計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)踐化改革

1、    計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)踐化改革    王娟張路橋李飛王祖儷姜艷摘要：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程是多門信息類學(xué)科的基礎(chǔ)課程，對(duì)之后的專業(yè)學(xué)習(xí)十分重要，但由于概念繁多、理論復(fù)雜，學(xué)生學(xué)習(xí)效果不佳。文章提出計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)踐化教學(xué)方案，即“引入網(wǎng)絡(luò)管理人員實(shí)際工作中使用的工具，在課堂上進(jìn)行實(shí)際案例演示講解，在課外布置實(shí)踐作業(yè)、綜合設(shè)計(jì)題目”，并以實(shí)踐數(shù)據(jù)證明該方法具有可操作性，取得了預(yù)想的效果。關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；課程改革；實(shí)踐化教學(xué)1.問(wèn)題與研究現(xiàn)狀1.1研究意義21世紀(jì)是信息化的時(shí)代，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)深入人們生活的方方面面。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，信息以前所未有的速度擴(kuò)散。隨著計(jì)算機(jī)

2、網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用與高速發(fā)展，對(duì)于掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)的專業(yè)人才的需求也大量增長(zhǎng)。目前許多高校已經(jīng)把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的核心必修課程，且因?yàn)橛?jì)算機(jī)是信息化的基礎(chǔ)，其他非常多的相關(guān)專業(yè)也涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)，例如物聯(lián)網(wǎng)工程、信息安全、通信工程專業(yè)等，因而在整個(gè)電子信息相關(guān)專業(yè)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程也屬于必修課程受到重視和重點(diǎn)建設(shè)。作為整個(gè)電子信息相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課，在就業(yè)的時(shí)候，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、軟件工程等都屬于學(xué)生筆試的常見(jiàn)被考課程，對(duì)學(xué)生就業(yè)十分重要。1.2教學(xué)實(shí)踐中的現(xiàn)有問(wèn)題計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展已經(jīng)形成比較完整的理論體系，有較強(qiáng)的理論性，且呈現(xiàn)出知識(shí)更新快、信息量

3、大、多學(xué)科交叉等特點(diǎn)。目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中多以講授為主，存在以下問(wèn)題：（1）單一講授的教學(xué)模式不能適應(yīng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)多學(xué)科交叉、密切聯(lián)系行業(yè)的特點(diǎn)。學(xué)生反映計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)涉及學(xué)科多（電子、通信、材料等），即便是每個(gè)學(xué)科簡(jiǎn)單理論概念的講解也已經(jīng)非常龐雜，學(xué)生很難把握其脈絡(luò)。而且，現(xiàn)有技術(shù)的應(yīng)用與行業(yè)背景密切聯(lián)系，單純的理論講授效果不佳，反映在學(xué)生回答課堂提問(wèn)往往問(wèn)甲答乙，或者干脆不知所問(wèn)，對(duì)講解的知識(shí)吸收差。（2）本學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程涉及多個(gè)不同專業(yè)的學(xué)生，如信息安全、信息對(duì)抗、網(wǎng)絡(luò)工程、物聯(lián)網(wǎng)工程。每個(gè)專業(yè)的學(xué)生基礎(chǔ)不同，專業(yè)重點(diǎn)不同，傳統(tǒng)的統(tǒng)一講授的方法不能適應(yīng)專業(yè)的差異性，也導(dǎo)致不同專業(yè)間學(xué)生接受

4、程度差異巨大，考試及格率可以相差20%以上。（3）死記硬背現(xiàn)象突出，對(duì)技術(shù)理解不深。對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在各專業(yè)的具體應(yīng)用，現(xiàn)有的教學(xué)方法和教材均不能提供有效的支撐。學(xué)生對(duì)死記硬背的技術(shù)點(diǎn)尚能回答，但是碰到綜合應(yīng)用題，大部分學(xué)生就難以作答。面對(duì)以上主要問(wèn)題，現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)方法和思想必須改變，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與學(xué)習(xí)效果，使學(xué)生能真正掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)與技術(shù)。否則，不光是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程應(yīng)有的教學(xué)目的不能達(dá)到，還直接影響后繼相關(guān)的專業(yè)課程教學(xué)。1.3國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀開設(shè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的高校很多，各校在自己的教學(xué)實(shí)踐中均發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的教改方案。一些典型的教改成果如下：文獻(xiàn)1針對(duì)不同專

5、業(yè)的學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)的需求，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程分成3個(gè)層次：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程a適用于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程、通信工程、電子信息工程、電子信息科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程b適用于非信息類理工科專業(yè)；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程c適用于經(jīng)濟(jì)管理類專業(yè)。其次，根據(jù)3個(gè)層次的教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)模塊化、可選擇的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。文獻(xiàn)2通過(guò)導(dǎo)人式、啟發(fā)式、討論式、自學(xué)式、教學(xué)手段多樣化等多種方法培養(yǎng)創(chuàng)新人才。文獻(xiàn)3針對(duì)傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中單一課堂教學(xué)模式存在的問(wèn)題，提出構(gòu)建以啟發(fā)式課堂教學(xué)為基礎(chǔ)、引導(dǎo)型在線教學(xué)為輔助、研究型實(shí)踐教學(xué)為提高的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程三維立體式教學(xué)模式。文獻(xiàn)4基于案例教學(xué)培養(yǎng)部隊(duì)學(xué)員的計(jì)算思維

6、能力培養(yǎng)。文獻(xiàn)5提出用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)輔助課堂教學(xué)。文獻(xiàn)6引入蘇聯(lián)教育家、教學(xué)論專家巴班斯基創(chuàng)立的“教學(xué)過(guò)程最優(yōu)化”理論，即在整體上確定最佳的方案予以實(shí)施，并從全面教育任務(wù)的實(shí)現(xiàn)上評(píng)價(jià)實(shí)施過(guò)程及其結(jié)果。文獻(xiàn)2、文獻(xiàn)3、文獻(xiàn)4和文獻(xiàn)6提出的多種教學(xué)方法都很泛泛，無(wú)論對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程還是其他課程都適用。實(shí)際上，在以往幾屆學(xué)生的教學(xué)中，此類方法我們已經(jīng)在使用，事實(shí)證明此種廣泛適用于一般課程的方法并不能解決計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中的具體問(wèn)題。文獻(xiàn)5提出網(wǎng)絡(luò)教學(xué)輔助，我們?cè)谑谡n的時(shí)候也提供給學(xué)生課外自學(xué)，但是如果教師不負(fù)責(zé)檢查而全靠學(xué)生自覺(jué)，那只對(duì)部分自覺(jué)性較高的學(xué)生有用，而這部分學(xué)生本來(lái)學(xué)習(xí)效果就較好。文獻(xiàn)1提出的分

7、專業(yè)不同區(qū)分不同的教學(xué)層次是值得借鑒的方法，只是專業(yè)劃分范圍較大，落實(shí)到具體專業(yè)還需要細(xì)化。2.實(shí)踐化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程改革經(jīng)過(guò)課后與學(xué)生座談及學(xué)生干部的問(wèn)卷調(diào)查得知，學(xué)生認(rèn)為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的主要問(wèn)題是理論太多，不直觀。相對(duì)比一些課程因?qū)W生重視程度不夠?qū)е碌膶W(xué)生興趣不高，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程經(jīng)過(guò)歷年專業(yè)教育的宣傳，學(xué)生基本都能意識(shí)到這門課程的重要性。剛開始絕大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性都很高，但是隨著課程的進(jìn)行，概念增多、理論加深，由于理論概念抽象難理解，光靠死記硬背效果差，學(xué)生慢慢感覺(jué)無(wú)法跟上教師的進(jìn)度，進(jìn)而失去學(xué)習(xí)的興趣，甚至自暴自棄。雖然采用了案例視頻、多媒體互動(dòng)等教學(xué)方式，但明顯還不足以讓學(xué)生理論聯(lián)

8、系實(shí)際。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)踐化教學(xué)主要分為課內(nèi)課外兩個(gè)方面。2.1課堂實(shí)踐化教學(xué)1）課堂實(shí)踐工具演示。課堂講授引入行業(yè)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)管理人員常用的分析軟件wireshark，在講解理論協(xié)議時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)抓包給學(xué)生演示。例如講解ip首部，書上給出的圖示如圖1，傳統(tǒng)講授就按照?qǐng)D的字段逐個(gè)講解，學(xué)生很難理解和記憶，感覺(jué)也很抽象。推行實(shí)踐化教學(xué)后，用wireshark在課堂上現(xiàn)場(chǎng)抓取ip數(shù)據(jù)包給學(xué)生看，如圖2所示。在圖2里面可以很容易看出ip協(xié)議所處的層次和ip首部每個(gè)字段的值，給學(xué)生以直觀的認(rèn)識(shí)，學(xué)生表示比只看課本清楚很多。 2）課堂案例講解。此外，在講授具體知識(shí)時(shí)注意聯(lián)系實(shí)際，多舉學(xué)生身邊的例子。例如，在第五章

9、傳輸層講解tcp可靠傳輸和udp盡力傳輸時(shí)，讓學(xué)生思考qq傳輸文件和聊天時(shí)使用的是否為同一種傳輸協(xié)議并解釋原因。作為經(jīng)常使用的工具，學(xué)生對(duì)qq的使用特性十分了解，理論的協(xié)議與工具的具體表現(xiàn)聯(lián)系起來(lái)，學(xué)生非常容易理解。2.2課外實(shí)踐化教學(xué)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是多交叉學(xué)科，知識(shí)點(diǎn)非常多，光靠課堂教學(xué)肯定不能盡善盡美，且不能聯(lián)系實(shí)際。1）課外動(dòng)手實(shí)踐。在課堂實(shí)踐操作的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生在課后把教師演示的案例都做一遍，且回答思考題。這些思考題書上沒(méi)有答案，必須用教師提供的工具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析解答。2）課外綜合設(shè)計(jì)。除了針對(duì)單個(gè)知識(shí)點(diǎn)的課外實(shí)踐題，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的后半期，還可布置綜合設(shè)計(jì)題目給學(xué)生。此類

10、題目需要學(xué)生綜合各章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)，并創(chuàng)新性地思考實(shí)施方案。例如，在第四章網(wǎng)絡(luò)層課堂講授icmp協(xié)議、路由協(xié)議并介紹traceroute命令之后，布置綜合設(shè)計(jì)題，要求學(xué)生思考如何發(fā)現(xiàn)整個(gè)校園網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這就要求學(xué)生綜合網(wǎng)絡(luò)層的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，并設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)的步驟，最后按路由器的特性畫出拓?fù)鋱D。3）多種考核方式結(jié)合。讓較為優(yōu)秀的學(xué)生在課堂上講解自己的方案設(shè)計(jì)，將作業(yè)、演講以及課外參加的比賽情況都以考核方式計(jì)入平時(shí)成績(jī)，作為課程的總體評(píng)價(jià)，替代以往僅以一次筆試作成績(jī)。2.3方法實(shí)施的效果2015年成都信息工程大學(xué)在物聯(lián)網(wǎng)工程13級(jí)和信息安全（實(shí)驗(yàn)）13級(jí)兩個(gè)專業(yè)推行了實(shí)踐化教學(xué)，而信息對(duì)抗和網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)沿用傳統(tǒng)的教學(xué)方式。在期末考試的及格率上，兩種教學(xué)方式出現(xiàn)了較大差異。推行實(shí)踐化教學(xué)的專業(yè)及格率超過(guò)傳統(tǒng)教學(xué)專業(yè)近20%，效果比對(duì)非常明顯，證明實(shí)踐化教學(xué)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這種理論課十分有效。