◆王振華 劉慧芳 洪 泓
(中國地質大學(北京) 北京 100083)
現(xiàn)代高校計算機實驗室建設的新趨勢
◆王振華 劉慧芳 洪 泓
(中國地質大學(北京) 北京 100083)
高校計算機實驗室是許多實驗室建設的基礎,分析了計算機實驗室建設的重要性。針對計算機實驗室建設過程中存在的一些問題,提出目前實驗室建設的發(fā)展方向,利用新的信息技術,充分發(fā)揮計算機實驗室作用,提高資源的利用效率。本文從實驗室建設的角度,闡述了信息技術高速發(fā)展下的計算機實驗室建設,云計算技術的應用,微機選擇的多樣化,先進網(wǎng)絡技術的利用,多媒體教學系統(tǒng)及電子白板的等教學展示系統(tǒng)等,分析這些技術的必要性和可行性。
計算機實驗室;云計算;實驗室建設;多媒體教學
目前,高校最多的實驗室就是計算機實驗室,雖然實驗室名稱不盡相同,但是,大多數(shù)實驗室都離不開微型計算機。高校的計算機實驗室,依據(jù)應用的不同,可分為兩大類,一種是通用型機房,這種機房的主要是微機,這種實驗室比如:用來計算機基礎、語言編程開發(fā)類、一般應用軟件操作、語音機房等實驗室;另一類是硬件開發(fā)測試類機房,這類計算機一般需要連接硬件設備或者實驗箱,或者開發(fā)板,或者測量儀器等。
高校計算機實驗室是學生進行計算機相關課程實踐的重要基地,許多計算機實驗室仍然是幾十臺獨立計算機的狀況,不能充分發(fā)揮計算機的功能和性能,實驗室的利用率比較低,實踐教學的效果達不到理想的要求,這些計算機亦不利于實驗室人員的管理工作[1]。新的形勢下,計算機硬件的水平在一段時間內(nèi),在體系結構和速度上大大提高的可能性不大,軟件對硬件要求也不會有很大的提高[2]。這樣,目前的實驗室內(nèi)的計算機可以使用的年限可以適當延長。從我校計算機實驗教學中心一系列的計算機實驗室建設過程,針對出現(xiàn)問題,本文總結了一些經(jīng)驗。
云計算是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關服務的增加、使用和交付模式,通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴展且經(jīng)常是虛擬化的資源。用戶通過電腦、筆記本、手機等方式接入數(shù)據(jù)中心,按自己的需求進行運算[3]。計算機實驗室建設以服務器集群為依托私有云建設,以微機為輔的實驗室建設。實驗室建設利用云計算技術中的云存儲和虛擬化技術。其中,云存儲是一種網(wǎng)絡存儲技術,通過集群應用、網(wǎng)絡技術或分布式文件系統(tǒng)等功能,將網(wǎng)絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協(xié)同工作,共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務訪問功能的一個系統(tǒng)[4]。
云計算技術中的虛擬技術,尤其是桌面虛擬化,是指將計算機的桌面進行虛擬化,以達到桌面使用的安全性和靈活性??梢酝ㄟ^任何設備,在任何地點、任何時間訪問在網(wǎng)絡上的屬于個人的桌面系統(tǒng)。
計算機實驗室建設,利用云計算技術,有以下幾個方面的優(yōu)點:(1)提高資源的利用率;(2)提供多樣化選擇的操作系統(tǒng);(3)便于實驗室管理人員的維護;(4)便于實驗室開放管理;(5)提供了創(chuàng)新實踐教學環(huán)境[5]。
計算機實驗室配置的計算機未必一定選擇臺式機。隨著計算機技術的發(fā)展,計算機的種類也越來越多,就目前而言,計算機的種類包括:臺式機、一體機、筆記本、云終端、平板電腦等[6]。不同的計算機有不同的特點,應用的側重的不同:常規(guī)的臺式計算機,體積相對大,機箱的散熱性好,運算處理功能相對強;一體機因為沒有主機,占用空間小,散熱性有點弱,也是許多機房的選擇;筆記本的主要特點就是移動性好,教學實驗之外,可以租借給學生,提高了計算機的利用率;云終端機的配置相當較低,對后臺的依賴性強等[7]。
另外,依據(jù)教學需求的不同,選擇的操作系統(tǒng)的不同,常見的有:Windows系列,Linux/Unix系列,還有蘋果的MAC操作系統(tǒng)。比如:進行蘋果應用程序開發(fā),就必須選擇蘋果的計算機。
目前,大部分的計算機實驗室都有局域網(wǎng)絡建設。實驗室局域網(wǎng)包括有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡。根據(jù)實驗室的對網(wǎng)絡的需要,可以選擇地建設網(wǎng)絡,光纖網(wǎng)是針對高速、安全的網(wǎng)絡需要,也是下一代網(wǎng)絡建設的發(fā)展趨勢;雙絞線介質網(wǎng)絡是的普通網(wǎng)絡,在建設部署時,盡量選擇六類網(wǎng)線以上的介質,局域網(wǎng)盡量千兆以太網(wǎng)或者萬兆以太網(wǎng),確保一段時間內(nèi)不被淘汰[8]。
另外,加強計算機實驗室無線網(wǎng)的建設。一方面,許多設備都有無線網(wǎng)卡,筆記本電腦、平板電腦、手機等需要網(wǎng)絡,比如移動互聯(lián)開發(fā),需要訪問網(wǎng)絡??紤]實驗室開放問題,一些學生在實驗室會利用筆記本電腦或者平板電腦上網(wǎng),需要給他們提供一些方便,以便進行查找資料等。同時,也為實驗室開放管理,提供了技術支持。
利用基于網(wǎng)絡的監(jiān)控系統(tǒng)與門禁系統(tǒng),進行實驗室安全管理。在實驗室開放的過程,實驗室管理人員也不可能時刻都在實驗室,可以利用監(jiān)控系統(tǒng)和門禁系統(tǒng)確保實驗室安全。監(jiān)控系統(tǒng)可以提供遠程手機監(jiān)控,門禁系統(tǒng)可以提供進出實驗室的人員情況。
實驗室是教學的重要場地,在許多實踐教學工作中,展示教學內(nèi)容和板書仍然是實踐教學的一個重要環(huán)節(jié)。多媒體教學系統(tǒng)即多媒體計算機輔助教學,是指利用多媒體計算機,綜合處理和控制符號、語言、文字、聲音、圖形、圖像、影像等多種媒體信息,把多媒體的各個要素按教學要求,進行有機組合并通過屏幕或投影機投影顯示出來,同時按需要加上聲音的配合,以及使用者與計算機之間的人機交互操作,完成教學或訓練過程。這給教學工作注入新的活力,這是我們計算機實驗室建設的一個重要部分[8]。
目前,一些計算機實驗室里仍在使用黑板或者白板,黑板的粉塵對計算機的損害是非常的大,大量的粉塵通過靜電吸附在主板上,導致主板散熱不利而損壞主板的元器件。交互式電子白板可以與電腦進行信息通訊,將電子白板連接到教師機或者平板電腦,并利用投影機將計算機上的內(nèi)容投影到電子白板屏幕上,此時的電子白板就相當于一個面積特別大的手寫板,可以在上面任意書寫、繪畫并及時顯示,文件保存為圖形文件。
計算機實驗室的實驗臺之間的距離越大,舒適度越高,安全性也越高。在實際的實驗室建設中,一般每個實驗臺都擺放一臺計算機。在實踐教學的過程中,實驗學生說一般都少于實際的實驗臺數(shù),這樣相當于有一部分的計算機的利用率非常低。一方面浪費了設備資源,另一方面,增加了實驗室人員的管理工作。
另外一個考慮的因素,目前的大學生家庭條件越來越好,大部分學生都有自己的筆記本電腦。在許多的實踐教學中,學生都帶上自己的筆記本電腦來上課,主要的原因是:在自己的筆記本電腦搭建的實驗環(huán)境,可以在宿舍、圖書館及自習教室里繼續(xù)完成實驗。
在計算機實驗室建設中,可以適當?shù)乜粘龃蠹s20%的空位置(實驗桌不放置計算機),只需給80%的實驗桌配置計算機即可。實驗桌上預留有線網(wǎng)絡接口,提供無線網(wǎng)絡,學生可以用自己的計算機連接實驗設備或者后臺服務器。
信息技術的高速發(fā)展和高校學科的建設,對計算機實驗室建設的要求也越來越高。高校的計算機實驗室是一個學校的實踐教學、科學研究和技術服務的重要基地,實驗室建設的目的主要是為學生實踐教學和課外創(chuàng)新實踐服務以及科研服務,提高實驗室的開放性,便于實驗室管理,提高資源的利用率。目前,為了培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,為了社會和企業(yè)培養(yǎng)更多的計算機相關人才,因此高校的計算機實驗室建設工作尤為重要。計算機實驗室的建設和管理水平體現(xiàn)了一個高校的教學、科研和管理水平,也是建設高水平大學的重要條件之一。
[1]卞麗情.計算機實驗室的建設及管理探討[J].無線互聯(lián)科技,2015.
[2]李洪剛.淺析計算機實驗室的管理與實驗教學的創(chuàng)新方法[J].中國新通信,2015.
[3]鮑鵬.探析基于云計算的計算機實驗室建設[J].科學咨詢(科技?管理),2015.
[4]王國霞,徐銀梅,魯億方.云計算在實驗室建設及管理中的應用探究[J].中國教育技術裝備,2011.
[5]張超峰.基于虛擬云技術的計算機實驗室建設管理研究[J].福建質量管理,2015.
[6]何旸,雷鳴,劉毅娟,等.計算機實驗室管理與維護之思考[J].數(shù)字技術與應用,2015.
[7]高娜.淺議計算機實驗室的管理與維護在教學體系中的作用[J].長春大學學報,2014.
[8]王靜.高校計算機實驗室建設與管理工作的優(yōu)化探討[J].電子技術與軟件工程,2015.
中國地質大學(北京)教學改革項目(JGYB201305)。