“计算机通信网络”教学中的创新创业素质教育方法探讨

王国才 施荣华 李玲芝

摘要:本文针对“计算机通信网络”课程的教学,介绍了在该课教学中结合课程专业知识教学,开展创新创业教育的意义及其实施方法,并进一步探索了以应用为背景、以竞争为目的和以产品创新为基础的创新创业教育。

关键词:本科专业课程;创新教育;创业教育;计算机通信网络

中图分类号:G642文献标识码:B

在全面实施素质教育的过程中,创新教育和创业教育得到了各个学校的重视,但是,在专业课程的教学中,如何应用创造原理与创造技法方面知识,发挥学生的创造性思维能力,掌握专业课程的知识,培养学生专业领域的创新能力和创业能力尚无成熟的模式和方法。我们在通信工程专业的主干课“计算机通信网络”课程中作了一些探讨和研究。

1在专业课程中开展创新教育与创业教育的意义

创新教育是以培养学生的创新意识和创造精神,提高学生的创新能力为目标的教育,既是一种教育理念,也是一种教育活动、教育过程。而创业教育是指提供人们以概念和技能,辨别他人忽略的机会,具备洞察力、自我评估能力和知识技能,在他人犹豫不决时果断地行动的过程。它包括机会辨识、面对冒险时的资源调度以及进行商业冒险诸方面的教育。同时,它也包括商业管理运作过程中的教育,例如商业计划、资本开发、市场营销和资金流动分析等。大到创办一个公司和企业,小到提出一个“点子”或新想法等,均属创业教育的范畴。开展创业教育的过程,是培养大学生创业意识、创业思维、创业品质和创业技能的过程,是促进大学生的全面发展的过程。

创新教育与创业教育可以有机地结合起来,因为创新和创业是可以有机地结合的。这可以从两个方面说明:第一,创业是创新成果实现其价值的一条重要途径。一项新技术需要转化为新产品,再进入市场,进入生产领域或消费领域,并满足应用需求,才可实现其经济价值。新技术如何转化为新产品,新产品如何进入市场并实现其价值,可以通过一个新企业来实现,创业是其中一条重要途径。第二,创新能力促进创业成功,创业推动创新。企业要发展,获得新的市场机会,需要解决新的应用新的需求,需要开发满足市场的新技术、新产品、新服务,从而推动技术创新。

创新创业教育的内容围绕专业科技进步,结合社会发展和市场经济来展开,可以突出专业性,独特性。在专业课程中开展创新教育与创业教育能有效地强化创新创业意识,提高创新创业能力。

2以满足应用为背景的创新创业教育

通过对多种教材和技术文献的研究,笔者认为,现有的网络技术的发展都是为了满足应用需要而发展起来的。这种发展贯穿了计算机网络发展的整个过程。

因此,我们在教学中,注意以网络技术发展的创新思路来介绍。在每一个知识点,注意讲解应用背景,把学生带到当时的应用现场,分析存在的问题探讨问题的解决方法,培养学生的专业创新能力。将重要知识点的学习变成一个小案例的分析。

例如,在介绍计算机网络的发展过程时,指出,计算机应用的早期阶段,没有计算机网络的概念,为了解决“数据的传送”,开始了引入“电话通信”的技术,发展了远程联机系统。以后又有面向终端的计算机网络、计算机-计算机网络、网络互连的过程,就是一个为了满足应用需要,不断地进行技术创新的过程。

每一个阶段,通过网络示意图、特点、目的、解决的主要技术问题、缺点和新的应用问题及解决思路进行介绍。使学生从没有网络的时代,概观地飞跃到现在的互联网时代,并且进一步引导学生展望未来的网络图景:移动设备入网、汽车入网、火车入网、家电入网等。发挥学生的想象能力和创新能力,更进一步地掌握了教学内容。

本研究受中南大学精品课程“计算机通信网络”建设项目(校2007-13)资助。

作者简介:王国才(1963-),湖南冷水江,硕士,中南大学信息科学与工程学院信息与通信工程系副主任,研究方向为计算机通信保密、网络与信息安全。

在介绍具体的技术时,先分析普通的熟悉的技术,再介绍网络技术的特点——提出技术问题,启发学生钻研解决方法。例如,介绍计算机网络中报文交换方式,我们先以电话网络中的语言传输为背景,先让大家分析一下打电话时语音信息的传输情况,并对此过程进行总结。数据可以用这种方式传输,比如远程联机系统阶段就曾用过。这种方式叫做线路交换方式。过程描述:这种方式与打电话时一样,从源端至终端由中间的交换机建立起一条物理通路,然后送数据,传送完毕后,拆除通路连接,同时用图示意线路交换原理。然后分析数据在网络环境中的传输特点:

(1) 突发性。即发送期间的速率可以很高,但两次发送间的间隔时间可能很长,也就是说,峰值传输速率与平均传输速率之比很大,而对语音传输来说,这个比值就相对很小。例如文件的传输,一般计算机至终端数据传输的峰值与平均值之比为100∶1,而语音传输中为3∶1,因此,在数据传输中根据它的特点研究如何充分提高通道传输效率,是一个很重要的问题。

(2) 正确性。数据传输不同于语音传输的另一个特点,是它对传输正确性的要求较高。在语言传输中,不大的失真或个别听不清一般靠人的判别仍能正确收听,实在不清楚时可由人要求再说一遍。但在数据传输中,一个码元(一位)的错误都可能使接收发生错误,因此在数据报文中必须增加检错码,报文被对方收到后必须回答确认报文(ACK),如果超过一定时间无ACK回答,或者收端因接收错误而发回否认回答(NAK)时,发送端必须重发原来的数据报文。这是计算机网络中广泛采用的一种差错控制方法。

所以,数据在网络中的传输时既要便于检错重发,又要便于提高通道传输效率。这又为介绍其他各种报文交换方式的报文交换过程作好了铺垫。

这时指出目前采用的一些方法,如当有报文到达集中器(或通信处理机)时,若出线空闲,随即发送出去,若出线忙,报文暂时存贮于缓冲区中,等待线路空闲时再发出。指出这种方式称“存贮-转发”,再分析其优点,并以实例说明这种方式能平滑通道的负荷,特别适合于间歇性的数据传输。

再分析“存贮-转发”交换的两种方式的交换过程。

最后,总结各种报文交换的特点和优缺点。激发学生提出新问题和解决问题的欲望。

再例如,讲述高速计算机网络技术,给学生设计了这样的一种背景:

分组网络,1000个网上工作站的用户传送文件的情况,让学生想象上网的感觉,10000个网上工作站的用户传送文件又如何?如果传输声音、数据和图像等多媒体信息又如何?再换用前面章节的其他网络速度网络时又如何?

这时,学生总结出新的应用需求——要求网络运行的速度必须大大提高,才能提高网络效率,克服阻塞现象,并能在更大范围内实现高速通信以满足大量用户的上网要求;要求拓宽网络频带,改进单一频带的网络环境。满足多媒体技术的普及与应用。

然后介绍分析或者讨论各种提速的思路:简化协议,改变现行的传输与交换机制,采用高速光纤传输系统等方面着手研究与实施。

这种设计背景的方法有助于培养学生抽象思维能力、技术分析能力和技术预测能力,从而提高学生的创新创业素质。

3以产品创新为基础的创新创业教育

笔者认为,产品创新也是一个很重要的方面。因为对于工科学生来说,除了将来创业要开发产品以外,创业和应用中也需要选择产品的能力。

网络的实现与应用需要各种设备,为创新创业教育提供了大量的基本素材。论述产品创新问题时,对于一些典型产品,在介绍了产品的基本原理后,讨论其基本的实现方法并列举一些设备生产商;对于一些竞争性产品,是以当时的典型同类产品的使用方式和功能为背景,分析其功能及其限制,然后分析解决的思路和方法,并分析其成功的因素。

例如网络路由器,是一种典型的设备,在介绍了工作原理和有关协议后,让学生思考实现途径,再指出华为、思科等厂商生产的系列产品应用的广泛程度。

例如网络操作系统,介绍NETWARE时,在介绍了当时有关的资源共享方式及其企业、产品后,然后指出文件共享方式的优点及其实现方式,讨论其受到的限制及其原因,指出NOVELL公司的解决办法——文件服务器概念及文件服务器操作系统。这种操作系统曾占有世界市场2/3。然后介绍NETWARE产品性能,分析其中创新的技术,最后要求学生思考NOVELL的成功对我们的启示。

这样可以培养学生创新产品的能力和创新创业的能力。

在介绍Windows网络操作系统时,先介绍当时的技术背景:计算机网络中计算机机型更多,硬件性能更高,硬件发展很快;计算机网络中计算机操作系统更多,都难以充分发挥硬件性能;资源共享要求更高(对等服务,分布计算,安全等);图形界面得到用户喜欢;Internet的普及。

然后对比NETWARE的特点,指出为开发图形界面的支持多种网络平台、操作系统和应用程序的网络操作系统提供了市场。这就是Microsoft公司为什么要开发Windows NT网络操作系统。

以上述技术背景来介绍Windows NT的体系结构、性能特点和创新之处。然后要求学生总结NT对比NETWARE的创新之处和NT的成功对我们的启示。使学生对新产品的开发不感到神秘,了解新产品的创新角度,增强学生的创新信心和创业信心。

再比如,多媒体网络技术,首先介绍多媒体及多媒体网络的概念,再以一个具体的多媒体网络应用系统为例,分析其功能要求,在一般网络上实现多媒体网络应用系统需要解决的技术问题,然后分析和讨论解决的思路和一些具体的技术。既介绍了多媒体网络技术,又体现了技术创新的思路、产品技术应用的要求。使学生对新技术的开发和应用不感到陌生,扩大学生的创新和创业的视野。

4结束语

尽可能使学生了解更多的专业技术应用背景知识、分析创新思路,有助于学生掌握专业创新设计方法,培养专业创新创业能力与素质。应用背景知识可分为实际的(历史的)、举例型的、借鉴型的。要求教师了解技术发展史和丰

富的实践经验。

开展专业创新创业教育能处理好创新创业素质教育与专业课程教育的关系,将创新创业素质教育与专业教育等有机地结合起来,既达到了专业创新创业素质教育与专业课程教育的目标,又提高了学生的学习兴趣、激励学生创新创业精神、培养学生分析问题和解决问题的能力,提高了教学质量。近年来,后续的毕业设计中,学生的思路开阔,能提出几种解决方案进行选优分析。在求职供需见面会后,不少学生反馈,计算机通信网络课程对他们的帮助很大。

参考文献:

[1] 邵文革,张志坚,唐建勋,等.创业教育与创业型人才[J].教育与职业,2003(1):29-30.

[2] 朱继洲.创新教育与创业教育[J].大学教育科学,2004(2):7O-72.

[3] 施荣华,王国才.计算机网络技术与应用[M].北京:中国铁道出版社,2009.