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1 總體設(shè)計(jì)方案 本文由wWW. DyLw.NeT提供,第一 論 文 網(wǎng)專業(yè)寫(xiě)作教育教學(xué)論文和畢業(yè)論文以及服務(wù),歡迎光臨DyLW.neT
本設(shè)計(jì)采用CAN總線作為數(shù)據(jù)采集與系統(tǒng)控制的通信方式,以ATMEL公司生產(chǎn)的AT91SAM9263 ARM芯片為主控單元,結(jié)合A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)、故障診斷專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)某型火箭炮隨動(dòng)系統(tǒng)的故障檢測(cè)??傮w設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。
數(shù)據(jù)采集單元由信號(hào)調(diào)理模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊組成,其中信號(hào)調(diào)理模塊用于模擬信號(hào)的放大、濾波和提高電路負(fù)載能力,A/D轉(zhuǎn)換器完成模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換,ARM主控單元實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制與故障診斷,數(shù)據(jù)采集單元與ARM系統(tǒng)控制與故障診斷模塊之間以CAN 總線的方式進(jìn)行通信,工作人員通過(guò)操作觸摸屏顯示界面完成故障檢測(cè)。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2.1 數(shù)據(jù)采集單元
數(shù)據(jù)采集單元由信號(hào)調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換模塊組成,用于采集某型號(hào)火箭炮隨動(dòng)系統(tǒng)液壓泵、高平機(jī)等被測(cè)部件的液壓或氣壓的狀態(tài)信號(hào),其結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。
信號(hào)調(diào)理電路如圖3所示,采用OP27運(yùn)算放大器進(jìn)行設(shè)計(jì),它的作用是把傳感器輸入的信號(hào)進(jìn)行放大,同時(shí)利用其輸入阻抗高、輸出阻抗小的特點(diǎn)以滿足A/D轉(zhuǎn)換芯片對(duì)驅(qū)動(dòng)源阻抗的要求。
A/D轉(zhuǎn)換電路將經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理模塊調(diào)理后的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),文中選用TLC2543CN和STC89C52分別作為A/D采樣芯片和微控制器[3],其設(shè)計(jì)如圖4所示。TLC2543CN是TI公司生產(chǎn)的12位串行模/數(shù)轉(zhuǎn)換器,使用電容開(kāi)關(guān)逐次逼近技術(shù),12位分辨率,10 μs的轉(zhuǎn)換時(shí)間,11路模擬輸入,輸出數(shù)據(jù)長(zhǎng)度可通過(guò)編程調(diào)整[4]。A/D轉(zhuǎn)換模塊與51單片機(jī)之間以I2C總線的方式進(jìn)行通信,只需要一條串行數(shù)據(jù)線SDA(DATA_OUT)和一條串行時(shí)鐘線SCL(CLOCK),具有接口線少,控制方式簡(jiǎn)單,器件封裝形式小,通信速率較高等優(yōu)點(diǎn)?!〗?jīng)信號(hào)調(diào)理后的11路模擬量數(shù)據(jù)分別通過(guò)端口NO0?NO10進(jìn)入TLC2543CN進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,TLC2543CN通過(guò)[CS],DATA_INPUT,DATA_OUT,MEOC,I/O CLOCK這5個(gè)引腳與STC89C52單片機(jī)進(jìn)行通信。為了減小外界環(huán)境及器件本身引入的噪聲和擾動(dòng),提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,在這5個(gè)信號(hào)與單片機(jī)之間進(jìn)行光電耦合隔離處理。由于光信號(hào)的傳送不需要共地,所以可將光耦器件兩側(cè)的地加以隔離,達(dá)到提高系統(tǒng)信噪比的作用,光耦隔離器件選用Avago Technologies 生產(chǎn)的6N137,電路如圖5所示。需要注意的是,電路板中6N137兩端的電源不能共用,否則起不到隔離的作用。
2.2 CAN總線通信模塊
數(shù)據(jù)采集單元和ARM系統(tǒng)控制與故障診斷模塊之間以CAN總線的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信和控制。CAN總線具有可靠性高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、較強(qiáng)的抗電磁干擾能力、傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn),尤其適用于隨動(dòng)系統(tǒng)傳感器多、各檢測(cè)點(diǎn)信息交換頻繁和干擾源復(fù)雜的情況。CAN總線通信模塊的實(shí)現(xiàn)有2種解決方案[5]:一類是采用帶有片上CAN的微處理器,如Philips的80C591/592/598、Atmel的AT90CAN128/64/32等;另一類是采用獨(dú)立的CAN控制器,如Philips的SJA1000。考慮到應(yīng)用的靈活性,本文采用獨(dú)立的CAN控制器SJA1000。CAN總線通信模塊結(jié)構(gòu)框圖如圖6所示,選用STC89C52單片機(jī)作為CAN總線通信模塊的微控制器,CAN總線控制器和收發(fā)器分別選用Philips公司生產(chǎn)的SJA1000和PCA82C250[6]。CAN總線規(guī)范采用三層結(jié)構(gòu)模型,STC89C52單片機(jī)用以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層的功能,SJA1000和PCA82C250則分別對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。為了增強(qiáng)CAN總線通信模塊的抗干擾能力,在CAN控制器與CAN收發(fā)器之間進(jìn)行光電耦合隔離處理,與數(shù)據(jù)采集單元一樣,本文也選用6N137進(jìn)行處理。
CAN總線通信模塊接口電路主要由4部分組成:微控制器STC89C52、獨(dú)立CAN控制器SJA1000、光電隔離器件6N137和CAN總線收發(fā)器PCA82C250。微控制器STC89C52用于數(shù)據(jù)處理、實(shí)現(xiàn)對(duì)SJA1000的初始化、通過(guò)對(duì)SJA1000的控制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收和發(fā)送等通信任務(wù);獨(dú)立CAN控制器SJA1000和收發(fā)器PCA82C250經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單總線連接可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的全部功能。STC89C52通過(guò)DATA_INPUT向TLC2543CN發(fā)送一定格式的指令,在DATA_OUT引腳可獲取到A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù);由于SJA1000的數(shù)據(jù)線與地址線是共用的,所以將STC89C52的P0口與AD0?AD7直接連接的同時(shí),還要將地址鎖存信號(hào)線ALE進(jìn)行連接,以便區(qū)分在同一時(shí)刻AD線上傳遞的是地址還是數(shù)據(jù);SJA1000的中斷管腳INT連接單片機(jī)的外部中斷INT0;MODE管腳與高電平VCC連接以選擇Intel模式;為了保證上電復(fù)位的可靠,復(fù)位電路采用IMP708芯片進(jìn)行智能控制,IMP708芯片集看門(mén)狗定時(shí)器、掉電檢測(cè)電路、電源監(jiān)控電路等于一體,保證SJA1000芯片的可靠運(yùn)行;RX0和TX0是數(shù)據(jù)的收發(fā)管腳,經(jīng)光電耦合器件6N137后連接到CAN收發(fā)器上,用以電氣隔離;PCA82C250有3種工作模式:高速、斜率控制和待機(jī),本文選擇斜率控制模式,通過(guò)在Rs引腳與地之間接一個(gè)100 kΩ的電阻來(lái)實(shí)現(xiàn);為了消除在通信電纜中的信號(hào)反射,提高網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的拓?fù)淠芰?,需要在CAN總線兩端接入兩個(gè)120 Ω的終端電阻[5]。
2.3 系統(tǒng)控制與故障診斷模塊
數(shù)據(jù)處理與系統(tǒng)控制模塊采用ATMEL公司生產(chǎn)的AT91SAM9263 ARM芯片作為主控單元,以觸摸屏作為人機(jī)交互方式完成系統(tǒng)控制和故障診斷。AT91SAM9263主頻 200 MHz;內(nèi)置CAN總線控制器,全面支持CAN2.0A和CAN2.0B協(xié)議;內(nèi)置TFT/STN LCD控制器,支持3.5~17英寸TFT?LCD 液晶屏,最高分辨率可達(dá)2 048×2 048??紤]到系統(tǒng)的可擴(kuò)展性,本文將系統(tǒng)控制與故障診斷模塊單獨(dú)成板。技術(shù)保障人員可以通過(guò)操作觸摸屏上顯示的人機(jī)交互界面完成對(duì)隨動(dòng)系統(tǒng)的故障檢測(cè)。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要分為A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù) 處理模塊、CAN總線通信模塊和系統(tǒng)控制與故障診斷模塊4部分。主流程圖如圖7所示,首先對(duì)STC89C52單片機(jī)進(jìn)行初始化,包括CAN總線工作方式的選擇、驗(yàn)收濾波方式的設(shè)置、驗(yàn)收屏蔽寄存器和驗(yàn)收代碼寄存器的設(shè)置、波特率參數(shù)設(shè)置、中斷允許寄存器的設(shè)置以及A/D轉(zhuǎn)換模塊的初始化等;當(dāng)單片機(jī)接收到故障檢測(cè)命令時(shí),進(jìn)行A/D采樣,然后由單片機(jī)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,通過(guò)量值轉(zhuǎn)換得到實(shí)際的工況數(shù)據(jù);最后由CAN總線通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)控制與故障診斷模塊進(jìn)行故障檢測(cè),診斷結(jié)果由觸摸屏顯示以指導(dǎo)維修人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維修。
3.1 A/D轉(zhuǎn)換模塊軟件設(shè)計(jì)
A/D轉(zhuǎn)換模塊程序設(shè)計(jì)流程圖如圖8所示。
3.2 數(shù)據(jù)處理模塊軟件設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)采集過(guò)程中難免受到噪聲的影響,為了保證采到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,可以對(duì)其進(jìn)行一定的算法處理。本文在故障檢測(cè)時(shí),對(duì)同一采樣點(diǎn)進(jìn)行5次采樣,然后用快速排序算法對(duì)這5個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序,取中值作為故障檢測(cè)的有效數(shù)據(jù),以減小誤差帶來(lái)的影響。采集到的數(shù)據(jù)與實(shí)際值之間成嚴(yán)格的線性關(guān)系,將采集到的數(shù)據(jù)值乘以系數(shù)K即可獲得實(shí)際的工況數(shù)據(jù),其流程圖如圖9所示。
3.3 CAN總線通信模塊軟件設(shè)計(jì)
CAN總線通信模塊的程序設(shè)計(jì)主要分為初始化、數(shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)接收3個(gè)部分:
(1) 初始化。CAN總線初始化主要是對(duì)通信參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,通過(guò)對(duì)時(shí)鐘分頻寄存器、驗(yàn)收碼寄存器、驗(yàn)收屏蔽寄存器、總線定時(shí)寄存器和輸出控制寄存器的配置實(shí)現(xiàn)對(duì)CAN總線工作模式、接收?qǐng)?bào)文的驗(yàn)收碼、驗(yàn)收屏蔽碼、波特率和輸出模式的配置和定義[7]。值得注意的是,這些寄存器的配置需要在復(fù)位模式下進(jìn)行,因此在初始化前應(yīng)確保系統(tǒng)已進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。?。?) 數(shù)據(jù)發(fā)送。本文采用查詢方式,進(jìn)行CAN總線的數(shù)據(jù)發(fā)送,首先應(yīng)將CAN總線的發(fā)送中斷禁能。發(fā)送數(shù)據(jù)前,主控制器輪詢SJA1000狀態(tài)寄存器的發(fā)送緩沖器狀態(tài)位TBS以檢查發(fā)送緩沖器是否被鎖定,若發(fā)送緩沖器被鎖定,則CPU等待,直到發(fā)送緩沖器被釋放,然后將從現(xiàn)場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到發(fā)送緩沖區(qū)并置位命令寄存器的發(fā)送請(qǐng)求位TR,此時(shí)SJA1000將向總線發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)發(fā)送流程圖如圖10所示。
(3) 數(shù)據(jù)接收。同數(shù)據(jù)發(fā)送一樣,本文采用查詢方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收,也應(yīng)將CAN總線的發(fā)送中斷禁能。主控制器輪詢SJA1000狀態(tài)寄存器接收緩沖狀態(tài)標(biāo)志RBS以檢查接收緩沖器是否已滿,若未滿則主控制器繼續(xù)當(dāng)前的任務(wù)直到檢查到接收緩沖器已滿,讀出緩沖區(qū)中的報(bào)文,然后通過(guò)置位命令寄存器的RRB位釋放接收緩沖器內(nèi)存空間。數(shù)據(jù)接收流程圖如圖11所示。
3.4 系統(tǒng)控制與故障診斷模塊軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)控制與故障診斷模塊是在Linux平臺(tái)下利用Qt SDK開(kāi)發(fā)完成的,數(shù)據(jù)庫(kù)采用嵌入式系統(tǒng)中廣泛采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)SQLite[8]。軟件采用模塊化設(shè)計(jì)思想,包括顯示界面、系統(tǒng)控制、檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)和故障診斷等4部分。系統(tǒng)界面基于QT/GUI開(kāi)發(fā),用于故障檢測(cè)結(jié)果顯示、調(diào)取數(shù)據(jù)庫(kù)輔助人工診斷等人機(jī)交互;系統(tǒng)控制模塊用于系統(tǒng)啟動(dòng)與關(guān)閉、初始化及多線程處理;檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)用于對(duì)專家系統(tǒng)中經(jīng)驗(yàn)知識(shí)、故障診斷規(guī)則集進(jìn)行組織、檢索和維護(hù),及用于存儲(chǔ)系統(tǒng)采集的工況參數(shù);故障診斷模塊是該檢測(cè)裝置核心,本文利用故障診斷專家系統(tǒng)對(duì)隨動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷,給出診斷結(jié)果??紤]到故障診斷的實(shí)時(shí)性要求,程序采用多線程編程來(lái)實(shí)現(xiàn)。
圖10 CAN總線數(shù)據(jù)發(fā)送程序設(shè)計(jì)流程圖
圖11 CAN總線數(shù)據(jù)接收程序設(shè)計(jì)流程圖
4 結(jié) 語(yǔ)
為了測(cè)試隨動(dòng)系統(tǒng)故障檢測(cè)裝置在各種情況下的故障檢測(cè)能力, 本文通過(guò)人為制造故障的方式對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)。在反復(fù)的實(shí)驗(yàn)中,該系統(tǒng)均能正確定位故障,充分驗(yàn)證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。本文研制的以AT91SAM9263 ARM芯片為核心基于CAN總線隨動(dòng)系統(tǒng)故障檢測(cè)裝置,可實(shí)現(xiàn)對(duì)隨動(dòng)系統(tǒng)液壓、氣壓、電壓等工況參數(shù)的測(cè)量,經(jīng)故障診斷專家系統(tǒng)的推理,實(shí)現(xiàn)以自動(dòng)故障診斷為主、人工診斷為輔的故障檢測(cè)。文中采用的CAN總線通信方式使整個(gè)系統(tǒng)簡(jiǎn)潔緊湊、具有較強(qiáng)的抗干擾能力和實(shí)時(shí)性,這種CAN總線通信方案不但可用于隨動(dòng)系統(tǒng)故障檢測(cè)裝置的研發(fā),還可推廣至其他模擬量信號(hào)的機(jī)電設(shè)備故障檢測(cè),尤其是多機(jī)組的分布式狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷中,具有非常實(shí)用的應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn) 本文由wWW. DyLw.NeT提供,第一 論 文 網(wǎng)專業(yè)寫(xiě)作教育教學(xué)論文和畢業(yè)論文以及服務(wù),歡迎光臨DyLW.neT
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【關(guān)鍵詞】VLAN;校園網(wǎng);廣播域;廣播風(fēng)暴
當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速發(fā)展,其中以方便、快捷、靈活、高效的組網(wǎng)特點(diǎn)而著稱的虛擬局域網(wǎng)技術(shù)(VLAN)一經(jīng)提出就得到了人們的關(guān)注。VLAN技術(shù)在很大程度上解決了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上遇到的很多實(shí)際問(wèn)題,其在局域網(wǎng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。校園網(wǎng)作為園區(qū)網(wǎng)的典型,其規(guī)模正逐漸地由中小型向大中型發(fā)展和過(guò)渡,這樣就決定了它的組網(wǎng)在技術(shù)上的多樣性與復(fù)雜性,其不僅要考慮物理上各網(wǎng)段的連接,還要考慮建立在各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議上子網(wǎng)的互聯(lián)。同時(shí),校園網(wǎng)訪問(wèn)方式多、用戶群龐大、網(wǎng)絡(luò)行為突發(fā)性高,為了保證校園網(wǎng)的正常運(yùn)行和安全,本文主要針對(duì)校園網(wǎng)的特點(diǎn)和傳統(tǒng)局域網(wǎng)局限,重點(diǎn)介紹了基于VLAN技術(shù)構(gòu)建校園網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。
一、傳統(tǒng)LAN的局限
在傳統(tǒng)的局域網(wǎng)(LAN)中,由于各站點(diǎn)共享傳輸信道所造成的信道沖突和發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)第三層的廣播風(fēng)暴問(wèn)題成為影響網(wǎng)絡(luò)性能的重要因素。針對(duì)該問(wèn)題,交換機(jī)(或網(wǎng)橋)和路由器被廣泛應(yīng)用于局域網(wǎng)中。交換機(jī)(網(wǎng)橋)連接屬于同一邏輯子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò),再由路由器連接不同的邏輯子網(wǎng)。然而在同一個(gè)邏輯子網(wǎng)中,所有的用戶在同一個(gè)廣播域中,會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)性能的下降,浪費(fèi)可貴的帶寬;并且對(duì)廣播風(fēng)暴的控制和網(wǎng)絡(luò)安全只能在第三層的路由器上實(shí)現(xiàn);由于邏輯子網(wǎng)間的通信必須經(jīng)路由器進(jìn)行,所以這樣會(huì)產(chǎn)生延時(shí),而且路由器也會(huì)產(chǎn)生瓶頸。
在由路由器連接不同的邏輯子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中,由集線器、粗、細(xì)纜構(gòu)成的物理網(wǎng)絡(luò)與邏輯子網(wǎng)相對(duì)應(yīng),通常一個(gè)m子網(wǎng)屬于一個(gè)由物理網(wǎng)絡(luò)來(lái)劃分的廣播域。由于站點(diǎn)被束縛在所處的物理網(wǎng)絡(luò)中,不能根據(jù)需隨意的劃分至相應(yīng)的邏輯子網(wǎng)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí),比如網(wǎng)絡(luò)中的工作站移動(dòng)、增加、改變等會(huì)加重網(wǎng)絡(luò)管理的負(fù)擔(dān),并導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的綜合性能下降。同時(shí),大通信量、低延時(shí)的要求使得網(wǎng)絡(luò)的帶寬越來(lái)越不夠。
綜上所述,針對(duì)傳統(tǒng)LAN存在的問(wèn)題,提出了虛擬局域網(wǎng)的概念,能夠很好的解決這些網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題。
二、VLAN的概念和原理
VLAN(Virtual Local Area Network)即虛擬局域網(wǎng),是一種通過(guò)邏輯而不是物理地將局域網(wǎng)劃分成一個(gè)個(gè)的網(wǎng)段,從而實(shí)現(xiàn)虛擬工作組的一種新興交換技術(shù)。VLAN與普通局域網(wǎng)從原理上講沒(méi)有什么不同,但從用戶使用和網(wǎng)絡(luò)管理的角度來(lái)看,VLAN與普通局域網(wǎng)最基本的差異體現(xiàn)在:VLAN并不局限于某一網(wǎng)絡(luò)或物理范圍,VLAN中的用戶可以位于一個(gè)局域網(wǎng)中的任何位置。IEEE于1999年頒布了用以標(biāo)準(zhǔn)化VLAN實(shí)現(xiàn)方案的802.1Q協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)草案。
三、VLAN技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
VLAN的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:
(一)控制廣播風(fēng)暴。網(wǎng)絡(luò)管理必須解決因大量廣播信息帶來(lái)帶寬消耗的問(wèn)題。VLAN作為一種網(wǎng)絡(luò)分段技術(shù)可將廣播風(fēng)暴限制在一個(gè)VLAN內(nèi)部,避免影響其他網(wǎng)段。與傳統(tǒng)局域網(wǎng)相比,VLAN能夠更加有效地利用帶寬。在VLAN中,網(wǎng)絡(luò)被邏輯地分割成廣播域,由VLAN成員所發(fā)送的信息幀或數(shù)據(jù)包僅在VLAN內(nèi)的成員之間傳送,而不是向網(wǎng)上的所有工作站發(fā)送。這樣可減少主干網(wǎng)的流量,提高網(wǎng)絡(luò)速度。
(二)增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全性。共享式LAN上的廣播必然會(huì)產(chǎn)生安全性問(wèn)題,因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)上的所有用戶都能監(jiān)測(cè)到流經(jīng)的業(yè)務(wù),用戶只要插入任一活動(dòng)端口就可訪問(wèn)網(wǎng)段上的廣播包。采用VLAN提供的安全機(jī)制,可以限制特定用戶的訪問(wèn),控制廣播組的大小和位置,甚至鎖定網(wǎng)絡(luò)成員的MAC地址,這樣,就限制了未經(jīng)安全許可的用戶和網(wǎng)絡(luò)成員對(duì)網(wǎng)絡(luò)的使用。
(三)增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)管理。采用VLAN技術(shù),使用VLAN管理程序可對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中管理,能夠更容易地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的可管理性。用戶可以根據(jù)業(yè)務(wù)需要快速組建和調(diào)整VLAN。當(dāng)鏈路擁擠時(shí),利用管理程序能夠重新分配業(yè)務(wù)。管理程序還能夠提供有關(guān)工作組的業(yè)務(wù)量、廣播行為以及統(tǒng)計(jì)特性等的詳盡報(bào)告。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)管理員來(lái)說(shuō),所有這些網(wǎng)絡(luò)配置和管理工作都是透明的。VLAN變動(dòng)時(shí),用戶無(wú)需了解網(wǎng)絡(luò)的接線情況和協(xié)議是如何重新設(shè)置的。VLAN還能減少因網(wǎng)絡(luò)成員變化所帶來(lái)的開(kāi)銷,在添加、刪除和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)成員時(shí),不用重新布線,也不用直接對(duì)成員進(jìn)行配置。若采用傳統(tǒng)局域網(wǎng)技術(shù),那么當(dāng)網(wǎng)絡(luò)達(dá)到一定規(guī)模時(shí),此類開(kāi)銷往往會(huì)成為管理員的沉重負(fù)擔(dān)。
四、VLAN劃分方式的類型及特點(diǎn)
VLAN的劃分方式很重要,在設(shè)計(jì)和建設(shè)VLAN,實(shí)現(xiàn)VLAN應(yīng)用時(shí),首先要決定如何劃分VLAN,即依據(jù)什么標(biāo)準(zhǔn)來(lái)組織VLAN成員。如圖1所示,VLAN的劃分示例。下面介紹4種常見(jiàn)的劃分方式,不同的劃分方式代表不同的VLAN實(shí)現(xiàn)類型:
(一)按端口劃分VLAN。這是構(gòu)成VLAN的最簡(jiǎn)單的方式。在此方式中,可以將分屬不同交換機(jī)端口的物理網(wǎng)段劃分為同一個(gè)VLAN,這樣一個(gè)VLAN對(duì)應(yīng)交換機(jī)端口的一個(gè)子集合。借助網(wǎng)絡(luò)管理軟件,根據(jù)交換機(jī)端口的標(biāo)識(shí)符,將不同的端口劃分為相應(yīng)組。這種VLAN的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、容易監(jiān)控,且一個(gè)端口發(fā)出廣播,VLAN內(nèi)的其他端口都能收到,但這種方式缺乏智能及靈活性。比如,不能在給定的端口上支持一個(gè)以上的VLAN。
(二)按MAC地址劃分VLAN。這種方式的VLAN就是一些MAC地址的集合,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)移動(dòng)時(shí)它解決了這樣的問(wèn)題,要求交換機(jī)對(duì)站點(diǎn)的MAC地址和交換機(jī)端口進(jìn)行跟蹤。初始化時(shí),對(duì)連接于交換機(jī)端口的工作站,交換機(jī)在VLAN的管理信息庫(kù)的MIB中檢查MAC地址,動(dòng)態(tài)的匹配該端口到相應(yīng)的VLAN中,實(shí)現(xiàn)VLAN對(duì)站點(diǎn)的識(shí)別和跟蹤,但所有的站點(diǎn)必須明確的分配給一個(gè)VLAN,只有這種配置工作完成以后,對(duì)站點(diǎn)的自動(dòng)識(shí)別才成為可能。一個(gè)大型網(wǎng)絡(luò),要求人工配置VLAN的工作量大而煩瑣。
(三)基于網(wǎng)絡(luò)層劃分VLAN??梢曰诰W(wǎng)絡(luò)層來(lái)劃分VLAN,有兩種方案,一種按協(xié)議(如果網(wǎng)絡(luò)中存在多種協(xié)議)來(lái)劃分;另一種是按網(wǎng)絡(luò)層地址(最常見(jiàn)的是TCP/IP中的子網(wǎng)段地址)來(lái)劃分。建立VLAN也可使用與管理路由相同的策,根據(jù)IP子網(wǎng)、IPX網(wǎng)絡(luò)號(hào)及其他協(xié)議劃分VLAN。同一協(xié)議的工作站劃分為一個(gè)VLAN,交換機(jī)檢查廣播幀的以太幀標(biāo)題域,查看其協(xié)議類型,若已存在該協(xié)議的VLAN,則加入源端口,否則,創(chuàng)建一個(gè)新的VLAN。這種方式構(gòu)成的ⅥAN,不但大大減少了人工配置VLAN的工作量,同時(shí)保證了用戶自由地增加、移動(dòng)和修改。不同VLAN網(wǎng)段上的站點(diǎn)可屬于同一VLAN,在不同VLAN上的站點(diǎn)也可在同一物理網(wǎng)段上。利用
網(wǎng)絡(luò)層定義VLAN缺點(diǎn)也是有的,與利用MAC地址的形式相比,基于網(wǎng)絡(luò)層的VLAN需要分析各種協(xié)議的地址格式并進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換。因此,使用網(wǎng)絡(luò)層信息來(lái)定義VLAN的交換機(jī)要比使用數(shù)據(jù)鏈路層信息的交換機(jī)在速度上占劣勢(shì)。
(四)基于規(guī)則的VLAN。也稱為基于策略的VLAN。這是最靈活的VLAN劃分方法,具有自動(dòng)配置的能力,能把相關(guān)的用戶連成一體,在邏輯劃分上稱為“關(guān)系網(wǎng)絡(luò)”。網(wǎng)絡(luò)管理員只需在網(wǎng)管軟件中確定劃分VLAN的規(guī)則(或?qū)傩?,那么當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)中時(shí),將會(huì)被“感知”,并被自動(dòng)地包含進(jìn)正確的VLAN中。同時(shí),對(duì)站點(diǎn)的移動(dòng)和改變也可自動(dòng)識(shí)別和跟蹤。采用這種方式,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以非常方便地通過(guò)路由器擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。
五、校園網(wǎng)特點(diǎn)及VLAN劃分
(一)校園網(wǎng)的現(xiàn)狀及其存在的問(wèn)題。筆者結(jié)合自己所在的學(xué)校,說(shuō)明一些目前校園網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀及其特點(diǎn):隨著學(xué)校自身的發(fā)展及規(guī)模的擴(kuò)大,作為園區(qū)網(wǎng)的典型,校園網(wǎng)正逐漸地由中小型向大中型發(fā)展和過(guò)渡,這樣就決定了它的組網(wǎng)在技術(shù)上的多樣性與復(fù)雜性,其不僅要考慮物理上各網(wǎng)段的連接,還要考慮建立在各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議上子網(wǎng)的互聯(lián)。另外,隨著校園網(wǎng)內(nèi)的計(jì)算機(jī)數(shù)量的增加,VOD視頻點(diǎn)播在多媒體課堂教學(xué)上的大量應(yīng)用,網(wǎng)絡(luò)中廣播包的數(shù)量也會(huì)急劇增加,當(dāng)廣播包的數(shù)量占到總量的30%時(shí),網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率將會(huì)明顯下降。特別是當(dāng)某網(wǎng)絡(luò)設(shè)備出現(xiàn)故障后,會(huì)不停地向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送廣播,從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴,使網(wǎng)絡(luò)通信陷于癱瘓。當(dāng)校園網(wǎng)絡(luò)內(nèi)計(jì)算機(jī)數(shù)超過(guò)200臺(tái)后,就必須采取措施將網(wǎng)絡(luò)分隔開(kāi)來(lái),將一個(gè)大的廣播域劃分成若干個(gè)小的廣播域。最后是校園網(wǎng)的安全性問(wèn)題,特別是蠕蟲(chóng)病毒大規(guī)模的爆發(fā),會(huì)使整個(gè)校園網(wǎng)處于嚴(yán)重負(fù)荷狀態(tài),導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)不可用,嚴(yán)重影響校園網(wǎng)的性能。此外,大學(xué)生在校園網(wǎng)中存在兩種攻擊行為:無(wú)意識(shí)的和有意的。他們的好奇心比較強(qiáng),也有一定的理論知識(shí),喜歡在網(wǎng)上嘗試一些攻擊軟件的使用,很可能造成整個(gè)校園網(wǎng)的癱瘓。如圖2是部分網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D:
(二)配置策略。由于VLAN技術(shù)允許網(wǎng)絡(luò)管理者將一個(gè)物理的局域網(wǎng)邏輯地劃分成不同的廣播域(或稱虛擬局域網(wǎng),即VLAN),所以每一個(gè)VLAN可以都是按照校園的一個(gè)職能部門(mén)來(lái)劃分,包含著一組具有相同工作特點(diǎn)的計(jì)算機(jī)。由于它是按功能劃分而不是按物理地劃分,所以同一個(gè)VLAN內(nèi)的各個(gè)工作站無(wú)須被放置在同一個(gè)物理空間里,這些工作站不一定屬于同一個(gè)物理局域網(wǎng)網(wǎng)段。一個(gè)VLAN內(nèi)部的廣播和單播流量都不會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)到其他VLAN中,因此可以控制流量、減少設(shè)備投資、簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理、提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。根據(jù)具體應(yīng)用,提出如下校園網(wǎng)VLAN的配置策略:一是以工作站和服務(wù)器的邏輯歸屬劃分VLAN。如按部門(mén)、系、處等,盡可能地將同一工作性質(zhì)的用戶集中在一個(gè)VALN中,以減少跨VLAN的訪問(wèn),提高網(wǎng)絡(luò)的效率。二是按某項(xiàng)應(yīng)用的覆蓋范圍配置所要求的VLAN。如學(xué)校的選課應(yīng)用,不同地點(diǎn)選課可以將進(jìn)行選課的數(shù)個(gè)機(jī)房所對(duì)應(yīng)的交換機(jī)端口設(shè)為一個(gè)VLAN。選課活動(dòng)在物理上可跨幾個(gè)網(wǎng)段,但在邏輯上屬于一個(gè)子網(wǎng)。
根據(jù)校園網(wǎng)的具體情況,為了達(dá)到信息流量的控制,并提供良好的安全性,通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和合理劃分,在高校校園網(wǎng)中應(yīng)用比較廣泛的是基于端口的VLAN,采用基于端口VLAN技術(shù)對(duì)校園內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)不同部門(mén)之間進(jìn)行邏輯隔離,同時(shí)抑制廣播風(fēng)暴。在接入層交換機(jī)采用基于端口的VLAN劃分和隔離用戶,在匯聚層或核心層通過(guò)三層交換機(jī)采用VLAN路由進(jìn)行通訊,達(dá)到靈活通訊和管理控制各網(wǎng)段機(jī)器的目的。本校的校園網(wǎng)采用基于物理端口進(jìn)行VLAN的劃分,來(lái)提高校園網(wǎng)絡(luò)的工作效率。如圖3所示:
六、VLAN技術(shù)在校園網(wǎng)中的局限性隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展,多種技術(shù)之間的競(jìng)爭(zhēng)非常激烈,沒(méi)有~種技術(shù)的發(fā)展是一帆風(fēng)順的,VLAN技術(shù)也不例外,其發(fā)展中也存在著一些局限:比如采用交換結(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)通常采用一個(gè)主路由器負(fù)責(zé)VLAN之間的數(shù)據(jù)通信。在大型局域網(wǎng)中,當(dāng)有較大的數(shù)據(jù)流通過(guò)各VLAN時(shí),主路由器的負(fù)荷很重,長(zhǎng)此以往,網(wǎng)絡(luò)整體的性能,如穩(wěn)定性會(huì)下降。如果發(fā)生主路由器崩潰或故障時(shí),各VLAN之間將無(wú)法正常通信。
另外,校園網(wǎng)用戶的日益增加,用戶對(duì)于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的安全性提出了更高的要求,諸如防范黑客攻擊、控制病毒傳播等,都要求保證網(wǎng)絡(luò)用戶通信的相對(duì)安全性;傳統(tǒng)的解決方法是給每個(gè)用戶分配一個(gè)VLAN和相關(guān)的IP子網(wǎng),通過(guò)使用VLAN,每個(gè)客戶被從第2層隔離開(kāi),可以防止任何惡意的行為和Etllemet的信息探聽(tīng)。然而,這種分配每個(gè)客戶單一VLAN和IP子網(wǎng)的模型造成了巨大的可擴(kuò)展方面的局限。這些局限主要有下述幾方面:(1)VLAN的限制:目前IEEE802.1Q標(biāo)準(zhǔn)中所支持的VLAN數(shù)目最多為4,094個(gè),用戶數(shù)量受到限制,且不利于網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展。(2)復(fù)雜的STP:對(duì)于每個(gè)VLAN,每個(gè)相關(guān)的Spanning Tree的拓?fù)涠夹枰芾恚?3)IP地址的緊缺:IP子網(wǎng)的劃分勢(shì)必造成一些IP地址的浪費(fèi);(4)路由的限制:每個(gè)子網(wǎng)都需要相應(yīng)的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的配置。為了解決傳統(tǒng)VLAN的局限性,更大程度地保證網(wǎng)絡(luò)通信的安全,近年來(lái)出現(xiàn)了多種在傳統(tǒng)VLAN技術(shù)上發(fā)展的擴(kuò)展VLAN技術(shù),如:PVLAN技術(shù)等等。
關(guān)鍵詞:互聯(lián)網(wǎng);計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程教育;建構(gòu)主義
隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展,新的軟件、硬件和新的數(shù)據(jù)通信界面逐漸從觀念上改變了人們獲取信息的方式,并有力地支持了電子信息服務(wù)和大眾信息媒體的傳播。同時(shí),互聯(lián)網(wǎng)匯集了各種各樣的網(wǎng)絡(luò)資源和交互式多媒體信息,它的多平臺(tái)交互和多媒體功能為遠(yuǎn)程教育提供了新的教學(xué)環(huán)境和教學(xué)手段。目前,許多國(guó)家已相繼建成了自己的遠(yuǎn)程教育網(wǎng)絡(luò),使人們?cè)谌蚍秶鷥?nèi)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息交流,資源共享,科技合作和遠(yuǎn)程學(xué)習(xí),從而促進(jìn)了國(guó)家的科研和教育事業(yè)的飛速發(fā)展。
從我國(guó)遠(yuǎn)程教育發(fā)展的歷史來(lái)看,隨著CERNET等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和衛(wèi)星數(shù)字壓縮技術(shù)的發(fā)展和普及,計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程教育作為一種全新的教育方式,正在被廣大教育工作者所認(rèn)識(shí),它以其巨大的潛能,豐富著現(xiàn)行教育的內(nèi)容,對(duì)改變傳統(tǒng)教學(xué),提高素質(zhì)教育起著非常重要的作用。因此,現(xiàn)行的職業(yè)教育必須充分利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù),根據(jù)新的網(wǎng)絡(luò)教育環(huán)境特點(diǎn),建立起相應(yīng)的新的教學(xué)管理模式。本文擬從計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程教育的本質(zhì)分析入手,結(jié)合高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)目標(biāo)等方面,來(lái)揭示計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程教育在職業(yè)教育中的重要作用,從而加深對(duì)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程教育的理解,增強(qiáng)使用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行教學(xué)的自覺(jué)性和主動(dòng)性,以培養(yǎng)優(yōu)秀的教師與合格的技術(shù)人才。
發(fā)展計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程教育,有利于
促進(jìn)高職院校明確培養(yǎng)目標(biāo)
目前,我國(guó)教育的發(fā)展模式正在由外延式向內(nèi)涵式過(guò)渡,外延式發(fā)展注重規(guī)模和數(shù)量,內(nèi)涵式發(fā)展注重質(zhì)量和效率,因此,高職教育必須把培養(yǎng)重心轉(zhuǎn)移到提高質(zhì)量上來(lái)。高職院校培養(yǎng)的學(xué)生大部分不是從事理論研究工作,而是適應(yīng)地方需要的高等職業(yè)技術(shù)人才。所以高職院校的培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)當(dāng)定位于學(xué)生在具有基本的專業(yè)理論知識(shí)基礎(chǔ)上,重點(diǎn)掌握從事本專業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H工作的基本能力和技能。
計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程教育的應(yīng)用給高職院校課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容帶來(lái)明顯變化,而課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容的改革是相應(yīng)的教學(xué)模式改革的基礎(chǔ)。這些變化對(duì)于實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的改革產(chǎn)生一定的影響。利用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程教育之后,課程設(shè)置更加靈活、更加多樣化。學(xué)生完全可以根據(jù)自己正在或即將從事的職業(yè)選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容,自主能力大大加強(qiáng),這使得高職院校在課程設(shè)置和教學(xué)計(jì)劃方面具有更多的實(shí)用性和多樣性。比如高職院??梢圆捎酶m合學(xué)生職業(yè)發(fā)展需要的多種教學(xué)計(jì)劃、較多的選修課程,使得學(xué)生能夠最大限度地自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的自主和創(chuàng)新精神,處理好知識(shí)和技能的關(guān)系。計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程教育本身開(kāi)放性的特點(diǎn)完全可以滿足這種教學(xué)形式。因此,大力發(fā)展計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程教育,有利于這種教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
發(fā)展計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程教育,有利于
推動(dòng)高職院校課程體系改革
高職院校的培養(yǎng)目標(biāo)決定了高職教育的重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力,其教學(xué)內(nèi)容與課程體系強(qiáng)調(diào)的也應(yīng)當(dāng)是在掌握理論知識(shí)的基礎(chǔ)上為技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)積極做準(zhǔn)備。因此高職院校的教學(xué)內(nèi)容與課程體系應(yīng)當(dāng)擺脫學(xué)科系統(tǒng)性、完整性的束縛,建立以實(shí)踐為基礎(chǔ)的教育體系,即從職業(yè)能力入手,改革單一的學(xué)科型課程模式,以職業(yè)能力為本位來(lái)開(kāi)發(fā)課程,并將學(xué)生綜合職業(yè)能力和全面素質(zhì)的培養(yǎng)系統(tǒng)地貫穿于教學(xué)過(guò)程的始終。[2]
學(xué)生掌握知識(shí),是發(fā)展其能力的基礎(chǔ)。我們強(qiáng)調(diào)能力培養(yǎng)并不是忽視掌握基礎(chǔ)理論的必要性,而是要在掌握基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上及時(shí)更新知識(shí)結(jié)構(gòu),使得培養(yǎng)的學(xué)生與社會(huì)接軌,成為實(shí)用的職業(yè)技術(shù)人才。當(dāng)今社會(huì),新的科學(xué)理論和實(shí)用技術(shù)不斷地涌現(xiàn),國(guó)內(nèi)外一些新的政策法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也不斷出臺(tái)。如果我們僅僅停留在幾年甚至是十幾年的統(tǒng)編教材上,很快就會(huì)過(guò)時(shí)。使用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程教育可以改善這種狀況,它能夠盡快地反映專業(yè)領(lǐng)域里的最新成果,建立起活的教材體系,因而它特別適宜新知識(shí)的傳授,適宜以各種方式來(lái)傳播完整的系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)。
發(fā)展計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程教育,有利于
提高高職院校教師的專業(yè)素質(zhì)
高職院校教師要想成為合格的計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程教育教師,必須完成自身的角色轉(zhuǎn)變、學(xué)會(huì)合作、熟悉遠(yuǎn)程教學(xué)規(guī)律以及擔(dān)當(dāng)高強(qiáng)度的教學(xué)勞動(dòng)等任務(wù),這僅僅依靠一般的師范性職業(yè)訓(xùn)練是不夠的。[3]遠(yuǎn)程教育的特點(diǎn)要求遠(yuǎn)程教育教師要具有更高的專業(yè)化水平,具體表現(xiàn)在知識(shí)結(jié)構(gòu)、專業(yè)技能和專業(yè)情感等方面。要在以上三個(gè)方面體現(xiàn)遠(yuǎn)程教育教師的專業(yè)化,就必須采取以下措施:
重視遠(yuǎn)程教育教師的專業(yè)發(fā)展在遠(yuǎn)程教育中,人們更多的是強(qiáng)調(diào)學(xué)生的中心地位,更多地關(guān)注教與學(xué)這對(duì)主要矛盾,而教師的發(fā)展卻往往被忽略了。因此,高職院校遠(yuǎn)程教育機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)借鑒以人為本的管理理念,將教師的發(fā)展列為重要議事日程。通過(guò)各種方式鼓勵(lì)、支持教師的在職培訓(xùn)與繼續(xù)教育,最終使遠(yuǎn)程教育機(jī)構(gòu)成為遠(yuǎn)程教師專業(yè)發(fā)展的基地。
重視遠(yuǎn)程教育教師的校內(nèi)培訓(xùn)校內(nèi)培訓(xùn)是指在教育專家指導(dǎo)下,以教師任職學(xué)校為基本培訓(xùn)單位,以提高教師教育教學(xué)能力為主要目標(biāo),通過(guò)教育教學(xué)等教育科研活動(dòng)來(lái)培訓(xùn)全體教師的一種整體性繼續(xù)教育形式。與傳統(tǒng)的教育培訓(xùn)相比,校內(nèi)培訓(xùn)具有多項(xiàng)優(yōu)勢(shì):首先,培訓(xùn)的目標(biāo)非常明確,直接按照教師和學(xué)校的具體要求進(jìn)行,解決的是具體的實(shí)際難題。其次,培訓(xùn)的形式靈活多樣,且能最大限度地調(diào)動(dòng)參訓(xùn)教師的積極主動(dòng)性。校內(nèi)培訓(xùn)所具備的這些優(yōu)勢(shì)與遠(yuǎn)程教育教師專業(yè)化過(guò)程中的培訓(xùn)需求非常吻合。
重視遠(yuǎn)程教育教師的終身教育模式有關(guān)研究表明,教師從事本職工作超過(guò)五年如果不及時(shí)更新自身的知識(shí)結(jié)構(gòu),就會(huì)出現(xiàn)一種職業(yè)水平脫節(jié)現(xiàn)象,這就需要教師不斷地接受培訓(xùn),努力掌握新的教育理念和先進(jìn)的教學(xué)方法,使其在教學(xué)理念、教學(xué)技能和知識(shí)結(jié)構(gòu)等方面得到全方位發(fā)展。遠(yuǎn)程教學(xué)過(guò)程由于現(xiàn)代信息技術(shù)的介入,使得教師職業(yè)知識(shí)老化的周期大大縮短。因此,遠(yuǎn)程教育教師在任職前接受的職業(yè)訓(xùn)練已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不適應(yīng)當(dāng)前教學(xué)的實(shí)際需求,對(duì)教師的培訓(xùn)應(yīng)當(dāng)納入終身教育體系中來(lái),定期的對(duì)教師進(jìn)行教學(xué)理論、教育技術(shù)等方面的培訓(xùn),實(shí)現(xiàn)教師培訓(xùn)的連貫性,使教師教育貫穿其整個(gè)遠(yuǎn)程教育生涯。
發(fā)展計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程教育,有利于
推動(dòng)高職院校教學(xué)模式的改革
深化教學(xué)模式改革是人才培養(yǎng)模式改革的核心,是計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程教育的根本任務(wù)。改革過(guò)程中必須遵循“以學(xué)生為中心,以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主、教師導(dǎo)學(xué)為輔”的指導(dǎo)思想,[4]充分發(fā)揮學(xué)生主體地位和教師主導(dǎo)地位的作用,重點(diǎn)從三個(gè)方面推進(jìn)教學(xué)模式改革。
積極改革教學(xué)組織形式,加強(qiáng)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源開(kāi)展自主學(xué)習(xí)和小組合作學(xué)習(xí)的自主性加強(qiáng)網(wǎng)上教學(xué)活動(dòng)的組織與實(shí)施,積極開(kāi)展網(wǎng)上實(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)相結(jié)合的教學(xué)活動(dòng),包括課件點(diǎn)播、在線答疑、網(wǎng)上考試等方式,積極開(kāi)展教師與學(xué)生的網(wǎng)上交流,增強(qiáng)教師與學(xué)生之間的溝通,幫助學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)。在此基礎(chǔ)上可以以課程為單位,組織必要的面授輔導(dǎo)。
深化課程教學(xué)方法改革教師在輔導(dǎo)中變傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)為引導(dǎo)式教學(xué),注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)思路、學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo),向?qū)W生介紹課程的知識(shí)體系和重點(diǎn)難點(diǎn),著重進(jìn)行答疑解惑,增強(qiáng)教學(xué)的主導(dǎo)性。
按照培養(yǎng)應(yīng)用型人才要求,切實(shí)加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)高職院校應(yīng)逐步完善實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)文件和管理制度,確定各專業(yè)下各門(mén)課程實(shí)踐教學(xué)的目的內(nèi)容、組織形式、實(shí)施辦法、考核標(biāo)準(zhǔn)等;認(rèn)真落實(shí)課程實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),積極開(kāi)展專業(yè)實(shí)習(xí)活動(dòng),有效的提高學(xué)生的實(shí)際工作能力。多數(shù)學(xué)生可以在集中實(shí)踐環(huán)節(jié)中結(jié)合工作實(shí)際選題,在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上完成畢業(yè)論文(畢業(yè)設(shè)計(jì))。
發(fā)展計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程教育,有利于提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力
建構(gòu)主義(constructivism)的提出者瑞士學(xué)者讓·皮亞杰(Jean.Piaget)認(rèn)為:智慧本質(zhì)上是一種對(duì)環(huán)境的適應(yīng),智慧的適應(yīng)是一種能動(dòng)的適應(yīng)。一定的刺激只有被主體同化于認(rèn)知結(jié)構(gòu)之中,主體才能作出反應(yīng)。[5]因此我們認(rèn)為,教育過(guò)程是以學(xué)生為主體的。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,自主學(xué)習(xí),主動(dòng)構(gòu)建自己的知識(shí)體系,從而獲得充分的發(fā)展。在教學(xué)中,教師是指導(dǎo)者、輔助者、協(xié)作者,學(xué)生才是教育過(guò)程中真正的主體,所有教育活動(dòng)都必須圍繞學(xué)生這個(gè)中心進(jìn)行。學(xué)生獲取知識(shí)的過(guò)程是學(xué)生在一定的環(huán)境下,通過(guò)教師的指導(dǎo)、教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間合作、交流,利用必要的學(xué)習(xí)資源,通過(guò)意義建構(gòu)的方式獲得的。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主動(dòng)探索、思考和建構(gòu)離不開(kāi)教師事先所做的教學(xué)設(shè)計(jì),更離不開(kāi)合作學(xué)習(xí)過(guò)程中教師的引導(dǎo)。
在計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程教育環(huán)境下,學(xué)生按照教師事先設(shè)計(jì)好的教育資源進(jìn)行學(xué)習(xí),然后同化、加入到原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)中去。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中,學(xué)生會(huì)經(jīng)常提出問(wèn)題,教師可以根據(jù)學(xué)生的不同實(shí)際情況進(jìn)行有針對(duì)性的指導(dǎo),這種學(xué)習(xí)過(guò)程往往能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒處于最佳狀態(tài),極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生渴求知識(shí),探索究竟的主觀能動(dòng)性,從而提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,這一過(guò)程就是建構(gòu)主義理論所說(shuō)的知識(shí)的建構(gòu)過(guò)程。
綜上所述,發(fā)展計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程教育,探求新的職業(yè)教育模式,能夠進(jìn)一步提高高職院校的教學(xué)效果和教學(xué)效益,為社會(huì)主義建設(shè)事業(yè)培養(yǎng)出更多更好的職業(yè)技術(shù)人才。
參考文獻(xiàn):
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[3]邢曉春,王海竹.對(duì)遠(yuǎn)程教育教師專業(yè)化的思考[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)距離教育,2005,(4).
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