测，采用检测信息的协同处理和入侵攻击的全局信息提取以及分布式数据的融合作为关键技术，能够在数据收集、入侵分析和自动响应各方面最大限度的发挥入侵检测策略的优势，因此，分布式入侵检测成为现代主流IDS的发展趋势。

2 基于分布式入侵检测技术的云平台安全架构策略

云计算平台具有数据和服务外包、虚拟化、多租户和跨域共享等特点，在这些特征中，虚拟化是基础。在云计算中，软硬件资源通过虚拟化实现多用户共享，保证了IT资源利用效率和灵活性的最大化，优化了资源的使用，节约了能源和硬件设备，并简化了管理，有效的降低了成本，这是云计算得以迅速发展的根本所在。然而，虚拟化技术也引入了比物理主机更多的安全风险。由于传统安全策略主要适用于物理设备而无法管理虚拟机和虚拟网络等，因此使得传统的基于物理安全边界的防护机制难以有效保护基于共享虚拟化环境下的用户应用及信息安全。资源虚拟化支持不同租户的虚拟资源部署在相同的物理资源上，方便了恶意用户借助共享资源实施侧通道攻击，用户的机密数据有可能因此泄露，或者黑客利用虚拟机进行DOS攻击。

对于云计算的安全保护，通过单一的手段是远远不够的，需要有一个完备的体系。传统安全技术，如加密机制、安全认证机制、访问控制策略通过集成创新，可以为隐私安全提供一定支撑，但不能完全解决云平台的安全问题，需要进一步研究多层次的安全体系，为云平台安全保护提供全方位的技术支持。云安全联盟CSA在“云计算关键领域安全指南”中提出了云计算的安全运行措施，其中便包括了安全加固虚拟机镜像。根据以上研究表明，通过在物理机、虚拟机和虚拟机管理程序三个方面增加分布式入侵检测功能模块，加强虚拟机的安全。基于分布式入侵检测技术的虚拟机安全策略如图1所示。

图1 云计算平台安全策略

采用这种方式搭建云平台，可以结合分布式入侵检测监控系统的功能，实现用户不能突破虚拟机的界限、虚拟机之间安全隔离、虚拟机内部的安全监控与恶意代码过滤，提高云平台基础设施的防攻击能力，最大限度的保护云平台中资源的隐私与安全，确保云计算平台的服务有效性和连续性。

3 结论与展望

分布式入侵检测技术与云平台的完美结合，可以实时监测各种非法入侵行为，同时也可以在发生入侵事件时给予实时报警，实现了从底层物理机到虚拟机的安全监控，防患于未然，给云平台服务提供了更完善的应用服务，为推动云平台的普及和推广提供了有力的技术支持。

【参考文献】

[1]陆嘉恒.分布式系统及云计算概论[M].清华大学出版社，2012.

第6篇

关键词：计算机专业；工程教育；系统能力；系统课程

1.计算技术发展特点分析

计算技术在20世纪个人机普及和Internet快速发展的基础上，从初期的科学计算与信息处理进人21世纪的以移动互联、物联网、云计算和大数据计算为主要特征的新型网络时代。在这一过程中，计算技术的发展特点呈现出“四类新型计算系统”和“四化主要特征”，这对计算机专业人才的知识结构与创新能力提出更高的要求。

1.1四类新型计算系统

1）嵌入式计算系统。

在移动互联网、物联网、智能家电、三网融合等行业技术与产业发展中，以嵌入式计算为主要形态的计算系统——嵌入式计算系统有着举足轻重和广泛的作用，并日益呈现网络化的开放特点。

2）移动计算系统。

在移动互联网、物联网、智能家电以及新型装备中，均以移动通信网络为基础，移动计算成为关键技术，它将使计算机或其他信息智能终端设备在无线环境下实现数据传输及资源共享，其作用是将有用、准确、及时的信息提供给任何时间、任何地点的任何客户，这将极大地改变人们的生活方式和工作方式。

3）并行计算系统。

随着半导体工艺技术的飞速进步和体系结构的不断发展，多核/众核处理机硬件日趋普及，这使得昔日高端的并行计算呈现出普适化的发展趋势；多核技术对计算系统微体系结构、系统软件与编程环境均有很大影响；同时，云计算也是建立在由廉价服务器组成的大规模集群并行计算的基础之上，因此，并行计算将成为各类计算系统的基础技术。

4）基于服务的计算系统。

无论是云计算，还是其他现代网络化应用软件系统，均以服务计算为核心技术。服务计算是指面向服务的体系结构（Service，orientedArchitecture，SOA）和面向服务的计算（Service oriented Computing，SOC）技术，是标识分布式系统和软件集成领域技术进步的里程碑。服务作为一种自治、开放以及与平台无关的网络化构件，可使分布式应用具有更好的复用性、灵活性和可增长性。Web服务技术是当前SOA的主流实现方式，已经形成规范的服务定义、服务组合以及服务访问。

1.2“四化”主要特征

1）网络化。

当今的计算系统必然与网络相关。尽管各种有线网络、无线网络所具有的通信方式、通信能力与通信品质有较大区别，但它使得与其相联的计算系统能力得以充分延伸，更能满足应用需求。网络化对计算系统的开放适应能力、协同工作能力等也提出了更高的要求。

2）多媒体化。

多媒体具有计算机综合处理多种媒体信息的集成性、实时性与交互性特点。计算机通过多媒体技术可以处理人类生活中最直接、最普遍的信息，从而使计算机应用领域及功能得到极大的扩展，使计算机系统的人机交互界面和手段更加友好和方便，非专业人员也可以方便地使用和操作计算机。

3）大数据化。

从各种类型的数据中快速获得有价值信息的能力称为大数据技术。大数据具有体量巨大、类型繁多、价值密度低、处理速度快等特点。大数据时代的来临给各行各业的数据处理与业务发展等带来重要变革，也对计算系统的新型计算模型、大规模并行处理、分布式数据存贮、高效数据处理机制等提出新的挑战。

4）智能化。

智能化将影响计算系统的体系结构、软件形态、处理算法以及应用界面等。例如，智能手机的智能搜索引擎是结合了人工智能技术的新一代搜索引擎，不仅具有传统的快速检索、相关度排序等功能，还具有用户角色登记、用户兴趣自动识别、内容的语义理解、智能信息化过滤和推送等功能，其追求的目标是根据用户的请求，从可以获得的网络资源中检索出对用户最有价值的信息。

2.系统能力的主要内涵及培养需求

2.1主要内涵

计算机专业学生的系统能力核心是在掌握计算系统基本原理基础上，熟悉如何进一步开发构建以计算技术为核心的应用系统。这需要学生更多地掌握计算系统内部各软件/硬件部分的关联关系与逻辑层次，了解计算系统呈现的外部特性以及与人和物理世界的交互模式。系统观的教育体现出工程教育特征，相比较其他专业学生的计算机基础和应用能力，计算机专业更强调对学生计算机系统能力的培养。因此，计算机专业学生的知识体系不仅需要更新与扩展，而且其系统设计创新能力必须得到强化与提升。

2.2培养需求

随着计算机科学与技术的不断进步，信息产业形态发生重要变化，新型计算系统应用日益深化，计算机专业人才培养也必须“与时俱进”，体现计算技术与信息产业发展对学生系统能力培养的需求。教育思想要突显系统观教育理念，教学内容要体现新型计算系统原理，在实践环节中展现计算系统平台技术。

我们要深刻理解系统化专业教育思想对计算机专业高等教育的影响。系统化教育和系统能力培养要采取系统科学的方法，不但要夯实系统理论基础，使学生构建出准确描述真实系统的模型，并能够用模型预测系统行为；而且要强化系统实践，培养学生有效地构造正确系统的能力。从系统观出发，计算机专业的教学应该注意教学生怎样从系统层面思考（如设计过程、工具、用户和物理环境的交互），应该讲透原理（基本原则、架构、协议、编译以及仿真等），强化系统性的实践教学培养过程和内容。

3.相关研究

3.1ACM/IEEE CS2013重视系统能力培养

ACM/IEEE最新公布的CS2013是在组织众多计算机教育专家深入调研分析、开展专题研究的基础上，给出的新的教学调整方案。它不仅对原有14个知识域进行适度调整，还增加了4个新的知识域，分别是系统基础SF、并行和分布计算PD、基于平台的开发PBD、信息保障和安全IAS。这些都涉及系统级内容，由此可见，ACM/IEEE CS2013的重点是进一步强调系统知识和系统能力的培养。

3.2专业教指委已开展相关研究

教育部计算机专业教学指导分委员会已经组织了对计算机专业学生能力培养和实践教学体系的研究，重点是如何使学生增强系统能力，全局地掌控一定规模系统。研究提出：①教学必须树立系统观，培养学生的系统眼光。学生学会站在不同层面上去把握不同层次上的系统，并全面考虑系统各部分及其与外界的逻辑与联系，完成一定规模的系统设计。②明确了计算思维能力、算法设计与分析能力、程序设计与实现能力以及系统能力为4大专业基本能力。其中系统能力占总能力的75%，包括系统认知、系统设计、系统开发和系统应用能力。

目前国内少数高等学校，如南京大学、复旦大学、北京大学、北京航空航天大学、浙江大学、西北工业大学、国防科技大学等，正在不同程度上积极进行这些方面的探索和实践。

4.系统能力培养中存在的问题

在PC时代背景下所设置的课程体系、教学及其实验内容，对学生的系统能力培养存在以下问题。

（1）课程体系中缺乏一门独立的能够贯穿整个计算机系统的基础课程。有些学校虽然有计算机系统概论课程，但是，课程内容太散太多，没有系统性，并没有围绕一个完整计算机系统框架组织内容。

（2）课程之间的衔接和关联考虑不够。目前课程设置大多按照计算机系统不同层次上的内容独立开设课程，相应的教材内容和课堂教学内容中很少体现本层次的内容与其他层次内容之间的关联，学生难以形成对计算机系统的全面认识。

（3）教学内容比较陈旧，较少涉及近年来出现的多核/众核处理器、分布式和并行计算模式等实际工作中遇到的内容，特别是对于后PC时代的学生所需的关于嵌入式系统、移动终端系统、大型数据中心云计算系统等的系统知识体系的教学还很薄弱。

（4）课程体系缺乏对系统设计和应用能力培养的整体考虑，如公共的计算机系统基础课程及内容的设置，计算机系统核心课程及内容的设置，对于不同应用系统和相关平台所需的设计和应用人才的培养应设置哪些课程（包括课程实验）等。

由于教学中对系统能力培养重视不够，所以学生在系统能力方面存在以下问题：

（1）大部分学生不能很好地建立计算机系统完整概念，缺乏系统观，只能解决局部的编程和应用问题，对于系统层面问题的解决无法胜任。

（2）大部分学生对于计算机系统的核心内容掌握不够，难以胜任复杂的涉及软/硬件协同设计的任务。

（3）由于没有很好地建立课程之间内容的关联，学生对于很多核心内容通常只知其然不知其所以然，所以其综合分析、设计和应用能力也较差，对于需要综合运用多个跨课程的概念才能解决的问题一筹莫展。

（4）教学缺乏系统性的综合实践环节，这使学生理论上一知半解，实践动手能力较差。

5.系统能力培养课程体系设置总体思路

为了更好地培养适应新技术发展的、具有系统设计和系统应用能力的计算机专门人才，我们需要建立新的计算机专业本科教学课程体系，特别是设立有关系统级综合性课程，并重新规划计算机系统核心课程的内容，使这些核心课程之间的内容联系更紧密、衔接更顺畅。

为此，我们调查了若干国外高校的本科生教学在计算机系统能力培养方面的一些做法和思路，借鉴国外大学的经验，结合我国高校计算机人才培养的特点，提出了适合于我国高等教育计算机专业系统能力培养的课程体系总体设置思路，并对相关的主要课程内容及其实验内容进行了规划。课程体系改革的思路如图1所示。

我们建议把课程分成3个层次：计算机系统基础课程、重组内容的核心课程和侧重不同计算系统的若干相关平台应用课程。

第1层次核心课程包括：程序设计基础（PF）、数字逻辑电路（DD）和计算机系统基础（ICS）。

第2层次核心课程包括：计算机组成与设计（COD）、操作系统（OS）、编译技术（CT）和计算机系统结构（CA）。

第3层次核心课程包括：嵌入式计算系统（ECS）、计算机网络（CN）、移动计算（MC）、并行计算（Pc）和大数据并行处理技术（BD）。

基于这3个层次的课程体系中相关课程设置方案如图2所示。

图2中左边部分是计算机系统的各个抽象层，右边的矩形框表示课程，其上下两条边的位置标示了课程内容在系统抽象层中的涵盖范围，矩形的左右两条边的位置标示了课程大约在哪个年级开设。虚线框、实线框和粗线框分别表示第1、第2和第3层次核心课程。

从图2中可以看出，该课程体系的基本思路是：先讲顶层比较抽象的编程方面的内容；再讲底层系统具体实现的基础内容；然后再从两头到中间，把顶层程序设计内容和底层电路内容按照程序员视角全部串起来；在此基础上，按顺序分别介绍计算机系统硬件、操作系统和编译器的实现细节。至此的所有课程内容主要介绍单处理器系统的相关内容，而计算机体系结构主要介绍不同并行粒度的体系结构及其相关的操作系统实现技术和编译器实现技术。第3层次的课程没有先后顺序，可以是选修课，课程内容应体现第1和第2层次课程内容的螺旋式上升趋势，即第3层次课程内容涉及的系统抽象层与第1和第2层次课程涉及的系统抽象层是重叠的，但内容并不是简单重复，而是讲授在特定计算系统中的相应教学内容。例如，对于嵌入式计算系统（ECS）课程，虽然它所涉及的系统抽象层与计算机系统基础（ICS）课程涉及的系统抽象层完全一样，但这两门课程的教学内容基本上不重叠，前者着重介绍与嵌入式计算系统相关的ISA设计、操作系统实现和底层硬件设计等内容，后者着重介绍如何从程序员的角度来理解计算机系统设计与实现中涉及的基础内容。

与传统课程体系设置相比，最大的不同在于，新的课程体系中有一门涉及计算机系统各个抽象层面的能够贯穿整个计算机系统设计和实现的基础课程——计算机系统基础（ICS）。该课程讲解如何从程序员角度来理解计算机系统，可以使程序员进一步明确程序设计语言中的语句、数据和程序是如何在计算机系统中实现和运行的，让程序员了解不同的程序设计方法为什么会有不同的性能等。

此外，新的课程体系强调课程之间的衔接和连贯，主要体现在以下几个方面。

（1）计算机系统基础课程可以把程序设计基础、数字逻辑电路2门课程之间存在的计算机系统抽象层中的“中间间隔”填补上去并很好地衔接起来。这样，到2年级上学期结束时，学生就可以通过这3门课程清晰地建立单处理器计算机系统的整机概念，构造出完整的计算机系统的基本框架，而具体的计算机系统各个部分的实现细节再通过后续相关课程来细化充实。

（2）数字逻辑电路、计算机组成与设计和嵌入式计算系统3门课程中的实验内容能够很好地衔接，可以规划一套承上启下的基于FPGA开发板的综合实验平台，让学生在一个统一的实验平台上从门电路开始设计基本功能部件，然后再以功能部件为基础设计CPU、存储器和接口，最终将CPU、存储器和I/O接口通过总线互连为一个完整的计算机硬件系统。

（3）计算机系统基础、计算机组成与设计、操作系统和编译技术4门之间能够很好地衔接，构成了一组计算机系统能力培养最基本的核心课程。新课程体系中计算机系统基础和计算机组成与设计2门课程对原来的计算机系统概论和计算机组成原理课程内容进行重新调整和统筹规划。计算机系统基础、计算机组成与设计、操作系统和编译技术的关系体现为：

①计算机系统基础课程以Intel x86为模型机进行讲解，它为操作系统课程（特别是Linux内核分析）提供了很好的体系结构基础。同时，在计算机系统基础课程中为了清楚地解释程序中的文件访问和设备访问等问题，会从程序员角度简单引入一些操作系统中的相关基础知识。

②计算机系统基础课程会讲解高级语言程序如何进行转换、链接以生成可执行代码的问题。

③计算机组成与设计中的流水线处理等也与编译优化相关，而且以MIPS为模型机进行讲解，而MIPS模拟器可以为编译技术的实验提供可验证实验环境。

从计算机系统基础课程的内容和教学目标以及开设时间来看，位于较高抽象层的先行课（如程序设计基础、数据结构等课程）可以按照原来的内容和方式开设和教学，而作为新的计算机系统基础和计算机组成与设计的先导课数字逻辑电路，则需要对传统的教学内容，特别是实验内容和实验手段进行修改和完善。

有了计算机系统基础和计算机组成与设计课程的基础，学生将更容易从计算机系统整体的角度理解操作系统、编译原理等后续课程。这些后续课程在内容方面不需要大的改动，但是操作系统和编译器的实验要以先行课程实现的计算机硬件系统为基础，这样才能形成一致的、完整的计算机系统整体概念。

6.结语

系统观教育对于计算机专业的所有培养方向均适用，它对专业核心课程任课教师提出了更高要求，因此必须强化计算机专业的教师培训工作，特别是重视以系统观为核心的新教材的编写工作，以便使计算机专业人才培养和教育跟上学科、技术和产业的发展步伐。

本系统研究组由国防科学技术大学、西北工业大学、南京大学、南开大学、天津大学、武汉大学、北京大学有关教授组成，他们共同进行了关于计算机专业学生系统知识、系统能力和系统课程的研讨。本研究得到机械工业出版社华章公司的大力支持。

参考文献：

[1]The Joint Task Force on Computing Curricula of ACM/IEEE，Computer Science Curricula 2013 Ironman Draft（Version 0.8）[EB/OL].[2013-03-26].http：//ai.stanford.edu/users/sahami/CS2013/.

第7篇

关键词：卓越课程；计算机系统；计算思维

0 引言

“卓越工程师培养计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》的重大改革项目，也是适应我国工业化发展进程，培养和造就一大批创新能力强、适应我国经济社会发展需要的工程技术人才的重要举措，是增强我国核心竞争力、建设创新型国家、走新型工业化道路的必然选择。同济大学作为首批实施“卓越计划”的高校，于2010年启动“卓越课程行动计划”，加强课程的内涵建设，推动教学改革以取得突破性进展。

另一方面，计算思维（ComputationalThinking）作为一种教学理念，近年来在计算机基础教育中受到关注。计算思维是指运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。当今社会已进入信息化时代，具备计算思维，能够运用计算机技术和手段进行学习和工作、解决专业问题是高级人才必备的素质。计算思维能力是与读写能力一样的人类基本思维方式。

为了配合同济大学实施“卓越工程师培养计划”试点方案，提高骨干教师的业务素质和教学水平，同济大学于2011年开展计算机科学与技术卓越课程行动计划，将计算思维融入“计算机系统级课程”的教学改革中，取得了良好的教学效果。

1 “计算机系统级课程”教学改革内容

本次课程改革试点的核心内容主要包括3个方面：一是课程授课方式改革；二是训练（指各种类型的作业、结合课程的创新性实验项目、综合性和设计性实验等）方式改革；三是考试方法改革。

课程授课方式改革要大力推行启发式、探究式、讨论式、参与式、小班制等教学方式。训练方式改革除了传授知识外，还要通过设计综合性作业、结合课程的创新性项目以及其他形式多样的综合性训练，将学生的综合能力和人格培养落实到具体课程教学中。考试方法改革要消除应试教育产生的不利影响，以学生综合能力评价和人格养成作为核心，努力实现学生学习成绩评价方式的多元化。同时，建立计算机系统级教学团队，以团队形式对课程进行设计，积极建设和落实包含课程授课方式、训练方式、考试方法3大环节改革的具体方案。

“计算机系统级课程”教学改革项目在同济大学软件学院和电子与信息工程学院共建的“计算机系统结构”国家级精品课程建设的基础之上，结合电子与信息工程学院在学科方向上的特色和优势，采取“两级基础深化、知识体系构建、实践能力培养、前沿技术追踪”4项措施，建立面向“卓越工程师”培养的计算机系统级课程教学体系。

1）两级基础深化。教师通过“计算机与信息安全导论”“计算机导论”和“计算机系统结构”课程，分别从广度与深度两个方面对学生进行全面的计算机学科基础教学。“计算机与信息安全导论”和“计算机导论”旨在帮助初学者认清学科的轮廓，而“计算机系统结构”则为计算机学科高年级本科生提供完整的学科核心知识。

2）知识体系构建。教师以“虚拟化与云计算”“Web编程”和“计算机前沿技术概论”等课程为基础，建立计算系统和网络的知识体系框架，为强化计算机科学与技术学科的特色和建立完整的计算机系统学科知识体系规范打下基础；同时还注重相关课程的交叉，如“计算机系统结构”与“操作系统原理”“编译原理”在虚拟操作系统、编译优化等方面的结合，“计算机系统结构”与“虚拟化与云计算”在大规模并行处理系统下的融合等。

3）实践能力培养。教师通过“计算机系统实验”课程，将“计算机系统结构”“操作系统原理”与“编译原理”等课程中关系极为密切的核心内容以综合实验形式进行集成，如存储结构及其管理、目标代码生成及优化、线程调度等。这样既有利于消除孤立知识点，又加强了学生的综合实践能力训练，为他们将来从事计算机系统开发工作打下坚实基础。

4）前沿技术追踪。教师通过“计算机前沿技术概论”课程追踪国际计算机系统结构领域中的前沿问题与技术。

笔者提出的面向卓越工程师的计算机系统结构系列课程体系框架如图1所示。该教改项目的实施将提高计算机系的办学水平，加强对青年教师的培养力度，同时也有助于本科教学中多出科研成果。

该教改项目从理论与实践2个方面展开，围绕计算机系统主题，在课程体系建设上注重基础、突出重点。特别是在实践教学方面，除了在相应课程的实验环节对学生进行训练外，还将在专门的“计算机系统实验”课程中进行有关计算机系统硬件和软件2个方面的完整的集成实验，通过数据采集和建模分析等手段验证实验结果的正确性和有效性。通过发现并解决实验过程中遇到的各种问题，学生更加深刻地理解并扎实地掌握计算机学科的核心理论，同时提高了从理论到实践的知识贯通能力和创新能力。

各门课程的教改内容简述如下。

1）计算机与信息安全导论。作为该教学体系的基础课程，将突出建设计算机系统知识体系方面的基础知识。主要教改内容如下：

①选用《Computer Science：An Overview》作为该课程的双语教材：

②每章核心内容突出计算机系统方面的基础知识；

③将计算机系统方面的基本知识从传统计

算机导论内容中自然引出；

④展开双语教学，并建设精品课程。

2）计算机导论。作为该教学体系的基础课程，将突出建设计算机系统知识体系方面的基础知识。主要教改内容如下：

①选用《Computer Science：An Overview》作为该课程的全英文教材；

②每章核心内容突出计算机系统方面的基础知识；

③加强计算思维方面的教学和实践，将Python作为入门编程工具培养学生的实践动手能力；

④展开全英文教学，并建设精品课程。

3）计算机前沿技术概论。作为全校的通识课程，适合各个年级的本科生，侧重信息安全前沿，同时带动整个教学体系前沿知识的探索。主要教改内容如下：

①汇集计算机系统结构课程体系中各个分支领域的前沿思想与技术；

②为“计算机系统实验”课程提供前沿的实验内容建议和素材；

③自行编写课程讲义与教材。

4）计算机系统实验。该教学体系中的实验课程建立在“计算机系统结构”“操作系统原理”“编译原理”等课程的基础之上，是整个教学体系中学生实践能力培养的核心课程。主要教改内容如下：

①建立计算机系统课程知识体系；

②建立实验环境，设计丰富多样的综合实验项目和开放性实验项目；

③编写实验指导书。

5）虚拟化与云计算。该教学体系中的专业课程之一，介绍可信与安全系统体系结构的基本概念、基本原理和基本结构。主要教改内容如下：

①建立课程知识体系；

②编写教材。

6）Web编程。该教学体系中的专业课程之一。主要教改内容如下：

①完善课程知识体系；

②建立实验环境，设计实验项目；

③编写教材和实验指导书。

2 教改特点

基于“计算机系统级课程”的计算机科学与技术卓越课程行动计划具有如下特点和创新性。

1）将本系计算机学科优势、优质课程与“卓越工程师培养计划”的实施相结合是本系统级课程教改项目的特点之一；

2）开设“计算机系统实验”课程作为计算机系统级课程教学体系的核心实验平台，加强学生的实践能力培养是本系统级课程教改项目的特点之二；

3）本教改项目结合计算机新教学法，将计算思维教学方式在计算机系统级课程中进行实践（“计算机系统实验”和“计算机导论”课程中实施），加强学生的实践创新能力是本系统级课程教改项目的特点之三；

4）本项目将工业界的最新技术介绍给本科生，为其提供毕业设计选题和到著名企业实习的机会是本系统级课程教改项目的特点之四；

5）本项目将可信与安全计算系列课程作为建设对象，点面结合带动一批课程、实验基础设施和教师队伍的建设是本系统级课程教改项目的特点之五。

3 教改成果

经过两个学期的建设，计算机系统级课程的教学改革取得如下成果。

3.1 教改立项方面

1）2012-2013年，教育部-IBM专业综合改革项目建设课程“虚拟计算与云计算”；

2）2011-2012年，谷歌校企共建实用精品课程项目“Web编程技术”；

3）2011-2013年，同济大学全英文课程建设项目“计算机导论”：

4）2011-2013年，同济大学双语课程建设项目“计算机与信息安全导论”；

5）2011-2012年，同济大学电子与信息工程学院教学改革研究与建设项目“面向‘卓越工程师’培养的可信与安全计算课程教学体系建设”。

3.2课程建设方面

1）计算机系统结构。

该课程于2011年上半年被批准为同济大学本科卓越课程（计算机科学与技术专业），同时作为计算机科学与技术系一软件学院共建国家级精品课程。

2）计算机系统实验。

计算机系和学院实验中心已经购买相关的实验设备并完成实验室建设；已经开始组织2010级3位硕士研究生完成课程所涉及的5个实验设计。

3）计算机与信息安全导论。

该课程成功申报同济大学双语建设课程，并于2011年9月开始实行双语授课，同时完成了课程网站的建设。

4）计算机导论。

该课程成功申报同济大学全英文建设课程，并于2011年9月开始实行双语授课，同时完成了课程网站的建设。

5）计算机科学前沿技术导论。

该课程于2010年开设，目前已完成课程网站建设和《计算机科学前沿技术》教材的写作。该教材获得IBM大学合作项目书籍出版资助和同济大学“十二五”规划教材建设项目的资助。

6）Web编程技术。

该课程成功申报谷歌校企共建实用精品课程，并于2011年开设，同时完成了课程网站的建设。

7）虚拟计算与云计算。

该课程成功申报谷歌校企共建实用精品课程，并于2010年开设，同时完成了课程网站的建设。

3.3教材建设方面

1）《计算机科学前沿技术》教材已经编写完成，于2012年7月正式出版，并被列为同济大学“十二五”规划教材。

该教材是一本计算机科学的入门与提高教材，在力求保证学科广度的同时，还兼顾主题的深度，同时特别强凋计算机科学的前沿性，既介绍计算机学科相关主题的来龙去脉，又引入国内外最新和最热门的前沿课题。该教材既涉及计算机传统研究领域，如计算机网络、操作系统、人工智能等又涉及云计算、物联网、智慧地球等新兴热门研究领域，重点讲解这些最新计算技术在各个学科中的应用，既让读者对计算机新兴技术有一个宏观的把握，又通过各种案例分析指导读者将计算机最新技术应用到相关专业和学科中。

2）同济大学已与清华大学出版社签约出版《虚拟化与云计算》教材，目前已完成部分书稿，预计2013年初出版。

第8篇

【关键词】车联网;贵阳学院;汽车服务中心;交通协同优化

1 车联网的概念

1.1 什么是车联网

通过射频识别（RFID）、环境感应器、全球定位系统、毫米波雷达等信息传感设备，按约定的协议，把任何车辆与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

它是以自组织网络技术、移动传感器技术、大规模并行计算技术为基础，进行车和车、车和路侧基础设施、以及车和智能指挥中心之间的信息交换，促进人、车、路三位一体协调发展。通俗地说：互联网能让人们实现“点对点”的信息交流，“车联网”也能让车与车、车与人、车与环境进行“对话”。

1.2 车联网的典型应用

1.2.1 紧急救援系统

当紧急情况发生，车主按动车上安装的紧急按钮，通过无线通信接通客服中心。客服人员能够通过 GPS 技术精确定位，将救援送达车主。

1.2.2 智能导航系统

现行试用的路线推荐系统能够根据司机需求和实时交通信息，推荐最短路径、时间最优路径，甚至为出租车司机推荐最有可能搭载乘客的路线。

1.2.3 智能交通系统（Intelligent Transport System，ITS）

将先进的信息技术、通讯技术、传感技术、控制技术以及计算机技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系，从而建立起在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合的运输和管理系统。

1.2.4 车载社交网络

实现车联网技术的未来城市交通将告别红绿灯、减轻拥堵、交通事故和停车难等一系列问题。

2 贵阳学院汽车服务中心的情况

2.1 中心简介

贵阳学院汽车服务实训中心，是由贵阳学院投资的，由机械工程学院、基建处、实验中心、教务处等各部门共同建设的，为我校师生提供科研、教学、实践实训的基地，为广大教职工及校外的车辆提供汽车保养、维护、检测维修、美容等多种服务的场所。

2.2 平面布局

（1）中心的西北角分为二车们的洗车及汽车美容工作区域，该区域的入口较小，需要洗车或美容的车辆较多时不宜在入口处排队。

（2）中心的北面部分5个车位是室内的保养、维护车位，主要完成比如换机油、空调清洗、轮胎修补等等的常见车辆保养维护工作。

（3）中心的西南方为无尘房，主要完成贴模、喷漆等等功能

3 交通协同优化解决方案

3.1 数据采集

利用车联网的实时交通信息采集的系统主要包括车辆设备、路侧单元、通信网络和信息中心4部分。车载设备包括：车载 GPS 设备、车载 RFID标签;路侧单元包括：路侧检测基站、差分基站和中继站;通信网络即无线传感网络包括：802.11P，WiFi，RFID、3G网络，WSN网络等。车联网主要由以下几部分构成：①数据采集服务器;②数据存储服务器;③数据处理/分析/融合服务器;④GIS地理信息系统;⑤车载 RFID 传感设备;⑥路侧传感设备;⑦大型数据库管理系统;⑧无线通讯收发装置。

（1）车载GPS系统由天线、微处理器、变频器、信号通道等等组成。GPS接收机通过天线、信号通道、变频器来对信号进行跟踪处理，从而计算出接收机所在的位置，可连续对车辆进行准确定位，相关数据存在内存中，通过GSM网实现数据传输。

（2）车载RFID传感器具有传感器器作用的射频识别设备，RFID读卡器与传感节点或传感设备结合，兼具读卡器和传感节点的功能，可以识别物理、感知物体状态和周围环境，并且能与其它传感器交互成一个无线传感网络。车载传感设备之间、车载传感设备与路侧设备之间都可相互流车辆信息，如行车状况、车速情况、行车间距、道路状况等等。

（3）工作流程

基于车联网下的动态交通信息采集技术的基本工作流程为：

①车载GPS接收机利用卫星确定车辆的当前位置并存储发送到路侧基站;

②路侧基站接收信息后进行校正;

③基站反校正后的信息分别发到车辆和信息中心;

④车辆与路侧基站通过RFID进行交通及车辆信息传输，并将相关信息传送到控制中心;

⑤控制中心的计算机系统对数据进行存储，通过数据的整合处理并与GPS数据相匹配，将控制中心接收到的数据信息通过一些处理分析，获得所需要的产能流参数。

4 车联网数据的应用

通过 GPS、RFID 和无线通信网络，系统可以同时获得进入或将要进行汽车服务实训中心的辆车的实时运行信息，并获得大量的车辆出行需求信息，这些出行需求信息组成一个OD路径需求数据库，云计算中心根据各应用领域的需求，对数据进行分析。

4.1 交通诱导方面

车联网在交通协同优化上显示出其特有的优越性，我们可以改以前被动诱导为主动诱导。所谓主动诱导即控制中心通过车联网获取当前汽车服务实训中心的运行状态和各车辆的服务需求，根据中心的停车、道路状态把由这些服务需求所得出的最优方案进行实时的分配，以保持整个中心运行平衡为标准，分别给各车辆路径诱导信息，引导车辆运行，以达到整个中心做到动态平衡。

4.2 交通控制方面

车联网数据不仅包含道路流量数据，同时还有车速数据。通过云计算中心计算路段实时平均速度，同时，控制中心根据该平均速度和路段流量在控制方案库中得到所对应的路段信号控制方案。

4.3 交通安全上的应用

在车联网条件下，通过无线通信系统，可以达到实时的车-车通讯，借助于相应的感应控制系统，实现车辆信息反馈，减少碰撞机率。如在交叉口车辆相遇时，通过相遇信息反馈，有效地防止车辆经过交叉口时碰撞。通过路侧服务器处理并反馈数据计算两车辆到达交叉口的时间，并实时跟踪验证处理数据的准确性。同时，通过车载终端显示车辆在交叉口与附近车辆相遇的情况，若发生碰撞危（下转第335页）（上接第173页）险时，及时的给出危险信号，提示驾驶员慢行或停止。若两车之距离在可调节范围内，系统可以通过车载终端提示，并给出不发生碰撞的行驶路线和行驶方法。

【参考文献】

[1]黄卫，陆小波.智能运输系统（ITS）概论[M].人民交通出版社，2008.

[2]诸彤宇，王家川，陈智宏.车联网技术初探[J].公路交通科技（应用技术版）2011，07（05）.

[3]郑贤忠.基于有源RFID技术的车辆识别与控制终端系统研究[D].武汉理工大学，2008.

[4]杨兆升.城市交通流诱导系统理论与模型[M].人民交通出版社，2000.

[5]杨兆升，初连禹.动态路径诱导系统的研究进展[J].公路交通科技，2000（01）：36-40.

第9篇

【关键词】教学改革 云计算 翻转课堂 碎片化移动教学

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）36-0024-03

一、引言

随着大数据、云计算时代的到来，不仅开启了第三次信息技术革命，而且在其强劲的感召力之下激发并产生了商业、教育、管理领域以及大思维的变革。中国的电大系统拥有近400万接受开放远程教育的注册学生，被形象地称为世界最大的开放大学。云计算技术无限的存储与计算能力，与开放远程教育对海量教学数据整合能力的宿求，可谓是一拍即合。云环境下开放与远程教学模式的变革已然兴起，两种变革表面上看似一般性的巧合，而其实质则是传统电大向开放大学战略转型与大数据、云计算相互融合所产生的一种更深层次的教学改革。

云计算的概念最早在2006年被首次提出，从技术调度看，它是软件即服务（Saas）、平台即服务（Paas）、基础设施即服务（Iaas）、以及效用和虚拟化计算等概念不断演进、整合、跃升的结果；从应用角度来看，它是分布式、网格、并行等计算科学理念的商业服务实现，把数据处理与应用、IT资源作为一种服务通过互联网提供给用户。云计算通过大数据分析、挖潜，可以释放出隐藏在数据背后的巨大价值。“云计算”、“云教育”、“云学习”等概念一经提出，就引起教育界、产业界、以及各类学术研究的高度关注，有关云计算支持开放远程教学改革的研讨更是方兴未艾。

目前，远程开放课程的教学现状未能让教学效果与学习效果达到令人满意的高效状态，在教学模式上依然存在比较突出的问题，主要包括：开放远程教学因区域分散而导致的教学资源在共建、共享、以及更新速度等方面的滞后，进而造成教学资源的重复建设和优质资源的浪费与闲置；在教学的组织过程中，教师与学生之间的互动不充分，传统的教学平台缺乏柔性，教学效果的跟踪与评价手段不足、学习者之间协作学习的渠道匮乏等等。然而，云计算、大数据技术的日臻成熟与非凡的应用价值，为开放远程教学改革的实施，进而推动教学质量质的提升，带来了具有低成本、灵活性、共享性、扩展性、以及高服务性的信息技术保障与应用创新手段。笔者的研究目的就是在云环境下探索开放远程教学模式改革的架构设计与实现路径。

二、开放远程教学模式改革的总体构思

当前，开放远程教学组织模式仍停留在以社交互动与静态化资源共享为特征的教学实施阶段，现有的远程教学模式在教师与学习者的实时互动、学习及教学效果的跟踪、协作学习的交流平台、教学模式的综合评价、远程平台连接异构移动终端等诸多方面都存在较明显的缺陷。鉴于上述问题，笔者提出了云环境下开放远程教学模式改革的架构模型（如图1所示）。该模型的核心设计理念就是构建一个以服务学习者为中心、依托云计算信息技术、在教、学双方之间实现以任何方式、任何时间、任何人、任何地点（Anyway、Anytime、Anyone、Anywhere）的实时迁移与互动的学习平台或学习社区。笔者所构建的教学改革架构模型力图弥补现有教学模式的缺陷与不足，并且拥有基于云计算、大数据等现代信息技术背景之下的应用创新。其创新性主要体现在如下几个方面：⑴模型应用了多媒体检索、图像识别、只能视频监控等技术，满足超大视频流的同步实时点播与在线互动，“碎片化”学习、及时解惑答疑等现实学习方式得以实现；⑵解决了教学平台与各种异构移动终端的连接问题，学习者可以通过Ipad、Mobile phone、PC等移动终端，完成与教学平台的实时交互；⑶学习者与教师的学中、学前、学后的实时沟通贯穿开放远程教学的全过程；⑷学习者在学习社区不再独自学习，拥有与其他学习伙伴的交流与沟通即协作学习环境；⑸交互、实时、跨平台、跨地域、异构终端连接的教学平台与教学组织模式，为对教学和学习效果的跟踪评价创造可操作条件。

三、远程云班课翻转课堂的教改实践

云班课反转课堂是依托远程教学服务云平台，连接学习者的智能移动终端设备（手机、Ipad等），采用翻转课堂（Flipped Classroom）教学模式，实施远程课堂内外实时交互与反馈的教学组织模式。云计算、大数据、移动互联网、以及智能终端等信息产业技术的快速发展，为开放远程教学模式改革的Ю粗卮罄史机遇。基于云环境下的云班课翻转课堂，其教学设计的核心理念是为学习者创建一种积极参与、富有兴趣、充满快乐的自主学习、自主管理的教学过程和课堂环境，使学习者真正成为学习的主人；同时，也能充分激发一线教师应用信息化技术开展教学改革的激情，进而在教师的教学效果、学生的学习态度及学习收获、评教评学的即时跟踪与统计分析等方面，获得多角度、多层次的质的提升。

1. 远程云班课翻转课堂教学设计

（1）课前准备。创建远程云班课，教师推送学习资源，设计课前调查问卷与自测习题库。（2）课中活动。讲解难点重点内容，案例分析，分组讨论，头脑风暴，课堂测试。（3）课后反馈。复习与作业、评价交流、在线测试、投票问卷等。（见表1 远程云班课翻转课堂教学设计方案）

2. 远程云班课翻转课堂教改实施过程的注意环节

（1）课前资源上传。微课程因具有内容精简、情境真实、主题明确、短小精悍的优势，可以很好激发学习者的学习兴趣，教师课前向云平台推送的教学资源中应注意适度提高微课视频的比例；另外，教学资源应根据教学进度分批次上传，避免因一次性的资源推送导致学习者的盲然或无所适从。

（2）课中教学方法选择与活动设计。每门讲授课程均包含有不同特点的内容模块或单元，一般分为知识型模块和技能型模块两类。因此，课堂讲授方法与任务活动设置应紧紧围绕教学模块的特点来加以灵活选择和区别设计。 以物流管理专业课程《仓储与配送管理》为例，仓储管理概述、物流配送中心认知、仓储项目招投标管理等内容，以讲授理论知识为主，属于知识型教学模块，其特点是难点重点较多、知识体系繁杂、理论性强，学习者即使浏览过几次视频资料也未必能完全理解和掌握，所以这类教学单元更适合采取重难点具体讲解、课堂测试、在线习题等方式展开；而像仓库布局与储位设计、配送路线优化、库存控制绩效评价等单元，则属于技能型模块教学，其主要特点是以能力训练为主，强调的是学习者对技能的掌握，因此，这类教学模块比较适宜采用小组活动、分组讨论、案例分析、头脑风暴、讨论区互动等多种灵活的教学形式来加以实施。

（3）n后复习与教学反馈。通过作业布置、在线测试等方式，强化学习者的学习效果，以巩固对所学知识的消化吸收与积累；采用投票问卷、微课视频点评等评教方法，及时获取教学反馈的统计信息，作为进一步教学改进的重要依据。

四、碎片化移动教学

对碎片化移动教学模式内涵的理解，可以形象地通过人们脑海中所经常呈现的一幕工作或生活的场景来加以诠释。一位学习者在早班的公交或地铁里，刚一打开4G手机便收到这样一条彩信，信息提示内容：（1）今天小知识（2）当日学习建议（3）请点击5分钟微课程视频链接，观看xxx名师讲座；学习者或在工作午休时间手持Ipad或笔记本电脑，饶有兴趣地点击浏览开放远程课程，与学习伙伴们在网上论坛区交流心得、分享学习经验。学习者正是利用工作之余或上下班路上等边角时间进行开放远程课程的学习。这种碎片化移动学习方式更贴近当今工生活和工作的现实情境。

2012年12月，国家开放大学启动了“5分钟课程建设工程”项目，“五分钟课程网”（http：//）于2013年8月4日正式启用。时长5～7分钟的微课程短小精悍、开门见山，将三维、动画、虚拟技术融于一体，具有突出的情景表现力和视觉冲击力，展现出“人人可看、人人能学、人人能懂、过目不忘”的效果，成为互联网、云计算时代的重要知识载体，很好满足多样移动终端、碎片化及自主学习的需要。鉴于此，教师如何不断丰富和精益化开放远程教学的微课资源库，如何更好利用云服务平台提升碎片化移动教学效果已满足学习者的现实需要，是从事开放教育的教师们投入大量时间和精力、并需凝神聚力、潜心钻研的一项重要教研任务与课题。

五、结语

契合互联网、云计算、大数据时代给开放远程教育模式带来深刻变革的大背景下，本文构建了云环境下开放远程教学模式改革的架构模型，根据该模型的内涵理念，进行远程云班课翻转课堂的教学改革实践，归纳和总结实施过程中应特别加以关注的要点环节，并对碎片化移动教学模式的概念及建设构想做出形象和清晰的阐述。教改实践表明：远程云班课翻转课堂、碎片化移动教学都是基于云环境下开放远程教学改革中的有益探索与尝试，可以激发学习者的学习热情和教师的技术应用创新，推动开放远程教学质量跃升到一个新的层次和水平，进而有力支撑传统电大向开放大学的战略转型。

参考文献：

[1]方慕真，孙雨.国家开放大学远程教育云的探索研究[J].中国教育信息化，2013，（21）：6-14.

[2]袁兴亚，孙雨，吴淑萍.国家开放大学远程教育云网络架构研究[J].中国教育信息化，2011，（21）：10-13.

[3]祝智庭.基于大数据的教育技术研究新范式[J].电化教育研究，2013，（10）：5-13.

[4]陈律.大数据背景下学习分析技术对教学模式的变革[J].中国教育信息化，2013，（24）：15-17.

[5]郝克明，季明明.努力探索建设有中国特色开放大学的道路，《中国教育报》，2012.7.

[6]谢新观，金振坤，孙福万.远程教育概论[M].中央广播电视大学出版，北京，2000.

[7]徐苑苑.云环境下的开放课程应用研究[D].博士学位论文，华东师范大学，2013.

[8]孟婷婷.关于蓝墨云班课在教学过程中应用的几点思考[J].职业教育，2015，（18）：8-10.

[9]谭春兰.基于蓝墨云班课的翻转课堂教学改革实践[J].教育研究，2016，6（38）：31-35.

[10]季长青.基于移动云计算的远程教育模式研究[J].吉林省教育学院学报，2011，（27）：135-138.

[11]赵亚静.大数据和媒介融合环境下广播电视大学向开放大学战略转型研究[D].硕士学位论文，北京印刷学院，2014.

第10篇

(山西大学计算机与信息技术学院，山西太原030006)

摘要：针对计算机教育面临的新形势，分析国外一流大学计算机导论课的现状，提出重新规划面向计算思维培养的计算机导论课程内容，阐述利用MOOC资源开展混合教学模式的方案，探讨MOOC资源选择、课上内容和课下习题设计等几个重要问题。

关键词 ：计算机导论；计算思维；MOOC；教学改革

文章编号：1672-5913(2015)15-0046-04 中图分类号：G642

基金项目：2015年山西省高等学校教学改革项目(12015003)；山西省研究生教育改革研究立项重点课题( 20122001)；2011年山西省高等学校教学改革项目(J2011005)。

第一作者简介：谭红叶，女，副教授，研究方向为人工智能、自然语言处理，hytan_2006@126．com。

0 引 言

计算机导论是计算机学科一门重要的基础课程，学好这门课能使学生了解学科概貌、理解学科核心概念、领会学科内涵、了解与后续课程之间的联系和特点。近年来该课程也面临着挑战：①导论导什么，一直是人们争论探索的问题[1-4]。②内容覆盖面广，但学时有限，一般为24～32个学时。③学生起点参差不齐。有的同学经过中学学习，已具备一定的操作和编程能力；有的同学则对计算机操作还比较陌生，教师很难找到适合所有学生的方法。④目前的教科书视角多样化，有的是计算机领域主要课程内容的简化堆砌，有的是一些常用软件的操作教程。

有研究者提出，计算机导论的主要作用为“五导”：导知识、导方法、导思维、导意识和导职业。我们认为该课程应集思维性、方法性、知识性、实时性于一体，以训练良好的计算思维意识和方法为主，建立计算机科学的整体框架，为后续课程的学习奠定坚实的基础。

1 计算机教育面临的新形势

计算思维( computational thinking)是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计、人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。计算思维代表着一类普遍的认识和普适的技能，每一个人都应了解它的运用，这是周以真教授对计算思维的定义和解释。这个概念的提出使计算思维在计算机教育界备受关注，使人们对计算机科学的认知从狭义工具论转变为计算思维，使计算机学科的教育从操作技能和编程能力的培养提升为计算思维的内化和养成。

与此同时，由美国硅谷发起并在全世界迅速崛起的大规模开放在线课程( massive openonline course．MOOC)影响了全球高等教育，也引发了许多关于MOOC教育的研究和思考。MOOC的主要优势是：①提供优质教育资源，实现教育平等，使全球各地的受教育者接受和享受世界顶级教育成为可能。②拓展学校范围，学生的学习方式更加灵活，不仅可选择适合自己的时间和地点进行学习，而且整个学习过程可根据自己的接受能力灵活调整。③教授者可通过交互式即时测试，及时了解学生对知识的掌握情况并提供个性化的帮助。加州大学伯克利分校的阿曼多·福克斯教授和戴维·帕特森教授，还提出小规模私有在线课程( small private online course，SPOC)理念用于MOOC与校园教学的结合，并在世界各地的混合式教学实践中取得良好效果。

这些新理论和新技术给大学计算机教育带来了重大机遇和挑战，因此，计算机教育者有必要重新梳理计算机课程的教学目标、内容、方法和形式，利用新理念和新技术提升学生学习效果。

2 国外一流大学计算机导论课现状

过去十几年，随着IT泡沫崩裂和金融危机的爆发，国际对IT人才的需求于2005年跌至最低。2007年，这种现象开始改变。美国政府的一份报告显示：IT人才就业的强劲增长至少会持续到2018年。因此，各大学纷纷开始改革计算机课程教育。

国外著名大学基本都开设了计算机导论性质的课程，但各大学专业优势不同，因此教学侧重点不同。MIT（麻省理工学院）的计算机导论课程名为“Introduction To Computer science andProgramming Using Python”（课程编号6.OO.1X）。课程包括4个主题：计算机科学导论、Python编程、计算思维、数据科学，其中有一个主题专门讲授与计算思维有关的内容。总体来看，该课程特色在于通过Python编程，让学生学习计算思维、编写程序解决现实问题。

CMU（卡耐基梅隆大学）的相应课程名为“Principles of Computing”（课程编号15-110）。该课程名突显计算的核心概念，课程主要内容为程序结构、数据组织、计算领域中的抽象概念、问题求解中的计算准则、经典的计算问题、新计算技术引发的社会伦理和法律问题。

UCSC（加州大学圣塔克鲁兹分校）在美国国家自然基金的资助下，从2011年开始尝试改革计算机导论课( Introduction To ComputerScience，课程编号CMPS10)。从该校2014年春季的课件可以看出，课程强调从计算原理和计算思维两个层面传递“计算、抽象、数据与信息、算法、编程、网络”等重要思想。课程通过增加许多趣味性内容（如图形化编程游戏软件Lightbot），让学生体会程序工作原理和函数级抽象、递归等程序层面的核心概念。课程还包含计算机技术发展引起的社会问题，如数字足迹、隐私、计算机艺术等。

可以看出，上述学校的导论课程，从不同层次和角度强调了计算思维和计算机科学的核心概念与问题。其中，MIT的计算机导论课已在edX（MOOC的3个平台之一）之上。

3 面向新形势的计算机导论教学思路

3.1 重新规划课程内容，突出计算思维的培养

结合地方性大学的特点，兼顾计算机能力和素质不同的学生，我们以计算思维培养为主线，重新规划计算机导论的课程内容，从始至终凝练贯穿计算思维概念点，融合计算机界的最新研究和计算思维在跨学科领域的最新应用。课程包括4部分内容：计算机文化、计算机系统和网络、计算理论、计算学科方法论。每一部分都清晰地提出具体的计算思维概念点或学科核心概念，使学生在掌握知识的过程中，以知识、技能、能力为载体，逐步理解和掌握计算思维的基本内容和方法，领会知识背后对学科发展有深刻作用的伟大思想。具体情况见表1。

受《计算机科学概论》作者观点的启发，我们对内容顺序的安排围绕“计算、抽象、算法与形式化、程序、问题求解、计算思维”等概念，从学生易于产生共鸣的主题“数据表示存储、计算机工作原理、操作系统、计算机网络”人手，由浅入深地过渡到较抽象的“计算、可计算、计算模型、算法、计算领域典型问题、计算学科方法论”等内容。在计算理论部分，引入计算学科最新技术，如物联网、云计算、大数据、社会计算以及计算生物学、计算社会学等学科交叉融合案例，引导学生进一步体验计算思维。

3.2 引入MOOC资源，尝试混合教学模式

结合课程特点，我们提出混合教学模式的初步实施方案，见表2。

实施方案中引入基于MOOC资源的在线学习，学习流程涉及传统课堂和在线课堂两种形式，因此是混合教学模式。核心的3个环节是：①课下看视频学习；②课上精讲讨论练习；③课下继续讨论协作完成实践。

整个学习流程以学生为主体，教师起到引导和帮助的作用。其中，第①个环节取决于学生学习的自主性和接受能力；第②③个环节，取决于老师对课上精讲内容和讨论题目的设计是否具有创造性和活力，是否可以激发学生的学习兴趣和内在动力。

混合教学模式打破了传统课堂“课上听讲、课下练习”的模式，对老师和学生提出了新的挑战。例如，对于老师，不仅要选择适合的在线教学内容，而且要设计课上活动和课下习题，还要区分哪些知识学生可自学，哪些必须经过点拨，哪些内容需要通过多次练习才能熟练掌握，哪些原理需要讨论才能明晰。对于学生，由于缺少面对面的沟通，缺乏传统的监督机制，因此需要更强的意志力和责任感，才能完成课程的学习。

因此，本课程将加强以下问题的研究和实践：

(1)MOOC资源的恰当引入。引入什么MOOC资源，引入多少内容，这些内容与本课程的关系是关键问题。目前，网易云课堂有一门中文计算机专业导论课，主讲老师是哈尔滨工业大学的占德臣、聂兰顺等。该课程分为3个子课程：思维与系统、语言与算法、学科与专业。其中涉及计算机系统、程序与算法的内容更强调计算思维的概念和意识，符合我们的教育目标，因此本课程将选择相应内容进行混合模式教学尝试，不断总结应用开放课程资源的得失，及时改进和优化相应课程资源和教学方法，为全面实施混合教学模式提供宝贵经验。

(2)更具活力的课上内容设计。课上内容主要包括两部分：①精讲，旨在将碎片化的知识汇集成完整内容呈现给学生，有效弥补独立学习能力和接受能力偏弱学生的听课局限；②课上讨论，旨在引导学生进行深化课程内容的思辨式讨论，激发学生学习的内在动力。

(3)更具思辨性的课下习题设计。可以让一些问题更具争议性，正确方法或正确答案不止一个，使学生在解决问题的过程中深化思维；引入安全、隐私、责任和社会意识等问题，鼓励学生思考现实社会与课程内容的关系。课程习题分为练习题、章节复习题、思考题。练习题用于复习刚刚学过的零散的知识碎片；章节复习题覆盖整章内容，启发学生整合知识点并解决问题；思考题提供社会问题，激励学生思考讨论并开展课外研究，要求学生提交书面报告或口头报告。此外，还提供实践题，引导学生独立或以小组形式协作完成。

(4)探索建立新评价指标。与传统教学相比，混合模式中需要考虑新的学生行为，如MOOC资源利用情况、线上或课下讨论活跃度、课下习题反馈及正确率等。评价指标要反映学习过程的每个环节，才能增强学生学习的内驱力，充分发挥优质MOOC资源的作用，有效提升混合模式的教学效果。

4 结语

我们利用优质MOOC资源，以计算思维培养为目标，进行计算机导论课程的教学改革，在大学计算机教育体系中具有重要意义。本课程的教学改革实践正在进行中，取得的效果还需进一步验证和分析。相信计算机导论课程的改革，对学生计算思维的内化和养成，对激发学生学习兴趣，扩大学生国内国际视野，都具有积极的推进作用。

参考文献：

[1]何钦铭，大学计算机基础教学改革的困惑与跃升[J]中国计算机学会通讯，2012(10): 49-53.

[2]陈钟．斯坦福与北大计算机课程的改革实践[J]．中国计算机学会通讯，2013(1): 46-51．

[3]袁方，王兵，李继民，等．改革教学方法，发挥计算机导论的“五导”作用[J]计算机教育，2011(1): 95-97．

[4]杭月芹，管致锦，陈德裕．计算思维驱动下的计算机导论课程改革[J]．计算机教育，2014(3): 61-64.

[5] Wing J M．计算思维[J]．王飞跃，徐韵文，译．中国计算机学会通讯，2007(11): 77-79.

[6]陈国良，计算思维[J]中国计算机学会通讯，2012(1): 31-34．

[7]战德臣，聂兰顺，计算思维与大学计算机课程改革的基本思路[J]．中国大学教学，2013(2): 56-60.

[8]李廉，计算思维：概念与挑战[J]，中国大学教学，2012(1): 7-12．

[9]冯博琴．计算思维：计算机基础教学改革的第三个里程碑？[J]中国计算机学会通讯，2013(7): 49-52.

[10] Cooper S，Sahami M．对斯坦福MOOC的思考[J]．孙志岗，蒋泽清，译．中国计算机学会通讯，2013(5): 66-69．

[11]吴文峻，美国MOOC考察见闻[J]中国计算机学会通讯，2013(10): 46-50．

[12]孙茂松，从技术和研究角度看MOOC[J]计算机教育，2014(9): 2-4.

[13]肖天骏．MOOC: -个学生的体验与思考[J]中国计算机学会通讯，2013(6): 41-43．

[14]徐葳，杨升浩，吕厦敏，等．MOOC时代，姚班在行动[J]计算机教育，2014(21): 2-6．

[15] EdX. Introduction to Computer Science and Programming Using Python[EB/OLl.[2015-01-16]. edx.org/course/introduction-computer-science-mitx-6-00-1 x-O#.VJj ZPUAAIE.

[16] CMU. Principles ofComputing [EB/OL]./cs.cmu.edu/~/5110/.

[17] UCSC. Introduction to Computer Science [EB/OL].[2015-01-16]. courses.soe.ucsc.edu/courses/cmpslO/Winter14/01.

[18] Brookshear J G．计算机科学概论[M]．刘艺，肖成海，马小会，等译．北京：人民邮电出版社，2011:前言部分VI.

第11篇

关键词：制造业物流 信息化 物联网

物联网已成为继计算机、互联网与移动通讯之后，世界信息产业的第三次浪潮，受到各国政府的高度关注。2009年美国提出了“智慧地球”概念，欧盟提出了“物联网-欧洲行动计划”，日、韩分别提出了“i-Japan”和“u-Korea”战略，我国提出了“感知中国”计划。至此物联网已提升到国家战略高度，形成了新兴物联网产业，物联网成为新的经济增长点。

物联网作为信息化发展方向，对多行业、多领域信息化产生深远影响。制造业物流信息化是制造业信息化与物流信息化的融合，物联网无疑会对制造业物流信息化产生直接影响。

制造业物流及制造业物流信息化的内涵

（一）制造业物流

制造业物流是指制造企业由于原材料采购、产品生产、成品储存、产品运输、产品销售、售后服务等一系列生产销售活动所产生的物品流动、信息流通、资金移动的过程，是确保原材料转换成成品的必要支持过程（张翼英、张茜、西莎等，2010）。根据供应链可分为供应物流、生产物流、销售物流、回收物流、废弃物物流，它始终贯穿于制造业采购、生产和销售全过程，支撑着制造业的高效运转。

（二）制造业物流信息化

制造业物流信息化可以从两个层面来理解，一是从制造企业内部的角度，实现制造企业物流信息化，将物流信息技术应用于制造业物流中，通过信息技术与制造技术相结合，建立集成化的物流管理信息系统，利用信息系统控制制造企业产、供、销各个环节的物流运作，解决制造企业内部的信息采集、传输、共享，以及各个相互独立的信息系统之间互联互通的问题，实现业务流程信息化和部门之间信息的同步沟通、共享。二是从供应链的角度，实现制造业供应链物流信息化，利用网络技术使得企业信息系统与其上下游企业的信息系统对接、与外部社会物流、政府监管部门网络连接，形成以供应链为基础的物流信息平台，实现外部的资源共享、信息共用。

我国制造业物流信息化发展状况

（一）物流信息技术在制造企业广泛应用

随着制造业与物流业联动发展，制造企业物流信息化程度不断提高，物流信息技术在制造业得到了广泛应用，如表1所示。

（二）ERP系统和物流仿真软件在制造企业广泛应用

目前制造企业实现信息化的主要途径是实施ERP系统。ERP系统是建立在信息技术基础上，以系统化的管理思想，为企业提供决策运行手段的管理平台。它实质上是运用信息技术，对物资流、资金流和信息流进行高度集成化管理的过程，是集成供应链管理的精髓（邹生、何新华，2010）。我国ERP产业发展迅速，ERP市场规模逐年增加，由2008年的37.8亿元增长到2011年的70.9亿元，增幅达到188%。企业在实施ERP系统过程中，提升了制造业物流信息化水平。

物流仿真软件主要应用于生产制造领域和供应链管理。生产物流仿真系统是通过反复仿真过程，实现生产的物流平衡、能量平衡、产能平衡、时间平衡，达到生产系统结构优化和功能优化。物流仿真软件需要与ERP系统结合，目前，实现ERP系统与物流仿真软件综合应用的主要支撑技术已日益成熟，一些大型制造企业开始综合利用ERP软件与物流仿真软件来解决生产制造和物流运作中的实际问题。

我国制造业物流信息化发展中存在的问题

（一）制造业与物流业信息资源融合度较低

目前大多数物流企业与制造企业都建立了各自的信息系统。但是物流企业与制造企业的信息资源相对独立，信息系统不能很好地融合，信息资源不能有效交换与共享，存在着严重的“信息孤岛”和信息不对称现象。物流业与制造业不能形成信息联动，降低了物流业对制造业服务的响应能力，制约了制造业与物流业联动发展。

（二）制造业物流信息化整体程度偏低

从制造业整体来看，制造业物流信息化程度仍然偏低。调查数据显示，我国大型制造企业现场物流采用看板管理的占25%，采用JIT配送的占11%，采用原材料直送工位的占44%，采用精益化物流管理的占6%，采用条码信息系统的占13%，采用企业集成化物流系统的比例为13%。大部分中小企业物流信息化还处于空白状态。这种局面将会严重影响制造业资源整合。

（三）制造业物流信息平台建设较缓慢

近两年，物流信息平台建设如火如荼，但是物流信息平台仅仅局限于行业和区域，如物流信息化程度较高的制造行业，如：烟草、钢铁、汽车、电子、服装、饮料等相继建设了行业物流信息平台。但是以供应链为基础，整合供应链上下游资源的高效、敏捷的制造业物流信息平台、供应链集成平台建设还不多见。

（四）制造业物流信息标准化水平偏低

制造业物流信息化标准与物流业信息化标准不统一，前者水平整体较低，如产品编码标准、企业之间物流信息数据交互标准、物流信息平台标准等没有完全统一，企业在进行标准选择和执行过程中得不到政府、行业协会及专业机构的有效指导。企业信息标准化工作的滞后影响了制造业物流信息化发展进程（尹传忠、霍云福、龙海泉等，2010）。

物联网对制造业物流信息化的影响

（一）物联网及其支撑技术

物联网（TheInternet of things）是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络（黄玉兰，2011）。它是在互联网的基础上延伸和扩展的一种网络，它的用户端延伸到任何物品，通过互联网可以实现人与物、物与物之间的信息交互。具有“全方位的信息感知、全面的互通互联、数据信息的智能处理”特征。

物联网的发展依赖于一些重要领域的动态技术创新。物联网技术融合了感知技术、组网技术、定位技术、云计算和智能服务等多种技术，形成了物联网感知技术、物联网传输技术、物联网定位技术和物联网智能技术（董耀华、佟锐、孙伟等，2011）。物联网感知技术主要包括EPC编码技术、RFID技术、传感器技术、机器视觉技术等。通过这些技术手段，实现各种信息的采集、转换和收集。物联网传输技术主要包括基于蓝牙的无线传输网络、基于WiFi的无线局域网络、基于ZigBee的无线传感网络。通过这些技术手段，实现各种信息的可靠传递与交互；物联网的定位技术主要包括GPS技术、RTLS（实时定位系统）、基于RFID技术的区域查询定位、北斗卫星定位技术、移动通讯网络定位技术等。通过这些技术手段，可以实现任何时间、任何事物、任何地点之间的连接。物联网智能技术主要包括智能计算技术、云计算技术、移动计算技术、ERP技术、数据挖掘技术和专家系统技术等。通过这些技术手段，实现智能化的任务分配，为终端用户提供服务。

（二）物联网技术在制造业物流中的应用

在物联网环境下，制造业物流通过应用物联网技术，在采购环节、生产环节、运输环节、仓储环节、销售环节中完成原材料到成品的转化过程，实现供应链一体化和信息共享。

在采购环节，运用物联网系统，可以实现信息透明与共享，对物品实施可视化管理。企业可以通过物联网系统选择合适的供应商、发出物料的采购需求，供应商将企业订单输入系统选出最佳选货路径，完成物料的分拣、出库信息采集，系统会自动将物料的详细信息传输到网络，当供应商货源不足时，系统会自动提示详细情况及应对策略等。

在生产环节，运用RFID技术，可以实现生产过程的自动化控制和监控。生产线的工作人员通过条码扫描器和计算机进行数据采集，任何一件零部件从入库到流转、上生产线到成为产品，每一个步骤都可以进行实时跟踪。在生产工序中实时地校验零部件的加工或安装，建立流程控制系统，生产线上的数据被实时地采集并进入流程控制系统，管理人员可以监控生产过程的每一步骤，及时做出产品质量控制的决定。运用基于无线局域网的定时定位系统，可以对在制品进行跟踪和对成品质量进行追溯。

在运输环节，运用EPC技术、RFID技术、GPS技术等，可以实现对运输货物可视化跟踪管理和智能调度。在运输准备阶段，为运输货物配置EPC标签，为运输线上的检查点安装EPC标签的接收和转发装置，运输车辆上安装GPS系统。在运输过程中，通过 GPS 系统随时监测车辆在途状况，对货物进行实时追踪，及时在数据库中更新相关信息，以便在线实时查询。当运输车辆和线路出现问题时，智能运输系统能够根据车辆所处位置进行调度。

在仓储环节，RFID技术与MES系统、WES系统相结合，能够实时、准确地获得库存信息，帮助制造企业实现对各种资源的实时跟踪，及时完成生产用料的补给和生产节拍的调整，提高资源的追踪、定位和管理水平。工作人员在生产仓储中的托盘上放置RFID电子标签，用于存储货物的详细信息，电子标签的信息可以通过读写器进行更新。企业MES系统和WES系统可以通过无线方式收集电子标签上的信息，进行实时处理。

在销售环节，运用物联网传输技术和智能技术，可以使企业销售系统与外部的客户系统、金融系统、社会物流系统对接，形成制造业供应链物流网络，实现销售订单的实时传输，销售数据的统计、计算和分析，销售货款的实时结算，以及客户意见的实时反馈。

从物联网技术的应用情况来看，有些技术已经广泛运用到制造业物流中，如RFID技术、EPC编码技术、GPS/GIS技术、RTLS技术等；有些技术还处于小规模应用阶段，如基于蓝牙的无线传输网络技术、基于ZigBee的无线传感网络技术等；有些技术是未来制造业物流信息化技术的应用方向，如云计算等。随着物联网技术的不断研发，物联网技术将大规模地应用到制造业物流中，促进制造业智能物流的发展。

（三）物联网对制造业物流信息化的影响

1.物联网技术的应用提升了制造业物流信息化水平。制造业物流信息化以应用于制造业的物流信息化技术为支撑。应用到制造业物流中的物流信息化技术包括：自动识别和数据采集技术，以条码技术、无线射频识别技术和产品电子代码技术为主；自动跟踪和定位技术，以全球卫星定位系统和地理信息系统为主；物流信息接口技术，以电子数据交换技术为主；企业资源信息技术，以物料需求计划、制造资源计划、企业资源计划、分销资源计划为主；物流数据管理技术，以数据库技术和数据仓库技术为主；以及基于管理信息系统和计算机集成制造系统而设计出的物流自动化设备和物流信息管理系统，如自动分拣和传输设备、仓库管理系统、运输管理系统和配送优化系统等，这些技术与物联网技术有着密切联系。物联网技术在制造业物流中的应用，势必会提升制造业物流信息化水平，将制造业物流信息化推向一个新高度。

2.物联网技术的应用对制造业物流信息化建设提出了新要求。在物联网技术应用过程中，对制造业物流信息采集、物流信息的互联互通、物流信息的加工和处理也提出了新要求，改变了制造业物流环境。就制造业物流内部环境而言，为了使物联网技术应用于现有的物流体系中，将对现有的基础设置进行升级，并通过部署物流信息采集技术、布局传感网及其他手段实现制造业供应链物流信息的收集、互联互通、信息共享；就制造业物流的外部环境而言，为了使物联网技术融入现有的物流技术体系，相关行业标准也会随着物联网服务的需求而变化；为了满足物联网技术的应用，现有物流法规、现代金融、信用、安全等因素也会发生改变。

物联网环境下我国制造业物流信息化发展策略

物联网环境下，制造业物流信息化与物联网技术紧密结合，形成以数字技术、网络技术、智能技术为基础的制造业物流信息技术体系。制造业物流信息化呈现出物流信息商品化、物流信息采集自动化、物流信息存储数字化、物流信息处理电子化和计算机化、物流信息传递标准化和实时化（李向文，2011）。根据我国制造业物流信息化的现状，结合物联网对制造业物流信息化的要求，我国制造业物流信息化的发展应采取以下措施：

（一）建立政府协调机制和行业交流机制

制造业物流信息化涉及到工业管理部门、物流管理部门、信息化管理部门，政府部门要牵头建立相关部门的协调机制，协调和引导制造业、物流业、信息技术服务业的合作联动，推动制造业和物流业信息化的共同发展。以外，还要发挥行业协会的桥梁作用，在行业企业之间、企业与政府之间、制造业与物流业之间架起沟通的桥梁，加强行业之间的交流，建立制造业与物流业战略联盟，形成行业之间良好的沟通机制。

（二）制订制造业和物流业统一化标准

物流信息化和物联网标准滞后，制造业与物流业信息化标准不统一，制约了我国制造业物流信息化发展。因此需要制订物流业与制造业统一的信息采集、信息传递规则，制订物流信息技术标准和信息资源标准，建立信息采集、处理和服务的交换机制。同时还需要建立物联网标准体系，满足物联网环境下制造业物流信息化发展的需求。

（三）促进物联网与企业现有资源融合

物联网技术在应用过程中，会涉及到企业原有的信息网络和管理系统，物联网要与企业内部信息网络和各类管理系统进行交互（陈海莹、刘昭等，2011）。物流网在不同程度上与企业局域网、企业监控网进行交融。企业局域网是基于互联网建立的，可以成为物联网网络层的一部分，为物联网提供局域内的信息传输，实现企业内部的信息传递与共享，物联网要与局域网完全融合，将局域网内的信息接入到物联网内，配合物联网智能技术实现更强大功能；企业监控网运用各类传感设备，通过企业局域网对企业生产过程进行监控，它是物联网的一种应用形式。物联网在不同层面上与企业ERP系统、SCM系统、CRM系统进行交融。ERP系统可以融合到物联网架构的应用层，结合企业策略来管理物联网的底层设备，实现生产管理的智能化；物联网可以融合到SCM系统的各个环节，通过应用物联网技术，实现供应链一体化管理；CRM系统中运用物联网技术进行客户信息管理、业务流程和服务流程管理。

（四）加快制造业物流信息平台建设

建设制造业物流信息平台是全面实现制造业物流信息化的关键环节。制造业物流信息平台建设可以有效整合行业资源，实现行业资源交互和共享。同时制造业物流信息平台的构建也为企业使用物联网奠定了基础。建成的制造业物流信息平台需要实现三项功能：一是制造企业与物流企业、供应商、企业客户的信息系统对接，实现供应链物流协作与运作；二是通过数据接口，对接更多的信息平台，如区域物流信息平台、行业物流信息平台、政府公共服务平台等，发挥平台的集成作用；三是发挥平台信息汇集与功能，为供应链上下游合作者及公众提供可视化的“一站式”服务。

（五）加速物联网关键技术开发与应用

在物联网技术体系中，大部分物联网的关键技术和物联网设备还依靠进口，一些关键技术，如RFID尽管国内企业进行了开发，但是在技术水平、实用程度和产能与国外先进水平相比有较大差距，物联网应用系统软件开发处于劣势。物联网关键技术成为制造业物流信息化发展的巨大障碍。因此需要采取有力措施，进一步突破物联网关键技术，大力发展物联网中间件技术，加快产业资源集聚（闫芳、刘军、杨玺，2011）。

（六）加快复合型物流人才培养和引进

制造业物流信息化发展需要具备制造业、物流业和信息化三个领域知识和技能的复合型人才，人才匮乏是较大制约因素。因此需要加强对复合型物流人才的培养和引进。通过高等院校培养一批理论基础扎实的专业人才；通过人才招聘，引进一批精通制造业物流和物联网技术的复合型人才；通过企业内部培训、专家咨询的方式，解决现有人员跨领域知识不足的问题。总之，通过多渠道引进和培养复合型物流人才，满足制造业物流信息化发展的需要。

结论

物联网将成为我国制造业物流信息化发展的航标。物联网采用感知技术对物品信息进行采集，并对物体属性进行识别，采用传输技术进行物流信息的传递与交互，采用智能技术对信息进行分析处理，从而提高对物质世界的感知能力，实现智能化决策和控制。随着物联网技术不断推广和使用，我国制造业物流信息化将实现数字化、网络化、集成化、智能化。

参考文献：

1.张翼英，张茜，西莎等.智能物流[M].中国水利水电出版社，2012

2.王喜富. 物联网与物流信息化[M].电子工业出版社，2011

3.邹生，何新华.物流信息化与物联网建设[M].电子工业出版社，2010

4.尹传忠，霍云福，龙海泉等.制造业物流信息化发展策略研究[J].物流技术，2010（11）

5.黄玉兰.物联网概论[M].人民邮电出版社，2011

6.董耀华，佟锐，孙伟等.物联网技术与应用[M].上海科学技术出版社，2011

7.李向文.数字物流与电子物流[M].中国物资出版社，2011

第12篇

关键词： 雷诺数；圆柱绕流；网格密度；数值模拟；扰动力

中图分类号：TP39 文献标识码：A

1 概述

近些年来一些学者运用实验和理论方法对横向流作用下管阵流体诱发振动问题进行了分析和研究，得到一些经验公式来初步估计产生流体诱发振动的临界流速。 并对两圆柱串列和交错放置的绕流问题进行过实验研究。针对两圆柱中心间距小于5.0倍圆柱直径的一系列情况， 他们研究了两圆柱间的流动相互作用， 发现中心间距存在有一临界值， 当小于该临界值时， 没有明显的涡自上游圆柱脱落。这一临界值约为3 倍圆柱直径。 standsby在1981 和1987 年分别用离散涡方法和随机涡方法研究了并排、串列和交错放置的双圆柱绕流问题得到了与实验相符的结果。但是经验公式中的一些参数是在一些特定条件下得到的，具有很大得保守性和不确定性。

双圆柱绕流模拟由于在一定范围内能够反映多个圆柱在一条直线上的绕流特征，圆柱附近流态的瞬时变化形式，并且模型简明，已经用ADINA软件能够计算比较精确的扰动力数值。因此基于现有的研究成果，本文旨在归纳总结双圆柱对绕流流场的影响。

2 双圆柱体绕流场基本理论

根据prandtl的边界层理论，圆柱的绕流流动可以分为两个区，圆柱表面很薄的边界层区和其上的主流区，在边界层中流体粘性产生的摩擦力起主导作用，而在主流区粘性摩擦力可以忽略不计。

双圆柱的排列方式有串列（水流攻角α = 0°，间距T = 0） 、并列（水流攻角α = 90°） 、错置（水流攻角α不等于0） 3种。国外学者在亚临界雷诺数范围内通过实验研究了不同间距比和水流攻角下的双柱绕流，并据此划分绕流流态。得出了双圆柱串列、并列绕流流态随间距变化的图谱。斜置是双圆柱排列方式中最普遍的形式，在这种排列方式下，两柱间隙之间的流动偏向前柱，前柱尾迹总是比后柱窄。在850≤ Re ≤1 900的低亚临界雷诺数， S / d= 1. 0～5. 0的间距比和α = 0°～90°的攻角范围内，将斜置双圆柱绕流流态划分为9种。

由于本文所研究的为二维不可压缩流体，因此在笛卡尔坐标系下，其运动规律可以用纳维-斯托克斯方程来进行描述。 连续性方程和动量方程分别为：

式中， x--与无穷远处来流平行的水平方向坐标；

y--与无穷远处来流垂直的竖直方向坐标；

u，v --流场中沿x 方向和 y方向的速度；

--流体密度和动力粘度系数；

其中雷诺数

3 双圆柱体流固耦合数值计算模型

3.1计算网格的选取

在网格划分上，在双圆柱周围采用比较密的网格，而远离双圆柱的流场部分则采用比较稀疏的网格划分，在流场结构尺寸的确定上，为了不影响圆柱周围流场的流态，在流场边界的选取上远离圆柱边界。

（1） 串列双圆柱：左右边界相距15D，上下边界12D，圆柱间距离L=5D.

（2） 并列双圆柱：左右边界相距10D，上下边界12D，圆柱间距离T=2D.

（3） 错置双圆柱：左右边界相距12D，上下边界相距12D，两圆柱中心连线与水流速度方向呈45°方向，圆柱中心间距离S=2D.

3.2 边界条件设与模型特征参数设定：

入口边界：

速度入口条件，给定速度和压力，u=u，ν=0，P=0

出口边界：

出流条件，给定压力和零压力梯度，

上下边界条件：固定壁面（wall）条件。圆柱表面为流固耦合界面。

特征参数：串列双圆柱均匀来流U=0.067m/s，并列和错置u=0.083m/s，流体为水，密度为1000kg/m3，动力粘性系数μ=0.001kg/m.s，圆柱直径D=0.02m，Re=1660和1340. 在低雷诺数下也可以近似反应高雷诺数时的绕流情况，而滕丽娟则在他的论文中着重进行了Re=200和Re=20000时的双圆柱绕流流态，所以我采取的模型的雷诺数介于层流模型和紊流模型之间。

3.3 模型建立

模拟时， 流体用流体模型， 结构用实体模型。流体模型是ADINA-F 模型， 实体模型是ADINA 模型； 但分析时用ADINA-FSI 做完全耦合分析。模型很简单， 需要注意的是要设定分析假定， 由于所选圆柱体材料为钢材， 所以变形和应变会很小。设置约束时要注意不要在圆柱体外缘轮廓线设置任何约束。网格划分时会自动划分成轴对称网格。流体模型虽然很简单， 但建立之前还是要考虑好怎样去划分网格， 以便建立相应的点。而且需要注意网格疏密的分布，采用FCBI-C单元。流动分析假定设置为线性流动， 不包括热传递，三种情况均设置了200个时间步，每个时间步长为0.01S。

4 计算结果分析

4.1模型计算

（1） 并列双圆柱绕流流场的发展和旋涡脱落

由图1可以看出，两个圆柱的尾迹刚开始基本上混在一起，近似于一条涡街，整个速度云图呈对称分布，两圆柱缝隙间的流体发生涡脱落现象，两圆柱的漩涡反相同步脱落，尾流随着时间增长，尾迹加长，边界层分离点非常明晰。

（2） 串列双圆柱绕流流场的发展和漩涡脱落

从图2可以看出，两个圆柱的分离剪切层都非常明显，尾迹随着时间由大变小，而且上游圆柱的尾迹紧紧附着于下游圆柱上，上下游圆柱都产生周期较大的漩涡脱落，而且由速度云图还可以看出周期内上游圆柱旋涡脱落总是稍微超前于下游圆柱，两柱之间的扰动很大。

（3） 错置双圆柱绕流流场的发展和漩涡脱落

从图3可以看出，当双柱中心连线与流向呈30°角时，错置双柱绕流表现出与串列、并列双柱绕流相似的特征，但由于几何位置不对称，间隙流始终偏向前柱，形成一宽一窄的尾迹，上游前方圆柱被剪切层紧紧地包裹着，并没有发生分离现象。而下游后方圆柱在狭窄的间隙流的诱导下，发生了流动分离和旋涡脱落现象，尾流中只有一列涡街，间隙流偏向前柱。

4.2圆柱表面力学参数计算

结语

（1）模拟结果与前人实验结果相吻合， 尾流由于雷诺数的变化较小而来回波动。

（2） 圆柱体表面压强也与实验结果相吻合，最小压强（最大负压）出现在θ=-60°左右，

这与实验结果稍有差距。当雷诺数Re=6.7×105 时， 最小压强出现在θ=90°左右，三种情况下最大压强均出现在θ=-180°附近。与实验结果很吻合。

（3）我们能够利用ADINA数值模拟固定双圆柱绕流问题，并给出较为精确的结果，不过，ADINA 数值模拟的结果精确度在很大程度上依赖于网格的合理分布，以及物理模型的可靠性。网格分布的不合理将会导致不同程度的数值耗散，甚至会产生不正确的结果。总的来说，多圆柱绕流问题相比之下显得比较复杂、规律性不如单圆柱那么明显。无论是怎样的模型，在Re数一定的情况下，圆柱的后面一般会产生上下交替的漩涡，并且逐渐向后方扩散，同时，这些漩涡的产生也会影响圆柱表面的升力和阻力，这也为后面我们处理更多的二维问题提供了参考依据。

参考文献

[1]Zdravkovich M M. Review of flow interference between two circular cylinders in various arrangements[J ]， A SM E Journal of Fluids Engineering ， 1977， 99： 618～ 633.

[2]Slaoutiand A ， Stansby P K. Flow around two circular cylinders by the random vortex method [J ]， Journal of Fluids and Structures， 1992， 6： 641～ 670.

[3]Stansby P K. A numerical study of vortex shedding from one and two circular cylinders[J ]. Aeronautical Quarterly. 1981， 32： 48～ 71.

[4]Prandtl， L.， Oswatitsch， K. & Wieghardt， K.， 1969（郭永怀 陆士嘉译）.流体力学概论 [M].科学出版社，1981。

[5]Zdravkocich， M. M. Flow induced oscillations of two interfering circular cylinders. Journal of Sound and Vibration 101， 511 - 521.

[6]Zdravkocich， M. M. Review of interference - induced oscillations inflow past two parallel circular cylinders in various arrangements. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 28， 183 - 200.

[7]Sumner， D.， Price ， S.J. &Paidoussis， M.P，2000.Flow-pattern identification for two staggered circular cylinders in cross-flow. Journal of Fluid Mechanics 411，263～303.

第13篇

关键词：物联网工程 课程体系建设 技术体系结构 知识体系结构

中图分类号：G642.0 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.17.098

2005年11月17日，国际电信联盟正式提出了“物联网”（Internet of Things，IoT）概念[1]。“物联网”颠覆了人类之前将物理基础设施和IT基础设施截然分开的传统思维，将具有自我标识、感知和智能的各种物理实体基于通信技术连接在一起，并使政府管理、生产制造、社会管理以及个人生活等实现互联互通，被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。考虑到物联网技术对社会发展的重要影响，世界各科技强国都将物联网放在未来发展战略中的重要位置。我国“十二五”规划中也将物联网作为战略性新兴产业予以重点关注和推进。

为满足国家战略性新兴产业对高素质人才的迫切需求，自2010年我国教育部首次批准30余所高校设立“物联网工程”本科专业以来，发展至今全国共有100多所高校获批开设“物联网工程”本科专业，并开始陆续招生。目前，“物联网工程”专业在我国各高校的开设处于刚刚起步的阶段，有关“物联网工程”专业的知识体系、课程体系、工程实践、师资建设和人才培养等方面都还是一片空白。一些高校在“物联网工程”专业的建设上也存在着专业定位不明确、学科知识体系认识模糊、专业特色不突出、实践教学体系缺乏层次性和系统性等问题。如何依据物联网技术的发展规律和特征，建立科学的专业人才培养体系，并使之能够快速适应战略性新兴产业的发展对人才培养的需要，是近期教学研究任务中一个重要的课题。本文通过分析物联网工程专业的知识体系及核心知识领域，力求归纳物联网工程专业建设的专业共性基础，提出构建物联网工程专业课程体系的主体思路，以期为兄弟高校物联网相关专业课程规划抛砖引玉。

1 物联网体系结构

物联网涉及的关键技术很多，包括自动控制、通信、计算机、电子、测控等不同领域，是跨学科综合应用的典型代表。理解物联网的体系结构是搞清楚物联网知识体系的基础，也是建设物联网工程专业的基础。

物联网作为一种形式多样的聚合性复杂系统，涉及了信息技术的每一个层面。目前世界上还没有形成统一的物联网规范和标准。从物联网工程教学角度分析，本文更倾向于采取物联网四层结构模型[2]。如图1所示，物联网的体系结构自下而上依次包括感知控制层、信息传输层、服务支撑层和应用服务层四部分，此外还有物联网的安全隐私保护以及网络管理两大方面。

1.1 感知控制层

感知控制层包括数据采集子层、短距离通信技术和协同信息处理子层。数据采集子层通过各种传感器实现对物理对象的感知和数据获取，其中涉及传感器、射频识别（RFID）、多媒体信息采集、二维码和实时定位等技术。短距离通信技术和协同信息处理子层将采集到的数据在局部范围内进行协同处理，并通过具有自组织能力的短距离传感网接入广域承载网络。在有些应用中还需要通过执行器或其他智能终端对感知结果做出响应，实现智能控制。

1.2 信息传输层

信息传输层将来自感知控制层的各类信息通过基础承载网络传输给上层，并提供透明的数据传输能力。其中，基础承载网主要包括移动通信网、互联网、卫星网、广电网、行业专网及形成的融合网等。

1.3 服务支撑层

在高性能计算和海量存储技术的支持下，服务支撑层对网络获取的大量不确定信息进行重组、清洗、融合等处理，整合为相对准确的结论，并为上层行业应用提供智能的支撑平台。本层的主要特点是智慧处理，运用概率论、机器学习、数据挖掘、模式识别等理论，对多点网元感知信息高效综合，从而使物联网能够提供更加多样化、人性化的服务。

1.4 应用服务层

应用服务层主要将物联网技术与行业专业系统相结合，将信息转化为内容，实现广泛的物物互联的应用解决方案。

简单概括，物联网就是传感网、互联网、智能服务的综合体。与传统的互联网相比，物联网加进了感知控制层以降低互联门槛，实现非智能、弱智能设备的互联，同时这也给数据传输、信息处理、信息服务带来了新的挑战，使网络体系结构变得更加复杂。

2 物联网工程专业知识体系

物联网工程专业是学科交叉度高、理论体系尚未完全成型、市场应用又发展迅速的新兴专业，因此通过知识体系来梳理和指导课程体系的建设是非常必要的。按照一般工程专业划分，物联网工程专业可分为三大知识领域：通识基础类知识领域、综合管理类知识领域和专业技术类知识领域，本文主要讨论物联网工程的专业技术类知识领域所涉及的知识模块、知识单元和知识点。依据物联网技术及产业发展对人才培养的需求，物联网工程知识结构中的专业技术知识部分应能够覆盖物联网整体的结构框架并体现其关键技术，因此对应于物联网的体系结构，物联网工程专业的专业技术类知识领域主要涵盖感知识别、网络构建、智能信息处理和创新应用等四个知识模块[3]。其中，感知识别、网络构建知识模块属于物理基础层次，偏重于硬件技术；智能信息处理、创新应用模块则偏重软件技术。

物联网工程专业知识模块涵盖的知识单元较多，其中感知识别模块主要包括传感与控制技术、短距离无线通讯技术、射频识别技术、阅读器技术和智能终端设备等知识单元，涉及的关键知识点有EPC编码技术、标签技术、RFID技术、传感器技术、无线传感器网络、嵌入式系统应用等；网络构建知识模块主要包括网络结构框架、通信协议、技术标准、信息安全等知识单元，涉及的关键知识点有数据通信网与路由交换技术、无线通信技术、组网技术、网络融合技术、网络管理与安全技术等；智能信息处理模块主要包括云计算系统、人工智能系统、分布智能系统等知识单元，涉及的关键知识点有数据融合技术、数据库技术、云计算技术、智能中间件技术等；创新应用模块主要包括工业物联网、智能电网、智能交通、智能家居、环境监测等知识单元，涉及的关键知识点有物联网应用系统设计、物联网工程规划与设计等。

3 物联网工程专业课程体系

物联网工程专业课程体系的设置需要综合考虑相关学科的交叉融合，尽可能多地覆盖本专业的知识体系，并将相关主干学科的核心课程和专业课程进行通盘考虑。围绕物联网工程专业涉及的学科知识领域和知识点，物联网工程专业课程体系可由通识教育模块、自然科学公共基础模块、专业基础模块、专业必修模块、专业选修模块等五部分构成。

3.1 通识教育模块

通识教育是高等教育的组成部分，它是“非专业、非职业性”的教育， 是关注人的生活、道德、情感和理智和谐发展的教育。通过学习这部分知识可增强学生接触知识的广度与深度，拓展学生视野，培养学生的政治思想素质和职业道德，以使学生兼备人文素养与科学精神，从而把学生培养成为全面发展的人。各高校的通识教育课程通常会贯穿第一至第四学期，主要涉及思想、政治、心理健康、英语、体育、经济与管理等方面。

3.2 自然科学公共基础模块

自然科学公共基础课是高等学校各专业学生共同必修的课程，通过学习这部分知识学生可以掌握作为一名大学生所要学习的源于中学又高于中学的理论性知识，从而为进一步学习专业知识提供方法论的基础支持。作为工科专业，物联网工程专业的自然科学公共基础模块主要包括大学物理、高等数学、复变函数与积分变换、概率论与数理统计、线性代数、计算机文化基础、C/C++语言程序设计基础等课程。

3.3 专业基础模块

专业基础课是高等学校中设置的一种为专业课学习奠定必要基础的课程，是学生掌握专业知识技能必修的重要课程。作为隶属计算机科学与技术一级学科下的工科专业，物联网工程专业的专业基础课主要包括电路分析、工程制图、电子技术、离散数学、C语言程序设计、面向对象程序设计、信号与系统概论、通信原理、数据结构、操作系统、计算机组成原理、微机原理与接口技术、计算机网络、数据库原理、软件工程、物联网工程导论、传感器原理与应用等。

3.4 专业必修模块

物联网工程专业的专业必修课是在专业基础课程之上对物联网的体系框架以及主要原理技术进行深入研究探讨，为进一步学习和发展打下基础。物联网工程专业的专业必修课程主要包括[4]物联网体系结构、无线传感器网络、射频识别技术、Zigbee原理与应用、嵌入式系统原理、数据通信网及交换技术原理、物联网信息安全、大型数据库应用技术、物联网技术与应用等课程。

3.5 专业选修模块

专业选修课程的设置体现了学科发展的专业特点，同时也指明了物联网工程专业学生的职业之路。作为新设专业，物联网工程专业的学生培养走向一直引人注意；作为一门学科，物联网工程专业可以从学科发展角度划分为三个方向：感知与控制方向、传输与网络方向、软件与服务方向；作为一门工程实践，物联网工程又可以从岗位需求角度划分为三种工作：系统综合工程师、产品研发工程师、设计规划工程师。各个学校可以根据本校的学科优势、特色及所处行业背景，构建有自己特色的可选专业课程，并将其融入到核心课程体系中。下面给出按照学科发展的方向设置的专业选修课参考内容。

感知与控制方向主要设置单片机原理及应用、DSP处理器及应用、数字信号处理、计算机控制技术、ARM结构与编程等选修课程；传输与网络方向主要设置下一代互联网技术、短距离无线与移动通信网络、网络融合技术、网络规划与设计、网络管理与安全、网络编程等选修课程；软件与服务方向主要设置云计算与服务计算、模式识别、数据挖掘与融合技术、Web应用开发技术、物联网应用系统设计等选修课程。

在具体设计课程体系时，各高校可根据本校的专业背景和学科优势，充分考虑物联网工程知识体系各领域、各模块、各单元的内容，依照不同的学科方向灵活调整课程开设时间和授课学时，增加或删减具体课程。

4 结束语

物联网工程是一个战略性新兴本科专业，它不是以理论为主导，重点在于工程应用[5]，这就决定了其课程体系具有发展变化的动态特性。因此，在制定专业教学计划时，要以时刻服务于社会发展需要为根本依据，紧密结合当前物联网新技术及行业应用的时代需求，依托学校自身的学科优势和行业背景，设计出与时俱进的、科学合理的、可持续发展的专业课程体系，只有这样才能为国家战略性新兴产业发展所需高素质专门人才的培养做出更多贡献。

参考文献：

[1]ITU Internet report 2005：The Internet of Things[DB/OL]. http：//itu.int/[dms_pub/itu-s/opb/pol/S-POL-IR.IT-2005-]SU

M-PDF-E.pdf.

[2]崔莉，刘强，李栋.物联网系统及核心设备[J].中国计算机学会通讯，2010，6（4）：18-22.

[3]胡忠望.物联网工程新专业课程体系的设计[J].中国电力教育，2010，（22）：109-110.

[4]桂小林.物联网技术专业课程体系探索[J].计算机教育，2010，（16）：1-3.

[5]马忠梅，孙娟，李奇.物联网工程专业课程体系与实践探讨[J].单片机与嵌入式系统应用，2011，（10）：1-4.

作者简介：姜颖（1971-），女，硕士，河北廊坊人，讲师，研究方向为网络技术与信息安全、图像处理，河北工业大学廊坊分校，河北廊坊 065000

第14篇

关键词：问题驱动；嵌入式系统；教学模式

嵌入式系统是“以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统”[1]。它融合了微电子、计算机硬件、通信和电子工程等多种技术，广泛应用于航天、航空、工业控制、汽车电子、通信、信息、家电、医疗仪器等领域[2]。特别是近年来发展如火如荼的无人机、机器人、3D打印、智能制造等领域均是以嵌入式系统为基础。国内外高校的信息类专业都开设了嵌入式系统基础课程。20世纪90年代，美国科罗拉多州立大学、华盛顿大学等一些著名大学率先开设了嵌入式系统课程。21世纪初，我国一些院校也相继开设了嵌入式系统课程。近年来，国内重点院校甚至高职学院、社会的培训机构都开设了嵌入式系统课程，并且都作为精品课程重点建设[3-5]。嵌入式系统作为信息类的核心课程之一，对培养学生的工程创新实践能力和就业能力具有十分重大的意义。然而，由于其建立在多学科基础之上(模拟电子技术、数字电子技术、C语言、汇编语言、信号系统等)，且具有面向特定应用、技术密集和发展迅速等特点，因此，如何让学生更好地掌握嵌入式系统的基本知识，具备嵌入式系统开发的技能，培养学生不断创新的思维，已成为各个高校所关注的问题。许多一线教师根据自己教学经验，不断尝试新的教学模式来提高教学效果。如案例教学、项目驱动、实践与项目结合等[6-9]。这些方法都取得了很好的效果，但都有其局限性，如项目驱动，前期需要掌握一定的知识，因此更适合后半学期的课程设计。为此，我们结合多年教学经验，尝试采用不同的教学方法提高教学质量。

1嵌入式系统教学现状

首都师范大学信息工程学院从学院成立起，面向信息工程、电子信息工程专业开设了嵌入式系统基础课程以及嵌入式系统基础实验，以“强化基础、重视实践、培养能力、突出创新”为指导思想，注重培养学生的跨学科研究与开发实践能力、团队合作与学习创新的职业素质。多年来本课程的建设一直受到学院的高度重视和持续支持。在众多教师的辛勤耕耘下，嵌入式系统课程体系茁壮成长，发展壮大，成为信息工程学院计算机专信息工程、电子信息工程专业的一个重要的课程体系和教学内容，涌现出了一批经验丰富、成绩斐然的优秀教师，为本课程的建设奠定了坚实的基础。但是嵌入式计算技术发展迅速，日新月异，出现了许多新的思想与技术，如何在现有教学内容中体现出这些最新的发展，如何培养出能满足当前发展需要的高素质人才等，这些对我们提出了新的挑战。鉴于对本课程多年的教学经验，我们尝试采用问题驱动的嵌入式系统教学模式激发学生潜在的学习欲望，提高学生学习兴趣，获得较好的学习效果。

2问题驱动教学模式

问题驱动教学是以学生为主体、以专业领域内的各种问题为学习起点，以问题为核心规划学习内容，让学生围绕问题寻求解决方案的一种学习方法[10]。这种教学方法可以较好地激发学生的学习热情，使学生从被动接受知识到主动解决问题，且在解决问题的过程中自己深入掌握所需的知识。这种教学模式渐成主流模式，已在多个课程中得以应用。如数学、社会学、信息学科等[11-16]，并取得较好的效果。鉴于嵌入式系统知识点零散，之间却相互联系，填鸭式的教学使学生兴趣渐失，只有变被动接受为主动学习，才能有较好的效果。采用问题驱动的教学模式具有这种优势，但同时，该教学模式最大的难点在于如何设计出较好的问题，既能够涵盖所需掌握的知识点，又能够将知识点相互紧密耦合起来，而非孤立的知识点。因此，教师作为问题的提出者、课程的设计者、结果的评估者，需要熟悉掌握整个内容。

2.1问题驱动的嵌入式系统课程组织

嵌入式系统该主要学习ARM技术和实时操作系统，主要内容包括嵌入式系统的概念、应用、发展，嵌入式系统的软硬件结构，ARM的寻址、寄存器、指令，ARM汇编语言，实时操作系统基本概念等。我们将本课程的主要知识点全部凝练成13个问题，提前公布，在理论教学时，点明问题所涉及的知识点。再将学生分组，进行任务分配，小组独立学习，查阅相关文献，不指定教材，要学生通过各种渠道获取参考资料，并讨论形成围绕该问题的一个知识框架图。最后，每个小组制作PPT汇报对问题的分析和解答。最后一个过程至关重要，教师需要准确把握，修正、补充问题的解答。整个过程以学生团队学习为主、教师辅导为辅，但需教师掌控全局。嵌入式系统课程总共32学时，持续16周，每周2学时，我们将其设计成13个问题，具体问题及相应的教学内容如表1所示。

2.2问题驱动的嵌入式系统课程问题案例

以问题一“嵌入式系统的概念、分类、应用及发展趋势分别是什么？”为例。首先，让学生仔细考虑这个问题，这虽然是一道问题，但需要学生将问题进一步展开、细化，并找出所涉及的知识点。(1)嵌入式系统的概念，从不同的角度都可以给出不同的说法，但核心是“应用”“专用”等，那么这些术语的概念又如何解释？既然嵌入式系统是计算机系统，那两者的区别、联系分别是什么？由此，可加深“通用”和“专用”的理解。(2)嵌入式系统分类，分类的标准是什么，不同的标准可以分成不同的类，每类的特点是什么。(3)嵌入式系统的应用有哪些，这部分需要调研各种材料，从空天到地海，从军用到民用，列举出实际应用的嵌入式系统。(4)嵌入式系统发展的趋势，这需要查阅文献，并结合当前最新技术，如可穿戴产品、虚拟现实、机器人、大数据、深度学习等前沿热点技术，来分析嵌入式系统的发展趋势。深入剖析一个问题，并把问题转化成多个小问题，了解每个问题所涉及的概念实质。如此，便可对问题一有较好的理解。同时，通过学生对问题的分析，可以激发学生嵌入式系统的热情，变枯燥的技术为可见的实际应用系统。然后，让每组学生将这一问题及问题的延伸所涉及的知识点构建一个知识点框图，小组内部讨论，查阅文献，讨论每个知识点的理解。接着，进行汇总，做PPT汇报问题的解答。通过各个组的汇报，找出共同的和差异的，全班讨论。最后，给出这个问题的解释。同样，对于其余12个问题，我们也按如此思路进行。

3结束语

嵌入式系统是软硬结合的系统，如何有效提高其教学的效果是高校所关注的热点。问题驱动的教学模式能够较好地将嵌入式系统零散的知识点穿插起来，通过设定问题(如鱼骨)，让学生为主体，填充知识点(如鱼肉)。这样，不仅可以激发学生的学习热情，更可以在寻求问题答案的过程中，通过广泛查阅文献，实时了解当前技术与发展，扩展视野；在小组讨论中，互相激发，互相补充；在成果汇报中，通过报告提高表达的逻辑性、准确性、完备性。但同时，尽管以学生为主体，教师辅助，但该教学模式需要教师依据情景合理设置问题，如在问题十二中，教师应该给出一个合适的系统要求，涉及输入、输出、传输、存储等，该系统应既有实际的应用价值，又不能过于庞大。另外，教师要能够掌控进度，实时了解学生的进展，并加以调整。问题驱动的嵌入式系统教学模式运用得当，能够有效提高教学效率，激发学生创新潜能。

参考文献

[1]王田苗,魏洪兴.嵌入式系统设计与实例开发[M].第3版.北京:清华大学出版社,2008.

[2]耿鹏.信息工程专业嵌入式系统课程教学探索[J].中国现代教育装备,2010(19):82-83.

[3]韩德强,孙燕英.北京工业大学“嵌入式系统”精品课程建设[J].计算机教育,2006(8):12-14.

[4]尚利宏.北京航空航天大学“嵌入式系统设计”精品课程建设[J].计算机教育,2006(8):7-9.

[5]沈献念,何豆,韩猛.嵌入式系统精品课程网站建设[J].福建电脑,2011,27(9):198-199.

[6]武传胜.“嵌入式系统”课程的工程案例教学[J].辽宁科技大学学报,2013,36(3):295-297.

[7]张晓东,卢艳军.基于CDIO理念的“嵌入式系统”教学模式改革[J].实验室科学,2016,19(2):176-179.

[8]胡仕刚,曹会棒,吴笑峰.阶梯式项目驱动法在嵌入式系统课程教学中的应用[J].当代教育理论与实践,2016,8(9):68-70.

[9]李建荣,宋波.结合实践与项目推动嵌入式系统双语课程教学[J].现代计算机,2016(12):10-12.

[10]孙绍荣.高等教育方法概论:修订版[M].上海:华东师范大学出版社,2010.

[11]刘东海,彭丹.基于问题驱动的概率统计教学探讨[J].当代教育理论与实践,2016,8(2):80-83.

[12]李月华,张彦云,金臣.新课改背景下高师教育学“问题驱动”教学模式研究[J].河北师范大学学报:教育科学版,2010,12(8):88-91.

[13]滕吉红,黄晓英,袁博.问题驱动式教学模式在高等数学教学中的探索[J].高等教育研究学报,2012,35(4):89-90.

[14]曹媞.问题驱动式教学法在社会学教学中的应用[J].考试周刊,2016(23):162-163.

[15]杨艳丽,郭一锋,张国良.问题驱动教学法在《自动控制原理》“稳态误差分析”教学中的应用[J].教育教学论坛,2016(17):184-185.

第15篇

关键词：实验室管理；实验室开放；教学改革

中图分类号：TP39

实验教学是高等学校实现素质教育和创新人才培养这一中心工作不可缺少的重要组成部分，它在培养学生的动手能力、科研能力和创新能力方面都具有理论教学不可替代的作用。

改革实验室管理体制，把实验室建设、实验室管理、实验教学和科学研究统一起来，提高仪器设备的利用率，做到资源共享，最大限度地发挥实验室的投资效益，是每所高校都在积极思考的问题。

1 实验教学中存在的问题

1.1 实验教学的从属地位

（1）学生动手能力较差。在高等学校教育中，长期以来形成的传统是以教师课堂讲授为主，实验教学为辅的教育形式。这种满堂灌的教育形式，使学生的学科理论水平相对较强，而动手能力普遍比较差。越来越难以适应社会的需要。

（2）课程安排困难。实验课普遍是在基础教学任务排定之后另行安排，根据学生空闲时间见缝插针的进行安排，造成课时不严谨，有时候不得不占用假期或休息时间，同时也极易受到其他教学安排或考试的影响。某些连续安排的实验教学区间不够灵活，教学周期与课堂讲授脱节，实验效果较差。

（3）实验教学师资队伍相对匮乏。实验教学的从属地位同时也决定了实验教师的教辅地位，由于很少进行相应培训和交流机会，实验教学队伍观念相对落后，对新技术和新的管理理念知之甚少，没有能力或进行实验教学的革新。这也造成了实验教学内容的陈旧和停滞，不适应越来越高的实验教学需要。

1.2 实验室的资源配置困境

（1）资源闲置。长期以来，专业实验室设备使用率偏低。由于专业学生数量较少，某一门课只在某一学期开课，而某些课程实验课时也较少，为了满足学生实践要求，专门投入资金建立实验室，购入设备，而某些设备需要大量资金投入，属于贵重仪器。但课程教学结构造成这些仪器设备大量闲置，资金和设备资源浪费严重。

（2）资源共享困难。实验室以教学为依托，以专业为基础的体制，决定了设备由各个教学部门进行管理。造成整体和全局意识较差，管理分散。各学院之间信息沟通较少，设备共享困难。

（3）设备维护困难。专业实验室仪器相对贵重，结构复杂，现有实验人员很难掌握维修技术，而厂家的技术支持也不完善，产品不成熟，更新换代很快。一旦厂商停产，很多元器件也随之停产，不提供维修。因此很多仪器一旦超出保修期，就面临无人维修，或者无法维修的境况。

2 建立适合自身发展的实验室开放性管理模式

综上所述，实验室开放是符合教育发展潮流的大势所趋，有效的解决实验室开放问题，也能有效的解决上述一系列管理困境。

2.1 基础验证性实验下放

由于计算机教育的普及，大中城市普遍从小学开始就有微机课程，因此高校新生入学时都具有一定的计算机入门知识。对于各专业计算机基础课程，均属于入门概论，涉及的专业知识浅显，但知识面很宽。这些课程的讲述深度比较难以把握，从而课程相关实验往往也流于浅显，从而成为鸡肋。因此，这部分课程的实验、实践环节更适合下放给学生。由学生自主上机练习入门知识，可以在实验室空闲时间随自己喜好安排实践环节，实验室有专人值班、解答学生问题即可。

2.2 建立通用实验网络平台促进通用实验室开放

一部分专业基础课程，例如计算机相关类，如软件、仿真等类型实验，其硬件要求比较单一，基本以PC机为硬件基础，在其上构建软件及网络环境。因此，这部分实验可以依托计算机网络或建立私有云服务，通过逐步建立通用网络实验教学平台，实现实验教学资源环境的校内、校际共享。计算机的采购比重在仪器设备中占比很大，可以考虑建立分布式的星形网络，在节点服务器上安装各专业所需的软件环境，而在机房采用NC客户端访问模式开放给学生使用。

（1）通用网络平台配置。由于科研需要，学校购置的高端服务器基本面对科研领域，其功能使用并不充分。在完成科研任务之外，完全可以考虑有效利用这些高端网络设备建立学校的教学平台，为教学服务。依托网络平台，在建立起硬件网络的基础上，可以通过学软件平台集成学校各专业学科的软件环境，提供给学生自主使用。这样一方面避免重复购置的资金浪费，另一方面也避免实验室各种盗版软件充斥，提高使用效果。建立通用网络平台之后，在依托服务器节点的基础上，采用CS或BS模式，在机房配置合适的NC客户端，学生通过有效账户名称登陆，完成实验任务。相对于PC机，NC客户端资金占用率低，设备维护简单，硬件升级简易，容易管理。

（2）通用网络平台教学安排。在通用网络实验平台建立完成后，结合实验室开放，可以考虑采用灵活授课的方式达到教学目的：首先，根据课程讲授情况，由实验教师和任课教师协调提出实验教学任务，在学期初始上交本学期实验教学安排，由教务处审核。所提出的课程教学任务可涵盖课程的各种深度，按必做到选做对难度进行分级，由浅显至深入，由学生根据自由选择实验题目。其次，通过该平台进行实验教学任务的下达，课程的安排和课时调整。由学生自主到实验室完成教学任务。学生可以在该门课程讲授的区间内，通过与实验室协调，自主选择实验时间。这种开放性的课时安排有利于学生自主选择时间和实验题目，更适应新的教学需要。

2.3 专有仪器设备的专业实验室开放

这部分实验室设备往往专业性强，采购价值高，但却使用率偏低，造成很大的资源闲置和浪费。只有使其与学生创新科研活动结合起来，才能切实提高设备的使用率，充分利用资源。同时，随着学生自主创新能力和需求进一步的提高和社会对高水平毕业生的需要，学校应搭建合适的平台，开拓各种渠道，使学生广泛参与高水平竞赛和科研课题，从而达到让学生与科研活动接轨的目的，提高学生个人能力。因此，可以考虑由实验室提供设备环境，由高水平教师带头，采用专职实验教师与授课教师相结合的辅导方式，结合灵活多样的课时安排，采用学生自主选择课题方向，教师予以辅助的形式，在课余时间或假期灵活安排设备人员，形成实验室灵活开放、设备有效使用、学生实践能力提高、教师自身科研素质的提升等多赢的局面。

3 结语

在当前高校实验室持续深化改革的大潮中，学校和教师务必及时更新自己的教育理念，充分发挥学生在教学实践活动中的主体地位，为实验教学改革创造有利环境，进一步提高高校教学水平，为社会输送合格人才。

参考文献：

[1]邓型深，姜吉琼.高校实验室管理存在的问题与解决措施[J].理工高教研究，2010（1）：37-38.

[2]刘华东，韩红江.开放实验室构建实验教学新体系[J].中国高等教育，2011（22）：30-31.