“计算机网络”课程教学方法体系的研究与实践

刘素芹 肖军弼 曹绍华

摘要:为了适应信息时代的要求,培养学生的网络应用能力和创新能力,需要对“计算机网络”课程的教学进行一系列的改革。本文从课前准备、不同内容的授课方法、网站建设、讲座式教学、参与式教学、考试后总结等几个方面介绍了我校的计算机网络课程教学方法体系。

关键词:信息时代;计算机网络;教学方法

中图分类号:G642 文献标识码:B

生活在信息时代,网络已成为我们工作和生活中必不可少的一种工具,“计算机网络”课程是计算机专业的一门主干专业课,是我校首批双语试点课程和校级精品课,并在我校新的教学大纲中已经列为非计算机专业的普及课。另外,网络技术发展迅速,如何更好地上好这门课,培养更多优秀的网络技术人才,显得尤为重要。笔者多年来一直担任该课程的教学,课程教学组以教学大纲为依据、以培养学生的创新能力为宗旨、以社会需求和学生的长远发展为目标,不断改革教学方法,经过长期探索和实践,逐渐形成“计算机网络”课程的教学方法体系,取得良好效果。

1课前了解学生情况,使教学更有针对性

大学高年级的学生,对网络都有不同程度的了解和使用,为了使教学更有针对性,开课前,我们都采取到宿舍座谈或问卷调查的方式了解学生的网络知识。问题主要包括以下几方面:①你曾经利用网络做过哪些事情;②你对这门课的认识;③你用过或见过哪些网络设备;④你在使用网络过程中遇到过哪些困难;⑤你对网络有哪些困惑;⑥通过这门课你想达到什么目标;⑦你对教师讲授这门课的要求(包括授课方法、授课内容、实验内容等);⑧你以后打算从事哪个方向的职业。

2不同的内容采用不同的教学方法

“计算机网络”是一门理论性和实践性都很强的课程,内容又比较多,所以我们针对不同的内容分别采用不同的教学方法,取得了较好的教学效果。

2.1基础理论模块采用“讲授法”

基础理论是学生不太了解、不便自学而又必须掌握的内容,我们主要采用传统的讲授法。为了使学生对所学知识理解透彻、记忆深刻、应用灵活,我们一直坚持将“启发式”贯穿于整个教学过程中。例如“OSI参考模型”是计算机网络体系结构的经典模型,也是计算机通信的基础,在讲这部分内容时,先引导学生回想邮政系统的工作流程,因为计算机间的通信与邮政系统非常相似,建立OSI参考模型的目的就是使计算机之间能够顺利地通信,那么,OSI参考模型的工作原理及各层协议的功能是什么呢?在总结学生发言的基础上,自然会列出各层的功能,从而使抽象的问题变得浅显易懂,也加深了学生对整个网络通信原理的理解。

为了提高课堂教学效果,在讲授过程中要注意多问,一是教师自问,自问自答;二是教师问学生,在关键点提出难易适中的问题让学生回答;三是学生问老师,鼓励学生大胆提出问题,活跃思维,激发学生学习的兴趣。

2.2成熟技术模块采用“导学法”

“导学式”教学法是在“启发式”教学法的基础上发展演化而来,它包括“给出问题-自学-答疑-学生回答-教师讲评”几个教学环节,也就是以技术点为单位,课前教师根据教材内容提出若干问题,让学生带着问题课下自学,口头或书面回答问题,最后由教师进行评述和总结。因为网络的应用非常广泛,比较成熟的网络技术在我们日常生活中随处可见,大多数人“虽不知其所以然,但知其然”,所以这部分内容可以采用“导学式”教学法。例如:“电子邮件系统”这部分内容,虽然大多数学生对电子邮件系统的工作原理及采用的技术没有一个总体的了解,但他们每天都在收发电子邮件,对其应用却非常熟悉。针对这种情况,学习这部分内容之前,我们先给学生以下几个问题:①电子邮件系统由哪几部分组成?②电子邮件系统的工作过程包括那几个步骤?③常用的邮件发送协议和邮件读取协议有哪些,它们各有什么特点?④常用的用户代理有哪些?带着这些问题,学生边看书边联想平常的应用,到计算机上去查邮件账户配置,有的学生还到学校的信息中心去咨询一些感兴趣的问题。

学生反映这种讲课方式克服了他们学习的盲目性,使他们积极主动地参与教学的全过程,极大地激发了学生的学习兴趣,提高了学生自主获取知识的能力,同时还提高了课堂教学效率。经比较,这部分内容,若采用传统的讲授法需要花费四五十分钟,而采用导学法课堂上只需花费十几分钟,后者的教学效果也明显好于前者。为了满足课时压缩和培养创新人才的要求,这种方法尤其显得必要。

本方法在实施时,要处理好三个问题:①精心设计导学提纲(即提出的问题),使学生自学时能抓住关键;②能够及时解答学生遇到的疑难问题,保证不影响教学进度;③确保每个学生都能真正地独立学习。

2.3新技术模块采用“研究法”

“研究法”教学是在教师指导下由学生通过自学、查阅资料、分析与综合有用信息、进行科学研究和创新的一种教学方法。由于网络技术发展迅速,新技术层出不穷,并且和我们的应用息息相关,针对这部分内容的特点,我们采用“研究法”以培养学生的科研创新能力。为了培养学生的科研创新能力,首先要注重其阅读能力、使用各种工具书的能力、获取文献资料以及利用信息的能力等基本能力的培养。为此,我们先按内容分为通信设备、网络管理、网络安全、网络协议、电子隐私和匿名等几个专题,每个学生根据个人兴趣选择一个专题,在阅读教材的基础上,充分利用现代信息检索工具,获取相关文献资料,并针对现有技术的缺陷提出改进措施,每人提交一篇论文。对学生的论文可以先让学生之间互相阅读,增加他们的信息量,最后由教师全面审改并进行总结讲评。教师的总结应有高度的启发性,真正发挥指导作用,应对研究内容的广度与深度、观点与材料、继承与发展、方式与方法、科技写作能力和治学态度等进行综合评价,肯定成绩、指出不足,并明确努力方向。

实践证明,这种教学方法极大地激发了学生的学习和科研兴趣,扩大了其知识面,活跃了他们的思维,增强了他们检索文献资料以及筛选、分析、整理、加工与利用信息资料的能力,同时也提高了他们的科技写作能力,为以后的科研工作打下良好的基础。

在实施这种教学方法时,要注意以下两方面的问题:①专题要选得合适,太难或太容易都会挫伤学生的积极性;②要防止个别学生偷懒,照抄照搬现成的文章。

2.4课程总结采用“案例法”

计算机网络课是一门实践性很强的课程,由于建立一个比较齐全的网络实验室需要很大的投资,所以大多数院校的网络实验室并不是非常齐全,从而使得某些实验受限。为了使学生对整个网络系统有比较全面、透彻的理解,课程结束时,我们重点剖析一个现成的网络,比如校园网,从建网的背景、拓扑结构、主要设备(交换机、路由器等)的选择、各主要站点的配置(操作系统、协议、管理软件等)到日常维护,作一个比较全面的介绍,再结合日常的应用加以讲解,使抽象、神秘的问题变得通俗化。

另外,为了进一步提高学生的工程能力,除了在实验课中组建小型局域网外,我们还实行模拟案例教学,即要求学生进行模拟组网。这种教学方式一般包括四个步骤:①案例准备,由教师收集并筛选出具有典型意义、适合教学需要的案例;②案例介绍、分析,由教师给出组建该网络的背景,包括组建该网络的目的、规模、投资总额、传输质量要求(速度、误码率等)、安全性要求等;③分组编写报告,按实际情况分组,每人承担一项任务,让他们去做调研和规划,在规定时间内每组提交一份规划报告;④总结提高,教师在综合每组方案的基础上提出一种比较完善的方案,并与原始方案进行比较。

通过这种案例剖析和模拟案例教学,使学生对这门课的知识框架更加清晰,极大地提高了他们的工程设计能力、组织能力和团结协作精神。

3做好课程的网站建设

“计算机网络”是理论性和实践性强、知识覆盖面广、技术发展快的学科,由于课时所限,很多内容在课堂上不能充分展开讲解,另外,很多原理比较抽象,必须靠大量的多媒体演示、模拟实验和网络实际案例帮助学生消化知识、提高灵活运用知识的能力,所以,该课程的网站建设显得尤为重要。网站内容主要包括基本资料、视频资料、模拟实验、认证考试辅导、新技术介绍、网络案例分析、师生交流和兴趣小组论坛等。基本资料包括教学大纲、课堂内容回顾、讲课的幻灯片、章节练习、试题库等,主要是便于同学课下复习。视频资料对抽象的网络原理进行形象的描述和剖析,学生通过反复看视频资料,加深对原理的理解。由于实验室设备有限、开放时间有限,学生课下先做大量的模拟实验,有了一定的实践基础和动手能力,再到实验室的真实环境中做实验,就能取得更好的效果。有些同学为了更好的就业,需要参加一些网络认证考试,为此,网站上放置大量的各类认证考试资料,并对学生进行相应的辅导,学生在学好课程的同时,也为就业增加了更多筹码。由于网络技术发展非常迅速,新理论、新技术、新工具、新问题层出不穷,我们及时收集这些理论、技术、工具和网络案例,让学生在有限的时间内学到更多新技术,提高学生解决网络实际问题的能力。为了进一步激发学生的学习兴趣,提高学生的科研能力,我们组织网络兴趣小组,教师和学生充分交流,营造了浓厚的学术氛围。

4让学生参与讲课和实验设计

从多年的情况看,每一个年级都有几个在网络方面非常突出的学生,我们就让这些学生参与讲课和参与实验设计,一方面进一步锻炼了他们的能力,另一方面也为其他学生树立了一个良好榜样,激发了同学们的学习热情。

例如:计算机专业2000级某学生,中学时就开始接触网络,参加网络方面的培训,大二时,该学生购买了一些合作单位淘汰下来的交换机、路由器等十几个网络设备,组建了自己的第一个网络实验室,并通过CISCO的相关认证。三年中他参与和负责各种网络项目100余项。所以,笔者安排他讲解网络互连设备这部分内容,该同学由浅入深、形象生动的讲述得到同学和教师的一致好评。另外,我院网络实验室刚买了一批实验设备,就安排他带领一批同学参加网络实验室建设,和教师一起规划实验室网络、调试设备、制定实验项目、编写实验指导书。通过这些活动,使同学们增强了学习的信心和解决问题的能力,更全面地掌握各种网络技术的核心和应用状况,带动更多的同学走上学习与科研相结合的道路。

5让学生参加工程项目

“计算机网络”是一门实践性很强的课程,为了进一步提高学生的实践能力,我们尽可能地为学生提供参与工程项目的机会,让他们认真做好每个环节,并提交规划、施工、调试等技术报告,并鼓励学生利用节假日和周末为一些单位建设和管理网络,并写出相应的实践报告。通过这些活动,极大地提高了学生解决实际问题的能力,激发了他们的学习兴趣,提高了他们的自学能力,同时,也提高了他们的科技写作水平。实践证明,这种方式对于培养学生的创新能力也是行之有效的。

6举办专题讲座,营造学术气氛

为了让学生更多地了解网络前沿知识,同时增强他们的科研兴趣,课程结束前我们利用课堂和课外的时间举办网络方面的专题讲座,讲座内容主要围绕网络发展的新方向、网络技术中的难题和热点展开,同学可以提出问题进行辩论。专题讲座内容新颖、形式活泼,不仅能够及时向学生传播新的学术思想、新技术,展示科学与智慧的魅力,而且能够为教师发表个人学术见解,与学生直接交流、互相促进提供论坛。所以专题讲座不仅激发了学生的学习热情,扩大了学生的知识面,更培养了学生的创新能力。

7考试后再上一次总结课

高校很多课程都是考试完就万事大吉,考得好坏不再去想,从此学生和老师就很少联系。其实很多课程都和以后的学业有很大联系,为了让学生更扎实地学好这门课,同时也改进我们的教学方法,我们发现考试结束后再上一次课是一种很好的办法。首先,教师和学生以平等的身份诚恳地让学生对教师的讲课进行综合评价,并提出建议和意见,包括:师德师风、内容安排、课堂组织、讲课方式、实验安排、考试题目等。接着,教师对学生的考试情况(包括平时作业、实验等)进行全面的总结和对比,找出存在的问题,分析原因,从教和学两个方面谈体会,学生和教师都有很大的收获。

我们将上述教学方法,分别在计算机专业本科生、计算机双学位、非计算机专业本科生和计算机专业函授生的网络课中进行多年的尝试和推广,得到了学生的普遍欢迎和支持,取得了较好的教学效果。当然,任何一种新的教学方法都需要较长时间的研究和探索,并加以实践,我们将不断地努力探索和实践,使“计算机网络”课程教学方法体系进一步得到完善和推广。

参考文献:

[1] 时国宁. 改善《计算机网络》教学的几点探索[J]. 兰州商学院学报,2006,22(4):124-126.

[2] 刘海雄. 高校《计算机网络》教学模式的量化研究[J]. 青海大学学报:自然科学版,2005,23(2):84-87.

[3] 葛辉. 研究性学习在《计算机网络》课程教学中的应用[J]. 中国科技信息,2006(9):266-267.

[4] 刘鹏,夏士雄. 谈以“兴趣引导”为中心的“计算机网络”课程教学[J]. 煤炭高等教育,2005,23(1):120.