新建本科院校计算机网络课程项目设计

摘 要：通过借鉴国内知名大学教学改革的实践经验,从锻炼学生的动手能力出发,针对本院校的实际特点,提出具有地方特色的网络课程教学方案,详细介绍课程设置和具体采用的教学方法.

关 键 词：课程设置；教学模式；任务驱动；教学方法

计算机网络课程是计算机及其相关专业本科高年级学生的必修课.近年来网络技术发展迅猛,网络技术的应用已经渗透到各个行业,对于计算机专业的毕业生网络技术的掌握情况,对于能否很快适应社会需求极为重要.黑河学院自2004年正式批准成为综合类本科院校以来,其计算机专业的网络课程经历了从无到有,教学队伍已发展到一个精英教学团队,教学体系、教学内容、教学方法和教学手段从模糊、粗放到精益求精.

1.课程内容体系结构

计算机网络课程体系庞杂,为了突出办学特色,充分发挥本院优势,黑河学院对网络工程专业学生提出4项基本学习目标,即懂、建、管、用：

“懂”是能够正确认识和认知网络术语及协议标准；

“建”是能够对现有网络提出建设性意见,并能够作出实施方案；

“管”是能够使用网络硬件设备对网络进行管理和维护；

“用”是能够熟练地掌握网络信息、站点的发布.

在对课程内容设置上也充分考虑到计算机网络中的一些经典内容,包括具有一定深度的知识.例如,在讲授拥塞控制内容基础上,渗透部分神经网络的知识开拓学生的视野,不断引入最新网络技术,如高速LAN、无线LAN、蓝牙、ATM、IPV6等.为了使学生能够全面、深入理解和熟练掌握计算机网络知识体系,对于网络工程专业不同方向的学生在教授网络课程时以TCP/IP协议体系结构为主线,以Inter和Intra作为实例来讲解网络基本原理和其应用.网络课程内容及知识点的设置见表1.

不同的专业方向对计算机网络课程的教学目的和要求不一样,学生也存在个体差异,因此本着因材施教的基本原则,在教学内容和教学进度的安排和组织形式上采取多类别分类教学,具体类别如下.

1）计算机网络（72学时,理论36,实践36）.

适用于网络工程专业本科生,采用谢希仁教授编著的教材《计算机网络》第四版进行教学,讲授内容包括网络概述、数据通信基础、计算机网络的体系结构、局域网及介质访问控制、广域网技术、网络操作系统（Windows2003、Linux）.在应用层重点讲述HTTP、FTP、TP、DNS、DHCP、SNMP等协议的原理,P2P模式与C/S模式的差别；在传输层讲述可靠传输的基本条件、流量控制、差错控制以及TCP、UDP协议；在网络层主要讲述路由算法、IP协议、构造超网与子网划分、网络互连、路由器基本原理等.实验内容包括互联网应用、应用层网络协议验证、网络操作系统基本命令、网络测试、网络编程.1个学期后,可以根据实际情况开设网络课程设计,内容包括企业网方案设计、局域网P2P即时通讯软件的实现等.基本覆盖了表1中所有的知识点,另外对于网络管理与网络安全、神经网络也做了讲述.

2）计算机网络与通信（54学时,理论36,实践18）.

适用于网络工程专业（通信工程）方向本科生,采用电子工业出版社出版的《计算机网络与通信》教学,讲授内容以Inter为线索,系统介绍协议、怎么写作、数据报、数据交换、信道复用等网络基本概念,应用层的重要协议如DNS、TCP、UDP、IP、FTP、TP、HTTP和网络设备.重点讲述多路访问控制协议、IP子协议以及交换机、路由器、模拟与数字通信的方法与过程、效率与性能,噪声与干扰对通信的影响等.对计算机安全包括RSA加密算法、数字签名、电子邮件加密传输、认证协议、加密通信等进行介绍.实验内容包括协议分析和网络通信仿真实践,重点在于理解协议的概念、应用和脉冲编码调制,实现一般网络应用.覆盖表1中的基本和中高级内容.

3）计算机网络基础（48学时,理论36,实践12）.

适用于网络工程专业（物联网）方向本科生,采用清华大学出版社出版的《计算机网络技术基础教程》教学,主要讲授内容包括网络概述、通信原理、TCP/IP协议结构、局域网技术、广域网技术、网络设备及应用.实验内容包括互联网应用、应用层网络常用协议实现、网络测试及管理命令使用和组网技巧.主要覆盖表1中的基本知识内容,省略了网络层和运输层中较为复杂的知识内容.

2.实践项目设置

计算机网络课程教学的主要环节在于实践,实践教学的定位是激发学习兴趣,加深对基本原理的理解,培养基本的网络应用能力,为后续学习打下基础.围绕这一目标,黑河学院为网络工程专业及相关方向开设的网络实验项目如表2所示.

根据以上实践教学内容的设置,针对专业方向的不同需要,对网络课程的内容和实验项目要求做相应整合,满足各专业方向对于网络教学的要求.

3.教学方法与教学效果

计算机网络课程知识点多、覆盖面宽、系统要素多、各种协议实体交互复杂,单一的教学方法无法解决所有问题,为了改变过去传统的一味讲授的教学模式.课程组采取了多种教学方法实施教学,具体方式如下.

1）讨论式教学.

由实验授课教师讲解本节实验的理论原理和具体的实验内容,针对难点和重点,设计思考题并要求实时记录实验过程,实验完成时,通过提问或研讨分析的方式实现教师与学生之间的互动.这样学生印象深刻,对于比较复杂的协议有实质性的了解,避免死记硬背.

2）任务驱动式教学.

在理论课教学中,教师精心设计每个“任务”,并分解成若干个“子任务”.按照“提出任务→分析任务→引出教学内容→讲授新知识→总结评价”的过程展开课程.

在教学过程中充分利用学校的网络环境,以校园网拓扑结构为参照,使学生在计算机网络教学中接触到真实的网络案例,从分析网络拓扑结构到网络规划与设计再到硬件设备的选择逐步展开.教师在讲解的基础上,指定内容如计算机网络的概念、计算机网络的拓扑结构、Inter的发展过程、网络系统拓扑结构设计、网站建设与维护等,安排3～5名学生组成小组,查阅资料、讨论并写出专题报告,并在课堂上向同学讲述,一起讨论、分析和评价,使每个学生都有兴趣积极参与,活跃课堂气氛,培养其自学能力.

3）开放式实验教学.

学院于2011年建设了网络实验室,引进了最新的网络仿真设备,对学生全天开放,学生不仅在课堂上能够学习理论知识,在课外也可随时练习课堂实践内容,在实践中发现问题并解决问题,既强化了理论知识又锻炼了实际动手能力.

通过灵活的使用多种教学方式并结合现代教育技术,使教师在计算机网络课程教学中取得了显著成效,精简了课时,提高了学生的动手能力.省内专家和院系领导对计算机网络课程的教学给予了肯定.

4.结语

网络工程专业横跨计算机、通信、电子等专业领域,由于涉及学科较多,国内还没有统一的课程体系,黑河学院紧密结合区域经济特点和学校的办学实力,以怎么写作地方、区域经济发展为主,面向生产、管理、建设、怎么写作第一线,完善应用型人才培养体系,培养面向基层,下得去、用得上、留得住、干得好的具有理论和实践技能相结合的高素质应用型网络技术人才.