高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的研究與改良

1、高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的研究與改良1、存在的問題在研究生階段，類似計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這樣的專業(yè)大課相對比較少，教學(xué)方法上主要注重課堂講解，對學(xué)生實(shí)踐能力的要求通常比較低，考核方式以書面考試為主，學(xué)生還是沿襲了考前突擊背書的習(xí)慣，不利于對知識的真正吸收和運(yùn)用。因此，筆者探索研究了研究生階段高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)體系和教學(xué)方法，旨在使學(xué)生了解網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主流技術(shù)，并能有效地運(yùn)用各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為自己所從事的研究方向服務(wù)。下文將詳細(xì)介紹筆者在研究生階段高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方面的理念、構(gòu)成和具體做法。2、研究與改進(jìn)研究生階段的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的高級網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人才，教學(xué)的主要思路是“拉平基礎(chǔ)，因材施教，

2、拓寬視野，強(qiáng)化實(shí)踐”。因此在課程體系、實(shí)踐環(huán)節(jié)和教學(xué)管理方法上都要與本科教學(xué)有所區(qū)別，有所提高。2.1課程體系研究生計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是本科網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的延續(xù)與發(fā)展，圖1是本科階段計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的主要內(nèi)容，主要按照TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)，介紹了各個層次的主要技術(shù)和協(xié)議。在研究生網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)內(nèi)容方面，既考慮了學(xué)生程度的不同，也考慮了教學(xué)內(nèi)容的銜接與深入，對教學(xué)大綱進(jìn)行了調(diào)整。(1)根據(jù)學(xué)生程度參差不齊的特點(diǎn)，首先介紹計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念和體系結(jié)構(gòu)，將學(xué)生的基礎(chǔ)拉平。(2)局域網(wǎng)技術(shù)方面從以太網(wǎng)的快速化和交換化趨勢入手，介紹千兆和萬兆以太網(wǎng)技術(shù)，以及網(wǎng)橋、交換和VLAN技術(shù);無線網(wǎng)絡(luò)也是近年飛速發(fā)展的領(lǐng)

3、域，所以重點(diǎn)介紹無線局域網(wǎng)，并衍生介紹無線個域網(wǎng)和無線廣域網(wǎng)技術(shù)。(3)在網(wǎng)絡(luò)層從網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃開始介紹網(wǎng)絡(luò)工程知識，重點(diǎn)闡述TCP/IP體系中涉及的相關(guān)協(xié)議和算法，并圍繞IP層深入介紹相關(guān)專題，包括包分類技術(shù)、移動IP、IPQoS和IP組播。(4)從網(wǎng)絡(luò)層向上延伸到應(yīng)用層，涵蓋應(yīng)用層組播，P2P網(wǎng)絡(luò)、虛擬專用網(wǎng)。如圖2所示，研究生階段高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的內(nèi)容以Internet的核心結(jié)構(gòu)為主線，既可以幫助基礎(chǔ)較差的學(xué)生掌握TCP/IP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，又在網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的幾個重點(diǎn)領(lǐng)域進(jìn)行了拓展，并將工程實(shí)踐與課程教學(xué)相融合。教學(xué)計(jì)劃和內(nèi)容在以上框架的約束下緊隨技術(shù)的發(fā)展而變化，不斷根據(jù)業(yè)界的技術(shù)發(fā)展和企業(yè)的

4、需求進(jìn)行調(diào)整。例如，近幾年無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅猛，應(yīng)用不斷增加，已及時增加了3G等相關(guān)內(nèi)容并將繼續(xù)增加更多無線技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)。2.2實(shí)踐能力的培養(yǎng)研究生計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的目標(biāo)是因材施教，培養(yǎng)適應(yīng)社會需要的高級網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人才。通過產(chǎn)業(yè)調(diào)研和職業(yè)分析，筆者構(gòu)建了新的課程體系，將教學(xué)重點(diǎn)向新技術(shù)傾斜，注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)向?qū)嵱眯偷膬?nèi)容傾斜。圖3顯示了研究生階段高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)踐體系。在軟件實(shí)驗(yàn)方面，主要包含通信軟件的編程實(shí)驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)模擬仿真的實(shí)現(xiàn)，這些內(nèi)容是課程必修實(shí)驗(yàn)，學(xué)生根據(jù)自己學(xué)號的尾數(shù)分別選擇不同項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)環(huán)境為從PC遠(yuǎn)程登錄到小型機(jī)，在其Linux操作系統(tǒng)下用C語言編程實(shí)現(xiàn)。

5、這樣的環(huán)境不方便從Internet上下載代碼，可以更好地鍛煉學(xué)生的編程能力。在網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)方面，分別開設(shè)了兩門選修課程：網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)實(shí)驗(yàn)。本科階段具備了網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)的學(xué)生可以直接選修網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)實(shí)驗(yàn)，無基礎(chǔ)的學(xué)生可以先從通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)開始。這兩門選修課的內(nèi)容設(shè)置參考了CCNA的課程，提供多種實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可根據(jù)自身程度選擇具體的項(xiàng)目。我校目前具備較完善的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，包括思科和華為3COM路由器33臺、交換機(jī)32臺、防火墻8臺、網(wǎng)絡(luò)測試儀和協(xié)議分析儀各一套，可支持CCNA的全部實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在此基礎(chǔ)上，對學(xué)有余力的學(xué)生提供專用的嵌入式開發(fā)板，可進(jìn)行綜合的無線通信實(shí)驗(yàn)，既需要進(jìn)行

6、硬件設(shè)備的調(diào)試，也要對設(shè)備編程，更可以選擇部分學(xué)生進(jìn)入相應(yīng)的課題做進(jìn)一步的研究。2.3教學(xué)管理方式的改進(jìn)與本科生相比，研究生需要更強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)能力，因此，筆者在教學(xué)中通過下列教學(xué)管理方式的改進(jìn)，培養(yǎng)、增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)和科研能力。(1)師生互動，教學(xué)相長。在授課內(nèi)容上，教師和學(xué)生共同決定教師講授的內(nèi)容和學(xué)生自學(xué)的內(nèi)容。其中，學(xué)生自學(xué)的內(nèi)容，由學(xué)生代表上臺講解，教師補(bǔ)充。同時學(xué)生還可以對教學(xué)內(nèi)容提出自己的意見，包括建議教師增加、刪減哪些內(nèi)容。在教學(xué)過程中，盡量采用啟發(fā)式教學(xué),積極設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生思考問題，并盡量給出自己的想法和答案，共同討論，最后由教師總結(jié)。(2)建立開放的課程管理系統(tǒng)。利用精品課程網(wǎng)

7、站，可以發(fā)布課程大綱、教學(xué)計(jì)劃及每堂課的教學(xué)內(nèi)容，并且提供一些學(xué)習(xí)資源和交流平臺，以支持師生之間、同學(xué)之間的交流。(3)與國際和國內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備領(lǐng)先企業(yè)思科和華為3COM等公司建立聯(lián)系，已分別建立了思科網(wǎng)絡(luò)學(xué)院和華為3COM網(wǎng)絡(luò)學(xué)院。為了擴(kuò)大知識面，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，跟蹤業(yè)界最新科技發(fā)展，經(jīng)常利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)院平臺，請相關(guān)公司的技術(shù)人員進(jìn)行新技術(shù)介紹。(4)建立了開放式的實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)。堅(jiān)持教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合的原則，采用教師課堂講授與課外輔導(dǎo)相結(jié)合、教師講授與組織學(xué)生討論相結(jié)合的靈活教學(xué)方法。在圖4的實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)中，教師可以查詢學(xué)生的實(shí)驗(yàn)選題、實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行考核;學(xué)生可以通過該網(wǎng)站進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)約、選題、課

8、題過程管理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果提交，有嚴(yán)格的流程保障學(xué)生實(shí)踐能力的訓(xùn)練過程。(5)注重和其他專業(yè)方向的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。在軟件實(shí)驗(yàn)中，嚴(yán)格按照軟件工程的要求管理實(shí)驗(yàn)，借用軟件工程的Harvest平臺管理所有軟件版本，使學(xué)生能夠自覺按照軟件工程的方法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信軟件的編制。通過近三年的教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的興趣和學(xué)習(xí)成績都有所提高，其實(shí)踐能力也得到了充分的鍛煉，在學(xué)生中獲得了良好的口碑，高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)實(shí)驗(yàn)的選修人數(shù)不斷增加。3、結(jié)語本文主要介紹了研究生階段高等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)改革。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展非常迅速，教師在教學(xué)中不僅要讓學(xué)生具備扎實(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論，更要緊跟技術(shù)的發(fā)展，及時更新教學(xué)內(nèi)容。在理論教學(xué)的同時，注重實(shí)