《計算機網絡》教學改革研究

陳 琳 (長江大學計算機科學學院,湖北荊州434023)

1 存在的問題

目前,《計算機網絡》教學存在以下幾個方面的問題:①教材部分內容過時,未能體現最新網絡技術的發展。日常教學內容是對教材知識點的取舍,最新的網絡技術和方法未能在課堂體現。②教學方法和手段缺乏多樣性。在教學過程中,采用了多媒體教學和部分演示等方法。教師主導性教學過程過多,學生參與為主體的教學方法偏少,互動式、案例式、啟發式、導學式、研究式等教學方法運用較少。③設計型綜合型實驗項目過少。試驗項目僅為驗證型,如服務器的安裝與配置,網絡互連測試,路由器和交換機配置等,實驗項目過于片面,未能綜合反映教材的內容,也未能反映出技能水平和網絡發展的新穎性、實用性、延伸性等。④師資力量能力不夠全面。目前師資力量主要集中在網絡基礎理論與應用、無線傳感網絡、網絡安全、網絡模擬等方面,在最新理論技術及應用、基礎實踐教學等方面還略現不足。⑤考核方式未能反映學生的綜合能力。考核方式是理論與實踐兩方面簡單的綜合評測,與培養“工程型”和 “應用型”人才,反映學生技能水平的目標還有一定的差距。

下面,筆者就該門課程理論和實踐教學等方面的改革進行了探討??長江大學教研項目 (JY2009034;JY2009035)。。

2 改革思路

1)要明確該課程的目標和定位。應用型高校的最終目標是培養能夠適應社會需求的應用型人才,培養能夠從事網絡應用與開發、網絡配置、管理和維護的高級應用型人才,在大綱制訂、教學設計等過程中,必須以課程內容為基礎,以就業為導向,理論與實踐結合開展教學,同時介紹比較新穎實用的新技術,讓學生掌握網絡未來的發展趨勢,奠定好堅實的網絡基礎,為后面的網絡課程設計、專業實習、畢業設計等服務。

2)要更新教學觀念,突出系統觀點,加強實踐教學。計算機網絡是融合現代先進信息技術的一種結構復雜、覆蓋面廣的大系統[1]。在教學過程中必須具有 “系統”觀點,并突出網絡實踐教學,只有在實踐中加強了鍛煉,學生才會目的明確,深刻理解網絡知識的難點和重點,才會變被動學習為主動學習,達到良好的教學效果。

3 理論教學改革

3.1 以教材為基礎,優化及補充課程內容

教材一般都是以OSI的7層參考模型或TCP/IP協議的5層模型為基礎來組織教學內容,有些內容基本過時或者不適應未來發展的趨勢,如X.25網、幀中繼網和ATM網等,教學過程中需要對書本內容進行適當優化[2];有些新的內容和方法需要補充進來,如常用網絡設備介紹與使用、網絡優化、網絡安全、下一代互聯網、無線局域網、網絡仿真等。網絡技術有關的新技術和新方法非常多,是否作為補充內容的原則是參考教學學時和近幾年已就業學生從事的工作對網絡技術的需求,即以就業為導向補充介紹網絡新知識,以此減少學生畢業時與就業需求的差距。課程內容優化和補充,加強了教學的針對性。

3.2 依據知識模塊特點,采用不同教學方法

網絡課程內容非常豐富,抽象難懂的理論和概念非常多,另外還要介紹許多網絡協議的應用,因此在教學過程中需要根據知識模塊的特點靈活選擇不同的教學方法。如網絡體系結構,可以采取 “自底向上”和 “自上而下”相結合的教學方法[3];鏈路層的CSMA/CD協議和網絡層、傳輸層等眾多協議,可以采用講授法、演示法、案例法和導學法;對網絡優化部分的擁塞控制、隊列管理等,可以采取啟發式法、模擬仿真法;對于新的網絡技術和方法,則可以采用教學法、啟發式法和研究法相結合,以激發學生思考問題,培養研究能力和技術創新應用的能力。

計算機網絡是一個大系統,其中的知識模塊不是孤立的小島,而是相互聯系起來的有機的系統。網絡的體系結構具有非常清晰的層次感,每一個知識模塊在這種層次結構中都有自己的位置,因此,在采取 “知識模塊→案例分析”教學后,還要采取 “系統”的觀點進行歸納和總結。

3.3 多樣化的教學手段,提高課堂教學效果

在教學過程中,淡化了傳統 “傳授式”教學方法,使用了多媒體教學和互動方式,輔以知識模塊的PPT演示、仿真演示和實際操作演示,但這些教學手段的使用還不足以激發學生主動學習的熱情。在倡導以 “學生為主體,教師為主導”的同時,必須用多樣化的、有效的教學手段強化學生的主體地位,讓學生帶著明確的任務主動學習,如項目式學習和研究式學習。項目式教學和研究式教學都屬于 “問題式”教學,能夠以學生為主體激發學生主動學習的熱情,能培養學生分析問題、解決問題的能力,也能適當培養學生知識創新和應用能力,及培養團隊協作的能力,達到優異的教學效果。

4 實踐教學改革

課程實驗項目要體現3條原則,即聯系課程內容、反映技能水平和緊跟網絡發展,并通過驗證型、設計型、綜合型等實驗項目培養不同層次學生的實際應用能力。在具體實踐教學環節,可以按照下列類別開展實驗教學:

1)網絡應用與管理類 常用網絡命令、網絡互連、交換機和路由器等設備配置;服務器端安裝、配置和測試Web、FTP、M ail及DBM S服務等,并在客戶端訪問和測試相應服務。

2)網絡協議分析類 網絡命令驗證應用層協議、用仿真軟件如Sniffer和Ethereal觀察網絡狀態、捕獲數據包并分析。

3)應用開發類 進程間通訊、數據加密、網絡應用項目開發等。

4)知識創新類 移動IP技術、無線傳感網絡、P2P技術、擁塞控制、網絡服務質量、網格計算和網絡安全等控制機制和算法研究等。

5 考核評價體系改革

綜合考核知識、能力和素質3個方面,分別采用卷面測試、課內實驗項目考核和課外實驗考核等方式。其中課程內實驗項目考核包含了試驗過程、實驗結果和實驗報告。

對于學有余力的學生,可以布置課外實驗,采用完全開放、指定題目和自由選題相結合的形式進行選題,學生擬定好實現方案,教師詳細評閱方案設計報告,給出建議和評語。學生完成之后進行現場演示答辯,教師當面測試驗收。此成績可以作為實踐考核的加分項目。課外實驗項目反映了全面素質,可以激發學生的求知欲望,鼓勵了個性發展,為知識和應用創新創造了條件。

[1]趙海陽,范敏.高校計算機網絡教學改革探討[J].內江科技,2007,(8):36,73.

[2]謝希仁.計算機網絡 [M].北京:機械工業出版社,2008.

[3]陳鳴譯.計算機網絡 (自頂向下方法)[M].北京:機械工業出版社,2009.