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摘要:本文对高等院校的计算机网络课程进行了深入的研究,从实际出发,对计算机网络课堂教学内容、教学方法、教学手段以及实验教学等方面进行了探讨。
关键词:计算机网络课程;教学改革;计算机网络实验教学
一、引言
伴随着信息技术的发展,计算机网络技术在人类社会生活中得到越来越广泛的应用。在大学校园中,计算机网络、计算机网络应用、计算机网络程序设计等课程已经成为大学生非常感兴趣的一门课程,对计算机网络的操作和使用已经成为大学生应具有的基本技能。目前以科学研究促进网络课程教学水平的建设,以教学研究带动网络课程教材的建设成为计算机网络课程建设的重点。
为了适应高等院校综合性人才培养的教学目标,计算机网络课程的建设对于学生专业课程的学习和掌握,对于提高学生未来就业竞争力等方面具有重要的意义。
二、计算机网络课程的特点
计算机网络课程是计算机专业的理论性专业基础课和专业必修课。通过本课程的学习主要是使学生了解并掌握计算机网络的基本原理、基本概念以及典型的网络组成和主要技术,使学生熟悉基本的计算机网络的组网技术,了解主要的网络应用,掌握初步的网络应用编程技术。为学生进一步深入学习网络应用、网络设计、网络应用开发、网络信息安全和网络管理打下坚实的基础。
计算机网络是综合了计算机技术和通信技术产生的交叉学科,因此其基础理论复杂抽象,概念众多。计算机网络课程的学习,需要计算机软件和硬件的结合,理论和实践的结合以及学校和社会需求的结合。
计算机网络课程的主要特点如下:
1.概念、原理多,记忆难,覆盖面广;
2.与计算机技术和通信技术有关;
3.层次性和实用性强;
4.需要理论和实践相结合;
5.需要软件和硬件的相关理论,并且软、硬件更新非常快;
6.网络体系及层次等内容较抽象;
7.教学过程中离不开课堂和实验两个环境;
8.要培养学生独立解决问题的能力;
从以上特点可以看出,传统的教学方法将不适合计算机网络的教学,必须进行新的教学改革。
三、教材及教学内容的研究
在国内外的计算机网络教材中,美国特南鲍姆( Tanenbaum,A.S.)著的《计算机网络》(第 4 版)是比较权威的教材,但该教材强调协议算法的分析、网络体系结构的设计以及网络协议的开发,并不适合本科学生的培养目标。
为了确保教学质量,在多年的教学过程中,我们选用了国内优秀教材《计算机网络》(第 5 版,谢希仁),该书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,是国内计算机网络教材的经典之作。
在教学内容上,我们通过对国内各大高校的计算机网络课程以及社会需求进行调研,确定了本课程的教学内容,主要包括:计算机网络的发展过程及计算机网络体系结构;物理层;数据链路层;局域网;广域网;网络互联技术;运输层;应用层;网络安全。
在此教学内容基础上,我们分析了课程的重点和难点,集中体现在以下几个方面:
1.掌握计算机网络、计算机网络体系结构、数据通信的基本概念;
2.掌握局域网络的基本工作原理、局域网络的组网技术;
3.掌握数据报、虚电路交换方式、广域网的路由机制;
4.掌握互联网络的基本概念、IP协议、IPV6、路由器基本原理;
5.掌握传输层的可靠传输的原理以及UDP、TCP协议;
6.掌握应用层HTTP、SMTP、DNS、FTP等协议的原理和过程;
7.了解对称密钥、公开密钥、数字签名、认证、安全电子邮件、防火墙等计算机网络安全等知识;
8.掌握网络编程技术,实现网络应用系统的研制和开发。
四、课堂教学方法的研究
在教学的过程中,我们根据学生学习能力的不同,对不同层次的学生在授课内容上进行调整,规模有大有小,因材施教。我们利用多媒体课堂教学,将教学内容和习题立体化,抽象问题形象化,复杂问题简单化,教学生动具体,信息量大,教学效率高,达到了形象直观的效果。同时采用自己研制的辅助教学软件进行课堂演示,大大加强了课堂教学效果,并且将软件的源码公开,从而大大提高了学生学习兴趣。
在教学过程中我们采用了多种教学方法:
1.课堂讲授:教师课前集体备课,力求对讲授内容准确熟练,能深入浅出地讲授,讲清讲透,引导学生理解课程的重点和掌握难点。
2.作业练习:有针对性地布置一些思考题和练习题,要求学生通过认真阅读教材和参考书,或者到Internet查找,寻找问题的答案,锻炼了学生的自学能力。
3.网络辅助教学:开发和建立了计算机网络课程的学习网站,实现师生之间的在线答疑;同时将教师的电子邮箱公布给学生,利用网络回答学生提出的问题。这样增多了师生之间交流的机会,学生可以随时把自己的问题反馈给教师。
4.课外阅读指导:将相关的计算机网络前沿课题的参考文献和论文及时介绍给学生,使学生进一步扩展了视野。
5.案例讨论:在授课的过程中通过一些实际的案例,让学生分组讨论或课外思考,使学生更多地开动脑筋,灵活运用所学习过的知识。
总之,在教学方法上,我们注重课堂教学,教学组织上实施“讲练结合”,教学与实践一体化,采用案例式教学法,将理论教学和实践教学相融合,学生反映良好。
五、实验教学内容的改革
计算机网络上机实验是该课程重要的实践性环节。通过上机实验,能够促进学生将课堂知识与实践相结合,进一步理解计算机网络的基本原理和具体的通信机制,了解主要的网络应用,掌握初步的网络应用编程技术,为学生进一步深入学习网络应用、网络设计、网络应用开发打下一个坚实的基础。
我们将实验分为验证性和综合性设计实验两部分,保证学生将课堂教学内容得以充分的验证,同时也锻炼学生的综合程序的设计能力。同时,我们还开发和研制了课程及实验教学辅助软件,该软件是一个计算机网络实验的模拟平台,平台操作界面见图5-1。学生在此平台上能够模拟网络通信的基本过程,包括:停止等待ARQ协议、连续的ARQ协议、滑动窗口协议、网桥原理以及分布式路由算法工作过程等。同时,考虑学生的层次不同,以上模拟程序分别用VB6.0和TURBO C 2.0两种开发环境进行开发,并将源程序对学生公开,以利于学生更好地进行网络课程及网络实验的学习。
在实验教学过程中,我们还注重培养学生熟悉计算机网络产品,具备调试、安装或维护网络架构的能力,将华为公司的HCNE认证和CISCO公司的CCNA认证两门认证课程相结合,从认证的角度和方式进行讲解。实践证明效果良好,一方面,学生具有了浓厚的学习兴趣参与到实践教学中,另一方面,在就业上增强了学生的就业竞争力。
总之,在计算机网络教学过程中,我们通过多方调研分析,确定了较好的教学内容,充分利用现代化的教学手段,加强学生网络实用技能的培养,提高课程的实用性;在实验教学中,设置新颖的综合性网络实验题目,为学生提供了相关的综合性实例,在培养学生主动思考、分析问题和动手能力上下工夫,将课本中讲述的网络原理应用在实践中。通过教学实践证明,计算机网络课程的建设和研究对于学生课程的学习和掌握,达到了非常好的效果,对于提高学生未来就业竞争力等方面起到重要的作用。
项目来源:2009年黑龙江大学新世纪教育教学改革项目资助(09D123)
参考文献:
[1]陈晓峰,钟静.计算机网络课程教法研究及应用实践Technology[J].电脑知识与技术,2008, V01 4(6): 1435-1437.
[2]蔡开峪,朱培栋.“计算机网络”课程建设研究与实践[J].计算机工程与科学,2006,VOL 28 ,No A1.
[3]兰小红.计算机网络教学模式改革与探讨[J].重庆师范学院学报,2002.12,V01.19(4): 84-88。
[4]胡长俊.关于计算机网络教学的讨论[J].科技情报开发与经济,2007,V01.17(28):253-254。
[5]谢希仁.计算机网络(第五版)[M].北京:电子工业出版社,2008.
编辑/刘文捷
关键词:计算机网络课程;教学改革;计算机网络实验教学
一、引言
伴随着信息技术的发展,计算机网络技术在人类社会生活中得到越来越广泛的应用。在大学校园中,计算机网络、计算机网络应用、计算机网络程序设计等课程已经成为大学生非常感兴趣的一门课程,对计算机网络的操作和使用已经成为大学生应具有的基本技能。目前以科学研究促进网络课程教学水平的建设,以教学研究带动网络课程教材的建设成为计算机网络课程建设的重点。
为了适应高等院校综合性人才培养的教学目标,计算机网络课程的建设对于学生专业课程的学习和掌握,对于提高学生未来就业竞争力等方面具有重要的意义。
二、计算机网络课程的特点
计算机网络课程是计算机专业的理论性专业基础课和专业必修课。通过本课程的学习主要是使学生了解并掌握计算机网络的基本原理、基本概念以及典型的网络组成和主要技术,使学生熟悉基本的计算机网络的组网技术,了解主要的网络应用,掌握初步的网络应用编程技术。为学生进一步深入学习网络应用、网络设计、网络应用开发、网络信息安全和网络管理打下坚实的基础。
计算机网络是综合了计算机技术和通信技术产生的交叉学科,因此其基础理论复杂抽象,概念众多。计算机网络课程的学习,需要计算机软件和硬件的结合,理论和实践的结合以及学校和社会需求的结合。
计算机网络课程的主要特点如下:
1.概念、原理多,记忆难,覆盖面广;
2.与计算机技术和通信技术有关;
3.层次性和实用性强;
4.需要理论和实践相结合;
5.需要软件和硬件的相关理论,并且软、硬件更新非常快;
6.网络体系及层次等内容较抽象;
7.教学过程中离不开课堂和实验两个环境;
8.要培养学生独立解决问题的能力;
从以上特点可以看出,传统的教学方法将不适合计算机网络的教学,必须进行新的教学改革。
三、教材及教学内容的研究
在国内外的计算机网络教材中,美国特南鲍姆( Tanenbaum,A.S.)著的《计算机网络》(第 4 版)是比较权威的教材,但该教材强调协议算法的分析、网络体系结构的设计以及网络协议的开发,并不适合本科学生的培养目标。
为了确保教学质量,在多年的教学过程中,我们选用了国内优秀教材《计算机网络》(第 5 版,谢希仁),该书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,是国内计算机网络教材的经典之作。
在教学内容上,我们通过对国内各大高校的计算机网络课程以及社会需求进行调研,确定了本课程的教学内容,主要包括:计算机网络的发展过程及计算机网络体系结构;物理层;数据链路层;局域网;广域网;网络互联技术;运输层;应用层;网络安全。
在此教学内容基础上,我们分析了课程的重点和难点,集中体现在以下几个方面:
1.掌握计算机网络、计算机网络体系结构、数据通信的基本概念;
2.掌握局域网络的基本工作原理、局域网络的组网技术;
3.掌握数据报、虚电路交换方式、广域网的路由机制;
4.掌握互联网络的基本概念、IP协议、IPV6、路由器基本原理;
5.掌握传输层的可靠传输的原理以及UDP、TCP协议;
6.掌握应用层HTTP、SMTP、DNS、FTP等协议的原理和过程;
7.了解对称密钥、公开密钥、数字签名、认证、安全电子邮件、防火墙等计算机网络安全等知识;
8.掌握网络编程技术,实现网络应用系统的研制和开发。
四、课堂教学方法的研究
在教学的过程中,我们根据学生学习能力的不同,对不同层次的学生在授课内容上进行调整,规模有大有小,因材施教。我们利用多媒体课堂教学,将教学内容和习题立体化,抽象问题形象化,复杂问题简单化,教学生动具体,信息量大,教学效率高,达到了形象直观的效果。同时采用自己研制的辅助教学软件进行课堂演示,大大加强了课堂教学效果,并且将软件的源码公开,从而大大提高了学生学习兴趣。
在教学过程中我们采用了多种教学方法:
1.课堂讲授:教师课前集体备课,力求对讲授内容准确熟练,能深入浅出地讲授,讲清讲透,引导学生理解课程的重点和掌握难点。
2.作业练习:有针对性地布置一些思考题和练习题,要求学生通过认真阅读教材和参考书,或者到Internet查找,寻找问题的答案,锻炼了学生的自学能力。
3.网络辅助教学:开发和建立了计算机网络课程的学习网站,实现师生之间的在线答疑;同时将教师的电子邮箱公布给学生,利用网络回答学生提出的问题。这样增多了师生之间交流的机会,学生可以随时把自己的问题反馈给教师。
4.课外阅读指导:将相关的计算机网络前沿课题的参考文献和论文及时介绍给学生,使学生进一步扩展了视野。
5.案例讨论:在授课的过程中通过一些实际的案例,让学生分组讨论或课外思考,使学生更多地开动脑筋,灵活运用所学习过的知识。
总之,在教学方法上,我们注重课堂教学,教学组织上实施“讲练结合”,教学与实践一体化,采用案例式教学法,将理论教学和实践教学相融合,学生反映良好。
五、实验教学内容的改革
计算机网络上机实验是该课程重要的实践性环节。通过上机实验,能够促进学生将课堂知识与实践相结合,进一步理解计算机网络的基本原理和具体的通信机制,了解主要的网络应用,掌握初步的网络应用编程技术,为学生进一步深入学习网络应用、网络设计、网络应用开发打下一个坚实的基础。
我们将实验分为验证性和综合性设计实验两部分,保证学生将课堂教学内容得以充分的验证,同时也锻炼学生的综合程序的设计能力。同时,我们还开发和研制了课程及实验教学辅助软件,该软件是一个计算机网络实验的模拟平台,平台操作界面见图5-1。学生在此平台上能够模拟网络通信的基本过程,包括:停止等待ARQ协议、连续的ARQ协议、滑动窗口协议、网桥原理以及分布式路由算法工作过程等。同时,考虑学生的层次不同,以上模拟程序分别用VB6.0和TURBO C 2.0两种开发环境进行开发,并将源程序对学生公开,以利于学生更好地进行网络课程及网络实验的学习。
在实验教学过程中,我们还注重培养学生熟悉计算机网络产品,具备调试、安装或维护网络架构的能力,将华为公司的HCNE认证和CISCO公司的CCNA认证两门认证课程相结合,从认证的角度和方式进行讲解。实践证明效果良好,一方面,学生具有了浓厚的学习兴趣参与到实践教学中,另一方面,在就业上增强了学生的就业竞争力。
总之,在计算机网络教学过程中,我们通过多方调研分析,确定了较好的教学内容,充分利用现代化的教学手段,加强学生网络实用技能的培养,提高课程的实用性;在实验教学中,设置新颖的综合性网络实验题目,为学生提供了相关的综合性实例,在培养学生主动思考、分析问题和动手能力上下工夫,将课本中讲述的网络原理应用在实践中。通过教学实践证明,计算机网络课程的建设和研究对于学生课程的学习和掌握,达到了非常好的效果,对于提高学生未来就业竞争力等方面起到重要的作用。
项目来源:2009年黑龙江大学新世纪教育教学改革项目资助(09D123)
参考文献:
[1]陈晓峰,钟静.计算机网络课程教法研究及应用实践Technology[J].电脑知识与技术,2008, V01 4(6): 1435-1437.
[2]蔡开峪,朱培栋.“计算机网络”课程建设研究与实践[J].计算机工程与科学,2006,VOL 28 ,No A1.
[3]兰小红.计算机网络教学模式改革与探讨[J].重庆师范学院学报,2002.12,V01.19(4): 84-88。
[4]胡长俊.关于计算机网络教学的讨论[J].科技情报开发与经济,2007,V01.17(28):253-254。
[5]谢希仁.计算机网络(第五版)[M].北京:电子工业出版社,2008.
编辑/刘文捷