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可以看出,獨立的多媒體教室,并沒有充分利用網絡資源,仍然不能擺脫以教師講課為主的學習模式。為適應21世紀信息時代對高素質創造型網絡技術人才的需要,必須對現有的教學模式和教學方法進行改革,創造一個在教師指導下的學生自主式學習環境。隨著網絡技術的發展,將其與多媒體技術、Web網頁技術和數據庫互連技術以及分布式對象技術結合,構建交互式開放式網絡教學平臺,并將其融入教學過程的新的教學模式已經成為信息時代的發展趨勢,也符合新形勢下的計算機網絡專業課程的教學需要。
1、開放式計算機網絡課程教學模式要求。
以多媒體和網絡通信技術為代表的信息技術可以創造一個數字化學習平臺,從根本上改變傳統教學模式。通過將計算機網絡系列專業課程進行有效的優化整合,可以構建出一種理想的教學環境——開放式網絡教學平臺,這種平臺具有開放性、共享性、交互性、實時性、豐富性及信息綜合性等特點,可以支持真實的情景創設,是一種不受時空限制的資源共享。網絡的開放性使得學生可以方便地鏈接到網絡教學平臺,師生之間可以進行實時和非實時的交流、討論,自主掌握學習過程,有利于提高教學活動的效果和效率。開放式網絡教學平臺使教學材料的展示越來越靈活、形象、生動,是支持新型的教師指導下學生自主式學習方式的最有力工具。
隨著信息技術和網絡的發展,各門計算機網絡課程之間不是相互獨立的關系,它們相互滲透、相互配合、相互輔助。將現代教育思想、教學設計、教學方法和學習方法融為一體,形成的現代教育技術體系將是未來教育發展的總趨勢,同時也對這種新形勢下的網絡教學平臺提出了新要求。
①網絡課程教學平臺應當具備計算機網絡課程基礎知識學習功能,教師應提供多媒體課件、電子教案、相關的最新技術等教學資料。教學課件制作中應注重以學生自主學習為中心,通過性能良好、內容豐富、形式多樣的多媒體課件,科學地表現知識結構,并引導學生快捷、方便、準確地掌握。在內容組織上可以立體交叉,可按照邏輯順序將各章節統一排列,或以知識單元為中心進行編排。學生可以打開各級目錄進入章節,也可以直接進入各知識點。這種編排有利于初學者按照章節順序步步深入地學習,也有利于復習過程中直接進入不同的章節。
②網絡課程教學平臺同時應有相關網絡實驗的集成與模擬功能。隨著網絡帶寬的拓寬和網速的全面提升,網絡實驗課程的發展方向是基于流媒體(實拍教學場景、豐富的教學輔助材料)和MUD(MOO)技術的虛擬真實教學環境等更加人性化的教學環境。虛擬實驗環境提供強大的交互功能和虛擬軟件友好的人機界面,結合了視、聽功能,形象直觀,圖文并茂,豐富多彩,信息量大,不需實驗設備也能進行,從而能有效激發學生對網絡實驗的興趣,充分調動學生“動手”參與的積極性,真正體現學生的認知主體作用和實驗過程中的主體地位。如網絡規范與組建課程中,學生通過自主操縱Cisco的虛擬機,直接操作Cisco不同型號的交換機和路由器等網絡設備,同時可以直觀地看到每一條指令的執行結果,在這種虛擬環境下,學生不僅可以很快地熟悉平時甚少有機會接觸的網絡設備,同時也不會損壞實驗室的儀器設備,這種虛擬真實的教學環境可以把學習者的積極性充分調動起來,其學習效果是僅僅往網上放有關實驗課程的文字、圖片資料所無法比擬的。
③網絡教學平臺除了考慮教師的教學需要外,還應考慮學生的學習需求,應提供習題、作業的在線解答功能,通過BBS論壇形式等形式提供一個師生相互學習和交流的開放式交互式網絡平臺,通過師生互動,使學生了解專業應用、研究、最新技術、發展方向的知識拓展功能。這種有利于快速靈活地信息獲取,豐富多樣的教學互動,打破了時間、地區界限的協作交流,有利于培養學生的創造性和動手能力,在此基礎上可以實現一種能充分體現學習主體作用的全新學習方式,如研究性學習與個性化學習。
2、開放式計算機網絡教學平臺建構。
網絡教學平臺是基于Internet環境下的有力學習工具,并正以其實用性、高效性和交互性成為越來越重要的教學和教輔導手段。但是,要保證網絡教學開展好,構建好的教學平臺才是決定因素,所以,網絡教學資源的建設和管理非常重要,而且,這是一個動態和持續的過程,需求和發展決定了網絡教學資源的建設目標。在網絡教學平臺的構建中,我們著重做到:
①教學內容明確。現有的網絡教育平臺大多對資源信息的建設追求大而全,建設的學習資源系統,提供了海量的教學內容和素材,如課件庫、答疑庫、試題庫等,數量十分龐大,但沒有針對學生進行內容定制,因而需要學生花費大量的時間和精力,自己查找所需學習資料。然而學生對學習的內容本身還不是非常了解,因此很難在如此浩大的資料庫中獲取適合其使用的學習內容資料,使得各類資源使用率低下,從而造成教育資源的浪費,這就是所謂“信息過載”問題。
因此,在網絡平臺的構建過程中,我們充分體現了教師的主導作用,教師的核心作用不在于給學生傳遞知識,而在于如何引發和促進學生的知識建構活動,作為教學的組織者、促進者與監控者,教師需要設定教學目標,把教學中各方面的因素協調起來,在教學內容的設計上應根據教學時數、教學大綱和教學目標,充分體現各知識單元的核心、重點與難點,突出案例和實際應用,在學生的學習過程中發揮關鍵的引導、促進作用,并根據學生的需求在教學內容上做動態調整,使學生不至于在信息的海洋中迷航。
②個性化支持。基于網絡教育技術下的學習過程與傳統的學習方法相比有了根本性的變化,它不僅表現在教學突破了時間、空間的限制,而且學生的學習過程已不再是簡單、被動地接受知識,而是更具自主性。學生是知識意義的建構者,他們的建構活動直接決定著教學的效果,他們是學習過程的主體。因此在網絡平臺教學資源的構建中,應以自主化、個性化為主,引導學生主動發現問題,積極思考問題,培養學生自主解決問題的能力和綜合解決問題的能力。教師構建網上教學平臺時,可設置導學目錄,既方便學生自己制訂學習計劃,也利于指導學生如何學習每個知識模板的重點及難點,在每個知識模塊內部還可設置一個作業點評,用于解決學生在完成作業和習題時易出現的問題,這既體現了學生學習的自主性,也解決了學生集中學習時間不足的矛盾。
③良好的互動學習環境。教學中的“互動”是解決學生學習中發現問題的一種較好方法,網絡教育平臺可以提供教師與學生之間的充分溝通與交互功能,學生通過與老師、同學之間的交流和討論,不僅可以培養其解決問題的能力,而且可以鍛煉其團隊協作的精神,充分調動學生的學習積極性,且這種互動是跨越“時空”
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網絡把許多計算機連接在一起,而因特網把許多網絡連接在一起。因特網的基礎結構由單個網絡ARPAnet向互聯網、三級結構的因特網以及多級結構因特網的三個方向發展。互聯網是由一些使用公用語言互相通信的計算機連接而成的網絡,即廣域網、局域網及單機按照一定的通訊協議組成的國際計算機網絡。互聯網之所以受歡迎,不僅僅在于它的使用成本低,信息價值高,更在于它不受空間限制,更新速度快,信息交換具有時域性,而且人與人,與信息之間的交流是相互的,信息交換趨向于個性化發展,通過信息交換代替實物交換,使用成本低,并且使用者數量眾多,使得有價值的信息被資源整合,信息存儲量大,而且信息交換可以有多種存在方式。[2]
目前,計算機網絡的發展正處于國際互聯網與信息高速公路階段,未來的計算機網絡將覆蓋所有廣泛應用的同時,高速網絡的發展也引起了人們越來越多的注意。
計算機網絡作為一門高校計算機專業的必修課,目前的教學存在三個比較大的問題:
其一,教學內容方面。由于計算機網絡及其相關學科發展迅速,內容更新日新月異,課程內容很難與計算機網絡科學的發展變化腳步相一致。
縱觀計算機網絡的形成與發展歷史,計算機網絡經歷了遠程終端聯機階段、網絡階段、網絡互聯階段以及國際互聯網與信息高速公路階段,其發展速度以及應用的廣泛程度不得不令人震驚。
其次,教學方式上。計算機網絡課程有相當一部分的內容是歸屬于理論基礎知識,并且理解起來難度大,課程相對枯燥,在課堂教學時,學生缺乏積極性以及課堂互動性。
根據對高校中學習計算機網絡的學生的調查,不少學生對計算機網絡的學習表示提不起興趣,甚至有很多學生在學習完計算機網絡之后仍舊不了解計算機網絡的最基礎的層次結構知識。
第三,教學目標方面。高校計算機網絡課程的教學目標主要集中在如何完成課程的教學,傳授課本中所涉及到的基礎知識點,而對學生的實踐能力和創新能力缺乏關注,然而,計算機專業的學生畢業走向工作崗位,是否具有解決實際問題的實踐能力,是用人單位選擇人才的一項硬件指標。
我國計算機網絡設備制造企業主要分布在華東和華南地區,其中又以廣東、江蘇、浙江三地企業分布最為集中,而且,這些地區又是全國計算機網絡設備制造行業發展領先的地區。隨著我國國民經濟的快速發展以及國際金融危機的逐漸消退,計算機網絡設備制造行業獲得良好發展機遇,中國已成為全球計算機網絡設備制造行業重點發展市場。目前,計算機科學與技術在信息產業中占據了重要的地位,擁有高素質創新型計算機的專業人才是個企事業單位迫切需要的人群,因此計算機網絡的就業前景一片光明。[3]
但是,由于在教育中缺乏對能力培養的重視,使得高校學生在就業時處于劣勢地位。基于以上幾方面的弊端,為培養具有實踐能力的計算機專業人才,高校應該積極采取補救措施。
首先高校應該及時調整教學內容,增強基本概念和基礎理論知識的學習。計算機網絡課程教學內容包括通信技術、網絡理論和網絡應用技術,無論從軟硬件、通信與應用哪一個方面講,都是一個極為復雜的系統。因此,要在有限的學時內完成教學,教學內容的安排就顯得非常重要。高校應該根據當前的計算機網絡發展狀況,對教學的課程結構進行優化,保留基本的通信理論,刪去一些過時的網絡技術,把重點放在讓學生掌握目前流行的網絡技術和理解未來的發展方向上。
在課堂上,任課教師要具有一定的工程經驗,并且把自己的工程經驗穿插到課堂教學中,豐富課堂教學內容,授課教師可以將科研中企業網絡系統建設的需求或已有的網絡系統情況告訴學生,讓學生分析已有計算機網絡系統中存在的問題,提出改進辦法。并且要求授課教師對教課內容高度熟練,能夠做到深入淺出的講授,引導學生逐步理解課程重點和難點,使學生能掌握基本的理論、概念、技術、方法,在教案中準備不同的現實經典網絡教學案例,組織學生討論或課外獨立思考,編寫方案等,以充實學生的動手能力,讓學生了解實際,增進學習氛圍。課堂結束后要選擇性地布置一些思考題、練習題、市場調研以及專業技能訓練等,以便學生可以通過認真閱讀教材和參考書,掌握教學課程的基本內容以及重點和難點。
總而言之,計算機網絡在科學技術高度發展的信息化的現代社會中扮演著舉足輕重的角色,學習并掌握計算機網絡知識與技術、緊跟計算機發展的步伐,適應時展的需要,是每個計算機專業人員不可避免的挑戰 。
參考資料:
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2.教學設施不完善
專業教師水平不高計算機網絡專業教學需大量的計算機硬件設施,一般學校僅有普通計算機操作機房,只能夠進行軟件操作。缺少計算機網絡維修、安裝的情景性實踐訓練機房。另外,職業學校計算機教師畢業于正規網絡專業院校的并不多,大多是半路出家。而且職業學校對教師的專業培訓不重視,沒有提供專業的培訓機會,致使眾多的教師還停留在畢業時的水平,如何能教出專業水準和實踐操作能力強的學生?
3.教學目標設置不當
與用人單位需求脫節社會對職業學校計算機網絡專業學生的需求是能從事小型局域網的組建與維護、網絡設備的安裝與維護、計算機軟硬件的組裝與維修以及網站的建設與維護等工作。而目前中職學校計算機網絡的教學都較偏向軟件,對局域網的組建以及計算機硬件的組裝與維修則根本達不到社會的需求水平。許多學校計算機網絡專業開設的課程與計算機應用、動畫等專業開設的課程相差無幾,學生畢業后掌握的知識也一樣。只能用Office軟件進行一些基本的文檔處理工作,或用Photoshop、Dreamweaver、Flash等軟件進行圖像處理、制作網頁,而對專業的網絡建設知識和技術則根本不會,根本體現不出計算機網絡專業的特色。
二、專業教學改革思路
1.教學目標要以社會需求為導向,緊跟甚至超前社會需求
職業學校學生的抽象思維和邏輯思維能力弱,對理論學習不會感興趣,課堂上的理論講授效果不理想,學生學習效果差。但是比較直觀實用的動手操作和技能訓練,學生則愿意做,比較感興趣。計算機專業課程既有高深的理論課程,又有實用的操作課程。社會既需要理論研究和項目開發型人才,又需要實用操作型人才。這就為計算機網絡的存在提供了可能,也確定了計算機網絡專業的教學目標定位:培養應用型、操作型技術人才。職業定位為計算機維護員、網絡維護員、網站維護員和產品銷售員等,對專業理論要求不高,只需實踐操作的崗位。中等職業學校計算機網絡專業培養的人才目標應該達到:
(1)使學生具備熟練的計算機基本操作能力;
(2)使學生掌握計算機軟、硬件安裝與維護的能力;
(3)使學生具備各種軟、硬件故障的判斷與維修的能力;
(4)使學生具備計算機網絡的基本知識與網絡管理及應用能力;
(5)使學生具備組建小型局域網的能力;
(6)使學生具備建立和維護小型網站的能力。
2.教學內容以提高學生實踐專業技能為本位
職業學校計算機網絡專業學生未來的就業崗位多數為中小企業,因此對學校教學內容的制訂應該從這點出發。學生在中小型IT企業從事的工作一般為計算機的銷售、組裝與維護,小型局域網的構建與管理、網站的建設與管理等。這些企業對中職計算機網絡專業人才的技能要求大致上可以分成兩個層面:其一是基本技能,是計算機網絡專業學生必須具備的、最基本的、在未來工作領域都可能用到的技能;其二是與專業方向有關的,體現專業特色的核心技能。基本技能一般是指,具有熟練的計算機基本操作能力,熟悉計算機硬件的功能、型號、參數與價格,能夠熟練地安裝操作系統與應用程序,能夠快速判斷與解決計算機系統的軟硬件故障。而核心技能則是具有鮮明本專業特點的專門化技能。
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“計算機網絡”課程是桂林電子科技大學計算機科學技術、網絡工程、信息安全等專業的核心專業技術基礎課之一,也是電子信息工程、自動化、智能科學等專業的專業限選課或任選課之一,通過該課程的教學使學生懂得網絡的總體框架結構,能建立網絡的概念,重點是使學生掌握網絡基本原理和核心協議,并熟悉最常用的網絡服務和網絡工具,了解網絡技術的新發展。
教學目標的正確定位是教學改革行之有效的前提和保障,即明確教學是為培養什么類型人才而服務。計算機網絡的教學目標大致可分為三個層次:[1]網絡基本應用、網絡管理員或網絡工程師、網絡相關科學研究。其中,網絡基本應用目標要求掌握計算機網絡的基礎知識,在生活、學習和工作中可熟練利用各種網絡資源,如瀏覽新聞、收發電子郵件和查找資料等,適合于電子信息工程、自動化、智能科學等非計算機專業;網絡管理員或網絡工程師目標要求掌握網絡集成、網絡管理、網絡安全、網絡編程等知識和技能,并對其中一項或若干項有所專長,可以勝任如網絡規劃設計、網絡管理與維護、架設各種服務器和網絡軟硬件產品的開發等工作,適合于計算機科學與技術、網絡工程、信息安全等專業;網絡相關科學研究要求具備深厚的網絡及相關學科的理論基礎,今后主要從事科研和深層次開發工作,適合網絡相關的研究生。本文主要研究第二層次的改革與實踐。
二、“計算機網絡”課程教學中存在的問題
傳統的“計算機網絡”課程教學模式不利于提高學生的學習興趣,對新形勢下的培養目標有一定的制約作用,主要問題表現在幾個方面。[2]
1.教材知識結構理論性偏強,教學內容偏離實際應用
目前國內的大多數計算機網絡教材都是以osi/rm為索引,分層次展開,全方位介紹各個網絡層次的工作原理、相關協議、運行機制等,知識點較多且內容抽象,學生理解起來比較困難,難以提高學習興趣。osi體系結構是一個較為全面的網絡層次結構,但是在實際中并沒有得到廣泛應用,實際中的網絡案例又不完全符合osi體系結構,這往往會使學生對網絡結構感到困惑。
2.教學模式落后
最初的教學模式是以教師為中心,通過黑板板書和語言描述向學生傳授網絡知識。這種方式有利于教師組織和監控整個教學過程,便于系統地傳授知識,但不利于學生認知主體作用的發揮,不利于學生自主學習能力的培養。對于網絡協議這類較為抽象的理論知識,單純的板書和描述難以幫助學生對學習內容進行深入理解。
3.實踐環節薄弱
一方面,計算機網絡實驗室的建設相對薄弱,實驗設備落后,與實際應用的網絡設備具有較大差距,且數量不足,無法保證每名學生具有較好的實驗環境。另一方面,實驗課程的內容過于流程化和簡單化,沒有突出對學生創新能力的培養。
4.忽視工程應用
課程的綜合性、設計性實驗缺乏與工程應用相結合的內容,與之相適應的軟件建設滯后,難以將工程應用融入到課堂。
三、“計算機網絡”課程的改革與實踐
針對以上不足,我們主要在五個方面進行了改革和實踐。
1.教材選用與內容優化
不同的專業有不同的教學目標,必須選擇相對應的教材。對桂林電子科技大學計算機科學與技術、網絡工程、信息安全等專業而言,“計算機網絡”課程是專業技術基礎課之一,除了要掌握一定的基本網絡理論和核心協議,還要求掌握更高一等的技術和技能。經過課題組成員比較,選擇謝希仁教授主編的《計算機網絡》;在外文教材和雙語授課時選擇andrew s.t.的《computer network》英文教材。
對電子信息工程、自動化、智能科學等專業而言,“計算機網絡”課程是專業限選課或任選課之一,側重于網絡基本理論與應用。經過課題組成員比較,擬選擇喬正洪的《計算機網絡技術與應用》。
針對教材內容太多、偏重于介紹理論、欠缺實踐環節、與工程聯系不夠緊密等問題,在講授的時候略去了部分內容,比如安全方面的內容(另外一門課講授),增加了一些實踐相關的內容,如winsock編程、路由器基本操作等。在教學內容上力求推陳出新,引進和精選當代網絡技術新發展及新應用作為網絡基礎的指向,在不斷更新教學內容的同時優化課程體系,將基礎知識與現代技術緊密結合,培養學生的創新意識和發展意愿。
2.堅持“教師為主導、學生為主體,因材施教”的教學模式
(1)貫徹基礎課的教學必須和科學技術同步發展的教學觀念,[3]建立終身教育的觀念。科學發展與基礎課程的教學改革相結合,以學科建設推動基礎課程教學的改革。基礎課程教學的改革又支撐新型專業建設與學科的發展,推進人才培養目標的實現。
更新教學內容的同時優化課程體系,將基礎知識與現代通信技術緊密結合,將專業基礎知識傳授、能力培養和素質教育融為一體,實施知識結構合理、基礎扎實、適應能力強、有創新精神和實踐能力為基本內容的人才培養模式。
(2)教師為主導,學生為主體,因材施教。改進課堂的教學方法,以人為本,因材施教,充分發揮學生的潛力,提高教師的授課質量。教師努力研究課程的基本知識點以及這些知識點之間的相互關系,處理好信號、數據、信息之間的關系和傳輸特點;研究重點理論和實踐知識點的教學方法,使教學內容更貼近學生,引導和幫助學生掌握基礎知識和基本技能。
教師采用“發現式”互動教學方法,通過精心設計教學過程,采用“提出問題+要求解決方法”、“引導思考+適當提示”、“找出學生思路正確部分引申”、“擴充認識解決問題的條件”等方式,把握課程的進度,活躍課堂氣氛,開發學生的潛能,使學生在獲得知識的同時能從應用的角度思考網絡通信中的問題和解決問題的思路,使學生建立科學的思維方法與創新意識。
3.采用先進的教學手段
(1)把多媒體技術引入課堂教學中,使理論和協議架構分析變得生動、形象、具體,同時解決了傳統教學中課堂畫圖既費時效率又低的問題。再輔以現場概要線圖等,讓學生在學習具體知識時心中有網絡體系大框架,便于知識定位。
(2)建立網絡教學環境。目前桂林電子科技大學已有四個相關網上資源供學生使用:“計算機網絡”課程網站,使師生在任何時候都可以利用網絡資源學習;網絡輔助教學平臺(blackboard):向學生提供資源下載口、作業提交口、討論區等;思科網絡技術培訓網站(http://cisco.netacad.net)作為思科網絡技術培訓基地之一,目前為部分優秀學生開放思科培訓網站,讓學生參與全球交流,直接接觸最新網絡技術;教師ftp:作為系統冗余,從教師ftp中學生也可以下載課件等。
4.加大實踐教學環節,重視實踐能力培養,培養學生的創新意識和創新能力
計算機網絡是理論和實踐結合非常緊密的一門課程。目前國內外計算機網絡相關教材一般都偏重于理論的講授,而忽視了動手實踐方面的引導,為此應實驗單獨設課,獨立考試。實驗課學時占總學時的25%,并要求課外1∶1配套。實驗內容根據學生的層次、學生的興趣分為基礎層、提高層、綜合應用層三個層次。同時,補充了教材上沒有的相關內容,如利用套接字進行網絡通信編程,培養實踐動手能力。而且把原來以教師為中心的實驗教學變成了以學生為中心,積極開展開放性實驗,延長實驗室開放時間,增加大量的設計性或綜合性實驗,為學生近一步提高動手能力奠定了良好的基礎,培養學生的創新意識和創新能力。
5.在課程教學的各環節中大力開發和應用網絡技術,以網絡技術構建網絡課程教與學的互動平臺,理論與工程應用并重
計算機網絡是一門理論和實驗實踐相結合的專業基礎課程,教師在講授的過程中貫徹教學理念,引用網絡發展歷史背景故事和實際應用具體案例來幫助學生理解理論知識,引導學生形成提出問題、分析問題和解決問題的思維模式,培養學生的創新思維能力和綜合專業素養。教學采用理論結合實踐教學法,通過實驗課程開設、實際網絡系統參觀和課程設計三個渠道將相關網絡技術的應用充分融合到課程教學之中,使同學們接觸到真實的網絡世界,提高實踐運用能力,理論與工程應用并重。
實驗課程通過綜合設計性實驗,充分發揮學生的想象力和創新能力,是使學生獲得對網絡的工作原理與操作方法的感性認識,加深理解、驗證、鞏固課堂教學內容的最佳途徑。
實際網絡系統參觀是在課程講授過程中安排并帶領學生參觀校園網、學院局域網和企業的網絡系統,使學生對計算機網絡有感性認識。
課程設計要求學生獨立設計一個網絡應用系統或者分析企業已有計算機網絡系統中存在的問題,提出改進方案,為企業設計滿足實際需求的計算機網絡系統,使學生理論聯系實際,加深對計算機網絡課堂教學內容的理解,培養學生靈活運用所學知識的能力。
四、結束語
本課程已建立課堂教學、實驗教學、網絡教學和工程應用交叉融合的教學結構,各教學環節相輔相成、互相交融,實現“加強基礎,注重實踐,因材施教,促進創新”的目標,形成了立體化的教學模式。通過這樣的互動平臺,使教與學進入互動溝通的最佳狀態。不僅使教師實現了教懂、教準、教活,學生達到了樂學、善學、活學,而且增強了學生日常使用網絡的能力,培養了學生的創新精神和實踐能力。
參考文獻:
篇5
從現階段發展而言,計算機網絡實驗課程對于提升基礎理論的學習有著非常重要的影響:一方面,改善計算機網絡課程,能夠對計算機課程的傳統理論知識進行優化,另一方面,還能以此為基礎開展相關實驗課程。由此可以了解,計算機網絡課程質量的高低對于提升教學效果有著極為重要的意義。
一、網絡實驗課程教學存在的不足
(一)教師對于網絡實驗的認識存在缺陷
傳統的網絡課程都是以理論知識的學習為主,相關實驗也只是針對系統層面的操作進行的教學,內容系統性不夠,而且具有很大的隨意性,從而造成學生的理論和實踐出現了脫節的情況,進而導致知識學習變得流于形式,未能將其本身的作用發揮出來[1]。
(二)學生自身的學習目的不夠明確
部分學校將理論知識的學習和實驗操作設置在同一課程之中,部分學生往往將注意力全部放在了實踐操作方面,而對于理論知識的學習則有所忽視。未來的教育人才應當是綜合性人才,理論知識和實踐操作同樣非常重要。造成這種結果的主要原因便是學習目的不夠明確。
(三)實驗教學的內容相對偏少
不少學校盡管開設了許多實驗教學,但是其實驗課程通常都以演示實驗以及驗證實驗為主,因此學生們通常學習的便是網線制作、IP地址配置以及系統安裝等。而對于VLAN劃分、三層交換配置、ACL、NAT以及路由表的設置則有所忽視,導致學生的實驗操作水平過于片面。
(四)教學考評形式存在問題
長期以來,多數實驗課程的教學考評僅僅針對實驗報告以及期末考試層面的考核。這種考評模式顯然不夠合理,未能從客觀角度出發對學生的實踐水平進行考核。這種結果在一定程度上會給學生帶來誤導,導致其很難通過自身重視解決實踐性問題。
二、網絡實驗課程改革的主要方法
(一)加強實驗室的建設
實驗室的建設工作對于提升實踐教學而言有著非常重要的意義。在當前課程教學中,雖然一些有效的措施可以在一定時間內緩解實驗室資金緊缺的問題,但并不能從根本上解決問題。在未來的建設過程中,學院領導應當向學校進行申請,增加實驗室建設資金方面的投入,積極引入國外的新型設備。如此一來,網絡實驗平臺將會得到全面革新,課程教學的方式也將會有全新的改變,促使學生們能夠有效把握網絡技術,提高興趣程度,進而提升教學的質量和效率[2]。
(二)增加教學課時
現如今計算機網絡課程已經有了多年的發展,其課程也將更為完善,因此實驗內容也將更具多元化特點。由于其內容十分豐富,因此,為了能夠讓學生們掌握更多的內容,就需要向其提供更多的課程時間,不然很難達到預期的效果。在進行課程設計的時候,需要將網絡課程的特殊性考慮進來,盡可能不要對理論知識層面的學習帶來影響的前提下,適當增加實踐課程的總時間,促使學生們能夠有更多的教學時間展開實驗活動。如此便能讓學生們將知識技能應用到實踐之中。
(三)優化教學模式
篇6
引言:隨著信息技術的發展,網絡應用越來越廣泛,社會對高層次網絡人才的需求不斷增加,因此對高校計算機網絡課程的教學的要求越來越高。不僅要求學生必須掌握計算機網絡的原理,更需要具備良好的實踐與創新能力。本文通過分析計算機網絡實驗教學所存在的問題,就如何在實踐環節中培養學生的動手能力進行探討。
一、轉變現行教學觀念
當前學校傳統的實驗教學以教師中心,由教師進行實驗的講解后,學生再進行驗證,學生實驗時按部就班缺乏思考。這種傳統的教學觀念應該改變為以學生為主體,積極引導促進其主體發展。在實驗教學過程中,除了給出一些驗證性的實驗,更應當加入一些由學生設計的實驗,步步引導學生,使學生與教師配合,共同完成教學要求。教師要準確地把握教學中的積極因素和學生學習的主動性,通過多種方法和途徑,培養學生的學習興趣,從根本上改變學生被動式的學習方式。
二、實驗教學內容的改革
1、實驗項目的改革。學習計算機網絡實驗課程,主要是讓學生通過實際的動手操作,深化對理論知識的理解,培養學生的科學思維方式,提高動手能力和創新能力。在多年的教學中采用的我們采用的傳統實驗項目有以下若干:
實驗項目l:對等網。主要內容包括:制作非屏蔽雙絞線;對等網的組建;設置訪問控制;共享資源。
實驗項目2:交換機的基本配置。在交換機上實現基于端口VLAN劃分;跨交換機的VLAN劃分;虛擬局域網的實現。
實驗項目3:路由器的使用和配置。利用路由器實現網間的連接;測試網絡的連通性等。
實驗項目4:子網的劃分。根據小組劃分局域網,進行共享性的驗證。
在教學實踐中發現傳統的實驗項目更側重硬件的學習與鍛煉,而作為計算機專業的學生更應當加深對網絡底層協議的本質了解。因此加入了以下兩個自主實驗項目,由學生自己在課外完成。
實驗項目1:數據鏈路層滑動窗口協議的設計與實現。實驗內容:利用所學數據鏈路層原理,自己設計一個滑動窗口協議,在仿真環境下編程實現有噪音信道環境下兩站點之間無差錯雙工通信。通過該實驗提高同學的編程能力和實踐動手能力,體驗協議軟件在設計上各種問題和調試難度,設計在運行期可跟蹤分析協議工作過程的協議軟件,鞏固和深刻理解理論知識并利用這些知識對系統進行優化,對實際系統中的協議分層和協議軟件的設計與實現有基本的認識。
實驗項目2:協議數據的捕獲和解析。實驗內容:使用Wireshark軟件捕獲在使用WWW服務時產生的HTTP消息/報文;分析網絡層IP包頭格式,理解各字段的作用,對于分段和校驗進行驗證;分析傳輸層TCP包頭格式,理解連接建立和釋放的原理,差錯控制原理、序號和窗口管理的原理;分析應用層HTTP消息頭格式,理解HTTP協議的操作過程。通過本實驗學生可以深入理解分層體系結構,理解和掌握TCP/IP協議棧的代表協議――IP、TCP和HTTP協議的要點。
2、教學方法的改革。實現分組實驗,增強合作能力。計算機網絡的部分實驗不是一個人能夠單獨完成的,在實際教學讓學生自主分組共同完成同一個實驗項目,在實驗的過程中學生不僅僅掌握了知識,更重要的是鍛煉了他們的團隊精神和協調能力。
基本實驗和自主實驗結合。不局限于給學生提供要掌握的實驗,更進一步給學有余力想更深學習的學生,一些自主項目,鍛煉學生自主學習的能力。
撰寫課程論文的,掌握發展動態。在教學中發現,學生在學習中注重課本知識的學習而很少關注網絡發展的動態,對課程本身缺乏自己的思考。在實驗課程結束時,給學生布置關于了解計算機網絡一項新技術的論文,并談談自己對于本課程的認識。在教學實踐中證明了此論文的撰寫能夠加深學生對課程的認識。
3、學生評價體系的改革。對實驗教學效果的評價是整個實驗教學中很重要的環節,是檢驗實驗教學效果是否達標的重要手段。對學生的評定分為幾部分:實際操作技能,實驗完成情況,實驗課程報告,實驗論文。實際操作技能和實驗完成情況主要是掌握學生的實驗動手情況。實驗報告要反映本次實驗的結果和體會以及學生對于實驗存在的問題和建議。實驗課程論文則讓學生對所學課程加深認識和了解。通過這樣的考核,可使學生更注重計算機網絡理論與技術的綜合運用,提高學生的網絡技術的應用、學習能力。
結束語:通過以上的改革措施加強學生對實驗教學的重視,實驗不僅僅是對理論內容的擴展,更主要的是對學生能力的鍛煉和培養。讓學生不僅理論知識扎實,更能將知識學以致用。不斷地深化改革教學內容,探索先進的教學方法,制定合理的考核方法,發揮學生主體性的作用,鍛煉學生的動手能力,團隊精神,創新能力,培養高素質人才。
作者單位:西北農林科技大學信息工程學院
作者簡介:田彩麗(1983― ),女,助教,西北農林科技大學信息學院基礎教學部教師,主要從事《計算機網絡》、《VB程序基礎》的教學。
參考文獻:
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TCP/IP協議是所有有線和無線網絡協議的基礎,因此在“計算機網絡”課程的教學內容上以TCP/IP協議簇為基礎、以Internet為實例,講解計算機網絡的概念、原理和應用。再根據電子信息類專業的特點以及社會對人才的需求方向分為網絡設備安裝、維護與管理、網絡編程、網絡安全技術、網絡協議分析與設計等。對于網絡設備安裝、維護與管理的學生,注重加入網絡的綜合布線、交換機、路由器的工作原理與配置、調試以及對各類服務器的管理等。對于進行網絡編程開發的學生,應加入網絡編程的基本概念、Socket編程、探測網絡的程序的基本原理等知識以及與硬件相關聯的TCP/IP軟件開發,結合實例進行講解。對于網絡安全技術的學生,講解協議簇每層的工作原理時加入網絡的攻擊原理與防御、加密與數字簽名等網絡安全知識。對于網絡協議分析與設計的學生,要注重各類協議的工作原理、數據包的類型等,通過使用網絡仿真軟件仿真各類協議的工作原理、并使用Sniffer程序捕獲網絡數據進行分析。
教學方法的改進
教學不僅僅是為了向學生傳授某種具體的知識、技能,而是更應該激發學生的創造力。[5]傳統的課堂教學是以教師為主、學生為輔、你教我學的灌輸方式,為避免這種教學方法的弊端,充分調動學生的積極性,提高學生創新能力和就業能力,必須使用新的教學方法。1.任務驅動式在準備講解某個知識點時先給學生分配任務。學生通過課前預習查找大量的資料,提煉出自己的思路,帶著這些“思路”參與到課堂教學中,才能更好地激發學生的創新能力。如講到WWW時,可以先要學生通過查看一些網頁,總結出目前制作網站需要使用的技術、開發工具、編程語言及如何網站等,在此基礎上撰寫一個諸如班級主頁的設計方案。這樣既能引起學生探究的興趣又能提高學生的自學能力。2.案例方式在教師的指導下,根據教學目的和要求,組織學生通過對案例的調查、閱讀、思考、分析、討論和交流等活動,使學生在教學過程中處于主體地位,激發其學習興趣,能有效提高學生分析問題和解決問題的能力,加深對基本概念和基本原理的理解,對于培養學生的創新能力和合作能力是極有益處的。[6]如:在講解到ICMP協議的時候可以用網絡探測器的程序為例,既涉及到了ICMP協議的功能、數據包的結構、常用網絡命令ping的工作原理等知識,又使用到了Socket編程,這樣既能擴展學生的知識又能激發學生實踐的興趣。3.項目方式在項目教學過程中,教師只負責項目的概況和相關理論知識的講解,起到指引和輔導的作用。由學生分工協作成為項目的主體,人人動手,不僅掌握了相關理論知識,而且鍛煉了學生的實踐能力,同時還培養了學生的團隊合作精神,提高了學生的綜合素質。如針對網絡設備安裝、維護與管理的學生,以小組的方式組建一個局域網,首先分配3~5名學生為一小組,并確定一名學生為組長,再在教師的指導下完成。先給學生講授相關的網絡基礎知識,學生在實施項目的過程中針對組建過程中出現的問題咨詢教師。當學生項目完成后,既具備了制作網站、測試網絡等組建網絡的實踐技能,同時又對網絡傳輸介質、網絡拓撲結構和網絡協議等相關理論知識加深了理解。為進一步拓寬學生的思維,可在此基礎上與所學的其他專業知識相結合,設計智能家居之類的小系統。
考核方式的多元化
為激發學生學習的自主性,鼓勵學生的個性發展以及培養其創新意識和創造能力,更有利于適應市場人才需求,可以建立多種類型的考核方式:第一,傳統的筆試考核;第二,實踐技能考核;第三,項目實施考核;第四,職業資格技能證書考核。學生根據自己的個性發展選擇相應的考核方式。傳統的筆試考核,考試的試題根據各方向所側重的知識點來考核。實踐技能和項目實施考核,給定一個主題,讓學生根據之前所學習的知識收集相關資料,完全自由發揮,體現個性,學以致用。在期末的時候學生提交成果、現場陳述并回答教師或同學所提問題,教師根據成果、陳述和問題回答給出成績。職業資格技能證書考核,學生通過參加各種與專業相關并被廣泛認可的資格認證考試,所獲得的證書成績作為該門課程的成績。如:中國計算機軟件專業技術資格考試和水平考試中的計算機網絡專業、全國計算機等級考試中的網絡技術及網絡工程師、微軟認證、思科認證等,這樣不但能鞏固和加深對計算機網絡技術的理解,而且能為學生今后的求職和就業提升競爭力。
師資隊伍的建設
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1.1總體需求分析
構建計算機網絡精品課程網站的主要目的是提供符合計算機網絡精品課程申報要求的課程教學資源,實現精品課程教學資源共享,以提升學生自主學習能力為途徑,以提高學生學習能力和減輕教師壓力為根本目的。那么依據教育部提出的計算機精品課程網站系統要實現幾個方面的需求,分別是:(1)計算機網課程教學目標(2)在線學習功能(3)師生互動交流功能(4)教學評估(6)課程教學資源共享。
1.2系統功能分析
根據前面對系統的需求分析并結合系統業務流程,可以得出計算機網絡精品課程網站應該具備下述幾個功能模塊:課程信息瀏覽及管理功能、在線學習功能、在線考試功能、課程討論功能、實時咨詢功能、用戶留言模塊、教學資源下載上傳功能、在線疑難解答功能、系統管理功能等功能模塊。其中,系統管理員擁有最高的管理權限,并負責整個系統維護和管理;二學生用戶和教師用戶是精品課程網的前端用戶,系統管理員用戶是系統后臺的用戶,學生用戶是網站的主體用戶。
二、精品課程網站總體設計
2.1系統設計原則
(1)整體開發原則:系統各個部分是相互關聯的,是由多個相互作用元素組成的系統。
(2)分解及協調的原則:這就需要把復雜的問題分解為一些獨立簡單的問題有利于求解。
(3)求解最有方案:在處理實際的問題的時候,在此基礎上需要根據實際問題具體分析,從而確定求解的方案。
2.2系統結構設計
本系統主要采取B/S架構模式,這種B/S體系結構的處理過程是:當前端的WEB頁面發出對WEB服務器的訪問請求,WEB服務器接收接來自客戶端的系統請求并進行命令解析,然后把解析后的SQL語法命令提交到系統后臺的數據庫服務器,由數據庫系統進行數據分析、處理。然后中間服務器接收來自數據庫服務器的請求應答以后,把請求的處理結果通過WEB頁面的形式返回到客戶機端,然后前端將數據信息通過用戶界面UI展示出來。
2.3系統功能設計
通過對需求分析階段的成果進行總結和概括,可以進一步得到計算機網絡精品課程網站的主要功能模塊,主要概括為幾個部分:精品課程管理、在線學習互動管理、資訊信息管理、用戶管理、系統管理等。
三、精品課程網站詳細設計
3.1系統數據庫設計
對于高校計算機網絡精品課程網站而言,需要對精品課程網站教學系統進行日常管理。通常,高校精品課程網站系統數據流包括下面的元素:
(1)學生信息:學號、名稱、性別、所在專業編號、出生日期、聯系方式
(2)教師信息:名稱、性別、編號、出生日期、聯系方式
(3)系統用戶信息:欄目編號、用戶名稱、用戶密碼、用戶權限
(4)課程欄目信息:課程編號、欄目名稱、課程編號
(5)課程信息:編號、欄目編號、課程介紹、授課教師編號、課程編號
(6)系統留言信息:留言編號、用戶編號、留言內容、留言時間
(7)實時咨詢信息:咨詢編號、咨詢用戶編號、咨詢課程編號、咨詢主題、咨詢內容、咨詢時間、教師回復
(8)課程討論信息:課程編號、討論主題、發起討論用戶編號、發起討論時間
(9)權限信息:權限編號、權限描述、權限等級
(10)資訊信息:資訊編號、資訊主題、咨詢內容、時間
3.2系統功能詳細設計
(1)精品課程管理
課程管理功能主要包括:課程欄目管理、課程信息管理。其中課程欄目管理功能主要是對精品課程欄目主題進行管理,包括課程和對應的章節下面的增加、刪除、查詢、修改操作,主要是以樹形菜單的形式來展示精品課程欄目主題;課程信息管理模塊主要是對精品課程相關信息的管理。
(2)在線學習互動管理
課程學習互動管理功能細分為:系統留言模塊、論壇留言模塊、實時咨詢模塊、課程討論模塊等。系統提供了系統留言板,以供系統用戶發表對精品課程網站的意見和想法。論壇留言功能,主要提供給廣大的學生用戶和教師用戶自由交流的平臺,用戶可以發帖的形式來發表自己的看法。學生用戶在學習的過程中,可以實時咨詢老師,通過向教師用戶提交疑難問題,然后等待教師回復。
(3)資訊信息管理
資訊信息管理功能細分為:咨詢信息管理、網站新聞管理、網站公告信息管理等,可以進行進加、刪除、修改、查詢操作。
(4)用戶管理
用戶管理包括用戶基本信息管理、用戶權限管理。
(5)系統管理
系統維護功能可以對精品課程網站系統進行各項管理操作。系統維護管理功能主要實現用戶管理、系統參數設置、數據備份和恢復、系統日志管理、數據字典操作等功能。
四、結語
信息技術的發展促進了多媒體技術的普及應用,也帶來了教育現代化的發展格局,實現教育信息化、現代化、數字化是實現教育強國夢想的關鍵。構建計算機網絡精品課程網站有利于普及推廣計算機基礎課程知識,有利于提高教學質量和水平。
參考文獻
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1翻轉課堂的內涵和特點
翻轉課堂又被稱為“顛倒課程”,是相對于傳統課程教學模式而言的。傳統教學模式中教師在課堂上主要進行知識傳授,而知識的內化則在課堂外完成,而翻轉課堂模式則是學生在課堂外完成知識的學習,課堂上解決學習中的問題和進行知識的內化,它顛倒了傳統的教學模式。翻轉課堂是現代教育理念和現代信息技術結合的產物,與傳統教育模式相比,它主要有3個新的特點:第一,它轉變了傳統的教學結構。翻轉課堂模式下學生在課堂上主要進行問題解決和知識內化,課堂外則主要進行新內容的學習,這與傳統教學模式是截然相反的。第二,教師的角色發生轉變。傳統教學模式下教師主要負責知識傳授,而翻轉課堂模式下教師的角色轉變為學生學習的督促者和指導者,幫助學生便利的獲取教學資源和解決學習中的問題成為教師的核心任務。第三,學生的地位發生轉變。傳統教學模式下學生在教育中處于被動的地位,而翻轉課堂模式下學生需要自主安排學習計劃,并在課堂上與教師和同學進行積極的交流以掌握學習內容,師生之間以及同學之間的交互性加強,這促使學生成為教育的主體,學生的地位發生改變。
2翻轉課堂在計算機網絡課程教學中的優勢與局限性
2.1翻轉課堂在計算機網絡課程教學中的優勢
相對于傳統教學模式而言,翻轉課堂教學模式在計算機網絡課程教學中的優勢是十分明顯的。首先,翻轉課堂教學模式打破了傳統教學模式課程學習中時間和空間的限制,學生可以隨時隨地地進行課程的學習,有利于提高學生學習的自主性。同時,學生能自己對學習任務進行合理的安排,有利于學生對自身學習節奏的掌控。其次,翻轉課堂教學模式確立了學生在課程學習中的主體地位,學生在課堂內外能與教師和同學進行深入的溝通和交流,極大地提高了學生在學習過程中的參與度,有利于學生學習積極性的提升并激發學生對計算機網絡課程學習的興趣,從而促進課程教學效果的提升。總體而言,基于翻轉課堂的計算機網絡課程教學對于發揮學生的主觀能動性和學習積極性具有很大的優勢,從而最終提高課程的教學效果。
2.2翻轉課堂在計算機網絡課程教學中的局限性及應對策略
(1)翻轉課堂在計算機網絡課程教學中的局限性。由于外部條件的限制,現階段翻轉課堂在計算機網絡課程教學中還有著較大的局限性。第一,傳統教育理念的根深蒂固限制了翻轉課堂在計算機網絡課程中的教學效果。傳統教學模式往往采用灌輸式的教學方法來開展教學,很多教師對于翻轉課堂教學模式不能接受,不愿意在計算機網絡課程中進行翻轉課堂教學。同時,傳統教育理念強調教師的權威性,而翻轉課堂模式下學生必然會提出很多問題,受自身知識結構的影響,很多問題教師不一定能當場回答正確,因此很多教師害怕丟面子,采用翻轉課堂教學模式會導致自身權威性的降低,因此對這種教學模式持反對態度。第二,教師的個人能力限制了翻轉課堂在計算機網絡課程的運用。翻轉課堂教學模式對教師的能力提出了更高的要求,包括組織課堂討論的能力,視頻課件制作的能力等,而現階段很多教師在這方面的能力還較為欠缺,不利于翻轉課堂的實施。第三,學生的自主學習能力限制了翻轉課堂在計算機網絡課程的運用。長期以來我國學生都是處于被動學習的地位,因此自主學習能力普遍不強,而翻轉課堂的實施是以學生自主學習為基礎的。因此,現階段學生自主學習能力的欠缺限制了翻轉課堂的實施。(2)翻轉課堂在計算機網絡課程教學中局限性的應對策略。要打破翻轉課堂在計算機網絡課程教學實踐中的局限性,就是要優化翻轉課堂模式實施的條件,主要有3點。首先,要更新教師的教育理念,讓教師認識到自身在教育雙方中的功能定位,確立學生在課程學習中的主體地位,并加大對翻轉課堂教學模式優勢的宣傳,讓教師理解翻轉課堂教學模式,并主動在計算機網絡課程教學中運用翻轉課堂。其次,要提高教師的專業素養。一是要提高教師的課堂組織能力,使教師能有效地引導學生進行課堂討論。二是要求教師掌握必要的信息技術,如視頻的制作、剪輯等,能開發出生動的視頻課件。而教師專業素養的提高可以采用兩種方法實現,一方面是加大對教師培訓的力度和針對性,提高在職教師的專業素養,另一方面是加強對新進教師的篩選,提升新進教師整體的專業素養水平。最后,教師要引導和鼓勵學生進行自主學習,采用多樣化的方法來提高學生的自主學習能力,為翻轉課堂在計算機網絡課程教學的落實打下堅實的基礎。
3基于翻轉課堂的計算機網絡課程構建
要切實通過翻轉課堂教學模式提高計算機網絡課程的教學效果,必須打破傳統的教學流程,對計算機網絡課程流程進行重新設計和規劃。基于翻轉課堂的計算機網絡課程內容主要可分為以下3個方面。
3.1課前設計
在課前設計階段,教師需要明確學習的內容和教學目標,并開發出時間長短、內容難易程度都較為適中的教學視頻課件,并發送到資源共享平臺上,以便于學生課前學習。而學生在接收到學習的內容以及學習課件后,就要在課前合理地安排學習進度,依托教材、視頻課件以及網絡資料庫對需要掌握的內容展開自學,并將學習中遇到的問題和值得分享的經驗提出來。
3.2課堂教學實施過程
在進入課堂教學實施過程之后,首先要確定的就是課堂需要討論的問題,而這些問題的產生必須要從教師和學生兩個角度來實現,學生要根據自己課前自學中遇到的困惑和障礙針對性的提出問題,而教師要根據學習內容的重難點來對問題進行篩選和調整,從而最終確定出需要在課堂上討論的問題。在問題確定以后,教師要對學生進行分組,學生要采取小組討論的方式來解決這些問題。為了保證小組討論的效果,每個小組的人數要控制在6人以下,確定出每個小組的組長,并且在討論過程中每個學生要充分發揮自己的主觀能動性,積極地提出自己的想法和見解。在小組討論環節結束之后,每個小組要推選一名代表作總結匯報,對小組討論的結果和討論中值得分享的經驗進行詳細的講述。同時,在這個過程中,要及時地對學生的學習過程和學習結果進行評價,由于翻轉課堂中涉及學習過程的內容較多,因此各個環節的評價要采用多維度的評價方法,不僅要包含教師的點評,還要有學生之間的互評,學生自身的自評以及學生家長對學生的評價,確保評價結果能真實地反映學習過程和學習結果,并成為提高學生學習積極性的促動力量。
3.3課后總結反思
在課程結束之后,教師和學生可以在網絡學習平臺上進行交流和溝通,發表自己對于整個學習過程的看法和意見以及改進的措施,以促進翻轉課堂教學模式不斷與計算機網絡課程進行融合,提高教學質量。
4結語
總之,翻轉課堂是信息技術發展和現代教育理念相結合的產物,它顛覆了傳統的教學模式,為計算機網絡課程建設提供了一種新的思路。作為一種新的教學模式,翻轉課堂被應用于計算機網絡課程,有巨大的優勢,同時由于外部環境的限制,也存在著較多的局限性。因此,在基于翻轉課堂的計算機網絡課程建設過程中,必須要不斷優化翻轉課程實施的外部條件,并構建基于翻轉課堂的計算機網絡課程流程,提高計算機網絡課程的教學效果。
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1 計算機網絡技術的發展前景
我國屬于發展中國家,科學技術與信息技術的更新同百姓的生活息息相關,一方面科學技術能夠促進社會經濟快速發展,另一方面,網絡信息技術也能優化人們的生活狀況,人交流變得更加便捷,總的來說,當今的計算機網絡技術已經成為了人們工作、生活的不可或缺的組成部分,其能否進行有效的發展與改變,直接決定著我國現代化建設的進程。
但是我國計算機網絡技術發展還存在著一些問題,例如有些行業雖然進行了計算機技術的引用,然而并沒有全面發揮其作用,造成成本增高以及資源浪費,這種情況不僅沒有體現出計算機網絡技術的特點,反而使之成為了企業發展的約束條件。所以計算機技術對于不同專業的作用需要主頁的人員進行系統規劃,只用充分發揮本專業的計算機資源,才能在如今市場經濟發展快速的今天,在激烈的競爭環境中取得一席之地,使自己的工作或者生活不斷提高。
2 計算機網絡技術應用原則
計算機網絡技術應用首先應該遵守規范性原則,只有在合理的環境下,計算機網絡技術才能根據不同專業發揮出其應用的作用。除此之外,規范性也是針對網絡綠色化的保護,針對未成年人存在的情況,要考慮他們接觸的網絡環境是否符合其生長要求。
其次計算機網絡技術應用要遵守便捷性原則,在進行軟件研究時要考慮到大多數計算機配置問題,盡量是相關軟件、技術能夠更加簡單明了的被人們使用,一方面簡單明了額網絡技術能夠符合當前市場的需求,其次,當相關網絡技術出現問題時,簡單便捷的網絡技術更便于維護與檢修,以及對其進行升級更新。
綜上所述,計算機網絡技術的發展只有遵守一定的應用原則,才能使其作用得到最大程度的發揮。
2 高職院校計算機網絡課程的現狀
很多高職院校學生畢業后所選擇從事計算機網絡方面的相關工作人數很少,原因在于畢業生離各企業和各單位所需要的人才還有一段距離。所以,我認為目前高職院校的計算機網絡課程教學存在以下幾點問題:
2.1 版本老舊
如今是科技時代網絡應用越來越普遍,但據了解在部分高職院校中,計算機網絡課程專業的教材版本老舊,學生所學的專業知識和各種技能早以不適應社會的需求,而目前的高職院校所教育又是以理論知識為主,缺少實操,這些現象普遍存在。
2.2 硬件設備缺乏
影響高職學院計算機網絡課程教學的另一個原因是實操課程少,計算機設備不足,甚至有很多學校根本就沒有計算機實操室,學生學完了一個學期,連最基本的網線水晶頭接法都不會,更別說交換機和其他設備的調試了。
3 高職院校計算機網絡技術在課程教育實踐的應用
由于計算機網絡技術有較強的技術實踐性,更新換代快。因此課程教學也應當遵循社會發展不斷的更改教學方向,以不指定固定教材為目的進行教學,讓教師根據現今網絡技術的大框來自行制定教學方案,通過教師組進行集體評估,最后將真正有實踐意義的知識教授給學生,讓學生及時納入社會中最新的網絡技術中。
Dreamwearver, firework, Flash俗稱網絡三劍客,主要是在PHP服務器端實施的腳本語言,三種軟件都有著不同的技術特點以及表現特征和編程方式,如,Dreamwearver主要是以設計網頁頁面為主,div+css技術是不可缺少的,而flash則主要以動畫設計為主,可以在網頁logo中廣泛應用,在對這些內容展開教學時,應合理優化教學內容體系,將其有效融合教學,通過相互配合、相互補缺才能設計出更好的網頁。
在高職院校的計算機網絡教育中,《Internet基礎》主要內容以Internet基本結構、通訊協議TCP/IP、Internet接入方法、超媒體、超文書等內容為主,如果這些內容單純以理論講授為主的話,學生所能掌握的也僅僅是理論知識,通過死記硬背的方式學習,但在實踐操作中卻不懂得如何運用這些理論性知識,更不知道什么是TCP/IP協議,整體教學效果不佳。因此,應將理論與實踐有機結合,這樣不僅可以加深學生對Internet基礎知識的掌握,同時也能夠熟練地通過計算機運用各項基礎知識。
4 結語
總而言之,伴隨著高職院校計算機網絡課程改革的深入推進,當前的高職院校計算機網絡課程教學重點已經慢慢向培養學生的實踐能力上轉移。而作為從事計算機網絡教育工作的教師,必須要激發學生的積極性、創造性,使學生的在當前教育環境下有效地學習。同時,老師也要根據當前實際情況善于運用啟發式、與實踐相結合,努力提高教學質量,培養學生適應網絡時代的綜合能力,為現代教育事業發展做出ゴ蟮墓畢住
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一、目前計算機網絡課程教學存在的問題概述
1、重理論教育
在計算機課程中大部分的課程都屬于理論課程,實踐課程安排的是少之又少。在實際的教學任務中,筆者發現大部分理論課程對于學生來說,只是被動地聽課,學員通常會對講課內容感到枯燥乏味,聽課的過程也是似懂非懂,有的學生甚至也認為理論課程沒有什么實際價值,不喜歡去學,教學效果并不明顯。計算機網絡課程教學是一門需要實踐的課程,學生不能去只靠聽來獲取知識,關于計算機網絡的基本原理、方法、技術,都需要在實踐中,去練習,去體會計算機網絡的技術,這樣才能夠將技術熟練地運用在網絡的管理開發中。
2、重分離輕綜合
目前的計算機網絡教學通常都是將知識點分層來講,根據計算機網絡的結構,逐層進行分析和講述,在每個層次的劃分和論述上都花費很大的功夫,但是在逐層分析之后就沒有接下來的總結工作了,并沒有將知識點綜合地給學生講解,計算機的功能分析也沒有進行綜合的模擬。這樣一來,學生對計算機的認識通常都是分層、分區域的,認為計算機就是由一層層的協議來堆成的,真正的計算機網絡課程應讓學生去深入了解計算機的原理,讓學生明白各個知識點之間的內在聯系,計算機的電子流水線事實上在飛快地接受、加工和傳遞著數據,這些優勢在學生眼里并沒有體現出來。
3、缺乏理論與實際的結合
教師在教學的過程中往往都是遵照教材內容,生搬硬套地將知識點傳遞給學生。課堂上老師口干舌燥,學生聽得一竅不通,結果事倍功半。在計算機教學中我們知道,其課程包含了很多理論性知識,這些知識都比較抽象,難以理解。最典型的就是協議內容的教學,協議是計算機網絡的核心課程,教師在講課的過程中需要對關鍵協議的內容進行分析和講解。如果在課堂上教師只采用傳統的教學方法,那么課堂通常會較為枯燥,學生很容易走神,教學效果不如人意。
二、教學目標改革的基本思路
教學目標的改革要堅持以提高能力為導向,服務專業為學習理念。計算機專業的學生需要達到學以致用的要求。這就要求教師在教學中要懂得擴寬學生的知識面,理論內容不必過于深入地講解,主要培養他們對計算機網絡的運用,如何去利用計算機網絡解決生活中的問題,不應該把大部分的時間花費在學習理論上。掌握需要掌握的知識,具備需要具備的能力。
這就要求計算機網絡課程的改革在處理學生對計算機的規劃、安裝、維護、管理上的能力要達到一定的水平。例如在常見的網絡故障調試中是否具備診斷能力,如何去實現網絡設備的操作和應用,局域網絡和各類服務器的架設技巧等等,都是計算機網絡課程需要引導學生去掌握的內容。
三、如何提升計算機網絡課程的教學質量
1、項目驅動教學法
項目驅動教學法是由教師和學生共同完成一個項目而進行的教學活動 。該教學內容主要是針對課程而設計的項目,可以讓學生獨立完成,并且獲得一定的效果。項目驅動教學法和一般的教學方法相比,體現在三個改革點,一是改變以往以教師為課堂主體的教學模式,讓學生上升為課堂主體;二是改變以往以理論教學為中心的教學模式,讓項目任務變為中心;三是改變以往以課堂為中心的教學模式,讓實踐變為中心。在運用項目教學法時,重點在于認知主體是學生,同樣也是知識的實踐者和發現者。
2、豐富教學手段
對于理論知識,學生通常都難以理解,并認為十分枯燥。為了避免學生對學習的厭煩,教師可以采用生動、形象、具體的教學方法。例如對“數據包處理過程”的知識點講解,如果單純地進行理論敘述很難讓學生明白,這時就可以積極利用多媒體,采用動畫模擬的方式,讓復雜的計算機網絡理論直觀地展現在學生面前,這樣便于學生的理解和接受。針對具有較強操作性的網絡命令、IP地址的配置,教師可以在課堂上親身示范演示。因為計算機網絡教學的理論通常都來源于生活實踐,所以教師在講課的過程中可以增加一些生活中的時間,讓理論更加通俗易懂,同時增強課堂的趣味性。
3、采用討論式教學
目前大多數的院校授課都提倡讓課程內容變為討論式的教學。未來的課堂也一定是充滿互動色彩的。這樣才能夠更加尊重以學生為主體的課堂,豐富教學形式,讓互動式教學成為一種趨勢,進而延伸為主流的教學方法。討論式教學不僅可以讓學生能夠參與課堂內容,集中注意力,同時也能夠良好地展示自我,激發自身對學習的探索興趣,提升自主學習能力。以往的計算機網絡教學由于理論內容較多,學生基礎較為薄弱,所以大多數學生的聽課興趣并不高漲。有的學生甚至認為計算機網絡教學是一門文科,其中的理論知識需要死記硬背。所以只要在期末的時候死記硬背就好,上課睡覺也沒關系。所以,教師要準備一些學生在網絡環境下經常會遇到的難題,針對某個問題展開討論,充分地調動學生在課堂上的積極性。堅持以學生為主題,教師為主導的教學方式,活躍課堂氣氛、提升學員的探索積極性,在能夠幫助學生學習狀態改善的同時,也能夠讓教學效果顯著提升。計算機網絡課程要充分利用自身的課程特點,采用靈活、互動的方式 進行教學,讓課堂不能拘泥于文科的理論學習,而是要充滿趣味,充滿實踐,只有這樣培養出的學生才更能經歷實踐。
四、結語
課堂作為師生活動的中心環節,是學生獲取知識和鍛煉能力的重要途徑。教師一定要認真貫徹好高效課堂教育,注重激發學生的學習能力和認知需求,不斷培養學生的實踐能力,促進學生能力的全面提高和發展。
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目前高校計算機專業“計算機網絡”課程“照本宣科”模式大行其道,這有悖于計算機網絡技術應用性強的特點。因缺乏科學合理且可操作的教學模式,授課過程必然是概念堆砌,缺少主線,不成體系,加之實踐環節薄弱,考核方式傳統,嚴重影響了該課程的教學效果。
本文首先從計算機網絡知識體系本身所具有的彈性展開論證,對該課程教學模式的各個環節,即授課方式、實踐方式及考核方式所存在的彈性有針對性地展開論證并給出具體的實施方案,最后給出了教學效果的例證。
2 “計算機網絡”課程彈性教學模式的制定
2.1 計算機網絡知識體系的彈性
任課教師首先應對“計算機網絡”課程知識體系的彈性有充分的認識和把握。
計算機網絡技術是計算機技術與通信技術結合的產物,這一特性決定了其知識體系的寬廣性。同時,計算機網絡技術又是時代應用需求驅動的產物,這又決定了其知識體系局部的時效性,加之新型通信技術深層次的不斷融合(如IP網和3G的結合)及計算機應用技術本身的不斷深化使計算機網絡技術的發展日新月異,執眾多技術發展之牛耳,這導致計算機網絡知識體系的彈性化,其課程知識體系的彈性是其應用技術彈性的自然“鏡像”,并非故弄玄虛。
該課程知識體系的獨特性,決定了其教學模式的獨特性,即采用彈性的教學模式。
2.2“計算機網絡”課程彈性授課方式的制定
“計算機網絡”課程的彈性授課方式始于彈性授課計劃的制定,落實于彈性的課堂教學形式。
2.2.1彈性的授課計劃
彈性的“計算機網絡”課程授課計劃的制定要明顯區別于本專業其他課程,授課時應圍繞當今Internet路由體系結構的寬廣視角而展開,即當今Internet物理上由具有獨立網絡技術的局域網、廣域網、Internet骨干網組成,Internet域內路由(如OSPF),域間路由(BGP)是其主線。這種授課內容的布局模式應該適合于任何種類和層面的“計算機網絡”課程授課對象,差別僅是內容講解深淺程度的把握,計算機網絡技術更新速度快的現實特點要充分(且必須)反映到授課計劃中來。即授課計劃不能寫死,而要有核心且有空間,使其具有良好的彈性或自適應性。計算機網絡技術更新永遠遵循著“無止境地最大限度地滿足用戶的需求”的目標,這導致新技術實現的“不擇手段”性,意味著大量新網絡基礎理論“背叛”性(即有悖于設計初衷)的涌現出來,要多選擇這樣的實例使學生體會這一規律。例如,當網絡層的傳統路由協議(尤其是BGP)對在路由失效時因收斂時間過長而導致傳輸延遲的增加表現的無能為力之時(當然設法縮短收斂時間是自然的必然的研究方向,也正在進行),而另外一些研究者打破常規提出了覆蓋路由體系結構(Overlay Routing Architecture),即在原有路由層之上構建了彈性覆蓋網(Resilient Overlay Network),從應用層完成端到端(End-to-End)的路由選擇,從而大大縮短了路由的收斂時間。目前該覆蓋網絡路由理論和傳統網絡路由理論的應用并存。國內學者也提出了自己的覆蓋網體系結構BSMON及多播服務模式,從根本上彌補了網絡層多播的先天不足,使世界范圍內的多播成為可能。需總結強調的是,覆蓋網的出現有悖于計算機網絡體系結構的最初設計理念,即“層次間功能不重疊“的設計思想(但應用效果是原方案所不及的),這一直被稱為其特色的設計卻成了新理論產生的羈絆和禁錮。如果教師照本宣科,不深入追蹤思考類似的現象,不僅不能對新的網絡應用從理論上做出合理的解釋,反而會前后矛盾!這里的關鍵問題不在于大量計算機網絡新理論的出現,而在于一些新理論和原有理論的“背道而馳”。對待這樣的知識點,教師應給學生一個怎樣的交代?方法只有一個,即“留有空間”!切忌將課本中的定義規則,尤其是算法當作真理而采取“封頂”式講解、記憶和考核,這里建議采用“解釋理論產生的技術背景―解釋理論本身―探討現在和未來的技術背景―勾畫新理論”的方式組織教學內容。“勾畫新理論”就是“留有空間”的具體表現,這種引導學生“勾畫新理論”的能力應該做為一個優秀計算機網絡教師的重要標志。
彈性的授課計劃要靠彈性的課堂教學落實。
2.2.2 彈性的課堂教學
彈性的課堂教學是彈性授課計劃的實施過程。需學生和授課教師共同合作完成。
這里要求學生上課之前必須進行課程預習,了解本次課程和已講的內在邏輯關系并帶著對問題的初步思考走進課堂。第一節課由教師講授,第二節課學生和教師共同討論。這對學生和老師都提出了較高的要求,老師將授課計劃中的“留有空間”、“勾畫新理論”的理念在第二節課中應充分展現出來,學生在“留有空間”中“行走”需要教師高質量的引導,教師對講授的知識“留有空間”越大,帶領學生“行走”越合理,越接近知識內核。
彈性的授課方式還需彈性的實踐環節對課堂知識給予拉動和提升。
2.3“計算機網絡”課程的彈性實踐方式
彈性的實踐方式指彈性的認識實習內容、彈性的開放式實驗內容及彈性的課程設計內容。
2.3.1彈性的認識實習內容
這里建議認識實習在開設“計算機網絡”課程的前一學期進行,認識實習要求任課教師和實習基地的網絡工程師共同切磋制定好實習計劃,并分兩階段進行,首先是網絡工程師來校講解該企業的計算機網絡應用現狀,重點在于對本單位的應用需求、網絡拓撲結構和關鍵網絡設備設置、各種服務器及防火墻等內容進行總體介紹,然后安排現場參觀及網絡工程師和學生的互動,使學生建立對計算機網絡的感性認識,為下學期的課堂學習打下一良好的基礎。
但認識實習的缺陷是學生的動手能力受條件所限未能得到鍛煉,校內網絡實驗室的開放實驗項目便可做到很好的補充。
2.3.2 彈性的開放式實驗內容
計算機網絡實驗是提升課堂知識的重要實踐環節。目前,大部分高校都建設了專用的計算機網絡實驗室,設備檔次、種類及數量都達到或超過了教學評估的基本要求,但經調研發現許多高校的網絡實驗老師對實驗內容沒有足夠的把握,實驗題目多年不變。這里建議選擇引入國內CCNA,CCNP網絡工程師教材中的一些可操作的實驗項目,在滿足配置要求時學生可以自帶題目進行驗證性實驗,也可在老師指導下進行創新性實驗,從而提高實驗內容的彈性。
實驗教師的素質應通過外出培訓、自修和部門內交流等方式予以提升,考核學生先考核實驗教師,擺脫實驗教師僅是實驗設備和上機學生管理員的次要角色。
2.3.3 彈性的課程設計內容
本著“念書不是學習的目的,而是創出新知識新體系的手段”(揚振寧教授語)的原則,課堂上的“勾畫新理論”在課程設計階段得到了落實。
目前各高校普遍開設了網絡課程設計,以鍛煉學生的設計能力,但對設計題目的選定工作量投入不夠。大多是要求學生用WinSocket 實現課本中如 :FTP、TCP、TELENET等傳統協議的功能。原因主要是好的課程設計題目的確需要花費大量精力去總結歸納,鼓勵學生將自己在課堂上與老師爭論的內容整理成題目并建議老師量學生之力,從所從事的網絡縱向或橫向課題中精心抽取出一些“片段”,做為設計的題目,使課程設計成為“留有空間”的大膽嘗試環節,哪怕是失敗或得不出結論。好題目需要教師教學與科研的多年的沉淀,故課程設計的內容具有很大的彈性。
以上三個實踐環節是引導學生對計算機網絡知識逐步提升的自然與強行的過程。
授課和實踐的效果都需科學合理的量化評定,故該課程的考核方式也要給予特殊的考慮。
2.4“計算機網絡”課程彈性的考核方式
彈性的考核方式體現在總成績的構成及其權重。教學實踐已充分證明彈性的考核方式能從根本上打破學生應付考試的心態,使考試成為一次特殊形式的學習。
2.4.1常規成績評定
經調研發現,常規成績評定法非常不適合計算機網絡課程的考核。
常規成績評定法是:總成績 = 平時成績(20% 或30% )+ 筆試成績(80% 或70% ), 其中平時成績=上課出勤率+課堂提問+實驗成績。因該課程一般為合班(4-6個班)上課且采取滿堂灌的授課方式,點名和課堂提問只能是隨機幾次或沒有,加之學生缺乏預習準備,回答問題質量都不會很理想。實驗成績一般根據實驗報告來評定。因對實驗過程缺乏監控,實驗報告抄襲現象嚴重,實際成績很難采集,成績失去了意義。
2.4.2彈性成績評定
彈性成績評定反映在對實踐成績的靈活掌握。
這里建議平時成績占60%,考試成績占40%,其中,平時成績=課堂討論(10%)+實踐成績(50%),實踐成績=實習成績(10%)+實驗成績(10%)+課程設計成績(30%)。
課堂討論成績是一彈性考核點,因授課計劃中的預先合理安排,效果有底線保證。實踐成績中的實習成績為一彈性考核點,其成績根據實習報告的內容而定,強調學生的獨立思考結論。實踐成績中的實驗成績采用準備充足的實驗項目,對所做實驗項目采用抽簽選取的考核方法,要求學生在規定時間內獨立完成,可一定程度借鑒CCNA,CCNP網絡工程師實踐部分的考核方式,現場給分,保證了實驗成績的真實性。課程設計成績為原有考核點,因題目選定的原則區別于以往(如2.3.3所述),效果自然不同凡響,可根據題目設定的合理性,獨立分析解決問題的程度而定(如果授課對象是計算機碩士研究生,該考核點可設置為計算機網絡成績的全部)。同學們普遍反映,一個好的課程設計題目能夠使學生將其他各個環節所學到的計算機網絡知識迅速整合和升華。
2.5 彈性教學模式的效果例證
該彈性教學模式在東北大學總校和秦皇島分校及燕山大學計算機專業學生近幾年教學實踐中獲得了顯著的教學效果,無論是就業還是繼續深造的學生,其知識的寬厚程度和強動手能力都受到實習單位和就業單位的普遍認可,從而驗證了該教學模式的可操作性和實際效果。
3 結束語
本文以計算機專業“計算機網絡”課程的彈性教學模式為剖析對象,給出了制定該課程彈性教學模式的理論依據和教學實施方案。彈性和原則并不矛盾,兄弟院校計算機專業的計算機網絡任課教師可遵循該思想來制定出符合自己校情的“計算機網絡”課程的彈性教學方案。
參考文獻
[1]劉杰民.基于路由機制的“計算機網絡課程”教學模式研究. 2005年全國青年教師計算機教育優秀論文集.
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對網絡工程專業的學生來說,計算機網絡技術是本專業最重要的基礎課,其內容比較繁雜[1-2],直接關系到后續課程,如網絡安全、網絡系統集成與管理、網絡編程和網站開發等課程的學習效果[3-4]。作為網絡工程專業的基礎教學內容,需要安排較多的學習時間,才能將知識點講清楚、講透徹。
在多年的教學實踐中,筆者發現安排兩個學期來學習計算機網絡中從底層到上層的知識較為合適,有利于學生充分理解網絡的理論知識點,并有足夠多的時間參與實驗。當前主流的計算機網絡教材主要圍繞OSI七層模型與TCP/IP協議棧四層模型組合后的五層模型來講述,比如謝希仁教授編寫的《計算機網絡(第六版)》。在使用該教材的過程中,筆者發現了一些問題,其中主要問題是教學內容的選擇與課時的分配。
在教材提出的五層模型中,物理層涉及較多的通信網內容,知識點多且分散,但該部分并非計算機網絡的核心點,可以不作為教學的重點。隨著網絡技術的推陳出新,數據鏈路層和網絡層在內容上有較多變化:舊版教材中數據鏈路層和網絡層包含的一些網絡技術已被逐步淘汰,教材僅以PPP協議和以太網協議作為代表協議進行介紹;網絡層也僅限于與IP協議相關的內容;運輸層內容變化不大;應用層的一些非主流協議(如FTP、TELNET)也逐步減少了篇幅,同時引入了應用進程跨網絡通信內容的介紹。在介紹完整體模型后,教材還引入網絡安全、無線網絡、通信網絡等其他內容。
1 課程群結構
經過幾年的教學嘗試,筆者發現將計算機網絡技術拆成幾門課,以小型課程群的方式進行教學,獲得的教學效果比較好。小型課程群包括計算機網絡、計算機網絡實驗課程、互聯網原理與應用、現代通信網概論。這4門課不僅涵蓋了傳統計算機網絡的內容,還包含了一些主流的網絡技術,同時能實現理論與實踐的緊密結合。其中,計算機網絡、互聯網原理與應用在內容上完整地包含整個TCP/IP協議棧的內容,這部分是整個網絡工程專業知識體系結構的基礎,為學生后續學習網絡編程、網站開發、網絡安全、網絡系統集成或管理奠定了堅實的基礎。在內容分布上,計算機網絡強調底層通信協議,互聯網原理與應用強調對高層應用的理解和開發能力,現代通信網概論從橫向角度對網絡技術進行了?U展。計算機網絡實驗課程是計算機網絡的配套實驗課,將理論知識應用在實驗中,加強了學生的應用能力。課程群的課程內容對培養“具有較強的網絡工程專業知識和工作能力的高級專門人才”起到打基礎、長內功的作用,其基石作用在專業培養中不可欠缺。
1.1 課程學時學分與內容分配
建設網絡工程專業小型課程群的過程中,在學分設置上,計算機網絡、計算機網絡課程實驗、互聯網原理與應用屬于專業核心課程,分別占4學分、0.5學分和3學分;現代通信網概論屬于專業方向課程,占2學分;每個學分分配18個學時。在課程安排上,第4學期開設計算機網絡、計算機網絡課程實驗,第5學期開設互聯網原理與應用,第6學期開設現代通信網概論。
課程的具體內容分配如下:計算機網絡講述五層模型中的物理層、數據鏈路層、網絡層中的IP協議、運輸層;計算機網絡實驗課程在前者的基礎上,完成5個驗證性實驗;互聯網原理與應用除了講述五層模型中的IP路由、應用層協議,還強調基于SOCKET API的網絡編程、基于RPC和RMI的互聯網應用開發,配合3個課程實驗;現代通信網概論作為知識點的銜接課程,介紹當前或曾經出現過的通信網技術,比如通信網中的傳送網、信令網、傳統電話網、IP電話網、移動通信網、ATM、接入網技術等內容。
1.2 教材選定情況
在教材選擇上,謝希仁教授編寫的《計算機網絡(第六版)》雖然對底層協議講解較多,但應用層協議方面不夠深入。Comer D E編寫的《計算機網絡與因特網(第六版)》對應用層協議介紹較多,但在章節安排上沒有完全按自底向上的方式編排。Tanenbaum A S編寫的經典巨著《計算機網絡(第五版)》,對每部分都有詳細介紹,但全書知識點太多,接近800頁,不太適合作為師范院校的教材。
當前的解決方案為:計算機網絡繼續使用謝希仁教授編寫的《計算機網絡(第六版)》,但互聯網原理與應用使用Comer D E編寫的《計算機網絡與因特網(第六版)》。對課本中不夠詳細的內容,應通過教學課件進行補充介紹。主講教師在課堂上給出足夠的解釋,同時標注參考書籍和參考網頁內容,讓學生課后自行查閱。現代通信網概論使用楊武軍副教授編寫的《現代通信網概論》。計算機網絡實驗課程使用學院自行編寫的實驗講義。
1.3 教學新形式
從課程群的內容可以看出,整個課程群其實圍繞著“如何將信息從一臺計算機傳輸到另一臺計算機”這一問題逐步展開。重點內容體現在TCP/IP協議棧中的數據鏈路層、網絡層、運輸層和應用層的協議及相關技術。難點在于學生學完所有內容后,如何將這些知識有機地聯系起來,完整地回答前面那個看似簡單卻十分復雜的問題。
為了讓學生對問題和問題的答案有清晰的理解,在計算機網絡的第一堂課中,任課教師拋出這個問題,然后讓學生帶著問題聽課。教師每講到一處知識點的時候,適時地將問題結合起來,提示學生當前知識點與問題的關系,該知識點解決了問題中哪個細節,從TCP/IP協議的底層一直到應用層,層層強化內容與問題的關系。在講授現代通信網概論的時候,從橫向角度擴展,向學生解釋在不同環境下通信網絡或計算機網絡如何根據不同環境不斷變化技術手段,進而解決這個最基本問題。
通過幾年的教學嘗試筆者發現,采用這種小型課程群組課的方法,結合現代多媒體教學手段和上機實驗操作,學生能夠較牢固地掌握這些課程的關鍵內容,并對網絡工程的全局架構有一個整體認識,為學習其他專業課程打下良好基礎。
2 ?n程群實驗教學內容
作為理論的實踐部分,計算機網絡實驗課程是網工專業的核心課程之一,其設計初衷是讓學生有更多的動手機會,并在動手過程中提出問題,鼓勵實驗者自行尋找答案并進行理論解釋,從而加深其對理論知識的理解。此門課程共包含5個實驗,覆蓋課程的主要理論知識,分別是以太網抓包實驗及網線制作、小型局域網設計與VLAN配置、靜態路由配置、ARP抓包及ARP欺騙設計、TCP協議的工作原理和分析。
互聯網原理與應用課程中包含3個課程實驗,與前者不同,實驗是課程的一部分,不單獨計學分。3個實驗分別是SOCKET網絡編程設計、應用層TELNET和FTP協議分析、應用層HTTP協議分析,要求學生完成一個網絡編程程序和3個協議的抓包分析實驗。
實驗配備專門的網絡工程實驗室。實驗室共有5個機架,每個機架安裝2臺二層交換機、1臺三層交換機、4臺路由器、4臺電腦。在保證人手一機的前提下,每次能容納20名學生完成一個批次的實驗。
實驗前,教師提供實驗指導供學生預習,一些稍難的內容(比如機柜中網絡環境的搭建、如何用PC機配置網絡設備等)會在實驗前進行簡單講解。實驗過程中,主講教師和2~3名研究生在現場輔助學生,解決學生在實驗過程中遇到的問題。常見問題包括抓包軟件無法捕獲數據包、ARP欺騙實驗無法實現欺騙、添加路由后網絡無法連通等。對于遇到問題無法繼續實驗的學生,指導者會先進行原理分析,啟發學生找到問題的根源,然后找出相應的解決方法。實驗完成后,學生需要提交實驗報告并分享自己的實驗心得,重點分析實驗中遇到的問題以及解決方法。