锅炉计算机自动控制的分析

锅炉计算机自动控制的分析

锅炉计算机自动控制的分析

　　关键词:控制系统;自动化控制;环保
摘要:锅炉的计算机自动化控制是锅炉行业发展的大势所趋,也是一项利国利民的发展方向。
　　

　　锅炉微机控制,是近年来开发的一项新技术,它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物,我国现有锅炉每年耗煤量占我国原煤产量的1/3,目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。提高热效率,降低耗煤量,降低耗电量,用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。
　　
　　一、控制系统工作原理
　　锅炉微机控制系统,一般由以下几部分组成,即由一次仪表、现场机、上位机、手自动切换操作、执行机构及阀、电机等部分组成,一次仪表将锅炉的温度、压力、流量、氧量、转速等量转换成电压、电流等送入微机。控制系统包括手动和自动操作部分,手动控制时由操作人员手动控制,用操作器控制变频器、滑差电机及阀等,自动控制时对微机发出控制信号经执行部分进行自动操作。微机对整个锅炉的运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常、可靠地运行,除此以外为保证锅炉运行的安全,在进行微机系统设计时,对锅炉水位、锅炉汽包压力等重要参数应设置常规仪表及报警装置,以保证水位和汽包压力有双重甚至三重报警装置,以免锅炉发生重大事故。
　　
　　二、控制回路分析
　　锅炉控制系统,一般有蒸汽压力、汽包液位、炉膛负压、除氧器水位、除氧器压力等控制系统。锅炉的燃烧控制实质上是能量平衡系统,它以蒸汽压力作为能量平衡指标,不断根据用汽量与压力的变化调整燃料量与送风量,同时保证燃料的充分燃烧及热量的充分利用。
　　1.锅炉给水控制回路
　　给水自动调节的任务是使给水流量适应锅炉的蒸发量,以维持汽包水位在允许的范围内。给水自动调节的另一个任务是保持给水稳定。在整个控制回路中要全面考虑这两方面的任务。在控制回路中被调参数是汽包水位,调节机构是给水调解阀,调节量是给水流量。对汽包水位调节系统产生扰动的因素有蒸发量、炉膛热负荷(燃料量),给水量。
　　由于给水调节对象没有自平衡能力,又存在滞后。因此在一般锅炉控制系统中汽包液位回路采用闭环三冲量调节系统。所谓三冲量调节系统就是把给水流量,汽包水位,蒸汽流量三个变量通过运算后调节给水阀的调节系统。
　　锅炉给水系统中还有一个比较重要的控制回路是给水压力回路,因为汽包内压力较高,要给锅炉补水必须提供更高的压力,给水压力回路的作用是提高水压,使水能够正常注入汽包。但在蒸汽流量未达到满负荷时,对给水流量的要求也不高。在老式的锅炉系统中一般采用给水泵一直以工频方式运转,用回流阀降低水压防止爆管,现在一般采用通过变频器恒压供水的方式控制水压,具体实现方式是:
　　系统下达指令由变频器自动启动第一台泵运行,系统检测给水管的水压,当变频器频率上升到工频时,如水压未达到设定的压力值,系统自动将第一台电机切换至工频直供电,并由变频器拖动第二台水泵运行,如变频器运行到工频状态时供水母管压力仍未达到设定压力值系统自动将第二台水泵切换至工频直供电,再由变频器拖动第三台运行,依次类推,直至压力达到设定值。若锅炉需要的给水量减少,变频控制系统可自动降低变频器的运行频率,如变频器的频率到零仍不能满足要求,则变频器自动切换至前一台水泵进行变频运行,依次类推。变频恒压供水控制系统的实质是:始终利用一台变频器自动调整水泵的转速,切换时间以管网的实际压力和设定压力的差值决定,同时保证管网的压力动态恒定。值得注意的是为了防止变频器报警停机或其他故障造成水泵不转会引起锅炉缺水,所以应该加反馈装置确保变频器正常工作。
　　除此之外锅炉的供水系统中还包括除氧器压力控制和除氧器水位控制,除氧器压力控制主要是为了保证除氧器口有足够的蒸汽压力用于将软化水除氧,这是一个单闭环控制回路,输入参数是除氧器压力输出参数控制除氧器进汽阀。除氧器水位控制主要是为了保证除氧器内有足够的水提供给锅炉,这是一个单闭环控制回路输入参数,是除氧器水位输出参数控制除氧器进水阀。
　　2.锅炉燃烧调节系统
　　燃烧过程自动调节系统的选择虽然与燃烧的种类和供给系统、燃烧方式以及锅炉与负荷的联结方式都有关系,但是燃烧过程自动调节的任务都是一样的。归纳起来,燃烧过程自动调节系统有三大任务:
　　①维持汽压恒定。汽压的变化表示锅炉蒸汽量和负荷的耗汽量不相适应,必须相应地改变燃料量,以改变锅炉的蒸汽量。
　　②保证燃烧过程的经济性。当燃料量改变时,必须相应地调节送风量,使它与燃料量相配合,保证燃烧过程有较高的经济性。
　　③调节引风量与送风量相配合,以保证炉膛压力不变。
　　燃烧调节系统一般有三个被调参数,汽压、烟气含氧量和炉膛负压。一般有3个调节量,他们是燃料量,送风量和引风量。燃烧调节系统的调节对象对于燃料量,根据燃料种类的不同可能是炉排电机,也可能是燃料阀。对于送风量和引风量一般是挡板执行机构或变频器。
　　
　　三、控制系统的组成
　　在控制系统设计上我们采用集中控制分散驱动的集散控制思想,把控制系统分为三层:
　　(1)信息管理层:完成系统关键技术数据的设定、实时数据和运行状态的监视与控制、历史数据的查看、数据报表的记录与打印、报警与故障的提示处理等功能;主要由上位工控机、组态开发软件、应用程序、通讯模块等组成;
　　(2)控制层:主要完成各种控制动作命令、实时数据的采样与处理、连锁动作的关联表达、控制算法的实现、异常现象的自动处理等功能;主要由可编程逻辑控制器的开关量模块、模拟量模块、智能PID调节仪、变频器、可编程逻辑控制器应用程序等组成;
　　(3)设备层:主要接受来自的控制器控制命令,执行相应的动作或提供相应的检测数据。主要由断路器、交流接触器、压力变送器、温度变送器、流量变送器、电动开关阀、模拟信号隔离分配器等组成。
　　
　　四、小结
　　综上所述,锅炉控制系统改造具有很好的市场发展空间和投资收益前景,值得广泛地推广。它不仅能够通过自动化控制技术实现安全生产的目的,还能够节煤节电并能使排放更环保,总之锅炉的计算机自动化控制是锅炉行业发展的大势所趋,也是一项利国利民的发展方向。

 

摘要：本文提出了将“C程序设计”教学分成引导入门、实践提高、实际应用三个阶段进行，每个阶段均有不同的学习任务和内容，并根据不同阶段的特点选用不同的教学方法。分段教学能使学生在具备扎实的基础知识的同时，又具备解决实际问题的能力。
　　关键词
本文来自：计算机毕业网 ：建构主义；分段教学；“C程序设计”教学
　　　　　　
　　信息社会对计算机专业的学生提出了更高的要求：不仅要会使用编程工具，而且要能应用编程工具解决实际问题。然而，传统的程序设计教学方法过多地关注语言细节而缺乏对学生程序设计方法和能力的训练，并在一个人为简化了的教学环境下传授知识，不利于知识迁移，因此出现了学生学完了程序设计课程却不会编程的现象。如何使学生具备扎实的基础知识，同时又具备解决实际问题能力，是目前亟待解决的问题。
　　建构主义因其倡导的有意义学习，被越来越多的教师用于指导程序设计课程的教学，并塑造了一些教学运作的新方式[1]。但建构主义理论本身还在不断完善和发展中，建构主义在程序设计教学实践中的应用还有待进一步的探讨。
　　
　　1建构主义教学观
　　
　　实际教学中倾向于选择建构主义教学观还是传统教学观，应该根据学生的认知规律与教学内容特点而定。
　　传统教学观与建构主义教学观处于一个系统的两个极端[2]。传统教学观不太强调学习者内在的条件，认为外在知识的内容和结构能完全复制到学生的头脑中，为了减少学习者的混乱而简化了真理；建构主义则处于另一个极端，强调学习者，认为学习是对学习者已有概念重新调整的过程，强调提供丰富多彩的学习环境以利于技能的迁移。
　　以教师为中心的传统教学观忽视了学习者对知识的主动建构，忽视了发展学习者的高阶思维能力。尽管传统教学观遭到批判，但它依然是广大教师使用最广泛的教学模式之一，有其存在的价值。传统的讲授法是一种高效的形式和方法，有利于基础知识和基本技能的系统传授，并能最大限度地发挥教师的主控作用，教学操作性强，适合学习者初级阶段的发展水平。
　　建构主义教学观越来越受到普遍的关注。建构主义在知识观、学习观、教学观、师生关系观和信息技术应用观等方面提出了与传统教学观不同的观点，有利于促进学习者高阶学习和高阶能力。它与当前我国教育理念改革和教育信息化的发展方向是一致的。
　　对于初学程序设计的大学一年级新生，因为没有建立有效的计算机模型，适于在较为简单的、限制的环境中，循序渐进地建立关于程序设计的基本概念。此阶段主要采用传统教学方法，帮助初学者较快地建立有效的计算机模型。当学生不再对计算机感到困惑时，应该由传统教学方法逐步过渡到建构主义教学方法，所呈现的教学情景越来越接近真实问题的环境，从而使学生分析问题、用编程工具解决问题的能力得到越来越多的训练。
　　根据“C程序设计”教学内容的特点及学生认知能力的发展过程，教学可分3个阶段，分别选用不同的教学方法进行(见表1)。
　　
　　2分阶段选用不同的教学方法
　　
　　2.1引导入门阶段
　　对于刚接触程序设计的初学者来说，本阶段的任务是快速建立有效的计算机模型，掌握程序的基本构成及常用算法模式，掌握用计算机检验所学知识的方法，为后继阶段的学习作积累。
　　主要学习的内容包括：程序基本构成，控制结构，简单函数。上机实践内容主要是学习使用编程环境，验证和熟悉语法，熟悉常用算法模式，会用计算机来验证语言知识，分析程序的执行。
　　教学一开始就应将课程的整体框架引入，让学生有个整体的概念和学习目标。“概念图”、“思维导图”之类的图形化工具有助于概念知识的表达，可以用于整体框架的引入，也可用于评价学生的学习。
　　课堂教学中，主要学习程序的阅读与分析。通过已编好的难度合适的程序将枯燥的数据类型、运算符等基本概念引入课堂，通过问题的解决来研究语法的结构、功能和使用效果；研究各部分代码的来龙去脉，形成完整的程序结构；研究常见算法模式与编程技巧。同时也使学生了解程序设计风格、技术规范、软件适用性、程序效率等。问题解决过程中应尽量结合学生原有的学习与生活经验，有利于新知识的同化。课后，对于常见算法模式，如交换两个数，查找，求累加和，数组的基本操作等，要求学生熟记并模仿。
　　通过测试、上机及课后作业等手段，教师利用负反馈及时发现学生的问题，使教师的教与学生的学同步。并要求学生经常小结上机调试经验。
　　2.2实践提高阶段
　　通过引导入门阶段的学习，学生已经建立了基本的计算机求解模型，了解了程序的基本构成、程序设计的基本策略与常用算法模式，基本会使用编程工具。此时需要在已有基础上学习高阶的问题分析、程序设计方法，提高解决问题的能力，完成实际技能的提升。
　　主要学习的内容包括：常见算法，函数，结构，文件。上机实践内容主要是设计较简单程序，学会用计算机来测试程序正确与否。
　　课堂教学中，主要学习问题的分析与解决。对于高阶思维的学习适于选用建构主义教学方法。教师需要对课程的知识点有整体的把握，有所选择地把主要知识点合理地组织到有趣的实际任务中，并考虑到新旧知识的联系，以推动学习的进行。教学中包括以下要素：
　　(1) 情景：通过呈现有趣的、接近实际的任务情境，激起学生解决任务的兴趣。多媒体及演示动画的应用有助于学生对任务的理解，使情景更逼真。
　　(2) 协作：2~4人一个小组。
　　教师提出任务后，小组内通过交流确定学习目标：明确要实现的功能和功能的划分。在选择数据结构与实现方法时，学生可以分工合作，借助 教材 民兵爆破地雷教材pdf初中剪纸校本课程教材衍纸校本课程教材排球校本教材中国舞蹈家协会第四版四级教材 、参考书、系统帮助等工具获取算法思路、库函数使用方法等知识。对于较复杂算法的实现，学生可以分工完成。
　　(3) 会话：通过会话促进知识的建构，包括师生会话和生生会话。
　　师生会话：教师引导学生自顶向下地逐步分析出解题思路，并注意启发性，鼓励学生提出不同的想法。利用结构化的算法描述工具，如PAD图，NS图，可以清晰地呈现解题思路。
　　生生会话：选择可用的概念，讨论解决的方法，调整概念结构。学生与学生由于拥有更加接近的知识和生活经验，更容易沟通和相互促进。
　　(4) 意义建构：通过知识建构环境中学习目标、学习者原有概念、学习经验等众多复杂因素的相互作用，学习者形成自己独有的解决任务的思路、技巧和方法，即意义建构。
　　2.3实际应用阶段
　　当课程主要内容学完后，应为学生提供一个综合性的、更真实的大任务，要求学生遵从软件 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 过程，合作完成任务。任务应有一定的复杂度，使得学生必须协作完成。课堂上主要解决一些普遍存在的问题，学生必须利用课外时间才能按时完成任务，可以借助图书馆、Internet获得必要的帮助。任务完成后，通过展示与评价学生作品来评价任务完成情况，通过提交书面 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 实现对任务实现过程的总结。
　　
　　3建构主义教学实践中应注意的问题
　　
　　建构主义教学条件要求较高，需要丰富的教学资源，并要求改变教师和学生的观点。要引起教学实质的变革，必须全面地理解建构主义各原则之间的联系[2]。由于多数教师对建构主义的认识是逐步加深的，建构主义对教学实践的指导也是逐步进行的，如此可能只是引起了一些表面的变化，甚至使情况变得更糟。
　　笔者一接触到任务驱动教学法就被这种方法吸引了，并开始在教学中实践。由于对建构主义原则理解不深，加上学生未能主动参与知识建构，教师还未实现从传授知识向意义建构促进的转变，而且难度合适组织方法相近的可用教材较少，学生反映起点高，难度大。同时也反映，若课前做过预习，则效率很高。后继课程的教师则反映学生的程序设计能力有所提高。由于上述原因，教学实践未达到预期效果，但学生和其他教师的反馈也说明：建构主义所倡导的教学原则对程序设计思路和方法的学习确实有帮助。
　　另外，建构主义教学方法实施中比较困难的是：从传统的线性知识组织形式向任务式组织形式的转变，此时需要从全局上把握学科知识并有所选择。在课堂教学中，应注意把握好教学节奏，给学生足够的时间协作和会话，从而完成意义的建构。此时，教师要注意结合实际课堂给予学生动态的引导。
　　
　　4结束语
　　
　　在思考程序设计课程教学中的问题时，很自然地被引向了建构主义。建构主义教学方法处于传统教学方法的另一个极端，在教学实践中，应根据学习内容与学生的认知类型分阶段选用不同的教学方法，以便在有限的教学时数内促进学生完成程序设计的高阶学习任务。
　　
　　参考文献
　　[1] 余胜泉. 基于建构主义的教学设计模式[J]. 电化教育研究，2000，(12)：7-13.
　　[2] Tony Greeing主编，麦中凡译. 21世纪计算机科学教育[M]. 高等教育出版社，2001：55-94.
　　[3] 张长海. 以程序设计为主线讲授“高级语言程序设计”课[J]. 计算机教育，2005，(5)：9-12.
　　[4] 高顺富. “C语言课程设计”教学的思考与实践[J]. 电气电子教学学报，2002，(1)：103-105.
　　　　通信地址：云南 昆明 云南师范大学 计算机科学与信息技术学院 650092
　　　　电话：13888083126
　　本项目受“2005年云南师范大学精品课程建设”资助。

Protel 99 SE教学中常见问题及解决方法

　　关键词:编辑;封装;网络表
摘要:Protel 99 SE在电子企业和学校中仍广泛使用,针对学生在学与用的过程中出现的典型问题,总结了在教学和应用中应加以注意的一些问题及解决方法。

　　一、引言
　　现在,电子电路计算机辅助设计(电子CAD)软件种类丰富,Protel系列软件作为最早进入我国的电子CAD软件,就是此类软件的典型代表。虽然Protel系列软件,现在的最新版本已经是Altium Designer,但Protel 99 SE由于占有系统资源比较少,对硬件配置要求较低,而且学习时较易上手,因此在电子企业和学校中仍在大量使用。本文依据在教学和使用的过程中的一些体会,总结了在Protel99 SE教学过程中应注意的几个问题。
　　二、绘制原理图(SCH)时的问题
　　(一)元件的放置及编辑
　　在原理图绘制这一模块的学习过程中,在对原理图绘制环境的设置有了初步的了解之后,涉及的内容就是元件的放置和编辑。在教学中讲解的顺序一般多是先讲元件的放置,然后再讲元件的编辑。学生在刚开始接触到这门新课时,都有较强的能将所学内容付诸实际应用的欲望,同时受老师授课顺序的影响,学生在绘制原理图时往往先将图中所有元件先摆放出来,然后再进行编辑,这样操作的结果就是每一个元件在编辑时,元件的编号、封装、类型都需要填写,费时费力。而如果是将同一类元件依照编号依次一边放置一边编辑,则除了第一个元件在编辑时需要完整填写上述内容,以后的元件在编辑时,系统将自动将编号加一,不需要人工填写,而同一类元件一般在印制电路板中的封装一般是相同的,也不需要填写,因此只需要填写类型这一栏就可以了,这样可以大大的节约时间,提高效率。两种情况的对比如图1所示。
　　(a)元件单个放置时的对话框(b)元件连续放置时的对话框
　　图1 两种放置情况的对比
　　在学生编辑元件时,出现的另一个问题是封装这一栏通常不填写。这样,在PCB设计中导入网络表时会出现找不到元件的错误,使PCB设计无法进行下去。造成这一情况的原因有:第一,接触Protel软件时间较短,对印制电路板的相关知识比较缺乏,对封装的意义不理解。第二,编辑元件时填写的内容,编号、类型在原理图中都有显示,但封装不会出现在原理图中,学生在不理解其意义的情况下,为了加快绘图的速度而不填写。因此对封装这个非常重要的概念,不应该在讲授PCB的制作时才讲,而应该将这部分内容适当提前,在讲解元件的编辑时就将封装的概念、意义讲清楚,讲透彻。
　　对于在元件放置及编辑中的这两个问题,一方面,教师在讲课时要加以强调,引起学生的重视;另一方面,在实践操作时,要不断的纠正学生在这方面出现的问题。使得学生在刚接触到这门课时,就养成良好的操作习惯。
　　(二)放置导线
　　1.导线、直线和总线的区别。
　　在初学时,学生时常将导线、直线和总线混淆,尤其是导线和直线,无论从外观上,还是从颜色上都相差不大。因此,教学时要强调两点。第一,导线有电气意义,而直线和总线没有电气意义,不能混淆。第二,导线、直线和总线在放置时,执行的菜单命令或工具栏中对应的按钮是不同的,要清楚,且能一一对应起来。在上机操作时,教师应仔细观察,发现此类问题时及时纠正。
　　2.放置导线时出现多余的节点。
　　出现多余节点的主要原因是对象间的重叠,如导线与元件引脚的重叠(如图2所示),元件或导线放置的位置不当等。在通过放置导线实现元件引脚间电气连接时,导线的端点(导线的起始点或终点)要与元件的端点相连,避免出现导线过长而使导线与元件引脚重叠的情况。如果执行了【Design】→【Options】菜单命令后,在弹出的“Document Options”选项卡中,Electrical Grid(电气节点)处于可用状态。那么放置导线时,当光标移至元件引脚端点时,光标中心将出现一个大黑点(如图3所示)。因此,可以从直观的角度给学生总结:“从黑点(电气节点)始,到黑点终”。
　　图2 导线与元件引脚的重叠导致的多余节点
　　图3 电气节点(大黑点)
　　三、设计PCB调入网络表时错误的修改
　　绘制完成原理图,在进行印制电路板的设计过程中,导入网络表是第一步,也是后续工作的基础。学生进行实际操作时,在这一步出现的问题比较多,主要表现为装入网络表编译生成网络宏出现错误,以至于在期末考核时有部分学生花费大量时间仍然不能找到问题,影响后面的操作和考核的成绩。下面将调入网络表编译生成网络宏时常见错误及解决办法进行总结。
　　(一)找不到元件或PCB元件库中找不到元件的封装
　　1.错误信息。
　　Component not found、Footprint not found in Library
　　2.出错原因。
　　(1)在PCB编辑器中没有加载包含所需元件封装的元件封装库。
　　(2)在绘制原理图时,元件没有指定封装形式。
　　(3)该元件是一个新元件,没有可用的封装或没有为其创建封装。
　　3.解决办法。
　　(1)在PCB编辑器中,通过【Design】→【Add/Remove Library…】菜单命令加载包含所需元件封装的元件封装库。
　　(2)在原理图中找到相应的元件,双击该元件,在元件属性对话框的Footprint栏中输入相应的封装,然后重新产生网络表。或者直接在网络表中对未指定封装的元件添加封装,并保存该网络表文件。
　　(3)在元件封装库编辑器中,创建新的元件封装,然后在PCB编辑器中加载包括新的元件封装的元件封装库。
　　(二)找不到节点
　　1.错误信息。
　　Node not found
　　2.出错原因。
　　(1)网络表中该网络节点描述中有空格(如图4所示)。
　　图4网络表中某网络节点描述中的空格
　　(2)指定的元件封装不合适,如给三极管指定的封装只有两个元件引脚。
　　(3)原理图(SCH)元件库中元件的引脚编号和PCB封装库中元件封装的引脚编号不同,如图5所示。
　　图5 SCH元件的引脚编号和PCB元件封装的引脚编号不同
　　3.解决办法。
　　(1)打开网络表文件,找到出错的网络节点,删除网络节点描述中的空格。
　　(2)回到原理图中,指定合适的元件封装。
　　(3)在原理图元件编辑器中重新定义元件的引脚编号,保存库文件,然后打开原理图,删除此类元件再重新放置。或者在PCB元件封装库编辑器中重新定义元件封装的引脚编号。或者在网络表中,直接对网络节点描述进行修改(如图6所示),然后保存网络表文件。总之,修改后使SCH元件的引脚编号和PCB元件封装的引脚编号一致。
　　图6 在网络表中对网络节点描述进行修改
　　四、结束语
　　初学Protel软件的学生,由于相关知识的缺乏和一些不良的操作习惯,容易出现操作效率低、出现错误后无法排除等问题。针对这些情况,一方面,对这些问题分类进行总结,反复强调;另一方面,在学生实际操作时注意观察,及时纠正他们的不良习惯,指出错误。这样才能使学生尽快上手,提高学习兴趣,获得较好的教学效果。
　　参考文献:
　　[1]赵晶.Protel 99高级应用[M].北京:人民邮电出版社,2000
　　[2]夏路易,石宗义.电路原理图与电路板设计教程Protel 99 SE[M].北京:希望电子出版社,2002
　　[3]及力.Protel 99 SE原理图与PCB设计教程[M].北京:电子工业出版社,2004
　　[4]王青萍.Protel 99 SE网络宏错误及排除[J].湖北教育学院学报,2007,24,2:43-44

摘要：针对目前信息安全课程教学实践中存在的一些不足，作者适时引入相关 案例 全员育人导师制案例信息技术应用案例心得信息技术教学案例综合实践活动案例我余额宝案例 ，介绍电子商务领域所采取的安全防范措施，通过上机操作测试对教学内容进行巩固。提出“以学生为本”选取教材、专题讨论组织、试验环境的改进措施。
　　关键词
本文来自：计算机毕业网 ：信息安全；教学实践与探讨；启发式教学
　　　　　　
　　1引言
　　
　　信息安全是一门综合性的交叉学科，涉及数学、计算机、通信、信息、法律和管理等许多学科，涉及内容广泛，既要掌握基本原理知识，也要具有应用技术和设计方案的技能。因此，必须采用灵活多样的教学方法，本人在信息安全课程教学过程中实施了启发式教学方法，通过适时设计问题，施加因势利导的启发；辅之以适当的课外作业，巩固课堂知识；设置灵活的考核方式，取得了一定成效。
　　
　　2信息安全课程的知识结构及教学目标
　　
　　2.1信息安全课程的知识结构
　　按照研究的角度和内容不同，信息安全课程包含的四方面内容：
　　(1) 密码学理论与技术
　　所涉及到的知识有基于数学的密码理论和技术，包括古典密码体制、分组密码、序列密码、公钥密码体制、认证码、数字签名技术、HASH函数、身份识别技术、密钥管理及PKI技术；在非数学的密码理论与技术方面，主要包含信息隐藏、量子密码和基于生物特征的识别理论与技术。
　　(2) 安全协议理论与技术
　　安全协议的研究主要包括两个方面的内容，即安全协议的安全性分析和各种安全协议的涉及与分析研究。典型安全协议有：安全电子支付协议(SET)、安全套接字协议(SSL)及IPSec协议，等。
　　(3) 信息防范理论与技术
　　主要包括：信息分析与监控，入侵检测原理与技术，应急响应系统，计算机病毒，等。
　　(4) 网络安全与安全产品
　　网络安全包括网络物理安全和逻辑安全，还包括网络安全整体解决方案的涉及与分析，网络安全产品的研发，等。常见的网络安全产品有防火墙、安全路由器、虚拟专用网(VPN)、安全服务器、CA和PKI产品、用户认证产品、入侵检测系统(IDS)、漏洞扫描工具，等。
　　2.2课程教学目标
　　通过对以上几方面的学习，使学生能够掌握信息安全的基本理论框架、通用技术；了解本学科的最新发展动态；能熟悉和掌握几种常用的密码算法和协议，并逐步具备解决信息安全中的与密码相关的工程实践的能力；掌握几种常用的应用安全协议和开发组件；将典型的安全技术初步应用到实践中。
　　
　　3信息安全课程的教学思路与实践
　　
　　信息安全该课程是一门综合性很强的课程，所涉及的前序课程主要有：程序设计、数据结构、计算机原理、操作系统、计算机网络、高等数学。这些学科在我校计算机系一般在大学三年级上学期才能修完。因此，信息安全课程的开设不能与其他前序课程并行，选在大三下学期或者大四上学期开设最佳。
　　3.1通过趣味性的实例实施启发式教学
　　启发式教学是教师根据教学目标，从学生的知识基础、年龄特点的实际出发，引导学生积极思考，使他们主动地获取知识，发展主观能动性双向教学方法。启发式教学的主要特点是强调学生的主体角色，实现教师引导与学生积极学习相结合；同时应强调理论与实践相结合，实现书本与实际运用相结合。
　　在启发式教学实践中，教师首先要激发学生求学的兴趣与积极性。对于信息安全课程的密码学理论部分，若采用传统的灌输式教学方法，课堂教学枯燥无味，甚至有一些学生会产生抵触心理。针对这种情况，我们应该先避免直接进行比较理论知识的讲解，先介绍密码技术的发展历史，比如采取从我国四大名著之一的《水浒传》中“吴用智赚玉麒麟”中所见到的一首藏头诗开始讲述其中所包含的密码学知识。“芦花丛中一扁舟，俊杰俄从此地游，义士若能知此理，反躬难逃可无忧”，从而引出我国古代使用具有艺术色彩的隐写技术来保密真实信息的方法，激发学生对密码技术的学习积极性。随后引入原始的“凯撒密码”技术的讲解，并让学生主动参与这些算法的演算，分三人一组的进行上机实践。在上机实践的时候每组中有一方为发送方，一方为接收方，第三方为入侵方，通过实验测试这些算法对数据的保密功能以及测试该算法的抗攻击能力，避免了纯理论讲解教学模式。
　　3.2通过适时设计问题实现因势利导的启发
　　在具体的教学过程中，如何围绕知识点设计适当的问题是启发式教学成功与否的关键所在。在信息安全课程关于对私钥加密体制的代表算法DES及公钥加密体制的代表算法RSA的讲解部分，更不能采用传统的“填鸭”式教学方法。在教学过程中可设计适当的情景问题，先从公钥与私钥密码体制的特点讲起，并以典型代表算法DES与RSA为例，设立“如何将二者优点进行结合的设计问题”让学生去思考，让学生从被动接收RSA和DES的理论的模式转移出来，主动参与对问题的讨论。老师因势利导的启发学生，并给出以RSA算法传输DES的密钥，以DES算法保密要发送的消息的设计方案。然后进行算法理论核心介绍，并通过Java的调包类给出算法的实验测试。采用这样的教学方法加深学生对算法应用的掌握。
　　3.3通过设置适当的课外作业，实现对所学知识的巩固
　　布置课外作业的目的就是促使学生课下能加强复习。教师可以围绕课堂上所讲的知识点，选择一个相关的课题或者布置一些拓展性的作业，让学生去完成。当然也可以针对信息安全课程的特点，要求学生利用课堂所讲的知识点，通过查阅学习相关资料知识后来自己设计一个主动防范的安全体系结构。这样可以强化学生自主学习的意识，锻炼学生的理论与实践相结合的能力。
　　3.4设置灵活的考核方式
　　由于信息安全课程内容比较多，在进行期末考核时应该合理分配基础知识与知识应用的比例。对于大纲要求掌握基本理论部分的内容应该占70%。对于理论运用和学科发展趋势方面的知识点应该采用发散的方案设计题，灵活考察学生运用所学知识进行问题解决能力。比如对对称密码体制与非对称密码体制及散列函数的结合应用方面，设计了一道 “以DES算法、RSA算法及MD5散列算法为例，设计最佳的具有保密功能签名的方案” 的考题，让学生在对对称密码体制、非对称密码体制、散列函数的应用及数字签名的理解的基础上发挥理论运用的能力。在成绩总评方面，设计的成绩比例为：课堂出勤和讨论20％，上机实验作业30％，期末卷面50％。基本达到了对学生理论知识、实践上机、方案设计的全面考核。
　　
　　4实施效果及分析
　　
　　启发式教学方法在该课程教学中收到了明显效果。从学生反馈信息中可以看到，学生对基本理论的理解比较牢固；应用比较灵活，能将书本所学内容与现实生活实例进行结合；上机编程能力得到了巩固。通过一个学期的实践教学，学生在期末考核中能正确运用基本知识进行方案设计的超过30％，能基本进行设计方案的也有40％。在考核试卷分析表中(表1)可以看出：考核分布呈合理趋势。
　　
　　表1 期末考核试卷分析表
　　
　　5对信息安全课程教学的进一步探讨
　　
　　5.1不同专业学生教材的选取要有所区别
　　在选择教材方面，应本着立足于学生的专业基础及课程特点的原则，实现“因材施教”。对于计算机科学与技术专业的学生来说，学生对基础学科掌握比较透彻，编程有一定基础，可以选择理论深一些的教材，比如《网络安全技术及应用》及《现代计算机信息安全技术》等教材；对于教育技术及软件学院的学生来说，应侧重于技术应用上，考虑选取《网络信息安全技术基础》或《信息安全概论》等教材。

5.2进一步完善实验环境
　　为了加深对算法原理的理解和掌握，上机实验是必需的一个环节。通过实验帮助学生更好地理解抽象的算法。因此，在配合课堂教学的同时应该提供给学生比较广阔的实验环境，在后台开发工具方面可以不局限于一种工具。既要提供常用的基本开发工具(如C,C++ )，也要提供灵活方便的开发工具(Java,C#)，便于学生根据自己的能力及训练目的选择适合自己的平台进行测试。对于教材后半部分的动手试验，应该提供适合教学试验目的路由器、防火墙及VPN设备。除此之外，还应当加强试验指导教师的专业培训，便于他们在试验中能给学生提供更好的指导。
　　5.3专题讨论必须加强
　　在早期的教学中，曾经为了赶进度而忽视了专题讨论，导致学生了解的知识仅限于书本内容，知识掌握比较片面、单一。对于一些重要的知识点、学生理解稍难的部分，教师应当适当放慢教学进度，组织专题讨论。在讨论过程中听取学生的观点，可以及时了解学生对知识的掌握程度并相应调整教学内容。对于学生比较感兴趣的学术研究前沿，可以请有所建树的研究人员以专题报告的形式进行课堂教学补充，引导学有余力的学生关注发展动态，开拓视野，培养研究兴趣。
　　
　　6结束语
　　
　　在信息安全课堂教学中，教师应将发挥学生的主观能动性放在首位，大力探讨带实例性的启发式教学方式、方法和技巧，努力提高课堂教学的互动性，激发学生学习的兴趣。同时，还应当在“以学生为本选取教材”、“组织专题讨论”及“进一步完善试验环境”等方面加以适当的改进，从而全面实现素质教育的目的。
　　
　　参考文献
　　[1] 黄雪梅.“启发式”教学方法势在必行[J].云南高教研究，1987，(3).
　　[2] 王军,李玉柏,吴军蹄.“主动探索，多边互动”教学法及其在电子信息类专业课外语教学中的应用[A].TWO与中国高等电子教育研究[M],北京:电子工业出版社,2004.
　　[3] 陈建潮,李洛,熊薇.在程序设计课程中导入”案例式”教学方法[J].计算机教育,2004,(4)：22－26.
　　[4] 路璐，孙宣东，明俊峰，等.非计算机专业“信息安全”课程的教学实践与探讨[J].广东工业大学学报(社会科学版),2005,5(9):124-125.
　　[5] 王旭仁,徐远超.信息 摘要：信息化技术的高速发展，对高校各专业特别是艺术专业学生的计算机应用能力有了更高、更具体的要求。本文针对艺术专业学生的特点从教学内容、授课形式、作业布置和考试形式几个方面的改革进行了探讨。
　　关键词
本文来自：计算机毕业网 ：艺术专业；计算机基础教学；教学改革；改革措施
　　　　　　
　　当今社会信息技术得到了充分、快速地发展，计算机也作为每个人日常生活、工作所必需的信息技术工具被迅速普及和推广，对学生使用计算机的能力要求也被一再提高。对于艺术专业的学生来说，在“图像处理”、“图形绘制”、“三维动画”等方面计算机操作能力的要求几乎等同甚至高于计算机专业学生。“大学计算机基础”课程是我院非计算机专业(含艺术类专业)必修的公共基础课，也是培养学生计算机使用能力的主要途径。如何在计算机基础课程的教学中，切实做到素质教育，让学生能真正掌握计算机这个智能工具，成为学生今后学习和工作的推动剂，是计算机基础教育的最高目标。
　　我院艺术专业办学历史悠久，专业特色鲜明，其学生与其他专业相比主要特点有：学生文化课成绩较理工科和其他文科学生成绩普遍偏低、设计是“生命”，一切教学内容均服务于设计、授课形式不统一。因此，如果以大学一贯的教学方法去实施艺术专业学生的“大学计算机基础”课程教学一定是不切合实际的。针对艺术专业学生的特点，我们不断探索、研究，进行了一系列的教学改革。
　　
　　1教学内容设置
　　
　　随着中 小学 小学生如何制作手抄报课件柳垭小学关于三违自查自纠报告小学英语获奖优质说课课件小学足球课教案全集小学语文新课程标准测试题 计算机课程的开展及家用计算机的普及，现在越来越多的高校新生入校时已经有一定的计算机基础，而不是从零开始。但是，由于中小学校师资和设备的局限，又使得学生计算机水平差异很大。表1是对我院2006级新生计算机应用能力的调查情况。
　　
　　从表1可以看出，同学之间的差异还是比较大的，小部分同学对计算机一无所知，大部分同学对计算机的了解不系统、不全面，只知皮毛，还有一些自认为很是熟悉，没有多少知识要学。因此，我们调整了课程的教学内容和要求，力求在教学过程中让每个学生均有收获。
　　参照2006年全国高等院校计算机基础教育研究会和清华大学出版社联合编写的《中国高等院校计算机基础教育课程体系2006》中《文科非财经类专业计算机课程体系参考方案》，结合艺术专业的特点，我院艺术专业计算机基础课程教学内容的设置如表2所示。
　　
　　采用专题教学的形式完成每项教学内容。每个专题设有不同教学目标，例如，计算机基础知识中计算机发展历程的教学不仅是为了了解它的进程，更重要的是培养学生的学习兴趣和启发其创新意识。对于实践性强的教学专题辅助了相应的专项实践题目如表3。
　　
　　2授课方式与作业布置
　　
　　艺术专业多是单元课教学，即一段时间集中开展某一门课的教学(如在一个月内每周一至四的上午或下午安排同一门课)。单元课的授课形式在教学时间的安排上是灵活的，教师可以依据学生的实际情况随时教或学或练，学生也能够在短时间内取得比较明显的进步。“计算机基础”很适合这种教学形式，故我们建议学院采用单元课的形式完成计算机基础的教学。时间为两周，共计56个课时。
　　在单元课的教学过程中辅助大作业的布置，也是艺术专业教学的又一特色。我们采用“任务驱动”的教学方式，在教学任务开展之前就布置作业的内容与要求。通过大作业的完成，既可以进一步加强对课堂知识的理解，培养学生的创新能力，还可以让学生在完成作业时有一定的成就感，提高他们的学习兴趣。
　　对于大作业的评价，采用“集中评议，分级给分”的方案。学生作业全部收回后，组织有关教师集中讨论、比较(艺术类班级人数一般在20人以内)，按五分制最终协商给出作业成绩。将学生作业全部展览，由全体教师统一评阅，既可以评出真正优秀的作品，又可以避免学生在完成作业时相互抄袭，此外，将教师的评阅意见收集整理反馈给学生，还有利于学生的进一步提高。
　　
　　3考试形式
　　
　　我院计算机基础课程很久以来一直执行的是和其他公共基础课相同的考试形式：笔试，课程最终成绩＝平时成绩的20%+考试成绩的80%。这种传统考试模式下培养出来的学生，忽视学习过程，为应付考试忽略了学习的真正意义，笔头能力强而实际动手能力差。相当一部分学生卷面成绩合格或是优秀，但当遇到实际问题却做不好，甚至有的学生完成毕业论文的排版都要求助于他人。
　　鉴于此，我们提出了由“平时课堂表现+作业评价+上机考试+笔试”四个部分组成的课程考核模式，从多方面、多角度对学生的学习活动进行更全面、客观、科学的评价。下面对“上机考试”做简要的介绍。
　　我们针对教学内容中的重点，设置八个固定类型的实际动手操作题目，要求学生在指定时间内完成。上机考试题目的内容、要求、评分标准均是事先公开的，这样有利于学生自觉主动地强化训练，从而较好地完成本课程的预期教学目标。为避免学生背题，其中2至8题的题库中均设置了20道相似的题目，学生在参加考试时从中随机抽取。上机考试内容如表4所示。
　　
　　4结束语
　　
　　计算机技术在辅助艺术设计方面的发展是飞速的，艺术专业学生计算机应用能力的培养也应不断随之水涨船高。不断改进教学方法、更新教学内容、考试形式更趋合理化，在今后很长一段时间内将仍是计算机基础教学改革的重点。
　　
　　参考文献：
本文出自： 计算机毕业网
　　[1] 赵妮. 大学计算机基础考试改革的探索[J]. 计算机教育，2010，(3)：29-31.
　　[2] 李宝敏. 对文科大学计算机基础课程体系的探讨[J]. 西安工业大学高教研究，2006，(3)：25-26.
　　[3] 高敬阳. 计算机基础课程的教学改革与实践[J]. 计算机教育，2006，(8)：41-43.
　　　　通信地址：山西太原理工大学轻纺美院计算机系030600
　　　　电话：0354-888680313935444618

摘要：本文提出高校现代学习中心应以建构主义学习理论为指导，充分利用海量的教育资源，运用先进的信息技术，科学设计，合理建设，人性化管理，以学生为中心，以学生的学习为中心，全面支持学生进行高效的意义建构，促进有效学习。
　　关键词
本文来自：计算机毕业网 ：现代学习中心；元认知；学习单元；高效率学习；主体性
　　　　　　
　　信息技术的发展促成数字化教育资源的迅速增加，数字化学习逐渐被学习者所接受，并逐渐成为终身学习的一种主要方式，但作为一种新的学习方式，并不是每个学习者都能适应。数字化学习需要学习者在学习对象与学习伙伴的选择、注意力的分配、学习计划的制定、学习方法与学习策略的运用、学习效果的监测等方面有较强的能力[1]。高校现代学习中心以高效率数字化学习理论为指导，为学习者不仅提供学习场所和学习资源，而且注重培养学生的数字化学习能力，有着良好的发展前景。
　　
　　1现代学习中心的内涵界定
　　
　　本文探讨的学习中心是基于现代新型图书馆概念的学习中心。有别于其他几种形式，有别于远程教育中的异地教学点，有别于远程教育中的网上学习社区或网上课程中心，有别于函授教育中的异地学习分校或分中心等。
　　现代学习中心是以现代学习理论为指导，运用先进的信息技术手段，为了促进学生进行自主性学习而建立的学习单元。可以是一个电脑终端单元，可以是一个机房，也可以是整个高校图书馆，甚至是一个完整的网上虚拟学习社区。
　　现代学习中心的产生主要缘由有二，一是现代教育学理论及其重要分支现代教育技术学理论的发展，以及信息技术对教育领域提供的强大技术支持，促成了学生学习方式的转变。学生的学习一方面传承着传统班级授课制的优势与特点，继续着以课堂教学为主的学习方式，另一方面出现了多种行之有效的学习方式，如多媒体课堂教学方式，课堂教学与网络教学相结合的方式，课堂内小组协作学习方式，网上小组协作学习方式，远程教学方式，基于网络的自主性学习方式等。这些学习方式归根结底是在传统教学和学习方式基础上，加大、强化了自主性学习的元素[2]。二是随着图书情报学及其领域的发展，随着信息技术对高校图书馆的全面支持与提升，高校图书馆已不再只是提供纸质图书报期、常规影像媒介、传统学习阅读空间与桌椅等，而是逐步向数字化迈进，发展成为集传统纸质图书为一体的新型数字图书馆，不仅提供传统服务，而且更多地、更倾向于提供数字化的学习资源，提供现代化的学习空间和信息技术设施，提供学习指导与帮助，提供人性化的学习空间，提供多功能深层次的主动式服务[3]。
　　因此高校应该顺应时代的发展变化，在校内建设能全面支持学生进行自主性学习的场所，并提供全方位的服务支持。于是，现代学习中心的建立成为趋势。
　　现代学习中心的设计与建设必须基于两点，一点是基于全面支持学生进行自主性学习，另一点是基于现代新型图书馆的服务功能的转变及提升，目的是为了促进学生进行高效的学习。
　　
　　2现代学习中心理论基础
　　
　　现代学习中心的理论基础是众多有关的自主性学习理论，其中以建构主义学习理论为其核心理论基础。
　　建构主义学习理论认为学生知识的获取不是通过教师讲授获得的，而是学习者在一定的学习情景下，借助他人的帮助，与他人进行协商、会话、交流，通过主动的意义建构的方式而获得。
　　建构主义学习理论强调以学生为中心，认为学生是认知的主体，是意义建构的主动者，教师只起帮助、引导和促进作用。强调“情景”的创设，强调学生与教师、学生与学生之间的“协商”、“会话”与“交流”，强调知识的主动建构。
　　建构主义学习理论的优点在于：强调以学生为中心，以学生的学习为中心，注重学生学习的主体性，强调学生进行意义的主动建构，有利于学生创新思维的发展和创造力的培养[4]。
　　
　　3现代学习中心的设计理念与原则
　　
　　现代学习中心的设计理念与宗旨是，以学生为中心，以学生的学习为中心，促进学生进行高效的意义建构。
　　(1) 为学生提供学习、交流的场所、设施。如专用的投影教室、小型研讨室、语音学习室、多媒体教室等。有了这些场所设施，学生才可在其间进行集体学习、小组学习，讨论交流，并可借助先进的教学、学习媒介进行高效率的学习。
　　(2) 为学生提供个别化的学习终端及工具。如高速网络联接的高性能电脑终端、影碟机、语音室终端等。这样学习者才可进行个别化学习，并可借助网络，进行个别化学习或进入网上学习社区进行远程网络学习，或自已看碟学习，或强化训练语言类学习。
　　先进的技术工具为学习者提供了半智能化的协助[5]，可以减少学习者琐碎的、重复性的工作，同时，对学习者的学习，还可以提供智能化的反馈。这样，学习者在学习过程中，可以高效率的借助学习工具对知识进行加工，实现意义的建构。技术工具不仅扮演了信息加工的角色，而且扮演了管理监控的角色。
　　(3) 为学生提供丰富的资源。学生进行主动的意义建构性学习，需要大量的学习资源或情境。通过建设校内数字化学习资源库，可以帮助学习快速找到自己需要的资源或学习情境，加速学生的意义建构，提高学习效率。通过组织、建立校园网外互联网上的资源快速导航，可以帮助学生更快，更准地找到学习资源。一方面可以帮助学习进行更高效率的知识、技能学习，另一方面，可能培养、提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
　　(4) 为学生提供学习方法帮助。 不同的学生有不同的学习风格，不同的学习内容有不同的学习方法。学生对某一知识的认知，应该首先确定采用什么样的学习方法，采取哪些学习策略，以帮助他们快速高效的提高学习成绩。学习中心应提供相关学习方法的培训，比如，高效的阅读方法、记忆方法和理解方法，使学生在知识、能力等各个方面得到提高。
　　(5) 培养学生的合作精神，促进学生的非智力因素的发展。现代学习中心是一个开放的、互动的中心，学习者相互之间可以交流学习心得，探讨学习中遇到的难题，这样，将学生的学习与应用结合起来，将学生的个体学习与社会化学习结合起来。学生在学习的过程中，主体性得到了充分的表达，通过提出问题、交流心得和解决问题，使学生能及时对自己的认知能力、记忆能力和理解能力得到清晰的认识，从而使学生不仅能学到知识，而且提高了认识问题的能力，在交流与合作