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关键词:计算机网络;课堂教学;教学改革
现代课堂教学面临着新课程教学改革和现代中、高考制度的多种改革,许多教师紧跟时展的脚步,并在研究理论和实验的基础上,设计了新型的网络开放式的教学方法和教学模式。让课堂走出以往死板的老师一人讲解、学生被动接受的教学方式。现阶段教学模式利用多种多样的活动形式,以计算机网络等为工具,完善、科学的课程教学设计方案,让千万学生远离了传统的应试教育,把学校建设成为更健康、合理的学习平台。
计算机网络的发展为学校师生提供了教学工具和平台,让师生都体验到了学习的乐趣,也让学校建设成一个现代化的学习场地。学生普遍认为课堂教学较为刻板、沉闷,那么这就需要教师在课程教学中利用一定的技巧和方法,把较为深奥的专业知识转变为浅显的语言。更重要的方法是运用现代化科技的教学方法,即计算机网络教学。在课堂教学活动中进行网上设计,具有开放性、创新性的教学特点。教师在设计课堂教学活动时,可以采用最新的教学内容,引进最优秀的教学方式,充分合理地运用现代网络技术,为课程教学的活动设计提供技术手段和途径。
计算机网络的发展有利于帮助建立学生自主学习的主体地位。在以往课堂的传统教学中,往往缺乏锻炼学生的独立思考能力和探究能力,使学生的学习能力难以得到提升。而现代教学采用的计算机网络学习方法不但可以充分解决上述问题,还弥补了学生计算机基础不足的问题,培养了学生的现代社会基本的才能,极大地增进了学生的综合素质,有利于学生前景的发展。如果,学生只依靠平时的教学时不容易找出自身学习弊端,学习效率不高,学习成绩也很难提高。因此,教师应该积极推动计算机网络在学校的发展。
综上所述,计算机网络的发展除了能够为学校建设学习平台、提供学习工具、建立学生学习的主体地位之外,还可以让学生体验到学习的乐趣,掌握更加充分的学习资源,培养学生的多方面能力,另一方面,还有利于教师和学校的管理。总而言之,现代课堂教学早已离不开计算机网络技术,其不断的发展也对课堂教学有着极大的推动作用。
参考文献:
关键词:任务驱动;模拟项目驱动;计算机网络;教学方法
1研究背景
随着国家信息化进程的不断推进和信息技术的广泛应用,计算机网络技术已经成为信息化领域的核心理论基础和工程技术基础。作为计算机及网络工程相关专业的专业基础和核心课程,计算机网络在信息技术人才培养中占有十分重要的地位。计算机网络课程的教学目标,就是学生通过本课程的学习,掌握计算机网络体系结构、网络系统组成及工作原理、网络设备组成及工作原理、网络应用以及网络管理和网络安全知识[1]。具有一定的计算机网络系统架构、设计、集成、维护、管理和应用开发能力,具备网络协议分析与设计、计算机网络系统分析与设计、网络设备的设计与开发能力[2]。计算机网络课程不仅具有较强的理论体系,而且具有明显的工程技术应用特点,如何将理论教学与工程训练有机地结合起来,达到课程学习的目标,已经成为计算机网络教学方法与手段改革的核心问题。
建构主义学习理论是历经对皮亚杰、布鲁纳、维果茨基、维特罗克(M.C.Wittrock)等人的早期建构主义思想的不断发展,同时伴随着对认知心理学的批判和发展,于20世纪90年代出现在心理学领域中的新型学习理论。建构主义学习理论认为,学习的过程是学习者主动建构知识的过程,学习活动不是由教师单纯向学生传递知识,也不是学生被动地接受信息的过程,而是学生凭借原有的知识和经验,通过与外界的互动,主动地生成信息的过程。任务驱动教学模式是问题―探究式教学模式的提升,它是一种吸收了当今构建主义教育思想而建立起来的、富有活力的教学模式[3]。基于项目任务驱动的教学模式,是在教学过程中针对不同知识领域和知识单元,由教师为学生设计一个完整的学习任务,使学生在设计的教学任务驱动下,通过分析、讨论,利用所学知识进行自主探索和互动协作学习的教学方法。项目任务驱动教学模式特别适用于工程背景突出的计算机网络课程的教学过程。该教学方法的应用,可以很好地培养学生的主动自学能力、严密的思维能力、独立分析解决问题的能力以及团队合作的能力。
2计算机网络课程的层次化教学体系
作为信息技术领域的核心基础课程,计算机网络不仅在计算机及相关专业开设,而且在非计算机专业的选修课程体系中设置。针对不同的专业需求,我们将课程设置成多种方案,以适应不同学科和不同层次学生对课程深度和广度的要求[4]。课程设置应当对计算机网络的知识领域和知识单元进行合理的组合,分层次设置教学内容。我们根据授课对象的不同,将计算机网络教学划分为三个不同的层次:面向网络工程专业的科学型教学层次、面向计算机专业的工程型教学层次和面向非计算机专业的应用型教学层次,如图1所示。
1) 面向网络工程专业的科学型教学层次定位,主要针对网络工程专业的学生设计教学内容。课程的教学目标是培养基于理论研究的计算机网络分析、设计与开发型网络技术研究人才。重点培养学生掌握计算机网络的体系结构设计、网络协议分析与设计、网络设备分析与设计、网络信息安全技术的基础理论和设计技术。为后续核心专业课程的开设奠定理论基础。
2) 面向计算机专业的工程型教学层次定位,主要针对计算机科学与技术专业的学生设计教学内容。课程的教学目标是培养基于工程设计的计算机网络架构、集成与管理型网络技术工程人才。重点培养学生掌握计算机网络的规划、设计、集成、选型与管理的知识与技术,使学生具有一定的计算机网络架构、设计与管理及网络工程的实施能力,能够完成计算机网络工程的方案设计、设备选型、技术集成和项目管理。
3) 面向非计算机专业的应用型教学层次定位,主要针对非计算机专业的计算机基础教学设计教学内容。课程的教学目标是培养基于技术应用的计算机网络的应用、维护与组网型网络技术应用人才。重点培养学生基本掌握计算机网络的工作原理、网络系统的组成、网络设备的维护以及网络管理方面的知识。使学生具有基于计算机网络开展其他工程领域研究与开发所需的网络技术信息化综合能力。
针对网络工程专业和计算机科学与技术专业的课程体系,计算机网络的先修课程和后续课程如图2所示。对于两个不同的专业,可根据培养目标的不同开设不同的后续课程。
3基于任务驱动模式的理论教学方法
“计算机网络”课程的教学内容具有概念繁多、原理复杂、协议与技术交叠的特点。它涉及众多的概念、原理、协议和技术,这些内容以错综复杂的形式交织在一起,既有原理的复杂性,又有技术的时效性。所以,在该课程的教学过程中,学生普遍反映无法深入理解网络的原理与技术,知识点的衔接也无法形成整体。在实验过程中,知识的应用具有盲目性。现有的课堂教学模式无法很好地实现理论与实践相结合、提升学生网络技术能力的教学目的。
我校计算机网络的教学内容按照网络体系结构的层次,采用先整体后局部的教学方法进行内容组织。根据ISO/OSI体系结构,借助网络分层模型和系统化的教学内容组织方法,将教学内容划分为四个知识单元:计算机网络体系结构及工作原理、计算机网络的底层通信与数据传输、计算机网络的网络互联与传输控制、计算机网络的应用服务与信息安全。在课堂教学方法设计上,基于构建主义的任务驱动教学模式,进行各个知识单元的任务设置,以此为支撑点启动各类知识点的教学。基于任务驱动教学模式的设计分4个阶段,内容如下。
1) 基于知识单元的任务设计阶段。根据每一知识单元的核心知识点,由授课教师进行学习任务设计。按照难易适中、问题明确、求解可行、激发兴趣的原则选取任务事例,而且集中体现本单元的核心知识。使学生通过分析、讨论、探究、自主学习和互助学习,达到教学目的。
2) 教师指导下的任务分析阶段。通过教师课堂讲授相关概念和原理,帮助学生建立问题求解的方法和策略,引导学生进行问题分析与方案设计,最终形成一个学习任务求解的方案。
3) 实验环境下的任务求解阶段。在实验环境下实现学生自行设计的学习任务求解方案。在实验过程中,教师要适时提出和归纳所包含的学习知识点,进一步讲解其原理和技术。
4) 项目答辩式的任务评价阶段。由学生汇报其学习任务完成情况,教师通过分析学生在分析问题、思维能力及实践技巧等方面的情况,肯定学生好的思维方法和算法思想,同时对其他没有涉及的理论进行补充,以达到完善认知结构、实现教学目标的目的。
任务驱动教学模式是问题探究式教学模式的提升。在计算机网络的教学方法改革中,基于任务驱动的教学模式就是知识与实验的结合,通过设计包含教学要求知识点的学习任务设计,在实验过程中进行验证和学习。计算机网络课程所划分的4个知识单元中,并不是所有的知识单元教学都适合于任务驱动的教学模式。对于计算机网络体系结构及工作原理知识单元,强调的是计算机网络的组成、网络体系结构、网络性能指标以及相关的概念和原理,适合于认知性和验证性学习,采用传统的课堂教学方式并加以相关的验证性实验进行教学是合适的。
对于计算机网络的底层通信与数据传输知识单元,其核心知识点是有关信号与信道、编码与调制、传输介质与物理层设备、差错处理技术、HDLC和PPP协议,同时涉及计算机通信网部分的以太网、高速以太网、环形网、无线局域网以及局域网交换方面的内容。其工程性较强,可实施学习任务驱动的教学模式。
对于计算机网络的网络互联与传输控制知识单元,其核心知识点是网络层和传输层所包含的知识内容,主要包括网络服务模型及组网方式、IP/ICMP协议族、路由算法和路由协议、IP多播及移动IP、TCP/UDP协议族以及可靠传输的建立等。同样适用于任务驱动模式的教学。
计算机网络的应用服务与信息安全知识单元,主要包括HTTP服务、文件传输FTP、电子邮件SMTP、网络管理SNMP、域名解析DNS以及socket应用编程接口和访问控制、网络检测和加密机制等知识。可以通过多个学习任务进行任务驱动式教学。
当所有课程知识单元学习完成后,教师最后通过一个网络项目实例,将计算机网络系统的工作原理和不同层次协议之间的交互过程进行整体性教学案例逆向分析,不仅使学生学习和掌握每层协议的功能、特性、组成、报文格式和工作原理,而且让学生从总体上分析各类协议在整个网络体系结构中的地位、作用和功能。这就保证了教学内容的整体性和完整性,使学生透过复杂的局部知识看到其内部的不同协议和技术核心。
4基于项目驱动模式的实践教学方法
计算机网络不仅是一门理论性很强的专业课程,而且是一门实践性很强的实验课程。基于项目任务驱动的教学模式,很重要的实现途径就是通过课程实验和实习实训实施。所以,实践教学在整门课程的教学中占有十分重要的地位,在实验学时分配上,以课堂教学与实验教学达到3∶1的比例为宜。同时要在教学体系中设置计算机网络工程综合实验周和计算机网络综合课程设计以及3周以上的逆向工程案例教学,整个课程的学习应当在一个学年内完成。
计算机网络的实践教学内容,要在分析课程知识单元和知识点教学目标的前提下,进行整合和优化。在内容设置上,要减少和改造验证性实验,调整并充实综合性实验,突出设计性和探究性实验的数目和质量。建立验证性实验、综合性实验、设计性实验和探究性实验的分层实践教学体系。实验教学内容要体现由易到难、由简单到综合、由注重传授基本方法和技能到注重创新能力培养的特点。实践教学采用与任务驱动教学模式相统一的项目驱动策略,在课堂教学中所设计的学习任务,应当包含了相关的实验内容。基于项目驱动的实验教学适合于综合性和设计性实验教学过程。
综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识,学生通过运用综合的实验方法和技术来进行问题求解的实验类型。开设这类实验是通过实验内容、方法、手段的综合,培养学生综合分析问题和解决问题的能力。在基于项目驱动的实验内容安排上,要把握住综合性、探索性的原则。综合性实验适合于计算机网络的底层通信与数据传输知识单元和网络互联与传输控制知识单元的实验设计。
设计性实验是一种小型项目设计实施的工程实验类型。它是指学生应用所掌握的知识,根据教师给定的实验题目、要求和实验条件,自主查阅参考资料、设计实验方案、选择实验方法和实验器材、拟定实验步骤并独立完成实验全过程的实验[5]。设计性实验的本质就是一种基于项目驱动策略的实践教学方法,其目的是使学生通过选定题目、查阅资料、设计方案、拟定实验内容和步骤,进行实验研究、实验总结和论证、完成实验报告等一系列过程,达到培养学生独立完成实验的能力和解决实际问题的能力。设计性实验适合于计算机网络的应用服务和信息安全知识单元的实验设计。
探究性实验是一种对学生要求更高的实验类型,它不仅涉及计算机网络一门课程的知识,而且涉及更多的专业基础课程和专业课程。探究性实验适合于部分优秀学生采取开放性实验申请的方式,在相关教师的指导下完成。探究性实验的本质就是项目驱动的实验教学模式。
5结语
笔者针对计算机网络课堂教学与实验教学方法改革与实践进行探讨,在分析课程3个层次教学对象的基础上,提出将“计算机网络”课程教学内容划分为四个知识单元,基于构建主义的项目任务驱动教学模式,进行不同知识单元的学习任务设计、分析、实施和评价,以达到学生主动学习的目的。基于项目任务驱动教学方法的改革核心是知识单元的任务构建、执行和评价,规范地设计知识任务和实验项目是今后研究和探讨的重点。我们将针对知识任务的规范化模板设计进行深入研究,以便更好地推进改革。
参考文献:
[1] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会.高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案[M].北京:高等教育出版社,2009:229-232.
[2] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会.高等学校计算机科学与技术专业人才专业能力构成与培养[M].北京:机械工业出版社,2010:84.
[3] 郑宏珍,张华. 数据结构精品课程建设实践探讨[J]. 现代计算机,2011(1):82-84.
[4] 张谦,李春燕,付志红,等. 电路原理国家精品课程的建设[J]. 电气电子教学学报,2010,32(1):26-28.
[5] 姜琳,王学水,李培森. 以教学内容体系改革为核心,全面推进大学物理实验精品课程建设[J]. 大学物理实验,2011,24(1):97-100.
Teaching Methods of Computer Network Based on Project Task Driving
GUO Yinzhang, ZHAO Junzhong
(Institute of Computer Science and Technology, Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan 030024, China)
关键词:双语教学 计算机网络课程 高职高专
随着国际交流与合作的不断加强,对高等专科教育的人才培养也提出了更高的要求。在这样的形势下,中外合作办学形式和双语教学纷纷在高职高专院校展开。笔者将结合计算网络课程的双语教学为例,探讨如何因材施教,提高双语教学水平。
一、计算机网络课程双语教学在高职高专教育中的可行性
为了培养懂技术会外语的实用型网络人才,双语教学在高职高专院校计算机网络课程中的运用是十分必要的。网络课程的双语教学比其他专业课程更有优势,网络技术资料大多以英语形式出现,如RFC文档(省略),IP寻址白皮书(省略)等。计算机网络课程相关的英文图书和教材也十分丰富,国内有许多出版社(如机械工业出版社、清华大学出版社和电子工业出版社等)已经先后引进了许多计算机网络专业英文影印图书或国外经典教材的中文译本,如《TCP/IP协议原理与应用》,《计算机网络自顶向下方法》等,这些丰富资源为计算机网络课程的双语教学的实施提供了保障。
二、高职高专院校中开展双语教学的现状和问题
目前,高职高专院校中的双语教学还正处于探索阶段,教学效果有时还不尽人意。主要的原因如下:
1.相对于本科院校,专科学生的英语水平普遍偏低,词汇量少,英文材料阅读能力差,特别是听力及口语能力很难达到交流与沟通目的,难以适应双语教学。
2.双语教学对教师的要求更高,不仅要求扎实的专业知识,同时要有熟练驾驭英语的能力,而多数高职高专院校中,能完全胜任双语教学的教师匮乏。
3.当前,教材的选择一般有外语原版教材,影印版教材和自编教材。原版教材虽然可为学生提供原汁原味的英语,它理论性强,内容多,但对大多数高职高专学生来说理解难度大,针对性不强。影印教材一般都是专家精选引进的国外优秀权威教材,价格相对较低,有些甚至还有相对应的中文译本,方便学生学习阅读,但与课程配套的教材选择余地较小。自编教材虽然内容针对性强,内容连贯可循序渐进,但语言表达上可能会存在偏差。
三、高职高专计算机网络课程双语教学的实施
1.提高学生的外语能力,合理营造双语环境
为了尽快使高职高专学生适应双语教学,首先应加强学生的公共基础外语教学,对学生按外语程度分班授课;其次要明确双语教学是在外语环境下有效地对专业知识的教学,双语教学并不是外语运用的程度越高越好。因此,在设计计算机网络课程的电子教学课件时,一般可采用中英文双语同步和异步动态显示的方式进行:
(1)对于要求重点掌握的知识,通常采用中英双语对照同步展示,目的是强调学生首先对专业知识的掌握和理解,然后辅助以专业外语表达。
(2)对于已学过的知识点及简单的专业外语论述,通常采用英文表达先展示,中文表达后动态覆盖的方式。目的是先营造一个非母语专业的学习环境,巩固学生的外语掌握能力,再逐步地提高课堂中外语运用比例。另外,还应考虑运用双语课堂练习作为授课效果评价。同时,给出当次课中涉及的关键词中英文对照,方便学生课后查阅和积累。在讲授过程中,教师应探索外语和母语运用的最佳结合点,不应该排斥母语的运用。例如,一些常用的英文课堂用语可逐步渗透在教学过程中,课程当中多次出现的专业词汇和表达,教师应注意运用外语口头表达出来。对于一些专业词汇准确含义的把握和举例讲解时,需要老师用母语做出相应的解释,帮助学生理解及加深印象。
2.充分做好课前准备,优化课堂教学模式
在双语教学中,如果老师还采取陈旧的“满堂灌”教学模式,很容易使学生产生畏惧心理,长期下去也会影响学生对专业外语的掌握,因此,巧妙的教学设计是上好双语课的关键。
(1)在课前多翻阅大量资料,扩大自己知识面,课堂上采用举例说明,类比解释等多种形式,注意多收集相关的外语技术资料和应用实例,加强学生的专业外语掌握。
(2)优化课堂教学的关键是积极引导学生的课堂参与,因此巧妙设计互动问题,让不同认知水平的学生都能有题可答,积极参与活跃了课堂气氛。
(3)计算机网络课程注重实际操作,在平时课堂教学中,可穿插视频演示,加深学生的理解。例如,对于一些网络软件的安装配置过程以及在网络模拟器中构建网络环境的过程,都可利用相关的视频软件自行制作演示视频,插入到电子课件中。该方法可根据教学要求制作,灵活生动不枯燥,使学生对配置的全过程有一定的感性认识。除此之外网络教学和实验软件建议多采用英文版形式,使学生在各种教学环境中都能接触和运用外语。
3.加强课后的双语练习,巩固课堂知识
课堂上的时间是有限的,教师一定要重视对学生课后练习的指导。
(1)课后教师通过布置双语或纯外语的练习题供学生练习。例如,Cisco的认证考试(CCNA,CCNP等)以及微软认证系统工程师(MSCE)考试等都有相关的英文考题,教师通过网络和书籍搜集和筛选,并对重点词汇进行中文标注,便于学生的理解。
(2)提供一些英文阅读材料或印发专业术语对照手册等,加强学生的专业知识和专业外语的掌握,同时扩大学生的知识面。另外,教师除了安排传统的答疑时间组织学生答疑,还可采取现有的多种形式加强与学生间的课后交流。例如,教师通过网络上的QQ,MSN等交流工具,及时回答学生遇到的问题,给予指导帮助。这样,不仅提升了学习效果同时密切了师生关系。
四、结语
如何更好地开展高职高专计算网络课程的双语教学,还是一个值得探讨和研究的问题。为了确保双语教学质量,一定要采取“循序渐进,因材施教”的原则,不能盲目投入和跟风,要结合计算机网络课程的自身特点,同时考虑高职高专的学生特点,开展双语教学活动,培养学生成为顺应社会发展的国际化高技能人才。
参考文献:
关键词 网络实验室 RCMS控制服务器 项目式实验
中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2016.02.044
随着社会信息化的发展,计算机网络给我们的生活、学习、工作带来了翻天覆地的变化。而“计算机网络技术”作为高校计算机应用专业的一门核心课程,是其他计算机专业课程的基础,对于计算机专业学生的后续课程起着至关重要的作用。
1 计算机网络技术实验教学的意义及现状
1.1 计算机网络技术实验教学的意义
计算机网络课程中涉及了大量的概念、定义和协议等,而这些内容大都运行于计算机和网络设备内部,非常抽象、空洞,仅仅通过理论教学很难让学生理解和掌握。计算机网络课程的教学有一定的难度,主要体现在以下几个方面:(1)课程理论性较强,涉及的知识点抽象,不易理解,如网络各层协议。(2)传统的实验教学模式以传输理论为主,这样的课堂必将依托老师为中心,极大地限制了学生的独立思考和创新能力。(3)计算机网络技术发展非常迅速,如何能紧跟技术发展,保障教学内容不过时,也是一个重要问题。
实验教学环节让学生将理论联系实际的最好途径。例如通过协议分析软件(如sniffer)捕获网络传输数据,对数据报文进行分析,让学生更直观地理解协议的构成和网络数据的本质。再者实验环节也是最能激发学生兴趣,通过不同的线缆、将不同的设备连接起来,学生通过相应配置实现设备的互联互通。学生容易取得成就感,调动积极性。因此,优秀的实验教学设计对于学生学好本门课程,建立信心有着至关重要的作用。
1.2 计算机网络技术实验教学现状
(1)缺乏配套的网络实验室。网络实验室是开展实验教学的场所,其配套的软硬件资源是实验环节的根本,但由于网络相关的设备资源购置成本高(如路由器、防火墙等),有些高校的教学长期徘徊在课堂讲授和书本上,教学效果很不理想。
(2)实验内容设计不科学。各高校因师资、硬软件设施等差异,造成实验内容差异大,部分高校的实验教学仅是照本宣科,教学形式单一呈现为课堂讲授,使得学生缺乏实践机会。有些高校以书本理论为基础开展实验,各知识章节实验独立,缺乏联系,不利于学生综合应用能力的培养。
2 网络实验室设计
网络实验室是开展实验教学的根本,网络实验室的建设可根据经费投入分两种方式计划。
2.1 以软件模拟为主
目前计算机房是高校的基本配置,可以在机房环境上部署各类网络模拟软件,如Cisco Packet Tracer、net bison、sniffer、Ethereal、Tcpdump等,通过软件模拟实验环境,再配以HUB、交换、路由等低成本设备作为互联示意,完成实验教学。可以开展的实验有各类交换、路由技术、以太网帧的构成、ARP协议及数据包构成、IP控制管理协议、TCP、UDP协议及通讯原理、SNMP协议与网络管理和应用层协议等。
其优点是投入成本低,无需购买昂贵的专业设备,以软件为主,省去了反复连接线缆的步骤,可以灵活的开展实验,不受时间地域限制,学生上手快。缺点是简单设备作为互联示意,缺乏通用性,学生无法通过实验掌握复杂网络的物理拓扑,无法形成对真实网络环境的直观理解。
2.2 以真实设备为主
如果在经费条件允许的情况下,购买专业的网络设备,通过实际设备锻炼学生的动手实践能力,达到学习的最佳效果。
其中实验室内部按照功能可分为教学区,学生操作区、设备互联区、应用服务部署区四个区域。教学区开展实验教学活动,进行现场演示;学生操作区完成线缆制作、测试、设备调试等;设备互联区完成设备的互联互通,集中管理;各类应用服务器调试完毕后,集中部署区于应用服务部署区,类似于真实网络中的DMZ区域,与真实环境对应,便于后续实验中网络策略的调试与部署。
设备互联区可通过RCMS控制服务器方式进行管理,RCMS是一款专门针对网络实验室而开发的控制和管理服务器,它能统一管理和控制实验台上的多台网络设备,无需拔插网络设备上的console线,便可以实现同时管理和控制多台网络设备。其本质是在一台主设备的异步接口通过CAB-OCTAL-ASYNC电缆连接其他实验设备console接口,通过远程方访问主设备对其他实验设备进行集中管理和调试。
各实验设备之间可以通过路由器的串行接口(Serial)、以太网口(Ethernet)进行多链路互联,实现全毗邻关系。在实验时通过配置对应接口和线路在逻辑上实现互联关系,完成组网。避免了重复插拔线缆的工作,同时也避免的设备接口的损耗。图1为北京联合大学文理学院网络实验室的设备互联拓扑。
其中RCMS控制服务器中主设备的关键配置如下:
RCMS控制服务器可以设定多种登陆权限,保护设备的安全性。如,RCMS使用二级密码机制,实验室管理员使用level 15的密码,可以执行所有的指令。而学生使用level 14的密码,不能执行delete、rename、format、copy等可以对路由器的操作系统造成破坏的敏感指令。RCMS还提供“一键清”功能,在教师管理用机上简单一个命令,就可以统一清除实验台上所有网络设备的配置,方便学生多次实验。
以硬件为主的建设方式初期投入高,后期为保证与主流技术同步,可定期更新设备板卡、模块和线缆,并且及时升级设备IOS。由于学生可以通过实物开展实验,对网络设备、环境、配置方式和拓扑结构等都有直观的理解,再配以科学的实验内容,可以取得很好的教学效果。
3 实验教学内容设计
实验环境是基础,实验内容是灵魂。好的实验内容设计应联系实际,以应用为主导,学以致用。实验内容可分为两类:基础式实验和项目式实验。
3.1 基础式实验
可按网络层次划分,包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层等。其中各层次的实验有包括多个。如数据链路层实验包括交换协议分析、生成树应用与配置、VLAN应用与配置、PPP应用与配置等。
各层次实验可划分模块,在每个知识章节完毕后进行练习。并且结合不同章节知识点,联系实际应用把各个单独的模块自由组合,教师给出实际需求,让学生自主设计组合完成。如链路层实验模块有生成树STP、虚拟专网VALN以太网通道和PPP链路捆绑等。通过理论结合实际网络环境可以给出基于数据链路层的网络备份方案设计,让学生自主选择技术并实现。设计方案可以是MSTP+VLAN技术、EthernetChannel+VLAN或PPP链路捆绑等多种组合。通过模块化的方式拓展了实验的灵活性,以学生为主导,培养学生自主创新的意识和能力。
3.2 项目式实验
凯兹博士提出了以学生为本的教学方法――项目式教学模式,主要的教学方式是以学生为主,教师为辅指导学生完成项目学习过程,让学生自主完成教学内容。学生有组织地、有计划地自我安排学习行为,处理解决项目困难和问题。这种学习方式极大地调动了学生的学习能动性和积极性,提升了学习兴趣。项目化学习模式也成为以学生为主教学方式的典型性范例。项目式实验教学方法被认为是计算机学科教育中非常有效的方法,该方法的特点包括:(1)具有系统性、整体性和相互关联的特点。(2)与现实生活或工程实际紧密相关。(3)融合了问题教学法和探究教学法,老师设计项目,学生在完成项目的过程中,发现问题、探索问题并最终解决问题。
结合计算机网络项目,可将项目式实验分为四个阶段:需求、设计、实施、维护与测试。
项目内容结合书本教授的进度,以周期性方式开展。如某企业建业最初的网络设计,随着企业业务发展的不同阶段对网络的需求,逐步从将知识点引入。每个周期的网络设计与实施都要经历需求、设计、实施、维护与测试这四个阶段。保证在熟悉原有知识点的同时,逐步的将新章节的知识点引入到实际应用之中。同时还可将学生分组,每组负责一个周期不同阶段的内容。在不同周期每组轮换,这样及练习了学生的团队协调能力,又照顾到各组学生都能对每个阶段的知识点的掌握。根据课程进度,模拟出4个项目场景,具体内容见表1。
在实验过程中应发挥学生学习的主体地位,从方案设计到设备选型和技术实现,由学生自主讨论、设计和实验。老师的角色一方面是客户,对设计的网络提出要求,对学生设计方案进行讲评;另一方面为学生提供技术支持,引导学生将理论应用到实际中。
4 实验效果评价
实验教学的结果评定应贯穿整个实验过程,应根据每个学生的分工,每组学生负责的任务综合评定。另外,在实验过程中应关注学生的写作能力、沟通能力、思维能力、分析解决问题能力、团队协调能力、创新能力和总结能力,注重学生的能力培养。在实验过程中教师要全程参与,从辅助的角度引导学生,让学生在团队协作的氛围中发现问题、解决问题并最终体会到项目成功带来的喜悦感和成就感。
5 结语
中国有句古话:“授人以鱼,不如授人以渔”,综合性实验和设计性实验是培养学生理论联系实际的重要途径,并能为学生主动学习、团队协作和全面发展提供空间。另外,项目内容的设计也是至关重要的,要做到符合实际需求,贴合学生层次,突出课程重点知识。
参考文献
[1] 刘利强,王岳斌.计算机专业实践教学改革探索.实验科学与技术,2013.2.
[2] 付雪峰,刘有珠,徐文飞,邓少波.计算机网络课程实验教学探讨.南昌工程学院学报,2008.4.
[3] 钱权,张瑞,袁方.计算机网络课程中的项目式实验教学.实验室研究与探索,2013.5.
[4] 琚生根,陈黎,周刚,王相国.计算机网络实验课程的教学探讨.实验技术与管理,2013.4.
一、课程概述
《电子商务安全》课程是电子商务专业的一门专业课,主要涵盖了在电子商务中所涉及到的安全问题及相关的解决技术。电子商务安全从整体上可以分为计算机网络安全和商务交易安全两部分。计算机网络安全包括计算机网络设备安全、计算机网络系统安全和数据库安全等。商务交易安全则紧紧围绕传统商务在互联网络上应用时产生的各种安全问题,在计算机网络安全的基础上,保障以电子交易和电子支付为核心的电子商务过程的顺利进行。即实现电子商务保密性、完整性、认证性、访问控制性、不可伪造性和不可抵赖性。
二、教学设计
1、教学设计思路
打破传统的理论教学,实现基于工作过程的实践教学,采用项目驱动的教学方法,以培养电子商务安全工程师为设计依据确定工作任务;以行动导向教学方法为指导,将课程全部内容具体化学习情境;以实际的电子商务安全交易为载体设计教学过程;工作任务从易到难,从单个到综合,从浅到深,逐步培养学生综合能力。
2、基于工作过程的学习情境
基于项目驱动教学法,整合原有学科体系下的基本内容,主要包括计算机病毒技术、互联网安全技术、现代加密技术、数字签名技术、身份认证技术、密钥管理技术和移动商务等技术重构,整合影响电子商务安全的各种因素,以任务驱动设计学习情境,主要包括(1)分析电子商务交易中的各种攻击;(2)配置安全的个人计算机;(3)管理和实现校园网的安全;(4)实现电子商务认证和发送安全的电子邮件;(5)完成C2C平台的开店和网上购物;(6)保障手机的安全交易;(7)电子商务安全解决方案;(8)选择电子商务安全产品等学习情境。
3、基于学习情境的子情境
紧紧围绕电子商务安全的学习内容设计了学习情境,在学习情境基础之上,又展开设计了子情境,如下表1-1所示。
8选择电子商务安全产品 根据需求选择电子商务安全产品 流行安全产品的介绍及选购策略。
表1-1《电子商务安全》子情境设计
三、教学方法
在《电子商务安全》课程的教学中,主要采用了以下几种教学方法:
1、以任务为导向、项目化、模块化、基于工作过程的教学法
本课程以前的教学方法是课堂理论教师讲授加一定学时的实训和实验,初步克服传统的理论与实践脱节的教学方法;目前经过一系列基于工作过程教学文件的编制、教学方法的学习与精心的教学设计,形成了以任务为导向、项目化、模块化、基于工作过程的教学法。这种方法的最大特点是:以学生为主体,完成具体项目,调动了学生的学习积极性;通过项目的实施,学生既达到了本课程所要求的能力,又掌握了相关的理论知识。
2、案例分析法
通过导入最新的案例,以小组的形式对案例进行分析,每个案例都能覆盖相关的知识点。
3、演示法
在教学中,教师对一些难以理解的实训给出演示说明,使学生进一步掌握知识要点。例如,在申请数字证书的例子中,通过演示具体的操作过程,让学生都可以很好地掌握相关的操作。
4、“启发和互动”教学法
预设问题,引导学生思考,讨论。精心准备项目内容,除了给学生必要的提示外,其他的内容留给学生自己查找相关资料,以减少讲课时间,提高教学效率,培养学习能力。巧妙设计课堂教学环节,带着问题结束课程教学,将学习任务延伸到课堂之外,延伸到校园之外,学会预习、复习,做好课堂笔记,做好学结,教师也设计了相应的检查方式。
5、角色扮演法
在任务学习过程,可以分角色设计相关的任务,例如在电子商务产品的选购实训中,可以设计竞标的形式推荐相关产品,学生可以扮演各个名牌公司的产品推荐代表。
6、头脑风暴法
课程任务的引出,项目的计划等都大量运用头脑风暴法,调动学生的积极性,引导学生参与到项目中,有效提高教学效率。
四、教学手段
在《电子商务安全》的教学过程中,主要采用了以下的教学手段,分别有多媒体教学课件、精品课程学习网站、操作动画演示等。
1、多媒体教学课件
运用多媒体教学课件,通过多媒体教学软件的应用将枯燥地理论知识变得生动起来,大大激发了学生学习的积极性。
2、教学网站
在教学网站中,提供了大量的案例库、技术白皮书和解决方案等,也提供了最新的技术文章,形成了全方位的网络教学资源。这些全方位的优秀网络资源为学生的自主性学习提供了重要保证。
3、操作动画演示
在教学过程中,我们设计了多个操作动画,让学生能够顺利地完成相关的操作演示。
五、总结
通过对《电子商务安全》这门课程重新设计,将原本枯燥无味的理论知识转变任务式的学习情境,通过完成学习情境的学习,既能提高学生的学习积极性又能提高动手操作能力,最终取得比较好的教学效果。
参考文献: