“计算机网络”课程教学改革与教学互动的研究

黄　敏　刘　琼

摘要:针对当前大学生就业难的问题,本文以“计算机网络”课程为例,围绕教学内容、教学方式、实验过程以及课外辅导等几个方面,深入探讨了教学改革和教学互动的实现形式,以帮助学生提高其实践和就业能力。

关键词:计算机网络;互动;教学改革;实践教学

中图分类号:G642 文献标识码:A

1引言

当前,大学生就业现状呈现“两旺两缺”:就业人数“旺”,企业对大学生的需求“旺”;岗位“缺”,很多大学生找不到工作,人才“缺”,企业招不到自己需要的人才。另据共青团和北京大学公共政策研究所联合发布的“中国大学生就业状况调查”显示,高达63.1%的大学生认为“缺乏实践经验”是最困扰就业的主要因素,另有24.1%的学生表示“个人能力不足”也是制约他们成功择业的首要问题。随着大学生就业难问题的凸显,大学生就业能力培养已成为全社会关注的焦点。面对当前现状,高校和相关企业有责任、有义务开始重新审视大学生的培养机制和培养方式,思考并解决“怎样培养学生才能使他们的能力与企业的实际需求相匹配”这个迫切要解决的问题。

“计算机网络”是一门理论性、实践性和应用性都很强的课程,为了突破传统教学模式和方法,更好地培养学生的理论分析能力、实际操作能力、独立思考能力以及创新精神,教学改革及教学过程中的互动是一种积极有效的方式和途径。本文以“计算机网络”课程为例,从教学改革的内容出发,同时结合教学实践,研究并探讨各种教学互动的形式,以帮助学生提高实践能力和就业能力。

2教学改革的内容

首先需要强调的是,教师一定要努力转变以往课堂教学中以教师为主、学生为辅;讲授为主、实践为辅的教学理念,通过各种可能的方式转变课堂教学过程中的角色定位,让学生从被动的接受知识者逐渐转变为主动的知识利用者和创造者,而老师则由纯粹的知识传授者变为知识讲解兼启发者,让学生在课堂学习和互动中发挥主观能动性。

2.1教学内容的更新

“计算机网络”技术作为飞速发展的计算机技术和通信技术相结合的产物,短短几十年的时间里,从在美国部分高端科研及军事部门的初步应用到目前在全球范围内各行各业中的广泛应用,其发展可谓是突飞猛进、日新月异。技术的不断成熟和进步,使得越来越多的应用方向和应用领域不断地在扩展,网络课程的教学不再能仅仅局限于一本教材和一套教学内容,需要根据实际应用情况进行不断调整和更新。

以作为“计算机网络”课程讲解主体架构的网络参考模型为例,由于OSI参考模型的提出时间较早、模型层次结构较为系统和完整,因此大多数“计算机网络”课程的教材及相关学习资料都以该参考模型作为典型实例,来介绍计算机网络的体系架构、协议分层及相关原理。但随着Internet网络在各行业应用的日益广泛和深入,TCP/IP模型目前已成为计算机网络应用中的事实标准,因此在兼顾理论体系完整性的基础上,还需要及时更新和补充教学内容,以弥补计算机网络领域中这种理论与实际相矛盾的情况,从而保证学生在学习过程中能将抽象的理论知识与实际应用联系起来,并始终与计算机网络的发展保持同步。

2.2实验环节的增强

在传统的“计算机网络”课程实验环节中,实验内容往往过多地依附于理论教学,因受到课程总学时的限制,实验课的内容多以了解性和验证性实验为主,缺乏对计算机网络的核心原理和应用方法更充分的融合和扩展,这样使得学生虽然了解了一些关于网络交换设备如交换机、路由器等的基本功能和配置方法以及一些网络管理软件的使用方法,但当面对一个具体的大型网络组网和管理实例时却无从下手,由此也体现出课堂和实验两方面的教学还是更多地让学生对计算机网络的认识和理解停留在书本上,没有将理论知识和实际操作结合起来,不能做到学以致用。

针对这种情况,教师一方面可以对实验课内容进行精心安排,通过在课堂上增加网络实践方面的案例如企业和家庭组网、网络协议分析等内容,深入剖析计算机网络的整体构成及运作方式以及相关软件的支撑作用,让书本理论知识从抽象变为具体;另一方面,可以与相关企业建立网上实验室,通过搭建一个交流和互动的平台,让企业根据自身需求提出各种网络建设的课题,让学生提交各种网络建设方案,并从中选择最优方案让学生来亲自搭建,如果建设成功,可以给与某种形式的奖励。此种方法笔者曾经联系某些企业进行过尝试,大部分都有较好的效果,让企业和学生都较为满意。

3教学互动的各种形式

通过以上对教学改革内容的分析,可以针对学生能力培养的要求,在每个改革点上增加互动环节,以此来改善教学效果,提高学生掌握知识的水平及运用知识的能力。下面结合本文作者的教学实践,从以下几个方面讨论实现教学互动的形式和方法。

3.1知识上的互动

随着Internet网络技术的飞速发展及其在日常学习和生活中的广泛应用,学生对各门课程的学习不再仅仅局限于教材和书本,作为介绍互联网理论基础的“计算机网络”课程尤其如此。教学内容的丰富和随时代变化在目前的教学过程中显得格外重要,这需要教师在教学内容上通过一定方式的师生交互来满足学生在学习过程中对于书本外知识的渴求。

例如,常常有学生会对他们经常使用的各类网络通信软件的底层传输机制感到好奇并提出疑问,因此教师在课堂教学过程中可以在相关理论的书本知识进行讲解后,将其拓展到一些实际应用方面。譬如,在介绍面向连接和无连接的网络传输方式以及客户/服务器和点对点的传输模式时,可以在理论知识介绍后扩充一些常用网络通信或传输软件如即时聊天工具QQ、P2P网络视频软件PPLive等的底层通信模式和机制,这些软件的实现方法一般都是在基本通信原理的基础上应用一些新的技术和方法,做一些通信功能上的补充和改进,因此这些知识的补充能让学生加深对理论及其应用方法的认识和了解,同时也将当前的新技术、新方法及新的应用领域知识带入到课堂教学内容中,弥补了书本知识与当前网络技术发展之间的差距。

在此基础上,鼓励学生在分析一些现有通信程序的基础上,自己动手编写一些简单的、功能有所扩展的网络通信程序,能更好地锻炼软件工程专业学生的专业技巧和编程能力。在笔者的课程教学实践中,就有多位对网络通信原理掌握较好且具有一定编程能力的学生开发了自己的即时聊天工具,并在班级或年级范围内进行了应用,从基本功能上来讲,与很多成熟的商业通信软件都很接近,这对于激发学生的学习兴趣有很大的促进作用。

3.2课堂中的互动

(1) 利用多媒体教学手段及各种实物,将抽象的知识变直观

例如,在讲解局域网中各种类型的线缆、连接方式及网络拓扑结构时,一方面可以借助各种线缆的图片、真实实物、家庭或单位部门的实际网络连接图来进行介绍,让学生对其有直观的印象;另一方面可以在课堂上通过演示,手把手地教学生自己制作各种网线(如交叉线、直通线、反转线)等的接头,并让学生尝试将各类线缆对不同类型的设备如计算机、交换机、路由器等进行两两连接并观察其连通效果,让他们在了解不同线缆连接不同设备的原理基础上,对其有更深刻的印象。

(2) 通过网络案例分析,让学生做到学以致用

例如,在对局域网和广域网的网络特性、组成结构、相关网络设备、连接方式、性能要求等等进行介绍后,可以设定不同的计算机网络建设项目实例,通过给出网络建设金额、网络覆盖范围、网络节点数量、子网划分要求、IP地址初始分配等条件,要求学生在课后自行进行分析和设计,给出整个网络的搭建方式、网络设备的购置方案、网络的拓扑结构和连接示意图、子网IP地址段的分配方案等。然后通过在课堂上组织学生对不同方案进行讨论和比较,对每种方案给出相关评价并得出最优结果,让学生真正明白如何在各种约束条件之下完成项目要求,并学会如何配置和使用各类网络连接设备。这种案例教学方式能够极大地提高学生的参与热情和学习兴趣,同时提高软件工程专业学生在项目需求分析、项目管理、项目设计方面的能力和水平。

3.3教案上的互动

教案互动包括动态教案、课堂互动和教案更新。目前的计算机网络教学多用静态教案,而计算机网络技术、实现和操作都处于动态状况,如对等协议通信、相邻层之间的信息传递与服务提供、网络拥塞的出现及对策、路由查找及数据转发等。如果能设计相适的动态教案,展示其重要环节与原理机制,更容易让学生理解、掌握和应用知识。通过教案的智能界面提供课堂交互,以学生为服务对象,生动解答课堂问题。根据计算机网络技术的发展和教学需求促进教案或课件的不断更新。

3.4实验中的互动

目前许多高校都建立了独立的网络实验室,通过配备路由器、交换机并安装一些网络协议分析软件来搭建一个系统的、完整的网络操作环境,在这种实验设施配备较为齐全的有利条件下,教师除了对实验过程有明确要求并给出一定的规范之外,还需要对实验内容进行精心设计并增加互动环节,这样才能充分发挥实验课给学生动脑练手的作用。

例如,网络实验内容中除了包括传统的网络操作系统和应用系统的安装与配置、网络设备(路由器、交换机等)的基本操作、与交换机相关的虚拟局域网VLAN的划分、MAC地址绑定、链路聚合等实验以及与路由器相关的静态和动态路由配置、NAT转换等实验以外,更重要的是如何设计简单而全面的综合性实验。

例如,给出一个实际的企业网络架构,要求学生在尽可能保持原有网络结构的基础上,通过利用一些路由器和交换机的组合来实现网络内外互访的安全设计,并设立临时网络管理员,让学生借助网络抓包软件对出入防火墙的数据进行分析,并实现一定的包过滤功能;等等。类似的这种实验能够涵盖传统网络实验中的各个片断,并结合了一定的防火墙配置知识、实现技术以及网络数据包和协议分析软件,对于提高学生的综合研究能力、动手实践能力、程序分析能力以及网络编程能力都有很好的帮助,尤其是对实践能力更为重视的软件工程专业的学生。

在此过程中,教师可以通过现场提问和答疑方式了解学生在每个环节的设计思路,发现问题时及时作提醒和解,并结合实验报告的内容来掌握学生对知识理解和应用的程度,这种有一定实际意义和挑战性的实验内容以及实验过程中师生之间的交流和互动能激发学生在日常生活中多看、多问和多思考的热情,也能达到知识从书本流向实际应用的目的。

3.5基于网络的互动

除了以上与课程内容和教学方式相关的互动形式,还可以充分利用Internet网络本身的各种应用实现师生之间课堂以外的知识交流与互动。

例如,可以利用基于校园网的“教学在线”等教学管理平台实现课件资源共享、课程作业批改、答疑等来实现课程内容的交互;笔者也经常鼓励学生利用软件专业优势,建立班级网站或基于BBS、聊天室的同步或异步讨论区。在这种以班级为使用对象的网站上,既方便学生在网上开展有关他们日常学习和生活管理的通知或其他活动,同时也为老师提供了与学生一对一、一对多甚至是多对多的沟通渠道,在非面对面的方式下,师生之间关于书本内外的知识交互和讨论会比在课堂上进行得更为顺畅和活跃,同时,这种交互内容还能以文档形式及时保存下来,成为学生以后的学习参考。

4结束语

当今的中国大学生正面临历史性的难关,提高自身实践能力和综合素质,尽早和企业实际需求对接,是突破就业重围的一条较好途径。良好的教学效果对培养学生的动手能力有极大的帮助,教学互动应渗透到包括“计算机网络”在内的其他所有课程的教学过程当中,成为越来越重要的教学模式,以提高学生将来的就业率,促进社会和谐发展。

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Research on Teaching Innovation and Teaching Interaction of Computer Network Course

HUANG Min, LIU Qiong

(School of Software Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510006, China)

Abstract: Aiming at the problems that it is difficult for college student to obtain employment at present, the paper takes the computer network course for example, encircling some aspects such as teaching contents, teaching methods, experimental processes, after school tutoring and so on. Its discussed deeply the realizing forms of teaching reform and teaching interaction, by which to improve college students practical capability and job hunting capability.

Key words: computer network; interaction; teaching reform; practical teaching