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分析計算機網絡類課程實踐教學改革的思路論文
計算機網絡是理論性與實踐性都很強的學科，網絡技術必須在學習原理和算法的基礎上，經過嚴格的實驗實訓才可能掌握。目前國內不少高校根據本校教學實際和實驗條件開展了許多有關計算機網絡實踐教學改革的研究，總結了不少寶貴的經驗，為其他院校進行計算機網絡實踐教學提供了很多有益的借鑒。但各校教學條件和教學情況各不相同，高校應結合自身的條件進行實踐教學改革與實踐，以提高教學水平。江西財經大學軟件學院自2002年起開辦軟件工程專業，為了在較短的時間創建專業品牌，一直致力于提高實踐教學水平，著力構建具有江財特色的實踐教學模式，開展了一系列的實踐教學研究，其中網絡類課程實踐教學改革就是其中一項重要內容。通過網絡類課程實踐教學改革的研究與實踐，促進了網絡類課程教學水平的提高，為學科建設提供了強大支持，促進了網絡工程專業的申報成功。本文介紹我院網絡類課程實踐教學改革的一些方法和經驗，以供同行參考。
一、實踐教學改革的思路
目前，國內各高校計算機相關專業根據自身專業特色的需要或多或少地開設了一門或多門計算機網絡類課程，每門課程都有配套的實驗實訓內容，但這些實驗課的現狀并不理想，存在以下幾個問題：
(1)每門實驗課程的基礎部分大同小異，存在許多交叉點，但缺少一個綜合的、全面的實驗體系。
(2)由于實驗學時的限制，難以組成專題實驗，不利于學生綜合實踐能力的提高。
(3)實驗內容設置不太合理，演示和驗證性實驗、單項訓練實驗偏多，綜合性、設計性實驗偏少，對課程設計不夠重視。
(4)網絡技術發展很快，網絡產品更新也快，網絡產品的種類繁多，由于經費投入有限，網絡實驗所需的軟硬件條件難以跟上應用發展。另外網絡產品封裝性好，使用相對簡單，教材沒有網絡產品的具體介紹和分析，使學生缺乏能動性，實驗課程難以培養學生的創新能力。
針對以上實踐教學現狀，我們必須積極探索計算機網絡類課程實踐教學改革，并進行大膽實踐。我們認為，實踐教學的改革應從創新性、開放性、互動性和實用性四個方面著手。創新包括兩個方面：一是要注意調動和激發學生內在的創新沖動、創新思維；二是實驗的設計要有所創新，要與新思維、新觀念符合，要讓學生在一個完整真實的問題情境中產生學習創新的要求。通過設計開放式架構，打破學科框架，消除跨學科教育的障礙，建立跨學科教育的機制，打破實驗實訓場所的封閉性，增加實驗場所的開放時間，為學生提供更加便利的實驗環境，從而增強學生自主學習的熱情。提倡互動作用的團隊文化，充分發揮教師主導作用和學生的主體作用，在教師與學生、學生與學生之間的互動中學習和傳播知識。在實驗內容的選取上，以專業技能和綜合素質培養為主線，注重實用性，對于一些過時的，或在實際應用中很少出現的，予以取消或縮減，相應增加一些針對目前流行的網絡應用技術的實驗。
根據以上思路，我們認為計算機網絡類課程實踐教學改革的重點應該是實驗內容的設計與更新，實驗教學方法的改進，以及實驗組織與管理的創新。計算機網絡類課程教學包括理論教學和實踐教學兩個部分，根據計算機網絡類課程的學科特點，應把理論教學內容和實踐教學內容徹底分開，構建計算機網絡類課程實踐教學體系，以實驗、實訓項目來組織實踐性教學內容，對實踐教學獨立設課，獨立考核，以掌握專業技能和實踐能力為重點，以培養創新人才為目標，改變傳統實踐教學中的實驗圍繞理論教學轉”的模式，提高學生的學習興趣，激發學生的學習主動性，拓寬學生的思路。
二、實踐教學體系的構建
作為一所老牌的財經類院校，我校開辦軟件工程專業從一開始就非常強調特色建設，為此我院在分析國內其它高校軟件工程專業建設情況及國內對各類軟件人才需求的基礎上，選擇了軟件測試和ERP兩個方向作為我校軟件工程本科專業的特色來建設。相對于這兩個專業方向，計算機網絡教學在專業培養中的地位似乎就顯得并不是那么具有核心重要性。但從目前軟件行業的發展來看，隨著計算機網絡的發展，計算機軟件的開發也朝網絡化方向發展，現在所開發的軟件產品大多數是基于網絡應用，所以不管是軟件測試方向還是ERP方向，軟件工程專業的學生必須掌握足夠的計算機網絡知識。
從軟件工程專業的學科建設來說，本專業雖然不需要像網絡工程專業那樣系統地學習計算機網絡的所有知識，但仍應在掌握計算機網絡的基本原理之外，熟悉計算機網絡的構建、網絡安全及網絡維護等方面的知識。為此，我們對照專業培養要求，以職業能力和綜合素質培養為主線，分解各項應用能力，按照學網”、用網”、組網”、管網”和建網”的順序將其細化后的能力落實到各個實踐環節，對計算機網絡知識結構進行梳理。
作為軟件工程專業來說，我們不可能也沒有必要將所有內容都安排進行課堂教學，為此我們按照本科教學培養目標把上述知識體系的內容進行劃分，一部分內容與其它課程教學合并，如網絡操作系統并入操作系統課程中進行教學，網絡數據庫設計并入數據庫系統課程及有關程序設計課程中進行講解；一部分內容作為自學內容由學生課外自學完成，如因特網及其應用、網絡管理技術等；剩下的部分，我們再按照軟件工程專業對計算機網絡的能力要求進行課程的整合，按照實踐教學與理論教學分開、實踐教學獨立設課、獨立考核的原則，最后劃分為四門課程，分別是計算機網絡、組網實踐、信息安全技術、網頁設計基礎。其中計算機網絡主要講解計算機網絡基礎及網絡原理，主要以理論教學為主，組網實踐主要講解網絡組建、網絡集成和結構化布線等有關內容，信息安全技術主要講解信息網絡安全技術有關內容，網頁設計基礎講解有關網頁設計與網站開發內容，后面三者以實踐教學為主。
在實驗內容的選擇上，我們遵循以下原則：一是可操作性，新穎的題目固然能激發學生的興趣，但必須考慮實驗設備和實驗環境條件限制，保證實驗可操作；二是實用性，所開出的實驗必須緊跟網絡技術的發展趨勢，切實提高學生的網絡技能，適應社會的需求；三是開拓性，在鞏固基礎知識、掌握基本技能的基礎上，注意開發學生的創造性思維、適當培養學生的開拓創新能力；四是層次性，通過合理組織實驗內容，進行多層次的實驗教學。
在實驗內容的組織上，將所有實驗劃分基礎實驗、綜合性實驗、探索性實驗三個層次。基礎實驗主要以掌握基本知識、基本技能為主；綜合性實驗主要強化學生動手操作能力與綜合分析能力的培養；探索性實驗主要引導學生探索未知領域，以培養學生綜合素質、開拓創新精神。在實踐教學安排上，將所有實驗分為必修實驗和選修實驗，必修實驗以課堂實驗教學和課程設計為主，選修實驗以課外實驗及畢業設計為主，其中必修實驗主要為基本知識實驗和綜合性實驗，選修實驗主要為探索性實驗。
通過上述課程的整合、實驗內容的選擇與組織及實驗教學的安排，構建起計算機網絡實踐教學體系，改變了過去實驗相對零散、在形成技術應用能力方面缺少整體性、學生對所學知識與技能難以形成整體的合理的知識建構、難以形成技術應用能力的狀況。
三、實踐教學方法的改革
實踐教學方法的好壞直接影響著學生對實驗課的態度，影響著他們動手能力、創新意識的培養。改革實驗教學方法，是提高實驗教學水平的必要手段。在實驗教學過程中要特別注意教學方法的創新。在幾年的教學實踐中，我們總結了以下三種教學方式：
一是參與式教學方法。由教師根據實踐教學目標與教學內容設置若干的教學主題或問題，組織學生圍繞這個主題或問題進行討論并進行實驗，然后讓學生上臺介紹他對該實驗問題的解決方案，變我來講”為你來講”，最后教師進行點評講解，通過這種教學模式讓學生充分參與到教學過程中來，極大提高了學生參與實踐教學的積極性。
二是網絡教學法。由于計算機網絡發展飛快，新的網絡技術和新的網絡產品不斷涌現，在實踐教學中積極組織學生上網查閱有關網絡產品、網絡應用軟件、網絡管理軟件以及網絡開發工具等相關技術、使用方法及其應用領域，尋找實驗問題的解決方案。通過這種教學方法培養了學生自主學習的良好習慣，提高學生運用所學知識獨立解決實際問題的能力。
三是分組實驗法。由于IT業的行業特點，IT業是一種團隊性很強的行業，在實驗過程中，對某些實驗采用分組實驗法，由教師設定相關實驗課題，讓學生自行組成課題小組，每組有1個組長負責，進行團隊研究。通過這種方式，一方面解決了網絡實驗設備緊缺的矛盾，另一方面也培養了學生的團隊精神，增強了今后參加工作的適應能力。
另外，為了提高計算機網絡類課程實踐教學水平，保障教學效果，我們在實踐教學過程中引入案例教學法。計算機網絡類實踐教學是最適合進行案例教學的一類計算機課程，由于網絡技術具有實踐性，每一個網絡工程項目都是一個很好的教學案例。以可操作的實驗案例為中心進行實驗的講解，讓學生通過案例的分析、案例的實際演練掌握有關的操作和設計方法，極大地改善了教學效果。為了保證案例的有效性和可操作性，在選擇案例的時候必須遵循一定的標準，按照一定的原則來進行。我們在收集測試案例時確立了以下原則：
(1)針對性，所選案例必須針對某一實驗主題或技能的訓練；
(2)典型性，盡量選擇一些網絡技術的典型應用作為案例；
(3)時效性，所選案例必須緊跟網絡技術的發展趨勢，摒棄過時的技術；
(4)完整性，所選案例應該包含一個完整的實驗過程。
在案例的收集上，我們主要通過以下渠道進行：
(1)從企業實際工程項目中提煉。以網絡企業所承接的網絡工程項目進行案例開發是設計計算機網絡實踐教學案例的最好途徑。我們通過與跟我校有業務往來的網絡企業合作，由他們提供以往所做工程項目文檔，從中提煉加工，進行實踐教學案例設計，最后以一個企業的網絡改造為例設計了5個組網實踐課程的實踐教學案例。
(2)從現實生活中尋找。隨著網絡技術的發展，計算機網絡己進入到平常百姓人家，不少家庭開始組建小型局域網。我們通過對家庭網絡的分析，設計了一個以家庭局域網為背景的無線組網實踐教學案例。
(3)從學生平時的網絡活動中尋找。隨著網絡安全技術課程的開設，學生對網絡安全技術的研究興趣極大提高，很多學生對各類安全技術、hacker技術產生了極大興趣，并進行各類實驗。我們通過向學生征集各類操作文檔，從中進行教學案例提煉凝結，設計了一批信息安全技術課程的實踐教學案例。
通過循序漸進，由易到難，由部分到整體地使用案例進行案例教學，極大活躍了實驗課堂教學氣氛，充分調動學生主動學習知識的積極性，激發了學生探索知識的興趣和熱情，是提高學生創造能力、組織能力、表達能力等綜合素質的有利措施。
四、實踐教學的組織與管理
在網絡類課程實踐教學中，我們采用全新的場景教學法”，以實際應用場景為核心、以工程經驗為指導，強化實戰技能，輔以實際工程項目，利用項目導向的角色模擬方式，通過逐步深入的六步教學法展開整個實踐教學過程。
在教學過程中，根據網絡項目實施過程中的實際工作流程構建工作場景，結合具體的工程項目，進行項目分析和任務分解，重現在企業中進行網絡工程實施的任務環境。所有知識點和技能都是通過一個或者幾個項目來組織的，以項目為主導，學生通過可擴展的案例逐步學習知識和技能。在實驗過程中，使用真實的企業項目，采用真實的企業工作流程和工具，讓學生在實驗中模擬工程項目中各種角色，協同完成項目和任務，體驗和掌握各種角色的工作技能和工作經驗。在進行一個實驗項目時，將整個項目劃分為多個子任務，再分析每個任務需要的知識、技能、素質要求，以完成任務的形式來組織學習內容、設計實驗體系。知識和技能的傳授從具體到抽象、從特殊到一般，按照提出問題、分析問題、解決問題、總結出一般規律和知識技能、擴展知識技能、解決更高級的類似問題6個步驟來組織。通過對企業實際工作場景的模擬和實際項目的訓練，積累實際的項目經驗，并掌握相關的解決方法。通過上機操作、項目實踐、課堂研討，以及職業素質訓練，從任務目標設定、團隊協作和溝通等方面培養學生從事網絡工程開發所需要的職業素質。授課過程中，將學生劃分成幾個團隊，每個團隊將根據實驗內容，通過技術研討、實際操作等手段，合作完成一個任務和項目，培養學生團隊協作能力。在教學過程中，增加實際操作項目，通過實際項目演練，幫助學生掌握重點技術的應用，提高學生動手能力。通過項目訓練、上機操作、學習討論，培養學生舉一反三的能力，使學生養成自學的習慣，并掌握自學的有效方法和工具，提高學習能力。
五、實驗室建設與師資培養
計算機網絡實踐教學要有效開展，實驗室建設是關鍵。如果沒有相應的實驗設備、實驗場所，計算機網絡實踐教學根本無從談起。過去由于缺少相應的網絡實驗設備，網絡實踐教學一直未能很好得開展，為此，我們積極籌措，通過省部共建、自籌經費、校企共建等形式，籌資建設了一個在江西省具有領先水平的綜合網絡實驗室一互聯網與信息安全基礎實驗室，該實驗室采用全套Cisco網絡實驗設備，包括各類交換機、路由器、防火墻、IDS入侵檢測設備，無線網絡設備、IP語音通信設備等，可進行組網、網絡安全和IP語音通信等三大類實驗。該實驗室的建成，為我校開展計算機網絡實踐教學提供了強大支持，促進了我校計算機網絡教學水平的快速提高。
在師資建設方面，雖然我院師資力量雄厚，博士碩士云集，但由于軟件學院的專業特點及目前國內高端網絡人才緊缺的原因，過去幾年一直未能有效地引進計算機網絡方向的教師，現有師資對網絡了解都僅限于本科階段所學，而碩士博士階段都未從事計算機網絡方向的研究，以至在一段時間內當安排進行網絡類課程實踐教學時，常有教師表現出畏難情緒。為此我們加大對現有師資的培養。針對現有師資缺乏網絡工程實踐經驗，我們一方面利用我院校區搬遷，重建實驗室的機會，安排教師參與到實驗室網絡規劃和建設施工當中，并參與互聯網與信息安全基礎實驗室的規劃、建設施工與驗收過程中，通過實際的工程項目積累實踐經驗。另一方面我們積極安排教師參加各類網絡技術培訓，先后派出多名教師參加信息產業部的信息安全管理師培訓及思科網絡技術學院CCNA教師培訓項目，為我院計算機網絡實踐教學師資的培養打開了局面，促進了我院教師計算機網絡實踐教學水平的提高。
六、實踐教學改革效果簡述
通過幾年來計算機網絡類課程實踐教學改革的研究和實踐，我校計算機網絡類課程實踐教學取得了良好的效果，對我校計算機網絡類課程實踐教學水平的提高，學生動手能力、網絡技能和創新能力的提高起到了積極的推動作用。學生從過去對計算機網絡教學失望轉變為興奮，從不感興趣轉變為喜愛，計算機網絡類課程己成為我院最受歡迎的課程之一。
從學生選擇網絡類畢業設計題目的人數來看，雖然是軟件工程專業，但隨著學生對計算機網絡興趣的提高，近年來選擇進行網絡類畢業設計的人數迅速增加，從2004屆、2005屆的0個，到2006屆迅速攀升至27個，占當年畢業生總數的14.6%。
從畢業生就業來看，已有相當一部分軟件工程專業的畢業生，憑借其對網絡技術的熱愛及所掌握的扎實的網絡技能，到廣州深圳等地找到計算機網絡類相關工作。從前兩年無人從事網絡類工作到今年15人從事網絡類工作，可見計算機網絡類課程實踐教學給他們帶來的影響。
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