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现在,对于高校中的计算机基础课程教学而言,还主要采用基于PPT的课堂授课方式,尽管会辅助一些实验教学,但更多的是教师在规定的时间内需要完成规定的教学任务;同时,课程中的理论教学要明显多于实验教学。所以,可以看出这种教学方式还依然是对传统教学方式的一种延续,仅仅在教学手段上有所改进而已。相对于基于网络化信息平台的现代教学模式而言,这种传统的教学模式中还存在一些缺陷。
1、由于在计算机基础课程中,很多教学内容都需要实际操作才行,所以,现有教学体制中的教师教学的主体性地位,使得学生只是被动的接收教师灌输的知识。在这种教学模式下,很多学生难以根据自身的情况来对教学内容进行选择,使得学生在学习过程中的主动性受到不小的束缚。
2、在现有教学模式下,如果学生在课堂之外遇到学习上的难题或者困惑,很难及时得到老师的指导与解释,而这些问题如果拖延时间太长,则学生就会放弃对问题的追究,造成学习的脱节,使得学习的效率受到影响。尽管传统教学模式下,教师也会在授课结束后安排一定的时间来解答学生在学习中遇到的问题,但是突破教学时间和人力资源的诸多限制,难以达到较好的教学效果。
3、而对于教师而言,很多教师都具备相当的计算机网络知识,可以充分利用网络上的教学资源。但是,有些教师所制作的教学课件则缺少了与学生进行互动的交互性,仅仅是从教师讲解的角度来梳理教学内容,很少从学生的角度来整理课堂授课内容。所以,教师在授课过程中,只能够简单地要求学生对一些与教学内容相关的网页进行浏览,对相关的资料和文章进行查阅,忽略了引导和培养学生批判、处理和应用各种网络信息的能力。
二、网络信息平台推动下的教学改革
(一)网络信息平台
对于现在网络化的信息平台,其使用者主要为三种不同类型的人,即学生、教师和平台管理人员。于教师用户而言,主要通过网络化的信息平台来实现课程讲授,与传统教学方式有很大区别。新的教学方式可以分为教室课堂与网络课堂等两种形式。而对于新教学方式中的课堂教学,则与传统教学中的课堂教学不一样,因为可以在计算机基础课程的教学中,通过工程化的教学来实现教学目标,也可以将案例教学作为主要的教学模式,而这主要是针对操作类型的课程教学比较适用。而对于网络教学,则可以理解为通过网络化的信息平成教学过程。在该过程中,教师可以将与课程相关的案例、电子书籍、授课视频以及各个阶段的试题库等相关资料都上传到该信息化平台,为学生下载提供便利,这样可以有效弥补上课时间不足所造成的缺陷。同时,还可以有效提高师生之间的交流,为师生提供多种交流方式,使第二课堂成为课堂教学的一部分。
(二)在教学中的网络信息平台
网络化信息平台在高校教学改革功能的主要作用,就是通过信息化平台来增加教学中不同主体之间的交互。在交互过程中,不仅有人机交互、师生交互,还有生生交互等。其中,人机交互主要指学生通过各种网络化信息平台进行学习;师生交互则主要为通过学生和老师通过信息平台实现交互;生生交互就是不同学生之间的学习交流等。在日常课程学习中,学生之间可以结成学习或者任务小组,共同完成课程内容的学习或者拓展。通常,根据项目开发中不同成员之间的知识结构,以及在课程设计中的经验,学生的分组以5人为最合适,可以在交流的过程中学习到相关知识并深入理解。比如,如果在高级编程语言教学上进行分组实验与教学,则可以有效调动学生的学习积极性,提高学习效率。在高校计算机基础课程的教学中采用案例法,还可以在对实例的操作和示范中实现对知识点的讲解。通过对学生成绩的对比,以及对问卷调查结果的统计,可以发现采用新教学方法的学生成绩要普遍高于传统教学方法。而对于大学中的计算机网络课程教学,可以直接与参加学习的学生以及任课教师进行交互,既可以作为一个以学校学生为主体的远程课外辅助学习系统来使用,也可作为供教师使用的课堂多媒体演示系统来使用。
(三)网络信息平台的日常管理维护
对于教学管理人员来说,可以通过对学校网络化信息平台的有效管理,实现教学改革,改进教学水平等目标。在此过程中,学校的相关主管部门首先应该制定符合自身发展的信息平台发展方向和目标,还应该制定出与计算机基础课程相关的具体教学形式与目标。笔者所在的院校为应用型的本科院校,学校的培养目标就制定为培养学生更多的社会技能,造就应用型人才。所以,学校在具体的实施过程中,就应该通过教学改革来增强学生的实际动手能力,通过对教学形式的改变和优化,达到对时代需求人才的培养的目的。相应的,学院的相关教学管理部门则能够通过对网络教学的管理,对教学目标和内容进行调整和改进,使得整个教学过程能够体现出对实验的重视。此外,学校还制定了具体的教学监控目标,比如教师需要根据自己所负责课程的教学目标、策略制定相应的教学内容,同时,还应该构建起基于网络平台的教学环境。
三、基于网络平台的计算机教学方案
通过校园信息化平台的构建,不仅能促进学校计算机基础课程教学改革,同时,还可以为学校所开设的其他课程起到促进和辅助作用。笔者所承担的教学任务在网上授课过程中,还采用了一些现在已经成熟运行的教学平台作为网络课程改革的载体。不仅如此,在院校的信息化平台构建中,还可以参考和引接其他优秀的网络教育资源,这样尽管不能包含所有的课程或者科目,却能够在建设成功后为教师的授课提供便利的教学参考资源。不过,对于各门课程的网络资源的设计,任课教师还需要完成大量的准备工作。首先,需要将上课过程中使用的课件上传,也可以准备比较详细的课堂教学视频、笔记、示范解说或者授课说明等多种类型的学习资料,因为这些都是教学中的基础资源;其次,教师需要所授课程的讲授进度来布置一定量的网络作业,并要求学生在规定的时间内完成并上交;再次,设立一个大家都可以提问和回答的讨论区,使得教师和同学都可以通过该讨论区自由的发言和提问,而教师则可以通过该区向学生提供各种问题的解释和答案。在具体的实施过程中,教师可以利用每天的固定时间登录平台,对学生提出的各种问题进行回答,也可以针对课堂教学中的一些重点或者难点进行解释和说明;最后,在各章授课完毕后,则可以通过测试来检验学生的学习效果,也可以通过作业的形式来检验。在计算机基础授课中,就可以通过编程设计或者网页设计的具体项目实现来检验学生学习效果。
四、结语
关键词:计算机网络;教学改革;实验教学
中图分类号:TP393.02 文献标识码:B 文章编号:1009-9166(2010)020(C)-0173-01
引言:随着信息技术的发展,网络应用越来越广泛,社会对高层次网络人才的需求不断增加,因此对高校计算机网络课程的教学的要求越来越高。不仅要求学生必须掌握计算机网络的原理,更需要具备良好的实践与创新能力。本文通过分析计算机网络实验教学所存在的问题,就如何在实践环节中培养学生的动手能力进行探讨。
一、转变现行教学观念
当前学校传统的实验教学以教师中心,由教师进行实验的讲解后,学生再进行验证,学生实验时按部就班缺乏思考。这种传统的教学观念应该改变为以学生为主体,积极引导促进其主体发展。在实验教学过程中,除了给出一些验证性的实验,更应当加入一些由学生设计的实验,步步引导学生,使学生与教师配合,共同完成教学要求。教师要准确地把握教学中的积极因素和学生学习的主动性,通过多种方法和途径,培养学生的学习兴趣,从根本上改变学生被动式的学习方式。
二、实验教学内容的改革
1、实验项目的改革。学习计算机网络实验课程,主要是让学生通过实际的动手操作,深化对理论知识的理解,培养学生的科学思维方式,提高动手能力和创新能力。在多年的教学中采用的我们采用的传统实验项目有以下若干:
实验项目l:对等网。主要内容包括:制作非屏蔽双绞线;对等网的组建;设置访问控制;共享资源。
实验项目2:交换机的基本配置。在交换机上实现基于端口VLAN划分;跨交换机的VLAN划分;虚拟局域网的实现。
实验项目3:路由器的使用和配置。利用路由器实现网间的连接;测试网络的连通性等。
实验项目4:子网的划分。根据小组划分局域网,进行共享性的验证。
在教学实践中发现传统的实验项目更侧重硬件的学习与锻炼,而作为计算机专业的学生更应当加深对网络底层协议的本质了解。因此加入了以下两个自主实验项目,由学生自己在课外完成。
实验项目1:数据链路层滑动窗口协议的设计与实现。实验内容:利用所学数据链路层原理,自己设计一个滑动窗口协议,在仿真环境下编程实现有噪音信道环境下两站点之间无差错双工通信。通过该实验提高同学的编程能力和实践动手能力,体验协议软件在设计上各种问题和调试难度,设计在运行期可跟踪分析协议工作过程的协议软件,巩固和深刻理解理论知识并利用这些知识对系统进行优化,对实际系统中的协议分层和协议软件的设计与实现有基本的认识。
实验项目2:协议数据的捕获和解析。实验内容:使用Wireshark软件捕获在使用WWW服务时产生的HTTP消息/报文;分析网络层IP包头格式,理解各字段的作用,对于分段和校验进行验证;分析传输层TCP包头格式,理解连接建立和释放的原理,差错控制原理、序号和窗口管理的原理;分析应用层HTTP消息头格式,理解HTTP协议的操作过程。通过本实验学生可以深入理解分层体系结构,理解和掌握TCP/IP协议栈的代表协议――IP、TCP和HTTP协议的要点。
2、教学方法的改革。实现分组实验,增强合作能力。计算机网络的部分实验不是一个人能够单独完成的,在实际教学让学生自主分组共同完成同一个实验项目,在实验的过程中学生不仅仅掌握了知识,更重要的是锻炼了他们的团队精神和协调能力。
基本实验和自主实验结合。不局限于给学生提供要掌握的实验,更进一步给学有余力想更深学习的学生,一些自主项目,锻炼学生自主学习的能力。
撰写课程论文的,掌握发展动态。在教学中发现,学生在学习中注重课本知识的学习而很少关注网络发展的动态,对课程本身缺乏自己的思考。在实验课程结束时,给学生布置关于了解计算机网络一项新技术的论文,并谈谈自己对于本课程的认识。在教学实践中证明了此论文的撰写能够加深学生对课程的认识。
3、学生评价体系的改革。对实验教学效果的评价是整个实验教学中很重要的环节,是检验实验教学效果是否达标的重要手段。对学生的评定分为几部分:实际操作技能,实验完成情况,实验课程报告,实验论文。实际操作技能和实验完成情况主要是掌握学生的实验动手情况。实验报告要反映本次实验的结果和体会以及学生对于实验存在的问题和建议。实验课程论文则让学生对所学课程加深认识和了解。通过这样的考核,可使学生更注重计算机网络理论与技术的综合运用,提高学生的网络技术的应用、学习能力。
结束语:通过以上的改革措施加强学生对实验教学的重视,实验不仅仅是对理论内容的扩展,更主要的是对学生能力的锻炼和培养。让学生不仅理论知识扎实,更能将知识学以致用。不断地深化改革教学内容,探索先进的教学方法,制定合理的考核方法,发挥学生主体性的作用,锻炼学生的动手能力,团队精神,创新能力,培养高素质人才。
作者单位:西北农林科技大学信息工程学院
作者简介:田彩丽(1983― ),女,助教,西北农林科技大学信息学院基础教学部教师,主要从事《计算机网络》、《VB程序基础》的教学。
参考文献:
[1]谢希仁.计算机网络[M].北京:电子工业出版社,2008.
【关键词】计算机,网络安全,威胁,维护措施
中图分类号:TN711 文献标识码:A 文章编号:
一.前言
知识经济是现代经济发展的重要趋势之一,掌握了信息便掌握了各种竞争力,掌握着主动权,。在知识信息时代,各种各数据信息在国家经济的发展,政治的稳定,社会的和谐和人们生活水平的提高中都扮演着越来越重要的角色。在计算机网络技术广泛被应用到各个领域的同时,也有越来越多的人逐渐认识到整个网络安全管理的重要意义。在信息时代,计算机网络技术在广泛运用的同时,也因为各种原因面临着破坏或者是数据的丢失,不仅仅严重妨碍了整个信息系统的安全和其功能的正常发挥,比如设备故障,数据丢失,操作人员失误,数据库受到病毒侵袭等,在造成整个信息系统无法正常使用的同时,对一些核心数据也有着泄露的风险,带来巨大的经济损失,随着计算机网络的逐渐推广,加强对信息的安全管理,提高操作人员的专业技能,规范操作,从设备等各个方面,加强安全控制,保证整个计算机网络系统的安全运行。
二.计算机网络安全所面临的威胁分析
1.操作中存在问题
在操作过程中国,主要是体现在操作系统中存在的问题,比如各种病毒,数据和操作系统的关联等。主要体现几个方面。第一,各种病毒会使得数据库中存在很多的安全隐患,比如特洛伊木马程序能够从操作系统中,利用操作系统和数据库的关联性,很大程度的威胁到整个数据库的安全性,比如,特洛伊木马程序会更改入住程序的密码,使得程序的信息密码安全被入侵者威胁。第二,在整个操作系统的后面,由于数据库的相关参数使得管理更方便管理,但是也因此使得数据库的服务主机上容易出现各种后门,这些后门也为各种入侵的黑客提供了方便。
2.安全管理力度不够,管理缺乏规范性
在计算机网络的使用过程中,对计算机网络的安全管理缺乏重视,对计算机网络安全管理的意义没有能够真正深入了解,从而,在使用计算机网络时候,操作不规范,各种安全管理措施没有能够得到贯彻落实。比如,在数据库管理过程中,安全管理人员没有按照规定定期对数据库补丁进行修复,对数据库服务器的访问权限没有做出较好设置等,这些不规范的操作都使得整个数据库系统时刻都面临着各种风险的侵袭,比如,如果数据库管理人员几个月都没有对补丁进行修复,则随时会让数据库处于漏洞状态,为各种病毒,黑客的入侵大开了方便之门。笔者多年计算机数据库安全管理经验而言,在计算机网络的安全管理中,很大程度上,各种风险都是因为计算机网络系统中存在的安全漏洞没有得到修复,或者是太过简单的登陆密码很久没有进行修改造成的。计算机网络系统的使用人员缺乏安全意识,风险控制常识缺乏,这是整个计算机网络面临着很大威胁最为关键的原因之一。
3.计算机网络系统自身存在缺陷
在我国,计算机网络技术的推广应用已经有了比较长的时间了,理论上,各种产品和系统也较为成熟,特性也比较强大,但是,在具体实际操作中,现在广泛使用的计算机网络技术中那些比较强大的特性没有能够真正的显现出来,比如安全性能,在整个系统中远远难以满足需求。总的而言,现在的各种计算机网络系统在成熟度上依然缺乏。
4. 人为的恶意攻击
这是计算机网络所面临的最大威胁,敌手的攻击和计算机犯罪就属于这一类。此类攻击又可以分为以下两种:一种是主动攻击,它以各种方式有选择地破坏信息的有效性和完整性;另一类是被动攻击,它是在不影响网络正常工作的情况下,进行截获、窃取、破译以获得重要机密信息。这两种攻击均可对计算机网络造成极大的危害,并导致机密数据的泄漏
三.计算机网络安全管理措施分析
1.加强访问控制和识别
(一)加强用户标识的识别和鉴定
在计算机网络系统中,系统会对用户的标识做出识别和鉴定,这是整个计算机网络系统安全保护最基本的措施之一。经过几十年的发展,用户标识的识别鉴定已经有了多种方法,比如,用户用身份证来验证,或者是通过身份证来回答验证口令,或者随机进行数据运算回答等等,因此,要据计算机网络系统的实际情况作出科学合理的选择。也可以在同一个系统中同时使用多种鉴别方法,如此,可以很大程度的提高整个系统的安全性。
(二)加强访问控制
在计算机网络系统安全管理中,要能够使得系统能够满足用户的访问,加强安全控制,这是整个系统安全管理的重要措施之一。加强对计算机网络系统的访问控制便可以限制一些非法用户进行破坏,或者是越权使用一些受到保护的网络资料,通过严格的访问控制,使得对数据的输入,修改,删除等各个环节都有着严格的规范,防止没有授权的用户访问,保证整个系统信息的机密性和安全性。
2.物理安全策略
物理安全策略的目的是保护计算机系统、网络服务器、打印机等硬件实体和通信链路免受自然灾害、人为破坏和搭线攻击;验证用户的身份和使用权限、防止用户越权操作;确保计算机系统有一个良好的电磁兼容工作环境;建立完备的安全管理制度,防止非法进入计算机控制室和各种偷窃、破坏活动的发生。
3. 防火墙控制
防火墙是近期发展起来的一种保护计算机网络安全的技术性措施,它是一个用以阻止网络中的黑客访问某个机构网络的屏障,也可称之为控制进 / 出两个方向通信的门槛。在网络边界上通过建立起来的相应网络通信监控系统来隔离内部和外部网络,以阻档外部网络的侵入。
四.结束语
计算机网络的安全管理是整个信息系统安全管理的重要组成部分,在安全管理的各个环节中,最关键的是减少各种风险和威胁,避免各种来自外部风险的威胁,很多类型的威胁和风险是无法彻底消除的,那就需要采取有效的措施,对各种可能发生风险的环节做出强有力的控制,以减少对企业核心数据库的威胁和破坏要从多方面进行,不仅仅要不断研发计算机网络安全技术,也要采用先进合理的系统设备,并加强对操作人员的专业技术培训,规范操作,利用网络安全技术将整个计算机网络的安全管理纳入到规范管理范围,促进整个计算机网络安全性能的提升,保证数据安全,实现良好的社会经济效益。
参考文献:
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[5]刘晓明 宋吉亮 论辽宁省地方税务系统计算机网络安全 [会议论文]2008 - 2008全国税务信息化技术应用与建设成果交流论坛
关键词:专题研究;教学模式;计算机网络
中图分类号:G642 文献标识码:B
1引言
专题研究教学模式是以研究组织教学,将科学研究方法和研究能力的培养融合在课程教学过程中,培养学生从事课题研究的创新能力和创新思维[1] [2]。研究生教育建立在本科教育的基础上,侧重于为专业领域的研究提供背景知识和方法论[3]。通过课程教学的知识体系的组织和教学方法的改革,有助于培养学生的创新意识。
以“高等计算机网络”课程为例,该课程是面向计算机学院硕士研究生开设的二级学科学位必修课,其教学目标是使学生掌握计算机网络的基本理论和算法,理解计算机网络的前沿研究的一些热门领域的研究方向和研究方法,引导科研工作。计算机网络学科的特点研究分支较多,内涵丰富,发展迅速,采用专题组织教学内容可以以点带面,突出重要的、活跃的研究领域。同时,计算机网络已经成为计算机科学研究领域的重要基础设施之一,计算机学科各个专业的研究生都需要基于网络平台开展研究工作。因此,我们在专题研究教学过程中,强调专题研究的开放性,即在教师给定的大的专题类别中,研究生可以根据自己的专业兴趣自行选择具体的课程项目开展研究工作。
从教学实践中看,尽管多数学生在本科阶段已经学习过计算机网络基础的相关课程,并且在研究生入学时已经确定了各自的学科研究方向,但在选修该课程时,大多数学生对于如何进行课题研究很茫然,在课程学习中没有明确的研究兴趣;而在面向专题研究的教学模式中,学生的研究兴趣和参与程度对教学效果的影响很大。因此,如何协调好专题研究的开放性和学生研究兴趣之间的关系,启发学生的研究兴趣是一个关键问题。在三年的教学改革实践中,我们在这方面进行了有益的探索。
2专题研究教学模式的三个环节
传统的以教材为主的教学模式在知识体系的开放性、前瞻性方面都有局限性。采用专题研究的教学模式,可以将
该领域的前沿研究和传统教学体系相结合,提出问题,并从多角度、多方位学习解决问题的思路和方法;另一方面,在教学过程中,引导学生积极参与,自主学习,相互协作,使教学过程真正成为教与学相互促进的活动。
在教学过程中,按照专题的方式组织教学内容,每个专题以基础理论为纲,结合国内外的相关前沿研究,扩充知识的外延,并将科学研究的方法引入课程教学中。我们将教学过程分解成三个基本环节:授课和阅读环节、课程项目研究环节和研讨环节。
2.1授课和阅读环节
授课和阅读环节是整个教学活动的基础。由于研究生本身存在个体差异,如入学时的基础不同,专业方向不同等,使得学生的学习活动具有复杂性和多样性的特点。大多数学生在进入各自专业方向的研究课题之前,对课题研究方法和研究兴趣并没有一个清晰的认知。而一些专业课,特别是计算机网络课程,已经是从事计算机方面研究工作所必须的基础知识。因此,在授课过程的设计中,一方面从整体把握课程的知识体系和研究热点,强调知识体系内在的联系,另一方面,专题选择应具有开放性的特点。研究生通常具有明确的学科定位和研究方向,本身具有主动学习的能力,经过各个专题的学习后,能够自主选择自己感兴趣的研究领域,提出研究课题和目标,完成后续课程项目研究环节的任务。计算机网络作为一门发展迅速的学科,很多问题本身并没有确定的、完备的正确答案。每种新的理论和解决方法的提出都有其适用的场景和假设前提。因此,在教学中,根据当前的研究热点和需要解决的技术难点确定若干问题,选择一些高质量的有代表性的学术论文进行深入分析。在阅读环节,学生根据教师提供的参考论文,完成论文评述报告。通过这种方式培养学生分析问题和解决问题的能力。
2.2课程项目研究环节
面向专题研究的课程教学中强调引导学生以科学研究的方式自主学习,而不只是被动的接受知识。学生是学习活动的中心和主体,在教学过程中,学生的学习兴趣和动机处于整个教学活动的核心地位。根据建构主义学习理论[5],学习过程是一种主动的、知识建构的过程,通过学习者自身经验的互作用进行动态调整经验结构的过程。以建构理论为基础的课程教学模式,是在教师的指导下,通过专题研究、问题驱动,引导学习者主动探索知识的过程。
因此,课程项目研究环节是以学生为中心,在教师给定的专题框架下,使学生自主选择自己感兴趣的研究课题,进行课程项目的设计和实现。该环节强调对学生主动学习能力以及科研能力的培养,使研究生在完成课程项目的过程中,理论联系实际,独立思考,发现问题并寻求解决问题的科学方法。
2.3研讨环节
研讨阶段是师生互动交流的环节,以小组为单位汇报各自的课程项目的研究成果,由教师组织大家进行讨论。研讨环节是对教学过程的重要补充,强调师生的共同参与。由于在前期授课阶段侧重于各个知识点之间的区别和特性,通过组织分组讨论和交流,能够很好体现它们之间的关联性和共性,便于学生在讨论中进行知识融合。在讨论过程中,还可以发现学生基础知识方面的欠缺,及时进行弥补。另一方面,学生在完成课程项目过程中,有很多创新的思路,通过讨论有助于相互交流研究方法和经验。
3教学实践分析
在专题研究教学模式的教学实践中,我们发现学生的研究兴趣和参与程度对教学效果影响很大。与传统的以讲授为主的教学方式不同,对教学效果的检验不再是仅仅通过最后的期末考试体现,而是在课程项目研究环节和研讨环节都会有所反映,对教学效果进行反馈。在教学过程中,教师对教学资源的组织和教学过程的有效管理,对学生学习兴趣的引导具有重要作用。通过“高等计算机网络”课程的教学实践,我们进行了三个阶段的尝试。
3.1第一阶段(2005年)
我们在2005年进行“高等计算机网络”课程教改,开始尝试以采用面向专题研究的方式组织课程教学。
在授课和阅读环节,由于传统的教学方式一直采用以教材为主,强调基础理论体系的完整性和系统性,因此,在第一年的教改中,仍然采用传统的计算机网络分层体系结构组织教学内容,教学内容覆盖面较宽,在每一层中选择经典的、有代表性或者是目前活跃的研究方面作为专题。
在授课过程中,在介绍每个专题之前,梳理系统的理论框架,引导学生自主修补基础知识,拾遗补缺。在计算机网络分层体现结构框架下,进行专题优化和整合。主要包括三个方面:
(1) 确定问题域:对某些领域的问题进行分解和细化,选取本领域中有代表性的研究专题,确定专题的方向;
(2) 提出问题,引导学生探讨研究方法和解决方案;
(3) 解决问题方法的开放性,学习从不同的角度研究问题的方法,引导学生应用新的理论和方法进行求解。
专题确定后,通过问题驱动方式给出该专题的研究脉络,每个专题给出相关的研究论文五篇左右,以经典的研究论文为主,也包括部分前沿研究的最新成果,作为学生课后阅读的资料。学生可以在每个专题中任意选择一到两篇进行精读。
在课程项目研究环节,针对“高等计算机网络”课程特点,我们确定课程项目类型可以是文献综述、系统设计与实现、模拟和仿真研究等,以便使不同基础的学生都能有适合的选择。该环节是从以教师为中心的教学模式向以学生为中心的模式过渡,鼓励学生在课程项目实施中进行交流与相互合作,同时,也注重培养学生独立完成科研工作的能力。该环节的工作主要包括:
(1) 确定课程项目的范围。首先,教师根据本学科的前沿研究以及课程重点确定若干课程项目专题,选题具有一定的新颖性,包括新视角、新问题、新方法等,同时,具有探索空间和研究难度,并兼顾大多数学生的研究兴趣,具有代表性。这样才能激发学生的研究热情,在教与学的互动中有所收获。
(2) 组织学生开展课程项目的研究工作。学生根据研究兴趣组成三至四人的研究小组,在教师给定的课程项目专题范围中,自行确定具体的研究选题,并对小组成员进行分工,提交实施大纲。教师可以进行选题指导,并对研究内容提出建议。在研究选题确定后,小组成员进一步搜集相关参考资料进行深入分析,并通过分工协作完成课程项目。最后,小组成员根据自己在课程项目中承担的工作,独立完成相关研究论文。研究论文内容包括需要解决的问题和解决的方案,可设计实验进行验证或进行方法综述和理论分析。
在研讨环节,由于课时所限,并且“高等计算机网络”课程选课人数多,很难保证每个小组都有机会进行课堂汇报,因此,我们采用小组互评和教师点评相结合的方式,即在每个专题的讨论中,教师选择研究工作有特色的小组进行汇报,其他组为评价组,进行提问和研讨。这样,在分组讨论中调动每个学生的积极性,收到了较好的效果。在讨论过程中,教师要及时进行归纳和总结,使讨论不断深化,同时,还需要控制讨论时间,按计划完成讨论课的教学阶段。
在该阶段,我们确定的课程项目选题范围包括:IP路由技术;IP服务质量;IPv6的研究;TCP拥塞控制;网络测量和性能分析。从教学效果看,这种采用专题研究的教学模式有助于引导学生研究兴趣,通过课程项目的研究和讨论可以调动学生参与的积极性和学习的主动性。
同时,在各个环节也发现一些问题。一是教学内容覆盖面过宽,由于时间限制,很多内容只能做结论性介绍;同时,由于阅读论文中经典论文的比例较高,和教学参考书的内容有重叠,使得学生对论文的阅读目标不明确;教师没有对学生的论文阅读情况进行检查,无法及时了解学生的研究兴趣。
从学生完成课程项目的情况看,选题相对集中,课程论文以一般性技术综述为主(约占80%)。例如,选择IPv6专题研究的学生占35%,但课程项目选题及研究内容相似,缺乏自主的、有一定深度研究工作。这是由于一方面,学生对这个领域比较关注,而IPv6网络的研究工作在国内已经进行了多年,中文参考资料较多,对资料进行简单的综合就可以完成技术报告。另一方面,IPv6网络还没有得到实际部署,大多数学生缺乏实际的运行环境和使用经验,研究兴趣并没有真正调动起来,没有体现出这个领域研究工作的多样性。此外,尽管教师给出了参考论文,但很少有学生主动对前沿研究成果进行进一步检索和跟踪,反映出有相当数量的同学还没有掌握课题的研究方法。针对上述问题,我们在第二阶段进行了改进。
3.2第二阶段(2006年)
我们在教学大纲的框架下,对教学内容重点进行了调整。在授课和阅读环节,增加当前活跃的研究领域所占的比例,突出重点的专题,加强对国际前沿研究的跟踪。对一些内涵丰富的大专题进行细分,缩减专题的覆盖面,突出研究重点;在课程项目研究环节,增加和学生科研工作相关的自选课题。课程项目的选题范围包括:IP路由技术;IP服务质量;网络模拟平台的应用与研究;TCP拥塞控制;网络测量和性能分析;在课题研究中遇到的网络相关问题及其解决方法
从学生完成课程项目的结果看,选择专题六(和科研相关)的学生完成的工作很有新意,能够灵活运用所学知识解决实际问题,讨论气氛活跃。但仍存在一些问题,如在课程项目选题方面,个别选题较偏,如选择专题三的学生仅占2%,表明该专题不适合大多数同学的研究兴趣。因此,在教学过程中需要及时对学生研究兴趣进行反馈,确定适当的课程项目选题范围。
3.3第三阶段(2007年)
分析前两年教学实践中的经验和不足,我们在2007年对授课和阅读环节、课程项目研究环节和研讨环节进行了综合调整。
在授课和阅读环节,将基础知识与前沿研究有机结合,突出重点和前沿研究领域;进一步加强对前沿研究的跟踪,弱化当前不活跃的研究项目,增加阅读论文的数量和质量,选择近三年相关研究领域顶级会议的论文。2007年度给出参考论文38篇,细分为五个大专题,七个小专题。
与授课进度相适应,安排学生阅读相关论文并在教师给定的时间段内提交论文评述报告。由于“高等计算机网络”选课同学人数较多,考虑到不同专业方向学生的研究兴趣的差异,允许学生可以在教师给定的专题里自行选择自己感兴趣的若干篇论文。论文评述报告内容包括分析论文中问题提出的背景,研究方法和理论,以及对论文优缺点的评价等。
同时,加强各个教学环节的过程管理。在授课过程中,穿插论文阅读和讨论,提高学生主动参与和学习的积极性。有些学生在论文评述报告中有自己的分析和独到的见解,可以请这些同学在课上进行讲解,教师组织大家讨论,并进一步分析和点评。教学实践表明,在授课过程中引入论文阅读和讨论机制,可以对学生的研究兴趣进行反馈,及时发现学生关注的问题和专题,在教学过程中进行有针对性的分析和引导。
本阶段课程项目选题范围为:网络体系结构和路由技术;IP服务质量;网络资源管理;网络测量和性能;网络服务;课题中与网络技术相关的研究问题。从教学效果看,本阶段学生的课程项目选题的分布领域比较平均(六个专题分别为:21%;11%;13%;17%;12%;26%),并且研究内容很少有雷同,每个研究小组完成的工作都有自己的特点。这说明,通过加强学生在授课过程中的研究性和自主性学习,拓宽知识面,使学生对研究专题的理解有了进一步深化。同时,课程项目的完成质量有显著提高,课题研究工作具有多样性、创新性的特点,对前沿研究的分析能力有明显增强。
但仍然存在一些问题,如有时论文阅读环节的课堂讨论和授课内容的安排不同步,影响授课效果;有些论文难度较大,学生自学困难,需要进行调整;应加强网络研究中的实践环节,如系统设计和模拟平台的使用等。
4结束语
从教学实践可以看出,面向专题研究的教学模式对于培养学生的科研能力和创新思维有重要意义,同时也存在一些问题,需要我们在今后的教学实践中进一步改进,探索实施专题研究教学模式的有效途径。
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Research and Practice of Subject-oriented Instructional Pattern
LI Wei,LI Yun-chun
(School of Computer Science and Engineering, Beihang University, Beijing 100083 )
“计算机网络管理”课程旨在为相关专业学生引入网络管理的基本概念,并讲解网络管理的应用技术。结合我校的实际情况,本课程教学内容在设计上特别强调对网络管理事实上的协议标准———简单网络管理协议(SimpleNetworkManagementProtocol,SNMP)的理论与技术进行系统讲解,以SNMP为线索讨论网络管理概念、网络管理信息、网络管理语言、远程网络监控和网络管理技术发展等主题,如表1所示。
2综合实验设计
较之高职高专院校,普通本科院校更强调理论知识的教学,在这种情况下,教学过程中容易产生重理论轻实践的倾向。为了结合以SNMP为核心的网络管理教学内容,我校“计算机网络管理”课程在实践环节采用分层次渐进式的综合实验设计方案,如表2所示。如表2所示,“计算机网络管理”课程的综合实验设计方案分为以下三个层次渐进式地展开:第一层次要求学生熟悉网络管理的实用技术,主要包括操作系统提供的网络管理命令和工具的使用方法,特别是网络配置和服务器管理,排除网络故障[2];第二层次要求学生能够使用基于SNMP标准的网络管理协议工具对计算机网络进行监控与分析,解决计算机网络管理中的实际问题;第三层次要求学生利用开源包开发基于SNMP标准的网络管理应用[3]。
3自主学习指导
为了适应基于SNMP的网络管理的新发展、新的网络管理协议及其相关技术发展、应用新技术或新思想的网络管理解决方案与针对新型网络的网络管理解决方案等,值得注意的是,“计算机网络管理”课程的核心内容今后还将会引入到我校物联网工程专业本科生网络管理相关课程的教学中,因此,本课程教学有必要指导学生进行自主学习拓展网络管理思路。首先,本课程为学生提供自主学习的选题指导,主要包括以下几个方面:(1)基于SNMP的网络管理的新发展,如SNMP与对等(Peer-to-Peer,P2P)技术的融合;(2)新的网络管理协议及其相关技术发展,如网络配置(NETworkCONFiguration,NETCONF)协议;(3)应用新技术或新思想的网络管理解决方案,如基于云计算的网络管理;(4)针对新型网络的网络管理解决方案,如面向物联网的网络管理。在此基础上,依据具体的选题,指导学生利用我校云计算开放实验室RESTfulWeb服务环境下自主学习云系统,有针对性地查找相关资源(包括白皮书、产品试用版、开源工具软件、RFC、标准草案、正式发表的各类论文等)。在这个过程中,还需要指导学生应用科学的文献阅读方法,并按照学习思路和个人理解完成自主学习报告。
4教学过程管理与平时成绩考核
为了加强“计算机网络管理”课程的教学过程管理,本课程在平时成绩考核方面逐步形成一定的导向性。表3列出我校网络工程专业08、09和10级学生的平时成绩考核方案。
5结语