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中图分类号:TP393-4
计算机网络技术是一门十分实用的学科,也是一门综合学科,包含了计算机和网络通讯等几方面的专业知识。伴随着计算机的普及和我国信息化的不断提高。各个企业对网络工程师、网络管理工程师、网络设备工程师等计算机网络人才的需求也在日益扩大,并且逐年增加。在我国就业市场上,计算机网络人才远远供不应求。因此,针对计算机网络所开展的教育教学活动也越来越多的受到全身会尤其是用人单位的关注。
计算机网络技术的教学不仅包括专业理论的学习,还包括大量的实践操作。理论结合实践才能让学生真正学到知识,同时学以致用。计算机网络技术学科有着自身独有的特点,了解目前教学中存在的问题并寻求解决之道才是现在我国计算机网络教学的当务之急。
1 计算机网络技术课程教学实践中遇到的问题
由于计算机网络技术这门学科的理论性、系统性和实践性都比较强,以至于我们在教学中也会遇到不少的困难和麻烦。各类问题纷纷涌现,影响着学员们的学习和发挥,总结起来,主要有如下几个方面:
1.1 计算机网络教学无法做到理论与实践相结合。很多计算机网络教学过程中,教师的教学观念尚没有得到全新的改观,还是按照传统的教学方式进行授课。以理论为主,缺少实践性和操作性,为授课而授课,注重记忆却不注重理解。为数不多的上机操作课也不重视全面性和系统性,更不用谈创新性了。面对实际问题,学生们自是无从下手,甚至不知道所学知识在现实中的应用。学习无法和实践结合,无法学以致用,学生遗忘速度也随之加快,严重影响力教学质量。
1.2 过于依赖教材。由于计算机网络技术的普及是近几年的事,所以计算机网络技术的授课教师也多是年轻教师。他们刚刚脱离学校,缺乏实际的授课经验,在授课中只能过分依赖教材,讲解理论知识。而教材中多注重讲解计算机网络技术的产品、硬件介绍,但对于实际操作介绍一般都较少。过分依赖教材势必使学生们的学习只停留在技术层面,而无法深入到操作中去。
1.3 教学观念传统,无法真正以学生为主体。计算机网络技术要的远远不是熟读课本、牢记概念的书呆子,而是有能力有创新精神能在实践操作中有自己独有的见解,能解决实际问题的科技型人才。但是,在传统的授课模式下,教师们并不关注每个学生的实际能力,无法根据学生的个体差异进行授课,一味说教理论,势必无法满足不同学生的差异化需求,更无法培养出真正的创新型计算机网络技术人才。
1.4 教学方法单一,教学实践实用价值较低
查阅相关文献,在目前,国内众多高校中计算机网络技术教学的教学手段目前还停留在还“老师板书学生记录”的阶段,这种模式在很大程度上致使了学生被动的接受理论,无法从源头提高学生的学习热情和积极性。而在开设的实践课程上,也只是模块化的要求学生掌握实验要求,填写实验报告,从而导致大多数学生认为实践课是理论课枯燥后的一种放松方式,违背了课程设置的初衷。
2 对改善计算机网络技术课程的几点建议
当今社会人才市场竞争日益激烈化,只有提高教学质量,理论培养和实践应用相结合,培养出真正适应信息化发展的计算机网络人才,才能真正服务于信息化,也为学生们自身的就业和发展提供一个强有力的保障。要想提高计算机网络授课质量,保证授课效果,就要从以下几个方面出发进行变革和创新:
2.1 从教材层面上讲,要注重教材的实用性。教材是教师授课的依据,也是学生们学习的样本。我国学生从小接触的教育模式都是知识来自课本,在这一模式下,我们对课本有着极大的依赖。如果真正脱离了课本,不仅教师的授课,连学生的学习都会变得被动。因此,在教材的编写和选择上,既要注重理论性的描写、技术性的探讨,更重要的是要注意实际操作性。计算机网络技术学习的目标从来不说对理论和技术的把握,而是在事件操作中的应用和创新。为此要建设优质丰富的网络教学资源,可以呈现出多种形式,如文本、视频、动画等媒体素材;题库(包含行业资格认证题库);案例(具有指导意义和教学意义的工程实践项目案例);课件;电子教材;实验实训指导书;通着网络教学资源库建设,使教学主体进一步由老师为中心向“学生为主体、教师为主导”的转变;使教学形式由单一型向多样型转变;使教学内容由注重知识传授向注重创造、创新意识培养转变。建设优质丰富的网络教学资源,支持学生的自主性、创新性学习,确保教学目标的实现、学生职业能力的提高。因此,在教材层面的改革中,将实际的操作真实可感的展现,是对计算机网络技术课本的要求和呼唤。
2.2 从教师层面上讲,要注重教育教学方法和自身素质的培养。教师是教学的主体。教授是学生学习最快的渠道和方式。因此教师的素质和授课质量在很大程度上影响着学生的学习成果和对知识的理解和把握。教师首先要加强对自身的要求,对于所要教授的知识必须自身有着十分娴熟的把握,并且做好总结和创新,在授课中为学生尽可能生动形象的展示,并且注意对学生操作创新的引导。另外,要改变传统授课模式,要积极围绕课程的教学目标,打破传统的拘于形式的教学方法,大胆尝试采用新的教学方式,拓展多元化的教学手段,以学生们对知识的掌握和应用效果作为最终的授课目标,而不单单是考试的通过,要着力注重个性化的教学,开放性的课堂,将师生的交流从传统的课堂逐步拓展到网络课堂、网络讨论、电子邮件、实验室和机房之中,同时,引导学生去公司参加各种实践活动,参加网络相关产品会、技术讲座等,增进学生对市场的了解,并扩大学生的知识面。除此之外,注重教学方法和教学手段的创新,多样化教学,化解无聊的课堂氛围。注重多媒体的使用、注重实际操作的讨论,重视探索和创新。
2.3 从学生层面上讲,应当注重理论实践的结合。计算机网络技术学科不是一个靠死记硬背就能取得好成绩的学科。实际操作要求强是计算机网络技术学科的鲜明特点。因此,学生除了在授课时加强对理论的学习外,还要注意总结和反思。在课下的时候要多加强实践的操作,在操作中理解理论,用理论更好的指导实践。形成一个有效的良性循环。功夫在课外,教师和教材的引导只是抛出的砖,所谓抛砖引玉,玉的磨砺和成长还是需要自身在实践中不断的操作。
3 结语
随着我国计算机网络技术的迅速发展,计算机网络在社会的各个领域都得到了广泛的应用。网络的普及和应用给我们的生活也带来了各种各样的便捷。网络技术的不断提高依赖于计算机网络人才的不断努力。随着我国经济的迅速发展和信息化的不断普及,对计算机网络人才的要求也越来越高,只有从源头上加强对计算机网络技术教学的革新才能为计算机网络人才的涌现奠定良好的基础。
参考文献:
[1]蔡正宝,王胜.告知计算机网络技术课程实践教学研究方法[J].中国西部科技,2010(13).
[2]张爱军.中职计算机网络技术课程教学改革实践与思考[J].福建电脑,2010(12).
[3]任福利.计算机网络技术课程教学思考[J].科技创新论坛,2010(10).
专业对口率不高计算机网络专业的学生,就业对口率很低。在对口就业的学生中,多数也是从事着计算机销售与组装的低端工作,而仅有少数能从事如,局域网建设、网站建设、网页制作与维护等稍高端一些的工作。这就反映了学校的课程设置尚不能与市场完全对接,与就业市场需求有较大距离。学生缺乏相应的实践操作机会,导致学生的专业技能不过硬,因而无法胜任较专业的计算机网络专业工作。
2.教学设施不完善
专业教师水平不高计算机网络专业教学需大量的计算机硬件设施,一般学校仅有普通计算机操作机房,只能够进行软件操作。缺少计算机网络维修、安装的情景性实践训练机房。另外,职业学校计算机教师毕业于正规网络专业院校的并不多,大多是半路出家。而且职业学校对教师的专业培训不重视,没有提供专业的培训机会,致使众多的教师还停留在毕业时的水平,如何能教出专业水准和实践操作能力强的学生?
3.教学目标设置不当
与用人单位需求脱节社会对职业学校计算机网络专业学生的需求是能从事小型局域网的组建与维护、网络设备的安装与维护、计算机软硬件的组装与维修以及网站的建设与维护等工作。而目前中职学校计算机网络的教学都较偏向软件,对局域网的组建以及计算机硬件的组装与维修则根本达不到社会的需求水平。许多学校计算机网络专业开设的课程与计算机应用、动画等专业开设的课程相差无几,学生毕业后掌握的知识也一样。只能用Office软件进行一些基本的文档处理工作,或用Photoshop、Dreamweaver、Flash等软件进行图像处理、制作网页,而对专业的网络建设知识和技术则根本不会,根本体现不出计算机网络专业的特色。
二、专业教学改革思路
1.教学目标要以社会需求为导向,紧跟甚至超前社会需求
职业学校学生的抽象思维和逻辑思维能力弱,对理论学习不会感兴趣,课堂上的理论讲授效果不理想,学生学习效果差。但是比较直观实用的动手操作和技能训练,学生则愿意做,比较感兴趣。计算机专业课程既有高深的理论课程,又有实用的操作课程。社会既需要理论研究和项目开发型人才,又需要实用操作型人才。这就为计算机网络的存在提供了可能,也确定了计算机网络专业的教学目标定位:培养应用型、操作型技术人才。职业定位为计算机维护员、网络维护员、网站维护员和产品销售员等,对专业理论要求不高,只需实践操作的岗位。中等职业学校计算机网络专业培养的人才目标应该达到:
(1)使学生具备熟练的计算机基本操作能力;
(2)使学生掌握计算机软、硬件安装与维护的能力;
(3)使学生具备各种软、硬件故障的判断与维修的能力;
(4)使学生具备计算机网络的基本知识与网络管理及应用能力;
(5)使学生具备组建小型局域网的能力;
(6)使学生具备建立和维护小型网站的能力。
2.教学内容以提高学生实践专业技能为本位
职业学校计算机网络专业学生未来的就业岗位多数为中小企业,因此对学校教学内容的制订应该从这点出发。学生在中小型IT企业从事的工作一般为计算机的销售、组装与维护,小型局域网的构建与管理、网站的建设与管理等。这些企业对中职计算机网络专业人才的技能要求大致上可以分成两个层面:其一是基本技能,是计算机网络专业学生必须具备的、最基本的、在未来工作领域都可能用到的技能;其二是与专业方向有关的,体现专业特色的核心技能。基本技能一般是指,具有熟练的计算机基本操作能力,熟悉计算机硬件的功能、型号、参数与价格,能够熟练地安装操作系统与应用程序,能够快速判断与解决计算机系统的软硬件故障。而核心技能则是具有鲜明本专业特点的专门化技能。
论文摘要:介绍了桂林电子科技大学在计算机网络课程教学改革方面的具体措施和方法。结合实际情况提出坚持“教师为主导、学生为主体,因材施教”的教学模式;采用“发现式”互动教学方法,引进多媒体教学,网络教学;重视实践环节,以网络技术构建网络课程教与学的互动平台,理论与工程应用并重。
一、教学目标定位
“计算机网络”课程是桂林电子科技大学计算机科学技术、网络工程、信息安全等专业的核心专业技术基础课之一,也是电子信息工程、自动化、智能科学等专业的专业限选课或任选课之一,通过该课程的教学使学生懂得网络的总体框架结构,能建立网络的概念,重点是使学生掌握网络基本原理和核心协议,并熟悉最常用的网络服务和网络工具,了解网络技术的新发展。
教学目标的正确定位是教学改革行之有效的前提和保障,即明确教学是为培养什么类型人才而服务。计算机网络的教学目标大致可分为三个层次:[1]网络基本应用、网络管理员或网络工程师、网络相关科学研究。其中,网络基本应用目标要求掌握计算机网络的基础知识,在生活、学习和工作中可熟练利用各种网络资源,如浏览新闻、收发电子邮件和查找资料等,适合于电子信息工程、自动化、智能科学等非计算机专业;网络管理员或网络工程师目标要求掌握网络集成、网络管理、网络安全、网络编程等知识和技能,并对其中一项或若干项有所专长,可以胜任如网络规划设计、网络管理与维护、架设各种服务器和网络软硬件产品的开发等工作,适合于计算机科学与技术、网络工程、信息安全等专业;网络相关科学研究要求具备深厚的网络及相关学科的理论基础,今后主要从事科研和深层次开发工作,适合网络相关的研究生。本文主要研究第二层次的改革与实践。
二、“计算机网络”课程教学中存在的问题
传统的“计算机网络”课程教学模式不利于提高学生的学习兴趣,对新形势下的培养目标有一定的制约作用,主要问题表现在几个方面。[2]
1.教材知识结构理论性偏强,教学内容偏离实际应用
目前国内的大多数计算机网络教材都是以OSI/RM为索引,分层次展开,全方位介绍各个网络层次的工作原理、相关协议、运行机制等,知识点较多且内容抽象,学生理解起来比较困难,难以提高学习兴趣。OSI体系结构是一个较为全面的网络层次结构,但是在实际中并没有得到广泛应用,实际中的网络案例又不完全符合OSI体系结构,这往往会使学生对网络结构感到困惑。
2.教学模式落后
最初的教学模式是以教师为中心,通过黑板板书和语言描述向学生传授网络知识。这种方式有利于教师组织和监控整个教学过程,便于系统地传授知识,但不利于学生认知主体作用的发挥,不利于学生自主学习能力的培养。对于网络协议这类较为抽象的理论知识,单纯的板书和描述难以帮助学生对学习内容进行深入理解。
3.实践环节薄弱
一方面,计算机网络实验室的建设相对薄弱,实验设备落后,与实际应用的网络设备具有较大差距,且数量不足,无法保证每名学生具有较好的实验环境。另一方面,实验课程的内容过于流程化和简单化,没有突出对学生创新能力的培养。
4.忽视工程应用
课程的综合性、设计性实验缺乏与工程应用相结合的内容,与之相适应的软件建设滞后,难以将工程应用融入到课堂。
三、“计算机网络”课程的改革与实践
针对以上不足,我们主要在五个方面进行了改革和实践。
1.教材选用与内容优化
不同的专业有不同的教学目标,必须选择相对应的教材。对桂林电子科技大学计算机科学与技术、网络工程、信息安全等专业而言,“计算机网络”课程是专业技术基础课之一,除了要掌握一定的基本网络理论和核心协议,还要求掌握更高一等的技术和技能。经过课题组成员比较,选择谢希仁教授主编的《计算机网络》;在外文教材和双语授课时选择Andrew S.T.的《computer network》英文教材。
对电子信息工程、自动化、智能科学等专业而言,“计算机网络”课程是专业限选课或任选课之一,侧重于网络基本理论与应用。经过课题组成员比较,拟选择乔正洪的《计算机网络技术与应用》。
针对教材内容太多、偏重于介绍理论、欠缺实践环节、与工程联系不够紧密等问题,在讲授的时候略去了部分内容,比如安全方面的内容(另外一门课讲授),增加了一些实践相关的内容,如WinSock编程、路由器基本操作等。在教学内容上力求推陈出新,引进和精选当代网络技术新发展及新应用作为网络基础的指向,在不断更新教学内容的同时优化课程体系,将基础知识与现代技术紧密结合,培养学生的创新意识和发展意愿。
2.坚持“教师为主导、学生为主体,因材施教”的教学模式
(1)贯彻基础课的教学必须和科学技术同步发展的教学观念,[3]建立终身教育的观念。科学发展与基础课程的教学改革相结合,以学科建设推动基础课程教学的改革。基础课程教学的改革又支撑新型专业建设与学科的发展,推进人才培养目标的实现。
更新教学内容的同时优化课程体系,将基础知识与现代通信技术紧密结合,将专业基础知识传授、能力培养和素质教育融为一体,实施知识结构合理、基础扎实、适应能力强、有创新精神和实践能力为基本内容的人才培养模式。
(2)教师为主导,学生为主体,因材施教。改进课堂的教学方法,以人为本,因材施教,充分发挥学生的潜力,提高教师的授课质量。教师努力研究课程的基本知识点以及这些知识点之间的相互关系,处理好信号、数据、信息之间的关系和传输特点;研究重点理论和实践知识点的教学方法,使教学内容更贴近学生,引导和帮助学生掌握基础知识和基本技能。
教师采用“发现式”互动教学方法,通过精心设计教学过程,采用“提出问题+要求解决方法”、“引导思考+适当提示”、“找出学生思路正确部分引申”、“扩充认识解决问题的条件”等方式,把握课程的进度,活跃课堂气氛,开发学生的潜能,使学生在获得知识的同时能从应用的角度思考网络通信中的问题和解决问题的思路,使学生建立科学的思维方法与创新意识。
3.采用先进的教学手段
(1)把多媒体技术引入课堂教学中,使理论和协议架构分析变得生动、形象、具体,同时解决了传统教学中课堂画图既费时效率又低的问题。再辅以现场概要线图等,让学生在学习具体知识时心中有网络体系大框架,便于知识定位。
(2)建立网络教学环境。目前桂林电子科技大学已有四个相关网上资源供学生使用:“计算机网络”课程网站,使师生在任何时候都可以利用网络资源学习;网络辅助教学平台(Blackboard):向学生提供资源下载口、作业提交口、讨论区等;思科网络技术培训网站(http://cisco.netacad.net)作为思科网络技术培训基地之一,目前为部分优秀学生开放思科培训网站,让学生参与全球交流,直接接触最新网络技术;教师FTP:作为系统冗余,从教师FTP中学生也可以下载课件等。
4.加大实践教学环节,重视实践能力培养,培养学生的创新意识和创新能力
计算机网络是理论和实践结合非常紧密的一门课程。目前国内外计算机网络相关教材一般都偏重于理论的讲授,而忽视了动手实践方面的引导,为此应实验单独设课,独立考试。实验课学时占总学时的25%,并要求课外1∶1配套。实验内容根据学生的层次、学生的兴趣分为基础层、提高层、综合应用层三个层次。同时,补充了教材上没有的相关内容,如利用套接字进行网络通信编程,培养实践动手能力。而且把原来以教师为中心的实验教学变成了以学生为中心,积极开展开放性实验,延长实验室开放时间,增加大量的设计性或综合性实验,为学生近一步提高动手能力奠定了良好的基础,培养学生的创新意识和创新能力。
5.在课程教学的各环节中大力开发和应用网络技术,以网络技术构建网络课程教与学的互动平台,理论与工程应用并重
计算机网络是一门理论和实验实践相结合的专业基础课程,教师在讲授的过程中贯彻教学理念,引用网络发展历史背景故事和实际应用具体案例来帮助学生理解理论知识,引导学生形成提出问题、分析问题和解决问题的思维模式,培养学生的创新思维能力和综合专业素养。教学采用理论结合实践教学法,通过实验课程开设、实际网络系统参观和课程设计三个渠道将相关网络技术的应用充分融合到课程教学之中,使同学们接触到真实的网络世界,提高实践运用能力,理论与工程应用并重。
实验课程通过综合设计性实验,充分发挥学生的想象力和创新能力,是使学生获得对网络的工作原理与操作方法的感性认识,加深理解、验证、巩固课堂教学内容的最佳途径。
实际网络系统参观是在课程讲授过程中安排并带领学生参观校园网、学院局域网和企业的网络系统,使学生对计算机网络有感性认识。
课程设计要求学生独立设计一个网络应用系统或者分析企业已有计算机网络系统中存在的问题,提出改进方案,为企业设计满足实际需求的计算机网络系统,使学生理论联系实际,加深对计算机网络课堂教学内容的理解,培养学生灵活运用所学知识的能力。
四、结束语
本课程已建立课堂教学、实验教学、网络教学和工程应用交叉融合的教学结构,各教学环节相辅相成、互相交融,实现“加强基础,注重实践,因材施教,促进创新”的目标,形成了立体化的教学模式。通过这样的互动平台,使教与学进入互动沟通的最佳状态。不仅使教师实现了教懂、教准、教活,学生达到了乐学、善学、活学,而且增强了学生日常使用网络的能力,培养了学生的创新精神和实践能力。
参考文献
一、教学目标定位
“计算机网络”课程是桂林电子科技大学计算机科学技术、网络工程、信息安全等专业的核心专业技术基础课之一,也是电子信息工程、自动化、智能科学等专业的专业限选课或任选课之一,通过该课程的教学使学生懂得网络的总体框架结构,能建立网络的概念,重点是使学生掌握网络基本原理和核心协议,并熟悉最常用的网络服务和网络工具,了解网络技术的新发展。
教学目标的正确定位是教学改革行之有效的前提和保障,即明确教学是为培养什么类型人才而服务。计算机网络的教学目标大致可分为三个层次:[1]网络基本应用、网络管理员或网络工程师、网络相关科学研究。其中,网络基本应用目标要求掌握计算机网络的基础知识,在生活、学习和工作中可熟练利用各种网络资源,如浏览新闻、收发电子邮件和查找资料等,适合于电子信息工程、自动化、智能科学等非计算机专业;网络管理员或网络工程师目标要求掌握网络集成、网络管理、网络安全、网络编程等知识和技能,并对其中一项或若干项有所专长,可以胜任如网络规划设计、网络管理与维护、架设各种服务器和网络软硬件产品的开发等工作,适合于计算机科学与技术、网络工程、信息安全等专业;网络相关科学研究要求具备深厚的网络及相关学科的理论基础,今后主要从事科研和深层次开发工作,适合网络相关的研究生。本文主要研究第二层次的改革与实践。
二、“计算机网络”课程教学中存在的问题
传统的“计算机网络”课程教学模式不利于提高学生的学习兴趣,对新形势下的培养目标有一定的制约作用,主要问题表现在几个方面。[2]
1.教材知识结构理论性偏强,教学内容偏离实际应用
目前国内的大多数计算机网络教材都是以osi/rm为索引,分层次展开,全方位介绍各个网络层次的工作原理、相关协议、运行机制等,知识点较多且内容抽象,学生理解起来比较困难,难以提高学习兴趣。osi体系结构是一个较为全面的网络层次结构,但是在实际中并没有得到广泛应用,实际中的网络案例又不完全符合osi体系结构,这往往会使学生对网络结构感到困惑。
2.教学模式落后
最初的教学模式是以教师为中心,通过黑板板书和语言描述向学生传授网络知识。这种方式有利于教师组织和监控整个教学过程,便于系统地传授知识,但不利于学生认知主体作用的发挥,不利于学生自主学习能力的培养。对于网络协议这类较为抽象的理论知识,单纯的板书和描述难以帮助学生对学习内容进行深入理解。
3.实践环节薄弱
一方面,计算机网络实验室的建设相对薄弱,实验设备落后,与实际应用的网络设备具有较大差距,且数量不足,无法保证每名学生具有较好的实验环境。另一方面,实验课程的内容过于流程化和简单化,没有突出对学生创新能力的培养。
4.忽视工程应用
课程的综合性、设计性实验缺乏与工程应用相结合的内容,与之相适应的软件建设滞后,难以将工程应用融入到课堂。
三、“计算机网络”课程的改革与实践
针对以上不足,我们主要在五个方面进行了改革和实践。
1.教材选用与内容优化
不同的专业有不同的教学目标,必须选择相对应的教材。对桂林电子科技大学计算机科学与技术、网络工程、信息安全等专业而言,“计算机网络”课程是专业技术基础课之一,除了要掌握一定的基本网络理论和核心协议,还要求掌握更高一等的技术和技能。经过课题组成员比较,选择谢希仁教授主编的《计算机网络》;在外文教材和双语授课时选择andrew s.t.的《computer network》英文教材。
对电子信息工程、自动化、智能科学等专业而言,“计算机网络”课程是专业限选课或任选课之一,侧重于网络基本理论与应用。经过课题组成员比较,拟选择乔正洪的《计算机网络技术与应用》。
针对教材内容太多、偏重于介绍理论、欠缺实践环节、与工程联系不够紧密等问题,在讲授的时候略去了部分内容,比如安全方面的内容(另外一门课讲授),增加了一些实践相关的内容,如winsock编程、路由器基本操作等。在教学内容上力求推陈出新,引进和精选当代网络技术新发展及新应用作为网络基础的指向,在不断更新教学内容的同时优化课程体系,将基础知识与现代技术紧密结合,培养学生的创新意识和发展意愿。
2.坚持“教师为主导、学生为主体,因材施教”的教学模式
(1)贯彻基础课的教学必须和科学技术同步发展的教学观念,[3]建立终身教育的观念。科学发展与基础课程的教学改革相结合,以学科建设推动基础课程教学的改革。基础课程教学的改革又支撑新型专业建设与学科的发展,推进人才培养目标的实现。
更新教学内容的同时优化课程体系,将基础知识与现代通信技术紧密结合,将专业基础知识传授、能力培养和素质教育融为一体,实施知识结构合理、基础扎实、适应能力强、有创新精神和实践能力为基本内容的人才培养模式。
(2)教师为主导,学生为主体,因材施教。改进课堂的教学方法,以人为本,因材施教,充分发挥学生的潜力,提高教师的授课质量。教师努力研究课程的基本知识点以及这些知识点之间的相互关系,处理好信号、数据、信息之间的关系和传输特点;研究重点理论和实践知识点的教学方法,使教学内容更贴近学生,引导和帮助学生掌握基础知识和基本技能。
教师采用“发现式”互动教学方法,通过精心设计教学过程,采用“提出问题+要求解决方法”、“引导思考+适当提示”、“找出学生思路正确部分引申”、“扩充认识解决问题的条件”等方式,把握课程的进度,活跃课堂气氛,开发学生的潜能,使学生在获得知识的同时能从应用的角度思考网络通信中的问题和解决问题的思路,使学生建立科学的思维方法与创新意识。
3.采用先进的教学手段
(1)把多媒体技术引入课堂教学中,使理论和协议架构分析变得生动、形象、具体,同时解决了传统教学中课堂画图既费时效率又低的问题。再辅以现场概要线图等,让学生在学习具体知识时心中有网络体系大框架,便于知识定位。
(2)建立网络教学环境。目前桂林电子科技大学已有四个相关网上资源供学生使用:“计算机网络”课程网站,使师生在任何时候都可以利用网络资源学习;网络辅助教学平台(blackboard):向学生提供资源下载口、作业提交口、讨论区等;思科网络技术培训网站(http://cisco.netacad.net)作为思科网络技术培训基地之一,目前为部分优秀学生开放思科培训网站,让学生参与全球交流,直接接触最新网络技术;教师ftp:作为系统冗余,从教师ftp中学生也可以下载课件等。
4.加大实践教学环节,重视实践能力培养,培养学生的创新意识和创新能力
计算机网络是理论和实践结合非常紧密的一门课程。目前国内外计算机网络相关教材一般都偏重于理论的讲授,而忽视了动手实践方面的引导,为此应实验单独设课,独立考试。实验课学时占总学时的25%,并要求课外1∶1配套。实验内容根据学生的层次、学生的兴趣分为基础层、提高层、综合应用层三个层次。同时,补充了教材上没有的相关内容,如利用套接字进行网络通信编程,培养实践动手能力。而且把原来以教师为中心的实验教学变成了以学生为中心,积极开展开放性实验,延长实验室开放时间,增加大量的设计性或综合性实验,为学生近一步提高动手能力奠定了良好的基础,培养学生的创新意识和创新能力。
5.在课程教学的各环节中大力开发和应用网络技术,以网络技术构建网络课程教与学的互动平台,理论与工程应用并重
计算机网络是一门理论和实验实践相结合的专业基础课程,教师在讲授的过程中贯彻教学理念,引用网络发展历史背景故事和实际应用具体案例来帮助学生理解理论知识,引导学生形成提出问题、分析问题和解决问题的思维模式,培养学生的创新思维能力和综合专业素养。教学采用理论结合实践教学法,通过实验课程开设、实际网络系统参观和课程设计三个渠道将相关网络技术的应用充分融合到课程教学之中,使同学们接触到真实的网络世界,提高实践运用能力,理论与工程应用并重。
实验课程通过综合设计性实验,充分发挥学生的想象力和创新能力,是使学生获得对网络的工作原理与操作方法的感性认识,加深理解、验证、巩固课堂教学内容的最佳途径。
实际网络系统参观是在课程讲授过程中安排并带领学生参观校园网、学院局域网和企业的网络系统,使学生对计算机网络有感性认识。
课程设计要求学生独立设计一个网络应用系统或者分析企业已有计算机网络系统中存在的问题,提出改进方案,为企业设计满足实际需求的计算机网络系统,使学生理论联系实际,加深对计算机网络课堂教学内容的理解,培养学生灵活运用所学知识的能力。
四、结束语
本课程已建立课堂教学、实验教学、网络教学和工程应用交叉融合的教学结构,各教学环节相辅相成、互相交融,实现“加强基础,注重实践,因材施教,促进创新”的目标,形成了立体化的教学模式。通过这样的互动平台,使教与学进入互动沟通的最佳状态。不仅使教师实现了教懂、教准、教活,学生达到了乐学、善学、活学,而且增强了学生日常使用网络的能力,培养了学生的创新精神和实践能力。
参考文献:
中图分类号:TP393.02 文献标识码:B 文章编号:1009-9166(2010)020(C)-0173-01
引言:随着信息技术的发展,网络应用越来越广泛,社会对高层次网络人才的需求不断增加,因此对高校计算机网络课程的教学的要求越来越高。不仅要求学生必须掌握计算机网络的原理,更需要具备良好的实践与创新能力。本文通过分析计算机网络实验教学所存在的问题,就如何在实践环节中培养学生的动手能力进行探讨。
一、转变现行教学观念
当前学校传统的实验教学以教师中心,由教师进行实验的讲解后,学生再进行验证,学生实验时按部就班缺乏思考。这种传统的教学观念应该改变为以学生为主体,积极引导促进其主体发展。在实验教学过程中,除了给出一些验证性的实验,更应当加入一些由学生设计的实验,步步引导学生,使学生与教师配合,共同完成教学要求。教师要准确地把握教学中的积极因素和学生学习的主动性,通过多种方法和途径,培养学生的学习兴趣,从根本上改变学生被动式的学习方式。
二、实验教学内容的改革
1、实验项目的改革。学习计算机网络实验课程,主要是让学生通过实际的动手操作,深化对理论知识的理解,培养学生的科学思维方式,提高动手能力和创新能力。在多年的教学中采用的我们采用的传统实验项目有以下若干:
实验项目l:对等网。主要内容包括:制作非屏蔽双绞线;对等网的组建;设置访问控制;共享资源。
实验项目2:交换机的基本配置。在交换机上实现基于端口VLAN划分;跨交换机的VLAN划分;虚拟局域网的实现。
实验项目3:路由器的使用和配置。利用路由器实现网间的连接;测试网络的连通性等。
实验项目4:子网的划分。根据小组划分局域网,进行共享性的验证。
在教学实践中发现传统的实验项目更侧重硬件的学习与锻炼,而作为计算机专业的学生更应当加深对网络底层协议的本质了解。因此加入了以下两个自主实验项目,由学生自己在课外完成。
实验项目1:数据链路层滑动窗口协议的设计与实现。实验内容:利用所学数据链路层原理,自己设计一个滑动窗口协议,在仿真环境下编程实现有噪音信道环境下两站点之间无差错双工通信。通过该实验提高同学的编程能力和实践动手能力,体验协议软件在设计上各种问题和调试难度,设计在运行期可跟踪分析协议工作过程的协议软件,巩固和深刻理解理论知识并利用这些知识对系统进行优化,对实际系统中的协议分层和协议软件的设计与实现有基本的认识。
实验项目2:协议数据的捕获和解析。实验内容:使用Wireshark软件捕获在使用WWW服务时产生的HTTP消息/报文;分析网络层IP包头格式,理解各字段的作用,对于分段和校验进行验证;分析传输层TCP包头格式,理解连接建立和释放的原理,差错控制原理、序号和窗口管理的原理;分析应用层HTTP消息头格式,理解HTTP协议的操作过程。通过本实验学生可以深入理解分层体系结构,理解和掌握TCP/IP协议栈的代表协议――IP、TCP和HTTP协议的要点。
2、教学方法的改革。实现分组实验,增强合作能力。计算机网络的部分实验不是一个人能够单独完成的,在实际教学让学生自主分组共同完成同一个实验项目,在实验的过程中学生不仅仅掌握了知识,更重要的是锻炼了他们的团队精神和协调能力。
基本实验和自主实验结合。不局限于给学生提供要掌握的实验,更进一步给学有余力想更深学习的学生,一些自主项目,锻炼学生自主学习的能力。
撰写课程论文的,掌握发展动态。在教学中发现,学生在学习中注重课本知识的学习而很少关注网络发展的动态,对课程本身缺乏自己的思考。在实验课程结束时,给学生布置关于了解计算机网络一项新技术的论文,并谈谈自己对于本课程的认识。在教学实践中证明了此论文的撰写能够加深学生对课程的认识。
3、学生评价体系的改革。对实验教学效果的评价是整个实验教学中很重要的环节,是检验实验教学效果是否达标的重要手段。对学生的评定分为几部分:实际操作技能,实验完成情况,实验课程报告,实验论文。实际操作技能和实验完成情况主要是掌握学生的实验动手情况。实验报告要反映本次实验的结果和体会以及学生对于实验存在的问题和建议。实验课程论文则让学生对所学课程加深认识和了解。通过这样的考核,可使学生更注重计算机网络理论与技术的综合运用,提高学生的网络技术的应用、学习能力。
结束语:通过以上的改革措施加强学生对实验教学的重视,实验不仅仅是对理论内容的扩展,更主要的是对学生能力的锻炼和培养。让学生不仅理论知识扎实,更能将知识学以致用。不断地深化改革教学内容,探索先进的教学方法,制定合理的考核方法,发挥学生主体性的作用,锻炼学生的动手能力,团队精神,创新能力,培养高素质人才。
作者单位:西北农林科技大学信息工程学院
作者简介:田彩丽(1983― ),女,助教,西北农林科技大学信息学院基础教学部教师,主要从事《计算机网络》、《VB程序基础》的教学。
参考文献:
计算机网络是一门内容丰富有趣的课程,但是往往由于课时不够无法深入拓展的讲授,自成体系的理论导致概念、内容偏多,使得教学变得枯燥。这就需要教师综合多种教学方法,使理论讲授过程变得生动有趣;精心设计实验内容,增强学生的动手能力;制定多种考核形式,重视能力评价。
1.1讲授
讲授是课堂教学的主要形式,如何组织好课堂教学,使教学内容能够吸引学生是教师需要认真研究的问题。应针对不同的内容应采用不同的教学方法。
1.1.1抛出问题,引发讨论
在讲授计算机网络的分层结构时,如果采用平铺直叙的方式,虽然能把概念讲得很清楚,但学生往往只停留在对概念的认知层面,并没有真正理解和掌握。而采用设疑的方式,就会使学生积极主动地思考,跟上教师的节奏,共同寻找答案。当抛出“计算机联网是一个简单的问题还是一个复杂的问题?”一般会引发学生们的讨论,通常分为两个派别。一方认为计算机联网是简单的,譬如,台式机只要有网线,笔记本只要有无线接入点,手机只要在信号覆盖范围内就可以联网;而另一方则认为,上述联网只是解决了网络的接入的问题。台式机、笔记本、手机等只是终端设备,在网络上还有各种服务器,这些设备在硬件上是千差万别的,软件又是丰富多彩的,不仅安装的应用程序不同,操作系统也不尽相同。因此解决联网问题是复杂的。
1.1.2良好导入,引人入胜
经过之前的讨论,学生很快认识到,计算机联网是个复杂的问题。那么如何解决计这个复杂的问题呢?这就需要一个良好的导入引发学生更进一步的思考。通常解决复杂的数学问题,会将其划分成多个简单的子问题逐个解决。同样,解决网络互联这个复杂问题时,我们也需要将其分成多个简单的问题——这就是网络分层。很自然的学生就会想到网络应该分为几层最合适呢?层数越多越好还是越少越好?倘若层数太少,会使每一层太复杂;若层数太多,描述和综合各层功能时太繁琐。国际标准的OSI模型将网络分为了7层,概念上是非常清楚的,为我们学习网络协议提供了一个很好的参考,但其实际应用意义不是很大。目前互联网使用的是TCP/IP协议,它将网络分为了4层。
1.1.3巧用比喻,促进记忆
TCP/IP参考模型分为四个层次:应用层、传输层、网络层和网络接口层。这四个层级的编号是由下至上的,类似于我们的楼层,1楼在最下面,接着是2、3、4楼。讲授第2层网络互联层时,可将IP协议比喻成快递员,尽力而为的投递数据包,至于数据包损坏、丢失、重发等问题都不是它能够解决的,要由上层的领导决定。讲授第3层传输层时,可将TCP和UDP协议比喻成性格迥异的兄弟。它们都是IP协议的领导,但他们的工作态度大相径庭:TCP协议的工作态度严谨认真。一旦遇到损坏的,丢失的数据包,都要求发送方重新发送,以确保数据的正确可靠。反之,UDP协议的工作态度得过且过。当遇到损坏的,丢失的数据包,则跳过接着发送剩下的数据包,追求的是速度而不是可靠。这时问学生,你更喜欢哪一个?多数都会回答TCP协议。借此告诉学生多数应用层协议采用的是TCP协议作为支撑协议,例如,SMTP(简单邮件协议)、HTTP(超文本传输协议)、FTP(远程文件传输协议)等。然而UDP协议是不可或缺的,譬如,在线看电影时,如果采用的是TCP协议传输视频数据包,则一旦有数据包损坏、丢失(这在网络上是常有的现象)电影就暂停等待,直到该数据包正确无误的送达,这对于观众来说无疑是一种折磨。而采用UDP协议则跳过这样的数据包直接播放后面的内容,这时电影画面和配音可能会有一个跳跃,但并不影响理解,这是大多数观众能够接受的。
1.1.4生动形象,激发兴趣
IP地址一直都是网络技术的重点和难点,讲授时如果没有联系实际的例子,通常无法引起学生兴趣,即使会计算答题也不能深入理解。讲授物理地址和IP地址的关系时可以选择生活中的例子帮助学生理解。物理地址就相当于各个学校学生的学号,从学生的学号中,我们可以获得该校学生的年级、专业、班级等信息,但各个学校的编码是不同的。在举行大型考试时(例如全国计算机等级考试),为区别考生,必须为每位参考的学生分配一个唯一的编号,此编号反映了学生所在的学校、参考的语种、考场编号及位置等信息,且屏蔽了各个学校学号编排的差异,这就是准考证号,类似于网络中的IP地址。
1.1.5划分小组,增强合作
对于一些定义概念的内容,如果仍然采用老师讲授,学生记笔记的填鸭形式。往往达不到预期的效果,反而使学生厌恶这门课程。如果采用学生自学—分小组讨论—总结—代表演讲的形式,往往能够更加吸引学生的兴趣。在评分时先对整个小组打分作为基准分,再根据组长、演讲者、普通组员进行更细致的调整。这种形式不仅可以培养学生的自学能力,还能培养学生的沟通表达能力与团队合作精神。
1.2实验
计算机网络是一门实践性很强的学科,要求完备的网络实验教学环境。但由于设备昂贵,高校教育经费紧张等原因,致使网络实验教学设备落后,造成实验教学环节松散,形式化。最终导致计算机网络教学以理论教学为主,实验教学为辅,网络工程项目的教学很少的局面。由此可见,实验平台的构建是关键。购买专门的网络协议仿真教学系统不失为一个折中的办法。这类系统一般由硬件、软件、实验教材和教学课件组成。其中,硬件系统由主控中心平台的设备和数据采集器组成。软件由仿真编辑器、协议分析器和其他工具软件构成。有了这样的教学辅助工具,学生在校期间即使没有实际在路由器或交换机上配置过,在今后的工作中用到这方面知识时也能很快上手。
1.3考核
一、全面深入地了解学生
学习的主体是学生,作为教师,只有对将要面对的这个群体的现状做一个细致的研究,才能在今后的教学中做到有的放矢。
首先要了解学生的学习情况,根据了解的基础,给学生分层,针对每个学生的优势与不足,分析好各人的进展空间,那么在备课时,教师就能胸有成竹,有的放矢。其次要掌握好学生的心理状态,此阶段的学生进入关键期,学生的情绪波动不已,有三种情绪尤其需要特别关注:骄傲、紧张、自暴自弃,应联合班主任及其他任课教师,引导鼓励学生,让学生以最佳的状态迎接课堂。
二、系统科学地梳理知识
正常情况下,此阶段学生已学完全课程,教师不应纠结于每一个知识点的讲解,应根据大纲等资料,着眼于全书建构知识体系。
首先要分层归纳知识点,明确基础、重点、难点、易错点、易混淆点等,帮助学生从总体上把握全书脉络,将知识扩展成网。例如,在第一轮复习中,要求学生将概念、常识、指标、图形等分别归类总结,这样学生不仅将全书前后知识贯穿联系起来重温一遍,亦有助于记忆。
其次要拓展运用知识,死记硬背不是真正掌握知识,在帮助学生记忆的同时,还要引导学生理解、运用,课前准备应积极构思各知识的实用性。
最后注重知识的形象化、生活化。相对而言,网络知识比较抽象、单调,为激发学生兴趣,各知识点要充分与实际运用相结合。尽量以多种教学资源展示实践课程等,从而帮助学生认知所学知识。如网络互连这方面的内容,我们可以制作多媒体课件,以动态的方式展现出来,帮助学生理解。
三、以学生为主导的多元化教学
根据具体的知识特点,采用不同的教学模式,不仅能吸引学生,提高学习积极性,还能帮助学生加深巩固所学知识。根据本课程的特点,可用如下几种教学方法。
1.创设情境,项目式复习
目前情况,教学虽不能以具体实践方式来呈现,但我们可尽量为学生创设相关的环境,如第四章,结构化布线,就可设置一个项目,给学生布置任务,组建一个小型网络。这样,既锻炼了学生的动手能力,又加强了学生对所学内容的理解。
2.有效的提问
合理地设置问题不仅能检验学生,还能提高学生的注意力。引导学生,加强记忆,提问方式亦多样化,如启发式提问,可引导学生思考,检验式提问,则巩固了知识,让学生相互提问,还能引发学生的兴趣。当然,教师在设置问题时,要特别注意:提问要具有针对性,一个提问针对的知识点要明确。
3.分组合作式复习
学生已有一定的学习能力,亦有一定的知识基础。因此,复习课全由教师主导,显然师生都会感觉平淡无味,给学生分组,合作复习,不仅培养了学生自主学习、团队合作能力,而且有助于加强学习兴趣,中等的学生可以进一步强化知识,较差的学生以补充不足为主。这样,针对个人情况合理地提高自己,当然也可将优生、差生混合在一起,这样学生可相互帮助。总之,分组方式要根据具体情况,以学生为中心合理分配。
4.自主复习
最后的学习阶段,学生对所学知识应有一个全面把握,学得怎么样,自己最清楚,此时有必要让学生自主复习。作为教师,此时应充当服务者,在学习上为学生提供资源、学习方法等,在生活上,及时了解学生的精神状态,及时鼓励学生,帮助遇到困难的学生。总之,让学生根据自身的情况自主发挥。
四、及时有效的反馈
复习的最终目的是让学生掌握并能运用所学知识,因此有必要适时检验所学成果,以便了解状况,及时查漏补缺,改换教学方法。
翻转课堂是现代教育理念发展的产物,它符合素质教育以及时代的需求,学生可以通过自主学习以及课内外协作互动的方式,提高学习兴趣以及学习成果。因此在计算机网络课程中实施翻转课堂有利于实现课程的目标,提高课程教学效果。
1翻转课堂的内涵和特点
翻转课堂又被称为“颠倒课程”,是相对于传统课程教学模式而言的。传统教学模式中教师在课堂上主要进行知识传授,而知识的内化则在课堂外完成,而翻转课堂模式则是学生在课堂外完成知识的学习,课堂上解决学习中的问题和进行知识的内化,它颠倒了传统的教学模式。翻转课堂是现代教育理念和现代信息技术结合的产物,与传统教育模式相比,它主要有3个新的特点:第一,它转变了传统的教学结构。翻转课堂模式下学生在课堂上主要进行问题解决和知识内化,课堂外则主要进行新内容的学习,这与传统教学模式是截然相反的。第二,教师的角色发生转变。传统教学模式下教师主要负责知识传授,而翻转课堂模式下教师的角色转变为学生学习的督促者和指导者,帮助学生便利的获取教学资源和解决学习中的问题成为教师的核心任务。第三,学生的地位发生转变。传统教学模式下学生在教育中处于被动的地位,而翻转课堂模式下学生需要自主安排学习计划,并在课堂上与教师和同学进行积极的交流以掌握学习内容,师生之间以及同学之间的交互性加强,这促使学生成为教育的主体,学生的地位发生改变。
2翻转课堂在计算机网络课程教学中的优势与局限性
2.1翻转课堂在计算机网络课程教学中的优势
相对于传统教学模式而言,翻转课堂教学模式在计算机网络课程教学中的优势是十分明显的。首先,翻转课堂教学模式打破了传统教学模式课程学习中时间和空间的限制,学生可以随时随地地进行课程的学习,有利于提高学生学习的自主性。同时,学生能自己对学习任务进行合理的安排,有利于学生对自身学习节奏的掌控。其次,翻转课堂教学模式确立了学生在课程学习中的主体地位,学生在课堂内外能与教师和同学进行深入的沟通和交流,极大地提高了学生在学习过程中的参与度,有利于学生学习积极性的提升并激发学生对计算机网络课程学习的兴趣,从而促进课程教学效果的提升。总体而言,基于翻转课堂的计算机网络课程教学对于发挥学生的主观能动性和学习积极性具有很大的优势,从而最终提高课程的教学效果。
2.2翻转课堂在计算机网络课程教学中的局限性及应对策略
(1)翻转课堂在计算机网络课程教学中的局限性。由于外部条件的限制,现阶段翻转课堂在计算机网络课程教学中还有着较大的局限性。第一,传统教育理念的根深蒂固限制了翻转课堂在计算机网络课程中的教学效果。传统教学模式往往采用灌输式的教学方法来开展教学,很多教师对于翻转课堂教学模式不能接受,不愿意在计算机网络课程中进行翻转课堂教学。同时,传统教育理念强调教师的权威性,而翻转课堂模式下学生必然会提出很多问题,受自身知识结构的影响,很多问题教师不一定能当场回答正确,因此很多教师害怕丢面子,采用翻转课堂教学模式会导致自身权威性的降低,因此对这种教学模式持反对态度。第二,教师的个人能力限制了翻转课堂在计算机网络课程的运用。翻转课堂教学模式对教师的能力提出了更高的要求,包括组织课堂讨论的能力,视频课件制作的能力等,而现阶段很多教师在这方面的能力还较为欠缺,不利于翻转课堂的实施。第三,学生的自主学习能力限制了翻转课堂在计算机网络课程的运用。长期以来我国学生都是处于被动学习的地位,因此自主学习能力普遍不强,而翻转课堂的实施是以学生自主学习为基础的。因此,现阶段学生自主学习能力的欠缺限制了翻转课堂的实施。(2)翻转课堂在计算机网络课程教学中局限性的应对策略。要打破翻转课堂在计算机网络课程教学实践中的局限性,就是要优化翻转课堂模式实施的条件,主要有3点。首先,要更新教师的教育理念,让教师认识到自身在教育双方中的功能定位,确立学生在课程学习中的主体地位,并加大对翻转课堂教学模式优势的宣传,让教师理解翻转课堂教学模式,并主动在计算机网络课程教学中运用翻转课堂。其次,要提高教师的专业素养。一是要提高教师的课堂组织能力,使教师能有效地引导学生进行课堂讨论。二是要求教师掌握必要的信息技术,如视频的制作、剪辑等,能开发出生动的视频课件。而教师专业素养的提高可以采用两种方法实现,一方面是加大对教师培训的力度和针对性,提高在职教师的专业素养,另一方面是加强对新进教师的筛选,提升新进教师整体的专业素养水平。最后,教师要引导和鼓励学生进行自主学习,采用多样化的方法来提高学生的自主学习能力,为翻转课堂在计算机网络课程教学的落实打下坚实的基础。
3基于翻转课堂的计算机网络课程构建
要切实通过翻转课堂教学模式提高计算机网络课程的教学效果,必须打破传统的教学流程,对计算机网络课程流程进行重新设计和规划。基于翻转课堂的计算机网络课程内容主要可分为以下3个方面。
3.1课前设计
在课前设计阶段,教师需要明确学习的内容和教学目标,并开发出时间长短、内容难易程度都较为适中的教学视频课件,并发送到资源共享平台上,以便于学生课前学习。而学生在接收到学习的内容以及学习课件后,就要在课前合理地安排学习进度,依托教材、视频课件以及网络资料库对需要掌握的内容展开自学,并将学习中遇到的问题和值得分享的经验提出来。
3.2课堂教学实施过程
在进入课堂教学实施过程之后,首先要确定的就是课堂需要讨论的问题,而这些问题的产生必须要从教师和学生两个角度来实现,学生要根据自己课前自学中遇到的困惑和障碍针对性的提出问题,而教师要根据学习内容的重难点来对问题进行筛选和调整,从而最终确定出需要在课堂上讨论的问题。在问题确定以后,教师要对学生进行分组,学生要采取小组讨论的方式来解决这些问题。为了保证小组讨论的效果,每个小组的人数要控制在6人以下,确定出每个小组的组长,并且在讨论过程中每个学生要充分发挥自己的主观能动性,积极地提出自己的想法和见解。在小组讨论环节结束之后,每个小组要推选一名代表作总结汇报,对小组讨论的结果和讨论中值得分享的经验进行详细的讲述。同时,在这个过程中,要及时地对学生的学习过程和学习结果进行评价,由于翻转课堂中涉及学习过程的内容较多,因此各个环节的评价要采用多维度的评价方法,不仅要包含教师的点评,还要有学生之间的互评,学生自身的自评以及学生家长对学生的评价,确保评价结果能真实地反映学习过程和学习结果,并成为提高学生学习积极性的促动力量。
3.3课后总结反思
在课程结束之后,教师和学生可以在网络学习平台上进行交流和沟通,发表自己对于整个学习过程的看法和意见以及改进的措施,以促进翻转课堂教学模式不断与计算机网络课程进行融合,提高教学质量。
4结语
总之,翻转课堂是信息技术发展和现代教育理念相结合的产物,它颠覆了传统的教学模式,为计算机网络课程建设提供了一种新的思路。作为一种新的教学模式,翻转课堂被应用于计算机网络课程,有巨大的优势,同时由于外部环境的限制,也存在着较多的局限性。因此,在基于翻转课堂的计算机网络课程建设过程中,必须要不断优化翻转课程实施的外部条件,并构建基于翻转课堂的计算机网络课程流程,提高计算机网络课程的教学效果。
[参考文献]
[1]王静.基于翻转课堂的技校计算机网络基础教学模式研究[J].新教育时代电子杂志(教师版),2016(31):156.
[2]李燕君.翻转课堂模式下的计算机网络课程教学[J].计算机教育,2014(20):18-22.
[3]王政锋.翻转课堂模式下的计算机网络课程教学[J].通讯世界,2016(5):230.
[4]莫伟志.基于翻转课堂的技校计算机网络基础教学模式[J].职业,2016(18):34-35.
在选题时我们重点考虑了以下几方面:一是要体现“目标性”,从网络工程专业的培养目标上整体考虑该课程要培养学生哪些素质和能力;二是要体现“工程性”,计算机网络工程是名副其实的工程性质的课程,是需要在实验室动手操作的;三是要体现“可行性”,包括实验条件的可行性和学生知识能力的可行性;四是要体现“自主性”,对课程设计题目教师只划定一个大致框架,要求学生自主确定设计题目。最后,我们确定此次课程设计的主题是“XX公司/学校网络设计方案”,可以是一个校园网设计,也可以是一个企业网的设计。要完成该课题的设计任务需要综合运用所学的计算机网络原理知识和计算机网络工程知识,如网络需求分析、网络规划、设备选型、交换机/路由器的配置、网络安全、网络管理等。课程设计的教学过程。计算机网络工程课程设计教学过程包括选题、专题讲座、项目实验、规划方案撰写、答辩等几个环节。(在确定选题后,由公司人员进行5个专题讲座,每个讲座3~4课时,内容包括:①网络技术行业分析与企业网络规划,②企业远程接入网络解决方案,③企业分支本地网络解决方案,④企业总部本地网络解决方案,⑤广域网数据链路层协议HDLC与PPP。每一讲均有精致的PPT,图文并茂,站在企业的角度讲解,介绍大量工作经验和案例,传播企业文化。专题讲座并非理论课的重复,而是进一步扩展了教材内容,更加贴近社会实际,学生听了之后收获很大,初步了解了公司在做什么,社会需要什么样的人才,进而知道自己应该具备什么样的知识结构和能力素质。
(每一专题讲座之后,要进行1~2个项目实验。蓝狐网络技术培训中心结合实际编写了较详细的网络工程实验指南,还开发了用于实验的模拟器。每一专题讲座之后,需要在模拟器上完成1~2个项目实验,如“小型企业局域网项目实验”、“企业分支局域网项目实验”、“企业总部局域网项目实验”、“小型企业广域网项目实验”、“小型企业网OSPF项目实验”、“企业网Internet接入与NAT项目实验”等[6]。所有实验(包括模拟实验和真实实验)全部安排在网络工程实验室进行。学生可以在实验室的电脑上做模拟实验,也可以用真实的网络设备来做实验。在实验时我们加强了实验指导力量,公司技术人员和任课教师、实验教师一起来指导实验,保证了实验效果。如果课堂上没有完成实验任务或者需要巩固实验内容,学生还可以回寝室在自己的电脑上安装模拟器,继续做实验。(学生完成专题项目实验后,基本上掌握了构建企业网的技术要领,可以进行网络方案设计了。教师给学生提供几个网络设计案例参考,并简述其基本框架,使学生明了设计方案从结构上应包含哪些模块。我们按学号顺序分组,每4人一组,按学号顺序分组可避免成绩优秀的学生集中在几个组而成绩差的集中在另几个组。
设计方案完成后,学生需要进行公开答辩,4位同学分别扮演不同的角色,以模拟网络公司的形式设计一个网络规划竞标方案,并设“总经理”、“售前工程师”、“项目经理/技术总监”和“售后工程师”4个角色,每个同学扮演一个角色在讲台上演讲,并现场回答提问。学生充当上述角色时感到兴奋且有压力。他们积极性非常高,小组人员既分工又合作;既发挥各自的聪明才智,又发挥集体的力量,共同攻克难关,认认真真讨论技术要点,加班加点写设计方案。(方案初稿形成后,指导教师进行审阅,经反复修改后打印成册,参加课程设计答辩。每个小组答辩时间在20分钟以内,均要做好答辩PPT,4个人分别扮演不同的角色陈述各自的内容,并现场回答答辩组的提问,评委根据答辩情况给出答辩成绩。课程设计的成绩评定。课程设计的成绩是根据出勤、实验和规划方案撰写及答辩情况综合评定的。其中出勤占30%,实验情况占30%,网络规划方案的撰写及答辩情况占40%。成绩评定客观合理,较好地反映了学生课程设计的情况。
基于校企联合的计算机网络工程课程
设计的特色上面是我校基于校企联合的计算机网络工程课程设计的一些做法,从两届课程设计的实施过程来看,它体现了一些特色——“二一一”特色,即“二合”、“一作”、“一演”。“二合”是指“校企联合”和“虚实结合”,“一作”是指“小组协作”,“一演”是指“角色扮演”。校企联合,互利多赢。我系已在多门课程中实施校企联合式的课程设计,并取得了很好的效果。高校必须紧跟社会需求,请IT行业的公司来校指导课程设计,以达到校企双方多赢的目的。首先,它确保了课程设计的质量,切切实实使学生的知识、能力和素质得到提升,这是我们开展校企联合式课程设计的初衷。其次,学生足不出门就了解到IT行业的行情,了解项目开发的最新技术,从而能早一点看到自己存在的差距,明确该往哪些方面去努力。第三,高校教师有高学历高职称,但不一定有高技能。对于地方本科院校来说,需要一批“双师型”(“教师”和“工程师”)师资,像网络工程这样的工程型专业,需要教师具有工程能力,我们通过“走出去,请进来”提高这种能力。
#p#分页标题#e# 请企业人员协助指导课程设计也可以帮助我们的教师了解行情,改进教法,提高项目开发能力。第四,公司派人协助指导大学课程设计是一次宣传自己公司的好机会,公司可以物色优秀学生,也可以吸引学生去公司实习实训,带动经济效益。虚实结合,实验为本。计算机网络工程课程设计需要一个良好的实验环境。建一个中档次的网络工程实验室一般需要40~60万元,而且台件数受经费的限制不会太多。进行网络工程课程设计,需要用到大量的网络设备,建设多个网络工程实验室成本高。为此,我们通常采取“虚实结合”的办法来解决,“虚”是指用仿真软件来进行虚拟实验,“实”就是用真实设备来进行真实实验,两者结合可以构建出良好的实验环境。通过“虚”来解决台件数不够的问题,节约投资成本;通过“实”来解决一个真实可信的问题,使学生眼见为实。如Cisco公司的PacketTracer是一个很好仿真软件[7]。蓝狐网络技术培训中心也开发了一款很优秀的虚拟软件,在课程设计时我们用这款虚拟软件进行了专题项目实验,效果很好,由此构成的虚实结合的网络实验环境为课程设计的顺利开展创造了良好的条件。
随着IT业的迅猛发展,计算机网络技术已经涉及到人们生活的各个方面,社会对网络人才的需求也不断增加,计算机网络教育成为当前教育研究的热点之一。《计算机网络基础》课程是计算机网络专业的专业基础课程,学生通过学习网络方面的基础知识,能够具备网络管理与维护的能力[1]。《计算机网络基础》课程所包含的内容多而且复杂,现从以下几个方面进行简单分析。
一、计算机网络的发展历程
早期的计算机系统是高度集中的,所有设备通过线路直接与中心计算机相连,后来出现了前端处理机和通信控制器,目的是减轻中心计算机的负担。分组交换式的网络称为第二代网络,这个时期的网络产品互相独立,之间没有统一的标准,导致不同体系结构无法互连,不同厂家的设备无法互连。为了实现网络大范围的发展和不同厂家设备的互连,国际标准化组织ISO提出了一个标准框架―OSI/RM网络参考模型,OSI/RM标志着第三代计算机网络的诞生,此时的计算机网络形成了一个开放式和标准化的网络。第四代为互联网时代,随着Internet及局域网技术不断成熟,出现了光纤及高速网络技术,整个网络就像一个对用户透明的、巨大的计算机系统,网络应用、网络经济得到了空前的发展[2]。
二、计算机网络的定义及分类
将地理位置不同的具有独立功能的多个计算机系统利用通信设备和线路互连起来,在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的系统称为计算机网络。按照拓扑结构的不同,可将计算机网络分为:
1.总线型网络
总线型网络中的所有连网设备共用一条物理传输线路,连网设备通过专用的接头接入线路。总线型网络以令牌总线的通信方式进行数据传输。
2.星型网络
星型网络是以一台交换机或者路由器为中心,通过设备缆线连接不同连网设备从而构成的网络。星型网络的通信方式采用集中访问控制策略。
3.环型网络
环型网络中的连网设备通过转发器接入网络,每个转发器仅与两个相邻的转发器有直接的物理线路。环型网络采用令牌环的通信方式进行数据传输。
4.树型网络
树型网络是在总线网上加上分支形成的一种层次结构,其传输介质可以有多条分支,但不形成闭合回路。树型网络通过根节点进行数据转发。
5.网状型网络
网状网络中的任意两个节点均有一条通信链路作为传输通道,它利用冗余的设备和线路来提高网络的可靠性。
三、计算机网络体系结构
由于主机之间进行通信的过程是一个非常复杂的过程,所以通过“分层结构”研究该过程。所谓分层结构就是指把一个复杂系统的设计问题分解成多个层次的局部问题,并明确规定每一层次所必须解决的局部问题。开放系统互连参考模型OSI从底层到顶层分别是:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层及应用层。
因为OSI七层参考模型的制定过程拖沓,协议体系结构过于复杂,层次功能重复太多,所以,得到广泛应用的TCP/IP协议体系结构逐步成为广大计算机厂商和计算机科学界共同遵循的标准。TCP/IP是一个四层的体系结构,这四层分别是:应用层、传输层、网际层和网络接口层[2]。
四、IP地址与子网划分技术
IP地址由32位的二进制数(1或0)组成,包括网络号(包含地址类别)和主机号两个部分。为了表示方便,国际上通行一种“点分十进制表示法”:即将32位地址分为4段,每段8位,组成一个字节,每个字节用一个十进制数表示,每个字节之间用点号“.”分隔。常见的分类IP地址有A、B、C三类。A类地址第一个比特位为“0”;B类地址前两个比特位为“10”;C类地址前三个比特位为“110”。
虽然IP编址可实现两台主机的通信,但它对IP地址的划分不够灵活。当用户的网络拓扑结构发生变动时,比如在原网内部增加了一个局域网络,虽然用户分配的主机号足够使用,但仍需向IP地址管理部门申请一个新的网络号,结构越是复杂的大型组织这样的问题越是严重。而现有的两级编址是无法解决的,为此,一种新方法应运而生―子网划分。子网划分技术将原来的IP地址中的主机号部分重新进行规划,分成子网号和主机号两个部分[3]。
五、构建C/S局域网
C/S局域网的特点:网络中至少有一台服务器;网络中客户端比较多;网络管理安全性高,访问资源受权限限制。
在Windows Server 2003操作系统下,WWW服务器的配置过程:
1.进入Web站点创建向导
在Windows Server 2003中,单击“开始”“程序”“管理工具”“Internet服务管理器”,打开IIS界面。右击服务器名称,在弹出的菜单中单击“新建”项,出现子菜单。
2.设定Web站点说明
单击子菜单中“Web站点”项,出现一个向导提示,单击“下一步”按钮,在“输入Web站点的说明”中,输入对要建立Web站点的说明,一般填入站点的名称。
3.设置Web站点IP地址
单击“下一步”按钮,在“Web站点IP地址”栏中,输入Web站点的IP地址。
4.设置网页所在目录
在指定IP地址之后,需要指定网页所在的起始目录。单击“下一步”按钮,然后在出现的窗口中单击“浏览”按钮,找到网页所在目录后,单击“确定”按钮。
5.完成
单击“下一步”按钮,出现完成提示,再单击“完成”按钮,结束“Web站点创建向导”。
6.测试
完成以上几个步骤,打开浏览器,在地址栏中输入这个网站的IP地址并按Enter键,就会出现设定网站的内容了。至此,创建Web站点的整个过程就完成了。
随着科技的不断发展,计算机网络知识越来越重要,它是计算机技术和网络通信技术紧密结合的一门学科,很多高校非计算机专业都开设了计算机网络基础课。这门课实践性较强,想让学生更好地学习这门课程,除了理论教学,更重要的是加强实践教学,增强学生的动手能力[4]。
参考文献
[1]田华.《计算机网络基础》课程教学探索[J].现代企业教育,2012(21).
[2]宋一兵.计算机网络基础与应用[M].人民邮电出版社.
1 引言
目前高校计算机专业“计算机网络”课程“照本宣科”模式大行其道,这有悖于计算机网络技术应用性强的特点。因缺乏科学合理且可操作的教学模式,授课过程必然是概念堆砌,缺少主线,不成体系,加之实践环节薄弱,考核方式传统,严重影响了该课程的教学效果。
本文首先从计算机网络知识体系本身所具有的弹性展开论证,对该课程教学模式的各个环节,即授课方式、实践方式及考核方式所存在的弹性有针对性地展开论证并给出具体的实施方案,最后给出了教学效果的例证。
2 “计算机网络”课程弹性教学模式的制定
2.1 计算机网络知识体系的弹性
任课教师首先应对“计算机网络”课程知识体系的弹性有充分的认识和把握。
计算机网络技术是计算机技术与通信技术结合的产物,这一特性决定了其知识体系的宽广性。同时,计算机网络技术又是时代应用需求驱动的产物,这又决定了其知识体系局部的时效性,加之新型通信技术深层次的不断融合(如IP网和3G的结合)及计算机应用技术本身的不断深化使计算机网络技术的发展日新月异,执众多技术发展之牛耳,这导致计算机网络知识体系的弹性化,其课程知识体系的弹性是其应用技术弹性的自然“镜像”,并非故弄玄虚。
该课程知识体系的独特性,决定了其教学模式的独特性,即采用弹性的教学模式。
2.2“计算机网络”课程弹性授课方式的制定
“计算机网络”课程的弹性授课方式始于弹性授课计划的制定,落实于弹性的课堂教学形式。
2.2.1弹性的授课计划
弹性的“计算机网络”课程授课计划的制定要明显区别于本专业其他课程,授课时应围绕当今Internet路由体系结构的宽广视角而展开,即当今Internet物理上由具有独立网络技术的局域网、广域网、Internet骨干网组成,Internet域内路由(如OSPF),域间路由(BGP)是其主线。这种授课内容的布局模式应该适合于任何种类和层面的“计算机网络”课程授课对象,差别仅是内容讲解深浅程度的把握,计算机网络技术更新速度快的现实特点要充分(且必须)反映到授课计划中来。即授课计划不能写死,而要有核心且有空间,使其具有良好的弹性或自适应性。计算机网络技术更新永远遵循着“无止境地最大限度地满足用户的需求”的目标,这导致新技术实现的“不择手段”性,意味着大量新网络基础理论“背叛”性(即有悖于设计初衷)的涌现出来,要多选择这样的实例使学生体会这一规律。例如,当网络层的传统路由协议(尤其是BGP)对在路由失效时因收敛时间过长而导致传输延迟的增加表现的无能为力之时(当然设法缩短收敛时间是自然的必然的研究方向,也正在进行),而另外一些研究者打破常规提出了覆盖路由体系结构(Overlay Routing Architecture),即在原有路由层之上构建了弹性覆盖网(Resilient Overlay Network),从应用层完成端到端(End-to-End)的路由选择,从而大大缩短了路由的收敛时间。目前该覆盖网络路由理论和传统网络路由理论的应用并存。国内学者也提出了自己的覆盖网体系结构BSMON及多播服务模式,从根本上弥补了网络层多播的先天不足,使世界范围内的多播成为可能。需总结强调的是,覆盖网的出现有悖于计算机网络体系结构的最初设计理念,即“层次间功能不重叠“的设计思想(但应用效果是原方案所不及的),这一直被称为其特色的设计却成了新理论产生的羁绊和禁锢。如果教师照本宣科,不深入追踪思考类似的现象,不仅不能对新的网络应用从理论上做出合理的解释,反而会前后矛盾!这里的关键问题不在于大量计算机网络新理论的出现,而在于一些新理论和原有理论的“背道而驰”。对待这样的知识点,教师应给学生一个怎样的交代?方法只有一个,即“留有空间”!切忌将课本中的定义规则,尤其是算法当作真理而采取“封顶”式讲解、记忆和考核,这里建议采用“解释理论产生的技术背景―解释理论本身―探讨现在和未来的技术背景―勾画新理论”的方式组织教学内容。“勾画新理论”就是“留有空间”的具体表现,这种引导学生“勾画新理论”的能力应该做为一个优秀计算机网络教师的重要标志。
弹性的授课计划要靠弹性的课堂教学落实。
2.2.2 弹性的课堂教学
弹性的课堂教学是弹性授课计划的实施过程。需学生和授课教师共同合作完成。
这里要求学生上课之前必须进行课程预习,了解本次课程和已讲的内在逻辑关系并带着对问题的初步思考走进课堂。第一节课由教师讲授,第二节课学生和教师共同讨论。这对学生和老师都提出了较高的要求,老师将授课计划中的“留有空间”、“勾画新理论”的理念在第二节课中应充分展现出来,学生在“留有空间”中“行走”需要教师高质量的引导,教师对讲授的知识“留有空间”越大,带领学生“行走”越合理,越接近知识内核。
弹性的授课方式还需弹性的实践环节对课堂知识给予拉动和提升。
2.3“计算机网络”课程的弹性实践方式
弹性的实践方式指弹性的认识实习内容、弹性的开放式实验内容及弹性的课程设计内容。
2.3.1弹性的认识实习内容
这里建议认识实习在开设“计算机网络”课程的前一学期进行,认识实习要求任课教师和实习基地的网络工程师共同切磋制定好实习计划,并分两阶段进行,首先是网络工程师来校讲解该企业的计算机网络应用现状,重点在于对本单位的应用需求、网络拓扑结构和关键网络设备设置、各种服务器及防火墙等内容进行总体介绍,然后安排现场参观及网络工程师和学生的互动,使学生建立对计算机网络的感性认识,为下学期的课堂学习打下一良好的基础。
但认识实习的缺陷是学生的动手能力受条件所限未能得到锻炼,校内网络实验室的开放实验项目便可做到很好的补充。
2.3.2 弹性的开放式实验内容
计算机网络实验是提升课堂知识的重要实践环节。目前,大部分高校都建设了专用的计算机网络实验室,设备档次、种类及数量都达到或超过了教学评估的基本要求,但经调研发现许多高校的网络实验老师对实验内容没有足够的把握,实验题目多年不变。这里建议选择引入国内CCNA,CCNP网络工程师教材中的一些可操作的实验项目,在满足配置要求时学生可以自带题目进行验证性实验,也可在老师指导下进行创新性实验,从而提高实验内容的弹性。
实验教师的素质应通过外出培训、自修和部门内交流等方式予以提升,考核学生先考核实验教师,摆脱实验教师仅是实验设备和上机学生管理员的次要角色。
2.3.3 弹性的课程设计内容
本着“念书不是学习的目的,而是创出新知识新体系的手段”(扬振宁教授语)的原则,课堂上的“勾画新理论”在课程设计阶段得到了落实。
目前各高校普遍开设了网络课程设计,以锻炼学生的设计能力,但对设计题目的选定工作量投入不够。大多是要求学生用WinSocket 实现课本中如 :FTP、TCP、TELENET等传统协议的功能。原因主要是好的课程设计题目的确需要花费大量精力去总结归纳,鼓励学生将自己在课堂上与老师争论的内容整理成题目并建议老师量学生之力,从所从事的网络纵向或横向课题中精心抽取出一些“片段”,做为设计的题目,使课程设计成为“留有空间”的大胆尝试环节,哪怕是失败或得不出结论。好题目需要教师教学与科研的多年的沉淀,故课程设计的内容具有很大的弹性。
以上三个实践环节是引导学生对计算机网络知识逐步提升的自然与强行的过程。
授课和实践的效果都需科学合理的量化评定,故该课程的考核方式也要给予特殊的考虑。
2.4“计算机网络”课程弹性的考核方式
弹性的考核方式体现在总成绩的构成及其权重。教学实践已充分证明弹性的考核方式能从根本上打破学生应付考试的心态,使考试成为一次特殊形式的学习。
2.4.1常规成绩评定
经调研发现,常规成绩评定法非常不适合计算机网络课程的考核。
常规成绩评定法是:总成绩 = 平时成绩(20% 或30% )+ 笔试成绩(80% 或70% ), 其中平时成绩=上课出勤率+课堂提问+实验成绩。因该课程一般为合班(4-6个班)上课且采取满堂灌的授课方式,点名和课堂提问只能是随机几次或没有,加之学生缺乏预习准备,回答问题质量都不会很理想。实验成绩一般根据实验报告来评定。因对实验过程缺乏监控,实验报告抄袭现象严重,实际成绩很难采集,成绩失去了意义。
2.4.2弹性成绩评定
弹性成绩评定反映在对实践成绩的灵活掌握。
这里建议平时成绩占60%,考试成绩占40%,其中,平时成绩=课堂讨论(10%)+实践成绩(50%),实践成绩=实习成绩(10%)+实验成绩(10%)+课程设计成绩(30%)。
课堂讨论成绩是一弹性考核点,因授课计划中的预先合理安排,效果有底线保证。实践成绩中的实习成绩为一弹性考核点,其成绩根据实习报告的内容而定,强调学生的独立思考结论。实践成绩中的实验成绩采用准备充足的实验项目,对所做实验项目采用抽签选取的考核方法,要求学生在规定时间内独立完成,可一定程度借鉴CCNA,CCNP网络工程师实践部分的考核方式,现场给分,保证了实验成绩的真实性。课程设计成绩为原有考核点,因题目选定的原则区别于以往(如2.3.3所述),效果自然不同凡响,可根据题目设定的合理性,独立分析解决问题的程度而定(如果授课对象是计算机硕士研究生,该考核点可设置为计算机网络成绩的全部)。同学们普遍反映,一个好的课程设计题目能够使学生将其他各个环节所学到的计算机网络知识迅速整合和升华。
2.5 弹性教学模式的效果例证
该弹性教学模式在东北大学总校和秦皇岛分校及燕山大学计算机专业学生近几年教学实践中获得了显著的教学效果,无论是就业还是继续深造的学生,其知识的宽厚程度和强动手能力都受到实习单位和就业单位的普遍认可,从而验证了该教学模式的可操作性和实际效果。
3 结束语
本文以计算机专业“计算机网络”课程的弹性教学模式为剖析对象,给出了制定该课程弹性教学模式的理论依据和教学实施方案。弹性和原则并不矛盾,兄弟院校计算机专业的计算机网络任课教师可遵循该思想来制定出符合自己校情的“计算机网络”课程的弹性教学方案。
参考文献
[1]刘杰民.基于路由机制的“计算机网络课程”教学模式研究. 2005年全国青年教师计算机教育优秀论文集.