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1.1網(wǎng)絡(luò)類別
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)依照其性能的不同可以分為不同的類別,例如若依照拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分可以將網(wǎng)絡(luò)分為環(huán)形、樹形、星形以及總線型、復(fù)合型等五大拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。由于不同的網(wǎng)絡(luò)被應(yīng)用于不同的行業(yè)和不同的范圍,因而需要根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用狀況對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類型進(jìn)行選擇,從而保證該結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)能夠適應(yīng)實(shí)際的需要。結(jié)構(gòu)的劃分能夠讓人們更好的了解網(wǎng)絡(luò),除了依照拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分外,還可以依照網(wǎng)絡(luò)連接范圍的差異性對網(wǎng)絡(luò)類別進(jìn)行劃分,依照網(wǎng)絡(luò)連接范圍的不同,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以被分成三大類,即城域網(wǎng)、局域網(wǎng)以及廣域網(wǎng)即常說的遠(yuǎn)程網(wǎng)。
1.2操作系統(tǒng)
首先即NOVELL系統(tǒng),該種網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)綜合了UNIX系統(tǒng)中的多用戶特性以及多任務(wù)特性,并且在系統(tǒng)容錯技術(shù)中,由于使用了Netware技術(shù),因而網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系以及網(wǎng)絡(luò)連通性和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上,NOVELL系統(tǒng)具有較大的優(yōu)勢,因而其逐漸的占領(lǐng)了世界網(wǎng)絡(luò)市場操作系統(tǒng)主導(dǎo)地位。其次即Microsoft系統(tǒng),該系統(tǒng)最具代表性的即WindowsNT系統(tǒng),作為32位模塊化、現(xiàn)代化、分布式系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)小型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及工作站的功能,在網(wǎng)絡(luò)市場中也占據(jù)著巨大的份額。最后即UNIX系統(tǒng),該系統(tǒng)具有多用戶多任務(wù)特性,并且相互操作性相對較高,并具有可植性,主要在RISC計(jì)算機(jī)以及超大型、超小型計(jì)算機(jī)的使用中。
1.3傳輸介質(zhì)
傳輸介質(zhì)對于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)而言十分重要,主要指用來搭載信號傳輸?shù)拿浇椋?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì),一般情況下,會將傳輸媒介分為兩種,一是諸如無線介質(zhì)一樣的軟介質(zhì)網(wǎng)絡(luò),另一種則是諸如雙絞線、同軸電纜或者光纖等硬傳輸介質(zhì)。
1.4互連設(shè)備
隨著技術(shù)的進(jìn)步以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的拓展,網(wǎng)絡(luò)的使用范圍也越來越廣。而網(wǎng)絡(luò)在連接時可以依照連接方式的不同分為兩大類,即網(wǎng)間互聯(lián)以及網(wǎng)內(nèi)互聯(lián)。在網(wǎng)內(nèi)互聯(lián)中,主要的連接設(shè)備包括集線器、中繼器以及網(wǎng)卡,而在網(wǎng)間的互聯(lián)則主要有路由器、網(wǎng)橋以及網(wǎng)關(guān)。而網(wǎng)間互聯(lián)則可以分為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)以及同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)兩種。
2網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用
2.1LAN網(wǎng)絡(luò)
相對比其他網(wǎng)絡(luò),LAN網(wǎng)絡(luò)具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢,其投資相對較少,屬于低成本投入高效匯報(bào)的網(wǎng)絡(luò),在國際上應(yīng)用較廣。目前所用的LAN產(chǎn)品中,有三種較為流行。
2.1.1Etherne(t以太網(wǎng))。目前,在局域網(wǎng)中Etherne(t以太網(wǎng))仍然占據(jù)著主流的位置,常用的有支持粗同軸電纜的10BASE5組網(wǎng)結(jié)構(gòu)、支持細(xì)同軸電纜的10BASE2組網(wǎng)結(jié)構(gòu)和支持雙絞線的10BASE-T組網(wǎng)結(jié)構(gòu)三種主要的Ethernet結(jié)構(gòu)。支持雙絞線的10BASE-T組網(wǎng)結(jié)構(gòu)是90年代Ethernet的主流,其結(jié)構(gòu)可靠性高,布局非常靈活,便于對其擴(kuò)展及管理。隨著網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和高速傳輸對高速Ethernet需求的日益增加,100BASE-TFASTEthernet組網(wǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生,其傳輸速率可達(dá)100Mps,且能與原來的Ethernet相兼容;另外,HP公司的100VG-anyLAN也能夠與Ethernet相匹配。
2.1.2Token-Ring(令牌環(huán)網(wǎng))。Token-Ring(令牌環(huán)網(wǎng))由IBM和TI公司80年代中期所創(chuàng),其具有令牌傳輸媒體訪問控制方式和優(yōu)先權(quán)訪問控制機(jī)制等優(yōu)勢,并且對網(wǎng)絡(luò)高負(fù)荷的適應(yīng)性和實(shí)時性也適應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)用戶對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的更高要求,在1992年,其銷售額已經(jīng)超過Ethernet。
2.2Internet
Internet作為國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),是當(dāng)今世界范圍內(nèi)最大的跨國計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。其能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)用戶提供ElectronicMail服務(wù)(電子郵件服務(wù))、Telnet服務(wù)(遠(yuǎn)程登錄服務(wù))和FileTransferProtoco(l文件傳輸服務(wù))等,并且,Internet還能夠提供多種信息查詢工具,譬如WWW、Gppher等,為廣大網(wǎng)絡(luò)用戶訪問其他信息提供了方便途徑。當(dāng)前,由于Internet優(yōu)越的應(yīng)用性能,已經(jīng)在全球得到了迅速的發(fā)展。
2.3無線網(wǎng)絡(luò)
在所有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中,無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有較為廣闊的應(yīng)用前景。從網(wǎng)絡(luò)市場進(jìn)行分析可以將無線網(wǎng)絡(luò)分為三種,即家用無線網(wǎng)絡(luò)、個人通訊以及無線LAN,而依照通訊技術(shù)的不同則可以將無線網(wǎng)絡(luò)分為兩大類,即射頻無線網(wǎng)絡(luò)以及紅外無線網(wǎng)絡(luò)。紅外介質(zhì)的無線網(wǎng)絡(luò)通訊不會由于國家頻率限制而出現(xiàn)問題,并且成本低廉,具有抗干擾性好、見效快的優(yōu)點(diǎn),但是缺陷也十分明顯,即無法穿過地板以及墻壁,這就使得其網(wǎng)絡(luò)使用范圍受到了限制。雖然從技術(shù)上射頻無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對紅外無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中存在的缺陷有所彌補(bǔ),但是若國家特定頻率存在限制,那么就會影響其信息的傳遞。無線網(wǎng)絡(luò)目前已經(jīng)應(yīng)用在各個領(lǐng)域之中,發(fā)揮著重要的作用,并且同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合,其發(fā)展速度也不容小覷。
3技術(shù)展望
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展必然會推動相應(yīng)基礎(chǔ)性技術(shù)的進(jìn)步,而這些技術(shù)的進(jìn)步必然會反作用于網(wǎng)絡(luò)技術(shù),在信息時代,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)必然將作為技術(shù)時展的前沿科技為人們所重視。而不斷更新的多媒體通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在不斷的發(fā)展中,也向著標(biāo)準(zhǔn)化、完善化、集成化、智能化發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也逐步的科學(xué)化、合理化,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在攻關(guān)、研發(fā)過程中其傳輸速度也不斷的得以提升。
4結(jié)束語
關(guān)鍵詞:入侵檢測異常檢測誤用檢測
在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異的今天,基于網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用已經(jīng)成為發(fā)展的主流。政府、教育、商業(yè)、金融等機(jī)構(gòu)紛紛聯(lián)入Internet,全社會信息共享已逐步成為現(xiàn)實(shí)。然而,近年來,網(wǎng)上黑客的攻擊活動正以每年10倍的速度增長。因此,保證計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及整個信息基礎(chǔ)設(shè)施的安全已經(jīng)成為刻不容緩的重要課題。
1 防火墻
目前防范網(wǎng)絡(luò)攻擊最常用的方法是構(gòu)建防火墻。
防火墻作為一種邊界安全的手段,在網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)中起著重要作用。其主要功能是控制對網(wǎng)絡(luò)的非法訪問,通過監(jiān)視、限制、更改通過網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流,一方面盡可能屏蔽內(nèi)部網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),另一方面對內(nèi)屏蔽外部危險站點(diǎn),以防范外對內(nèi)的非法訪問。然而,防火墻存在明顯的局限性。
(1)入侵者可以找到防火墻背后可能敞開的后門。如同深宅大院的高大院墻不能擋住老鼠的偷襲一樣,防火墻有時無法阻止入侵者的攻擊。
(2)防火墻不能阻止來自內(nèi)部的襲擊。調(diào)查發(fā)現(xiàn),50%的攻擊都將來自于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部。
(3)由于性能的限制,防火墻通常不能提供實(shí)時的入侵檢測能力。畢業(yè)論文 而這一點(diǎn),對于層出不窮的網(wǎng)絡(luò)攻擊技術(shù)來說是至關(guān)重要的。
因此,在Internet入口處部署防火墻系統(tǒng)是不能確保安全的。單純的防火墻策略已經(jīng)無法滿足對安全高度敏感部門的需要,網(wǎng)絡(luò)的防衛(wèi)必須采用一種縱深的、多樣化的手段。
由于傳統(tǒng)防火墻存在缺陷,引發(fā)了入侵檢測IDS(Intrusion Detection System)的研究和開發(fā)。入侵檢測是防火墻之后的第二道安全閘門,是對防火墻的合理補(bǔ)充,在不影響網(wǎng)絡(luò)性能的情況下,通過對網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測,幫助系統(tǒng)對付網(wǎng)絡(luò)攻擊,擴(kuò)展系統(tǒng)管理員的安全管理能力(包括安全審計(jì)、監(jiān)視、進(jìn)攻識別和響應(yīng)),提高信息安全基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的完整性,提供對內(nèi)部攻擊、外部攻擊和誤操作的實(shí)時保護(hù)。現(xiàn)在,入侵檢測已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)安全中一個重要的研究方向,在各種不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中發(fā)揮重要作用。
2 入侵檢測
2.1 入侵檢測
入侵檢測是通過從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的若干關(guān)鍵點(diǎn)收集信息并對其進(jìn)行分析,從中發(fā)現(xiàn)違反安全策略的行為和遭到攻擊的跡象,并做出自動的響應(yīng)。其主要功能是對用戶和系統(tǒng)行為的監(jiān)測與分析、系統(tǒng)配置和漏洞的審計(jì)檢查、重要系統(tǒng)和數(shù)據(jù)文件的完整性評估、已知的攻擊行為模式的識別、異常行為模式的統(tǒng)計(jì)分析、操作系統(tǒng)的審計(jì)跟蹤管理及違反安全策略的用戶行為的識別。入侵檢測通過迅速地檢測入侵,在可能造成系統(tǒng)損壞或數(shù)據(jù)丟失之前,識別并驅(qū)除入侵者,使系統(tǒng)迅速恢復(fù)正常工作,并且阻止入侵者進(jìn)一步的行動。同時,收集有關(guān)入侵的技術(shù)資料,用于改進(jìn)和增強(qiáng)系統(tǒng)抵抗入侵的能力。
入侵檢測可分為基于主機(jī)型、基于網(wǎng)絡(luò)型、基于型三類。從20世紀(jì)90年代至今,英語論文 已經(jīng)開發(fā)出一些入侵檢測的產(chǎn)品,其中比較有代表性的產(chǎn)品有ISS(Intemet Security System)公司的Realsecure,NAI(Network Associates,Inc)公司的Cybercop和Cisco公司的NetRanger。
2.2 檢測技術(shù)
入侵檢測為網(wǎng)絡(luò)安全提供實(shí)時檢測及攻擊行為檢測,并采取相應(yīng)的防護(hù)手段。例如,實(shí)時檢測通過記錄證據(jù)來進(jìn)行跟蹤、恢復(fù)、斷開網(wǎng)絡(luò)連接等控制;攻擊行為檢測注重于發(fā)現(xiàn)信息系統(tǒng)中可能已經(jīng)通過身份檢查的形跡可疑者,進(jìn)一步加強(qiáng)信息系統(tǒng)的安全力度。入侵檢測的步驟如下:
收集系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)及用戶活動的狀態(tài)和行為的信息
入侵檢測一般采用分布式結(jié)構(gòu),在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的若干不同關(guān)鍵點(diǎn)(不同網(wǎng)段和不同主機(jī))收集信息,一方面擴(kuò)大檢測范圍,另一方面通過多個采集點(diǎn)的信息的比較來判斷是否存在可疑現(xiàn)象或發(fā)生入侵行為。
入侵檢測所利用的信息一般來自以下4個方面:系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)日志文件、目錄和文件中的不期望的改變、程序執(zhí)行中的不期望行為、物理形式的入侵信息。
(2)根據(jù)收集到的信息進(jìn)行分析
常用的分析方法有模式匹配、統(tǒng)計(jì)分析、完整性分析。模式匹配是將收集到的信息與已知的網(wǎng)絡(luò)入侵和系統(tǒng)誤用模式數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較,從而發(fā)現(xiàn)違背安全策略的行為。
統(tǒng)計(jì)分析方法首先給系統(tǒng)對象(如用戶、文件、目錄和設(shè)備等)創(chuàng)建一個統(tǒng)計(jì)描述,統(tǒng)計(jì)正常使用時的一些測量屬性。測量屬性的平均值將被用來與網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)的行為進(jìn)行比較。當(dāng)觀察值超出正常值范圍時,就有可能發(fā)生入侵行為。該方法的難點(diǎn)是閾值的選擇,閾值太小可能產(chǎn)生錯誤的入侵報(bào)告,閾值太大可能漏報(bào)一些入侵事件。
完整性分析主要關(guān)注某個文件或?qū)ο笫欠癖桓模ㄎ募湍夸浀膬?nèi)容及屬性。該方法能有效地防范特洛伊木馬的攻擊。
3 分類及存在的問題
入侵檢測通過對入侵和攻擊行為的檢測,查出系統(tǒng)的入侵者或合法用戶對系統(tǒng)資源的濫用和誤用。工作總結(jié) 根據(jù)不同的檢測方法,將入侵檢測分為異常入侵檢測(Anomaly Detection)和誤用人侵檢測(Misuse Detection)。
3.1 異常檢測
又稱為基于行為的檢測。其基本前提是:假定所有的入侵行為都是異常的。首先建立系統(tǒng)或用戶的“正常”行為特征輪廓,通過比較當(dāng)前的系統(tǒng)或用戶的行為是否偏離正常的行為特征輪廓來判斷是否發(fā)生了入侵。此方法不依賴于是否表現(xiàn)出具體行為來進(jìn)行檢測,是一種間接的方法。
常用的具體方法有:統(tǒng)計(jì)異常檢測方法、基于特征選擇異常檢測方法、基于貝葉斯推理異常檢測方法、基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)異常檢測方法、基于模式預(yù)測異常檢測方法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)異常檢測方法、基于機(jī)器學(xué)習(xí)異常檢測方法、基于數(shù)據(jù)采掘異常檢測方法等。
采用異常檢測的關(guān)鍵問題有如下兩個方面:
(1)特征量的選擇
在建立系統(tǒng)或用戶的行為特征輪廓的正常模型時,選取的特征量既要能準(zhǔn)確地體現(xiàn)系統(tǒng)或用戶的行為特征,又能使模型最優(yōu)化,即以最少的特征量就能涵蓋系統(tǒng)或用戶的行為特征。(2)參考閾值的選定
由于異常檢測是以正常的特征輪廓作為比較的參考基準(zhǔn),因此,參考閾值的選定是非常關(guān)鍵的。
閾值設(shè)定得過大,那漏警率會很高;閾值設(shè)定的過小,則虛警率就會提高。合適的參考閾值的選定是決定這一檢測方法準(zhǔn)確率的至關(guān)重要的因素。
由此可見,異常檢測技術(shù)難點(diǎn)是“正常”行為特征輪廓的確定、特征量的選取、特征輪廓的更新。由于這幾個因素的制約,異常檢測的虛警率很高,但對于未知的入侵行為的檢測非常有效。此外,由于需要實(shí)時地建立和更新系統(tǒng)或用戶的特征輪廓,這樣所需的計(jì)算量很大,對系統(tǒng)的處理性能要求很高。
一、網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室的建立
1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
虛擬現(xiàn)實(shí)VR( Virtual Reality) 是近幾年來信息技術(shù)迅速發(fā)展的產(chǎn)物, 畢業(yè)論文是一門在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)、多媒體技術(shù)和傳感技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的交叉學(xué)科。其基本方法和目標(biāo)是集成并利用高性能的計(jì)算機(jī)軟硬件及各類傳感器創(chuàng)建一個使參與者處于身臨其境的、具有完善的交互能力、能幫助和啟發(fā)構(gòu)思的信息環(huán)境, 即讓用戶在人工合成的環(huán)境里獲得角色的體驗(yàn)。
虛擬現(xiàn)實(shí)具有三個基本特征。沉浸性, 是指觀察者對虛擬世界的情感反映, 這種感覺能使用戶全方位地投入這個虛擬世界, 這是虛擬現(xiàn)實(shí)的首要特征。交互性, 是指虛擬現(xiàn)實(shí)是一個開放的環(huán)境, 能對用戶的輸入作出響應(yīng), 并能通過監(jiān)控裝置來影響用戶和被用戶影響。想象性, 是指虛擬現(xiàn)實(shí)不僅是一個媒體、一個高級用戶界面, 還是一個應(yīng)用系統(tǒng), 它以生動形象的形式反映設(shè)計(jì)者的思想。虛擬現(xiàn)實(shí)的三個基本特征強(qiáng)調(diào)了人在這個系統(tǒng)中的主導(dǎo)作用。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)按其功能不同, 可以分為三種類型: 沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)和分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。其中,桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是運(yùn)用軟件編程方法在顯示器上顯示三維場景, 用戶通過鍵盤、鼠標(biāo)等設(shè)備與虛擬場景交互, 它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、成本較低, 易于推廣。
2.網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室
所謂網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室, 是指利用區(qū)域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng), 由虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)生成的一類適于進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng), 包括相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、有關(guān)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)對象及實(shí)驗(yàn)信息資源等。虛擬實(shí)驗(yàn)室可以是某一現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室的真實(shí)實(shí)現(xiàn), 也可以是虛擬構(gòu)想的實(shí)驗(yàn)室, 虛擬實(shí)驗(yàn)通過虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。在虛擬實(shí)驗(yàn)中, 實(shí)驗(yàn)者有逼真的感覺, 有身臨其境的感受, 好像是真正在現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室里近距離進(jìn)行現(xiàn)場操作。在虛擬實(shí)驗(yàn)中, 沒有一個有形的實(shí)驗(yàn)室, 也沒有以實(shí)物形態(tài)存在的實(shí)驗(yàn)工具與實(shí)驗(yàn)對象, 實(shí)驗(yàn)過程主要是對虛擬物的操作。
3.計(jì)算機(jī)專業(yè)虛擬實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)建
構(gòu)建專業(yè)虛擬實(shí)驗(yàn)室, 其實(shí)就是搭建一個網(wǎng)絡(luò)平臺系統(tǒng), 包括硬件、軟件及管理三個方面。在硬件上,
目前各校都建立了校園網(wǎng)絡(luò)并接入了互聯(lián)網(wǎng), 這些基礎(chǔ)設(shè)施基本可以滿足需求, 不需要太多的投入。在軟件方面, 一個是實(shí)驗(yàn)室平臺軟件系統(tǒng)的開發(fā), 它與網(wǎng)站建設(shè)相聯(lián)系; 另一個是網(wǎng)站的內(nèi)容( 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容) 建設(shè), 這是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的關(guān)鍵。虛擬實(shí)驗(yàn)室應(yīng)有可以做的實(shí)驗(yàn)來支撐, 不然軟件平臺就是一個空架子, 形同虛設(shè)。同時, 該平臺上還應(yīng)有實(shí)驗(yàn)管理的支持, 對實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)成績及網(wǎng)上答疑等進(jìn)行有效管理, 并對虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行監(jiān)控, 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)各模塊的主要功能如下。
( 1) 實(shí)驗(yàn)管理模塊, 由學(xué)生管理、教師管理、儀器管理和學(xué)生成績管理等組成。碩士論文在學(xué)生管理方面, 學(xué)生通過瀏覽器進(jìn)行注冊登錄, 登陸成功后可瀏覽實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目, 查看實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)資料, 預(yù)約實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及做實(shí)驗(yàn)的時間, 在線發(fā)送和接受消息, 進(jìn)行問題討論, 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)登記, 實(shí)驗(yàn)完成后可通過網(wǎng)絡(luò)寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告并提交報(bào)告。教師管理方面, 可對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容添加、修改、整理、刪除, 對學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告列表, 批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告, 填寫評語和成績, 提交批改結(jié)果, 與學(xué)生進(jìn)行討論。儀器管理方面, 對新設(shè)計(jì)開發(fā)的虛擬儀器上傳并進(jìn)行分類整理, 以便實(shí)驗(yàn)使用。成績管理方面對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況( 實(shí)驗(yàn)次數(shù)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及完成情況) 給出成績, 并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及提供查詢等。
( 2) 儀器展示模塊, 對虛擬實(shí)驗(yàn)室可用虛擬元器件、虛擬儀器設(shè)備分門別類地進(jìn)行管理, 以圖形的方式直觀呈現(xiàn)出來, 供學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時進(jìn)行選擇。
( 3) 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)模塊, 包括實(shí)驗(yàn)介紹、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的重點(diǎn)及難點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)任務(wù)、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的要求及實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意的事項(xiàng)等。
( 4) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告模塊, 主要對學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后, 提供相關(guān)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板, 供學(xué)生下載, 由學(xué)生填寫相關(guān)內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)的結(jié)果, 完成后上傳電子版實(shí)驗(yàn)報(bào)告, 由教師進(jìn)行批閱, 并進(jìn)行記載。
( 5) 實(shí)驗(yàn)答疑模塊, 由專業(yè)教師對學(xué)生實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的疑難問題進(jìn)行及時解答, 幫助學(xué)生順利通過實(shí)驗(yàn)。同時了解學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的掌握程度, 并及時反饋、調(diào)整教學(xué)。
( 6) 論壇交流模塊, 教師和學(xué)生可以通過論壇進(jìn)行充分的交流, 學(xué)生可以將實(shí)驗(yàn)中的收獲、經(jīng)驗(yàn)和體會及問題到論壇上, 教師可以將一些典型的問題提出來, 供大家探討。學(xué)生在這樣寬松的環(huán)境下發(fā)表自己的見解, 教師從中可以得到及時的實(shí)驗(yàn)教學(xué)反饋信息, 以便整改。
( 7) 虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)K, 是虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重要部分。學(xué)生通過該模塊進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn), 醫(yī)學(xué)論文以達(dá)到鞏固強(qiáng)化知識的目的。該模塊內(nèi)容根據(jù)專業(yè)學(xué)習(xí)的具體情況及實(shí)驗(yàn)建設(shè)條件, 可不斷增加。計(jì)算機(jī)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的建設(shè), 可以引入其他學(xué)校的虛擬實(shí)驗(yàn)室中。這種方式比較簡單, 容易實(shí)現(xiàn), 見效較快。但需要投入較多的軟件購置費(fèi)用,同時也需要結(jié)合本校的實(shí)際情況進(jìn)行一些調(diào)整, 有一個磨合期。另一種是因地制宜, 自主開發(fā)。根據(jù)本校的實(shí)際教學(xué)和實(shí)驗(yàn)情況, 結(jié)合學(xué)生的實(shí)際水平, 由任課教師或聘請部分專家組成開發(fā)小組, 進(jìn)行一系列的虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開發(fā)研究, 并將研究的成果連接到虛擬實(shí)驗(yàn)室中, 逐漸擴(kuò)充直至完善。這種方式比較靈活, 能充分發(fā)揮教師的積極性, 能有針對性地進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā), 適合學(xué)生的實(shí)際情況, 學(xué)生容易接受, 并且經(jīng)費(fèi)投入較少。缺點(diǎn)是開發(fā)周期較長, 系統(tǒng)性不夠, 水平有限。也可以將上述兩種方式結(jié)合起來, 一是引入、購置部分自己不宜開發(fā)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目, 二是結(jié)合自身的優(yōu)勢和長處開發(fā)一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目, 如非交互性的、演示性的虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等。
二、加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室的管理
1.加強(qiáng)用戶管理, 為每個學(xué)生分配賬號。對學(xué)生進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)室, 使用實(shí)驗(yàn)室做虛擬實(shí)驗(yàn)等進(jìn)行登記保存。鼓勵學(xué)生經(jīng)常訪問虛擬實(shí)驗(yàn)室, 在上面提出問題、發(fā)表見解, 做好實(shí)驗(yàn), 努力提高虛擬實(shí)驗(yàn)室的人氣。
2.全天候開放虛擬實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生可以隨時進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)實(shí)自己動手組織實(shí)驗(yàn), 自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案, 動手完成實(shí)驗(yàn), 整理和總結(jié)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù), 職稱論文提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告, 培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和創(chuàng)新能力, 逐步向以“學(xué)生為中心”的自主個性發(fā)展模式轉(zhuǎn)變。
3.組織專業(yè)教師網(wǎng)上指導(dǎo)與答疑, 參與論壇討論交流, 及時批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告, 為學(xué)生順利完成實(shí)驗(yàn)提供服務(wù)。在虛擬實(shí)驗(yàn)室中, 教師應(yīng)對學(xué)生提出的疑問盡快給出幫助和解答, 并進(jìn)行必要的指導(dǎo)。在實(shí)驗(yàn)室論壇上發(fā)表觀點(diǎn), 提出問題讓學(xué)生思考, 使師生在虛擬實(shí)驗(yàn)室中有較強(qiáng)的互動性, 教師應(yīng)充當(dāng)好學(xué)生實(shí)驗(yàn)的合作者和知識的建構(gòu)者的角色。
4. 對學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)室的表現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行
評價。針對學(xué)生每一門課程的虛擬實(shí)驗(yàn)完成情況、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、網(wǎng)上提問、論壇發(fā)帖的情況, 給學(xué)生一個成績和評價, 反饋給學(xué)生, 英語論文并與該課程的正常實(shí)物實(shí)驗(yàn)一起記入實(shí)驗(yàn)總分。教師也要在對學(xué)生評價的同時, 征求學(xué)生對虛擬實(shí)驗(yàn)室的意見, 對學(xué)生反饋的信息進(jìn)行整改。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室的建立, 可以很好地解決目前硬件設(shè)備跟不上實(shí)驗(yàn)的要求、學(xué)生實(shí)驗(yàn)時間不夠用等問題, 對于提高學(xué)生的動手能力、分析問題和解決實(shí)際問題的能力具有非常重要的意義。但在具體應(yīng)用中還要注意處理好“虛擬實(shí)驗(yàn)”和“實(shí)物實(shí)驗(yàn)”的關(guān)系, 不能一味地強(qiáng)調(diào)虛擬實(shí)驗(yàn), 要“虛實(shí)”結(jié)合, 既相互補(bǔ)充, 又各有側(cè)重, 這樣才能取得很好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。同時, 在虛擬實(shí)驗(yàn)中要注意培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹⒁唤z不茍的科學(xué)實(shí)驗(yàn)作風(fēng)。
參考文獻(xiàn)
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大學(xué)公共英語四六級考試作為一種全國性的權(quán)威檢測大學(xué)生英語水平的測試,各個高校都將四六級成績作為衡量高校英語教學(xué)質(zhì)量的一把標(biāo)尺,各用人單位也將四六級證書視為應(yīng)聘必備證書之一。在語言教學(xué)和語言測試兩者的關(guān)系中,語言教學(xué)應(yīng)該是第一位的,測試是服務(wù)于教學(xué)的,教學(xué)是目的,考試是手段,但不可否認(rèn),測試對教學(xué)有著很強(qiáng)的反撥作用,是教學(xué)和學(xué)習(xí)的指揮棒。這個指揮棒給教學(xué)帶來了多方面的影響,既有正面的,又有負(fù)面的。
四六級考試在之前大學(xué)生英語水平較低的情況下,確實(shí)促進(jìn)了大學(xué)英語教學(xué)的發(fā)展,推動了大學(xué)生英語水平的普遍提高。但是隨著現(xiàn)在中小學(xué)階段英語教學(xué)水平的不斷提升與投入的不斷加大,四六級考試嚴(yán)重地阻礙了大學(xué)英語向?qū)W生提出的更高的英語能力要求,阻礙了通用英語向?qū)W術(shù)英語(EAP)或?qū)iT用途英語(ESP)轉(zhuǎn)移的進(jìn)程。雖然其推動了大學(xué)基礎(chǔ)英語教學(xué)的發(fā)展,并使之長盛不衰,但同時阻礙了大學(xué)朝專業(yè)英語教學(xué)轉(zhuǎn)移和發(fā)展的進(jìn)程。
大學(xué)英語四六級考試順應(yīng)潮流,修訂目標(biāo)定位,其意義是極其深遠(yuǎn)的。這一舉措表明,一個硬性的、統(tǒng)一的教學(xué)要求時代的結(jié)束,以及一個強(qiáng)調(diào)個性化和多元化的后大學(xué)英語教學(xué)時代的到來(蔡基剛,2007)。
2.大學(xué)英語四、六級及大學(xué)英語教學(xué)面臨的挑戰(zhàn)
一個如此大規(guī)模的考試,在長達(dá)26年的時間內(nèi)穩(wěn)定發(fā)展,這一基本事實(shí)證明大學(xué)英語四六級考試適應(yīng)了社會的需要,得到了社會的普遍認(rèn)同,產(chǎn)生了良好的社會效益,也為我國大學(xué)英語教學(xué)質(zhì)量的提高作出了巨大的貢獻(xiàn)。
然而,在當(dāng)今大學(xué)生英語水平不斷提高,社會和學(xué)科不斷發(fā)展變化的情況下,必須對其重新定位。根據(jù)2003年教育部基礎(chǔ)教育司頒布的普通高中英語課程標(biāo)準(zhǔn),其中規(guī)定了今后高中畢業(yè)生必須達(dá)到的七級標(biāo)準(zhǔn)和進(jìn)一步提高英語綜合語言運(yùn)用能力的八級與九級標(biāo)準(zhǔn),“八級”詞匯量要求在3300字左右,優(yōu)秀高中畢業(yè)生要達(dá)到九級水平,詞匯量為4500;2004年教育部高教司制定了大學(xué)英語教學(xué)基本要求(試行),核心就是突出聽說能力的培養(yǎng)和推動基于多媒體的大學(xué)英語教學(xué)模式,大學(xué)四級考試是檢測學(xué)生達(dá)到大學(xué)英語課程“一般要求”的考試,詞匯量要求在4500字左右,六級考試是大學(xué)英語“較高要求”的測試。高中課程和大學(xué)英語課程重復(fù)率高,很多詞匯、語法都是高中學(xué)過的東西,大學(xué)英語受到中學(xué)英語和英語專業(yè)的雙面夾擊,必須尋求新的出路。因此,服務(wù)于大學(xué)英語教學(xué)的四六級考試也應(yīng)隨之改革。
2.1大學(xué)英語教學(xué)改革新方向
英語水平是構(gòu)成大學(xué)生綜合素質(zhì)的重要方面之一。大學(xué)英語是高等學(xué)校非英語專業(yè)大學(xué)生必修的一門基礎(chǔ)課程,是基礎(chǔ)教學(xué)課程體系中重要的核心課程。大學(xué)英語課程的教學(xué)質(zhì)量直接關(guān)系到高等學(xué)校學(xué)生的總體培養(yǎng)質(zhì)量,傳統(tǒng)意義上的大學(xué)英語指的就是基礎(chǔ)英語教學(xué)。
目前許多名校,如清華北大已經(jīng)取消了大學(xué)英語課程的開設(shè)。學(xué)生認(rèn)為英語基礎(chǔ)已經(jīng)在中學(xué)階段打好,開設(shè)基礎(chǔ)英語課程等于重學(xué)高中階段學(xué)習(xí)過的知識。因此,把目標(biāo)轉(zhuǎn)為注重學(xué)生學(xué)術(shù)英語能力培養(yǎng),為專業(yè)化國際交流提供支撐。這一改革適應(yīng)了專業(yè)院系和學(xué)生的需求,得到了學(xué)校的支持。香港高校的大學(xué)英語教學(xué)目標(biāo)非常明確,他們的目的是幫助學(xué)生獲得學(xué)術(shù)英語能力,以適應(yīng)專業(yè)學(xué)習(xí)和未來工作的需要。由于目前香港高校新生的英語水平離這樣的課程目標(biāo)還有較大距離,他們就需要學(xué)習(xí)在中學(xué)里沒有學(xué)過的EAP課程。內(nèi)地高校大學(xué)英語教學(xué)目標(biāo)含糊,學(xué)生和學(xué)校只能把四六級考試作為學(xué)習(xí)的終極目標(biāo)。由于這個目標(biāo)在新生英語水平不斷提高的背景下,可以在越來越短的時間甚至零時間里實(shí)現(xiàn),這樣學(xué)分的壓縮和課程的萎縮自然不可避免。因此,大學(xué)英語應(yīng)該借鑒香港及國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),才能適應(yīng)時代的發(fā)展。
我國幅員廣闊,各地區(qū)、各大學(xué)的教師整體水平和生源狀況存在差別,國家和地方對不同類型高校的投入不一樣,學(xué)生的學(xué)習(xí)條件也不盡相同。對于一些入學(xué)英語基礎(chǔ)比較差、基本的聽說讀寫能力都不具備的學(xué)生,大學(xué)英語教學(xué)還是十分必要的。這就需要各個高校在學(xué)生大一期間就要確定學(xué)生的水平,判斷學(xué)生是否需要修完四個學(xué)期的大學(xué)英語必修課程。對于那些基礎(chǔ)已經(jīng)達(dá)到一般要求的學(xué)生,即通過四級的學(xué)生,可以根據(jù)自身水平,給學(xué)生開設(shè)相關(guān)的專業(yè)英語或?qū)嵱糜⒄Z課程。
大學(xué)生學(xué)習(xí)英語的目的應(yīng)該是了解專業(yè)前沿的國際發(fā)展,增強(qiáng)在科學(xué)技術(shù)上的學(xué)術(shù)競爭力。真正符合大學(xué)英語教學(xué)改革要“切實(shí)提高大學(xué)生的專業(yè)英語水平和直接使用英語從事科研的能力”。了解國際前沿的前提應(yīng)該是先打好基礎(chǔ),這就要靠大學(xué)英語即通用英語打基礎(chǔ)。
2.2四、六級考試面臨的問題
鑒于四、六級考試在社會上的認(rèn)可度,英語成績較差的大學(xué)生把大部分時間都花在英語的學(xué)習(xí)上,通過大學(xué)英語四級考試必須奮斗整個四年;成績好的學(xué)生為準(zhǔn)備其他各類英語考試,也奮斗了整個四年。這種學(xué)習(xí)熱情的錯位,極大地影響了他們的專業(yè)學(xué)習(xí),違背了大學(xué)教學(xué)的真正目的。
此外,作為一項(xiàng)重要的教學(xué)評估手段,其對教學(xué)等方面產(chǎn)生的巨大影響已為大家所公認(rèn)。很多同學(xué)通過四、六級考試后就沾沾自喜,從此放棄了英語學(xué)習(xí)。根據(jù)對武漢當(dāng)?shù)卮髮W(xué)一些學(xué)生的調(diào)查,學(xué)生反映:“通過了四級、六級考試,自己覺得是英語高手。但碰到英文文章,心中頓時務(wù)實(shí)起來,通篇都是生詞,一小時只能看幾行。寫的英語論文,外國人看不懂。學(xué)了一些日常口語,但跟老外交流膽怯。學(xué)校中實(shí)際生活如上機(jī)房、做實(shí)驗(yàn)、選課、搞課題研究都不會說。”筆者親歷的湖北省眾多高校的一線老師們的意見也不比學(xué)生少:學(xué)生四、六級考試過關(guān)之后,英文文獻(xiàn)讀不了,英文論文寫得一塌糊涂,未能實(shí)現(xiàn)與國際社會接軌的大學(xué)人才培養(yǎng)目標(biāo)。
四、六級考試的重要性,引發(fā)了一系列問題,大學(xué)英語教學(xué)成為應(yīng)試教育,社會上的不法分子為了獲利,制造作弊器,銷售四、六級答案,很多高校把四、六級通過率當(dāng)做衡量教學(xué)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。四、六級在不斷改革,2005年從以前的100分滿分值改為710分滿分,大大增加了聽力的分值比例,把聽說交際能力放在了重要位置。2012年12月新推出的多題多卷,有效防止了作弊現(xiàn)象,其還有待進(jìn)一步改革,服務(wù)于大學(xué)英語教學(xué),保障其效度跟信度。
四、六級考試應(yīng)該反自身的優(yōu)缺點(diǎn),不斷進(jìn)行改革,適應(yīng)時代的需求,為更好地服務(wù)大學(xué)英語教學(xué)提供支持。討論大學(xué)英語四、六級考試通用英語定位還是學(xué)術(shù)英語定位,不論是對于挽救考試本身,還是對于促進(jìn)我國大學(xué)英語健康發(fā)展,都有很深刻的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。
3.改革措施與建議
3.1借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)
大學(xué)英語四、六級考試應(yīng)當(dāng)與國際先進(jìn)做法接軌,不斷改進(jìn)技術(shù)手段,引入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化的考試技術(shù),使考試更具科學(xué)性和準(zhǔn)確性。網(wǎng)考有很多優(yōu)點(diǎn):(1)可以借助多媒體模擬更真實(shí)的交際場景,使測試由靜態(tài)變?yōu)閯討B(tài),使英語的使用更加接近生活。(2)可以節(jié)省資源,降低印卷、運(yùn)輸、分發(fā)、保管等方面的工作強(qiáng)度。(3)網(wǎng)考具有測驗(yàn)周期短的特點(diǎn),能夠增加每年考試的次數(shù),同時實(shí)現(xiàn)一人一卷模式,有效防止考前泄題或考試過程中的作弊行為,提高考試的安全性。
美國教育服務(wù)中心(ETS)推行的托福考試是針對留學(xué)生的學(xué)術(shù)英語水平考試,是一場職場英語的水平考試。雅思考試由英國文化協(xié)會、劍橋大學(xué)考試局及澳大利亞國際教育發(fā)展署共同主辦。雅思分學(xué)術(shù)類和普通類兩種題型,學(xué)術(shù)類主要適合留學(xué),普通類主要適合移民。鑒于此,國內(nèi)的CET要想長遠(yuǎn)地立足于國際社會,也要開發(fā)自己的獨(dú)特測試種類。比如當(dāng)下流行的檢測學(xué)生基礎(chǔ)英語水平的大學(xué)公共英語考試,也要服務(wù)于專門英語(EPS)教學(xué),為EPS開辟新的測試。
3.2課程設(shè)置
大學(xué)英語教學(xué)應(yīng)該改變傳統(tǒng)的所有本科生都進(jìn)行四個學(xué)期的大學(xué)英語必修課的局面,壓縮大學(xué)英語的學(xué)分,將其用來開設(shè)專門用途英語和學(xué)術(shù)英語,由學(xué)生根據(jù)自己的需要和專業(yè)需求選擇,取消綜合英語(或叫大學(xué)英語)這個由精讀演變而來的傳統(tǒng)課程,代之以1~2個學(xué)分的、比較專項(xiàng)的閱讀、聽力、口語、寫作、語法等小課程。
3.3教師層面
大學(xué)英語教師應(yīng)該接受培訓(xùn),為開設(shè)各個專業(yè)的學(xué)科英語做準(zhǔn)備。同時控制從英語專業(yè)的碩士生或博士生中招聘單純?yōu)樯洗髮W(xué)基礎(chǔ)英語課的教師。教學(xué)管理者和課程規(guī)劃者只有充分了解本校學(xué)習(xí)者的外語學(xué)習(xí)需求,才能對課程進(jìn)行合理設(shè)置,制訂出適合本校學(xué)生的英語教學(xué)改革方案和教學(xué)模式,因需施教,收效才更直接可觀,才更有利于提高英語教學(xué)水平。
將英語教學(xué)的重心逐漸從大學(xué)下移至中小學(xué),為大學(xué)生學(xué)英語減負(fù),使之有更多時間學(xué)好專業(yè),努力創(chuàng)新。分管大學(xué)和中小學(xué)外語教學(xué)的教育部門有必要相互協(xié)調(diào)配合,制訂規(guī)劃,加速這一進(jìn)程。中小學(xué)是學(xué)好英語最重要的階段,是英語教學(xué)杠桿的支點(diǎn),最需要優(yōu)秀的英語教師,最需要教育部門的重視,最需要國家投入,投入的效益也最高。
3.4政府層面
加大中小學(xué)英語教師的培訓(xùn)力度。國家增加投入,派遣英語教師出國學(xué)習(xí),或聘請外語教學(xué)專家培訓(xùn)英語教師,提高外語教學(xué)理論水平和英語運(yùn)用能力,讓教師明白外語是怎樣學(xué)會的,知道怎樣教,自覺抵制應(yīng)試教育。多邀請英語國家的大中小學(xué)生來華與我國學(xué)生交流互動,創(chuàng)造英語學(xué)習(xí)環(huán)境,讓我國學(xué)生體驗(yàn)英語的真實(shí)使用。
4.結(jié)語
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