计算机网络课程教学改革探讨

计算机网络课程教学改革探讨发表时间 2008-2-29 13:19:23 阅读(422)刘彦保(延安大学数学与计算机科学学院)摘要：目前计算机网络课程教学中存在着教学内容与实际脱离、教学模式不适应课程特点、实验教学环节薄弱等诸方面的问题。

因此,计算机网络课程教学改革应从优化教学内容、构建新型教学模式和强化实验教学等三个方面着手进行。

关键词：计算机网络教学改革实验教学教学模式计算机网络是计算机技术和通信技术相结合生长起来的一个新的科学技术领域, 当前,我国在局域网、校园网、企业网和Internet等方面建设取得了很大的进展, 社会对熟练掌握计算机网络技术、网络建设、网络应用与开发和网络管理的人才的需求越来越大, 人们学习计算机网络技术的热情日益高涨。

因此, 计算机网络就成为高等学校计算机专业开设的核心课程之一, 计算机网络课程在整个学科中的重要地位以及影响社会经济发展的现实意义已经成为不争的事实。

但是, 在计算机网络课程的教学中存在着教学内容与现实的脱离、教学模式不适应课程特点、实验教学环节薄弱等方面的问题。

因此, 对计算机网络课程教学的改革势在必行。

一、现行计算机网络课程教学中存在的问题(一) 教学内容与实际应用的矛盾传统计算机网络课程教学活动中, 多以OSI参考模型为基础, 讲述网络层次结构、协议和计算机网络原理, 而目前广泛应用的则是TCP/IP网络协议。

这样在计算机网络领域中存在着理论内容与实际应用的矛盾, 即在理论方面的OSI/RM的七层协议和实际广泛应用的TCP/IP协议。

学生在学习过程中很难将学到的抽象理论知识与实际网络应用联系起来。

另外, 从计算机网络的科学体系开始建立到现在的20多年间,计算机技术和通信技术在各自的迅速发展中进一步融合, 新技术逐步成熟并不断涌现,新应用领域不断扩展和深入。

但是, 在教学中很多新技术、新应用领域并不能及时地在教材内容出现, 这就要求对原来的教学内容进行及时更新和补充。

(二) 教学模式不合理计算机网络是一门集计算机技术和通信技术为一体的综合性交叉学科, 它综合应用这两个学科的概念和方法,形成了自己独立的体系。

它与计算机专业的其他课程不同：需要软件和硬件的结合, 需要计算机技术和通信技术的结合, 需要理论和应用的结合, 需要课堂和特殊实验环境的结合,需要教学与市场的密切联系。

目前计算机网络课程的教学模式无法适应课程本身特点的要求, 主要表现在：以教师为中心的传统教学模式忽视了学生的认知主体作用, 在整个教学过程中, 以“教”为主, 缺少师生间的互动, 难以激发学生的学习热情, 不利于具有创新思维能力的创造型人才的培养。

(三)实验教学环节薄弱实验教学环节薄弱主要表现在以下几个方面： (1)对计算机网络实验的认识不足。

一直以来, 人们观念中的计算机网络实验主要是验证性实验, 实验课依附于理论教学, 实验内容不系统, 随意性大, 形式松散, 结果使学生普遍存在理论与实践脱节, 不少学生修完了课程, 拿到了高分, 但对于计算机网络的理论知识认识并不深刻, 尤其在实际应用中不能学以致用；(2)缺乏计算机网络实验教学环境。

目前高等院校中,网络实验平台基本上有两种：一种是将数十台计算机通过网络连接设备连接的小型局域网；另一种是只提供简单的网络设备(如交换机、路由器等)和计算机。

学生无法通过自己动手组建网络, 达到更好地理解和掌握计算机网络基本原理、网络通信技术, 锻炼网络工程应用能力的目的；(3)教师缺乏实践经验。

计算机网络是一个特殊的领域, 当前并不是每个教师都具备了设计、管理大型网络的经验和能力。

没有参与过大型网络组建、管理的教师, 必定缺乏对大型网络形态和网络设备的感性认识, 导致教学中理论与实践相脱离。

二、计算机网络课程的教学改革(一)优化教学内容作为计算机专业的核心课程, 计算机网络教学内容的优化, 是教学改革的基础和前提。

对此, 在认真分析现有各类计算机网络教材的基础上, 提出了以下思路：第一, 简化OSI参考模型的内容, 扩充事实标准TCP/IP的内容, 采纳Andrew S·Tanenbaum建议的一种层次参考模型讲授计算机网络的基本原理和技术。

国际标准化组织ISO本来计划通过推动OSI参考模型与协议的研究来促进网络的标准化, 但由于OSI参考模型要照顾各方面的因素, 使OSI参考模型变得大而全, 效率很低。

尽管这样, 它的很多研究结果、方法以及提出的概念对今后网络发展还是有很高的指导意义, 可它并没有流行起来, 事实上它的目标没有达到。

TCP/IP利用正确的策略, 抓住了有利的时机, 伴随着Internet的发展而成为目前公认的工业标准,其协议应用广泛, 但它的参考模型的研究却很薄弱。

因此,为了保证计算机网络教学的科学性与系统性,我们在教学中采纳AndrewS·Tanenbaum建议的一种层次参考模型, 它吸取了OSI参考模型与TCP/IP参考模型二者的优点, 是一种折中的方案, 自上而下包括5层,即应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。

与OSI参考模型相比少了表示层与会话层, 用数据链路层与物理层取代了TCP/IP参考模型主机与网络层。

第二, 不断跟踪先进技术, 以适应计算机网络新技术、新概念、新应用不断涌现、快速发展之特点。

为此, 必须不断修订教学大纲和充实新的教学内容。

经过多年的修改, 我们教学大纲的主要特定是：简化了目前已经基本淘汰的如X·25、帧中继技术等部分内容, 增加了如先进的ATM技术等；增加了已经走向人们身边的接入技术；增加了作为TCP/IP网络骨架的路由器技术；增强了网络安全与网络管理技术等内容。

(二)构建具有学科特点的新型教学模式教学体系的建构是对培养目标的概念设计, 教学过程和实践是培养目标的具体实施, 因此，探索适合实际需求的先进科学的教学模式是改革成败的关键。

基于计算机网络课程自身的特点和目前在教学模式中存在的问题,通过长期一线教学实践的经验总结, 我认为应该从以下几个方面进行改革。

1、教学方法的创新(1) 多媒体教学方法。

利用多媒体课件将很多难以理解的知识点以直观形象的方式演示出来。

如用Po werPoint等课件将线路交换、报文交换、分组交换等知识点制作成动画, 可大大提高课堂效率。

(2)类比教学方法。

用实际应用和生活中人们熟悉的事物与枯燥、抽象的计算机网络中的概念、基础理论进行类比,帮助学生直观、形象化地理解和掌握计算机网络理论知识, 激发学生的学习兴趣。

例如, 讲计算机网络的体系结构和协议时用人们熟悉的邮政系统进行类比；讲TCP和UDP时用打手机和打传呼来进行类比；讲FD M和TDM时用多车同在高速公路和单行道上行驶进行类比等。

(3)参与式教学方法。

改变传统课堂教学中以教师为主、学生为辅的“你教我学”的被动方式, 激发学生的主动参与意识。

为此在教学中尝试了多种不同的教学方式。

主题教学和问题教学就是在教学实践中所采用的较为有效的授课模式, 由教师根据教学目标与教学内容设置若干个教学主题或问题, 同时也有选择地接受学生在课堂中提出的问题将其作为新的讨论主题, 围绕对主题或问题的讲解和讨论让学生充分参与到教学过程中来。

另外, 鼓励学生就某些主题进行课堂讲解, 变“我来讲”为“你来讲”, 在这种教学模式中, 教师主要组织现场的点评和讨论。

在这样教学氛围中, 教师与其说是知识的传授者, 不如说是学生学习的指导者和组织者。

积极有效的参与明显提高了学生的学习主动性和学习能力。

(4)网络教学方法。

针对部分学生自我学习的自觉性不高、新的网络技术和新的网络产品不断涌现的特点, 在教学中要求学生查阅常用网络产品(如网卡、交换机、路由器、防火墙、无线网络产品等)、网络应用软件、网络管理软件以及网络开发工具等的性能、相关技术及其应用领域；也可提出一些与实际结合比较紧密的问题, 让学生通过上网查阅资料的方式去解决。

通过这种方法, 不仅极大地调动了学生学习的积极性, 而且加强学生对网络知识的理解, 培养了学生主动学习的良好习惯, 提高了学生运用所学知识解决实际问题的能力。

2、强化实践教学环节,提高学生的综合素质实践教学之目的是优化学生的素质结构、能力结构和知识结构, 培养学生获取知识、应用知识和创新知识的能力。

对于应用性和实践性很强的计算机网络课程, 实践教学环节显得尤为重要。

通过积极营造工程实训、研究型学习教学空间,可以收到良好的教学效果。

(1)营造工程实训的教学空间。

综合性实验教学是提高学生工程实践能力的过程, 涉及到不同设备和软件的安装、配置方法,由于其需要大量的网络实验设备, 且设备的更新又非常迅速, 所以大部分学校建不起这样的实训基地,部分已建起实训基地的学校又面临不断更新设备的巨大压力。

面对这一矛盾, 一是组织学生参观校园网络中心、企事业单位网络中心等, 邀请网络中心的技术管理人员讲解他们选用的相关网络设备、网络技术和采用的网络管理等方面的知识, 要求学生参观后写出总结报告；二是让学生参加实际工程项目的建设与开发活动，在工程实际中完成工程作业，并以实训报告作为这一环节的考察依据。

这样做的好处是：学校不需要建立实训基地，无须大量资金投资, 学生就可以看到、了解到许多新的技术和设备；同时给学生创造一次走向社会的锻炼机会。

(2)营造研究型学习教学空间。

以知识经济为特征的时代, 要求每一个人都要具有创新能力。

为此, 把探索性实验开发环节设计成一个研究型学习的知识与能力培养的空间。

积极引导能力较强的学生参加教师科研项目的研究与开发, 通过实际的开发与研究活动, 一方面加深了学生对枯燥、深奥难懂的网络理论知识的理解, 巩固了计算机网络中的大量的基本概念和原理, 同时拓宽了学生的视野, 提高了学生的实际应用能力,培养了学生科研创新的素质, 为将来学生走向社会进行实际开发和科学研究奠定良好的基础。

(三) 实验教学的改革实验教学不仅是理论教学的深化和补充, 对于培养学生综合运用所学知识, 解决实际问题, 加深对网络理论知识的理解与应用起着非常重要的作用。

为此, 从加强实验室建设、规范实验教学环节、合理设置实验内容出发, 对计算机网络的实验教学进行改革。

(1)加强计算机网络实验室的建设。

目前许多高校没有独立的、综合的专业计算机网络实验室, 有的学校实验条件落后(只有几台交换机、路由器等)，不能满足计算机网络实验教学的要求。

这就需要学校积极配合, 投入资金, 加强计算机网络综合实验室的建设。

(2)规范实验教学环节。

教师对每一部分实验要有明确的要求, 对每一次实验的目的是什么, 实验中应该注意什么, 会遇到什么问题, 应如何解决等, 都要在学生的实验报告中得到体现。