基于工學結合的《計算機網絡原理與應用》課程改革

但唐仁 張建輝 丁永寧

摘要:文章介紹了基于工學結合的《計算機網絡原理與應用》課程改革,從課程能力目標、課程內容和課程能力訓練項目三個方面詳細地描述了該課程的整體設計,并以交換機的配置與管理為例闡述了單元設計方法。

關鍵詞:工學結合;計算機網絡原理與應用;課程改革

高等職業教育基于工學結合的教育改革已成為各高等職業院校的共識。課程改革是整個教學改革的重要環節?！队嬎銠C網絡原理與應用》是計算機專業的必修課程,更是計算機網絡技術、網絡管理等專業的基礎課程。因此,該課程的改革十分必要。

課程的定位與改革目標

深圳信息職業技術學院計算機網絡技術專業,通過對網絡企業的調研和對市場就業崗位的分析,決定在本課程之前開設計算機應用基礎,先讓學生對計算機及操作系統有初步了解,后續課程如網絡編程、網絡集成與綜合布線等則以本課程為基礎進行職業拓展。整個專業核心課程結構如圖1所示。

本課程要求學生在組網、管網的實際應用中掌握網絡基本原理。依據工學結合的原則,改變傳統的說教式教學,對教學內容和教學方法進行改革。根據高職學生形象思維強于理論推理的特點,教學內容上增加實訓環節,教學方法上由個人學習變為小組學習,理論學習變為動手實踐,由“要我學”變為“我要學”。學生的理論水平、動手能力都有所提高,團結協作、自我展示和自我學習能力也明顯提高。

課程改革的整體設計

課程的整體設計是從課程各單元聯系的角度出發,對課程教學進行整體優化。它包括以崗位職業需求為目標的課程能力目標設計,以工作過程為導向的課程內容設計以及課程能力訓練項目設計和課程考核方案設計。以下從三個方面說明本課程改革的整體設計方法。

(一)課程能力目標設計

高職院校工學結合的最終目的在于使學生獲得職業能力。因此,在課程設計時必須先確定能力目標,可分為課程總體能力目標和單項能力目標。而課程能力目標又依賴于職業崗位目標。通過調研,確立本課程的職業崗位目標是計算機網絡組建、網絡管理與維護,相對應的總體能力目標為學生在對整個計算機網絡有基本認識的前提下,能根據實際需求,具備組網、維網和用網的能力。具體來說,就是學生通過本課程的學習,能對計算機網絡有基本認識,了解計算機網絡中數據通信的基礎知識,了解計算機網絡技術的最新發展狀況;熟練掌握以太網網絡結構及實現技術,TCP/IP協議族,基于Windows 2003 Server操作系統的網絡組建、連接和各種應用服務的配置技術,Internet工作原理和各種接入技術;具備根據實際需求單獨設計和組建小型局域網在Windows操作系統下的網絡管理和維護能力。

為達到上述課程總體能力目標,本課程根據先組網后管網、先整體后分支、先低層后高層的原則,設計了9個單項能力目標,如表1所示。

(二)課程內容模塊設計

課程能力目標的實現必須有相應的知識量作為支撐。為此,根據對知識掌握的不同要求,設計了相應的知識目標,如表2所示。

計算機網絡盡管內容多,涉及面廣,但有非常清晰明確的層次結構。在實際網絡中,ISO七層模型只是理想化的模型,TCP/IP參考模型才是真正使用的模型。因此,在本課程的內容模塊設計中,按照TCP/IP參考模型由低層到高層的順序,設計了7個模塊的教學內容,如表3所示。

在56學時的設計中,組網(局域網規劃、局域網物理層組建、局域網鏈路層組建、局域網網絡、傳輸層組建)與管網(局域網操作系統管理、局域網接入Internet、局域網安全管理)的學時比為40∶16。

(三)課程能力訓練項目設計

課程能力訓練項目一般包含綜合項目和子項目兩方面內容。子項目是綜合項目的支撐,而一門課程的綜合項目不宜過多。為了保證后續課程的銜接,在此只設計了一個綜合項目——實驗室局域網的組建與管理。這個綜合項目包含7個課程模塊為內容的子項目,每個子項目又有能力訓練二級項目、擬實現的能力目標、相關支撐知識、訓練方式手段及步驟等內容。下面就以子項目——局域網物理層的構建為例加以說明。

在具備了網絡拓撲結構的設計能力后,即可開始局域網物理層構建能力訓練?？稍O計兩個二級訓練項目:利用RS232進行串口通信和制作雙絞線連通通信設備。訓練RS232串口通信可以為后續的交換機和路由器的經CONSOLE口配置打基礎,而雙絞線的制作、測試則是組建網絡的基本功之一。這兩個能力訓練需要掌握的知識點有數據通信的基本概念和原理,如帶寬、波特率、編碼、調制等;網絡傳輸介質特性,如雙絞線、同軸電纜、光纖、無線電等。首先,教師進行實物展示,講解并演示;其次,將學生分成小組,動手實訓;再次,小組之間進行評比打分。這樣,可充分調動學生的積極性。在訓練期間,教師應適時引導學生討論,提高學生分析問題和解決問題的能力。

課程改革的單元設計

課程的單元設計是課程教學的基礎。首先,在課程總體能力目標下,準確選擇課程單元的能力訓練任務;其次,制定知識目標、素質目標。單元教學設計必須以學生為主體,所有要求學生完成的任務,教師必須事先做過,把握重點與難點。交換機位于網絡層次結構的二、三層,它的配置與管理是計算機網絡技術的核心。下面以此為例,說明課程的單元設計。

能力訓練任務及案例確定該單元教學能力目標:能判斷何時使用交換機,能配置和管理交換機,包含的知識目標有MAC地址及MAC幀格式、MAC協議實現方式、網橋的工作原理、廣播域及廣播風暴、交換機的原理和基本配置方法、虛擬局域網的概念和劃分等。在整個6學時的單元教學中,可選取兩個工作任務作為案例,一是使用Hw-routesim軟件進行交換機仿真配置和管理,二是利用實訓室的真實化為交換機進行實際配置與管理。前一個案例仿真,后一個案例真實,虛實結合,相互印證,可加深學生對交換機工作原理的理解,并提高他們操作交換機的能力。

教學過程按參考模版設計本單元的告知、引入、操練、深化、歸納總結和作業等步驟。詳細設計過程如表4所示。

經過一個學期的改革實踐,本課程基本達到預期的教學目的,學生的學習積極性大大提高。當然,教學過程中也存在一些問題,如何使理論與實踐完美結合,如何針對不同層次的學生設計更好的任務和案例等,還需要在教學中進一步探討。

參考文獻:

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作者簡介:

但唐仁,男,深圳信息職業技術學院軟件工程系副教授,研究方向為計算機網絡技術、嵌入式技術。