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高職非計算機專業《計算機網絡》教學
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高職非計算機專業《計算機網絡》教學【1】
摘要:計算機網絡課程理論抽象、實踐性強,對于高職非計算機專業來說教學難度很大。
本文從教學內容、教學方法和實驗設計三方面談了網絡教學的幾點體會。
關鍵詞:高職;非計算機專業;計算機網絡
《計算機網絡》課程是一門理論性、實踐性和應用性都很強的課程,具有知識更新快、信息量大、多學科交叉等特點,教學難度大。
而對于非計算機專業來說,又存在教學學時偏少、實驗條件不足的問題。
針對這些問題,本文在總結以往授課經驗的基礎上,從教學內容、教學方法和實驗設計三方面談一談改善教學效果的幾點體會。
科學選擇教材,優化教學內容
作為高職院校,應遵循“淡化理論,夠用為度,突出應用”的原則,不照搬本科院校的教材,教材內容主要包括計算機網絡基礎知識、局域網、網絡操作系統應用、TCP/IP協議、接入Internet技術等,不求全求多。
教學內容不按OSI參考模型層層展開,而是以局域網組建為核心,從局域網拓展到互聯網。
對于非計算機類專業學生來說,網絡的設計、組建、管理和維護不是他們畢業后的主要崗位群,因此基礎理論知識簡要介紹,將重點放在操作技能的培養上。
在教學過程中,時時注意與專業相結合。
例如,對于機電、電子與自動控制技術類專業,不僅介紹商用以太網,還介紹工業以太網;不僅介紹網絡操作系統,還介紹嵌入式網絡操作系統。
這些專業的工作崗位里經常用到現場總線、工業以太網和嵌入式系統,學生需要知道兩種網絡及嵌入式和非嵌入式的區別和應用領域,從而更明確自身的發展方向。
改進教學方法,改善教學效果
(一)類比教學方法
計算機網絡課程有很多抽象的、晦澀難懂的概念和術語,這就需要經常使用類比教學法,幫助學生直觀、形象地理解和掌握理論知識,化枯燥為生動,有效地活躍課堂氣氛。
下面介紹兩個使用類比教學方法的例子。
例1:對計算機名、物理地址和邏輯地址關系的理解,可類比為日常生活中的信件投遞過程。
1.信封上收件人名字相當于計算機名或物理地址。
如果信是給本班同學的,則在信封上僅寫名字就可在班里投遞成功,因為范圍小,大家都認識他。
這就像局域網中兩臺計算機使用計算機名或物理地址(不用邏輯地址)也可以通信一樣。
早期局域網NetBEUI協議就是使用計算機名作為地址通信的,而IPX/SPX協議則使用物理地址通信。
2.信封上的郵政編碼就相當于邏輯地址。
如果信是寄給外省的同學,為保證信件的投遞成功,要在信封上寫上詳細地址、名字和郵政編碼。
郵政編碼含有省、市、區等層次信息,有了郵政編碼就知道信件應送往哪個省、哪個市、哪個區了。
同理,范圍較大的網絡通信不能僅使用計算機名或物理地址了,要使用邏輯地址,如IP地址。
IP地址像郵政編碼一樣含有網絡號和主機號兩個層次的信息,根據IP地址就知道要與哪個網絡的哪臺主機進行通信了。
例2:集線器、交換機和路由器的工作過程可類比為不同的通信方式。
1.對講機通信相當于集線器通信。
當每個人在同一棟宿舍大樓里但在不同房間時,可使用對講機進行通話,特點是一個人說話時其余人都能聽見,說話和接聽不能同時進行,同一時刻只能一個人說話,如果兩個以上的人同時說話就會發生沖突,這種工作模式就是半雙工模式。
這就像用集線器組建的局域網,集線器信道是共享的,某一時刻只能有一臺計算機發送數據,集線器簡單地將某個端口收到的數據“廣播式”轉發給所有其余端口,只有目標計算機才會響應。
2.內線電話通信相當于交換機通信。
使用對講機這種半雙工模式不方便,所以同一棟宿舍大樓里的人可使用內線電話進行通話,特點是點對點通話不用廣播,允許多對電話同時通話,說話和接聽同時進行,這就是全雙工模式。
這就像用交換機組建的局域網,每部電話相當于交換機上的一個端口,電話簿相當于交換機的MAC地址表,當某臺計算機要發送數據時,交換機讀取數據包中的目的物理地址,根據“端口號/MAC地址映射表”轉發到相應端口,這就是點對點通信。
交換機允許多對點同時通信。
3.外線電話通信相當于路由器通信。
當兩個人不在同一棟宿舍大樓里時,要通話就必須撥打外線,總機負責把電話轉接到目的號碼,總機就相當于路由器。
這邊的總機負責找到對方的總機,并將內線號碼轉成外線號碼,這就相當于路由器的路由尋址和網絡地址轉換NAT功能了。
(二)使用工具軟件輔助教學
除了類別教學法,充分利用一些工具軟件進行輔助教學也是很好的教學方法。
一般的工具軟件是幻燈片、Flash動畫和教學影視片段等。
這里要介紹的是使用虛擬機和Sniffer軟件進行輔助教學的例子。
例1:使用虛擬機演示局域網組建和網絡操作系統配置
通過虛擬機軟件在一臺電腦上組建多臺虛擬機,每臺虛擬機運行單獨的操作系統而互不干擾。
有了虛擬機,我們就可以在虛擬裸機上演示如何安裝網絡操作系統;演示在多臺虛擬機之間或虛擬機與真實機之間搭建對等網和C/S模式的局域網;演示Internet連接共享的配置;演示Windows Server 2003的活動目錄、應用服務器的配置等。
圖1所示是使用Vmware軟件構建的虛擬網絡環境。
具體形象的操作演示使得局域網組建和網絡操作系統的學習不再空洞,學生仿佛置身于其中,在虛擬的網絡環境中得到真實感受。
例2:使用Sniffer軟件學習分層和協議簇
Sniffer是一套獲取、分析和產生網絡數據包的軟件,Sniffer可以在各層協議上進行解碼,每一層使用不同的顏色加以區別。
對于高職非計算機專業學生來說,進行協議分析并不是課程的重點,但協議分析器在說明局域網工作原理和通信流量、通信內容的構成、網絡安全、網絡病毒攻擊等方面,是一種不可多得的生動的教具。
在教學過程中可充分利用Sniffer對數據包的分析解碼功能,幫助學生理解分層和協議簇的概念。
方法是在Sniffer軟件中設置捕獲訪問某網站的數據報文,選取其中的HTTP數據報文,從中可以清楚地看到一個應用報文是如何從應用層到傳輸層再到網絡層接著到鏈路層逐層進行封裝,并且可以看到各層中相應協議規定結構的具體內容,如圖2所示。
(三)網絡教學法
由于互聯網信息豐富,所以充分利用互聯網查閱常用網絡產品的性能和參數,對學生學習網絡增強感性認識、提高學習興趣很有幫助。
例如,上網查看市面正在使用的交換機的圖片、類型、參數和價格,學生就能產生感性認識,明白所學知識在選購交換機時的作用,增加對交換機性能和價格行情的了解。
又如,對域名的認識,除了介紹域名結構、域名解析原理外,還可上網搜索查看域名申請過程、域名和IP地址的綁定和域名價格等。
上網搜索所需知識已是獲取知識的最快捷有效途徑之一,所以在教學過程中也要教會學生上
網搜索知識的技巧和培養學生上網主動學習的習慣。
加強實驗教學環節
計算機網絡理論知識與實際應用緊密結合。
通過實驗環節,可以加深理解理論知識和熟練掌握計算機網絡技術。
然而,由于網絡設備價格高等原因,對于非計算機專業來說無法建設完善的計算機網絡實驗環境。
利用虛擬機和Sniffer軟件來架構計算機網絡課程實驗則是一種很好的解決方案。
網絡實驗可開設如下:(1)使用虛擬機軟件學習網絡操作系統的安裝;(2)將兩臺虛擬機組建成對等網;(3)將兩臺虛擬機組建成C/S模式局域網,并配置FTP服務器、Web服務器、DNS服務器、DHCP服務器和防火墻;(4)使用Sniffer軟件捕獲通信過程中通信雙方的交互信息,分析所捕獲的數據包數量、數據包類型和數據包內容,從而掌握子網掩碼、網關、ARP協議、ICMP協議的作用和工作機制。
實踐證明,采用上述教學方法后原本晦澀難懂、抽象空洞的課程變得形象易懂、真實可見,學生好學,教師好教,“教學做”得到了全面提高。
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高職高專《計算機網絡》的課程教學【2】
為計算機專業學生開設了《計算機網絡》課程,通過此課程的研究學習,使學生掌握計算機網絡系統的基本原理、基本技能和基本分析方法,為以后學習Web應用程序開發、計算機網絡安全等后續專業課程打下必備的基礎。
《計算機網絡》不但能為后續各專業課打下良好的理論基礎,而且還能積極適應信息技術新發展的不斷要求,強調培養學生的動手動腦能力、開創與創新意識以及實際組網技能。
學生學習理論知識的同時,必須具有創新意識,必須培養其分析和解決問題的能力。
縱觀《計算機網絡》課程的教學過程,教師的教;與學生的學;是一個最尖銳的矛盾。
如何解決這一教學矛盾,提高教學質量是該課程教師的亟待解決一大難點。
建構主義理論強調了個體的主動性在建構認知結構過程中的關鍵作用,并對認知過程中如何發揮個體的主動性作了認真的探索,符合教師教;與學生學;的情境。
那么,在計算機網絡課程教學中,該如何應用建構主義教學理論來解決教學難題?本文筆者將根據該課程特點并結合自身的教學思維以及教學實踐,在教學理念的確立、教學模式的建構、教學方法擬定、實踐項目的設立和組織四個環節談談如何圍繞建構主義理論開展計算機網絡課堂教學,以更好地為計算機網絡教學服務。
一、教學理念的確立
教學理念就是人們對教學和學習活動內在規律的認識的集中體現,反映了教師個人的價值觀和他對學生需要的考慮,同時也是人們對教學活動的看法和持有的基本的態度和觀念,是人們從事教學活動的信念。
它是人們從事教學活動的指導思想和行動指南,對課程的培養目標設立與實現有重要的指導意義。
教學理念決定著教學行為的產生,且教學理念支配著教學行為,可以形象地概括為態度決定一切;。
高職高專《計算機網絡》課程教學應遵循以崗位需要為主線、以學生發展為根本、以能力培養為中心、以教學服務社會為目標的教育理念,打破傳統課程原有的知識體系,按照必須、夠用;的原則將課程進行重組與創新,實行整體優化。
1.以理論夠用為度,加強實踐教學環節。
在對《計算機網絡》的行業情況重新調研后,酌情逐漸減少理論課時,增加并強化實踐實訓項目,使課程設置與國家對高職高專課程相一致。
2.以就業及市場需求為教學導向,根據市場需求的發展變化,及其對各個工作崗位的要求,從而去調整我們的教學內容和教學計劃,要重視教學的實踐性,充分發揮它的作用,根據以上具體需求,對高職高專《計算機網絡》課程進行修訂和調整,其中最重要的是調整理論教學和實踐教學的課程比例,并對實驗環境進行優化,對課程內外教材進行豐富等。
3.為了建設質量高、具體、現代化的教學資源,必須以先進的教育思想和教學理念作為依據;為了建設先進的教學和實訓環境,必須以現代的技術作為依靠。
4.為了讓學生具備其基本的網絡知識,就必須通過學習理論知識和技能的訓練,使其具有搭建基本網絡的能力,掌握安裝、配置、和調試各種網絡設備,以及管理和維護網絡的能力。
二、教學模式的探討
教學模式;是在一定教學思想指導下建立起來的較為穩固的教學程序及其方法的策略體系,包括教學過程中諸要素的組合方式,教學程序及相應的策略。
教學模式的建構對教學理念的實現起到了關鍵的作用。
隨著時代在進步,教育領域也在不斷的探索和變革,教學模式也要適應當前的社會發展和需求,各種各樣的模式都在不斷的被提出和被試用。
對于高職高專來說,由于自身職業性質的設定,使得這些高校在教學模式的探索過程中,要更多的把實踐教學、操作推廣到整個教育教學過程中。
目前來說,工學結合的模式是被普遍認可和被廣泛推行的教學模式,以下就以此模式作為分析對象,淺析高職高專的教學模式之路的開展和展望。
(一)工學結合的教學模式
高職高專教育的特殊性決定了我們的教育教學過程中不能脫離生產,同時要提高自身的能力,除了要實踐操作以外還需要從理論上研究其特性,獲得創新。
為使得高職高專教育質量、特色得到保證,應該采用工學結合的教學模式。
首先,教師在教學中充分考慮社會對于人才的需求,根據當前的就業需求來調整教學內容。
其次,教師可以成立學生興趣小組,參與網絡的組建及維護工作,擴大學生的知識而。
再次,學校或課程教師可以努力地發掘其他外部可利用資源,在多個企業建立了校外實習基地,以更好地與社會緊密結合。
最后,還可以聘請企業內高級工程師以及其他專家對學生進行面對面的直接教育,讓學生們能親身感受到行業知識的魅力。
(二)探究式教學
探究式教學是以學生為中心,讓學生獨立去解決相關問題,著重培養學生的思維能力和創新能力。
學生要想真正地掌握課堂理論知識,形成自己的知識構建結構,必須要深刻的理解此知識內容反映的性質、規律以及知識之間的聯系,做到這一點最好的辦法是讓學生積極的參與到現實生活中去體驗感受,而不是僅僅聆聽別人關于這種經驗的介紹和講解。
因此,教學模式可以由以教;為主向以學;為主的教學模式發展。
傳統教學模式都是從教師如何去教這個角度來進行論述,忽視了學生如何學這個問題。
杜威的反傳統;教學模式,讓人們意識到學生應是學習的主體。
現代教學模式的發展趨勢是重視教學活動中學生的主體性,注重學生對教學的參與,根據教學的需要合理設計教;與學;的活動。
(三)網絡課程教學模式
隨著新課程的不斷實施,網絡與學科課程的整合,網絡可以為教師與學生提供各種各樣大容量的信息,教師指導學生通過網絡自己選擇學習的內容,使學生真正成為教學內容的決定者,充分實現了以學生為主體、以教師為主導的新課標教學思想,真正改變了傳統教學以老師為中心,教師講,學生聽、記和背的教學模式,有利于培養學生自主學習、獨立探索和協同工作的能力,有利于推進應試教育;向素質教育;轉化的進程,有利于學校培養現代社會需要的新型人才。
因此,教師可以通過建立網絡課程、建立共享區、留言板等形式把《計算機網絡》課程資源上傳、共享,學生可以在課外對將要學到的內容進行預習,課后對所學內容進行復習。
(四)學歷教育應與證書培訓有效結合教學模式
高職高專學校的畢業生應取得學歷和技術等級或職業資格兩種證書,這既是國家教育法律法規、政策的要求,是高等職業教育自身的特性和實現培養目標的要求,也是各行業逐漸把專業上崗證書和專業等級證書作為畢業生就業的必備條件。
此外,雙證書教育的管理及實施效果,還是高職高專人才評估工作水平的重要指標,是對學校辦學成果的綜合檢驗的指標之一。
學歷教育與培訓證書有效結合的教學模式,能夠重新構筑課程內容新體系,可以實現教學環節與畢業生就業的工作崗位零距離對接。
三、教學方法的探討
教育教學手段是在思想理念提高后用于實踐的具體表現,也是檢驗思想理念的正確性、合理性、完善性、先進性的一個重要方式。
所以在提高教育教學理念的同時,教學手段也不能停滯不前。
所以,我們為了促使教學手段與教育理念的配套和同步,我們在《計算機網絡》課程教學上嘗試了很多創新的辦法,以服務整個教學過程,實現教學目標。
(一)本課程采取傳統教學方法與現代教學手段相結合,靈活多樣
這樣的教學方法既考慮到學生記筆記、思索的需要,又考慮到擴大教學容量,采用板書與多媒體相結合靈活的教學形式。
對于需要形象性思維和抽象性問題等使用多媒體課件可以使問題直觀、形象、易理解,也可增加內容的趣味性,同時也增加了信息量,提高課堂效率;對于公式推導等需演繹的內容,采用黑板加講解的方法。
(二)通過類比的教學方法,突出教學重點,實現教學目標
講課中可以把課堂內容與生活的事件相類比,使復雜的問題變得易懂,同時增加了趣味性。
如講網絡層的路由選擇和擁塞控制時,用城市中的交通問題作類比,使學生較為輕易理解。
尤其是擁塞控制,通過類比,很輕易就能理解網絡中的Packet包太多;是導致擁塞;的原因,然后就有采取一些算法來控制和解除擁塞。
(三)充分發揮學生在教學活動中的主導地位,開展課堂討論,激發學生學習積極性
課堂除了教師講授,還應鼓勵學生討論,課前提問,課后總結。
課后的習題訓練加深了學生對知識點的印象。
定期給出關鍵詞,讓學生查閱文獻,了解計算機網絡的發展動態,了解計算機多學科相互滲透的特點。
四、實踐項目的設立和組織
在教學實踐過程中,學生應用的能力應著重培養,畢業設計應該采用實驗操作、綜合練習、課程設計、而向應用和開發服務等實際問題。
使學生在調查—分析—綜合;和實踐—理論—實踐;的逐步深入中,掌握理論知識,提升學生的應用能力,更為重要的是,學生在走上工作崗位的時候,可以更快更好地融入到企業中去,實現自身價值。
(一)根據學生興趣開設實驗興趣小組,充分發揮學生個性
根據本課程的實驗進度和學生的興趣愛好,成立興趣實驗小組,使學生勇于創新。
由于《計算機網絡》課程的實踐性、應用性很強,幾乎每節實驗課都有實際操作。
為了更好地發揮學生的個性,不再是千人一面;,讓實驗內容有更好的發展,讓學生從被動到主動,這樣就需開設實驗興趣小組來得以實現。
(二)綜合作業與課程設計結合,培養獨立思考和自主創新能力
對于不同內容的課程,進行綜合作業與課程設計相結合,為了提升學生的創新能力,讓學生技術得以進步,需要通過各種各樣實踐活動,培養學生具體獨立思考和解決問題的能力。
總之,只有本著以學生為本、以教學理念為導向、以教學模式與方法為源頭,以提高人才的培養為宗旨,使人才的培養模式得以創新,只有這樣《計算機網絡》課程建設才有更大的發展。
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