電子信息技術(shù)在教學中的應用

文/劉洋

近年來，我國的各大高職院校紛紛開設計算機專業(yè)，皆在為了培養(yǎng)高素質(zhì)、應用型的計算機專業(yè)人才。然而，由于受到多方面因素的影響，使得高職計算機教學的效果不盡人意，學生的學習興趣不高，教師采用的教學方法單一是計算機教學中普遍存在的現(xiàn)象。為了有效解決這一問題，高職院校應當在計算機教學中，對先進的電子信息技術(shù)進行應用，從而提高教學效率和質(zhì)量。

1 電子信息技術(shù)在高職計算機教學中應用的重要意義

高職計算機教學涵蓋內(nèi)容較多，如編程教學、應用軟件教學等，由于計算機課程內(nèi)容具備抽象性強、理解難度大的特點，所以若采用傳統(tǒng)講授式的教學模式，勢必會降低學生的學習效率，使學生感覺計算機知識與技能學習枯燥無味，久而久之喪失學習興趣。而在高職計算機教學中應用電子信息技術(shù)，能夠轉(zhuǎn)變這一教學現(xiàn)狀，提高課堂教學效果。其應用意義具體體現(xiàn)在以下方面：

1.1 豐富教學手段

在計算機教學中，教師可利用模擬軟件、多媒體技術(shù)、通信技術(shù)等電子信息技術(shù)，創(chuàng)新計算機教學手段，打破原有講授式、灌輸式教學模式的禁錮，為學生提供觀看演示、實踐操作、交流互動的平臺，調(diào)動起學生學習的積極性。

1.2 化解教學難點

在計算機教學中，教師可利用電子信息技術(shù)動態(tài)化、形象化展示抽象的計算機知識，降低難點知識的理解難度，幫助學生掌握技術(shù)原理和應用方法，提高學生學習效率。

1.2 發(fā)展學生創(chuàng)造力

高職計算機課程是重視學生創(chuàng)造力發(fā)展的課程，教師將電子信息技術(shù)應用到計算機教學中，能夠激發(fā)學生在圖片處理、編程練習、軟件制作中的創(chuàng)造性，活躍學生計算機思維，為學生提供施展才能的平臺。

2 高職計算機教學現(xiàn)狀

2.1 學生的興趣不高

與其他的學科相比，計算機的教學過程較為枯燥，特別是理論基礎知識的教學，由此使得學生的學習興趣不高，教學效果差強人意。雖然大部分學生都對上機操作感興趣，但這個興趣卻并不等同于對計算機知識的學習興趣。

2.2 教學方法單一

教師在講授計算機理論時，一般都是以灌輸?shù)姆绞竭M行教學，這種教學方法很難使學生將所學的內(nèi)容真正消化，無法達到預期的教學效果。

2.3 未能達到學以致用的目標

高職學生畢業(yè)后步入工作崗位時，發(fā)現(xiàn)學校所學的計算機知識與自己的工作實際情況嚴重脫節(jié)，未能實現(xiàn)學以致用的目標，雖然在校期間學習了大量的計算機知識，但真正能夠用到工作中的卻非常有限，致使無法勝任崗位工作。

3 高職計算機教學中電子信息技術(shù)的具體應用

網(wǎng)絡時代到來的今天，計算機的重要性隨之凸顯，各行各業(yè)對計算機專業(yè)技術(shù)人才的需求呈現(xiàn)出不斷增長的態(tài)勢。在這一背景下，我國各大高職院校紛紛開設計算機專業(yè)，皆在為了培養(yǎng)高素質(zhì)、應用型的計算機人才。然而，通過對一些高職院校的計算機教學進行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，整體的教學效果并不理想。為改善高職計算機教學的現(xiàn)狀，學校可以對電子信息技術(shù)進行應用。下面重點對虛擬現(xiàn)實技術(shù)和云計算技術(shù)在計算機教學中的應用進行論述。

3.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用

虛擬現(xiàn)實技術(shù)簡稱VR，歸屬于電子信息技術(shù)的范疇。VR具有沉浸性、交互性、構(gòu)想性、自主性以及多感知性等特征，在教育教學領域中的應用優(yōu)勢極為明顯。

3.1.1 VR在計算機教學中的應用優(yōu)勢

在高職計算機教學中，VR技術(shù)的應用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在如下幾個方面：

（1）通過VR技術(shù)的合理應用，能夠在較短的時間內(nèi)完成虛擬化實驗平臺的構(gòu)建，該平臺可為學生提供如下資源：實物展示、流程模擬以及設備操作等等。雖然平臺本身為虛擬化，但學生卻能夠在平臺上進行各種操作，其體驗與真實環(huán)境基本相同。而虛擬化的實驗平臺不需要投入大量的資金購置硬件設備，并且操作過程也不會造成任何損耗，不存在養(yǎng)護維修費用，平臺一經(jīng)搭建能夠反復使用，由此可使高職計算機實踐教學條件得到進一步改善。

（2）在高職計算機教學中，有一些危險性較高的實驗內(nèi)容，由于受到現(xiàn)實條件的限制，如場地、設備、天氣等，導致此類實驗的開展較為困難，不利于學生對相關(guān)操作技能的掌握。通過VR技術(shù)的應用，能夠使這一問題得到有效解決，利用VR技術(shù)構(gòu)建虛擬環(huán)境，學生便可在虛擬的環(huán)境中進行實踐操作，從而對整個過程有一個感性的認知，因為環(huán)境是虛擬出來的，所以并不存在任何風險，安全系數(shù)較高。如，在構(gòu)建4G網(wǎng)絡的實訓任務中，學生可通過VR技術(shù)進入虛擬的基站場景當中，了解其中各個設備的功能和作用，并對設備的操作方法加以熟悉，進而掌握基站的建設流程。同時，學生還能對虛擬基站中的設備進行隨意操控，這是VR技術(shù)獨有的優(yōu)勢，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

（3）在傳統(tǒng)的計算機教學中，實驗內(nèi)容一般都是以圖片、實物等形式進行呈現(xiàn)，內(nèi)容的立體感不強，不利于學生理解和掌握。而通過VR技術(shù)的應用，可通過3D模型，對實驗內(nèi)容進行全方位多視角呈現(xiàn)，從而使學生仿若置身于真實的環(huán)境當中，由此能夠使學生加深對知識的理解，計算機實踐教學效果自然會隨之提升。

3.1.2 VR技術(shù)在計算機系統(tǒng)維護中的應用

（1）高職院校為使培養(yǎng)出來的計算機專業(yè)人才具備過硬的技術(shù)水平，開設了一門實踐性較強的課程，即計算機組裝與維護。通過該課程，不僅能夠鍛煉學生的操作技能，還可以使學生了解計算機硬件設備的理論基礎知識，掌握計算機硬件設備的組裝與系統(tǒng)維護方法。部分高職院校在該課程的教學中采用的是實物展示為主，視頻播放為輔，讓學生進行分組實驗的教學方法。在實際教學中發(fā)現(xiàn)，這種教學方法存在一定的不足之處，主要體現(xiàn)在如下幾個方面：教師在課堂上對實物進行展示的過程中，受到視角的限制，學生很難對計算機中所有的硬件設備進行全面認知；計算機的拆裝實驗以小組的形式開展，有的組員無法動手操作，只能觀看實驗過程，教學效果并不理想。不僅如此，由于資金有限，學校購置的計算機硬件多為報廢產(chǎn)品，無法滿足軟件運行的需要，頻繁的拆裝機操作，不可避免地會造成計算機硬件損耗，并且進行系統(tǒng)安裝時，還要完成必要的操作，如硬盤分區(qū)、磁盤格式化等等，如果學生操作不當，很容易使計算機系統(tǒng)損壞。通過VR技術(shù)的應用，則可使上述問題得到有效解決。

（2）教師在對計算機硬件相關(guān)知識進行教學時，可應用VR技術(shù)搭建虛擬實驗平臺，借助該平臺中的硬件展示模塊，向?qū)W生呈現(xiàn)所有的硬件設備。由于該模塊采用的是360°全景技術(shù)，所以能夠全方位、多角度對硬件進行展示，使觀看視角的限制問題得以解決。以硬件組成為例，通過互聯(lián)網(wǎng)下載計算機硬件的圖像資料，利用3DSMAX軟件對硬件進行3D建模，再借助相關(guān)工具創(chuàng)設人機交互式場景，將各種元素帶入到場景當中，如硬件設備的3D模型、文字說明、動畫等等，以網(wǎng)頁的形式進行呈現(xiàn)，由此學生便可在虛擬試驗平臺上，對計算機系統(tǒng)硬件的資訊進行了解，如，查看某個硬件的型號、參數(shù)等，利用鼠標可調(diào)整硬件的角度，從而達到全方位觀察的目的。

（3）學生可在VR平臺中，通過虛擬裝機模塊完成計算機的拆裝機操作。該模塊的設計完全與硬件設備的組裝流程相同，利用軟件的模擬仿真功能，實現(xiàn)虛擬環(huán)境下的計算機硬件動態(tài)拆裝。學生在虛擬實驗平臺上進行計算機裝機操作時，各個步驟均有相應的提示和反饋，從而能夠判斷操作的對錯。如，安裝計算機硬件中的內(nèi)存條時，學生必須將內(nèi)存條準確插入到主板的卡槽內(nèi)，才能進行下一步操作，如果插入的不正確，平臺會發(fā)出提示。在虛擬實驗平臺中進行計算機硬件裝機操作時，能使學生產(chǎn)生出身臨其境的感覺，當計算機裝好后，學生還可在平臺上，對系統(tǒng)進行調(diào)試，這樣不但能解決學校實驗設備不足的問題，還能避免頻繁拆裝引起的設備損耗，學生在動手的過程中，加深了對硬件的理解，對整個組裝過程更加熟悉。

（4）計算機的軟件安裝同樣能夠在VR平臺上完成，具體做法是在本地計算機上模擬出多臺相互獨立的虛擬機，這些虛擬機在運行時并不會受到主機的干擾和影響，虛擬機的使用與真機無任何差別，學生能夠在虛擬機上進行如下操作：設置BIOS、對磁盤進行分區(qū)、安裝操作系統(tǒng)、安裝應用軟件等等。在虛擬機上進行各種操作，不會對計算機造成破壞。

3.1.3 VR技術(shù)在組網(wǎng)中的應用

計算機技術(shù)的發(fā)展離不開通信網(wǎng)絡的支撐，正因如此，高職院校在計算機專業(yè)中增設一門移動通信課程，該課程對于學生計算機應用能力的提升具有一定的促進作用。但是，移動通信的理論知識具有較強的抽象性，其中涵蓋的內(nèi)容既多且雜，因課時有限，學生動手操作的機會較少，加之教師采用的教學方法比較單一，致使該課程的教學效果不盡人意。在該課程中，組網(wǎng)是較為重要的實訓項目之一，要求學生了解網(wǎng)絡構(gòu)建的基本流程，能夠動手完成4G網(wǎng)絡的構(gòu)建，并且還應當能夠?qū)M網(wǎng)中的一些問題進行有效解決。然而，受到實訓場地、設備等條件的限制，影響了組網(wǎng)實訓的開展。為有效解決這一問題，高職院?？蓪R技術(shù)進行應用，搭建移動通信虛擬實驗平臺。

（1）當移動通信虛擬實驗平臺搭建完畢后，學生可在平臺中，利用課堂上所學的網(wǎng)絡設計知識，依托平臺提供的LTE站點、天饋線、時鐘等，對4G移動通信網(wǎng)絡進行構(gòu)建。學生可在虛擬平臺當中進行如下操作：設計網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)、對機房內(nèi)的設備進行部署、連接線纜、安裝軟件、配置數(shù)據(jù)、排查故障、測試LTE的相關(guān)業(yè)務等。VR技術(shù)的應用，使實操過程的真實性得以提升，學生不需要擔心操作中的安全問題，可以放手去做，即使操作中出現(xiàn)失誤，也不會造成任何影響，只要及時改正即可。由此，不但使學生解決實際問題的能力得以提高，還使學生加深了對課堂所學知識的理解，真正達到學以致用的目的。

（2）移動通信虛擬實驗平臺為組網(wǎng)提供多個場景，各個場景分別對應不同的基站建設內(nèi)容，操作流程則是按照基站的實際建設情況進行設計，具體包括以下內(nèi)容：機房內(nèi)硬件設備的安裝、網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)規(guī)劃設計、網(wǎng)管配置、數(shù)據(jù)同步等等。除此之外，在虛擬場景中，還包含網(wǎng)絡組建時必要的通信設備，如核心網(wǎng)設備、終端設備等等。學生只需要在平臺上按步驟進行操作，就能夠了解移動基站從設計到安裝直至投入運行的全過程。不僅如此，學生可以與虛擬場景中的設備進行交互，通過功能演示模塊，對設備的作用加以了解和掌握，熟悉設備的操作方法和要點。

3.2 云計算技術(shù)在高職計算機教學中的應用

3.2.1 云計算在計算機教學中的應用優(yōu)勢

與傳統(tǒng)的輔助教學平臺相比，云計算輔助教學平臺憑借著云計算技術(shù)的特點，在諸多方面體現(xiàn)出了傳統(tǒng)輔助教學平臺無法企及的優(yōu)勢。具體表現(xiàn)為：

（1）滿足學生學習需求。傳統(tǒng)的輔助教學平臺只能在課堂上為師生提供教學服務，而云計算輔助教學平臺不受地域、場地的限制，使學生在離開課堂后也能夠利用借助網(wǎng)絡登錄到教學平臺上，獲取所需的學習資源，滿足學生個性化的學習需要。

（2）數(shù)據(jù)共享性高。云計算輔助教學平臺運用了虛擬技術(shù)、云計算技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，既能夠在平臺上分享教學資源，又能夠讓學生分享自己的學習經(jīng)驗，加強生生之間的互動交流，實現(xiàn)學習資源的最大程度共享。

（3）信息安全性強。在傳統(tǒng)的輔助教學平臺中經(jīng)常面臨著網(wǎng)絡安全問題，易受到病毒入侵、網(wǎng)絡黑客的攻擊，導致數(shù)據(jù)信息受損，影響教學平臺的安全運行。而將云計算應用到計算機教學中，能夠讓擁有專業(yè)技術(shù)的服務器供應商解決網(wǎng)絡安全和數(shù)據(jù)存儲問題，保障云計算輔助教學平臺的穩(wěn)定運行。

（4）運行成本低。云計算輔助教學平臺的前期投入成本低，可采用租賃方式向供應商租用存儲空間，不需要單獨夠買軟件設備，并且在教學平臺的后期維護中也可以節(jié)省資金投入。

3.2.2 云計算技術(shù)的具體應用

高職計算機教學中，編程語言教學是重點內(nèi)容，由于編程語言的理論基礎知識具有較強的抽象性，常規(guī)的教學方法很難達到預期中的效果，不利于學生學習積極性的提高。為了給學生提供更多實踐操作的機會，高職院?？稍诰幊陶Z言教學中，應用云計算技術(shù)，搭建輔助教學平臺。在輔助教學平臺的構(gòu)建中，可以利用OpenStack，這是一個開源的云計算管理平臺，其能夠為計算機編程語言教學提供如下幾類服務：軟件服務、平臺服務以及基礎設施服務。

（1）軟件服務的應用。該服務平臺主要是以軟件的方式為計算機編程語言教學提供服務。學生可借助瀏覽器，對軟件服務平臺提供的課程特色系統(tǒng)進行使用，完成代碼的輸入和程序調(diào)試等操作。同時，學生還能在軟件服務平臺上進行如下操作：進制轉(zhuǎn)換、數(shù)值計算、語句測試、指針測試等等；軟件服務平臺還提供在線學習系統(tǒng)，學生可使用該系統(tǒng)學習計算機編程語言方面的知識；教師可應用軟件服務平臺提供的在線考試系統(tǒng)，對學生的試卷進行批改。此外，軟件服務平臺還具有資料展示、學習交流等功能，學生可在該平臺上，對相關(guān)的PPT課件及文檔進行瀏覽，并與教師和其他同學進行交流。學生在對軟件服務平臺提供的功能進行使用的過程中，不需要對數(shù)據(jù)進行保存，所以不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的情況，該平臺能夠?qū)σ恍┏橄蟮母拍钸M行形象化展示，從而使學生可以更加直觀地對這些概念進行理解。

（2）平臺服務的應用。平臺服務具有以下功能：一是編程環(huán)境，包括VS2015 Community、C-free和Eclipse等。學生可使用編程環(huán)境對計算機程序進行編寫，教師可通過編程環(huán)境對學生的編程操作進行指導和評價；二是數(shù)據(jù)庫環(huán)境，包括SQLServer、Oracle等。學生利用數(shù)據(jù)庫環(huán)境能夠編寫數(shù)據(jù)庫程序及相關(guān)語句，教師可通過數(shù)據(jù)庫環(huán)境對學生的編程操作進行指導和評價；三是服務器環(huán)境，包括IIS和Apache等。學生在平臺提供的服務器環(huán)境中，能夠進行網(wǎng)站構(gòu)建及運行調(diào)試，教師可通過服務器環(huán)境對學生進行指導和評價。

學生可利用終端設備獲取相應服務，無需夠買其他軟件，并且無需擔心數(shù)據(jù)保存問題。該輔助教學平臺支持C、C++、ASP等多種語言編程，滿足計算機教學需求；建設了SQLServer數(shù)據(jù)庫和Oracle數(shù)據(jù)庫，可提供專業(yè)級大型專業(yè)數(shù)據(jù)庫編程；采用了IIS服務器，能夠搭建起教學網(wǎng)站，為師生提供網(wǎng)絡教學服務；配備了Apache服務器環(huán)境，滿足Linux操作系統(tǒng)的運行需要，可與Web服務器對接。

（3）基礎設施服務的應用?；A設施服務包括三個部分：一是基礎網(wǎng)絡資源，學生可利用終端設備在該平臺上獲取網(wǎng)絡資源進行實際操作，如網(wǎng)絡調(diào)試、組網(wǎng)等操作；二是基礎計算資源，學生可在該平臺開發(fā)基于硬件的操作系統(tǒng)、調(diào)試系統(tǒng)等，并對系統(tǒng)進行模擬運行；三是基礎存儲資源。學生可在該平臺上收集、存儲、分類學習資源，滿足學生隨意調(diào)用資源的需求。同時，學生在該平臺上獲取網(wǎng)絡資源，無需購買用于存儲網(wǎng)絡資源的軟硬件設備，并且這些網(wǎng)絡資源受到供應商的管理維護，無需擔心數(shù)據(jù)資源丟失和損壞。

4 結(jié)論

綜上所述，高職計算機教學涵蓋的內(nèi)容既多且雜，部分理論基礎知識具有較強的抽象性，采用的傳統(tǒng)教學方法，很難使學生理解和掌握，從而導致教學效果差強人意。為此，高職院?？蓪㈦娮有畔⒓夹g(shù)中的VR技術(shù)和云計算技術(shù)，應用到計算機教學當中，為學生實踐操作提供平臺，這樣不但能夠激發(fā)學生學習計算機知識和技能的興趣，而且還能促進教學效率和質(zhì)量的提升，對于高素質(zhì)、應用型計算機人才的培養(yǎng)具有重要的現(xiàn)實意義。