简谈计算机网络课程教学改革与实践-2019年教育文档

简谈计算机网络课程教学改革与实践【】Tosolvecurrentteachingproblemsofcomputernetworkcurriculumincollegesanduniversities,theteachinginnovationofcomputernetworkcurriculumispresentedinthispaper,includingthefollowingaspects:Optimizingteachingcontents;Expandinglearningspace;Valuingcurriculumexperiment;Usingmultimedia-aidedandnetwork-basedteachingflexibly.一引言计算机网络课程是一门集计算机、数据通信、网络互联与组建、信息服务与管理等理论、技术于一体并不断高速发展的交叉性应用型课程,由于其综合性、发展性、理论性、实践性都很强,致使该课程的教学难度较大,现实的教学效果并不理想。另一方面,随着计算机网络应用的普及与深入,社会对计算机网络人才的需求越来越大、要求越来越高,计算机网络课程的传统教学内容、教学方法和教学手段已愈发跟不上现实的发展变化,各种问题逐渐显露出来。1.TCP/IP地位边缘化现有的计算机网络教材大多都从OSI/RM的七层模型开始引入计算机网络的概念和体系结构,然后再与TCP/IP体系结构进行对比讲解。这种处理方法无法反映出TCP/IP体系结构的重要性,以致在整个课程结束后,会有相当一部分学生对Internet的整体结构没有一个全面的把握,对Internet的工作原理没有一个清晰的认识。2.忽视知识体系的融合贯通目前,计算机网络课程通常采取的教学方法是,按照网络的体系结构展开,逐层进行讨论和讲解。对各层内容的讲解往往非常细致,但当所有层次讲述完毕后,课程教学便告结束,忽略了对知识体系的融会贯通。这种教学方法致使学生们对计算机网络的认识支离破碎,不能很好地理解数据是怎样在网络中发送、处理和传递的。3.理论与实际相脱离老师严格依照教材内容,苦口婆心得陈述概念、讲解步骤、分析原理。老师说得口干舌燥,学生听得疲惫不堪,其效果往往事倍功半。计算机网络学科是一门直接来源于实际需求、服务于实际需求的应用型学科,因此老师在教学过程中,应时刻贯彻理论与实际相结合的宗旨,这样才能把握住计算机网络课程的实质。4.理论讲授抽象枯燥在计算机网络课程的教学内容中包含了许多理论性知识,如基本概念、体系结构、通信协议、控制算法等。这些内容本来就比较抽象、不易理解,如果教师仍然只采取传统的讲授方式,学生理解起来会更加困难,感觉会比较枯燥,时间一长不免会走神,其教学效果必然大打折扣。因此,在理论性内容的讲授过程中,教师应该充分运用多种教学手段,力争使抽象的理论变得深入浅出、通俗易懂。通过对以上教学问题的深入分析,我们提出了一系列有针对性的教学改进措施,在具体的教学实践中,取得了较明显的效果,下面将这些方法介绍给大家。二以TCP/IP为教学主线当前,TCP/IP体系结构是现实的工业标准,是当今最大的计算机网络――Internet所遵循的标准,如果我们还以OSI/RM作为教学主线,那么必然造成教学与实际相脱节。故此,我们应该以TCP/IP为主线、以Internet为实例来设计整个教学体系。另外,为了进一步密切联系实际,紧跟网络技术的应用需求,我们还可以将思科、华为、微软等公司在专业认证中所考核的实用技术有选择的融入到我们的教学体系中。根据以上的论述和我们的教学实践经验,我们认为计算机网络课程的教学内容应以一个主线和三个辅线进行设计。1.主线一个主线,即以TCP/IP体系结构为教学主线,它是整个课程体系的核心,包含以下五个部分的内容:(1)计算机网络概述,该部分内容主要有:计算机网络的概念、发展与分类;Internet的历史、结构与本质;TCP/IP体系结构概述;通信基础知识等;(2)网络接口层,该部分内容主要有:信道复用方法、传输媒介、IEEE802标准、以太网的帧格式、CSMA/CD、PPP、集线器及交换机的构造、原理与配置等;(3)网络层,该部分内容主要有:数据交换技术、IP地址与子网划分、IP报文格式、ARP、路由器的构造、原理与配置、路由协议、ICMP等;(4)传输层,该部分内容主要有:端口与套接字、UDP、TCP的连接管理、差错控制、流量控制与阻塞控制等;(5)应用层,该部分内容主要有:DHCP、DNS、、FTP、电子邮件服务、SNMP等。2.辅线三个辅线指的是:实用知识、综合知识、前沿知识,具体说明如下:(1)实用知识,该部分内容主要有:虚拟局域网、NAT与端口映射、网络管理与安全基础、无线局域网技术、流媒体服务等;(2)综合知识,该部分内容主要有:数据在Internet中的历险,该内容将TCP/IP网络的结构、功能与运行原理进行了融会贯通;Winsock编程,该内容为网络软件方面的综合实践;有线/无线混合式局域网的规划、组建、管理与Internet接入,该内容为网络硬件方面的综合实践;(3)前沿知识,该部分内容主要有:下一代因特网;Wi-MAX;Grid;SemanticNetwork;Web3.0等。这部分为介绍性内容,可让学生自学,并提交学习报告。三以Internet为开放教学平台计算机网络是一个高速发展的学科,其知识体系更新较快,我们的教材无法及时地反映学科的发展动向、涵盖最新的学科知识。另外,作为本课程内容主线的TCP/IP是Internet的体系标准,学生应该熟练掌握Internet的使用方法、了解它的功能机理,这有益于加深对TCP/IP的理解程度。因此,我们建议将Internet作为一个开放式的教学平台,引导学生利用这个平台扩展知识面,培养自学能力。在具体的教学过程中,教师可以采取的方法有:指导学生从Internet上查找计算机网络的最新发展动向和前沿技术;引导学生尝试Internet中的各种信息服务,让学生思考这些服务的运行机理;要求学生通过Internet查找教材中涉及但未讲述明白的一些概念、原理和技术。指导学生整理获取的信息,撰写学习报告或技术综述,然后优选一些同学给大家做报告,最后将一些好的文章收集起来作为课程参考资料给大家共享。基于我们的课程改革思想和教学实践经验,以下的网站比较适合于推荐给学生:(1)高校精品课程网站,如武汉大学、国防科技大学、西安交通大学、华东师范大学等高校的计算机网络精品课程网站;(2)国际标准组织与技术协会网站,如InternetArchitectureBoard(因特网体系结构委员会)、InternetResearchTaskForce(因特网研究部)、InternetEngineeringTaskForce(因特网工程部)、WorldWideWebConsortium(万维网联盟)、InternationalTelecommunicationUnion(国际电信联盟)等;(3)国外著名计算机院系网站,如CarnegieMellonUniversity(卡内基梅隆大学)、UniversityofCaliforniaBerkeley(加州大学伯克利分校)、MassachusettsInstituteofTechnology(麻省理工学院)、UniversityofIllinoisUrbanaChampaign(伊利诺伊大学厄本那?D香槟分校)等大学的计算机院系网站;(4)著名IT公司网站,如华为、中兴、Cisco、Bell、Microsoft、IBM、Sun等;(5)网络技术论坛网站,如中国IT实验室、计世网网络学院、互动百科网络技术、中国网管联盟、51CTO、ENET、CSDN等。四重视课程实验在计算机网络课程的教学内容中包含了很多概念、结构、原理等理论性知识,学生对这些内容的理解有一定的难度。另外,计算机网络课程是一门带有较强工程色彩的应用型课程,它比较强调学生的实践操作技能。而课程实验可以深化学生对理论知识的理解、培养其科学思维方式、提高其动手能力和创新能力,在实践中逐渐激发学生的学习兴趣。因此,对于计算机网络课程而言,课程实验尤为重要。在具体的教学改革实践中,我们总结了一套实验内容的设计方法和实验过程的管理方法,具体内容如下:1.实验内容的设计方法遵循由简入繁、循序渐进的原则:基础实验为观测验证性实验,如双绞线的制作与测试、帧和IP数据包的捕获与格式分析、网络流量监控等;高级实验为编程模拟实验,如C/S服务模式的软件模拟、基于SNMP的网管编程、DHCP协议的模拟实现等;综合实验为网络搭建与服务管理,如有线/无线混合式局域网的组建、VLAN的规划与设计、Web服务系统的安装配置与管理等。鼓励探索与创新:精选一些实验项目,只设定目标和要求,而不提供方法和步骤,由学生自己分析问题、思考方法、设计步骤,用于培养学生的实践能力与创新能力。合理把握广度与深度:对于涉及面比较广的实验项目或者难度比较大的实验项目,不宜作为课程实验内容,可以安排为开放性自主实验或者是课程设计。2.实验过程的管理方法实验前,老师应该要求学生在本次课之前预习实验指导书,操作之前老师要简要讲述实验的内容和目的,提醒实验的重点和难点,对于容易出错和容易损坏设备的操作应该给予模拟演示。实验中,老师应该巡视整个实验室,主动与学生交流,及时发现问题、化解意外事故。实验后,教师应该要求学生总结实验过程、分析实验结果,然后认真撰写实验报告,还可随机抽选部分学生口头汇报实验心得。五灵活运用多种教学手段计算机网络课程中包含很多比较复杂和抽象的概念、结构、原理、算法等内容,如果只使用传统方式来讲授这些内容,学生不但会觉得枯燥,而且老师也很难将某些问题讲清楚。如,网络层次体系结构和网络协议,由于数据包在各层次的流动以及协议对其的处理过程都隐藏在设备内部,看不见也摸不着,没有实际的直观印象,只有理论的抽象讲述,学生很难从整体上理解和掌握计算机网络的工作原理与运行规律。因此,教师必须要灵活运用多种教学手段,针对不同的教学内容和教学目的,采取有针对性的教学方法。多媒体教学可以将抽象的概念形象化,将复杂的原理简单化,另外多媒体教学还能减少学习的枯燥感、吸引学生的注意力。因此,对于抽象和复杂问题的讲解,使用多媒体教学手段比较合适。然而,多媒体教学也存在一定的问题,一部分学生只顾欣赏漂亮的动画而不注意思考其中蕴含的知识和原理。为了避免这种情况,我们在教学实践中摸索出了一套有效的教学方法:(1)首先对需要演示的内容进行讲解,介绍多媒体课件的演示流程,以及包含的知识点,提醒学生注意寻找;(2)多媒体课件演示一遍后,要求学生回答课件中包含了哪些知识点,然后要求学生观察课件展示了知识点的哪些细节;(3)多媒体课件演示两遍后,要求学生回答课件展示了知识点的哪些细节,然后要求他们思考课件中没有展示出知识点的哪些关键细节,如果让你来设计课件的话,你会怎么做。为了便于学生对课程的整体把握,培养学生们的自学能力,拓宽师生的沟通渠道,我们在教学实践中采取了多种网络教学手段:(1)Web课程门户,其栏目包括:课程总揽、教学大纲、实验大纲、作业与习题、在线测试、学科动态等;(2)WIKI研究园地,其栏目包括:网络服务研究、网络编程研究、网络设备研究、前沿知识研究等;(3)交流之家,其栏目包括:教学反馈、课程答疑、作业讲解、试卷讲评、知识交流等。六结束语我们从优化教学内容、拓展学习空间、重视课程实验、灵活开展多媒体教学和网络教学等方面提出了一些行之有效的教学改革措施。在具体的教学实践中,取得了较明显的教学效果,同学们的学习热情明显提高,普遍反映受益良多,在网络工程师、网络管理员、CCNA、CCDA等各种考试中的成绩也明显提高。由于计算机网络是一门不断高速发展的学科,社会对计算机网络人才的要求也不断变化和提高,我们的教学内容、教学方法和教学手段必须不断更新和完善,因此计算机网络课程的教学研究工作任重而道远。【】Tosolvecurrentteachingprob