分析计算机网络类课程实践教学改革的思路论文

  计算机网络是理论性与实践性都很强的学科,网络技术必须在学习原理和算法的基础上,经过严格的实验实训才可能掌握。目前国内不少高校根据本校教学实际和实验条件开展了许多有关计算机网络实践教学改革的研究,总结了不少宝贵的经验,为其他院校进行计算机网络实践教学提供了很多有益的借鉴。但各校教学条件和教学情况各不相同,高校应结合自身的条件进行实践教学改革与实践,以提高教学水平。江西财经大学软件学院自2002年起开办软件工程专业,为了在较短的时间创建专业品牌,一直致力于提高实践教学水平,着力构建具有江财特色的实践教学模式,开展了一系列的实践教学研究,其中网络类课程实践教学改革就是其中一项重要内容。通过网络类课程实践教学改革的研究与实践,促进了网络类课程教学水平的提高,为学科建设提供了强大支持,促进了网络工程专业的申报成功。本文介绍我院网络类课程实践教学改革的一些方法和经验,以供同行参考。

  一、实践教学改革的思路

  目前,国内各高校计算机相关专业根据自身专业特色的需要或多或少地开设了一门或多门计算机网络类课程,每门课程都有配套的实验实训内容,但这些实验课的现状并不理想,存在以下几个问题:

  (1)每门实验课程的基础部分大同小异,存在许多交叉点,但缺少一个综合的、全面的实验体系。

  (2)由于实验学时的限制,难以组成专题实验,不利于学生综合实践能力的提高。

  (3)实验内容设置不太合理,演示和验证性实验、单项训练实验偏多,综合性、设计性实验偏少,对课程设计不够重视。

  (4)网络技术发展很快,网络产品更新也快,网络产品的种类繁多,由于经费投入有限,网络实验所需的软硬件条件难以跟上应用发展。另外网络产品封装性好,使用相对简单,教材没有网络产品的具体介绍和分析,使学生缺乏能动性,实验课程难以培养学生的创新能力。

  针对以上实践教学现状,我们必须积极探索计算机网络类课程实践教学改革,并进行大胆实践。我们认为,实践教学的改革应从创新性、开放性、互动性和实用性四个方面着手。创新包括两个方面:一是要注意调动和激发学生内在的创新冲动、创新思维;二是实验的设计要有所创新,要与新思维、新观念符合,要让学生在一个完整真实的问题情境中产生学习创新的要求。通过设计开放式架构,打破学科框架,消除跨学科教育的障碍,建立跨学科教育的机制,打破实验实训场所的封闭性,增加实验场所的开放时间,为学生提供更加便利的实验环境,从而增强学生自主学习的热情。提倡互动作用的团队文化,充分发挥教师主导作用和学生的主体作用,在教师与学生、学生与学生之间的互动中学习和传播知识。在实验内容的选取上,以专业技能和综合素质培养为主线,注重实用性,对于一些过时的,或在实际应用中很少出现的,予以取消或缩减,相应增加一些针对目前流行的网络应用技术的实验。

  根据以上思路,我们认为计算机网络类课程实践教学改革的重点应该是实验内容的设计与更新,实验教学方法的改进,以及实验组织与管理的创新。计算机网络类课程教学包括理论教学和实践教学两个部分,根据计算机网络类课程的学科特点,应把理论教学内容和实践教学内容彻底分开,构建计算机网络类课程实践教学体系,以实验、实训项目来组织实践性教学内容,对实践教学独立设课,独立考核,以掌握专业技能和实践能力为重点,以培养创新人才为目标,改变传统实践教学中的实验围绕理论教学转”的模式,提高学生的学习兴趣,激发学生的学习主动性,拓宽学生的思路。

  二、实践教学体系的构建

  作为一所老牌的财经类院校,我校开办软件工程专业从一开始就非常强调特色建设,为此我院在分析国内其它高校软件工程专业建设情况及国内对各类软件人才需求的基础上,选择了软件测试和ERP两个方向作为我校软件工程本科专业的特色来建设。相对于这两个专业方向,计算机网络教学在专业培养中的地位似乎就显得并不是那么具有核心重要性。但从目前软件行业的发展来看,随着计算机网络的发展,计算机软件的开发也朝网络化方向发展,现在所开发的软件产品大多数是基于网络应用,所以不管是软件测试方向还是ERP方向,软件工程专业的学生必须掌握足够的计算机网络知识。

  从软件工程专业的学科建设来说,本专业虽然不需要像网络工程专业那样系统地学习计算机网络的所有知识,但仍应在掌握计算机网络的基本原理之外,熟悉计算机网络的构建、网络安全及网络维护等方面的知识。为此,我们对照专业培养要求,以职业能力和综合素质培养为主线,分解各项应用能力,按照学网”、用网”、组网”、管网”和建网”的顺序将其细化后的能力落实到各个实践环节,对计算机网络知识结构进行梳理。

  作为软件工程专业来说,我们不可能也没有必要将所有内容都安排进行课堂教学,为此我们按照本科教学培养目标把上述知识体系的内容进行划分,一部分内容与其它课程教学合并,如网络操作系统并入操作系统课程中进行教学,网络数据库设计并入数据库系统课程及有关程序设计课程中进行讲解;一部分内容作为自学内容由学生课外自学完成,如因特网及其应用、网络管理技术等;剩下的部分,我们再按照软件工程专业对计算机网络的能力要求进行课程的整合,按照实践教学与理论教学分开、实践教学独立设课、独立考核的原则,最后划分为四门课程,分别是计算机网络、组网实践、信息安全技术、网页设计基础。其中计算机网络主要讲解计算机网络基础及网络原理,主要以理论教学为主,组网实践主要讲解网络组建、网络集成和结构化布线等有关内容,信息安全技术主要讲解信息网络安全技术有关内容,网页设计基础讲解有关网页设计与网站开发内容,后面三者以实践教学为主。

  在实验内容的选择上,我们遵循以下原则:一是可操作性,新颖的题目固然能激发学生的兴趣,但必须考虑实验设备和实验环境条件限制,保证实验可操作;二是实用性,所开出的实验必须紧跟网络技术的发展趋势,切实提高学生的网络技能,适应社会的需求;三是开拓性,在巩固基础知识、掌握基本技能的基础上,注意开发学生的创造性思维、适当培养学生的开拓创新能力;四是层次性,通过合理组织实验内容,进行多层次的实验教学。

  在实验内容的组织上,将所有实验划分基础实验、综合性实验、探索性实验三个层次。基础实验主要以掌握基本知识、基本技能为主;综合性实验主要强化学生动手操作能力与综合分析能力的培养;探索性实验主要引导学生探索未知领域,以培养学生综合素质、开拓创新精神。在实践教学安排上,将所有实验分为必修实验和选修实验,必修实验以课堂实验教学和课程设计为主,选修实验以课外实验及毕业设计为主,其中必修实验主要为基本知识实验和综合性实验,选修实验主要为探索性实验。

  通过上述课程的整合、实验内容的选择与组织及实验教学的安排,构建起计算机网络实践教学体系,改变了过去实验相对零散、在形成技术应用能力方面缺少整体性、学生对所学知识与技能难以形成整体的合理的知识建构、难以形成技术应用能力的状况。

  三、实践教学方法的改革

  实践教学方法的好坏直接影响着学生对实验课的态度,影响着他们动手能力、创新意识的培养。改革实验教学方法,是提高实验教学水平的必要手段。在实验教学过程中要特别注意教学方法的创新。在几年的教学实践中,我们总结了以下三种教学方式:

  一是参与式教学方法。由教师根据实践教学目标与教学内容设置若干的教学主题或问题,组织学生围绕这个主题或问题进行讨论并进行实验,然后让学生上台介绍他对该实验问题的解决方案,变我来讲”为你来讲”,最后教师进行点评讲解,通过这种教学模式让学生充分参与到教学过程中来,极大提高了学生参与实践教学的积极性。

  二是网络教学法。由于计算机网络发展飞快,新的网络技术和新的网络产品不断涌现,在实践教学中积极组织学生上网查阅有关网络产品、网络应用软件、网络管理软件以及网络开发工具等相关技术、使用方法及其应用领域,寻找实验问题的解决方案。通过这种教学方法培养了学生自主学习的良好习惯,提高学生运用所学知识独立解决实际问题的能力。

  三是分组实验法。由于IT业的行业特点,IT业是一种团队性很强的行业,在实验过程中,对某些实验采用分组实验法,由教师设定相关实验课题,让学生自行组成课题小组,每组有1个组长负责,进行团队研究。通过这种方式,一方面解决了网络实验设备紧缺的矛盾,另一方面也培养了学生的团队精神,增强了今后参加工作的适应能力。

  另外,为了提高计算机网络类课程实践教学水平,保障教学效果,我们在实践教学过程中引入案例教学法。计算机网络类实践教学是最适合进行案例教学的一类计算机课程,由于网络技术具有实践性,每一个网络工程项目都是一个很好的教学案例。以可操作的实验案例为中心进行实验的讲解,让学生通过案例的分析、案例的实际演练掌握有关的操作和设计方法,极大地改善了教学效果。为了保证案例的有效性和可操作性,在选择案例的时候必须遵循一定的标准,按照一定的原则来进行。我们在收集测试案例时确立了以下原则:

  (1)针对性,所选案例必须针对某一实验主题或技能的训练;

  (2)典型性,尽量选择一些网络技术的典型应用作为案例;

  (3)时效性,所选案例必须紧跟网络技术的发展趋势,摒弃过时的技术;

  (4)完整性,所选案例应该包含一个完整的实验过程。

  在案例的收集上,我们主要通过以下渠道进行:

  (1)从企业实际工程项目中提炼。以网络企业所承接的网络工程项目进行案例开发是设计计算机网络实践教学案例的最好途径。我们通过与跟我校有业务往来的网络企业合作,由他们提供以往所做工程项目文档,从中提炼加工,进行实践教学案例设计,最后以一个企业的网络改造为例设计了5个组网实践课程的实践教学案例。

  (2)从现实生活中寻找。随着网络技术的发展,计算机网络己进入到平常百姓人家,不少家庭开始组建小型局域网。我们通过对家庭网络的分析,设计了一个以家庭局域网为背景的无线组网实践教学案例。

  (3)从学生平时的网络活动中寻找。随着网络安全技术课程的开设,学生对网络安全技术的研究兴趣极大提高,很多学生对各类安全技术、hacker技术产生了极大兴趣,并进行各类实验。我们通过向学生征集各类操作文档,从中进行教学案例提炼凝结,设计了一批信息安全技术课程的实践教学案例。

  通过循序渐进,由易到难,由部分到整体地使用案例进行案例教学,极大活跃了实验课堂教学气氛,充分调动学生主动学习知识的积极性,激发了学生探索知识的兴趣和热情,是提高学生创造能力、组织能力、表达能力等综合素质的有利措施。

  四、实践教学的组织与管理

  在网络类课程实践教学中,我们采用全新的场景教学法”,以实际应用场景为核心、以工程经验为指导,强化实战技能,辅以实际工程项目,利用项目导向的角色模拟方式,通过逐步深入的六步教学法展开整个实践教学过程。

  在教学过程中,根据网络项目实施过程中的实际工作流程构建工作场景,结合具体的工程项目,进行项目分析和任务分解,重现在企业中进行网络工程实施的任务环境。所有知识点和技能都是通过一个或者几个项目来组织的,以项目为主导,学生通过可扩展的案例逐步学习知识和技能。在实验过程中,使用真实的企业项目,采用真实的企业工作流程和工具,让学生在实验中模拟工程项目中各种角色,协同完成项目和任务,体验和掌握各种角色的工作技能和工作经验。在进行一个实验项目时,将整个项目划分为多个子任务,再分析每个任务需要的知识、技能、素质要求,以完成任务的形式来组织学习内容、设计实验体系。知识和技能的传授从具体到抽象、从特殊到一般,按照提出问题、分析问题、解决问题、总结出一般规律和知识技能、扩展知识技能、解决更高级的类似问题6个步骤来组织。通过对企业实际工作场景的模拟和实际项目的训练,积累实际的项目经验,并掌握相关的解决方法。通过上机操作、项目实践、课堂研讨,以及职业素质训练,从任务目标设定、团队协作和沟通等方面培养学生从事网络工程开发所需要的职业素质。授课过程中,将学生划分成几个团队,每个团队将根据实验内容,通过技术研讨、实际操作等手段,合作完成一个任务和项目,培养学生团队协作能力。在教学过程中,增加实际操作项目,通过实际项目演练,帮助学生掌握重点技术的应用,提高学生动手能力。通过项目训练、上机操作、学习讨论,培养学生举一反三的能力,使学生养成自学的习惯,并掌握自学的有效方法和工具,提高学习能力。

  五、实验室建设与师资培养

  计算机网络实践教学要有效开展,实验室建设是关键。如果没有相应的实验设备、实验场所,计算机网络实践教学根本无从谈起。过去由于缺少相应的网络实验设备,网络实践教学一直未能很好得开展,为此,我们积极筹措,通过省部共建、自筹经费、校企共建等形式,筹资建设了一个在江西省具有领先水平的综合网络实验室一互联网与信息安全基础实验室,该实验室采用全套Cisco网络实验设备,包括各类交换机、路由器、防火墙、IDS入侵检测设备,无线网络设备、IP语音通信设备等,可进行组网、网络安全和IP语音通信等三大类实验。该实验室的建成,为我校开展计算机网络实践教学提供了强大支持,促进了我校计算机网络教学水平的快速提高。

  在师资建设方面,虽然我院师资力量雄厚,博士硕士云集,但由于软件学院的专业特点及目前国内高端网络人才紧缺的原因,过去几年一直未能有效地引进计算机网络方向的教师,现有师资对网络了解都仅限于本科阶段所学,而硕士博士阶段都未从事计算机网络方向的研究,以至在一段时间内当安排进行网络类课程实践教学时,常有教师表现出畏难情绪。为此我们加大对现有师资的培养。针对现有师资缺乏网络工程实践经验,我们一方面利用我院校区搬迁,重建实验室的机会,安排教师参与到实验室网络规划和建设施工当中,并参与互联网与信息安全基础实验室的规划、建设施工与验收过程中,通过实际的工程项目积累实践经验。另一方面我们积极安排教师参加各类网络技术培训,先后派出多名教师参加信息产业部的信息安全管理师培训及思科网络技术学院CCNA教师培训项目,为我院计算机网络实践教学师资的培养打开了局面,促进了我院教师计算机网络实践教学水平的提高。

  六、实践教学改革效果简述

  通过几年来计算机网络类课程实践教学改革的研究和实践,我校计算机网络类课程实践教学取得了良好的效果,对我校计算机网络类课程实践教学水平的提高,学生动手能力、网络技能和创新能力的提高起到了积极的推动作用。学生从过去对计算机网络教学失望转变为兴奋,从不感兴趣转变为喜爱,计算机网络类课程己成为我院最受欢迎的课程之一。

  从学生选择网络类毕业设计题目的人数来看,虽然是软件工程专业,但随着学生对计算机网络兴趣的提高,近年来选择进行网络类毕业设计的人数迅速增加,从2004届、2005届的0个,到2006届迅速攀升至27个,占当年毕业生总数的14.6%。

  从毕业生就业来看,已有相当一部分软件工程专业的毕业生,凭借其对网络技术的热爱及所掌握的扎实的网络技能,到广州深圳等地找到计算机网络类相关工作。从前两年无人从事网络类工作到今年15人从事网络类工作,可见计算机网络类课程实践教学给他们带来的影响。

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