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关键词:计算机网络;课程群;课程建设
在信息技术高度发展的今天,计算机网络技术的重要性不言而喻。经过短短几十年的发展,计算机网络无论其规模扩展还是应用范围的拓展以及对人们生产、生活的影响都是巨大的,“网络就是计算机”的理念越来越被人们所接受。无论在国外还是国内,计算机网络已经形成一个专门的学科方向,有着自己的知识体系和研究内容;同时计算机网络同其他学科方向广泛交叉,产生了丰富多彩的应用,计算机网络对其他学科产生深远影响的同时,也产生了许多新的学科方向。
计算机网络技术的重要性决定了计算机网络相关课程在计算机科学与技术及相关专业本科生教育和研究生教育中的地位;同时,由于丰富的计算机网络知识不能采用简单的一门课程来覆盖,需要一个经过规划的课程群才能较为系统地使得学生掌握计算机网络相关的基础知识。
1计算机网络课程群建设的目标
计算机网络技术的知识体系总体包括计算机网络的基础理论和体系结构、计算机网络的实用技术以及计算机网络的应用技术三大部分,如图1所示。
(1) 计算机网络的基础理论和体系结构:主要包括基于分层结构的计算机网络体系结构、各层的设计要点、基础理论、关键问题和关键技术以及主流网络协议的分析与设计、计算机网络的未来发展等。
(2) 计算机网络的实用技术:主要包括计算机网络构建、使用和管理的各种实用技术。
(3) 计算机网络的应用技术:主要包括计算机网络和计算机网络技术到各个应用领域和学科的应用而产生的新的学科方向及其技术。
图1计算机网络的知识体系
由于计算机网络知识体系的庞大,尤其是计算机网络应用技术多种多样,要在计算机网络课程群中覆盖计算机网络知识体系的方方面面是不现实的,所以计算机网络课程群建设的目标就是要在知识体系的三个层次中精心挑选重要的内容,在计算机相关专业本科生教学中组织建设若干门核心课程,建设好理论知识和实践两个环节,为学生奠定一个比较坚实的计算机网络知识基础。
2计算机网络课程群的规划与建设
2.1计算机网络课程群的规划
做好计算机网络课程群的规划工作,首先需要界定计算机网络知识体系中的核心内容,确定哪些方面的知识涵盖进计算机网络课程群中去。我们对计算机网络的知识体系进行了初步的划分,要涵盖进网络课程群的重要内容包括现行主流网络的基础理论和体系结构、现行主流网络的核心协议的分析与设计、下一代网络的关键理论与技术、计算机网络规划与构建、计算机网络管理技术以及有影响力的计算机网络
的应用。
依据计算机网络课程群的建设目标以及计算机网络知识体系的主要内容,对计算机网络课程群做了如下规划,如图2所示。
图2计算机网络课程群规划
(1) 计算机网络:计算机网络课程群的基础性课程,为课程群中所有课程的先导性课程。主要讲授分层的网络体系结构及其参考模型,网络中各层的设计要点、关键问题及其解决方案,目前流行网络的网络协议的模型和原理等内容。
(2) 计算机网络实验:计算机网络课程群的实践环节之一。主要有针对性地对计算机网络课程中的理论知识提供实验和验证环节,以及网络各层中核心协议的分析和原理性实现。
(3) 计算机网络课程设计:计算机网络课程群的另一个实践环节。同样为计算机网络课程中的理论知识提供实验和验证环节,与计算机网络实验不同的是,所选取的实验是一些粒度更大、综合性更强的实验,需要学生利用软件工程的方法和程序设计语言的编程技巧,并具备计算机网络的理论知识背景,才能出色地完成实验内容。部分实验内容需要学生具备网络编程的知识。
(4)TCP/IP协议分析:TCP/IP参考模型是事实上的工业标准,为Internet所采用的协议族,本课程为计算机网络课程的进一步延伸,分析Internet中广泛使用的主要协议。主要包括Internet的设计原理、编址和路由选择技术、基于TCP的编程技术和一些应用,如:域名系统、文件传输、远程登录、电子邮件和万维网等应用。
(5) 下一代互联网:针对现有Internet存在的问题(主要是IPv4存在的问题),现有Internet会最终缓慢过渡到下一代Internet(IPv6),本课程为计算机网络课程的进一步延伸,主要包括IPv6的寻址结构、扩展头、身份验证和安全性、对任意点播和组播的支持以及对相关协议的影响,以及IPv4向IPv6过渡的策略和应用。
(6) 网络规划:计算机网络课程群中计算机网络的实用技术之一。本课程从系统方法学和网络工程的角度探讨网络分析、规划和设计方面的问题,系统地介绍网络规划及逻辑设计流程中每个阶段的设计任务、内容、原则、方法、实践指导等。主要包括、网络互连技术概述、网络规划与设计的相关工具、需求分析、流分析、技术选择、网络拓扑设计、网络编址和网络命名、路由设计、网络性能保障设计、网络管理设计、网络安全设计、案例分析等。
(7) 计算机网络管理:计算机网络课程群中计算机网络的实用技术之一。随着计算机网络的发展和普及,计算机网络日益复杂化,计算机网络管理技术变得越来越重要。网络管理就是为保证计算机网络的稳定、高效运行而对网络设备所采取的方法、技术和措施。在本课程中主要包括计算机网络管理的体系结构、计算机网络管理的核心协议(主要是SNMP协议)、常用的计算机网络管理工具以及简单计算机网络管理系统的设计方法和实现机制等实践环节。
(8) 计算机网络的应用课程:计算机网络的广泛应用产生了许多新兴的应用学科方向,计算机网络的应用课程为一系列课程,如电子商务、分布式计算和分布式系统、网格计算、Web服务等课程,在教学中可以自由开设。
2.2计算机网络课程群的建设与实践
经过我校计算机学院网络课程组全体教师若干年的努力,为我校计算机科学与技术相关专业本科生开设的计算机网络课程群已经初具规模、成效显著。
我校计算机网络课程群已经开设“计算机网络课程”(基础学位课,必修)、“计算机网络实验”(基础学位课,必修)、“计算机课程设计”(基础学位课,必修)、“TCP/IP协议分析”(专业方向限选课)、“下一代互联网”(专业方向限选课)、“网络规划”(专业方向限选课)、“计算机网络管理”(专业方向限选课)等核心课程,并在计算机网络的应用课程中开设了“电子商务”(专业方向任选课)和“网格计算课程”(专业方向任选课),并计划开设“分布式计算与分布式系统”课程(专业方向任选课)和“Web服务”课程(专业方向任选课)。在每一门课程(实践课程除外)中,理论性知识讲解的同时,鼓励增加实践环节。这些课程基本上满足了计算机科学与技术相关专业人才培养对计算机网络知识的需要。
(1) “计算机网络”、“计算机网络实验”、“计算机网络课程设计”、“TCP/IP协议分析”以及“下一代互联网”等课程为学生奠定了一个坚实的计算机网络的知识基础,该层次的课程既包括计算机网络的基本理论和体系结构的理论知识和实践环节,又介绍现在Internet的主流协议族――TCP/IP协议族的进一步剖析,并介绍了未来Internet的发展和主流技术――IPv6。
(2) “网络规划”和“计算机网络管理”课程为学生提供了实用性的计算机网络知识,为学生将来从事网络管理和网络建设等方面的工作提供直接的技术基础。
(3) “电子商务”、“网格计算”等新兴计算机网络应用课程在进一步巩固学生计算机网络知识的同时,为学生开阔了眼界,提供了接触新兴学科前沿的机会,锻炼了学生的创新性思维和创新性能力。
教材建设作为教师开展教学实践的关键和课程群建设的成果体现形式,在课程群的建设过程中一贯得到了重视。
(1) 注重引进相关课程的优秀教材[1-7],如在“计算机网络”课程中中引进了世界经典教材――Andrew S. Tanenbaum著的《计算机网络 第四版》,这些经典教材使得相关课程的建设与国内外优秀大学的课程教学站在了同一起点上。
(2) 重视针对一些缺乏精品教材的课程开展了自编教材的工作,鼓励相关课程的任课教师在自身的教学经验和科研实践的基础上,结合已有教材的成果,编写具有鲜明特色的教材。
“计算机网络实验”采用自编的内部指导教材。
“计算机网络”课程设计的指导教材已于2009年6月在清华大学出版社出版发行,并从2007级学生开始在计算机网络课程设计实践环节启用新编的教材。
“TCP/IP协议分析”及应用教材于2007年2月由机械工业出版社出版发行,已在“TCP/IP协议分析”课程中采用,该教材荣获2008年北京市精品教材。
“计算机网络管理”的教材已经与清华大学出版社签订了出版合同,现在已完成初稿编写工作,计划2009年10月份完成校稿,2010年2月前由清华大学出版社出版发行,并在2009~2010学年第2学期的“计算机网络管理”课程中采用。
此外计划编写的计算机网络课程群中相关课程的教材还有:“网格计算”课程教材和“网络规划”课程教材。
此外,在计算机网络课程群的建设过程中,我们还重视对教学实践的总结和升华,积极开展教学研究工作,并取得了一定的教学研究成果[8-9]。
3结论
本文结合作者承担的计算机网络课程群建设的实践,对计算机科学与技术相关专业本科生的计算机网络课程群的目标和规划进行了初步的探讨,把计算机网络的知识体系分为计算机网络的基础理论与体系结构、计算机网络的实用技术和计算机网络的应用技术三个层次,并结合作者所在学校的计算机网络课程群的建设实践,对三个知识层次中所包含的课程进行了介绍,给出了一个课程群的初步的轮廓,希望能够对高等院校计算机相关专业的计算机网络课程群的建设能够有所帮助。
参考文献:
[1]Andrew S. Tanenbaum. 计算机网络[M]. 4版. 北京:清华大学出版社,2004.
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[8] 王勇,杨建红,任兴田. 计算机网络课程设计的任务编制与实践[J]. 计算机教育,2008(22):94-95.
[9] 王勇,姜正涛,杨建红,等.“计算机网络管理”课程的目标导向型教学实践[J]. 计算机教育,2008(14):68-70.
Planning and Construction of Computer Network Courses
WANG Yong, REN Xing-tian, YANG Jian-hong, FANG Juan
(College of Computer Science & Technology, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China)
关键词:高职院校;网络专业;课程体系建设;实验实训基地建设;师资队伍建设
随着计算机网络的发展和普及,社会对计算机网络专业人才的需求也在不断增长。在此背景下,为了适应社会发展,各级各类院校都相继开设了计算机网络技术专业。在内江职业技术学院计算机网络技术专业建设过程中,我们经过不断地学习、调查、实践和思考,逐渐获得了对专业建设的一些认识。
一、计算机网络人才需求现状
随着计算机网络在各级各类机关、企事业单位的广泛应用,各单位、各行业都迫切需要既懂技术开发,又能进行管理、维护的复合型计算机网络技术人才。据国家信息产业部预测,今后几年,我国从事网络建设、网站应用及网络服务的新型网络人才需求将达到60~100万人,而现有符合新型网络人才需求的人还不足20万。计算机网络人才需求缺口巨大。因此,只要我们能够围绕社会需求制定出符合社会需要的计算机网络人才培养计划,那么就一定能够培养出为社会接受,受社会欢迎的计算机网络专业技术人才。
二、计算机网络技术专业岗位和职业能力分析
1 通过调查分析各个行业对计算机网络人才的需求,将计算机网络技术专业人才岗位进行划分
(1)按照工程实施流程划分
售前工程师(包括技术支持工程师、网络规划设计师),售中工程师(包括现场项目实施经理即现场经理、工程实施工程师),售后工程师(包括客户服务技术支持工程师即呼叫中心技术支持CALLCENTER和售后服务工程师)。
(2)按照工作内容角度划分
可分为:网络工程师(负责网络设备的安装调试)、网络管理员(负责网络系统维护)、主机管理员、存储管理员、系统管理员(负责NOS系统平台管理)、数据库管理员(负责MS SQL/ORACLE/SYBASE等数据库系统的管理)、中间件平台管理员、信息安全师(负责安全设计与安全维护),网络设计师(负责网络规划设计)。
(3)根据以上内容,可归纳出计算机网络专业的典型职位类型有:网络工程师(具体又可分为网络设计师、系统集成工程师、网络安装工程师、综合布线工程师、系统测试工程师)、网络管理员(主要进行网络系统管理、主机管理和存储管理)、应用工程师(主要进行NOS维护、数据库与中间件等应用系统平台维护)、信息安全师(负责安全设计与安全维护)和网络设计师(负责网络的总体架构设计)。
2 根据各岗位所需能力要求,结合用人单位对学生的素质要求培养学生必备的职业能力
(1)应具备的核心能力:能够按照项目所规定的要求合理地搭建网络软硬件平台,并能实施单元测试和集成测试,及时修复系统缺陷,达到最终交付网络系统的能力;应具有维护网络机房环境,维护网络运行平台系统,系统优化的能力;能按照信息系统整体架构的要求,进行信息系统安全性的管理和维护,具有合理部署安全策略、处理应急事件的能力。
(2)应具备的基本能力:能持续学习和掌握网络工程实施的流程、规范、方法与工具。能对项目实施任务和工程实施进度、日常运行维护工作进行有效管理。能够建立稳定的日常工作环境与和谐的工作关系。有一定技术文档编写能力,具有一定的专业外语水平,能够阅读专业技术文档。
(3)应具备的专业能力:能够熟练地根据项目的流程、规范和质量标准搭建出合格的网络软硬件平台,能按设计要求使用恰当的工具和方法高效实施网络建设方案,具有对通信线路、主机系统、数据库系统进行系统管理与维护的能力,能够熟练应用信息安全相关技术和相关安全工具,进行信息系统安全保障工作,处理维护安全工作中的各类问题。
三、学生职业能力培养方案及相应课程体系建设
根据以上职业能力分析,确定我院计算机网络专业的培养目标为:培养具有较强实际动手能力同时又具备相当理论基础的技能型人才。围绕这个目标,在制定培养方案和进行课程建设时注意克服以往“理论讲得多,动手操作少”的问题,特别强调和突出实际操作和动手能力的培养,注意理论学习和实践动手能力的配合,以促使学生能顺利地将所学知识向技能转化。同时注意加强学生职业素质的培养,并创造机会使学生进入企业和社会见习或实习,使学生了解企业、社会的人才需求状况,建立企业、行业意识,为以后进入职场做好准备。根据以上分析,建立起以下与学生职业能力培养目标相适应的课程体系:
四、实践课程建设及实训基地建设
对计算机网络技术的学生来说,实验课程和实训尤其重要。根据以上对计算机网络技术专业的岗位分析,将网络专业的重点教学内容确定为计算机网络技术、网络系统集成与工程设计、网络互联设备的安装与调试、网络安全与管理、网站建设等几个方面。在设计实践课程时一方面应考虑其独立性、完整性、实用性,另一方面还要考虑对课程教学的辅助作用。在具体题目的选取上既要传统,也要实用,既要有所为,也要有所不为;既要限制固定,也要兼顾灵活性。这样才能训练学生对课程的全面掌握和灵活运用。由于计算机网络是门实践性很强的学科,因此几乎每门专业课都有实验内容。所以应针对以上核心课程精心设置实验和实训内容。实验是课堂理论教学的补充,通过实验,使学生加深对课程理论和知识点的理解。课程实验有验证性实验和创新实验之分,专业基础课程的实验多为验证性的,创新实验是非验证性的、激发创新思维的实验,多用于开发设计的课程。为了保证各门实验课程的顺利进行,在实践课程的建设过程中,应具体说明该课程课内实验的目的、具体内容、要求、所要达到的目标,并制定相应的实验计划和实验指导书,使实验课程的进行有依据和法度。
课程实训的题目应该是最新的,可以有一定的难度,能充分发挥学生的潜力。应以应用为目的,以学生为主体,教师为指导,强调学生独立完成为原则,激发学生学习的主动性、积极性、创造性。通过课程实验、课程设计,使学生初步具备独立分析问题和解决问题的能力、语言文字的表达能力、相互协作和团队精神的工作技能。
在实训基地建设上,一是通过校企共建,实现校内实训基地与校外实训基地统一规划,互为补充,体现统一性;实训室的构建和设备配置应与对应企业吻合度高,做到贴近企业,贴近技术发展。校内实训基地要基本参照企业真实生产环境建设,开设的实训绝大部分要是生产性实训。实训基地建设方案要参考IBM公司、思科公司、华为3COM公司等企业专家的意见。实训室要逐步建设为开放型实训室,由学生来负责机房内设备的维护及管理,同时也负责上机人员的协调。通过这样的锻炼,达到提高学生的技术能力和管理能力的目的。二是创建一种基于网络平台的“网络设备虚拟实训环境”,改善学生的实训条件。增加学生的实训机会。三是争取开发一种与计算机交互的“手把手”实训教学软件,以丰富实训手段。
毕业设计对于学生的意义也很重大,毕业设计的正规性和有效性是最重要的,如有条件,最好将学生送入正规的公司去参与开发的整个流程,如果没有条件,可以仿效公司的开发流程,让学生真正在毕业设计中得到锻炼。
关键词:计算机网络原理;精品课程立体化建设;MOOC;翻转课程教学模式;微课设计
1.概述
MOOC(massive open online courses)即“大规模开放在线课程”或“慕课”。2011年美国斯坦福大学Sebastian Thrtm教授开设的免费课程“人工智能导论”(introduction to artificial intelligence)吸引了190个国家16万学生网上注册学习,从而使得大学课程及课程资料通过网络免费开放,真正带来了大规模的在线课程学习。可汗学院(Kahn Academy)推出的在线视频课程涉及数学、历史、金融、物理、化学、生物、天文学、计算机科学等科目的内容,吸引了全世界数以千万的学习者注册学习。伴随着MOOC的发展,“nippedclassroom”即“翻转课堂”教学模式开始流行。所谓翻转课堂是指教师提供课程视频等教学资源,学生课前观看视频等教学资料完成课程知识学习,教师在课堂上组织学生对视频课程内容进行深入交流讨论并完成作业习题和答疑解惑的教学形态。这种教学模式颠覆了教师课堂讲授、学生课后作业的教学模式,将传统课堂中知识讲授放在课外完成,知识的内化吸收转移至课堂时间完成。
MOOC和翻转课堂是借助于互联网而产生的新兴教育模式,吸引了全球教育工作者和学习者的关注,大规模互动参与、开放共享教学资源的在线课程教育模式,给高校教育带来了冲击和挑战。基于MOOC理念,以山东省精品课程“计算机网络原理”建设和改革为契机,提升课程开发、教学设计和实施能力,促进“计算机网络原理”课程教学模式的改进,激发学生学习兴趣和主动探索性,培养学生创新能力,提高课程教学质量和教学效果。
2.MOOC和翻转课堂带来的教学模式改变
相比传统的教学模式,翻转课堂教学模式有如下3个方面的不同。师生角色的变化:教师不再是传统的课堂知识传授者,而是作为课堂的组织者,引导学生在课堂上进行交流讨论完成知识消化和吸收。学生从传统课堂上被动的听课者变成课堂交流讨论的主体。教师通过学生课堂交流讨论和习题解答的具体情况,进行课程重点难点知识再梳理或安排答疑解惑来组织课堂教学。②课程教学资源建设的不同:传统课程教学的主要资源是教材和课程课件,而翻转课堂教学的基础是课程教学视频、课程网站和相关课程辅助教学材料的建设。教师根据课程教学大纲和专业学生的具体情况录制教学视频用于学生课前学习,并为学生制作与教学视频相关的多媒体教学课件、习题测试和辅助教学资源。课堂时间的安排:翻转课堂教学模式是通过减少教师课堂教授时间,增加学生课堂参与讨论交流的时间,在课堂上通过学生之间、师生之间的交流与协作来完成教学任务。即将传统教学模式中教师课堂教授变为学生课前观看视频学习;教师通过精心设计课堂讨论内容和话题,让课堂时间真正最大化和有效化。
翻转课堂的教学理念来源于建构主义理论(constructivism)。建构主义理论强调教学应以学生为中心,教学建立在学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识的主动建构,学生在一定的情境中借助教师或同伴的帮助,利用必要的学习资料,主动学习获得知识。翻转课堂理念混合了教师重点讲解和建构主义学习,使教师成为学生身边的“指导者”而不是讲台上的“圣人”;学生可以灵活选择观看课程视频的时间和地点,激发其课前主动学习和课堂讨论积极性;增加课堂上学生和教师之间的互动和个性化交流时间,让学生得到个性化教育。这种翻转课堂的教学模式体现了“以学生为学习主体”的思想。结合传统教学中易于课程知识体系化和具体化的优势以及翻转教学易于增强学生创新性、主动性和个性化培养的优势,在“计算机网络原理”教学中融入MOOC理念和翻转课堂教学模式,确立“教师重点知识引导和学生自主学习”相结合的课程教学模式。
3“计算机网络原理”精品课程立体化建设
“计算机网络原理”是计算机类专业的核心必修课,是一门理论与实践并重、跨学科、知识面广的专业课程。课程教学中确立教师教学的主导地位和学生学习的主体地位,教师不再只是传统意义上的知识传授者,而是知识学习的指引者和引路人,给予学生更多自主学习和探索的空间,引导学生课前观看课程视频、课上进行小组讨论和协作探究、课后思考拓展。
“计算机网络原理”精品课程立体化建设包含:课程知识体系和教学课件优化调整、课程网站平台构建、微课教学设计、教学辅助系统开发等。通过“计算机网络原理”精品课程的立体化建设,可以有效保障学生做好课前预习、参与课堂交流讨论、增强课后实践反馈3个教学环节。
3.1课程知识体系优化调整
为适应计算机类学生的培养目标,“计算机网络原理”课程要求学生掌握计算机网络的基本概念、基本原理和基本方法;掌握计算机网络的体系结构和典型网络协议;了解典型网络设备的组成和特点,理解典型网络设备的工作原理;能够运用计算机网络的基本概念、基本原理和基本方法进行网络系统的分析、设计和应用。以谢希仁的《计算机网络(第六版)》作为教材,基于传统教学与翻转课堂教学相结合的理念,重新梳理课程知识体系。按照计算机网络层次参考模型学习各层的功能、原理、算法和协议,围绕网络各层协议数据封装和各层典型设备组成结构原理这两条主线对课程核心知识点进行组织,确立传统教学与翻转课堂教学知识点比例大致为3:2,课程核心教学知识点划分如表1所示。在教学内容组织方面,强调计算机网络原理是根本,Intemet技术是实例。
3.2课程网站平台建设
课程平台建设是精品课程建设的主要内容。“计算机网络原理”精品课程网站提供了课程主讲教师介绍、课程描述、教学大纲、授课教案、多媒体课件、主讲教师教学录像、实验指导、作业解答、课程参考资料、常见问题解答、研究型教学文档等教学资源,并链接课程检测习题供学生自我测试。主讲教师课程视频(如图1所示)是保障学生课前预习、参与课堂讨论交流的基础。学生通过课程平台可以下载课程课件和参考资料,在线观看教学视频,开展网上讨论,课后通过课程网站平台提交作业或学结报告。
3.3微课教学设计
针对课程的难点和重点设计微课教学案例(包含背景、教学目标、教学内容、教学方法、教学总结等),录制微课,便于学生利用碎片时间通过微课学习巩固课程的重点难点内容。
广域网分组转发机制的微课教学案例设计如表2所示。
3.4课程教学辅助系统
掌握计算机网络分层参考模型的各层功能、协议和算法,是学好计算机网络原理课程的关键。由于网络原理协议众多且抽象难懂,设计一个简单实用、直观形象、交互性好的课程教学辅助系统可以帮助学生直观地学习课程内容。利用Authorwarer的交互图标、计算图标和编程接口,通过程序片段的有效嵌入,可以模拟仿真网络原理和协议的复杂工作过程。基于Authorware开发设计了3个功能模块:①课程学习模块用于满足课程学习任务;②习题检测模块用于检测学生对知识点的掌握;③课堂助手模块提供学生考勤、教学公告、轻松驿站等辅助信息。
课程学习模块设计实现了3种信息交换、数据链路层停止等待协议、网络层带有子网划分的分组转发过程、地址解析协议ARP、传输层三次握手的连接过程、应用层STP生成树协议、DHCP动态主机配置协议等计算机网络的典型网络协议和过程原理。使用子网掩码的分组转发模拟过程如图4所示嘲,当用户手动输入主机H1(IP地址为128.30.33.13)要发送分组的目的IP地址为128.30.36.62后,可以仿真模拟分组数据的转发过程,使学生更加直观地掌握分组转发过程的工作原理。
教学实践证明,学生使用这套课程教学辅助系统更易于学习掌握抽象的网络协议、工作过程和算法原理,更好地培养分析问题能力和研究实践能力。
关键词:翻转课堂;计算机网络课程;教学模式
翻转课堂是现代教育理念发展的产物,它符合素质教育以及时代的需求,学生可以通过自主学习以及课内外协作互动的方式,提高学习兴趣以及学习成果。因此在计算机网络课程中实施翻转课堂有利于实现课程的目标,提高课程教学效果。
1翻转课堂的内涵和特点
翻转课堂又被称为“颠倒课程”,是相对于传统课程教学模式而言的。传统教学模式中教师在课堂上主要进行知识传授,而知识的内化则在课堂外完成,而翻转课堂模式则是学生在课堂外完成知识的学习,课堂上解决学习中的问题和进行知识的内化,它颠倒了传统的教学模式。翻转课堂是现代教育理念和现代信息技术结合的产物,与传统教育模式相比,它主要有3个新的特点:第一,它转变了传统的教学结构。翻转课堂模式下学生在课堂上主要进行问题解决和知识内化,课堂外则主要进行新内容的学习,这与传统教学模式是截然相反的。第二,教师的角色发生转变。传统教学模式下教师主要负责知识传授,而翻转课堂模式下教师的角色转变为学生学习的督促者和指导者,帮助学生便利的获取教学资源和解决学习中的问题成为教师的核心任务。第三,学生的地位发生转变。传统教学模式下学生在教育中处于被动的地位,而翻转课堂模式下学生需要自主安排学习计划,并在课堂上与教师和同学进行积极的交流以掌握学习内容,师生之间以及同学之间的交互性加强,这促使学生成为教育的主体,学生的地位发生改变。
2翻转课堂在计算机网络课程教学中的优势与局限性
2.1翻转课堂在计算机网络课程教学中的优势
相对于传统教学模式而言,翻转课堂教学模式在计算机网络课程教学中的优势是十分明显的。首先,翻转课堂教学模式打破了传统教学模式课程学习中时间和空间的限制,学生可以随时随地地进行课程的学习,有利于提高学生学习的自主性。同时,学生能自己对学习任务进行合理的安排,有利于学生对自身学习节奏的掌控。其次,翻转课堂教学模式确立了学生在课程学习中的主体地位,学生在课堂内外能与教师和同学进行深入的沟通和交流,极大地提高了学生在学习过程中的参与度,有利于学生学习积极性的提升并激发学生对计算机网络课程学习的兴趣,从而促进课程教学效果的提升。总体而言,基于翻转课堂的计算机网络课程教学对于发挥学生的主观能动性和学习积极性具有很大的优势,从而最终提高课程的教学效果。
2.2翻转课堂在计算机网络课程教学中的局限性及应对策略
(1)翻转课堂在计算机网络课程教学中的局限性。由于外部条件的限制,现阶段翻转课堂在计算机网络课程教学中还有着较大的局限性。第一,传统教育理念的根深蒂固限制了翻转课堂在计算机网络课程中的教学效果。传统教学模式往往采用灌输式的教学方法来开展教学,很多教师对于翻转课堂教学模式不能接受,不愿意在计算机网络课程中进行翻转课堂教学。同时,传统教育理念强调教师的权威性,而翻转课堂模式下学生必然会提出很多问题,受自身知识结构的影响,很多问题教师不一定能当场回答正确,因此很多教师害怕丢面子,采用翻转课堂教学模式会导致自身权威性的降低,因此对这种教学模式持反对态度。第二,教师的个人能力限制了翻转课堂在计算机网络课程的运用。翻转课堂教学模式对教师的能力提出了更高的要求,包括组织课堂讨论的能力,视频课件制作的能力等,而现阶段很多教师在这方面的能力还较为欠缺,不利于翻转课堂的实施。第三,学生的自主学习能力限制了翻转课堂在计算机网络课程的运用。长期以来我国学生都是处于被动学习的地位,因此自主学习能力普遍不强,而翻转课堂的实施是以学生自主学习为基础的。因此,现阶段学生自主学习能力的欠缺限制了翻转课堂的实施。(2)翻转课堂在计算机网络课程教学中局限性的应对策略。要打破翻转课堂在计算机网络课程教学实践中的局限性,就是要优化翻转课堂模式实施的条件,主要有3点。首先,要更新教师的教育理念,让教师认识到自身在教育双方中的功能定位,确立学生在课程学习中的主体地位,并加大对翻转课堂教学模式优势的宣传,让教师理解翻转课堂教学模式,并主动在计算机网络课程教学中运用翻转课堂。其次,要提高教师的专业素养。一是要提高教师的课堂组织能力,使教师能有效地引导学生进行课堂讨论。二是要求教师掌握必要的信息技术,如视频的制作、剪辑等,能开发出生动的视频课件。而教师专业素养的提高可以采用两种方法实现,一方面是加大对教师培训的力度和针对性,提高在职教师的专业素养,另一方面是加强对新进教师的筛选,提升新进教师整体的专业素养水平。最后,教师要引导和鼓励学生进行自主学习,采用多样化的方法来提高学生的自主学习能力,为翻转课堂在计算机网络课程教学的落实打下坚实的基础。
3基于翻转课堂的计算机网络课程构建
要切实通过翻转课堂教学模式提高计算机网络课程的教学效果,必须打破传统的教学流程,对计算机网络课程流程进行重新设计和规划。基于翻转课堂的计算机网络课程内容主要可分为以下3个方面。
3.1课前设计
在课前设计阶段,教师需要明确学习的内容和教学目标,并开发出时间长短、内容难易程度都较为适中的教学视频课件,并发送到资源共享平台上,以便于学生课前学习。而学生在接收到学习的内容以及学习课件后,就要在课前合理地安排学习进度,依托教材、视频课件以及网络资料库对需要掌握的内容展开自学,并将学习中遇到的问题和值得分享的经验提出来。
3.2课堂教学实施过程
在进入课堂教学实施过程之后,首先要确定的就是课堂需要讨论的问题,而这些问题的产生必须要从教师和学生两个角度来实现,学生要根据自己课前自学中遇到的困惑和障碍针对性的提出问题,而教师要根据学习内容的重难点来对问题进行筛选和调整,从而最终确定出需要在课堂上讨论的问题。在问题确定以后,教师要对学生进行分组,学生要采取小组讨论的方式来解决这些问题。为了保证小组讨论的效果,每个小组的人数要控制在6人以下,确定出每个小组的组长,并且在讨论过程中每个学生要充分发挥自己的主观能动性,积极地提出自己的想法和见解。在小组讨论环节结束之后,每个小组要推选一名代表作总结汇报,对小组讨论的结果和讨论中值得分享的经验进行详细的讲述。同时,在这个过程中,要及时地对学生的学习过程和学习结果进行评价,由于翻转课堂中涉及学习过程的内容较多,因此各个环节的评价要采用多维度的评价方法,不仅要包含教师的点评,还要有学生之间的互评,学生自身的自评以及学生家长对学生的评价,确保评价结果能真实地反映学习过程和学习结果,并成为提高学生学习积极性的促动力量。
3.3课后总结反思
在课程结束之后,教师和学生可以在网络学习平台上进行交流和沟通,发表自己对于整个学习过程的看法和意见以及改进的措施,以促进翻转课堂教学模式不断与计算机网络课程进行融合,提高教学质量。
4结语
总之,翻转课堂是信息技术发展和现代教育理念相结合的产物,它颠覆了传统的教学模式,为计算机网络课程建设提供了一种新的思路。作为一种新的教学模式,翻转课堂被应用于计算机网络课程,有巨大的优势,同时由于外部环境的限制,也存在着较多的局限性。因此,在基于翻转课堂的计算机网络课程建设过程中,必须要不断优化翻转课程实施的外部条件,并构建基于翻转课堂的计算机网络课程流程,提高计算机网络课程的教学效果。
[参考文献]
[1]王静.基于翻转课堂的技校计算机网络基础教学模式研究[J].新教育时代电子杂志(教师版),2016(31):156.
[2]李燕君.翻转课堂模式下的计算机网络课程教学[J].计算机教育,2014(20):18-22.
[3]王政锋.翻转课堂模式下的计算机网络课程教学[J].通讯世界,2016(5):230.
[4]莫伟志.基于翻转课堂的技校计算机网络基础教学模式[J].职业,2016(18):34-35.
[5]丁康健,李钰,邢婷,等.基于“翻转课堂”的计算机网络课程授课模式的探索实践[J].数字通信世界,2015(10):216.
【关键词】高校;计算机网络课程;设计
一、课程的性质与课程任务
这门课程是计算机网络技术和相关专业的基础课程,主要培养学生面向网络管理员岗位的职业能力和素质,是一门面向职业岗位的专业基础类课程。为后续的网络工程调试以及相关的课程做前期的引导和铺垫。课程任务是通过本门课程的学习让学生对计算机网络基本理论知识和实践应用技能和计算机网络体系结构有一个完整的学习和认识过程,培养学生作为网络管理员所具备的网络组建、网络管理、网络应用等相关的综合性质。
二、项目引领任务驱动贯穿整个教学过程,多种教学方法互补
(一)应用多媒体的教学手段,理实一体化实施项目教学。课程由最基本的计算机双机互联对等网组建、星型网络的组建等项目组成,同学们在网络组建的过程中学到了计算机网络的组建技术,实现了学习目标,在教学的过程中,教师应用多媒体的教学手段讲解基本网络的组建过程和一般网络知识,教师讲解结束,用演示法把网络的组建过程呈现给同学,学生经过听、看知道网络的组建程序。利用理论实训一体化的方式进行项目制作,学生在项目组建的过程中,实现职业技能的积累。
(二)课堂教学以引导法、演示法、和讨论法相结合的方式进行。引导法:从实际问题入手,导入课程内容,启发学生进行思考,把以教为重心转移到以学为重心,使“主导”与“主体”有机结合,由学知识为重心转移到以培养能力为重心。演示法:计算机网络课程全部采用多媒体课件教学,充分利用多媒体教学的直观、易懂和信息量大的效果。通过演示如CSMA/CD的原理、令牌环和FDDI的工作过程与不同、以太网交换机MAC的学习过程等FLASH,使原本很抽象的知识变得很容易理解和掌握。
(三)任务驱动教学方法。对于实践性操作强的教学内容,可以先向学生布置操作任务,由学生在完成项目任务的过程中发现问题,例如小型网络的组建,把学生在组网的过程中遇到的问题总结起来,集中讲解,可达到事半功倍的教学效果。
(四)采用现场教学法。通过参观校园网和网络机房,使学生对计算机网络首先有个感性认识,使学生学习网络知识、原理从身边实际的网络开始,提高他们的学习兴趣和求知欲。充分利用网络实训室,业余时间延长开放时间,开展形式多样的课外辅导班,举办各种网络技能竞赛,加大对学生实践能力的培养力度。
(五)以赛促学法。本课程组每年都组织计算机网络知识竞赛,通过形式多样,丰富多彩的学生竞赛活动,促进了学生主动学习本课程有关知识,加深了学生对知识的理解和掌握,提高了学生的学习兴趣。
三、实践性教学的设计思想与效果
本课程的实践性教学环节包括:实验课、撰写学习报告等。通过这些实践环节的训练,使学生加深对网络原理的理解,巩固课堂教学内容,初步掌握组建局域网的主要技术环节和操作方法。 课程的实验是以小组的形式进行,从而培养了学生的合作协调能力,让学生认识到合作的重要,为后续课程的实践教学打下基础。课程结构项目化,理论实践一体化。 本课程由多个项目组成,由浅入深,紧扣网络组网技术的发展逐步展开。应用理实一体化的教学方式,学生在教师讲解、演示后进行实际网络的组建,通过各种计算机网络的组建,学生在学会网络搭建的同时,逐步掌握计算机网络的有关知识,综合培养学生的职业素质。项目根据岗位需求变化、教学实际情况可以灵活组合、动态调整。课程内容根据网络技术发展不断更新。教学过程展示学生的实习成就,充分调动了学生的学习主动性和积极性。学生在学完本课程后,能全面了解掌握网络知识和基本组网技能,到达培养学生应用理论知识解决实际问题的能力。
四、作业、考试等改革举措
(一)作业的改革举措。作业形式中,不仅有传统的书面的回答问题式的作业,也有课题式的作业。课题式作业有些是教师指定的课题,有些是学生自行选择的课题;有些是需要学生单独完成的,有些是需要学生组成小组完成的;有些是以报告的形式完成的,有些是以作品形式完成的。在这个过程中,既锻炼的学生分析问题解决问题的能力,也锻炼了学生的合作和处世能力,还锻炼了学生的文字组织能力。
(二)考试的改革举措。摒弃传统的基于理论教学的全笔试考试模式,确立实践性环节的考核办法,形成性考核和期末每人一题的开卷操作结合。具体的措施有:
实践与理论结合。也就是说既要有以测试认知水平为主的知识考试,又要有以考核动作技能为主的操作考试。
仿真与现场结合。也就是说既要在模拟的职业环境中考试,又要在真实的职业活动中考试。例如我们将学生在实际工作岗位的实训成绩也计入考核范围。
结果与过程结合。也就是说既要有正常的工作过程的考试,重视结果的正确性,又要有以发现故障、排除故障为目的的考试,重视过程的完整性。
老师与学生结合。也就是说实训考核和平时作业的成绩由教师评价和学生之间评价结合进行,变传统的教师主导为师生共评。例如在实训和平时作业中有需要学生组成小组共同完成的项目,那么在这个过程中每个学生不可能单枪匹马地工作,必须具有团队协作精神。这就一改传统教育中学生听课、实验、考试几乎都是独立完成,缺乏合作精神的培养的弊端。在项目结束后小组内的学生进行互评,然后老师也进行相应的评定,最终两项结合给出每个学生的成绩,这样可以更为客观地测量出学生能力的实际水平和完成实际任务中的缺陷。
参考文献
关键词:精品课程 设计 实现
计算机网络精品课程网站是针对计算机网络教学而建立的。精品课程网站建成以后,将有效的促进网络课程教学质量的提高,为广大师生提供一个互动的交流平台。通过网站上“互动邮箱”与“留言板”,教师和学生可以彼此交流所教、所学的内容;通过“教学资料在线浏览与下载”模块,教师可以将该课程的多媒体资料等放到网上供学生学习,达到方便学生预习和复习的目的;此外还可以将相关的资源信息,教师信息,试验指导等信息,进一步帮助学生更好的掌握计算机网络这门课程。
1、系统功能设计
本系统利用了C/S结构的特点,将精品课程网站的开发系统移植到 Internet 上,极大地简化了教师以及管理员对于精品课程维护时的各项操作,降低操作难度,同时允许项目组多个成员同时进行系统的开发,大大提高了精品课程网站的开发效率。本系统主要包括用户登录模块、用户管理模块、在线编辑模块、师生交流、邮件发送、静态页面制作与美化几部分。
1.1 系统设计原则
精品课程网站是基于 Web 应用的系统, 采用 B/S模式和三层体系结构。系统设计是整个项目的关键环节,为了开发出一个稳定、适用的网站系统,必须遵循以下原则:
1)实用性原则。项目的开发必须结合学院的实际和专业特点,为了减少一些不必要的开支, 我们认为在保证实用性的情况下采取”够用原则”,对系统进行开发。
2)适应性原则。Web 应用于各种不同的浏览器环境中, 为了使系统与各种主流的浏览器版本兼容, 使用户能够方便地实用本系统,系统的设计必须遵循适应性原则。
3)安全性原则。为了解决系统运行环境所面临的严峻的网络安全威胁,在设计过程中应该着重考虑网络安全问题。
4)开放性原则。精品课程网站系统是一个追求高效共享的网络资源平台, 必须保证所有的互联网用户都尽可能能够访问。
1.2登录模块的设计
图1 登录模块的流程图
在本系统中,登录和身份验证功能相对简单。注册模块允许任何用户进行注册,注册之后可以登录。其中系统初始化时创建的系统管理员只有一个。系统管理员可以提升普通用户的权限,使其成为系统管理员。计算机网络精品课程网站根据系统功能和用户身份的不同,主要分为以下三种情况。登录用户具有浏览与下载权限,此外还具有邮件发送功能、留言功能;系统管理员具有浏览与下载权限,邮件发送功能、留言功能,项目管理权限。图1为登录模块的流程图。
用户登录之后信息保存在 session 中,当用户想退出系统时可以关闭所有浏览器窗口、注销、或者用户登录时间超过六小时也会自动退出登录状态。并且在登录的 session 中只保存了用户的登陆名、登陆标记和登录权限。这些工作的共同目的都是增加系统的安全性。
1.3数据库设计
数据库采用的是 MYSQL5。MySQL 是一个精巧的 SQL 数据库管理系统,虽然它不是开放源代码的产品,但在某些情况下你可以自由使用。由于它的强大功能、灵活性、丰富的应用编程接口(API)以及精巧的系统结构,受到了广大自由软件爱好者甚至是商业软件用户的青睐,特别是与 Apache 和 JSP/PHP/PERL结合,为建立基于数据库的动态网站提供了强大动力。在与 JSP 的配合使用中被Linux 下 WEB 开发者称为 JSP 的黄金搭档。图2为用户数据表。
表项名 类型 用途说明
Name Char(16) 用户名
Password Char(16) 密码
Email Char(150) 邮箱
Sex Char(4) 性别
Classes Char(150) 院系
LeaveWords Int 留言数
IsAdmin Boolean 管理员标记
IsOn Boolean 启用标记
图2用户数据表
2、系统登录模块的实现
登录页面中,要求用户将用户名和密码输入在两个文本框中,“提交”则用来响应表单的事件。在登录过程中,使用了一个系统用户信息表,其中的用户名和密码作为系统登录页面的引用,以及对用户名、密码字段来进行的用户身份鉴别。密码验证是将用 MD5 加密之后的密码,传递给 JavaBean 来验证。当用户通过身份验证时,系统登录页面将主动备份用户信息。用户登录的时候也要求输入验证码增加安全性、和系统的稳定性。用户登录之后,可以修改自己的个人资料与密码设置等信息。系统的登录界面如图3所示
图3 登录页面
精品课程网站是支撑精品课程资源共享和网络互动教学的具有开放性的网络教学平台。 论文通过系统功能设计、网站实现等环节重现了一个精品课程网站的建设过程, 为高校的精品课程网站建设提供了一个可供借鉴的具体实施方案。
参考文献:
[1] 王文静,雷体南.高职院校精品课程网站的构建与开发[J].武汉冶金管理干部学院学报,2008,18(3).
关键词 网络实验室 RCMS控制服务器 项目式实验
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2016.02.044
随着社会信息化的发展,计算机网络给我们的生活、学习、工作带来了翻天覆地的变化。而“计算机网络技术”作为高校计算机应用专业的一门核心课程,是其他计算机专业课程的基础,对于计算机专业学生的后续课程起着至关重要的作用。
1 计算机网络技术实验教学的意义及现状
1.1 计算机网络技术实验教学的意义
计算机网络课程中涉及了大量的概念、定义和协议等,而这些内容大都运行于计算机和网络设备内部,非常抽象、空洞,仅仅通过理论教学很难让学生理解和掌握。计算机网络课程的教学有一定的难度,主要体现在以下几个方面:(1)课程理论性较强,涉及的知识点抽象,不易理解,如网络各层协议。(2)传统的实验教学模式以传输理论为主,这样的课堂必将依托老师为中心,极大地限制了学生的独立思考和创新能力。(3)计算机网络技术发展非常迅速,如何能紧跟技术发展,保障教学内容不过时,也是一个重要问题。
实验教学环节让学生将理论联系实际的最好途径。例如通过协议分析软件(如sniffer)捕获网络传输数据,对数据报文进行分析,让学生更直观地理解协议的构成和网络数据的本质。再者实验环节也是最能激发学生兴趣,通过不同的线缆、将不同的设备连接起来,学生通过相应配置实现设备的互联互通。学生容易取得成就感,调动积极性。因此,优秀的实验教学设计对于学生学好本门课程,建立信心有着至关重要的作用。
1.2 计算机网络技术实验教学现状
(1)缺乏配套的网络实验室。网络实验室是开展实验教学的场所,其配套的软硬件资源是实验环节的根本,但由于网络相关的设备资源购置成本高(如路由器、防火墙等),有些高校的教学长期徘徊在课堂讲授和书本上,教学效果很不理想。
(2)实验内容设计不科学。各高校因师资、硬软件设施等差异,造成实验内容差异大,部分高校的实验教学仅是照本宣科,教学形式单一呈现为课堂讲授,使得学生缺乏实践机会。有些高校以书本理论为基础开展实验,各知识章节实验独立,缺乏联系,不利于学生综合应用能力的培养。
2 网络实验室设计
网络实验室是开展实验教学的根本,网络实验室的建设可根据经费投入分两种方式计划。
2.1 以软件模拟为主
目前计算机房是高校的基本配置,可以在机房环境上部署各类网络模拟软件,如Cisco Packet Tracer、net bison、sniffer、Ethereal、Tcpdump等,通过软件模拟实验环境,再配以HUB、交换、路由等低成本设备作为互联示意,完成实验教学。可以开展的实验有各类交换、路由技术、以太网帧的构成、ARP协议及数据包构成、IP控制管理协议、TCP、UDP协议及通讯原理、SNMP协议与网络管理和应用层协议等。
其优点是投入成本低,无需购买昂贵的专业设备,以软件为主,省去了反复连接线缆的步骤,可以灵活的开展实验,不受时间地域限制,学生上手快。缺点是简单设备作为互联示意,缺乏通用性,学生无法通过实验掌握复杂网络的物理拓扑,无法形成对真实网络环境的直观理解。
2.2 以真实设备为主
如果在经费条件允许的情况下,购买专业的网络设备,通过实际设备锻炼学生的动手实践能力,达到学习的最佳效果。
其中实验室内部按照功能可分为教学区,学生操作区、设备互联区、应用服务部署区四个区域。教学区开展实验教学活动,进行现场演示;学生操作区完成线缆制作、测试、设备调试等;设备互联区完成设备的互联互通,集中管理;各类应用服务器调试完毕后,集中部署区于应用服务部署区,类似于真实网络中的DMZ区域,与真实环境对应,便于后续实验中网络策略的调试与部署。
设备互联区可通过RCMS控制服务器方式进行管理,RCMS是一款专门针对网络实验室而开发的控制和管理服务器,它能统一管理和控制实验台上的多台网络设备,无需拔插网络设备上的console线,便可以实现同时管理和控制多台网络设备。其本质是在一台主设备的异步接口通过CAB-OCTAL-ASYNC电缆连接其他实验设备console接口,通过远程方访问主设备对其他实验设备进行集中管理和调试。
各实验设备之间可以通过路由器的串行接口(Serial)、以太网口(Ethernet)进行多链路互联,实现全毗邻关系。在实验时通过配置对应接口和线路在逻辑上实现互联关系,完成组网。避免了重复插拔线缆的工作,同时也避免的设备接口的损耗。图1为北京联合大学文理学院网络实验室的设备互联拓扑。
其中RCMS控制服务器中主设备的关键配置如下:
RCMS控制服务器可以设定多种登陆权限,保护设备的安全性。如,RCMS使用二级密码机制,实验室管理员使用level 15的密码,可以执行所有的指令。而学生使用level 14的密码,不能执行delete、rename、format、copy等可以对路由器的操作系统造成破坏的敏感指令。RCMS还提供“一键清”功能,在教师管理用机上简单一个命令,就可以统一清除实验台上所有网络设备的配置,方便学生多次实验。
以硬件为主的建设方式初期投入高,后期为保证与主流技术同步,可定期更新设备板卡、模块和线缆,并且及时升级设备IOS。由于学生可以通过实物开展实验,对网络设备、环境、配置方式和拓扑结构等都有直观的理解,再配以科学的实验内容,可以取得很好的教学效果。
3 实验教学内容设计
实验环境是基础,实验内容是灵魂。好的实验内容设计应联系实际,以应用为主导,学以致用。实验内容可分为两类:基础式实验和项目式实验。
3.1 基础式实验
可按网络层次划分,包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层等。其中各层次的实验有包括多个。如数据链路层实验包括交换协议分析、生成树应用与配置、VLAN应用与配置、PPP应用与配置等。
各层次实验可划分模块,在每个知识章节完毕后进行练习。并且结合不同章节知识点,联系实际应用把各个单独的模块自由组合,教师给出实际需求,让学生自主设计组合完成。如链路层实验模块有生成树STP、虚拟专网VALN以太网通道和PPP链路捆绑等。通过理论结合实际网络环境可以给出基于数据链路层的网络备份方案设计,让学生自主选择技术并实现。设计方案可以是MSTP+VLAN技术、EthernetChannel+VLAN或PPP链路捆绑等多种组合。通过模块化的方式拓展了实验的灵活性,以学生为主导,培养学生自主创新的意识和能力。
3.2 项目式实验
凯兹博士提出了以学生为本的教学方法――项目式教学模式,主要的教学方式是以学生为主,教师为辅指导学生完成项目学习过程,让学生自主完成教学内容。学生有组织地、有计划地自我安排学习行为,处理解决项目困难和问题。这种学习方式极大地调动了学生的学习能动性和积极性,提升了学习兴趣。项目化学习模式也成为以学生为主教学方式的典型性范例。项目式实验教学方法被认为是计算机学科教育中非常有效的方法,该方法的特点包括:(1)具有系统性、整体性和相互关联的特点。(2)与现实生活或工程实际紧密相关。(3)融合了问题教学法和探究教学法,老师设计项目,学生在完成项目的过程中,发现问题、探索问题并最终解决问题。
结合计算机网络项目,可将项目式实验分为四个阶段:需求、设计、实施、维护与测试。
项目内容结合书本教授的进度,以周期性方式开展。如某企业建业最初的网络设计,随着企业业务发展的不同阶段对网络的需求,逐步从将知识点引入。每个周期的网络设计与实施都要经历需求、设计、实施、维护与测试这四个阶段。保证在熟悉原有知识点的同时,逐步的将新章节的知识点引入到实际应用之中。同时还可将学生分组,每组负责一个周期不同阶段的内容。在不同周期每组轮换,这样及练习了学生的团队协调能力,又照顾到各组学生都能对每个阶段的知识点的掌握。根据课程进度,模拟出4个项目场景,具体内容见表1。
在实验过程中应发挥学生学习的主体地位,从方案设计到设备选型和技术实现,由学生自主讨论、设计和实验。老师的角色一方面是客户,对设计的网络提出要求,对学生设计方案进行讲评;另一方面为学生提供技术支持,引导学生将理论应用到实际中。
4 实验效果评价
实验教学的结果评定应贯穿整个实验过程,应根据每个学生的分工,每组学生负责的任务综合评定。另外,在实验过程中应关注学生的写作能力、沟通能力、思维能力、分析解决问题能力、团队协调能力、创新能力和总结能力,注重学生的能力培养。在实验过程中教师要全程参与,从辅助的角度引导学生,让学生在团队协作的氛围中发现问题、解决问题并最终体会到项目成功带来的喜悦感和成就感。
5 结语
中国有句古话:“授人以鱼,不如授人以渔”,综合性实验和设计性实验是培养学生理论联系实际的重要途径,并能为学生主动学习、团队协作和全面发展提供空间。另外,项目内容的设计也是至关重要的,要做到符合实际需求,贴合学生层次,突出课程重点知识。
参考文献
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关键词:计算机基础课程;网络教学平台;建设
现代社会是一个信息化的社会,在这一信息化的现代社会中,学生信息技术应用的深度和广度逐渐的成为了一个国家判断人才是否适用于现代社会发展的重要标志[1]。在此形式下,学生计算技术应用能力的提高成为了高校教育改革中的一项重要内容。因此,在教学改革的过程中,学校教育资源的建设也就成为了课程整合和信息技术的基础和前提,而网络教学平台的建设也成为了计算机基础课程实施的一项重要标准。
1 网络教学平台的设计方案
网络化教学的实施首先需要学校具备丰富的数字化教学资源的支持。那么,支撑学生学习和教师教学的教学平台软件就是一种必须的资源,而这种资源更需要从计算机基础课程的教学内容上进行优化和建设。就一门课程来讲其需要具备公告平台、教材、电子教案、网络课件、在线测试系统和素材库六个方面的资源。在计算机基础课程网络教学平台的设计上,其公告平台是对课程安排信息和教学通知进行;教材中的纸质教材作为主教材来开展教学活动,所讲解的内容以基本的理论知识为主,电子教材用来支持教师的教学活动,以体现当前教育的改革发展的新目标、新要求为主;电子教案为教师在多媒体教室中进行课程服务的课件,同时也可以供学生在课后进行复习和使用,其设计要紧跟教学大纲和教学目标进行组织和设计;网络课件一方面来辅助教师对教学的实现,另一方面来辅助学生自学的实施,其在内容的设计上要以文字、动画、图像等多媒体技术为展示的基础;在线测试系统可以用于学生日常的练习中,以对教学的策略进行调整;素材库是从分解教学的基本内容来组织和建设的,学生可以从中按照相关的知识点进行学习和理解。
2 网络教学平台的构建
计算机基础课程网络教学平台作为一个系统,其是在基于B/S模式的交互式系统中建立的,其系统的流程图如图1所示。
从图1中可以看出,此网络教学平台在角色上具有系统管理员、教师和学生三种类型。其中系统中的管理员主要是对计算机基础课程网络教学平台进行系统管理,其管理的内容包含着教学信息、学生信息、教学资源信息和试题库资源信息等多方面的内容。其中由教师来实现对教学资源的有效组织,在这一网络平台上进行在线答疑、教学管理等,而学生在首次登入此系统平台时,其一项必须而又首先要进行的工作就是要进入到分层次测试页面进行测试,在测试完毕后,系统就可以根据教师预先设定的分层测试页面和学生的测试成绩对学生进行分层,这样学生就可以对这一网络教学平台正常顺利的应用。在此网络教学平台中,学生不仅可以在线进行学习,还可以在线提交和测试作业,在遇到问题时还可以和教师和同学进行沟通,使教学活动的实施不仅仅局限在课堂中。
3 计算机基础课程网络教学平台的实施
计算机基础课程网络教学平台的实施是在分层――设计教学内容――建立学习模式――评价教学成果――提交成绩这五个步骤中逐步实施的[2]。首先,每一位学生在进而学校后,通过计算机基础网络教学平台进行分层测试,此时系统会将学生的测试成绩存入到系统平台中的数据库中,然后,再根据教师预先设定好的分层参数自动的分层。通过实践发现,这一系统平台的建设和实施和传统的上机分层测试相比较,不仅节省了大量的时间和力气,还有效的提高了分层的效率,减少了教师的工作量。
在分层工作完成后,基于网络教学平台的设计和实施可以针对学生的层次来实施不同的教学设计[3]。按照教学资源的难度可以将其划分为A、B、C三个层次,然后从教学平台中对每一个教学资源都作出相应的层次标记。那么,学生在首次登入这一平台进行学习时,系统平台就可以根据学生在测试后的层次指标来选择相应的层次教学内容。由于每个学生的学习进度、学习成绩等都有所不同,此时系统可以将学习在学习中的不同表现都记录下来,并根据这些表现对学生的学习资源进行自动的调整,这样就避免了班级是学生教学一层不变的弊端。
计算机基础网络教学平台是从学生学习的角度进行建设的,那么,在其学习模式上不仅有协作的学习模式,还具有问题的学习模式。基于协作的学习模式,教师可以在此平台上提供多个学生需要协作才可以解决的作业,然后由学生在此平台中进行谈论和交流。由于学生的学习风格和认知水平有所不同,在教师的指导下根据这一特点对学生进行分组。此时,通过讨论和交流,学习能力强的学生可以帮助学习能力弱的学生,以达到共同学习和协作的目的。在网络教学平台上,教师作业的布置不是直接进行的,而是通过布置计算机基础知识解决的问题来让学生根据这一问题自主的学习。在完成报告后,通过网络教学平台中的讨论和交流板块,教师就可以对学生的报告进行总结,而这一模式的实施对学生分析问题和解决问题能力的培养都有着重要的意义。
在学生学习完成后,教师需要对学生的学习效果有一个准确的评价。在传统的班级教学中,教师是根本无法对每一位学生的学习态度和学习能力等作出详细的记录的。但是,通过计算机基础课程网络教学平台的建设和实施,在此平台中增加一个记录学生学习信息的板块,这样就可以对每一个学生的学习情况有个详细的了解。基于此,在网络教学平台中对“教”和“学”评价系统的实施是非常必要的。而这一模块的建设,首先需要在平台中增加学生学习过程的记录板块,将系统中教学资源的学习次数、学习进度、学习快慢等记录到访问系统中,将其作为对学生平时成绩的考核。那么,在期末学生总结和评价时,就可以综合的对学生的考试成绩和平时成绩作出总结性和过程性的评价。
计算机基础课堂网络教学平台中自动提交成绩的实现,在某种程度上可以使学校教务管理系统中的成绩提交模块在与其对接后有效的实现成绩的自动提交。在对学生的学习成绩做好评价后,系统根据学生考试和平时成绩可以自动的作出总体的评价,并提交到学校的教务管理系统,这样不仅减轻了教师的工作量,还有效的提高了学生学习成绩的准确性。
4 结语
综上所述,计算机基础课程网络教学平台的建设不仅需要计算机技术的支撑,还需要各方面的协作。而这种新教学方法的实施,对教师和学生都提出了新的要求,教师只有对数字资源不断的更新和维护,经常上网对学生的问题予以解答,学生只有熟练的掌握网络技术,利用课余的时间来对网络资源进行浏览,这样才能够将计算机基础课程网络教学平台的资源优势发挥到一个最佳的状态,才能够使现代的教学体系更加的完善。
[参考文献]
[1]陈晓瑜.利用Blackboard构建“信息检索课”远程教学平台开展在线信息素质教育的实践与体会[J].图书与情报,2009,(05):67-68.
关键词:高职院校;非计算机专业;计算机系统维护与网络应用
《计算机组装与维护》和《计算机网络》是计算机相关专业开设的两门专业基础课,但由于计算机的普及,社会需要非计算机专业学生也要掌握一定的计算机维护和网络应用知识。我们根据高职高专教学特点和要求,以“能懂、够用、实用”为教学原则,结合多年的实践经验,把这两门课整合在一起,在高职非计算机专业开设了《计算机系统维护与网络应用》这门课。
一、《计算机系统维护与网络应用》课程设置
1、《计算机系统维护与网络应用》定位
“计算机系统维护与网络应用”定位于“信息技术基础”课的深入和提高。在大学一年级,所有非计算机专业学生都系统学习了“信息技术基础”课并参加了河北省大学生计算机等级考试一级考试,已具备了一定的计算机系统组成理论知识。
2、《计算机系统维护与网络应用》教材选择
《计算机系统维护与网络应用》课程的知识更新周期非常短,时代特征鲜明,应选择适合高职教育培养目标、教学现状和发展方向,在内容组织上突出了实用性和可操作性,并能结合具体操作步骤加以讲述、图文并茂的教材。
邯郸职业技术学院由教研室组织任课老师通过上网查询、翻阅其他最新文献等方式自行编写了课程讲义作为简易教材。在编写时,我们每年组织教师深入社会、了解市场,调查计算机系统维护与网络应用所具备的核心职业技能,经过分析和总结,制定出课程标准和能力测评大纲,最后分解出课程学习单元。课程讲义以学习单元为内容目标,精选相关的教材内容;编写时以计算机硬件和技术的发展为依据,保证教材内容与时代同步;注重教材内容的知识性和新颖性并注重实践能力的开发性。
3、《计算机系统维护与网络应用》课时分布
《计算机系统维护与网络应用》课程总课时为72学时,其中理论课为12学时,实训课为40学时,讨论课为20学时,课时比例约为1:4:2。从教学方式来看,先集中完成计算机系统维护理论课,再集中课时完成计算机系统维护实训课,然后完成计算机网络理论课,再集中课时完成计算机网络和综合实训课。这样做既能完成基础知识的学习,又有足够的实训课时使学生能充分掌握本门课程的基础知识和操作技能。
4、《计算机系统维护与网络应用》课程实训安排
动手能力强的学生在完成规定的实训课程后,可完成一些选学的实训内容。
5、任务驱动式教学方法
在每次课程开始时,首先提出一个任务,课程的教学内容围绕这个任务进行设计,在任务的驱动下,学生对相关知识充满了好奇,会想尽一切方法去完成它。例如理论课上要求学生在理论课程结束后,交一份根据市场调查的结果完成的适合日常办公、图形图像设计、游戏等不同需求的计算机装机配置作业。学生会去了解市场,回来后都说收获很大。实训课上,例如硬件组装模块,教学组织与实施的一般过程为:课堂设计-示范引导-模仿试做-纠错重做-复述总结。课堂组织以学生小组为中心,内容教学以问题或任务为驱动,形成师生互动、生生合作的探究式学习氛围。讨论课上,例如故障检测模块,教学实施的一般过程为:课堂设计-预设故障-分组讨论-尝试修复-纠错重试-分析总结。上课前教师提前预设若干个可控制故障,上课开始时分组讨论每个故障产生的原因,在讨论的基础上小组尝试排除故障。在整个教学过程中学生始终占据主体地位,学生在获取知识的过程中,必然会引起素质的变化。这个素质指的是学生的思维和行为方法、动手能力和技能、习惯和行为标准及直觉经历、需求调节等方面的综合。
6、网络环境下的自主学习
传统的教学模式注重于学习指导,其基本特点是以教师为中心,以教科书为中心,以课堂教学为中心,学生只是教育教学实施过程的被动受体,而不是自己学习的主体,缺乏个性化,因材施教的效果不够理想。随着网络技术的发展,在网络环境下实施多元化教学模式,以学生为主体,以教师为主导,创造条件让学生主动地创造性地进行学习是推进高职教育创新的一个手段。学院现有实验设备组数少,课时紧张,有些学生在课堂上不能很好地理解消化知识,教师利用开放的网络环境,可将各种资料(如授课讲义、背景知识、课程信息等)以文件资料库的形式存放在网上,供学生直接网上阅览,进行自主学习,学生的学习活动将延伸到不受时空限制的网络环境。学院建立了网络实训室,为了充分利用实训设备,也为了学生课下实训方便,实训室开放了网络环境,某些实验可以通过WEB方式登录到实训室服务器进行操作。
7、考核方式改革
本课程考核目标是重点考核学生综合运用所学知识去解决实际问题的能力。我们废除了期末笔试考试,用形成性考核成绩作为期末总成绩,该形成性考核成绩包括学习过程评价+综合考试。考核中学习过程占了很大的比例,学习过程包括所有实训课的平均成绩、社会调查报告成绩、平时作业成绩;而综合考试包括实践技能操作考试和口试。