浅谈“计算机网络”课程的改革与实践

浅谈“计算机网络”课程的改革与实践

　　论文摘要：介绍了桂林科技大学在网络课程教学改革方面的具体措施和方法。结合实际情况提出坚持“教师为主导、学生为主体，因材施教”的教学模式；采用“发现式”互动教学方法，引进多媒体教学，网络教学；重视实践环节，以网络技术构建网络课程教与学的互动平台，理论与工程应用并重。

　一、教学目标定位
　　“计算机网络”课程是桂林电子科技大学计算机科学技术、网络工程、信息安全等专业的核心专业技术基础课之一，也是电子信息工程、自动化、智能科学等专业的专业限选课或任选课之一，通过该课程的教学使学生懂得网络的总体框架结构，能建立网络的概念，重点是使学生掌握网络基本原理和核心协议，并熟悉最常用的网络服务和网络工具，了解网络技术的新发展。
教学目标的正确定位是教学改革行之有效的前提和保障，即明确教学是为培养什么类型人才而服务。计算机网络的教学目标大致可分为三个层次：[1]网络基本应用、网络员或网络工程师、网络相关科学研究。其中，网络基本应用目标要求掌握计算机网络的基础知识，在生活、学习和工作中可熟练利用各种网络资源，如浏览、收发电子邮件和查找资料等，适合于电子信息工程、自动化、智能科学等非计算机专业；网络管理员或网络工程师目标要求掌握网络集成、网络管理、网络安全、网络编程等知识和技能，并对其中一项或若干项有所专长，可以胜任如网络规划设计、网络管理与维护、架设各种服务器和网络软硬件产品的开发等工作，适合于计算机科学与技术、网络工程、信息安全等专业；网络相关科学研究要求具备深厚的网络及相关学科的理论基础，今后主要从事科研和深层次开发工作，适合网络相关的研究生。本文主要研究第二层次的改革与实践。
　二、“计算机网络”课程教学中存在的问题
　　传统的“计算机网络”课程教学模式不利于提高学生的学习兴趣，对新形势下的培养目标有一定的制约作用，主要问题表现在几个方面。[2]
1.教材知识结构理论性偏强，教学内容偏离实际应用
目前国内的大多数计算机网络教材都是以OSI/RM为索引，分层次展开，全方位介绍各个网络层次的工作原理、相关协议、运行机制等，知识点较多且内容抽象，学生理解起来比较困难，难以提高学习兴趣。OSI体系结构是一个较为全面的网络层次结构，但是在实际中并没有得到广泛应用，实际中的网络案例又不完全符合OSI体系结构，这往往会使学生对网络结构感到困惑。
2.教学模式落后
最初的教学模式是以教师为中心，通过黑板板书和描述向学生传授网络知识。这种方式有利于教师组织和监控整个教学过程，便于系统地传授知识，但不利于学生认知主体作用的发挥，不利于学生自主学习能力的培养。对于网络协议这类较为抽象的理论知识，单纯的板书和描述难以帮助学生对学习内容进行深入理解。
3.实践环节薄弱
一方面，计算机网络实验室的建设相对薄弱，实验设备落后，与实际应用的网络设备具有较大差距，且数量不足，无法保证每名学生具有较好的实验。另一方面，实验课程的内容过于流程化和简单化，没有突出对学生创新能力的培养。
4.忽视工程应用
课程的综合性、设计性实验缺乏与工程应用相结合的内容，与之相适应的软件建设滞后，难以将工程应用融入到课堂。
　三、“计算机网络”课程的改革与实践
针对以上不足，我们主要在五个方面进行了改革和实践。
1.教材选用与内容优化
不同的专业有不同的教学目标，必须选择相对应的教材。对桂林电子科技大学计算机科学与技术、网络工程、信息安全等专业而言，“计算机网络”课程是专业技术基础课之一，除了要掌握一定的基本网络理论和核心协议，还要求掌握更高一等的技术和技能。经过课题组成员比较，选择谢希仁教授主编的《计算机网络》；在外文教材和双语授课时选择Andrew S.T.的《computer network》英文教材。
对电子信息工程、自动化、智能科学等专业而言，“计算机网络”课程是专业限选课或任选课之一，侧重于网络基本理论与应用。经过课题组成员比较，拟选择乔正洪的《计算机网络技术与应用》。
针对教材内容太多、偏重于介绍理论、欠缺实践环节、与工程联系不够紧密等问题，在讲授的时候略去了部分内容，比如安全方面的内容（另外一门课讲授），增加了一些实践相关的内容，如WinSock编程、路由器基本操作等。在教学内容上力求推陈出新，引进和精选当代网络技术新发展及新应用作为网络基础的指向，在不断更新教学内容的同时优化课程体系，将基础知识与现代技术紧密结合，培养学生的创新意识和发展意愿。
2.坚持“教师为主导、学生为主体，因材施教”的教学模式
（1）贯彻基础课的教学必须和科学技术同步发展的教学观念，[3]建立终身的观念。科学发展与基础课程的教学改革相结合，以学科建设推动基础课程教学的改革。基础课程教学的改革又支撑新型专业建设与学科的发展，推进人才培养目标的实现。
更新教学内容的同时优化课程体系，将基础知识与现代技术紧密结合，将专业基础知识传授、能力培养和素质教育融为一体，实施知识结构合理、基础扎实、适应能力强、有创新精神和实践能力为基本内容的人才培养模式。
（2）教师为主导，学生为主体，因材施教。改进课堂的教学方法，以人为本，因材施教，充分发挥学生的潜力，提高教师的授课质量。教师努力研究课程的基本知识点以及这些知识点之间的相互关系，处理好信号、数据、信息之间的关系和传输特点；研究重点理论和实践知识点的教学方法，使教学内容更贴近学生，引导和帮助学生掌握基础知识和基本技能。
教师采用“发现式”互动教学方法，通过精心设计教学过程，采用“提出问题+要求解决方法”、“引导思考+适当提示”、“找出学生思路正确部分引申”、“扩充认识解决问题的条件”等方式，把握课程的进度，活跃课堂气氛，开发学生的潜能，使学生在获得知识的同时能从应用的角度思考网络中的问题和解决问题的思路，使学生建立科学的思维方法与创新意识。
3.采用先进的教学手段
（1）把多媒体技术引入课堂教学中，使理论和协议架构分析变得生动、形象、具体，同时解决了传统教学中课堂画图既费时效率又低的问题。再辅以现场概要线图等，让学生在学习具体知识时心中有网络体系大框架，便于知识定位。
（2）建立网络教学。目前桂林科技大学已有四个相关网上资源供学生使用：“网络”课程网站，使师生在任何时候都可以利用网络资源学习；网络辅助教学平台（Blackboard）：向学生提供资源下载口、作业提交口、讨论区等；思科网络技术培训网站（http：//cisco.netacad.net）作为思科网络技术培训基地之一，目前为部分优秀学生开放思科培训网站，让学生参与全球交流，直接接触最新网络技术；教师FTP：作为系统冗余，从教师FTP中学生也可以下载课件等。

　　4.加大实践教学环节，重视实践能力培养，培养学生的创新意识和创新能力
计算机网络是理论和实践结合非常紧密的一门课程。目前国内外计算机网络相关教材一般都偏重于理论的讲授，而忽视了动手实践方面的引导，为此应实验单独设课，独立考试。实验课学时占总学时的25%，并要求课外1∶1配套。实验内容根据学生的层次、学生的兴趣分为基础层、提高层、综合应用层三个层次。同时，补充了教材上没有的相关内容，如利用套接字进行网络通信编程，培养实践动手能力。而且把原来以教师为中心的实验教学变成了以学生为中心，积极开展开放性实验，延长实验室开放时间，增加大量的设计性或综合性实验，为学生近一步提高动手能力奠定了良好的基础，培养学生的创新意识和创新能力。
5.在课程教学的各环节中大力开发和应用网络技术，以网络技术构建网络课程教与学的互动平台，理论与工程应用并重
计算机网络是一门理论和实验实践相结合的专业基础课程，教师在讲授的过程中贯彻教学理念，引用网络发展背景故事和实际应用具体案例来帮助学生理解理论知识，引导学生形成提出问题、分析问题和解决问题的思维模式，培养学生的创新思维能力和综合专业素养。教学采用理论结合实践教学法，通过实验课程开设、实际网络系统参观和课程设计三个渠道将相关网络技术的应用充分融合到课程教学之中，使同学们接触到真实的网络世界，提高实践运用能力，理论与工程应用并重。
实验课程通过综合设计性实验，充分发挥学生的想象力和创新能力，是使学生获得对网络的工作原理与操作方法的感性认识，加深理解、验证、巩固课堂教学内容的最佳途径。
实际网络系统参观是在课程讲授过程中安排并带领学生参观校园网、学院局域网和企业的网络系统，使学生对计算机网络有感性认识。
课程设计要求学生独立设计一个网络应用系统或者分析企业已有计算机网络系统中存在的问题，提出改进方案，为企业设计满足实际需求的计算机网络系统，使学生理论联系实际，加深对计算机网络课堂教学内容的理解，培养学生灵活运用所学知识的能力。
　　 四、结束语
　　本课程已建立课堂教学、实验教学、网络教学和工程应用交叉融合的教学结构，各教学环节相辅相成、互相交融，实现“加强基础，注重实践，因材施教，促进创新”的目标，形成了立体化的教学模式。通过这样的互动平台，使教与学进入互动沟通的最佳状态。不仅使教师实现了教懂、教准、教活，学生达到了乐学、善学、活学，而且增强了学生日常使用网络的能力，培养了学生的创新精神和实践能力。

参考文献：
[1]王绍强.应用型本科计算机网络教学改革的研究与实践[J].计算机,2009,(18):16-18.
[2]李津蓉,蔡伟建.面向应用型人才培养的“计算机网络”教学研究[J].中国教育,2010,(21):72-73.
[3]蒋天发,晏轲.教学与科研的互动促进计算机网络课程教学质量与水平的提高[J].计算机教育,2008,(5):65-67.

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