基于工学结合的《计算机网络原理与应用》课程改革

但唐仁 张建辉 丁永宁

摘要:文章介绍了基于工学结合的《计算机网络原理与应用》课程改革,从课程能力目标、课程内容和课程能力训练项目三个方面详细地描述了该课程的整体设计,并以交换机的配置与管理为例阐述了单元设计方法。

关键词:工学结合;计算机网络原理与应用;课程改革

高等职业教育基于工学结合的教育改革已成为各高等职业院校的共识。课程改革是整个教学改革的重要环节。《计算机网络原理与应用》是计算机专业的必修课程,更是计算机网络技术、网络管理等专业的基础课程。因此,该课程的改革十分必要。

课程的定位与改革目标

深圳信息职业技术学院计算机网络技术专业,通过对网络企业的调研和对市场就业岗位的分析,决定在本课程之前开设计算机应用基础,先让学生对计算机及操作系统有初步了解,后续课程如网络编程、网络集成与综合布线等则以本课程为基础进行职业拓展。整个专业核心课程结构如图1所示。

本课程要求学生在组网、管网的实际应用中掌握网络基本原理。依据工学结合的原则,改变传统的说教式教学,对教学内容和教学方法进行改革。根据高职学生形象思维强于理论推理的特点,教学内容上增加实训环节,教学方法上由个人学习变为小组学习,理论学习变为动手实践,由“要我学”变为“我要学”。学生的理论水平、动手能力都有所提高,团结协作、自我展示和自我学习能力也明显提高。

课程改革的整体设计

课程的整体设计是从课程各单元联系的角度出发,对课程教学进行整体优化。它包括以岗位职业需求为目标的课程能力目标设计,以工作过程为导向的课程内容设计以及课程能力训练项目设计和课程考核方案设计。以下从三个方面说明本课程改革的整体设计方法。

(一)课程能力目标设计

高职院校工学结合的最终目的在于使学生获得职业能力。因此,在课程设计时必须先确定能力目标,可分为课程总体能力目标和单项能力目标。而课程能力目标又依赖于职业岗位目标。通过调研,确立本课程的职业岗位目标是计算机网络组建、网络管理与维护,相对应的总体能力目标为学生在对整个计算机网络有基本认识的前提下,能根据实际需求,具备组网、维网和用网的能力。具体来说,就是学生通过本课程的学习,能对计算机网络有基本认识,了解计算机网络中数据通信的基础知识,了解计算机网络技术的最新发展状况;熟练掌握以太网网络结构及实现技术,TCP/IP协议族,基于Windows 2003 Server操作系统的网络组建、连接和各种应用服务的配置技术,Internet工作原理和各种接入技术;具备根据实际需求单独设计和组建小型局域网在Windows操作系统下的网络管理和维护能力。

为达到上述课程总体能力目标,本课程根据先组网后管网、先整体后分支、先低层后高层的原则,设计了9个单项能力目标,如表1所示。

(二)课程内容模块设计

课程能力目标的实现必须有相应的知识量作为支撑。为此,根据对知识掌握的不同要求,设计了相应的知识目标,如表2所示。

计算机网络尽管内容多,涉及面广,但有非常清晰明确的层次结构。在实际网络中,ISO七层模型只是理想化的模型,TCP/IP参考模型才是真正使用的模型。因此,在本课程的内容模块设计中,按照TCP/IP参考模型由低层到高层的顺序,设计了7个模块的教学内容,如表3所示。

在56学时的设计中,组网(局域网规划、局域网物理层组建、局域网链路层组建、局域网网络、传输层组建)与管网(局域网操作系统管理、局域网接入Internet、局域网安全管理)的学时比为40∶16。

(三)课程能力训练项目设计

课程能力训练项目一般包含综合项目和子项目两方面内容。子项目是综合项目的支撑,而一门课程的综合项目不宜过多。为了保证后续课程的衔接,在此只设计了一个综合项目——实验室局域网的组建与管理。这个综合项目包含7个课程模块为内容的子项目,每个子项目又有能力训练二级项目、拟实现的能力目标、相关支撑知识、训练方式手段及步骤等内容。下面就以子项目——局域网物理层的构建为例加以说明。

在具备了网络拓扑结构的设计能力后,即可开始局域网物理层构建能力训练。可设计两个二级训练项目:利用RS232进行串口通信和制作双绞线连通通信设备。训练RS232串口通信可以为后续的交换机和路由器的经CONSOLE口配置打基础,而双绞线的制作、测试则是组建网络的基本功之一。这两个能力训练需要掌握的知识点有数据通信的基本概念和原理,如带宽、波特率、编码、调制等;网络传输介质特性,如双绞线、同轴电缆、光纤、无线电等。首先,教师进行实物展示,讲解并演示;其次,将学生分成小组,动手实训;再次,小组之间进行评比打分。这样,可充分调动学生的积极性。在训练期间,教师应适时引导学生讨论,提高学生分析问题和解决问题的能力。

课程改革的单元设计

课程的单元设计是课程教学的基础。首先,在课程总体能力目标下,准确选择课程单元的能力训练任务;其次,制定知识目标、素质目标。单元教学设计必须以学生为主体,所有要求学生完成的任务,教师必须事先做过,把握重点与难点。交换机位于网络层次结构的二、三层,它的配置与管理是计算机网络技术的核心。下面以此为例,说明课程的单元设计。

能力训练任务及案例确定该单元教学能力目标:能判断何时使用交换机,能配置和管理交换机,包含的知识目标有MAC地址及MAC帧格式、MAC协议实现方式、网桥的工作原理、广播域及广播风暴、交换机的原理和基本配置方法、虚拟局域网的概念和划分等。在整个6学时的单元教学中,可选取两个工作任务作为案例,一是使用Hw-routesim软件进行交换机仿真配置和管理,二是利用实训室的真实化为交换机进行实际配置与管理。前一个案例仿真,后一个案例真实,虚实结合,相互印证,可加深学生对交换机工作原理的理解,并提高他们操作交换机的能力。

教学过程按参考模版设计本单元的告知、引入、操练、深化、归纳总结和作业等步骤。详细设计过程如表4所示。

经过一个学期的改革实践,本课程基本达到预期的教学目的,学生的学习积极性大大提高。当然,教学过程中也存在一些问题,如何使理论与实践完美结合,如何针对不同层次的学生设计更好的任务和案例等,还需要在教学中进一步探讨。

参考文献:

[1]戴士弘,毕蓉.高职教改课程教学设计案例集[M].北京:清华大学出版社,2007.

[2]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京:教育科学出版社,2007.

[3]姜大源,等.工作过程导向的高职课程开发探索与实践[M].北京:高等教育出版社,2008.

作者简介:

但唐仁,男,深圳信息职业技术学院软件工程系副教授,研究方向为计算机网络技术、嵌入式技术。