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新工科理念下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

時(shí)間:2022-10-15 09:38:15

序論:在您撰寫新工科理念下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)時(shí),參考他人的優(yōu)秀作品可以開(kāi)闊視野,小編為您整理的1篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。

新工科理念下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

1引言

2017年2月,教育部《關(guān)于開(kāi)展新工科研究與實(shí)踐的通知》,在通知中要求高校根據(jù)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的人才需要,對(duì)工程教育的新理念、新模式、新結(jié)構(gòu)、新質(zhì)量與新體系等進(jìn)行研究,深化工程教育改革,由此開(kāi)啟了新工科研究與建設(shè)之路。6月,教育部《關(guān)于推薦新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》,進(jìn)一步為新工科建設(shè)指出了方向與途徑。2018年3月,教育部辦公廳《教育部辦公廳關(guān)于公布首批“新工科”研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》,4月,教育部辦公廳關(guān)于印發(fā)《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》的通知,進(jìn)一步推進(jìn)“新工科”建設(shè)的全面開(kāi)展。本文以新工科建設(shè)思想為指導(dǎo)理念,以地方本科院校工程教育改革為出發(fā)點(diǎn),以培養(yǎng)能夠面向未來(lái)、適應(yīng)和引領(lǐng)新經(jīng)濟(jì)的理論與實(shí)踐能力并重,具備創(chuàng)新能力的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才為目標(biāo),對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)改革與建設(shè)進(jìn)行探討。

2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程及教學(xué)中存在的問(wèn)題

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的一門必修課程,與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系緊密,知識(shí)更新較快。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)對(duì)教師的理論水平與實(shí)踐能力都有較高的要求。從收集到教學(xué)反饋上看,部分學(xué)生反應(yīng)此課程學(xué)習(xí)難度較大,學(xué)習(xí)積極性不高。在新工科理念指導(dǎo)下,對(duì)現(xiàn)行的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)進(jìn)行深入分析,發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題:

(1)教學(xué)內(nèi)容過(guò)于偏重理論,增加了學(xué)習(xí)難度

作為地方應(yīng)用型本科院校,人才培養(yǎng)目標(biāo)是“立足地方,以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主要目標(biāo),直接為經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)事業(yè)發(fā)展服務(wù)”。教師也都認(rèn)可學(xué)校的應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)定位,但在實(shí)際工作中,教師可能會(huì)由于先前教學(xué)的慣性,或者自身學(xué)習(xí)與研究經(jīng)歷,不自覺(jué)地向研究型大學(xué)靠近,使得在實(shí)際教學(xué)偏重理論,增加了學(xué)習(xí)難度。從教學(xué)方式來(lái)講,采用以網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議為主的教學(xué)方式,課程的內(nèi)容構(gòu)成以網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的層次為主線,以各層次的主要作用、相關(guān)協(xié)議及其工作機(jī)制為教學(xué)重點(diǎn)。教材采用高校使用較多的謝希仁的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》,雖然理論體系完整,但概念及原理較多,且對(duì)于網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)踐的內(nèi)容較少。這種教學(xué)模式與內(nèi)容結(jié)構(gòu)這對(duì)于研究型大學(xué)的人才培養(yǎng)也許是合適的,但對(duì)于地方應(yīng)用型本科院校的學(xué)生來(lái)說(shuō),如果此前沒(méi)有組網(wǎng)的操作體驗(yàn),就可能會(huì)覺(jué)得內(nèi)容比較抽象,難于理解。

(2)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用有距離,不利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

由于理論教學(xué)以網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和各層次的協(xié)議為主要內(nèi)容,所以實(shí)驗(yàn)教學(xué)也主要是對(duì)協(xié)議工作機(jī)制的驗(yàn)證,如協(xié)議的包結(jié)構(gòu)與交互機(jī)制分析。對(duì)于一個(gè)沒(méi)有物理網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建體驗(yàn)的初學(xué)者說(shuō),一下子進(jìn)行協(xié)議的包結(jié)構(gòu)編輯與工作機(jī)制分析,會(huì)覺(jué)得學(xué)習(xí)曲線較為陡峭,不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與探究網(wǎng)絡(luò)的熱情。如果在課程中添加網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、交換機(jī)配置、路由器配置等實(shí)驗(yàn),又會(huì)發(fā)現(xiàn)課程內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相互脫節(jié)。這樣會(huì)給教師的教學(xué)與學(xué)生的學(xué)習(xí),都會(huì)帶來(lái)一定的困難。

(3)與新工科對(duì)人才培養(yǎng)的要求有一定差距

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已為成當(dāng)前信息社會(huì)的基石,市場(chǎng)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)工程人才是需求不斷提高?,F(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容與人才培養(yǎng),與新工科建設(shè)的具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力、自主學(xué)習(xí)能力與交叉學(xué)科整合能力、自主創(chuàng)新能力,具有工匠精神的高素質(zhì)復(fù)合型人才的要求,還有一定距離。

3“新工科”理念指引下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)探索

根據(jù)新工科建設(shè)的深化工程教育改革,培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型人才為新經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)的理念,針對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題,我們進(jìn)行了以下探索。

3.1重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和體系結(jié)構(gòu)并重

為更好地適合應(yīng)用型本科的教學(xué),我們以網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用為契入點(diǎn),以能力培養(yǎng)為目標(biāo),將網(wǎng)絡(luò)原理與工程應(yīng)用相結(jié)合,對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的課程內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)。重構(gòu)之后的課程內(nèi)容,除了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)介紹之外,主要由三大部分組成:網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與數(shù)據(jù)傳輸部分:主要包括傳輸介質(zhì)、交換機(jī)與路由器原理與簡(jiǎn)要配置、VLAN、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、IP協(xié)議與IP地址、ARP協(xié)議、ICMP協(xié)議、路由及路由選擇協(xié)議等,通過(guò)這部分的內(nèi)容的學(xué)習(xí),掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建方法,理解IP地址與MAC地址,以及計(jì)算機(jī)之間數(shù)據(jù)包的傳輸機(jī)制,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)的感性認(rèn)知。網(wǎng)絡(luò)通信部分:主要包括TCP、UDP協(xié)議的基本工作機(jī)制,掌握基本的進(jìn)程間通信的的編程實(shí)現(xiàn)。可采用Python來(lái)實(shí)現(xiàn)TCP、UDP的最基本的Socket通信。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)部分:主要包括DNS、FTP、Telnet、WWW、電子郵件、DHCP等,通過(guò)這部分的內(nèi)容讓學(xué)生理解網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的工作機(jī)制,掌握網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的配置與實(shí)現(xiàn)。

3.2探究式的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方法

當(dāng)前由于智能手機(jī)的影響,課堂上如何聚集學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與熱情,對(duì)教師提出了更高的要求。為此,我們?cè)诮虒W(xué)中采用開(kāi)放探究式教學(xué)模式。探究式教學(xué)模式是指在教學(xué)過(guò)程中,教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo),通過(guò)問(wèn)題、任務(wù)等多種形式,使用適宜的教學(xué)手段來(lái)創(chuàng)設(shè)與此學(xué)習(xí)對(duì)象相關(guān)的學(xué)習(xí)情境,教師向全班學(xué)生提出若干富有啟發(fā)性、能引起學(xué)生深入思考、并與當(dāng)前學(xué)習(xí)對(duì)象密切相關(guān)的問(wèn)題,讓全班學(xué)生帶著這些問(wèn)題去探究。經(jīng)過(guò)學(xué)生認(rèn)真的自主探究、積極思考后,進(jìn)入?yún)f(xié)作交流階段。在教師的組織、協(xié)調(diào)和引導(dǎo)下,讓學(xué)生進(jìn)行思路交流、觀點(diǎn)碰撞、成果分享。最后,教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行回答與總結(jié),對(duì)學(xué)習(xí)成果進(jìn)行分析歸納,并可聯(lián)系實(shí)際,對(duì)當(dāng)前知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深化、遷移與提高。如何根據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)情境,科學(xué)地設(shè)計(jì)問(wèn)題,是探究式教學(xué)的重點(diǎn)。以域名服務(wù)為例,首先,給出一個(gè)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)的情境,根據(jù)已學(xué)習(xí)知識(shí)可知,網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)中是通過(guò)IP地址定位要訪問(wèn)的計(jì)算機(jī)的,此時(shí)可以提問(wèn):大家記得哪些網(wǎng)站的IP地址?很明顯一般情況下,沒(méi)有人能夠記得多少知名網(wǎng)站的IP地址。我們一般是如何定位到要訪問(wèn)網(wǎng)站的?通過(guò)IP地址難以記憶的問(wèn)題,引出域名的概念與域名結(jié)構(gòu);其次,通過(guò)大家都熟悉的手機(jī)中的聯(lián)系人姓名與電話號(hào)碼,以及打電話的流程,說(shuō)明聯(lián)系人到電話號(hào)碼的轉(zhuǎn)換,即聯(lián)系人到電話號(hào)碼的解析,引導(dǎo)出域名解析的概念。每個(gè)人的手機(jī)中的通信錄最小,是本地解析。域名可以用一個(gè)服務(wù)器來(lái)完成所有的域名解析嗎?由此引出分布式的域名解析的概念,以及域名服務(wù)器的各類、功能及域名解析的流程。我們可以進(jìn)一步地?cái)U(kuò)展,是不是每次通過(guò)域名訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò),都要去訪問(wèn)本地域名服務(wù)器或者根域名服務(wù)器呢?由此引出域名緩存。如果本地域名服務(wù)器出現(xiàn)故障不能工作了,我們還可以訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)嗎?這樣引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步地思考與探究。在設(shè)定的情境中,通過(guò)層次遞進(jìn)式提出問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)地進(jìn)行思考與探究。充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位,有力激發(fā)學(xué)生的自主動(dòng)能性。通過(guò)探究式教學(xué)模式不僅可以較深入地達(dá)到對(duì)知識(shí)技能的理解與掌握,更有利于創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力的形成與發(fā)展,有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

3.3以工程應(yīng)用為中心,以能力培養(yǎng)目標(biāo),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的重要組成部分,是學(xué)生工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。在新工科建設(shè)理念的指導(dǎo)下,從以下兩方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。首先,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置。將以協(xié)議工作機(jī)制為主要內(nèi)容的實(shí)驗(yàn),改變?yōu)橐耘囵B(yǎng)工程實(shí)踐能力為中心。調(diào)整后的實(shí)驗(yàn)主要包括組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)(包含小型局域網(wǎng)構(gòu)建與VLAN配置、中型局域網(wǎng)與路由配置、局域網(wǎng)冗余策略、NAT配置等)、網(wǎng)絡(luò)通信(包括UDP、TCP的Socket通信實(shí)現(xiàn))、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(主要包括DNS、WWW、DHCP等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器配置與實(shí)現(xiàn))。第二,問(wèn)題引導(dǎo)、層次遞進(jìn)式的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)。對(duì)于一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以包含理解知識(shí)點(diǎn)的基本內(nèi)容、包含多個(gè)已學(xué)知識(shí)點(diǎn)的綜合任務(wù)和針對(duì)實(shí)際工程場(chǎng)景的設(shè)計(jì)性擴(kuò)展任務(wù),通過(guò)階梯層次式遞進(jìn)設(shè)計(jì)與問(wèn)題引導(dǎo),讓學(xué)生在解決問(wèn)題過(guò)程,自主思考,理解與掌握的理論知識(shí),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的工程思維與創(chuàng)新能力。

3.4通過(guò)多種形式,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力與科技創(chuàng)新意識(shí)

通過(guò)校企合作,讓學(xué)生深入到工程第一線,體驗(yàn)崗位職責(zé);聘請(qǐng)行業(yè)或企業(yè)的資深專家就當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)、研究熱點(diǎn)、應(yīng)用熱點(diǎn)等,對(duì)學(xué)生專題講座,讓學(xué)生近距離地了解行業(yè)發(fā)展的最前沿的狀態(tài)。通過(guò)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室,為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力提供場(chǎng)所;鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行華為或銳捷的網(wǎng)絡(luò)工程師認(rèn)證學(xué)習(xí);鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合自已的興趣愛(ài)好,自主進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)與訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)交叉融合能力和科技創(chuàng)意意識(shí)。

4結(jié)束語(yǔ)

在“新工科”建設(shè)的理念指導(dǎo)下,分析了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中存在的問(wèn)題,以網(wǎng)絡(luò)工程應(yīng)用為契入點(diǎn),重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容,使之更適合于地方院校應(yīng)用型本科的教學(xué)。引入探究式教學(xué)方法,增加學(xué)生的參與度,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣;以工程應(yīng)用為中心,能力培養(yǎng)為目標(biāo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,通過(guò)多種形式提供學(xué)生提升實(shí)踐能力和科技創(chuàng)新意識(shí)。經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐,這種教學(xué)改革有利于提高學(xué)生課堂注意力和學(xué)習(xí)的積極性,有利于工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力的提升。