开放式计算机房

开放式计算机房（精选12篇）

开放式计算机房 篇1

1、引言

开放式计算机公共机房不仅要满足各种实验教学要求, 还要满足不同层次学生需求。所要安装的软件数量和容量不断增加, 安装时间也在延长。一旦学生误操作或者计算机病毒的侵袭破坏了整个软件系统, 不得不重新安装。拥有几十台、上百台计算机的机房维护工作量是可想而知的。为保证实验教学正常开展、提高设备利用率, 降低管理人员的劳动强度, 我校开放式计算机公共机房二十年来采用了各种措施致力于硬盘写保护。本文根据工作实践, 对开放式计算机公共机房硬盘写保护方法进行全程回顾与剖析, 给出了目前采用的行之有效的硬盘写保护方法, 从而进一步提高工作效率与服务质量。

2、早期的几种硬盘写保护方法

2.1 硬盘写保护专用数据线

约在二十年前, 机房先后拥有XT, AT、286机, 硬盘容量10M至40M, 安装软件主要是用软盘自动批处理进行拷贝。当时认为, 不让人为删除、修改、破坏硬盘数据就是禁止对硬盘的写操作, 由此保护硬盘。基于这种朴素的写保护思想, 笔者自己动手, 将写信号线切断, 试制成功具有禁写硬盘功能的数据线。然后买原材料 (线缆、接头) 大量制作, 做到每台微机配一条硬盘写保护专用数据线。

这种方法的优点是成本低, 制作简便, 不传染病毒;缺点是不能写硬盘, 安装软件不方便, 需要拆开机箱。这种方法似乎太绝对化了, 尽管如此, 还是采用了五、六个学期。

2.2 PCTOOLS方法

PCTOOLS方法可以将系统中一些主要文件设置成隐含或只读, 同时还要将一些DOS外部命令 (如FDISK.EXE、FORMAT.COM、ATTRIB.EXE, DELTREE.EXE) 删除, 并且断开软驱。

这种方法可以写硬盘了, 且不传染病毒, 但是上述几条DOS外部命令无法练习, 还不能使用软盘。安装软件比较麻烦, 仍要拆开机箱接上软驱, 在软件安装完成后, 每一台机还要用PC-TOOLS软件进行逐项设置, 再次断开软驱。

2.3 ADM硬盘管理软件

有些学生编写程序较大, 一次上机课不能完成, 必需保存在硬盘上, 并且要防止他人删除。由于当时的教学上机是定场次定机位的, 采用ADM软件可以较好地解决这个问题。ADM可将硬盘划分成一个DOS分区 (C盘) 和多个ADM分区 (D盘、E盘、F盘等) , 可以设置多个用户Id号, 对每一个ID可以设置对每个分区的读/写权限和口令。其管理程序通过CONFIG.SYS将ADM.SYS驱动程序启动, 这样, 只要将启动盘区 (C盘) 对一般用户设置成写屏蔽, 又设法不让用户从软盘启动, 就可以达到硬盘写保护的目的。

实际使用时, CMOS的System Boot Up Sequence设置为C:, A:, 即系统启动先C盘, 后A盘。不同的用户可以将文件保存在不同的硬盘分区中 (D盘、E盘或F盘等) , 由此缓解用户之间矛盾, 安装软件不用拆开机箱了, 比PCTOOLS方法方便些。但是, 值得注意的是学生高手为了显示自己的才能, 到机房来给机器CMOS软放电, 这时一旦软盘启动, 用ADM软件保护硬盘数据就不太安全了, 还会感染病毒。

2.4 操作系统保护法

为适应计算机教学的更新发展, 机房的操作系统由原先的DOS系统更新为Windows系统。初期, 采用了操作系统保护法保护硬盘。就是在局域网中, 服务器上安装WindowsNT Server系统软件, 学生机安装WindowsNT Workstation系统软件。服务器通过对用户帐号和站点限制, 控制共享资源权限, 以"组"的方式进行用户管理等方法来进行基本的系统保护。学生机上为杜绝修改、删除文件, 格式化硬盘, 可以将C盘的"C:\windowscommand"下的Attrib.exe、debug.exe、deltree.exe、fdisk.exe、format com、move.exe、xcopy.exe、xcopy32.exe文件删除。这样用户无法使用这些文件, 从而加强计算机的安全性。其次通过对注册表的设置, 可以对注册表进行备分、恢复, 设置禁用功能, 设置抑制非法改动功能, 使系统退出时不保存桌面的设置, 以保证桌面的统一性。

事实证明, 这种方法在那段过渡时期还是发挥一定作用, 随着时间的推移出现了各种新的保护卡和保护软件而被淘汰。

2.5 安泰卡、南邮还原卡

有人到机房推销安泰卡, 机房采用了一批。在主机箱中插上安泰卡, 卡上带有钥匙锁。使卡处于开放状态, 安装软件。安装完成, 用钥匙将卡锁上, 就能保护硬盘了。此种方法比较安全, 不易被攻击, 安装软件方便;但是成本较高, 由于安泰卡经常使用钥匙开关, 接触有时不好, 这时, 只能打开机箱排除故障。

有一段时间, 网大很盛行, 笔者也曾管理过南邮网大苏州班的专用机房, 用的是南邮提供的还原卡。此种卡使用时, 优点是不影响机器运行速度, 但是要占用硬盘空间, 安装软件先要拆开机箱拔下卡, 且安装过程繁琐。过后, 机器就改用我校自行开发的机房卫士。

3、机房卫士

97年, 机房开始全面推广我校自行开发的机房卫士硬盘保护软件, 随着其版本升级, 采用长达八年之久。使用方法简便, 当硬盘软件安装完成后, 以无毒DOS软盘启动, 运行软盘上的PCR.EXE程序将机房卫士安装到硬盘。如果要更新硬盘数据, 超级用户可将机房卫士解除, 修改硬盘数据, 利用Ghost程序做成镜像文件, 然后克隆机器, 再逐台安装机房卫士, 最后设置CMO启动顺序先C盘, 后A盘。

机房卫士的主要功能和特点:1) 一机可建立多个用户, 每个用户可具有不同权限, 类似于网络操作系统。开机时要求用户输入口令, 根据不同口令进入不同用户即拥有不同权限:如每个逻辑盘的不同读写权, 使用哪个系统引导, 使用哪个盘引导, 软盘读写权等, 所有这些权利可由机房管理员设定。2) 多种系统引导方法的管理。机房卫士可实现在一个逻辑盘上安装多个操作系统及每个逻辑盘安装一个操作系统, 如C盘安装win95/dos D盘win98, E盘dos, 然后可设定不同用户不同启动方式, 从而实现多操作系统引导。3) CMOS写保护, 可防止学生软放电, 更改CMOS数据。

实践证明, 机房卫士用于开放式计算机公共机房, 成本低, 使用灵活, 通过机房卫士中的模板功能实现快速安装。一般软件保护的致命缺陷, 就是不能保护CMOS, 而机房卫士可防止学生软放电, 更改CMOS数据。可以重新恢复被删除或覆盖的文件, 可对硬盘的任意分区和目录实现防删除、防改写。在当时的条件下, 发挥很大作用。最大的缺点是占用内存, 影响机器运行速度。

4、海光篮卡

近年来, 计算机实验教学要求机房能随时更新软件, 并且在一台机上安装多种操作系统, 软件维护工作量成倍增加。单纯依靠Ghost加机房卫士的方法已经不能及时完成如此繁重的任务而海光蓝卡尚能适应这种新的要求。蓝卡在计算机中既是硬盘保护卡, 又是网卡。不仅能保护硬盘数据, 还能大批量地完成整个计算机机房系统及软件的安装或更新任务。可以预防各种病毒, 同时防止误删除、误格式化等各种对系统和应用软件的人为破坏, 能快速还原, 真正有效地保护了硬盘数据。

这种硬件保护方法, 在技术上是运用"BIOS映射地址搬移"方法。每当机器运行过程中系统或用户提出磁盘修改请求时, 仅是将改动后的数据应用映射原理存于硬盘的其它扇区, 并没有改动原始数据。在系统恢复时将改动的数据丢掉即可, 所以恢复速度奇快。保存修改的数据时, 要进入到还原界面进行数据转储, 实质的操作是将映射的扇区复制到对应扇区。所用的映射扇区空间是动态申请的, 无须事先单独预留备份空间。因此从机器用户的角度来说, 自动还原功能并未占用硬盘空间, 可使用的硬盘空间仍与未使用还原卡前一样。系统的修复还原可根据需要设定为每次开机还原, 每天、每周、每月还原等。

篮卡采用硬件加密技术不容易被攻击, 占用内存少, 还原速度快, 不占用硬盘, 不影响计算机系统的正常运行, 能保护计算机的CMOS设置;同时, 软件安装更新方便、快捷。但是成本较高, 有时也不能防止新型计算机病毒的入侵。这是目前采用的一个比较好的方法。

5、结束语

各种硬盘写保护方法都有着各自的特点、优点和不足。它们是不同时期不同要求和标准下的产物。目前, 对于开放式计算机公共机房来说, 完善保护硬盘数据和CMOS设置, 能使机房的软件安装、更新、维护工作方便、快捷、可靠是衡量一种硬盘写保护方法的基本标准。采用什么样的方法保护硬盘, 是机房管理人员进一步探讨的永久课题。

摘要：本文结合多年的工作实践, 对开放式计算机公共机房硬盘写保护几种方法进行回顾与剖析, 给出了目前采用的行之有效的硬盘写保护方法。

关键词：开放式计算机公共机房,硬盘写保护

参考文献

[1].肖陶, 张京英, 张彤.开放型计算机机房的系统维护[J].实验技术与管理, 2007 (2) :81-83

[2].刘敏, 罗克, 李学汇.一种提高系统安全性和易用性的硬盘管理方法[J].武汉化工学院学报1995 (9) :54-56

开放式计算机房 篇2

9月2日，中文互联网未来技术和前瞻理念“风向标”――百度世界大会即将召开，普通网民也对这一技术盛会表现了浓厚的兴趣。在“百度”、“百度世界”、“框计算”等贴吧，网友聚集在一起，讨论抢门票的经验，猜测本届的演讲主题，畅谈对“框计算”的认识，相约一起参会，热闹非凡网站推广。

在“百度世界”吧，“抢票行动”早已如火如荼，网友们争相分享抢票经验，并总结了“购买百度世界门票的N个理由”，拿到票的网友则发贴“炫耀”，更有大批网友讨论筹备百度粉丝专用T恤，设计方案包括卡通、油画、素描甚至摇滚风格。来自贴吧的统计数据显示，从8月中旬以来，百度世界就成为贴吧的热门关键词之一，

相关话题的讨论比平日高出数十倍。百度最新技术“框计算”尤其引发网友的浓厚兴趣，究竟什么是“框计算”、“框计算”会带来哪些IT技术热潮，框计算下的“搜索开放平台”如何应用，大家纷纷表达自己各自的理解。

分析认为，基于兴趣主题和关键词的聚合，时下任何热门的任何话题，贴吧总会迅速聚集一大批志同道合的网民参与讨论，即便是“百度世界”、 “框计算”这样的技术和业界话题网络推广。

据公开信息显示，百度“框计算”应用已经上线600个应用，而从“框计算”延伸出来的应用开放平台，成为今年百度世界大会的重头戏。事实上，开放已成为2010年互联网应用的关键词。有消息称，百度已正秘密打造全新的应用开放平台，这将给整个互联网行业带来极大变革。就贴吧而言，已经与垂直社区、报纸以及各大资讯网站构建开放平台，在彻底开放的氛围下，大大提升网友的分享价值。而针对明星名人，贴吧提供了开放式实名认证机制，目前已有上千明星进驻，与粉丝们展开零距离互动。业内人士指出，以贴吧特有的社区模式，将形成独一无二的开放性、精准性、包容性的平台。而贴吧对开放系统的投入，逐渐融入各个领域。据悉，目前贴吧正在与媒体及第三方公司共享开放带来的成果。

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开放式计算机房 篇3

然而,不论是公有云,还是私有云,其设计师和构建者们可都不像用户那般乐观,毕竟,用户的梦想——无时无地、不间断、无缝地获取计算资源与服务,反射到他们这一端,就会演变为对云计算“基石”——数据中心的可靠性、其内部设备及应用的兼容性/互操作性、可管理性等方面更为苛刻的要求。早在云计算概念问世之前,他们在这些方面就已面临诸多挑战,而今压力只会更大。

那么,到底应该如何破解数据中心的这些痼疾,彻底甩掉包袱,以高效的数据中心成就高效的云计算服务呢?作为当今数据中心计算力引擎的提供者,英特尔公司给出了答案,那就是走向“开放式数据中心” (Open Data cerlter,ODC)。

英特尔开放式数据中心的构想,简而言之就是要基于开放架构和相关技术,来实现高效、安全、简化和易管理的数据中心。在这个构想中,开放是关键词,它意味着英特尔将像过去在个人电脑、移动计算和服务器产品线上所做的那样,面向数据中心领域提供基于工业标准的芯片产品,并将其指令集架构、重要特性和相关的参考设计开放给诸多合作伙伴,让他们开发出最终的开放式数据中心产品或解决方案。

直面英特尔这一构想,用户们或许会提出这样的疑问:难道只有开放的架构和技术才能实现数据中心最佳的构建、应用和维护效果,对云计算提供最有力的支持么?难道除此之外难获其他良方么?

对于这些问题,用户心中其实已有答案,要找到它们只需回顾一下昔日那个专有架构称雄服务器市场的年代。那时由于各个专有架构固步自封,彼此是针锋相对而非开放融合,从而使企业的软硬件选择空间非常有限,一旦做出选择也就意味着必被绑定,而谁如果要在机房或数据中心内部署了异构的系统,那么兼容、互操作、管理、安全等方面的一系列难题就会纷纷涌现。

当时服务器市场上这一困境,最终就是被以英特尔架构为主的开放架构服务器产品所破解的,这些服务器产品不但提供商和类型众多、能够搭配的应用也十分丰富,它们性价比高,而且就算软硬件出自不同品牌,实现兼容、迁移、互操作和统一管理也是轻而易举,而正是这些源于开放的特点,使其成为了今日服务器市场上的王者。

从服务器回到数据中心,情况也有类似之处——比如只要用户在数据中心中部署了异构的设备,不论它们是计算、网络还是存储设备,其中只要有基于非开放架构的设备,那么前文所说的那些数据中心痼疾就会出现并难以解决,从而干扰用户向云计算前进的步伐,就像美国IT专栏作家Frank Hayes在其新近发表的《不能回避的云问题》一文中描述的那样:“哪家企业的数据中心没有一些丑陋的大家伙,我们都不想去碰它们……企业中还有很多的应用是在大型主机上运行的,它们的内容和数据来自一些专用的垂直行业的应用软件,通过传统的商业逻辑运行得出结果。这样一些“宝贵物件儿”没有谁想去触碰……清理这些东西将会花费所有的IT预算却可能带不来丝毫的商业利益。但是,如果你不将这些传统的东西清理干净,你就根本无法进入云中工作。”

开放式计算机房 篇4

1 体育实验室开放式计算机机房管理现状及存在的问题

1.1 管理人员匮乏

湖南理工学院体育学院实验室计算机机房有计算机40台,承担着运动生理学、运动解剖学、体育保健学、运动生物力学等课程的多媒体自主学习和体育统计学、体育多媒体课件制作等课程实践教学任务。由于计算机机房实行开放式管理,面向广大师生开放,学生可利用课外时间来计算机机房进行计算操作学习、多媒体课件制作、网络课堂学习、网络课堂讨论等。该计算机机房是学院网站建设、学生网络课堂学习、师生多媒体课件制作(如学生实习工作汇报课件、学生师范技能大赛课件制作)等的场所。由于机器使用频繁,以及其他种种原因,造成机器故障很多,这严重影响了教学的开展[1]。负责计算机教学与机房管理工作的只有一名兼职教师,机房管理工作牵涉面广,事务繁杂,并存在一定技术难度[2],计算机出现故障需要及时检查与维护,机房环境(空调、卫生、门窗等)需要及时清洁维修。由于管理人员的匮乏,机房的日常管理、维护和相关制度的有效执行都存在一定难度。

1.2 设备维护面临挑战

机房设备维护是一项综合性很强的工作不仅需要计算机专业知识,而且需要丰富的实践经验和熟练的维护技术[3]。由于计算机机房面向广大学生开放,计算机机房的机器具有使用人数多、使用频率高、损坏率高的特点[2]。计算机机房由于机器购置较早,配置低,板卡老化严重,加之体育专业学生计算机应用能力参差不齐,上机有意无意删除系统文件或应用程序,使用外部存储器(U盘、MP3)等,导致系统无法正常启动、板卡接触故障经常发生,曾出现大部分计算机不能正常运行,面临被报废的困境。

1.3 学生上机管理难度大

体育专业学生比较活泼,计算机应用能力差别大,有的学生由于平时忙于体育专业训练,很少使用计算机,操作能力尚停留在初级水平,但有的学生由于个人兴趣,操作熟练;计算机操作的熟练程度和纪律性的差别,增加了机房的管理难度。上课时有人会上网、聊天或玩游戏,既影响了学习,也会因为访问一些不安全的网站使机器感染病毒,病毒在局域网传播迅速,有时会很快会导致大片机器瘫痪。也有好奇心重的学生会琢磨计算机知识,看到或了解到的一些程序或技巧,尝试着在计算机上进行操作或修改系统设置导致机器无法正常运行机房教学不像教室那样集中、安静,学生人手一台电脑,加之一般机房没有投影机,所以上课时学生彼此谈话、随意操作等,课堂纪律很难控制;个别学生提问,老师需要到其所在电脑前解释或操作演示,很多重复问题重复出现,老师忙碌不堪,但最终学生的学习效果不很理想。当然,这种问题不仅限于专业机房,许多公共机房也有类似情况。另外,体育专业学生经常会上室外课(术科),有时候刚上完球类课或田径、体操等运动量较大的课程,满头大汗来到机房,擦汗纸巾、饮料瓶到处乱扔,会污染键盘、鼠标等。

1.4 软、硬件安装问题

虽然说体育院系计算机机房要用到的软件不多,但也存在需要更新的时候。比如安装操作系统补丁、升级杀毒软件病毒库、安装体育多媒体制作软件和体育统计软件等,同时,也会因为学生误操作和删除、病毒破坏等问题需要重装系统。加之体育专业一般按照术科的分组教学,有的课程(如体育多媒体课件制作、体育统计学等)需要在课前恢复教学软件参数,以便教会每组学生学习相关操作和设置,如果每次上机都进行一次这样的工作很浪费时间。

1.5 计算机机房开放问题

现在,大学教育提倡以人为本,鼓励计算机机房在课余时间向学生开放,以便学生自主学习。周末、晚上等课外时间有学生要利用计算为撰写毕业论文而查阅图书馆的数字资源,做老师在网络课堂布置的作业,预习或复习其他课程的多媒体课件及访问相关课程网站进行网络课堂学习和讨论,制作求职简历,制作各种比赛、汇报课件等。这时一个老师负责开放式实验室机房管理、课外答疑等工作更显力不从心。

2 体育实验室开放式计算机机房管理措施与实践

把计算机机房管理好需要有正确的管理策略,要根据实际情况,多动脑筋,积累丰富的管理实践经验,提高实验室的利用效率[4]。我们在教学过程中摸索出一些可行的办法,提高了计算机的利用率,延长了机器的使用寿命。

2.1 鼓励学生参与机房管理,补充人力不足

湖南理工学院体育学院实验室计算机机房通过学生自愿报名,老师考核辅导等办法,选择计算机操作技能好的学生参与机房日常管理与维护,为学生提供实践的机会,学生通过亲自动手操作和维护计算机,能够灵活掌握书本学来的知识。同时,老师在带领学生维护机房的过程中,针对具体问题具体指导,而普遍问题则由学生解决。学生得到了学习和锻炼的机会,利用所学知识分析、解决实际问题,并且在上课时乐意帮助同学解决类似问题。

为了保证机房管理后继有人,我们选择了不同年级的学生,以“传、帮、带”的形式,让掌握了一定技术的学生负责培训初学者,体会做老师的感觉。部分学生因此有自豪感和荣誉感,有了参与机房管理的主人翁意识和主动帮助他人的“雷锋”精神,上课的气氛和纪律比以前好很多,很少有人上网聊天玩游戏,比较多的是互帮互学,例如体育多媒体制作课程学生学习兴趣浓厚以至于下课了不愿意离开,课程后经常来机房上机学习,机房的卫生也自然有学生主动打扫,这无形中对提高体育专业学生德、智、体的综合素质的发展也起到促进作用。

2.2 安装相关软件,提高机房管理水平

机房管理离不开相关软件的支持,我们在教学和管理过程中使用到凌波多媒体教学系统和PowerShadowMaster(影子系统两款软件

第一,针对机房人多分散不便管理和环境噪音大、没有投影仪等问题,分别安装凌波多媒体教学系统到教师机和学生机。该软件有“一对多”的广播模式,可以代替投影仪,充分利用局域网控制所有学生机进行同步“闭路”教学,可以避免少数学生不注意听讲,也方便发布通知、作业及对共性问题的及时解答。“点名签到”功能快速了解到课情况,并可保存到课名单作为考勤依据。“屏幕监视”功能可以随时了解学生在做什么及掌握课程进度,快速了解学生存在的问题,及时解答或演示。“远程遥控”可以控制学生机进行个别辅导,克服以前需要到每个同学旁边才能辅导的缺点;可以锁定玩游戏、聊天的学生机,以便证据确凿,及时批评教育。“屏幕录像”功能可以将老师机的教学操作情况录制成视频,以便需要的学生随时观看,避免老师重复讲授耽误其他同学时间。“远程开机、关机”功能便于课前课后一次性打开或关闭所有电脑,保证了教学进度的统一和机房的管理。采用凌波多媒体教学系统不但提高的教学质量,而且也减少了机房管理难度,提高了机房管理效率。

第二,针对机房机器容易出现各种软件故障,安装影子系统。利用该软件的保护功能,设置“单一/完全影子模式”,保护系统软件及各种教学软件,方便教学使用,降低机房维护工作量。在该软件的保护下,对影子模式分区的修改(病毒、安装或更改软件、垃圾文件)在计算机重启后都会消失,能还原一个全新的工作环境。学生再对系统参数设置进行修改或下载、安装软件,访问一些恶意网站等,都不会对计算机造成影响。

在安装了上述两款软件后,湖南理工学院体育学院实验室计算机机房计算机故障率比以前减少很多,机器整体启动运行速度比多数办公室的计算机要快很多。

2.3 制定管理制度,采取必要的奖罚措施

机房管理要规范,必要的制度是不可少的,特别是针对体育专业学生的有关奖罚制度。体育专业学生活泼、调皮,有时违反纪律还会和老师讨价还价,为了进行有效课堂管理和做到一视同仁,我们在机房教学和管理过程中制定了一些与学分关联的奖罚制度(如打扫卫生奖励10分,上网聊天扣5分,玩游戏扣5分,乱扔垃圾扣10分等),并且在名册中给予记载。学生比较在意分数,虽然课程考核时不见得一定要将扣分完全体现在成绩中,但实践证明这种办法的确有效,有了这些制度的执行,我们的学生比以前遵守纪律,学习也认真很多,教学质量和机房管理都有明显改善。

2.4 软件系统有效备份,硬件拆机搭配重组

机房计算机使用人数多,机器出现故障在所难免,所以必要的备份工作一定要提前做好,有备无患。我们采用ghost软件[2,3,4]对安装、设置完成的机器进行备份,该软件简单易用。虽然我们目前还没有使用备份文件做过恢复,但可以保证在计算机出现故障后及时恢复,以免影响教学工作。

湖南理工学院体育学院实验室计算机机房由于计算机购买较早,配置低,部件老化严重,因此,我们对所有机器进行了一次开箱检修和保养,用橡皮吹清理机箱内部的灰尘,用酒精擦洗一些板卡的金手指氧化和污渍。并将不易维修的部分机器的主要部件进行拼装,使大部分机器起死回生,减少了故障机器数量。

2.5 鼓励学生课外上机,提高机房的使用效率

湖南理工学院体育学院实验室计算机机房除了完成教学计划安排的学习任务意外,鼓励学生课外来机房上机学习。年两年来,老师带领学生,充分利用该机房的资源,制作了3门湖南省省级精品课程(大学体育、学校体育学和运动生理学)、6门校级精品课程和5门校级网络课程网站。并鼓励学生课外上机参与网上资源学习和讨论,与老师进行网络交互,拓展教学时空,并在有些课程(如运动生理学、体育多媒体课件制作)教学中将学生课外上机进行登记,在课程考核中给予奖励。目前由体育学院老师主持的网络课程累计获得学校“优秀网络课程”奖励10门次。同时,还带领学生建设和维护体育学院网站,制作体育学院历年的本科生实习汇报课件及其他各类课件,指导学生查阅文献申报和开展大学生研究性学习和创新性项目,进行程序设计、网站开发、班刊编辑、求职简历制作、体育舞蹈音乐合成等,充分开放利用计算机机房资源,为学生的实践能力和创新能力的提高服务。体育学院的部分学生得益于此,有部分同学取得了很好的成绩(05级学生张某在程序员考试中名列全国前50名),并有学生在同一专业就业严峻形势下依靠所学,找到了计算机相关工作(04级学生李某在一家公司负责网络维护因此学校教务处特别安排全校机房管理工作会议在体育学院计算机机房进行现场办公,让主管机房的老师做了专题报告。

3 结束语

计算机机房既关系到相关课程的计算机实践教学质量,也反映了体育学院乃至整个湖南理工学院的信息化建设水平和管理水平。有效的管理措施可以延长计算机的工作寿命,提高机器利用率,为教学和科研服务,为人才培养服务。我们在管理中以人为本,选用学生参加机房日常管理和维护工作,增大了实验室开放力度,给学生提供了实践锻炼的条件和机会,在体育专业就业形势日益严峻的今天,对学生综合能力的提高起到促进作用为他们在未来竞争中培养了技能增加了实力

摘要：高校体育实验室计算机机房承担多种体育课程实验教学和课程设计,如何科学地管理、合理地开放利用有限资源更好地服务于教学、科研和学生实践能力的培养尤为重要。从机房的现状和存在的问题出发,分析了开放机房、学生参与机房管理的意义和必要性,并在此基础上,重点阐述了学生参与机房管理的具体措施。

关键词：大学,体育,实验室,计算机机房

参考文献

[1]黄庆军,肖岚.高校多媒体教室管理与维护初探[J].中国现代教育装备,2009,(2):110-111.

[2]殷斌.浅析学生参与高校机房管理的必要性与措施[J].技术与市场,2009,(11):61-63.

[3]张红.计算机实验室系统的安全维护与管理[J].湖南理工学院学报,2008,21(1):11-94.

开放式计算机房 篇5

安徽电大马鞍山分校 理工教研室

为了建立有利于培养学生的创新精神、实践能力和提高全面素质的人才培养模式，学校以迎接教育部“开放教育”评估和新校区建设为契机，围绕素质教育，改革实践课程教学形式，推进实验室建设，努力提高实践教学质量。开放教育是一项全新的事业，在实践探索过程中，我们取得了一些成绩，又发现了一些需要改进和提高的地方，现将我校计算机专业在实践教学上的探索总结如下：

一、转变思想、更新观念，统一认识

实践教学环节是教学过程中不可或缺的重要部分，必须加强实践教学环节的组织与管理。在试点项目实施之初，我们也仅把实践教学环节作为程序要求来做，没有真正体会这一环节在构建新的人才培养模式中的意义。随着试点工作的不断深入，实践教学的真正内涵越来越显现出，虽然，针对成人教育的特点，不能等同于全日制学生的教育对象，他们都有一定的实际工作经验，他们的认知特点更适应理论学习和实践活动交互的教学组织形式，而且这种实践教学不等同于他们的职业活动，而是根据课程要求实施的有目的的学习活动。因此要加强教学过程的全程管理，就不能忽略实践教学环节。与专业理论相适应的有针对性的实践教学，有助于学习者专业知识的吸收与消化，有助于提高教学质量。抓好实践教学环节可以体现新模式的活力，可以使电大真正成为没有围墙的大学，融入社会经济发展的潮流，也从中汲取自身发展的不竭动力。

二、增加投入，加强建设，改善实践教学条件

随着学校办学规模的扩大，学校从加强基础课教学、拓宽专业口径、实施创新教育和素质教育的目的出发，统筹规划，大力加强基础课教学实验室建设。目前学校已投入使用的有计算机电路实验室、计算机组成原理实验室、组装与维修实验室、组网实验室、UNIX实验室、数控机床实验室、综合性实验室

1、综合性实验室

2、综合性实验室3。这些实验室保障了计算机专业实践教学环节的顺利开展。

三、加强实践教学师资队伍建设，确保实践教学质量 建立一支相对稳定、结构合理、业务素质高、科研能力强的实践教学队伍，是提高实践教学质量的保证。培养一批在市内外有一定影响、能承担学科建设和培养任务的双师型知名教师队伍是学校对计算机专业的目标与希望。到2005年，开放教育计算机专业实践教学指导教师人数达14（校外4人、校内10人），各实验室知道教师由具有相应中级以上技术职务或硕士学历教师担任，能够进行技能实训指导的技术骨干担任。这14人中高级职称4人，硕士两人，其余均为中级职称。实践教学指导人员结构合理、实践教学能力强，基本形成以学科带头人、骨干教师、教学能手和教学新秀为主体的教师梯队。

四、改革实践教学形式，按课程和专业开展形式多样的实践教学活动 1．近年来，学校积极组织实践教学教师开展对实践教学的内容、体系、手段、方法等方面的研究，要求各课程辅导教师根据教学实际和可能共同制定出该专业课程实践教学的落实方案，对实验内容做到及时更新，压缩了部分验证性实验，增设了综合性、设计性实验，编制了实验课程进程表。

2． 在充分考虑成人学员生活、工作实际的前提下，我们的实践教学形式尽可能多地体现出灵活性。让学生有选择余地，让学生有自主安排学习的感觉和可能。学生可以参加学校统一组织的实践活动来完成实践学习环节，也可以自主形成学习小组自主定时到实践基地完成规定的实践学习环节。开展实践教学，一是要按课程计划拟定实践教学方案，要加强对实践教学实效的考核。在加强规范性管理的同时，也要充分考虑，一是是业余学生的工学矛盾；二是同一专业几门课程实践教学要求的相互关系。要把学校组织的规范性的实践教学和学生自主安排的实践学习并举，从实际出发，追求实效。

3.以基地为载体开展的实践活动，表现为课题式、服务式和考察式三种方式。

课题式活动：即按教学计划要求，组织学生带着学习课题到实践基地参加实践学习。如学员带着毕业设计课题到市科创孵化中心各软件公司，了解商业应用软件开发的特点。

服务式活动：即组织开放教育专业学生用自己所学专业知识开展志愿活动。如街头免费电脑维写，到佳山中心小学、湖阳中心小学送教下乡等活动，深受市民和农村学校师生欢迎。

考察式活动：由学校根据学习要求，组织学生到相关基地单位考察。一般由实践基地指导教师介绍，参观基地工作情况、座谈等环节组成。学员在电信实践基地听取防火墙、硬件开发，无线监控监测系统等的专题介绍后，对新产品、新技术产生了浓厚的兴趣。在马钢数控基地，学员在现场技术人员的指导下亲手制出了自己设计的产品，增强了学员的自信心。

4．在实践教学中积极引入网上模拟实验、仿真模拟技术、虚拟仪器应用等实验新技术手段，推进现代教育教学技术和手段在实践教学中的应用，提高了实验开出率。《数据结构》，《操作系统》等课程的模拟实验软件我们还给学员配发了光盘，《Java语言与www技术》等语言类课程配备了相应程序讲解视频。

5．有计划地安排学术讲座，作为实践教学的重要内容。每学期学校有计划地聘请实践基地的领导、专家，高新企业的专家或普通高校的教授，举办专题学术讲座，受到学生的广泛欢迎。比如请实践基地单位安徽大成科技公司网络安全专家，为学员作了“黑客攻防”报告；请中兴通讯的数据库专家作“电信大型数据库性能调优”讲座；请南京审计大学江效尧教授举行了关于 “数据挖掘”的讲座等。6．根据指导到老师的专业特长组建形式多样课外兴趣小组，便于学员个性化选择学习。目前我们已经组建了计算机维修兴趣小组、组网兴趣小组、网页制作兴趣小组以及数控兴趣小组。

7．为加强学生实践能力和创新能力的培养，各类教学实验室根据自身情况和条件，不断加大实验室开放的力度。每个实验室配备了一名计算机专业全日制学生协助管理，为学员不定期的学习提供服务。

五、不断加强毕业设计的规范管理和质量控制

毕业设计作为学员在校学习的最后一们课对于检验人才培养的质量具有至关重要的作用。学校紧密结合毕业设计教学的综合性特点，进一步加强对毕业设计的规范管理和质量控制，制定了相关文件。有效地保证了毕业设计的质量。在本科毕业设计指导过程中每年都能出现优秀论文，受到省校专业责任教师好评。

六、科学规划，加强校外实习基地建设

近年来，学校积极拓展教学实习基地的规模和数目，注重选择与专业贴近、技术力量雄厚、设备先进的企业，软件公司作为教学实习基地，不断提高学生社会实践能力和生产一线的实干能力。计算机专业现有校外教学实习基地5个。加强实践教学环节的工作，必须进一步提高教师、学生和基地单位三方面的认识，调动这三方面的积极性。如果教师和管理人员的认识不提高，这项工作主只能停留在空头协议的状况，如果学生和基地单位的积极性不调动起来，工作就无法落实，实践教学也只能流于形式。学校必须在现有工作的基础上，认真研究各课程对实践教学环节的要求，领会其意图，规范地计划，和其他学习环节形成一个有机整体；必须努力在基地单位建立起一支实践教学的导师；必须加强学生实践学习成果的交流。以此推动此项工作的逐渐完善。为进一步加强校企合作，共同构建产学结合的工程化教育平台，学校分别与相关企业签定了基地共建协议，探索产学相结合的人才培养途径，取得了良好的效果。

七、鼓励学员参与各种竞赛活动，提高实践动手能力

学校每学期都要在计算机专业组织课件大赛、网页制作竞赛、软件开发竞赛。鼓励学员将所学知识与本单位业务结合起来研发，改进相应软件，通过竞赛一批学员在单位脱颖而出。对优秀的作品我们推荐参加市里、中央电大的竞赛。

八、重视实践教学环节的考核，形成封闭管理

实践教学学习的情况和效果如何？这是我们在开展实践教学中一直关注的问题。我们认为要保证实践教学效果，必须重视考核，形成封闭管理。学校分管领导亲自抓，对实践教学中存在的问题，专题研究，及时解决，保证课程实验、实习的开出率符合省校要求。所有课程内的实践环节一律不得免修，学生的实习、实验报告及教师的批阅情况，有的单独记学分，其余都纳入课程形成性考核内容。封闭式实践教学管理，使整个环节有章可循，有资可查，从而确保了实践教学环节的质量。许多学生在认真参加活动后，写出了很有见地、很有感触的调查或报告、学习体会。

九、关于目前实践教学的几点反思与建议

反思之一：课程实践教学对“人才培养模式的改革和开放教育的试点”项目来说是非常重要的，这直接决定了培养应用性人才目标能否实现的关键所在，但实事求是地说，试点一开始，从教学大纲的制订到教材的编写，从作业的设计到考试的内容，管理者可能更多的考虑到学习模式的构建，而忽视了学习内容的改变，于是实践教学在当前的开放教育教学中难以真正落实。

反思之二：电大实践实验条件的缺乏是客观实际，而彻底改变这一实际问题，目前尚无良方，当然仅仅把目光盯在校内也是不符合实际的，把思路局限在传统的实践实验方式上是不对的，我们没有形成新的突破根本原因所在不是条件问题而是思路问题，英国开放大学的主教材和实践教材可以帮助我们打开思路。

建议一：对专业实践和课程实践进一步提出明确要求，要尽快形成实践教学和理论教学并驾齐驱之势，从实践内容到考核的办法都要形成与主教材配套的要求，必要时编写和主教材相配套的实践教材，以便基层电大在具体操作时，能紧扣应用性人才培养这一主题。

建议二：继续发挥系统优势，广泛征集优秀的实践教学素材，建立课程实践素材库，放在网上供系统选择使用。加大网上实践平台的建设，逐步实现网上实践的学习方式。

建议三：下决心改进考试办法，尤其是考试内容，要在更大范围实现开卷考试，对部分实践性强的课程，增加形考成绩的比例。

开放式计算机房 篇6

关键词 中职计算机专业；开放式实践体系；实践教学改革

中图分类号：G712 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2015）05-0149-02

1 引言

计算机科学具有很强的理论性与实践性，其中实践教学是教学的重要环节。职业学校在教学改革中不断调整专业、重组课程、优化教学内容、调整学时，在教学改革中已取得一系列成果，实践教学也初步构建了分类设计、分层施教、分步实施、独立设置的实践教学体系。但实践教学改革仍相对滞后[1]，本文就如何提高学生计算机专业实践能力进行探讨。

2 存在的问题

实践教学在中职计算机专业教学中具有独特地位，但实践教学仍存在一些问题，导致学生未能真正将理论转化为技能，特别是学生的实践能力相对较弱，主要存在下面一些问题[2]。

实践课程组织缺乏灵活性 职业学校开设的计算机专业课程的课堂教学与实践课程普遍采用班级授课制，组织学生以班级为单位进行实践，统一实践时间、统一实验内容、统一实践进度、统一实验要求，即一个班级的学生必须在统一的时间内做同样的实践，实验内容、要求完全一样。这种实践教学的组织模式缺乏灵活性，忽略了学生的知识基础与实践能力存在的差异，违背了因材施教的原则，导致学生缺乏学习积极性。

实践教学体系缺乏科学性 目前职业学校的计算机实践教学体系主要包括基本实验、综合设计性实验和研究创新型实验，这种实践教学体系是实践教学改革取得的重要成就。但在具体构建实践体系时，则重视基本实验，而对综合设计实验设置相对较少，研究创新型实验则几乎没有。并且实践体系开设的一些实践课程缺乏科学性，均是以课程为单位，实践内容均只围绕本课程而设定，这必然忽略课程之间的交叉性。

实践内容设置缺乏合理性 计算机专业知识更新很快，然而课程教学内容相对滞后，相对跟不上计算机行业的需要和发展。很多教材仍在要求学生掌握落后淘汰的技术。实践教学缺乏统一、规范的实践指导教材和大纲，所开设的实践课程的实践内容绝大部分实验都是基本实验，这就导致学生在实践操作时缺乏积极性、挑战性、创新性。

成绩评价体系缺乏标准化 目前职业学校普遍采取传统的成绩评价体系来评定学生成绩，总成绩由理论成绩和实践成绩以及平时成绩经过加权平均计算得出，而理论成绩所占权重大于实践成绩的权重，导致教师和学生对实践教学重视不够。同时实践教学考核标准模糊，缺乏一套科学有效、标准规范的成绩评价体系，必然严重影响实践课程的被重视程度，影响了实践教学效果。

3 开放式实践体系

“开放实验”于20世纪60年代初在美国物理实验教学改革中被首次提出，其重要特点是从实验时间、实践条件、实践主体三个维度构建开放式实践体系，充分发挥学生在教学过程中的主体地位，可极大提高学生的积极性和创新能力以及信息技术实践动手能力，而这正是实践教学的根本目标[5-6]。

本文所提出的“中职计算机专业复合型开放式实践体系”的主要构架是多层次多模块化的，表现出系统性和规范性，体现出基础性和先进性以及综合性相结合的原则。“中职计算机专业复合型开放式实践体系”的体系结构如图1所示。计算机综合实践模块中的实践项目主要是计算机的基本软硬件配置和计算机的维护与维修，计算机网络实践模块则包含有线网络的组网、交换机配置、路由器配置以及网络服务器的配置实践，软件操作实践模块则主要开设公共应用软件。“中职计算机专业复合型开放式实践体系”是结合职业教育实际而提出的一套实践体系，具有较强的实用性和科学性。

4 结语

本套实践体系重点是充分利用学生的课余时间和实验室资源，为学生提供实践条件，让学生自主选择实践项目，能提高学生学习积极性，更重要的是提高学生实践能力，培养创新精神。经过一学年的实际施行，已取得较好的成效，学生的反馈良好，提高了实践课程教学质量，提高了学生的实践应用能力。■

参考文献

[1]周谊.我国职业教育发展的问题与对策[J].西南师范大学学报，2003（2）.

[2]游卓航.计算机实践教学的问题及对策[J].科教文汇，

2007（32）.

开放式计算机实验教学体系探索 篇7

结合我校多年来在计算机专业实验教学方面的改革和探索,介绍在基于开放、创新的环境下,以培养学生创新能力为核心的计算机实验教学改革的一些措施和体会。

1 构建以培养创新能力为导向的层次性实验教学体系

1.1 实验教学体系的构建

以培养技术应用与实践能力和基本职业素质为主线,构建了相对系统化的实验教学体系。实验教学体系的主要环节有:各种形式的实习、课程教学实验、课程设计、工程实训、社会实践、毕业设计等。针对各个形式的实验环节,结合专业能力的培养需要,将其划分为五种类别:

1)验证性实验:或称为专业基础实验,通过在课程中配套此类的验证性实验,以巩固和加深学生对于特定理论知识点的理解程度;

2)设计性实验:通过设计性实验循序渐进地强化学生的构思、设计、实施和操作能力;

3)专业实训:在校内专业实训室,模拟或裁减企业商业项目,以团队的形式实施,从而培养学生的综合性工程能力和团队协作能力;

4)实习:通过实习使学生体验业界工作氛围和一线开发人员的工作环境,锻炼其工程能力和职业素养;

5)创新型实验:设计具有一定高难度的选作实验,以满足学生的课外实践创新需要,开展实践的第二课堂。

1.2 实验教学体系的实施

1)实验教学过程遵循“以项目驱动,案例导向”原则进行设计。

根据计算机科学与技术专业具有实践性强的本质特点,及IT企业对计算机专业人才的需求标准,实施工程化实验教学的目的,一方面是激发计算机专业学生的学习兴趣和潜能,以培养和提高学生的工程素养和创新能力为核心;另一方面是,倡导在“在工程项目中学习”的先进教学理念,遵循“案例导向、项目驱动”的实验教学模式,从而深化计算机实验教学改革,提高实验教学质量。

在实验教学过程中,坚持教师是“总导演”、“观众”,学生既是“导演”又是“演员”这个大原则,以培养学生的能力为主,实现三个转变:以教师为中心转变为以学生为中心,由以课本为中心转变为以项目为中心,由以课堂为中心转变为以实际经验为中心。

2)构建基于网络的数字化教学平台,基本能够满足实验教学的开放式需要。

初步开发了数字化网络资源平台,应用于实验教学,实现了教学和实验的网络化,课堂和实验室功能在时间和空间上能够得到大幅度扩张和增强,实验教学质量有一定的提高。当然,数字化教学平台有待于优化和实现,可以进一步创建丰富的教学资源,包括网络课件、实验指导、试题库、实验平台、电子教材等构成的多媒体数字资源,最终目的在于可以实现在“平台”和“资源”上开展设计、实验、答疑、提交报告、测评等教学活动。

2 践行开放式实验教学模式

开放式的实验教学新模式以研究和实践为基础,是传统实验与实践教学体系的进一步拓展,是学生自主学习、放飞思想和创造力的实践平台,是孕育优秀创新人才成长的土壤。我校主要通过计算机创新基地建设、优化考核方式和加强师资队伍等方式来实现,以培养或挖掘学生的创新潜力。

2.1 建设学生创新实践平台

为了拓展学生的实验空间,发挥学生的自主学习能力,建立了专用的开放式实验室—计算机创新基地,让动手能力强,或者愿意动手的学生加入,建立了学生科研团队,并配备相应的指导教师,申报并立项一定的大学生科研活动(项目),或参加程序设计大赛,作为实验教学第二课堂的有益性补充。在计算机创新基地这个开放式实验教学平台支撑下,以教师引导组织、学生动手合作、师生互动交流等为特征,培养学生独立思考的能力,以及分析问题的能力、创新能力、动手能力、交流报告能力、团队合作与项目管理能力。

2.2 优化考核模式

建立实验教学的评价指标,优化了考核模式,以充分调动学生的积极性。在实验教学过程中,改变了实验考核形式过去以单一的实验报告为主的模式。建立了多样性的评价模式,如答辩模式,要求学生以答辩的方式阐述实验过程和结果,一方面可以展示学生的学习成果,另一方面,可以培养学生的交流能力,从而提高学生的成就感和学习积极性。

此外,坚持实验教学案例“从学生中来,应用到学生中去”的原则,即整合学生的个人、团队的优秀实验成果,作为教学案例,在实验教学网站上进行展示,这样既可以提高学生本人的成就感,也可以供其他同学学习、参考。

2.2 加强师资队伍建设

师资队伍建设是加强实验教学改革的重要内容,是实现学生能力培养的关键,其目标是建设一支素质较高、热爱计算机实验教学、相对稳定的师资队伍。我们经过这几年的探索,使师资队伍的质量实现了较好的发展,主要采取“引进、培养”等措施壮大实验教学队伍,构建实验教学团队,形成教学梯队,以保障实验教学质量。我校从2006年开始,为实验教学人员营造良好的工作、学习和发展的空间,一方面引进高学历的人员,充实实验教学队伍;另一方面,通过与软件企业合作,将在岗的实验教学人员派到企业锻炼,加强实际动手能力,与产学研紧密结合,从而提高实验教学队伍的质量。

3 结束语

计算机实验教学的建设和改革是一项系统工程,我校从2006年开始,以培养学生实践和创新能力为主,推进计算机实验教学改革,包括建立计算机实验教学大环境、实施实验教学体系及改革教学内容、教学手段和方法等方面,有效地践行了“以培养学生实验能力、创新能力为核心”的实验教学观念,创建了“以学生为中心”的开放式计算机实验教学平台,强化了学生创新能力的培养。

参考文献

[1]袁磊,黄健,宁彬.软件工程实训课程体系研究[J].计算机教育,2010(22).

[2]白丽梅,姜岩.浅谈计算机专业实验教学改革[J].电大理工,2008(1).

计算机实验室开放式管理的探讨 篇8

关键词：计算机实验室,开放式管理

1、开放计算机实验室的意义

计算机实验室的特点是一次性投资较大、设备更新周期短。为避免计算机资源浪费的现象, 对计算机实验室采取开放模式管理是十分必要的。这样可以提高设备的利用率, 更好的为教学服务, 同时还能激发学生对于计算机实验的兴趣和爱好, 提高学生动手能力。通过开放式管理, 注重学生实践能力和创新意识的培养, 充分发挥教师的主导作用和学生的主动性, 使学生真正在实验中得到了动手动脑的训练, 在培养学生的创新精神和科学严谨的作风中可以起到积极的作用。

2、开放计算机实验室的模式

开放计算机实验室主要是指"学生学, 教师辅"为主体的教学模式。根据专业特点, 实验室可以采取如下四种模式进行开放

2.1 必修实验型

学生在完成规定的实验课项目后, 根据自己掌握的情况, 选择需要加强或重做的实验项目。这种开放, 主要是为一些基础较差的学生提供平台, 使他们能在开放实验室期间完成必修实验课的实验任务, 适合对各年级学生开放。

2.2 设计性、综合性实验型

鼓励学生选择教学计划以外的综合性、创新设计实验, 例如数学建模类比赛。通过设计性、综合性实验训练, 熟练掌握各项技术与方法, 不断提高独立分析问题和解决问题的能力。此类实验主要面向高年级的本科学生。

2.3 教师科学研究型

吸收一部分高年级的优秀学生参与教师的科研工作。实验过程中, 通过教师的指导, 学生较快地熟悉科研一般过程, 掌握科学研究的基本规律和科学的思维方法, 培养学生独立开展实验的能力。这对学生的成长非常有益, 满足了教学和个性化发展的需要。

2.4 技能训练型

以各类培训考级为主, 实验室提供考级上机模拟环境, 在培训老师的指导下, 进行模拟考试训练, 给学生创造一个真实的考试环境。

3、计算机实验室开放式管理的实际效果、管理难点

3.1 开放式管理的实际效果

3.1.1 计算机利用率得到大幅度提高

一般情况下机房计算机设备只需两至三年就面临更新换代。实行实验室开放, 学生可以根据实际情况的需要, 除了正常的上课时间外, 可以选择自由上机, 这大大提高了机器设备的利用率。

3.1.2 有利于提高学生的学习兴趣

计算机实验室实行开放式管理, 学生可以按照实际情况, 自主决定上机时间, 提高了学生时间利用率和自由度, 增强了学生的动手操作能力, 方便了学生较快的掌握新的专业知识, 培养学生自主解决系统软硬件问题的能力。

3.1.3 提高指导教师素质

学生在上机过程中会涉及到更多的新理论知识、交叉学科知识, 可能延伸出许多问题。这对教师的自身素质提出了更高的要求。教师不仅有应变能力和解决新课题能力, 还要具有更高的理论教学水平, 这样会加速教师的知识更新, 使整个教师队伍业务素质和理论水平得到明显的提高。

3.1.4 提升教学方法和手段

开放实验室是在给定的实验中, 要求学生自己查阅资料, 自主安排实验方案, 充分发挥所学知识, 按个人的习惯和理解去完成既定的任务, 因此改变了传统实验教学的机械化特点, 这样可以大大提高学生的实践能力。

3.2 开放式实验室的管理难点

开放实验室的建设是十分必要的, 但实验室一旦开放, 那么随之而来的对实验时间的分配和控制、学生管理、安全问题是管理的主要难点。

3.2.1 对计算机维护管与理的困难

计算机实验室全面开放, 如何及时而有效地进行设备维护和管理是需要面对的问题。开放实验室的最大优势就是让学生能够较为自由地选择实验时间和实验项目, 这样可能使计算机长期处于工作状态, 而实验人员又无法确立专门的时间对其进行维护和保养。开放时间的不确定性, 增加了实验室管理人员对实验设备维护的困难。

3.2.2 对学生教育与管理的困难

开放实验室对学生提供开放的学习内容和软件资源。机房里的计算机互联构成局域网, 并通过代理服务器和互联网相连, 可以让学生自由的查阅到最新的资料。这要求上机学生具有较高的自觉性以及严谨的求学态度。而对上机学生进行管理, 避免使学生仅因"好玩"而无所收获, 甚至荒废正常学业成为管理又一难点。

3.2.3 实验过程的指导问题

实验室的开放使得实验内容复杂度大、难度大、涉及的知识面宽, 这就要求指导教师的知识面宽, 知识更新快。实验教师必须不断地"充电"提高自身业务能力。开放实验室后指导教师工作时间势必加长, 工作量也会增大, 人员数量不足是制约实验室开放的一个因素。

3.2.4 计算机实验室安全隐患

实行开放式管理模式后, 计算机长时间运行, 机房的电线线路错综复杂用电安全十分的重要, 任何一处的差错小则可能引起设备的损坏, 大则可能引起火灾, 造成人员的伤亡。另外, 实验室开放后, 有时由于学生误操作或恶性操作, 例如部分学生登陆各种非法网站, 将各种游戏软件装入计算机系统, 造成系统被破坏、计算机病毒的侵入的现象。

4、解决措施

4.1 设专人进行管理

进行开放式模式后, 上机的机时量大幅度的增加, 保养和维修工作也相应的增加。为了使开放实验室的工作正常运转, 实验室需设专人管理, 认真做好设备使用、上机实验记录, 并随时做好计算机的维护和保养, 定期检查, 确保机器的正常运行。

4.2 制定完善各种实验室管理制度

制定实验室学生实验守则、实验室安全与卫生管理办法等, 使管理更加规范。加强申报制度、建立预约登记制度的管理, 确保实验室在保证正常教学工作的情况下顺利进行开放。

4.2.1 申报制度:

需要使用开放实验室的学生首先提出书面申请, 填写实验项目名称、上机环境和参加人员情况等资料。

4.2.2 预约登记制度:

指导老师填写《开放实验室预约登记表》。开放实验室根据申请的实验项目、学生人数、时间、指导教师的情况等以便统筹安排。

4.3 提高指导教师的待遇, 鼓励教师积极参与

开放实验室需要大量的指导教师, 结构合理、素质优良的师资队伍是实验室开放可持续发展的决定因素。要制订相应政策, 提高指导教师的待遇, 鼓励具有奉献精神、责任心强、基础扎实、专业知识丰富的教师积极参与。

4.4 加强对计算机实验室的安全管理

实行开放式管理模式后, 首先应该加强实验室安全管理工作, 让学生树立安全观念, 提高学生安全防范意识, 减少潜在的安全隐患。其次, 加强对学生进行计算机病毒及其危害性的教育, 增强防病毒的意识, 对病毒利用各种硬件、软件及时清除避免扩散。同时对于学生的上机内容进行严格管理, 禁止学生将各种游戏软件装入计算机系统, 以防将病毒带入系统。

5、结束语

通过开放性计算机实验室管理, 在提高实验室设备效能的同时, 也是培养综合性人才的需要, 是高校实验教学改革的必然要求。通过改变运行管理模式使得学生在完全开放的计算机实验室中进行自主学习, 可以开阔学生的知识面, 让学生主动去驾驭整个实验过程, 充分发挥学生的自觉性、独立性、积极性、主动性和创造性, 为培养信息时代全面发展的人才创造良好的条件。

参考文献

[1].陈健.计算机实验室开放管理探讨[J], 高校实验室工作研究, 2008.6

[2].刘军.计算机开放实验室的管理与实践[J], 南阳师范学院学报, 2005.9

计算机课程立体化开放式评价模式 篇9

1.1 在师生中推行教育性评价机制, 这种评价应贯穿于教学活动的始终

教育性评价的作用不只是甄别和选拔学生, 更重要的是激励学生并促进学生改进学习方法、提高学生的学习效果;其次, 评价应该向所有学生及其教师提供有意义和有用的反馈。也就是说, 我们任何的考核方式不仅仅是为了测试教师教的怎么样, 学生学得怎么样, 更重要的是在以后的教师教学、学生学习的过程中起到以评促教, 以评促学的目的。使评价的过程成为促进发展与提高的过程, 发挥评价的教育功能。

1.2 多角度、多方面评价交叉, 构建立体式评价体系, 以期提高考试的有效性

针对评价内容、评价指标和评价方式单一的现状, 在评价实施过程中注重过程性考核和分项考核等多种考核评价方式的实施。多种立体式的评价方式可以避免很多不稳定表现对学生最终评价的影响, 能在一定程度上体现客观有效的评价结果。

过程性评价是一种在教学活动过程中对学生的学习过程进行评价的方式。采取目标与过程并重的价值取向, 对学习的动机效果、过程以及与学习密切相关的非智力因素进行全面的评价, 在注重共性的前提下体现学生的个体差异, 实现评价指标的多样化。

所谓分项考核也即模块化考核。对于计算机中的计算机基础知识、windows操作系统的使用、word2003、excel2003、powerpoint2003等知识块实行一章一测, 考核学生对知识、技能的掌握程度, 从而夯实基础。并对于实践性的章节应该采用任务式的评价方式, 如让学生制作一张贺卡、做一份自己的简历等都可以作为一个独立的“任务”进行评价。评价可设置不合格、合格、优秀三个等级。不合格, 指不能运用所学知识完成任务;合格, 指能够运用所学知识, 按要求基本完成任务;优秀, 指在顺利完成任务的基础上能有创新。每次考核时每项任务应有简单的基本要求, 让学生明确任务, 但不要干涉学生的思路, 留给学生足够的想象空间和创新空间。实践证明, 采用“模块化”和“任务式”评价方法, 有利于学生创新能力和应用能力的培养。各种评价方式比例如表1所示。

1.3 在考核中引入“1+1+X”机制, 以期提高考核的客观性和公正性

在各种考核方式中为了尽量的去规避教师的主观性对最终评价结果的影响, 也为了使考核成绩更加客观、公平和公正, 我们的成绩评定采用了以下的形式:“l+l+X”式。这种形式是在任课教师 (一个1) 为每位学生的作品进行评分的基础上, 让每个被评定的主体 (一个1) 打出自评分数。在任课教师的引导下, 请若干其他学生 (即X) 对这一作品实施评分, 三者分数按照4:2:4的比例整合, 最后形成的就是这—学生的考核成绩。这一机制也突破了原有的自上而下的评价方式, 加入了同级及自己的评价, 充分体现了学生的主体地位, 提高了学生参与评价的积极性, 充分激发了学生的潜能, 在起到了提高评价的客观性的基础上也充分体现了评价的促进发展和提高的作用。

2 立体化开放式评价模式的特点和效果

2.1 评价方式公开, 积极引导学习过程

这种评价体系公开评价的内容和要求, 让学生在明确导向的前提下有针对有目的的进行学习, 能明显提高学习的效果。

2.2 开放式的评价体系为各层次学生提供了广阔的创造空间

开放式的评价体系给同学们有很大的创造和想象的空间。首先同学们可以根据自己的兴趣和爱好选择题目和内容, 根据自己的能力达到自己的目标, 是一种以兴趣、特长和目标驱动的评价方法, 对于各种层次的学生都能找到一个很适合自己的目标, 满足多层次学生的需求。

2.3 获取信息聚道多, 知识涉及面广, 处理手段多种多样

由于可以自选题材, 同学们都愿意表现出自己的个性和特色, 所以选择题材内容丰富、涉及面广, 处理的方式多种多样, 有的甚至超出了教学范围。对提高学生的信息素养也有很好的促进作用, 体现了授人与渔的教学思想。

2.4 将学生置于评价的主体地位, 将评价过程转换成展示学生才能的舞台

在传统的评价体系下, 大多数学生认为考试是一个有压力的甚至是痛苦的过程。但在目前的这种评价体系下, 学生一反以前逃避和反感的态度, 呈现出极大的热情。

主要原因是新的评价方式将学生置于评价的主体地位, 而学生也认为这是一个展示自己能力和才华的一个舞台, 他们力争把自己的作品做得更好, 以得到大家的认可, 而且在这一过程中同学们通过评论、交流和展示这些环节也起到了相互学习共同提高的作用。

3 模式在实施过程中所存在的问题和难点

新方案在改善学生的学习效果, 提高学生的信息素养等方面起到了不错的效果, 但是新方案在实施过程中也存在一些问题和工作难点, 如:

3.1 工作量倍增

每个学生的作品都要来展示和讨论并且鉴别是否由学生自己完成, 对于教师和学生评委来说工作量相当大。在保证目前的教学工作量下, 在正常的工作时间要完成这些评阅工作基本上不可能, 只能占用教师大量的课后时间。

3.2 教师本身的业务水平不够, 亟盼有提高业务能力的平台

由于学生的很多作品内容超出了教学范围, 有涉及各个学科, 如:flash、pohoshop、媒体剪辑等, 我们很多教师在这些方面有一定的局限性, 亟盼能有校内校外的学习业务平台, 以提高教师的业务素质满足教学的需求。

计算机基础课程教学改革任重道远, 我们迈出了第一步, 问题和难度在所难免, 但只要有益于教师教学工作能力的提高、有益于学生信息能力和信息意识的提高, 有益于计算机教学工作的健康有序发展, 我们就要坚定的走下去。

参考文献

[1]教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会, 关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见[M].北京:高等教育出版社, 2006.

[2]彭宗勤, 繆亮, 张留常.以培养能力为主线的“计算机基础课程”教考模式的研究和实践[J].计算机教育, 2007 (3) .

开放式计算机房 篇10

由中国计算机学会开放系统专业委员会主办、新疆大学软件学院承办的“2009全国开放式分布与并行计算学术年会 (DPCS2009) ”将于2009年9月26—28日在新疆乌鲁木齐市新疆大学召开。本次年会录用的论文将以正刊方式发表在《微电子学与计算机》第8期和第9期, 欢迎大家积极投稿。现将有关征文事宜通知如下:

1. 征文范围 (包括但不限于) :

(1) 开放式分布与并行计算模型、体系结构、编程环境、算法及应用;

(2) 开放式网络、数据通信、网络与信息安全、业务管理技术;

(3) 开放式海量数据存储与Internet索引技术, 分布与并行数据库及数据/Web挖掘技术;

(4) 开放式网格计算、云计算、Web服务、P2P网络及中间件技术;

(5) 开放式无线网络、移动计算、传感器网络与自组网技术;

(6) 分布式人工智能、多代理与决策支持技术;

(7) 开放式虚拟现实技术与分布式仿真;

(8) 开放式多媒体技术与流媒体服务, 包括媒体压缩、内容分送、缓存代理、服务发现与管理技术。

2. 论文必须是未正式发表的、或者未正式等待刊发的研究成果。稿件格式应包括题目、作者、所属单位、摘要、关键词、正文和参考文献等, 具体格式参照网站提供的样式。

3. 务必附上第一作者简历 (姓名、性别、出生年月、出生地、职称、学位、研究方向等) 、通信地址、邮政编码、联系电话和电子信箱。并注明论文所属领域。来稿一律不退, 请自留底稿。

4. 会议将评选优秀论文, 予以奖励并推荐到一级学报发表。

5. 鼓励在年会召开期间组织讲座 (Tutorial) , 有意者请与新疆大学于炯教授联系。

6. 征文投稿截止日期:2009年6月5日;论文录用通知日期:2009年6月20日。

7. 论文投稿通过会议网站提交, 也可按下列地址提交激光打印稿一式2份和电子版WORD文件, 论文投寄地址和电子信箱如下:

邮编:830008新疆乌鲁木齐市西北路134号新疆大学 (北校区) 软件学院于炯院长收

Email:xjgrid@xju.edu.cn

8. 会议建有网站:http://dpcs2009.xju.edu.cn

9. 会议承办方联系人和联系电话及Email信箱:

新疆大学软件学院 于炯, 电话:0991-4556262、13150469888, 电邮:yujiong@xju.edu.cn

新疆大学软件学院 郭永江, 电话:0991-4558654、13179800117, 电邮:guoyj@xju.edu.cn

10. 专委会联系人和联系电话及Email信箱:

南京大学计算机系 陈贵海, 电话:13951985532, 电邮:gchen@nju.edu.cn

中国计算机学会开放系统专业委员会

新疆大学软件学院

2009年1月

开放式计算机房 篇11

【关键词】云计算技术；开放式实验、实训教学；应用设想

一、云计算技术在教育领域的应用现状

为什么是云计算？我们身边的很多可事情都可以转换为一种算法来模拟表示，可以建立一个模型来演算事情的发生、过程和结果。整个模型及演算过程都是以数据的形式存在和传输，并构成了与现实相当接近或相似的虚拟情景。随着计算机硬件的升级如芯片功能完善及运算速度加快、存储器容量增大、计算机软件的不断完善等，以及互联网的高速发展，使成千上万台计算机和服务器连成一片计算机云。云计算是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软、硬件资源和信息可以按需提供给计算机和和其他设备。邓家智主编的《新编汉语词典》中把技术界定为：“（1）有关生产劳动的经验和知识，也泛指其他操作方面的技巧；（2）指技术装备。[1]”。因此，云计算技术包含了云计算的开发、试验、应用及结果鉴定等方面的理论、实践和所形成的所有东西。目前云计算技术在教学中的应用研究方兴未艾，然而云计算技术在实验、实训教学方面的研究却不多见。把云计算技术运用到实验、实训教学中去，用计算机把多个实验室、实训中心和移动实训设备互联起来，实现实训教学的社区云，形成开放式的实验、实训教学，不仅可以节省资源，实现资源共享。开放式的实验、实训教学是相对于封闭式的实验室教学而言的。这是对传统的学校教学模式的创新，使师生走出教室，融入社会。是一种教师、学生、教育模式及教学设备的全面的跨越，是更帖近自然、更社会化的成本更低的绿色高效教学（因无噪音、跟随自然不破坏自然环境、不改变自然的认知环境），无传统教学的时间和空间的限制（无上、下课铃，把时间和空间交还给老师和学生），老师采用移动式多媒体设备辅助教学、学生使用自有的移动耳机、手机或移动电脑辅助学习，极大地提高了教学效率，使学生上课玩手机的习惯形成良性迁移，教学管理由硬管理真正向人性化管理转化，从而全面提高了学生的学习积极性和主动性。全面开放式教学使学生在完全自然的情景中学习。

二、云计算技术在开放式实验、实训教学中的设想模型

基于以上云计算技术应用的设想，以下为某一开放式实训教学场境的设想模型，该模型可以应用于应用于大学、中学以及其他所有需要进行实验、实训教学的机构。它主要由外部的“开放式实验、实训社区云”联接着“实验、实训教学场的计算机”和相应的图像通道、声音通道的设备构成，如下图：

开放式职业实训社区云 实训教学场计算机 图像通道和声音通道。

三、云计算技术在开放式实验、实训教学应用中可能遇到的问题：

1、硬件设备的兼容性问题；2、构建云系统时的支持问题，即软件之间的协议问题；3、效果的形成及测试问题；4、虚拟景物应用的局限性问题；这些问题都还有待于实际设计时的进一步考证。

参考文献：

开放式计算机房 篇12

作为一种无创诊断工具,磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)在医学和科研领域均起着重要作用[1,2,3,4]。开放式磁共振是常见的磁共振类型之一。和传统螺线管式磁共振相比,开放式磁共振能够提供一个开放的诊断空间,可以有效缓解患者的紧张情绪,并且给临床的介入治疗提供一个良好的平台。

在MRI系统中,梯度线圈在成像区域产生一个用于图像空间位置编码的梯度磁场,其精度决定了磁共振信号向图像转换时的空间定位精度。因此,扭曲的梯度磁场会导致最终成像出现伪影、扭曲和形变等问题,直接导致图像采集的失败。目前开放式磁共振系统中较为常用的梯度线圈设计方法为连续电流密度空间的方法[5,6,7,8,9,10],在梯度线圈设计阶段通常不考虑铁磁介质影响。然而实际开放式磁共振系统中,常采用大量铁磁介质作为导磁回路和磁场调节部件,而铁磁介质受外界磁场磁化,从而在成像区域产生额外的磁场,进而对梯度磁场造成影响。

为了估算铁磁介质给梯度磁场造成的误差,目前较为常用的方法为镜像法[11,12]和有限元法[13,14]。镜像法的假设条件为铁磁介质是一个磁导率无穷大的无限大理想平面,将铁磁介质对空间磁场的影响等效为一个镜像电流,最终空间磁场由源电流和镜像电流叠加计算。镜像法的优点在于计算简单、快速,但缺点是铁磁介质几何结构及材料属性较为复杂时,误差较大。有限元法是目前最常用的电磁数值计算方法,可以计算各种复杂的电磁问题。由于开放式磁共振存在较大的空气域,因而可视为三维开域问题,大量计算资源和时间会被浪费在空气域的网格划分和计算。同时,由于网格在线圈结构变化后需要重新划分和计算,因而计算效率较低。

本文根据开放磁共振系统中铁磁介质具有轴对称的几何特点,提出了一种基于扇环形状单元的积分方程法,并推导了圆柱坐标系中铁磁介质扇环单元在成像区域上采样点的磁场系数矩阵计算公式。基于该方法,对两种常见开放式磁场共振结构下的z方向梯度线圈和x方向梯度线圈进行了仿真计算,并与多种传统方法在计算精度和计算效率两方面进行了对比。最后为了进一步验证本文方法的准确性,利用实际开放式磁体和实际梯度线圈搭建实验平台,并对两种梯度线圈的梯度磁场进行了测量。仿真结果和实验数据均表明本文方法在保证计算精度的前提下大大提高了计算效率,有助于梯度线圈的校验和后续优化工作。

2 理论模型

2.1 扇环单元数学模型

根据开放式磁共振轴对称的结构特点,引入了扇环单元对铁磁单元进行划分。如图1所示的圆柱坐标系中,扇环单元的空间位置由其内外径r1、r2,上下平面坐标z1、z2和圆心角φ1、φ2决定。

假设单元内存在均匀分布的三维磁化强度M,其在单元外空间中任一点P(r,φ,z)处产生三维空间磁场H,则可建立H与M的关系式为:

式中,A为磁化强度与磁场强度之间的系数;下标r、φ、z分别表示径向分量、周向分量和轴向分量。

为了得到系数A,用等效磁流法[15]将磁化强度等效为磁化电流,再用毕奥-萨法尔定律进行计算:

式中,J为磁化电流密度。以计算系数Arr,Arφ,Arz为例:

利用相同方法,可求得其他系数,联立可得系数矩阵A:

系数矩阵A由铁磁单元的几何尺寸、空间位置以及目标场点的空间位置决定[16]。在进行梯度线圈优化设计和结果校验时,铁磁介质和目标场点是固定不变的,因此在此过程中,该系数矩阵也是固定不变的。因而在相同结构磁体中,涉及梯度磁场计算时,铁磁介质的网格划分和系数矩阵只需进行一次计算,便可进行后续所有的优化和校验。

2.2 积分方程法

空间磁场可以视为由源区(电流源、永磁体等)和磁化区域综合产生[17]:

式中,H为空间中任一点磁场强度;HS为源区产生的磁场;HM为磁化区域产生的磁场。假设铁磁介质共划分L个单元,则式(6)可扩充为:

式中,Hab M表示第b个铁磁介质单元在第a个铁磁单元内产生的磁场强度。将式(1)代入式(6),并整理可得:

式中,A为上文所求的系数矩阵;χ为该单元铁磁介质磁化率,由铁磁介质磁化曲线和工作点决定。

通过求解式(8),可求得所有铁磁单元内部的磁场强度,进而可以求得铁磁单元内部的磁化强度。最后结合源区产生的磁场,便可求得空间任意一点的磁场强度。

当假设铁磁介质工作区域接近线性时,磁化率可视为常数,式(8)为线性方程组;当铁磁介质工作区域位于非线性段时,需利用磁化曲线通过迭代计算单元内磁场强度。

3 仿真计算

本节中,采用第2节的方法对梯度线圈产生的梯度磁场进行仿真计算,并与直接法(不考虑铁磁介质)、镜像法和有限元法结果进行比较,从而验证本文方法的计算精度和计算效率。

将现有开放磁共振磁体的结构归纳为两种常见结构(如图2所示):结构1的特点在于调节成像区域磁场分布的铁磁介质部件位于整体结构的边缘(通常称为匀场环),通过调节该部件的长度和宽度来修正磁场,是目前最常用的结构;结构2的特点在于调节成像区域磁场分布的铁磁介质位于整体结构的中央,通过调节中央无铁磁介质区域的大小来修正磁场。这两种结构不仅涵盖了常用开放式磁共振的结构特点,其对梯度磁场的影响也有较大差别。因此对两种结构下的梯度磁场进行仿真计算,可以有效地验证计算方法的普适性和计算精度。

由于在磁共振成像中,梯度磁场仅轴向(z方向)分量参与空间定位,因此下文仅计算梯度线圈的轴向磁场分量,但铁磁介质中的磁化强度是三维空间向量。

3.1 计算精度

3.1.1 z方向梯度线圈

z方向梯度线圈的结构如图3所示,其由多个不同匝数和电流方向的同轴电流环组成。

现采用四种方法计算z方向梯度线圈在两种结构中的梯度磁场,并进行误差分析,所得误差结果见表1。

直接法的结果说明在两种铁磁介质结构中,直接法的计算结果均存在较大的误差。镜像法的结果在两种结构中存在较大差别。分析认为这是由于铁磁介质和线圈的结构特点造成的。图3所示的z方向梯度线圈的外侧电流较少,因此该线圈对结构1中的匀场环不敏感,因而结构1整体与镜像法假设的无限大平面接近,所以计算误差较小;而结构2中铁磁介质的中心空孔会极大地破坏镜像法的假设,因此误差较大。本文方法在两种结构中的结果均较为理想,说明本文方法不会由于铁磁介质的结构差异导致计算结果出现明显偏差。相对而言结构1的结果略差于结构2的结果,其原因可能为结构1边缘凸起处的磁化强度变化较大,从而导致磁化强度的计算出现一定的误差。

3.1.2 x方向梯度线圈

x方向梯度线圈的结构如图4所示,其由不规则的“指纹”型电流回路组成。

现采用四种方法计算该结构x方向梯度线圈在两种结构中的梯度磁场,并进行误差分析,误差结果见表2。

由表2可知,直接法的结果在两种铁磁介质结构中同样不理想。x方向梯度线圈镜像法的结果与z方向梯度线圈镜像法的结果相反,结构1的结果要差于结构2的结果。其原因为图4所示的x方向梯度线圈,其电流主要集中在边缘区域,因此对于结构1中匀场环的部分比较敏感,而对结构2中铁磁介质中心空孔不太敏感,从而导致结构1的结果要差于结构2的结果。分析本文方法的结果可以发现其在两种结构中依旧能保证精度。

结合z方向和x方向两种梯度线圈的分析结果可知:(1)直接法的结果通常都不理想,因此用常规设计方法得到的梯度线圈无法直接在实际磁体中使用,需要进行校验和优化;(2)镜像法的结果往往受到线圈和铁磁介质结构的影响,计算精度无法得到保证;(3)本文方法不受线圈和铁磁介质结构影响,计算精度可以得到有效控制。

3.2 计算效率

在同一台计算机上用Matlab运行本文所用方法和Ansoft有限元软件计算同一组案例。计算机配置如下:4核CPU i5-3740 3.2GHz;内存8GB。

采用有限元法时,对于z方向梯度线圈,由于其具有轴对称结构,因此采用二维建模,计算速度很快,仅需2min;对于x方向梯度线圈,三维模型的计算时间较长,约需12min,由于线圈形状特殊,因此需要联合Solidworks等软件进行建模,流程比较复杂。

采用本文方法,两种梯度线圈均采用三维模型,总用时小于1min。其中系数矩阵计算时间为50.7s,实际用于磁场计算小于5s。

通过以上数据对比可以发现,本文方法即使考虑系数矩阵计算,在计算效率上相对于有限元法依然有明显优势;如果再考虑系数矩阵无需重复计算的情况,则计算速度方面的优势将更加显著。

4 实验结果

为了验证本文理论方法和仿真结果的正确性,以开放式超导磁共振实际磁体为实验平台,通过对安装在实验平台中的梯度线圈产生的梯度磁场进行测量,并与仿真结果进行对比,从而对本文方法进行验证。

实验平台和测量设备如图5所示。图5(a)为0.7T开放式超导磁共振的主磁体;图5(b)为测量工装,测量工装安装在上下极面之间,测量工装上距离中心不同距离的测量点为成像区域上的磁场采样点;图5(c)和图5(d)分别为z方向梯度线圈和x方向梯度线圈。

成像区域梯度磁场的测量流程为:(1)将主磁体励磁至工作电流,此时中心点磁场为0.7 T;利用测量工装测试成像区域测量点处的磁场强度(测量仪器为Metrolab PT2025核磁共振仪),该磁场强度为主磁场强度;(2)将梯度线圈外接一个恒定电流源,并施加1A电流,再次测量成像区域测量点处的磁场强度,该磁场强度为主磁场强度和梯度磁场强度之和;(3)将步骤(2)中的磁场强度减去步骤(1)中的磁场强度,得到在1A工作电流下,梯度线圈产生的实际梯度磁场强度。通过上述流程,分别对z方向梯度线圈和x方向梯度线圈产生的梯度磁场进行测量,并将实验测量结果与四种方法的计算结果进行对比,结果见表3。

由于开放式磁共振实际磁体采用的是结构1的铁磁介质结构,因此实验结果与结构1的结果相近。直接法和镜像法结果均存在较大误差,有限元法和本文方法相对精度较高,但依旧与实验结果有一定的偏差。造成这种偏差的原因有两方面,一方面是铁磁介质仿真时采用的材料属性和实际材料属性有一定偏差,同时实际铁磁介质材料本身存在差异;另一方面梯度线圈在实际制作过程中无法达到理想模型的精度,并且还需要额外添加进出线。

5 结论

本文基于开放式磁共振的轴对称结构特点,提出了一种基于扇环形状单元的积分方程法计算开放式磁共振的梯度磁场。利用该方法计算开放式磁共振的梯度磁场相比现有方法具有以下优点:

(1)计算精度高且不受磁体结构影响。当模型中铁磁介质具有轴对称特点或可以采用扇环单元进行近似划分时,均可采用本文方法计算。在两种开放式磁共振结构中,本文方法的计算精度已证明具有实际应用价值。

(2)计算效率高。本文方法只对铁磁介质划分网格,相对于有限元法中存在大量的空气域网格,可以节省大量计算资源,有效提高计算效率。

(3)有利于重复校验和后续优化算法。在铁磁介质结构不变时,本文方法只需计算一次系数矩阵。在重复验算和优化的迭代计算中,具有明显的优势。