淺談“計算機網絡”課程的改革與實踐

淺談“計算機網絡”課程的改革與實踐

　　論文摘要：介紹了桂林科技大學在網絡課程教學改革方面的具體措施和方法。結合實際情況提出堅持“教師為主導、學生為主體，因材施教”的教學模式；采用“發現式”互動教學方法，引進多媒體教學，網絡教學；重視實踐環節，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。

　一、教學目標定位
　　“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、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。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]建立終身的觀念�？茖W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。目前桂林科技大學已有四個相關網上資源供學生使用：“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：
[1]王紹強.應用型本科計算機網絡教學改革的研究與實踐[J].計算機,2009,(18):16-18.
[2]李津蓉,蔡偉建.面向應用型人才培養的“計算機網絡”教學研究[J].中國教育,2010,(21):72-73.
[3]蔣天發,晏軻.教學與科研的互動促進計算機網絡課程教學質量與水平的提高[J].計算機教育,2008,(5):65-67.

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