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【关键词】智能电网;电力信息通信技术;应用研究
智能电网的概念很早以前就被提出,经过一段时间的发展,智能电网正处在快速升级、完善阶段,不断对信息通信技术提出更高的要求,为跟上智能电网发展的脚步,提高电力供应的安全可靠性,应加快提高信息通信技术在电力行业的应用水平,使电力信息通信技术被广泛应用。
1.智能电网时代电力信息通信技术应用的作用
1.1对电力通信发挥着重要作用
在智能电网时代,电力通信中接入的网都将连入用户中,所以必须加强对智能电网的扩展,从而可以使之与用户端相连,方便为用户提供有关电力资源。为了促使智能电网与用户端相互连接,必须将信息通信技术应用在其中,从而方便电力信息传输。电力信息通信技术在电力领域中发挥着重要的作用,例如电力市场交易、发电系统监控、新能源并入等,极大的促进着电力信息化、智能化发展。
1.2对智能光纤通信有很大作用
为了提高电力通信的效率和质量,现在电力通信中使用光纤通信,电力信通通信技术对构建庞大的光纤通信网络也起到很大作用。我国经济正在不断发展,科技水平也在不断提高,电力系统也在逐渐科技化及智能化,电力信息通信技术的规模化应用,加快了智能电网的建设,加速电力领域通信智能化的发展。
2.电力信息通信技术
2.1光纤电力通信技术
光纤电力通信是电力信息通信技术中的重要组成部分,在电力信息通信技术中发挥着重大作用。光纤电力通信技术是以光导纤维作为介质,用来传输不同信号的一种信息技术。这种技术的优点是,比较安全并且承载量较大。利用绝缘材料来制作光纤电力通信技术,并且经常采用多芯来组成光缆,有利于传输更加快速,信息所占用空间缩小,传输质量有所保障,所以光纤通信技术应用比较广泛。
2.2通信网络技术
我国经济不断发展,电力工业技术也在不断增强,在质量和数量上都有所变化,并且微波电路也在不断被应用,信息系统更加自动化和智能化。为了使电力工业不断发展,管理水平不断提高,要加强通信网络的实时监控,从而保证电力系统正常运行。
2.3智能电力设备技术
智能电力设备主要由现代电子技术和储能技术两部分组成,新能源的使用有时会影响输电系统,当这种现象发生时,电子技术这一现代技术可以被使用,这种技术应首先对电能进行处理然后再运输给用户,从而保证电能供应稳定。当电能不能被储存时,储能技术可以对这一问题进行有效地解决,可以有效便利的提供电能。
3.电力信息通信技术在智能电网中的作用
3.1应用到发电领域中
智能电网系统中,发电领域也是重要的一部分,为了使发电领域更好的发展,将电力信息通信技术应用到这一领域中,在市场交易过程中可以使用此技术,在对此技术应用时,对发电系统要进行实时监控,还要加入新能源,从而使电力工作正常运行。所以,电力通信技术发挥着很大的作用,可以保障电力系统向智能化方向不断发展。
3.2应用到输电领域中
智能电网中,输电领域也是很重要的一部分,主要作用是进行电能输送,如果输电工作出现问题,就无法正常进行输送服务,并且输电领域还会影响电能的控制及电力保护方面,在输电领域中应用电力通信技术,可以使电力输送工作更加合理,可以发挥更大的作用。
3.3应用到变电领域中
我国经济不断发展,科技水平也在不断提高,电力系统也会更加科技化以及智能化,将此技术应用到变电领域中,可以使智能电网快速发展,使变电领域更加快速。所以将通信技术应用到变电领域中可以保证智能电网更加安全。
3.4应用到配电领域中
为了使智能电网快速建设,建设人员应保证其质量,所以将电子通信技术应用到这一领域中,可以使电网的自动性能有所提高,可以使配电更加灵活,还能保证通信更加可靠。
3.5应用到用电领域中
智能电网的建设有利于为用户提供高质量的电能,电力系统中,用户扮演很重要的角色,所以要提高电力用户服务的服务质量。但在我国用户数量非常多,用户需求也相对较多,所以数据信息管理相对困难,在用电领域中应用电力通信技术,此技术可以使数据整理更加方便,也可以使用户对电力使用更加方便。
4.结束语
总而言之,在智能电网时代,电力信息通信技术还在进一步的发展和完善,针对在应用中存在的问题,应对问题仔细分析,并采取相应的措施进行解决。把电力信息技术应用到相应的电力领域中,并对电力信息技术不断进行探究,相关部门也要对之进行大力支持,使电力通信技术发展快速,使智能电网发展更加顺利。
作者:罗林波 王国仕 单位:海南电网有限责任公司信息通信分公司
参考文献
[1]万锦华.智能电网时代电力信息通信技术的应用和研究[J].工程技术:文摘版,(5):00121-00121.
[2]姜晓涛.智能电网时代电力信息通信技术的应用探讨[J].建材发展导向,2016(15):261-262.
[3]苏斌.智能电网时代电力信息通信技术的应用和研究[D].华北电力大学(北京),华北电力大学,.
1专业管理的主要做法
1.1加快传输网络工程改造,全面提升传输网络硬实力
江阴电力通信网最早是在开始建设的,采用东信光传输设备建设统一的光通信传输网。设备至今连续运行时间已达,故障频繁发生,导致运维压力大增,同时因厂方备品备件储备不足,严重影响到本地区通信网络的可靠运行。根据江苏省网络归并方案的要求,江阴地区结合十二五规划,对现有光传输网进行了逐步调整,组建以中兴设备为传输主体的光通信传输网络。
1.2加强班组运行资料管理,提升班组管理软实力
开展传输设备的技术改造是确保网络稳定运行的硬件建设,那么准确完善的运行资料就是提升班组运维管理的软实力。信通设备资源管理是一项庞大的数据系统工程。班组近年来在运行资料的管理方式上作了很大的努力和探索,专设专业资料FTP服务器,实现资源的共享。建立并及时更新所有信通设备台账,做到对信通设备的全生命周期管理;积极推行设备状态检修,确保设备运行的可控在控能控,有效促进设备健康运行水平。进一步加强班组运行资料的整理归档工作,各类图表资料做到绘制精细化,修改滚动化,现场同步化,大大提高了班组运维管理水平,更好地为全公司提供一个安全可靠高度稳定的通信平台。
1.3加强运维技能培训,创建学习型班组
根据统计,公司从事通信专业人员无论从年龄结构,还是学历层次、职称级别、技能等级来看,均处于弱势地位,整体技能素质偏低,制约公司信息通信运维创新的发展需求。通过加强技能培训有效途径,来切实提高运维人员的综合能力和通信网络的运行管理水平,确保电力通信网络的安全、可靠运行。在制度上,将标准化班组建设与学习型班组建设有机结合,以班组建设系列管理标准规范和统一班组各项管理要求,搭建交流共享的学习的平台。构建班组内丰富的图书资料库,建设开放的学习分享模式,广泛收集积累外、内部信息和知识,讨论分享,在班组中营造浓厚的学习氛围。注重新知识新技术的推广培训工作,确保班组全体运维人员了解并掌握先进的技术。同时班组建立常态岗位练兵运行机制,深化培训,通过班务活动和民主生活会加大学习理念的宣传教育力度,采取问答、考试、比武的方式,激发员工在工作中学习,在学习中工作的积极性和热情。同时,高起点全面规划搭建运维实训基地平台。在现有较小规模的通信运维实训平台基础上,完善配置,逐步组建功能强大的信息通信运维实训平台。实训平台设备宜选配系统在线运行主流设备,并适当选用部分超前设备。通过实训基地平台的建立,运维人员不仅能及时掌握传输、交换、电源、光缆维护等信通各分支领域的`相关原理和技术,还可以全面掌握信息网络交换数据配置、信息安全运维等必备技能。通过实训基地,有效模拟故障现象,查找现场罕见告警,确实提高运维人员的动手能力,提高对实际设备的应用能力、操作水平及各类突发事件的应对能力,从而更好地服务于电力生产。
1.4完善班组管理制度,提倡一岗多能及专业融合,全面提升工作效率
1.4.1制定分工制度,责任到人文章首先梳理了信息通信两个专业的主要工作方向,主要有光缆、电源、电话、网络、计算机、服务器、系统、抢修等不同分工,而整个班只有11个人,还有3个值班人员,4个50岁以上人员,为了协调好11个班员的工作责任性和积极性,通过沟通,首先取消了值班制度,这样富余了3个人员,可以参与更多工作.然后针对每个人员的特点进行工作分包,50岁以上的负责一项工作,50岁以下的负责两项工作,这样可以保证每项工作都有人负责。1.4.2制定结队制度,不同分工签订结队合同确定了分工,不是说只要对自己的分工负责就可以了,还要对其余相关的工作进行辅助,签订结队的人员要进行专业帮带,负责结对人员对自己分工的熟悉及运维,负有连带责任.确保每个分工至少有1人精通,1~2人熟悉。1.4.3制定轮训讲学制度,全面提升运维技能水平在确保分工,签订结队合同后,班组还制定了讲学制度,利用周五安全活动的时间,开展分工技能大讲堂活动,在活动期间,轮训人员需要对自己的分工进行基础普及,运维技能讲解,并进行测试,每人两周时间,一周讲堂,一周测试并讲解。经过基础知识普及,运维技能测试的过程,班员的各方面水平都得到了很大的提高。1.4.4制定阶段性的职业生涯规划制度班组引导员工在客观分析评价的基础上,合理设定个人愿景及阶段性的职业发展计划。每个人员都需要制定1~3年的阶段性职业生涯计划,做到近期有目标,长期有愿景.通过开展职业生涯设计辅导、沟通交流及定期检验活动,促进员工在日常的积累进步中实现职业生涯的健康发展。1.4.5制定绩效考核制度,鼓励技能提升,专业融合针对分工完成情况,结队帮带效果,技能大讲堂测试成绩,职业生涯规划完成情况,班组制定了确实可行的绩效考核制度,对每项制度完成情况进行打分,当月完成情况好的给予绩效加分,与工资奖金挂钩,鼓励员工对各项制度的落实,提高学习的积极性,进行专业工种的融合,全面提升班组运维技能水平。
2结束语
通过这些措施的实施,信通运维班人员已经进入各自的角色,每项工作既是信息又是通信,进行了真正的专业融合,各项指标有了很大的提高,班组现有人员11人,人才当量密度为0.96。双师型人才共5人,占总人数的45%;技师8人,占73%;党员5人,占45%,高级技师1人,高级工程师1人。信息通信专业融合建设是一项复杂的系统工程,需要经历持续发展完善的过程,涉及对环境、网络、系统、业务等各层次的管理,以及对人员的培训教育和管理,既不能一蹴而就,也不能一劳永逸。为此,需要进一步深化信息通信一体化管理体系,形成“统一指挥、反应灵敏、协调有序、运转高效”的管理机制,切实提高信息通信系统运维水平和工作质效,确保信息通信一体化管理体系在电力生产中发挥重要作用。在看到成效的同时,也看到自身在班组建设工作中存在的不足与差距。主要体现在班组年龄结构分布不均,平均年龄超过46岁,有未进新进员工,与日新月异的信息通信技术发展无法同步,技术更新存在一定难度。信通运维班应迎难而上,继续保持高昂的工作热情,不断持续深入的把专业融合工作做好,为公司发展提供高速稳定可靠的网络传输平台。
1智能电网建设中信息通信的重要性
1.1电力通信专网支撑智能电网信息传送信息通信、智能管理、采集控制是发展智能电网不可或缺的三大要素。电力通信专网中传输了大量的电网信息,生产自动化、电力营销业务、调度自动化、办公自动化等电网业务都需要依靠高速、实时、双向的信息通信,为电网的基础设施建设、先进工艺引进、智能设备应用创建出最优环境。随着国家电网公司建设“三集五大”体系目标的提出,为了提升电网的精细化、智能化管理与决策水平,信息与通信服务也逐渐向着一体化方向发展,与智能化的数据采集与控制系统相配合,为电网提供更加智能化的移动式服务。
1.2对传统电网的智能化改造需要信息技术智能电网发展本质就是新型能源的大量接入以及大量智能化设备的应用。在对传统电网的智能化改造中,信息技术发挥着重要的推动作用,智能电网、物联网、三网融合、数字家庭、智慧城市等概念,无一不与电力通信有着密切关系。传统的高频通信、电力载波通信已经逐渐被电力光纤通信所替代,电力通信向着数据实时性更高、网络更加稳定、体系更加完善的方向发展,电网数据将为更多领域提供支撑作用,形成规模效益。
1.3智能电网各项业务需要发展信息技术在智能电网发展中,包括电力生产部门、调度通信部门、行政部门、信息部门、电力营销部门在内的各个业务应用部门,都是由各类信息技术构架的电力信息通信网来进行信息传输,以光缆为代表的智能电网数据传输方式,经过PDH/SDH同步数字序列和同步技术,经过数据包交换后上送网络,最终进入应用业务层,为继电保护自动化系统、视频监控、行政电话、电网管理业务、电力ERP系统、电力营销自动化、远程抄表、负荷控制等业务服务。
2电力信息和通信技术推动智能电网建设
2.1电力一次网与通信网的两网融合电力一次网与通信网密不可分,随着智能电网推进,电力一次设备也在逐步智能化,大量智能断路器、智能开关等一次设备投入使用,数字化变电站的蓬勃发展,在简化了电力二次接线的同时,也使得变电站对通信系统的依赖性更加增强。大量的合并单元和级联装置的使用,以及IEC61850标准的推行,使得数字化变电站的信息化、自动化程度进一步增强,市场信息、电网信息、用户信息、网络通信在通信系统中传递,电网设备的数据获取、继电保护、电网控制业务都需要通信网络的支撑,进一步促进了电力一次网与通信网的两网融合。
2.2电网相关的增值业务随着各种特种光电复合缆技术的发展,电力光纤到户已经具备了一定的技术基础,智能电网下的光纤技术与电力线路相结合,有利于促进电力的业务网与信息网融合,实现资源共享与优势互补。一旦实现电力光纤到户,电信网、广播电视网、互联网能够融合发展,为电网提供多种增值服务,构建更加开放和共享的信息交互平台。通过电力光纤技术,实现智能电网与用户的实时双向互动,为用户的精细化用电、智能小区发展、阶梯电价定价、智能充电桩提供信息平台数据库,并可以更好的实现电力营销、电费征缴、用电信息通知、商业信息推广等、用电安全知识等服务,实现电网业务与电信、交通、物流、金融等信息的全面融合,以及“电力流、信息流、业务流”的互动。
2.3电力信息和通信技术在智能电网建设中的具体应用
2.3.1发电领域在发电领域,智能电网的重要特征就是新能源的接入和消纳,清洁能源接入电网后,必然对电网的电能质量、潮流计算、谐波成分等运行特性产生影响,必须要通过电力通信技术实现信息的采集和传输,实时传送遥测、遥控、遥调、遥信等信号。此外,新能源并网后,与传统电网的协同工作需要电力通信提供支撑作用,实现两网的无缝对接,新能源电站的继电保护和安全自动装置、调度自动化系统等关键电网安全管理业务必须具备两条相互独立的通信信道,以提高信息传送的安全性,同时有效的平抑并网波动,为新能源接入后电网的监测、运行、控制提供高速、稳定、可靠的通信平台。
2.3.2输电领域智能电网以特高压为骨干网架、交直流混联、各级电网协调发展,为了确保电能大容量、远距离、低损耗的电能传送,我国提出西电东送、建设“三华”同步电网等战略规划,我国的特高压交直流输电获得了大规模发展,特高压再造中国能源大动脉,我国已经成为世界上特高压输电电压等级最高的国家。在特高压输电的发展过程中,大量的新设备和新元件投入使用,电网的控制特性更加复杂,以电力电子元器件为例,为了提升特高压直流输电的灵活性,大量的晶闸管、无功控制、补偿器等元件投入使用,这些元件的接入环境更加复杂多变,对电网通信环境提出了更高的要求,高速发展的计算机和网络通信技术成为电网发展的关键技术,通过建立双向、实时、高速的通信系统,为智能电网发展提供更为广阔的发展空间。
2.3.3变电领域在变电领域,智能电网的特征集中体现在数字化变电站的建设,随着对传统电网的改造不断深入,我国新建的220kV及以上变电站均为数字化变电站,而数字化变电站的三个关键特征就是数字化一次设备、数字化二次设备和统一的IEC61850规约通讯平台,通过信息和通信技术实现对变电站的电气设备状态分析、电网调度管理、电能质量控制、精细用电管理。在数字化变电站中,所有的一次设备和二次设备之间的信息交互都通过通信网络来完成,以光纤通信取代了复杂的二次电缆接线,提升了信号传输效率,减少了二次接线工作量;通过合并单元和级联设备实现信号的高速传送,减少了通信误码率,并具有良好的抗干扰性能,稳定可靠的通信传输为数字化变电站的发展打下了坚实基础。此外,统一的IEC61850通信平台解决了电力设备间通信规约不一致、设备兼容性差等问题,实现了设备间统一的信息模型和通讯接口,提高了设备的互操作性。
2.3.4配电领域在配电领域,国家电网公司将投入大量资金用于配电网的升级和改造。智能配电网发展对通信技术的可靠性、可扩展性等都有着较高要求,由于配电网运行环境较为恶劣,运行设备和通信信道相对老旧,且电力通信网的组网方案相对缺乏,还面对规划不统一、信道不稳定、标准不规范等问题,通信环节已经成为智能配电网发展的瓶颈。目前采取多种通信技术相结合的方式来实现智能配电网的通信,通过光纤传输来实现配电网关键数据的传输,结合载波通信实现调度电话、远动信息、配电自动化、调度继电保护信息等。
2.3.5用电领域在用电领域,由于用电环节直接接入客户端,与用户用电舒适度密切相关,通信技术的使用主要体现在智能用电信息采集和智能小区用电等方面。根据国家电网公司发展规划,要实现电力客户用电信息采集的“全覆盖、全采集、全费控”,结合最新的计算机技术、智能量测技术、高速通信技术,实现用电环节的智能化。智能用电采集系统使用智能电能表完成对用电信息的实时采集与更新,结合高速通信技术上送电网企业,为阶梯电价制定、营销策略选择提供支撑,提升电网企业的线损分析水平,方便电网的电费统计、税费征缴、与电力用户的双向互动。智能小区是未来智能电网发展的趋势之一,智能小区支持新能源接入、电动汽车充电,还能够实现电力用户与电网的双向互动,参与电力营销策略制定,电力用户还能够主动参与电能的使用,根据浮动电价来自主选择削峰降耗,实现“分时电价、阶梯电价、全面预付费”的构想。
[摘要]通过对近年来计算机科学、人工智能、专利文献加工等领域的发展进行总结,从多语言混合检索、分类检索、语义检索、图像检索以及辅助技术五个方面介绍专利文献计算机检索技术的最新发展。机器翻译技术和多边共同分类体系的完善有助于提高计算机检索效率、消除语言障碍,而语义检索、图像检索和文献自动处理技术的发展有望使面向不同层次用户的计算机智能化检索系统得以实现。
[关键词]专利文献 计算机检索 语义检索 图像检索
1、前言
近年来,计算机技术、语言学以及人工智能技术的发展促进了整个信息检索技术领域的发展,专利文献的计算机检索技术正成为情报检索领域研究的热点。下文拟从多语言混合检索、分类检索、语义检索、图像检索以及辅助技术五个方面介绍专利文献计算机检索技术的最新发展。
2、多语言混合检索
专利文献是由各国、各地区专利局或世界知识产权局出版的官方文献,因此一般以各局官方语言出版。虽然大部分专利文献是英语文献,但是仍然存在大量日文、中文、德文、法文及其他语种的文献。出版语言的多样性给专利文献的检索和利用带来了极大的障碍,要实现多语言混合检索,机器翻译是必不可少的技术。目前一些专利局在其上推出了机器翻译系统,例如我国国家知识产权局提供有汉英机器翻译,日本特许厅提供有日英机器翻译,韩国知识产权局提供有韩英机器翻译等,上述网络机器翻译系统对其他国家的用户阅读方便和使用本国专利文献起到了帮助作用。
随着计算机技术的发展,机器翻译的技术也迅速发展,从传统的基于规则的机器翻译扩展到了基于实例或模版的机器翻译、统计机器翻译等。尤其是近年来语言学和人工智能技术的发展,以语义描述或以知识描述为特征的智能机器翻译系统正逐步成为研究的热点。专利文献作为一种特殊的科技文献,由于其具有特定的句法和语言结构,同时例如权利要求书等具有法律公示性文件的作用,这对翻译的准确性提出了更高的要求,已有研究者通过在机器翻译系统内集成多个翻译引擎、对不同特点的内容使用不同引擎翻译的方式来提高翻译质量。
已有的机器翻译系统基本局限于单篇文献的机器翻译,无法实现真正的多语言混合检索。多语言混合检索系统不仅可以允许混合语言的检索式,而且同一个检索式还可以对不同语言的专利文献进行检索,其实现方式主要有如下三种:翻译检索式、翻译文献或者两者相结合的混合式。翻译检索式的工作量小,比较适合于因特网检索,但由于检索式通常缺乏语境,翻译难度较大;翻译文献的方式虽然有利于提高翻译质量,进而有利于文献检索,但存在的主要问题是翻译量太大、翻译时间长。
3、分类检索
分类号一直是专利文献检索的重要手段。目前除了基本涵盖各国专利文献的国际专利分类(IPC)之外,美国专利商标局、日本特许厅和欧洲专利局各自都有自己的分类体系,分别是UC、FI/FT和ECLA。IPC虽然通用,但存在分类标准不统一、分类条目不够完备、文献分类更新不及时等缺陷,导致使用IPC检索的效果欠佳。UC和FI/FT分别只能检索美国和日本的专利文献,ECLA虽然能够检索到多国的文献,但仍然不能有效地检索日本、韩国、中国等国的专利文献。
为改善这种局面,美国、日本和欧洲自即开始了“三边分类和谐计划”,该计划旨在推进ECLA、UC和FI三个分类体系的融合以增强分类号检索的功能,同时对现有IPC分类体系提出改进建议。依据召开的第27次三边会议,韩国知识产权局已经加入上述计划,而中国国家知识产权局也以观察国的身份参与这项工作。此外,近年来美国专利商标局、日本特许厅、欧洲专利局、韩国知识产权局和中国国家知识产权局五局积极开展合作,其中一个重要的合作项目是“共同的分类”。该项目的实施将有利于提高分类的一致性,扩展或细化部分技术领域的分类,进而提高检索的效率和质量。
不管是美日欧三方开展的“三边分类和谐计划”,还是五局共同开展的“共同的分类”项目,都必将推进专利文献分类体系的进一步发展,实现真正意义上的“基于检索的分类”,进一步增强分类号在专利文献计算机检索中的作用。
4、语义检索
当前专利文献检索的主要手段为关键词和分类号检索,而由于一词多义、一义多词,专利文献撰写、加工和翻译质量不一以及关键词的机械匹配等问题,本质上决定了其查全率和查准率受限制。随着计算技术、人工智能、自然语言处理等技术的发展,搜索引擎的智能化有望从根本上提高现有检索系统的检索质量。
搜索引擎的智能化具体表现为语义检索,也称为知识检索或概念检索。语义检索是对检索条件、信息组织及检索结果显示赋予一定语义成分的一种新的检索方式。语义检索的本质在于以语义为对象进行搜索,而不是对字符串进行简单的机械匹配,因此可避免关键词匹配检索中由于词和义不对应所导致的'问题。
语义检索过程一般包括对被检索的文档以及输入的检索式进行语义分析和匹配处理。这种语义分析处理依赖于词汇的语义描述技术以及分别用于词义鉴别和词汇过滤的语义识别技术和词汇链算法。可以通过诸如WordNet等语义词典对词汇实现较完备的语义描述,保证人和机器对词汇的理解一致。
最新发展的潜在语义索引通过将文献搜索过程中的向量空间模型和奇异值分解相结合,可以揭示文档中的词间关系,因而适于构建专利文献搜索引擎”…。利用语义进行检索还可以将专利文献中的非技术性信息考虑在内,例如将特定的技术概念和申请人、发明人等信息进行语义联系。此外,语义检索还可以从用户角度出发,考虑用户的检索需求,从而为诸如查新、侵权等不同目的的检索提供相应的结果。
近年来国内一些开发商也纷纷提供具有语义检索功能的专利文献检索系统,例如东方灵盾开发的专利检索系统和Patenticst网站。Patentics网站除了可以实现传统的关键词检索功能,还支持语义检索,仅通过输入检索所针对的专利文献号,即可自动对其进行语义分析、文献检索,并对结果进行相关度排序。当前专利文献检索领域还未广泛应用语义检索,但随着研究的深入,相信未来的搜索引擎不仅能利用语义技术提高检索的效率,还有望能对检索结果进行分析、评价,甚至自动生成检索报告。
5、图像检索
根据对图像检索所使用方法的特征可以分为基于文本的图像检索法(TBIR)和基于内容的图像检索法(cBIR)。专利文献一般都带有大量的附图,包括机械结构或化学结构式附图、电路图、方框图、流程图或曲线图等。与传统的关键词检索和分类号检索相比,CBIR更加直观、快速,而且可以克服因文字表述差异而导致的漏检,因此它正在成为专利文献检索领域的研究热点。专利文献的附图都是黑白二元图像(本文
所称专利是指发明和实用新型专利,不包括外观设计专利),不存在颜色和纹理等特征,因此专利文献的图像检索主要是基于形状和区域的图像特征。
虽然目前还没有成熟的专利文献图像检索系统,但一些研究机构已经开发出若干可专门用于专利文献的图像检索原型系统,例如IIT Kanpur的PATseek、Informatics and Telematics Institute的PatMediat以及LTUtechnologies公司的ImageSeeker等。PATseek专门针对美国专利文献进行图像检索,而PatMedia网站上的试验系统仅针对欧洲专利局的专利文献,这两个图像检索系统都可实现直接输入待检索的图像,系统自动进行相似度匹配,直接提供专利附图,同时还可以进行基于文本的图像检索。
典型的专利图像检索系统包括专利文献处理部分和图像检索部分,如图1所示:
文献处理部分又进一步包括文献预处理和视觉、文本元数据提取和索引两部分。前者是找出文献中的图形和对应的文字描述;后者则是进一步进行图像特征分析和文本分析,分别提取基本的图像特征以及能够表示图形含义的高层语义特征的关键词,由此分别形成索引后的图形特征矢量库、图像库、文本描述关键词库和知识库。在图像检索部分,基于上述提取的元数据,进行图像相似度匹配,同时还可以基于文本进行图像检索。与一般领域的图形检索相比,由于专利文献中每幅图形一般都对应有文字描述,即使不再进行人工标注或自动标注,都能提取到较好的高层语义特征,这对提高专利文献图形检索的准确性非常有帮助。
目前,专利文献图像检索系统仅处于试验阶段,只能对数量非常少的特定专利文献进行检索,且检索结果相关度还不是很高,但由于图像检索具有其他任何检索方式都不具备的优点,相信随着人们对专利文献图像检索技术的进一步研究以及语义检索技术的进一步发展,实现高精度的图像检索必将成为现实。
6、辅助技术
高质量的专利文献是提高检索质量的基础。专利文献分类、标引和摘要改写是专利文献加工的主要内容。传统的专利文献加工方法主要依赖于人工,其成本高且速度受限制,质量不统一。随着人工智能和计算机技术的发展,开始出现对专利文献进行自动分类、自动标引、自动摘要和自动聚类。
专利文献自动分类已经在欧洲、美国、日本得到了广泛的研究和尝试。例如欧洲专利局已经利用自然语言处理的相关技术实现了专利文献的自动初分类;对日本专利文献自动分类研究表明,对于使用K临近算法进行自动分类的情况下,先将专利文献按部分结构化为语义单元可以提高74%的效率。
PATExpert代表了目前较先进的专利文献自动处理技术的发展,通过基于语义网的语义处理技术实现了面向内容的专利文献自动处理,其中的一个主要技术是利用一定的语义表示结构实现专利文献知识层面的表达。该系统可以执行的处理任务包括:专利文献内容和元数据的自动抽取;全文、图像、相关性搜索引擎;专利文献的自动分类和聚类;面向多语言的辅助理解工具;专利价值自动评估等。
国内有一些研究机构开展了大量的基于IPC体系的专利文献自动分类的研究,这些研究大部分集中在统计分类技术。近年来随着人工智能技术的兴起,基于人工智能或语义的专利文献自动分类发展迅速,例如上文提到的Patentics试验系统也开始尝试对专利文献进行自动分类。
中文专利文献的自动处理仍处于研究阶段,虽然国外专利文献自动处理已经积累了许多宝贵经验,但由于中文表述的特殊性,许多技术还待消化和开发,例如汉语词汇之间的分词技术是制约自动标引质量的一个障碍。随着信息处理自动化相关技术的发展,专利文献的自动分类、自动标引、自动聚类和自动摘要正在逐步由半自动走向全自动化,这给搜索引擎的发展带来了极大的便利。同时,利用语义技术实现基于内容的自动处理将是未来的发展主流,也是提高专利文献自动处理质量的主要手段。
7、结语
专利文献计算机检索是一个涉及了多学科的研究领域,其中以语义检索为核心的技术推动了搜索引擎、机器翻译、图像检索等相关技术的发展,而由于专利文献的特殊性,分类体系和文献自动处理技术也在其中占据了重要地位。随着研究的进一步深入,现存的语言障碍和检索效率低下等缺陷在不久的将来必将逐渐被克服,不同层次的用户有望借助于智能化的自动检索系统便利地实现专业化检索。
信息安全技术与数字证书研究论文
摘要:在科学技术水平高速发展的今天,信息安全已经深入人心,信息安全技术也被广泛的应用在各个方面,文章主要针对以数字证书为核心的这一信息安全技术进阐述。
关键字:数字证书;信息安全技术;研究讨论
在交通运输部中国海事局近期推广的“海事协同管理平台”中,除了账号密码验证登录以外,还加入了数字证书验证系统。每一名海事执法人员在“海事系统管理平台”中都有其独一无二的数字证书,并与其账号绑定。通过通过数字证书验证登录,不但操作简便,而且安全性也有了很大的提高,受到了广大海事执法人员的一直好评。作者就以数字证书为核心的信息安全技术进行简要的分析研究。
1关于数字证书的特征分析
在社会环境的影响下、科学水平的变化下,第三方证书的授权按中心(CA)签发了数字证书,其主要的作用需要通过因特网得以体现,其作为是数字信息的一种文件,是被用来证明和标志网络通信双方的身份。从数字证书定义中可以看出,其是权威性电子文档的一种,无论是公共密匙文件的内容,还是公共密匙的持有者身份信息都属于文档内容的范畴。在互联网中,我们可以借助数字证书的作用对身份进行验证。“公匙体质”是数字证书工作的基本原理,简单讲就是在信息认证、加密解密以及数字签名等过程中需要利用到相互配对的密匙。另外,私有密匙和公共密匙是“公匙体质”的主要划分,其中私有密匙是包括在个人用户的领域,用户可以读自己私有的传递信息进行签名或解密,在这样的操作下信心传输的完整性、安全性和准确性是可以得到保障的;公开的密匙则是由多人或一组共享,主要作用是认证和加密信息。
1.1唯一性
根据用户身份和需求的不同,数字证书可以进行不同网络资源的权限设置,即是用户只有在申请通过以后,才可以正常的使用经过设置后的网络密匙,这样一来唯一性的数字证书便得到了保证。
1.2方便性
数字证书无论是在开通、申请,还是在使用等环节都能体现出方便性,用户即使不具备任何的专业性知识,依然可以掌握它。并且后期维护数字证书的工作具有难度低,量小的优点,因而不需要特别专业的人也能够对其应用自如。现如今,其广泛被使用在网上办公、发送电子邮件以及网上交易等活动中。
1.3安全性
信息安全技术若是将数字证书作为核心,其能够有效的对网络信息进行认证、加密以及数字签名等操作,即使是在传输信息的过程中出现丢失或恶意拦截的现象,用户依然可以借助数字证书的作用保证他们不会盗用信息,这样也讲过安全的信传输过程提高了。
2关于数字证书在信息安全技术中的`重要性
2.1基础设施的授权管理
在PKI的支撑下可以安全、稳定的进行基础设施授权管理(PMI)操作,其能够从应用系统中将授权管理的功能分离出来,向网络提供管理和访问控制的权限,并能够进一步开发和维护权限管理系统以及简化访问控制的工作。另外,属性证书是PMI权限设置和授权结果的凭证,用户访问资源的权限可以通过属性证书中相关内容的作用被相关的网络信息安全平台控制,而用户系统应用的控制又可以通过业务系统中相关权限的策略被应用该系统控制。
2.2公匙基础设施
公匙基础设施(PKI)作为网络密匙管理平台的一种,是遵循既定标准形成的,在PKI的作用下,用户可以实现数字签名、信息加密等内容。对于一些大型的电子政务和电子商务来讲,数字证书的注销、申请、换证和认证等内容都包括在PKI中。
2.3应用数字证书的子系统
为了将数字证书在信息安全技术中的核心作用发挥出来,就需要间数字证书的一个应用平台建立起来,也就是应用子系统,其能够完成对网络信息的认证、加密以及数字签名等内容。一般情况下,我们将数字证书应用的子系统分成两个部分进行研究,分别是应用系统和平台接口以及整体框架。
(1)应用数字证书的整体框架
总是将应用服务区域、客户区域以及代理服务区域等三部分归纳到数字证书应用的体系框架范畴。代理服务区域主机被认证权限控制以后,数字信息的权限、加密以及认证等内容也会被控制,此时在客户区域内的信息就可以借助服务器的作用被安全的在应用服务区域中传输。对于存在宝贵数据资源的数据信息在传输过程中需要通过服务器的作用,将所有的重要信息都在安全网络的环境下进行保护。我们有专门的一个系统的以数字证书作为核心的信息安全技术控制的机制,首先需要做的是在客户端安全代理程序的作用下将申请用户的身份信息记录到认证系统中,待请求查询通过以后就可以使用,随后需要通过上下文身份认证信息的随机码签字系统来验证用户的有效信息,由于有大量的英文字母和数字存在于数字证书中,因而有效认证用户身份信息的工作必须通过数字证书的作用来实现。在数字证书中能够将128位身份验证码生成,并且每一个验证码都具有显著差异性,即是生成的这也个密码不但是唯一的,而且的复杂的,这样才能够使在网络传输过程中数据信息的保密性和安全性能获得保证。
(2)数字证书应用系统和平台接口
在信息安全技术中存在的数字证书能够将一个开发性的接口提供给应用程序中的服务器端口和客户端口,其接口的形式主要有四类,分别是COM、JAVA、WINDOWS以及DLL。对于数字证书用用系统和平台之间的接口而言,主要有几个方面的功能得以实现,如:验证签名、查询数字证书状态、加密数据信息、数字签名以及用户身份认证等。
3总结
总的来讲,以数字证书为核心的安全信息技术其主要是通过认证、加密以及签字等内容来实现的,从而使准确性、安全性和完整性的互联网信息传输的工作得到保证。另外,由于使用者不需要熟练掌握任何的操作技能和专业性知识就能够良好的控制操作流程,可见,其具有维护简单、操作难度小等有点,这样一来以数字证书作为核心的安全信息技术也能够取得更广阔的发展前景。文章主要是通过对数字证书在信息安全技术中应用方面的研究,研究的内容涉及到多个方面,如:建立实施数字证书的应用子系统、公匙基础设施以及授权管理的基础设施等,其目的是为了向日后同行业者的相关研究提供有效理论依据。
参考文献:
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[3]李宏建.无线Mesh网络安全关键技术研究[D].国防科学技术大学,.
[4]曹亚南.基于证书的ERP系统用户分级控制研究[D].大连海事大学,.
[5]林钇霖.基于PKI的身份认证系统研究[D].重庆理工大学,2012.
引言
随着我国经济的发展,计算机得到了广泛的应用,在很大程度上促进社会经济不断发展。但是,在不断发展的同时,安全问题不断地发生,这在很大程度上影响了计算机的普及和应用。这些问题产生的原因是多种多样的,同时,这些问题本身更是千奇百怪。因此认真研究信息系统安全技术,为计算机安全运行、提供技术支持势在必行。
当今社会,计算机信息系统的安全保护具有重大意义。计算机在生活中正常发挥其功能,都必须要做到计算机信息系统的安全保护,这样才能保证运行网络环境及信息数据的安全。计算机信息系统安全,表现在很多方面,正是因为如此,也使得计算机信息系统安全带来了更多的不确定性,相应的在很大程度上影响着计算机信息系统技术的应用和发展。如今是网络化与信息化同步的社会,隐私问题是受到各界强烈关注的问题。保护个人隐私和社会、国家正常发展,计算机信息系统的安全技术得到广泛应用是至关重要的。但是由于计算机信息系统中存在着许多用户信息和资料,倘若网络环境的安全性极差或者是得不到保障,这样一来,系统里面的信息安全将会面临威胁,甚至是整个信息系统都会受到不同程度的破坏。近年来,信息系统里面的信息泄露事件不断发生,使人们感受到网络安全的重要性。因此,计算机技术人员也开始研究如何才能做到网络信息的安全保障。但是,依据目前的现状来看,安全技术研究工作还未得到快速的实施。计算机信息技术发展迅猛,技术人员想要对其准确的把握,还需要对大量的、有针对性的网络安全技术进行实践,总的来说,计算机信息系统安全技术的研究及应用还是人们所迫切需要的。计算机信息系统安全就是说,要把安全作为整个计算机信息系统研发中的首要开发目标。在系统开发的各个环节上,都必须把安全放在首位,做到把控各层次的系统安全技术。一方面,不仅要保证安全性,另一方面,也要做到它的效益和效率等各方面的问题。假如系统的安全性难以与系统的其他技术性能相互融合的时候,那么就可以运用其他一些特殊手段来完善某些技术上的不足。
2.1数据加密技术
(1)EFS技术原理:该加密技术的主要加密依据就是公钥策略。在信息系统中,有需要加密的信息时,系统中的加密钥匙就会自动出现,对那些需要加密的信息进行加密。这样一来,那些信息就会被储存到硬盘,之前的原有信息就会被删除,而且,系统会自动将加密文件放到加密文件夹,想要查看文件信息,就必须要访问密码才能将系统解锁,从而查看加密信息。
(2)加密技术的功能:数据加密技术,也称EFS加密技术,计算机中的信息系统在文件传输的过程中,加密技术就会自动对其加密并且创建单独的一个文件夹。信息加密技术在现实中的应用过程,并不需要很多的配置管理,当有信息需要加密时,信息加密技术立即会对其处理;信息加密技术还可以实现高度独立的信息加密,使得找出信息更加方便。
2.2防火墙技术
(1)防火墙技术的定义:防火墙技术是系统内部与系统外部之间的屏障,可以将那些定义为恶意因素或者可能威胁系统安全的软件或者信息拦截在外,很好地保护了网络安全。
(2)技术的功能:对于保护的网络内部数据信息进行严格的控制,以防内部信息的外露;只允许通过了认证的人才能访问受保护的网络;当内部受保护的.信息发现有危险储存信息时,会及时发出警告或者会系统自动处理;内外部之间的信息交流都受到防火墙的保护,会对进进出出的信息进行过滤。
(3)技术的缺陷:该技术难以应对拨号访问之类的特殊入侵;防火墙也不能应对内部侵犯等之类的危险攻击;不能挡住携带病毒的文件数据的传输,导致信息系统受侵;还有就是难以抵挡住利用防火墙自身缺陷发动系统攻击;难以抵挡在网络安全标准外的攻击,这也会对系统造成威胁;更为致命的就是抵挡不了人为的病毒攻击,这一点也成为了防火墙技术致命的缺陷。
2.3VPN技术
通过公共网络中的私有网络的建立与应用,VPN技术可以对计算机信息系统进行有效的安全保障。这种技术主要在大型企业内部得到应用,这也就意味着一般的计算机应用客户的信息系统难以得到有效的保障。但是私人也可以在公共网络中引入经过加密处理的通讯协议并与Internet网络中的重要节点准确连接,建立起专业的私有网络,除了能够方便的将高危险因素阻挡在网络系统之外,还能够省去很多硬件设备的购买与安装的费用。这种技术是现在最主要的信息系统安全保障技术之一,得到了社会各界的信赖与运用。
3信息技术安全的应用
3.1访问控制策略
访问控制策略在保障网路安全方面是最为关键、最有效的手段之一,主要被应用在防止非法访问和网络资源这部分。一般而言,采取的措施有:防火墙控制,这主要是对内部网络和外部网络之间特殊的硬件设备的防范,使得内外部之间的连接都要经过防火墙,这样一来就可以得到相应的控制。防火墙技术对内外部之间的连接防范主要表现在服务器访问政策、验证工具、包过滤,这样就可以很好得将不健康的信息和网络以及过敏的信息挡在计算机外面,确保了计算机的安全。还有就是在入侵防御系统的基础上,可以最大限度的控制非法访问,比较有效的保证信息的安全。
3.2信息加密技术
信息加密技术,这是一个普通的不能再普通的安全保护技术了,主要通过网络上传输的信息进行加密,来保证其安全性。原始数据通过被加密设备和密匙加密后,就会产生密文,只有通过密文的解锁才能查看信息。数据加密有三种类型,分别是根本不考虑解密问题、私用密钥加密、公开密钥加密。
3.3数据备份
数据备份在本质上也是一种保障数据安全的一种技术方法,可以将数据备份若干份分开保存来达到对数据进行安全保护的目的。但是在使用备份技术的过程中,大部分的个人或者是公司都认为任何一部分的数据都那么的重要,就会使用普遍的方式备份,这样不仅造成工作量庞大,而且信息也得不到应有的保护。在我看来,数据备份应该做到全方位、有层次感,这样不仅可以突出重点,还能很好地保护信息安全。对于一个公司或者企业来说,应该有一个完善的信息备份计划,不仅可以保证在时间上做到不定期处理,提供统一的备份格式,也保证了所有的数据都能是统一的格式,而且可以保障数据备份的永久性,以防丢失。全备份、增量备份、按需备份、差分备份等都是现在常用的信息备份方式。
3.4漏洞扫描策略
所谓漏洞扫描技术,就是能自动检测计算机主机的安全漏洞的技术。倘若检测到了当前系统出现漏洞,必须对其进行修复,不然的话,计算机就会轻易地受到攻击,造成不应该的损失。漏洞扫描技术在我们现实生活中也应用的非常多,它是保护计算机网络安全必不可少的一项技术,定期要对计算机进行扫描,发现漏洞就立马修复。有的是自动会修复,但是有的就必须要手动修复。总之,这项技术对于计算机的安全至关重要,应该不断完善并加以应用。
4结语
计算机的普及,在方便生活的同时,也在威胁着生活的安全性。计算机信息系统被侵犯的事件时有不断的发生,这也使得人们在一定程度上加大了对使用计算机的担心。因此,加强计算机信息系统的安全保护对于现实生活是至关重要的一个环节。加大对计算机安全技术研发的投入,这是在很大程度上保证了日后更为完善的信息系统安全保护方案,保证计算机的安全使用。只要社会在发展,人类在进步、在发展,计算机就会一直存在于生活中,而且会得到越来越广泛的应用,所以,计算机安全技术的研究必定会长期的存在并发展下去。
信息与技术教学反思
作为一名信息技术教师,面对这门实践性和应用性都极强的学科,面对课上学生参差不齐的学习状况,面对不断更新的教学内容,面对机房内时而失控的教学局面……我常常陷入深思:怎样才能上好我的课呢?通过这学期以来的实践,我觉得在教学时间上做文章,在心机巧用“点”到为止上下工夫,不失为一个好做法。我把这样的教学法称之为:“蜻蜓点水式教学法”:
“点”燃激情:课堂伊始,利用1分钟左右的时间,以精彩的主题、幽默的语言引发学生的学习激情,比如悬念法、实例法、提问法等各种方法都可以作为“点”的一种手段。只要能让学生的思维随教师而动,只要能营造出一种生气勃勃的学习氛围就达到目的了,在这种氛围下,相信即使学习兴趣较低的同学也能受到感染,不由自主地参与课堂教学,这样的“点”法为课堂的顺利开展可以打下很好的基础。
“点”明要点:有了精彩的开场,有了学习的激情,这节课到底要学什么呢?这是一节课的重中之重,也是教师最应该着重告诉学生的。这部分用的时间大概为10分钟左右,在“点”要点的过程当中,教师要学会用言简意赅的语言,对于知识点的讲解,最好有个“一”“二”“三”,这样学生学习就有针对性,接下来的学习过程也可以有的放矢。
“点”透任务:对于前面已经“点”明的知识要点,具体要通过什么练习途径去掌握,这一环节的任务就是用1分钟左右的时间,“点”透学生接下来要干什么,一共几个任务,哪些任务是属于基本的,也就是必须掌握的,哪些任务是属于提高的,可以选择完成的,这些一定要给学生讲清楚。这样,学生练起来心里有数,有利于学生按部就班完成你布置的'学习任务。
“点”播思路:知道了应该做什么,具体怎样去完成呢?教师可以利用2分钟左右的时间,提供一些相关的思路,启发学生在下面30分钟左右的时间里去主动探索、积极实践。这里一定注意思路不要过细,思路的点播为的是起到抛砖引玉的作用。通过学生的自主学习,上机尝试,学生可以自主发挥,只要能够解决前面的“学习任务”,任何一种方法都是可取的,都值得教师去表扬。
“点”评问题:学生自主练习完毕,教师利用2分钟左右的时间,就主要内容和知识点进行点评,告诉学生学习中应该注意或者是练习过程中出现问题较多的一些地方。通过有针对性的点评,加深学生对于学习重点的理解,另一方面可以及时纠正一些常见的错误,更好的巩固练习的成果。
“点”树榜样:一节课结束前,教师利用1分钟左右的时间,“点”出本节课完成作业较好的几个同学,通过点名,“好”的同学会在你的课堂上获取成就感和被认同感,有助于这部分学生进一步学习兴趣的培养,而暂时表现不太好的同学也会学有榜样,榜样的力量可以督促他们下一节课上好好练习。所以千万不要小看这最后的一分钟,用好这一分钟,是上好下一堂课的序曲。
上面以“点”为核心的教学,总的算来,教师讲的时间大概在5至10分钟左右,讲课的时间虽然不算长,但这样的教学法并不意味着教师大部分时间失去指导作用。从某种程度上来说,教师工作的难度更大了,因为在近半个小时的学生自主学习时间内,教师要密切观察学生的学习情况,一是发现学生练习过程中存在的共性问题,另一方面,要力争通过这些时间督促一些学习基础比较差的同学,进行有针对性的个别辅导。通过这种方式,可以给学生很大的自主学习空间,最大可能的避免学生中两级分化现象的出现。
建立较为完善的信息管理与防护制度,对数据库进行加密、建立公钥密码体制等技术对计算机信息进行安全管理,可以有效的保护计算机信息安全。
3.1加强用户的安全意识
正确的意识可以促进客观事物的正确发展,而错误的思想意识则有可能阻碍客观事物的发展,所以,在计算机信息安全的维护过程当中,应当树立一种正确的思想意识,并克服错误的思想意识,从而有效的促进计算机网络技术蓬勃且迅速的发展。
3.2加强身份认证技术
身份认证指的是,当用户进入到计算机中,进行身份识别的行为并可以知道用户自身是否有权限可以访问该数据的过程。在有身份认证防护功能的计算机系统中,身份认证是至关重要的一道计算机信息安全的防线。因为一旦用户通过了身份认证,那么就证明该用户可以访问这些信息与数据。如果这些认证信息被不法人员盗用,那么被访问的数据信息将有可能面临着被破坏、销毁、盗用等不利现象的发生。在某些计算机系统中通过相关软件来对身份的准确性进行确认,以这种方法来保证企业用户的相关信息被安全使用。使用身份认证的方法对信息进行保护的重要一点是该方法仅限本人使用,只有本人自己才有权利访问这些数据,因此,身份认证是计算机安全防护措施中的最为重要的保护信息的方法。进行身份认证的方法主要有三种,分别是通过口令进行身份认证、生理特征进行身份认证、外部条件进行身份认证。现在应用最为广泛的身份认证技术有静态密码与动态密码认证技术以及指纹识别技术等,而最为复杂的认证技术是生理特征的认证。
3.3提高防火墙技术
每一台计算机都需要接受防火墙技术的保护,在防火墙的保护之下,计算机才能够进行最为基本的操作。防火墙技术作为基本的计算机安全防护措施,是计算机内部设置的保护程序,防火墙技术同时也是对用户之间交换信息的程度进行控制的一种有效措施,询问是否允许用户访问数据。通过防火墙技术可以有效保护不明身份的用户访问计算机中的隐私,保证计算机中的信息不被破坏、销毁或是盗用。
3.3.1应用网关应用网关能够使用的较为特别的网络服务协议之中,并使得数据包对程序进行分析。应用网关可以通过对网络通信进行严密的控制,其是由一道较为严格的控制体系所形成的。
3.3.2数据包过滤数据包过滤技术主要是指在计算机网络信息在进行传递的过程当中,通过对数据进行一定的选择,并根据计算机事先设定好的过滤条件,再其对数据进行逐一对比之后,来分析数据是否可以通过访问。
3.3.3代理服务代理服务技术是一种应用在计算机防火墙中的代码,代理服务有多种功能,所以该技术可以根据不同的要求,变换不同的动作来保护计算机不受病毒与木马的攻击与威胁。
3.4加强物理保护措施
物理防护措施的主要目的是保护计算机网络中数据链路层的安全,使得计算机网络免受人为因素与自然因素的破坏。物理安全防护措施的实行能够验明用户的身份和该用户的使用权限,所以,通过实施有效的物理安全防护措施可以加强对网络数据链路层进行安全的管理,确保计算机网络的安全。
3.5加强密保措施
加强密保措施不但可以确保全球EC的正常发展,其同时也是针对网络可以安全运行的有效技术。加密技术能够保证计算机网络信息在加密过程中的正确性与安全性。计算机加密保护措施主要有两种方法,非对称加密法与对称加密法。通过实行安全加密措施,可以以最小的代价而获得最大的安全保障措施。
4总结
随着计算机网络技术的快速发展,其对人们的日常生活起到了越来越巨大的影响。计算机信息安全技术的完善程度逐渐得到人们的关注。计算机的信息安全技术能够通过计算机操作系统的相关密码技术、安全技术、数据库安全技术以及系统安全技术等作为有效保证,最为重要的一点是在使用计算机网络的过程中一定要保持强烈的安全意识,并且对病毒、木马有一定的敏感度,从根本上杜绝网络病毒的出现。
2.1操作系统的安全技术
操作系统的安全主要是指用户计算机中安装的操作系统这个层面的安全保障。最为常见的操作系统有:苹果操作系统、Unix/Linux操作系统、Windows操作系统等。
2.1.1登陆权限设置Windows操作系统的安全技术应用的最为广泛,该系统设置了相关的用户访问权限,能够同时设定多个用户不同的使用权限,通常情况下,验证一个计算机是否安全,主要是指这个操作系统能否控制外部对内部信息的访问,也就是只有授权用户或者是通过安全进程才可以访问计算机的内部信息。
2.1.2密码设置Windows还提供了密码安全策略,通过设置屏幕锁定密码来保证计算机信息的安全,定期的更换密码可以有效保证计算机信息的安全。
2.1.3软件防火墙技术Windows软件防火墙技术可以不断的升级和进化,最早的防火墙技术仅仅可以分析到端口号和病毒的来源情况,而现在随着计算机软件防火墙技术的不断发展与进步,Windows防火墙技术可以有效的对恶意IP、木马病毒进行拦截,同时还具有实时监控、预防计算机感染病毒的`功能。
2.1.4硬件防火墙技术硬件防火墙技术主要是指把防火墙的相关程序,放到芯片内部,通过芯片中的程序来对网络安全以及硬件设备进行一定的监控动作。硬件防火墙技术主要依靠植入到防火墙中芯片的程序具有过滤信息包的功能,脚本过滤、特洛伊木马过滤等,从而可以有效的防止计算机手段木马与病毒的攻击,保证计算机网络的安全。硬件防火墙具有体积小,安装简单、使用便捷、价格低等特点。
2.1.5浏览器安全级别技术因为浏览器能够直接对网上的信息进行访问,所以大多数病毒都是通过浏览器来进行传播的,Windows操作系统上的IE浏览器便设置了安全级别的限制,通过对网络信息设置不同的级别,从而有效限制了网页中的威胁。Windows操作系统的安全防护措施还有许多种,例如共享安全机制、备份恢复还原机制等。
学习能力是人类的基本生存能力,大学生学习能力的高低不仅决定着现实的学业成就,而且是决定今后事业成败的关键性因素之一。本书作者桑新民教授在开篇就说了就说了这样一段话:学会自主学习、学会与不同专业背景的人在交流与协作中学习、学会运用现代信息技术高效地学习、学会在研究和创造中学习,这些学习能力是在信息社会中的基本生存能力。
21世纪是人类又一部千年史册的开端。在这一时代的转折点上,人类正以惊人的速度走出工业文明,步入信息时代。信息时代的来临不仅改变着人们的生产方式和生活方式,而且改变着人们的思维方式好学习方式,并导致发达国家和地区的高等教育越来越走向网络化、虚拟化、国际化、个性化,这对高校师生既是严峻挑战,又是千载难逢的发展机遇。
人类步入信息时代有两个重要的技术杠杆,就是多媒体和Internet。计算机发展到多媒体阶段是一次质的飞跃。同以往的计算机相比,多媒体计算机有两个最显著的特点:第一,使计算机的应用范围迅速拓展;第二,使计算机更加人性化,变得简单易学,便于普及。多媒体技术的普及不仅成为人类步入信息时代的一个重要物质基础,而且成为信息时代来临的一个显著标志。网络的发展,尤其是Internet的出现,进一步将信息时代的社会细胞连为一体,这是人类智慧的联网,由此创造出全新的网络文化。Internet通过全球计算机的互联,将人类的智慧汇聚到覆盖全球的巨型复杂网络系统之中这不仅延伸了个体的大脑和思维活动,而且创造了一个外化的、每时每刻都在急剧发展的全人类的大脑。每个社会成员只要能同它“联网”就能迅速扩充自身的知识和智慧,相反,不能利用网络资源的人将变得极其孤陋寡闻。这个新时代充满残酷的替代选择:对于那些拥有学习和创新能力的人来说,新时代是一个充满机遇和希望的世界;而对于那些缺乏学习和创新能力的人来说,当就工作消失、旧体制崩溃时,他们将面临失业、贫穷、绝望的悲惨前景!多媒体和Internet已成为信息时代最基本的物质基础和
社会条件,成为使人类走出工业文明、步入信息时代的两个最重要的技术杠杆。而掌握、驾驭多媒体计算机和Internet,则成为信息时代必须具备的基本生存能力,成为每个社会成员能否进入信息时代的“通行证”。因此,在这样一个历史的转折点上,变革学习比变革技术更重要。
对学习的研究是当今世界多学科交叉的前沿探索,有关学习的知识和技能,应该成为高校各专业学生必须了解和掌握的基础知识和基本技能。作为一名大学生,只会考试时远远不够的,仅凭个体狭隘的学习经验,也不可能成为一个高效率的学习者,只有善于了解和捕捉国内外关于学习研究的新进展和新成果,用以指导和改善自身的学习,才能真正成为一名聪明的、紧跟时代步伐前进的优秀学习者。而教育技术学专业的学生作为教育信息化和信息化教育的生力军,更应该学习这门课程。
人类的学习活动和学习能力经历了一个由简单到复杂、由低级到高级的漫长发展过程,人们对学习的认识同样经历了一个由片面到全面,由现象到本质的逐步深化的过程。教育学视野中的学习定义:学习是人类(个体或团队、组织)在认识与实践过程中获取经验和知识,掌握客观规律,是身心获得发展的社会活动,学习的本质是人类个体的自我意识与自我超越。随着人类学习活动的发展,人们从不同角度开始了对学习的研究。形成了三大学习理论流派:行为主义学习理论;认知主义学习理论;建构主义学习理论。
行为主义对学习的定义是学习室在刺激和反应之间形成联结,行为是学习者对环境刺激所做出的反应。其核心主义为:学习过程是有机体在一定条件下形成刺激与反应的联系,从而获得新的经验的过程。
认知主义认为学习的实质是个体已有认知结构的重组和扩大的过程,客观刺激只有在同化于主体的认知结构以后,才能对刺激产生反应,学习才得以发生。其核心主义为:学习的结果是形成和发展认知结构。
建构主义的主要观点包括了知识观、学习观、教学观,认为知识不是教师传授得到的,而是学生在一定情境下借助师生的帮助,利用必要的学习资源和网络,
通过意义建构而获得的。
三大学习理论有其联系也有其区别:
其联系在于建构主义理论是行为主义、认知主义理论发展到一定阶段的产物,建构主义理论是学习理论从行为主义到认知主义之后发展到又一阶段,它继承了过去认知心理学的若干思想。
而其区别在于:行为主义强调反复强化训练,不注意主观因素,忽视学生个性发展;认知主义强调个体的主观心理机制,主体是学习者,学习是主动学习的行为,主张发现学习;建构主义强调学生主动建构内部心理知识,统一行为和认识。
每个人每天都离不开学习,但人是如何学习的,人与动物的学习有哪些本质区别,专家为什么会比新手有强得多的学习能力,如何提高大学生的元认知能力,这些问题,是我们以往很少思考、也很难想清楚的问题。由于不了解当代学习科学的基本概念和基本理论,我们只能依靠以往的学习经验和习惯来学习,致使学习的效率不高,甚至存在厌学情绪。面对信息时代迅速增长的知识体系,大学课程的学习压力越来越大,如果不能了解与掌握人类的基本学习规律,转变低效率的学习行为,我们就难免成为时代的落伍者。
学习科学探究的成果向人们展示出,在知识与信息的感知觉识别、记忆表征、提取应用三个方面,专家与新手存在明显区别:对专业知识感知和理解水平、模式识别的差异;对专业知识记忆表征、思维加工和深度解读能力的差异;迅速灵活地提取应用相关信息能力的差异。
元认知这一概念包含两方面的内容,一是有关认知的知识,二是对认知的调节。也就是说,一方面,元认知是一个知识实体,它包含关于静态的认知能力、动态的认知活动等知识;另一方面,元认知也是一种过程,即对当前认知活动的意识过程、调节过程。作为“关于认知的认知”,元认知被认为是认知活动的核心,在认知活动中起着重要作用。再学习的是元认知与认知的区别。元认知和认知都属于人的认识和思维活动,二者的区别主要表现在以下几个方面:①认识和
思考的对象不同;②活动的内容不同;③作用方式不同;④发展速度不同。从本质上讲,元认知是不同于认知的另一种现象,它反映了主体对自己“认知”的认知。同时两者又是相互联系、不可分割的,认知是元认知的基础,没有认知,元认知便没有对象;元认知通过对认知的调控,促进认知的发展。元认知和认知共同作用,促进和保证认知主体完成认知任务,实现认知目标。然后学习元认知的结构、元认知的作用以及元认知能力的培养。
学习是个极其复杂的现象,学习的对象、内容、形式、过程千差万别,同时,学习者的学习目标与需求、知识与经验背景、学习水平和能力、性格特征等也各不相同。因此,要想提高学习效率,不仅需要了解学习的分类,而且要使每个学习者不断加深对自身学习特点与学习个性的自我意识。最高效的学习既要符合学习对象的特征,又要符合学习者的个性特征,对这两者的把握就成为提高学习效率的前提和提高学习能力的诀窍。
对于学习的分类,不同的分类标准,有不同学习类型。学习的类型依据学习对象和内容分为:狭隘知识的学习、动作技能的学习、社会规范的学习。依据学习方式划分学习类型:奥苏泊尔在认知领域对学习从两个维度分类,一是根据学习材料的性质及学习者对材料的理解程度,将学习分为机械学习和有意义学习:二是根据学习进行的方式,把学习分为接受学习和发现学习。学习者的个性差异从个体差异与个性化学习、学习者学习风格的个性差异以及多元智能与个性差异这三个方面进行学习。
学习的根本目的在于促使学习者不断实现自我意识与自我超越,了解和研究了学习科学的新进展和新成果,认识到符合学习对象特点和学习者个性特征的学习才有可能是高效的学习。然而,学习实践活动作为一个动态发展的过程,经常会受到教师、学生、环境、内容等诸多因素的影响而偏离学习目标。所以,学习不仅需要有明确的目标,选择合适的方法策略,更需建立起一套灵敏、完善的学习反馈机制,使学习者能够及时、客观地获得各种学习评价信息,从而对学习过程各环节、各因素进行调控,提高学习效率,实现学习目标。
学习评价作为学习系统的反馈调节机制,在学习与教学过程中起着重要作
学习能力是人类的基本生存能力,大学生学习能力的高低不仅决定着现实的学业成就,而且是决定今后事业成败的关键性因素之一。本书作者桑新民教授在开篇就说了就说了这样一段话:学会自主学习、学会与不同专业背景的人在交流与协作中学习、学会运用现代信息技术高效地学习、学会在研究和创造中学习,这些学习能力是在信息社会中的基本生存技能。
这是一个信息的时代,人类步入信息时代有两个重要的技术杠杆,就是多媒体和Internet。计算机发展到多媒体阶段是一次质的飞跃,多媒体技术的普及不仅成为人类步入信息时代的一个重要物质基础,而且成为信息时代来临的一个显著标志。Internet通过全球计算机的互联,将人类的智慧汇聚到覆盖全球的巨型复杂网络系统之中这不仅延伸了个体的大脑和思维活动,而且创造了一个外化的、每时每刻都在急剧发展的全人类的大脑。每个社会成员只要能同它“联网”就能迅速扩充自身的知识和智慧,相反,不能利用网络资源的人将变得极其孤陋寡闻。这个新时代充满残酷的替代选择:对于那些拥有学习和创新能力的人来说,新时代是一个充满机遇和希望的世界;而对于那些缺乏学习和创新能力的人来说,当就工作消失、旧体制崩溃时,他们将面临失业、贫穷、绝望的悲惨前景!多媒体和Internet已成为信息时代最基本的物质基础和社会条件,成为使人类走出工业文明、步入信息时代的两个最重要的技术杠杆。而掌握、驾驭多媒体计算机和Internet,则成为信息时代必须具备的基本生存能力,成为每个社会成员能否进入信息时代的“通行证”。因此,在这样一个历史的转折点上,变革学习比变革技术更重要。
学习科学与技术这门课程就是想告诉我们学习的深刻内涵、学习的主体人是通过什么方法来如何学习的、不同的学习主体因为个性的差异来怎样选择适合自己的学习类型、以及学习后的评价学习中怎样提升自己的学习效率。只有找到适合自己的学习方法才能提高学习效率,才能在这个充满竞争的社会中立于不败之地。
以前中学的学习模式基本上是按照老师的要求学习,老师就在前面引领着我们一步步地往前走,担心我们会迷失方向。我们也习惯了,就跟着老师走。但是到了大学,我们习惯了的这种模式已经不再适应大学的学习生活了。因为进入大学就意味着你跨进了社会一大步,因此你要学会独立学习、自主学习,要充分意识到学习的重要性以及怎样提高自己的学习效率,成为你的大学是否成功的度过衡量的一个基本标准。
在刚开始接触这门课时,我不知道这门课到底要讲什么,我认为学习不就是老师讲课学生认真听课,然后听不懂的请教老师、或者和同学们商量只要做到课前预习课后及时复习就行了,学了这门课后才知道学习没有想象中的那么简单,学习不仅是学习书本上的知识也不仅是指听老师讲的内容,学习它包括两方面的内容既包括“学”也包括“习”,“学”是指人的认识活动,而“习”则是指人的实践活动,这也是中国传统文化中长期探讨的也个重大问题:知与行的关系,把二者统一起来构成完整的学习概念。实际上,学习是学、思、习、行的总称。当然也包括技术的学习。因此在我们的学习活动中既要学会学还要学会习,简单点来说就是在我们平时的学习生活中不能一味的只注重知识本身,知识是死的人是活的,而且,信息时代要求我们要掌握各种先进的科学技术,所以,我们要善于在平常的学习中把握学习的规律,看到最新的知识前沿,学会高效学习,学会团
队协作学习。学会各种信息技术。只有这样我们才能在大学中学到更多有用的东西,这样在两年后的毕业季,无论我们是考研还是找工作,我们都能以最自信的微笑面对来自社会的各种挑战。
每个人都应找到一种最好的学习方法,每个学生都是学习的主体,个人的学习习惯学习时间爱好的不同等都是影响学习者学习效率的因素,这也是这门课程中所说的学习者个性差异。针对自己的学习个性,我找到了一种适合自己的学习方式,我喜欢在晚上学习,因为晚上安静,也就是因为学习了这门课好像让我一下子就找到了方向,记得在大一时学习PS,我是属于那种比较笨一点的学生,一直找不到好的学习方法,也因此我的这门课学到的东西很少,相反,在这一学期开设了FLASH这门和PS不分家的课,因为学习了学习科学与技术我了解了一些好的学习方法,我的FLASH学得比较好点虽然离那些优秀的同学还有一定的差距但对我来说已经是一个很大的进步了。
我觉得团队型学习是很好的方法。 创建良好的学习伙伴关系和学习化团队,这不仅是一种重要的学习能力,对团队中每个成员的学习效率产生着决定性的影响,而且对健康人格的发展和协作、交往能力的培养具有不可替代的作用。这门课成为我们提供了这种团队学习的机会,我们班分成了八个小组,每个小组负责一个课题的研究,最后在课上把本小组的研究成果向同学们和老师汇报。我们小组是第一组,我们组汇报的课题是学习者的个性差异,虽然我们组汇报已经有一个月多了,但是我依然清晰地记得我们小组的汇报情况,我是我们小组第一个去讲的大约讲了近半个小时,这也是我第一次站在讲台上作为一个老师面对这么多同学来讲,那一次我可是鼓了莫大的勇气才站在讲台上的,在我们小组正式汇报之前我们进行了一次排练,我当时就很紧张,是他们我们组的成员给了我鼓励让我有勇气去讲,讲完后他们给了我最大的掌声,我不会忘记也就是从那一刻起我觉得人不管在什么场合只要你有足够的勇气和信心把你的想法表达出来,那么就算有些观点可能不对,但是你已经赢得了人生的一半,那次的汇报不能算的上是很出彩但是是我们小组共同努力做出的成果,而且也赢得老师的肯定。这就是团队的力量,所以说一滴水只有放进大海里才不会干涸,人也是一样,只有你真正的融入到集体中时你才会发现集体的力量是多么的伟大。从这次课中我也学到了很多,一个团队要想发挥出最大的能量就要每个成员都真心的付出,平等的交流,那么就能收到一加一大于二的效果,团队学习提高了我们每一个人的学习效率,让我们在学习中感受到了学习的快乐,学习科学与技术这门课程的开设对于我们每一个人来说都是非常重要的,因为它改变了我们传统的学习观念,引入了新的学习观念,是我们每一个人学到的不仅是最新的知识而且还教会了我们生存的能力,因为人学习的最终目的是为了生存。
学习不仅需要理论和方法,而且需要介于理论和方法之间的技术,学习技术既是学习理论的具体化和操作化,又是具体的学习方法的综合和规范化。学习技术不是孤立的学习方法,而是具有内在联系的一整套学习方法体系。所以学习技术是我们学会自主学习,学会与不同背景的人在交流与协作中学习的非常有用的方式。这也是开篇桑新民教授告诉学习者的话。21世纪是科技的世纪,是竞争的世纪,是人才的世纪,要想成为人才就要学会自主学习学会与不同专业背景的人在交流与协作中学习,通过本课程的学习我发现了自己很多方面存在的差距,比如说关于PPT的制作,说到做大家都会但是要想做出精美的令人赏心悦目的PPT来就要有创新的想法和发散性的思维,还要有持之以恒的意志,另外,在人群面前说话的能力也是需要锻炼的,本课程就给我们提供了这样一个机会和方
法,教给我们沟通的技巧和表达的能力。本课程同样为我们呈现了使用多媒体教学的好处,以及使用多媒体的方法。
当然了学习科学与技术这门课程是一门理论性的课程偏向于文科,对于我们理科生来说理解起来有点难度,在学习的整个期间我也有很多地方不甚理解,就一带而过了,也没有具体的请教老师和同学,还有在各个小组汇报时所提到的各种信息获取工具比如BBS、虚拟社区、搜素引擎的使用等在课下我也没有具体的去尝试,这是我做的不好的地方,当然还有其他一些方面,但总的来说,这门课程还是让我学到了很多,以前对于理论课,我都是很头疼的,但对于学习科学与技术这门课我却偏偏爱上了它,每次小组汇报或老师讲课我都坐在前排,而且还能做笔记,这也培养了我好的学习习惯。
这一学期不知不觉已经快结束了,回顾这学期学的知识,受益匪浅,不仅了解了学习理论知识,在多媒体信息技术方面也有了一定提高。但同时也发现了自己所存在的不足,那么下一步要做的就是如何把学的知识应用到具体的学习生活中,在生活的点滴中加强巩固知识内容,并且发挥自身的学习优势,克服学习障碍,激发自己学的兴趣和动力,并注重在学习化团队建设中培养协作学习精神,在全新的学习环境与学习模式中理解和体验信息时代学习正在经历的变革,更新学习观念运用科学的学习理论指导自身的学习与发展,提高学习效率和学习能力。成为真正会学习的学习者。
导论
培养具有创造性和健康个性的终身学习者
欢迎各位同学选修“学习科学与技术”。这不仅是为高等学校本科生开设的一门公共选修课,而且是信息时代高校教学改革的前沿阵地。因此,我们更欢迎各位同学加入我们的信息化、学习化教育改革团队。
学习能力是决定一个人发展水平的关键因素。在以往高校的课程体系中,只有在心理学专业中才开设“学习论”。近年来,有些大学开设了介绍学习理论与学习方法的课程,取得了很好的成效,但缺乏与当代迅速发展的信息技术的有机结合。
课程目标与教育理念
本课程旨在为高校本科生开设一门培养适应信息时代需要的学习能力的跨专业教育类公共课。本课程不仅要学生了解和掌握学习的知识、方法、技术,更主要的是通过在全新的学习环境与学习模式中的学习实践与体验,使每个同学真正理解信息时代学习发生的深刻变革,更新自身的学习观念,学会运用科学的学习观念指导自身的学习与发展,总结和反思自己从小学到大学的学习经验与习惯,了解自己的学习类型、特点与个性,发挥自身的学习优势,克服学习障碍,激
发学习的兴趣和动力,理解和确立信息时代学习的四大支柱:学会求知、学会做事、学会共处、学会做人。在学习技术上要掌握“学习目标导向技术”、“自主学习技术‖、“团队学习技术”、“激发与强化学习动力技术”、
“学习评价与反馈调节技术”和统领这五项学习技术的思维方式“系统思考”,使每个同学的学习能力和学习效率得到较大提高。这样的学习能力显然是在信息社会中的基本生存能力。
1. 大学生为什么要学“学习科学与技术”
(1)学习能力是人类的基本生存能力,大学生学习能力的高低不仅决定着现实的学业成就,而且是决定今后事业成败的关键性因素之一。
学习是学生的天职,也是每一个学生生活中最重要的组成部分。不论是小学生还是大学生,从早到晚几乎都在忙着学习。然而,从小学到大学的众多课程中,却没有一门课程是专业教授学生关于学习的知识和技能,具体指导和帮助学生提高自身的学习能力与学习效率,使致学生的学习带有很大的盲目性。很多学生在学习中遇到学习障碍和挫折时,不仅得不到正确的指导和帮助,反而经常要受到不应有的歧视和打击,这样的学生往往都成为现行教育体系中的失败者,在教育的不同阶段被淘汰。很多即使已经考上大学的学生,也往往只会应付考试而不会学习,结果在自主化较强的大学学习生活中显得十分被动。这种缺乏自主学习能力的大学生一旦走上工作岗位,将会遇到更严峻的挑战和更大的压力。随着信息时代的来临,社会对个体学习能力的要求越来越强烈。联合国教科文组织在《学会生存》这一著名的
报告中指出,“未来的文盲是那些没有学会怎么样学习的人。”可见,在当今世界中国,个体的学习能力已经成为一项最基本的生存能力。因此,在大学生中开设“学习科学与技术”课程,系统的培养和提高大学生在信息时代的学习能力,不仅十分重要,而且非常迫切。
(2)对学习的研究是当今世界多学科交叉的前沿探索,有关学习的知识和技能,应该成为高校各专业学生必须了解和掌握的基础知识和基本技能。
人类的学习活动是一个极其复杂的系统。近30年来,对学习的研究成为多学科共同关注、联合攻关的热门领域,并已取得大量重要的成就。遗憾的是,很多成就尚未引入到教育理论与实践中来,成为影响高校教育质量的一个深层原因。作为一名大学生,只会考试是远远不够的,仅凭个体狭隘的学习经验,也不可能成为一个高效率的学习者,只有善于了解和捕捉国内外学习研究的新进展和新成果,用以指导和改善自身的学习,才能真正成为一名聪明的、紧跟时代步伐前进的优秀学习者。显然,有关学习的知识和技能,应该是高校各专业学生都必须了解和掌握的基础知识和基本技能。
(3)信息时代人类的学习方式正面临历史性变革,高校师生应成为推动这场变革的前沿探索者和受益者。
21世纪是人类又一部千年史册的开端。在这一时代的转折点上,人类正以惊人的速度走出工业文明,步入信息时代。信息时代的来临不仅改变着人们的的生产方式和生活方式,而起改变着人们的思维方式和学习方式,并导致发达国家和地区的高等教育越来越走向网络
化、虚拟化、国际化、个性化,这对高校师生既是严峻挑战,又是千载难逢的发展机遇。目前我国大学校园网已经普遍建立,如何使高校师生尽快适应这种日新月异的数字化生存新环境,是我国大学课程与教学改革必须着重研究和思考的重大课题。要想抓住机遇、迎接挑战,不仅需要运用现代信息技术改善高校的办学条件和教学环境,更重要的是必须更新广大师生的学习观念与教学模式,培养在多媒体和网络环境中高校学习的方法与能力,这是时代的要求,也是当今世界高等教育课程改革发展的大趋势。然而,当前在我国高校中,许多教师和学生都还缺乏这方面的意识和能力,这就迫切需要在大学开设一门专门培养大学生在信息化、网络化环境中创造性学习能力的教育类公共课程。
2. 本课程的主要特色与创新
(1)教学目标模式的特色与创新
学习目标层次化、阶段化、个性化、可视化,使每个学生都能掌握“学习目标导向技术”。
目前高校各门学科只有教学目标,缺少学生学习与发展目标,而且教学目标都是由学校或教师制定的,要求整齐化一,这样的目标导向很难适应不同类型大学生学习的内在需求,更难以激发不同个性学生学习的主动性与创造性。为改变这种目标模式,本课程要求学生在教师的指导下,制定不同层次与不同阶段的具体学习目标,包括三个层次的学习目标,即课程学习目标、小组学习与研究目标、个人学习与发展目标,并将总目标分解为不同时间完成的阶段性目标,这样就
使学习目标具体化、个性化,具有可操作性和可检测性。因为学习目标不仅是学习的导向,更是促进学习的动力,只有让每个学生都参与到个性化学习目标制定与评价过程中来,才能充分发挥学习目标的激励和导向作用。在此基础上,制定每阶段的学习研究计划。
(2)课程与教材模式的特色与创新
创造多媒体和网络的学习环境,用资源库代替教材、教参,并且由师生共同编写和创建本课程的教材和资源库,形成基于网络资源库的课程与教材新观念。
跨时空、大信息量、交互性和个性化,应该是高校信息化教学环境中课程新模式的主要特色;丰富的信息资源和方便的获取方式是课程新模式的主要优势;个性化、多媒体化、网络化、智能化的教育评价和考试模式则是课程新模式探索和建设中的难点;而能否尽快培养出一批能够理解和适应网络文化,并能参与网络文化创造的优秀师生队伍,则是高校课程新模式探索成败的关键。
(3)教学模式的特色与创新
“放飞学习者”!培养大学生自主学习、团队学习和研究性、创造性学习的能力和习惯。
以往高校教学模式主要是以教师讲授为主,本课程所探索的新教学模式彻底改变了教师灌输知识、学生死记硬背的消极被动的学习方式,学生能看懂的内容教师不再讲,锻炼和提高大学生的自主学习与协作学习能力,掌握“自主学习技术”和“团队学习技术”,以科研课题组的方式进行研究性、创造性学习,将教师的教案发给各专题研
一、离子交换分离法
1.分离原理:离子交换法是利用溶液通过离子交换树脂时发生在溶液和离子交换剂之间的相同符号的离子交换作用而使离子分离的方法。利用各种离子与离子交换树脂交换能力的不同,而使得被交换到树脂上的离子,再用适当的洗脱剂依次洗脱,从而达到分离目的。分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和特殊的交换树脂。
2.离子交换分离过程
(1)树脂的预处理:晾干 —— 研磨——过筛——浸泡/转型,之后再水浸泡(1—2d)—— 2—3倍,2mol/L HCl浸泡( 1—2d)——水洗至中性——得H+阳离子交换树脂或Cl-阴离子交换树脂。也可依需要用NaCl,NaOH,NH4Cl或Na2SO4等浸泡,使之转为相应的类型。
(2)装柱:在柱管底部装填少量玻璃丝,柱管注满水,倒入一定量的湿树脂,让其自然沉降到一定高度。装柱时应防止树脂层中夹有气泡。要保证树脂颗粒浸泡在水中。
交换柱
(3)交换 :将待分离的试液缓慢地倾入柱内,以适当地流速从上向下流经交换柱。试液中那些与离子交换树脂上可交换离子电荷相同的离子,将与树脂发生交换保留在柱上,而那些带异性电荷的离子或中性分子不发生交换作用,随着液相继续向下流动。
(4)洗涤:用合适的洗涤液将树脂上层残留的试液洗下去,同时把交换出来的离子和不发生交换作用的带异性电荷的离子及其它中性分子洗去。
(5)洗脱(解析):将置换上柱子的离子用淋洗剂(洗脱剂)置换下来。一般:阳树脂——HCl溶液洗脱;阴树脂——HCl、NaCl或NaOH等。
(6)再生(转型):使交换树脂上的可交换离子回复为交换前的离子,以使再次使用。有时洗脱过程就是再生过程。
3.离子交换分离的应用:如去离子水的制备、试样中总盐量的测定、干扰离子的分离、痕量组分的富集、有机化合物的分离等。
二、溶剂萃取
1.定义:溶剂萃取又称液—液萃取,就是使溶液与另一种不相混溶的萃取剂密切接触,以便溶液中的某种或几种溶质进入萃取剂中,从而与溶液中的其它干扰组分分离,也可用萃取的方法进行富集。
2. 原理:利用化合物在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度或分配系数的不同,使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过反复多次萃取,将绝大部分的化合物提取出来。 分配定律是萃取方法理论的主要依据,物质对不同的溶剂有着不同的溶解度。同时,在两种互不相溶的溶剂中,加入某种可溶性的物质时,它能分别溶解于两种溶剂中,实验证明,在一定温度下,该化合物与此两种溶剂不发生分解、电解、缔合和溶剂化等作用时,此化合物在两液层中之比是一个定值。不论所加物质的量是多少,都是如此。属于物理变化。用公式表示。CA/CB=K
要把所需要的化合物从溶液中完全萃取出来,通常萃取一次是不够的,必须重复萃取数次。正是利用分配定律的关系,来算出经过萃取后化合物的剩余量。
3.
萃取装置:
4.应用:溶剂萃取法主要用于痕量元素在测定前的分离和富集,以提高分析方法的选择性和灵敏度;还可以和某些仪器分析结合起来应用,更表现出它的显著作用。有干扰元素的分离、性质极相近的元素分离、痕量元素的富集、痕量有机污染物的富集等。
三、沉淀分离
1.定义:沉淀法是最古老、经典的化学分离方法。在分析化学中的作用:通过沉淀反应把欲测组分分离出来;把共存的组分沉淀下来,以消除它们对欲测组分的干扰。
2.沉淀分离的原理:根据溶解度的不同,控制溶液条件使溶液中的化合物或离子分离的方法统称为沉淀分离法。方法的主要依据是溶度积原理。
3.沉淀法中主要包括:沉淀分离法
共沉淀分离法
两种方法的区别主要是:沉淀分离法主要使用于常量组分的分离(毫克数量级以上);共沉淀分离法主要使用于痕量组分的分离(小于1mg/mL)。
4.沉淀分离主要应用对象:金属离子分离、富集。
四、离子色谱
1.离子色谱法Ion Chromatography(简称IC)是一种新的离子分离分析技术。
2.原理:用低容量薄壳型阳离子或阴离子交换树脂作为分离柱中的固定相,强电解质溶液作流动相(也叫淋洗液),以电导检测器为通用检测器。当淋洗液将试样带到分离柱时,由于各种离子对离子交换树脂的亲合力不同,因此它们分离开并依次被洗脱下来。
3.分类:离子色谱是分离离子型成份的所有色谱方法的统称。分为:离子对色谱 、子交换色谱和离子排斥色谱。其中离子交换色谱是离子色谱中最重要的分离方式。
五、柱色谱
1.定义:柱色谱法,又称层析法.是一种以分配平衡为机理的分配方法.色谱体系包含两个相,一个是固定相,一个是流动相.当两相相对运动时,反复多次的利用混合物中所含各组分分配平衡性质的差异,最后达到彼此分离的目的。
2.分类:柱色谱分为吸附柱色谱和分配柱色谱。
3.原理:
吸附色谱基本原理 :吸附色谱体系是由吸附剂、溶剂和试样三者构成的,试样在吸附剂和洗脱剂作用下,反复地在柱中进行吸附-解吸,从而继续用洗脱剂连续展开,由于在两相吸附能力的差异,顺次从柱中流出而得到分离。
分配色谱基本原理 :分配层析法是利用混合物的各个组分,在互不相溶的溶剂中的分配系数不同,而进行分离和纯化物质的一种层析方法。
4.操作过程
⑴ 装柱
干法装柱:将吸附剂通过漏斗形成细流,慢慢加入柱内,同时不断敲打使之均匀。打开下端活塞,从上端倒入洗脱剂冲柱,以排出柱内气泡,并保留一定液面。
湿法装柱:在柱中装入最初要用的洗脱剂,再倒入吸附剂,同时打开下端活塞,使洗脱剂带动吸附剂沉降到柱下端至完全,在吸附剂上面加少许棉花或小片滤纸。
(2)加样
溶液加样:将适量样品溶于极性较小的溶剂,置于分液漏斗,打开活塞迅速全部加于柱顶端。并在顶端放一块圆形滤纸,用针刺几个洞,再放上一层石子、沙子或玻璃珠,以防加洗脱剂时搅动柱顶表面。
拌样加样:取适量样品,用极性稍大的挥发性溶剂溶解后,与5倍量的吸附剂拌匀,挥尽溶剂,研粉后置于柱顶,尽量使样品带平整,再放上一层石子、沙子或玻璃珠。
(3)洗脱
采用的溶剂极性应由小到大逐步递增(梯度洗脱),洗脱溶剂系统可通过薄层色谱进行筛选(r = 0.2 ---0.3),在分离酸性或碱性物质时,加适量乙酸或氨、吡啶、乙二胺,防止拖尾。
层析技术在中药和食品生产中都有应用。
六、薄层色谱
1.定义:薄层色谱法通常指以吸附剂为固定相的一种液相色谱法。
2.原理:将固定相在玻璃、金属或塑料等光洁的表面上均匀地铺成薄层,试样点在薄层的一端,流动相借毛细作用流经固定相,使被分离的物质展开。比移值Rf =原点至组分点中心的距离/原点至流动前沿的距离
组分A的Rf =a/c
组分B的Rf =b/c
相对比移值Rx=组分的Rf值/物质x的Rf值
组分A相对于物质B的“相对比移值” RB =a/b
第一单元 信息时代学习方式的变革
本章以一个全景式的方式概括介绍了信息时代发展的技术杠杆以及文化内涵,剖析了信息时代学习方式正在发生的历史变革,展示当今学习的一个基本概况,并且提出了与新的学习方式相关的一些基本的概念,这些概念为后面课程的学习奠定了一个基础。本章提供了一个现代学习的宏观背景,使学生在学习后面章节的时候不自觉的会将学习放在信息时代这个宏观背景中进行思考,理解,从而挖掘其中的深层意义。
重点概念:学习方式、信息素养、21世纪的能力素质、E-learning
重点内容:学习方式的三次演变、信息素养的培养
难点:
1) 信息时代变革学习比变革技术更重要也更困难;
2) 信息时代读、写、算的变化。
在教学中建议让学生以列举事实、讨论的方式来加深理解信息时代学习方式的变革
第二单元 学习究竟是什么
本单元对古今中外的学习概念和学习定义进行了详细的考察和比较,帮助学生理解人类的学习活动和学习能力经历了一个由简单到复杂、由低级到高级的发展过程,人们对学习的认识同样经历了一个由片面到全面,由现象到本质逐步深化的发展过程。帮助学生从各种不同角度认识、理解和研究学习,树立科学的学习观。
重点概念:学习的“学”“行”关系、学习的本质、认知结构
重点内容:心理学对学习的认识和解读、学习观念的更新
难点:学习本质的理解
在教学上建议让学生围绕一个专题(基本概念和基本理论)搜集和整理资料,画概念图,进行研究性学习,在不同学术观点的争论和比较中提高理论修养,培养理论学习的能力和兴趣。
第三单元 人是如何学习的
本单元是在第二单元概念更新的基础上,从认知科学、脑科学的视角对学习的深度解读,通过专家与新手的认知差异、信息加工模型、脑科学、元认知、学习与记忆等方面展示了学习的机制和主要科学研究观点。帮助学生更深刻、全面的了解学习,并用这些理论来科学地指导、改善自己的学习实践。
重点概念:元认知,脑科学的相关术语
重点内容:学习的信息加工模型、专家与新手的认知差异、元认知及元认知能力的培养 难点:专家与新手的认知差异、元认知
本单元内容是对认知科学和脑科学研究的高度概括、比较抽象,术语概念比较多。学生相关的背景知识不够是教学的难点之一,所以在教学上建议先介绍认知科学、脑科学的相关背景知识,再让学生借助网络资源进行学习。
第四单元 学习的类型和学习者的个性差异
知己知彼,百战不殆,学习也是如此,最高效的学习是个性化的学习,针对不同的学习内容选择适合自己的个性化的学习方法。只有对自己学习的风格进行比较深入的了解之后,才能根据自己的特点规划学习。本章主要是从不同的维度对学习以及学习者的学习风格进行了分类,知识点相对比较零散,但实用性比较强,贴近实际,帮助学习者从不同角度了解学习的不同分类和自身学习特点。
重点概念:有意义学习、机械学习、发现学习、学习者的个性差异(学习风格)
重点内容:知识概念的学习、动作技能的学习及社会规范学习的特点及相互差异、有意义学习与机械学习、接受学习与发现学习。
难点:
1) 有意义学习与机械学习;
2) 知识概念学习、动作技能以及道德学习的学习规律及差异
本单元前一部分比较抽象,后一部分知识点比较零散。在教学中建议学习的类型以教授和讨论的方式为主,学习者学习风格让学生画概念图梳理知识,并反思自己的学习,将自身作为本单元理论的应用对象进行分析实践。
第五单元 学习评价与学习效率
本单元在介绍学习评价的相关理论及新的学习评价观的基础上,介绍测试、档案袋评价、
量规、学习契约、反思评价表以及概念图等评价技术,希望学习者掌握并应用这些评价技术管理自己的学习,对学习活动的因素进行系统思考,提高学习者学习效率。
重点概念:学习评价、档案袋评价、量规评价
重点内容:学习评价观念的更新,综合运用档案袋评价、量规评价、概念图评价等学习评价技术以改进自己学习活动,提高学习效率。
难点:档案袋评价和反思表评价的实施;如何在日常学习中实施各种学习评价技术? 在教学中建议将各种评价技术与课程教学的评价方案结合在一起,让学生在活动和学习中了解学习评价技术的特征和优缺点。
第六单元 创建学习型组织的理论与艺术
本单元讲述的是创建学习型组织的理论与艺术,首先从个体学习、协作学习以及团队学习的区别与联系入手,指出团队学习是一种新型的高效学习形式,阐述了信息时代下团队学习的必要性。在创建学习型组织首先界定了“学习型组织”这个概念,然后重点讲述了创建学习化团队的六要素及基本技能.并且介绍了几项创建学习型组织的策略与艺术,帮助同学们创建并管理好学习团队,进一步培养和修炼大学生的团队学习技能。
重点概念:学习型组织、系统思考、深度汇谈、共同愿景
重点内容:学习行团队创建的要素和基本技能、团队沟通技能
难点:深度汇谈、系统思考等团队学习技术如何在团队学习的实际中有效应用?
在教学中建议将内容穿插到学生在团队学习实践的过程中,结合团队学习中遇到的问题进行案例分析。
★ 项目技术总结报告
★ 技术项目合同范本