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关键词:计算机网络;基础课程;案例教学
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2013) 02-0000-02
1 前言
现代是一个信息高速发展的时代,信息化是当代的一大特色,那么计算机网络基础课程就显得十分的重要。所以让高校的学生学好计算机网络对他们在社会上生活是十分受益的。提高其的教学质量就更显得十分有必要。相对于传统教学来说,案例教学更好地做到了理论与实践相结合。如此一来,更能激发学生的学习兴趣。以往教学内容的枯燥无趣,很难引发学生的乐趣,更重要的是传统的教学方式脱离了实践,纵然学到的理论再多,一旦真正的上机操作,仍然会变得不知所措。在课堂上学到的知识难以运用到实际中去,这是传统教学的弊端,而案例教学却弥补了这些。案例教学还存在很多优点,研究案例教学是提升计算机网络基础课程质量的一个有效的方法。
2 阐述当前教学中的不足
2.1 当前计算机教学的内容重理论,轻实践
现下不光是计算机方面的教学存在重理论,轻实践的问题,许多课程的教学都存在这些问题。对于许多高校教学,授课时尽管采用了多媒体设备进行教学,但也仅仅是换了一种称为ppt的板书而已。许多高校教师一味的在讲台上讲述理论知识,学生则一味的去听,学到的大多只是理论方面的知识,但众所周知,计算机是一个操作性很强的科目,若要掌握其中的精髓,必然要上机去实践,才能真正的运用到实践中去。而且对于许多非计算机专业的学生,学习计算机,就是要学到真正有应用价值的东西,而不是枯燥的理论知识。
2.2 当前计算机教学的内容过于系统
许多高校的学生在学习计算机技术时都要根据教材上的内容去学习,内容过于死板。许多非计算机专业的学生学习计算机就是为了把计算机作为一种应用的工具,来辅助自己的专业来学的,可是他们学的有关计算机的内容却由于教材的编订,显得过于繁重,而且学习的时间相对来说有比较短,造成的结果就是对于教师来讲,由于要教的内容太多,难度偏大,教学质量降低,而对于学生来讲,学习的内容太多,在如此仓促的时间内,并不能掌握其中真正的技能,那么致使把计算机作为一个实用工具的目标就难以实现了。
2.3 当前计算机教学使用多媒体教学存在弊端
现在高校的教学模式普遍都使用的是多媒体教学,以ppt为主,板书为辅的教学模式。但这种教学模式看似提高了教学效率,实则不然。用多媒体教学速度很快,教师一味的讲,学生以为的听,来不及思考,更来不及与学生进行互动。学生在课上只是在看东西而不是在学东西,可以说是左耳朵进右耳多出,这种教学效率可想而知是很低的,学生很难从中学到真正的东西。可以说这是教学中的一个弊端,也是很难解决的一个问题。
3 案例教学的优点和意义
3.1 案例教学的优点
案例教学的优点之一就是可以更好的将理论与实践相结合起来。案例教学的一大特色就是引入案例来进行教学,案例的来源多来自于社会生活中,教师将案例引入到课堂,让学生参与对案例的分析,进入到这个案例的情景中去,真正的做到了与学生在课堂上的互动,那么学生的学习将不再仅仅停留在学习理论知识的基础上,更多的是好像真正的融入到了一个实际案例中去,真正的做到了理论与实践的相结合。案例教学使学生的学习并没有脱离实际运用,这样才达到了教学的真正目的,传统教学方式是难以做到这点的。
案例教学的另一个优点就是,更好地激发了学生的学习兴趣。我们知道学生是整个教学中非常重要的一部分。而且最终的目的也是让学生学到真正的知识。那么能否做到让学生从被动去学做到主动去学是很重要的,而学生的学习兴趣在其中起着很大的作用。只有激发了学生自身的学习兴趣,才会使上课不仅仅是上课,而变为更加有意义的教学。案例教学由于在教学过程中引入了案例,激发了学生学习的热情,更好的投入到每一次授课中去。
3.2 案例教学的意义
案例教学弥补了传统教学的很多缺点,那么将这一模式引入到教学中去,必然会产生很多不可忽视的意义的。
在计算机网络基础课程中引入案例教学,无疑将会对整个计算机网络的教学水平和教学质量产生不可估量的影响。另外案例教学是一种全新的教学模式,与传统教学方式不同,需要教师在教学是从很多方面去改变,那么致使教师会不断地反思自己的教学方法,改善自己以往的教学方法,提高自身的教学质量,无疑是对教师的一种鞭策。在教学中激发了学生的学习习兴趣,无疑是对学生自身的学习也是十分有帮助的。
4 举例说明如何进行案例教学
4.1 案例教学准备阶段
案例教学在准备阶段主要是教师和学生的准备。教师应在案例的选择上去做准备,而学生需要在怎样合理的划分小组上去做准备。
对于教师在案例的选择上是非常重要的一项工作。那么案例应该如何去选择,才能使授课达到最佳效果呢。案例的选择应以学生感兴趣的方面为主要考虑方向。所以案例的选择尽量可以引发学生的学习兴趣。例如在将邮件发送时,不要去选择那些非常普通的案例去讲解,如不要去讲学生向教师交作业这样简单无趣的案例。可以去讲同学之间用邮件来发生日贺卡等案例来讲解。另外,案例应该具有目标性,典型性,实用性,趣味性等等特点。这些也是教师准备案例时应该考虑到的。
另外的准备阶段就是学生的准备,主要是如何分组上去考虑,注重分组的合理性,合理性主要包括要从小组的规模,人员的分配以及各个成员的职责等等。组长的选择也是非常重要的是,要选一个相对来说能力比较强的,有比较强的对案例的分析能力,有能力带动起整个小组的氛围。另外各小组成员中,也要有能力强和能力弱的来搭配,能力强的可以去帮助能力弱的同学,这样才能使整个小组强有力的发展。
4.2 案例教学实施阶段
在实施阶段可以分为理论教学和实践教学。
1.理论教学即为教师在讲解某个知识点时,可以设定一个情境,让学生来参与,亲身去体验某个知识点的过程,然后让学生自己动脑去分析。如在计算机网络中讲到Ethernet网络介质访问CSMA/CD时,可以给定一个这样的案例,让学生参与,然后从中分析,理解这个知识点。
(1)案例描述:让一组的人处在一个黑屋子内谈论一个话题,每个人只能听到彼此的声音,要怎样说话,才能正确包括Etherenet网络介质访问CSMA/CD时所遇到的各种情况。
(2)案例分析:A.每个人都可以说话,即为访问时的多路访问。B.发言前需检查,是否有其他人在说话,此情景模拟的则是访问时的载波监听。C.如果同时有多个人发表意见,那么就会出现访问中的冲突问题。D.一个人在发言时还要时时检查着是否有别人进来讨论,此时模拟的则是访问时的冲突检测。E。一个人在说话时发现有人要来说话,那么就要停下来,去等待。过一会儿继续说话,此情景模拟的则是访问中的冲突停发,延迟重发的情况。此外还有其他的情况可以去模拟,这就需要各小组成员内部去商讨,能否有其他的创新形式。在此案例中通过模拟情景,同学们亲身参与了进来,更好的理解了Etherenet网络介质访问CSMA/CD时会遇到的各种情况,更清楚地明白它的工作原理,.对于以后将其运用到时间生活中去,是十分有帮助的。
2.实践教学,即是在讲到一个网络上的功能时,如讲到路由器的使用时,可以给学生一个生活化的实例,让他们自己亲自动手去完成案例中所要求要完成的工作。这样更锻炼学生的动手动脑的能力。可以通过下面这样一个案例来进行说明。
(1)案例描述:你是某高校的一名学生,你的宿舍要安网线,需要将其配置成无线网,要求你利用路由器来进行设置,并给宿舍成员分配出相应的IP地址。
(2)案例分析:A.连接好路由器,并且启动路由器。B.对无线路由器进行参数的设置。使用IE浏览器访问,并登录。选择向导,根据向导来进行一步步的设置。选择上网方式等等。在此阶段也可以进行其他方面的设置,如绑定mac地址,分配IP,防火墙设置等等,这些都是为了自己的网络更安全而设置的。C.设置完成重启路由器。为了防止蹭网,需要在网络安全设置项设置密码。D.搜索无线信号,连接上网。这个阶段是一个实际操作的阶段,可以锻炼学生的动手操作能力。这个阶段,最好是在讲路由器这部分内容前给个小组布置下去。一方面可以考验小组之间的自学能力,另一方面考验小组之间,在遇到没有学过的知识上的团结协作能力。更重要的是可以锻炼小组的操作能力。所以通过实践教学,好处是有很多方面的,学生在学习到的不仅仅是学理论知识,而是将学到的知识在现实中去运用,这些才是最重要的。另外还曾强了学生在其他方面的能力。
4.3 案例教学总结阶段
在案例教学实施阶段,各小组都参与了教学内容,心得体会必然是有的。在总结阶段主要是由教师来进行主持。各小组要派代表上台进行总结报告,可以形成书面形式或者ppt来进行报告,分别针对理论教学与实践教学过程中,各小组内部成员是怎样商讨的,怎样策划的,还有分工是怎样的,这些都要进行汇总。并且将这些报告保留下来,以便将来期末测评时,作为评分的重要依据。另外汇报完成后,要对各小组完成案例的情况进行评价,此阶段可由教师完成,评出比较好的小组来进行褒奖,以此来鼓励同学们今后更加积极地参与到案例教学中来,有助于教学水平的提高。这样做更加有利于案例教学的实施,达到增强学生的学习兴趣的目的,为教学创造良好的教学氛围。
5 总结
案例教学是一种新的教学模式,在教学的过程中,引入案例来激发学生的学习兴趣。计算机网络的学习不是靠理论知识就能学到好的,更多的是要在实践中去操作,才能真正的体会到计算机网络的重要性。案例教学很好地发挥了它在计算机网络中的作用,让学生有更多的机会将学习到的知识,运用到实际中去,更好的激发学生的学习兴趣。现在案例教学仍然处在一个发展阶段,还需要各方面的去努力,才能更好的使案例教学这种教学方式的到充分的运用,更好地发挥出它应有的价值。
参考文献:
[1]崔炜荣.PacketTracer在计算机网络基础教学中的应用[J].计算机光盘软件与应用,2012(1):40-41.
[2]鲁凌云,王移芝."计算机网络基础"教学过程优化设计的一个实例[J].中国大学教学,2010(12):92-93.
摘要:针对机械类专业《计算机网络技术及应用》课程的教学现状,结合多年的教学经验,采用案例教学的方法,进行基于案例的课程教学体系设计,结合专业特点设计核心案例,分层次地引入相关技术问题,将理论知识与应用实践有机结合,旨在探索一种新的教学模式,构建一个新的教学体系,激发学生学习的主动性和对专业的兴趣。
关键词:案例教学;计算机网络课程;教学研究
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)50-0180-03
一、引言
《计算机网络技术及应用》是机械大类专业课程体系中的一门重要专业基础课程,该课程特点是基本概念多、理论抽象、实践性强、工程应用突出。传统的理论讲授教学法是基于课程知识体系,根据课程内容章节的知识点,先从概念入手,然后介绍理论知识和原理,最后给出应用实例来说明知识原理的应用;这样往往难以提高学生的学习兴趣,导致了学生的学习效率低,不利于学生对知识与技能的融会贯通,难以达到预期的教学效果。案例教学法是一种以案例为基础,引导学生分析现实生活的场景或案例,通过案例讨论等方式开展学习的一种新型教学方法。在教师的精心策划和引导下,根据教学目的和教学内容的要求,运用典型案例,将学生带入特定事件的现场进行案例分析,通过学生的独立思考或集体合作,进一步提高其识别、分析和解决某一具体问题能力的一种特殊教学方式。它从实际案例出发,提出问题、分析问题和解决问题,培养自主行为能力,综合应用所学知识。案例教学法在法律、医学、管理等学科中取得了很大的成功。近几年,越来越多的学者开始尝试在工程学科中采用案例教学方法。
二、基于案例的课程教学体系设计
针对计算机网络课程特点和机械类专业应用需求的特点,对课程体系和教学内容进行了合理的规划组织与设计,基于“案例教学、任务驱动、模块结构”的指导思想进行教学组织与设计,构建了知识结构与能力培养相交织的教学体系,如图1所示。
将“计算机网络技术”划分为“计算机网络基本概念”、“计算机网络技术基础”、“计算机网络应用技术”和“计算机网络设计”4个教学模块,每个模块都是某一方面的研究主题,可以按照几个项目(或章)来组织教学内容。每一章通过“案例”给出“问题原由”,即“案例原由”,它又是本章教学内容的背景,通过案例引入教学内容的知识要点;“教学重点”既是本章的知识要点,也是本章的教学任务;“能力要求”则是本章教学对能力培养的基本要求,也是本章的教学目标(任务)。
通过列举大量的实例,以加深学生对理论知识的理解;结合机械专业应用背景,列举一些计算机网络在制造工程中的应用案例,以增强学生的学习兴趣,并促进理论与实际应用相结合。为了加强学生动手能力的培养,实训环节至关重要,除了课程教学中列举大量的实例和应用案例之外,针对每章设计相应的实训环节,重点章节设计综合训练环节,以实际应用为目标,建立课程的技术与技能体系,以融“教、学、做”于一体,培养和提高学生综合应用能力。
三、结合专业背景的核心案例O计
随着现代工业技术的发展,制造自动化、数字化与网络化已成为必然趋势,计算网络技术在制造领域的应用日趋重要。因此,针对机械类专业的背景,在课程教学中结合计算机网络技术在制造中的应用,引入制造工程中网络应用的实际案例,就显得十分重要和必要了。
结合专业特点设计若干核心案例,如在“局域网技术”的教学中,引入“构建制造车间局域网”的案例;在“Internet技术应用”教学中,引入网络化制造的应用案例。由专业应用需求分层次地引出基本技术问题、扩展技术问题和探索性技术问题,并归纳总结引出相关知识环节的教学内容和教学目标,使学生在了解和熟悉计算机网络技术在制造业的应用背景的前提下,有针对性地学习相关的网络理论和技术知识,激发对专业的兴趣和学习动力。其中,基本技术问题是已经学过的知识,可以在课堂上让学生来讨论回答;扩展技术问题则是本章要学习和解答的问题,这样让学生带着问题去思考、学习;探索性问题是课程教学之外的深度探讨性问题,可以布置给学生课后查阅相关文献资料来解答,以3―5人为一小组,分工协作,各小组之间可以展开交流与讨论,课堂中派代表讲解,老师给予点评。
例如,在“局域网技术”这一章的教学一开始,首先引入“构建车间局域网”的案例,给出一般制造车间局域网的网络拓扑结构(如图3所示)。根据案例应用需求,层次性地引出相关技术问题,并进一步给出本章的主要教学内容和目标。
构建车间局域网的目的:将车间加工设备联网并接入企业局域网,以实现生产过程的控制管理,诸如通过服务器:(1)集中管理NC加工程序,并通过网络传输到加工设备;(2)实现生产计划的调度与管理;(3)监控加工设备的状态及生产流程等。
根据车间局域网的拓扑结构图,引出其中的基本技术问题:(1)车间网络扑结构的类型是什么?(2)车间局域网由哪些部分构成?构建车间网络所用的传输介质有哪些?等等。
进而引出车间网络涉及的扩展技术问题:(1)车间网络的介质访问控制方法是什么?(2)车间网络构建的布线规范标准是什么?(3)所有网络设备有哪些?等等。通过这些问题,不仅可以让学生了解网络技术在制造领域中的应用,还可以学习一些与专业相关的知识。
随后,提出一些深度的探索性问题:(1)车间设备是否都可以直接连接到车间网络?如不行,需要采用什么技术手段来实现联网?(图中RS232和RJ45的含义是什么)(2)车间设备联网后,还需要一个基于网络的生产管控系统平台才能实现对设备的管理控制,那么,实现这一管控系统需要用到哪些相关技术支持?(3)图中CAD、CAM/PDM、MRPII/ERP、MES等的含义是什么?(4)如何将车间网络并入到企业网乃至Internet,以实现基于Internet的网络制造?通过这些问题,不仅可以让学生了解网络技术在制造领域中的应用,还可以学习一些与专业相关的知识。
四、结束语
将案例教学应用于机械类专业计算机网络课程的教学中,旨在打破传统教学模式的弊端,改变传统的教学理念。利用案例教学模式进行教学,有利于更加深入地挖掘学生的潜能,培养学生自主学习的习惯,激发学生学习的积极性与主动性,提高学生的分析问题和解决问题的能力。结合专业特点的案例教学,极大地增强了学生对专业的兴趣,教学活动紧密结合工程应用实际,有利于具有工程背景人才的培养。
参考文献:
[1]李军,朱永伟,孙玉利.基于案例教学的课程改革探索[J].课程教育研究,2016,(3):33-34.
[2]赵航.基于“情境化-去情境化-再情境化”的探究式案例教学模式研究[J].管理案例研究与评论,2015,(3):284-290.
关键词:案例教学法;教学改革;计算机网络与多媒体
计算机网络与多媒体技术是当前迅速发展的信息化关键技术,是反映大学计算机基础课程体系三个层次中的技术基础和应用基础的主要内容,它比“大学计算机基础”课程知识层次更高,而且比“多媒体原理与应用”等专业课程更贴近实际需要。为适应计算机网络与多媒体技术迅速发展的需求,为适应全社会对学生的信息技术素养的要求,为了培养学生的计算机网络与多媒体信息技术应用能力,《计算机网络与多媒体》课程已经成为很多高校必开的一门新的公共课程。
1《计算机网络与多媒体》课程的特点及存在的问题
1.1《计算机网络与多媒体》课程的特点
从2008年开始,紧紧围绕把学校建设为西部地区高水平的大学的目标,为了实现学校提出的“三高一强”人才的培养,着实提高学生的计算机应用能力,贵州财经学院学院同意增设《计算机网络与多媒体》为全校学生的文理基础限选课,从最初单一专业基础课逐步转变为目前多专业、多学科必须掌握的公共基础课,突显了《计算机网络与多媒体》在财经类院校多个学科专业的课程体系中的作用越来越大,也体现了我院的培养目标和当前社会人才需求相符合的宗旨。经过建设发展,《计算机网络与多媒体》课程已具备了丰富的课程资源、较完整的知识体系、合理的评价方式、较强的交互性等,该课程对计算机网络、多媒体技术应用课程的认识,不仅仅局限在要求学生掌握计算机网络技术、多媒体原理知识,更强调了实践和两种新技术的整合应用,讲授内容不仅包括计算机网络与多媒体基础知识,技术部分还包括四个软件的具体教学和应用:网页设计、平面设计、动画制作和影视制作的实践。
1.2存在的问题
该课程针对的是学校的非计算机专业的学生,课程以丰富的网络多媒体知识深得学生的喜爱,但是在以往的教学过程中,教师大多以课程为中心,重视概念的讲解、知识点举例、上机练习等常规手段的运用,强调的是局部知识的理解和掌握。这种教学模式使得学生的学习目标不明确,可能比较容易掌握每一节课的基本知识或者是课程的基本知识,但是对于课程知识点之间的联系和课程的系统性概念等很难把握,而且因为该课程是基础课程,课时量有限,但丰富的教学内容使得贵州大多数非计算机专业的学生因计算机能力较差等原因在接受教学过程中存在一定的问题。鉴于以上原因,为了能够更好的让学生掌握该课程的学习,在教学过程中用案例教学法推进教学,使学生处于主体地位,提高学生的实践能力、创新能力和合作能力。
2案例教学法的内涵及特点
案例教学,就是在教师的指导下,根据教学目的和要求,组织学生通过对案例的调查、阅读、思考、分析、讨论和交流等活动,教给学生分析问题和解决问题的方法或道理,进而提高他们分析问题和解决问题的能力,加深对基本概念和基本原理的理解。案例教学法是一种激发学生学习兴趣,启发学生研究实际问题,注重学生智力开发及能力培养的现代教学方法,它有着传统教学方法所不具备的特殊功能和特点。
1)目的性。《计算机网络与多媒体》课程教学过程中通过具有代表性的典型案例,让学生根据自己所学的知识、综合自己的分析,得出自己的结论,从而建立起一套适合自己的完整而又严密的逻辑思维方法和思考问题的方式,提高学生分析问题和解决问题的能力。
2)实践性。《计算机网络与多媒体》课程是一门实践性、操作性很强、需要创新性的课程。我们根据学生和课程实际,设计出以“以案例为主线、以学生为主体”的注重实践的教学方式,让学生在教师的帮助、引导与促进下完成案例的学习,并能在案例学习基础上自己创新出新的作品。
3)交互性。在案例学习过程中,通常需要师生交互、学生与学生交互。在交互过程中有利于学生拓展原有的知识范围,从而获得更多更新的知识,提高学生与他人合作的能力。
3教学案例贯穿《计算机网络与多媒体》理论教学
在理论教学过程中,围绕每个教学知识点,我们贯穿多个案例来加以说明,这个不仅应用在四个软件的教学上,在前期介绍计算机网络以及多媒体知识的时候,也要始终坚持选择案例来讲解知识点的方法来进行教学,让学生一直处于案例教学的环境中,案例主要包括:教学案例、教学拓展案例和学生案例,这些案例在具体教学过程中进行有选择的讲解:教学案例是在教学过程中着重讲授的,是围绕着课程知识点选择的;教学拓展案例是根据知识点来进行拓展,根据学生掌握情况适当讲授;学生案例主要是给学生展示以前学生所做的优秀案例或是本届学生所完成的案例。学生带着具体的问题,为了具体的任务进行学习,这样学习针对性比较强,学生更易于掌握课程的重点和难点,而且在教学的过程中也易于启发学生的创新性,学生可以从一个个具体的案例进行延伸,激发他们的创新意识,从而能独立完成自己的作品。
4案例教学法在《计算机网络与多媒体》教学改革中的实际应用环节
教学过程中,针对教学内容选择或设计恰当案例,达到理论联系实际和学以致用,主要包括以下五个环节:情境引入和案例选择,案例分析,案例拓展,案例展示和案例讲解。
4.1情境引入和案例选择
这个环节不仅是案例教学的开始阶段,也是案例教学能否成功的关键,学生对和生活密切相关的例子总会印象深刻,所以我们要创设和实际密切相关的情境进行教学,案例不仅要能很好的体现教学内容,还要是学生喜爱的或者易于接受的,要借助多媒体教学的优势,让学生欣赏图文声并茂的网络与多媒体作品,并且在欣赏作品的过程中不断地向学生提出思考的问题,引起学生的共鸣。例如,在Photoshop中的图层教学时,给学生欣赏各式各样的个人简历封面的设计,并对学生提出问题:大家想在找工作时向用人单位提交和别人一样的简历么?想不想制作个性化的简历封面呢?怎么才能把大家想要的元素加入到简历封面上呢?大家想想我们如果把几张写了字的纸重叠在一切的效果是什么情况?如果错开重叠呢……
又如:在学习如何运用Dreamweaver设计制作网站时,为了让学生能学习到完整的网站设计技术,笔者设计了一个大学生比较喜爱的个人网站的设计和制作(本制作采用了QQ上流行的漂流瓶的页面,页面元素也是大学生喜爱的元素类型),并引导学生:大家看到这个网站觉得熟悉么?你们在哪个地方好像也看到过?我们能否细心点,也能把现在流行的元素加入到你想要设计的网页中呢?大家想不想也设计一个自己的网站?让更多的朋友人认识你呢?然后引入教学知识点:该例子包括了网站设计的所有基本步骤,下面一起来分析该网站的制作。
4.2案例分析
学生对案例产生了兴趣,在讲授知识点的过程中教师要把知识点和案例对应讲述,在上述个人网站的案例分析过程中:从站点的创建、建立站点结构、页面创建与编辑、用表格和层等对页面布局、页面元素的设计、超级链接和热区的制作、CSS样式设计、用代码进行页面设计和测试站点及站点上传等,教师要由浅入深、循序渐进地讲解,让学生能够深刻的记住设计制作网站的步骤和方法,进而也比较容易进行下一步拓展案例的实践应用中。4.3案例拓展
在实验课上,这个环节就是让学生能够在掌握知识和技术的前提下,自己创新、实践独立完成作品。该阶段以学生的具体操作为主,学生首先自己动手实践教师上课所讲的案例,然后就利用网络查找素材,利用技术实践自己所设计的案例。教师要指定具体案例制作的范围(案例范围相同,学生可以互相比较、取长补短),但是不指定具体的内容(学生在设计中创新不会被局限),比如:利用Dreamweaver完成个人网站、寝室或班级网站的设计制作,利用Photoshop完成个人相册封面、简历封面、校园宣传海报的设计与制作等, 在完成班级网站或寝室网站的案例过程中,允许学生自由选择1-2个同学作为小组成员共同完成案例,培养他们之间的协作能力。在这个过程中,教师主要起到一个引导的作用:当学生没有创意时给与引导,对学生技术性的难题给与指导,对学生作品的创新意识给与赞扬等等。学生在案例完成过程中处于主体地位,大胆地尝试,达到了学以致用的目的。在拓展案例的完成过程中,培养了学生的创新意识、合作能力和自学能力。
4.4案例展示
在这个阶段挑选出部分典型案例(能够反映教学知识点的一些典型案例或者是优秀案例)进行展示,可以让学生自己展示,借助这个阶段学生之间可以相互探讨、相互学习,还可以在展示过程中选择一些技术强的学生作为教师的助手,在今后的实验课中,让他们作为小组的组长来帮助其他成绩差的学生学习。在展示案例过程中,要引导学生学习案例的优点,赞扬学生的创新点,要鼓励其他学生发现自己案例中存在的问题,及时修改以期达到最好的效果。
4.5案例讲解
这个环节的案例讲解主要是讲解学生案例,对于学生案例中比较难的部分再重新进行阐述,相当于复习巩固的过程;在学生案例中,会出现在教学中并没有讲解过的知识点,有些知识点要对学生进行详细的阐述,相当于是知识的拓展;对于过难的知识点,教师要鼓励有兴趣的学生自学完成,可以在课后辅导。通过这些环节,最终目的是使学生在学完课程之后,能够掌握相应的方法和技术,能够真正的学以致用,用于他们今后的学习和生活。
5小结
通过课程改革实践教学表明,以提高学生理论水平和实践能力为目的的案例教学法能够将理论与实践、知识与能力很好的融合,提高学生分析解决现实问题的能力,是培养应用型人才和技能型人才的关键环节,同时这对于深化我校教学改革中如何能培养我校大学生“三高一强”能力具有重要的意义和应用价值。
参考文献
[1] 余闻婧.案例教学中教师“实践性知识”的建构[J].教育理论与实践.2009(11):44-46.
[2] 朱秀丽,陈劲松.案例教学法在Access数据库技术教学中的应用探索[J].煤炭技术,2010(4):228-230.
关键词:计算机网络;教学改革;基于问题的学习方式;教学质量
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)01-0122-02
目前,国内《计算机网络》的教学基本都围绕计算机网络体系结构的“层次”来组织教学内容,《计算机网络》课程具有很强的理论性和实践性,虽然在理论上学生能够较好地掌握计算机网络七层体系结构的内容,但如何将知识进行融会贯通并将其应用于实际应用却显得非常薄弱。因此,如何培养出能适应社会实际应用需求能力的计算机网络应用人才是《计算机网络》课程教师需要深思的问题。在多年的《计算机网络》课程教学中,我们发现理论分析、感性理解和实际应用是急需解决的关键问题。为此,我们在教学过程中将基于案例的教学方式融入整个教学过程中,通过教学实践取得了良好的教学效果。该文以《计算机网络》课程教学中的“网络工程实践与应用”为案例进行分析。
1 基于PBL的计算机网络课程教学改革研究
1.1 教学思路
该文中,我们选取“网络工程实践与应用”作为教学案例,并在教学的过程中采用基于PBL (problem-based learning, 基于问题的学习)的项目教学法,PBL教学法是一种基于问题学习的教学方法,PBL旨在使学习者建构宽厚而灵活的知识基础,发展有效地解决问题的技能。在《计算机网络》课程中运用PBL教学法,使得我们在教学的时候能够很好的将计算机网络的各个知识点融会贯通,使得学生在学习理论知识的同时能够及早的接触实际的网络应用环境,提高其实际应用的综合素质。通过在教学中提出实际的网络应用项目,让学生进行自主学习和协同学习,了解和掌握实际网络工程应用中需要的相关知识,为未来从事网络工程应用打下良好基础。PBL教学的基本思路如图1所示。
1.2 教学目的
本案例将PBL项目教学法应用于《计算机网络》课程的教学中,其教学指导思想是:突出项目式教学、强化能力培养、体现认知规律。在教学中,通过基于问题的优化和知识点的重构与整合,使学生加强对计算机网络体系结构的理解,并提高有效地解决实际网络工程问题的技能,有效地培养学生网络工程设计和网络应用的能力。
1.3 教学设计
1)“问题”设计。“问题”设计是PBL教学法中最关键的一环,在进行问题设计时应该以教学大纲为准则,此外还要考虑学生的实际掌握的知识和能力,并注重“问题”的难度。
案例:项目背景设计——为了提升校园网的信息化建设,校园网将建设一个以教务管理、数字图书馆、办公自动化、教学资源、一卡通系统为一体的数字化校园网络。
2)搭建学习小组。为了有效地解决问题,教师需要根据学生不同的学习层次、能力、兴趣、爱好进行分组,每个小组最好不要超过5个人。好的学习小组是解决问题的重要保障。
案例:根据项目需求要求,在教学中可以将班级成员分成若干小组,并在小组中设立项目组长(经理),负责本小组人员协调,工作分配,保证项目实施进度;小组中的项目成员承担项目实施中网络规划、网络实施、设备配置等工作。
3)确定学习目标。搭建好学习小组后,教师应就“问题”为各小组进行分析、引导。通过讨论能够为每个小组确定一个明确的学习目标和学习计划。
案例:
项目目标――构建单核心大型校园网,满足客户所有需求,通过验收网络能可靠运行。
需求分析:
需求1:采用先进的计算机网络通信技术进行校园网的建设,实现各分校区网络信息化。
需求2:实现校园网中所有部门的办公自动化,以提高工作水平和服务效率。
需求3:在整个校园网内实现资源共享、产品信息共享、实时新闻。
需求4:在关键区域,网络链路故障时能够不影响网络使用。
需求5:在整个校园网内实现财务电算化。
需求6:申请不到足够的公网IP,但是要全校都能上网。
4)独立学习。各小组确定学习目标和学习计划后,小组成员可以自由进行探索、讨论和分析,寻求解决问题的方法。在学习过程中,老师可以为学生提供相关的学习资源,为他们提供相关的网络实践环节。在学生遇到问题的时候,老师可以适当的进行引导和启发,尽可能的让学生发挥最大限度的自主学习能力。
案例:
实施准备——网络设备——网络规划——实验室使用——基本网络构建——划分VLAN控制广播流量——路由技术实现VLAN间路由。
5)汇报、讨论和评价。各小组经过自主学习后,老师可以叫各小组就学习的结果进行汇报、讨论和交流,老师可以就每个小组的汇报过程中存在的问题和不足之处进行总结、评价和建议。各小组可以就老师提出的建议对学习的目标和计划进行适当调整,并进行反复讨论,直至解决问题。
案例:对学生按照教学内容进行理论考核、实验考核和试讲考核。
2 结束语
PBL是一种新型的以学为主的教学模式,通过以映射真实世界问题为学生提供学习情境。
通过问题引起学生的学习兴趣,促进并维持学生学习行为的发生,解决问题—促进学生理解和应用。通过基于PBL的《计算机网络》教学改革的实践证明,以问题作为PBL成功实施的首要因素,根据实际情况进行精心的案例设计,能够很好地提高《计算机网络》课程的教学质量,在提高教学系统性的同时,有助于学生个性的形成和集体协作能力的提升。
参考文献:
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[2] 李圣青,任新玲,刘阿茹.网络环境下的PBL教学法在呼吸内科教学中的应用[J].中国高等医学教育,2006(2):89-91.
一、实践教学体系的概念
1、实践教学体系含义。一般而言,实践教学指的是高职院校在不同专业的人才培养目标的基础上,结合工学相互结合的人才培养的模式,按照一定的工作任务,通过特定的项目训练的方式,来调动学生的积极性,鼓励学生抓住机会,主动参与、主动的探索与思考,参与到项目训练中,以此来掌握有关的技能,提高对职业岗位的认识,在一定程度上还能够提高学生的职业道德素养。
2、计算机网络技术专业实践教学体系的内容。从实际中来看,完整的计算机网络技术专业的实践教学体系应该包含五个方面的内容,分别是实践教学条件、课程、内容、管理以及评价。在构建计算机网络技术专业实践体系的时候,需要坚持由浅入深、由易到难的原则。一是在用网阶段,要善于利用各种网站的教学案例为学习的模板,来参考如何更好的开展实践教学。二是管网阶段,教师在课堂教学中需要借助于各种典型的软件产品为教学依据。三是在建网阶段,需要以网络设备为学习的领域,以就业为导向,以此来构建实践教学体系。在实践教学体系中,各个组成部分构成了一个有机的整体,彼此之间相互联系与开放,相互合作,共同为学生专业能力的提高而发挥作用。
二、构建与完善计算机网络技术专业的实践教学体系的建议
1、优化计算机网络技术专业的人才培养方案。从市场上实际的工作岗位来分析计算机网络技术专业的就业情况,可以发现该专业可在IT领域、网络公司以及科研单位等,主要从事组建局域网、管理与维护网络设备等工作。具体来讲,就要优化该专业的人才培养方案,遵守着工学相结合的模式,将实践教学贯彻到每个学期的教学当中,将学生的学习阶段分为教学学习、专业学习以及顶岗学习三个部分。所谓的教学学习,就是该专业的学生在校内的实训基地学习基本的网络理论知识,培养基础的技能。而专业学习指的是通过和企业签订就业意向,将学生送到企业,进行专项的培训。在这个阶段,借助于校内实训以及校外实习的机会,使得学生的专业技能有很大程度的提高。顶岗实习,就是学生到企业进行顶岗实习,真正将自己所学的知识运用到实际中去,从而发现自身的不足,不断提升自我的能力。
2、提高教师的实践教学能力。要完善计算机网络技术专业的实践教学体系,教师是一个非常关键的因素,教师专业素质的高低与教学能力都会影响着该体系的构建效果。为此,就需要强化教师队伍的素质建设,制定有关的政策,鼓励教师不断的提升自我,取得双师的资格,提升自身的学历水平,来不断提高自我的业务能力。并且,高职院校还应该有意识的强化对教师素质的培养,借助于举办专题的探讨会、教学观摩、企业实践等等形式,加强教师的自我学习。
关键词:Packet Tracer;原理模拟教学法;案例教学法;设错教学法;任务驱动法
中图分类号:TP393 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)24-0251-02
《计算机网络》课程是高校计算机专业、通信专业以及其他信息管理专业的专业课程,这一课程的特点是概念多、原理抽象、网络技术更新快等。[1]空洞的理论教学难以满足教学的需要,而昂贵的网络实验设备对于实验设备经费紧缺的高校又是望而生畏。因此经济实惠的虚拟网络实验教学平台不失为一个好的选择。
一、Packet Tracer模拟软件的特点
Packet Tracer是思科公司推出的一款网络仿真软件。通过该软件可以很方便的进行网络设计、配置和仿真模拟。该软件具有多平台、多设备、多协议、多设计模式、多用户、高仿真性。软件通过可视化模式显示网络模型中数据报的传输过程,使用户能对抽象数据的传送具体化。[2]以上这些特点保证了在该模拟软件上可以方便、直观的进行网络组建、配置、协议验证测试等实验。
二、教学方法
教学方法是指为了完成课程规定的任务、实现培养目标的途径,是教师教的方法和学生学的方法的总和[4]。教学方法在大学人才培养模式改革中处于举足轻重的位置,教学方法的改革也是人才培养模式改革中非常关键和困难的环节。教师在教学生的过程中,采用合理的教学方法、手段后,能大大地提高教学质量。在把Packet Tracer引入我校的计算机网络课程教学中后,根据这个软件和网络课程的特点,采用的教学方法也要相应的改变。本文介绍几个实际教学过程中采用的教学方法。
1.原理模拟教学法。Packet Tracer模拟软件有两种模式:实时模式和仿真模式。在实时模式下,网络行为和真实设备一样,对所有网络的行为都是即时响应。在仿真模式中用户可以观察数据传输在网络中的内部流程。原理模拟教学法就是利用Packet Tracer模拟软件的仿真特点设计一些实验把网络中一些抽象难懂的协议原理形象化的展现在学生面前。教学案例:讲授交换机MAC地址表的生成过程这一原理时可以设计如下的实验。①在设计模式下,添加一个用交换机连接三台PC机的网络模型拓扑图,如图1。在仿真模式下添加PC0到PC1的PDU,查看交换机的MAC地址表,表空。②启动模拟过程,可以观察到PC0到PC1的PDU首先到达交换机,同时在交换机的MAC地址表添加一项新记录,如图1。可以验证MAC地址表中每一条记录的生成是根据收到的数据帧和源端口的对应关系得到的即MAC地址表的生成原理。
2.案例教学法。针对计算机网络这门课程与实际案例联系紧密这一特点,教师可以在模拟软件中实现具体案例。案例:某企业使用网络的部门主要有:技术部、市场部、客户部。这三个部门的用户办公地点在某写字楼的4、5层。要求对这三个部门的所有用户单独划分VLAN。实现方法:①在Packet Tracer模拟软件中搭建该案例拓扑图,如图2。
②在两台交换机上分别划分VLAN,设置TRUNK端口把两台交换机之间的连接线路设为TRUNK链路,保证同一部门用户在划分VLAN后的跨交换机通信。创建或进入VLAN命令:在全局配置模式下使用vlan[vlanid]命令,创建两个VLAN。把交换机的端口划分给某VLAN的命令:switch(config)#interface[端口名称]switch(config-if)#switchport mode access;switch(config-if)#switchport ccess vlan[vlanid]。TRUNK配置命令:Switch(config-if)#inter;[端口名称]Switch(config-if)#switchport mode trunk。
3.设错教学法。《计算机网络》课程是一门实践性、技术性很强的课程,在实际的工程应用中做网络组建和配置时经常会出现一些错误,而且对网络进行故障检测、排除也是考察网络工程师能力的一个很重要的指标。因此在实际网络实验教学中,教师可以尝试采用“设错”的教学模式,通过设错、查错、纠错的方法激发学生学习兴趣和探究心理,增强学生的应变能力。[3]教学示例:在实际的网络设备连线时,有直连线和交叉线之分。通常是主机和交换机之间、路由器和交换机之间连接时用直连线;路由器和主机之间、主机和主机之间连接时用交叉线,但实际组网时,往往由于忽略这一点而造成网络故障。因此教师可以在模拟软件中有目的的设置实验来考查这一点,从而使学生对这一知识点掌握的更深刻。
4.任务驱动法[5]。根据网络课程每个知识单元的特点,由老师设计相应的实验任务,在老师讲解每个知识单元原理的过程中,引导学生正确的方法进行分析和任务的求解,给出一个方案设计图。最后再在Packet Tracer模拟软件中,根据方案设计图进行整个方案的模拟实现。在这个过程中,既学到了相应的知识又培养了学生采用任务驱动模式分析、解决问题的能力。最终对所学的知识融会贯通。
在计算机网络原理的课程中引入Packet Tracer模拟软件后,原来抽象的原理变得更具体、更生动,复杂的网络协议简单化了,教师的教学方法、手段更多样,学生的学习过程不再枯燥无趣,提高了学生的学习兴趣,改善了教学质量。“教学无定法,贵在得法”,只有在教学过程中,不断改革教学方法和教学手段,激发学生学习兴趣,加强学生获取知识的能力和创新精神的培养,才能保障教学质量。
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[5]基于项目任务驱动的计算机网络课程教学方法[J].计算机教育,2011,(13).
关键词:计算机网络;理论教学;实践教学;教学改革
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)34-0194-02
1概述
计算机网络课程是计算机科学与技术、信息工程等专业的一门专业核心必修课程,在人才培养方案中起到重要的作用,同时,计算机网络涉及的知识面广,内容更新速度快,而且是一门实践性特别强的课程,要求学生具备一定的知识结构基础和实际操作应用能力。而在实际的教学中并没有完全达到培养目标,原因主要有:一、计算机网络的内容发展快,新的技术不断出现,而教材的更新明显滞后;二、教师教学的方式方法明显落后,计算机网络技术的发展,人们获取知识的途径多种多样,单一的教学方式不能满足学生对知识的需求;三、实践教学存在实验设备不足,实验内容与实际脱节,不能真正提高学生的操作应用能力。针对存在的问题,对计算机网络课程教学进行改革探索,旨在提高学生实际的应用操作能力,与社会、企业的需求连接,提升应用型本科院校的转型发展。
2理论教学改革
计算机网络课程的理论教学不仅要反映当前网络技术的现状,结合实际应用提高学生的认知实践能力,而且更要充分利用一切教学手段和方法提高课堂的教学效果,增强课堂的互动,使课堂成为充满挑战、活泼、吸取知识的殿堂。
2.1优化充实课程内容
随着现代网络技术日新月异的发展,新的技术不断出现,计算机网络课程的教学大纲也应不断修订,教学内容随之充实新的知识。现在,计算机网络教材大部分都是以OSI或者TCP/IP参考模型来展开内容,对于当前热门的新技术提及较少或是没有提及,这完全不能适应社会的需求,因此在选择教材和确定教学内容时,要兼顾基础知识与新兴技术等内容,对于目前基本淘汰的技术如X.25、帧中继等教学内容在课堂教学中可以一带而过,适当增加无线局域网、云计算、大数据等当前热门的技术。或者可以自行编写教材,根据学生的学习情况和当前社会的需求,来组织教材内容,这样针对性比较强,利于教师学生的教学和学习。
2.2完善教学方法
不断完善课堂教学方法和手段,激励学生学习的兴趣,根据课程的教学内容特点,采用不同的教学方法和手段应用于教学中,提高学生学习的效率。现在的学生获取知识的途径是多种多样的,如果教师的教学方式是单一的模式必然不能满足学生求知的欲望,严重的还会产生厌学的心理。因此在计算机网络课程的教学过程中,应合理的运用案例教学法、项目驱动法、多媒体教学资料及其它的教学辅助工具,甚至可以利用翻转课堂来完成课程的教学要求。
计算机网络是一门理论与应用紧密结合的一门课程,不仅要求学生掌握基本的理论知识,还应具备在实际应用中分析解决问题的能力。在教学过程中可以选择一些典型案例进行分析、讨论,使学生在掌握了基础知识的同时获得一定的实际应用经验,而且可以加深对基础知识的理解,调动学生学习的主动性和自觉性,从而提高学生分析和解决问题的能力。在课程教学中可以引入项目驱动教学法,计算机网络课程在教学的不同阶段,确定相对应的网络工程项目布置给学生完成,学生在任务的驱动下,主动利用计算机网络原理与实验技能分析并解决实际问题。在项目解决的过程中,加深了学生对网络系统整体结构的理解,强化了学生网络设计、实施、管理和协议分析能力。在课堂教学中,单一的课堂往往难以提升学生学习的兴趣,甚至会导致厌学不学的情况,比如在讲解网络协议,各层的封装和解装等教学比较抽象的工作原理时,就可以利用一些多媒体视频资料和其它的教学辅助工具来展现教学内容,既生动形象,又易于学生的理解和掌握。
2.3加强理论教学的互动效果
传统教学是以老师为中心,是“老师教,学生学”的教学模式,大部分学生基本没有参与课堂教学,教学效果差。改变这种教学模式,让学生参与到教学中来,让其感受到自己在教学过程中的主体地位,增加教学的互动性,由原来单一、只听少说的现状转变到学生多说、多讨论的教学模式。这就对教师提出了更高的要求,不仅要安排设计好教学内容,而且还要考虑到学生实际的知识水平,哪些教学内容需要理论讲解,哪些需要提问留给学生思考讨论,都需要合理设计。教师可以运用各种不同的教学手段,或者翻转课堂来提高教学的互动效果,达到课程的教学要求。只有学生积极参与课堂教学,才能锻炼和提高他们的思考和表达能力,爱上充满挑战、丰富多彩的课堂学习。
2.4创建网络学习平台
课堂的教学时间短暂,应充分利用网络资源优势作补充,创建计算机网络课程的网络学习平台,为学生能随时随地的学习提供资源。教师可在网络学习网站上提供一些优秀学习资源,教学案例,项目工程,布置作业,为学生答疑等等,所有的学生都可以上网共享学习资料。还可以利用网络课程QQ 群,微信等网络交流软件上与学生进行交流和探讨,拉近了老师和学生的距离,为达到优异的教学效果作保障。
3实践教学改革
计算机网络课程的实践教学应从实践内容结合实际需要,客观评价学生的实践成果及鼓励学生参考各类职业资格考试全面提升自我能力方面进行改革,使学生真正能学有所用,成为社会需要的人才。
3.1改进实践教学内容
计算机网络课程的实验内容根据实验教学大纲来开设,主要是一些基础实验,不能很好地和网络技术的发展及社会的需求相结合。现对以往的实验内容进行了调整,主要分为网络协议及管理实验、网络工程实验和网络编程实验三个单元。网络协议及管理实验主要由实验教师进行实验原理的介绍,然后让学生现场操作,进一步理解实验原理,与理论结合,主要包括以太网数据帧实验、网络协议实验、各类服务器的配置及管理实验等,共计10学时。网络工程实验,主要由学生根据实验步骤在实验平台上进行操作,让学生了解计算机网络的一些常见案例在实际中的应用,从而使学生了解网络软硬件构成、网络拓扑结构、网络组成要素和计算机网络技术,培养其网络管理和网络应用的能力,如网络线缆的制作及测试实验,交换机和路由器的基本配置实验,VLAN的配置与管理实验,配置访问控制列表实验、网络地址转换配置实验等,共计14学时。网络编程实验,主要有Winsock套接字的使用实验、ping程序的设计、文件传输工具的设计与实现等实验内容,共计8学时。实验内容由课程老师全程指导,要联系实际应用引导学生,通过这三个单元的实验锻炼,使学生能够设计网络拓扑结构,对网络设备进行配置和管理,掌握网络编程的基本思路与方法,充分了解计算机网络的体系结构,理论联系实际,提高学生分析问题和解决问题的能力。
3.2完善实验评价体系
实验内容进行改革的同时,实验评价体系也要不断完善,改变以往只考查学生实验结果的情况,考核的对象不仅仅只针对结果和单个学生,而要注重实验内容和过程,注重学生对实验方案地制订、设计、协作和处理问题分析问题等方面的能力。计算机网络课程评价的内容涉及实验过程的考核、实验结果的考核、协作能力的考核和问题处理的考核,做成表格的形式方便教师对学生逐项考核。其中实验过程主要考核学生的学习态度,包括实验的出勤情况、实验过程的表现情况,占总成绩的40%;实验结果,体现了学生掌握知识的情况,占总成绩的30%;协作能力和问题处理能力的考核主要是全面考查学生的综合素质,分别占总成绩的15%。通过考核评价体系的改革,学生明确了学习任务,养成了较好的学习行为习惯,操作能力明显提升。
3.2鼓励学生考取职业资格证书
为了提高学生素质和增强就业竞争力,增加学生信心,鼓励学生考取网络职业资格认证证书,如中国计算机软件专业技术资格和水平考试――网络工程师、思科认证网络工程师等。学生在考执业资格证书的过程中,采取教师指导制,根据学生报考的类别分为不同的小组,每个小组由专门的教师指导,利于学生有针对性的复习,提高职业资格考试的通过率。目前已有很多学生获得了各类网络工程师资格认证证书,在考试的准备学习中,学生的理论基础和实践水平不仅提升到了一个新的高度,而且收获了知识和自信,为今后的就业增加了砝码。
4 结束语
通过对计算机网络课程的教学改革,教学效果明显改善,学生对知识的掌握和应用操作的能力也明显提升。同时也应看到,随着计算机网络技术的蓬勃发展,新的技术不断涌现,计算机网络的教学改革应一直在路上,不断汲取先进的技术和方法,培养理论知识深厚、实践能力强、社会企业用得上的人才。
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一、计算机网络课程的现状分析
计算机网络课程的特点是实用性强、趣味性大、应用广泛,但在理论中去认知本课程相关知识时,又是一门逻辑性强、结构严谨的学科,中职网络实训课程的相关案例,与学生的生活和实际应用相差很远,联系实际不多,导致“学了用不了、用到没有学”的观点盛行。虽然现行的教材也看到了这一点,出现了不少新的实训案例,但大多是为教学而设计的,缺少应用在工作、生活中的亲身体验,无法激起学生的兴趣,况且操作上需要有较强的理论指导的基础,容易使学生产生畏难情绪。
目前,国内中职学校研究较多的是网络课程课堂教学方法的创新和改革,针对专业特色的教学内容、实用性的实训案例研究较少。中职计算机网络课程的教材一般直接采用高等教育出版社出版的,而这些教材主要面向高等院校的学生,理论性知识较多,内容抽象,专业性强,较难理解,与教材配套的实训案例也是建立在对理论知识的理解才能灵活操作的基础之上。中职学生的年龄和知识结构的特点导致对现有的网络课程的学习困难重重,能够动手的实训案例较少,毕业出去的学生“学与用”的环节脱节较大。
二、组建新的网络实训案例,提高课堂案例的实用性
通过深入了解网络技术在企业中的应用情况,利用现有的教学资源组建具有创新性、趣味性同时又有较强实用性的网络实训案例,拓展学生思维,引导学生思考和创新,从而提高学生的职业技能。在网络课程教学中,增加了以下5个实训案模块:
1.利用SecureCRT技术实现局域网的内网与外网的自由切换;
2.VPN专用通道技术及其在企业中的应用;
3.极域电子教室管理系统是如何被破解的,反破解的方法及其技术手段;
4.无线路由、AP、AC等设备的配置,软路由在网络安全配置中的应用;
5.网络监控软件是如何监察客户端的软件运行情况。
三、实训案例的实施过程
1.组建实训案例的实验拓扑图
组建合适实验拓扑图对网络实训案例的实施非常重要,一个明了、简洁的拓扑图不但可以让学生快速明白实验意图,而且对实验过程中产生的故障能快速地排除,大大提高了课堂的学习效率。
在实施第一个实训模块――利用SecureCRT技术实现局域网的内网与外网的自由切换时,没有画一个实验总体的拓扑图,经过分析讲解,学生虽然也能完成实验,但之后学生马上又问,老师,我们不知道在做什么?几位听课的老师也提出建议,要有一个拓扑图。经过思考,在本模块中添加了如下的拓扑图:
根据上面的拓扑图,学生就能清楚知道他们的实验目的,就是分别是通过组1到组4的电脑来远程操作交换机1和交换2,实现对测试机1到测试机4的内网与外网的自由切换。通过此拓扑图,可以让学生有了对此实验全局把控的能力。
2.有效安排学生进行个体实验和分组实验
网络的实训案例往往要依托网络设备,中职计算机专业的学生在专业素质的差异也是相当大的,让动手能力强的、理解能力较快的学生与反应较慢的学生互相搭配也是我的分组方法之一。但分组实验也有个缺点,部分慵懒的学生会认为反正天塌下来总有高个子顶着,会做的同学做完了,他也完成了任务,达不到先进帮后进的结果。老师对每一个具体的对象完成的任务无法做出具体的评判。
在“利用SecureCRT技术实现局域网的内网与外网的自由切换”的实验中,我对分组实验进行了改良,分组之前先进行个体实验。本次实验,用了两台交换机,共有48个端口,班上的36位学生每位分配一个端口,端口号与学生的座位号建立联系,实验开始后,教师通过教师机来查看每一位学生的实验效果,把结果广播给学生,并对有出错的引导大家一起思考,寻找错误的原因。个体实验完成之后,再分组进行验证,真正体验内网与外网自由切换的乐趣。
3.整合资源,推进实训案例的成功完成
VPN专用通道技术,是大型企业中被广泛应用的一项技术,企业员工无论是在家里或在出差,都可以通过VPN专用通道,进入到企业内部网络中,获取相关资源,及时处理一些数据。网络课程里也有VPN技术的介绍,但相对抽象,与实际应用还差一截。在此实训案例中,老师先在学校的路由器上,建立一个VPN服务器,设置了几户账号和密码,学生在家里建立一个VPN的客户端,通过VPN服务器,进入学校内网,上传和下载学生作业,实现资源的有效整合。
4.挖掘学生的兴趣点,引导到实训案例中
极域电子教室管理系统,是一个被许多学校应用在电脑机房的一个软件,通过这个软件,老师可以广播整个操作过程、分发资料,查看学生的学习状态,学生也可以轻松地提交作业,是个机房教学的好帮手。但是这么好的一个软件,也有它的漏洞,部分不爱学习的学生,总能找到破解它的方法,然后在上课过程中,强行断开广播,玩游戏去了。机房管理人员也对学生的破解方法进行了研究,采取了一些预防方法,但终究收获不大。
“道高一尺、魔高一丈”困境中,我们把此系统的漏洞和不足,直接展现在学生面前,学生给出了很多破解方法,老师引导学生去分析探讨这些破解方法,探索修补这些软件漏洞,引起了他们的思考,大大激发他们的学习兴趣。
5.衔接新技术,实现课堂案例与企业应用无缝对接
近年来,智能手机已完全普及,CMDU、CMCC等无线WIFI线号已覆盖整个校园,无线WIFI的无缝链接、云技术等新网络技术走进我们的生活,无线路由、AP、AC等设备的配置,软路由在网络安全配置中的应用已成为衔接新技术,实现课堂案例与企业应用无缝对接非常重要的一个技术环节。
四、新实训案例对网络课堂教学产生的影响
1.学生对网络课程产生了极大的兴趣,课堂参与度大大提高
新实训案例,是与生活、工作息息相关的,所以学生表现出极大的兴趣,课堂参与度明显提高。据初步统计,计算机专业的学生在课堂完成网络的作业率由原来的不足30%提高到现在的70%。
2.学生成为课堂的主角,改变他们只是被动听课的地位
极域系统的破解和反破解,来自学生不想听课的目的。原本老师禁止他们去破解此系统的漏洞,免得断开教师端,干扰正常教学的秩序。现在老师反其道而行之,鼓励他们破解、找出其中的漏洞,同时也鼓励他们找出反破解的方法,教师在其中只是起了引导、总结的作用,让学生成为课堂的真正主角,为学生的主动学习提供了动力。
3.促进教师走进企业,了解企业网络技术的应用,使教学案例更接地气
1.教学目标本科阶段的课程教学一般偏重于了解和掌握理论与技术基础,其教授方法为“授之以鱼”,即重点是给学生讲述已有的经典解决方案和技术原理。而研究生阶段的教学则侧重于对学生研究与开发能力的进一步培养,其教学更注重“授之以渔”,即培养学生如何解决问题的思路和方法。因此针对研究生开设的“高级计算机网络”课程的教学必须以培养学生的研究和创新能力为目标来讲述计算机网络的相关原理,并使学生了解计算机网络领域研究的前沿问题、方法、进展和趋势,便于学生选择今后的研究方向,并为进一步的研究提供方法论的参考。
2.教学内容的组织归纳国内各高校研究生阶段的“高级计算机网络”课程的教学内容,发现通常分为两类。一类是沿袭“计算机网络”课程的内容以计算机网络的软件体系结构的分层架构为脉络,对其原理的讲述在深度和广度上进行提升,另一类是开设一系列的前沿技术专题讲座,以便学生了解计算机网络领域研究的前沿问题、方法、进展和趋势。上述两种授课模式各有优缺点,第一类讲授模式能够帮助研究生更加深入地理解计算机网络的体系结构及核心问题,但该课程课时较少(我校为27学时),无法完整和透彻地讲授该教学内容。第二类讲授模式能够帮助研究生迅速把握本专业的热门研究方向和研究问题,但课程内容的组织缺乏系统性,难以帮助学生把握课程的核心知识点。因此本课程的教学模式无法单纯遵从以上两种授课模式。本课程的教学目标是帮助研究生选择今后的研究方向,并为进一步的研究提供方法论的参考。因此教学内容既要反映计算机网络领域研究的主流和前沿问题,又要分析如何选择解决问题的方法和具体算法,以便既开阔学生的专业视野又培养学生的研究创新能力。经过研究确定了本课程的授课方式,拟定了计算机网络体系结构剖析、无线网络,P2P网络,云计算这四大模块为教学内容。
(1)计算机网络体系结构剖析。本科阶段不同专业学生的“计算机网络”课程的教学侧重点不同,特别是对工科类学生只是较浅显地介绍了计算机网络的体系结构的基本内容,并未涉及较核心的原理。而且在讲述和原理时,往往直接平铺直叙,即“是什么?”。为了培养研究生的解决问题的能力,该部分内容应侧重分析“怎么找解决方案?”。所以,仍然将计算机体系结构模块纳入“高级计算机网络”课程的教学范畴,但赋予新的教学思路。该模块的主要内容包括:计算机网络概述、物理层、数据链路层、介质访问子层、网络层、传输层、应用层等。(2)无线网络。随着有线网络技术的成熟,人们除了科技和商务需要外,日常生活也越来越依赖各种网络应用。无线网络安装方便,性价比高,成为当今网络发展的趋势。因此无线网络的相关技术已成为了计算机网络中的一个重要组成部分,作为研究生必须了解其技术的基本原理,以便为今后的研究方向的选择奠定研究基础。此模块的教学内容重点包括两部分。一是各无线网络类型的最常用和经典的实现协议介绍,二是各种典型的无线网络技术的基本原理。该模块的主要内容包括:无线局域网:IEEE802.11的协议;无线个域网:IEEE802.15和蓝牙技术;无线城域网:IEEE802.16d的技术;无线广域网:IEEE802.20的技术;移动AdHoc网络的技术;无线传感器网络的技术;无线Mesh网络的技术。(3)P2P网络。P2P网络的中文全称为对等网络(PeertoPeer,简称P2P),主要指前些年为了解决若干用户同时到服务器上下载音乐文件而造成的网络和服务器的重负荷而提出并设计实施的一种逻辑对等网,该网络目前已广泛应用于即时通信软件、下载文件软件、网络游戏软件、数据搜索及查询软件、协同计算软件中。鉴于该网络的广泛应用性,学生有必要了解P2P网络的基本原理。其次,P2P网络的实现原理中有不少巧妙、经典的解决方案,深入学习该网络的相关核心原理有助于学生开拓思路、启发学生的解决思路。该模块的主要内容包括P2P网络概述;第一代P2P网络:混合式P2P体系及代表产品BitTorrent的特点和原理;第二代P2P网络:无结构P2P体系及代表产品电驴的特点和原理;第三代P2P网络:结构化P2P体系及代表产品的特点和原理;P2P的核心机制等。(4)云计算。云计算是近年来研究的一种热点计算模式,它是一种基于互联网的计算方式,通过这种方式,共享的软硬件资源和信息可以按需求提供给计算机和其他设备。继个人计算机变革、互联网变革之后,云计算被看作是第三次IT浪潮,它将带来生活、生产方式和商业模式的根本性改变。云计算是分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等技术发展融合的产物。了解云计算的相关原理有利于把握未来计算机网络发展的趋势。该模块的主要内容是:云计算的概念、发展现状、实现机制、网格计算与云计算技术介绍;云计算理论的研究热点和体系结构研究、关键技术研究、编程模型研究、支撑平台研究等内容。
二、教学方法
本课程的教学采取教师课堂讲授、学生自主学习、课堂讲解与讨论相结合的方式。
1.课堂教学(1)类比启发式教学法。为了培养研究生的分析问题和解决问题的能力,课堂教学的重点不是直接陈述现成的原理和算法,而是重点分析如何寻找解决方案的思路,因此在教学中采用类比启发式教学法来完成该教学目标的实现。笔者将日常生活中的类比问题引入教学,让学生先思考生活中问题的解决方法,再启发学生自己提出计算机网络中相关问题的解决方案,既方便学生理解原理,又调用学生的积极性,训练了学生分析问题和解决问题的能力。具体类比启发式教学案例如下所述:提问:实现计算机网络通信的软件体系结构的理想5层结构是否可减少一些功能层次,比如有了数据链路层可否省略传输层?类比案例:处于甲地的A写信给处于乙地的B的整个通信实现过程。分析:通信步骤可分解为:1)A写信,具体内容、语言以及书写格式由A或AB协商确定。2)为保证信件一定被收到,A与B事先约定收到对方信件后立刻回信。3)A将信放入信封交给邮局。邮局按照收件人地址安排运送路线。4)为保证信件能正确到达目的地,邮局要求每个转接点均与前一个转接点签字确认。5)信件按照每一段选定路线由交通工具运送至下一转接点,一直传送到目的地为止。其中1)2)由用户完成。3)4)5)由邮局完成。2)4)分别是用户和邮局保证信息正确传输采取的手段,4)不能取代2)。与计算机网络通信软件需完成的功能对应可得出相应层次的主要功能。1)应用层。用户按照收发双方的约定对信息进行处理。2)传输层。用户采用相应手段保证收发双方信息的正确传输和接收。3)网络层。保证通信子网提供源点到目的点的数据传送(Packet)。实现路由选择、拥塞控制与网络互连。4)数据链路层。保证相邻两个连接点间(数据链路)无差错的数据传输。5)物理层。在物理线路上传输原始的二进制数据位。其中1)2)由用户计算机终端用户完成。3)4)5)由通信子网完成。传输层不能省略。(2)课堂讨论、自主学习。本课程的无线网络模块、P2P模块和云计算模块对于学生来说是新内容,为了培养学生的自主学习能力,先将模块中的教学要点公布,提供参考教材,然后指定部分要点或难点要求学生上讲台讲述,其他学生提问,教师最后再提问和讲评。
2.网络辅助教学平台和多媒体动态演示课件教学(1)网络辅助教学平台。为了弥补传统教学的不足,推进学生个性化自主学习,利用教学网站来辅助教学,可以打破传统教学时空的限制,让学生体验到自由获取知识的乐趣。笔者利用学校提供的课程中心网上教学平台,实现了协同的教学环境。模块有:课程简介、教学大纲、电子教案、教学进度、动态演示、课后思考、视频资料、课程互动。(2)多媒体动态演示课件。在前述网站中的动态演示栏目中的内容既可以是直接内嵌在网页上的动态演示构件,也可以是能下载至本地机的动态演示构件。动态演示构件是指通过编程方法制作完成的课件,演示内容并不是事先预备好的固定算法执行过程图片,而是参数由用户自己任意填入,演示内容能根据用户给予的参数自动变换绘出。该演示构件是一种较复杂和有效的原理或算法演示工具,让难弄懂难理解的概念或算法形象化、具体化,能更好地表达讲课内容,因此便于学生理解教学原理,达到事半功倍的效果。例如笔者专门为本课程的计算机网络原理部分编写了几个动态演示构件,以路由选择算法RIP和OSPF为例。在该演示构件中最上面的图形区,用户可以自己建立网络拓扑图。当点击鼠标左键,将自动在点击位置画出圆点(代表路由器)并命名,连续用右键点击两个圆点,则在两点间画出连线,开销值可由构件右侧的文本框的输入值来改动。指定源端路由器后,点击“开始”按钮,在图形区下端的文本区1中则按照用户选择的RIP或OSPF算法一边计算,一边显示计算的中间结果,同时在图形区把正在计算的路线变为红色来给用户提示。算法计算完毕,在文本区2继续计算各路由器的路由表,并将结果显示出来。
三、结束语