ＥＲＰ精品课程的建设与探索.doc

类比教学模式在操作系统教学中的应用 摘要：笔者根据多年教学实践，结合“操作系统”课程自身的特点，将类比教学模式应用于教学全过程。本文主要阐述了类比教学模式的基本原理、实施步骤，及其在操作系统教学中的实际应用与效果。关键词：操作系统；类比教学；进程；教学效果1类比教学模式基本原理所谓类比，就是借助于两类不同本质事物之间的相似性，通过比较将一种已经熟悉或掌握的特殊对象的知识推移到另一种新的特殊对象上去的推理手段。类比法主要涉及三个要素,一个是当作类比参照物的事物或现象，称之为“类比源”；另一个是我们待解决问题的事物或现象，称之为“类比泉”；有一个因素是类比的基础或桥梁，即事物、现象间存在的某种属性上的相似性，称之为“类比知识单元”。概念、基本原理、算法的教学是“操作系统”教学的重点。不同的概念、基本原理、算法具有不同的内涵和外延。在高校“操作系统”教学中，类比教学则是通过把学生熟悉的知识与陌生的知识相比较，为认识新事物提供线索和方向，以加强知识间的横向联系与沟通，从而达到举一反三的目的。用类比的方法讲解“操作系统”的概念、基本原理、算法，不仅能易于教学，而且可扩展学生的视野、提高分析和综合迁移能力。类比教学模式遵循了学生的认知规律，因而能有效提高教学效果。针对类比教学的特点，其教学过程实施步骤可总结如下：(1)引入类比泉，即介绍要学习的新概念、新的算法或原理。(2) 找出类比源，即提示与类比泉具有相似性的概念、事物或生活实例。类比源要求生动、形象，所反映出的现象应是学生已知的、熟悉的、生活中常见的实例。(3) 确定类比知识单元，即确定类比泉和类比源之间的相似性，找出、比较类比泉与类比源所反映的两类现象之间的相似属性。(4) 用图形等方式直观地把类比泉和类比源的相似特征表示出来。(5) 对类比泉作总结，通过类比泉和类比源的相似特征的直观表示来引导学生综合理解新学概念、算法、原理的各个属性及其整体联系，以便让学生全面掌握所学知识点。(6) 最后指出类比的不足之处。由于类比对象是两个不同的现象或概念，它们之间既有联系又有区别，然而由于思维定势的影响，学生容易把只有类比源才具有的属性也移植到类比泉上去，引起对类比泉的误解，即产生学习上的负迁移。因此必要时，教师应注意指出类比泉与类比源之间的不同之处。2类比教学法在操作系统教学中的应用2.1操作系统整体、部分之间的类比教学在讲授完操作系统第一章绪论中“操作系统的作用、目的和任务”这一知识点后，我们知道了操作系统是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、有效地组织多道程序运行的系统软件，是用户与计算机硬件之间的接口，其主要目的是方便用户使用计算机和充分利用计算机软硬件资源、提高系统资源利用率。有了这一认识之后，根据其操作对象不同，我们可以很方便地类比出操作系统五大功能的主要目的和任务，如表1所示。通过这样的类比教学，使学生在整体上对操作系统这门课程有了一个清晰的认识，有利于其后各章节的教学。2.2用生活实例进行类比教学实际上，操作系统的许多原理来源于许多我们常见的生活实例。通过把这些人类生活中常见的现象引入到操作系统教学中来，可以激发学生学习兴趣，从而有效提高教学效果。进程状态及其转换的教学一直都是操作系统中的教学难点。学生不容易理解进程各状态的真正含义，较难掌握进程状态的相互转换。但若用人的各种不同生活阶段对进程状态进行类比教学，将使抽象的概念进一步生动形象，能有效提高课堂教学效益。表2给出了进程状态与人的不同生活阶段的相似性类比。在系统中，经常会有多个进程需要相互配合去完成一个共同的任务，这些进程之间往往需要相互交换信息，这就是进程通信的任务。我们可用人类社会中人与人之间的交往来类比进程通信，社会中的每一个人可以看成是一个进程，人与人之间或互斥地使用社会资源，或共同协作完成一定工作。因此，人们在社会生活中，也得进行有效控制与协调，每个人(进程)都要学会与他人共享社会资源，也要学会与他人沟通(通信)，否则将不能很好地工作或生活。通过用人际交往来类比进程通信，使得学生对进程通信的理解由抽象、模糊变得更为具体、清晰，印象更为深刻。2.3操作系统各原理、算法之间的类比教学操作系统各章节、各算法原理之间其实是相通的，存在许多相似之处，很适合采用类比教学。在讲授完存储器管理这一部分后，我们就可采用类比、前后贯穿的方式来进行文件管理的教学。存储器管理的主要任务是为用户作业分配主存空间，以提高主存利用率，由于文件是存储在外存空间，相应地文件管理的主要任务就是为用户文件分配外存空间，以提高外存空间利用率。文件管理中许多存储分配算法与存储器管理中相应算法存在很大的相似性，采用对比教学有助于降低教学台阶，加深学生对相关知识的掌握。比如，外存顺序结构的存储分配类似于主存的可变分区存储管理，也是分配到一个连续的存储空间。其中文件目录相当于已分分区表，空闲文件目录相当于空闲分区表；而外存索引结构的存储分配类似于主存的页式存储管理，也是把文件分配到一个不连续的存储空间。其中文件目录相当于主存分配表，索引表相当于页表，位示图与页式存储管理中的位示图相同。必须注意的是，存储器管理中是为作业分配主存空间，而文件管理中是为文件分配外存空间。3教学效果在多年的“操作系统”课程教学中，我们一直将类比教学模式应用于教学实践中，并将类比教学与传统教学进行了多年对照实验，表3给出了近3年操作系统考试情况对照实验结果。其中对照实验中所采用班级为同一年级同一专业的两个平行班级，甲班为实施对比教学的班级，乙班为未实施类比教学的班级。从表3中可以发现，采用对比教学的班级，其历年考试平均分与及格率均高于未实施对比教学的平行班级，说明实施对比教学的班级整体水平要好于未实施对比教学的平行班级。低的标准差也表明实施对比教学的班级学生成绩分布较均衡。总的来说，说明对比教学在操作系统教学中的应用取得了好的教学效果。4结束语“操作系统”具有涉及面广、概念多、理论性强、算法原理较抽象的特点，针对操作系统教学中普遍存在的学生难学教师难教现象，我们在“操作系统”教学工作中，大量地采用了类比教学法，多年教学实践表明教学效果得到了显著提高。学生认为抽象的理论不再抽象，而是与自然界、日常生活的现象或生活实例相对应；提高了学生的学习积极性，提高了教学质量和效果。同时，类比教学模式不仅可以用在操作系统教学中，而且可以推广应用在其它课程教学中。 参考文献1 连卫民, 徐保民. 操作系统原理教程(第二版)M. 北京:中国水利水电出版社,2007.2 崔维群, 孙启法,王金等. 浅谈“操作系统”课程教学改革J. 中国科技信息,2005,(22):164.3 徐学福. 论类比教学模式J. 广西师范大学学报(哲学社会科学版),1998,34(2):27-32. 摘要：文章在分析国内外通识教育的基础上，借助通识教育中通与专的关系，讨论了我国通识教育环境下电子商务教学存在的不足，指出电子商务课程教学中要处理好通与专的关系，做到通、专平衡。关键词本文来自：计算机毕业网 : 通识教育；电子商务；教学E-business Teaching under General EducationZhao WeidongSoftware School, Fudan University 200433Abstract Based on the analysis of general education in terms of generalization and specialization, some problems of e-business teaching under general education are firstly analyzed. Then, how to handle the relationship between generalization and specialization in e-business teaching is discussed in detail.Key words: General Education; Electronic Business; Education1引言通识教育(general education), 又称为普通教育和通才教育。自19世纪初 A.S.Parkard教授第一次将之应用于大学教育之后，世界一些著名大学的学者开始热衷进行研究1。通识教育不仅是针对专业教育而言的，更是一种教育观2，通识教育中专业教育和非专业教育是不矛盾的，两者互相促进，互相补充。更重要的是，通识教育是一种人性教育，帮助学生确立正确的人生观、价值观和审美观，它也是一种全面的素质教育，强调学生基本能力的培养，注重思维方法的训练。通识教育的本质是反对过细的专业划分，强调学科综合，目的是培养学生作为一个社会人的基本素质和能力。电子商务公选课的教学内容、教学目的、教学手段等与通识教育的内涵是一致的。首先，电子商务是一门综合性很强的课程。它涉及到计算机科学、管理学、经济学和法学等多个学科领域，教学方法也兼有多个学科的特点，这与通识教育跨学科的特点是一致的。其次，电子商务课程有利于学生能力的培养。在课程学习中，同学可以锻炼口才、组织能力、科研能力、综合应用能力，等，也可以根据自己将来的职业规划有针对性的在课程中提高自己某一方面的能力，以能力培养为手段达到通识教育的目的。2国内外通识教育简况美国哈佛大学是通识教育最早的发源地和试验场，很早就推行了选修制度，1951年开始正式实施通识教育计划，20世纪70年代推出了针对所有本科生的“核心课程”计划，2004年推出了更加强调多学科融合的“哈佛学院课程”取代已有的核心课程。我国的通识教育开展得比较晚，由于受功利主义思维和重专业轻基础的传统教学体系的影响，通识教育在国内开展得并不顺利。直到20世纪80年代末，由北京大学提出了“淡化专业，加强基础”的通识教育原则3。90年代末，复旦大学按照学科大类构建了综合教育、文理基础教育和专业教育三大课程板块，扩大了学生的选课自主权4。除了上述两所大学以外，全国的其他著名高校也在近些年实施了通识教育计划。通识教育的一个重要问题是通与专的关系问题。从我国高等教育的历史来看，此前过多地强调了专的问题而忽略了通才的培养，导致人才知识结构的不合理5。未来的知识经济时代，要求人才有扎实的基础知识，有终身学习的能力。在专业技能的基础上更强调多种能力的培养。在传统的专才式教育中，学生花了很多时间学习专业知识，虽然在专业知识上可能很精通，但知识面和能力往往有局限，一旦应用领域发生变化，很难胜任其他方面的工作。通识教育是专业教育的基础，因为通识教育为学生的专业学习打下了良好的基础，培养了学生多方面的能力，这些能力适用于各个领域，利用通识教育积累的知识和能力，可以更好地促进专业学习。通识教育也是专业教育的延伸，通识教育为专业人才提供了继续学习的能力，为今后的发展奠定了基础。此外，在强调通识教育时还要重视专业知识的学习，通识教育不仅意味着知识的广博，更要求学生对专业知识融会贯通，离开专业培养的通识教育只能是空谈，因为通识教育毕竟不能取代专业学习。另一方面，通识教育强调学生的基础学习，以通识教育为平台扩大学生的视野，让学生充分了解社会对人才的需求，明确自己的专业目标，制定科学合理的人生规划。在电子商务教学中，如何处理好教学内容多学科综合性与突出各个学科重点的关系，如何处理好教学中学生多种技能的培养都值得思考。3通识教育与电子商务教学在电子商务教学中，通与专有不同的侧重点，但两者不是矛盾的，要处理好通与专的关系，就必须做到通、专兼顾。首先，电子商务课程教学要以案例为中心，通过案例提供一个综合性的情境，让没有电子商务基础的学生也能理解教学内容。其次，电子商务课程也应该重视基础能力的培养，注意帮助学生提高自身的素质，给学生提供更多的锻炼机会。第三，通识教育不是没有重点的综合，教学中要充分考虑到学生的专业特点、兴趣方向和职业发展，根据他们的实际需求提供相应的教学内容。第四，电子商务课程应当注意自身内容与其他专业的结合，帮助同学在电子商务与自身学科的结合领域找到兴趣点，培养他们的创新精神。既要注重综合教学也不能忽视学科重点，既要把握整体教学，也要做到个性培养。3.1通识教育环境下电子商务教学存在的问题我国高校电子商务公选课教学中存在着一些不足之处，其中主要问题是课程内容安排的问题。有的课程内容涉及到过多专业的问题，如信息安全技术、网站开发，等，这些内容可能对计算机专业的学生比较适合，但其他专业的同学就往往难以理解。在有限的课时中涉及太多的专业细节不能体现电子商务的学科综合性。另一方面，一些电子商务课程似乎内容丰富，表面上有一定的综合性，但没有重点的综合只能让学生浅尝辄止。因此课程内容的专与泛需要很好地平衡。3.2把通识教育思想贯穿到电子商务教学中下面从教学内容、教学方法、专业学习和能力培养等几个方面分析通识教育环境下电子商务教学改革的思路。(1) 教学内容电子商务综合了很多领域的内容，主要包括电子商务战略、电子供应链、物流、客户关系管理、网络营销、移动商务、电子商务技术、电子商务法律和商务智能等6。每个部分都可以独立成为一个教学单元。这些内容涉及到计算机、管理学、经济学和法学等多个领域，这就要求教师有上述学科的基础和综合讲授的能力，利用开设讲座、课程实践、课堂讨论和研究型教学等多种方式帮助学生从多个角度理解。课程内容的综合性是由电子商务多学科相关性决定的，案例分析是学习电子商务的有效手段。在进行案例分析时，学生需要从各个角度分析企业实施电子商务的情况，不同学科的学生除了要运用本专业知识进行深入思考外，还要学会从其他学科的角度进行分析。案例分析的综合性不仅体现在知识的综合，更体现在思想的综合。单个人的见解总是有局限性的，教师应该要求学生通过创业计划书等小组形式完成项目，这个过程本身也是对学生团队意识的培养，即电子商务教学中“通”的部分。另一方面，通识教育的目的是要改变专业划分过细的教育体制，通识教育并不意味着取消专业，而是为了促进专业之间的交叉和渗透。对于电子商务课程而言，虽然它是一门综合学科，但是选择课程的学生来自不同的专业，有不同的兴趣方向，教师可以鼓励同学对本专业相关的问题进行深入研究，让学生更加了解本专业在电子商务中的应用情况，这可以说是电子商务教学内容中“专”的部分。事实证明，交叉学科经常能产生创新点，在知识综合的过程中，学生可以发现新的研究方向，这里的“专”已经不局限于已有的专业，而是学生思维的创新。 (2) 教学方法电子商务公选课的特点是课时少、知识量大，短短的课时无法讲授所有知识点。参加公共选修课的同学来自不同专业，拥有不同的学科背景，如计算机专业的同学可能对电子商务支付、信息安全和网站开发等内容感兴趣，企业管理专业的同学可能倾向电子商务企业的供应链管理、物流管理，等。针对上述情况，教师除了在课堂上注意“通”的部分外，还需要为不同的同学制定个性化的学习计划，即“专”的部分。美国的研究型大学的通识教育一直致力于鼓励教师帮助学生成为一个积极的课堂参与者，并把创新的想法投入实践。电子商务中有很多前沿性的研究课题，鼓励学有余力的学生结合其专业，对一些题目进行深入探讨，进行研究性的教学，提高学生的研究能力。或者对不同兴趣方向的同学布置不同的课外阅读材料或不同的课程项目，鼓励他们通过电子商务的学习选择一定的专业方向。也可以为不同职业规划的同学进行有针对性的能力训练，让学生在课堂中遇到将来职业发展中可能面临的问题，通过解决问题锻炼自己的能力。(3) 专业学习开展通识教育的主要目的在于通过通识教育课程促进学生的专业学习，培养学生的创新精神。电子商务课程可以起到综合性平台的作用，提供学生各个不同领域的最新应用情况，让学生通过学习了解自己专业的发展前景与方向，明确学习的目的，例如某计算机专业的同学了解到商务智能是电子商务中的一个新兴研究领域，通过课程的学习他了解到了商务智能应用的巨大市场前景，他可以在今后的学习中选择有针对性的相关课程或者进入商务智能公司进行实习；对于没有选择专业的低年级学生而言，电子商务课程的学习可以让他们在综合性的教学内容中找到自己的兴趣，从而选择相应的专业继续深造。在大学生专业学习的过程中，相对于专业知识，对创新精神的培养应该引起高校更多的重视。单一的思维模式往往会束缚想象力，多学科的思维方法常常可以帮助学生从新的角度认识问题、解决问题。电子商务课程不仅带给学生在本专业中实用的知识，更能提供给学生一个知识融合的平台，它能够帮助学生在学习的过程中开阔眼界、扩展思维。一 摘要:利用多媒体网络技术,实现网络化教育教学方式的转变,使得多媒体课件的制作由单机版软件集成转向流媒体课件制作。本文基于Smil语言来开发和设计制作便于网络视频点播的流媒体课件作品。关键词:流媒体;Smil;课件多媒体课件通常可以分为单机版课件和网络版课件两大类。前者的服务对象侧重于教师,用于辅助教师实现自己的教学目标和课程目标,后者的服务对象侧重于学生,主要用于满足学生课后自主学习需要,帮助学习者理解和掌握基本知识和教材内容。流媒体课件通常属于网络课件类型,采用流媒体技术再现传统教学中教师的讲解和课程现场场景,同时增加具有黑板功能的Powerpoint演示讲稿,以及针对这些内容的索引标题区域,学生可根据学习需要自由切换课程章节,实现网络化学习。1 由于支持流式技术的多媒体文件不需要全部下载就能观看,对网络带宽的要求不高,点播延时大大缩短,即使学员在离教室很远的地方上课也有身临其境的感觉。1Smil语言简介Smil(Synchronized Multimedia Integration Language)的全称为同步多媒体集成语言,是一种简单的、基于XML的标记语言。它由W3C协会(World Wide Web Consortium)于1998年6月开始推广,并于2001年8月发行了Smil2.0版本。Smil是纯文本类型的语言,使用Smil编写的多媒体文件也是标准的纯文本文件,可使用任何文本编辑器依据Smil语法规则,通过编制一个时间序列表,对音频、视频、文本和图像文件出现的先后次序做出安排,将在Internet上不同位置的媒体文件关联到一起,媒体播放器载入Smil文件,根据文件中设置的播放顺序和位置等属性,可将这些文件集成到同一窗口播放。2 目前,Smil已经逐渐成为网络多媒体的国际通用标准语言,几乎支持所有的媒体格式。另外,Smil文件也是Realsystem用于发布流媒体的一种重要方式,可以被Realplayer播放器很好的支持。2语法规则Smil的语法非常简单,它采用了简捷明了的语法,通过对各种标记、元素及属性等的设置,建立与文本、图片、声音、视频等多媒体信息的关联以及播放的各种设置。Smil具有以下一些常用的语法规则:(1) Smil文件以开始,以结束,其他标记都在这二者之间。(2) Smil文件由头部和正文两个部分组成,分别置于头部内容和正文内容两对标签中。body部分是必须的,head部分则是可选的,它包含了文件的标题、作者、版权等附加信息和对播放布局的设置。(3) 属性和标记要求小写。Smil所有的标记、元素和属性,除了表示关联媒体文件的路径和名称外,都必须以小写字母来表示。(4) Smil所有的标记都是封闭类型的,但不是所有标记都必须成对出现,有的标记通过“/”来表示结束,如:(5) 所有的属性值都必须封闭在双引号 内,如:region=video。 表示文件路径和名称的属性可以用大小写或者大小写混合来表示,但必须和文件的实际名称完全一致。 (6) 用进行注释,注释行在媒体播放器中是不显示的。(7) 文件扩展名为*.smil或者*.smi。以下是一个简单的Smil文件的源代码,它设置了Real服务器上的2个声音文件的顺序播放:3基于Smil的流媒体课件制作利用Smil语言,我们可以方便的将教师授课的视频、ppt讲稿、文字、声音等分布在不同地点的不同类型的媒体集中于一个播放器窗口,通过流媒体技术进行在线同步播放。3基于Smil的流媒体课件制作过程可以分为以下几个步骤。(1) 布局设计。布局是指在文件的部分定义播放时的基本显示窗口,设定窗口的属性。然后再进一步在屏幕上定义各具体多媒体片断显示区域的位置、大小。下面这段源程序摘自后面的实例Sample.smil中:!- -定义授课视频、PPT讲稿、目录链接在基本显示窗口中的位置及大小属性 - -!region id=ppt left=295 top=0 width=605fit=meet/region id=menu left=0 width=295 top=240height=210 fit=meet/(2) 多媒体片断的结构组织。规划好各媒体文件的布局后,接下来要进行的就是组织多媒体片断的结构,这里的结构是指媒体的顺序和并行播放。主要包括了和标记的单独和协同使用。标记中的内容会按先后顺序一个接一个进行播放,标记中的内容则在窗口中同时显示、同时播放。(3) 时间控制。因为媒体播放存在时间的问题,不同的媒体播放的时间可能并不相同,所以在课件制作中我们需要对各媒体的播放时间进行控制。采用Smil语言对媒体播放的时间可以随意控制,对于视频文件而言,不需要对视频文件进行分割,可播放任意时间段的视频文件。对于图片或文字信息而言,可灵活的设定它们出现、持续、消失的时间。(4) 链接制作。在确定了各多媒体文件的布局、播放顺序、播放时间等内容后,我们还可根据课件的实际需要,为课件加入丰富的链接,以达到更好的交互性。以下是Smil中常用的链接标记: 标记:为播放的文件建立超链接,如: 该段代码为test.rm建立超链接,当鼠标单击test.rm时,转向播放文件hello.rm。 标记:用于更加复杂的链接,如分时段链接,它可让视频文件在播放到某一特定时段时播放对应的内容;利用coords属性像划分图片链接的热区一样,将视频画面采用坐标的方式进行划分,从而在特定区域创建超链接。另外,我们还可以在课件中集成流式文本文件(rt格式),通过在文本文件中加入链接的方式,来控制课件的播放或链接到新的多媒体文件。以下是一个完整的流媒体课件的程序代码:Sample.smil (主程序代码):root-layout height=550 width=900background- color= grey/region id=video01 left=0 top=0height=240 fit=meet/fadeToColor dur=1s/ fadeFromColor dur=1s/video src=network-01.rm region=video01 clip-begin=00:00:00 z-index=0/transIn=fade2 transOut=fade1/transIn=fade2 transOut=fade1/transIn=fade2 transOut=fade1/transIn=fade2 transOut=fade1/textstream region=menu src=menu.rt dur=00:02:48/menu.rt (目录文件代码): 课程名:计算机网络技术   主讲人:XXZX  第三章网络层概述 第一节 网络层地址 第二节 IP协议 第三节 路由协议 第四节 路由器工作原理 课件效果如图1所示。参考文献:1 冯庆煜. SMIL自适应导学在线教学系统研究J. 计算机应用,2006(3):754-756.2 廖勇,周德松,麻信洛,等. 流媒体技术入门与提高M. 北京:国防工业出版社,2006.3 侯戎. 在课件制作系统中SMIL的应用研究J. 电脑编程技巧与维护,2008(13):102-104.Smil-based Streaming Media Development and Production of CoursewareYANG Xin(Education Technology Center, Guangdong University of Business Studies, Guangzhou 510320, China)Abstract: Use of multi-media network technology, network-based education to achieve the changes in teaching methods, makes the production of multimedia courseware for stand-alone software integration by shifting the production of streaming media software. In this paper, we based on the Smil language to facilitate the development and design of the production 摘要：本文针对传统模式下计算机实验环境存在的实验时间和地点受限制、机房维护成本过高等问题，通过使用Hyper-V服务器虚拟化技术高效运行虚拟机、使用远程桌面等表示层虚拟化技术操作虚拟机和服务器，从而构建开放的实验环境。这一方法不但使实验场地在时空上得到了有效延伸，还大大提高了实验效率，降低了维护费用。关键词：虚拟化；Hyper-V；虚拟机；TS网关；远程桌面1计算机实验环境现状在计算机教学中，实验操作是对学生进行素质教育的一个重要手段。目前，各高校的计算机实验环境大都存在着一些问题。首先，学生的实验时间和地点往往局限于课堂和教学机房，实验操作往往无法长久保留，课后学生很难再现课堂的实验环境，自学的效果大受影响，也使一些长周期实验无法开展。其次，对于“计算机网络”等课程的实验，需要搭建适合团队操作的多用户网络环境，计算机之间的联接方式经常变化，通过物理手段实现起来成本较高。此外，实验条件要求越来越高，而设备更新、经费保障相对滞后，导致一些实验因设备性能不满足要求而无法进行。这些问题在很大程度上影响了实验教学的开展和学生实践创新能力的培养。2虚拟化技术当今迅速发展的虚拟化技术可以有效地解决上述问题。虚拟化打破了物理结构之间的界线，可以高效利用硬件、软件、数据、网络、存储等计算资源。虚拟化有许多不同的类型，包括机器虚拟化、表示层虚拟化、应用程序虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化。2.1服务器虚拟化在当今的服务器虚拟化软件中，主要有微软的Virtual Server 2005和Hyper-V、VMWare的ESX Servers、思杰XenServer、KVM等。微软于2008年6月发布了Hyper-V，它内置于Windows Server 2008操作系统中。在Hyper-V模型中，hypervisor层直接运行于服务器硬件之上，所有的子分区都通过hypervisor与硬件通信，每个子分区都有自己的操作系统，如图1所示。由于Hyper-V与Windows Server 2008的紧密结合，运行效率高，因此我们将使用Hyper-V技术实现服务器虚拟化。2.2虚拟化资源管理微软System Center Virtual Machine Management(SCVMM)是虚拟化数据中心的综合管理解决方案，它能够统一管理虚拟服务器、虚拟机等资源，可加快虚拟机基础结构的建设。SCVMM能可靠地进行物理机到虚拟机的迁移(P2V)，并提供了管理控制台、虚拟机资源库及自助式创建虚拟机等功能。在SCVMM2008中，还可管理第三方的服务器虚拟化软件。2.3表示层虚拟化表示层虚拟化软件主要有微软的Windows远程桌面(包括终端服务)、Citrix Metaframe Presentation Server和Symantec PcAnywhere等。“远程桌面”是Windows为了方便管理员维护计算机而推出的一项服务。管理员使用“远程桌面连接”程序连接到网络上开启了远程桌面功能的计算机，就像自己在该计算机前直接操作一样。“终端服务”仅存在于Windows Server中，终端服务允许多用户(无论是否为管理员)同时登录到服务器上，互不干扰地操作服务器。无论是远程桌面还是终端服务，均通过3389端口使用远程桌面协议(RDP)，但由于安全考虑，防火墙通常会阻挡该端口的连接。在Windows Server 2008中提供了“TS 网关”功能，它使用传输层安全性(TLS)隧道将RDP通信传输到443端口。TLS是安全套接字层(SSL)协议最新的、最安全的版本。TS网关封装RDP over HTTPS，建立安全的加密连接。由于多数网络会打开443端口来支持Internet连接，因此，TS网关实现了跨越防火墙的RDP连接。3构建开放的计算机实验环境为建成开放式、易管理、可弹性伸缩、安全的计算机实验环境，我们需要组建内部网络(内网)，通过内网防火墙将实验环境发布出来。这样，无论是在校园网还是在Internet上，均可操作内网服务器提供的实验环境，如图2所示。3.1统一的资源管理和证书服务Active Directory(AD)是一种基于Windows的目录服务，存储用户、计算机和组等资源信息并允许用户和其他计算机使用此信息。为了统一管理服务器资源和验证用户身份，应在内网配置AD域服务，该服务器即为域控制器(DC)。将内网中的其它服务器加入到该域中，并在AD中创建教师和学生帐号及相关的用户组。AD证书服务(AD CS)用于颁发和管理使用公钥技术的软件安全系统中的证书。我们使用AD CS来创建证书颁发机构(CA)，用以接收证书申请、验证申请中的信息和申请者的身份、颁发证书、吊销证书以及发布信息，为TS网关加密传输提供证书支持。3.2配置Hyper-V服务器Hyper-V是x64版本的Windows Server 2008的角色，仅支持x64架构，因此只能安装在x64处理器和x64操作系统上。Hyper-V要求CPU支持虚拟化技术，比如Intel VT或AMD-V。CPU还要支持数据执行保护(DEP)，如Intel XD或AMD NX。近一两年的服务器基本上都能满足硬件要求。CPU虚拟化和DEP的设置位于BIOS中，在安装Hyper-V前要先启用它们。由于多台虚拟机同时运行时需要硬盘有较快的读写速度，服务器最好使用高速SAS硬盘组成的RAID5或外部磁盘阵列。如果实验环境中同时运行的虚拟机数量较多，单台服务器的性能无法满足时，可增加Hyper-V服务器的数量。通过服务器管理器安装Hyper-V角色后，首先使用“虚拟网络管理器”创建“外部”类型的虚拟网络，虚拟机将通过这个网络进行通信。为不影响服务器自身的网络连接，服务器至少有2块网卡，虚拟网络选择服务器未使用的那块。为使虚拟机能够自动获取IP地址，内网中应启用DHCP服务。为方便不同的教师登录使用Hyper-V管理器，可在服务器管理器中安装“终端服务器”角色。其中，网络级身份验证是一种新的身份验证方法，在建立远程桌面连接并出现登录屏幕之前完成用户身份验证，有助于保护远程计算机免受恶意攻击。但由于在Windows Server 2008和Vista之前的操作系统不支持这种身份验证，为增强适用性，终端服务器应选择“不需要网络级身份验证”。3.3部署虚拟机为完成多种网络环境的实验，减少学生安装系统的时间，应事先安装好各种操作系统的虚拟机，不同操作系统的内存使用建议如表1所示。如果需要使用数据库等功能，还要适当增加内存数量。为实现虚拟机的快速部署，可采用“母盘+差异磁盘”的形式。当使用基于差异磁盘的虚拟机时，它仍以母盘来启动系统，但在此系统内进行的所有操作均被保存在差异磁盘内，而不会改变母盘中的内容。这样不但可以快速创建新的虚拟机，而且节省了磁盘空间。 3.3.1创建表中各个操作系统的母盘(1) 通过Hyper-V管理器创建和管理虚拟机，使用固定大小的虚拟磁盘，以提高读写性能。(2) 使用ISO光盘镜像安装操作系统，方便日后添加系统组件。(3) 应使用统一的命名规范，如W2008EntSp1X64、W2008StdSp1X86、VistaSp1X86、XPsp3X86等。(4) 除教师使用的管理员帐号外，在虚拟机中再为学生设置管理员用户名和密码，并配置为下一次登录时必须更改密码，确保每个虚拟机除教师外，只有使用者可操作，保护其实验过程。(5) 安装虚拟机的集成服务，以实现在“虚拟机连接”和“远程桌面会话”中鼠标等设备的正常使用。(6) 启用远程桌面，并在虚拟机自身防火墙中开放远程桌面的TCP 3389端口。(7) 为确保其他依据母盘派生出来的系统与母盘之间具有不同的SID，应使用系统中自带的SYSPREP工具删除母盘中SID，这样就可使派生出的系统在第一次启动后自动生成新SID。3.3.2创建实验用虚拟机(1) 在母盘的基础上创建差异磁盘。(2) 根据学生数量复制多份差异磁盘文件，并按统一命名规范重命名。(3) 创建多个虚拟机，使用上面已经创建的差异磁盘作为虚拟机的存储空间。(4) 在Hyper-V中为新建的虚拟机创建快照，以便日后将虚拟机快速恢复到初始状态，实现虚拟机的重复使用。3.4配置SCVMM服务器在Windows Server 2008服务器上安装支持Hyper-V的SCVMM2008，可统一管理域内多台Hyper-V服务器、虚拟机，并依照服务器上的库资源和模板快速部署虚拟机。同时它还提供了“自助门户”网站，可通过IE来完成相关操作。SCVMM2008的工作界面如图3所示。3.5配置TS网关首先在CA服务器上为TS网关使用完全限定域名(FQDN)申请用于Web服务器身份验证的证书，并将其安装在TS网关服务器的“证书(本地计算机)个人”文件夹下。在Windows Server 2008服务器上安装“TS网关”角色服务，并为“SSL加密”选择上述证书。在授权策略中，将教师用户组和学生用户组设置为允许通过TS网关连接。在终端服务资源授权策略(TS RAP)中设置为允许用户连接到网络上的任何计算机。3.6配置防火墙在内网防火墙和校园网防火墙上开放到TS网关服务器的443端口，以便校园网内外的计算机均可通过TS网关远程登录到内网的服务器和虚拟机上。如果希望防火墙核查客户端与TS网关之间的通信，可将防火墙配置为SSL桥接设备，以提高TS网关服务器的安全性。作为SSL桥接设备的防火墙接收并终止用户到防火墙之间的SSL会话、检查数据包后再重新建立防火墙到TS网关的SSL会话。这样，防火墙就可以过滤掉有安全威胁的通信。4使用开放的虚拟实验环境4.1设置“远程桌面连接”程序为了教师和学生的计算机能够通过TS网关连接到内网，这些客户端必须信任TS网关服务器证书，该客户端才能安全地发送用户密码和登录凭据完成身份验证。因此，客户端要先将CA的证书安装在受信任根证书颁发机构存储中。在“远程桌面连接”程序的高级选项中设置TS网关地址(即申请证书时使用的F 基于CDIO模式的高职传感器技术课程改革摘要：笔者借鉴CDIO工程教育模式及各种灵活实用的教学方法，对传感器技术课程内容进行了有机整合。教师通过实践培养学生工程职业素质、团队协作精神和实际操作技能，收到了良好的效果。本文阐述了这一改革过程。 关键词：CDIO；课程整合；传感器