大学计算机实验报告范文第1篇

关键词：实验报告；无纸化；抄袭识别；TF-IDF

中图分类号：TP39 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2014）01-0080-03

实验报告是学生通过实验过程将其实验原理、操作步骤、原始数据、测试结果分析等进行汇总的过程，通过写实验报告，学生进一步巩固了理论基础知识，提高了学生实际动手能力。[1]写实验报告是培养学生独立分析问题和解决问题的重要环节，特别是在以培养高级应用性人才的高等院校，实验报告在日常实践教学中，起到了一个非常重要的作用。

一、纸质报告存在的主要问题

目前大多数高校的实验报告还是以纸质形式为主，学校大量印刷纸质实验报告，学生在课堂上做完实验后写纸质实验报告，最后上交给教师批改。我们从事实验教师岗位多年，既扮演实验报告批改者的角色，又承担实验报告归档管理工作，我们发现目前的纸质实验报告模式，在实验报告的管理与批改中存在以下缺陷：

（1）纸质实验报告印刷，不仅浪费了学校的印刷资源，同时大量的纸质实验报告归档存放，占据了实验室本来就很窘迫的空间。

（2）纸质实验报告因为统一印刷的原因，纸质实验报告模版僵化，无法体现不同类型实验的重点。比如“验证性实验”注重的是实验结果是否符合预期，实验报告中需要重点分析实验结果。“设计性实验”注重的是实验的设计，实验报告需要重点描述设计方案与实验过程。

（3）不少学生写实验报告，照搬实验指导书或课本内容，甚至有个别学生抄袭别人的实验报告，纸质实验报告无法有效避免这个现象。

（4）纸质实验报告只能够手写完成，少数学生字迹潦草，批改实验报告的教师显得非常吃力。

（5）教师批改好纸质实验报告之后，学生无法及时的了解实验报告的批改结果与批改建议。

（6）纸质实验报告的归档工作相当复杂，需要检查每个实验课程的实验项目数与实验报告份数，然后对符合归档要求的纸质实验报告进行逐个捆绑处理并存放。

（7）纸质实验报告归档后不能够远程直接调阅，如果有上级教学主管部门要检查实验报告，实验教师需要在实验报告归档存放的仓库中查找纸质实验报告，然后提交厚重的纸质实验报告。

为了解决纸质实验报告在日常教学与管理中存在的缺陷，我们查阅了大量的国内外科技文献，对于实验报告的改革，有很多不同的解决方案。实验报告的改革多数停留在如何通过制度或教师通过教学方法来提高实验报告的质量，[2-7]没有从实验报告的管理技术上来提高学生书写实验报告的质量、教师批改实验报告以及实验报告归档管理的效率。

二、实验报告无纸化管理平台的整体架构设计

结合多年的实验教学与实验室管理工作，我们认为要提高学生书写实验报告的质量，首先要打破实验报告纸质化的传统，采用电子实验报告，通过建设一个实验报告无纸化管理平台，实现实验报告管理的功能――实验课程库管理、实验项目库管理、实验报告模板制作、实验报告模板、实验报告模板下载、实验报告在线填写、实验报告在线提交、实验报告防抄袭识别、实验报告在线批改、实验报告批改结果查看、实验报告导入、实验报告导出、实验报告信息统计等。实验报告无纸化平台的建设与应用，不仅可以节约学校办学资源，也可以提升实验报告的质量与效果，同时也提高了实验报告归档与管理的效率。

实验报告无纸化管理平台面对的使用对象是学生、教师、实验报告管理员三个角色，因此实验报告无纸化管理平台以角色为模块划分界限，我们设计了实验报告无纸化管理平台功能与架构，如图1所示。

三、系统核心技术与算法研究

1.核心技术分析

分析实验报告无纸化管理平台的各模块功能，按照常规的软件开发方法都是容易实现的，但是“实验报告防抄袭识别模块”是实验报告无纸化管理平台的难点，也是本平台的关键技术。此模块需要对“文本相似度的计算方法”进行研究，查阅国内外科技文献，目前对“文本相似度的计算方法”研究主要分为：词形相似度[8-9]、语义相似度[10]、句法相似度[11-12]，结合本平台的实际使用情况，如果存在抄袭现象，实验报告中应该存在词形相似，“词形相似度”算法中最典型的是TF-IDF算法，因此本文采用TF-IDF算法来设计“实验报告防抄袭识别模块”。

2.抄袭识别算法设计

算法步骤：实验报告预处理实验报告特征项选择和加权生成向量空间模型后余弦计算。

（1）实验报告预处理

主要是进行中文分词与停用词的去除，这个步骤可以采用中科院开发的开源代码“ICTCLAS”。

（2）实验报告特征项选择和加权

通过步骤（1），得到了若干个特征关键词K{K1，K2，…，Kn}，根据关键词在实验报告中出现的频次，确定关键词在实验报告中的权重W{W1，W2，…，Wn}，那么实验报告D可以被表示为一个关键词加权重的集合D{K1W1，K2W2，…，KnWn}，在计算中可以简化为D{W1，W2，…，Wn}。

（3）向量空间模型余弦计算

在向量空间模型中有文本之间的相似度计算、常用向量之间夹角的余弦值表示，假设有实验报告A与B，那么可以设计公式3-1来计算这个句子的相似度。

Sim（A，B）=■ （3-1）

其中，Wai、Wbi分别表示实验报告A和B第i个关键词的权值，1 i n。

3.实验报告相似度阈值的设计

公式3-1中的Sim（A，B）可以计算出实验报告A与B的相似度数值，那么这个数值在哪个区间判定为抄袭，哪个区间判定为不抄袭，确定一个合理的阈值在实验报告无纸化管理平台中的“防抄袭识别功能”就显得尤为重要。

阈值的确定，可以设计三个指标算法“准确率P”、“召回率R”，来判断阈值的合理性，首先给定一个实验报告训练集，里面存放U份实验报告，首先人工去逐个判断实验报告抄袭情况，确定实验报告抄袭的份数N，未抄袭的份数M，其中N+M=U，然后假设给定一个初始的阈值E=0.7，用抄袭识别算法去判断这U份实验报告存在抄袭的数量为C，那么。

准确率指标算法： P=■ （3-2）

召回率指标算法： R=■ （3-3）

不断调整阈值E，可以训练返回准确率指标与召回率指标的数值，根据准确率指标与召回率指标的数值，确定一个合理的阈值，以提高实验报告无纸化管理平台中的“防抄袭识别功能”的有效性。

四、结束语

一个具备“防抄袭识别功能”的实验报告无纸化管理平台的设计与开发，是一项复杂的系统工程，不只是传统的信息系统开发，还涉及一些自然语言处理技术，因此本文虽然是实验报告无纸化管理平台设计的一个初步探索，但是整体设计了平台的架构与功能，特别是对平台的关键技术进行了深入的研究。本文的研究为实验报告无纸化管理平台的具体开发奠定了可行的技术基础，实验报告无纸化管理平台的建设，不仅可以提高学生书写实验质量，也可以提高教师批改实验报告及反馈效果，同时还可以减轻实验室工作人员对实验报告管理工作的负担。？筅

参考文献：

[1]马铭杰.确保实验报告质量是提高实验教学效果的重要措施[J].实验室研究与探索，2004（11）：64-66.

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[3]李忠光，龚明.实验报告撰写改革尝试[J].实验科学与技术，2005（1）：69-70.

[4]王俊斌，王海凤，任健，王英超，李天俊.提高实验报告质量，培养学生综合素质[J].天津农学院学报，2010（1）：57-58.

[5]伍洪标，陈玲莉，冯小平，张联盟.学生实验报告改革方法的探索[J].理工高教研究，2002（5）：112-113.

[6]侯淑莲，李石玉.学生实验报告中存在问题的剖析[J].华北煤炭医学院学报，2001（4）：507-508.

[7]刘文冲，张海锋，季乐乐，李嘉，迟素敏，王跃民，裴建明，高峰.做好实验报告，提高生理学实验教学质量[J].山西医科大学学报（基础医学教育版），2009（3）：296-298.

[8]黄承慧，印鉴，侯.一种结合词项语义信息和TF-IDF方法的文本相似度量方法[J].计算机学报，2011（5）：856-864.

[9]韩敏，唐常杰，段磊，李川，巩杰.基于TF-IDF相似度的标签聚类方法[J].计算机科学与探索，2010（3）：240-246.

[10]葛斌， 李芳芳，丝路，汤大权.基于知网的词汇语义相似度计算方法研究[J].计算机应用研究，2010（9）： 29-33.

大学计算机实验报告范文第2篇

关键词：数学实验；教学改革；素质教育

计算机科学的迅速发展对数学科学产生了巨大的冲击，对数学学习和研究的观念及方法产生了深刻的影响。引发这场冲击波的主要事件是1976年，美国伊利诺伊大学的两位数学家K.Appel和w.Haken利用计算机解决了困扰数学界长达近200年之久的著名的“四色猜想”。这一成果震惊了整个数学界，因为两位数学家的论证有很大部分并且是关键的部分是由计算机完成的，这就意味着“数学证明”的概念发生了突变。经过近三十多年的发展，数学科学中的一个新的重要分支――计算机数学得到了人们的广泛关注并有了长足的发展。而计算机数学的发展又引发了现代数学实验的兴起与发展。

在我国，十多年前设置数学实验课程的构想一出现，立即在数学教育界引起反响。1995年，在原国家教委组织实施的“高等教育面向2l世纪教学内容和课程体系改革计划”中，“理科非数学类专业高等数学课程体系和内容改革”项目的总体构想报告，就把“数学实验”列为高校非数学类专业的数学基础课之一。2000年，在教育部高教司主持编纂出版的《高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划系列报告》的《高等数学改革研究报告》中，把数学实验列为高校理科类专业的基础课之一，并明确指出了数学实验在数学教学体系中的作用和地位等。实践证明，数学实验在数学教育特别是数学素质教育中的重要地位被越来越多的人所认识，而且，数学实验这一新的数学学习及研究方法也被越来越多的人所接受。

一、数学实验与计算机代数系统

所谓数学实验，简单地说，就是用计算机代替笔和纸以及人的部分脑力劳动进行科学计算、数学推理、猜想的证明以及智能化文字处理等。

科学计算包括两类：一类是纯数值的计算，例如求函数值、方程的数值解等；另一类是符号计算，又称代数运算，这是一种智能化的计算，处理的是符号，符号可以代表整数、有理数、实数和复数，也可以代表多项式、函数，还可以代表数学结构如集合、群等。我们在数学的教学和研究中通常用笔和纸进行的数学运算多为符号计算。

而用计算机进行符号和代数运算是数学和计算机领域的一个新的发展方向。长期以来，数学家和计算机科学家梦想用计算机代替人脑进行代数符号运算以及数学的各种处理，使数学走向“机械化”的道路，从而也使计算机本身更加智能化。我国著名数学家吴文俊院士首先提出的“吴方法”为数学处理在计算机上的实现奠定了理论基础，并在几何定理机械证明、方程求解、理论物理、机器人学、计算机图形学等数学和高科技领域相继获得了广泛的应用。

20世纪80年代以来，用计算机进行代数运算的研究在国内外发展非常迅速，涉及的数学领域不断地扩大，出现了多种符号运算方法、计算程序和系统，并逐渐形成了一个新的数学分支――计算机数学。这是一个以构造性数学为核心，以计算机实现为目标，以实用的算法为研究内容，以实用程序或软件为成果的研究领域。计算机数学的发展逐步产生了一些独立的计算机程序库，称为计算机代数系统。一部分计算机代数系统发展成为完整的专用或通用的数学软件，如美国的Mathematica、Matlab，加拿大的Maple，以及我国具有自主知识产权的数学机械化平台MMP等。

二、数学实验课程的指导思想

数学实验是计算机技术和数学软件引入教学后出现的新事物，是数学教学体系、教学内容和教学方法改革的一项尝试。有专家从课程观将数学实验界定为：为获得某种数学理论、探求或验证某个数学猜想、解决某类数学问题，运用一定的物质技术手段，经由数学思维活动的参与，在典型的环境中或特定的条件下进行的一种数学实践活动。数学实验分为传统数学实验和现代数学实验两类。现代数学实验是指以计算机和数学软件为实验手段，以图形演示、数值计算、符号变换等作为实验内容，以数学理论作为实验原理，以实例分析、模拟仿真、归纳发现等作为主要实验形式，旨在探索数学现象、发现数学规律、验证数学结论或辅助做数学、学数学、用数学的学习与研究的实践活动。

由于计算机代数系统的方便、快捷及不易出错的特点，学生可从大量繁琐的计算中解放出来，把更多的时间用在数学思想、方法和技巧的理解及应用上，通过数学实验课程中“做数学”的体验，更能够激发学生的兴趣，增强学习的积极性，能给学生提供更多动手的机会，尤其是计算机的人机交互功能，为实现教学的“个别化”创设了理想环境。

因此，从推动数学教改和培养创新人才出发，数学实验课程应该强调以学生动手为主，在教师指导下用学到的数学知识和计算机技术，选择合适的数学软件，分析、解决一些实际问题。数学实验课程的能力培养目标可归纳为：

1　算法设计能力：分析问题、简化问题的能力以及将问题转化为用逻辑严谨的算法语言表达的能力等。

2　程序设计能力：应用计算机代数系统进行程序设计的能力，具备运用适当的数学思想、方法和技巧解决所遇到的实际问题的能力等。

3　综合创新能力：初步具备一定的创造能力、书面表达能力，以及与他人分工合作能力等。

三、数学实验课程教学改革

1　数学实验课程的内容设计

作为数学实验课程的内容，既要注意揭示数学概念、定理的形成和发展过程，展示数学问题的解决过程，又要与基本的数学思想、数学方法挂钩，有机地和数学知识教学相互结合、相互促进。

一般来讲，数学实验课程内容可分为以下五类：

(1)基础实验。熟悉并掌握计算机代数系统(如Maple，Matlab等)的基本操作，熟悉数值计算、符号计算及图形绘制等基本功能。

(2)验证性实验。通过数学实验，体验数学中的基本思想和典型方法，加深对数学抽象概念的感性认识，揭示数学知识生成的规律性。

(3)探究性实验。任课教师提出实验课题，学生设计实验方案，运用数学理论和方法，通过数学实验寻求解决问题的途径。

(4)应用性实验。结合实际问题，特别是数学建模问题，让学生亲身体验用数学解决问题的全过程，培养学生分析问题、解决实际问题的能力。

(5)拓展性实验。对数学中定理、命题进行不同角度、不同层次的变式实验，揭示数学知识之间的联系，从中发现新知识。或以数学为中心向边缘学科发散，例如非线性分析中的分形、混沌等研究。

2　数学实验课程教学

数学实验课程的具体教学过程中，针对不同的实验类型使用不同的教学方式。不拘一格。验证性实验通常采用“告诉一验证一应用”的教学模式，在实验中所有

的学生都做同样的事情，学生被告知如何操作，观察什么，记录什么，如何得出结论，这是一种比较固化的操作模式。而探究性实验则可采用“问题――实验――交流――猜想――验证――证明”的教学模式，一般由教师提出问题，学生提出假说，引导学生朝着预先设计的方向提出实验方案，预测可能的结果，然后学生进行数学实验，验证猜想，让学生在探究过程中理解数学、获得知识。例如，关于“迭代”复杂性问题，可选择Logictic差分方程的迭代引起分岔并最终导致混沌的实验，以及Lorenz系统、Rossler系统的动力学行为的实验，在此基础上初步形成对系统混沌行为的认知。拓展性实验则可由教师或学生提出问题，学生设计并实施实验方案，收集处理和分析数据、得出结论，并将其应用于新的情景加以检验。这种模式强调探索和创造，学生以一种近似数学家发现数学问题的方式进行数学发现学习，不再强调获得正确的结论，而是强调对过程和结论的解释。如利用“兔子繁殖”问题对Fibonacci数列进行探索，通过实验，使学生了解Fibonacei数列及与之密切联系的黄金分割数，继而探索高阶线性差分方程的求解问题和优选法的基本原理，最后对“树的分支”、“杨辉三角形”等问题进行研究，提高了学生使用离散方法建立数学模型的能力。

但是值得注意的是，必须恰当地处理实验结论。通过数学实验提出猜想并得到结论，并不代表数学实验结束，还需要验证结论，对结论用演绎推理方法加以证明，因为数学结果只有经过证明才是可信的。

3　数学实验报告撰写

与其他科学实验一样，数学实验也应撰写实验报告。实验报告是实验进程中的最后一步，是实验结果的书面总结。通过撰写实验报告，可以培养学生对问题的分析能力和对实验结果的处理能力。数学实验报告可包括如下几部分：

(1)引言：简单描述实验动机与目标。

(2)实验过程：详细记录下操作的流程与条件，如果需要，简述实验所涉及的数学理论和方法。

(3)结果：条理分明地写出实验结果，照实陈述实验所得结果。

(4)讨论(或论证)：由观察所得到的结果。进一步整合分析，说明由实验结果透露出来的信息。若有与事实或已知不符的要仔细讨论或解释，通常都要引用已发表的论点来讨论，并且引申出可能的解释模型。该部分最重要的是体现学生的专业能力。

(5)图形与表格：与实验有关的图表一定要精确制作，正确而易懂的图表有助于研究结果的判读，图表要加相应的文字说明。

(6)参考文献：实验报告中若引用他人结果，一定要列入参考文献。

4　数学实验课程学习评价

大学计算机实验报告范文第3篇

关键词：计算机网络；实践教学；网络模拟器

作者简介：周林（1968-），男，浙江宁波人，上海电力学院计算机科学与技术学院，副教授；李婧（1980-），女，山东海阳人，上海电力学院计算机科学与技术学院，副教授。（上海 200090）

基金项目：本文系上海电力学院课程建设及教改项目（项目编号：20121808）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）08-0178-02

计算机网络课程是进入IT领域与互联网领域的专业基础课程，是计算机类各专业的重要基础之一。上海电力学院计算机网络课程体系面对的专业有电力企业信息化、软件工程、信息安全，而且各专业在计算机网络课程上的具体面向和侧重点都有所相同。

计算机网络课程的特点是理论性强、较为抽象、知识点多、与实际应用的关系比较模糊等；该课程中设置的实验主要是围绕组网、设置虚拟网、路由设置、三层交换等与具体技术相关的环节，除了制作网线进行组网实验外，其他实验与实际应用的关系学生往往没有直观体会。所以在讲授完成网络层次结构、各层次的功能和相关协议这些理论化的内容后需要系统地融合多个实验（如虚拟网、三层交换等），使学生能够根据现实社会的需求，综合运用平时已经具备的实验经验，完成综合性设计工作。此外，各专业的培养目标及当今的社会需求都要求学校注重并加强学生实践能力的培养，锻炼学生理论与实践结合的能力。

一、原有实践教学存在的问题

从以往计算机网络课程设置的实验与实践环节看，主要存在以下问题：

1.学习效果不佳

典型的表现有：以考试为目标，不注重平时技能与知识积累，作业、实验报告抄袭现象较多，考试期待老师指导重点内容，以背代学，没有真正锻炼自身技能。造成这些弊端的因素之一就是课程教学过程中实验环节的形式化。

2.实验环节形式化

多数时候学生完成实验如同完成书面作业，根据老师的指导材料进行简单的重复，并没有投入精力去准备实验，理解和运用已学习过的知识；也不会对实验过程中的现象、问题进行思考和分析。另外，以往没有专门的计算机网络实验场地，网络连接、设备摆放等都不便于学生操作，特别是需要多组同学之间进行合作的实验。老师对实验的组织安排也十分不便。加上实验设备数量有限，学生实验时需要分组进行，每个小组有6～7个成员，时常出现只有个别学生真正做实验的现象。由于平时实验不需要考核，仅以实验报告作为学生的平时成绩之一，因此对学生并不产生压力，实验报告抄袭的现象严重。而改善这一问题的办法之一是强调动手能力的培养，而且更关键的是改变实验的考核方式。如果仅采取减少实验小组成员人数的方法只能起到一些促进作用，因为不同组所做的实验还是相同的。

3.实践与实验间关联性不强

课程设计是上海电力学院设置的一种综合性实践环节，该实践环节要求学生在一周时间内完成设计题目。由于过去该环节内容并未与平时实验环节挂钩，因此学生往往并不清楚以往的实验环节与课程设计的题目之间有怎样的关系，更没有能力独立（或以团队方式）去完成实践环节的综合性设计题目。在综合实践环节的考核方面，以往采用的是“设计报告+口头答辩”方式，虽能较大程度地避免报告抄袭的问题，但很难避免报告中大多是操作过程截图、口头答辩多是背诵理论或背诵已经提问过的问题等现象，也无法锻炼学生的动手能力，也不能给学生带来足够的压力，促进他们积极地动手实践。

二、实验教学改革思路探索

针对以上提及的课程实践中存在的弊端，在建设新的计算机网络实验室过程中，主要的指导原则就是强化学生动手能力，提供尽量多的实验设施，减少实验时每组的人数，采用开放式结构便于学生动手操作，将实验与日常教学相结合，进而改善以往课程教学与实验中的不良状况。以下是改进措施的主要细节：

1.硬件环境设计

实验场地布置的前提是最大程度地适合学生的动手操作。在实验室方案设计期间，综合了其他多所高校实验场地的规划方案，否定了一些只适合做软件操作、电脑模拟的方案（比如将设备封闭起来的闭合圆形结构）。实验室的建设突出了鼓励并且方便学生多动手操作设备、不限制学生插拔线缆等目标，在一定程度上也要求老师对设施有足够的了解与掌握。在图1所示的布局中，设计方案采取学生围绕设备而坐、设备区域开放的构思，学生完全可以在实验过程中随时观察、检查、调整自己的各项操作与设置（无论是物理上还是软件方面）。每个机柜支持4组同学同时实验且互不干扰（每组最多3人），而且在进行一些综合性的复杂实验时这种结构使得多组之间的相互合作变得非常方便。

2.改编实验指导材料

过去的实验指导材料出于对学生不熟悉实验环境、设备等考虑，每个实验都给出具体实例和详细步骤，类似说明书，以至于学生不加思考和准备，完全照抄例子，实验报告也出现照搬指导材料的现象，反而达不到预期的效果。改进后的实验指导材料减少了细节步骤的描述，更多的是提供方法、方向上的指导，以概括性内容为主，使学生在实验时无法直接照搬具体步骤，需要经过分析思考来完成实验。

由于每次实验时间有限，为促进学生做好实验前的准备，以及实验后巩固相关知识与技能、进一步拓宽实验能力，教师还推荐学生使用Packet Tracer模拟器进行课外练习，以掌握熟练的操作技能。而模拟器提供的环境与真正的实验设备在指令等方面有差异，学生无法直接复制模拟器上的指令到实际环境中，这又给学生带来了一定的挑战，锻炼了学生的自学能力和综合实践能力。

3.调整实验报告

既然是分组实验，要求学生每人上交一份实验报告显然不可避免地有重复内容，不能完全责怪学生抄袭。因此，在新实验安排减少小组人数的同时，实验报告也改为以组为单位，完成实验后只需要以小组为单位上交报告，但实验报告中要求小组中的每个学生独立描述自己对实验过程中各种现象的分析理解。这样的调整同时也减轻了教师的评阅工作量，也更易于教师杜绝报告中的抄袭问题。

4.改革综合实践环节

综合实践环节设计的题目需要学生运用平时实验环节已经学习过的内容，以团队方式进行项目综合设计和实施。为避免团队形式中个别学生“出工不出力”的现象，在考核环节则要求每个学生独立操作，根据不同的考核问题，在规定时间内现场实时进行设备的各种操作。考核评分的依据则是根据完成的内容、耗费的时间、解决问题的技能等项目来综合考虑，避免了过去考核方式中出现的个别学生完成设计、多数同学照搬、考核答辩时单纯背诵等一系列弊端。从2013年暑期尝试的结果来看取得了预期的效果：学生的学习自主性大为提高，课程设计的压力有所提升，学生无法再靠简单背诵蒙混过关。表1总结了改革前后实践效果的差别。

5.学生参与实验实践建设

计算机网络实验室的建设工作开始于2012年夏，正值新学年的开始，在完成实验室的基本硬件安装调试后，教师鼓励学生参与实验室的建设工作，主要表现在两个方面：线路的检测和标注，学会基本的网络检测方法和工作步骤；参与完成部分实验指导材料的编写，从学生的角度来看实验问题，描写实验过程，提出实验指导步骤，相当于学生需要完整地做一遍实验才能够写出合理的指导性材料。这对于有计算机网方面兴趣和希望深入学习的同学而言无疑是提供了一个锻炼自身能力的机会与平台。

6.模拟器辅助理论学习

Packet Tracer模拟器提供了丰富的协议、设备和功能，便于学生进行网络实验环境的仿真，为网络课程的学习提供了良好的辅助功能。[1]学生不仅可以利用它来模拟、准备每一次的网络实验，而且该工具中也提供数据包捕获并动画演示的环节，有助于学生理解协议间的协作与关联。以学习网络层次概念为例，网络层次的分析、介绍不应仅仅作为网络学习的开篇，而是应该贯穿在整个网络知识与理论的学习过程中，利用模拟器动态的演示网络数据的流转并分析数据不仅能够帮助学生了解各层次的典型协议，也帮助他们理解数据如何在各个层次间传递（如图2所示）。

三、实践教学改革的进一步思考

1.学生参与的可持续性

学生参与网络课程实验、实践相关内容建设有两个方面的主要问题：一是学生大三才开始学习计算机网络，过早参与会缺少基本网络知识。如果等到学习完网络课程又会面临学生处于大四阶段社会实习较多，而空余时间较少的矛盾。再有一个问题就是后续的网络实验实践工作需要组织学生进行设计。一直重复旧的实验项目并不可取，这方面需要引入更多的思考与创新。

2.建设良好的实验环境

目前的网络实验环境在开放时间方面还无法满足学生的需要，实验设备也还未充分利用。由于实验室管理人员的短缺，目前实验室还是按课程需要的时间开放，无法做到提供教学以外的开放时间。另外，由于涉及到设备安全问题：网络设备管理不像电脑机房管理，能够通过还原卡之类的进行保护；况且网线、配线架、控制电缆等都属于易耗品、易丢失，需要更多的投入来完善管理，这也是目前困扰开放方式的一个难题；虽然模拟器能够解决操作上的一些问题，但与实物操作相比还是存在一定的差距，学生面对物理设备时还是会出现不明白各端口用途的现象。

3.培养编程能力

在网络实践教学建设过程中也尝试将本课程与信息安全专业的C++课程群相关联，[2]使学生掌握基本的网络编程技能，以适应今后网络安全、系统安全等课程的学习，满足迈向社会后的工作需要。但这种规划并不只是局限在信息安全专业，也试图将计算机科学与技术、软件工程等专业都纳入进来，构建跨专业的计算机网络课程体系，锻炼与提高学生的网络编程能力。

四、结语

此次网络课程实践教改结合了网络实验室建设，对网络实验教学中存在的问题提出了改进措施，并尝试了不同的手段，获得了一定的效果。但毕竟这些改革还处于尝试阶段，需要更多的实践来验证与改进，以达到更好的促进网络课程实践教学的目标。

参考文献：

大学计算机实验报告范文第4篇

【关键词】计算机技术 ；材料检测 ；数据处理

1.计算机技术在建筑材料中的应用优点

计算机技术在建筑材料中的应用包括收样、数据采集、数据处理、对整个采集过程的监督出具报告等各个方面，和传统的数据采集、分析系统相比，计算机技术在各个领域展开工作有以下优点

1.1收样

在收样阶段，通过计算机技术的应用，使整个检测工作具有系统性，整个工作处于有效的工作状态下，在进行材料收样时，对各个检测材料可以进行自主编号，这样可以保证每个号码的唯一性，避免因号码重复带来检测数据的混乱。

1.2数据采集

在利用计算机进行数据采集时，我们可以采用数据采集仪或者相类似的数据采集设备，这类采集设备精度高，采集数据密集有效，能保证采集数据的真实性。

1.3数据处理

进过计算机数据采集后，要对采集到的数据进行数据处理，由于计算机系统自身的特点，可以科学严谨的确定数据的规律性，并且能够大大节省数据处理时间，还能够避免随意改动的现象的出现。

1.4监督过程

通过引入计算机控制系统，可以对材料检测的各个环节进行实时监控，计算机具有实时拍摄及存盘的功能，在检测过程中或者检测审查过程中可以及时的发现检测问题，对整个检测过程进行全面的追踪。

1.5出具报告

在进行材料检测时，要出具相关的检测报告，计算机技术的应用，大大节省了工作的时间，可以通过相关的计算机检测系统整理处理过的结果，依据一定的格式编写检测报告，并且能够保证检测报告编写的统一性规范性。

2.计算机系统的主要内容

2.1软件系统

软件设计原则 ：在进行软件设计时，应该采用模块化设计理念，模块之间相互独立、互不干扰，在进行材料检测时需要检测什么内容直接选用不同的检测模块即可，要保证操作简单、尽量减少数据的输入但同时必须保证数据检测的全面。系统管理人员在进行系统维护时仅需要对该维护的管理模块进行处理，无需专业人员的帮助。

软件组成 ： 软件的基本组成应该包括建材检测 （ 试验 ） 子系统、网上办公模块、业务管理模块、仪器设备管理模块、联系模块、系统管理模块五大部分。建材检测系统是在传统的检测工作上进行的优化处理，一般包括以下几个控制模块，收样模块，一般是由收养人员下达的拥有相应数据的委托单，检测人员根据委托单进行材料检测。收费模块是根据检测工作量的大小自动机计算检测费用并依靠计算机技术记录在数据库中。计算模块是根据采集的检测数据通过数据处理运算，得出检测报告。负责模块是检测负责人对检测的数据结果进行审核的过程。报告模块就是检测数据报告书的生成。

2.2建筑材料检测数据处理系统的结构

建筑材料检测数据处理系统由若干个子系统组成，每个子系统之间相互独立互不影响。每个子系统都有数据输入模块，数据处理模块、检测结果输出模块、数据库、查询模块等组成。对于建筑材料来说，检测的内容众多，常见的有：混凝土的抗压强度、混凝土的配合比、混凝土的水灰比、钢筋原材、钢筋的焊接、混凝土的外加剂、混凝土的弹性模量、水泥的质量等随着新产品的不断更新换代及先进的科技水平的推进，建筑材料的检测数据系统也相应的发生改变，需要对检测的指标和检测内容进行升级。

2.3数据处理模块

数据处理是整个材料检测中的关键一环，数据处理模块包括众多子系统，各个子系统应该具有数据采集、数据计算、数据判断并生成检测报告的功能。数据处理模块的大小、复杂程度完全取决于子系统，一个数据处理模块应该有若干个检测数据分项和一个总体评价模块组成。

2.4数据库的建立与查询

每一个数据管理系统都有自己的数据库，这些程序可以置放于应用程序之中，利用 Dir 函数来判别是否生成数据库，这种方式便于工程技术人员进行程序的修改调试，便于用户操作使用。按照材料检测的周期的长短及数据的来源可以将数据库分为两类：

原始记录数据库，这类数据库一般仅储存原始的检测数据，这种类型的材料检测周期一般都比较长，而且又是需要分阶段编写检测报告。当第一次检测结束后出具初次的检测结果，通过追踪检测对检测过程进行数据补充，补充数据结果后再出具检测报告。在水泥、混凝土配合比设计时都要分阶段的出示检测报告。通过对原始数据的处理通过数据处理模块得出检测报告并打印检测报告，这种检测的优点是处理的数据是原始的数据记录，对以后的数据修改和补充提供依据，这种数据处理方式的缺点是数据存储量过大，按材料检测结果结论进行查询和统计较为困难 .

（2） 检测结果数据库，这类数据检测的周期一般比较短，检测处理后可以直接得出检测结果报告，并且仅存储检测结果，许多建筑材料的检测都是这种数据存储结果，这种检测方式易于查找结果，但是原始的数据未能保存，不能查看原始数据。

2.5建筑材料自动化检测系统试验机

自动控制模块主要是根据实验的方法实验的过程，通过实验设备控制机进行自动控制，通过对设备控制机指令的控制，使整个试验检测按照预定的动作及试验流程完成实验。如自动控制系统下达开机、加载、加载速度和大小、卸载等命令。

3.计算机技术在建材质量控制中的作用

计算机技术在建材质量控制中的应用推广，对提高建筑产品的质量、经济效益等起着重要的作用。目前计算机技术在混凝土检测中已经取得了较大的发展，有些软件能够对整个建筑材料的检测进行实验控制并能出具相应的检测报告书。这些系统包括了建筑行业实验室所检测的所有检测项目，系统包括检测数据的采集、数据的分析、检测结果的输出和报表生成等软件。并且能够在网络上实现资源共享。

通过计算机管理的应用，可以方便管理人员统计查询，不仅可以给实验管理人员提供试验计划参考，还能够统计实验数据，为管理者提供控制依据，另外通过对建筑材料检测结果数据库的建立，方便建筑主管部门进行工程质量审核监督。

在进行混凝土配合比设计时我们可以考虑使用计算机技术的应用，以最少的物料浪费设计出合格的混凝土。目前开发并且已经在实验检测中应用的计算系统包括 ：实验数据采集、实验数据分析、系统查询、数据库建立、实验步骤控制等模块，实现了混凝土试块、砂浆试块、水泥强度、钢筋材质、钢筋焊接、小砌块、混凝土的回弹模量、混凝土配合比、砂浆配合比、混凝土水灰比、各种防水材料、涂料、PVC 管、开关插座等常用建材的项目数据的网上委托检测，网上支付，实验过程中能进行自动化的控制，不需要人工干预，提高了工作效率，降低了实验成本。

4.结束语

建筑材料检测与计算机技术的结合大大提高了建材质量检测的效率，并保证整个检测工作的准确合理。计算机控制系统能够实现数据采集、数据处理、检测报告生成等的自动化，并能对检测结果进行数字化管理与网上传输，方便工程质量监督部门的检测与审核，对整个工程项目的质量控制具有重要的意义。

参考文献：

[1]张华夏，陈超核，陈奕柏 . 建筑材料检测数据处理系统的建立 [J]. 海南大学学报 （ 自然科学版 ），2002，20（2）：104- 107.

[2]李兰友，庄国瑜，秦卫光 .Visual Basic： 绘图与图像处理[M]. 北京 ： 人民邮电出版社，1999.190.

大学计算机实验报告范文第5篇

（榆林学院信息工程学院，陕西榆林719000）

摘要：为满足计算机课程实验教学需要，改善上机实验效果，提高学生实验课时间利用率，减轻教师指导学生实验的工作强度，设计了基于Web 的上机实验CAI系统。分析了系统的功能模块，设计了系统的数据模型和功能结构，并基于J2EE技术SSH框架（Struts + Spring + Hibernate）实现系统。应用结果表明，该方案便于教师下发实验任务，实现在线指导和作业统计，便于学生查看实验任务并提交实验报告，能有效提高计算机课程的上机实验教学质量和指导效率。

关键词 ：CAI；J2EE；上机实验；SSH

中图分类号：TN915.02?34；TP391 文献标识码：A 文章编号：1004?373X（2015）15?0129?04

收稿日期：2015?02?02

基金项目：陕西省教育厅高等教育改革研究重点项目（13BZ54）；陕西省教育科学“ 十二五”规划2014 立项项目（SGH140821）；榆林学院教改项目（JG1320）

0 引言

上机实验是培养学生实际动手操作能力的重要环节，在计算机课程的实验教学中，教师们普遍使用多媒体电子教室软件进行辅助教学。教师在实验课上首先通过多媒体电子教室软件下发实验题目或作业，并进行一定的示范，然后让学生按照实验辅导书操作，在实验过程中教师指导学生，并且往往要重复某些相雷同的解释，学生在下课时通过多媒体电子教室软件要提交实验作业，上机实验课全部环节一般都必须在不到两小时的时间内完成，这一方面加大了教师的工作量，提高了工作难度，另一方面，对于学生来说，诸如熟悉实验、等待指导、交作业、填写完成实验报告等挤占了宝贵的上机时间[1]。随着学校的发展、招生人数的增加，本校各个机房上机人数往往超过80人，最多的近120人，此时还使用这种管理方式已经不能满足教学需要。

目前，国内外关于计算机CAI系统的研究应用主要有三类：即基于实验室的实验辅助系统，基于计算机类课程的实验学习支持系统，基于课程辅助教学的多媒体电子教室软件。其中，基于实验室的实验辅助系统以实验室为研究对象，主要目标是实现实验室的有效使用，关心的是实验时间和地点的安排、实验室的使用效率和如何提高等[2]；基于计算机类课程的实验学习支持系统以学生为中心，主要目标是帮助学生进行某一门计算机类课程的实验，关心的是如何对学生实验过程进行支持与帮助，促进学生独立学习并完成实验任务[3]；多媒体电子教室软件对实验教学的支持手段较为缺乏，而且基于C/S结构的限制其一般仅能在机房使用。总之，这些实验教学辅助系统对实验教学过程及管理的支持考虑较少。为有效提高学生上机时间的利用率，提高教师实验教学管理效率，减轻教师的工作负担，需要开发一个基于Web的计算机课程上机实验CAI系统，解决多媒体电子教室软件辅助实验教学的不足，实现实验过程的系统化、网络化管理。一方面可以解决课堂效率低下及时间不足的缺点，另一方面可以在服务器上客观记载实验过程，并实现实验结果数据的长期保存，为进一步进行统计分析和计算机自动阅卷提供基础数据，并且使实验拓展至校园网，而不再局限于某一实验室，为教师和学生的使用提供方便。

本文根据对计算机课程上机实验过程和现有教学辅助软件的深入理解，结合本校实际情况，改进了多媒体电子教室软件辅助教学方法的不足，应用先进的设计理念和开发技术，介绍了基于B/S结构的上机实验辅助教学系统框架结构设计，以及采用Java轻量级框架技术进行功能实现的关键技术。构建的计算机课程上机实验CAI系统，既能满足师生实验教学业务的当前需求，又着眼于未来其他课程辅助上机实验业务的需要，同时也能满足实验教学管理的进一步扩展需求。

1 系统的主要功能模块分析

1.1 系统总体功能分析

本CAI系统由基础信息管理、实验任务管理、实验报告管理及实验成绩管理4个子系统构成。基础信息管理用于设置学生、教师、课程、专业班级等相应的基本信息；实验任务管理用于教师填写实验内容和要求、上传实验素材文件以及实验题目、网上答疑等业务需求；实验报告管理是实现对学生上传实验结果文件的管理、提交实验报告的管理、教师对实验结果检验的管理、教师评判实验报告等业务的管理；而实验成绩管理则是对实验成绩的查询、统计分析与导出。系统实现的具体功能如图1所示。

1.2 系统的业务流程

在上机实验教学活动中，主要的角色是教师和学生，各项业务活动都围绕着教师和学生这两个主体进行，此外，上机实验辅助系统还有管理员这一角色，这些角色在登录后分别进入不同的界面具有不同的操作功能。教师登录后可修改基本信息、定制和下发实验任务、上传实验素材文件、批改和查看实验报告、评定和查看实验成绩、回答学生问题、实验成绩分析和导出等。管理员成功登录后能够初始化教师、学生、专业班级和课程的信息。学生登录后可修改自身信息、查看实验任务、向老师提问、查看老师回答、完成实验后上传实验成果文件、提交实验报告、查看实验批语和实验成绩等。

根据以上流程分析，进行系统的主要用例图设计，用例图主要的角色（Actor）包括教师、学生和管理员，教师用例图如图2所示，学生用例图如图3所示，系统管理员用例图如图4所示。

2 系统功能结构设计

2.1 系统的架构设计

上机实验CAI系统采用B/S开发模式，系统架构基于J2EE技术体系设计，将系统划分为表现层、业务逻辑层和数据层，并从有效提高系统的开放性、可维护性出发，严格遵循MVC设计模式，将中间层细化设计为业务层、DAO层和持久化对象层。CAI系统架构模型如图5所示。

其中，表现层（Web层）采用Struts2框架，MVC的控制器既不参与业务逻辑的实现，也不允许对持久层访问，从而构造一个层次清晰、可读性较好的表现层。持久化对象层采用Hibernate 框架将关系数据库的数据（实体）映射成对象，从而以面向对象的方式操作数据库[4]。系统通过采用Spring框架技术无缝整合Web层、业务逻辑层、DAO层以及持久化对象层，其作用贯穿于整个中间层[5]。

2.2 系统的数据模型设计

系统的业务实体用于实现不同层之间的数据交互和传递，其在数据库中表现为关系数据。通过分析，上机实验CAI系统应用中涉及到的业务实体共有14 个，具体为教师信息实体、实验任务实体、实验素材实体、学生信息实体、课程信息实体、实验问题实体、问题回答实体、实验报告实体、实验成绩实体、实验批语实体、实验作品实体、实验日志实体、专业班级实体、管理员用户实体等。下面介绍主要的实体模型含义。

（1）学生：主要属性有学号、姓名、专业班级编号、访问密码、电子邮件、QQ号码、联系电话等。

（2）教师：主要属性有教师编号、教师姓名、密码、电子邮件、联系地址、联系电话等。

（3）管理员用户：主要属性有管理员用户名、管理员密码。

（4）课程：主要属性有课程编号、课程名称等。

（5）专业班级：主要属性有专业班级编号（取自学号前6位）、所属院系、上机课程编号等。

（6）实验任务：主要属性有实验编号、实验类型（分验证性、设计性、综合性）、实验难度、所属课程、实验标题、实验知识点、实验目的、实验内容、实验教师、实验专业班级、时间、实验素材编号等。

（7）实验素材：主要属性有实验素材编号、文件存储路径、所属实验任务。

（8）问题：主要属性有问题编号、学号、问题主题、标题、内容、提问时间、回答编号等。

（9）问题回答：主要属性有回答编号、问题编号、教师编号、回答内容、回答时间等。

（10）实验报告：主要属性有实验报告编号、实验任务编号、学号、所属专业班级、实验结果文档名称、实验总结、提交时间等。

（11）实验评语：主要属性有教师编号、实验评语、批阅时间、实验报告编号等。

（12）实验成绩：主要属性有实验报告编号、实验作品编号、学号、成绩。

（13）实验日志：记载实验监控信息，主要属性有学号、课程号、计算机IP 地址、访问时间、保存时间、提交时间、实验报告编号等。

（14）实验作品：主要属性有实验作品编号、学号、实验报告编号、文件存储路径等。

3 系统实现关键技术

3.1 业务系统实现

依据上述设计，上机实验CAI系统遵循面向接口编程的原则并应用自底向上的开发方法，即由数据层开始依次向上开发，其实现的核心关键为中间层，中间层的开发应用了Spring + Hibernate框架。

（1）实现数据库服务层：通过MySQL数据库完成数据的存储和组织、数据库的分布式管理、数据库的备份和同步等。

（2）实现持久化对象层：将关系型数据库的数据映射成对象，采用Hibernate框架实现O/R Mapping[6]。

（3）实现DAO 层（数据访问层），包含DAO 的接口类与DAO的实现类，负责与持久化对象交互，封装数据的“增删改查”操作[7]。

（4）实现业务逻辑层：通过对DAO 对象进行正面模式的封装并实现具体的业务逻辑[8]。业务逻辑层进一步划分为业务逻辑接口类、业务逻辑实现类两类。

业务逻辑组件的实现类必须依赖DAO接口类提供DAO方法。DAO组件由Spring容器注入，因此在业务逻辑层中需要定义依赖注入的DAO 组件所必须的setter方法[9]。

（5）实现Web 层：采用Struts2 框架实现MVC 模式里的“控制器”，完成业务逻辑层与表示层之间的信息交互，通过对业务逻辑层的调用，将得到的业务数据信息返回给表现层进行显示。

（6）实现：采用标准的JSP技术，并结合Struts2标签库实现。

3.2 用户合法性访问控制

SSH 框架中对用户合法性访问的控制一般通过Spring 的Action 来实现，即需要继承Spring 的Action 基类并且重新构造其execute方法，在execute方法中再调用业务逻辑组件的具体业务方法[10]。在上机实验CAI系统中，由于每一个Action都需要调用业务逻辑组件，因此可以构造一个工厂类ManagermnetFactory，将业务逻辑组件进行统一封装，并且使得每一个Action都派生自Basi?cAction基类。实现BasicAction基类的关键代码[11]如下：

public class BasicAction extends Action {

//定义工厂类属性，面向接口编程

protected ManagermentFactory managermentfactory；

//依赖注入业务逻辑组件必需的setter方法

public void setmanagermentfactory（ManagermentFactory mag）{this.managermentfactory = mag；}

public ActionForward execute（ActionMapping mapping，Ac?tionForm form，HttpServletRequest request，HttpServletResponse re?sponse）throws Exception

{return super.execute（mapping，form，request，response）；}}

在上机实验CAI系统中，由于绝大多数模块都需要判断用户是否已经登录系统，为了验证用户访问的合法性，设计了一个公用的安全控制基类SecureAction，该基类为每个需要进行登录验证的Action 服务[11?12]。在SecureAction类中定义了一个检验用户是否已经登录的方法execute，该方法的逻辑是：如果用户没有登录，就将用户重定向至登录页面，如果用户已经登录则调用该SecureAction类中的另一个方法toExecute。toExecute属于抽象方法，和一般的Action 类中的execute 方法有些类似，而且参数也完全相同，SecureAction的实现类则实现toExecute方法，不再需要调用执行execute方法。

4 结论

上机实验CAI 系统基于J2EE 平台设计并开发，实现了用户登录、实验任务模块、实验报告生成模块、实验评价模块、在线答疑模块、实验成绩分析输出模块等。目前该系统已经通过了测试，并在部分课程的实验教学中使用，学生在校园网环境中通过使用该系统，可在实验前查询实验任务，进行实验任务预研并与教师互动交流，有效地提高了上机实验效率，并实现了实验成果和实验报告的电子化保存；教师通过使用该系统减轻了工作负担，有效地提高了实验指导工作效率，提升了实验教学管理的信息化水平。

参考文献

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[2] 王华秀.实验教学管理系统的设计与实现[J].电子制作，2014（6）：273?274.

[3] 陈瑜.基于B/S 构架的在线实验教学管理系统的设计与实现[D].杭州：浙江工业大学，2013.

[4] 周志平.基于MVC架构实验教学系统的研究与实现[D].南京：南京理工大学，2013.

[5] 卢磊，张峰.基于J2EE 的高校资产管理系统的设计与实现[J].电子设计工程，2011（2）：92?95.

[6] SU Lipi，NOLAN M，DEMARE G，et al. Prognostics frame work software design tool [C]// 2000 IEEE Proceedings of Aero?space Conference. Big Sky：IEEE，2000：9?13.

[7] 张永恒，张峰，吴敏宁，等.基于移动互联平台的马铃薯生产管理专家系统设计与实现[J].电子设计工程，2013（21）：11?14.

[8] 张永恒.基于SSH 架构的无纸化考试在线考试系统的设计与实现[J].榆林学院学报，2012（4）：61?62.

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[10] 庄科君，贺宝勋.基于云计算的高校计算机实验教学系统设计研究[J].电脑知识与技术，2013（2）：306?309.

[11] 赵小平，薛惠锋.基于Seam的企业客户服务平台设计与实现[J].电子设计工程，2012（20）：10?12.

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