面向机械类专业计算机网络课程教学的案例教学研究

袁楚明+刘竞+李斌

（华中科技大学机械学院，湖北 武汉 430074）

摘要：针对机械类专业《计算机网络技术及应用》课程的教学现状，结合多年的教学经验，采用案例教学的方法，进行基于案例的课程教学体系设计，结合专业特点设计核心案例，分层次地引入相关技术问题，将理论知识与应用实践有机结合，旨在探索一种新的教学模式，构建一个新的教学体系，激发学生学习的主动性和对专业的兴趣。

关键词：案例教学；计算机网络课程；教学研究

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）50-0180-03

一、引言

《计算机网络技术及应用》是机械大类专业课程体系中的一门重要专业基础课程，该课程特点是基本概念多、理论抽象、实践性强、工程应用突出。传统的理论讲授教学法是基于课程知识体系，根据课程内容章节的知识点，先从概念入手，然后介绍理论知识和原理，最后给出应用实例来说明知识原理的应用；这样往往难以提高学生的学习兴趣，导致了学生的学习效率低，不利于学生对知识与技能的融会贯通，难以达到预期的教学效果。案例教学法是一种以案例为基础，引导学生分析现实生活的场景或案例，通过案例讨论等方式开展学习的一种新型教学方法。在教师的精心策划和引导下，根据教学目的和教学内容的要求，运用典型案例，将学生带入特定事件的现场进行案例分析，通过学生的独立思考或集体合作，进一步提高其识别、分析和解决某一具体问题能力的一种特殊教学方式。它从实际案例出发，提出问题、分析问题和解决问题，培养自主行为能力，综合应用所学知识。案例教学法在法律、医学、管理等学科中取得了很大的成功。近几年，越来越多的学者开始尝试在工程学科中采用案例教学方法。

二、基于案例的课程教学体系设计

针对计算机网络课程特点和机械类专业应用需求的特点，对课程体系和教学内容进行了合理的规划组织与设计，基于“案例教学、任务驱动、模块结构”的指导思想进行教学组织与设计，构建了知识结构与能力培养相交织的教学体系，如图1所示。

将“计算机网络技术”划分为“计算机网络基本概念”、“计算机网络技术基础”、“计算机网络应用技术”和“计算机网络设计”4个教学模块，每个模块都是某一方面的研究主题，可以按照几个项目（或章）来组织教学内容。每一章通过“案例”给出“问题原由”，即“案例原由”，它又是本章教学内容的背景，通过案例引入教学内容的知识要点；“教学重点”既是本章的知识要点，也是本章的教学任务；“能力要求”则是本章教学对能力培养的基本要求，也是本章的教学目标（任务）。

通过列举大量的实例，以加深学生对理论知识的理解；结合机械专业应用背景，列举一些计算机网络在制造工程中的应用案例，以增强学生的学习兴趣，并促进理论与实际应用相结合。为了加强学生动手能力的培养，实训环节至关重要，除了课程教学中列举大量的实例和应用案例之外，针对每章设计相应的实训环节，重点章节设计综合训练环节，以实际应用为目标，建立课程的技术与技能体系，以融“教、学、做”于一体，培养和提高学生综合应用能力。

三、结合专业背景的核心案例設计

随着现代工业技术的发展，制造自动化、数字化与网络化已成为必然趋势，计算网络技术在制造领域的应用日趋重要。因此，针对机械类专业的背景，在课程教学中结合计算机网络技术在制造中的应用，引入制造工程中网络应用的实际案例，就显得十分重要和必要了。

结合专业特点设计若干核心案例，如在“局域网技术”的教学中，引入“构建制造车间局域网”的案例；在“Internet技术应用”教学中，引入网络化制造的应用案例。由专业应用需求分层次地引出基本技术问题、扩展技术问题和探索性技术问题，并归纳总结引出相关知识环节的教学内容和教学目标，使学生在了解和熟悉计算机网络技术在制造业的应用背景的前提下，有针对性地学习相关的网络理论和技术知识，激发对专业的兴趣和学习动力。其中，基本技术问题是已经学过的知识，可以在课堂上让学生来讨论回答；扩展技术问题则是本章要学习和解答的问题，这样让学生带着问题去思考、学习；探索性问题是课程教学之外的深度探讨性问题，可以布置给学生课后查阅相关文献资料来解答，以3—5人为一小组，分工协作，各小组之间可以展开交流与讨论，课堂中派代表讲解，老师给予点评。

例如，在“局域网技术”这一章的教学一开始，首先引入“构建车间局域网”的案例，给出一般制造车间局域网的网络拓扑结构（如图3所示）。根据案例应用需求，层次性地引出相关技术问题，并进一步给出本章的主要教学内容和目标。

构建车间局域网的目的：将车间加工设备联网并接入企业局域网，以实现生产过程的控制管理，诸如通过服务器：（1）集中管理NC加工程序，并通过网络传输到加工设备；（2）实现生产计划的调度与管理；（3）监控加工设备的状态及生产流程等。

根据车间局域网的拓扑结构图，引出其中的基本技术问题：（1）车间网络扑结构的类型是什么？（2）车间局域网由哪些部分构成？构建车间网络所用的传输介质有哪些？等等。

进而引出车间网络涉及的扩展技术问题：（1）车间网络的介质访问控制方法是什么？（2）车间网络构建的布线规范标准是什么？（3）所有网络设备有哪些？等等。通过这些问题，不仅可以让学生了解网络技术在制造领域中的应用，还可以学习一些与专业相关的知识。

随后，提出一些深度的探索性问题：（1）车间设备是否都可以直接连接到车间网络？如不行，需要采用什么技术手段来实现联网？（图中RS232和RJ45的含义是什么）（2）车间设备联网后，还需要一个基于网络的生产管控系统平台才能实现对设备的管理控制，那么，实现这一管控系统需要用到哪些相关技术支持？（3）图中CAD、CAM/PDM、MRPII/ERP、MES等的含义是什么？（4）如何将车间网络并入到企业网乃至Internet，以实现基于Internet的网络制造？通过这些问题，不仅可以让学生了解网络技术在制造领域中的应用，还可以学习一些与专业相关的知识。

四、结束语

将案例教学应用于机械类专业计算机网络课程的教学中，旨在打破传统教学模式的弊端，改变传统的教学理念。利用案例教学模式进行教学，有利于更加深入地挖掘学生的潜能，培养学生自主学习的习惯，激发学生学习的积极性与主动性，提高学生的分析问题和解决问题的能力。结合专业特点的案例教学，极大地增强了学生对专业的兴趣，教学活动紧密结合工程应用实际，有利于具有工程背景人才的培养。

参考文献：

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