計(jì)算機(jī)上機(jī)實(shí)驗(yàn)課程質(zhì)量保障方式探討

摘要:計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是深化理論教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和提高學(xué)生素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。本文對(duì)當(dāng)前計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題進(jìn)行了分析，提出建立文件存儲(chǔ)服務(wù)器、上機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件和實(shí)驗(yàn)成績?cè)u(píng)定數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的方法，以此提高保障上機(jī)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)質(zhì)量的能力。

關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)上機(jī)實(shí)驗(yàn);課程質(zhì)量保障;文件FTP服務(wù)器;實(shí)時(shí)監(jiān)控

計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是計(jì)算機(jī)類課程教學(xué)不可缺少的重要組成部分，它對(duì)深化理論教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力起著舉足輕重的作用。近幾年，國內(nèi)高校為了適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展對(duì)大學(xué)生素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的要求，加強(qiáng)了計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理，不斷探索計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新思路、新途徑。在制訂實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃、編寫實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，盡可能考慮學(xué)生的實(shí)際需要，給學(xué)生創(chuàng)造了更多自主學(xué)習(xí)和動(dòng)手實(shí)踐的時(shí)間，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加具有靈活性，符合素質(zhì)教育的需求[1]。但是，我們也應(yīng)該看到，在計(jì)算機(jī)上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，由于實(shí)驗(yàn)室教學(xué)條件和師資配置有限，并且存在學(xué)生上機(jī)紀(jì)律性差異以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的多態(tài)性等問題，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量難以保障，對(duì)每個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課程成績?nèi)狈陀^準(zhǔn)確的評(píng)定指標(biāo)。通常，承擔(dān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教師是從出勤率、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、上機(jī)紀(jì)律性、獨(dú)立完成程度等方面來加權(quán)統(tǒng)計(jì)的，但是除了出勤率和實(shí)驗(yàn)報(bào)告之外，其他數(shù)據(jù)往往缺乏客觀規(guī)范的書面記錄，帶有一定的主觀印象成份，使得教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績的統(tǒng)計(jì)和工作量的評(píng)定難度加大，也存在一定的偏差。因此，加強(qiáng)上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程質(zhì)量管理，對(duì)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績?cè)u(píng)定體系，真正提高學(xué)生實(shí)踐能力和培養(yǎng)高素質(zhì)人才具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[2]。

1實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀和存在的問題

計(jì)算機(jī)上機(jī)實(shí)驗(yàn)一般都有明確的上機(jī)任務(wù)，要求學(xué)生在規(guī)定的課時(shí)內(nèi)按“上機(jī)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書”的實(shí)驗(yàn)要求，完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(通常以程序軟件、計(jì)算結(jié)果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告檔等形式呈現(xiàn))。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師則以學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的質(zhì)量好壞、算法優(yōu)劣、完成程度、實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量等指標(biāo)，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果給予相應(yīng)的評(píng)定。上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境不同于課堂教學(xué)，一般是學(xué)生一人一機(jī)，教師巡視答疑，并檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程。但是，當(dāng)前高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室一般都是為多門課程服務(wù)的，存在計(jì)算機(jī)資源有限、上機(jī)需求多樣化、實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理難度大等問題[3]，主要表現(xiàn)在:

(1) 目前計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室都采用硬盤保護(hù)卡或軟件還原保護(hù)系統(tǒng)，上實(shí)驗(yàn)操作課不能讓學(xué)生隨意修改系統(tǒng)或者無法保存數(shù)據(jù)。這在保障教學(xué)方面起到了很好的積極作用，但是也帶來一定的問題:由于系統(tǒng)被保護(hù)，學(xué)生保存在計(jì)算機(jī)硬盤中的數(shù)據(jù)將隨著每次計(jì)算機(jī)重新啟動(dòng)而不復(fù)存在。學(xué)生每次做的作業(yè)下次再上課就沒有了，即使開放部分硬盤分區(qū)給學(xué)生用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)使用，由于每次上機(jī)的班級(jí)、課程不一樣，保存在本地硬盤的數(shù)據(jù)資料很難保證不被其他班級(jí)的同學(xué)刪除，不能保證教學(xué)任務(wù)的連貫性。

(2) 實(shí)驗(yàn)電子文檔存儲(chǔ)系統(tǒng)不完善，學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)過程數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)作業(yè)的方式落后。有些實(shí)驗(yàn)規(guī)定學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課時(shí)內(nèi)完成，期末的上機(jī)實(shí)驗(yàn)考試也要求當(dāng)場(chǎng)提交實(shí)驗(yàn)作業(yè)，目前的一般做法是:通過網(wǎng)絡(luò)將作業(yè)上傳到某服務(wù)網(wǎng)站的共享存儲(chǔ)系統(tǒng)或某臺(tái)機(jī)器的共享文件目錄下，或者通過U盤拷貝作業(yè)交給教師。這樣的缺點(diǎn)是:實(shí)驗(yàn)課結(jié)束時(shí)段，若通過網(wǎng)絡(luò)上傳提交作業(yè)會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞提交失敗;此外因?yàn)闆]有針對(duì)每個(gè)學(xué)生單獨(dú)設(shè)置提交目錄和權(quán)限，作業(yè)容易被復(fù)制、刪除、誤覆蓋等，若采用U盤上交方式則秩序混亂并且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。學(xué)生每節(jié)課所完成的實(shí)驗(yàn)作業(yè)缺乏一個(gè)有效便捷的提交方法和安全的保存措施，指導(dǎo)教師也無法對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程、作業(yè)完成情況有一個(gè)全面和完整的數(shù)據(jù)記錄及成績?cè)u(píng)定原始依據(jù)。

(3) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告普遍存在抄襲行為。學(xué)生進(jìn)行上機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)，雖然一人一機(jī)，但電腦上通常是安裝了局域共享協(xié)議或其他網(wǎng)絡(luò)軟件，學(xué)生之間抄襲實(shí)驗(yàn)作業(yè)或結(jié)果十分便利，也不易被教師發(fā)現(xiàn)。教師無法對(duì)所有學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否是獨(dú)自完成進(jìn)行有效判斷。

(4) 缺乏必要的監(jiān)督手段，有些學(xué)生自控力差，如果教師不在身邊，上機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)經(jīng)常做些與實(shí)驗(yàn)無關(guān)的事情，如QQ聊天、看網(wǎng)絡(luò)電影、隨意瀏覽、下載安裝游戲等，教師管理起來費(fèi)時(shí)又費(fèi)力;同時(shí)這種隨意上網(wǎng)下載軟件或自帶U盤安裝軟件也使電腦被病毒或木馬感染的風(fēng)險(xiǎn)大大增加，對(duì)電腦初始的良好狀態(tài)造成破壞，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室老師的維護(hù)工作量增加許多。實(shí)驗(yàn)教師雖有察覺，但因?yàn)闊o法及時(shí)留下證據(jù)，也很無奈，對(duì)學(xué)生的上機(jī)過程缺乏有效的監(jiān)督和控制，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果無法得到保證。

2上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量保障管理方式

為了有效地解決上述問題，提高上機(jī)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績考評(píng)方法，筆者通過對(duì)學(xué)生上機(jī)狀況的實(shí)際調(diào)查，在總結(jié)過去上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，提出以下的設(shè)計(jì)方案:

(1) 專業(yè)的文件存儲(chǔ)服務(wù)器。可按需要，靈活地針對(duì)每一門課程、或每一個(gè)班級(jí)以及每一個(gè)學(xué)生，設(shè)置單獨(dú)的賬號(hào)和密碼，分配相互隔離的文件存儲(chǔ)目錄，可單獨(dú)限制硬盤使用空間，可以限制用戶登錄的IP地址范圍和訪問次數(shù)，用戶訪問都具備詳細(xì)的日志記錄。

(2) 上機(jī)實(shí)驗(yàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。使用專業(yè)的商業(yè)監(jiān)控軟件，或者自編軟件，對(duì)學(xué)生的上機(jī)行為進(jìn)行有效地監(jiān)督管理、行為限制和實(shí)時(shí)控制，規(guī)范和約束學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程，培養(yǎng)良好的上機(jī)教學(xué)氛圍。

(3) 實(shí)驗(yàn)成績?cè)u(píng)定系統(tǒng)。開發(fā)一個(gè)上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，根據(jù)學(xué)生的上機(jī)實(shí)驗(yàn)綜合表現(xiàn)的記錄數(shù)據(jù)(比如考勤率、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn))，給實(shí)驗(yàn)老師提供一個(gè)客觀公正的實(shí)驗(yàn)成績表單。

2.1專業(yè)的文件存儲(chǔ)方案

使用Serv-U軟件建立FTP服務(wù)器進(jìn)行文件上傳下載，可以有效地解決了上機(jī)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提交和保存的問題。Serv-U是一款專業(yè)的FTP服務(wù)器軟件。也是目前市面上最流行最優(yōu)秀的FTP服務(wù)器軟件，它有以下功能特點(diǎn):

(1) 穩(wěn)定。Serv-U可以Windows服務(wù)的形式安裝于系統(tǒng)之中，可以長時(shí)間穩(wěn)定的運(yùn)行。

(2) 功能強(qiáng)大，100%支持FTP標(biāo)準(zhǔn)?？梢杂酶鞣N參數(shù)對(duì)用戶進(jìn)行功能上的設(shè)定，比如用戶的線程并發(fā)數(shù)、用戶的IP數(shù)量、用戶的磁盤配額、用戶對(duì)文件訪問的嚴(yán)格控制權(quán)限，可以讓您設(shè)定完美的解決方案。

(3) 大批量的并發(fā)傳送?？梢越⒋笈康腟OCKET傳送隊(duì)列，相對(duì)于其它FTP服務(wù)器軟件而言，大批量的SOCKET傳送，容易假死，而Serv-U幾乎沒有這種現(xiàn)象。

(4) 界面友好，操作方面。

下面介紹FTP文件管理的實(shí)現(xiàn)過程、訪問方法以及注意事項(xiàng)。

2.1.1建立學(xué)生文件管理目錄

在Server服務(wù)器上為學(xué)生分配一個(gè)存放文件的磁盤分區(qū)，不同的班級(jí)建立不同的目錄，以班級(jí)命名，在其目錄下為每個(gè)學(xué)生建立子目錄，以學(xué)生的學(xué)號(hào)命名。學(xué)生進(jìn)校一年級(jí)至四年級(jí)可以連續(xù)使用該目錄，不需要更換目錄，但有磁盤配額限制，目錄及目錄下的文件可以長期保存到學(xué)生畢業(yè)。

2.1.2用Serv-U軟件架設(shè)FTP服務(wù)器

打開Serv-U安裝軟件，雙擊安裝程序Susetup.exe即可開始其安裝工作。安裝的時(shí)候需要修改的選項(xiàng):

(1) 在Server服務(wù)器上添加多個(gè)IP地址，不同的班級(jí)對(duì)應(yīng)一個(gè)IP地址，例如:02計(jì)算機(jī)1班、02計(jì)算機(jī)2班，對(duì)應(yīng)的IP地址為本機(jī)的IP地址，202.202.30.100和202.202.30.101。

(2) 在FTP服務(wù)器上新建以班級(jí)命名的域。

(3) 設(shè)置FTP的端口號(hào)為默認(rèn)端口21，這樣設(shè)置便于以后的訪問不用在地址欄輸入端口號(hào)。

(4) 選擇不允許匿名訪問。

(5) 指定一個(gè)用來作為學(xué)生上傳作業(yè)文件的目錄，以班級(jí)為一個(gè)主目錄，其子目錄為每位學(xué)生的學(xué)號(hào)。

2.1.3服務(wù)器資源管理

對(duì)于FTP服務(wù)器管理員來說，重要的是保證服務(wù)器帶寬、連接速度等系統(tǒng)資源進(jìn)行優(yōu)化利用，使其性能達(dá)到優(yōu)越。所以，管理員還需要對(duì)服務(wù)器進(jìn)行一些優(yōu)化設(shè)置，進(jìn)入“本地服務(wù)器”→“設(shè)置”→“常規(guī)”選項(xiàng)卡，進(jìn)行如下設(shè)置。

(1) “最大上傳和下載速度”:就是服務(wù)器可以使用的最大帶寬，需要根據(jù)服務(wù)器總帶寬填入合適的數(shù)值。如果不進(jìn)行設(shè)置的話，Serv-U將允許使用所有可用的帶寬，這樣當(dāng)連接的用戶達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，會(huì)導(dǎo)致服務(wù)器上其他網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不可用。

(2) “最大用戶數(shù)量”:設(shè)置在同一時(shí)間內(nèi)允許連接到本服務(wù)器的最大用戶數(shù)。因?yàn)槊總€(gè)連接到服務(wù)器的用戶均將占用系統(tǒng)資源，因此應(yīng)該進(jìn)行最大用戶數(shù)的合理設(shè)置，否則系統(tǒng)將不控制登錄用戶數(shù)導(dǎo)致系統(tǒng)資源耗盡。

(3) “檢查匿名密碼”:為匿名訪問執(zhí)行簡單“密碼”語法檢查，以確定其有效性。

(4) “刪除部分已上傳的文件”:假設(shè)上傳失敗，刪除部分已上傳的文件。

2.1.4FTP使用方法

學(xué)生要使用FTP服務(wù)器時(shí)，只需要在瀏覽器地址欄輸入“ftp://學(xué)號(hào)@IP地址”(例如:ftp://03010018 @ 202.202.34.10)，按回車鍵確認(rèn)后彈出對(duì)話框，根據(jù)提示分別輸入用戶名和對(duì)應(yīng)的密碼就可以進(jìn)行上傳下載文件了，使用起來與使用本地的硬盤一樣方便。使用此方法無論學(xué)生在哪里只要有電腦與FTP服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)，就能夠訪問自己的文件目錄了。

2.2上機(jī)實(shí)驗(yàn)過程實(shí)時(shí)監(jiān)控管理方案

考慮到現(xiàn)有的商業(yè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件在功能上無法滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)監(jiān)控的實(shí)際需求，我們?cè)赪indows XP平臺(tái)下，采用delphi編程語言，利用網(wǎng)絡(luò)包過濾技術(shù)、屏幕抓取、遠(yuǎn)程控制等技術(shù)，自己編寫“實(shí)驗(yàn)室上機(jī)過程實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件”，該軟件具備以下基本功能。

(1) 針對(duì)教師提供以下功能:教師上機(jī)任務(wù)的布置下發(fā)、每次上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的參數(shù)個(gè)性化設(shè)置、學(xué)生考勤自動(dòng)統(tǒng)計(jì)。

(2) 教師可以設(shè)置網(wǎng)絡(luò)訪問規(guī)則和程序運(yùn)行權(quán)限。分別通過對(duì)上網(wǎng)時(shí)間段，訪問IP地址范圍，所能運(yùn)行的本機(jī)上已安裝的應(yīng)用程序等，對(duì)學(xué)生的上網(wǎng)行為進(jìn)行準(zhǔn)確地過濾和記錄。學(xué)生無法訪問受限的外部網(wǎng)絡(luò)，也無法運(yùn)行禁止的應(yīng)用程序(比如QQ聊天程序等)。

(3) 教師可以通過管理機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)視每個(gè)學(xué)生機(jī)的屏幕動(dòng)態(tài)，并能保存截屏圖片。

(4) 教師可以與學(xué)生聊天，遠(yuǎn)程輔導(dǎo)和答疑。

(5) 教師可以控制學(xué)生的非法操作，如鎖定鍵盤、強(qiáng)行斷網(wǎng)、關(guān)機(jī)等。

(6) 教師可以對(duì)所有學(xué)生發(fā)送廣播消息。

(7) 教師可以給違反上機(jī)規(guī)范，有“小動(dòng)作”的學(xué)生發(fā)送“警告信息”。

圖1是對(duì)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)訪問規(guī)則的設(shè)置管理示意圖。

該軟件以Windows服務(wù)進(jìn)程的方式，在每次開機(jī)啟動(dòng)后自動(dòng)運(yùn)行，同時(shí)采取了一定的防卸載、防刪除的自我保護(hù)措施，對(duì)學(xué)生的非法上機(jī)行為進(jìn)行有效地監(jiān)督限制和實(shí)時(shí)控制，規(guī)范和約束學(xué)生的上課秩序，培養(yǎng)良好的上機(jī)教學(xué)氛圍。

2.3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和成績?cè)u(píng)定系統(tǒng)

根據(jù)FTP文件存儲(chǔ)系統(tǒng)中每個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告和訪問日志，以及“實(shí)驗(yàn)室上機(jī)過程實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件”所記錄的學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程的行為記錄，我們建立了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和成績?cè)u(píng)定管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。在期末課程結(jié)束時(shí)，教師可以根據(jù)每次上機(jī)課的上述記錄，對(duì)每個(gè)學(xué)生的上課考評(píng)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和排序，自動(dòng)完成實(shí)驗(yàn)成績的評(píng)定，輸出考勤表和成績單。

3結(jié)語

教學(xué)是學(xué)生在教師的指引下自覺主動(dòng)學(xué)習(xí)的過程，上機(jī)實(shí)踐課同樣需要充分發(fā)揮指導(dǎo)教師的主導(dǎo)作用。除了應(yīng)該建設(shè)完善可靠的上機(jī)實(shí)驗(yàn)文件存儲(chǔ)服務(wù)器，形成制度化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)電子記錄檔案外，還要針對(duì)個(gè)別學(xué)生在上機(jī)時(shí)注意力分散、運(yùn)行一些與教學(xué)無關(guān)的軟件、實(shí)驗(yàn)結(jié)果抄襲、實(shí)驗(yàn)教學(xué)紀(jì)律渙散等現(xiàn)象，采用上機(jī)過程實(shí)時(shí)監(jiān)控管理軟件，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程進(jìn)行嚴(yán)格有效地控制和考核。本文對(duì)如何提高上機(jī)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)成績?cè)u(píng)估，做了初步的方案設(shè)計(jì)和實(shí)踐嘗試，實(shí)踐表明，該方案在技術(shù)上是可行的，在使用上簡便有效。

參考文獻(xiàn):

[1] 馮博琴，顧剛. 以能力培養(yǎng)為核心的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究與探索[J]. 中國大學(xué)教學(xué)，2006(12):4-6.

[2] 吳軍，李桃紅，景朋森. 計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革的實(shí)踐[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2004，23(8):76-79.

[3] 黃陳蓉，黃堅(jiān)，袁宗福. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐[J]. 計(jì)算機(jī)教育，2005(6):28-30.

Study of Quality Assurance System on Practice Teaching of Computer Courses

LOU Lu

(School of Information Science Engineering， Chongqing Jiaotong University， Chongqing 400074， China)

Abstract: Computer experimental teaching is an important procedure that is helpful for developing theroy research， training practice ability and improving student's quality. This paper analyzes the exiting problems in computer experimental teaching，and presents a method to improve the quality of computer experimental teaching based on building file storage Server，using real-time monitor software and constructing the grade database.

Key words: computer experiment; quality assurance; FTP server; real-time monitor

(編輯:姚彥如)