摘要:計算機實驗教學是深化理論教學、培養(yǎng)學生動手能力和提高學生素質的重要環(huán)節(jié)。本文對當前計算機實驗教學中存在的問題進行了分析，提出建立文件存儲服務器、上機實時監(jiān)控軟件和實驗成績評定數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的方法，以此提高保障上機實驗課程教學質量的能力。

關鍵詞:計算機上機實驗;課程質量保障;文件FTP服務器;實時監(jiān)控

計算機實驗教學是計算機類課程教學不可缺少的重要組成部分，它對深化理論教學、培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力起著舉足輕重的作用。近幾年，國內高校為了適應時代的發(fā)展對大學生素質教育和創(chuàng)新教育的要求，加強了計算機實驗室建設和實驗教學管理，不斷探索計算機實驗教學的新思路、新途徑。在制訂實驗教學計劃、編寫實驗教學大綱、設計實驗教學內容的同時，盡可能考慮學生的實際需要，給學生創(chuàng)造了更多自主學習和動手實踐的時間，使實驗教學更加具有靈活性，符合素質教育的需求[1]。但是，我們也應該看到，在計算機上機實驗教學過程中，由于實驗室教學條件和師資配置有限，并且存在學生上機紀律性差異以及實驗結果的多態(tài)性等問題，使得實驗教學的質量難以保障，對每個學生的實驗課程成績缺乏客觀準確的評定指標。通常，承擔實驗教學的教師是從出勤率、實驗報告、上機紀律性、獨立完成程度等方面來加權統(tǒng)計的，但是除了出勤率和實驗報告之外，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，使得教師對學生實驗成績的統(tǒng)計和工作量的評定難度加大，也存在一定的偏差。因此，加強上機實驗教學的過程質量管理，對提高實驗教學環(huán)節(jié)的教學質量，完善實驗教學成績評定體系，真正提高學生實踐能力和培養(yǎng)高素質人才具有重要的現(xiàn)實意義[2]。

1實驗教學的現(xiàn)狀和存在的問題

計算機上機實驗一般都有明確的上機任務，要求學生在規(guī)定的課時內按“上機實驗指導書”的實驗要求，完成相應的實驗結果(通常以程序軟件、計算結果、實驗報告檔等形式呈現(xiàn))。實驗指導教師則以學生完成實驗結果的質量好壞、算法優(yōu)劣、完成程度、實驗報告質量等指標，對學生的實驗結果給予相應的評定。上機實驗教學環(huán)境不同于課堂教學，一般是學生一人一機，教師巡視答疑，并檢查學生的實驗過程。但是，當前高校計算機實驗室一般都是為多門課程服務的，存在計算機資源有限、上機需求多樣化、實驗教學管理難度大等問題[3]，主要表現(xiàn)在:

(1) 目前計算機實驗室都采用硬盤保護卡或軟件還原保護系統(tǒng)，上實驗操作課不能讓學生隨意修改系統(tǒng)或者無法保存數(shù)據(jù)。這在保障教學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，學生保存在計算機硬盤中的數(shù)據(jù)將隨著每次計算機重新啟動而不復存在。學生每次做的作業(yè)下次再上課就沒有了，即使開放部分硬盤分區(qū)給學生用來存儲數(shù)據(jù)使用，由于每次上機的班級、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的同學刪除，不能保證教學任務的連貫性。

(2) 實驗電子文檔存儲系統(tǒng)不完善，學生提交實驗過程數(shù)據(jù)或實驗作業(yè)的方式落后。有些實驗規(guī)定學生在實驗課時內完成，期末的上機實驗考試也要求當場提交實驗作業(yè)，目前的一般做法是:通過網絡將作業(yè)上傳到某服務網站的共享存儲系統(tǒng)或某臺機器的共享文件目錄下，或者通過U盤拷貝作業(yè)交給教師。這樣的缺點是:實驗課結束時段，若通過網絡上傳提交作業(yè)會導致網絡擁塞提交失敗;此外因為沒有針對每個學生單獨設置提交目錄和權限，作業(yè)容易被復制、刪除、誤覆蓋等，若采用U盤上交方式則秩序混亂并且費時費力。學生每節(jié)課所完成的實驗作業(yè)缺乏一個有效便捷的提交方法和安全的保存措施，指導教師也無法對學生的實驗過程、作業(yè)完成情況有一個全面和完整的數(shù)據(jù)記錄及成績評定原始依據(jù)。

(3) 實驗數(shù)據(jù)和實驗報告普遍存在抄襲行為。學生進行上機實驗時，雖然一人一機，但電腦上通常是安裝了局域共享協(xié)議或其他網絡軟件，學生之間抄襲實驗作業(yè)或結果十分便利，也不易被教師發(fā)現(xiàn)。教師無法對所有學生的實驗結果是否是獨自完成進行有效判斷。

(4) 缺乏必要的監(jiān)督手段，有些學生自控力差，如果教師不在身邊，上機實驗時經常做些與實驗無關的事情，如QQ聊天、看網絡電影、隨意瀏覽、下載安裝游戲等，教師管理起來費時又費力;同時這種隨意上網下載軟件或自帶U盤安裝軟件也使電腦被病毒或木馬感染的風險大大增加，對電腦初始的良好狀態(tài)造成破壞，導致實驗室老師的維護工作量增加許多。實驗教師雖有察覺，但因為無法及時留下證據(jù)，也很無奈，對學生的上機過程缺乏有效的監(jiān)督和控制，實驗教學的效果無法得到保證。

2上機實驗教學質量保障管理方式

為了有效地解決上述問題，提高上機實驗課程的教學質量，完善實驗教學成績考評方法，筆者通過對學生上機狀況的實際調查，在總結過去上機實驗教學經驗基礎上，提出以下的設計方案:

(1) 專業(yè)的文件存儲服務器?？砂葱枰`活地針對每一門課程、或每一個班級以及每一個學生，設置單獨的賬號和密碼，分配相互隔離的文件存儲目錄，可單獨限制硬盤使用空間，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的日志記錄。

(2) 上機實驗實時監(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，對學生的上機行為進行有效地監(jiān)督管理、行為限制和實時控制，規(guī)范和約束學生的實驗過程，培養(yǎng)良好的上機教學氛圍。

(3) 實驗成績評定系統(tǒng)。開發(fā)一個上機實驗教學管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，根據(jù)學生的上機實驗綜合表現(xiàn)的記錄數(shù)據(jù)(比如考勤率、實驗報告、實驗)，給實驗老師提供一個客觀公正的實驗成績表單。

2.1專業(yè)的文件存儲方案

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

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

(2) 功能強大，100%支持FTP標準?？梢杂酶鞣N參數(shù)對用戶進行功能上的設定，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、用戶對文件訪問的嚴格控制權限，可以讓您設定完美的解決方案。

(3) 大批量的并發(fā)傳送?？梢越⒋笈康腟OCKET傳送隊列，相對于其它FTP服務器軟件而言，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文件管理的實現(xiàn)過程、訪問方法以及注意事項。

2.1.1建立學生文件管理目錄

在Server服務器上為學生分配一個存放文件的磁盤分區(qū)，不同的班級建立不同的目錄，以班級命名，在其目錄下為每個學生建立子目錄，以學生的學號命名。學生進校一年級至四年級可以連續(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生畢業(yè)。

2.1.2用Serv-U軟件架設FTP服務器

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。安裝的時候需要修改的選項:

(1) 在Server服務器上添加多個IP地址，不同的班級對應一個IP地址，例如:02計算機1班、02計算機2班，對應的IP地址為本機的IP地址，202.202.30.100和202.202.30.101。

(2) 在FTP服務器上新建以班級命名的域。

(3) 設置FTP的端口號為默認端口21，這樣設置便于以后的訪問不用在地址欄輸入端口號。

(4) 選擇不允許匿名訪問。

(5) 指定一個用來作為學生上傳作業(yè)文件的目錄，以班級為一個主目錄，其子目錄為每位學生的學號。

2.1.3服務器資源管理

對于FTP服務器管理員來說，重要的是保證服務器帶寬、連接速度等系統(tǒng)資源進行優(yōu)化利用，使其性能達到優(yōu)越。所以，管理員還需要對服務器進行一些優(yōu)化設置，進入“本地服務器”→“設置”→“常規(guī)”選項卡，進行如下設置。

(1) “最大上傳和下載速度”:就是服務器可以使用的最大帶寬，需要根據(jù)服務器總帶寬填入合適的數(shù)值。如果不進行設置的話，Serv-U將允許使用所有可用的帶寬，這樣當連接的用戶達到一定數(shù)量時，會導致服務器上其他網絡服務不可用。

(2) “最大用戶數(shù)量”:設置在同一時間內允許連接到本服務器的最大用戶數(shù)。因為每個連接到服務器的用戶均將占用系統(tǒng)資源，因此應該進行最大用戶數(shù)的合理設置，否則系統(tǒng)將不控制登錄用戶數(shù)導致系統(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”:假設上傳失敗，刪除部分已上傳的文件。

2.1.4FTP使用方法

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

2.2上機實驗過程實時監(jiān)控管理方案

考慮到現(xiàn)有的商業(yè)網絡監(jiān)控軟件在功能上無法滿足實驗教學監(jiān)控的實際需求，我們在Windows XP平臺下，采用delphi編程語言，利用網絡包過濾技術、屏幕抓取、遠程控制等技術，自己編寫“實驗室上機過程實時監(jiān)控軟件”，該軟件具備以下基本功能。

(1) 針對教師提供以下功能:教師上機任務的布置下發(fā)、每次上機實驗教學的參數(shù)個性化設置、學生考勤自動統(tǒng)計。

(2) 教師可以設置網絡訪問規(guī)則和程序運行權限。分別通過對上網時間段，訪問IP地址范圍，所能運行的本機上已安裝的應用程序等，對學生的上網行為進行準確地過濾和記錄。學生無法訪問受限的外部網絡，也無法運行禁止的應用程序(比如QQ聊天程序等)。

(3) 教師可以通過管理機實時監(jiān)視每個學生機的屏幕動態(tài)，并能保存截屏圖片。

(4) 教師可以與學生聊天，遠程輔導和答疑。

(5) 教師可以控制學生的非法操作，如鎖定鍵盤、強行斷網、關機等。

(6) 教師可以對所有學生發(fā)送廣播消息。

(7) 教師可以給違反上機規(guī)范，有“小動作”的學生發(fā)送“警告信息”。

圖1是對學生網絡訪問規(guī)則的設置管理示意圖。

該軟件以Windows服務進程的方式，在每次開機啟動后自動運行，同時采取了一定的防卸載、防刪除的自我保護措施，對學生的非法上機行為進行有效地監(jiān)督限制和實時控制，規(guī)范和約束學生的上課秩序，培養(yǎng)良好的上機教學氛圍。

2.3實驗數(shù)據(jù)記錄和成績評定系統(tǒng)

根據(jù)FTP文件存儲系統(tǒng)中每個學生的實驗報告和訪問日志，以及“實驗室上機過程實時監(jiān)控軟件”所記錄的學生實驗過程的行為記錄，我們建立了實驗數(shù)據(jù)和成績評定管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。在期末課程結束時，教師可以根據(jù)每次上機課的上述記錄，對每個學生的上課考評數(shù)據(jù)進行匯總和排序，自動完成實驗成績的評定，輸出考勤表和成績單。

3結語

教學是學生在教師的指引下自覺主動學習的過程，上機實踐課同樣需要充分發(fā)揮指導教師的主導作用。除了應該建設完善可靠的上機實驗文件存儲服務器，形成制度化的實驗教學電子記錄檔案外，還要針對個別學生在上機時注意力分散、運行一些與教學無關的軟件、實驗結果抄襲、實驗教學紀律渙散等現(xiàn)象，采用上機過程實時監(jiān)控管理軟件，對實驗教學過程進行嚴格有效地控制和考核。本文對如何提高上機實驗課程的教學質量，完善實驗教學成績評估，做了初步的方案設計和實踐嘗試，實踐表明，該方案在技術上是可行的，在使用上簡便有效。

參考文獻:

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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)