計算機網絡實驗教學改革分析
時間:2022-12-11 08:38:29
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摘要:計算機專業是當前的熱門專業,而計算機網絡實驗教學對于培養計算機人才的實踐應用能力至關重要。但計算機技術涉及的內容較多,且更新速度快,這就對高校的計算機網絡實驗教學提出了更高的要求。本文基于此對創新型計算機網絡實驗教學改革與實踐進行了研究。
關鍵詞:計算機;網絡實驗教學,改革;實踐
一、引言
計算機網絡的實踐性很強,要求所培養的人才具備較強的綜合實踐能力,而這也是國家對高校計算機實踐教育所規定的要求。計算機實踐教學不僅僅是對理論教學的深入,也是理論教學的補充,對于培養學生的應用能力和解決問題的能力都起到很大的作用。但目前我國很多高校對于計算機網絡實驗教學的教學方式仍存在一些問題,導致培養的學生實踐能力不足,掌握的知識與市場的要求出現脫軌現象。因此,及時的展開計算機網絡實驗教學對于提升我國計算機人才的綜合水平具有重要的意義。
二、計算機網絡實驗教學現狀
(一)實踐教學環節基礎設施不足。實踐教學環節基礎設施不足,這是我國高校普遍存在的問題,不僅僅局限在計算機方面的實踐教學上。在國家開始號召建設計算機專業后,我國很多高校都開始跟風建設計算機網絡實驗教學相關的專業,但這其中很多高校的硬件設施不達標,難以支撐起計算機網絡專業對設備資金、實驗場地等的要求,導致了計算機網絡實驗教學相關的課程僅局限于理論教學環節,而真正對學生的專業技能起到鞏固和促進作用的實驗環節條件不足。較短的實驗課時使學生難以在實驗環節掌握所學習的知識,很多學校對于計算機網絡實驗相關的專業投入不足,實驗的設備非常有限,無法支撐起大量學生的實驗教學需求,導致實驗教學效果較差。(二)課程創新性較差。計算機行業不同于其他行業,計算機技術更新速度非常快,計算機技術自創立到現代的短短30年左右的時間里,計算機的性能與計算機網絡的開發技術已經經歷了多個變化階段,這就要求高校的計算機網絡教學實驗要緊跟行業技術的步伐。但我國很多高校的計算機網絡教學的教學內容仍然是幾年前甚至是十幾年前的內容,這些落后的教學內容不但學習的難度較大,而且難以適應目前的計算機網絡相關行業對技術的要求。學習落后知識的學生在進入社會后難以就業,這不僅給學生帶來了麻煩,也違背了計算機網絡實驗教學的初衷。(三)考核方式不合理。計算機網絡實驗教學是偏重實踐技能的學科,在考核時理應以學生的實踐技能為重心進行評判。但目前我國很多高校的計算機網絡實驗教學在考核時偏重與理論知識,對實驗技能方面的考核較少。造成這種現象的原因一是大部分高校對于計算機網絡實驗教學的投入較少,因此在進行實驗考核時缺乏足夠多的實驗設備;二是高校的教學觀念尚未完成轉變,很多高校在教授計算機網絡實驗教學這種偏重于實驗的課程時仍以傳統的理論教學為主的方式進行,則在考核時自然以教學的內容為主,導致了考核時實驗技能的占比較低。這種不合理的考核方式也使得學生在課后學習時不重視實踐技能的培訓,學生對于實踐技能掌握得不牢,也不利于其今后的發展。
三、計算機網絡教學改革的原則
(一)重視實踐教學。計算機網絡實驗教學是偏重于實踐的學科,因此在進行教學改革時應以實踐教學為核心。理論教學部分應作為實踐的基礎,學生在學習基礎理論后投入實踐教學中,在實驗中鞏固所學習的理論知識,并在實驗中強化對所學知識的理解,從而完成理論——實驗——理論的循環,學生在這一循環中可以不斷的學習理論知識與實踐技能,從而達到教學的目的。(二)培養創新能力。創新型計算機網絡實驗教學的一大改革原則就是培養學生的創新能力,當學生掌握了基本的理論知識與簡單的實驗技能后,教師應以學生掌握的知識為基礎,設計一些需要學生自己動腦動手才能夠解決的問題和實驗項目。學生在進行這些實驗項目時可將已掌握知識進行融合,從而在此基礎上創造出全新的實驗技能與實驗方法,使自身的實驗能力得到強化,以此完成創新型計算機網絡實驗教學的目的。此外,教師在授課時,除了單純的知識灌輸外,也要在授課時引導學生自行思考,從而強化學生的自主學習能力,這一能力對于在技術更新換代飛快的計算機行業工作的學生來說至關重要,某種程度上也是培養學生創新能力的體現。(三)更新教學內容。計算機行業的技術換代速度較快,因此學校在進行計算機網絡實驗相關的教學時,應當按照當前計算機行業的技術變革趨勢及時的更新自身的教學內容,以便盡快的讓學生學習到新型技術。但在進行技術革新時,需要注意的是學校教學內容與計算機行業變化內容的同步性,對于大多數學校來說,一般無需與市場實時同步,但一定要保證時下熱門或較為先進的技術能夠及時的應用到教學中,確保學生能夠體驗到新技術的便利性。
四、教學改革的研究
(一)建立層次化教學體系。所謂層次化教學體系,就是指將教學的內容分為若干層級,使學生逐級的掌握關于計算機網絡實驗相關的知識。一般來說,計算機網絡教學實驗的分層為“計算機網絡基礎”“計算機網絡原理”和“網絡工程管理”三個層級,這三個層級之間相互銜接,學生在按順序學習這三個層級后,便可以基本的掌握學校所教授的計算機網絡實驗相關的知識。其中“計算機網絡基礎”主要是一些基礎的教程,包括網絡資源的檢索、計算機網絡的連接方式、網絡故障的定位與簡單維修等,為接下來的學習奠定基礎;“計算機網絡原理”則包括網絡協議連接、網絡仿真實驗、網絡架構與網絡運行方式等課程,屬于理論性較強的部分,目的是加深學生對于計算機網絡的理解;而“網絡工程管理”則是高階部分,注重讓學生自行搭建計算機網絡的結構并進行管理,使其能夠穩定運行,目的在于考察學生的創新能力。通過這三個層次的學習,學生可掌握計算機網絡實驗的安裝、應用、管理、維護、監控、故障鑒定、故障排除等工作中必備的實踐技能。(二)完善網絡教學內容。計算機網絡實驗教學是一項較為系統性的教學內容,學生需要掌握的知識較多,且這些知識往往環環相扣,下一階段的知識和實驗需要以上一階段為基礎進行。因此學校在進行計算機網絡教學相關的內容時,應當注重知識的連續性,并依照此制定教學方案,以盡可能的完善教學內容,避免學生因知識脫節而影響學習。計算機網絡實驗教學是一門重視實驗的課程,因此理論教學與實驗教學應獨立開來,并設置獨立的教學大綱,在進行考核時,也應當將理論考試與實驗技能測評分開進行,在核算總分時,實驗技能占比應更高。實驗教學在設計時應重視對學生創新能力的培養,實驗設備與技術應積極與計算機行業的熱門技術接軌,以保證學生在學校中掌握的實驗技能可以直接應用到工作中,使計算機網絡實驗教學發揮其應有的作用。在進行實驗教學時,為了激發學生的學習興趣,教師可以以實驗結果或某些實驗指標為目標,設置一場實驗競賽,并對優勝者進行獎勵或對平時成績及實驗成績進行加分處理。通過比賽激發學生的好勝心,使學生提起對學習的興趣,從而強化學習效果,達到寓教于樂的目的,使學習更加高效。計算機網絡實驗教學的后半部分往往難度較大,教師在授課時顯得較為吃力,而針對這種難度較大的課程,可以使用任務驅動式教學法。任務驅動教學法是將難度較高的任務拆分為若干小型任務,這些小型任務的難度較小,不會挫傷學生學習的耐心,學生通過完成若干個小型任務來逐漸的消化難度較高的大型任務,從而達到循序漸進的學習過程。(三)豐富課程實驗內容。教學實驗是計算機網絡實驗教學的關鍵所在,在設計實驗時,既要保證實驗能夠使學生學習到新的知識,也要注意學校所提供的資源能夠承擔實驗的進行,一般來說,計算機網絡實驗教學中的實驗分為以下幾種:1.驗證型實驗。驗證型實驗是對某些已有的理論進行驗證,倘若學校所提供的實驗器材數量有限,則可以將學生分批進行實驗,在正式實驗前,教師可先使用模擬實驗的軟件如PacketTracer等教授學生實驗的方式和流程,當學生基本掌握了實驗的方法后,再使用真實的實驗設備進行實驗。一般學生需要掌握的驗證型實驗的種類如下:網絡的搭建:雙絞線、網線接頭的制作、網卡等網絡硬件的安裝、路由的安裝與調試、交換機的配置等。網絡服務配置:在操作系統上配置DCHP、FTP、HTTP等網絡服務,并使其能夠正常訪問。對等網實驗:網絡拓撲結構、服務器設置、外網登錄與訪問等,屬于驗證型實驗中的高階部分,教師在進行此類試驗時,可結合本校的校園網絡教授學生進行實驗。2.設計型實驗。設計型實驗是在學生已經掌握計算機網絡的相關知識的基礎上,對已有知識進行新應用的過程,一般的計算機網絡設計實驗包括:網絡控制:包括網絡地址轉換、IP訪問控制、VLAN地址列表等。這些實驗可以鞏固學生已經學習到的知識,并提升其實驗水平與實驗設計能力。服務器管理:在WindowsServer、Linux等服務器系統上搭建服務器管理平臺,并實現服務器的訪問權限管理、文件權限管理、多賬戶登錄管理等常見的服務器管理手段,以及服務器攻擊及其應對的方法如MAC地址綁定、ARP攻擊、交換機端口綁定、DDOS攻擊等。網絡安全與管理:讓學生學習網絡管理所使用的管理軟件和平臺,例如防火墻、網絡抓包軟件、路由數據分析等。通過這些實驗使學生掌握管理網絡平臺以及故障檢修的方式,從而保障所管理的網絡平臺能夠長時間穩定運行。3.創新型實驗。創新型實驗是綜合性較強的實驗,對于學生的理論知識和實驗技能考查較為嚴格,實驗的難度也較大,但創新型實驗對于學生的知識應用能力、解決難題的能力以及團隊合作能力有著非常好的鍛煉。創新型實驗的內容包括:組網實驗:在學校中組網應用非常普遍,如辦公室組網、寢室組網、教室組網等。組網實驗對于學生的網絡搭建、網絡服務配置、服務器管理等技能的應用,因此對于提升學生的網絡知識綜合應用能力非常有幫助。但考慮到組網實驗的難度較大,一般需要多個學生協調進行,同時教師應從旁指導,以保證實驗的成功。IPv6實驗:IPv6是我國目前大力推行的網絡技術,因此學校在進行計算機網絡實驗教學時,應當將IPv6相關的知識滲透進去。在實驗中重點培養學生的IPv6協議安裝、IPv4與IPv6協議轉換、IPv6局域網搭建等,從而使學生能夠掌握到最新的技術。
五、結論
計算機網絡教學實驗可以培養計算機人才的實踐應用能力,本文對創新型計算機網絡實驗教學的改革進行了研究。目前我國計算機網絡實踐教學中普遍存在實踐教學環節不足、課程創新性差和考核方式不合理等問題。而對計算機網絡實驗教學這種偏重于實驗的課程來說,改革時應遵循重視實踐教學、培養學生創新能力和及時更新教學內容為原則。對于計算機網絡實驗教學的改革,本文提出了建立層次化教學體系、完善網絡教學內容和豐富實驗教學內容的建議,期待本文的內容能夠為提升我國計算機網絡實驗教學的水平提供參考。
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作者:蔣榮萍 單位:廣西民族大學信息科學與工程學院
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