時間:2022-08-25 01:36:03
序論:好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程,我們為您推薦十篇計算機網絡課程設計范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
一個完整的計算機網絡教學應該包括三個環節:課堂教學、實驗和課程設計。課堂教學、實驗和課程設計三者是相輔相成的。計算機網絡課程設計作為計算機網絡教學的最后一個環節,在鞏固學生理論知識學習成果,鍛煉學生動手實踐能力方面具有重要的作用。
安排計算機網絡課程設計的目的有兩個,一是引導學生將書本上抽象的概念和具體實現技術結合起來,使學習深化;二是消除學生對協議的神秘感,調動學生學習的積極性與主動性。
2計算機網絡課程設計的任務編制
我院在2007年由作者執筆,編寫了新一版的計算機網絡課程設計指導書,對課程設計的任務進行了編制。課程設計基本上按照計算機網絡教學大綱安排,安排了5個具有一定代表性的課程設計題目。
實驗一,簡單網絡程序設計。本實驗選擇了幾個簡單的網絡程序,這幾個網絡程序或者是我們經常使用的網絡命令,或者是網絡程序設計中的基礎內容。通過從幾個簡單的網絡程序中選取其中的兩個實現,目的是希望同學們了解網絡編程的基本流程和基本方法,能初步掌握TCP/IP網絡協議的基本實現方法,對網絡的實現機制有進一步的認識。本實驗的幾個簡單的程序都可以采用Java的網絡編程包java.io中提供的編程接口實現,但是因為Java的網絡包提供了較高層次的封裝,屏蔽了網絡編程中需要處理的細節問題,所以采用Java作為實現語言的同學需要把Java的網絡包源碼加入到自己編寫的程序源碼中,對Java網絡包中相關代碼的實現細節進行分析,并在實驗報告中得到體現。這幾個簡單的程序是:(1)Ping程序設計;(2)Echo程序設計;(3)HTTP客戶端程序,不要求解釋HTML語言;(4)端口掃描程序。
實驗二,數據包捕獲與分析。網卡的缺省工作模式包含廣播模式和直接模式,即它只接收廣播幀和發給自己的幀。如果采用混雜模式,一個站點的網卡將接受同一網絡內所有站點所發送的數據包,這樣就可以到達對網絡信息監視捕獲的目的。Ethreal是一種開源的網絡數據包的捕獲和分析軟件,本實驗通過Ethreal軟件的安裝使用,監控局域網的狀態,捕獲在局域網中傳輸的數據包,并結合在計算機網絡課程中學習到的理論知識,對常用網絡協議的數據包做出分析,加深網絡課程知識的理解和掌握。
實驗三,Web服務器的簡單設計與實現。本實驗要求了解Web服務器的工作原理,設計并實現一個簡單的Web服務器,并通過測試。
實驗四,聊天程序的簡單設計與實現。聊天程序是上網時經常使用的網絡程序,本實驗要求完成一個聊天程序的簡單設計與實現。
實驗五,動態網站的簡單設計與實現。動態網站的構建已經成為計算機專業學生的一項基本技能,本實驗要求學生構建一個動態網站,掌握網站構建的流程、編程方法以及部署、運行等基本技能。
上述實驗中,實驗一和實驗二是必做的內容,而實驗三、實驗四和實驗五只需要選做一個即可。
3計算機網絡課程設計的實踐
作者從2006年畢業入校以來已經指導了2屆學生進行計算機網絡的課程設計,在指導課程設計的過程中,總結了普遍存在的以下幾個現象,并有針對性地采取了應對的措施。
[1] 學生人數眾多。高校擴招使在校學生的數量大大增加,針對這樣的現象,我們對參加課程設計的學生進行了分組,每組由3~4名學生組成,課程設計只對組做要求,但是要求明確組內成員的分工。這樣既解決了學生人數眾多和教學資源相對不足之間的矛盾,又起到了鍛煉每一個參與學生能力的目的。
[2] 個體之間差異大。為解決學生個體之間差異很大的問題,我們在小組的組成上做了要求,要求一個組內既有成績比較好、動手能力比較強的學生,同時也有一些成績比較差、動手能力相對弱一些的同學,這樣通過組內的交流就能共同提高、共同進步。
[3] 懶于動手。相當數量的學生在做課程設計的時候不愿自己親自動手編寫程序,而是通過在網上搜索,尋找相關程序或者從上一屆學生手里拷貝。針對這個現象,我們增加了考核措施和激勵機制,在驗收程序時不僅看實驗的結果,而且要讓學生講解程序的原理和設計思路,在課程設計實驗報告中也增加相關的內容。在考核的時候,親自動手做實驗、編程序的學生的成績要遠遠高于通過下載、拷貝程序的學生的成績,達到激勵學生勤于動手的目的。
在選題時我們重點考慮了以下幾方面:一是要體現“目標性”,從網絡工程專業的培養目標上整體考慮該課程要培養學生哪些素質和能力;二是要體現“工程性”,計算機網絡工程是名副其實的工程性質的課程,是需要在實驗室動手操作的;三是要體現“可行性”,包括實驗條件的可行性和學生知識能力的可行性;四是要體現“自主性”,對課程設計題目教師只劃定一個大致框架,要求學生自主確定設計題目。最后,我們確定此次課程設計的主題是“XX公司/學校網絡設計方案”,可以是一個校園網設計,也可以是一個企業網的設計。要完成該課題的設計任務需要綜合運用所學的計算機網絡原理知識和計算機網絡工程知識,如網絡需求分析、網絡規劃、設備選型、交換機/路由器的配置、網絡安全、網絡管理等。課程設計的教學過程。計算機網絡工程課程設計教學過程包括選題、專題講座、項目實驗、規劃方案撰寫、答辯等幾個環節。(在確定選題后,由公司人員進行5個專題講座,每個講座3~4課時,內容包括:①網絡技術行業分析與企業網絡規劃,②企業遠程接入網絡解決方案,③企業分支本地網絡解決方案,④企業總部本地網絡解決方案,⑤廣域網數據鏈路層協議HDLC與PPP。每一講均有精致的PPT,圖文并茂,站在企業的角度講解,介紹大量工作經驗和案例,傳播企業文化。專題講座并非理論課的重復,而是進一步擴展了教材內容,更加貼近社會實際,學生聽了之后收獲很大,初步了解了公司在做什么,社會需要什么樣的人才,進而知道自己應該具備什么樣的知識結構和能力素質。
(每一專題講座之后,要進行1~2個項目實驗。藍狐網絡技術培訓中心結合實際編寫了較詳細的網絡工程實驗指南,還開發了用于實驗的模擬器。每一專題講座之后,需要在模擬器上完成1~2個項目實驗,如“小型企業局域網項目實驗”、“企業分支局域網項目實驗”、“企業總部局域網項目實驗”、“小型企業廣域網項目實驗”、“小型企業網OSPF項目實驗”、“企業網Internet接入與NAT項目實驗”等[6]。所有實驗(包括模擬實驗和真實實驗)全部安排在網絡工程實驗室進行。學生可以在實驗室的電腦上做模擬實驗,也可以用真實的網絡設備來做實驗。在實驗時我們加強了實驗指導力量,公司技術人員和任課教師、實驗教師一起來指導實驗,保證了實驗效果。如果課堂上沒有完成實驗任務或者需要鞏固實驗內容,學生還可以回寢室在自己的電腦上安裝模擬器,繼續做實驗。(學生完成專題項目實驗后,基本上掌握了構建企業網的技術要領,可以進行網絡方案設計了。教師給學生提供幾個網絡設計案例參考,并簡述其基本框架,使學生明了設計方案從結構上應包含哪些模塊。我們按學號順序分組,每4人一組,按學號順序分組可避免成績優秀的學生集中在幾個組而成績差的集中在另幾個組。
設計方案完成后,學生需要進行公開答辯,4位同學分別扮演不同的角色,以模擬網絡公司的形式設計一個網絡規劃競標方案,并設“總經理”、“售前工程師”、“項目經理/技術總監”和“售后工程師”4個角色,每個同學扮演一個角色在講臺上演講,并現場回答提問。學生充當上述角色時感到興奮且有壓力。他們積極性非常高,小組人員既分工又合作;既發揮各自的聰明才智,又發揮集體的力量,共同攻克難關,認認真真討論技術要點,加班加點寫設計方案。(方案初稿形成后,指導教師進行審閱,經反復修改后打印成冊,參加課程設計答辯。每個小組答辯時間在20分鐘以內,均要做好答辯PPT,4個人分別扮演不同的角色陳述各自的內容,并現場回答答辯組的提問,評委根據答辯情況給出答辯成績。課程設計的成績評定。課程設計的成績是根據出勤、實驗和規劃方案撰寫及答辯情況綜合評定的。其中出勤占30%,實驗情況占30%,網絡規劃方案的撰寫及答辯情況占40%。成績評定客觀合理,較好地反映了學生課程設計的情況。
基于校企聯合的計算機網絡工程課程
設計的特色上面是我校基于校企聯合的計算機網絡工程課程設計的一些做法,從兩屆課程設計的實施過程來看,它體現了一些特色——“二一一”特色,即“二合”、“一作”、“一演”。“二合”是指“校企聯合”和“虛實結合”,“一作”是指“小組協作”,“一演”是指“角色扮演”。校企聯合,互利多贏。我系已在多門課程中實施校企聯合式的課程設計,并取得了很好的效果。高校必須緊跟社會需求,請IT行業的公司來校指導課程設計,以達到校企雙方多贏的目的。首先,它確保了課程設計的質量,切切實實使學生的知識、能力和素質得到提升,這是我們開展校企聯合式課程設計的初衷。其次,學生足不出門就了解到IT行業的行情,了解項目開發的最新技術,從而能早一點看到自己存在的差距,明確該往哪些方面去努力。第三,高校教師有高學歷高職稱,但不一定有高技能。對于地方本科院校來說,需要一批“雙師型”(“教師”和“工程師”)師資,像網絡工程這樣的工程型專業,需要教師具有工程能力,我們通過“走出去,請進來”提高這種能力。
#p#分頁標題#e# 請企業人員協助指導課程設計也可以幫助我們的教師了解行情,改進教法,提高項目開發能力。第四,公司派人協助指導大學課程設計是一次宣傳自己公司的好機會,公司可以物色優秀學生,也可以吸引學生去公司實習實訓,帶動經濟效益。虛實結合,實驗為本。計算機網絡工程課程設計需要一個良好的實驗環境。建一個中檔次的網絡工程實驗室一般需要40~60萬元,而且臺件數受經費的限制不會太多。進行網絡工程課程設計,需要用到大量的網絡設備,建設多個網絡工程實驗室成本高。為此,我們通常采取“虛實結合”的辦法來解決,“虛”是指用仿真軟件來進行虛擬實驗,“實”就是用真實設備來進行真實實驗,兩者結合可以構建出良好的實驗環境。通過“虛”來解決臺件數不夠的問題,節約投資成本;通過“實”來解決一個真實可信的問題,使學生眼見為實。如Cisco公司的PacketTracer是一個很好仿真軟件[7]。藍狐網絡技術培訓中心也開發了一款很優秀的虛擬軟件,在課程設計時我們用這款虛擬軟件進行了專題項目實驗,效果很好,由此構成的虛實結合的網絡實驗環境為課程設計的順利開展創造了良好的條件。
關鍵詞:計算機網絡;核心課程;課程建設
中圖分類號:G642
文獻標識碼:B
1“計算機網絡”課程的地位和作用
計算機網絡課程是一門重要的專業基礎課。該課程的宗旨是使學生系統地掌握計算機網絡體系結構、核心概念和工作原理,掌握網絡協議的分析和設計方法,并對各種網絡技術以及網絡管理、網絡安全的基本原理、基本方法和相關技術有所了解,能夠開發網絡應用,使學生初步具有對計算機網絡進行分析、設計、開發、應用、維護和管理的能力。
國防科技大學計算機網絡教學伴隨計算機學院高性能計算機系統研制的不斷推進而發展。80年代初,為適應計算機網絡技術發展的需要,盧錫城、竇文華、龔正虎等幾位青年教師被學校派往國外一流計算機系作訪問學者,主攻計算機網絡。他們回國以后,立即參與銀河并行巨型計算機系統、銀河“玉衡”核心路由器以及高速交換機的研制工作,獲得多項國家級科研成果大獎。與此同時,高水平的計算機網絡教學如火如荼開展起來。
從1986年開始,計算機網絡作為主干課列入本科生教學計劃,教學大綱、教學內容、教材、實驗內容都瞄準國際一流水平建設,課程質量全面提升。90年代中期,網絡就是計算機成為共識,以因特網為代表的強大應用需求與自身一系列重大教學與科研工程的成功實施,使計算機網絡學科方向得到長足發展并成為計算機學院最主要的學科方向之一。
1997年啟動的“211工程”項目“軍用網絡與分布計算技術實驗室”建設,對提升本課程教學水平起到了重要作用。隨著“985工程”、“211工程”二期建設計劃的推進,該專業方向在師資隊伍、人才培養、科學研究、教學環境等方面呈現出鮮明的特色,整體水平在國內名列前茅,成為全國計算機網絡人才培養與科研的重要基地之一。
2002年,我們重新修訂了本科教學計劃,相關課程的教學大綱、教材建設、教學實驗等得到進一步規范,教學內容得到進一步拓展。2004年,我們率先在國內成立網絡工程系,設置網絡工程專業,使得計算機網絡的教學及教學管理提高到了一個新的層次,該專業首批本科學員已于2006年畢業。
目前,計算機網絡課程已經形成以高水平科研作支撐,教學科研相互促進;穩定的國際合作與學術交流,奠定逐步進入國際一流的堅實基礎;優秀的教學團隊,為課程改革創新提供人才支持的鮮明特色。2007年,計算機網絡課程被評為國家精品課程。
2“計算機網絡”課程建設實踐
(1) 以科研促教學,深化教學改革,培養高水平人才
我們將科研看作是提高教學質量的根本性途徑,積極引導和鼓勵教員申請國家和軍隊科研項目,幫助教員在優勢方向上開展深入研究。近5年來,以青年教師為主體的教學團隊承擔的代表性的課題包括國家自然科學基金4項、國家863課題3項、教育部博士點基金課題1項、總裝武器裝備預研課題2項,國防預研重點基金1項。通過從事高水平科研,教師適時將計算機網絡的最新的學術成果、最前沿的研究方向、個人的科研心得體會帶入課堂。教師在授課過程中適時采用科研中的案例,結合工程經驗講解原理,既擴展了學生的知識面,又使彌補了課堂教學的枯燥性,深受學員們歡迎。以高水平的科研促教學,教學與科研互為依托,相互促進,協調發展,亦確保了教學團隊的學術水平和教學水平不斷提升。年輕人才脫穎而出,蔡志平博士在網絡入侵檢測和預警研究上取得很好的成績,2006年獲得國家自然科學基金課題、湖南省自然科學基金課題各一項。蔡開裕副教授多年來參加“北斗一號”雙星定位信息處理分系統課題。朱培棟副教授一直從事網絡核心設備研制,先后有多個科研項目通過技術鑒定。
在計算機網絡課程教學上,我們緊跟國際權威計算機教學計劃,深化教學改革,以優勢學科和高水平科研為基礎,將本、碩、博三個層次統籌考慮,優化教學內容,構建實踐性教學體系,創新教學方法,不斷提高計算機網絡教學的教學質量,為軍內外培養了大量高水平計算機網絡方面的人才。
竇文華教授指導的博士生張鶴穎在計算機網絡權威學術會議SigCom’03發表學術論文“Design of Robust Active Queue Management Algorithm Based on Feedback Compensation”,這是我國在該會議上的第二篇論文,其研究成果對于推動網絡擁塞控制技術的發展具有重要的理論意義和應用價值,被提名參加2008年全國優秀博士論文評選。
(2) 加強國際合作和學術交流,努力提高人才培養水平
為了進一步培養高層次創新人才,我們積極拓展與境外大學的合作培養。2005年,學院在香港建立“國防科大/香港理工大學聯合實驗室”,多位博士生在香港開展高水平合作研究。李東升博士在計算機網絡國際頂級學術會議InfoCom’05上“FISSIONE: A Scalable Constant Degree and Low Congestion DHT Scheme Based on Kautz Graphs”。
2005年8月,盧錫城院士會同美國國家自然科學基金委員會計算機網絡部主任趙偉教授主持第三屆計算機網絡與移動計算國際會議(ICCNMC’05)。竇文華教授與四位頂尖計算機專家D. Towsley、J. Stankovic、L. Ni和張曉東教授一起主持網絡技術前沿主題會。近5年來,20多位海外知名計算機網絡專家到我院作學術報告,與本團隊開展廣泛的學術交流。徐明教授積極拓展無線網絡與移動計算方向,帶領科研小組在移動數據查詢、無線傳感器網絡、無線Mesh網絡等領域做出多項創新性研究,在EURASIP Journal Wireless Communications and Networking,IEEE Transaction on Wierless Communication,IEEE PerCom’06,MOM’06等國際知名期刊與會議上發表了一系列高水平論文;同時徐明教授應邀多次訪問澳大利亞國立大學、新南威爾士大學、香港理工大學、香港科技大學并做多場學術報告,與上述學校建立了穩定的合作關系,同時還擔任IASTED International Journal of Computers and Applications國際學術期刊編委。
(3) 注重師資隊伍建設,培養優秀教學團隊
我們積極瞄準計算機科學與技術發展前沿,遵循高等教育發展規律,依據計算機網絡課程及其相關課程的教學目標以及人才培養類型的多樣化對教師隊伍的需求,每年制訂明確的隊伍建設規劃,重點突出青年教師的培養計劃,實施青年教師科學、合理、有序的引進和培養,不斷優化教師隊伍的年齡結構、知識結構和學緣結構。
例如,我們積極鼓勵青年教師參加國際、國內全學術交流會議以及全國和全軍的教學研討,選派青年教師前往國際知名大學進行訪問和學習;如姚丹霖副教授、朱培棟副教授多次出訪海外,參加InfoCom’04、MSN’06、ICOIN’07等國際學術會議,并將于近期出國進行交流訪問。鼓勵任課教師承擔和參與相關的前沿性、基礎性的科研課題;我們積極主辦全軍院校計算機課程教學研討會,并主持其中的計算機網絡教學專題研討;積極參與計算機網絡工程專業學科建設規劃、校重點課程論證報告以及計算機網絡專業教學團隊申請與建設,開闊教師的學術視野,提高他們的學術水平和教學水平。
(4) 努力改進教學方式,不斷創新教學方法和教學手段
在“計算機網絡”課程教學方式上,我們除了注重課堂教學外,特別強調實踐性教學。同時,在課堂教學方面,我們不斷創新教學方法和教學手段。針對計算機網絡的重點和難點內容,我們提出并實踐了“自底向上”與“自頂向下”相結合教學法、自主研究式學習法案例教學法、案例教學法、圖形解析教學法、虛擬實驗先行教學法等方法,不斷提高教學效果和教學質量。另外,在課程教學過程中,我們采用Packet Tracer軟件來模擬跟蹤網絡報文經過路由器和交換機之后各個字段所發生的變化,讓學員直觀地了解和掌握了路由器和交換機對網絡報文處理的過程。
在教學手段方法,除了引入多媒體教學。另外,我們投入了大量人力、物力開發了計算機網絡課程輔助教學系統NetDemo。該系統以動畫為主,結合文字和圖片,將問題的提出、解決問題的方法以及具體協議的工作過程通過動畫生動形象地展現出來,這樣既提高了學生的學習興趣,又提高了教學效果。多年的教學實踐表明,使用輔助教學系統可以達到寓教于樂、事半功倍的效果。同時,動畫形式極大地豐富了教學手段、活躍了課堂氣氛,激發了學員主動思考和創造的熱情。
在課程綜合設計實驗中,我們通過布置實驗題目,讓學員用EtherPeek或Sniffer軟件實時捕獲各種網絡報文并對捕獲到的網絡報文進行分析研究,使學員更直觀地理解各種網絡協議和報文。
為了提高實驗室的利用效率,增強實驗的效果,我們提前將NetSim模擬軟件發給學員,先讓學員在模擬軟件NetSim上熟悉路由器和交換機的配置方法和過程,最后才讓學員到實驗室,在真實的路由器和交換機上進行配置實驗,這樣既提高了實驗設備的使用效率,同時也提高了學員實驗的效果。
為了使學員鞏固對重難點內容的掌握,我們開發了一套“計算機網絡試題庫”并分發給所有學員使用,每學完一章/節,學員可以自主組題對所學內容進行測試,以驗證知識點的掌握情況并加以鞏固。
為了提高學生學習的主動性,方便學生的學習,我們積極構建網絡教學環境,通過網絡教學平臺和交流平臺,課程的教學資料并進行網上答疑、作業上交與批改等。通過該平臺交流教學課件,并能夠通過該平臺進行輔導答疑、提交/批改作業、模擬考試等,該平臺業已成為學員們學習網絡課程的好工具。
(5) 加強實踐教學條件建設,不斷完善實驗體系和內容
實踐是創新的源泉,創新來源于實踐。為了培養學生的創新精神、創新能力以及團隊精神和組織能力,我們不斷加強實踐教學條件建設,不斷完善實驗體系和內容。我們開設了“網絡工程課程設計”、“網絡攻防課程設計”等綜合實驗課程,是國內最早開設計算機網絡綜合實驗的學校之一。
多年來,學校和學院對本科教學傾斜支持,教學設施與教學設備技術先進,配套齊全,教學實踐環境和實踐配套設備逐年加強,基本滿足了學員學習的要求。計算機網絡課程被學校列入“十一五”重點建設課程,有望學校投入更多的建設經費。
目前,網絡實驗室均面向學生全時段開放。實驗室共有微機1300余臺,專用于網絡實驗的Cisco 2600、Cisco 8540 SR等多功能交換機及路由器20余臺、各種防火墻近10臺,還實現了無線Wi-Fi組網覆蓋。此外,多種模擬仿真軟件用于課程實驗教學,部分優異生甚至在大學三年級就進入導師的課題,從事混合網絡、光交換技術、無線傳感器網絡等研究項目。
學校建有本科學員創新實驗基地支撐了部分優秀學員進行創新實踐活動。授課教室全部為多媒體教室,裝備有高亮度的投影儀、實物投影儀等,每位授課教師都配發1臺筆記本計算機。可以說,教學實踐環境和實踐配套設備基本滿足課程實驗和綜合性課程設計的需要。
2008年初,本科計算機網絡與信息安全實驗室將于建成并投入運行,該實驗室將支持本科階段所有的網絡相關課程,將完全滿足本課程本科階段及其他相關網絡課程的實踐教學需要。
通過實踐教學環節,絕大部分學員真正掌握了計算機網絡的基本知識,綜合素質也得到了整體提高,并能很好地應用到實際中去,同時也增強了學員動手操作學習能力,使他們畢業后能迅速適應崗位的需要,取得了良好的效果。通過加強實踐體系與內容設計,使學生在實踐中學原理、在實踐中長才干。
(6) 緊跟學科前沿,編寫優秀教材
1.課程體系設計
課程內容的設計,緊跟時代形勢及專業發展,及時吸收專業前沿知識,不斷進行內容更新;重視理論課的引導,明確計算機網絡的學習目的,掌握學習方法;及時把學科最新發展成果引入教學,更新、充實教學內容,增加了“計算機網絡協議”、“下一代計算機網絡創新與發展”兩部分內容;正確處理課程內容的基礎性和先進性,經典與現代的關系;妥善處理本課程與相關課程的關系;在課堂講授內容的安排上,強調“基礎”,突出綜合應用基礎理論解決實際問題的思路與方法。
2.教學內容的安排
教學內容的安排上注重理論聯系實際,一方面注重訓練學生扎實的基本功,另一方面,注重拓寬學生的知識面,使其適應社會主義市場經濟和科學技術發展需要,力爭培養應用型的人才。能力的培養是教學的重點,因此,在教學內容的安排上,我們注意學生運用知識的能力,分析問題的能力,獨立提出見解的能力和創新的能力的培養。在提高學生的科學文化素質的同時,我們還注重培養學生的思想道德素質,從而達到教書育人的目的。
根據計算機網絡課程自身特點:基礎性、多學科、實踐性,依據計算機網絡層次結構安排課程內容,緊密聯系實踐。認真落實課程建設規劃,指定具體實施方案,穩步推進;突出應用型人才的培養,全面加強培養學生的動手操作能力。鑒于目前工科類學生動手能力不強的弱點,在教學內容安排上注重理論聯系實際,增加實驗課時的比重,并通過多種方式增強學生的實際操作能力。
3.課程改革的特色
課程改革總體上遵循科學性、實踐性、前沿性的原則,重點是對計算機網絡的基本知識、基本理論和基本方法的探討,強化教學質量,提升教學層次;通過改變過去教師授課、學生記筆記為主的傳統方式,以案例分析串聯整個授課內容,在必要的講授之外盡量壓縮理論授課課時,加大靈活運用知識的課時,如增大案例研討、模擬實踐的課時,培養學生實際運用知識的能力;最終目的是培養寬基礎、個性化、強能力的應用型計算機網絡人才。加強課程設計的綜合應用,使學生通過查閱各種資料,對教師提出的命題進行設計,運用搜索到的資料綜合、分析、整理成自己的知識積累,從而達到理論知識的學以致用、融會貫通和靈活掌握的目的。教師在教學實踐中,注意以學生為中心,注意協調教學計劃、教學進程與教學手段。課程教學內容在注重基本知識與基本技能的同時,更注重培養學生的實踐能力與創作能力,為全面提高教學質量提供可靠保障。
二.實驗室(資料)及實踐教學的建設與改革
1.基本實驗設備(資料)建設
到目前為止,專門用于計算機網絡實驗室有3個:1個計算機網絡工程實驗室、1個網絡安全實驗室、1個計算機網絡綜合布線實驗室。具有符合實驗要求的全部設備(資料),能夠滿足教學需要,保證設備、儀器狀態完好,使用率較高。實驗儀器所能完成的實驗:有線網絡實驗;無線網絡實驗、VPN實驗、網絡安全防火墻實驗、IPv6實驗等。計算機網絡工程實驗室配置了8個實驗組;每個實驗組包含了一臺CCM控制臺、一臺三層交換機、二臺二層交換機、三臺中端路由器、一臺語音設備以及堆疊模塊、語音模塊、ISDN模塊等;三層交換機支持IPv6,可進行各種IPv6的實驗;語音實驗采用兩種方式的對接,一個是語音網關方式,一個是語音模塊方式,兩種方式都可以讓學生見識。 配置兩臺機箱式萬兆交換機進行高端交換實驗,該交換機也支持IPv6交換,并且和每組的三層交換機進行VRRP實驗。該交換機放置在機房核心機柜中,一方面承擔著機房的運營工作,一方面成為高端實驗的實驗設備; 配置兩臺防火墻和一臺IDS進行安全實驗和防火墻實驗。我們為網絡安全實驗室專門編寫實驗教材,并配發各種目前流行的黑客軟件,編寫黑客軟件的使用教程,使大家掌握黑客攻擊的原理和方法,并且利用安全設備組的配置,對黑客攻擊進行防范,詳細描述黑客攻防的技術,是網絡安全實驗室的特色,也是目前國內領先的教學方法。
2.實踐教學內容與方法
認真落實實踐教學的各環節。制訂內容具體、詳實的實踐大綱,根據教學計劃統一安排實踐,學生實踐結束后寫出實踐報告。大多數學生態度認真,能夠運用所學知識分析問題,抓好課程設計最后一關;我們積極吸納學生參加老師的科研課題,如很多03級的學生參加了2005年校園網一期建設階段,04級,05級學生參加了校園網2007年二期建設階段,06級,07級學生參加了圖書館無線網絡的建設工作,08級,09級同學參加了校園一卡通的建設與調試工作,大大提高了學生發現問題、分析問題和解決問題的能力,專業能力提升迅速。
三.教學手段的多樣性
積極推進教學手段現代化,是我們孜孜以求的目標。我們對理論性強的課程內容,采用開發和應用多媒體教學課件的方法,利用信息、圖、文、聲等的交互作用,調動學生的各種感官,幫助教師有效地進行知識傳授;對操作性強的課程內容,制作了錄像帶,輔助教學。為了適應現代教育及專業的最新發展,我們準備陸續購置了一些與本課程配套使用的系統的高質量的音像資料,如謝希仁教授出版的“計算機網絡” 、 張公忠教授出版的“現代網絡技術教程”、吳功宜教授等出版的“計算機網絡教程”、“計算機網絡應用技術教程”、胡道元教授出版的“網絡設計師教程、 Intranet網絡技術及應用”CAI光盤、錄像帶,并陸續上網供學生使用;同時,鼓勵利用計算機網絡資源和多媒體教學手段,教師根據自己的教學經驗、特點與需要,選擇電子素材,制作電子教案。本課程已全部使用多媒體教學。
在教學計劃中的專題講座部分開設創新思維、創新方法、計算機網絡的下一代問題研究等內容。改革教學方法,減少傳授式講授的內容,增加啟發式教學的比重,通過熱點問題研討、實踐設計和前沿理論評價等開拓同學們的思維。作為實踐性較強的課程,我們積極探索研究其他教學方法,如案例教學法、情景式教學法、討論教學法、開放交流教學法等,取得了良好的教學效果,受到廣大同學的一致好評。
四.教材的建設與改革
教材是體現教學內容、保證教學質量的重要基石。內容豐富、結合實際的高質量教材,能夠極大的促進學生對課程內容的掌握,拓展其視野,能適應新的教學內容要求,搞好教材及其配套建設。2004年以來,我們主要選用教育部推薦的21世紀教材,如謝希仁教授《計算機網絡》和王全民主編的《計算機網絡教程》,現在使用ANDREW S.TANENBAUM 的《COMPUTER NETWORKS》。為了滿足教學的實際需要,結合工科學生所應具備的特點,根據計算機網絡在不同時期、不同階段的新技術、新產品的涌現,應充分利用社會上有勢力的大公司爭奪市場所顯露出的技術特點作為教學過程中的案例,用以達到開闊視野,領略技術前沿。從此也就加大了案例教學在本課程教學中的比重,這是我們教學改革的特色之一,同時,我們頻繁與凱創、華為、思科、3com等網絡學院聯系或者培訓,獲得他們的大量資料,豐富了教學案例,從而在計算機網絡課程中每一章后面都可加入配套的案例。
關鍵詞:網絡技術;精品課程;課程體系;工學結合
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
我系“計算機網絡技術”課程自開設以來,逐步完善了課程檔案、豐富了教學資源,2005年評為院級精品課程。2005年5月~2008年5月,本課程組借學院專業人才教學水平評估之東風,加強本課程建設,參照評估標準,在師資隊伍建設、課程體系設計、教學內容整合、教學方法、教學組織形式、學生考核方法、工學結合等方面均取得了一定的成績。本課程2008年評為山西省省級精品課程。筆者作為本精品課程負責人,現將“計算機網絡技術”精品課程的設計與實現概述如下,以期與同仁共勉。
1 本課程的歷史沿革
1.1 第一階段(1999-2002):課程開設與定位階段
本課程開設于2001年,至今已歷時8年。主要定位于學院計算機應用、金融、會計電算化等三個專業的專業基礎課及金融行業培訓的主要內容。教學內容以理論知識為主,由于當時硬件設施不完善,無法滿足實踐教學的實施。
本課程組于2003年9月,開始建立課程檔案,當時的課程資源只局限在本課程的教學大綱、課程簡介、教案、課件、測試題庫等。
1.2 第二階段(2003-2004):教學模式轉變階段
(1) 教學模式轉變
2003年12月,我院被國家六部委聯合確立為“計算機應用與軟件技術專業領域技能型緊缺人才培養培訓基地”。2004年4月、2004年10月,筆者先后參加了國家教育部組織的相關培訓工程的培訓,明確了高職教育教學理念及辦學指導思想;結合我院實際情況研究并制定出“計算機教學改革方案”;帶領我系專兼職教師全面開展了我院計算機教學改革。至此,計算機教學由傳統的學科教育根本性地轉向現代的職業教育。
(2) 課程體系構建
本課程組結合當前課程改革的新形勢,對計算機網絡技術的相關知識進行整合。遵循我院辦學理念“理念先導、市場引導、素質主導、實踐指導、就業向導”,不斷更新高職教育教學理念,以市場需求及時調整教學方案,以學生綜合素質標準準確定位人才培養目標,堅持以就業為導向、以培養學生綜合能力為本位,構建科學的、與時俱進的課程體系。充分利用現有的軟硬件資源,突出實踐教學環節,精簡理論教學內容,合理設計“理論夠用為度,實踐實用為主”的知識體系與技能標準。
(3) 課程內容整合
計算機網絡及Internet技術應用已廣泛應用于金融、工業、商業、教育等各行各業。對于計算機網絡的基本維護、管理以及互聯網的應用已成為信息時代人們必須掌握的一項重要技術和必備的能力。
本課程分共理論教學和實踐教學兩大部分。理論教學內容包括:計算機網絡與數據通信技術概述、計算機網絡體系結構、網絡傳輸介質與互聯設備、計算機局域網、Internet技術及應用、網絡操作系統簡介、網絡安全與維護等。實踐教學包括:繪制網絡拓撲結構圖、網絡協議安裝、雙絞線制作、雙機互聯、局域網組建、綜合布線、子網規劃與劃分、Internet接入、Internet技術應用、殺毒軟件的安裝與設置、個人防火墻的安裝和配置、數據備份與恢復工具的應用以及課程設計綜合實訓等。本課程以精簡理論知識,突出實用部分,使學生能夠學以致用的教學內容,靈活多樣的教學形式,贏得廣大學生的喜愛及校內外專家的認可。
1.3 第三階段(2004-2008):課程改革與完善階段
(1) 師資隊伍建設
2004年7~9月,我系組織本課程組相關教師參加國家CEAC網絡工程師培訓,9名教師獲取“網絡應用工程師”職業資格,2名教師獲取“網頁設計師”職業資格,4名教師獲取“平面設計師”職業資格。培養了一支“雙師型”教師隊伍。
2007年7~12月,我系先后選派本課程組4名專業骨干教師參加銳捷網絡公司的網絡技術培訓,并獲取“網絡工程師”職業資格及企業網絡培訓講師資格。進一步提升了我院教師的網絡技術水平及行業知名度。
(2) 實訓基地建設
1) 校內實訓基地
2004年12月建立我院“計算機網絡組網與維護實驗室”;
2005年3月建立我院“網絡綜合布線實驗室”。
2) 國家實訓基地
2007年10月申請到“2007年中央職業教育實訓基地建設項目”,重點建設“網絡技術實驗室”。2008年6月投入使用。
3) 校外實訓基地
太原市奧凱科技發展有限公司
山西省郵電建設總公司
山西華興科技有限公司
以上實訓基地主要用于我院師生、中職教師培訓、金融等周邊行業培訓實訓。
(3) 專業建設
1) 專業方向
通過專業人才市場需求調研,2001年開始至今,我系對計算機應用技術專業方向進行了調整,其中增加了“計算機網絡技術”方向,供學生在第二學期末進行專業方向選擇。
2) 新增專業
2004年12月,經過專業論證,我系新增了“計算機網絡技術”專業,并于2005年開始招生。
(4) 教材建設
本課程組的教師,針對當今社會計算機網絡技術的飛速發展,結合自身多年的教學工作經驗,對本課程先后選用的《實用計算機網絡技術》、《計算機網絡基礎》、《計算機網絡基礎應用》等教材進行整合,編寫了《計算機網絡技術》自編教材及《計算機網絡技術實踐指導教材》。
(5) 教學方法
以任務驅動為主線,通過實際網絡案例導入。首先讓學生明確知識目標、技能目標及情感目標,并將信息時代網絡世界的德育教育貫穿于整個教學活動中。
(6) 教學組織
在教學組織中,采取分層次、分小組的教學組織形式。良莠搭配,使學生互幫互學,共同提高。通過分層教學對基礎不一的學生分配不同的實訓任務,使不同層次的學生都能獲取相應層面的知識與技能。通過分組教學,既有利于提高學生互相交流、相互溝通、團隊合作的能力,又有利于促進學生個性化發展。
1) 興趣誘導
教學過程中,采用案例教學法。課前,課程組教師準備充實、完善的教學案例及實習內容,這是一個艱苦復雜的過程。在這個過程中,教師必須廣泛地查閱相關資料,準備包含一定知識點及技術含量的綜合案例,使學生通過案例明確每堂課的學習目標及實習任務。
2) 分組學習
實踐課采取分組學習,按課程模塊進行分組。通過劃分學習小組,可充分挖掘學生的潛力,體現學生在實踐教學過程中的主體地位,由被動接收轉變為主動參與。試行以來,收到了明顯的教學效果。
(7)考核方式
技能考核:依據課程特色,本課程結合實訓大綱及授課進度計劃,適時進行考核。
綜合考核:按照學院教考分離制度,參加學院期末統考。
資格認證:要求計算機類學生根據專業崗位需求,結合自身特點及優勢考取“網絡管理員”、“網絡應用工程師”等職業資格證書,使學生具備就業必要的職業技能。
2 本課程的建設特色
2.1 梯隊合理的“雙師型”教學團隊
2005年以來,課程組重新組建了年齡、職稱、學歷等結構合理、專業技能過硬的“雙師型”優良教學團隊。本課程組的所有教師均經過專業培訓,并獲取“國家CEAC網絡管理員”、“國家CEAC網絡應用工程師”等職業資格。
2.2 國家級的網絡實訓基地
2003年12月,我院被國家六部委聯合確立為“計算機應用與軟件技術專業領域技能型緊缺人才培養培訓基地”。
2007年10月,國家教育部、財政部確立了我院計算機應用專業領域“2007年中央職業教育實訓基地建設項目”,重點建設“網絡技術實驗室”。
2008年6月新建的“網絡技術實驗室”投入使用。
2.3 豐富的網絡教學資源
本精品課程包含:課程描述、課程大綱(理論教學大綱、實踐教學大綱)、知識結構圖、技能結構圖、教案與課件、教學指南、實訓指南、教學視頻、實訓視頻、在線測試、教學交流、工學結合等優質教學資源。
2.4 易于更新維護的精品課程網站
本課程網站由2005年的傳統靜態網頁制作技術(Dreamweaver)改變為當今比較流行的動態網頁設計制作技術(ASP),使網站界面更加人性化。網絡資源獲取在一個界面完成,更加方便、快捷,網站后臺的更新與維護更加容易實現,課程組的教師可隨時隨地通過網絡來更新、添加教學資源。
2.5 校企合作,工學結合的專業人才培養模式
2.5.1 實踐教學體系的構建
(1) 以職業需求為依據,構建科學的實踐教學體系
按企業標準,組建“網絡技術實驗室”、“網絡綜合布線實驗室”。
按職業標準,組織課程組教師,參加網管員、網絡應用工程師等職業資格培訓認證。
以企業工程案例導入實踐教學內容,準確定位實踐教學目標,提高學生職業技能。
按企業要求組織校內實訓內容。
結合職業需求,組織學生在校外實訓基地頂崗實習。
(2) 以工學結合培養模式,開發校企合作實踐教學項目
1) 與太原奧凱科技有限公司合作,開發針對網絡技術課程的實訓項目:
中小型園區網絡構建實訓項目
交換機調試案例
路由器調試案例
網絡綜合布線工程實訓
2) 與山西省勞動與社會保障廳聯合開發網絡技術高級資格認證項目,學生可獲取相應的職業資格證書。以提高學生的實際應用綜合技能,增強學生就業競爭能力。
2.5.2 工學結合的改革及實際效果
(1) 頂崗實習
第5學期開始,安排學生分期分批到校外實訓基地頂崗實習。強化學生的認知學習能力,提高職業素養。
(2) 請進來
于2004年9月,成立計算機網絡專業指導委員會。聘請企業及金融行業專家參與教學方案的設計與指導,并承擔部分實踐課程的教學任務。
(3) 走出去
為了加強與企業的聯系,進一步提高教師的實際工作能力,選派部分專業骨干教師到企業掛職鍛煉,參加高新技術培訓。進而為行業提供技術服務(培訓)。
(4) 畢業設計
通過“請進來”、“走出去”以及學生頂崗實習的教學模式,使學生畢業前能自主確立選題,在指導教師的指導下,較好地完成畢業設計。提高了學生網絡維護與管理技能,為就業奠定了堅實的基礎。
(5) 質量控制
通過對畢業生進行質量跟蹤,獲取用人單位的反饋意見,及時發現教學環節中存在的問題及學生的個體差異。為進一步調整教學方案、教學方法、教學手段等提供了第一手資料。根據畢業生反饋意見,結合學生個體差異,本課程組及時采取分組、分層教學,效果顯著。
3 結束語
經過多年的教學實踐及課程建設經驗,筆者認為,課程建設是高職院校教學過程的關鍵,課程建設的質量直接影響專業人才培養的質量。加強精品課程建設,提高教學質量,是深化教學改革、提高教學水平和專業人才培養質量的重要環節。構建科學的實踐教學體系,加強校企合作、工學結合的人才培養模式,是高職院校精品課程建設的核心。
我國現行的計算機網絡專業課程教學辦法,大多數以傳統教學模式為基礎,進行較小幅度的新技術應用和新型專業技術培養,因此具有一定的局限性。目前來看,我國應用型計算機網絡專業課程的設置主要有:數據通信技術、計算機網絡技術、局域網組網技術、計算機安全技術、TCP/IP、通信編程技術、Web數據電子技術和網絡安全技術等課程。
一、對現行的計算機網絡工程專業課程體系的分析
對于傳統本科教育來講,其具有一定的科學性和合理性,本科學生的文化素質相對較高,對新型技術知識的適應能力較強,對于這類教學目標,我國大多培養的是學生畢業后能夠進入政府機關、企事業單位和科研部門從事相對高端的計算機網絡技術、計算機語言開發和管理維護工作,或在高校從事網絡工程的教學與技術研究工作。但對于新辦本科教育來講,現有模式具有一定的缺陷。
隨著計算機技術的高速發展及各種新型數字信息技術的豐富,計算機網絡專業已成為計算機技術的一個分支,而軟件開發技術在當今也不再是硬件技術的附庸產業,軟件開發技術已獨立發展成為計算機技術的一項小分支。因此,傳統的計算機網絡專業課程以無法滿足現代計算機技術的發展和社會人才的需求。
我們應當看到,現行的網絡專業技術課程較陳舊,教學內容往往與現行社會普遍使用的計算機系統、軟件開發環境相比更為落后,同時,教學課程在計劃和安排上存在內容重復與重疊現象。以編程和開發環境課程為例,教學中所開設的編程課程雖然種類較多,但大部分內容較為相似,尤其在開發環境和計算機語言課程上,看似種類繁多,實則類同。再例如,Web數據庫與電子信息技術,其中Web數據庫只是編程技術中的一小部分,但如果專門開設課程學習Web數據庫開發,往往忽略了整個編程,最終使學生只能學到編程技術的一點皮毛,對以后的工作和應用也沒有實際意義。
數據通信與計算機網絡課程包含了內容非常多,而系統集成和TCP/IP的課程內容多數是數據通信與計算機網絡上過的,造成“舊菜重炒”,開設的課程雖然很多,但是每門課程都只是學了一些基本的知識,深度不夠。因此,這樣的課程設置泛而不專,不能體現“一專多能”的作用。學生在校學到的計算機知識廣而不精,畢業生面對社會擇業時很難馬上適應工作,而用人單位顯然不愿意錄用沒有專長的學生。
二、課程設置中必須明確培養目標
應用型的計算機網絡專業現行的課程,與相應的研究型本科專業課程設計相比,存在比較尷尬的地方,培養的學生理論基礎不如研究型的學生,實際應用能力不如高職高專,近年來,網絡工程技術類應用發展迅速,社會對這幾個方面人才的需求也較大,但是,本科“具有計算機網絡應用與維護能力的應用型人才”的培養目標定位太含糊,在四年的學習時間里,學生很難把幾個應用方向的應用技術都掌握,造成計算機專業教學效果并不理想,因此對應用型本科計算機課程體系進行改革迫在眉睫。
為順應時展和新型計算機網絡專業技術的不斷普及,在教學內容與課程設置上的改革迫在眉睫。首先應明確教學目的,包括培養技術的方向和定位,可以根據需要對計算機網絡專業進行分類。從不同方向制定科學的、系統的獨立專業,使學生能學到全面的計算機網絡技術知識;同時學生還能根據自己的興趣愛好,選擇自己特長的學科或技術作為今后的重點發展方向。
三、課程設置必須突出“一專”
計算機網絡專業的教學計劃,幾乎每年都要調整,但總體而言,沒有實質性的突破。很多高校網絡課程的一些老教師為了提高學生的綜合能力,嘗試在三年級開設綜合作業課程,旨在培養學生的綜合應用能力。綜合作業的課程主要以任務驅動及實例教學為主。通過學習和模仿,制作出一個相對完整的、能夠完成一定操作的程序(或應用軟件)。這種嘗試,在提高學生的動手能力及學生的學習興趣方面雖收到一定的效果,但改革力度是不夠的。
四、課程設置對策
建立切實可行、符合本校特色的教學計劃、培養方案和課程體系是計算機學科教學與學科建設的基礎,教學內容和課程結構體系要瞄準人才培養目標,通過現代教育技術手段濃縮課時,科學合理地整合課程,構建合理的知識結構。
對應用型科來說,網絡課程體系結構應分為:基礎類、組網類、管理類、網絡應用開發類,學完后畢業生應能考過網絡工程師和CCNA或CCNP,可以開發web應用程序,開設課程課時要足夠多,數據通信與計算機網絡這門課程應包含的內容應該是網絡工程師考試的內容,可以把一些課程合并,網絡架構主要網絡的基本架構的實現及管理的內容,網絡安全主要是密碼學及應用,Web應用開發內容腳本編寫和Web編程。CCNA課程學完后,學生能通過CCNA考試。
實驗內容分為組網類和管理類,組網類的實驗包含:路由器和交換機的基本配置實驗、交換機實驗(VLAN,VTP,生成樹)、路由器實驗(靜態、RIP,OSPF、ACL、NAT),廣域網協議基本實驗包含:網絡架構的實驗(AD活動目錄,DNDHCP,數字證書、遠程訪問RAS、IAS、IPSec,網絡檢視)。
對于應用開發類,布置大作業,期末可以已實訓的方式,參照一些成功經驗的做法,24個學時在機房由老師指導。課外輔導,應成立學生學習興趣小組,分成兩個方向,組網類及管理類的小組和應用開發類的小組。分別由指導老師指導,并給學生下達課題或大作業。可以定期舉辦各種類型網絡技能比賽。
六、存在的問題
師資水平直接影響教學質量,而這一問題在應用型本科計算機網絡工程教育中更加突出。應用型本科網絡工程專業教育中應以培養學生的動手能力為目標,這個目標應該是明確的,比如,三維設計,其培養目標就是讓學生成為一名計算機繪圖員或設計師,要實現這個目標,教師在三維設計方面,自己首先要達到繪圖員或設計師的水平,否則就無法保}正教學質量。但在高校上計算機網絡課程的教師中,大部分是從學校到學校的教師,沒有實踐經驗,有實踐經驗的教師太少了,這一事實直接影響了教學質量。因此,選擇有實踐經驗的教師作為主講教師,才能保證教學質量,提高學生的動手操作能力。
中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:A DOI:10.3969/j.issn.1003-6970.2012.07.054
課程群建設的基本思想就是改造傳統的高校教學組織模型,使技能要求獨立于課程,形成目標明確的課程群層次,嵌在課程和專業課程體系方案之間,由課程群承載技能培養的目標,協調課程之間的關系,使目標明確化。把圍繞一個技能培養目標的、含有若干課程中的技能點抽象出來,在一個更高層次上連貫起來,使該技能的培養隨課程教學的推進而不斷遞進、加深和拓展,逐步實現與培養目標的重合。
1.計算機網絡專業課程建設存在的主要問題
目前我校的計算機網絡專業一般以《計算機網絡原理》、《網絡分析、測試與優化》、《通信原理》、《網絡安全技術》、《TCP/IP協議分析》、《IPv6技術》等課程為主,這些課程的理論性較強,相互之間還存在不少重復的內容,給教學帶來一定的困難。同時,伴隨著計算機網絡技術的迅速發展,計算機網絡專業課程設置上的矛盾也顯得更加突出。另外,由于各任課教師在實踐經驗上存在著客觀的距離,使得各教師在教學內容的把握上也會產生一定的差異,因而在教學時會使學生對網絡專業技術產生不同的認識與理解,難以形成專業的整體性與一致性,不能完全滿足專業教學的要求。
2.課程群方法的提出
課程群方法是近年來高等院校課程體系建設實踐中出現的一項新的課程開發技術,其基本思想是把內容聯系緊密,內在邏輯性強,屬同一個培養能力范疇的同一類課程作為一個課程群組進行建設,從技能培養目標層次有效的把握課程內容的分配、實施、保障和技能的實現。還可以根據課程群的劃分,可以知道哪些課程是課程群的核心程建設的成果已初步顯示出來。為此各個高校根據各自的不課程,哪些是從屬課程,構架出該群的知識內容,并對課程同的情況,采用多種形式進行課程群的建設,進一步提高教群的知識點進行整體的劃分。其用于課程體系的進程思路如圖1:
3.網絡課程群建設的基本思路
要建立具有較高質量的計算機網絡專業課程群,需要根據各相關課程在整個課程體系中的位置、地位和作用以及各課程的開課順序,全面考慮課程的安排。一般來說,在一個專業課程體系中,各課程之間的關聯關系取決于學科的知識和研究方法等。而在課程群體系中,各門課程之間的關聯關系更多地表現在先修和后續之間的時序關系上,即先修課程中的相關知識直接為后續的課程服務。在實踐中,通過對計算機網絡專業規范的深入研究,針對學校的辦學定位、辦學條件、師資情況等,再結合計算機網絡專業的教學特點和學生畢業后技能和再發展的需要,重新構建了計算機網絡工程專業的課程群。在建設過程中,首先要對課程群的建設做出整體性規劃,明確其中的每一門課程建設的具體目標和要求,然后把相關的課程組合在一起進行整合,刪除重復、陳舊的內容,根據需要,增加可增強學生競爭能力的新內容,最后形成一個整體。
以我院網絡工程專業為例,可以把《計算機網絡原理》作為網絡工程方向的基礎課程和核心課程,但僅僅強化這一門課程的建設對整個專業方向的建設還遠遠不夠,必須構建完整的課程群體系,從整個體系出發深化改革、優化發展和強化建設,必須理論、實踐并舉,多方面協調發展,搞好課程群建設。單門課程的建設,只能保證一門課程的優化,往往片面強調這門課程的重要性,內容膨脹或存在疏漏,學時擴張,最終課程與整個培養體系相孤立。而課程群建設方式能夠體現課程之間的相互關系,保證知識結構的合理性和整體配置的優化。
我校網絡專業課程群的建設如圖2。在整個課程群體系中,實踐教學體系具有非常重要的地位,與理論教學體系相得益彰。不僅能有力地支持理論課程的教學,更重要的是培養學生多種層次的能力。其中,網絡實用技術實訓可結合多媒體等課程的知識與技術,培養學生網頁制作、美化與的基本能力,增強學生對網絡的興趣和感性認識。“網絡課程設計”和“網絡工程實訓”培養學生能運用所學過的計算機網絡和TCP/IP原理及網絡互聯等方面的知識,按照具體要求進行園區網絡的規劃、設計,設備造型,結構化布線,以及局域網的施工、調試等能力。“軟件應用與開發項目實訓”培養學生掌握各類網絡硬件、軟件的配置、維護與管理,掌握防火墻等安全技術,保證網絡高效、平穩地運行。“畢業實習”和“畢業設計”培養綜合運用網絡技術、軟件技術和數據庫技術,進行基于網絡環境下的軟件開發,掌握網絡的應用能力、開發能力和創新能力。
4.課程群方法建設的優勢
內容具有科學性。課程群各組成課程之間關系密切、邏輯性強,知識具有遞進性,便于組織教學。結構具有合理性。整合教學內容提高了實踐教學學時數,應用技能為主的思想得到體現,技能和素質培養體系更趨完善。實驗室高效利用。課程群方法使網絡專業實驗室可以進行大型的跨課程。教學具有可控性。課程群所有課程的教與學透明度提高,教學中的隨意性和非計劃性減少,有效的提高了教學的可控性。
5.計算機網絡專業課程群建設的措施
(1)根據所確定的教學內容制定出規范的教學大綱。教學大綱是教師組織教學的依據,是使課程符合教學計劃要求的保障。它包括課程性質、任務、內容和要求、教學活動安排、學時分配、實驗設置等,教學大綱應盡可能詳盡地規劃好涉及課程教學的諸因素。
(2)根據教學大綱制定出教師的授課計劃和實驗、實習等實踐性教學活動計劃。在制定各網絡課程的教師授課計劃時,應先由經驗豐富的教師提出初步的授課計劃,然后通過教研室共同討論、補充、修訂后再共同實施。對于實踐性課程的安排,應遵循由簡到繁、由易到難、循序漸進的方式進行,這樣做可以保證在難度上逐步加深,內容上環環相扣,層次上逐步提高。因為實踐性課程是提高學生理論聯系實際能力不可或缺的重要環節,也是培養學生綜合運用所學知識解決實際問題、逐步培養他們科學規范的專業技能的有效過程。
(3)根據培養目標和后續課程的要求確定教學內容。主要做法是通過對教學內容的分析和設計,進一步打通課程之間的聯系,另外還減去或淡化了與培養目標不相適應的內容,保證了在教學上的科學性和合理性。
(4)根據教學計劃和教學大綱的要求選擇配套合適的教材和教學參考書。在教材選用上應遵循具有一定的權威性,符合教學大綱的要求,符合學生的接受能力。
項目化教學方法是在教師和學生共同參與下為了完成一個項目工作而舉行的一個獨特的教學方法。教師組織學生真實地參加項目設計、履行和管理的全過程,在項目實施過程完成教學任務。“項目化教學法”起源與美國,在國內外的職業教育中很受推崇,教學資源庫建設平臺以資源共建共享為目的,以創建精品資源和進行網絡教學為核心,面向海量資源處理,集資源分布式存儲、資源管理、資源評價、知識管理為一體的資源管理平臺。
目前,在高職計算機網絡基礎課程的教學中,在教學資源,教學方法和手段,教學模式等方面很多院校教師已經積累了很多經驗,有的還編寫了教材和實訓指導書,但缺少完整的以項目化教學為主的教學資源庫,教師在上完計算機網絡基礎課之后學生缺少有針對性的自主學習平臺而導致難以深入和熟練掌握這門科學。
1 項目化教學與資源庫建設的重要性
1) 是適應職業教育發展的需要,讓學生更加輕松接受和掌握本專業的知識和技能。在人才培養過程中起到和你好的促進作用。
項目化教學法對學生自主解決或完成工作任務的能力起到良好的促進作用,達到信息產業的發展對專業領域人才的需求。
2) 可以解決高等職業教育過程中的課程結構和傳統教學方法老化的問題。
在傳統的教學方法中,大多數是采用了理論加實踐相結合的授課方式,但對學生職業能力和動手能力方面的結合得不多,甚至有的學生在學校學的知識和在實際工作中的應用大相徑庭。因此,在這種傳統教學模式下,培養的學生走向工作崗位后難以滿足職業崗位的要求。而項目化教學法可很好地解決這一問題。
3)《計算機網絡基礎》課程的課堂教學效果明顯提升。
《計算機網絡基礎》是一門理論和實踐相互融合的課程。在課堂教學過程中,分配好理論與實踐的教學比例,在高職教育中,理論夠用即可,在掌握了基本的理論的知識基礎上,著重要培養學生的動手能力。而做到這一點對于很多教師來說有很大的挑戰。采用“項目教學法”可使得學生自注選定學習目標、學習進度、學習資源,讓學生在自主的過程中不斷探索適合自己的學習方式,以工程案例來激發學生對專業知識的理解,比如要完成一項工作,先要確定任務目標,然后制定任務實施規劃,再到任務具體實施,最后是進行質量控制與檢測,發現問題及時評估反饋。這樣完整的工作過程可以大大提高課堂教學的效果,增強了學生適應企業的實際工作要求,提高了學生分析和解決實際問題的能力。
4) 資源庫建設能促進教學方法和教學手段的改進。
在高等職業教育中,教學資源庫建設項目,是各級教育科研部門立項支持的“示范性高等職業院校” 規劃建設的一個重要環節。良好的教學資源庫通過不斷完善,能起到良好的示范作用,為同類院校、同類專業資源共享,提高整個職業教育的教學水平,同時也為高職學生提供自主學習的多樣化資源和個性化服務,從而帶動全國高職院校各專業教學模式和教學方法改進,為整體提升高職人才的質量和人才社會服務能力。
課程建設是一個立體化多方位建設的問題。以項目教學為主線,開展多種教學方法和手段,加強資源庫建設(支撐各種教學方法和手段)。為學生自主學習提供資源保障。強化實踐能力培養,突出專業特色。
2 以項目化教學為主的多種教學方法具體實施
《計算機網絡基礎》課程確定了以項目化教學為主要手段,具體措施主要有:
1) 理論項目教學:基本要求是學生理解計算機網絡的基本概念、基本理論和基本技術。同時要求教師課前充分備好課,在講授理論項目時,能把項目的實際意義和目的介紹給學生,讓學生產生興趣,然后深入淺出地講授知識,引導學生逐步理解項目的重難點以及和其他項目的聯系。
2) 實踐項目教學:在理論項目教學,接著要和實踐項目相結合教學,可以帶領學生參觀學校的校園網中心、校企合作的校外實訓基地的企業網絡,由網絡管理人員介紹該部門的網絡設計的思路、組網技術、主要硬件及軟件等內容,其目的是使學生對計算機網絡有感性認識,為綜合項目打下基礎。
3) 網絡輔助教學:將網絡基礎課程的項目通過分解,在內部網站上建立各項目分論壇,回答學生提出的問題,同時學生通過論壇提交作業,教師通過論壇提出作業批閱意見。這樣不僅能鞏固課堂基本教學內容,而且還能加深學生對計算機網絡知識應用和進一步實踐的愿望。
4) 教輔相關資源:因特網是非常重要的學習資源,教師通過梳理,將優質的其他網絡資源和輔助參考資料及時推薦給學生,滿足學生進一步學習的需要。
5) 案例討論:在項目教學過程中準備不同項目的企業應用案例,通過這些案例教學,讓學生領悟網絡基本知識,大型案例可以安排學生課外討論和思考,使學生更多地了解實際應用,拓寬認識。
6) 項目配套習題:每個項目都要配備習題,以鞏固教學。選擇部分典型習題進行評講,其他習題學生通過認真閱讀教材和參考書后完成。
7) 課程設計與實訓。教師將綜合網絡實訓項目制作成大型作業或課程設計,讓學生自由組合成團隊,共同來分析和設計企業網絡應用方案,或為企業設計滿足實際需求的計算機網絡系統。同時由教師對學生提出的進行點評,提出其設計方案的優劣,不斷整改和完善。這樣可以使學生理論能聯系實際,鞏固所學知識,在有條件的學校,也可以組織學生進行網絡設計技能大賽,這樣就更能激發學生的學習網絡知識的積極性。
3 資源庫建設具體步驟和內容
資源庫建設應以系統理論為指導, 遵循國家頒布的相關技術標準和規范,其具體建設步驟如下:
1)根據實際應用情況,結合計算機網絡基礎課程教學大綱,確定資源庫建設的具體內容模塊。課程項目具體內容劃分為網絡基礎理論項目和網絡應用實踐項目兩種,收集好網絡組建的實際案例和素材。
2)編寫理論和實踐項目具體要求,包括項目名稱,項目內容,學習目標,案例分析,習題,作業題等。
3)組織課程組成員,對各個項目進行任務分工,編寫項目指導書等。
4)組織專家對設計出來的項目內容進行評價,進行整改和完善項目。
5)制作課件資源,如PPT,flas等。
6)制作各分項目對應的習題。
7)根據項目分析和各項目負責人提供的資源庫內容,利用網站技術創建資源庫網站。
8)在實驗室的服務器上(校園網內部均能訪問),將所有的資源庫內容上網。
最終的項目資源是利用多媒體手段,教學相關各類資源:動畫、章節習題、相關文檔、視頻,加上網上自測平臺、網上答疑平臺,形成一個內容豐富的教學資源網站。
4 項目化教學與資源庫建設展望
通過幾年來的不懈努力,計算機網絡基礎課程的教學資源庫建設不斷豐富,實用性愈來愈強。教師根據“項目化”教學的需要從教學資源庫中選擇適當的素材組織教學,可以使教學的表現形式更加形象化、多樣化、視覺化,從而大大提高了課堂效率,學生也可以充分利用教學資源庫的學習平立完成“項目化”教學過程中的各項學習任務和自主項目,從學生對課程的評價結果來看,該課程教學效果一直評價為最好。當然資源庫是個不斷建設和積累的過程,很多資源還需要進一步完善。
參考文獻:
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2003年教育部下發《關于啟動高等學校教學質量與教學改革工程精品課程建設工作的通知》(教高[2003]1號)以來,包括高職院校在內的國內高校各級精品課程建設工作開展的如火如荼。就計算機網絡課程而言,目前已有包括本科、高職兩個層次,國家級、省級、校級等多個層次的數十所院校的精品課程項目得以立項、建設。精品課程的建設目標是建設“具有一流教師隊伍、一流教學內容、一流教學方法、一流教材、一流教學管理等特點的示范性課程”[1]。國內兄弟院校前期開展的計算機網絡精品課程建設[2-3],大多圍繞這個目標,根據不同學校的辦學定位和人才培養目標,在課程體系、教學內容、教學方法和手段、師資隊伍、教學資源建設等方面大膽改革和創新,取得顯著成效,產生了很好的借鑒和示范效應。
我校是一所有著二十四年辦學歷史的地方性高職高專院校。長期以來,學校堅持走“工學結合、校企合作”的應用型人才培養之路,十分重視專業建設和課程改革工作。計算機網絡是我校信息與電子工程系計算機類、自動化類專業的一門重要專業基礎課。我們在精品課程建設中汲取他人寶貴的經驗,借鑒兄弟院校的創新成果,同時結合自身地域經濟發展和人才培養定位的具體特點,積極探索以崗位核心能力培養為目標的計算機網絡精品課程(組)建設和改革新路子,這是一項具有重要現實意義的工作。
1高職畢業生網絡技術職業崗位能力分析
1.1網絡技術崗位特點分析
計算機網絡是當今信息社會最基本、最重要的公共基礎設施之一。社會用人單位對網絡技術專業人才的需求持續旺盛,工作崗位呈現多樣性。IT行業中,計算機網絡技術工作崗位主要特點可概括如下。
1.1.1技術更新快
計算機網絡技術發展迅猛,新知識、新技術不斷涌現,因此對從業人員的知識更新和能力提升的要求特別突出。學生不可能僅僅依靠學校所學的知識和養成的能力去適應其長久職業生涯的發展需要,這就要求學生注重自我學習、自我發展能力的培養和訓練。高職高專學校2~3年的在校學習時間本身比較短暫,如何兼顧基本專業技能的訓練,以快速適應未來就業崗位;以及如何培養學生自我學習的能力,使之具備未來在崗知識更新的要求需要很好地加以平衡。
1.1.2實踐能力要求高
與其他IT技術崗位類似,網絡技術工作崗位對畢業生的實踐能力,特別是實際動手和實際應用能力的要求也非常突出。學生無論從事的是網絡組建、網絡運行、網絡開發,還是網絡管理等不同崗位的具體工作,都需要在熟悉典型網絡技術、掌握典型網絡設備運用技能的基礎上,突出實踐、注重應用。這就為高職院校的人才培養指明了路子――那就是必須在學校教學中,加強實踐環節的訓練,以真實工作崗位的模擬環境為實踐教學空間,立足應用能力的培養。
1.1.3知識的復合特點明顯
從事網絡技術工作崗位的專業技術人員,除了要有一定計算機科學素養,熟悉計算機軟件、硬件的基礎知識外,另外具體崗位類型的細分,對畢業生的知識和能力結構還提出了一定的復合要求。比如,從事網絡應用,如網站開發和管理工作的學生,除了對計算機局域網、互聯網比較熟悉外,還需要具有一定的數據庫、程序設計等知識和技能。
1.2網絡技術典型工作崗位及其能力規格分析
我系計算機應用技術專業開設于1993年,多年來,先后為周邊地區企事業單位培養、輸送了一大批IT技術應用型人才。在先期開展的畢業生就業典型崗位調查中,我系針對計算機類專業畢業生提出了包括企事業單位中小型局域網管理與維護、企事業單位網站建設與管理、企事業單位中小型MIS系統程序員等6個典型工作崗位,并對不同的職業崗位分析了各自應重點培養和訓練的核心專業能力。
從用人單位的調查發現,從事網絡技術工作的計算機類專業畢業生不僅要具有一定的計算機專業素養和綜合素質,還需要具備較強職業崗位能力,包括核心技能、行業通用技能和職業專門技能等。從實際崗位的需求看,畢業生的專業能力和素質分析如表1所示。
2 “計算機網絡”課程組建設的具體實踐
表1的網絡技術工作崗位職業素養和能力分析,為高職高專計算機類專業培養計劃中計算機網絡相關課程組的體系構建提出了目標,指明了方向。
2.1計算機網絡課程組體系設計
從高職高專技術應用型人才培養的目標出發,培養計劃中計算機網絡課程組的設置,既要突出未來從事網絡技術工作學生的能力培養,也要兼顧未來從事其他IT技術工作學生的需要[4-5]。經過多年的探索,我們提出計算機類專業“網絡技術課程組體系設計”,如圖1所示(圖中“*”課程系選修課)。
為使學生通過相關課程組的學習和訓練,初步具備計算機網絡分析、設計、開發、應用、維護和管理的能力,圖1中網絡技術課程及實踐教學環節分為以下4個不同的層次。
2.1.1計算機基礎應用能力課程
主要包括3門課程:計算機應用基礎、PC組裝與維護、Linux操作系統。這一模塊為網絡技術職業崗位的專業知識學習和專業技能培養奠定基礎。全部課程為必修課。
2.1.2計算機網絡基礎(核心課程)
該課程的目標是使學生初步掌握計算機網絡體系結構、基本概念和基本原理,掌握典型局域網組網技術,深刻理解TCP/IP原理和技術,培養學生典型網絡技術的基本專業素養。該課程作為網絡技術課程組中的核心課程,其重要性不言而喻,是課程建設的重點。課程的教學采用“理論+實驗”的形式組織,實驗部分可分為模擬環境的驗證性實驗和真實環境的開放性實驗兩類。
2.1.3網絡基礎架構能力培養課程
主要包括實用組網技術和PDS與組網兩門課程。前者以基本路由、交換技術為重點,以著名網絡設備廠商的典型設備為背景,學習、掌握常見網絡設備(路由器、交換機等)的配置和管理技術,使學生熟悉業界主流網絡基礎設備的應用;后者為選修課,供有意從事網絡技術專業的學生選學。該課程的學習使學生初步掌握結構化綜合布線系統的基礎知識,訓練其實踐應用能力。同時,該課程中通過典型組網案例的分析、課程實訓等環節,使學生具備獨立開展一般中小企業內部局域網、互聯網接入的規劃和設計能力。
2.1.4網絡綜合技能訓練教學環節
由“網絡管理與網絡安全”、“網絡工程實訓”以及“網絡技術職業技術資格認證培訓”構成。該模塊強調的是網絡綜合應用技能的訓練,屬于提高性課程,旨在使學生在前述3個模塊學習的基礎,進一步延伸、拓展專業知識,進一步訓練網絡綜合工程能力。
2.2核心課程的優化與重組
課程建設初期,通過對我校及兄弟高職院校現行課程教學情況的調研,我們發現計算機網絡課程的教學目前還存在許多問題:
(1) 課程應用性特點尚不鮮明。
計算機網絡課程本身是一門具有很強應用性和實踐性的課程,但傳統國內高校該課程的教學內容以OSI/RM七層模型為主線加以組織,“學院”氣息很重。這一點對高職高專院校來說,問題特別突出。過于強調計算機網絡專業知識的深度、廣度和系統性,顯然與高職院校的培養目標和人才定位實際不相符合,導致課程教學與網絡技術的飛速發展和廣泛普及的現狀嚴重脫節。
(2) 教學方法單調,課堂氣氛呆板。
一般的計算機網絡課程大多采用“課堂教授+驗證實驗”的教學形式。從該課程教學內容的特點看,這本無可厚非,符合課程的教學特點。現今存在的一個突出問題是,由于過多強調課程的理論知識傳授,導致“灌輸式”、“填鴨式”教學形式的風行,課堂教學內容陳舊、枯燥,特別是網絡體系結構和協議分析部分,高職學生往往如墜云霧,師生難以互動,學習趣味索然。
(3) 師資隊伍不能與時俱進。
這主要體現在兩個方面,首先,許多擔任計算機網絡課程教學的教師,自身缺少專業實踐背景,從學校到學校,從書本到書本的現象普遍存在,授課只能紙上談兵,難以適應高職院校應用型人才培養的基本要求;其次,部分教師不注重自身專業素養的提升和知識更新,使課程教學與技術發展不相適應。
(4) 實踐教學環境和條件建設滯后。
受專業建設時間和教學經費投入的制約,高職院校的實驗、實訓條件與本科院校的差距十分明顯,而計算機網絡課程本身具有很強的實踐性特征,兩者的矛盾比較突出。單純依靠普通計算機機房開設基于模擬環境(如Boson、Packet Tracer等)的網絡基礎實驗,使得學生在網絡技術諸多專業的技能訓練上受到很大制約,存在很多缺失。
基于上述分析,我系計算機網絡課程建設實踐,首先從課程教學內容的優化重組入手。其基本思路是:
(1) 突出高職高專應用型人才培養的特點。
以培養學生的職業崗位能力為重點,突出職業性和崗位性。通過與思科網絡技術學院、神州數碼網絡大學等著名網絡教學平臺的合作,開展課程設計與課程開發。倡導以學生為主體的教育理念,以崗位需求和職業能力為依據,以工作過程為導向,把課程的教學貫穿于實際的網絡構建、應用和管理的工作過程中,突出職業能力、職業素養的培養和訓練。
(2) 強調學以致用,完善實踐教學環節。
加強與周邊網絡、通信行業、企業的聯系與互動,積極探索校企合作的課程開發新路子;充分發揮已建立的“思科網絡技術學院”等校企合作平臺的作用,深化課程實踐教學改革;構建校內網絡實驗室、網絡工程實訓室以及校外實習基地的建設,拓展實踐教學空間;以驗證性基礎實驗、案例式組網實訓、網絡工程綜合實訓和實際崗位實踐等形式,充實完善課程實踐教學環節。
(3) 課程教學與職業證書有機結合。
將網絡技術職業技能取證引入課程教學體系之中,在前期已開展的“網絡設備調試員”培訓考證工作的基礎上,進一步引入思科、H3C、神州數碼等著名網絡行業資格證書,豐富課程的教學模塊,凸現課程教學的職業性。
為此,我們在課程教學內容的設計上,大膽擯棄了傳統的OSI/RM模型為主線的組織體系,新的教學內容的組織體現了一般知識基礎、基本技術方法和綜合技術應用3個層次,兼顧了網絡與通信基本原理、典型局域網技術、TCP/IP原理與技術和Internet典型應用等4個重點,如表2所示。
2.3實踐教學體系的構建
在我們的課程改革探索中,課程實踐教學環節的改革是其中的重點工作。首先在實踐教學內涵的充實上,初步構建了以下較為完善的體系。
(1) 網絡基本原理實驗:以校內“網絡實驗室”、“網絡工程訓練中心”為基地,采用真實環境與虛擬環境(如Cisco Packet Tracer、Boson等)相結合的實驗方式組織開展。
(2) 典型案例綜合實驗:在校內“網絡工程訓練中心”及校外合作企業中國電信衢州分公司、衢州市愛得發網絡工程公司等基地分別組織實施。
(3) 網絡工程實訓:主要借助校企合作平臺在校外實習實施,并與學生的畢業設計和頂崗實習有機結合。
與此同時,為了提高實踐教學效果,我們通過依托校外合作企業,在實踐教學中聘請了十余名行業技術專家,參與實踐教學的指導。本系教師在配合外聘教師工作的同時,也得到了很好的實踐鍛煉機會。
2.4課程教學與職業技能取證的有機融合
為了體現計算機網絡課程教學的職業性特點,我們將網絡技術職業技能取證與相關課程組建設加以融合。相關證書與課程教學內容的關系如下:
(1) 網絡設備調試員(管理員)技能證書:計算機網絡課程教學內容應覆蓋該證書所要求的知識、能力規格,學生修完該課程,完成全部理論和實踐教學環節后,具備參加該證書考試的條件。
(2) CCNA、HCNE、DCNE等行業通用證書:計算機網絡課程教學內容融入上述證書的部分教學模塊供學生課內選修。學生修完本課程,選修網絡技術課程組后續課程,或利用課程網站自主學習,擴展知識能力結構,經過短期培訓后,具備參加該證書考試的條件。
3結語
我校計算機網絡課程組建設的探索與實踐開展以來,大大推進了計算機類專業核心能力“中小型企事業單位計算機網絡組建、運行、維護和管理能力”的訓練工作。限于篇幅,課程建設其他層面的工作,如師資隊伍建設、教材和教學資源建設、教學方法和教學手段的革新、課程考核評價體系的完善等,本文沒有系統介紹,留待后續進一步總結和報告。
鑒于課程建設工作的系統性和長期性特點,我系前期開展的圍繞計算機網絡技術職業崗位能力培養的相關課程組建設工作,尚在進一步完善和深化之中。此前的許多改革實踐,借鑒了兄弟院校的寶貴經驗,在此深表謝意。
參考文獻:
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Professional Competence-oriented Computer Network Course Group
Development in Higher Vocational Education
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(Department of Information and Electronic Engineering, West Branch of Zhejiang
一、精品課程網站需求分析
1.1總體需求分析
構建計算機網絡精品課程網站的主要目的是提供符合計算機網絡精品課程申報要求的課程教學資源,實現精品課程教學資源共享,以提升學生自主學習能力為途徑,以提高學生學習能力和減輕教師壓力為根本目的。那么依據教育部提出的計算機精品課程網站系統要實現幾個方面的需求,分別是:(1)計算機網課程教學目標(2)在線學習功能(3)師生互動交流功能(4)教學評估(6)課程教學資源共享。
1.2系統功能分析
根據前面對系統的需求分析并結合系統業務流程,可以得出計算機網絡精品課程網站應該具備下述幾個功能模塊:課程信息瀏覽及管理功能、在線學習功能、在線考試功能、課程討論功能、實時咨詢功能、用戶留言模塊、教學資源下載上傳功能、在線疑難解答功能、系統管理功能等功能模塊。其中,系統管理員擁有最高的管理權限,并負責整個系統維護和管理;二學生用戶和教師用戶是精品課程網的前端用戶,系統管理員用戶是系統后臺的用戶,學生用戶是網站的主體用戶。
二、精品課程網站總體設計
2.1系統設計原則
(1)整體開發原則:系統各個部分是相互關聯的,是由多個相互作用元素組成的系統。
(2)分解及協調的原則:這就需要把復雜的問題分解為一些獨立簡單的問題有利于求解。
(3)求解最有方案:在處理實際的問題的時候,在此基礎上需要根據實際問題具體分析,從而確定求解的方案。
2.2系統結構設計
本系統主要采取B/S架構模式,這種B/S體系結構的處理過程是:當前端的WEB頁面發出對WEB服務器的訪問請求,WEB服務器接收接來自客戶端的系統請求并進行命令解析,然后把解析后的SQL語法命令提交到系統后臺的數據庫服務器,由數據庫系統進行數據分析、處理。然后中間服務器接收來自數據庫服務器的請求應答以后,把請求的處理結果通過WEB頁面的形式返回到客戶機端,然后前端將數據信息通過用戶界面UI展示出來。
2.3系統功能設計
通過對需求分析階段的成果進行總結和概括,可以進一步得到計算機網絡精品課程網站的主要功能模塊,主要概括為幾個部分:精品課程管理、在線學習互動管理、資訊信息管理、用戶管理、系統管理等。
三、精品課程網站詳細設計
3.1系統數據庫設計
對于高校計算機網絡精品課程網站而言,需要對精品課程網站教學系統進行日常管理。通常,高校精品課程網站系統數據流包括下面的元素:
(1)學生信息:學號、名稱、性別、所在專業編號、出生日期、聯系方式
(2)教師信息:名稱、性別、編號、出生日期、聯系方式
(3)系統用戶信息:欄目編號、用戶名稱、用戶密碼、用戶權限
(4)課程欄目信息:課程編號、欄目名稱、課程編號
(5)課程信息:編號、欄目編號、課程介紹、授課教師編號、課程編號
(6)系統留言信息:留言編號、用戶編號、留言內容、留言時間
(7)實時咨詢信息:咨詢編號、咨詢用戶編號、咨詢課程編號、咨詢主題、咨詢內容、咨詢時間、教師回復
(8)課程討論信息:課程編號、討論主題、發起討論用戶編號、發起討論時間
(9)權限信息:權限編號、權限描述、權限等級
(10)資訊信息:資訊編號、資訊主題、咨詢內容、時間
3.2系統功能詳細設計
(1)精品課程管理
課程管理功能主要包括:課程欄目管理、課程信息管理。其中課程欄目管理功能主要是對精品課程欄目主題進行管理,包括課程和對應的章節下面的增加、刪除、查詢、修改操作,主要是以樹形菜單的形式來展示精品課程欄目主題;課程信息管理模塊主要是對精品課程相關信息的管理。
(2)在線學習互動管理
課程學習互動管理功能細分為:系統留言模塊、論壇留言模塊、實時咨詢模塊、課程討論模塊等。系統提供了系統留言板,以供系統用戶發表對精品課程網站的意見和想法。論壇留言功能,主要提供給廣大的學生用戶和教師用戶自由交流的平臺,用戶可以發帖的形式來發表自己的看法。學生用戶在學習的過程中,可以實時咨詢老師,通過向教師用戶提交疑難問題,然后等待教師回復。
(3)資訊信息管理
資訊信息管理功能細分為:咨詢信息管理、網站新聞管理、網站公告信息管理等,可以進行進加、刪除、修改、查詢操作。
(4)用戶管理
用戶管理包括用戶基本信息管理、用戶權限管理。
(5)系統管理
系統維護功能可以對精品課程網站系統進行各項管理操作。系統維護管理功能主要實現用戶管理、系統參數設置、數據備份和恢復、系統日志管理、數據字典操作等功能。
四、結語
信息技術的發展促進了多媒體技術的普及應用,也帶來了教育現代化的發展格局,實現教育信息化、現代化、數字化是實現教育強國夢想的關鍵。構建計算機網絡精品課程網站有利于普及推廣計算機基礎課程知識,有利于提高教學質量和水平。
參考文獻
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