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技工院校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程教學(xué)改革探索論文
針對(duì)當(dāng)前國內(nèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教材建設(shè)現(xiàn)狀和技工院校學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，筆者提出在技工院�！坝�(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”課程中使用基于自頂向下教學(xué)模式的國外經(jīng)典計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教材，同時(shí)在教學(xué)實(shí)踐中將類比教學(xué)、動(dòng)畫輔助教學(xué)和微課教學(xué)等多種教學(xué)方式結(jié)合，并輔以一定的教學(xué)激勵(lì)機(jī)制，讓學(xué)生更加輕松地掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要協(xié)議原理和關(guān)鍵概念，以期能夠有效提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。
中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心（CNNIC）發(fā)布的第36次《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告》顯示，截至2015年6月，我國網(wǎng)民規(guī)模達(dá)6。68億，互聯(lián)網(wǎng)普及率為48。8%。各種互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用從Web、P2P、搜索引擎到在線游戲、社交網(wǎng)絡(luò)、視頻發(fā)布等層出不窮。國家也提出將制定“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃，并將其納入國家經(jīng)濟(jì)頂層設(shè)計(jì)。在此背景下，除計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)外，越來越多的非計(jì)算機(jī)專業(yè)也將“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”作為必修或選修課程，以提高學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（尤其是因特網(wǎng)）的基本概念、原理和方法的理解和掌握，使學(xué)生今后能在短時(shí)間內(nèi)迅速把握新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并將其應(yīng)用于工作和學(xué)習(xí)。
技工院校學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)分析
首先，技工院校學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)較為薄弱，學(xué)習(xí)習(xí)慣較差（如沒有課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)的習(xí)慣），學(xué)習(xí)意志弱、惰性強(qiáng)，學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)目標(biāo)都不明確。另外，技工院校學(xué)生對(duì)理論學(xué)習(xí)的熱情不高，抽象思維能力較弱，缺乏鉆研精神。因此，這些學(xué)生得到的正面評(píng)價(jià)較少，導(dǎo)致學(xué)生信心不足，厭學(xué)情緒嚴(yán)重，不能正確評(píng)價(jià)自己，無法發(fā)現(xiàn)自身的長處。因此，作為教師要善于發(fā)現(xiàn)學(xué)生的閃光點(diǎn)，因勢利導(dǎo)，不斷發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)他們對(duì)學(xué)習(xí)的熱情和信心。
國內(nèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教材建設(shè)現(xiàn)狀
目前，國外主流的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教材有Andrew S。Tanenbaum編著的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》（第5版），James F。Kurose和Keith W。Ross編著的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自頂向下方法》（第6版），Larry L。Peterson和Bruce S。Davie編著的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方法》（第5版）等。其中只有《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自頂向下方法》一書是以自頂向下的方式來介紹網(wǎng)絡(luò)。自頂向下模式按照從應(yīng)用層到物理層的順序組織教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生對(duì)電子郵件和Web等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用非常熟悉，從應(yīng)用層開始關(guān)注網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)有助于激發(fā)學(xué)生絡(luò)其他內(nèi)容的積極性，也降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。
根據(jù)技工院校學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和學(xué)習(xí)規(guī)律，同時(shí)為確保學(xué)生學(xué)到最新的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)，很多學(xué)校采用了《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自頂向下方法》（第6版）一書的中譯本作為課程主教材。教材配套的課程網(wǎng)站上提供了豐富的教學(xué)資源（教學(xué)幻燈片、課后習(xí)題解答、實(shí)驗(yàn)教程和許多用于演示網(wǎng)絡(luò)協(xié)議工作原理的Java Applet動(dòng)畫程序等），極大地方便了教師的教學(xué)。
針對(duì)技工院校學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，結(jié)合我校“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”課程的教學(xué)目標(biāo)，我們選擇《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自頂向下》一書中前5章作為教學(xué)內(nèi)容，且刪去了“2。7 TCP套接字編程”（學(xué)生沒有編程基礎(chǔ)）和“3。7 TCP擁塞控制”（TCP擁塞控制機(jī)制比較復(fù)雜，只對(duì)擁塞控制的一般原理進(jìn)行介紹）。對(duì)非計(jì)算機(jī)專業(yè)的技工院校學(xué)生，我們建議在84學(xué)時(shí)（有效學(xué)時(shí)）內(nèi)授完全部內(nèi)容（如果是18教學(xué)周的話，可將課程設(shè)為5～6學(xué)分）。
多元化教學(xué)方法在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中的運(yùn)用
1。教學(xué)激勵(lì)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概念繁多、協(xié)議原理復(fù)雜、前后知識(shí)點(diǎn)多有聯(lián)系，而技工院校學(xué)生往往沒有課后復(fù)習(xí)習(xí)慣，所以我們在授課時(shí)一般將上課時(shí)間的四分之一用于回顧上次課所講內(nèi)容。由于技工院校學(xué)生的歸納總結(jié)和語言表述能力較弱，所以在課前復(fù)習(xí)時(shí)盡量以填空題或選擇題形式對(duì)知識(shí)進(jìn)行提問，不要以思考題或問答題形式復(fù)習(xí)。在學(xué)生一時(shí)無法回答問題時(shí)，教師要給出足夠的提示。另外，還要將學(xué)生的課堂表現(xiàn)（課前復(fù)習(xí)題和課中思考題的回答情況）及時(shí)記錄下來作為平時(shí)成績的評(píng)定依據(jù)。
例如，我們從《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自頂向下方法》一書中優(yōu)選出部分不是特別難的習(xí)題（比較接近例題的解題思路），以及歷年碩士研究生入學(xué)考試計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)綜合試題中的部分選擇題作為課后作業(yè)或課中思考題，對(duì)出色完成習(xí)題的學(xué)生予以表揚(yáng)或獎(jiǎng)勵(lì)（期末成績加分）。這樣可以使學(xué)生在一定程度上對(duì)自己有正確的認(rèn)識(shí)，并能提高其學(xué)習(xí)信心。
2。類比教學(xué)
“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”課程內(nèi)容較為抽象，而技工院校學(xué)生的抽象思維能力較弱，在一定程度上影響了對(duì)知識(shí)的理解。因此，我們在教學(xué)中引入了大量的生活實(shí)例作為類比，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論學(xué)習(xí)與實(shí)際生活中的現(xiàn)象聯(lián)系起來，讓學(xué)生更加直觀地認(rèn)識(shí)概念和原理，提高其學(xué)習(xí)興趣。
《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)自頂向下方法》一書本身就是使用現(xiàn)實(shí)世界例子進(jìn)行類比的范例。例如，可以將路由器看作是立交橋，分組通過路由器轉(zhuǎn)發(fā)就好比車輛通過立交橋；運(yùn)輸層和網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)系可以類比郵政，為兩個(gè)家庭提供信件郵遞服務(wù)；路由震蕩問題可以理解為生活中某條新路開通后司機(jī)都趕新路，結(jié)果造成新路擁擠，然后又改回原路。這樣的類比教學(xué)，使得學(xué)生從日常生活司空見慣的現(xiàn)象中輕松理解了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的概念和原理，從而培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散思維能力和類比推理能力。
3。動(dòng)畫輔助教學(xué)
所謂“一圖勝千言”，使用動(dòng)畫輔助教學(xué)可以收到事半功倍的效果。一方面，我們從教材配套的教學(xué)網(wǎng)站上下載了不少Java Applet動(dòng)畫程序用于演示計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中一些較為抽象、難理解的協(xié)議；另一方面，我們也自己動(dòng)手編制了一些Java Applet、Java Swing或是JavaFX程序輔助教學(xué)以及幫助學(xué)生更加深入地理解協(xié)議的工作原理。
例如，回退N步（Go—Back—N，簡稱GBN）協(xié)議和選擇性重傳（Selective—Repeat，簡稱SR）協(xié)議是傳輸層用于實(shí)現(xiàn)可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬蓚�(gè)重要協(xié)議。但是由于這兩個(gè)協(xié)議的工作原理較為抽象和復(fù)雜，許多教師在授課時(shí)即使大費(fèi)周章也不易講清楚協(xié)議中的關(guān)鍵概念和原理。我們通過Java Applet演示程序，采用邊演示協(xié)議的執(zhí)行情況邊分析協(xié)議的工作原理的教學(xué)方法，非常簡潔直觀地對(duì)協(xié)議作了清晰的解釋，學(xué)生對(duì)這兩個(gè)協(xié)議也掌握得十分牢固。
又如，校驗(yàn)和的計(jì)算及驗(yàn)證是“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”課程中一項(xiàng)重要的計(jì)算內(nèi)容。接收方通過校驗(yàn)和可以判斷出所接收的數(shù)據(jù)分組是否出錯(cuò)，并向發(fā)送方返回肯定確認(rèn)分組或否定確認(rèn)分組。為了幫助學(xué)生更好地掌握因特網(wǎng)校驗(yàn)和的計(jì)算及驗(yàn)證，我們編寫了Java Swing動(dòng)畫演示程序（如下頁圖）。該程序可以自動(dòng)隨機(jī)生成80位、96位或112位二進(jìn)制的報(bào)文段，接著演示校驗(yàn)和的手動(dòng)計(jì)算過程和手動(dòng)驗(yàn)證過程。一方面，教師通過該動(dòng)畫程序可在課堂上直觀地向?qū)W生演示校驗(yàn)和的計(jì)算及驗(yàn)證過程；另一方面，學(xué)生通過該動(dòng)畫程序也可在課后進(jìn)一步鞏固所學(xué)知識(shí)。
4。微課教學(xué)
“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”課程中有不少知識(shí)點(diǎn)（如網(wǎng)絡(luò)吞吐量計(jì)算、P2P文件分發(fā)、IP數(shù)據(jù)報(bào)分片、ARP協(xié)議等）都適合制作成教學(xué)視頻進(jìn)行微課教學(xué)。在教學(xué)實(shí)踐中，我們一般將一些適合用多媒體表達(dá)的課程重點(diǎn)知識(shí)制作成微視頻，課前通過網(wǎng)絡(luò)共享給學(xué)生，要求學(xué)生學(xué)習(xí)微視頻，同時(shí)布置一些思考題讓學(xué)生完成，以幫助其更好地理解視頻內(nèi)容。在正式講課前，教師用5～10分鐘時(shí)間測試學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，再根據(jù)測試反饋結(jié)果有針對(duì)性地分析微課闡述的主題。在“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”課程中使用微課教學(xué)，一方面可以讓學(xué)生更加直觀形象地學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重難點(diǎn)知識(shí)，另一方面也可以培養(yǎng)技工院校學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)能力。
結(jié)束語
如何讓技工院校的學(xué)生深入理解并掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要協(xié)議原理和關(guān)鍵概念是“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”課程授課時(shí)的難點(diǎn)。我們在教學(xué)中針對(duì)技工院校學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，采用國外計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)先進(jìn)教材和多元化的教學(xué)方法，做到了化繁為簡、直觀形象、深入淺出地介紹抽象的協(xié)議和概念，收到了較為理想的教學(xué)效果。
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