计算机网络原理课程的教学方法研究与探索

摘 要:摘要:分析了计算机网络原理课程的重要性,描述了计算机网络原理课程的现状,结合教学实践,从教学方法、教学内容等多个方面提出计算机网络原理课程理论教学的方法研究,从实验内容、实验类型等几个方面提出实验教学的方法研究。为培养创新性应用型学生营造了良
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摘 要:摘要:分析了计算机网络原理课程的重要性,描述了计算机网络原理课程的现状,结合教学实践,从教学方法、教学内容等多个方面提出计算机网络原理课程理论教学的方法研究,从实验内容、实验类型等几个方面提出实验教学的方法研究。为培养创新性应用型学生营造了良好的教学和实验环境,从而提高了计算机网络原理课程的教学质量。

关键词:计算机网络;理论教学; 实验教学; 教学方法; 创新性

1.引 言
  计算机网络是计算机学科中发展最快的技术之一,也是计算机应用中一个空前活跃的领域。21世纪是信息社会,信息产业正成为全球经济的主导产业,而它的基础就是支持全社会的计算机网络,网络的出现大大缩短了人与人之间的时间与空间距离,扩大了交互与协作范围。
  计算机网络是计算机技术与通信技术相互渗透、密切结合而形成的一门交叉性学科,计算机网络原理课程在计算机专业中占有重要的地位,它属于一门学科基础课,是几乎所有的计算机专业都开设的一门课程。目前我国信息技术与信息产业的快速发展,正需要大批掌握计算机网络与通信技术的人才,这就对培养21世纪高素质创新型计算机专业人才提出了迫切的要求。
2.现 状
计算机网络原理课程主要讲述网络的基本原理、技术与应用,一般以计算机网络5层体系结构为主线进行讲述,网络设备多,网络概念多,内容相对枯燥,尤其是开始部分,讲述参考模型,学生不容易理解为什么划分那么多的模型,不容易引起学生的兴趣。而且多数的学校对于这门课程都没有相关的实验课程,学生学了之后总感觉是虚无缥缈的,使用网络的时候体会不到内部的运行机制。比如讲述网络协议部分,由于数据包在各层次的流动以及协议对其的处理过程都隐藏在设备内部,看不见也摸不着,没有实际的直观印象,只有理论的抽象讲述,学生很难从整体上理解和掌握局域网的工作原理与运行规律。
3.教学方法研究
  针对目前计算机网络原理课程的教学现状,结合多年的教学经验,提出如下的教学方法:
3.1 理论教学方法研究
(1)采用类比的方法
  计算机网络原理课程中,网络概念多,网络名词多,讲述的时候可以采用类比的方法,以学生已知的生活经验和知识为参照进行讲解,如讲述OSI参考模型时,可以与大家熟知的邮政通信系统进行类比,邮政通信系统可以分为三层:用户、邮局和运输部门,用户位于最高层,运输部门位于最底层,各司其职,各尽其责,上一层对下一层提出要求,下一层完成上一层提出的要求,为上一层提供服务,对等层之间和上下层之间存在相应的约定,上一层要打包之后再交给下一层。这样学生就比较容易理解为什么要划分层次了,以及层与层之间的数据传输过程。
  (2) 动画演示
  对于内容比较抽象,现实生活中又很难找到相似例子的部分,可将内容做成动画,采用动画演示的方法,如数据的通信方式,动画能够直观形象的展示数据通信的过程,学生容易理解且容易激发学习兴趣。
  (3) 自己动手
  通过网络学习网络,在使用网络的过程中思考网络的工作原理。如讲述介质访问控制子层时,让学生利用现有条件在宿舍自己动手组建局域网。即增加了兴趣,又增强了动手能力。讲述应用层时,主要采用简要讲述课后自己实践的方式,自己动手配置ftp服务器,配置DNS服务器,电子邮件服务器,web服务器等。
   (4)参观调查
  课堂上看不到的网络通信设备如交换机、路由器、集线器、网卡等,传输介质如双绞线、光纤等可以到市场上去调查,对比优缺点,性价比,不明白的地方回来查询相关资料,最后书写心得体会,并与其他同学交流经验。
  参观学校的网络中心,了解校园网的网络结构,参观并利用现有的网络相关实验室。
  (5)讨论课
  为了培养创新性的应用型人才,教学模式应由“以教师为中心”向“以学生为中心”转变,适当开设讨论课程,让学生自主学习,遇到问题相互讨论,各抒己见,如学习网桥的工作原理时,讨论网桥是如何工作的,以及网桥和交换机的区别等。最后教师给出总结。
  (6)问题驱动式
  为了增强教学过程的连贯性,可以采用问题驱动式教学方法,即提出问题,解决问题,再提出新的问题,一环扣一环,直到结束。
  (7)更新教材内容
  网络技术日新月异,网络教学内容也要不断取舍,要紧跟计算机科学与技术的发展潮流,及时制定并修正教学计划和课程体系,删除逐渐被淘汰的技术,如X.25、ATM等,注重对下一代互联网体系结构和IPV6协议研究的介绍,强化对网络核心的路由和交换问题的介绍,增加对网络安全管理的介绍。为培养高素质创新型人才打下坚实的基础。
3.2 实验教学方法研究
  实验课程是理论课程的延伸,对于培养学生综合运用所学知识、解决实际问题,加深对网络理论知识的理解与应用起着非常重要的作用。目前,多数学校没有针对网络原理课程的实验,现有实验也仅限于网络操作系统的安装与使用等与网络原理课程关系不大的操作性实验,主要是因为:计算机网络实验室的组建具有一定的难度,不仅仅有计算机就够了,还要有组网的设备,网络互联的设备和工具,投资较大,变化更新快,因此在教学的过程当中,应充分利用现有的各种实验设备,为学生创造更多的实践动手机会。
  计算机网络是综合性很强的学科,即有硬件实验又有软件实验,两者密切结合,不可分割,先实物在理论后应用的教学模式,更有利于学生的理解。应该加强实验教学环节的力度。深入理解课程核心知识内容,认真选择实验内容,通过对计算机网络知识体系的理解,制定详细实验计划,选择数据链路层、网络层、传输层和应用层等重点教学内容来设计实验的内容。把实验分为操作性、设计性和分析性和创新性等类型,着力构建“厚基础、重应用”的人才培养模式。
   (1)操作性实验
  操作性实验如局域网的组建,web服务器、ftp服务器、DNS服务器的建立和管理等,这类实验主要培养学生实际动手能力,加深学生对理论知识的理解和应用,避免高分低能的现象发生,让学生学有所用。这类实验可以分组完成,每组6~8人,指定一名组长,每组具有6~8台主机,和相关的联网设备。
  (2)分析性实验
  计算机网络的特点使得使用网络的时候体会不到内部的运行机制,针对这种现象可以采用分析性实验,如使用Sniffer、Ethereal等网络分析工具捕获数据包,对数据包进行分析,体会数据在 各层的流动顺序和变化过程。
  (3)设计性实验
  在学习网络原理之前,学生已经学习了C语言课程,并具备了一定的编程基础,可以让学生利用C语言编写一些小的程序,模拟网络的内部细节,如:数据链路层帧交换过程,教师可以给出原始数据,让学生把它组装成一个802.3帧,并转换成802.5帧格式;网络层分组交换过程;传输层报文交换的过程等。
  由于网络实验环境的局限性,所有的网络实验都利用真实的实验环境来实现是不现实的,也是没有必要地,我们可以用Packet Tracer、OPNET等网络仿真软件设计网络拓扑结构、配置网络设备,分析实验结果。
  (4)创新性实验
  这类实验培养学生综合运用所学知识,进行科学研究创作,培养学生的发现问题、提出问题和解决问题的能力,培养学生的自我学习能力,从以教师为中心向以学生为中心转变。如编写IPV4转发实验,IPV6收发实验,简单TCP协议实验,用UDP编写网络聊天程序等。
4.总 结
  计算机网络原理课程是计算机专业的一门重要基础课,实践性较强,同其他课程的教学一样,不是一成不变的,教学的方式与方法也要不断适应课程变化的需要,本文从理论教学和实验教学两方面提出了几点看法,注重理论教学,尤其要加强实验教学环节,让学生在实践中加深对理论知识的理解,增强动手能力,为打造创新性应用型人才打下坚实的基础。
  
参考文献
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作者简介:陈海红(1977-), 女, 内蒙古自治区赤峰市人, 讲师, 硕士,主要研究方向为:计算机网络。

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