课程表的空间模型及排课算法分析的教育论文

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第一篇:课程表的空间模型及排课算法分析的教育论文

摘 要 本文在课程表问题分析的基础上,建立了课程表的空间数学模型,并据此模型推出排课算法,建立了排课系统的E-R图,描述了采用软件实现排课的计算过程。

关键字 排课算法 数学模型 E-R图引言

随着计算机的普及,如何利用软件系统来进行课程编排,是各个高校面临的问题。目前已经有一些比较成熟的排课软件,其大部分作为教务管理系统的一个子系统存在,其排课算法和数据采集效率及排课效率都各不相同,各有特点。高校课程表排课设计因素多和结构复杂被归结为NPC(Nondeterministic Poly-nominal Complexity)问题。本文在文献[2]提出的课程表的矢量空间的概念基础上,进一步完善设计及算法,并实现一个更具体可行的排课过程。排课问题描述

课程表的问题,是解决教师、课程、班级、教室、时间的组合问题,这个问题的数学描述是给定一组学生S(S1,S2,……Si),一组课程C(C1,C2,……Cj),一组教师T(T1,T2,……Tk),一组教室R(R1,R2,……Rm),一个时间序列N(N1,N2,……Nn),问题的求解目的是找出这些序列的每个元素之间的一一对应关系,其中这些元素的组合要满足一定的对应关系。诸如:①S-C 之间的对应关系;②T-C 之间的对应关系;③R-C 之间的对应关系;④T-N 之间的对应关系;⑤S-N 之间的对应关系;这些对应关系是主要考虑的限制条件,还有一些次要的限制条件。这是一个复杂的NPC问题,它的求解是一个完整类的求解问题。在文献[2]中使用代数的矢量空间的概念,将S,C,T,N,R 中每个组中的每一个元素的组合用5 维空间的点来表示,合并S和C为一个维度,合并N和R为一个纬度,可得3维空间点阵。本文引入教学任务概念,如图1所示,本文进一步将空间点阵细化,明确具体开课点在空间上的交点来源及含义。在T,C,S对应的平面上的点定义为教学任务1(C1,S1,W1,T1),C,S坐标上对应的点是班级排课序列,空间点P1,P2即为求的开课的时间和地点。排课问题求解方法

根据图1描述空间点情况,排课问题的解就是空间中对应的交点P1,P2等。求解过程如下:

(1)确定CS轴上的点:此过程就是给班级排课,某班(S)上某门课程(C),在什么类型的教室上课(O),每周几课时(V),开课时间(开课周数,如单周开课、双周开课、5~10周开课等)(Y)。

(2)确定NR轴上的点:此过程为列出所有可用教室。此轴上应该列出每节(N)所有可用的教室资源(R),此外,每个教室对应有教室类型(O)。

(3)确定T轴上的点:此轴上列出所有的教师资源(T)。

(4)确定TCS平面上的点:此过程就是安排教学任务,也就是教师任课选择。

(5)寻找TCSNR空间上的点:此过程就是排课,根据教学任务列出的教室类型,查找符合条件的NR上的点,从而完成排课。

在排课求解过程中,潜在几个约束必须要满足:

(1)一个班级在某一节课时只能在一个地点上课;如得到P1前,必须检查S1在N1时刻是否已经存在一个交点。

(2)一个教师在某一节课时只能在一个地点上课;如得到P1前,必须检查T1在N1时刻是否已经存在一个交点。

(3)一个地点在某一节课时只能有一个教学任务;如得到P1前,必须检查N1R1是否已经存在交点,合班教学除外。

(4)一个地点的座位数是否大于上课学生总数;如得到P1前,必须检查R1座位数是否大于S1。数据库建模

根据对排课问题的求解方法,定义数据库E-R图,如图2所示。在此E-R模型中,教学任务的定义十分重要,在此将教学任务的主要属性都列出,教学任务主要属性有班级、课程、教师、开课周、周课时、上课所需教室类型等。在设计中,开课周用20个字符来表示是否安排教学计划(前提为学期教学周定义为20周,若学期教学周为18周,则用18个字符),若某周安排上课,则对应字符为1,否则为0,如:某课程在一学期每周都安排上课,则字符串为“11111 11111 11111 11111”,某课程在一学期只有单周安排上课,则字符串为“***01010”,某课程在一学期只有双周安排上课,则字符串为“***10101”,某课程在一学期第5到10周安排上课,则字符串为“***00000”,依此类推。此外,教学任务对于合班上课的处理可以虚拟为一条教学任务,这样可在排课过程中保持教学任务与教室、时间的一一对应关系。排课过程

排课遵循排课问题求解方法所描述过程,首先是教学任务数据的采集,采用Web模式,各教学部门首先对于班级排课,然后对于教师排课,然后选择上课场地类型,并且选择对应的周学时,从而生成教学任务。采用此方式,降低教务部门的压力,各系的教学任务由个系自己提交完成,然后教务处审核,通过后即可进行排课任务。排课程序采用VC程序实现,排课过程采用自动排课和手动调课结合的方式,自动排课具体方法就是将教学任务安排到时间与地点构成的点上,并同时检查是否同时满足约束4个约束条件,如果满足,则教学任务安排上课完毕,并对于教学任务做已安排标记;否则,继续下一个时间与地点构成的点并检查约束。手动排课对于自动排课不完或者不合理的地方进行手动调整,使课程表更加合理。排课过程需要按照一定的顺序进行,即对于教学任务中要求的资源相对短缺的先进行计算排课,对于一般要求或者资源相对充裕的后排课,这就要求排课前必须先对于全部资源和教学任务进行计算,由程序来统计出上课需求资源和实际资源,从而进行优先级别排序,依顺序进行排课。排课过程中需要考虑的特殊问题的处理:

(1)上大课(合班上课)的处理,合班上课会违反第(3)个约束,因此对于合班上课首先将其教学任务合并。

(2)公共选修课的处理:全校范围内选修某门课程,根据学生选修情况分班,该分班结果为虚拟班级,然后对虚拟班级排课,此外,控制选修课程在固定的时间范围开设,以免违反第(2)个约束。

(3)双肩挑教师上课时间的处理:对于双肩挑教师,设定某一时间段统一不排课。

(4)双职工教师上课时间的处理:处于人性化考虑,属于此类教师,3、4节不能同时排课。结束语

本文描述了课程表的空间点阵模型及排课算法,另外给出了课程表的E-R图,可以据此顺利实现一个排课系统,具有较高的实用价值。本文所描述的算法已经对于1500条实际教学任务的学校进行了2个学期的排课,结果比较理想,因此具有一定的实用性,此外对于课程表排好后,采用Web方式发布,随时随地可以查询和打印,方便快捷。

参考文献

[1]潘以锋.高校智能排课系统的算法[J].上海师范大学学报(自然科学版),2006,(10)

[2]花鹏飞.课程表问题的数学分析[J].中国科技论文在线

[3]李增智等.课程表问题的一种混合型模拟退火算法[J].西安交通大学学报,Vo.l37,No 4(2003)

[4]郭方铭等.采用增强学习算法的排课模型[J].计算机工程与设计,Vol.24,No11(2003)

[5]陶滔等.多维冲突在排课算法中的应用[J].华东地质学院学报,Vol.24,No 3(2001)

第二篇:信息系统渗透测试原理及模型分析论文

信息系统渗透测试原理及模型分析

Information Systems Penetration Testing Principle And

Model Analysis

姜志坤

摘 要:信息化是当今世界发展的大趋势,是推动经济社会变革的重要力量。大力推进信息化,是覆盖我国现代化建设全局的战略举措,是贯彻落实科学发展观,全面建设小康社会、构建社会主义和谐社会和建设创新型国家的迫切需要和必然选择。如何以信息化提升综合国力,如何在信息化快速发展的同时确保国家信息安全,这已经成为各国政府关心的热点问题。信息安全已经从国家政治、经济、军事、文化等领域普及到社会团体、企业,直到普通百姓,信息安全已经成为维护国家安全和社会稳定的一个重要因素。随着国家信息安全测评工作的推进和深化,对信息系统安全测试的要求也逐步提高,渗透测试作为信息系统安全测试的一项高级别和高难度的测试项目,在信息安全测评中逐渐受到高度重视并得到推广应用。本文通过对目前渗透测试的过程和原理做了详细的分析, 并提出了测试方法和测试模型。

关键字:信息安全 渗透测试 测试项目 测试模型

1.渗透测试概述

作为网络安全防范的一种新技术,对于网络安全组织具有实际应用价值。但要找到一家合适的具有授权资质的公司实施渗透测试并不容易。

近来防御黑客与病毒的攻击已经成为一种非常困难的工作。保护自己的信息系统不受恶意攻击者的破坏,维护系统安全已经成了企业里非常重要的工作。以金融业为例,某银行部署了多台防火墙,购买入侵检测系统、网络安全审计系统等,也定期进行漏洞扫描,应该很安全,但黑客入侵、储户数据遭窃、网站遭受攻击等安全事件仍层出不穷,也许被黑客入侵的机率只有0.001%,但发生后就是100%。

(一)渗透测试(Penetration Testing)网络定义

定义一:渗透测试是一个在评估目标主机和网络的安全性时模仿黑客特定攻击行为的过程。详细地说,是指安全工程师尽可能完整地模拟黑客使用的漏洞发现技术和攻击手段,对目标的安全性作深入的探测,发现系统最脆弱环节的过程。

全的认知程度,使所有成员意识到自己的岗位在整个组织的安全中不可或缺的地位,有助于整体安全意识的提升。

(六)渗透测试的作用

渗透测试的作用一方面在于,解释所用测试设备在测试过程中所得到的结果。即使您对信息系统进行漏洞扫描。但也并不能全面地了解漏洞扫描得到的结果,更别提另外进行测试,并证实漏洞扫描系统所得报告的准确性了。

(七)怎么进行渗透测试

除了找到合适工具以及具备资质的组织进行渗透测试外,还应该准确确定测试范围。攻击者会借助社会工程学、偷窃、贿赂或者破门而入等手法,获得有关信息。真正的攻击者是不会仅仅满足于攻击某个企业网络的。通过该网络再攻击其它公司往往是黑客的惯用伎俩。攻击者甚至会通过这种方法进入企业的ISP。

为了从渗透测试上获得最大价值,应该向测试组织提供尽可能详细的信息。同时签署保密协议,这样,您就可以更放心地共享策略、程序及有关网络的其它关键信息。

还要确定被测信息系统,哪些系统需要测试。虽然你不想漏掉可能会受到攻击的某个系统,但可能仍想分阶段把渗透测试外包出去,以便每个阶段专注于网络的不同部分;同样您也可以作为一个大的信息系统来测试,对各个子系统进行关联分析,从而有效地降低系统被攻破的风险。

2.渗透测试原理 2.1 渗透测试原理

渗透测试就是利用网络安全扫描器、专用安全测试工具和富有经验的安全工程师的人工经验对网络中的核心服务器及重要的网络设备,包括服务器、网络设备、防火墙等进行非破坏性质的模拟黑客攻击,侵入系统并获取机密信息并将入侵的过程和细节产生报告给用户。

2.2 渗透测试过程

在一个实际的渗透测试过程中,渗透测试项目的实施一般分为三个阶段:前期准备阶段、渗透测试阶段、后期总结阶段。

(一)前期准备阶段 1)委托书确认

签署授权委托书,并同意测试工程师实施渗透测试。

3.渗透测试分类及方法 3.1测试分类

(一)按信息获取方式分类

从渗透的前期资料准备和信息获得来看,渗透测试/攻击可分为以下3类。1)黑盒(Black Box)渗透

黑盒(Black Box)渗透测试通常是从目标网络的外部进行渗透模拟的,这意味着,除了被测试目标的已知公开信息外,不提供任何其他信息。渗透者完全处于对目标网络系统一无所知的状态,只能通过Web、E-mail等网络对外公开提供的各种服务器,进行扫描探测,从而获得公开的信息,以决定渗透的方案与步骤。

通常来说,黑盒渗透测试用于模拟来自网络外部的攻击行为。2)白盒(White Box)渗透

白盒(White Box)渗透测试与黑盒渗透测试相反,渗透测试者可以通过正常渠道,向请求测试的机构获得目标网络系统的各种资料,包括网络拓扑结构、用户账号、操作系统、服务器类型、网络设备、代码片断等信息。

渗透者可从目标网络系统外部或内部两个地点,进行渗透模拟测试,但是通常而言,这类测试是模拟网络内部人员的越权操作。

3)灰盒(Gray Box)渗透

灰盒(Gray Box)渗透测试介于以上两者之间。

(二)按目标对象分类

从渗透模拟攻击的对象来看,渗透测试又可分为以下几种。1)主机操作系统渗透

对目标网络中的Windows、Linux、UNIX等不同操作系统主机进行渗透测试。本书重点讲述的是对Windows主机操作系统的渗透。

2)数据库系统渗透

对MS-SQL、Oracle、MySQL等数据库系统进行渗透测试,这通常是对网站的入侵渗透过程而言的。

3)网站程序渗透

渗透的目标网络系统都对外提供了Web网页、E-mail邮箱等网络程序应用服务,这是渗透者打开内部渗透通道的重要途径。

1)相关边缘信息收集

在这一步骤中,攻击者会通过网络搜索、实地了解等各种方法,充分地利用网络搜索和社会工程学,采集攻击目标的相关信息。

获取的信息内容和方式包括目标网络系统中的一些边缘信息,如目标网络系统公司的结构、各部门职能、重要机构分支,以及内部员工账号组成、身份识别方式、邮件联系地址、QQ或MSN号码、各种社交网络账号与信息、管理员的网络习惯等。

2)网络信息收集

在这一步骤中,要收集目标网络的各种网络信息,所使用的手段包括Google Hacking、WHOIS查询、DNS域名查询和网络扫描器等。

最终的目的是要描绘出目标网络拓朴结构、公司网络所在区域,子公司IP地址分布,VPN接入地址、各种重要服务器的分布、网络连接设备等信息。

3)端口/服务信息收集

在这一步骤中,利用各种通用的端口服务扫描工具,扫描目标网络中对外提供服务的服务器,查询服务器上开放的各种服务,例如,Web、FTP、MySQL、SNMP等服务。

4)漏洞扫描

在上面的步骤中,获得目标网络各服务器开放的服务之后,即可对这些服务进行重点扫描,扫出其所存在的漏洞。

例如:针对操作系统漏洞扫描的工具有X-Scan、ISS、Nessus、SSS、Retina等;针对Web网页服务的扫描工具有SQL扫描器、文件PHP包含扫描器、上传漏洞扫描工具,以及各种专业全面的扫描系统,如AppScan、Acunetix Web Vulnerability Scanner等(见图3-1);针对数据库的扫描工具有Shadow Database Scanner、NGSSQuirreL,以及SQL空口令扫描器等。

另外,许多入侵者或渗透测试员也有自己的专用扫描器,其使用更加个性化。

(三)纵向提升权限

通过上面的步骤,攻击者可能已成功入侵目标网络系统对外的服务器,或者内部某台主机,此时需要完全获得主机的最高控制权。

虽然此时攻击者已获得了主机的一些控制权限,但是对于进一步的渗透攻击来说还是不够。例如,攻击者入侵了某台Web服务器,上传了Webshell控制网站服务器,然而却没有足够的权限安装各种木马后门,或者运行一些系统命令,此时攻击者就需要提升自己的权限。

纵向权限提升按入侵方式来分,主要可分为以下两类。1)Webshell提权

Webshell提权是渗透入侵中经常遇到的一种情况,攻击者常常会通过Web网站脚本途径入侵网站服务器,并上传Webshell。通过Webshell对主机进行操作时获得的控制权限往往是继承了Web账号权限的,完全不足以对目标主机进行系统级的控制操作。因此攻击者常常会采用各种手段,提升Webshell的操作权限。

2)账号提权

账在权限提升过程中,攻击者通过扫描或密码破解等方式,可能会获取目标主机的系统登录账号,或数据库访问账号等。不过这些账号通常是权限不足,在进行进一步的渗透测试时,可能会没有足够的权限打开一些密码存储文件,无权安装嗅探工具,甚至没有权限执行一些很基本的命令,这时必须进行提权,以获取更高级别的账号控制权。

在进行纵向提权操作步骤中,所采用的提权手段是相似的,都是利用目标主机系统上的系统或软件漏洞进行提权。具体的提权手段包括系统或软件的本地溢出攻击、密码破解、服务替换等,这在Webshell提权中体现得尤为明显。

需要说明的是,如果攻击者采用远程溢出,或者通过木马诈骗运行等方式入侵控制主机,获得的将是最高的系统权限,此时无须进行纵向提权的步骤。

(四)开辟连接通道,突破内网环境限制

在对内网进行渗透入侵之前,攻击者还需要突破各种网络环境限制,例如,内部网络作为Vlan划分隔离,或者在网关设置了防火墙无法进行连接等。

其中最重要的一点就是,如何利用已控制的主机,连接攻击其他内部主机。由于目标网络内的主机是无法直接进行连接的,因此攻击者往往会使用代理反弹连接到外部主机,会将已入侵的主机作为跳板,利用远程终端进行连接入侵控制。

在此过程中,涉及的攻击手段更加多样,如防火墙杀毒软件的突破、代理的建立、账号后门的隐藏破解、3389远程终端的开启和连接等。

图4-1 渗透测试模型

4.2 模型分析

渗透测试模型从信息收集到结果报告的生成过程是全自动的,无人干预,在此过程中,信息收集的结果筛选和各模块之间的参数传递是一个实现上的难题;另外,漏洞及漏洞利用程序的及时更新也是渗透测试软件的一个关键技术。

(一)信息收集的结果筛选和各模块之间的参数传递

参考文献

[1] An Overview of Penetration Testing [R].The MIS Corporate Defence 2001 [2] Internet Penetration[EB/OL] http://www.xiexiebang.com/ 2002 [3] VPN Penetration Test[R].Network Intelligence, Penetration Test Team.2004 [4] 渗透测试操作实务[EB/OL] http://www.xfocus.net/ 2005 [5] 温鹏 滕大鹏 仲治国 七剑黑客入门工具实例演练100 山东电子音像出版社 2005.10 [6] 肖遥 网络渗透攻击与安防修练 电子工业出版社 2009.4

第三篇:论文抄袭检测算法及修改

论文抄袭检测算法:

1.论文的段落与格式

论文检测基本都是整篇文章上传,上传后,论文检测软件首先进行部分划分,上交的最终稿件格式对抄袭率有很大影响。不同段落的划分可能造成几十个字的小段落检测不出来。因此,我们可以通过划分多的小段落来降低抄袭率。

2.数据库

论文检测,多半是针对已发表的毕业论文,期刊文章,还有会议论文进行匹配的,有的数据库也包含了网络的一些文章。这里给大家透露下,很多书籍是没有包含在检测数据库中的。之前朋友从一本研究性的著作中摘抄了大量文字,也没被查出来。就能看出,这个方法还是有效果的。

3.章节变换

很多同学改变了章节的顺序,或者从不同的文章中抽取不同的章节拼接而成的文章,对抄袭检测的结果影响几乎为零。所以论文抄袭检测大师建议大家不要以为抄袭了几篇文章,或者几十篇文章就能过关。

4.标注参考文献

参考别人的文章和抄袭别人的文章在检测软件中是如何界定的。其实很简单,我们的论文中加了参考文献的引用符号,但是在抄袭检测软件中。都是统一看待,软件的阀值一般设定为1%,例如一篇文章有5000字,文章的1%就是50字,如果抄袭了多于50,即使加了参考文献,也会被判定为抄袭。

5.字数匹配

论文抄袭检测系统相对比较严格,只要多于20单位的字数匹配一致,就被认定为抄袭,但是前提是满足第4点,参考文献的标注。

论文查重修改技巧大全:

方法一:外文文献翻译法

查阅研究领域外文文献,特别是高水平期刊的文献,比如Science,Nature,WaterRes等,将其中的理论讲解翻译成中文,放在自己的论文中。

优点:

1、每个人语言习惯不同,翻译成的汉语必然不同。因此即使是同一段文字,不同人翻译了之后,也 不会出现抄袭的情况。

2、外文文献的阅读,可以提升自身英语水平,拓展专业领域视野。

缺点:英文不好特别是专业英文不好的同学实施起来比较费劲。

方法二:变化措辞法

将别人论文里的文字,或按照意思重写,或变换句式结构,更改主被动语态,或更换关键词,或通过增减。当然如果却属于经典名句,还是按照经典的方法加以引用。

优点:1.将文字修改之后,按照知网程序和算法,只要不出现连续13个字重复,以及关键词的重复,就不会被标红。2.对论文的每字每句都了如指掌,烂熟于心,答辩时亦会如鱼得水。

缺点:逐字逐句的改,费时费力。

方法三:减头去尾,中间换语序

将别人论文里的文字,头尾换掉中间留下,留下的部分改成被动句,句式和结构就会发生改变,再自行修改下语病后,即可顺利躲过论文查重。

优点:方便快捷,可以一大段一大段的修改。

缺点中文没学好的,会很费劲,要想半天。

方法四:转换图片法

将别人论文里的文字,截成图片,放在自己的论文里。因为知网论文查重系统目前只能查文字,而不能查图片和表格,因此可以躲过论文查重。

优点:比改句序更加方便快捷。

缺点:用顺手了容易出现整页都是图片的情况,会影响整个论文的字数统计。方法五:插入文档法

将某些参考引用来的文字通过word文档的形式插入到论文中。

优点:此法比方法四更甚一筹,因为该方法日后还可以在所插入的文档里进行重新编辑,而图片转换法以后就不便于再修改了。

缺点:还没发现。

方法六:插入空格法

将文章中所有的字间插入空格,然后将空 格 字 间距调到最小。因为论文查重的根据是以词为基础的,空格切断了词语,自然略过了论文查重系统。

优点:从论文查重系统的原理出发,可靠性高。

缺点:工作量极大,课可以考虑通过宏完成,但宏的编制需要研究。

方法七:自己原创法

自己动手写论文,在写作时,要么不原文复制粘贴;要么正确的加上引用。

优点:基本上绝对不会担心论文查重不通过,哪怕这个查重系统的阈值调的再低。缺点:如果说优缺点的话,就是写完一篇毕业论文,可能会死掉更多的脑细胞。论文查重修改的规律:

论文查重是一个匹配的过程,是以句为单位,如果一句话重复了,就很容易判定重复了,所以:

1)如果的确是经典的句子,就用上标的尾注的方式,在参考文献中表达出来。

2)如果是一般的引用,就采用罗嗦法,将原句中省略的主语、谓语、等等添加全,反正哪怕多一个字,就是胜利。

3)也可以采用横刀法,将一些句子的成分,去除,用一些代词替代。

4)或者是用洋鬼子法,将原文中的洋名,是中文的,就直接用英文,是英文的直接用中文,或是中文的全姓名,就用中文的名,如果是中文的名,就找齐了,替换成中文的姓名。

5)故意在一些缩写的英文边上,加上(注释)(画蛇添足法),总之,将每句话都可以变化一下,哪怕增加一个字或减少一个字,都是胜利了。

6)如果是引用,在引用标号后,不要轻易使用句号,如果写了句号,句号后面的就是剽窃了(尽管自已认为是引用),所以,引用没有结束前,尽量使用分号。有些人将引用的上标放在了句号后面,这是不对的,应该在句号之前。

7)可以将文字转换为表格、表格基本是论文查重不了的,文字变成图形、表格变成图形,一目了然,绝对不会检查出是重复剽窃了。

第四篇:教师教学管理胜任力模型分析论文

[摘要]将胜任力模型引入到教学管理中,建立教师CDIO胜任力模型,包含学习能力、教育能力、专业综合能力(含实践能力)、创新能力、管理能力、思想道德素质、身心健康素质、亲和力、工作热情度、沟通技能10个方面。构建由自学习与激励循环的胜任力提升机制、CMM评价方法及柔性管理策略的胜任力教师教学管理模型。根据胜任力模型进行教学管理,依教师能力进行管理,减少管理矛盾,进而不断提升教师胜任力、提高管理效率。

[关键词]胜任力模型;CDIO教学;胜任力提升与评价;教学管理

胜任力是1973年DavidMcClelland提出的概念,主要指直接影响工作绩效的个人条件和行为特征[1]。之后,胜任力概念进一步具体化,Fleish-man等将胜任力归纳为知识、技能、能力、激励、理念、价值观和兴趣的综合。并且提出胜任力的有效发挥,很大程度上会受到工作环境、工作条件以及岗位特征的影响[2]。国内胜任力研究自20世纪90年代末开始,逐渐成为管理领域关注的焦点[3],也有学者将胜任力模型引入到高校教师管理方面,如徐锋研究了基于胜任力模型的高校教师信息化管理[4];王健等对高校教师胜任力模型进行研究及应用[5];熊科就基于胜任力模型的高校教师人力资源管理改革工作进行研讨并实践[6]。本文结合广州大学机电工程系CDIO工程教育改革实际情况,借鉴胜任力概念,构建教师CDIO胜任力模型,并应用到日常教学管理中,为工科院系的教学管理提供参考思路。

1机电系教师CDIO胜任力模型

广州大学机电工程系自2008年开始实施CDIO工程教育改革试点,先后制定了2008~2009级改进性人才培养方案、2010级CDIO机电工程人才培养方案、2012级CDIO改善型机电工程人才培养方案。从人才培养方案和课程大纲演变过程看到,教师教学胜任力较其他普通机电院系有一定的特殊性:知识深度与广度、实践技能的全面性、学生评价的全面性等方面有更高的要求。根据这种情况,构建的教师CDIO胜任力模型包括教师CDIO胜任力内容、教师CDIO胜任力提升机制、教师CDIO胜任力评价三个方面。

1.1教师CDIO胜任力内容

教师CDIO胜任力内容包括10个方面:教师的学习能力、教育能力、专业综合能力(包括教师工程背景与实践能力)、创新能力、管理能力、思想道德素质、身心健康素质、亲和力、工作热情度、沟通技能。学习能力是指教师获取信息、掌握新知识、增长专业技能的能力。学习能力使教师具备自学习能力、指导学生学习的能力、科研能力,并使教师不断获取本领域的新技术、新进展,及时进行技术与知识更新。例如机械原理教学,教师要能及时获取机械原理研究的进展状况,将新技术(如机构自由度的计算、变胞机构等)融入到教学中;教育能力是教师在教学过程中引导和帮助学生学习知识的技能综合,并指导学生树立正确的世界观、人生观和价值观。例如机械课程教学中,要能根据课程的不同,调整教学方法,提升教学效果,让学生掌握更多更深的专业知识。专业综合能力是教师传授专业知识的基础,教师应掌握本专业领域的基础知识,除了对传授的课程知识非常熟悉外,还需熟悉邻近领域的知识,如机械设计课程教学也需要提到一些力学、机构、机械控制等方面的知识。在CDIO工程教育中,教师的专业综合能力还包括其工程背景和实践能力,能够给学生介绍知识的工程背景,并在实践教学中有效地指导学生;创新能力是教师不断超越自我和现状并取得新成绩的能力,包括创新观念、创新思维、创新方法、创新集成等方面。由于学生群体生活环境不断变化,教育理念也应与时俱进,要在教学过程中及时发现问题、提出新的教学方法、驱动项目,敢于不断突破、不断创新。例如,随着机械设计技术的发展,机械CAD/CAE/CAM一体化技术应用越来越广泛而且相当实用,在相关课程教学中,可以将这些平台融入到教学中,提高学生的学习积极性;管理能力是教师在教学过程中的调控能力及教学团队的管理能力,包括领导能力、培养骨干能力、整合资源能力、组织协调能力等,使学生处于高效学习状态。例如,在课堂教学过程中对教学进度与课堂秩序的掌控能力,有助于获得良好的教学效果;思想道德素质包括思想素质、政治素质和道德素质。教师具备较高的思想道德素质,有助于全身心地投入教学中,并具备乐于奉献的精神,易于服从教学管理;身心健康素质要求教师有充沛的精力、健壮的体质、敏捷的反应及健康的人格和心理状态。身心健康的教师能够心平气和地对待教学工作,也利于客观地评价学生;亲和力是指教师能与学生建立相互信任的关系,形成一种无声的感召力,能够融入学生群体。亲和力高有利于教师与学生交流,真正了解学生学习中存在的问题,为不断完善教学奠定基础;工作热情度要求教师甘于奉献、能为教育事业全身心的投入;沟通技巧是教师与学生或教师间信息传输及时与准确的技能,包括良好的语言表达能力、良好的沟通与倾听技巧,能够在沟通中捕捉信息、发现问题、沟通思想、适时指导。从上面的分析看到,教师的CDIO胜任力涵盖的方面比较广,很难要求教师一开始就具备如此的胜任力,因此需要有提升机制和评价体系促进教师胜任力提升。

1.2教师CDIO胜任力提升机制

教师CDIO胜任力提升是一个值得关注的问题。这里应注意到教师胜任力受一些因素的影响,如自身素质、学校环境、社会环境,如图2所示。其中自身素质包括知识与技能(教师对专业领域知识与技术的掌握情况)、个性行为特征(教师的人格特征及其典型行为方式)、智商与情商、动机与需要(教师为达到一定目标而采取行动的内驱力);学校环境包括岗位特征(岗位应与个人能力匹配)、激励因素(要有教师价值认可、工作成就感、良好的福利待遇及个人发展空间)、校园文化(有利于教师CDIO胜任力发展的校园文化)、进阶计划(学校的远景规划、满足教师不断进阶的发展空间);社会环境包括政策、社会习惯、文化传统、道德风气、价值观、经济发展水平、创新方法推广等。教师的CDIO胜任力不是与生俱来,而是在学校和社会环境下不断学习与积累的结果,这种学习与积累直接影响胜任力的发展和形成,故从这些影响因素中寻求胜任力提升机制,根据胜任力内容及各影响因素。教师胜任力提升主要靠教师的自学习与内外部的激励。教师通过不断学习(探索反思),使专业技能、思维能力、创新能力、再学习能力、抗压能力等得到加强与拓展,是对原有胜任力的一个扩展与重构的过程。教学这种自学习需要一种动力支撑,这个动力需要内外部的激励来维持,内部激励来自教师自身的进步要求、自我目标实现的需要;而外部激励需要学校环境和社会环境给予激励,如选派进修、鼓励、奖励、认可等。同时也应看到,教师胜任力的提升是无止境的,并随着时代的进步需要不断完善与更新,表现为一个螺旋上升的通道。对于教师专业综合能力的提升,针对理论与实践采用对应的方案:(1)定期选派教师去国内外知名高校做访问学者,参与机械专业领域比较知名的课题组的科研工作,了解专业领域的发展前沿,丰富教师的专业新知识、新技术;(2)定期选派教师特别是青年教师去企业挂职锻炼,让教师脱产去知名企业从事技术工作,使教师在工程实践中了解制造工艺、解决工程实际问题,提升其实践能力。

1.3教师CDIO胜任力评价

根据教师CDIO胜任力提升的机制,需要建立一个有效的评价方案。根据先前的工作经验,引入CMM评价方法。CMM是美国卡耐基梅隆大学软件工程研究所推出的评估软件能力与成熟度的一套方法,提供了一个过程能力阶梯式进化的框架,阶梯分为5个不断进化的级别。中南大学的胡志刚、陈启元等人将CMM模型引入到CDIO教学中的学生与教师的能力评估与提升中。参考他们的成果,结合广州大学机电工程系实际情况,建立了适合本系师生CDIO能力评估与提升的方法[7,8]。引入一些柔性元素,如对教师CDIO能力评价,评估指标包含基本素质、教学环节、教学内容、教学技巧、知识更新、实践设计、实践实施、培养效果等8项一级指标,并细化设计了30项二级指标,评价结果分为5个等级(优、良、中、合格、不合格)。这个评价结果通常采用模糊评价方法,因这些指标很难用一个确切的值来衡量。也考虑到教师从事的是创造性活动,创造性活动充满了不确定性和偶然性,且教学活动本身难以直接计量,所以创造性工作也难以量化。对于这些无法直接定量出来的问题进行模糊化处理,给定一个模糊的区间值,再经过统计回归,这样的评价结果能够让教师接受,有利于保护教师的积极性和创造性[9]。在教师CDIO胜任力评价中主要基于过程、综合评价的原则,使教师胜任力得到充分认可、给出改进方向、提供改善与提升动力。CDIO胜任力提升与评价是相互促进的,通过评价找到胜任力不足的方面,进而改善提升,再评价再提升。最终目的是使教师的CDIO能力呈螺旋阶梯不断上升。根据对教师胜任力模型各个部分的分析,教师CDIO胜任力模型如图4所示。胜任力内容和影响因素是基础,是胜任力评价和提升的对象。胜任力评价与胜任力提升模块相互作用,并对胜任力内容及其影响因素进行肯定或者否定,给出改善点和改善方案。影响因素是胜任力内容的延伸和控制因素,为胜任力内容、胜任力提升提供关键控制点。

2基于CDIO胜任力的教学管理

基于CDIO胜任力的教学管理要对教师CDIO胜任力内容、胜任力影响因素进行具体分析,而后通过胜任力评价和胜任力提升机制促进教师不断完善、提升胜任力,并在此过程中实现自管理,减少教学管理压力。将教师CDIO胜任力引入到教学管理中可以协助解决教学管理的难题,如排课困难、教师责任心不够等。广州大学机电工程系的主要做法如下。1)根据教师胜任力安排课程。在CDIO改革初期,根据CDIO标准和项目驱动原则,设计了一套综合课程体系,该课程体系的课程往往涉及不同领域的知识内容,一位教师有时无法胜任,需要多位教师共同承担,这样会带来一些问题,如知识点的衔接、排课困难等。引入胜任力模型后,根据教师的专业技能将课程细分,使课程符合教师的专业技能(同时也要求教师主动适应课程知识的更新),这样教学过程由一位教师掌控,使得教学连续性、教师成就感增强,教学效果得到改善。这个方案在2012年和2013年人才培养方案中得到进一步完善。2)通过胜任力模型提升教师责任感。教学管理过程中需要教师提交各种教学文件,如教学进度表、实习计划、及时批改作业等。教师CDIO胜任力内容中就有工作热情度、思想道德素质、管理能力的要求,通过教师对自身胜任力的提升,有序地完成各项教学文件的主动提交,这样可以进一步减缓管理人员的压力。此方案在实施时需要学校政策(规章制度)与激励的支持。3)通过教师胜任力的提升完成课程知识更新。科技进步日新月异,专业知识的传授需要随时代的发展而不断更新。而实际中会出现课程适应教师的现象,即教师会什么,课程的大纲就怎么编,这个现象不利于学生接受新知识,也不利于科技进步。教师胜任力提升机制中要求教师不断自学习,及时完成知识更新,有利于培养适应专业科技发展需要的学生。这个机制同样激励教师提升其实践能力,通过到国内外知名高校访学与去企业进行实践能力培养,改善教师的工程实践能力,了解专业知识的工程背景,并提升教师胜任项目驱动教学的能力,改善实践教学效果。4)利用教师胜任力模型改善管理方法。在教学管理中,充分考虑教师胜任力,不断创新管理方法,逐步实施柔性化管理。建立柔性化激励机制、柔性化决策机制、柔性化评价机制、柔性化沟通机制的具体实施方案,并采用TRIZ理论理想化水平评估柔性化教学管理的理想化水平。这种管理模式能够提升管理效率,实现管理目标,在管理实践中能够有效减少矛盾,实现和谐管理。

3结束语

为了有效地进行CDIO教学管理,本文将胜任力模型引入教学管理中,建立教师CDIO胜任力模型,包含10个方面的内容。并分析了教师胜任力影响因素,建立由自学习与激励循环的胜任力提升机制与评价方案,结合CMM模型、柔性管理、TRIZ理想化水平评估,改善工程教学管理,提升管理效率、减少矛盾。本方法需要进一步实践检验,并将后续再完善与优化。

参考文献

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[7]江帆,张春良,王一军,等.CDIO开放教学模式研究[J].教学研究,2012,35(2):27-32.

[8]江帆,张春良,王一军,等.基于知识点优化的CDIO教学改革实践[J].教学研究,2013,36(1):81-84.

[9]江帆,张春良,王一军,等.CDIO教学柔性化管理策略及其评价[J].长春理工大学学报,2012,(4):142-144.


第五篇:地下空间现状分析及远景规划

地下空间现状分析及远景规划

城市地下空间资源是迄今为止人类所认识的空间资源的重要部分。19世纪是“桥”的世纪,20世纪是“高层建筑”的世纪,21世纪则是地下空间的世纪。对于日益增长的全球人口,逐年下降的人均土地占有面积,特别是像中国这样人口众多、资源相对不足的国家。迄今为止,我国的地下空间开发利用已经有了很大发展,但相对人们日益增长的需求还远远不够。下面将以南京市地下空间现状为例进行分析,同时也对地下空间未来发展进行规划。

一、地下空间开发的目的与意义

高楼林立的今天,我们生活在钢筋混凝土的森林中,像坐井观天的青蛙,抬头只能看到一小片天空。也许这是有些人衡量一个城市经济发展水平的标志,但他们没想过,这也是一个城市居民生活舒适度下降的标志。建设用地紧张、道路交通拥挤、人流聚集严重、城市基础设施不足、城市绿地骤减、环境污染加剧、生态资源破坏导致自然灾害频发。试问,生活在这样的环境中,即使经济飞速发展又有何意义呢?

众所周知,中国是世界上人口最多的国家,人均占地面积,人均耕地面积都居世界倒数。再加之中国经济的迅猛增长,大量农村人口涌入城市,导致城市人口剧增甚至到拥挤不堪的局面。既然现状是这样的,那么我们应如何去解决呢?当然人类的聪明的,一方面,我们建设高楼大厦,向上发展;当然,另一方面,我们也可以向下发展,也就是地下空间的开发与利用。城市地下空间的发展与建设是城市规模不断扩大、人口集聚及土地资源的紧张造成的。今天的城镇,早已不是过去被城墙围这的城区:墙内是城,墙外是乡;而是包括了那种由几百万,甚至上千万人口聚集绵延数百、上千甚至数千平方公里的巨型城市,以及由这些巨型城市和大量中、小城镇及其周围农业肚脐眼所构成的大城市地区或城镇集聚区。为了让我们的城市喘口气,也为了人们能呼吸到新鲜空气,开发利用地下空间势在必行。

图片来源:新华网

深圳著名“城中村”下沙村的住宅楼

来源:黄河新闻网

图为夜间北京繁忙的交通场景

来源:黄河新闻网

来源:家庭医生在线论坛

美国福布斯杂志4日公布全球人口最稠密城市排行榜,印度孟买名列第一,深圳排名第五。上榜的还有上海,北京,天津。

二、我国地下空间现状分析

(一)、地下空间的主要类型

1、交通设施

城市地下交通设施包括地铁、地下公路、步道以及静态交通设施、地下停车库等。地铁是城市现代化综合交通运输系统的核心。地铁具备其他交通手段无可比拟的优越性,快速、大容量。地下快速公路网是继地铁之后,针对拥挤的城市交通问题而提出的又一解决方案。地下步道是指城市地下步行系统。一般来说,地下空间规划遵循人上物下的原则。促进城市地面的步行环境的优化是重点发展方向。地下停车设施则可以较好的解决城市机动车辆停放的问题,从而能也能缓解城市中心区的交通压力。

2、市政设施

地下市政设施主要为共同沟。共同沟是指将两种以上的城市管线集中布设在同一地下构筑物中所形成的一种现代化的城市基础设施。其形式,应结合道路下部管线的性质、地下空间的容量、城市发展的要求等因素,灵活采用干线共同沟、支线共同沟以及电缆沟的形式。

3、商业设施

目前国际上多数城市非居住地区的商业空间正在向地下发展,并将地下空间与地铁车站、地面铁路站等设施连接起来,形成了地下、地上同一的商业空间,即地下街形态模式。我国不少大城市也建有地下商业服务设施,多为人防工程的平战转换工程。

4、防灾设施

我国的目前许多城市地下空间利用类型主要为人防设施。现状地下空间可容纳大量人员避难,救治伤员、贮存物资。线状地下空间(地铁、地下步行道、可通行的管线廊道等)则可用于人员疏散、伤员转运、物资运输等。

5、生产性设施

位于城市市区额工业、仓储可以通过利用地下空间而转移。地下环境最适宜于贮存物质,为使用方便、安全和节省能源而建造的地下仓库,可用来贮存粮食、食品、油类、药品等,具有成本低、质量高、经济效益好,且节约大量地上仓库用地等特点。

(二)南京市地下空间实例

1、夫子庙商业街

夫子庙地下商业街是一个由原人防工程改建而来的地下购物街区。原来的人防工程充分利用,在挖掘城市商业价值同时,能够最大化增容中心土地面积。

本地下商场位于城市中心的夫子庙历史文化旅游商圈,地面的建筑较为低矮陈旧,平时游览人很多,附近商业氛围浓厚。

但早期由人防工程改造使用的地下空间(绝大部分为商业)规模小,内部环境质量差,辅助设施简陋,设计水平低下。使人们对地下公共空间利用认识上产生不好的印象。使用上人防工程战时的封闭性与地下空间产生了较大的矛盾。

夫子庙地下商场共有11个入口,很多入口都不明显,过于狭窄拥挤,给人心里造成不适应,两边堆满了各种商品和杂物,导致人通行不便,在视觉上有碍观瞻

。辨识度很差,很难想象是人防工程设施。部分入口处设有民防工程标志。

外露的风管

拥挤的商铺

简陋的吊顶

狭窄的入口

作为第一代地下建筑,夫子庙地下商场在保护历史街区地面景观的同时,分散地面人流。只是效果差强人意。

2、大行宫地下停车场

小汽车的发展必将带动城市地下车库的建设及地下空间的开发利用。我国大城市个人小汽车拥有量的增长速度将会加快。为了解决城市中心区的公共停车和居住区的个人停车难问题,开发利用地下空间,建设各种类型的地下车库是综合考虑“环境质量、用地难、快速便捷、经济合理、安全管理”等因素的最佳途径,必将成为一种新趋势。开发利用地下空间作为停车场不仅可高效利用土地,在绿化量增加的同时增加停车面积以节约 用地;还具有隔绝噪声、减少废气污染,实现人车分离.易于保障交通安全的功效。

大行宫地下停车场作为第二代地下建筑,结合家乐福购物超市,相较第一代地下建筑,设施完善,环境较好,没有压抑感。在场地的东、南、西、北设置平时出入口和战时出入口。

平时仅一个出入口使用,其它出入口都闲置。

出入口易于辨认。家乐福超市内防火分区和紧急疏散均很完善。

地下停车场

家乐福超市

3、新街口地铁商业街

结合地铁建设修建集商业、娱乐、地铁换乘等多功能为一体的地下综合体,与地面广场、汽车站、过街地道等有机结合,形成多功能、综合性的换成枢纽在市区交通拥挤的道路交叉口,以修建过街地道为主,兼有商业和文娱设施的地下人行道系统,既缓解了地面交通的混乱状态,做到人车分流,又可获得客观的经济效益,是一种值得推广的模式。目前我国地铁主要分布在北京、天津、上海、广州和南京,地铁总运营长度近500余公里,目前,国家还批准了青岛、杭州、武汉、重庆、成都、哈尔滨、苏州、无锡等城市兴建地铁。同时大连、兰州、昆明、西安、长春、鞍山、佛山、乌鲁木齐等城市也正着手筹建地铁的工作。

新街口位于市中心繁华地段,人流密集,交通拥挤,地铁的修建极大的缓解了城市交通压力。地下空间开发规模扩大,开发速度加快,并开始从孤立建设转变为城市建设和改造的组成部分。城市交通的改造成为地下空间开发利用的主要动因。内部环境和安全的标准有所提高。地下空间利用的综合形象有所改善。

4、南京政务服务中心

南京政务服务中心为半地下建筑,屋顶可上人,开有采光天窗,侧墙也开窗,绿化丰富,采光良好。平易近人的办事大厅和塔楼形成鲜明对比,隐喻一种开放透明的办公态度。新一代半地下办公建筑,地源热泵绿色节能。

(三)、我国地下空间现状存在的问题

目前城市早前建的地下公共空间开发利用的主要问题可归纳为:

1、设计理念:未能与城市地下交通和城市地面建设真正的有机结合,统一规划形成地上、地面、地下一体化的立体综合空间的开发。

2、待改善的内部环境:包括行理环境和心理环境两个方面,国内地下公共空间由于技术、经济和设计上的原因。这方面与先进国家存在很大的差距。

3、安全问题,由于在认识上尚未达到应有的高度,虽然有必要的法规和设计标准,但普遍存在安全、防火没有充分保障的情况。

4、出入口,要能与周围环境相融合,又要有自己的特色,同时出入口要满足人的心理需要,连接地上地下起过度缓冲作用,包括朝向位置的选取,尽量体现人性化。

(四)、城市地下空间规划的特点

1、系统性

首先,地下空间的开发利用并非独立存在,它与城市经济发展阶段、城市总体规划、城市交通建设、城市基础设施建设、城市人防系统与防灾系统、城市的商业、商务设施布局、住宅区建设等内容息息相关,在编制地下空间规划中,应重视与相关规划的协调连接。其次,地下空间总体架构的系统性。地下空间是一种非连续的人工空间结构,与城市地上空间形态不同。通过系统规划,地下空间的平面形态、竖向结构将形成相对连续完整的系统。

2、预见性

由于地下空间开发周期长,且具不可逆性,总体规划的预见性显得十分重要。规划的预见性可从地下空间资源评估、地下空间发展战略与发展目标等方面得以体现。

3、控制性与引导性

当前,中国的大部分城市处于快速发展阶段,城市规划的变更页较为频繁,而地下空间的开发建设与地面规划相辅相成,且具有实施时间长、不可逆性等特征,宜制定长期稳定的发展规划。因此,在地下空间总体规划阶段,应关注与城市规划的协调,并重视对地下空间的主要系统的严格控制及适当引导,为城市将来的发展留有余地。

三、地下空间远景规划

现有法规对地下空间利用的主要地下设施,如地铁、地下街、地下停车场等还缺乏全面具体的规划;同时还缺乏一个专门的管理机构从宏观上统一协调各种地下设施的建设。使地下空间发展规划的实施带来一定的难度。

不少城市到目前对地下空间的开发利用基本为零。人们对地球可用空间的认识,几乎是只知其表,不知其内,因此根本谈不上对地下空间的开发与利用。人防、建设、市政、环保、电力、煤气、自来水、交通、电信等部门各行其是,各自为阵,对城市地下空间的开发利用是一种毫无规划、毫无目的的自由短期行为,今天在这里开条沟,明天在那里挖个坑,今天这个部门挖,明天那个部门又来挖,地下空间千疮百孔。由于缺乏统一规划,大片的地下资源被荒废、搁置或已经遭到破坏,可能失去充分利用城市地下空间的良机。

地下空间开发利用是一种对土地的再利用,对政府而言,要保证有限的资源不至于被一拥而上的开发所破坏。因此,建立相关的法规制度来规范政府和企业的行为是个必须解决的课题。例如,从合理利用地下空间资源的角度出发,需要确定城市中哪些区域是适宜开发的?适宜开发的深度是多少?又如,根据生养的原则确定哪些土地可以进行地下空间的使用权?如何制定地下空间的地价?我们国家现在还没有形成这样一套开发利用城市地下空间的法律、法规体系。

在美国、日本、西欧等发达资本主义国家,为了让适应和保障地下空间这一具有极大潜力的领域健康发展,在政策和立法上都有许多明确的规定,并且在时间中得到不断的完善。

日本地域狭长,四面临海,是多山群岛国家,平原较少,只占总面积的25%,因此,日本早在19世纪末期,就开始了对地下空间的开发。日本的地下空间开发和建设的迅速发展,除了强大的经济实力外,极大程度是得力于较为完善和健全的地下空间开发利用法律系统。

日本的地下空间使用专项法律《地下深层空间使用法》保障了地下空间使用者的权益。

城市的地下空间如同地表土地和地下矿场一样,是一种宝贵的自然资源,需要法律保障合理、有序的开发利用,避免无秩序、无计划的乱挖、乱建引起的破坏和浪费。同时,地下空间的不可逆转性,决定了制定和实施城市地下空间开发利用规划的的严肃性。地下空间一旦被开发利用,地层结构将不可能恢复到原来的状态,已建成的地下建筑物的存在将影响到邻近地区的使用。因此,城市地下空间开发利用必须是合理、科学、慎重的决策,而要实现统一规划,统一管理和综合利用,必须首先立法,通过立法促进开发、保护资源。我们在吸收国外经验的同时,应结合我国的具体国情,建立起一套完整的地下空间开发利用的保护体系。

“十二五”期间,我国将进一步实施“城市化、西部大开发、科教兴国”等战略,浅层地下空间将会在东部沿海经济发达的大城市首先得到充分地开发利用,并逐步西移。与此同时北京、上海、广州、深圳等城市,由于地铁一期、二期、三期工程的相继建成,在大型地铁换乘枢纽地区,随着地铁车站及相邻设施的大型化深层化

综合化、复杂化趋势,势必促进地下空间技术的创新和进步。引进、消化、吸收国外先进成熟科技,进行本土化改造和创新是一条便捷的优选道路。

参考文献:

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