绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇云计算的基本概念范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
一、引言
数据挖掘是数据知识库发现的一个重要步骤,又被称为数据采矿和资料勘探,与计算机科学有着非常紧密的关系,通过计算机进行数据统计、分析处理以及检索等,可以为数据搜索的精准度提供充分的保障。云计算也是近几年计算机技术快速发展衍生出来的产物,云计算的出现在很大程度上推动了计算机技术的进一步发展,有效打破了传统计算机技术的局限。实现云计算与数据挖掘的有效结合,可以有效提高数据分析的科学性和可靠性,对于促进商业持续发展具有十分重要的作用。所以,云计算环境下如何建立科学的数学挖掘服务模式,就成为计算机领域亟待解决的重要问题。
二、云计算的基本概念和特点
(一)云计算的基本概念
云计算是计算机技术发展衍生出来的产物,是一种基于互联网相关服务增加、使用以及交付的有效模式,主要是通过互联网提供动态、虚拟化数据。云其实就是网络和互联网的另一种说法,过去经常被用来表示电信网,后来则用于描述互联网基础设施。广义的云计算指的是服务的交付和使用模式,通过网络按照需要的方式获得所需服务,这种服务可以与互联网相关,也可以是其他服务,可以将计算能力作为一种商品通过互联网进行流通。它是一种商业化的超大规模式的计算技术,使用这种技术,用户可以通过网络将所需要处理的程序拆分为若干个较小的子程序,减少数据处理的难度,再通过由多个服务器组成的系统对信息进行搜索、计算以及分析,从而将经过处理的准确数据返回给用户。常见的云计算技术如搜索引擎等,云计算技术的出现对人类社会的进一步发展具有十分重要的作用。
(二)云计算的基本特点
与传统计算方式不同,云计算不是计算本地计算机或远程服务器中的数据,而是通过计算分布在大量分布式计算机上的数据,在这种计算环境下,企业数据中心的运行与互联网相似,这就可以使企业将资源切换到互联网需要的应用上,通过搜索计算机和存储系统,对所需数据进行精准化处理,确保企业获取信息的准确性。云计算的突出特点就是它可以像商品一样进行流通,使用方便、成本低廉,与互联网有着紧密的联系,通过互联网进行信息、数据传输。
三、云计算环境下的数据挖掘服务模式
随着商业迅速发展,发展过程中积累下的数据越来越庞大,使得企业数据库中的商业数据量越来越庞大,这就对企业获取数据形成了一定的障碍。传统数据挖掘模式难以满足海量数据挖掘对计算机能力的需求。为了促使商业实现进一步发展的重要目标,就需要结合数据特点,依据计算机技术,建立科学、有效的数据挖掘服务模式。云计算在互联网大环境下应运而生,为数据挖掘提供了非常良好的解决方案,有效解决了传统数据挖掘中存在的问题,对优化数据挖掘服务模式,以及促进商业持续发展具有十分重要的意义。
(一)数据挖掘服务架构
云计算为数据挖掘服务结构提供了充分的保障,主要是因为云计算实现了计算机设备、存储设备、集成开发环境以及应用软件共享的网络环境,在这种环境下,使得数据挖掘形成了完善的服务模式。云计算环境下的数据挖掘可以为用户数据挖掘提供更加良好的解决方案,使用户更加灵活的使用服务资源,同时按照业务需求进行动态服务组合。所以,云计算环境下数据挖掘服务结构更加科学。
(二)数据挖掘服务建模基本流程
云计算环境下进行数据挖掘服务模式建立,需要严格按照相应的流程。对于数据挖掘服务建模流程可以归纳为三个方面,第一,准确定位服务。这就需要通过云计算在互联网海量信息中获取与数据挖掘服务相关的信息,对数据挖掘服务的核心功能进行准确定位;第二,绑定数据和服务,主要是因为数据挖掘是由功能和数据两部分组成,构建数据挖掘服务模式,就需要建立候选服务与其相关联数据的联系,为服务找到准确的信息,从而实现网络数据调用的重要目标;第三,完整的服务组件,云计算环境下对数据挖掘服务模式建模,实现服务定义的功能,需要将服务打包为独立的组件,并通过统一的接口,构建具有有效性的服务组件。按照流程进行数据挖掘建模,可以保障云计算环境下数据挖掘服务模式的准确性和有效性。
(三)云计算环境下数据挖掘服务模式基本结构
云计算为数据挖掘服务模式建立提供了充分的保障,基于云计算的数据挖掘服务模式基本结构主要包括四个层次,分别为基础设施层、虚拟化层、平台层以及应用层。其中,基础设施层主要为数据挖掘服务提供所需的计算、存储资源,虚拟化层主要是利用虚拟化工具,将云计算环境下的各种资源汇聚在一起,形成集中、统一的服务资源,为数据挖掘中资源合理分配和调度提供科学的理论依据。平台层作为数据挖掘的核心服务层,包括数据挖掘服务的各种核心服务和功能,主要用于对数据管理、计算机资源调度等。而应用层则主要由接口层和终端层两部分组成,主要用于用户数据处理和请求的表达,对于实现用户数据挖掘目标具有重要作用。
四、结束语
综上所述,云计算的出现和应用在很大程度上推动了计算机技术的进步,在云计算环境下实现数据挖掘服务模式构建,根据数据挖掘的基本目标,结合云计算的基本特点,建立科学的数据挖掘服务模式,充分满足用户数据挖掘准确性和有效性的需求,实现应用数据挖掘的重要目标。因此,在商业蓬勃发展的大环境下,必须充分利用互联网的优势,不断优化数据挖掘服务模式,为商业进一步发展提供充分的保障。
参考文献:
(①淮海工学院计算机工程学院,连云港 222005;②中国矿业大学管理学院,徐州 221116)
(①School of Computer Engineering,Huaihai Institute of Technology,Lianyungang 222005,China;
②School of Management,China University of Mining and Technology,Xuzhou 221116,China)
摘要: 电子商务融合了计算机技术、网络通信技术,涉及到了金融学、管理学、市场营销学等多门学科,文理渗透,理论与实践相结合的课程。本文旨在结合计算机专业要求和学生特点,探索出计算机专业的电子商务教学模式,合理取舍,激发学生的兴趣和热情。
Abstract: The e-commerce integrates computer technology, network communication technology, the finance, management, and marketing. This paper aims to find appropriate electronic business teaching mode of computer major to inspire students' interest and enthusiasm, combing with computer professional requirements and the characteristics of students.
关键词: 电子商务 计算机 教学 探索
Key words: electronic commerce;computer;teaching;explore
中图分类号:G42 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2011)27-0198-01
1电子商务的地位
电子商务是一门新兴的交叉性课程,它融合了计算机技术、网络通信技术,涉及到了金融学、管理学、市场营销学等多门学科,是一门学科综合、文理渗透、理论和实践应用相结合的课程。电子商务是当今世界商务活动的现实,也是商务活动发展的趋势,并将在本世纪的一定时期内独领。本课程的教学目标则是通过对电子商务的基本理论、基础知识、基本方法的学习,通过上机、上网等教学实践以及有关教学案例的讨论和思考,使学生树立起电子商务的一个基本框架,同时掌握电子商务的基本原理、基本技术、管理知识、营运实务,为培养更多的实用型人才、高层次的复合型专业人才奠定基础。
2计算机专业的开课目的
通过本课程的学习,使学生计算机专业本科系统地了解电子商务系统的基本概念、电子商务系统的特点、电子商务系统发展中的热点技术、电子商务系统的基本发展过程,熟悉电子商务系统的设计开发过程,能够对电子商务系统进行规划、系统分析,进行电子商务系统设计、企业信息门户设计,能够设计电子商务应用系统、设计电子支付系统,熟悉电子商务安全子系统规划设计,了解电子商务系统建设实施,能够对电子商务系统进行维护管理。总之,通过对电子商务的理论和实践的学习、研究和分析,掌握电子商务的基本知识和基本原理,提高学生结合自身特点从事商务实践的理论素养和电子商务的能力。
3针对计算机专业学生的特点设计电子商务的教学重点
本课程中涉及的概念繁多,学时较少(32-48学时),因此教学过程中针对计算机专业学生培养计划和电子商务的知识体系,必须做出取舍,查缺补漏。一个比较适合计算机专业学生的电子商务教学的重点、难点和要求设计如下:
(1)熟悉电子商务的各种基本概念,了解电子商务的基本框架。
(2)熟悉Internet商务的基本框架,掌握B2C、B2B电子商务交易方法与特点。
(3)了解EDI商务,了解EDI的基本概念、术语、标准等基本概念。
(4)掌握企业实施电子商务的策略。
(5)掌握流通业、生产业、信息服务业电子商务的特点。
(6)掌握电子货币基本类型、网络银行的基本业务、网上支付的模式。
(7)掌握安全交易的体系,掌握安全交易的方法。
(8)了解电子商务物流的基本概念。
(9)掌握网络营销的策略、网络广告策略。
(10)熟练掌握电子商务网站建立。
从以上的教学要求可以看出,在本课程中弱化了对计算机专业开发技术的要求,这是因为学生已经有了计算机程序设计、计算机网络、网站建设与网页制作等课程的基础,而网络信息安全技术、软件工程、软件新技术等课程是学生的后续课程,因此在本课程的教学中,可以对先修和后续课程中的知识不做重点讲授。而在课程教学中,讲授的重点应该是计算机专业其他课程中所不能涉及的与商务相关的概念、原理等知识。
4课堂教学重在激发学生灵感和探索热情
计算机专业学生在先修课程中已经建立了较为扎实的专业基础和素养,培养了对计算机专业的兴趣。开设电子商务课程,可以使学生在专业基础之上,了解电子商务,开拓视野,为将来的就业拓宽途径和渠道。因此,在课堂教学中,教师应适时引入一些商务和IT经典案例和故事,吸引学生,激发学生的学习兴趣和探索热情。对于学生感兴趣的热点和想法,鼓励学生大胆尝试,敢于实践。教师可给以积极的引导和培育,可建议学生申请学校的大学生创新项目的支持,在教师的指导下进一步开展研究和探索;还可以在毕业设计时中进一步的完善和提高,有的方案就可能成为将来的就业或创业的方向。在几年的电子商务教学中,通过引导和培育,使学生对电子商务产生了浓厚的兴趣,并有多人成功地创业。另外,鼓励有兴趣的同学报考国家助理电子商务师、电子商务师等职业认证,将来可成为融IT与商务于一身的高素质复合型人才。
5适时推行双语教学
在经济全球化、教育国际化的发展趋势下,双语教学越来越呈现出其优越性和迫切性。同时双语教学也是我国现今教育改革的一个热点话题,是电子商务专业教学改革的需要。商务在全球的飞速发展,带来了电子商务人才大量的需求。作为一门由欧美国家创造的新的学科,其中有大量的专业词汇及专业英文文章的出现,电子商务的双语教学作为一个辅助的教学手段就很有发展的必要。开展双语教学,要求教师和学生都能运用这两种语言进行科目知识的教学与交流,最终达到用这两种语言的思维方式进行学科学习、思考和研究。
6搭建电子商务实践平台
电子商务实验,是对已经学习过的电子商务专业知识进行重复、加深和运用,用实践的形式来巩固知识、理解知识和综合运用知识,把在专业理论课中学习过的知识点,转变为可以操作的活动和过程,联结成一个具有明显实践特征的经验型知识体系,并运用于实践之中,引导学生完成对知识的认知,体验,应用和创新的活动。
7结论
在教学过程中结合学生实际情况充分运用了上述方法,激发了学生的学习兴趣和积极性,培养了学生扎实的理论基础和较强的实践能力,同时鼓励同学报考国家职业资格考试,这为后续专业课程的学习打下了良好的基础,已有多名学生在电子商务课程的启发下毕业后走上了成功的创业之路。
参考文献:
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1672-1578(2017)01-0022-02
1 引言
在传统的讲授式电路教学方法中,学生是被动的接收者,他们在课堂的注意力主要集中在对知识点的掌握和相关公式的推导和记忆上,对基本的物理概念和电路本质并不清楚。在通常情况下,课堂讲述的内容直接呈现在教材或是相关讲义上,这对于学生专心于课堂教学没有什么较好的激励作用,所以传统的课堂教学几乎是在一个带有问题的、被动的听众面前的一场独角戏,师生之间没有任何的互动,学生之间更谈不上交流、合作学习[1-2]。目前很多的学生在学习过程中只记住相应的解题步骤,并不了解其基本概念,当题目条件发生一定变化或是其以前未碰见的题目便无从下手,因此电路教学方法的改革对提高学生对电路的基本物理概念和原理的进一步理解、学生的思维能力、自主学习能力、激发学生学习兴趣等都是至关重要。利用学生与学生的平等关系进行学习的交流,进而达到学生之间的互动[3-4],从而激发学生的学习兴趣和对电路基本概念的理解。老师在整个的教学过程中起主导作用,学生起主体作用,学生之间合作学习,师生之间协同教学,因此本文将基于Peer-Instruction(以下简称PI)理论的协同教学法应用在电路课程教学中,取得了良好的效果。
2 基于Peer-Instruction理论的协同教学法
Peer-Instruction理论是哈佛大学著名教授Eric Mazur创立的,变传统的单一讲授为基于问题的自主学习和学习之间的合作探究。坚持以学生为主体,教师为主导的教学理念,是将传统的灌输式授课形式转化为学生的合作学习、自主性学习的形式,重在培养独立自主学习能力,实现多元化主体的互动、师生协同教学[5]。
基于Peer-Instruction理论的协同教学法的基本目标是利用课堂时间进行学生互动、师生互动,把相应的注意力学习的概念上来,而不是传统的对教材或讲义上细节内容的详细介绍,基于PI的协同教学发是由一系列关键知识点的简短讲授构成,每个关键知识点一个相关的概念测试题目,也就是学生所讨论的知识点的概念测试小题目。教师在整个教学过程中讲述内容的重点、难点和关键点,启发学生思维,营造一个学生互动、师生协同教学的环境,通过某些能够影响学生认知能力的问题来调动他们的学习主动性,并逐步激发,引导学生合作学习、积极讨论,培养其批判性思维,并使学生在获得更多知识的同时能反思自己和别人的观点,最后完全理解问题本质[6]。基于Peer-Instruction理论的协同教学法特别为学生设计了相应的基本概念测试题,在简短的测试后便可与同学相互讨论,合作学习,使学生有机会争辩,交流,共同解决问题,从而对物理概念和电路本质理解更深刻。学习者在与他人的相互辩论、相互影响、相互交流之中达到更完善的发展。
Peer-Instruction理论的协同教学法设计的概念测试题与传统的题目考核方向不一样,其重概念、轻直接带公式计算。某些题目看似简单,却能有效地检测学生对相关概念的理解正确与否,从而引发学生的讨论,真正理解基本概念。当学生在课堂上的时间大部分用来理解理解基本概念,因此在课堂上便没有相应的时间来进行相关内容解题技巧的训练,为此,特将解题技巧的训练放到课外作业,因为课外作业和课外学生讨论部分有相应充足的时间来进行解体技巧训练,这样一来基本物理概念和解题技巧都得到了训练,基本概念的准确理解是有助于解题技巧的训练的,因此不必担心学生的解题能力得不到训练。
3 基于Peer-Instruction理论的协同教学法的教学组织
基于Peer-Instruction理论的协同教学法不同于传统教学对课本或讲义中各个层次和知识点的详细讲解,而是由大量关键知识点的简短讲授构成,每个知识点都有一个需要讨论的概念性小测试题目。学生课前事先预习,课堂给简短时间作答,然后学生相互讨论并可修改答案,该过程一方面可促使学生思考并理解问题,另一方面也给教师提供了一个评判学生对该基本概念的理解程度。如选择正确答案的学生比例太低,教师则可放慢讲解速度。然后通过另外一个概念测试题来再次评估学生对该知识点的掌握情况。教学组织流程图如图1所示。
课堂教学组织安排:
(1)概念题目测试 1分钟
(2)学生思考时间 1分钟
(3)学生作答(选择题) 1分钟
(4)学生互动,说服同伴(Peer-Instruction) 12分钟
(5)修改答案并提交最后答案 1分钟
(6)反馈给教师:公布正确答案和成绩分布 1分钟
(7)讲解正确答案(含知识点的简短讲授) 5分钟
(8)另一测试题评估学生掌握情况 3分钟
(9)提交答案并复习该概念和讲解相应解体技巧 6分钟
重要知识点可按照上述的安排进行教学组织,约20分钟左右,简单知识点可省略(8)(9)步,整个知识点教学约10分钟左右。该方法可使得教师实时了解学生对该知识点的掌握情况,以防止学生对知识点的理解程度与教师的预期教学效果之间的鸿沟越来越大,因为随时间的增长,学生的不理解就会导致失去对该课程的学习兴趣,从而使得整个课程的教学失败。
从表1可知,在实施了基于Peer-Instruction理论的协同教学法后,学生对基本概念的理解比传统教学法的正确率高,由图1的期末考试成绩对比可以看出,实施PI教学法的期末考试平均分比传统的平均分高10.3分,最低分数也比传统教学法的最低分数高,因此对基本概念的较好理解可使得在传统计算题的成绩得到了提高。
4 结语
电路课程是电气信息类的重要专业基础课,通过在该课程中使用基于Peer-Instruction理论的协同教学法能有效提高学生对基本概念的理解,从而提高该课程的教育教学质量和学生自主学习能力,让学生养成终身学习的习惯,把学习转化为自觉的行为。采用该教学方法在提高学生对基本概念和期末成绩的同时,通过培养学生的批判性思维,比起那些只掌握了专门知识体系的人,这样的学生更具有灵活性和适应性,更有可能进行创新,成为能够终身为社会服务的现代化人才。
参考文献:
[1] 赵郁聪,陈满儒.双语教学引入Peer-Instruction教学方法的实践[J].中国校外教育,2011(9):86.
[2] Eric Mazur.同伴教学法――大学物理教学指南[M].北京:机械工业出版社,2011.
[3] 王祖源,武荷岚,顾牡.以同伴教学法促进学生互动式学习[J]. 物理与工程,2013(23):45-48.
对私有云的基本理解是,为一个客户单独使用而构建的,提供对数据、安全性和服务质量最有效的控制。私有云建设方拥有基础设施,并可以控制在此基础设施上部署应用程序方式。私有云的典型实施是商用硬件虚拟化内部,再添加应用服务层。
在云计算从概念日渐落地过程中,有不少机构对私有云情有独钟。据悉,光大结合目前技术发展趋势和自身情况,考虑到云计算具有弹性敏捷部署、资源池化、灵活调度等特点,光大选择进行私有云规划,推动IT服务转型。
虽然,在云计算技术领域一直有公有云、私有云之争,并有人认为,在强调互联互通、开放交换互联网文化中,区隔出来、服务单个公司的私有云将不会是云计算主流框架。
但在目前云计算发展状态下,选择私有云有更多深层次原因。目前,监管部门并没有运营云的专门法律法规,公有云的使用缺乏必要保障。另外,目前能提供公有云服务的机构数量有限,其收费方式等也仍处于相对模糊状态。且公司机构在开始推进云计算初期,一般都会习惯性地选择私有云,在私有云领域探索较早,积累的经验也较多。因此,在继续推进相关项目时,也多顺势选择私有云。
一、牢固掌握基本概念和基本规律
好多同学有这样一个困惑:书上的基本概念、基本规律我都知道,可做题为什么还总是出错?其实,基本概念、规律仅仅停留在背诵上是没有任何意义的,要知道任何概念和规律都不是孤立的,要知道它提出的背景、要了解它与其它问题的联系。对于一个基本概念,要问一下自己:为什么要引入这概念?是如何引入的?如何定义?公式、单位与相关量的关系怎样?……对于一个基本规律,也应该清楚:为什么要引进这个规律?规律成立的条件是什么?规律内容怎样(包括文字、公式、图像)?能解决怎样的问题,如何来验证它?……只有对物理概念、规律从宏观的、立体的角度来把握,才可以做到真正地学懂、会用。例如,对电场强度这个基本概念,可做如下把握:它是为了描述电场的力的性质而引入的物理量。其定义式是E=F/q,但E是描述电场本身性质的物理量,其大小与F、q均无关(只是可以借助q在电场中的受力情况来探知),点电荷电场的量度式E=KQ/r2恰好证明了这一点。场强E可以表示电场的强弱和方向,用电场线可以形象地表示出来。与E相关的量是电势U,然而电场强度为零的地方电势不一定为零,电势为零的地方场强也不一定为零。把公式变形为F=qE之后,可以用来计算电荷在电场中的受力大小和方向,从而分析电场中的力学问题。
二、注重知识形成过程,不要死记硬背
由于“惯性”许多同学学习物理依然习惯于小学初中的学习方法和习惯,只洼重知识的记忆,重结果轻过程。在这种思想的支配下,他们花大量时间背概念、规律、公式。显然,这样的同学对学习物理缺乏全面认识,是一种“可怜”的舍本逐末的学习方法。实际上,每一学科都有各自的特点。物理即知物明理,理从物来。“理”如何从物中来的,这才是同学们最应关注的。也就是要注重知识的形成过程。如,要掌握一个概念,必须弄清,为什么要引入这个概念,引入这个概念老师提供了哪些丰富、生动的典型材料?又怎样从这些材料中抽象出事物本质属性、归纳概括出客观规律,进行定义的?其物理意义是什么?又与哪些概念有区别和联系?容易出现哪些错误?实际中哪些地方用到这一概念?这一切要在老师的引导下,通过观察、分析、思考、讨论、形成概念,总结出规律。从中获取知识,了解结论的来龙去脉,了解结论成立的条件和特点。
三、注重知识的联系,解好新题型
1、图像与知识的联系。物理中的运动学、振动和波以及热学是运用图像最多的地方,但在综合考试中图像所涉及的问题已经超出了这些部分,它不仅要求考生会解答已画好的图像问题,有时还需要考生利用图像解决物理问题(比如实验的数据处理),所以同学们要重视这个问题,尽快学会解决方法。其实图像问题并不神秘,先要看清横纵坐标各表示什么物理量,这些物理量在题目所涉及的物理过程中存在什么样的关系,写出关系式,然后再对比图像上所反映的关系,解决问题。在解答计算题时也可利用图像,比如涉及物体运动的题目,可画V-t图,因为V-t图线的斜率表示物体的加速度,图线与时间轴所围面积表示物体的位移,解决问题时,画出V-t图线既直观,又能反映全过程,有时还使解题过程变得简捷。
2、运用新、旧知识的联系,解好信息题。综合考试中有一类这样的题目,在题目中介绍给考生没有学过的概念或规律,要求考生当场学习并简单应用。这类题目一是考查学生的理解能力,二是考查考生将新旧知识结合在一起运用的能力,其实主要考查灵活运用课本知识的能力。因此,其难点在于对基本知识的理解和应用。
四、做好“题后反思”和“章后回顾”
做题的目的是为了巩固对物理知识的理解,提高对物理规律的运用能力,盲目的多做题是不会有太大的收获的,要处理好低头拉车与抬头看路的关系。当你吃力地做完一道题后,一定不要放过进一步提高自己能力的好机会,要重新体会物理场景、再次对过程进行快速的分析,看看是通过哪几个关键的环节解出了这道题,发现自己在哪些方面还有欠缺……,经过题后反思,要达到能够“线索清晰、思维流畅”地迅速求解,这样,下次再遇到同类题目,便可迅速地抓住要害,少走弯路。这一工作可能只需你几分钟的时间,但是却是相当的宝贵。
中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)31-7235-02
近年来,计算机网络技术快速发展,云计算作为一种新兴的应用领域,受到了人们的广泛关注,在多个领域中迅速流行和推广。基于云计算机的安全数据存储结构可以安全的分析、共享、广利和存储大量的复杂数据,不仅可以拓展容量,其管理成本和设备投入也较低,是未来计算机存储系统的重要发展趋势。
1 基于云计算的数据存储结构概述
1.1 云计算的基本概念
云计算是由网络计算、并行处理和分布式处理发展起来的,是一种重要的分布式计算技术,云计算的基本概念是利用计算机网络将复杂的计算程序分解成若干个独立的子程序,将这些子程序交给运算系统的多层服务器来处理,处理完成后将计算结构回传给计算机网络用户。
云计算是一种对分布式数据库、网格计算、并行处理以及分布式处理的改进计算方式,可以有效地解决复杂数据的网络计算,并且为多种计算机资源提供公用的可计量的计算,是虚拟化技术和宽带技术的一种重要发展成果。云计算可以为我们的生活、工作和学习提供多样化的服务,如MSP(管理服务)、PaaS(平台即服务)以及SaaS(软件即服务)等[1],这些服务可以帮助计算机网络用户节约系统维护成本,专注于应用系统开发,省去了很多繁琐的细节过程。
1.2 云计算的数据存储结构
1) 存储层:存储层是云计算数据存储结构最基础的层次,主要由多种网络设备和存储设备组成,在存储层还有一个最主要的存储管理系统,其主要职能就是对各种硬件设备的维护升级、状态监控以及集中管理等。
2) 管理层:管理层是云计算数据存储结构的核心部分,同时也是最复杂繁琐的部分。管理层主要采用了成熟的分布式存储系统和集群管理技术,不仅具有良好的可拓展性,还可以复杂云存储系统的容灾、备份以及数据加密等任务[2],极大地满足了用户的对数据存储性能和可用性的需求。
3) 接口层:接口层是云计算数据存储结构开发和应用云储存资源最重要的部分,云计算的数据存储供应商可以通过接口层为计算机网络用户设置统一的编程和协议接口,便于用户自主开发应用程序。
4) 访问层:云计算数据存储结构的访问层是应用程序的系统入口,计算机网络用户可以通过这个入口登陆云计算数据存储系统,共享系统的数据资源。
2 基于云计算的数据存储安全技术
2.1 数据加密技术
当前,云存储系统服务商除了提供即服务(SaaS)之外,其保护私密数据的能力非常有限,因此计算机网络用户自身要注意对数据进行加密,为了确保云存储数据的完整性和机密性,无论是个人用户还是企业用户都要提高数据安全意识,使用数据加密技术,加强密钥管理[3],提高云储存数据的安全性和利用率。
2.2 数据隔离技术
由于基于云计算的数据存储结构会将用户的数据随意摆放,很多用户的数据可能会共同存储在一个虚拟服务器上,因此用户要注意使用数据隔离技术将自己的数据和其他用户的数据隔离开来,提高云计算数据存储的安全性。
2.3 访问权限控制
计算机网络用户将数据上传到云计算数据存储系统后,访问数据的优先权由计算机网络用户转移给云计算提供商,因此用户要限制云储存服务商的访问自己数据的权限,在上传数据之前,将自己设置为访问该数据的最优先级,掌握访问该数据的权限,确保云储存系统的数据安全。
3 结束语
如今的信息化网路时代,基于云计算的数据存储结构是未来存储系统重要的发展趋势,如果有效地利用云计算的数据存储结构、如果确保云计算的数据存储安全、如何提高云计算数据存储结构的运行效率等问题逐渐成为人们关注的焦点,随着云存储系统的快速发展和广泛应用,我们相信这些问题会逐渐被解决,同时也推动基于云计算的数据存储结构的不断改善和改进。
参考文献:
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)15-0086-02
一、大类招生背景及《概率论与数理统计》课程教改的需求
目前很多原因迫使我国高校公共数学课程进行教学改革,其中我国高校相继开始实行了大类招生是非常重要的原因,这种从细分专业招生到大类招生的变化是迫使各高校必须进行公共课程教学改革的内在动力之一,其次大学课程面向实际、面向应用的定位也成为促进大学课程教学改革的深化实际动力,再次高中新课标也从下向上推动了大学数学公共课程的教学改革,当然这种改革是相互的[1]。《概率论与数理统计》是大学重要的三大数学课程之一,因此高校《概率论与数理统计》课程改革的深化也随之全面展开,不同的高校都进行了相关的探索[2,3],有的院校还建议对《概率论与数理统计》课程实行双语教学[3,4]。在大类招生的条件下,如何使《概率论与数理统计》课程的教学适应这种变化,激发同学们的学习兴趣,体现出宽口径、强基础、重应用的新要求,这是我们深入研究《概率论与数理统计》课程教学改革的主要动力。而在改革中,既要突出相近专业的共同需求,也要体现工科大类与经济管理大类专业的差异需求,又要进一步考虑该课程教学的改革必须满足大多数同学掌握《概率论与数理统计》知识的需求,还要考虑到部分优秀同学继续升学深造的需求。
二、基于教改需求《的概率论与数理统计》课程教改内容的基本分析
以上需求明确了《概率论与数理统计》进行教学内容改革的方向[5],要做到教学内容上的及时更新,更加注重教学内容与新应用的结合;注重知识的连贯性,比如在高中概率初步知识的基础上引入概率的各种定义,重点突出古典定义、几何定义;在清楚把握随机事件的基本原理基础上,指出引入随机变量的必要性,掌握一维随机变量与二维随机变量之间的联系与区别,使同学们理解二维(或多维随机变量)随机向量不是一维随机变量简单的罗列,更重要的在于研究随机变量间的关系;从简单概念入手先理解离散型随机变量的概念与公式,进一步引出相应的连续随机变量的概念与公式;随机变量的数字特征是大类招生背景下的《概率论与数理统计》课程的重点内容之一,无论工科大类还是经济大类都有各自的应用背景,可以通过这部分内容深挖案例教学,在基本的教学内容中激发学生的兴趣学习;大数定律和中心极限定理是连接概率论与数理统计的桥梁,是进行数理统计中参数估计等内容的基础,比如通过相应案例的教学使经济管理大类的学生学会借助大数定律和中心极限定理理解保险产品定价的科学性和合理性,工科大类的学生就要注重学会借助大数定律和中心极限定理理解如何通过计算编程进行定积分计算,通过模拟的精度理解频率和概率之间的关系;统计量的分布理论是进一步掌握基本的参数估计和假设检验的前提,统计量的三大统计分布――χ2分布、t分布、F分布中χ2分布尤其重要,χ2分布是理解t分布和F分布的基础,因此要通过不同的角度、不同的案例深入分析;参数估计和假设检验是做好实际工作的有力工具,让同学们理解借助抽样调查我们可以实施监控产品的质量、资金的运作、人员的管理等,实现工作效率的提高,案例教学和基本教学内容的相互渗透使同学们能够通过实际的案例理解更抽象的概念,从而对概率论和数理统计这个处理随机现象最有力的工具有更深入的理解和把握。大类招生下数学统计类专业除了注重以上基本内容外还要注意理论内容的研究,比如“概率”的概念除了在理解概率的统计定义、古典定义和几何定义的基础之上还要加深概率的公理化定义的理解,从数学的角度去把握理解每一个基本概念和原理,数学统计大类除了和工科大类、经济管理大类学习相同的内容外,还要研究方差分析和线性回归分析的基本内容、基本理论,让学生理解线性回归分析的适用基本条件,学会运用基本的统计软件或数学软件(比如spss或matlab)解决回归系数的求解、模型的解释效果等,从过去数学统计类教学中重概率论的理论教学、轻数理统计的教学,转变为既重视概率论的理论研究又注重数理统计的应用内容,同时引入相关的软件去分析模拟相关的结论,比如用计算机编程的方法模拟计算圆周率π的大小,通过计算精度的变化使学生理解概率的统计定义和几何定义的关系,进一步理解概率的基本概念。大类招生下还要满足优秀学生考研学习的需求,条件许可的情况下可开设提高班,从理论上和内容上进行扩展,为将来进一步搞好科学研究打下良好的基础,这部分教学既要突出理论知识的重要性,还要突出学习兴趣的广泛性,通过激发兴趣克服理论学习的困难。
三、《概率论与数理统计》课程教改需要的教学方法、教学手段满足的层次分析
教学方法上也要突出《概率论与数理统计》课程的创新特点,这种创新不仅体现在内容上,还要结合软件使教学内容更具有启发性,激发同学们的学习兴趣。同时,这种创新要满足双层次的发展需求,首先,在新条件下第一层次是满足不同大类的共同的基本需求,第二层次是满足不同大类方向上的不同需求,再次是更深层次上的进一步升学深造的需求。这就要求在教学内容上引进创新的案例教学,讲清楚第一层次上的基本概念、基本知识,注重第二层次上的不同大类间的需求,举出能结合专业应用的案例教学,第三层次是基本概念、基本原理的扩展教学,满足升学提高的需求。教学手段上,结合新的软件进行多媒体使《概率论与数理统计》教学更加生动,变抽象的想象为有趣的形象表达,比如结合软件作图解释事件的随机性,在小班教学中还可以适当引入讨论式教学,在教师的引导下通过对某一具体问题的讨论引导学生掌握基本知识和基本概念,体现不同层次上教学手段的不同。教学手段在课堂练习的处理上,可以分工科大类、经济管理大类、数学统计大类,设计出不同层次教学内容上的相关填空题、选择题及计算题,及时巩固所学内容,使学生做到活学活用、全面理解,激发学生对《概率论与数理统计》课程的兴趣学习。网络教学、幕客的引进也是同学们学习该课程的有力工具,从国外高校的教学来看,我们没有理由忽视网络教学的重要性,如何恰当地引进网络教学是值得教学改革关注的一个地方。网络教学不能仅仅满足于网上听课,教学实践中还应结合手机APP软件进行课程开发,实现分大类、分层次的教学辅助内容的网络化,使同学们实现随时随地学习《概率论与数理统计》课程的需求。我们对两类班级的教学效果进行了对米,一类是利用邮箱管理课堂练习的班级,一类则是没有实行该措施的班级,从对比结果来看,实行该措施的班级教学效果非常显著,同时,这种方法符合学生随时随地学习的特点,具有较高推广的价值。考试手段的改革也是整体教改的一个重要环节,重基础就要重视平时的教、学、练几个环节,不再仅仅依赖最后的期末考试去评定教学效果的好坏,实行分阶段、分层次的网络测验成绩与期末考试成绩相结合,使同学们在每一个教学环节中都能有较高的学习兴趣,实现对概率论与数理统计知识真正的理解。所有这些都表明,《概率论与数理统计》课程在原来教学研究的基础之上,必须进行更深层次的教学改革,以满足大类招生的教学需求。在满足不同层次的教学需求的同时,又满足了解决难点、突出重点的教学理念,适合宽口径、严基础的大类招生需求,教学内容的扩展上可以参看盛骤等编写的《概率论与数理统计》及刘喜波等编写的《概率论与数理统计》中的主要内容,进行进一步深入研究[6,7]。
四、结论
综上所述,在大类招生的背景下,《概率论与数理统计》课程教学改革的任务迫在眉睫,我们突出分析了《概率论与数理统计》课程教学内容分三个大类――工科大类、经济管理大类和数学统计大类教改的重点,分析表明《概率论与数理统计》课程中第一层次基本概念、基本方法教学是进一步学习的基础,是教与学的重点领域,过难的概念、定理要分解,让学生学会从不同角度、侧面去理解,设计好完备的教学内容,利用现代化及网络化的教学手段去实现;适合不同大类的案例教学是教学改革的亮点,结合不同的实际案例让学生理解概率论与数理统计的基本知识如何在实际中应用;三个不同层次强调了大类招生教学的需求及解决方法;最后分析了教学手段、网络教学及考试考核方法在实际教学中的进行改革的必要性。当然我们仅仅作出一些探讨式的研究,我们相信会对大类招生下《概率论与数理统计》教学改革有所帮助,抛砖引玉会引出更多更好的研究,进一步有利于《概率论与数理统计》的教学。
参考文献:
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[2]王庚.《概率论与数理统计》课程的一种新教改模式[J].南京财经大学学报,2009,(02):102-105.
[3]张民悦,黎锁平,杨胜良.工科《概率论与数理统计》课程的教改研究[J].教育教学论坛,2013,(26):21-23.
[4]黄建华,李建平,冯良贵,易东云.大学数学公共基础课双语“1+1”教学模式研究与实践[J].湖南工业大学学报,2010,(01):86-89.
中图分类号:G633.6 文献标识码:B 文章编号:1672-1578(2016)05-0155-02
1.及时掌握基本概念,灵活运用
高中数学有很多基本概念,是要求学生灵活运用的,课堂是学生接收知识的主要阵地,是学生消化知识的重要场合,所以,如何达到高效课堂,学生学好一堂课是每个教师应该重点思考的命题,每上一堂课,教师应该找出最简单有效的方式进行教学,力保每个学生都能及时吸收消化,高中数学有很多基本概念需要学生去理解掌握,在教学中,我会用学生容易接受的方式进行教学,例如:在讲解三角形一知识点时,我会用让学生理解它的变形公式,即===2R,其中R是三角外接圆径,我们通过这个基本公式,便可以推算出很多变形公式,① a:b:c=sinA:sinB:sinC,②a=2R sinA, b=2R sinB, c=2R sinC,③sinA=, sinB=,sinC=。我在每次讲解完基本概念之后,我便会及时举出例题,让学生进行灵活运用,这样才能将所学的基本知识点进行灵活运用的,同时也是可以加深印象的,对于知识点能及时消化,这样的教学才是有效率的。例题1:在ABC中,a=15,b=10,A=60°,则cosB=( )。对于这道题,我们首先要清楚正弦定理的基本公式及正弦定理的变形,即===2R,其中R是三角外接圆径,解析这一题目,可以得出0°
2.冷静分析重难点,逐一攻破
高中数学之所以不同于其他科目,在于它的重难点比较多,所以很多学生在学习的时候感觉到力不从心,但是,高中数学的题目的考察也会有规律可寻的,部分知识点虽然很困难,但是只要你冷静分析 ,你会发现它也是由很多基础知识点进行涵盖的,考察了学生的综合分析问题的能力,成绩中等偏下的学生,普遍现象是学生看到题干那样长就直接放弃,这是很不好的现象,这样从心里便是抗拒的,其实,这些学生是有基础的,能够很好地完成第一个小问题的,但是这种害怕的心理状态严重阻碍了学生敢于动脑的行为,使得这些综合大题是学生永远的绊脚石,为此,面对高考的现实情况,我需要重拾学生的信心,让学生看到这种类型的题目不再第一眼就否定自己所有的可能,而是愿意花时间进行冷静地进行思考,这便是教学的目的,高考例题中"直线、圆的位置关系"是必考题,它总是会以各种各样的方式出现,直线和圆的知识综合考察需要学生能有独立思考分析问题的能力,例如1:若圆x2+y2-2mx+m2-4=0与圆x2+y2+2x-4my+4m2-8=0相切,则实数m的取值集合是?解析:圆(x-m)2+y2=4的圆心为O1(m,0),半径r1=2,圆(x+1)2+(y-2m)2=9的圆心为O2(-1,2m),半径r2=3,且两圆相切,|O1O2|= r1+ r2或|O1O2|= r2- r1,(m+1)2+(2m)2=5或(m+1)2+(2m)2=1,解得m=-或m=2,或m=0或m=-, 实数m的取值集合是{-}。通过这道题目,我们可以看出,考察的也会基本知识点的综合理解能力,对于学生来说,只要保持良好的心态,冷静的头脑,逐一进行分析,问题便会迎刃而解。每个重难点都有突破点,在题干中都有相对应的提示,所以,克服自己的恐惧是很有必要的,将所学的知识灵活运用,我相信面对这些重难点也是有很多方法进行解决的。
3.易错题及时更正,找出易错点
高中数学的教学是个细致的教学过程,需要学生进行很多的练习的,在练习中肯定是会经常出现错误的,需要学生自己去发现自己的错误,对于每次大型的考试,我都会让学生花上一段时间总结下自己的错误题目,到底是什么原因出现错误的,普遍情况反映如下:①解题中出现了模糊的概念,解题容易弄混,在计算过程中出现错误。②不理解题干的意思,不知道题目的考察点是什么。③题目太难,不愿意去思考,瞎蒙的。对于学生反映的情况,我大致了解到了基本情况,针对学生的情况我这边及时作出相对应的科学方法改变这些情况,据分析,其中易错题占了90%的比重,也就是学生反映的模糊概念,所以,在教学中,我会着重分析知识点之间的区别,例如考题中出现函数的奇偶性时,出现了模糊概念,我们需要牢牢把握,函数的奇偶定义,当 f(-x)=f (x),那么函数f(x)就叫做偶函数,当f(-x)=-f(x),那么函数f(x)就叫做奇函数。所以,在解题中,根据这个结论进行审题,便不会出错的,函数是个经常考察的题目,是学生容易出现失分的地方,所以学生一定要注意易错点,及时总结更正,避免同一错误多次发生。我一般让学生准备一个易错题本,把平时容易出现错误的题目进行归总,让学生自己去及时总结发现,不理解的地方及时咨询学生或者老师,直到弄懂为止,做学问,不能弄虚作假,要踏踏实实的一步一个脚印。高中数学的教学,需要学生和老师一起鼓起勇气和信心,学好每一个章节。
作者:赵宏等
一、大学计算机课程现状
大学计算机课程是指在大学中为非计算机专业学生开设的,以计算机相关基础知识为主要内容,使大学生具备使用计算机解决专业和生活问题基本能力的一系列通识基础课程。
1.大学计算机课程目前面临危机
虽然大学计算机课程的重要性得认可,但目前的种种现象表明,我国传统的大学计算机课程教学已陷入了危机之中。在各高校的大学计算机课程中,无论是重点高校还是普通高校,如下现象普遍存在:
(1)学校方面。一些高校的教学主管部门直接质疑设置大学计算机基础课程的必要性。很多学校都已经缩减了大学计算机基础课程的学时和学分,有的学校只保留了程序设计类课程,或者将“大学计算机基础”课程从必修改为选修,个别院校甚至取消了计算机基础课程。
(2)学院方面。专业学院对大学计算机教学效果不满意,认为对专业的学习和研究帮助不大。对于将计算机基础知识与专业知识相结合的大学计算机课程教学改革,也没有表现出积极配合的态度和意愿。在制订教学计划时,往往倾向于取消大学计算机课程。
(3)教师方面。在很多大学中,大学计算机课程事实上已沦为鸡肋,没有专门从事大学计算机课程教学的老师,临时安排计算机专业教师或研究生来完成教学任务。由于许多学校基础课教学改革任务繁重,但成果与职称评定条件不挂钩,导致大学计算机课程的教师不愿意投入更多的时间和精力。
(4)学生方面。大学生普遍对大学计算机课程不感兴趣,逃课率相对较高。有些学生就直接质疑大学计算机课程的必要性,教师经常被问到的问题就是“我是XX专业的学生,为什么要学习编程?”各种问卷调查也表明,学生认为计算机对学业和生活很重要,但大学计算机课程则不是他们想要的。
2.危机的主要原因分析
大学计算机重要的基础课地位与我国目前大学计算机课程教学危机现状之间的矛盾,已经摆在教育工作者面前。如何解决这一矛盾,是需要长期深入研究和探讨的问题。
分析造成大学计算机危机的主要原因,可以归结为以下三点:
(1)无论是国家层面、教育界还是各高校、各专业学院,对大学计算机课程的重要性认识不足,对计算对各学科发展的促进作用还缺乏明确、统一的认识。因此,大学计算机在根本上没有得到应有的重视和投入,其改革也没有真正全面深入地开展。大学计算机课程更像是公共计算机基础课教师的“自娱自乐”,由于得不到在人力、财力以及成果认定上的有力支持,教师不愿意投入更多精力,在教学内容、教学方法上不可能有根本性的改变。
(2)大学计算机是培养非计算机专业学生具备应用计算手段进行学科研究和创新的能力的系列课程。但目前,在“大学计算机”与“专业计算机”的关系和区别方面也缺乏明确的理解,从而导致目前大学计算机课程知识体系和课程体系的不合理,大学计算机课程逐渐演变成计算机学科知识体系的一个“浓缩版”。由于学时的限制,计算机学科的一门专业课,在大学计算机课程中,只能作为一章来介绍,浅尝辄止。导致教师无法讲明白,学生听不懂。这也是学生不感兴趣、老师不愿意教的主要原因。
(3)在“什么是大学计算机”这个问题上还没有形成共识。计算机中的基本概念和方法是什么?如何将计算机的基本概念和方法与专业课进行有机的结合,培养学生充分利用计算机及相关技术,去理解问题、抽象问题和解决问题的能力和素质?“计算思维”能力的培养如何落实到日常的教学中?这些问题一直没有得到很好的回答。因此,目前的大学计算机课程教学在一定程度上已经演变成教一些空洞抽象的理论、编程训练或者是几个工具软件的使用。这种训练仅仅使学生临时记住几个名词、暂时掌握一门可能永远不再使用的高级语言或几个软件工具。
在大学计算机基础课地位和内涵快速提升的新形势下,改革大学计算机课程教学使其适应计算机科学技术发展,满足各专业掌握相关信息技术和大学生日常工作生活的需求,是历史赋予大学计算机课程的使命。
二、“计算思维”理念下的大学计算机课程教学改革
“计算思维”理念的提出及其对国外计算机基础教学带来的变化,为我国陷入危机之中的大学计算机课程教学带来了曙光。
1.改革历程
在我国,计算思维的重要性也已引起了科学家和教育界的高度重视,教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会也认识到了计算思维能力的重要性。在“计算思维”理念下,我国也开始了大学计算机课程教学改革的进程。
从2008年开始,当时的教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会在陈国良院士的带领下,组织了将近20场各种类型的专题研讨,从计算思维的基本概念出发,就哲学层面、科学层面以及教学层面的表达形式进行了深入的讨论,逐步实现计算思维从哲学的表达体系向教学表达体系的过渡,以提高国内计算思维领域的科学研究和计算机教育的水平[1]。
2010年7月,北京大学、清华大学、西安交通大学等9所“985工程”高校在西安召开了首届“九校联盟(C9)计算机基础课程研讨会”,了《九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明》,正式拉开了我国大学计算机课程改革的序幕。该声明明确了要旗帜鲜明地把“计算思维能力的培养”作为计算机基础教学的核心任务[2,3]。
2012年8月,教育部高教司设立以计算思维为切入点的大学计算机课程改革项目[4,5]。该项目通过3项“大学计算机课程系统性规划研究项目”和19项“大学计算机系列课程及教材建设项目”的研究和建设,进一步提高计算思维在大学计算机基础课程教学中的教学理论水平和实践水平。
2013年4月,包括北京大学、清华大学、厦门大学等43所院校在厦门召开研讨会,并达成“大学计算机研讨43院校厦门会议共识”。该共识旗帜鲜明地提出了“建设大学计算机体系”、“进一步确立大学计算机基础课程的基础地位”和“在坚持面向应用的过程中培养计算思维”等大学计算机课程改革方向。
2013年5月,教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会了旨在大力推进以计算思维为切入点的《计算思维教学改革宣言》。宣言明确了“科学思维能力的培养是教育的最重要和最基本的目标之一”,“通过以计算思维为切入点的计算机课程改革,大胆扬弃现有的教学观念和方法,建设适应时代要求的新的教学体系”以及“在这项改革中,我们面临的最大挑战就是构建培养计算思维能力的教学体系”等问题。
2013年7月,在第二届“计算思维与大学计算机课程教学改革研讨会”上[6],来自全国各高校的360余名教师参加了此次研讨会。会上进行了成果分享,同时,陈国良院士等众多与会代表在大会上也表达了“计算思维是潜移默化地培养,不应该为计算思维而计算思维”等观点。
2.标志性成果
在计算思维理念下,我国大学计算机相关课程的改革取得了一系列的标志性成果。
2011年,陈国良院士等认为大学第一门计算机基础课程是计算思维培养的一个关键[7],初步构建了以计算思维为核心的“计算思维导论”课程,并给出了该课程任务、基本要求,教学内容和教学方法。2012年,陈国良、王志强等出版了《计算思维导论》教材[8],并在深圳大学开设了“计算思维导论”课程。唐培和也出版了《计算思维导论》教材[9]。
2012年,李晓明教授在全国多个高校开设了“网络、群体与市场”课程[10],并于2013年开始开设了相应的MOOC课程[11]。该课程从交叉学科的角度出发,综合运用经济学、社会学、计算与信息科学以及应用数学的有关概念与方法,研究网络行为原理及其效应机制。课程讲解了一些社会学和经济学的经典问题实例是如何转变为计算机可以解决的形式,完全脱离了传统的计算机教材里面对系统讲述计算机专业知识的讲授路线。该课程是培养计算思维的一个有益的尝试。
2013年2月,战德臣教授等通过构建计算思维教育空间——计算之树[12],从计算技术与计算系统的发展角度阐述了“核心”的计算思维,给出了大学计算机所面对的知识空间,进而通过分析非计算机专业学生未来对计算思维能力的需求,给出了大学计算机课程教学的一个内容体系方案。
2013年4月的厦门会议上,桂林电子科技大学的董荣胜教授做了“计算思维的表述体系(草案)”的报告;2013年7月,陈国良、何钦铭等在第二届“计算思维与大学计算机课程教学改革研讨会”上,公布了《计算思维教学改革白皮书(征求意见稿)》(以下简称白皮书)[13]。他们构建了具有8类基本计算原理(计算、抽象、自动化、设计、通信、协作、记忆和评估)的计算思维的表述体系。
同时,白皮书也将这8类基本计算原理的关注点及涉及的核心概念进行了梳理,如下表所示。
该计算思维表述体系参考了CC1991的12个核心概念和周以真的计算思维的基本概念,借鉴了Denning在“伟大的计算原理”的分类方法。其创新点在于:(1)白皮书在Denning的7类计算原理基础上增加了“抽象”,更好地描述了计算思维的本质;(2)Denning的7大计算原理是并列关系,白皮书将8大计算原理划分为3类,更好地描述了各原理的抽象层次和相互关系。
白皮书还以理工科计算机基础教学知识体系为研究对象,构建了4×3的知识体系结构。
还有一些在计算思维理论、计算机方法论、深化大学计算机课程改革具体方案等方面进行的研究和尝试[14-20],在此不一一阐述。
三、讨论
“计算思维”是一种以抽象、算法和规模为特征的解决问题之思维方式,是信息时代和知识经济所需要的思维[21]。现代社会通过“计算思维”来促进自然科学、工程技术及社会各领域产生革命性的成果。因此,培养大学生计算思维的大学计算机课程的基础课地位不容忽视和动摇。
针对我国大学计算机课程处于危机的现状,我国已经开展了3年多的以“计算思维能力培养”作为计算机基础教学核心任务的大学计算机课程教学改革,作为培养大学生“计算思维”的大学计算机课程的基础性地位得到了共识,也涌现出了一些研究成果。2012年以来,在教育部高教司设立以计算思维为切入点的大学计算机课程改革项目的推动下,新一轮“计算思维”理念下的大学计算机课程改革取得了阶段性的成果,对大学计算机进一步深化改革具有理论上的指导意义。
但总体来说,目前我国在大学计算机课程中培养“计算思维”的改革仍处于摸索阶段。在内容和方法上的突破性改革成果还不明显,还没有形成一套或几套科学的、得到普遍认可的、操作性强的大学计算机课程体系,更缺少将计算思维能力培养与学科专业发展紧密融合的研究成果,真正全方位进行大学计算机课程深化改革的高校数量较少。
最为重要的是,大学计算机课程改革还没有得到国家层面的有力支持。例如2012年设立的大学计算机课程改革项目,一个项目几万元的经费是由高校和合作出版社共同承担,这与美国CPATH计划几千万美元的投入相去甚远。
1.回归教材,注重基础
学科的主干知识是重点考查的内容,复习教学中围绕着物质组成、结构、性质、电解质溶液、元素周期表的结构及元素周期律、氧化还原反应、元素知识、基本实验、有机化学知识和计算等主干知识进行。尤其是基本概念、基本理论,是形成能力的载体,也是考查的重点,所以更要当作重中之重。对概念和理论的学习,要通过关键字词的分析、挖掘,准确把握其内涵和外延,注意在实际应用中深化对概念和理论的理解,提高正确运用基本概念和基本理论的能力。
2.注重专题复习,构建知识网络,注重学生综合素质的培养
通过化学学科的学习,能有效地解决日常生活中所遇到的与化学相关的问题,知道如何获取信息,并且在需要时能进行科学的决策。在复习教学中,注意引导学生关心自然、社会、科技以及生产、生活中的化学问题,了解化学学科研究的最新成果,帮助学生学会运用已有知识对现实问题进行初步研究,注重培养他们的创新精神和运用所学知识综合解决实际问题的能力。
3.加强规范训练,注重学生的心理素质培养
从今年理综化学卷常见错误及原因分析看,书写不规范丢分较为突出。有些题计算量不大,数据也能很好地处理,可学生有畏惧感,因而不少学生表现出了不自信,想放弃又不愿放弃,若能淡定放下这一问,后面的几问是不需要计算就能作答的。
4.注意热点题型的训练
二、2013年高考理综化学学科命题思路及题型预测
1.总体预测
预计2013年化学高考试即将继续保持较高的稳定性与连续性。
(1)由于2011年湖南、辽宁、陕西、黑龙江、吉林、宁夏、河南、江西、山西、河北、内蒙古、湖北、云南等均采用新课标全国卷,2012年也是一样,很多省份都采用新课标全国卷,这些省份的使用决定了2013年全国理综试题的难度不会有很大变化。
(2)题型比较固定,选择题7道,必答题3道。
2.选择题预测
(1)可能有两道有机题,分别考查有机物结构(重点围绕同分异构体、同系物)和性质(烷烃的取代、烯烃的加成、芳香烃的取代、醇的催化氧化、消去、酯化等常见有机物的性质为考查主线)。
(2)可能有一道计算选择题,其中一道有关物质的量方面的计算,另一道将围绕中学化学常见计算进行设计,估计不会设计技巧性很高的计算,但是一定能够体现化学基本素养。
(3)实验题(有关物质制备、性质、分离等基本操作)
(4)离子方程式正误判断或离子(分子)共存题型可能会出现,应注意限定的条件。
(5)电解质溶液(pH计算、Ksp计算、盐类水解、离子浓度大小关系、电离平衡的应用、中和滴定等)。
(6)热化学方程式、盖斯定律、电化学(可能为可充电电池、燃料电池等一些新型电池)。
(7)化学平衡、化学反应速率与图象相结合的题或化学平衡常数应用类的题目。
(8)有关元素化合物之间的转化、STSE、元素周期律、元素周期表、核素粒子间关系、氧化还原等也可能出现相应的题型。
3.必考非选择题预测
(1)题型主要以实验题、无机推断题、化学反应原理题为主。
(2)2010年新课标全国卷考查探究性实验的力度不够大,受到一些教师批评,2011年高考在探究性实验上做文章,2013年实验考查力度肯定要增大。
(3)无机推断题型变化,其他地区的高考题中无机推断已经被流程题所代替,2011年新课标全国卷图表推断已向这一趋势过渡,2013年无机推断题的考查已是大势所趋。
(4)2010年、2011年新课标全国卷中将元素与化学反应原理结合,将化学实验与反应原理结合,所以2013年可能增加对能力和综合性的考查,化学原理综合题是新课程主流题型。
1.问题的提出
在天津大学编写的《无机化学》教材中,对于分子轨道理论(The Molecular Orbital Method)的基本概念做了如下描述:在分子中任何电子可看成在其所有核和其余电子所构成的势场运动,描述分子中单个电子运动状态的波函数被称为分子轨道;分子轨道可由原子轨道线性组合而成;n个原子轨道线形组合成n个分子轨道;每一分子轨道有一相应能量,分子的总能量等于被电子占据的分子轨道能量的总和;分子轨道同原子轨道一样,容纳电子时也遵循能量最低原理,Pauli原理,Hund规则。该教材将原子轨道组合成分子轨道用图1来描述,该描述中用“+”和“-”表示不同组合方式,分别形成成键轨道和反键轨道。对于这种描述,学生往往不能理解,会提出各种各样的问题。其实,“组合”这个词在这里解释为“原子轨道的叠加”,其中有一半分子轨道分别由正负符号相同的两个原子轨道叠加而成,两核间电子的概率密度增大,其能量较原来的原子轨道能量低,有利于成键,称为成键分子轨道(bonding molecular orbital),如σ、π轨道。另一半分子轨道分别由正负符号不同的两个原子轨道叠加而成,两核间电子的概率密度很小,其能量较原来的原子轨道能量高,不利于成键,被称为反键分子轨道(antibonding molecular orbital),如σ*、π*轨道。把能量等于原子轨道能量的分子轨道称为非键分子轨道(non-bonding molecular orbital)。
2.案例教学
2.1成键轨道、反键轨道和非键轨道
为了对分子轨道理论的基本概念有更好的理解,在课堂教学中通过举例[1]阐述一些基本概念。
烯丙基正离子、自由基和负离子,其原子轨道通过不同的组合方式,所形成的成键轨道、反键轨道和非键轨道也不相同,可如图2表示。烯丙基正离子只在成键轨道上有成对电子,而烯丙基自由基在非键轨道上还有一个单电子,烯丙基负离子在非键轨道上还有成对电子。从图2可以看出,形成分子轨道后,其键能大小依次为:烯丙基正离子?烯丙基自由基?烯丙基负离子,也就是说这三者之中,烯丙基正离子能量最低,最活泼,最容易给出电子参与反应。将深奥的分子轨道理论用这种简单明了的示意图解释,同学们听了很容易理解,对其他类似问题也会用这种办法进行分析。
2.2最高占有分子轨道、最低未占有分子轨道和前线轨道
在分子轨道中,可能含有几个成键轨道,是不是都会参与成键呢?其实在分子轨道理论中还有一种前线轨道理论的概念。在电子占有的分子轨道中,能量最高的分子轨道叫做最高占有分子轨道最高占有分子轨道(Highest Occupied Molecular Orbital,HOMO);在电子未占有的分子轨道中,能量最低的分子轨道叫做最低未占有分子轨道(Lowest Unoccupied Molecular Orbital,LUMO)。把分子轨道中最高占有分子轨道和最低未占有分子轨道统称为前线轨道(Frontier Molecular Orbital)。处在前线轨道中的电子就像原子轨道中的价电子一样是化学反应中最活泼的电子,是化学反应的核心。换句话说,只有前线轨道才可能参与成键。
1,3-丁二烯分子中的四个p轨道线性组合成四个分子轨道,其能级分布和电子填充如图3所示。从图3可以看出,处于成键轨道中的HOMO轨道上的电子是最活泼的电子,容易给出电子,形成化学键。
为了更形象地展示前线轨道HOMO和LUMO,采用高斯(Gaussian)软件模拟计算了一种缓蚀剂分子――二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDTC)的分子结构,含有碳硫双键[2]。图4为DDTC的分子结构、HOMO和LUMO。从HOMO图上可以看出,电子云在碳硫双键上重叠,两个硫原子上的电子云密度最大,碳硫双键上硫原子最可能给出电子参与成键。通过量化计算将分子轨道中的活性位点直观地表现出来,同学们能实实在在地感受到分子轨道理论解释化学活性问题带来的便利性。
为了进一步直观显示DDTC在铜表面的吸附情况,采用SIESTA软件对其吸附过程进行模拟。图5为DDTC在铜表面的平衡吸附模型。从图5可以看出,DDTC在铜表面的吸附正是通过DDTC上的两个硫原子与铜原子成键完成的。因为硫原子上有未成键的孤电子对,而铜原子的d轨道上有空轨道,满足了形成配位键的基本条件,所以DDTC能牢固地吸附在铜表面。
咪唑啉分子是另一类非常有效的金属缓蚀剂。我们采用Materials Studio软件计算了2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉(UHCI)的HOMO和LUMO(图6),并模拟了在水溶液中其在铁表面的吸附模型(图7)。从HOMO图上可以看出,电子云在羧甲基上的重叠密度很大,羧基上的氧原子最可能给出电子参与成键。从图7可以看出,由于UHCI通过羧基上的氧原子牢固地吸附在铁表面,将水分子与铁表面隔开,从而保护铁免于腐蚀。
这两个例子通过分子轨道理论很好地解释了成键分子中的活性位点,以及如何与金属成键,直观、易懂,学生更容易理解。通过分子轨道理论的举例教学,不但将微观的分子结构立体地展现出来,而且很好地阐述了不同物质间的化学相互作用本质。这种教学方式有利于学生理解深奥难懂的概念及理论,从而提高学生的学习兴趣。
3.小结
通过举例教学,将分子轨道理论中一些比较抽象难懂的概念以示意图、模拟图的形式展示出来,有利于学生理解和掌握。这将在原子轨道理论、晶体结构等物质结构理论中进一步丰富举例教学的内容,提高学生学习兴趣。
参考文献: