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计算机网络技术研究方向范文1
[关键词]计算机网络技术研究型教学创新能力
[作者简介]于丽(1971-),女,内蒙古兴安盟人,天津师范大学教育学院教育技术系,讲师,硕士,研究方向为网络与多媒体技术应用。(天津300387)
[基金项目]本文系天津师范大学教育基金项目“教育技术专业网络实验课程体系的设计与研究”的阶段性研究成果。(项目编号:52WQ57)
[中图分类号]G642.4[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2012)20-0090-02
研究型教学与研究型学习是我国当代高等教育发展的必然趋势,它以培养大学生创新精神和研究能力为目标,为学生具备自学能力打下坚实基础。文章结合“计算机网络技术”课程的特点,探讨如何有效地将研究型教学引入该课程,以充分调动学生的学习积极性,并培养学生的创新能力以及科研能力。
一、研究型教学的意义
目前国内高校在创新教育方面仍存在着一些问题,如教师的教学过于重视知识的传授,对学生创新能力的培养不到位;教学知识与社会生产实践脱节,无法调动学生的学习积极性与主动性;在考核体系中只注重对知识的考核,而忽略对实践创新能力的考核等。因此,以培养学生创新精神和研究能力为目标的研究型教学,已经成为我国高校教育改革的趋势。在高校课程教学中引入研究型教学,既可以充分调动学生的学习积极性,也有利于培养学生的创新能力,使他们不仅成为适应社会的人才,更能成为改造社会的人才。
二、“计算机网络技术”课程改革的必要性
“计算机网络技术”是计算机技术与通信技术相互渗透、密切结合而形成的一门交叉科学,它的应用已经遍及社会生活的各个领域,对当代社会的发展以及人们的工作和生活产生了深远影响。“计算机网络技术”作为计算机相关专业学生必修的核心课程之一,在整个学科中有着极其重要的地位。
“计算机网络技术”的教学目标大致可以分为三个层次:网络基本应用、网络管理员或网络工程师和网络相关科学研究。其中,网络基本应用的目标是掌握“计算机网络技术”的基本概念和知识,具有熟练使用计算机网络和简单网络故障维护的能力,这是现代人才都应具备的基本素质。网络管理员与网络工程师是培养掌握网络集成、网络管理与安全、网络编程等技能,并专长于其中某一项的专业技术人员。这一层次的人才,既要具备较好的理论知识,又要充分与社会生产实践相结合,理论与实践的紧密联系是培养该类人才的基本策略。
高等教育中的计算机网络技术课程涉及大量基础理论、基本模型,还要与当前的工程经验和工程实践密切结合,为社会培养既具有较高理论基础,又具有较强动手能力的网络应用技术人员。然而教学方法单一,学生课堂参与度低;课程讲授过分重视确定性、陈述性和记忆性的材料,忽视原理性、策略性、创造性知识教学;教学内容与实践脱节,实验教学环节薄弱等问题长期存在。学生总体的感觉是教学内容过于抽象、空洞,知识陈旧无法调动学生的学习积极性和研究的主动性,不利于学生综合能力和创新能力的培养。可见,对“计算机网络技术”课程进行教学改革十分必要。
三、“计算机网络技术”课程中实施研究型教学的方案
(一)在课堂教学中注重改善教学方法与教学手段
在多年发展的基础上,“计算机网络技术”课程已经具有自身比较完善的知识体系,基础理论知识相对成熟,在教学内容中的基础理论知识的选择上应该兼顾新兴技术。例如,当前在计算机网络技术中广泛应用的工业标准是TCP/IP协议栈,而OSI参考模型对计算机网络的发展具有指导性的意义,却没有被广泛应用,因此,只需要选择介绍其特点和网络体系结构的意义就可以了。
在教学方法上,重学术深度,即教学内容深层次的内涵,而不是教学难度。追求教学深度,可以帮助学生加深对基本教学内容的理解,激发学生的钻研精神和创新精神。挖掘教学深度可以从以下几个方面展开:
一是从“计算机网络技术”课程的发展历史挖掘基本教学内容的深度。在教学过程中,引入与教学内容相关的科学发展史以及相关的人物故事,以激发学生的钻研精神。例如,讲到分组交换技术对计算机网络发展的重大意义时,强调分组交换技术的提出以及当时多个科研队伍的研究状况,可以突出人物Leonard Kleinrock,当时他是麻省理工学院(MIT)的一名研究生,第一个分组交换技术的公开工作者。通过这种方法告诉学生,在计算机网络技术发展的历程中,有很多在校大学生都参与到其中来,并取得了巨大的成就,激发学生的学习积极性及钻研精神。
二是从“计算机网络技术”课程的基本理论挖掘教学深度。计算机网络技术的一些概念,看似简单,实则内涵丰富,要引导学生从更深刻的层次上分析和理解这些内容,就有可能使学生创造性地应用这些概念。例如,介绍OSI参考模型时,可以介绍其三级抽象的内涵和意义,以及对计算机网络技术发展的贡献,以鼓励学生在具有相关技术能力的基础上,进行计算机网络技术体系结构的研发工作,以提高包括网络安全性等内容在内的网络技术服务质量。
三是从“计算机网络技术”课程的实例出发,分析挖掘基本教学内容的深度。当今社会,计算机网络技术与生产实践密切相关,网络技术的一些概念、原理看起来枯燥无味,单从讲授方式入手很难引起学生的兴趣,如果在讲解这些内容时引入相关实例,对典型的案例展开分析、讨论和评价,学生看到了相关理论活生生的应用,他们的学习积极性和主动性就能够被充分调动起来。例如,讲到ATM技术时,引入早期某高校花巨资建设ATM校园网,但没有被广泛应用的案例,从中分析ATM网络的特点和实现技术,这样从生动的案例分析展开知识的讲解,体现了知识与现实的相关性,使学生在掌握了基础知识的同时,更有了一定的实际应用经验。
在教学手段上,还要大量辅助以多媒体教学手段,通过图片、视频、动画等方式展示教学内容。尤其是利用动画技术,可以将抽象复杂的教学内容和工作原理以直观的形式展现出来。例如将数据包在发送方的各层封装过程以及接收方的依次解封过程,利用动画方式演示出来,既形象生动,又容易理解和记忆。为了便于对知识点的理解,在教学过程中可以辅助使用各种相关工具。例如,借助Iris工具,可以捕捉并分析各种数据包结构,学生在该软件的帮助下,可以看到MAC帧、IP数据报、TCP报文等相关协议数据单元的内容和结构,这对学生理解和掌握网络协议提供了帮助。
(二)布置课外学习任务,完成知识扩展
长期以来,教师作为知识的传播者,是学生获得知识的唯一来源。而研究型教学就是要鼓励学生在学习中研究,在研究中学习,鼓励学生不要满足书本上的知识,而要研究和掌握书本上没有的知识。因此,在教学过程中为学生提供基于课程教学内容而又略高于教学内容的资料和获取资料的各种方法。这样既拓展学生的知识面,又培养学生搜集资料,阅读文献的良好习惯。
(三)设计综合实验,培养学生创新能力
“计算机网络技术”课程是一门应用性很强的学科,因此要格外重视实验教学环节,它不仅是理论教学的深化和补充,更是培养学生综合运用所学知识,解决实际问题的重要环节。在试验教学改革中,要从传统教学模式下的告诉学生“只能做什么,不能做什么,结论是什么”,改变为让学生去思考:你能做什么?怎么做?结论是什么?即让学生去思考,让学生去根据现有条件,自主设计实验。计算机网络技术实验分为三个层次:
第一层次为基础实验,其中多为验证性实验,验证网络技术的相关原理。传统的验证性实验,是先告诉学生本次实验要验证哪个理论,实验的步骤是怎样的。实验没有悬念,也就没有吸引力,不能激发学生的学习兴趣。如今同一实验,并不提前告知学生要测什么,只是设计了实验的多组数据,让学生去思考、去实践,并对实践结果进行比较,最终得出相关结论。例如,在验证子网掩码作用的实验中,设计多组实验数据,让学生去实践、去思考,最后总结归纳出子网掩码对子网划分的作用。
第二层次的实验是扩展性试验,这类实验可供学生选做,以拓展学生的实践技能。扩展性试验主要包括网络安全、网络管理、网络工程等相关方面,这就要求学生在完成此类实验之前,必须完成相关知识的积累和学习。而这类实验多从生活和生产经验中来,不同的学生在不同的生活实践中获取的不同方面的网络知识,在这里都可以进行验证。同时,学生有意义的经验也会被收录,补充到扩展实验中来,从而实现随时补充随时更新的有效机制。
第三层次的实验是综合设计性试验。此类实验,教师通过提出问题、创设情境,鼓励学生思考并形成有效工作团队,自主设计实验。例如,给出某公司对网络的设计要求,要求学生针对用户需求和实际投资,自行组织团队,进行网络的硬件设计和虚拟实施,并开发相应的软件系统,以满足公司的业务需求。在团队进行网络设计的过程中,教师可以担当顾问的角色,以协助工作组有效展开工作。通过这类实验,鼓励学生主动参与、主动实践、主动思考、主动探索,在探索中发现问题、解决问题、摸索学习方法、积累实践经验,从而培养学生的创新能力,使学生整体素质全面提高。
(四)课程考核注重刺激思维,鼓励创新
研究型教学的考核方法主要是考核学生灵活运用基本概念、基本理论的能力,分析和解决问题的综合能力,以及创新思维能力。课程考核可以从以下三个方面进行:一是随堂测试。为了鼓励学生参与课堂教学、课堂讨论,鼓励学生积极思维,每章结束后进行随堂测试,既考核平时作业的掌握情况,又提供了另一种形式的师生互动。二是实践研究论文。主要是考核学生综合运用知识的能力。学生在完成实践任务后,提交相关研究论文,并进行评审和答辩,答辩成绩计入期末总成绩。三是综合测试。在课程结束后,进行课程综合考核,以考查学生的能力水平和知识掌握程度。
几年来的教学实践证明,在“计算机网络技术”课程教学改革中,应用研究型教学得到了广大学生的肯定,使得学生在“计算机网络技术”课程的学习中充满了挑战和兴趣,学生的团队意识不断增强,综合能力有了很大的提高。随着计算机网络技术的飞速发展,“计算机网络技术”课程的教学也应该越来越紧密地联系社会生产实际,在探索中不断推陈出新,为培养高素质、高能力的新一代应用型人才而努力。
[参考文献]
[1]王付山.大学生创新能力培养漫谈[J].中国科技信息,2009(18).
[2]刘赞英,王岚,朱静然,等.国外大学研究性教学经验及其启示[J].河北科技大学学报(社会科学版),2007(1).
[3]赵莉,黄春晖.基于Moodle的高校研究型教学设计[J].信阳农业高等专科学校学报,2009(9).
计算机网络技术研究方向范文2
关键词:计算机 网络风险 安全防护
中图分类号:TP393.08 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2016)01-0000-00
目前已经进入到信息时代,这样便在很大程度上推动了计算机网络技术的进一步发展,但同时也对安全防护技术提出了更为严格的要求。计算机网络环境中存在大量风险,如病毒、黑客以及网络攻击等,很容易造成信息泄露,危害人身财产安全。因为提高计算机应用的安全性,必须要做好各项网络风险的分析,加强安全防护技术的研究,争取不断提高网络运行安全性。
1计算机网络安全特点
计算机网络运行为开放式环境,这样就很容易受到各项因素的影响,如常见的网络病毒、木马、计算机蠕虫等,同时还会遭受网络攻击,通过不正当行为非法获取个人信息,造成信息泄露,增加了网络运行风险。另外,在用户操作时,经常会因为失误或者好奇而进入错误网站,该网站然后通过第三方特殊软件,进入到用户者电脑窃取机密信息,造成信息泄露。为提高计算机网络技术应用综合效果,必须要针对常见安全风险进行综合分析,采取一系列措施,进行硬件与软件防护。对于计算机网络安全防护来说,需要具有保密性、完整性、可用性以及可控性等特点,即所用安保防护措施可以最大程度的提高计算机网络环境保密性,数据在未经授权的前提下,不能进行再编辑,并且在存储或传输工程中不会出现破坏或者丢失等情况,同时还需要对信息内容以及传播渠道具有控制能力[1]。
2计算机网络安全防护技术分析
2.1 防火墙防护
防火墙是计算机网络安全防护常用方法之一,主要就是在计算机网络与网络安全域之间构建一个一系列部件的组合,作为网络安全的第一道防护屏障,对提高计算机风险抵抗力具有良好效果。并且与其他防护方法相比,此种方法电脑管理者可以实现自动控制,是管理人员对电脑内部用户访问外界网络的唯一权限。对于防火墙来说,其具有一定的网络攻击抵御能力,因此在设计时可以对电脑防火墙进行系统整体升级,避免木马病毒进入电脑,来确保信息数据的安全性。
2.2加密防护技术
信息加密已经成为计算机安全防护的主要技术之一,如常见的RSA、DES等。在进行信息加密时,可以根据DES算法随机选择功能来确定DES密钥,并通过此种算法来对信息原文进行加密,最后利用密钥完成加密信息的破解,完成信息的访问需求。并且,加密防护技术还可以应用于计算机节点信息,来提高节点信息的安全性,端到端加密方式可以保证信息传输均以密文形式进行,有效降低了外界风险因素的影响。
2.3 网络访问控制
计算机网络运行时,如果进行数据信息的远程传输,在不采取任何防护措施的情况,会为木马病毒提供访问计算机的途径。为提高计算机网络防护安全效果,因此需要在对防火墙升级基础上,做好网络访问控制技术的研究。即对路由器进行控制,来提高用户局域网运行安全性。或者是对计算机内文件信息设置访问权限,在权限验证通过后才可访问文件,来避免病毒对文件信息的破坏与窃取。
3计算机网络安全入侵检测技术分析
3.1 检测方法
目前所应用入侵检测技术,根据其应用范围可以分为主机型、型以及网络型三种,而以入侵技术为依据,又可以分为异常入侵检测与误用入侵检测两种[2]。第一,异常检测模型。主要检测与可接受行为之间存在的偏差,如果将行为定义为可接受性,则确定不可接受对象为入侵。检测时需要对正常操作特征进行总结,如果用户出现与正常行为相差较大的情况则认为存在入侵。第二,误用检测模型。主要检测与已知不可接受行为之间的匹配效果,对不可接受行为进行定义,这样一旦遇到可以匹配的行为便会发出告警。对非正常操作行为特征进行收集,并建立相应的特征库,在监测用户以及系统行为与特征库信息匹配时,则可以断定存在入侵。
3.2 风险检测过程
3.2.1收集信息
首先需要对用户活动、系统网络等数据信息进行全面收集,此环节工作通过设置在不同网段传感器以及不同主机来完成,主要包括网络流量、网络日志文件、异常目录与文件变更以及异常程序执行等。
3.2.2分析信息
待收集完各项系统运行以及活动数据信息后,将其全部输送到检测引擎。检测引擎驻留在传感器中,通过模式匹配、统计分析以及完整性分析等方式,来完成所有信息的分析[3]。在检测工程中一旦发现存在误用模式,则会向控制台发送告警信号。
3.2.3结果处理
控制台接收到告警信息后,根据预先定义的响应方案采取相应措施,如常见的终止进程、配置路由器与防火墙、改变文件属性以及切断连接等,确保系统运行的安全性。
4结语
计算机网络安全现在已经成为重点研究内容,不仅仅需要安装常规杀毒软件,更重要的是要进行安全防护技术的研究与应用,提高计算机对网络风险的抵抗能力。目前已经有更多安全防护技术被应用到计算机安全防护中,但是还需要继续做好技术性研究,争取不断提高网络运行安全性与可靠性。
参考文献
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[2] 孙嘉苇.对计算机网络安全防护技术的探讨[J].计算机光盘软件与应用,2012,02:93-94.
[3] 刘静.计算机网络安全防护技术研究[J].计算机光盘软件与应用,2012,22:73-74.
计算机网络技术研究方向范文3
关键词:计算机网络 意义 维护技术
中图分类号:TP309.5 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2016)01-0000-00
随着计算机的普及,人们的生产生活有了巨大的改变,在生活中,人们可以利用计算机网络进行自主学习;在生产中,计算机信息化建设在各个工程建设中都挥发的巨大的价值;在企业中,网站的建设工作更是为企业做了广泛的宣传,实现了企业经济效益的提高。但是在计算机网络技术维护中还存在着较多的问题,为了进一步实现计算机的实际应用,维护技术研究工作需要进一步加强。
1计算机网站维护的重要意义
计算机网站是针对个人和企业进行信息宣传和信息获取的途径。在计算机普遍存在的今天,报纸、海报、新闻等宣传形式已经在时效上失去的优势,而计算机网站的宣传能够对企业和个人的信息进行实时的更新,保证人们能够在第一时间了解相关信息,从而有利于企业的文化推广和经济建设,也有利于人们知识和信息的获取。现如今,计算机网站已经成为了个人之间,企业之间以及个人与企业之间的交流平台,因此加强网站的信息修改和维护工作相当必要。由于网站具有强大的开放性,相关人员在具体的操作中很容易感染木马病毒,在外信息的泄露,对于企业和个人的安全隐患造成威胁。因此,必须加强网站的信息维护技术,保证企业和个人的安全,同时也促进计算机技术的普及应用,促进全民的信息化建设与进步。
2计算机网站维护技术分析
对于计算机网站的维护工作而言,不仅要及时的将网页显示的信息进行更新,需要对网站内的各个条目进行控制与管理。此外,还应做好网站的宣传与拓展。一般情况下,对于计算机网站的维护技术,主要涉及如下几个方面:
2.1丰富网站的信息量
一个企业和个人的形象在网页中能够很好的体现出来,那么网站网页的建立效果和维护的技术就是关键性所在。网页的建设是计算机网站的基础部分,在这其中必须对企业文化、企业相关信息和个人动态等进行及时的维护,将企业先进的理念、社会活动、个人风采展示等作出照片、视频和链接等相关展示,丰富网站的信息量,让浏览者能够在轻松和直观的状态中对信息进行获取,实现利用计算机网站对企业和个人形象的全面展现,从而提高网站信息量,提高企业和个人的可信度,实现个人机遇和企业经济效益的提高。
2.2建设网站在线管理技术
浏览网站中我们不难发现,目前很多较大型的企业都进行了网站的在线管理技术,通过在线答疑,浏览用户可以和企业的内部人员进行实时的沟通,例如:在医院的网站中,浏览者可以根据病情的描述与在线管理人员进行初步的探讨,并针对病情进行初步的认定,并推荐相关的医疗人员,这不仅提高了医院的经济效益,还对就医人员进行了有效的分析,缓解了病人的压力。在企业的网站管理中也可以专门设立在线管理的服务内容,对于人才招聘和产品的推广进行实时的沟通,为企业的人事管理和销售管理做好筹备工作,从网络的应用中保证企业的长远发展。
2.3建立安全的网站维护系统
计算机网站的安全使用是保障信息宣传的基础,因此,在计算机网站的建立中,个人和企业应该重点注意网站的安全维护工作。对网站的账号、域名和空间等采用强力维护措施,下载360软件等清理查杀病毒和木马,并不定期的进行查杀维护,保证网站的安全使用,并建立防火墙实现病毒的实时过滤与隔离。对于计算机网站维护人员进行相关技术的培养,培养良好的安全意识,对有安全隐患的连接和信息等进行有效的判断和阻隔,有必要时对多次入侵的病毒进行动态调查,防止下一次程序的破坏,从多方面进行网站安全的维护工作。下面对计算机网站的外部安全和内部安全进行详细的探讨。
(1)计算机网站的外部安全维护。对于计算机网站的外部安全维护,涉及到的技术手段主要是防火墙技术、病毒防御体系的建立与使用。采用防火墙系统,对网站的安全进行防护,这是一种隔离技术,能够有效的将内部网络与公共网络进行隔离,防止非法访问。建立病毒防御体系,能够有效发挥杀毒软的作用,从而有能力及时检测威胁网站安全的信息,并对有关病毒进行查杀。
(2)对网站的自身安全进行防护。在网站的自身安全维护中,可以采取以下几种措施:首先,对服务器进行安全管理。一般采取的措施是优化网络结构,提高网络抵御入侵的能力,或者定期的对网站的服务器进行安全检测,及时进行漏洞的修补,提高网站的安全性。其次,加强对数据信息的管理。进行网站维护,还需要对网站的有关数据信息进行保护,这样才能保证服务器被破坏后仍然能够保存部分重要信息和关键信息,方便日后网站的快速恢复。一般而言,对于网站的重要数据信息,首先应放置在硬盘的一个单独分区内,与其他文件做好分离工作,然后还需要设置必要的密码,保护这些重要信息。对于这些信息进行备份,两套信息存储位置,能够较大程度的维护网站内容关键信息的安全。最后,提高网站脚本的安全系数。网站脚本的安全系数,与脚本的编写过程有关。在脚本的编写中,提高对于陌生信息的辨识能力,出现可疑信息应及时与管理员进行沟通,从而采取人工方式进行信息的识别,然后采取对应的措施。
计算机这一科技产品目前在我们的生活中无处不在,在人们的生产生活中,计算机的应用提供了许多的便利,促进了人们生产生活水平的提升,也使得科技改变生活这件事情被演绎的越来越精彩。
3结语
计算机网络已经成为了现如今重要的信息来源渠道,顺应信息化发展的趋势,企业和个人应该加强网站的维护工作,相关工作人员要进行网络维护专业知识的普及,对重要的信息进行实时的更新,更要对危害网络系统完全的病毒进行专业的查杀,保证网站及用户的安全使用。并加大网站的信息建设,将信息化带给人们的便利扩大化,最终实现个人价值和企业经济效益的提升。
参考文献
[1]徐春锦.计算机网站的维护技术研究[J].电子技术与软件工程,2015(09).
[2]刘嘉嘉.计算机网站的维护技术探讨[J].电子技术与软件工程,2015(10).
计算机网络技术研究方向范文4
【关键词】免疫机制 计算机网络 入侵检测 应用 研究
从目前情况分析,免疫机制在计算机网络入侵检测中的应用可谓是效果显著,其具体作用在于能够隔绝外来有害物体入侵,能够达到内部元素保护功效,进一步促进计算机网络入侵检测可以避免不必要的损害。免疫机制本身具有极好的隔绝作用,为网络用户提供相对安全的环境,以防止用户重要信息的丢失。然而从实际情况分析,由于我国计算机网络发展时间相对较短,从而导致在技术上的应用还不完善,促使免疫机制在实际应用过程中显现出弊端,为了从根本上解决上述弊端,则需要对网络安全技术进行分析,使其安全性及可靠性能更得以改善,提升免疫机制在实际应用中的价值性。
1 免疫机制研究情况分析
免疫机制在我国计算机网络入侵检测中已经得到了极为广泛的应用,并从实际反馈效果可知尚佳,这种系统主要是基于生物免疫系统的前提下,通过模式辨别方式而达到应用效果。在对计算机入侵检测过程中,对危险情况予以有效的处理,而针对计算机网络来说,具体包含两个方面:即入侵系统、免疫系统,也可称之为“非我”、“自我”,前者主要是指入侵滥用系统用户,或是非正版用户,借助这种形式,促使所有垃圾数据,还有相关的危害信息,进入到计算机系统之中,从中获取非法收入。计算机网络入侵检测中,利用免疫机制能够发挥良好的功能性,不仅能够确保系统的稳定性,同时能够保障其安全性。除此之外,针对免疫机制来说,对其予以模拟人工系统应用之后,对计算机而言能够起到良好的促进作用,获取相对较好的特征。然而从实际情况了解可知,当前计算机安全技术发展相对比较缓慢,免疫系统在实际应用过程中还需自我完善,不断更新内容。上述现象的形成对计算机发展而言是非常不利的因素,这严重制约计算机的安全性能。所以要从根本上提升计算机网络运作过程中的安全性,在入侵检测过程中,则需要采取有效的免疫机制,做好相应的防护作用。
2 计算机网络入侵检测免疫机制的应用
2.1 入侵检测与免疫机制融合原因分析
入侵z测系统,其在实际应用过程中作用非常显著,这其中较为明显的标志是实现网络系统实时监控,从而能够针对当前网络中的信息安全性予以全面的分析。入侵检测系统在实际工作中一旦察觉异常数据,系统就会立即做出反应,发出预警警示,与此同时,还会采取有效的手段实施保护措施,避免网络系统遭受破坏,从而能够将入侵危害降至最低。而免疫机制在入侵检测系统中的应用能够起到更好的效果,能够对未知病毒予以有效的预测,这样能够便于做好防御工作,在确保计算机网络运行过程中需要做好相应的预防工作,保障网络运行的安全性及稳定性,创造优质的网络环境。除此之外,将两者有效的融合还能起到更好的作用,提升入侵检测防御能力,更能进一步优化计算机病毒遏制的速度及效率。
2.2 产生原理分析
免疫机制在实际应用中显现其自身的功能性,相较于生物免疫系统具有诸多相似之处,免疫机制主要是基于生物系统前提之下研究出新的系统,人们在研究生物系统免疫机制过程中,进一步联想到计算机网络运行过程中也很有可能入侵病毒,根据上述生物免疫机制原理,促使免疫机制在计算机网络入侵检测中的应用起到了非常关键性的作用,基于上述原理促进免疫机制在实际应用过程中显现出非常优良的性能。计算机在实际应用过程中涉及到的软件存在多样化的特色,并且所有软件显现出极大的复杂性。所以,计算机网络在实际运用过程中存在极大的安全问题,其在运行过程中极易沾染不同的病毒。除此之外,计算机网络在社会发展过程中得到了大面积推广,从而导致市场上计算机软件层出不穷,并且显现出一定的复杂性与多样性,更重要的是不能在质量上有所保障,很多软件基本上都是盗版的,质量问题更为突出。计算机网络运行过程中,如果运用上述有质量问题的软件,则势必会影响到网络安全性能,增加网络防护安全的工作难度。
2.3 功能目标阐述
计算机网络在现代社会的发展过程中显现自身的优势性能,对人们的生活乃至社会的发展都起到了非常关键性的作用。作为新型技术,发展时间相对而言比较短。而随着社会经济发展速度的日益加快,虽然推进了计算机网络技术的发展,但是该技术在发展过程中还并不成熟,尤其是在软件及技术的应用上,还显现出诸多的发展弊端,从而导致计算机网络在运行过程中会出现诸多的发展弊端,对安全维护工作而言也是困难重重。所以,需要不断深入研究计算机网络入侵检测技术,与此同时,还需完善相关的技术研究,创新与优化计算机网络入侵检测系统,还有免疫机制,增强计算机网络运行的安全性,这样还能保障计算机网络资源的安全性,同时确保信息的完整性及保密性。入侵检测系统中,免疫机制的应用能够最大限度彰显他们的功能目标,由此能够促进计算机网络系统运行具有良好的环境依托,并且能够将病毒遏制在入侵之前,阻挡病毒对系统造成破坏。为了能够实现上述目标,需要对网络安全技术进行深层次分析,展开探索与研究,有效融合免疫机制和入侵系统。
2.4 功能优化
计算机网络入侵检测系统联合免疫机制能够将其功能性发挥至最大,通过合理有效的融合必然能够达到最佳的应用效果,从而可以提升计算机网络运行的安全性,这是非常重要的一个环节。因为计算机安全技术在发展过程中未能做到完美无瑕,还存在很多缺陷,如免疫机制在实际应用过程中具有极高误报率,一旦出现异常情况,检测系统只能起到相应的预警提示,无法采取积极有效的应对措施,对病毒无法做到有效的攻击。所以从整体角度分析,免疫机制在计算机网络入侵检测系统中的应用还需要不断优化,要想使其功能性得以最大限度发挥,则需要逐步优化免疫机制的功能性,从而更好地促进免疫机制在计算机网络入侵检测中的应用。
3 免疫机制在网络入侵检测中的不足
现代社会发展速度的不断加快促使信息技术在社会上的应用正在逐步增多,俨然已经进入到网络时代,所以确保网络的安全性是新时期发展的目标。从目前情况可知,研究人员已经研制出很多防御手段及策略,但是由于网络病毒的多样性特征,导致网络安全性难以有效保障,针对部分防御系y来说,他们的功能性仅仅是简单防御,还有相关的保护措施,很多手段在实际应用过程中相对比较被动,并未进行主动检测,更谈不上异常事件功能处理。从整体角度分析,当前免疫机制在计算机网络入侵检测中还存在诸多发展弊端,具体表现在以下几个方面:
(1)病毒种类日益繁多。计算机网络在给我们的生活带来便利的同时,也带来诸多的病毒攻击困扰,而且病毒的种类呈现出多样化的趋势,并且病毒本身具有极强隐藏性,兼具潜发性,这给计算机网络防御工作带来极大的困难。而网络攻击的背后基本上隐藏着巨大的商业利益,很多团队有计划有组织招揽相关人员,他们的目的则非常明确,就是侵入用户电脑,恶意篡改信息,同时盗取资源,影响非常恶劣,而当前免疫机制在面对上述病毒侵入时防御出现力不从心的状况,所以免疫机制在发展过程中还需要不断完善。
(2)优化入侵检测系统。入侵检测系统需要不断完善自身的功能性,能够有效应对恶意病毒的攻击,同时能够及时发现攻击对象,有效保护计算机,应该定期优化入侵检测系统,这是不可忽视的环节。现阶段分析可知,计算机入侵防范研究相对较短,要想使计算机功能得以优化,这其中最重要的步骤就是定期系统分析。虽然病毒种类较多,基本上都是由以往病毒演变而来,监测系统作用性非常明显,即针对以往病毒数据,进行有效的收集分析,然后依据数据构建模式,与此同时,还需要注意的是确保上述模式长久有效,模式数据予以不断更新。
(3)为了从根本上确保网络安全性,上文中提及模式匹配方法,在病毒还未深入之前,需要对计算机防御给予信息帮助,入侵检测的病毒,如果未能在特征库里面匹配到相关的数据,这时系统就会让病毒在计算机运行,从而导致非常严重的后果。特征库病毒数据,需要对其进行及时更新,这样检测系统才能更好地发挥自身的功能性,在最短时间之内识别出最新的病毒,否则免疫机制的作用性则不能凸显,所以需要不断更新特征库的数据,改善相关策略,从根本上提升免疫机制防御效果。
4 免疫机制在网络入侵检测中的发展趋势
计算机网络安全是现阶段社会关注的重点问题,而针对其安全体系来说,属于比较综合的体系,存在多层次防御特征,与此同时具有立体纵深特性,从未来发展层面分析,免疫机制应该从以下方面考虑:
(1)从现状分析,免疫机制在实际应用过程中显现出诸多的发展弊端,特别是在入侵病毒及软件方面,具有极高的误报率,如果发现病毒入侵,其功能性主要以预警为主,而不能进行有效的攻击与防御,从而不能对数据及软件起到极好的保护作用,未能将其与安全产品有效链接。所以从发展角度分析,在应用免疫机制过程中,则需要优化免疫机制检测的错误率,提升其检测的准确率,因而在未来的研究中,则需要以高效检测系统为基准,从而能够发挥免疫机制的作用,真正发挥其本身的功能性,这样才能为计算机网络的安全性提供保障。
(2)计算机入侵检测中应用免疫机制是基于其本身的功能性,主要是利用生物免疫机制演变而来,而实际应用过程中主要是借鉴免疫系统部分功能,还有特征。所以导致其在使用过程中显现出诸多的发展弊端,存在很多制约因素,所以从未来发展角度分析,需要强化免疫机制的研究,并且不断研发新的免疫机制模式,提供新的算法,借助生物免疫系统,继而研发新的入侵检测免疫机制。从某种意义来说,人工免疫机制具有一定的优势性能,借助免疫系统的深层次挖掘,将其应用到计算机网络入侵免疫机制,从而有效提升计算机网络入侵检测的整体性能,彰显安全性与有效性。
(3)随着科学及信息技术的不断发展,智能化已经是未来发展的主体趋势,这对于计算机入侵检测免疫系统而言也不例外,需要融合现代化的技术,同时优化智能化技术,对比不同算法的优缺点,然后运用不同的方法,针对相同入侵数据,予以检测分析,从而能够将人工免疫系统模块,还有智能化计算方法,将两者能够有效的结合,从而获取最满意的计算检测结果,多种技术联合使用必然能够发挥最大的效能,研究出最智能化的检测方法,实现计算机入侵检测系统的智能化。
5 结语
综上所述,免疫机制在计算机网络入侵检测中的应用发挥了非常重要的作用,能够有效预防病毒的入侵,起到良好的防御功能,但是从实践反馈,由于免疫机制自身的缺陷性,导致其在实际应用中显现出诸多的不足,从而影响到其本身功能性的发挥,本文中主要阐述了免疫机制在计算机网络入侵检测中的应用及其不足,从未来发展层面阐述其改进的策略,提升其本身的防御功能。
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作者简介
刘建友(1980-),男,现为广东理工学院讲师。主要研究方向为计算机网络、物联网。
计算机网络技术研究方向范文5
计划强调,要加强人工智能领域专业建设,形成“人工智能+X”复合专业培养新模式。计划的重点任务之一,是要完善人工智能领域人才培养体系,并且推动高校人工智能领域科技成果转化与示范应用。高校在人才培养中起到了至关重要的作用,虽然人工智能尚未成为一级学科,但国内不少一流的高校已经开始通过建立合作实验室、增强人工智能分支教学等方式发展人工智能。
为了解各高校开展人工智能研究的情况,亿欧盘点了10家在设有人工智能实验室或有人工智能分支专业的高校。
清华大学:计算机科学与技术系
清华大学计算机科学与技术系(简称计算机系)成立于1958年,在2006年、2012年全国学位与研究生教育发展中心开展的一级学科整体水平评估中,以总分满分100分的成绩排名第一。2017年,在 USnews 推出的世界大学学科排名 Best Global Universities for Computer Science 中,计算机科学与技术学科紧随 MIT之后位列世界第2名。在 QS 世界大学排名 (QS World University Rankings) 给出的全球计算机学科排名中为例第15名,其排名与得分逐年稳步提升。
计算机系包含了国内计算机专业最全的学科方向,设有高性能计算机与处理器、并行与分布式处理、存储系统、大数据与云计算、计算机网络、网络与信息系统安全、系统性能评价、理论计算机科学、数据工程及知识工程、软件工程、计算机与VLSI设计自动化、软件理论与系统、生物计算及量子计算、人工智能、智能控制及机器人、人机交互与普适计算、计算机图形学与可视化技术、CAD技术、计算机视觉、媒体信息处理等研究方向。
计算机系现设有高性能计算、计算机网络技术、计算机软件、人机交互与媒体集成4个研究所;智能技术与系统国家重点实验室;计算机基础与实验教学部等科研教学机构。
计算机系还设有国家级计算机实验教学示范中心,包括:计算机原理实验室、微型计算机实验室、计算机网络实验室、操作系统实验室、计算机软件实验室、计算机控制系统实验室、智能机器人实验室、计算机接口实验室、学生科技创新实验室等。此外,计算机系还与腾讯、搜狗、微软、思科等国内外著名公司建立了面向教学或研究的联合实验室。
北京大学:智能科学系
智能科学系成立于2002年7月,主要从事智能感知、机器学习、数据智能分析与智能计算、智能机器人等方向的基础和应用基础研究,侧重于理论、方法以及重大领域应用上。
北大智能科学系依托于视觉听觉信息处理国家重点实验室,实验室以实现高度智能化的机器感知系统为目标,在生物特征识别研究方面处于国际领先地位。智能科学系在著名的软件与人工智能专家、我国载人飞船工程软件专家组组长何新贵院士和长江特聘教授查红彬教授的带领下,重点开展机器视觉、机器听觉、智能系统与智能的生理心理基础等研究。以北大智能科学研究人员为技术核心的北大指纹自动识别系统,是国内唯一能与国外系统抗衡的自主知识产权,是中国第一家也是唯一的一家提供公安应用全面解决方案的系统,拥有中国指纹自动识别技术产品第一市场占有率。
人工神经网络说话人识别新方法的研究获得教育部科技进步一等奖;国家空间信息基础设施关键技术研究获得2000年中国高校科学技术二等奖,入选2000年中国高校十大科技进展。
复旦大学:类脑智能科学与技术研究院
复旦大学类脑智能科学与技术研究院于2015年3月筹建成立,是复旦大学校内的独立二级研究机构。其前身为复旦大学第一批跨学科交叉国际化研究中心——计算系统生物学研究中心,成立于2008年。研究院基于复旦大学既有的数学、统计学、计算机科学、生物学、信息学、临床医学、语言学、心理学等多学科综合交叉研究优势,以计算神经科学为桥梁,着力开展大脑机制解析、脑疾病智能诊疗、类脑智能算法、类脑智能软硬件、新药智能研发、通用智能等相关领域的科学研究、技术研发和人才培养。
研究院率先探索打通国际与国内、科技与产业的全链条、全球化产学研合作机制,充分发挥高校培养和储备高端智能人才、发现和培育前沿技术的综合优势,推动产学研源头创新与合作,致力于成为推动脑科学、人工类脑智能与产业应用融合发展的重要科技创新平台。
研究院目前在建五个核心功能平台和一个国际合作研发中心,主要包括:一是以脑高级认知功能的多信息反馈处理机制研究为核心的神经形态计算仿真平台;二是以多尺度多中心重大脑疾病数据库和算法开发为基础的智能诊治数据示范平台;三是依托高端医疗影像设备集群,为生物医学转化研究和信息产业智能化提供试验技术支撑的综合生物医学影像平台;四是以开发深度学习、强化学习和自组织学习等机器学习算法以及可穿戴设备、类脑芯片、健康服务机器人等为目标的类脑智能软、硬件开发平台;五是集孵化加速、产业联盟、投资基金为一体,为类脑智能创新项目及企业提供应用技术资源和孵化服务的类脑智能产业化平台;六是依托已有的欧洲人类脑计划、美国脑计划等国际合作的数据、学术资源,建设类脑智能国际合作节点和人才培养中心。
中国科学院:自动化研究所
中国科学院自动化研究所成立于1956年10月,是我国最早成立的国立自动化研究机构。目前设有类脑智能研究中心、智能感知与计算研究中心、脑网络组研究中心等12个科研开发部门,还有若干与国际和社会其他创新单元共建的各类联合实验室和工程中心。另有汉王科技、三博中等四十余家持股高科技公司。
近年来,自动化所共获得省部级以上奖励30余项。数量逐年增加,质量不断提高;专利申请和授权量连年攀升,多年位居北京市科研系统前十名绘制的“脑网络组图谱”第一次建立了宏观尺度上的活体全脑连接图谱;虹膜识别核心技术突破国外封锁,通过产学研用相结合走出“中国制造”之路;基于自动化所语音识别技术的“紫冬语音云”在淘宝、来往等阿里巴巴旗下移动客户端产品中得到推广;“分子影像手术导航系统”通过国家药监局医疗器械安全性及有效性检测认证并进入临床应用;“智能视频监控技术”和“人脸识别技术”分别成功应用于2008年北京奥运会、2010年上海世博会的安保工作中,为社会安全贡献自己的力量;研制的AI程序“CASIA-先知1.0”采用知识和数据混合驱动的体系架构,在2017首届全国兵棋推演大赛总决赛中7:1的悬殊比分战胜人类顶级选手,展示了人工智能技术在博弈对抗领域的强大实力……
在共建机构方面,自动化所与新加坡媒体发展管理局联合成立中新数字媒体研究院,聚焦交互式语言学习、视频和分析等领域;与瑞士洛桑联邦理工大学(EPFL)在京成立中瑞数据密集型神经科学联合实验室,在类脑智能研究方面展开合作;与澳大利亚昆士兰大学(UQ)共建中澳脑网络组联合实验室,在“计算大脑”研究方向上进行远景规划;还与香港科技大学共建智能识别联合实验室,在模式识别、无线传感器网络等领域展开合作。
厦门大学:智能科学与技术系
早在上世纪八十年代初,厦门大学就已开始从事人工智能领域的研究,相继在专家系统、自然语言处理与机器翻译等领域取得过一系列成果。为此,1988年经学校批准成立“厦门大学人工智能与计算机应用研究所”,后于2004年更名为“厦门大学人工智能研究所”。2006年12月,经国家教育部批准,厦门大学正式设立“智能科学与技术”本科专业,并于2007年6月经学校批准成立“厦门大学智能科学与技术系”。
厦门大学智能科学与技术系现有一个本科专业(智能科学与技术),三个硕士学位授予专业(模式识别与智能系统、计算机科学与技术、智能科学与技术),两个博士学位授予专业(计算机科学与技术、智能科学与技术)。
目前该系承担多项国家863、国家自然科学基金、福建省科技基金等项目,拥有“福建省仿脑智能系统重点实验室”、“智能信息技术福建省高校重点实验室”和“厦门大学语言技术中心”三个平台,此外还有“艺术认知与计算”、“自然语言处理”、“智能多媒体技术”、“人工大脑实验室”、“智能中医信息处理”等多个研究型实验室,为培养高质量的学生提供了必要的保障。
上海交通大学:计算机科学与工程系
上海交通大学计算机科学与工程系成立于1984年。近年来,随着计算机科学与技术在人们生活中的应用不断深入,特别是随着云计算、物联网、移动互联网、大数据等技术的兴起,交通大学计算机系不断调整学科方向,形成了高可靠软件与理论、并行与分布式系统、计算机网络、智能人机交互、密码学与信息安全等研究方向。
该院系下设三个重点实验室:智能计算与智能系统重点实验室、上海市教委智能交互与认知工程重点实验室、省部共建国家重点实验室培育基地及上海市可扩展计算与系统重点实验室。其中,上海交通大学-微软智能计算与智能系统联合实验室目前是教育部-微软重点实验室,成立于2005年9月,是交通大学和微软亚洲研究院在多年良好合作的基础上,为了更好发挥各自在并发计算、算法与复杂性理论、仿脑计算、计算机视觉、机器学习、计算智能、自然语言处理、多媒体通讯以及机器人等领域的优势,实现“使未来的计算机和机器人能够看、听、学,能以自然语言的方式与人类交流”这一共同使命而成立的。实验室在科学研究、人才培养、学术交流等方面也取得了很好的成绩。实验室累积200余篇,成果发表于CVPR,ICCV,WWW等国际顶级会议上。
南京大学:计算机科学与技术系
南京大学的计算机科学研究起步于1958年,建立了计算技术、计算数学、数理逻辑等专业开始培养计算机相关领域专门人才,1978年在上述三个专业基础上成立了计算机科学系,1993年更名为计算机科学与技术系。
依托该系师资,先后成立了南京大学计算机软件研究所、计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学)、南京大学计算机应用研究所、南京大学多媒体计算技术研究所、南京大学软件工程中心(江苏省软件工程研究中心)、南京大学信息安全研究所等科研机构。主要科研方向有:软件自动化与形式化、分布与并行计算及新型网络、新型程序设计与软件方法学、多媒体与信息处理、人工智能与机器学习、系统软件及信息安全等。
建系30年来,共承担国家973计划、国家863计划、国家攀登计划、国家自然科学基金、国家科技攻关等重大科技计划项目以及省、部、委科研项目和企事业委托或国际合作的研发项目300余项,科研成果获得各种奖励80余项,其中国家科技进步奖一等奖1项、二等奖4项、三等奖2项,省部委自然科学奖和科技进步奖特等奖2项,一等奖8项,二等奖37项。3000多篇,出版专著、教材50多部,申请国家发明专利33项。部分成果被转化为产品,产生了较大社会效益和经济效益。
哈尔滨工业大学:计算机科学与技术学院
哈尔滨工业大学计算机专业创建于1956年,是中国最早的计算机专业之一。在1985年,发展成为计算机科学与工程系,并建立了计算机科学技术研究所。2000年,计算机科学与技术学院成立;同年,建立了软件学院,后经国家教育部、国家计委批准为国家示范性软件学院。目前。哈工大计算机科学与技术学院拥有计算机科学与技术国家一级重点学科、7个博士点和7个硕士点、1个博士后科研流动站、一个国家级教学团队、一个国家级科技创新团队、一个国防科工委创新研究团队。
目前主要研究方向包括:智能人机交互、音视频编解码技术、语言处理、自然语言理解与中文信息处理、机器翻译、信息检索、海量数据计算、计算机网络与信息安全、传感器网与移动计算、高可靠与容错计算技术、穿戴计算机、企业计算与服务计算、智能机器人、生物计算与生物特征识别。
学院有一批研究成果达到国际先进水平,包括:国家信息安全管理系统、数字视频广播编码传输与接收系统、大规模网络特定信息获取系统、计算机机群并行数据库系统、并行数据库系统、神州号飞船数据管理分系统、穿戴计算机系统、信息安全与实时监测系统、人脸识别系统、视频编解码技术、黑龙江省CIMS应用示范工程、农业专家系统等等。
中国科学技术大学:计算机科学与技术学院
中国科技大学于1958年建校时就设置了计算机专业。根据学科发展趋势和国家中长期发展规划,面向国家和社会的重大需求,计算机科学与技术学院将科研力量凝聚在高性能计算、智能计算与应用、网络计算与可信计算、先进计算机系统四个主要的研究领域。
学院的支撑实验室有:国家高性能计算中心(合肥)、安徽省高性能计算重点实验室、安徽省计算与通讯软件重点实验室、 多媒体计算与通信教育部-微软重点实验室、中国科大超级运算中心和信息科学实验中心。
其中,多媒体计算与通信教育部—微软重点实验室主要从事人机自然语音通信、语义计算与数据挖掘等方面的研究。人机自然语音通信方面,主要研究中文信息处理、人类视听觉机理、语音语言学等。语义计算与数据挖掘方面,主要研究自然语言驱动的计算、多媒体内容的语义标注、自动问答、语义社会网络、数据与知识工程、隐私保护与管理中的语义计算等。
依托多媒体计算与通信教育部—微软重点实验室,双方联合实施了联合培养博士生计划、实习生计划、精品课程建设计划、青年教师培养计划等,取得了突出成果,探索出了一条企业和高校共同培养优秀人才的道路,为微软亚洲研究院与其他高校的合作提供了一个经典范例。
华中科技大学:自动化学院
华中科技大学自动化学院是由原控制科学与工程系和原图像识别与人工智能研究所于2013年合并组建的学院。原控制科学与工程系前身是成立于1973年的华中工学院自动控制系,1998年更名为华中理工大学控制科学与工程系;原图像识别与人工智能研究所是1978年由教育部和航天部共同批准成立从事图像识别和人工智能研究的研究机构。
科学研究工作主要涉及复杂系统控制理论、决策分析与决策支持、电力电子与运动控制、智能控制与机器人、计算机集成控制与网络技术、信息检测与识别、飞行器控制与状态监测、生物信息处理、神经接口与康复技术、物流系统、国民经济动员与公共安全、多谱图像制导、目标探测的多谱信息技术、多谱信息的实时处理与系统集成技术、人工智能与思维科学、信息安全等方向。
模式识别与智能系统是自动化一级学科的重要二级学科。迄今为止,本系在原 “图像识别与人工智能研究所”和“控制科学与工程系”的这两个学科点承担了百余项国家、国防与行业项目。近5年科研经费总额在8000万元以上,包括973计划,国家自然科学基金重点、面上和青年基金项目,863计划,国家重大专项、国防重点预研与基金,国家科技支撑计划,省部级科研项目,以及大型工程和企业科研合作项目等。
总结
计算机网络技术研究方向范文6
[关键词]建构主义 网络教学平台 教学设计
[作者简介]唐拥政(1973- ),男,江苏盐城人,盐城工学院现代教育技术中心,副教授,硕士,研究方向为教育技术与网络应用;徐秀芳(1973- ),女,江苏盐城人,盐城工学院信息工程学院,高级实验师,硕士,研究方向为程序设计与网络应用。(江苏 盐城 224051)
[课题项目]本文系江苏省现代教育技术研究2010年度课题“网络环境下教学资源的利用和开发”的研究成果。(项目编号:2010-R-15338)
[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2013)09-0164-02
随着计算机网络技术的迅猛发展,网络化教学已经成为全世界的趋势,网络教学打破了传统教学模式在时间和空间上的限制,Email,BBS,ICQ,Blog等网络交流方式的不断涌现,为教师和学生之间实现同步或异步的教学活动提供了强大的技术支撑。世界各国纷纷推出各种各样的网络教学平台来组建网络环境下的教学,极大地提高了教学效率和教学效果。本文从建构主义学习理论出发,着重探讨了计算机网络课程教学平台的设计。
一、建构主义学习理论
建构主义是认知心理学的一个分支,最早的提出者是瑞士的心理学家皮亚杰。建构主义者强调在教学中以学生为中心,学生在学习情境中自己构建知识。建构主义认为,教师充当学生“意义建构的帮助者和促进者”,教师通过创建良好的学习环境,使学生能够在这个环境中通过自己的探索以及群体的合作交流来共同构建知识。这里的学习环境包括四个要素:情境、协作和会话、意义建构。
1.情境。建构主义者强调情境设计,创建符合学生认知结构的学习情境。在学习情境中对教学案例的要求是真实的,同时要求案例能够支持多元化的观点,学生在这样的复杂的真实情境中发现问题、提出问题并解决问题。情境设计是学习环境构建中最重要的一环。
2.协作和会话。建构主义者强调在整个学习过程中的协作,会话包含在整个协作过程之中,教师帮助学生组建学习小组,鼓励学生进行合作学习。在小组中提倡不同思想和观点的充分交流,善于进行批评和自我批评,能够接受合理的新思想,让同学们在不同观点的碰撞中来完善知识意义的建构。
3.意义建构。知识和意义的建构是整个学习过程的最终目标,帮助学生构建意义的目的就是要帮助学生深刻理解学习内容所反映事物的性质和规律,了解这个事物与其他事物之间的内在联系。这也是评价和检验学习环境构建的主要因素。
二、网络教学平台的设计原则
根据建构主义学习理论,网络教学平台应该遵循以下原则:
1.以学习者为中心。学习是学习者在已有经验的基础上,通过和教师、同学的互动交流,对外部信息进行主动的加工和处理,从而进行知识及意义建构的过程。整个过程中,是以学习者为中心,教师主要的任务是按照教学目标进行学习情境的设计,在学习过程中进行适当的引导,帮助学生完成知识意义的建构。这里的教学目标应该和学生情境的目标相一致,同时发展学生自我控制的能力,使得学生能够成为独立的自主学习者。
2.设计真实的学习情境。建构主义者认为,学生的学习是一种对真实情境的体验。各类教学模式的最终目标就是使知识和学习的结果能在课堂中或学校之外的真实生活情境中运用,并能获得学习结果在各种真实情境中的成功迁移,进而运用学校获得的知识解决现实世界中的复杂真实问题。应当设计真实的学习活动,在网络学习平台的学习中应当使用真实的任务,并与日常的生活和实践活动相结合,设计能帮助学生在学习目标学习后就能够顺利完成实际任务的复杂环境。与此同时,鼓励学生在社会大环境中验证自己的观点。
3.提供充分的协作和交流。学习情境应当能支持协作学习,能通过讨论、答疑、分组、在线交流等方式来进行同学间的互动交流。通过不同观点的碰撞,帮助大胆假设、小心求证,学生不断对以前的观点进行修正和补充,以完成知识和意义的建构。
三、网络教学平台的设计开发
根据建构主义关于学习环境构建的理论,我们设计了网络教学平台的系统结构,如165页图1所示。通过学习资源管理和交流活动的设计构造学生的学习情境;通过学习评价机制对学习全程进行控制。最后,我们按照这个系统结构,开发了计算机网络课程的教学平台,如165页图2所示。
1.“真实”环境的设计。这里的学习情境的设计着重于创建真实的学习环境,使学生能够在真实环境的互动中主动地构建知识。我们通过设计问题情境的方式来构造学习情境,也就是通过提出问题和解决问题的方式来实现知识意义的建构,问题情境是指当学生遇到的问题与原有的认知水平不一致时,从而产生的迫切希望解决问题的一种心理状态。问题情境的产生依赖于问题,好的问题能够激发学生的求知欲望。
首先,通过设计劣构问题进行探究式学习。教师通过创建相应的讨论区劣构问题,劣构问题是指存在于特定的情境之中,这类问题情境的某些方面没有界定,问题描述不清晰或缺少关键内容,解决方法难以预料或很难有同一答案。解决劣构问题,要求学习者运用已有的知识,并尽可能地拓展自己的知识面,在学习者之间进行良性互动,通过问题的解决,能够使学习者能力得到很大的提升。对于劣构问题的提出是一个困难的过程,需要教师付出很多的心血与精力。其次,设计“真实”的实践环境。针对计算机网络教学的特点,在学习资源中建立了模拟实践环境,是通过Flas制作工具和虚拟现实软件制作模拟的实践环境,其中包括网络参考模型学习环境、路由器、交换机的配置学习环境等。
2.创建灵活的协作会话环境。协作学习指多个学习者通过网络技术对同一问题的解决进行交流和合作,在共同学习过程中完善知识意义的建构,形成良好的合作精神和人际关系。在教学平台中我们通过多种方法建立协作环境。
首先,通过讨论区进行互动交流。教师通过创建讨论区,可以创建讨论主题,学生通过资源空间提供的相关案例和资料,对主题进行讨论,在讨论过程中,不断提出问题,解决问题,最终达成共识。这样能够拓宽视野,更好地构建自己的知识体系。其次,通过学习小组的形式进行协作式学习。通过自愿或分工的原则,将学生分成若干个小组,让学生解决具体的问题,小组成员通过交流和合作,完成一个相对较大的任务;通过问题的解决,以达到对学习内容更深的理解和掌握。最后,除了讨论区和学习小组以外,系统还提供在线交流和电子邮件等工具,给学生提供更丰富的交流方式。
3.丰富的学习资源管理。这里的学习资源,主要包括以下内容:(1)教师提供的教学课件、教学讲义;(2)虚拟学习环境。(3)视音频学习资源;(4)与当前学习单元相关的网络资源的链接。课程的学习资源随着教学活动的展开,将会变得非常庞大,系统除了提供目录列表的形式外,还提供关键字从方便学生查询。
4.教学效果评价。意义建构是学习过程的最终目标,知识意义的建构主要通过教学评价进行,这既包括对学生知识建构的评价,也包括知识建构过程的评价。帮助教师和学生互相评价学习效果,之后再及时反馈信息,可以提高教学效果。主要包括以下几方面:
首先,通过测试进行自我评价。课程各个教学单元都提供测试题,学生根据完成情况检查自己的学习情况,便于进行自我调整;课程最后还提供综合测试,检查学生对整个课程的掌握情况。其次,教师和同学评价。教师能够全程跟踪学生的学习记录,教师通过学生的讨论、答疑、作业的完成情况、登录教学平台的频率和时间、参与活动情况以及学生的学习报告等来了解学生的学习情况,以对其提出相应的指导和评价;同学之间也可以在协作交流过程中对对方做出评价或建议。最后,问卷调查。通过问卷调查,教师可以了解学生存在的问题以及学生进一步的学习需求。根据教学策略进行教学改进,以便于老师能更好地进行下一步的教学情境设计。
四、结束语
我们基于建构主义学习理论,设计了一个包括资源管理、互动交流、学习评价的完整的学习平台,通过在教学中的实际使用,很好地提高了学习效率,并取得了较好的教学效果。不过,我们也发现了一些新的问题,所以需要继续深入研究。网络教学平台的设计是一个很复杂的过程,不仅需要掌握平台相关的技术,还需要通过先进教育理论指导,对教学过程进行精心设计,因此需要我们不断对其进行探究。
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