统计学原理范文
时间：2023-12-04 13:09:38
统计学原理篇1
关键词 独立学院 统计学原理 教学改革
中图分类号：G424 文献标识码：A
On Independent Institute Statistics Principles Teaching Reform
JIAN Xueqin
（Foreign Trade and Business College， Chongqing Normal University， Chongqing 401520）
Abstract In this paper， combined with independent college "statistical principles" teaching practice and student characteristics， through the teaching content， methods and assessment methods of teaching reform， enhance students' interest in learning， improve teaching effectiveness， and better training for the special characteristics of independent college application-oriented talents.
Key words independent college； statistics principle； teaching reform
独立学院的目标是培养具有一定理论水平的高技能的应用型人才。统计学原理是一门应用性很强的方法论课程，该课程中所涉及的内容和方法适用于国民经济各行业的需求，有广泛的适用性，对培养学生数据分析能力具有重要意义。笔者通过六年独立学院的教学实践，结合课程特点和独立学院的培养目标，初步建立了独立学院统计学原理课程的教学模式。
1 教学内容的改革
1.1 合理调整内容顺序，提高教学实效
我们选定《统计学原理》（黄良文主编，中国统计出版社，2000年版）作为教材，教学内容主要包括描述性统计和推断性统计两大块。描述性统计部分包括统计调查与整理和综合指标，这部分内容实用性强，理论简单，难点是综合指标部分公式的理解和记忆；推断性统计部分包括抽样估计、假设检验、相关分析、指数分析和动态数列分析五个部分的内容，这部分内容需要学生具备较好的数学基础，理论性强，学习难度大。
教学内容在顺序上一般是先讲描述性统计，再讲推断性统计。对于推断性统计的教学，大多数教师是本着忠实于教材的原则，按照先理论后应用的顺序安排教学内容，一般会先讲抽样估计和假设检验的内容。由于抽样估计和假设检验涉及概率论与数理统计的知识，内容抽象难懂，学习时间又在下半学期，学生对这门课程已经逐渐失去了新鲜感，因此学生不但容易产生两极分化，而且还会影响后续内容的学习。相关分析、指数分析和动态数列分析，相对于抽样估计和假设检验来说难度较低且两部分联系不紧密，指数分析需要用到综合指标中平均数的知识，而动态数列分析中的求直线趋势方程又可以看成自变量为时间的回归分析。因此在教学中按照：综合指标指数分析相关分析动态数列分析抽样估计假设检验的顺序，章节之间的联系更紧密，更符合学生的认知特点，有利于知识的掌握。
虽然教学内容调整后让学生能由易到难的学习，使学生能很快体会到统计学这门课程的应用性和实践性，但知识的科学性和系统性会受到影响，为此在课程结束时须按教材的顺序对内容进行全面梳理和总结。
1.2 引入简化公式，方便学生记忆
统计学原理中有一些比较重要的公式可以恒等变形后用简化公式代替，方便学生的记忆。比如：相关系数与一元线性回归直线方程中的回归系数，若记，则。简算公式既方便记忆，同时也能更好地解释和同号的原因。
1.3 增加统计软件的教学，提高学生实践能力
传统的统计学原理教学中注重理论的推导过程，偏重手工计算，因此在教材中普遍没有介绍SPSS和SAS等统计软件的使用，而将统计软件的使用作为非统计专业学生继续学习统计学的选修或自学内容。SPSS是世界上最早的统计分析软件，它不仅具有深入的数据分析功能，而且还有非常强大的统计绘图功能。通过SPSS统计软件的学习，模拟实际工作中数据处理和图表处理，提高学生处理和分析数据的能力。有利于学生的毕业实习和毕业论文的写作，有利于学生扩宽就业面，有利于学生在毕业后的工作中快速完成职位的提升。
1.4 适当引入双语教学，突出办学特色
独立学院要想长期发展，必须办出特色。国际化是当今社会的一个大的趋势，很多独立学院提出“精专业、通外语、重实践”的培养目标，在重视学生专业知识学习的同时，加强学生外语能力的培养。SPSS软件多为英文版本，在SPSS操作界面的教学中采用中英双语教学，对SPSS的输出结果尽量用汉语讲授，结合统计学知识解释实际含义，培养学生的英语思维模式和英语应用能力。
2 教学方法的改革
2.1 案例教学法
案例教学法是以培养学生实践能力为核心的新型启发式教学法，近年来各类高校的教师在统计学及相关课程的教学中运用该教学方法取得了很好的教学效果。教科书上的例题只是统计方法和计算公式的简单应用，而案例教学是对实践活动的真实模拟。通过案例教学，可以直观引入概念，加强学生对基本概念的理解；通过案例教学，使学生体验问题解决过程，提高学生的实践能力和创新能力；通过案例教学，激发学生主动学习，更好掌握统计思想和统计方法。
2.2 问题探究法
问题探究法是指在教学过程中精心创造条件，激发学生提出问题，并以问题为主线，通过师生共同探讨研究，得出结论，从而使学生获得知识、发展能力的一种教学方法。统计学原理课程中有很多复杂的公式，一些数学基础不好的学生望而生畏，失去了学习的兴趣。实际上很多公式原理简单，只要讲清了它们的来龙去脉，学生自然能写出来。比如通过解释离差公式的原理，可以同时理解平均差公式和方差公式。不仅让学生能自己写出公式，也将“转化”的数学思想渗透到学生的探究过程中。
2.3 分组教学法
以大学生生活消费调查为例，调查问卷的设计、调查的数据的收集和整理，调查报告的写作和调查结果的展示都作为各个小组的作业，要求小组成员集体完成。这种小组式的教学方法，既有利于同学之间增进了解，又有利于工作中协作能力和团队精神的培养。完成小组任务的过程既是一个知识实践的过程，也是培养学生情商、增强课程趣味性的契机。
3 考核方式的改革
传统统计学原理课程的考试主要是以笔试为主，重点考查统计学的基本概念和统计方法的应用，只能手工或用计算器计算。由于统计分析一般计算量非常大，受考试时间的限制，对知识的考查深度和广度都不理想。结合独立学院的培养目标、课程大纲和考试大纲，统计学原理的课程考核体系由期末笔试、平时上机测试、统计调查报告、作业考勤四部分组成，每部分所占总成绩比例为6：2：1：1。这种综合评价方式有效地激发学生学习的积极性，发掘学生的自身优势，提高学生综合分析和解决实际问题的能力。对于教师来说，根据上机测试、作业等情况的反馈，能及时调整和改进教学方法，促进教学水平的提高。
参考文献
[1] 董春玲，王锐，王晓宇，王金会，王爱英.《统计原理》课程教学改革研究[J].职业技术教育，2009（29）：18-30.
[2] 冯蕊.案例教学法在高职统计实践教学中的应用[J].现代商贸工业，2013（1）：125-126.
[3] 蒋园园.独立学院统计教学的思考[J].科教导刊（中旬刊），2012（8）：153-154.
[4] 崔木花，侯永轶.浅谈案例法在经管类统计学教学中的应用[J].廊坊师范学院学报（自然科学版），2012（6）：115-116.
统计学原理篇2
关键词：兴趣；教学手段；教学效果
中图分类号：F11-66 文献标识码：A
文章编号：1005-913X（2012）08-0215-02
在《统计原理》教学实践过程中，笔者通过以下途径激发学生的学习兴趣。
一、统计原理教学与专业课教学结合，提高学生的学习兴趣
职业教育的显著特征是培养学生的专业技术能力，为社会输送应用型人才的教育。因此我们要结合专业特点，以理论够用，突出实用的原则去编写有利于学生学习实用技术的校本教材来开展教学，使学生感觉到统计随着社会经济的发展，科技的进步，统计广泛应用于社会经济的各个领域，统计与生活是息息相关的，学好统计原理有助于更好地提高专业技能和为专业服务。在教学中将统计原理教学与专业教学课有机结合起来，借助于学生对专业的热爱，才能极大程度地调动学生学习积极性，激发他们对统计原理课程学习的兴趣，真正实现统计为专业课服务的目的，在讲授统计数据的显示的教学内容时，先指导学生了解不同的统计数据显示形式其特点，然后要求学生根据所学专业知识，利用教师提供的素材，计算财务信息数据；并运用统计图表示统计表中的数据；从统计图中可以获得哪些信息，并比较条形统计图与扇形统计图的特点，使学生从实践中、专业活动中体验统计知识的应用乐趣；在教学过程中如果善于选择有关专业知识方面的内容进行统计计算能力与分析能力的训练，将会起到事半功倍的效果。
二、加强学生非智力因素的培养，激发学习兴趣
帮助学生培养非智力因素，养成良好品质，克服不良习惯，才能使学生的潜能得到最大限度的发挥。可以从以下方面对学生进行非智力因素的培养。
（一）学习动机的培养
正确的学习动机是掌握知识的必要条件，而学习兴趣是学生学习动机中最活跃、最现实并带有强烈感彩的因素，是直接推动学生学习的最实际的一种内部动力。培养和激发学生的学习动机也是教学的一项重要任务。为此，在教学过程中教师可以尝试运用有效途径，培养学习动机，增加学生的学习兴趣。教学过程中适时地对学生的学习效果进行评价，以便学生在学习过程中及时了解自己的学习记录，看到自己的成绩及存在的差距，进而调整自己的学习目标。有效地评价学生是对个体学习的最高奖赏，是激励学生继续学习的绵绵动力。我们可以对进步大的同学及时给予表扬、奖励等方法提高学生的学习积极性，还可以引入竞赛形式，使学生个体间的竞赛和集体间的竞赛相结合，激发学生的学习动机。
（二）培养自信心
中职学生在中学阶段大部分学习成绩差，往往被老师和同学所忽视，在这样环境下，他们对学习越来越没有兴趣，对教师也越来越疏远，慢慢地就对学习丧失信心，甚至产生自卑、逆反等不良心理。进入中职后这些不良心理仍会影响他们的正常学习，进而影响到学校的正常教学。因此，教师在教学中应引导学生学会学习，重视夯实学生的基础知识，同时重视学生情感因素对学习的影响，想方设法让学生保持良好的心境，保护学生的自信心，而学生的自信心建立，又有利于激发学生的学习热情，养成积极向上的兴趣爱好。
三、加强师生间的有效沟通，创建良好和谐的师生关系，创造学习兴趣形成的心理条件
中职生多是义务教育阶段的学习失败者，进入中职学习对他们而言是新的开始。在教学中，师生关系是教师教学活动中最重要的最基本的人际关系，师生关系是否融洽，直接影响教学质量。作为教师在教学中，应尊重学生的人格，善待每个学生，尤其是后进生，他们更需要老师的关心、帮助、鼓励与理解，用真诚的爱去对待每个学生，多用充满爱与温情的话语进行沟通以缩短师生间的距离，使学生由喜欢老师到喜欢他所教的学科，对所教知识充满兴趣。此外，教学中还要善于运用身体语言沟通，据心理学家的观察发现，在人际沟通中，55%以上的信息交流是通过无声的身体语言实现的。身体语言在人际沟通中有着口头语言所不能替代的作用，因为身体语言传递的信息是人们内在感情的真实流露，是无法掩饰的。如果老师以严厉、敏锐的眼神看学生，他们的表情就会显得特别紧张，表现得不知所措，会使学生疏离老师；当以亲和的表情面对学生时，他们就会愿意主动与你亲近。虽然学生表面上可能对许多事都表现得满不在乎，其实内心是很敏感、脆弱的。有时老师一个善意的细微动作可能增强了学生的自信心，缩短了彼此的心理距离。所以在与学生的交往中要时刻注意自己的表情与动作，尤其在面对有其他缺点或学习基础差的同学时，要重视感情的投入，以自己真诚的爱引起学生的情感共鸣。教师通过选择有效的沟通方式如自己的言行、表情传递给学生亲切、鼓励、信任、尊重的情感信息，从而拉近师生间的心理距离，使学生敢于表现自己。课堂上充分发挥学生的主体性，让他们积极、主动参与到整个教学过程中，激发他们的学习兴趣，进而提高教学效果。
四、充分利用现代多媒体技术，激发学生的学习兴趣
现代科技飞速发展，多媒体辅助教学在教学中能充分体现出它的优势。中职生学习基础差，抽象能力也较差，常规的教学手段有时难以将抽象的知识直观的呈现出来，而多媒体能根据教材内容，通过声、光、影的综合运用，化静为动，发挥动静结合优势，使抽象的知识直观化、枯燥的课堂生动化，教学形式变得丰富多彩，增加了学习的趣味性，能有效地激发学生的学习兴趣、欲望和情绪，极大地调动学生的学习积极性，强化感性认识，加深对所学知识的理解。
五、创设情境教学，激发学生的学习兴趣。
创设问题情境，就是在教材内容和学生求知心理之间制造一种“不协调”，把学生引入一种与问题有关的情境过程。通过问题情境的创设，使学生明确探究目标，给思维以方向；同时产生强烈的探究欲望，给思维以动力。对于问题情境中隐含的“问题”，教师不要简单地直接给出，应该让学生在学习实践活动中自己去发现、去提出。学生自己发现问题更贴近思维实际，更能引发探究。
在教学中，教师要采用各种手段创设教学情境，激发学习兴趣。从学生已有的生活经验出发，巧妙设计问题，带领学生走进生活，进而调动学生学习统计原理的积极性和主动性。例如：在教学“总体变量分布特征的统计描述”这一教学内容时，为提高学生的兴趣，我先利用多媒体出示国家统计局2008年2月28日公布的“2007年国民经济和社会发展统计公报”。统计公报用了很多统计指标，把我国2007年国民经济和社会发展的情况展示了出来。以实例导入新课的形式让学生思考完成问题：以上指标中你知道哪些是静态分析指标？哪些是动态分析指标吗？在静态分析指标中，你能分清楚哪些是总量指标，哪些是相对指标，哪些是平均指标吗？它们又如何应用呢？在教学动态分析方法时，通过以2010年梅州市统计局公布的经济运行情况的部分调查结果简介导入新课引导学生思考，如何对调查资料进行分析对比，计算出这些具体的数据，从而描述2010年梅州市经济运行的情况？
总之，要激发学生学习统计原理的兴趣，教师要充分发挥自身的主导作用和学生的主体作用。如何最大限度地激发学生的学习兴趣，哪些方式方法更加行之有效？还需要我们在尝试与总结中不断完善。
参考文献：
[1] 明庆华，程斯辉.论和谐课堂的构建[J].中国教育学刊，2006，（2）：30-31.
统计学原理篇3
关键词：高职高专；统计学原理；实践教学；实践教学考核
统计学原理是高职高专经济管理类各专业开设的一门专业基础课，一般计划72课时，4学分。统计学是关于数据搜集、整理和分析的方法论科学，是一种运用图表和计算从数据中找出信息，并结合经验常识做出判断和结论的思维方法。统计方法既可用于研究宏观现象，也可用于研究微观现象。在现代社会，拥有信息就等于掌握了先机，拥有处理分析数据的能力，就为提升自身解决问题的能力奠定了基础。对于学生而言，在高职高专学习阶段，掌握了统计研究的基本方法，就能够运用统计方法发现问题、分析问题，进而解决问题，这对将来就业求职、提升自身综合能力是非常有意义的。
统计学作为一门方法论学科，具有很强的应用性，教学中只有将抽象单调的统计理论与实践活动紧密结合，突出统计指标及统计方法的实际应用，强化验证性、设计性和综合性三个层次的技能培训，才能使学生充分认识统计现象和统计规律，切实把握统计方法的应用条件，真正掌握统计思维方法，培养创新意识和能力，提高就业能力和职业岗位能力，全面提升科学素质。因此，实践教学在专业人才培养目标的实现中起着极其重要的作用，是学生掌握职业技能、提高综合职业素质的主要途径，应该成为统计学原理课程教学的重要组成部分。［1］
一、实践教学的设计思想
统计学原理属于应用性学科，如数据的收集与整理、描述统计分析方法、推断统计分析方法、相关与回归分析方法、时间序列分析方法、指数分析方法等都是提升信息处理能力必备的知识。实际教学中，立足高职高专经济管理类专业职业技能培养的需要和学科间的相互关系，本着基础课为专业课服务，理论教学为实践教学服务，实践教学以技能培养为中心的原则，来组织安排各项教学活动。在实践教学的设计上，始终贯彻“以学生为主体，以强化实际应用能力为目标”的指导思想，充分体现以需求为导向，以职业能力、创新能力和就业能力培养为中心的设计思想。
1.以培养实际应用能力为主线，按照“以实践教学为主，理论上够用、适度”的要求，突出实践教学的专业针对性、内容实用性、技能操作性，培养学生的数据收集能力、数据整理能力、数据分析能力和统计软件的操作能力。
2.注重培养学生的统计思维，采用启发式、讨论式教学方法，理论讲授与实际应用相结合，组织和引导学生充分参与讨论并亲自实践，领会统计思想和方法在解决实际经济或管理问题中的重要性。
3.加强对学生的职业道德教育，强调数据来源的真实可靠、统计方法的适用准确和统计结论的客观有效，培养学生实事求是的科学态度和认真细致的工作作风。
4.不断根据经济形势的变化和专业培养目标的要求，及时更新教学内容和案例，注重将就业需求与课程目标及时地融合在教学内容中。［2］
二、实践教学的内容与方法
以河北广播电视大学市场营销专业开设的统计学原理课程为例，根据课程教学大纲和教学目的，本课程实践教学内容、教学要求及课时安排如表1所示。［3］
在实践教学内容的安排上，依据课程教学目标，实行分阶段、层次化、循序渐进的能力培养模式来进行组织实施。［4］具体采用两种方式：一种是理论教学与实践教学同步进行的单元化方式，即针对每一个统计方法，同步安排实际应用训练题目，由学生自主完成任务，适时地完成学生能力的转化。这种组织方式，在课程基本理论与分析方法学习的基础上，保证了学生能力的培养，满足了专业教学的需要。通过将实践教学贯穿于整个教学过程，一方面加深学生对统计基本理论知识的理解，另一方面培养了学生独立思考能力、分析判断能力、搜集和处理信息的能力。
另一种是项目研究的方式，即针对多种统计方法的结合运用，期末安排综合应用训练题目，以项目研究小组为单位完成任务，实现学生综合能力的提升。具体安排是，给定一系列相关的统计资料，不给出具体的要求，由学生自由选择分析角度，自主选择统计方法，自行确定分析报告题目。这种组织形式充分调动了学生的主观能动性，培养了他们的创新意识，强化了他们综合运用所学知识解决实际问题的能力。
为提高教学效果，在实际教学中，采取了以下教学方法：
1.任务驱动教学法
从实际应用中提取素材，设计基于统计工作导向的实训项目，使学生能够很好地将所学知识应用于实践。
2.案例教学与讨论
教师根据自己的实践经历和经验，通过贴近实际应用的典型案例的讲解、演示、分析和讨论，不仅有助于学生对所学理论内容的理解，而且有助于学生了解这些理论在实际环境中是如何应用的，从而提高学生的学习兴趣和学习效果。［5］
3.使用多媒体课件
通过多媒体课件、操作演示、视频演示等手段，将原来抽象、复杂的概念和理论知识、操作技能用视频演示、图像和动画等形式表现出来，使学生可以更直观、形象地理解所学内容，不但降低了学习难度，而且激发了学生的学习兴趣、提高了学习效率。［6］
4.课内实践与课外实践相结合
（1）课内实践。按照教学进度，学生以班级为单位组织开展实践，以实际应用训练题目为线索，在教师讲解和演示后，学生按照任务要求，独立或合作完成实践教学任务，集“教、学、做”为一体，培养学生的实际操作能力和团队合作精神。
（2）课外实践。根据课程教学的特点，让学生走出教室，积极参与社会实践。在强调课堂教学、课后自学的同时，积极鼓励和推动课外实践活动，特别是工学结合的实践，激发学生的学习兴趣，培养学生的实践创新能力。同时帮助学生加深对课堂讲授的基本理论与技术的掌握和理解，了解如何在实际中应用所学知识。
三、实践教学的考核
根据高职高专课程应注重实践性、实际应用技能培养的要求，针对课程应用性较强且计算量较大的特点，本课程考核采用实践考核和期末考试相结合的方法，其中实践考核侧重计算和分析，主要检测学生利用Excel完成给定数据的整理和计算，并对计算结果做出准确结论的能力，成绩占课程总成绩的50%；期末考试侧重重要知识点的考核，主要检测学生对基本概念、基本原理以及主要指标的理解和掌握程度，成绩占课程总成绩的50%。
统计学原理课程实践教学的考核采用形成性考核方式，即采用以应用能力为中心的开放式、全程化的考核方法。这样，考核不仅是对学生学习效果的阶段性检测，同时也是对学生学习过程的全面测评。具体包括三个方面：一是对学生平时参与课内实践和课外实践的态度和表现进行全程化考核，成绩以百分制记分，占课程实践考核成绩的20%；二是基本技能与应用能力考核，采用开放式的方式，根据教学进度实行全程化考核，注重考核学生解决实际问题的能力，成绩以百分制记分，占课程实践考核成绩的60%；三是综合应用能力考核，组织学生成立项目研究小组，采用开放式的方式，对学生综合运用所学知识解决实际问题的能力以及小组成员之间分工协作的团队精神进行考核，成绩以百分制记分，占课程实践考核成绩的20%。
四、实践教学的效果
1.整体水平得到提升
以学生为主体，强化实践教学的指导思想在培养学生的实际应用能力方面取得了显著的效果。通过案例教学和任务驱动教学，既调动了学生学习的学习热情，活跃了课堂学习气氛，也使学生在真实环境下理解了相关的基础知识，掌握了相关和统计方法；通过课堂教学与计算机教学有机结合，让学生上机操作统计软件，不仅使应用训练图文并茂，增加了学科的趣味性，调动了学生学习的积极性，而且大幅提高了学生的信息获取、信息处理能力以及统计软件操作技能；基于对问题解决过程与结果的跟踪、诊断和评价，提供个性化学习指导和操作示范，实现“一对一”教学，和支持“做中学”，增强了学生的自信心，其整体技能水平和科研能力也有明显提升。
2.专业续航能力得到明显增强
通过加大实践教学的力度，为后续课程的学习打下了坚实基础，同时培养了学生的实践动手能力及创新意识，扩大了学生的知识面，提高了综合素质。学生主动利用统计方法解决专业课程学习中的计算问题，甚至运用到大作业、毕业设计及毕业论文的撰写，能熟练地使用相关的软件工具，得心应手地完成相关任务。由于能够做到学以致用，学生学习统计的热情越来越高，主动性越来越强。
3.增强了学生的团队合作意识
在实践教学的安排上，项目研究部分运用了任务驱动模式，将一个综合性实践教学活动分解为若干个相互独立又相互联系的任务，项目研究小组内部各个学生则采用分工协作，每个学生完成一个或几个任务，最终完成整个实践任务。通过这样的实训安排，非常便于学生团队意识的培养，极大地增强了学生的沟通意识，提高了学生的组织协调能力。
4.改进了实践教学模式，利于培养创新人才
课程实践教学改变了以往“单一强化操作”的教学模式，采用了“单一强化操作”与“综合应用训练”相结合的教学模式，实践教学方法分为课内实践和课外实践两部分，实现了培养创新型人才的目的。实训内容由简单到综合符合教学规律，以“任务驱动”有效地培养了学生综合运用知识的能力、自主学习的能力以及创新精神和动手能力。学生在课内实践和课外实践中，能够熟练应用统计方法解决各种实际问题，教学效果得到印证。
参考文献：
［1］ 魏龙，张国东，张蕾.高等职业教育实践教学探析［J］.职业时空，2010，（1）：42-44.
［2］ 许涤龙，周四军，李正辉.构建统计学专业课程实验教学体系［J］.统计教育，2006，（4）：4-8.
［3］ 张淑莲.应用统计教程［M］.北京：对外经济贸易大学出版社，2008.
［4］ 李爱兰.《统计学》课程教学内容改革及其实践探索［J］.经济师，2004，（11）：106-107.
［5］ 闫春荣，顾爱春.案例教学法在《统计学原理》教学中的应用［J］.统计教育，2006，（5）：34-36.
统计学原理篇4
关键词：统计学；互动；渐进式；实训
《统计学原理》是高职院校财经管理类专业的一门必修基础课。笔者强调“基础技能”，是因为它有两个层面的含义：一是《统计学原理》是高职财经管理类专业的基础课，《统计学原理》的有关内容将在财经管理类的相关专业课程中得到运用，因此，《统计学原理》教学必须为相关专业课的进一步学习打好基础；二是《统计学原理》是一门技能课，它虽不是统计的具体专业技能，但它是统计的基础技能，它的统计资料搜集技能、统计资料加工整理表现技能、统计的分析指标与统计分析方法技能、统计分析报告的撰写技能等都是从事管理工作不可或缺的，因此，要求学生必须掌握，并能熟练地运用以解决实际问题。所以，《统计学原理》课程的教学必须加强统计基础技能的训练，单项统计基础技能的训练是必要的，而综合统计基础技能的训练更加必要。笔者在多年的高职《统计学原理》的教学实践中，对加强统计综合基础技能的训练进行了不同的探索和尝试，其中互动渐进式综合实训模式为一种效果较好且较为可行的实训模式，此模式不一定成熟也不尽完善，在此提出仅供同行借鉴。
互动渐进式高职《统计学原理》
综合实训模式的内容
（一）高职《统计学原理》中基本技能的内容
高职《统计学原理》的基本技能包括四大模块：一是统计资料的搜集技术，主要包括统计调查方案的设计，统计调查的组织方式，统计调查的方法与技术等。二是统计资料的加工整理表现技术，主要包括统计分组的方法，分配数列的编制，统计整理结果的图表绘制技术等。三是统计分析指标与统计分析方法技术，主要包括五个内容：（1）统计静态分析指标，包括总量指标、相对指标、平均指标、标志差及其系数的计算与分析。（2）动态数列分析技术，包括动态数列的编制，动态数列分析指标的计算与应用，动态数列的趋势分析等。（3）统计指数分析技术，包括综合指数和平均指数的编制，指数体系的建立及其因素分析。（4）抽样推断技术，包括样本的抽取及必要样本数目的确定，抽样误差的计算，抽样估计的方法等。（5）相关关系分析技术，包括相关系数的计算与分析，直线回归方程的建立与分析等。四是统计分析报告的撰写技术，主要包括统计分析报告写作的结构格式、说理方法和表达方式等。高职统计基础技能的综合实训就是将上述四大模块的内容有机地融合在一起结合实际资料加以训练。
（二）互动渐进式高职《统计学原理》综合实训模式的设计
互动式的设计《统计学原理》综合实训的互动包括学生间的互动和师生间的互动两个方面。
1.学生间的互动。一是将正在学习《统计学原理》的学生（简称新生）作为调查者，已学过《统计学原理》的学生（简称老生）作为被调查者，形成新老生间的互动；二是将新生分成两个调查组，分别调查不同的对象，调查组之间可以相互学习借鉴，形成新生间的互动。
2.师生间的互动。在综合实训中，学生是主体，教师不能包办，只起指导作用。具体做法是：综合实训前，教师设计好综合实训的总体方案，综合实训中具体的实训操作由学生自行完成，但教师不是撒手不管，而是适时指导，形成师生间的互动。
渐进式的设计渐进式实训模式是相对集中式实训模式而言的，集中式实训模式是待学生学完《统计学原理》的全部内容后，集中一定的时间，把《统计学原理》的有关内容综合在一起进行实训，而渐进式实训模式是教师事前给出综合实训的总体设计方案后，按照《统计学原理》内容的先后顺序及内在逻辑联系，分阶段依次进行。具体做法如下：
1.教师事前设计好综合实训计划。综合实训计划设计的内容很多，这里重点阐述以下两项内容的设计：调查对象的设计。确定的调查对象，即老生，不仅要有足够的数量，而且要兼顾专业面。一般应由本系的三个或三个以上专业的老生所组成，每个专业的学生人数各大于等于30人。调查项目的设计。调查项目必须由教师统一确定，其目的是为以后的统计相关处理及计算分析做准备。根据《统计学原理》综合实训的内容和学生的特点，调查项目一般确定为：性别，专业，是否对统计学感兴趣，学习《统计学原理》时是否经常参阅有关资料，课后用于《统计学原理》的学习时间，入学时的数学成绩，《统计学原理》的考试成绩，相关专业课的考试成绩等。
2.实训的时间按《统计学原理》内容的顺序依次进行。（1）资料搜集阶段，在教师事前拟定的调查对象和调查项目的基础上，在教师的指导下，学生个人或集体（前述的调查小组）要完成以下几项工作：第一，设计一份调查方案；第二，设计一份调查问卷；第三，抽取学生样本单位；第四，在学生调查组长的领导下利用课余时间搜集样本单位的原始资料和往届此类调查的历史资料。（2）资料的整理阶段，对所搜集的资料进行适当的统计分组，在分组基础上编制相应的整理表和绘制相应的统计图。（3）统计分析阶段，在完成《统计学原理》相关内容的讲授后，在对调查资料统计整理的基础上，要求学生独立思考并进行相关的统计指标的计算与分析。（4）统计分析报告的撰写阶段，在前面有关统计指标计算分析的基础上撰写千字左右的统计分析报告。
在上述综合实训每个阶段的前、中、后，老生都要对新生进行指导和评价，并给出成绩。综合实训的每个阶段后，新生之间要相互借鉴和评价，并给出成绩。教师在综合实训中要适时指导，在综合实训后根据新老生的相互评价的成绩给出总体评价成绩，并按照一定的权重计入学生该课程的学期总成绩中。
互动渐进式高职《统计学原理》综合实训模式的探析
实训中教师是指导，学生是主体。教师是指导指的是教师在综合实训中不能包办，而是适时指导。综合实训中教师事前给出的综合实训计划是非常重要的，尤其是布置好资料的搜集工作至关重要，其中调查项目的确定是关键中的关键，因为调查项目的具体资料是以后各项实训内容的准备。学生是主体指的是在综合实训中调查方案的设计、资料的搜集、资料的加工整理、统计的相关计算与分析及统计分析报告的撰写等均由学生自行完成。教师是指导，学生是主体，有利于锻炼学生的动脑、动手能力，有利于调动学生自主学习的积极性，有利于活跃学生的思维，培养学生的创新意识与能力。
实训中学生间的互动有其独特的作用。新老生间的互动不仅能使老生指导新生，起到“以老带新”的作用，而且还能促进老生巩固所学的内容；新生间的互动可以使他们“比、学、赶、帮、超”，调动他们的学习积极性。
实训采取渐进式的实训模式，按教学的内容顺序适时安排，不仅有利于学生对所学内容的及时消化与理解，而且更重要的是有利于学生边学习边思考，激发学生的学习兴趣。集中式实训模式由于内容多、知识点多，在短时间内将相关内容综合在一起，不仅难度大，且容易使学生产生畏惧心理和倦怠情绪，结果是效果差。
渐进式的实训模式是综合实训，而不是单项实训。它虽然是在学完《统计学原理》某个内容后所进行的实训，但不是《统计学原理》个别实训内容的简单拼合，而是在学生实际调查的基础上，依据学习掌握的统计的基本技能，按照《统计学原理》内在的逻辑联系有机地融合起来，统一起来，培养了学生综合运用统计基本技能解决实际问题的能力。
《统计学原理》的校内综合实训是高职教育教学“产学结合”办学模式的具体运用。“产学结合”不是狭义的产业部门的生产与学校的教育教学相结合，更不是机械地把学校教育搬到产业中去或把产业部门的生产延伸到学校中来，而是在高职教育教学中把实践与理论有机结合起来的一种具体形式或途径。“产学结合”的途径应该是多种多样的，它需要根据不同学科的内容与技能要求来确定。如前所述，《统计学原理》阐述的是统计的基础技能，不是统计的具体专业技能，因此，把《统计学原理》的“产学结合”简单机械地搬到企事业中去，搞形式上的结合是不必要的，而且也是不可能和不现实的，把上述校园内活生生的“产”与《统计学原理》的“学”有机地结合起来，就能达到事半功倍的“产学结合”效果。
参考文献
[1]程伟.论互动教学中的师生关系[J].四川教育学院学报，2006，（10）.
[2]梁琦.高等职业教育的综合实训课程[J].中国职业技术教育，2006，（10）.
统计学原理篇5
关键词 统计学；原理；公路行业；实践应用
中图分类号U41 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）54-0080-02
1 统计方法的应用
统计原理应用到公路行业，具有十分重要的作用。公路行业基本分为公路建设部门和公路管理部门，统计学基础原理不论是在公路建设部门还是管理部门都具有相当广泛的应用功能。管理部门经常对所管辖路段进行总体外业调查，由于管养路线长达几百公里，外业调查对路面进行技术状况评定经常采用随机抽样的统计方法，随机抽样排除了人为的主观因素，使待检总体每一个单位具有同等被抽取的机会。只有随机抽取的样本才能客观地反映总体质量的状况。这类方法所得到的数据代表性强，质量检验的可靠性得到了基本保证。因此统计数理原理的随机抽样法在公路行业应用广泛。然而原始调查数据没经过整理和分析，只是一堆“资料”，而有用的信息往往蕴藏在大量的分析数据中，所以数据的应用是统计技术的前提，统计技术是整理和分析数据的工具。统计方法可应用在施工组织设计、施工方案设计、施工过程控制、质量改进与工程监督等阶段。统计过程控制（SPC）是进行质量分析、质量控制和质量改进的科学方法。可以说，公路行业施工过程和养护工程技术上的改进，是通过实施SPC得以实现的。应该指出，统计方法是一种能使一个行业管理体系增值的资源，它是一种素质和思维方法。统计技术是一种投资少、简单易行、挖掘企业潜力、提高企业经济效益的技术。统计方法可应用在公路工程建设行业和养护生产管理方法上都有成效，应用的越早越有效。统计方法的使用能起到帮助过程改进、向决策程序提供输入的重要作用。
2 统计方法的实践应用
1）概率论分析方法在公路施工行业中的应用：在市场经济条件下，公路施工质量一般不是由项目经理主观愿望所决定，公路施工项目质量问题具有复杂性、严重性、可变性和多发性的特点。它包括很多不可控的具体问题：例如建筑物的倒塌，可能是未认真进行地质勘察，地基的容许承载力与持力层不符；也可能是未处理好不均匀地基，产生过大的不均匀沉降；或是盲目套用图纸，结构方案不正确，计算简图与实际受力不符；或是荷载取值过小，内力分析有误，结构的刚度、强度、稳定性差；或是在施工中偷工减料，不按图纸施工，施工质量低劣；或是建筑材料及制品不合格，擅自代用材料等原因所造成。由此可见，即使同一性质的质量问题，原因有时截然不同。所以，在处理质量问题时，必须深入地进行调查研究，针对其质量问题的特征作具体分析。利用概率法对工程预计发生的问题进行分析和预测。
2）数理统计分析方法在公路施工行业中的实践应用
公路施工质量控制涉及到大量的质量数据，运用数理统计学的知识，把这些数据进行整理，归纳就可以得到我们所关心的质量信息。
根据《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80-2004）公路工程质量评定采用合格率与评分的方法，也就是根据检测值是否符合质量标准进行评分，按合格率计分。对于路面、路基的压实度，弯沉值、路面结构层厚度，半刚性基层材料强度，水泥混凝土抗折强度等检验项目，都采用数理方法进行计分。
例1：桂林绕城高速公路竣工后，在不利季节测得路面的弯沉值如表1所示，路面设计弯沉值为20.3（0.01mm）试判断弯沉值是否符合要求。取保证率系数ZN=1.645。
序号 L/0.01mm 序号 L/0.01mm 序号 L/0.01mm
1 10 9 10 17 13
2 9 10 10 18 11
3 11 11 11 19 10
4 8 12 9 20 9
5 7 13 7 21 8
6 6 14 6 22 8
7 13 15 12
8 12 16 11
表1弯沉值检测结果
解：经计算：I=9.6（0.01mm），S=2.09（0.01mm）代表弯沉值为弯沉检测上波动界限，即：I=I+ZaS=9.6+1.645×=13.0 （0.01mm）因为代表弯沉值I＜Id=20.3（0.01mm）所以该路段的弯值是满足要求的。
例2：桂林绕城高速公路路基施工中，对其中的一段压实质量进行检查，压实检测村果如表2所示，压实度标准K0=95%，按保证率95%的计算该路段的代表性压实度并进行质量评定。
序号 压实度% 序号 压实度% 序号 压实度%
1 97.4 8 97.7 15 97.1
2 96.4 9 96.3 16 97.3
3 64.5 10 96.6 17 96.1
4 98.3 11 98.6 18 96.5
5 97.3 12 96.8 19 98
6 96.8 13 97.8 20 96.1
7 96.9 14 96.7
表2压实度检测结果
解：经计算：K=95.96%。S=0.92%代表性压实度K为算术平均数年的下置信界限，即：K=K-t/√n.S=95.96%-0.387×0.92%=95.60%由于代表性压实度K＞QK0=95%，所以该路段的压实质量是合格的.
3 如何提高统计的有效性
一般来说，人们比较重视事物间的确定关系，不太注意事物间的不确定关系（相关关系），从而使我们失掉了很多改进的机会。公路行业应用统计技术的地方很多，凡有数据的地方都能应用，包括一些定性的结果经两次量化后也能应用。但要真正使统计方法的应用切实有效，应注意以下几个方面：
1）建立良好的管理基础是关键。统计方法的应用是一项系统工程，一个管理基础差的部门，统计方法的应用只能流于形式。在公路施工科研过程中，我们将应做好如何将统计方法普及到公路建设施工环节当中去；
2）公路行业应用统计方法要有组织保证。 统计方法贯穿工程质量管理的全过程，应列入公路发展的总体规划，并由工程质量综合管理部门归口，具体统计技术的应用可由质量管理部门会同相关职能部门组织实施；
3）提高统计方法培训的有效性首先要开展统计方法应用的意识教育，然后针对需求开展专题教育培训。通过工、料、机等环节质量控制，来实现质量的稳定是完全可能的，这一思想也是不断改进工程质量的理论基础。一种统计技术在公路行业中一经选用，即要求应用人员掌握正确的使用方法，包括数据收集、数据处理、统计结果评价以及正确使用统计结果等；
4）有计划地进行统计技术的推广和验证，面对众多的统计方法，企业首先应选择与解决“关键问题”或控制“关键特性”有关的统计技术作为试点和推广的重点，并按实施过程的轻重缓急程度，制定一份推广统计技术的计划。该计划应取得最高管理者的支持和承诺，动员全体员工参从而获得必要的工程技术资源。
4 结论
企业统计方法的应用必须坚持以事实为依据、用数据说话的原则，把统计技术的应用与专业技术紧密结合，在考虑统计项目实施时，应从理论和事实层面上注重分析和使用条件，认真权衡各种关联因素。如果没有按照质量管理体系中统计技术要素的要求，进行全员正规化的、有重点的统计方法的培训，没有使质量管理体系中的统计技术要素按照程序文件有效地运行，则说明整个工程在质量管理的重要环节上处于失控状态，同时也说明工程的质量管理体系在适应性和有效性上存在着很大的问题。
在提倡科学化管理的今天，无论是管理决策还是质量监督，统计学方法在其中的作用都应得到足够的重视。
参考文献
[1]杨纪珂.数理统计在经济和社会中的应用.统计研究（第1辑）[M].中国统计出版社，1983.
统计学原理篇6
关键词：
云计算；资源监控；仿生自主神经系统；云监控；自组织；自修复
中图分类号： TP391.8 文献标志码：A
0引言
近年来，社会信息化程度越来越高，尤其是云计算技术的普及和广泛应用，促使IT领域向集约化、规模化、复杂化的方向发展[1]。监控系统在保障大规模复杂系统正常运行方面起着至关重要的作用。现有的监控系统都是借鉴分布式计算和网格计算[2]的设计经验，并不适合对云服务平台进行监控。一方面云资源具有虚拟性，除了监控物理资源外还要监控具有寄宿关系的虚拟资源；另一方面云资源具有动态伸缩性，资源按需动态加入和退出，传统监控系统无法应对；第三方面云计算是一种新型的商业计算模型，用户按需使用并支付一定的费用，要求监控系统的监控粒度细化到进程[3]。传统的监控系统无法做到，为此需要根据云计算的特点设计适合云平台的监控系统。
目前，云监控系统大多采用UC Berkeley大学发起的分布式监控系统Ganglia[4]，其可用于监控数以千计的集群节点，为云平台提供系统的性能度量数据，层次结构的设计也使其具有了良好的扩展性[5]，但这套系统在实际使用中，仍存在缺点[6]。首先，系统中众多异常状况都会汇聚到主节点进行分析，再处理，且主节点需要记录系统所有的历史信息，这会让系统在异常处理与历史信息记录的时候产生大量的网络流量，使得系统在某些特定时刻具有较大的通信负载；其次，当系统有新节点加入时，需要配置多个文件，以决定诸如Web界面的访问权限、组播地址、节点轮询顺序配置等属性，过程十分重复繁琐，不利于系统硬件设施的更新与淘汰；最后，层次型的结构会使得中间层节点发生意外宕机时，部分子节点的状态信息会无法统计，只能被动地等待宕机节点重启后，方能重新开始统计，这样会导致监控系统无法及时地发出失效警告，甚至影响到系统状态统计的准确性。
针对以上问题，本文基于仿生学原理[7-9]，设计提出了一种基于仿生自主神经系统的云资源监控系统（Cloud Monitoring System based on Bionic autonomic nervous system， BCMS）。该系统在继承现有云监控系统占用资源少、高扩展性、支持高并发等特性的同时，设计了新的信息汇总与异常上报机制，且加入了自组织、自适应的特性，从而降低了网络通信负载，赋予了监控系统智能识别新节点、自修复的能力，使得监控系统在大规模、超大规模云环境下，更加易于扩展，且具有更高的可靠性。
1BCMS整体设计
BANS类似于生物学中的自主神经系统，是一种在无意识的状态下对动物的身体机能进行控制。比如，人的手指接触到热水会无意识地迅速收回等。除此之外，动物的心跳、呼吸系统、膝反射、血压和免疫系统等都由自主神经系统控制[7]。
通过模拟生物神经系统的组织构造，BANS赋予计算机系统类似的自主能力。BANS主要由神经突轴、神经元、周围神经以及中枢神经四层构成。BCMS具备5层架构，如图1所示。
第1层人机交互层（HumanMachine Interaction， HMI）是人机交互的窗口。类似中枢神经中有意识控制的部分。
第2层中枢神经（Central Nerve， CNE）类似中枢神经系统中的无意识控制部分，进行自主决策和部分通信。监控系统中枢CNE对下层上传数据进行分析，并进行决策处理，若无法处理时，则上传至交互层HMI，借助管理员进行最终决策。监控系统中枢CNE有自己的记忆单元CMDB，存储通过神经纤维传输的周围神经（Peripheral Nerve， PN）和神经元（Cyber Neuron， CN）的历史汇总信息和异常告警信息。监控系统中枢CNE只定期接收来至周围神经PN的历史汇总和异常，减少了网络通信量。
第3层PN代表宿主节点，其功能类似于周围神经，多个PN构成了周围神经系统（Peripheral Nerve System， PNS），每个独立的周围神经系统域内会选举出一个PN作为管理节点，记为MPN（Manage Peripheral Nerve），负责该周围神经系统内所有信息的收集，接受神经元CN的查询和传达高层CNE的指示，每个周围神经PN中运行数据采集器（Collector Worker， CW），用于收集本节点的监控数据。周围神经PN，也有自己的记忆单元PNDB（Peripheral Nerver DataBase），作为二级存储，存储周围神经PN自身的监控信息以及运行在该周围神经PN上的寄主神经元CN的历史汇总信息。当历史信息容量到达某一设定值，或接收到中枢神经CNE指令的时候，PN会上报历史信息汇总到CNE。另外，该层的存在，有分治的思想，系统故障的预诊断处理由该层负责，而最终的决策交给中枢CNE。
第4层CN，寄宿在节点之上的虚拟机（Virtual Machine， VM）类似于神经元，VM模块具备数据传输和基础数据分析的功能。每个神经元VM都隶属于某个周围神经PN。神经元VM通过下层神经突轴（Cyber Axon， CA）进行监控数据采集，并对采集信息进行分析、处理和汇总，完成和宿主PH的交互通信。VM具备有限的记忆单元VMDB（Virtual Machine DataBase），作为三级存储，存储历史汇总或异常信息，随后定期上报给上层节点，减少了网络通信负载。
第5层CA，其主要功能为感知和反射，它负责收集监控信息并执行上层下发的命令。CW类似神经突轴，CW包含各个插件，每个插件都完成某项采集任务，如CPU、Memory、Disk和NetIO。CW对监控信息进行搜集；同时可以接收上层下传的指令，执行相应的动作，如改变收集频率或预警阈值等。
2BCMS关键特性设计
2.1自组织
考虑到云平台内资源的动态增加和减少，对于小规模的集群这些资源的改变通过手动去改动配置是可行的；但是对于大规模的集群，靠手工去更改配置，将极大地降低管理员的工作效率，因此BCMS引入了一种机制去自动感知资源的动态增加和减少。受局域网的动态主机配置协议（Dynamic Host Configuration Protocol， DHCP）启发，在BCMS中设计了一种动态发现资源机制[10]。模仿DHCP网络协议，中枢神经CNE就是DHCP服务器。网络环境中新增的节点被视为新增的资源，以PN的身份加入到整体系统中，PN通过组播的机制向CNE获取监控中心节点的IP、自身资源类型、宿主关系等初始化信息。当然也可以像设置静态IP一样，手动地去添加这些信息，这样一来就增加了灵活性。对于资源的退出，监控中心节点通过心跳机制来感觉。当资源加入到云平台中后，资源就会以一定的频率去组播自己的心跳信息，当监控中心节点在一定的超时时间内无法检测到心跳信息，将自动从数据库中删除该资源的记录。
2.2自修复
自主监控系统在运行过程中，针对故障的特点，采取主动的应对措施可以通过自我修复能力一定程度地排除故障，恢复正常运行[11-12]，达到自修复的目的。对以下几种故障，本文设计了相应的故障修复策略。首先，当域内的MPN节点失效时，区域内的PN在设定的时间内，接收不到MPN的心跳信息，则会判定MPN失效，随后在这个区域内的PN会通过简单的选举机制，选出一个PN作为新的MPN。此外，当PN由于异常导致汇总数据失真，也可以通过域内的MPN的历史汇总数据去反馈给PN，随后PN下载新的插件并比较现有插件的MD5码，比较判断后，更新、修复自身插件；最后，当某神经元CN的宿主节点，被篡改了IP地址，影响了宿主虚拟机单元的服务提供，但由于其域内的MPN保存有宿主机的历史信息，所以可以通过反馈比较，进而复原更新此CN所在PN的IP地址。
3BCMS各组成部分实现方法
3.1PN和MPN的实现
PN运行在被监控的资源之上，而MPN是PN的升级版，它只是比PN多了一个发言人的模块，用于管理域内的其他PN，其余功能和PN一样。
PN/MPN加入系统后会启动4个线程，其工作流程描述如下。
1）主进程启动，读取配置文件，解析出配置参数，启动动态资源发现机制的客户端操作，组播请求加入监控请求，若动态资源发现机制失败，每隔2min重新组播请求，尝试10次，若还失败，则程序停止运行。
2）根据服务器端返回的信息，决定是否将自己升级为MPN，若是则启动发言人线程，若不是，则启动感知发言人线程。感知发言人线程与发言人线程是实现BCMS自组织与自修复功能的核心线程。
3）启动PN和MPN共有的度量采集线程和接受指令线程。
感知发言人线程是PN特有的线程，PN根据心跳信息来判断MPN是否存活。心跳信息有两类：一类是正常的心跳信息，另一类是新的MPN掌权的通知信息。正常情况下，MPN定期组播掌权心跳信息，区域内的其他PN会接受该心跳信息，并重置超时时间；异常情况下，某个PN在3个超时间隔过去后，还没有收到MPN的心跳信息，此时它认定MPN宕机，准备接手MPN的工作，加载MPN所需的模块，并通知区域内其他PN，在此过程中为了保证顶替PN的唯一性，PN的超时间隔随机产生，从而减小区域内所有PN在同一时刻发现MPN宕机的概率，避免冲突。
发言人线程是MPN特有的线程，它主要完成PN作为发言人需要完成的任务，包括定期向CNE组播区域存在心跳并这两句不太通顺，请作相应调整。、定期向区域内所有PN组播掌权心跳包括定期向CNE组播区域存在的心跳，以及定期向区域内所有PN组播掌权心跳，接受来自CN的轮询请求，并向其提供区域内资源的性能信息，接受来自CNE的指令，并逐一发送给区域内的所有PN，接收来自PN的异常告警信息，根据异常的类型，决定是立即处理还是向CNE报告。
度量采集线程是监控系统最基本的功能，该线程主要有两大功能：性能信息的采集和采集信息的接收和发送，采集宿主服务节点的性能信息，并将该信息通过网络组播给区域内其他资源，接收区域内其他资源组播的信息，并存储在内存中，而不是马上发给主节点，这样可以减少通信负载。组播后，经过一个sleep时间，线程开始继续监听组播地址。sleep时间是根据主进程读取的配置文件中的采集频率计算得来，在计算的过程中还要考虑程序的执行时间，对sleep的时间稍作微调。在每次性能信息收集完成之后还要和性能的阈值进行比较。若超过阈值，则会启动异常处理线程，将异常信息上报，这样也将进一步降低通信负载，随后会根据反馈的结果进行相应的处理。
指令执行线程则负责接收上层下达的指令，分析下达的指令，并创建进程去执行指令，若指令要求返回数据，还应将数据返回。
3.2CNE的实现
CNE运行在监控中心节点之上，和PN/MPN一样，它也是采用多线程技术实现。CNE初始化读取配置文件后，依次启动存活心跳检测线程、动态资源发现机制服务器端线程、自主分析决策线程、与HMI的交互线程、轮询数据获取线程五个线程来完成CNE的功能。动态资源发现机制服务器端线程和存活心跳检测线程共同负责资源域存活列表的维护，资源域存活列表是进程中的一个链表结构，每一个链表节点对应一项记录，一项记录是对某个资源域的描述包括资源域的标示、资源域的描述、资源域的发言人信息、超时计数等信息，动态资源发现机制服务器端线程向存活列表添加记录，存活心跳检测线程更新存活列表。
存活心跳检测线程初始化后，启动另一线程负责接收心跳信息；同时自身以一定的频率去遍历存活列表这一链表结构。负责接受心跳信息的线程创建阻塞式监听套接字，根据到来的心跳信息判断是否是新的发言人掌权通知信息。
CNE的动态资源发现机制线程实现了监控系统自组织功能在服务器端的响应机制，其流程如图2所示，初始化时，创建监听套接字，进入监听状态，如果有请求信息到来，解析请求信息，根据解析的信息去云平台CC数据库中查询是否有对应资源域的记录项（CC数据库是云平台的管理程序维护的数据库，CC数据库中存储了资源上线时的信息包括MAC地址、宿主关系、所属资源域等，但该数据库内的信息是静态的，即写入后不会动态变化）。若不能查到对应记录，则返回查询失败信息，若能查到对应记录还应该判断发送请求的资源是否是新增资源域中的第一个资源，如果是还应去资源域存活列表结构中添加一项新的资源域记录项，判断结束后，将查询到的信息包括资源的类型、宿主关系、所在资源域名字、所在资源域的发言人联系方式等返回给发送请求的资源。
自主分析决策线程初始化时根据主进程读取的配置文件，随后，提取监听端口等信息，创建监听套接字，进入监听状态等待异常到来，其处理流程如图3所示。
轮询数据获取线程初始化时读取配置文件获取轮询间隔，设定轮询频率，接着遍历存活，依次和存活列表中的发言人进行通信，获取发言人所代表资源域的性能信息，解析收到的信息并存储到数据库中。
与HMI交互线程根据主进程读取的配置文件，创建监听套接字，进入监听状态等待Web界面发送指令。
3.3HMI的实现
HMI界面的实现涉及到PHP（Hypertext Preprocessor）、HTML（Hyper Text Markup Language）、CSS（Cascading Style Sheets）、JavaScript等网页制作技术。HMI界面主要分为三大部分：云平台总览、状态监控、集中控制。云平台总览用于展示平台一系列的资源信息；状态监控实时曲线显示资源的性能信息，能显示各个资源域的资源性能情况；集中控制提供下达指令接口，负责将用户输入的指令传输给后台处理程序。
状态监控实时曲线显示的原理是根据存储的数据产生png图片，将png图片显示在Web界面，为了能实时显示曲线的变化，需要按一定频率产生png图片显示在Web界面上。当监控页面打开后，页面会按一定的频率去向CN请求数据，一次请求就会生成一张png图片并显示在Web界面，当请求的频率足够小就能达到一种实时的效果。
4云资源监控系统测试结果分析
本次实验分别对自组织功能、自修复功能、云资源监控系统的监控效率和监控数据的准确进行了分析和验证。实验采用2台DELL高密服务器（具有4个计算节点），每个计算节点配置为：CPU为16 Core； Memory为128GB；Disk为3TB； Bandwidth为1000Mb/s。运行KVM虚拟机，配置：CPU为2 core； Memory为4GB； Disk为50GB； Bandwidth为1000Mb/s。服务器采用Debian 6.0.5，虚拟机采用Windows Sever 2008操作系统。
计算节点的分布和配置情况如表1所示。节点N1作为控制节点，是云监控系统的中枢神经CNE。N2、N3、N4作为从属节点加入到系统中。N1、N2同属A服务器，N3、N4同属B服务器。因N1属于控制节点，因此仅负载10个虚拟机在其上运行，其他节点都各自负载30个虚拟机。每个节点作为一个单独的域，其中所属的所有虚拟机组成一个独立的周围神经系统PNS。
4.1自组织功能测试
实验如下，首先配置好N1，作为控制节点启动，待所属虚拟机全部启动，系统网络数据传输量稳定后；同时启动N2、N3、N4节点，指定每个节点的1号虚拟机作为周围神经的管理节点MPN，待3个节点虚拟机建立完毕，网络数据传输曲线趋于稳定后，实验结束。在实验中，将记录N2、N3、N4启动后各个时间点的网络数据传输量，以及每个节点成功启动的虚拟机的数量（MPN收到虚拟机作为PN发出的确认信号后，即判定此虚拟机成功启动），随后绘制曲线。
由图4可知，在节点启动后，一段时间内，新虚拟机的建立与加入使得系统内流量大大增加。流量的增加来至于此句不通顺，请作相应调整。系统的类DHCP自组织功能的实现流量的增加来自于系统内DHCP自组织功能的实现，在虚拟机加入系统时，会自动与控制节点CNE与域控制节点MPN进行信息交互，并下载配置信息。因而在此阶段，系统网络中存在大量的信息交互。此外，图5反映了虚拟机加入过程中，整个系统的总虚拟机数。值得一提的是，在虚拟机数量图中，N2节点的虚拟机建立速度，明显快于N3和N4。分析可知，N2与控制节点N1同属一台服务器A，因此，网络信息的传递更快。
4.2自修复功能测试
实验环境描述如下，部署好所有节点和虚拟机，且系统正常运行（周期性地收到监控信息）后，选取节点N2包含的周围神经系统PNS作为实验域。
首先，绘制一段时间内，N2节点域内的网络流量信息曲线，如图6所示。
因MPN会周期性地要求域内的PN上报监控信息，且PN也会根据阈值自动上传信息，因此可以得到如图6所示的一段时间内，N2节点内部的通信流量。由图6可以看出存在明显的周期性特征。
随后，人为地关闭N2节点中，作为域控制节点MPN的1号虚拟机。一段时间后，获取1号虚拟机关闭前后一段时间内N2节点域内的流量数据，绘制如图7所示。
根据图6所展示的监控流量时间周期、流量大小信息，以及图7所展示的失效时间内系统监控流量的变化可知，从9s处开始，流量传输出现了异常状况，而根据流量数据的摘取时间范围属于关闭1号虚拟机前后的时间段来看，正好可以判定，此时MPN节点出现了异常。随后从时间17s处开始，N2节点域内恢复了正常的监控流量传输。由此可以说明，系统很好地实现了自修复功能，且能在MPN节点出现状况后在较短时间内选出新的主监控节点，使系统恢复正常的监控状态。
4.3监控系统效率分析
云平台A采用一台DELL并部署Ganglia（Ganglia3.0.3）监控软件；云平台B部署BCMS。平台A、B各选取1个计算节点作为监控中枢，启动gmetad服务和Ncontrol等相关服务进程。各选取余下3个计算节点，并启动30台虚拟机，均部署gmond服务和Nagent/Nspeake数据采集服务。
在云平台A和B中每台虚拟机上运行测试程序，分别在监控中枢服务器上使用tcpdump命令测试网络通信带宽，并将30min内的网络通信流量结果保存到指定文件中。测试结果如图8所示（横轴表示时间，单位为分钟；竖轴表示网络通信量，单位为：kb/s）。
在基于BANS的云资源监控系统中，监控中枢的网络流量总和=f（历史数据汇总+异常报警信息）；在安装Ganglia监控系统中，网络流量总和=f（实时数据）。从图4可以看出基于BANS的云资源监控系统，由于各层具有自主决策能力，减少了不必要数据的传输，对比发现，在某些单一时刻，流量最多能降低到原来的1/3左右。
4.4监控系统数据验证
在云平台A和B中，分别在一台虚拟机上运行测试程序，记录30min内虚拟机上CPU利用率的情况。测试结果如图9图9中横轴的单位为秒，而此处文字描述的单位为min？到底以哪个为准？请明确。所示。
从图9可以看出，BCMS和Ganglia系统的监控结果是基本吻合的，由此可知，该监控系统提供数据的真实、有效，反映了实际状况。
5结语
本文针对现有监控系统网络负载过重、扩展繁琐、低可靠性问题进行了改进，提出了基于BANS构造的云资源监控模型，通过分级存储，分批上报机制，降低了系统的网络负载；同时引入新的发现与轮询机制，赋予了监控系统自主能力，使得系统中的节点具有本地自治与自修复能力。后续工作可根据不同的监控特征划分不同的周围神经系统，进行按任务为导向的动态区域监控，并增加对历史数据的进一步挖掘分析，实现更多自主决策机制，进一步扩展模型。
参考文献：
[1]
MA S. A review on cloud computing development [J]. Journal of Networks， 2012， 7（2）： 305-310.
[2]
GAO J， XIAO Y， LIU J， et al. A survey of communication/networking in smart grids [J]. Future Generation Computer Systems， 2012， 28（2）： 391-404.
[3]
ACETO G， BOTTA A， DE DONATO W， et al. Cloud monitoring： a survey [J]. Computer Networks， 2013， 57（9）： 2093-2115.
[4]
MASSIE M L， CHUN B N， CULLER D E. The Ganglia distributed monitoring system： design， implementation， and experience [J]. Parallel Computing， 2004， 30（7）： 817-840.
[5]
SACERDOTI F D， KATZ M J， MASSIE M L， et al. Wide area cluster monitoring with ganglia [C]// Proceedings of the 2003 IEEE International Conference on Cluster Computing. Piscataway， NJ： IEEE， 2003： 289-298.
[6]
YANG C T， CHEN T T， CHEN S Y. Implementation of monitoring and information service using Ganglia and NWS for grid resource brokers [C]// Proceedings of the 2nd IEEE AsiaPacific Service Computing Conference. Piscataway， NJ： IEEE， 2007： 356-363.
[7]
HINCHEY M， DAI Y S， RASH J L， et al. Bionic autonomic nervous system and selfhealing for NASA ANTSlike missions [C]// Proceedings of the 2007 ACM Symposium on Applied Computing. New York： ACM， 2007： 90-96.
[8]
KEPHART J O， CHESS D M. The vision of autonomic computing [J]. Computer， 2003， 36（1）： 41-50.
[9]
CARAFFINI F， NERI F， PICINALI L. An analysis on separability for memetic computing automatic design [J]. Information Sciences， 2014， 265： 1-22.（无期）
[10]
DROMS R. Stateless Dynamic Host Configuration Protocol （DHCP） Service for IPv6 [EB/OL]. [20150920]. http：///html/rfc3736.
[11]
HUEBSCHER M C， MCCANN J A. A survey of autonomic computing―degrees， models， and applications [J]. ACM Computing Surveys， 2008， 40（3）： Article No. 7.
[12]
统计学原理篇7
专业名称
星期六（10月19日）
星期日（10月20日）
上 午 9:00～11:30
下 午 14:30～17:00
上 午 9:00～11:30
下 午 14:30～17:00
B020106 金融 财务管理学（00067） 国际金融（00076） 金融市场学（00077） 英语（二）（00015） 概率论与数理统计（经管类）（04183） 中国近现代史纲要（03708） 管理系统中计算机应用（00051） 线性代数（经管类）（04184） B020110 国际贸易 国际运输与保险（00100） 外经贸经营与管理（00101） 企业会计学（00055） 管理系统中计算机应用（00051） 马克思主义基本原理概论（03709） 世界市场行情（00102） 国际市场营销学（00098） 概率论与数理统计（经管类）（04183） 中国近现代史纲要（03708） 线性代数（经管类）（04184） B020114 农 业经济管理 农学概论（00127） 农业技术经济学（一）（00128） 中国近现代史纲要（03708） 英语（二）（00015） 概率论与数理统计（经管类）（04183） 线性代数（经管类）（04184） 管理系统中计算机应用（00051） 畜牧学（00133） B020115 经济学 政治经济学（财经类）（00009） 计量经济学（00142） 中国近现代经济史（00138 ） 英语（二）（00015） 经济思想史（00143） 中国近现代史纲要（03708） 管理系统中计算机应用（00051） 概率论与数理统计（经管类）（04183） 线性代数（经管类）（04184） B020119 餐饮管理 国外饮食文化（00989） 中国饮食文化（00986） 餐饮美学（00987） 英语（二）（00015） 马克思主义基本原理概论（03709） 中国近现代史纲要（03708） 管理系统中计算机应用（00051） B020202 工 商企业管理 财务管理学（00067） 国际贸易理论与实务（00149） 企业管理咨询（00154） 英语（二）（00015） 概率论与数理统计（经管类）（04183） 中国近现代史纲要（03708） 管理系统中计算机应用（00051） 线性代数（经管类）（04184） B020204 会计 会计制度设计（00162） 国际贸易理论与实务（00149） 高级财务会计（00159） 英语（二）（00015） 概率论与数理统计（经管类）（04183） 中国近现代史纲要（03708） 管理系统中计算机应用（00051） 线性代数（经管类）（04184） 财务报表分析（一）（00161） B020208 市场营销 国际商务谈判（00186） 国际贸易理论与实务（00149） 企业会计学（00055） 英语（二）（00015） 概率论与数理统计（经管类）（04183） 中国近现代史纲要（03708） 管理系统中计算机应用（00051） 线性代数（经管类）（04184） 国际市场营销学（00098） B020210 旅游管理 财务管理学（00067） 旅游文化学（06124） 中国近现代史纲要（03708） 管理系统中计算机应用（00051） 概率论与数理统计（经管类）（04183） 线性代数（经管类）（04184） 旅游景区管理（06153） 世界旅游地理（06151） 旅游公共关系学（06177） B020218 人力资源管 理 马克思主义基本原理概论（03709） 人力资源开发与管理（06093） 中国近现代史纲要（03708） 英语（二）（00015） 绩效管理（05963） 人力资源政策与法规（11760） 劳动关系与劳动法（06089） 人员素质测评理论与方法（06090） B020229 物流管理 政治经济学（财经类）（00009） 外经贸经营与管理（00101） 企业会计学（00055） 英语（二）（00015） 人力资源管理（一）（00147） 中国近现代史纲要（03708） 经济法概论（财经类）（00043） 马克思主义基本原理概论（03709） 线性代数（经管类）（04184） 国际市场营销学（00098） 概率论与数理统计（经管类）（04183） 物流企业财务管理（05374） B020256 项目管理 马克思主义基本原理概论（03709） 项目管理学（05059） 中国近现代史纲要（03708） 英语（二）（00015） 管理数量方法（05058） 项目范围管理（05060） 项目成本管理（05061） 项目论证与评估（05066） C030106 法律 合同法（00230） 公司法（00227） 外国法制史（00263） 英语（二）（00015） 马克思主义基本原理概论（03709） 法律文书写作（00262） 中国近现代史纲要（03708） 环境与资源保护法学（00228） 监狱法学（06154） 婚姻家庭法（05680） B030109 监所管理 罪犯劳动改造学（00928） 狱内侦查学（00932） 婚姻家庭法原理与实务（00924） 英语（二）（00015） 马克思主义基本原理概论（03709） 中国近现代史纲要（03708） 罪犯改造心理学 （00933） B030203 社会工作与管理 发展社会学（00287） 社区社会工作（00281） 西方社会学理论（00280） 英语（二）（00015） 马克思主义基本原理概论（03709） 中国近现代史纲要（03708） 社会行政（00283） 中国福利思想（00285） B030207 社会学 发展社会学（00287） 人口社会学（00302） 西方社会学理论（00280） 英语（二）（00015） 马克思主义基本原理概论（03709） 组织社会学（00311） 城市社会学（二）（00313） 中国近现代史纲要（03708） B030302 行政管理学 财务管理学（00067） 行政组织理论（00319） 西方政治制度（00316） 英语（二）（00015） 领导科学（00320） 公文写作与处理（00341） 中国文化概论（00321） 政治学概论（00312） 马克思主义基本原理概论（03709） 中国近现代史纲要（03708） 中国行政史（00322） 西方行政学说史（00323） 专业代码
专业名称
星期六（10月 19日）
星期日（10月20 日）
上 午 9:00～11:30
下 午 14:30～17:00
上 午 9:00～11:30
下 午 14:30～17:00
C030401 公安管理 公安信息学（00372） 犯罪学（一）（00235） 中国近现代史纲要（03708） 英语（二）（00015） 马克思主义基本原理概论（03709） 大学语文（04729） 涉外警务概论（00373） B040102 学前教育 学前比较教育（00401） 学前儿童家庭教育（00403） 学前教育科学研究与论文写作（00881） 英语（二）（00015） 马克思主义基本原理概论（03709） 学前特殊儿童教育（00883） 中国近现代史纲要（03708） 学前教育心理学（00882） B040107 教育管理 教育预测与规划（00454） 教育经济学（00451） 教育管理原理（00449） 英语（二）（00015） 马克思主义基本原理概论（03709） 学前教育管理（00457） 高等教育管理（00459） 教育科学研究方法（二）（00456） 中小学教育管理（00458） 中国近现代史纲要（03708） B040108 教育学 中外教育简史（00464） 教育学原理（00469） 教育管理原理（00449） 英语（二）（00015） 马克思主义基本原理概论（03709） 发展与教育心理学（00466） 教育科学研究方法（二）（00456） 中国近现代史纲要（03708） 认知心理（00471） B040112 小学教育 中外教育简史（00464） 中小学教育管理（00458） 发展与教育心理学（00466） 英语（二）（00015） 小学数学教学研究（03330） 文学概论（二）（00542） 中国近现代史纲要（03708） 小学语文教学研究（03329） 马克思主义基本原理概论（03709） B040125 义务教育（初中数学方向） 马克思主义基本原理概论（03709） 中小学教育管理（00458） 中国近现代史纲要（03708） 英语（二）（00015） 初中数学课程与教学（09294） 有效教学的理论与方法（09289） 初中数学教学实践与反思（09295） 教育科学研究方法（二）（00456） 中小学生品德发展与道德教育（09339） B040125 义务教育（初中英语方向） 马克思主义基本原理概论（03709） 中小学教育管理（00458） 中国近现代史纲要（03708） 英语（二）（00015） 初中英语课程与教学（09297） 有效教学的理论与方法（09289） 初中英语教学实践与反思（09298） 教育科学研究方法（二）（00456） 中小学生品德发展与道德教育（09339） B040125 义务教育（初中语文方向） 马克思主义基本原理概论（03709） 中小学教育管理（00458） 中国近现代史纲要（03708） 英语（二）（00015） 初中语文课程与教学（09291） 有效教学的理论与方法（09289） 初中语文教学实践与反思（09292） 教育科学研究方法（二）（00456） 中小学生品德发展与道德教育（09339） B040125 义务教育（小学教育方向） 中外教育简史（00464） 中小学教育管理（00458） 中国近现代史纲要（03708） 英语（二）（00015） 马克思主义基本原理概论（03709） 有效教学的理论与方法（09289） 中小学生品德发展与道德教育（09339） 教育科学研究方法（二）（00456） 义务教育班级管理（09335） B040202 思 想政治教育 中国传统道德（00480） 科学思维方法论（00483） 中国文化概论（00321） 英语（二）（00015） 马克思主义基本原理概论（03709） 人生哲学（00482） 欧洲哲学史（含欧洲哲学史原著选读）（00030） 中国近现代史纲要（03708） 政治学概论（00312） B040302 体育教育 心理学（00031） 体育保健学（00495） 体育科研理论与方法（00500） 英语（二）（00015） 体育测量与评价（00496） 中国近现代史纲要（03708） 体育教育学（00503） 马克思主义基本原理概论（03709） C050105 汉语言文学 外国文学史（00540） 外国文学专题研究（06179） 中国古代文学史（二）（00539） 英语（二）（00015） 马克思主义基本原理概论（03709） 中国近现代史纲要（03708） 语言学概论（00541） 汉字学概论（00820） C050201 英语 高级英语（00600） 第二外语（日语）（00840） 外语教学法（00833） 英语写作（00603） 马克思主义基本原理概论（03709） 第二外语（法语）（00841） 语言与文化（00838） 外刊经贸选读（00835） 中国近现代史纲要（03708） C050305 新闻学 文学概论（一）（00529） 新闻摄影（00659） 公共关系学（00182） 英语（二）（00015） 新闻事业管理（00662） 中国近现代史纲要（03708） 外国新闻事业史（00660） 马克思主义基本原理概论（03709） B050309 公共关系 领导科学（00320） 现代媒体总论（03300） 中国文化概论（00321） 英语（二）（00015） 人际关系学（03291） 国际公共关系（03295） 马克思主义基本原理概论（03709） 中国近现代史纲要（03708） B050410 美术教育 美术鉴赏（00744） 中国画论（00745） 美育概论（00746） 英语（二）（00015） 马克思主义基本原理概论（03709） 中国近现代史纲要（03708） 美术教育学（00747） B050433 视觉传达设 计 现代设计史（05544） 视觉表述（05545） 中国文化概论（00321） 英语（二）（00015） 马克思主义基本原理概论（03709） 创意网页设计（05551） 中国近现代史纲要（03708） 广告设计与创意（00755） B060202 档案学 外国档案管理（00789） 中国档案事业史（00785） 办公自动化原理及应用（00346） 英语（二）（00015） 科技档案编研（00791） 中国近现代史纲要（03708） 管理系统中计算机应用（00051） 马克思主义基本原理概论（03709） 中国行政史（00322） 专业代码
专业名称
星期六（10月19日）
星期日（10月20日）
上 午 9:00～11:30
下 午 14:30～17:00
上 午 9:00～11:30
下 午 14:30～17:00
统计学原理篇8
1课程教学内容探索
专业知识体系由知识领域、知识单元和知识点三个层次组成，专业知识体系分成学科基础知识体系和专业方向知识体系。电子信息类学科基础知识体系由电路与电子学知识领域、信号系统与控制知识体系、计算机知识领域和电磁场知识领域四个基本知识领域构成[1]。传统的微机原理课程作为计算机知识领域的专业基础课，与计算机文化基础、C语言、电路分析、模拟电子技术、数字电子技术等先导课程联系紧密，同时又是单片机原理与应用、嵌入式系统与应用、DSP原理与应用、现代计算机体系结构、计算机网络与通信等后续课程的理论基础。该课程在上述学科前三个基础知识领域与电子信息类各专业方向知识体系之间起到承上启下的作用。
随着集成电路技术的迅猛发展，微处理器的发展也日新月异，其芯片集成度越来越高，内部结构越来越复杂，处理能力越来越强，已进入64位的微处理器时代。对于刚刚进入高校的本科生，如果直接学习32位、甚至64位的微机系统原理，需要掌握的相关背景知识太多，容易陷入技术的泥潭中[2]。而传统的微机原理介绍的16位的微处理器8086/8088及其相应的配套接口芯片早已退出应用舞台，造成知识点与实际应用存在较大的脱节，让学生产生学习这门课程没有用的错觉。虽然微机原理理论更系统，而单片机应用性更强，但这两门课程在内容上(原理与接口应用等)和形式上(指令系统和汇编程序设计等)具有较大的交叉，独立设课将不可避免地出现知识点的重复和各自重点的缺失。此外，尽管微机原理课程偏重于系统理论，但也是一门实践性很强的课程，需要通过实验实践来加深对系统理论的理解，以8086/8088为核心的实验平台缺乏实际应用背景，在学时较少的情况下实验教学效果较差，如果采用广泛使用的51系列单片机来合理地设计实验课程内容，实验将具有更强的实际应用背景，可以更有效地与系统理论知识协调互补，提升学生的学习兴趣，并引导学生进行课外动手实践制作，可更好地增强学生的实践能力和创新精神。为此，我校电子信息类专业将这两门课程合二为一，安排45学时的理论教学和20学时的实验教学。
由于各领域的应用需求不同，微型计算机系统形成了以PC机为代表的通用微型计算机系统和以单片机、ARM，DSP，SOC，SOPC等为代表的嵌入式计算机系统这两大分支。尽管这两大分支系统在外形上具有很大差异，但由于“本是同根生”，它们都是由基本的冯•诺依曼结构计算机工作原理演变而来，存在很多共同的知识点。因此，课堂教学应首先介绍计算机的基本原理：对数制与编码、计算机的基本组成逻辑电路、存储器等基础知识简要回顾，做好课程与数字电子技术课程内容的衔接；明确计算机系统在硬件结构组成上以运算器和控制器为中心引出系统总线配备存储器和输入输出设备，以指令系统作为软件基础明确计算机是按照给定程序，逐条执行指令从而实现特定功能，明确程序设计语言中的机器语言、汇编语言和高级语言这三大类型语言各自的特点和相互关系；硬件系统和软件系统有机组合在一起才能构成完整的微机系统，以计算机执行访问存储器或I/O设备程序过程举例说明微型计算机的基本工作过程和原理；从中断基本概念出发明确中断系统功能和中断处理过程，介绍中断程序的一般设计方法，从而明确计算机中断系统的原理。由于51系列单片机“麻雀虽小五脏俱全”，一个芯片包含了计算机结构中运算器、控制器、存储器和输入/输出5个组成单元，其知识相对简单，容易理解和掌握，而且有广泛的应用背景，比较容易进行各种系统设计实验，因此，学习计算机的基本工作原理后，可着重讲授51系列单片机原理及应用。通过对51系列单片机内部电路结构和工作原理的学习，辅以电源电路、复位电路和时钟电路建立单片机最小系统作为硬件平台；在软件基础方面，理解和掌握80C51指令系统中的寻址方式和指令的分类，掌握各条指令有序组合在一起实现特定功能的汇编程序设计方法，从而更深入地理解和掌握单片机的硬件结构，再偱序渐进地引导学生采用高级语言进行程序设计，实现与C语言课程内容的衔接；通过内部主要功能单元(定时/计数器、UART串行接口和中断系统)结构和编程应用、单片机系统扩展和接口的编程应用的学习，从软硬两方面综合实现单片机的实际应用。在学时允许的条件下，最后简要介绍微型计算机系统的原理与应用，加深计算机系统工作原理的理解，为后续课程学习奠定理论基础。
教学是教师的教和学生的学所组成的一种人类特有的人才培养活动。站上讲台，教师要明确教什么，帮助学生建立学科相关课程的体系结构，让学生明确所学课程在学科体系中的地位和作用，明确能够学什么。以上介绍可明确我校电子信息专业微机原理与接口技术课程改革后“教什么与学什么”的问题。
2课程教学方法探索
通过对课程教学内容的探索，课程重点讲授微型计算机系统架构及其基本工作原理、单片机工作原理和实际开发应用两部分内容，课程具有较强的理论性和应用性，课程内容比较抽象，如何提高课程教学效果，需要深入探索“怎么教与怎么学”的问题。
2.1 课堂授课方式探索
随着现代化多媒体教学方式的普及，传统的纯板书教学方式逐步被多媒体投影教学方式取代。这种 现代化的教学方式在声形结合、图文并茂地给学生带来不同的学习体验的同时，也显现出一定的弊端。通常情况下，教师在控制台讲解投影屏上的教学内容时，学生听到的讲解声音和看到的课程内容处于脱离状态，视觉和听觉难以集中[3]。此外，由于多媒体教学没有教师板书环节，课堂教学信息量增大，学生对课程内容思考时间变短，同时长时间盯着投影屏接受大量信息容易造成视觉疲劳，导致教学效果不佳，不具有传统板书教学方式中学生的视觉和听觉集中在教师板书区域，能够跟随教师板书节奏边听边理解的优点。因此，我们针对具体教学内容采用传统板书与现代化多媒体相结合的方式授课，不仅给学生带来图文并茂的学习体验，同时对于重点和难点知识，采用板书形式循序渐进地引导学生一起互动式理解并掌握，提高教学效果。例如：通过举例方式讲解汇编语言程序设计基本方法，通过课件显示例题题目内容可节省传统板书书写时间，对设计题目分析时，通过课件以动画的形式生动地展示程序流程图，以流程图为依据进一步采用传统板书的方式引导学生一起在黑板上依次书写一条条的指令，完成程序设计，然后将备课时在计算机上编辑好的程序源代码用仿真软件运行并通过投影仪展示程序运行过程。
由于该课程在学科专业体系中承上启下，课程内容与数字电子技术息息相关，在授课过程中要注重相关课程的衔接。例如：讲授总线概念时，可联系数字电子技术课程中讲授的三态门采用分时工作的工作方式，主要应用在计算机总线中；讲授存储器扩展时，联系数字电子技术课程中讲授的半导体存储器的相关概念；讲授定时/计算器时，联系数字电子技术课程中讲授的时序逻辑电路计算器的工作原理；讲授计算机中有符号数采用补码形式可将符号位直接参与运算，结果仍为补码形式表示时，可进一步拓展到数字系统中有符号表示和运算均采用补码形式。此外，课程内容自成体系，需注重课程前后知识点的连贯衔接，在授课过程中，只要讲授的新知识点与前面学习的知识点相关，我们就引导学生翻到教材学过的相关知识点位置，将前后知识点有机结合起来，帮助学生形成完整的课程体系。
由于课程部分内容较为抽象、难以理解，在讲授相关内容时，还可采用比喻的方法用日常生活中相似的事例进行类比，将抽象内容形象化、生动化，让学生更好地理解和掌握。例如：讲授中断处理过程可以用事例“正常讲课过程中出现学生提出疑问并解答完毕回归正常讲课”作类比。“教师正常授课”类似于“执行主程序”，“学生举手”类似于“中断请求”，“教师请学生提出疑问”类似于“中断响应”，“学生提出疑问以及教师解答”类似于“中断处理”，“回到正常授课”类似于“中断返回”，此外，“学生提出疑问前的授课进度和内容”类似于“中断的断点”，学生通过这样的类比可以更好地理解和掌握中断的相关概念。讲授“MOV”传送指令时，可用学生在课堂上抄作业进行类比。讲授空操作指令“NOP”时，可拿学生在课堂上打瞌睡作类比，类比过程引来了学生哄堂大笑，活跃课堂气氛的同时，也提醒部分学生要遵守课堂纪律，不要在课堂上虚度光阴。
2.2 注重实验实践环节
本课程是实践性和应用性非常强的专业基础课，仅仅通过课堂教学来学习掌握基本系统概念、工作原理、设计原则和方法是远远不够的，尤其在当今大力提倡以培养创新能力为核心的素质教育中，为满足经济社会发展对高素质创新型人才的需要，必须将理论和实践紧密结合起来，用理论指导实践，用实践强化理论。因此，教学双方都要注重实验实践教学环节，正确合理地设计实验课程内容，并采用探究式教学方法，以教师为主导、学生为主体，调动学生的积极性，挖掘学生的学习潜力，变被动接收为主动探求，“做中学，学中做”，做到学以致用、活学活用。
实验课程采用层次化的实验实践内容体系，分成基础实验、系统综合实验和课程设计实践三个层次。基础实验内容包括：软件开发环境和简单程序设计，I/O口输入、输出实验，中断、定时器实验；异步串行通信实验，D/A和A/D接口实验等。通过基础实验逐步掌握单片机的定时/计数器、中断、串行通信、系统扩展、接口技术等功能，在实验过程中偱序渐进地引导学生采用C语言进行程序设计。以简易数字时钟设计为题进行系统综合实验训练，让学生将基础实验中掌握的单片机各功能模块组成完整系统，建立单片机系统整体概念，学会站在系统的高度分析和解决问题，初步具备单片机系统的设计和实现能力。通过以上两个层次的训练后，学生有了一定的理论基础以及实践能力，则进入课程设计实践环节。学生通过课外时间自行选择课题，独立完成相关软件和硬件的设计，要求设计实物系统测试验收，训练学生自主解决问题的能力和创新能力。
由于实验项目设计来自实际应用课题，使得实验课程更接近实际应用。设计性、综合性实验占85%，要求根据任务，做好预习，根据参考方案或自行设计硬件电路，编写相应的程序。每位学生独立完成软硬件的调试，做好实验记录并由指导教师检查后签字确认。每个实验结束后，要求学生提交完整的实验报告，包括程序清单、电路原理图、测试记录、结果分析等。
3课程教学目标探索
将传统的微机原理与接口技术和单片机原理与应用课程合二为一后，为了能够实现为后续课程学习奠定较强的微机系统理论基础并掌握单片机系统原理和具备单片机实际应用开发能力的教学目标，我们还需要进一步探讨教学过程中“教到什么程度与学到什么程度”的问题。
微机系统理论基础是原理性的，传统的微机原理课程基于8/16位微处理器展开，而由于技术不断发展，当代微处理器已进入64位的时代，教学内容与实际应用之间存在巨大的脱节。尽管技术在不断变换，但是从计算机面世以来，基本原理没有发生太大的改变，从冯•诺依曼结构提出到现在已有几十年，即使技术工艺有了翻天覆地的变化，但体系结构没有发生本质改变[4]。因此，课程抛开具体的微处理器型号，把握通用微型计算机系统和嵌入式计算机系统这两大分支的共性，以共性为基础建立微型 计算机系统软硬件体系架构，并了解微型计算机技术的发展趋势，为后续课程的学习奠定理论基础。然后学习比较容易入手的单片机原理及应用的相关内容：一方面，通过理论教学与实践教学相结合，掌握51系列单片机应用系统的软硬件设计及调试方法，掌握单片机开发工具的使用方法，锻炼和提高学生的工程实践能力，为新型单片机的学习和应用打下基础；另一方面，通过具体型号的单片机内部结构、工作原理和应用开发的学习，夯实微型计算机系统软硬件体系架构的理解，掌握微型计算机系统学习的一般方法，用于后续课程的学习。
此外，随着编译技术的进步，现代计算机系统中的软件大多采用高级语言编写，仅少量引导代码采用汇编语言编写[5]。因此，在课程中，对于51单片机指令系统和汇编语言程序设计的教学只需要服务于帮助学生更深入地理解和掌握单片机的硬件结构和高级语言程序的相关原理就足够了，之后，引导学生转入高级语言的学习，从而在软件编程时做到得心应手，能够编写出高效的软件程序。
4结束语