《计算机网络》课程教学改革的研究与实践

摘要:该文分析了计算机网络课程的特点,从教学内容和教学方法上探讨了课程教学改革的思路。在课堂教学实践中,从培养学生的自主学习能力和创新能力入手,加强计算机网络的课程建设。

关键词:计算机网络;教学改革;创新

中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)33-9486-02

Study and Practice on Teaching Reform of Computer Network Course

OUYANG Yong, MA Zhong-bao

(School of Computer, Hubei University of Technology, Wuhan 430068, China)

Abstract: The paper analyzes features of computer network course and discusses the scheme of teaching reform based on its contents and methods. Course construction is strengthened during teaching activities in classroom with cultivating students' capabilities in creativity and autonomic learning.

Key words: computer network course; teaching reform; innovation

《计算机网络》是网络工程及其相关专业的一门重要专业必修课,在学习《计算机网络》课程之前,学生应先修完《计算机科学导论》、《高等数学》、《高级语言程序设计》、《面向对象程序设计》等课程,具备计算机操作、简单程序设计、微积分和矩阵运算等能力。该课程的主要教学任务包括:计算机网络发展历史、计算机网络体系结构、ISO/OSI七层协议、数据通信基础、局域网技术、广域网技术、TCP/IP协议、Internet技术与应用、网络管理和网络安全技术等。

计算机网络是一门内容丰富、发展迅速的学科,计算机网络技术的发展,为信息共享、知识传播注入了新的活力,具有广阔的应用前景。经过对该课程的教学改革探索,笔者认为本课程教学目标不仅要让学生掌握计算机网络相关的概念和原理,掌握计算机网络设备使用和网络规划设计技术,还要让学生具备熟练的计算机网络应用编程能力,着重培养其学习能力和创新能力。

1 教学内容与方法

1.1 教学内容改革

《计算机网络》课程教学内容具有多样性和前沿性的特点,课程教学既要维护学科的系统性,又要体现出学科发展的先进性,这就要求课程教学中不仅要注重基础理论的讲授,还要体现出计算机网络技术的最新发展成果。因此我们在教学内容的选择上,遵循了“有所讲,有所不讲”的原则,重点讲授TCP/IP参考模型、数据通信与编码技术、路由选择协议、TCP与UDP协议、计算机网络应用编程知识等,同时适当地介绍无线网、语义网、对等网等当前流行的计算机网络技术。

1.2 教学方法的改革

《计算机网络》课程的教学方法改革包括加强对学生思维的有效调动,突出理论联系实践,培养学生的自主学习和创新能力等三个方面。

1.2.1 调动学生思维

《计算机网络》教学要注意发挥学生学习的主动性,在课堂教学中,可以运用提问或自问自答方式,有效调动学生思维,提高学生学习的积极性。在教学方法上要符合学生学习的认知规律,循序渐进,由感性认识上升到理性认识。例如在讲解以太网帧的知识点中,笔者在课堂上讲授数据编码、媒体访问控制、逻辑链路控制的概念之后,用C++程序演示了以太网帧的构成及各个字段的输出后,要求学生编写程序对MAC地址进行分析,加深了对MAC地址作用的理解,同时向学生讲解RFC1071文档,要求学生参照该文档编写计算校验和的程序,调动学生解决问题的思维。

1.2.2 理论联系实践

《计算机网络》课程内容多、实践性强,课程中包含的计算机网络应用和仿真软件版本更新快,功能较复杂。为了在有限的教学时间内使学生达到教学大纲规定的要求,在教学中,应注重理论联系实践,在实践中促进对理论的学习。例如在讲解套接字的知识点时,笔者介绍了BSD Sockets和Windows Sockets的概念和用法,并以Windows Sockets为例,分别演示了使用数据报套接字和流式套接字的流程,向学生介绍了套接字库函数的用法。通过课堂演示和讨论,要求学生在对当前的网络即时通讯软件的技术路线进行调查,以C++或Java语言实现客户端和服务端架构的通讯软件,并在学生完成作业之后对软件进行点评,详细讲解其中的关键代码。这样一种理论和实践相结合的教学方法,不仅能够激发学生的学习兴趣和学习热情,还可以提高学生的动手能力,增强就业的竞争力。

1.2.3 培养学习和创新能力

《计算机网络》课程中提及的网络设备有近10种,如网卡、网桥、网关、集线器、交换机、路由器等;提及的网络协议有近20种,如MAC、ARP、IP、ICMP、UDP、TCP、HTTP等;相应的网络技术应用也层出不穷。就笔者本学期所讲授的《计算机网络》课程而言,其理论学时加实验学时总共56学时,若要对教材中的所有内容面面俱到,在讲课时间安排上就很困难。古人云:“授人于鱼不如授人于渔”,学生在学习过程中能独立思考解决问题,进而具备创新能力,比老师一味讲解要重要得多。因此,在教学方法上,采用重点讲解、专题讲解的形式,以网络工程专业的就业导向和计算机网络技术的实际应用来激发学生的学习热情,培养学生的学习能力和创新能力,使其更好的适应当代社会对人才的要求。

2 教学手段与实践

2.1 教学手段改革

《计算机网络》课程的教学内容在理论上有一定深度,在应用上有一定难度,为使学生更好的理解和掌握教学内容,我们认真设计了《计算机网络》课程的电子教案和实验项目,开发了计算机网络技术应用实例。《计算机网络》是我校的精品课程之一,学院对该课程的教学改革一直非常重视,不仅加大了对计算机网络实验室的投入力度,也加强了该课程的精品课程网站的建设。教师在具体的授课过程中,运用板书、电子教案、动画演示、实例设计等多种手段,将抽象的原理和复杂的操作以直观生动的方式展现在学生面前。课程讲解做到由浅入深、层次分明、重点突出,同时又具有启发性,正确把握传授知识和培养能力的关系。在教学手段上注重融入教育心理学的研究成果,强调讲课要符合学生的认知规律。课堂讲授内容注重适合学生的专业基础水平,按照由简到繁的原则组织教学内容;讲解内容让学生理解消化,加强其知识的持久化和迁移化。通过课上讨论、课下辅导,定期座谈的形式,和学生多交流,了解学生听课效果,建反馈机制,不断提高教学效果,及时纠正教学偏差。

2.2 教学实践环节改革

教学实践环节是《计算机网络》课程教学内容的重要环节。“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,通过教学实践环节,可以使学生把理论知识与社会生产实践相结合,培养学生的实际动手能力,提高学生的学习兴趣,巩固所学知识与技术,增强学生的创新意识和能力。在实验课中让学生动手完成实验项目,鼓励学生积极思维、勇于实践、大胆尝试,学会举一反三,发挥学生学习的主观能动性。我们建立了功能丰富的计算机网络实验室,编写了内容充实的实验指导书,节省了学生对计算机网络进行实验的准备时间,直接在真实的物理设备上进行操作,使其在学习中去除旁枝末节,抓住重点,提高了学习效率。在进行实验项目设计时,我们选择了多个高水平的计算机网络应用案例作为实验项目,重视实验项目的灵活性和多样性,使学生通过实验加深对计算机网络理论知识的理解,提高对计算机网络技术的实际应用能力。

《计算机网络》是一门实践性很强的课程,我们将教学实践环节分成三部分:一是上计算机网络实验室做实验,在实验用机上安装实验指导手册和相关软件,布置相应题目,以协议分析为主,巩固每章所学的知识点;二是采取提交作业的形式,让学生动手编程,设计应用实例,要求学生综合运用所学知识进行计算机网络程序设计;三是在课程结束之后,通过课程设计,巩固学生的专业知识,提高学生运用计算机网络知识解决实际问题的能力。这样经过一学期的计算机网络课程学习,学生通过实验至少分析了5至7个主要的网络协议,通过作业编写了3至5个网络程序,通过课程设计集中解决了一个计算机网络应用问题,对网络设备、网络协议、网络编程积累了一定的专业基础和实际应用经验。此外,对于学生提交的实验报告、平时作业、课程设计等,教师通过在课堂上集中讲评、在实验室中个别点评和学生参评等方式,告诉学生改进之处,在学生中间起到了激励和促进的作用,也活跃了学习气氛,实践表明,取得了较好的教学效果。

3 结束语

目前,笔者所在的计算机学院中设有网络工程专业,《计算机网络》课程是该专业课程体系中的重要专业课程。就其他计算机专业而言,如计算机科学与技术、软件工程等,该课程也是一门重要的专业必修课,对提高学生的综合素质和就业竞争力具有重要的促进作用。近年来,我们通过《计算机网络》课程的教学实践,深化了课程教学改革,提高了课程的教学水平和教学质量,促进了学科建设和发展。在反馈中我们得知,学生对学习《计算机网络》课程也非常有热情,在学习中收获了专业知识,提高了计算机网络技术应用水平,锻炼了解决实际问题的能力。计算机学科是一个快速发展的学科,《计算机网络》课程的教学内容也是紧跟时代要求,与时俱进的。这就要求我们对教学内容、教学手段要体现出学科的时展要求,要以“厚德博学、求实创新”的精神,以培养全面发展,既专业合格又有业务特长的新型人才为出发点,将计算机网络课程的教学改革不断推向前进。

参考文献:

[1] Buchanan W.J, Saliou L. Enhanced methods of coursework provision in computer networks// Proceedings of 2nd International Conference on Information Technology: Research and Education, 2004.

[2] Liu Yan-heng, Mei Fang, Kang Hui, Yu Xue-gang. Research and reform on computer network practical teaching// Proceedings of IEEE International Symposium on IT in Medicine and Education,2008.

[3] 谢希仁.计算机网络[M].5版.北京:电子工业出版社,2008.