网络工程的基本知识篇（1）

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2013）10-62-02

0 引言

网络工程专业从1998年教育部批准开设以来，发展十分迅速。截止2012年，全国已有329所高等学校设置了网络工程专业，其中重点院校超过50所。经过十多年的发展，网络工程从原来计算机专业的一个专业方向发展成为全国性的大专业。2011年教育部将网络工程专业列入高等学校本科专业基本目录，标志着网络工程专业已经成为一个稳定发展的基本本科专业[1]。

网络工程专业在快速发展的同时，也面临着一些普遍性的困难与问题。比如：网络工程专业与计算机科学与技术、软件工程、信息安全等其他信息类专业的差异区分不够明显，办学特色不够鲜明。因此，有必要从专业方向和课程体系建设入手，结合自身办学优势，制定特色鲜明的网络工程专业人才培养方案。这样，才能培养出合格的网络工程专业人才。

笔者所在学院2012年获批了中央支持地方高校发展专项资金，重点建设“网络与信息安全”实验室，改善网络工程专业的实践教学条件。网络工程系以此为契机，结合已有的信息安全师资优势，凝练出网络安全与管理方向，并开展相应的专业课程体系改革。本文以此为背景，探讨网络工程专业网络安全与管理方向的人才培养方案。

1 网络安全与管理方向人才培养要求

与其他信息类专业类似，网络工程专业网络安全与管理方向的人才培养要求从素质和能力两方面入手。

1.1 基本素质

网络工程专业人才要求具备的基本素质包括思想政治素质、人文素质、职业道德素质、专业素质、心理素质和身体素质等[2]。

思想政治素质要求政治立场坚定，热爱祖国，增强社会责任感，树立崇高理想，培养高尚情操，养成正确的人生观和价值观。人文素质要求具有深厚的文化底蕴，高雅的文化气质，良好的人际交往能力和团队合作精神。职业道德素质要求遵纪守法，遵守社会公德，坚持职业道德的底线，具备实事求是，坚持真理的品格，具有爱岗敬业的精神，一丝不苟的作风，以及服务社会的意识。专业素质要求掌握科学的思维方式和研究方法，养成良好的学习习惯和工作风格，具备较好的创新思维和踏实严谨的实干精神。心理素质和身体素质要求具有健康的体魄，乐观向上的心态，坚忍不拔的毅力和身体力行的风格。

1.2 基本能力

网络工程专业人才要求具备的基本能力包括学习能力、分析解决问题的能力、阅读写作能力、协同工作能力、专业适应能力、创新能力[2]。

学习能力是指自学能力，即知识和技术的获取能力、理解能力与应用能力。分析解决问题的能力是指通过专业调研、理论分析、设计开发、仿真实验等方法解决网络工程领域实际问题的能力。阅读写作能力是指专业技术文档的阅读能力与写作能力。协同工作能力包括专业表达能力、问题沟通能力、协作能力、组织管理能力。专业适应能力是指在学习网络工程专业知识和技术的基础上，能够从事并适应相关领域的研究、开发与管理工作，并能适应网络工程专业技术和市场不断发展变化的能力。创新能力包括创新思维能力和创新实践能力。

1.3 专业能力

网络安全与管理专业方向的人才培养除了满足网络工程专业人才培养基本要求外，还需要注重培养两方面的专业能力：网络系统安全保障能力和网络管理维护能力[3]。网络系统安全保障能力是指熟悉信息安全基本理论和常见网络安全技术的工作原理，掌握主流网络安全产品的安装、配置和使用方法，能初步设计开发网络安全产品。网络管理维护能力是指熟悉常见网络设备与系统的工作原理，掌握网络管理的主流模型、系统功能、以及各类管理技术与方法，能初步管理和维护网络与信息系统。

2 网络安全与管理方向专业课程体系

2.1 知识结构

网络工程专业网络安全与管理专业方向人才要求具备的知识可分为三大类：公共基础知识、专业基础知识、专业知识。

公共基础知识相对固定，具体知识包括政治理论知识、人文社科知识、自然科学知识。其中，政治理论知识包括马克思主义基本原理、中国近现代史纲要、思想和中国特色社会主义理论。人文社科知识包括大学英语、大学生心理健康、思想道德修养与法律基础、社会和职业素养、军事理论、体育。自然科学知识包括高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理、大学物理实验。

专业基础知识根据网络工程专业人才的专业能力要求制定，具体包括电子技术基础、计算技术基础、计算机系统基础。其中，电子技术基础包括数字电路、模拟电路和电路基础，技术技术基础包括数据结构、离散数学、程序设计、算法分析与设计，计算机系统基础包括计算机组成原理、操作系统、数据库原理、软件工程。

专业知识相对灵活，通常根据所在院校的专业特色和办学条件制定，具体包括专业核心知识、专业方向知识、专业实践环节[1]。下面重点讨论这部分内容。

2.2 课程体系

依据上述知识结构，结合笔者所在学院的师资力量、办学条件和专业特色，制定了网络工程专业网络安全与管理方向的专业课程体系，如图1所示。由于公共基础课程基本固定不变，在此不再列出。

2.3 专业方向课程知识点

网络工程专业网络安全与管理方向可分为网络安全和网络管理两个分支。其中，网络安全分支课程包括信息安全基础[4]、网络安全技术[5]、网络攻防技术，每门课程的主要知识点如表1所示。网络管理分支课程包括网络管理[6]、网络性能测试与分析、网络故障诊断与排除，每门课程的主要知识点如表1所示。

3 结束语

本文以笔者所在学院的网络工程专业建设为背景，分析了网络工程专业人才培养的基本要求。在此基础上，说明了网络安全与管理专业方向人才培养的专业能力要求，进而得出与之相适应的知识体系结构和课程体系内容。最后重点介绍了网络安全与管理专业方向主要课程的知识单元与相应的知识点。接下来的工作是将该课程体系落实到网络工程专业培养方案中，并在具体实施过程中发现问题，解决问题，分段调整，逐步完善。希望本文所作的研究与探讨能给兄弟院校的网络工程专业建设提供有价值的参考。

参考文献：

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[2] 姜腊林，王静，徐蔚鸿.网络工程专业物联网方向课程改革研究[J].计算机教育，2011.19：48-50

[3] 曹介南，蔡志平，朱培栋等.网络工程专业与计算机专业差异化教学研究[J].计算机教育，2010.23：139-142

网络工程的基本知识篇（2）

截至2008年，我国已经有143所高等学校开设了网络工程本科专业，其中大学类高校89所，“211”大学21所，学院类高校54所，高校所在地覆盖全国26个省和直辖市[1]。网络工程专业培养的是具有良好科学素养，系统地掌握网络工程技术的基本理论、方法与应用，有较强的获取新知识的能力、创新能力和实践能力，能从事网络工程及相关领域中的系统研究、设计、运行、维护和管理的高级工程技术人才。因此，该专业不仅要求学生掌握与网络工程相关的基础知识与理论，以及各种网络系统设计、建设与维护技术，如网络协议体系、网络互连技术、网络服务、信息安全、组网实践、网络测试与管理等相关知识，也要求学生掌握基本的网络应用软件与系统开发知识与技术，满足毕业生在今后的工作与学习过程中的多元需要。

为了让网络工程专业的学生掌握一定的网络应用软件与系统开发知识，很多高校都开设了网络程序设计或网络编程课程。然而，由于网络工程专业在大多数高校的开设时间不长，相关任课教师对网络程序设计课程的教学还缺乏足够的经验，因此对教学活动中的一些基本问题，如课程内容设置与学时分配、实践环节内容与安排等还缺乏统一的认识[2-3]。本文依据网络工程专业的培养目标，结合我们在教学过程中

的体会，对该课程教学活动中的基本问题进行了初步探讨，阐述了作者对这些问题的理解和认识。希望本文能引起更多同行对网络程序设计课程的关注，从而尽快提高该课程的建设水平。

1教学目标与特点

1.1教学目标

根据网络工程专业的培养目标，我们认为网络程序设计课程的教学目标是让学习者了解网络程序设计的基本概念和常用的网络编程接口，理解网络程序设计的基本原理，掌握基本的网络程序设计模型，同时具备进一步学习新的网络编程知识与技术的能力。网络工程专业的网络程序设计课程应重点教授基于网络编程接口的网络程序设计基础知识，为后续使用和开发网络应用系统打下基础。有别于信息管理类专业面向Web的网络程序设计，本课程的中心内容是基于操作系统套接口的客户/服务器程序开发技术。

1.2课程特点

程序设计课程对计算机类专业的学生来说并不陌生，但其多针对具体的程序设计语言，以学习某种程序设计语言的基本语法和用法为主。网络编程接口在本质上与编程语言无关，因此网络程序设计与以前

作者简介：纪其进(1974-)，男，讲师，工学博士，研究方向为计算机网络与多媒体通信；朱艳琴 (1964－)，女，教授，工学博士，副院长，研究方向为计算机网络与信息安全。

的程序设计课程并不相同。网络应用程序具有以下两方面的主要特点：

1) 程序结构较为复杂。网络程序至少涉及客户端与服务器两方面，且需要双方协同配合，因此程序的结构和逻辑都比较复杂。

2) 网络程序设计对操作系统知识和网络知识的依赖性很强。比如，多线程技术是避免程序在交互过程中发生阻塞的基本手段，因此开发者至少需理解操作系统的进程与线程的概念及多线程程序设计技术。再如消息驱动是Windows系统的基本机制，Windows网络应用程序开发也需要理解消息驱动机制。利用网络接口编程需要理解底层网络协议，特别是与网络接口直接相关的运输层协议知识。

2内容设置与学时分配

运输层以下的网络协议功能在操作系统内核中实现，或利用系统应用编程接口(API)，通过专业的函数库实现[4]。尽管IEEE已经制定了网络编程的接口标准，各操作系统通常也支持标准接口，但一般会结合系统自身特点，对标准接口进行修改或扩展。因此，实际网络编程接口实现与操作系统密切相关。当前，Windows系统占据了工作站(含台式机)与小型服务器市场的主要份额，Unix系统(含Linux)则在服务器特别是大型服务器市场中仍然占据主导地位。考虑到学生毕业后的实际工作情况，接触Windows系统的机会应该更多。因此，教学内容选择的指导思想是以Windows平台网络编程接口为主，同时兼顾标准网络编程接口。

网络程序设计是网络工程专业的一门骨干专业课程，教学内容较丰富，实践性要求高。根据网络程序设计课程的教学目标和特点，我们为该课程安排了以下课堂教学内容：

第1章 网络程序设计基础知识。本章介绍网络编程相关的基本概念和知识，内容包括网络程序设计概念、进程与线程的基本概念、TCP/IP协议及其在操作系统中的实现、基于客户/服务器模式的网络应用程序模型等。

第2章 基于Berkley套接口的网络程序设计。Berkley套接口是事实上网络编程接口标准，它出自于Unix系统，Windows系统也尽可能地与之兼容。本章重点阐述Berkley套接口的基本用法，包括套接口编程的基本概念、面向连接的套接口编程、无连接的套接口编程及原始套接口编程等。

第3章 Windows程序设计基础。在Windows平台上进行网络程序设计离不开Windows系统编程知识。本章介绍Windows编程的基础知识，包括Windows操作系统的基本原理、Windows API的实现机制与调用方法及Windows消息机制。

第4章 Winsock网络编程接口规范。Winsock是Windows系统中的套接口实现，经历了Winsock1.1到Winsock2.2版本的发展。本章在第3章的基础上全面介绍Winsock网络接口规范及其使用，包括Winsock1.1及Winsock2.2的扩展能力。

第5章 基于MFC 套接口类的程序设计。MFC利用面向对象技术，对基本的Windows API进行了封装。Winsock编程接口的主要功能被封装成为CAsyncSocket和CSocket两个类。本章将通过实例说明这两个类的用法。

第6章 Windows多线程网络编程技术。多线程可以避免网络应用程序被某个调用阻塞。本章介绍多线程技术的必要性、Windows系统的多线程机制、MFC对多线程的支持及多线程机制在网络编程中的应用等。

第7章 Winsock编程接口I/O模型。支持异步网络程序开发是Windows系统的特色，为此Winsock引入了5种I/O模型实现非阻塞的套接口工作模式。本章分别介绍5种异步I/O模型的原理与使用。

第8章 Winsock编程接口选项与I/O控制命令。套接口选项和I/O控制命令是在套接口建立以后对其各种属性进行操作。本章介绍Winsock编程接口的基本选项及主要I/O控制命令的用法。

第9章 网络程序设计实例。网络编程技术具有很强的实践性，学习与分析实例可以更好地理解基本知识与技术。本章通过讲解分析实例中的各种网络编程技术巩固前面所学的知识，为以后的综合应用打下基础。

本课程重在教授网络编程的基础知识与技能，内容选择主要是为了满足教学需要，而非求全求深。因此，部分网络编程相关知识没有在课程中出现，如Winsock对网络服务质量的支持、IPv6版本套接口等。

本课程的重点内容在第3～6章。其中第3章是整个网络编程的基础部分，而第4章和第5章则包括了Windows平台下网络程序设计的基本知识，第6章的多线程技术是无阻塞同步网络编程的基本技术。第7、8两章内容与操作系统关系较密切且较抽象，是课程的难点。我校为该课程安排64 学时，其中理论讲授48学时，实验教学16 学时。根据重点难点内容分析结果，我们按表1分配课堂教学学时。

3课程实践环节

3.1实践环节的必要性

传统的网络课程教学方法多以讲授计算机网络基础理论为主、少量的验证性实验为辅。网络程序设计本身是一门实践性非常强的课程，对引导学生掌握最新的网络编程技术，培养学生的动手能力、协作精神和创新能力都具有重要作用。在学生学习过程中，如不注重理论和实践紧密结合，则不仅所学基本知识难以得到深入理解和巩固，更不能将其灵活运用于解决新的问题。因此，教师在系统讲述网络编程基础知识的同时，要充分调动学生的主动性，认真完成网络编程实验的教学。

3.2教学组织与学时分配

实验是基本的实践教学手段。通过实验教学，学生可以更快地实现从概念理解到实际编程能力的转变。每次实验前，教师首先讲解实验的设计目标、要求和所需的编程技术，要求学生做好充分的准备工作，进行初步的需求分析和程序设计。在实验过程中，教师通过解答学生提出的需求分析、设计与实现问题，为学生提供帮助。实验结束后，学生需按一定的格式规范按时提交实验报告；教师通过实验报告检查和评价学生的实验质量。如有条件，可组织学生对实验结果进行简短的讨论，让学生总结和分析自己的实验体会。

我们根据网络程序设计课程的教学大纲和实验大纲制定了实验计划。实验包括验证型、设计型和综合型实验三种。验证型实验主要让学生理解所学的网络编程知识，通过重复课堂示例掌握某一项网络编程技术。设计型实验需要学生利用某一项网络编程技术，根据具体问题要求设计并实现一个网络应用程序。综合性实验需设计并实现一个相对复杂的网络应用程序，其中需用到多种网络编程知识和技术。全部实验内容包括Berkley套接口编程实验，Winsock套接口编程实验，利用原始套接口进行PING 程序的设计及实现，基于MFC套接口类的网络编程，电子邮件程序的设计与实现(SMTP客户端、POP3 客户端程序)或FTP客户端实现及聊天室软件的设计及实现。实验报告与其他课程基本类似，有相应的实验题目、实验目的与要求、实验步骤和实验结果等内容。实验结果要包括实验过程中的问题分析、解决方式及心得。表2总结了实验的内容与学时分配计划。

有条件的学校还可以集中1周左右的时间进行课程设计。课程设计以课程教学内容为基础，实现一个具有一定规模和实用价值的网络应用系统。课程设计对所学的理论知识及实验中所学的各种方法与技巧进行综合性应用，对培养学生综合分析能力、编程动手能力具有重要作用。课程设计报告包括系统需求分析、功能设计及各模块详细设计等，类似于计算机类毕业设计论文格式。

4结语

网络工程专业是近年来为满足社会信息化需求而出现的相对较新的专业。该专业目前还没有一个明确的规范，开设该专业的各个院校对某些课程的教学尚缺乏统一的认识。本文以该专业的培养目标为依

据，结合个人教学过程中的体会，探讨了网络工程专业网络程序设计课程的基本问题。文中讨论了该课程的教学目标与特点，给出了具体的课程内容设置和实践环节安排建议，希望对完善网络工程专业以及网络程序设计课程建设具有一定的借鉴意义。

参考文献[ 规范格式]：

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[2] 王一飞,吴素芹. 网络编程技术课程教学研究与探索[J]. 科技信息,2008(34):20.

[3] 冯健昭,肖德琴. 网络编程教学改革探索[J]. 现代计算机,2009(8):69-70.

[4] 叶树华. 网络编程实用教程[M]. 2版. 北京:人民邮电出版社,2010.

Discussion on Network Program Design for Students Majoring in Network Engineering

JI Qi-jin, ZHU Yan-qin

网络工程的基本知识篇（3）

中图分类号：G420 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2014）08-58-02

Discussion on course instruction of computer network for software engineering major

Huang Yongping

（Department of Mathematics and Computer Science， Guangxi Normal University for Nationalities， Chongzuo， Guangxi 532200， China）

Abstract： Aiming at the characteristics， training objectives and the network technology demand of software engineering， combined with the construction of college network laboratory， the arrangement of teaching content and experimental teaching are discussed. A suitable experimental teaching system for software engineering is constructed. In teaching， the basic principles of the network， protocol analysis and network programming application are focused on. The training of practical application ability is emphasized to give the students network knowledge enough for software system design and improve the abilities of system software design and programming.

Key words： computer network； software engineering； curriculum instruction； experiment

0 引言

随着计算机技术、信息技术和网络通信技术的快速发展，软件产品和网络环境逐渐融合，使软件运行平台逐渐从封闭、集中的单机环境向动态、开放和多变的网络环境转变，软件系统开发也逐渐趋向于网络服务化。因此，网络资源和环境成为软件系统开发主要考虑的因素之一[1]。

“计算机网络”是计算机专业和通信专业的一门必修课，涉及的知识包括计算机技术、通信技术，它是一门交叉型的综合学科，是学生掌握网络相关知识的基础课程。我院在计算机专业侧重软件工程方向，软件工程专业的培养目标是面向软件产业界对软件工程技术人才的需求，培养以计算机应用软件开发为基本技能，掌握扎实的计算机基础理论知识和较宽的工程专业知识，具有创新能力、工程实践能力和团队协作能力，素质全面的复合实用型软件人才[2]。因此，软件工程专业的“计算机网络”课程不能是单纯的理论教学。

本文围绕软件工程专业的培养目标，探讨软件工程专业的“计算机网络”课程教学方法，根据软件工程专业特点，针对培养应用型人才的需求，合理安排教学内容，构建适合软件工程专业的实验教学体系，加强学生实践动手能力和应用能力，让学生在实验过程中加深对网络知识的理解，提高网络软件编程能力，使之符合软件工程专业强调学生动手实践能力的特点。

1 根据专业特点，合理安排教学内容

目前没有专门针对软件工程专业的计算机网络教材，通用的计算机网络教材一般着重介绍网络技术理论知识。大多是以OSI（Open Systems Interconnection）七层模型或TCP/IP五层模型为线索，采取自顶向下或自底向上的介绍方式[3-4]。内容安排上还包括无线网络、网络安全、宽带接入技术以及新型网络技术等等，概念太多，知识体系太理论、太抽象，不适合用于以培养应用型人才为目标的软件工程专业学生学习。而且，“计算机网络”课程覆盖知识面广泛，学生不可能在有限的时间内掌握所有的网络技术知识，因此，需要对教学内容进行筛选、调整和组织。

根据软件工程专业的特点，针对培养应用型人才的需要，确定本课程教学内容主要包括网络基本原理、网络常用协议分析、网络编程应用和网络操作技术，侧重讲解网络基本原理、网络常用协议分析和网络编程应用等内容。在内容的讲解上力求循序渐进，先让学生了解计算机网络基础知识，主要包括：计算机网络发展状况（计算机网络、电信网络和有线电视网络三网融合）、计算机网络主要性能指标（带宽、数据率等）以及计算机网络体系结构，然后围绕TCP/IP五层模型，在物理层上重点给学生讲解数据通信基础知识、常用传输媒体和信道复用技术。数据链路层讲解上，先简单介绍现在数据链路层要解决的基本问题，然后重点讲解PPP协议和以太网技术，让学生通过学习常用数据链路层协议以加深对数据链路层功能理解和初步学会网络协议分析。网络层以IP协议讲解作为重点，结合学院IP分配情况，让学生学会IP基本配置和子网划分，通过讲解常用的路由协议让学生掌握路由表和分组转发过程。基于现在学院内部以及其他单位内部大量使用私有IP情况，网络地址转换NAT也作为网络层的重点内容讲解。运输层，首先让学生掌握端口号相关知识，然后进入UDP协议和TCP协议学习，让学生充分理解端到端通信和进一步掌握协议分析方法。应用层，重点讲解常用协议，包括：HTTP、FTP、DNS等，并安排服务器配置、协议分析和编程实验。如果课时允许，在网络安全方面，挑选一些学生感兴趣内容进行讲解，如通过访问控制列表ACL配置限制上外网的时间、钓鱼网站欺骗、ARP攻击等等；在无线网络方面，让学生动手进行无线路由配置，实现无线上网。

在教学过程中重点让学生掌握计算机网络基本原理、学会网络协议分析方法、锻炼网络编程能力、学会基本的网络操作和简单的网络配置。在课程内容选择上，要从传统的偏重计算机网络理论的介绍转变为比较实用的学习，突出实践应用能力的培养，让学生具备软件系统设计所需的网络知识，并进一步提高软件系统设计和编程能力。

2 注重理论与实验相结合

“计算机网络”课程覆盖知识面广，概念多、内容抽象，如果采用纯理论教学方式，学生对真实的网络环境缺乏了解，教师很难在有限时间内把计算机网络抽象的原理和协议讲述清楚，学生也很难真正掌握计算机网络相关技术。因此，“计算机网络”课程教学需要理论与实验相结合，教师讲解理论知识同时结合实际操作培养学生动手能力，并且实验教学中要结合生活实例，提高学生兴趣，激发学生的学习主动性，让学生在动手实验过程中加深对网络理论知识的理解。

目前，计算机网络课程的实验内容基本上可以分为三大类。①网络基本操作和配置实验。其内容包括：网络操作系统（Windows系列或Linux）安装；各种应用服务器搭建和管理，如学习搭建Web服务器、FTP服务器、DNS服务器、DHCP服务器、邮件服务器等；进行简单的网络配置与管理，如网线的制作、组建局域网、文件共享和安全性设置、用户账户管理等等。②网络协议分析和编程实验。在掌握网络基本原理的基础上，理解网络协议的概念和功能，学会网络协议分析，应用高级编程语言（如C、JAVA或C++）编制一些网络协议和服务，实现简单网络应用，加深对网络原理和协议的理解。③网络工程实验。学会交换机、路由器等网络设备的配置与管理；通过网络硬件设备或使用模拟实验软件组建中小型网络等等。

从软件工程专业对应用型人才需求和培养的角度考虑，学生学习计算机网络课程，除了对计算机网络基础知识、网络体系结构理解外，应重点掌握TCP/IP协议分析和应用实现，充分理解网络工作原理，包括数据封装、发送、接收、解封装等。所以，构建适合于软件工程专业的实验教学体系，应重点安排网络协议分析和网络编程类实验，而对网络基本操作和工程类实验应该进行分析和筛选，有针对性的安排实验，以使学生能在有限时间内掌握网络基本环境搭建和基本网络配置，加深对网络工作原理和协议的理解。

首先，网络协议分析和网络编程类实验是软件工程专业的重点，结合实际网络模型和网络软件，从应用的角度分析和引导学生掌握网络原理知识。指导学生学会网络分析和监测软件（如Sniffer、Wireshark等）的使用，学会捕获网络数据包，掌握网络协议的分析方法，在这基础上，鼓励学生进行网络程序设计和协议实现。内容安排上要循序渐进、由浅入深，让学生容易接受和充满信心，从而激发其学习兴趣。可以从学生熟悉的宽带拨号上网所用的数据链路层协议PPP协议开始，该协议格式简单，学生容易接受，有利于对协议分析方法的掌握，然后按照TCP/IP网络体系结构分析和学习各层次重要的协议，如Ethernet帧、ARP协议（掌握ARP广播和ARP应答过程）、IP协议、UDP协议、TCP协议、HTTP协议、TFTP协议、FTP协议、DNS协议等[5]。在协议分析的基础上，让学生动手编写网络程序，如编程实现Ethernet帧的封装与解析、IP数据包的捕获与解析，实现功能简单的Socket 通信软件（如TFTP简单文件传输）。通过实际网络编程训练，让学生掌握数据从应用层传输层网络层数据链路层物理层的封装和解封装过程，加深对网络协议与实现方法的理解，掌握网络环境中软件编程的基本方法，逐步提高网络软件编程能力。

其次，在网络基本操作训练方面，让学生掌握常用网络工具的使用以及能够进行简单网络配置，能为软件设计实现必要的网络环境配置，内容主要包括：局域网组网、IP配置、Web服务器、DNS服务器的配置。此外，让学生掌握一些最基本的网络知识以及做联网软件开发必须用到的基本技能，包括直连线、交叉线的使用；ping、ipconfig、tracert等基本网络命令的使用；简单的网络故障排除和基本的网络服务等。

最后，网络工程管理类实验让学生对网络设备有感性认识，辅助学生对相应协议和网络技能的理解。我院内部拥有网络基础和安全、网络综合布线实验室，学生可以在实验室认识课本上所讲述到的交换机和路由器以及综合布线系统，包括机房的机柜、配线架、实际的物理连线以及网络拓扑，增加感性认识。在此基础上，可以通过实际设备或通过使用Cisco官方模拟软件Packet Tracer组建中小型网络，帮助学生理解网络的基本架构。通过简单交换机配置，让学生掌握虚拟局域网VLAN，学习划分VLAN方法。路由器配置方面，重点让学生掌握静态路由和动态路由RIP协议的配置，以理解路由表、路由协议以及分组转发过程；实现网络地址转换NAT实验[6]，充分理解私有IP和公有IP地址相关知识。对于能力比较强的学生，鼓励他们完成一些比较难但广泛实用的实验（如VPN）等。

3 结束语

本文根据软件工程专业的特点，针对培养应用型人才的需求，确定“计算机网络”教学内容主要包括网络基本原理、网络常用协议分析、网络编程应用，结合理论实验教学，构建了适合于软件工程专业的实验教学体系，让学生在实验过程中加深对网络基础知识、网络协议与实现方法的理解，逐步提高网络软件编程能力。网络课程概念多且比较抽象，今后的工作将进一步研究如何使教学内容更形象、更生动，以激发学生对网络课程的学习兴趣。

参考文献：

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网络工程的基本知识篇（4）

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）09-0049-02

长期以来我国的职业教育别称为断头教育，大多数职业教育的学生在完成职业技能学习后，就进入到工作岗位，很少进入本科进行继续学习，完成硕博研究生教育的专职学生更是微乎其微，这种现象的存在严重影响了我国职业教育向终生教育迈进的进程[1]。专业中职与本科“3 + 4”分段培养课程相脱节是造成职业教育成为断头教育的主要原因，中职与本科“3 + 4”分段培养课程一体化教学模式的构建势在必行。

一、网络工程专业中职与本科“3 + 4”分段培养课程衔接现状

网络工程专业中职教育的教学目标就是通过三年的中职教育，培养网络应用型人才，因此在中职中专网络工程专业的教学过程中，无论是教学内容还是教学方法都倾向于让学生掌握网络应用型知识以及职场技能，成为社会中高素质的劳动型人才。而本科课程开设的目的是让学生掌握理论知识，并在此基础上培养学术精神，成为高、精、尖科研人员或者高级工程师。不同的人才的培养目标致使中职教育网络工程专业教学中专业课教学内容以及企业实训不匹配的问题，从教学内容上割裂了网络工程专业中职教育与本科教育之间的联系，极大的影响了我国职业教育向终生教育迈进的进程。

1.网络工程专业中职基础教学内容和本科教育相脱节

不论是技术型人才的培养，还是研究型人才的培养都离不开扎实的基础理论知识，基础理论知识是让学生学习专业技能的基础，能够让学生更加快速的掌握专业知识，提升专业素养。因此中职和本科网络工程专业教学中都应当重视基础理论教学，但目前我国网络工程专业教学中存在着中职基础理论教学内容和本科教育相脱节的问题，例如中职网络工程专业教学中将大量的时间和精力放在网络工程专业知识的学习上，而忽视数学、英语等基础知识的学习，导致大部分中职网络工程专业的学生在进入本科进行学习时，往往因为无法跟上学习进度，而产生自卑的心理情绪，最终导致厌学与弃学问题的产生。

2.网络工程专业中职专业课设置与本科教育相冲突

目前教育部已经出台了中职与本科“3 + 4”分段培养的模式，并根据网络工程专业培养模式的定位，提出了纵向中职和本科课程一体化的课程设置要求以及横向中职专业技能标准和本科专业学位认证标准一体化的认证机制[2]。这种双一体化的培养模式从一定程度上缓解了目前专职教育与本科教育难以衔接的现状，但在双一体化教学模式的具体实施过程中，工作落实不到位的问题，特别是专业课程设置一体化的模式没有建立起来，中职网络工程专业教学工程中，专业课过于偏向应用化，在学生没有掌握专业理论知识的情况下，强行推进专业技能培养，这种过于偏向应用化的中职专业课程体系势必会与本科网络工程专业课教育相冲突。

3.网路工程专业本科实训环节效果不佳

网络工程专业中职与本科“3 + 4”分段培养是为了让学生经过七年的学习成为高级工程呢技术人员，因此在网络工程“3 + 4”分段培养过程中，本科的教学也应当注重教学实训环节，让学生在实训环节中提升专业应用技能。而现行高等院校网络工程专业教育依然采用传统的理论教学为主的教学模式，难以满足社会对于网络工程专业应用型人才的需求，致使本科教学成为网络工程应用型人才培养过程中的鸡肋。

二、加强网络工程专业中职与本科“3 + 4”分段培养课程衔接策略

1.加强中职基础知识教学

数学、英语等基础知识教学是网络工程专业人才培养中最为重要的一环，中职基础知识教学工作的不畅是导致目前我国网络工程专业中职与本科“3 + 4”分段培养课程难以衔接的重要原因。加强网络工程专业中职基础知识教学，中职学院校方应当重视基础知识的教学，增加数学、英语等基础知识课程的教学时间不被占用，提升基础知识教学的课程地位，同时还应当调动基础知识课程任课教师的工作积极性，让他们认识到基础基础知识教学在中职教育中的重要地位，从而保证基础知识教学工作的开展效果，让学生更加扎实的掌握基础知识，为中职学生的本科继续学习打下坚实的知识基础。

2.落实专业课程一体化

教育部已经提出了中职教学与本科教育专业课程一体化的教学模式，中职教育应当摒弃传统的教学模式，将专业课程一体化的教学模式落实到位，在网络工程专业课程教学中讲究理论和应用知识教学并用，增强学生的理论专业素养。

3.本科教育重视实训环节

中职与本科“3 + 4”分段培养课程体系中，本科教学存在实训环节形式主义的问题，针对这一问题，教育部门应当建立严格的本科实训监督措施，用强有力的监督机制促进本科实训工作的顺利开展，提升学生的专业应用技能。

三、结束语

网络工程专业中职与本科“3 + 4”分段培养中，课程的一体化设置极为重要，相关部门应当从“3 + 4”分段培养目标出发，设置合理的教学内容，促进中职与本科课程一体化的进程。

网络工程的基本知识篇（5）

《中国百科大辞典（第二版）》对“工程学”一词给出明确定义，即将自然科学原理应用于生产实践所形成的各学科，如机械工程、材料工程、建筑工程等。从此定义可以看出工程类专业的教学目标主要在于自然科学原理的应用，也就是掌握技术。所谓熟能生巧，巧就指技术，所以工程类学生需进行大量的实践训练来掌握技术。

网络课程是现代远程教育的重要载体，其质量直接影响着远程学习者的学习效果和教育目标的实现，而由于远程教育师生在时间、地点上的分布式特点，使网络课程的设计模式不能等同于传统课程的设计模式。近年来网络教育的发展步伐日益稳定，并且涌现出一些不错的网络课程案例，比如目前评出的网络教育部级精品课程及部分省市级精品课程等。但是，由于工程类课程的特殊性，主要表现为计划性、技术性和复杂性它需要学生在意义建构与统筹运用知识、判断与分析处理问题以及沟通协作等方面都具有较高的能力，这对网络课程的设计提出了更高的要求。

一般认为，技术与教学结合的过程至少涉及3个方面：学习理论、技术本身和教学实践而本文仅选择“学习理论”这一维度进行分析。任何的课程设计必须基于一定的学习理论，并以学习理论的思想作为设计原则贯穿始终。本文结合目前对网络教育影响较大的认知学习理论的一些基本观点，探讨如何才能更好实现工程类网络课程的培养目标，并尝试性地提出一些适于工程类网络课程的设计策略。

1工程类网络课程概述及培养目标

1.1网络课程及网络课程设计的特点

何克抗教授曾经在2005年提出过网络课程的定义：“网络课程是在先进的教育思想、教学理论与学习理论指导下的基于Web的课程，其学习过程具有交互性、共享性、开放性、协作性和自主性等基本特征”。

网络课程通过网络创设虚拟化的集成教学环境和丰富的教学资源使学生通过自主化、个性化和协作化的学习来实现课程的培养目标。网络课程不同于传统的课程，在进行网络课程设计时需考虑师生分离的教学形式、远程学习者的学习特点、技术支持等因素，所以网络课程不能完全依照传统的课程设计理论，它应该有自己的一套理论原则。

1.2工程类网络课程的设计目标

根据前文所述的工程学及网络课程的定义，本文对“工程类网络课程”也进行了界定：工程类网络课程是在现今的教育理论与学习理论的指导下基于互联网开展的以传递自然科学原理及如何将其应用于生产实践为目的的课程，课程的学习过程具有交互性、自主性、开放性、协作性与实践性。

工程学是将自然科学原理应用于生产实践所形成的各学科。根据此定义可分析出工程类课程的培养目标，即：（1）掌握自然科学原理；（2）学会如何运用自然科学原理；（3）准确应用于生产实践。

简单来讲，工程类网络课程是在一定的教育理论和教学设计思想的指导下，基于网络的工程类课程。因此，工程类网络课程的培养目标就是学习者通过学习网络课程，实现以下目标：（1）理解并掌握课程中的概念与原理；（2）已获得概念与原理的运用法则；（3）形成技能，可在生产实践中熟练运用。

2认知学习理论及其对工程类网络课程设计的指导

以心理学家安德森（Anderson）为代表的现代认知心理学家认为，根据个人反映活动的形式不同，知识可以分为陈述性知识、程序性知识和策略性知识。在解决问题的过程中，三者相辅相成，缺一不可。陈述性知识在整个知识系统中往往起到基础的作用，各种一般程序性知识的获得和运用都要受到策略性知识的指导和支配。

工程类网络课程的三项培养目标分别与陈述性知识的学习、策略性知识的学习和程序性知识的学习相互映射。本文将从工程类网络课程的培养目标入手，结合认知学习理论进行分析，试图寻找更宜于各培养目标实现的理论依据与设计策略。

陈述性知识是对定义、原理、规律等的描述性知识，而这恰好映射了工程类网络课程的第一个培养目标，加涅指出这些定义、规律等陈述性知识在整个知识系统中起着基础的作用，并且还是思维的工具，所以学生智力技能、认知策略或动作技能的培养和锻炼无不需要其掌握广泛和精确的陈述性知识。

认知心理学家认为，环境知识提供潜在的刺激，至于这些刺激能否引起以及引起何种反应取决于学习者内部的心理结构。美国心理学家布鲁纳认为学习由一系列过程组成，要重视研究学生的学习行为，教学应注意学习各门学科的基本结构，而这些知识结构的小元素，就是我们所说的陈述性知识。陈述性知识是对定义、原理、规律等的描述性知识，而这恰好又映射了工程类网络课程“理解并掌握概念与原理”的培养目标。

为了有效的将外界客观事物的关系内化为学习者的内在认知结构，认知学习理论认为课程设计应坚持一些基本原则，而这些原则对陈述性知识、程序性知识和策略性知识的学习，也就是对实现工程类网络课程的培养目标有一定的指导作用。

（1）逐步分化原则，要求课程内容的呈现要从最基本的概念开始，根据具体细节逐步分化。并且认为概念和原理越是基本，在解决问题和学习新内容时应用性越大。（2）分类处理原则，要求课程设计者根据所阐述事理的属性和关键特征将它们进行分类处理，便于学习者在学习过程中系统的选择和抽象概括，并且这种分类处理既符合人类认知事物的基本规律，也容易使学习者形成概念。（3）积极参与原则，是指学习者不是被动地接受刺激，然后给予反应，而是积极主动地参与学习活动，主动获取并内化知识。

3工程类网络课程的设计原则探究

笔者从上文对工程类网络课程的培养目标及认知学习理论的深入分析的过程中，结合学习理论的课程设计原则，总结出了几条工程类网络课程在进行课程设计时应遵循的原则，在此一一列出，供大家探讨。

3.1以学习者为中心，支持学习者自定步调、自主学习

工程类网络课程的设计应该更关注学习者的需求，及学习者与学习课程的关系，网络课程不是用来规范和约束人的工具，而是学习者自我实现的阶梯。因此，学习者应该在网络学习的过程中占绝对的主体地位，根据自己已有的知识结构，有目标的选择合适的学习内容，自主管理学习步调与学习方式。

所以在设计网络课程时应该思考四个问题：（1）课程内容能否满足学习者的需求（2）课程设计是否适合远程学习者的学习特征？（3）课程设计是否有成熟的评价与反馈机制，供学习者自主学习？（4）课程设计是否给学习者留下了自我思考与自主建构的空间？

3.2课程内容分层分类设计

工程类网络课程的一个重要目标是技术的统筹掌握与应用，此处的技术一般是指程序性知识。而程序性知识学习的各个阶段对应着网络课稗中不同稗度与不同类犁的知识，为了便于学习者意义建构和程序性知识的形成，应该根据学习者特点和知识特点分层分类的进行设计。

建议在设计课程时，应根据知识的属性和内容关键特征，将其进行分类处理，并且知识呈现的序列应由最一般的基础性概念开始，再根据具体细节逐步进行知识分化。

3.3积极参与与主动建构

认知主义思想认为在学习过程中应该让学习者积极参与，在网络课程设计中我们应注意课程的交互性和可操作性的设计，保证在进行每一个小单元的学习时，学习者都可以积极的参与到其中，比如：通过选择、填空、书写答案或游戏等方式，使学生保持积极的学习动机。网络课程应该给学习者的信息加工活动提供条件和空间，使其能够积极主动的参与到知识的意义建构中，最终真正的获取知识。

3.4即时强化与反馈

即时强化与反馈可以提高学生学习兴趣，减少负迁移，加快概念原理性知识向技能操作转化，使技能达到自动化并保持在较高水平等。比如，设计网络课程时，设置实时在线交互与答疑、评价机制、错误记录机制、鼓励与惩罚机制等。

3.5创设学习情境与实践环境

应该给学习者提供与其现实生活相似的或真实的情境，以利于激发学习者内部的动机，让学生参与到整个学习过程中，提高学生的认知水平，培养学习者解决问题的能力和探索精神。学习者能否有效学习并熟练运用操作技能是衡量工程类网络教育成功与否的一个重要因素。

近年来，几何与物理建模方法、高性能计算、新型传感和感知机理、高速图形图像处理以及人工智能等技术已经相对成熟，网络试验系统和虚拟实验室的研究与应用也有了很大的发展，笔者在此不多阐述。但认为在网络课程中应用这些技术的时候需考虑2个问题：（1）应用此技术解决了什么问题？（2）应用此技术的初衷是什么？

网络工程的基本知识篇（6）

一、教学目标定位 

“计算机网络”课程是桂林电子科技大学计算机科学技术、网络工程、信息安全等专业的核心专业技术基础课之一，也是电子信息工程、自动化、智能科学等专业的专业限选课或任选课之一，通过该课程的教学使学生懂得网络的总体框架结构，能建立网络的概念，重点是使学生掌握网络基本原理和核心协议，并熟悉最常用的网络服务和网络工具，了解网络技术的新发展。 

教学目标的正确定位是教学改革行之有效的前提和保障，即明确教学是为培养什么类型人才而服务。计算机网络的教学目标大致可分为三个层次：[1]网络基本应用、网络管理员或网络工程师、网络相关科学研究。其中，网络基本应用目标要求掌握计算机网络的基础知识，在生活、学习和工作中可熟练利用各种网络资源，如浏览新闻、收发电子邮件和查找资料等，适合于电子信息工程、自动化、智能科学等非计算机专业；网络管理员或网络工程师目标要求掌握网络集成、网络管理、网络安全、网络编程等知识和技能，并对其中一项或若干项有所专长，可以胜任如网络规划设计、网络管理与维护、架设各种服务器和网络软硬件产品的开发等工作，适合于计算机科学与技术、网络工程、信息安全等专业；网络相关科学研究要求具备深厚的网络及相关学科的理论基础，今后主要从事科研和深层次开发工作，适合网络相关的研究生。本文主要研究第二层次的改革与实践。 

二、“计算机网络”课程教学中存在的问题 

传统的“计算机网络”课程教学模式不利于提高学生的学习兴趣，对新形势下的培养目标有一定的制约作用，主要问题表现在几个方面。[2] 

1.教材知识结构理论性偏强，教学内容偏离实际应用 

目前国内的大多数计算机网络教材都是以osi/rm为索引，分层次展开，全方位介绍各个网络层次的工作原理、相关协议、运行机制等，知识点较多且内容抽象，学生理解起来比较困难，难以提高学习兴趣。osi体系结构是一个较为全面的网络层次结构，但是在实际中并没有得到广泛应用，实际中的网络案例又不完全符合osi体系结构，这往往会使学生对网络结构感到困惑。 

2.教学模式落后 

最初的教学模式是以教师为中心，通过黑板板书和语言描述向学生传授网络知识。这种方式有利于教师组织和监控整个教学过程，便于系统地传授知识，但不利于学生认知主体作用的发挥，不利于学生自主学习能力的培养。对于网络协议这类较为抽象的理论知识，单纯的板书和描述难以帮助学生对学习内容进行深入理解。 

3.实践环节薄弱 

一方面，计算机网络实验室的建设相对薄弱，实验设备落后，与实际应用的网络设备具有较大差距，且数量不足，无法保证每名学生具有较好的实验环境。另一方面，实验课程的内容过于流程化和简单化，没有突出对学生创新能力的培养。 

4.忽视工程应用 

课程的综合性、设计性实验缺乏与工程应用相结合的内容，与之相适应的软件建设滞后，难以将工程应用融入到课堂。 

三、“计算机网络”课程的改革与实践 

针对以上不足，我们主要在五个方面进行了改革和实践。 

1.教材选用与内容优化 

不同的专业有不同的教学目标，必须选择相对应的教材。对桂林电子科技大学计算机科学与技术、网络工程、信息安全等专业而言，“计算机网络”课程是专业技术基础课之一，除了要掌握一定的基本网络理论和核心协议，还要求掌握更高一等的技术和技能。经过课题组成员比较，选择谢希仁教授主编的《计算机网络》；在外文教材和双语授课时选择andrew s.t.的《computer network》英文教材。 

对电子信息工程、自动化、智能科学等专业而言，“计算机网络”课程是专业限选课或任选课之一，侧重于网络基本理论与应用。经过课题组成员比较，拟选择乔正洪的《计算机网络技术与应用》。 

针对教材内容太多、偏重于介绍理论、欠缺实践环节、与工程联系不够紧密等问题，在讲授的时候略去了部分内容，比如安全方面的内容（另外一门课讲授），增加了一些实践相关的内容，如winsock编程、路由器基本操作等。在教学内容上力求推陈出新，引进和精选当代网络技术新发展及新应用作为网络基础的指向，在不断更新教学内容的同时优化课程体系，将基础知识与现代技术紧密结合，培养学生的创新意识和发展意愿。 

2.坚持“教师为主导、学生为主体，因材施教”的教学模式 

（1）贯彻基础课的教学必须和科学技术同步发展的教学观念，[3]建立终身教育的观念。科学发展与基础课程的教学改革相结合，以学科建设推动基础课程教学的改革。基础课程教学的改革又支撑新型专业建设与学科的发展，推进人才培养目标的实现。 

更新教学内容的同时优化课程体系，将基础知识与现代通信技术紧密结合，将专业基础知识传授、能力培养和素质教育融为一体，实施知识结构合理、基础扎实、适应能力强、有创新精神和实践能力为基本内容的人才培养模式。 

（2）教师为主导，学生为主体，因材施教。改进课堂的教学方法，以人为本，因材施教，充分发挥学生的潜力，提高教师的授课质量。教师努力研究课程的基本知识点以及这些知识点之间的相互关系，处理好信号、数据、信息之间的关系和传输特点；研究重点理论和实践知识点的教学方法，使教学内容更贴近学生，引导和帮助学生掌握基础知识和基本技能。 

教师采用“发现式”互动教学方法，通过精心设计教学过程，采用“提出问题+要求解决方法”、“引导思考+适当提示”、“找出学生思路正确部分引申”、“扩充认识解决问题的条件”等方式，把握课程的进度，活跃课堂气氛，开发学生的潜能，使学生在获得知识的同时能从应用的角度思考网络通信中的问题和解决问题的思路，使学生建立科学的思维方法与创新意识。 

3.采用先进的教学手段 

（1）把多媒体技术引入课堂教学中，使理论和协议架构分析变得生动、形象、具体，同时解决了传统教学中课堂画图既费时效率又低的问题。再辅以现场概要线图等，让学生在学习具体知识时心中有网络体系大框架，便于知识定位。 

（2）建立网络教学环境。目前桂林电子科技大学已有四个相关网上资源供学生使用：“计算机网络”课程网站，使师生在任何时候都可以利用网络资源学习；网络辅助教学平台（blackboard）：向学生提供资源下载口、作业提交口、讨论区等；思科网络技术培训网站（http：//cisco.netacad.net）作为思科网络技术培训基地之一，目前为部分优秀学生开放思科培训网站，让学生参与全球交流，直接接触最新网络技术；教师ftp：作为系统冗余，从教师ftp中学生也可以下载课件等。

4.加大实践教学环节，重视实践能力培养，培养学生的创新意识和创新能力 

计算机网络是理论和实践结合非常紧密的一门课程。目前国内外计算机网络相关教材一般都偏重于理论的讲授，而忽视了动手实践方面的引导，为此应实验单独设课，独立考试。实验课学时占总学时的25%，并要求课外1∶1配套。实验内容根据学生的层次、学生的兴趣分为基础层、提高层、综合应用层三个层次。同时，补充了教材上没有的相关内容，如利用套接字进行网络通信编程，培养实践动手能力。而且把原来以教师为中心的实验教学变成了以学生为中心，积极开展开放性实验，延长实验室开放时间，增加大量的设计性或综合性实验，为学生近一步提高动手能力奠定了良好的基础，培养学生的创新意识和创新能力。 

5.在课程教学的各环节中大力开发和应用网络技术，以网络技术构建网络课程教与学的互动平台，理论与工程应用并重 

计算机网络是一门理论和实验实践相结合的专业基础课程，教师在讲授的过程中贯彻教学理念，引用网络发展历史背景故事和实际应用具体案例来帮助学生理解理论知识，引导学生形成提出问题、分析问题和解决问题的思维模式，培养学生的创新思维能力和综合专业素养。教学采用理论结合实践教学法，通过实验课程开设、实际网络系统参观和课程设计三个渠道将相关网络技术的应用充分融合到课程教学之中，使同学们接触到真实的网络世界，提高实践运用能力，理论与工程应用并重。 

实验课程通过综合设计性实验，充分发挥学生的想象力和创新能力，是使学生获得对网络的工作原理与操作方法的感性认识，加深理解、验证、巩固课堂教学内容的最佳途径。 

实际网络系统参观是在课程讲授过程中安排并带领学生参观校园网、学院局域网和企业的网络系统，使学生对计算机网络有感性认识。 

课程设计要求学生独立设计一个网络应用系统或者分析企业已有计算机网络系统中存在的问题，提出改进方案，为企业设计满足实际需求的计算机网络系统，使学生理论联系实际，加深对计算机网络课堂教学内容的理解，培养学生灵活运用所学知识的能力。 

 四、结束语 

本课程已建立课堂教学、实验教学、网络教学和工程应用交叉融合的教学结构，各教学环节相辅相成、互相交融，实现“加强基础，注重实践，因材施教，促进创新”的目标，形成了立体化的教学模式。通过这样的互动平台，使教与学进入互动沟通的最佳状态。不仅使教师实现了教懂、教准、教活，学生达到了乐学、善学、活学，而且增强了学生日常使用网络的能力，培养了学生的创新精神和实践能力。 

 

参考文献： 

网络工程的基本知识篇（7）

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）14-0121-02

在当前高等教育教学质量内涵建设和高等教育课堂教学质量提升建设背景下，形象化教学法作为有效的传统教学法，结合当前信息技术的发展和具体课程新的知识，仍有很多值得探索的地方。《计算机网络》课程是计算机学科相关专业的专业必修课程，用形象化教学法改善传统的理论分析讲解课堂教学方式，激发大学生的创新思维，使大学生乐于投入到形象化的、探索性的课堂教学活动中，具有重要意义。结合当前信息技术发展，在“抽象概念形象表述、理论知识实践呈现”的形象化教学原则下，为有效提升计算机网络课程课堂教学效果，提高大学生学习兴趣，把形象化课堂教学融入课堂教学中是始终值得探索的。

1形象化教学的意义

形象化教学方法旨在避免照本宣科和纯文字的讲解，做到理论联系实际，利用实物及工具软件辅助于课堂教学，减轻学习理论知识的难度，提升学生的学习兴趣和学习效果。

计算机网路课程的理论性和应用性都比较强，概念比较抽象，有一定的学习难度。计算机网络课程的形象化课堂教学的目标人群为刚开始接触计算机网络基础知识的大学生，他们对计算机网络系统的基本原理还比较模糊。采用直观的、形象化的教学法符合人类认知的特点，对于提升刚开始接触计算机网络基础知识的大学生的计算机网络知识认知效率具有很大的帮助。结合当前多媒体教室的课堂教学条件，开展形象化计算机网络课堂教学，利用网络相关实物及网络工具软件辅助于课堂教学，通过实体展示及仿真印证，避免纯文字的讲解，通过形象化教学法促进理论学习与实践认知的融合，可使计算机网络课堂教学更加直观，使学习过程变得轻松并使学生对网络知识点印象深刻。

2算机网络课堂教学的形象化方法

形象化教学法从广义上讲，应该包含了直观演示、虚拟仿真、对比、类比等，旨在把抽象的理论知识直观地、形象化地讲解。在计算机网络课堂教学中具体采用的方法可分为如下几类。

1）实物展示法，把一些计算机网络线缆、网络物理设备带到课堂，可以充分利用实验室更替废弃的集线器、小型交换机、小型路由器等实物，带到课堂上实物展示，并结合计算机网络知识点开展讲解。

2）网络仿真软件法，利用计算机网络仿真构建软件，虚拟构建中小型网络，帮助大学生认知网络拓扑、实体网络基本构成等。网络仿真软件的应用使学生容易深入理解网络系统结构和复杂的网络协议，达到事半功倍的教学效果。比如网络仿真软件PacketTracer6.0除了支持模拟网络构建，还提供动画演示数据包在网络中传输的过程以及数据包分析功能，这使得抽象的计算机网络概念变得易懂，教学变得生动形象。-引

3）网络分析软件法，利用计算机网络协议分析软件，在多媒体教室教师机上联网抓包分析，结合分层思想，对计算机网络协议格式进行真实呈现讲解。使其成为大学生学习网络知识和分析解决网络问题的工具。常用的网络协议分析工具软件有Wireshark、Sniffer Pro、Netxray、Iris等。

4）网络命令演示法，利用常用的网络命令，在多媒体教室中的教师机上演示网络命令的功用，并结合计算机网络原理知识开展讲解，提升大学生基础网络命令的掌握程度和对网络的认知程度。

5）基本网络配置演示法，在多媒体教室中的教师机上演示基本网络配置，让学生便于在自己的计算机上实践配置，提升对计算机网络基本配置的认知度和对网络理论知识的认知程度。

3形象化教学的分层实施

计算机网络课程知识的组织一般按照分层的思想，对不同层知识点开组讲解。按照TCP/IP五层网络理论模型，对应不同层的知识点，如下表1，实施形象化教学具体如下。

1）物理层，采用实物展示法，讲解分析物理层传输介质时，可运用压线钳、双绞线测试仪等便携工具，在课堂中现场演示双绞线的制作，结合五类双绞线和RJ45接口水晶头实物展示，按照TIA/EIA 568A、568B线序标准简单演示制作直连线、交叉线、全反线的过程并用便携的双绞线测试仪测试，把计算机网络物理层的机械、电气、功能、过程特性进行直观演示和分析说明，通过直观的方法加深学生对物理层的理解。

2）数据链路层，采用网络分析软件法，在课堂上对帧的结构通过Wireshark协议分析软件解析展示，使学生能够对互联网中真实存在的数据帧结构形象化认知，可使学生产生工具兴趣并初步学会用Wireshark协议分析软件自己开展实验验证网络知识。采用实物展示法，结合数据链路层知识点，现场展示二层设备，比较二层交换机和集线器实物的异同等。

3）网络层，采用基本网络配置演示法，结合IP地址、子网掩码知识的讲解，演示多媒体教室机上常用的Windows操作系统的基本网络配置方法，直观地讲解静态配置中IP地址、子网掩码、默认网关的基本作用。采用网络仿真软件法，可利用计算机网络仿真构建软件PacketTracer，虚拟构建中小型网络，帮助大学生认知网络拓扑、实体网络基本构成情况。采用网络分析软件法，对IP数据报的结构通过Wireshark协议分析软件解析展示。采用网络命令演示法，演示ping、arp、tracert等命令的功能，同时运用Wireshark协议分析软件抓包演示分析，并结合IP协议、ICMP协议、ARP协议讲解其原理。

4）传输层，采用网络分析软件法，在课堂上用Wireshark软件分析TCP、UDP协议段的结构，分析协议端口，演示TCP三次握手、流量控制与拥塞控制的过程等。采用网络命令演示法，演示netstat等命令，展示主机打开的连接，并结合TCP协议、UDP协议讲解其原理。

网络工程的基本知识篇（8）

论文摘要：介绍了桂林电子科技大学在计算机网络课程教学改革方面的具体措施和方法。结合实际情况提出坚持“教师为主导、学生为主体，因材施教”的教学模式；采用“发现式”互动教学方法，引进多媒体教学，网络教学；重视实践环节，以网络技术构建网络课程教与学的互动平台，理论与工程应用并重。

一、教学目标定位

“计算机网络”课程是桂林电子科技大学计算机科学技术、网络工程、信息安全等专业的核心专业技术基础课之一，也是电子信息工程、自动化、智能科学等专业的专业限选课或任选课之一，通过该课程的教学使学生懂得网络的总体框架结构，能建立网络的概念，重点是使学生掌握网络基本原理和核心协议，并熟悉最常用的网络服务和网络工具，了解网络技术的新发展。

教学目标的正确定位是教学改革行之有效的前提和保障，即明确教学是为培养什么类型人才而服务。计算机网络的教学目标大致可分为三个层次：[1]网络基本应用、网络管理员或网络工程师、网络相关科学研究。其中，网络基本应用目标要求掌握计算机网络的基础知识，在生活、学习和工作中可熟练利用各种网络资源，如浏览新闻、收发电子邮件和查找资料等，适合于电子信息工程、自动化、智能科学等非计算机专业；网络管理员或网络工程师目标要求掌握网络集成、网络管理、网络安全、网络编程等知识和技能，并对其中一项或若干项有所专长，可以胜任如网络规划设计、网络管理与维护、架设各种服务器和网络软硬件产品的开发等工作，适合于计算机科学与技术、网络工程、信息安全等专业；网络相关科学研究要求具备深厚的网络及相关学科的理论基础，今后主要从事科研和深层次开发工作，适合网络相关的研究生。本文主要研究第二层次的改革与实践。

二、“计算机网络”课程教学中存在的问题

传统的“计算机网络”课程教学模式不利于提高学生的学习兴趣，对新形势下的培养目标有一定的制约作用，主要问题表现在几个方面。[2]

1.教材知识结构理论性偏强，教学内容偏离实际应用

目前国内的大多数计算机网络教材都是以OSI/RM为索引，分层次展开，全方位介绍各个网络层次的工作原理、相关协议、运行机制等，知识点较多且内容抽象，学生理解起来比较困难，难以提高学习兴趣。OSI体系结构是一个较为全面的网络层次结构，但是在实际中并没有得到广泛应用，实际中的网络案例又不完全符合OSI体系结构，这往往会使学生对网络结构感到困惑。

2.教学模式落后

最初的教学模式是以教师为中心，通过黑板板书和语言描述向学生传授网络知识。这种方式有利于教师组织和监控整个教学过程，便于系统地传授知识，但不利于学生认知主体作用的发挥，不利于学生自主学习能力的培养。对于网络协议这类较为抽象的理论知识，单纯的板书和描述难以帮助学生对学习内容进行深入理解。

3.实践环节薄弱

一方面，计算机网络实验室的建设相对薄弱，实验设备落后，与实际应用的网络设备具有较大差距，且数量不足，无法保证每名学生具有较好的实验环境。另一方面，实验课程的内容过于流程化和简单化，没有突出对学生创新能力的培养。

4.忽视工程应用

课程的综合性、设计性实验缺乏与工程应用相结合的内容，与之相适应的软件建设滞后，难以将工程应用融入到课堂。

三、“计算机网络”课程的改革与实践

针对以上不足，我们主要在五个方面进行了改革和实践。

1.教材选用与内容优化

不同的专业有不同的教学目标，必须选择相对应的教材。对桂林电子科技大学计算机科学与技术、网络工程、信息安全等专业而言，“计算机网络”课程是专业技术基础课之一，除了要掌握一定的基本网络理论和核心协议，还要求掌握更高一等的技术和技能。经过课题组成员比较，选择谢希仁教授主编的《计算机网络》；在外文教材和双语授课时选择Andrew S.T.的《computer network》英文教材。

对电子信息工程、自动化、智能科学等专业而言，“计算机网络”课程是专业限选课或任选课之一，侧重于网络基本理论与应用。经过课题组成员比较，拟选择乔正洪的《计算机网络技术与应用》。

针对教材内容太多、偏重于介绍理论、欠缺实践环节、与工程联系不够紧密等问题，在讲授的时候略去了部分内容，比如安全方面的内容（另外一门课讲授），增加了一些实践相关的内容，如WinSock编程、路由器基本操作等。在教学内容上力求推陈出新，引进和精选当代网络技术新发展及新应用作为网络基础的指向，在不断更新教学内容的同时优化课程体系，将基础知识与现代技术紧密结合，培养学生的创新意识和发展意愿。

2.坚持“教师为主导、学生为主体，因材施教”的教学模式

（1）贯彻基础课的教学必须和科学技术同步发展的教学观念，[3]建立终身教育的观念。科学发展与基础课程的教学改革相结合，以学科建设推动基础课程教学的改革。基础课程教学的改革又支撑新型专业建设与学科的发展，推进人才培养目标的实现。

更新教学内容的同时优化课程体系，将基础知识与现代通信技术紧密结合，将专业基础知识传授、能力培养和素质教育融为一体，实施知识结构合理、基础扎实、适应能力强、有创新精神和实践能力为基本内容的人才培养模式。

（2）教师为主导，学生为主体，因材施教。改进课堂的教学方法，以人为本，因材施教，充分发挥学生的潜力，提高教师的授课质量。教师努力研究课程的基本知识点以及这些知识点之间的相互关系，处理好信号、数据、信息之间的关系和传输特点；研究重点理论和实践知识点的教学方法，使教学内容更贴近学生，引导和帮助学生掌握基础知识和基本技能。

教师采用“发现式”互动教学方法，通过精心设计教学过程，采用“提出问题+要求解决方法”、“引导思考+适当提示”、“找出学生思路正确部分引申”、“扩充认识解决问题的条件”等方式，把握课程的进度，活跃课堂气氛，开发学生的潜能，使学生在获得知识的同时能从应用的角度思考网络通信中的问题和解决问题的思路，使学生建立科学的思维方法与创新意识。

3.采用先进的教学手段

（1）把多媒体技术引入课堂教学中，使理论和协议架构分析变得生动、形象、具体，同时解决了传统教学中课堂画图既费时效率又低的问题。再辅以现场概要线图等，让学生在学习具体知识时心中有网络体系大框架，便于知识定位。

（2）建立网络教学环境。目前桂林电子科技大学已有四个相关网上资源供学生使用：“计算机网络”课程网站，使师生在任何时候都可以利用网络资源学习；网络辅助教学平台（Blackboard）：向学生提供资源下载口、作业提交口、讨论区等；思科网络技术培训网站（http：//cisco.netacad.net）作为思科网络技术培训基地之一，目前为部分优秀学生开放思科培训网站，让学生参与全球交流，直接接触最新网络技术；教师FTP：作为系统冗余，从教师FTP中学生也可以下载课件等。

4.加大实践教学环节，重视实践能力培养，培养学生的创新意识和创新能力

计算机网络是理论和实践结合非常紧密的一门课程。目前国内外计算机网络相关教材一般都偏重于理论的讲授，而忽视了动手实践方面的引导，为此应实验单独设课，独立考试。实验课学时占总学时的25%，并要求课外1∶1配套。实验内容根据学生的层次、学生的兴趣分为基础层、提高层、综合应用层三个层次。同时，补充了教材上没有的相关内容，如利用套接字进行网络通信编程，培养实践动手能力。而且把原来以教师为中心的实验教学变成了以学生为中心，积极开展开放性实验，延长实验室开放时间，增加大量的设计性或综合性实验，为学生近一步提高动手能力奠定了良好的基础，培养学生的创新意识和创新能力。

5.在课程教学的各环节中大力开发和应用网络技术，以网络技术构建网络课程教与学的互动平台，理论与工程应用并重

计算机网络是一门理论和实验实践相结合的专业基础课程，教师在讲授的过程中贯彻教学理念，引用网络发展历史背景故事和实际应用具体案例来帮助学生理解理论知识，引导学生形成提出问题、分析问题和解决问题的思维模式，培养学生的创新思维能力和综合专业素养。教学采用理论结合实践教学法，通过实验课程开设、实际网络系统参观和课程设计三个渠道将相关网络技术的应用充分融合到课程教学之中，使同学们接触到真实的网络世界，提高实践运用能力，理论与工程应用并重。

实验课程通过综合设计性实验，充分发挥学生的想象力和创新能力，是使学生获得对网络的工作原理与操作方法的感性认识，加深理解、验证、巩固课堂教学内容的最佳途径。

实际网络系统参观是在课程讲授过程中安排并带领学生参观校园网、学院局域网和企业的网络系统，使学生对计算机网络有感性认识。

课程设计要求学生独立设计一个网络应用系统或者分析企业已有计算机网络系统中存在的问题，提出改进方案，为企业设计满足实际需求的计算机网络系统，使学生理论联系实际，加深对计算机网络课堂教学内容的理解，培养学生灵活运用所学知识的能力。

四、结束语

本课程已建立课堂教学、实验教学、网络教学和工程应用交叉融合的教学结构，各教学环节相辅相成、互相交融，实现“加强基础，注重实践，因材施教，促进创新”的目标，形成了立体化的教学模式。通过这样的互动平台，使教与学进入互动沟通的最佳状态。不仅使教师实现了教懂、教准、教活，学生达到了乐学、善学、活学，而且增强了学生日常使用网络的能力，培养了学生的创新精神和实践能力。

参考文献

网络工程的基本知识篇（9）

在信息技术高度发展的今天,计算机网络技术的重要性不言而喻。经过短短几十年的发展,计算机网络无论其规模扩展还是应用范围的拓展以及对人们生产、生活的影响都是巨大的,“网络就是计算机”的理念越来越被人们所接受。无论在国外还是国内,计算机网络已经形成一个专门的学科方向,有着自己的知识体系和研究内容;同时计算机网络同其他学科方向广泛交叉,产生了丰富多彩的应用,计算机网络对其他学科产生深远影响的同时,也产生了许多新的学科方向。

计算机网络技术的重要性决定了计算机网络相关课程在计算机科学与技术及相关专业本科生教育和研究生教育中的地位;同时,由于丰富的计算机网络知识不能采用简单的一门课程来覆盖,需要一个经过规划的课程群才能较为系统地使得学生掌握计算机网络相关的基础知识。

1计算机网络课程群建设的目标

计算机网络技术的知识体系总体包括计算机网络的基础理论和体系结构、计算机网络的实用技术以及计算机网络的应用技术三大部分,如图1所示。

(1) 计算机网络的基础理论和体系结构:主要包括基于分层结构的计算机网络体系结构、各层的设计要点、基础理论、关键问题和关键技术以及主流网络协议的分析与设计、计算机网络的未来发展等。

(2) 计算机网络的实用技术:主要包括计算机网络构建、使用和管理的各种实用技术。

(3) 计算机网络的应用技术:主要包括计算机网络和计算机网络技术到各个应用领域和学科的应用而产生的新的学科方向及其技术。

图1计算机网络的知识体系

由于计算机网络知识体系的庞大,尤其是计算机网络应用技术多种多样,要在计算机网络课程群中覆盖计算机网络知识体系的方方面面是不现实的,所以计算机网络课程群建设的目标就是要在知识体系的三个层次中精心挑选重要的内容,在计算机相关专业本科生教学中组织建设若干门核心课程,建设好理论知识和实践两个环节,为学生奠定一个比较坚实的计算机网络知识基础。

2计算机网络课程群的规划与建设

2.1计算机网络课程群的规划

做好计算机网络课程群的规划工作,首先需要界定计算机网络知识体系中的核心内容,确定哪些方面的知识涵盖进计算机网络课程群中去。我们对计算机网络的知识体系进行了初步的划分,要涵盖进网络课程群的重要内容包括现行主流网络的基础理论和体系结构、现行主流网络的核心协议的分析与设计、下一代网络的关键理论与技术、计算机网络规划与构建、计算机网络管理技术以及有影响力的计算机网络

的应用。

依据计算机网络课程群的建设目标以及计算机网络知识体系的主要内容,对计算机网络课程群做了如下规划,如图2所示。

图2计算机网络课程群规划

(1) 计算机网络:计算机网络课程群的基础性课程,为课程群中所有课程的先导性课程。主要讲授分层的网络体系结构及其参考模型,网络中各层的设计要点、关键问题及其解决方案,目前流行网络的网络协议的模型和原理等内容。

(2) 计算机网络实验:计算机网络课程群的实践环节之一。主要有针对性地对计算机网络课程中的理论知识提供实验和验证环节,以及网络各层中核心协议的分析和原理性实现。

(3) 计算机网络课程设计:计算机网络课程群的另一个实践环节。同样为计算机网络课程中的理论知识提供实验和验证环节,与计算机网络实验不同的是,所选取的实验是一些粒度更大、综合性更强的实验,需要学生利用软件工程的方法和程序设计语言的编程技巧,并具备计算机网络的理论知识背景,才能出色地完成实验内容。部分实验内容需要学生具备网络编程的知识。

(4)TCP/IP协议分析:TCP/IP参考模型是事实上的工业标准,为Internet所采用的协议族,本课程为计算机网络课程的进一步延伸,分析Internet中广泛使用的主要协议。主要包括Internet的设计原理、编址和路由选择技术、基于TCP的编程技术和一些应用,如:域名系统、文件传输、远程登录、电子邮件和万维网等应用。

(5) 下一代互联网:针对现有Internet存在的问题(主要是IPv4存在的问题),现有Internet会最终缓慢过渡到下一代Internet(IPv6),本课程为计算机网络课程的进一步延伸,主要包括IPv6的寻址结构、扩展头、身份验证和安全性、对任意点播和组播的支持以及对相关协议的影响,以及IPv4向IPv6过渡的策略和应用。

(6) 网络规划:计算机网络课程群中计算机网络的实用技术之一。本课程从系统方法学和网络工程的角度探讨网络分析、规划和设计方面的问题,系统地介绍网络规划及逻辑设计流程中每个阶段的设计任务、内容、原则、方法、实践指导等。主要包括、网络互连技术概述、网络规划与设计的相关工具、需求分析、流分析、技术选择、网络拓扑设计、网络编址和网络命名、路由设计、网络性能保障设计、网络管理设计、网络安全设计、案例分析等。

(7) 计算机网络管理:计算机网络课程群中计算机网络的实用技术之一。随着计算机网络的发展和普及,计算机网络日益复杂化,计算机网络管理技术变得越来越重要。网络管理就是为保证计算机网络的稳定、高效运行而对网络设备所采取的方法、技术和措施。在本课程中主要包括计算机网络管理的体系结构、计算机网络管理的核心协议(主要是SNMP协议)、常用的计算机网络管理工具以及简单计算机网络管理系统的设计方法和实现机制等实践环节。

(8) 计算机网络的应用课程:计算机网络的广泛应用产生了许多新兴的应用学科方向,计算机网络的应用课程为一系列课程,如电子商务、分布式计算和分布式系统、网格计算、Web服务等课程,在教学中可以自由开设。

2.2计算机网络课程群的建设与实践

经过我校计算机学院网络课程组全体教师若干年的努力,为我校计算机科学与技术相关专业本科生开设的计算机网络课程群已经初具规模、成效显著。

我校计算机网络课程群已经开设“计算机网络课程”(基础学位课,必修)、“计算机网络实验”(基础学位课,必修)、“计算机课程设计”(基础学位课,必修)、“TCP/IP协议分析”(专业方向限选课)、“下一代互联网”(专业方向限选课)、“网络规划”(专业方向限选课)、“计算机网络管理”(专业方向限选课)等核心课程,并在计算机网络的应用课程中开设了“电子商务”(专业方向任选课)和“网格计算课程”(专业方向任选课),并计划开设“分布式计算与分布式系统”课程(专业方向任选课)和“Web服务”课程(专业方向任选课)。在每一门课程(实践课程除外)中,理论性知识讲解的同时,鼓励增加实践环节。这些课程基本上满足了计算机科学与技术相关专业人才培养对计算机网络知识的需要。

(1) “计算机网络”、“计算机网络实验”、“计算机网络课程设计”、“TCP/IP协议分析”以及“下一代互联网”等课程为学生奠定了一个坚实的计算机网络的知识基础,该层次的课程既包括计算机网络的基本理论和体系结构的理论知识和实践环节,又介绍现在Internet的主流协议族――TCP/IP协议族的进一步剖析,并介绍了未来Internet的发展和主流技术――IPv6。

(2) “网络规划”和“计算机网络管理”课程为学生提供了实用性的计算机网络知识,为学生将来从事网络管理和网络建设等方面的工作提供直接的技术基础。

(3) “电子商务”、“网格计算”等新兴计算机网络应用课程在进一步巩固学生计算机网络知识的同时,为学生开阔了眼界,提供了接触新兴学科前沿的机会,锻炼了学生的创新性思维和创新性能力。

教材建设作为教师开展教学实践的关键和课程群建设的成果体现形式,在课程群的建设过程中一贯得到了重视。

(1) 注重引进相关课程的优秀教材[1-7],如在“计算机网络”课程中中引进了世界经典教材――Andrew S. Tanenbaum著的《计算机网络 第四版》,这些经典教材使得相关课程的建设与国内外优秀大学的课程教学站在了同一起点上。

(2) 重视针对一些缺乏精品教材的课程开展了自编教材的工作,鼓励相关课程的任课教师在自身的教学经验和科研实践的基础上,结合已有教材的成果,编写具有鲜明特色的教材。

“计算机网络实验”采用自编的内部指导教材。

“计算机网络”课程设计的指导教材已于2009年6月在清华大学出版社出版发行,并从2007级学生开始在计算机网络课程设计实践环节启用新编的教材。

“TCP/IP协议分析”及应用教材于2007年2月由机械工业出版社出版发行,已在“TCP/IP协议分析”课程中采用,该教材荣获2008年北京市精品教材。

“计算机网络管理”的教材已经与清华大学出版社签订了出版合同,现在已完成初稿编写工作,计划2009年10月份完成校稿,2010年2月前由清华大学出版社出版发行,并在2009～2010学年第2学期的“计算机网络管理”课程中采用。

此外计划编写的计算机网络课程群中相关课程的教材还有:“网格计算”课程教材和“网络规划”课程教材。

此外,在计算机网络课程群的建设过程中,我们还重视对教学实践的总结和升华,积极开展教学研究工作,并取得了一定的教学研究成果[8-9]。

3结论

本文结合作者承担的计算机网络课程群建设的实践,对计算机科学与技术相关专业本科生的计算机网络课程群的目标和规划进行了初步的探讨,把计算机网络的知识体系分为计算机网络的基础理论与体系结构、计算机网络的实用技术和计算机网络的应用技术三个层次,并结合作者所在学校的计算机网络课程群的建设实践,对三个知识层次中所包含的课程进行了介绍,给出了一个课程群的初步的轮廓,希望能够对高等院校计算机相关专业的计算机网络课程群的建设能够有所帮助。

参考文献:

[1]Andrew S. Tanenbaum. 计算机网络[M]. 4版. 北京:清华大学出版社,2004.

[2] 周明天,汪文勇. TCP/IP 网络原理与技术[M]. 北京:清华大学出版社,1993.

[3] 谢希仁. 计算机网络[M]. 3版. 大连:大连理工大学出版社,2000.

[4] 杨云江. 计算机网络管理技术[M]. 北京:清华大学出版社,2005.

[5] 杨家海. 网络管理原理与实现技术[M]. 北京:清华大学出版社,2000.

[6] 李明江. SNMP简单网络管理协议[M]. 北京:电子工业出版社,2008.

[7]Ian Foster, Carl Kesselman. 网格计算[M]. 北京:清华大学出版社,2005.

[8] 王勇,杨建红,任兴田. 计算机网络课程设计的任务编制与实践[J]. 计算机教育,2008(22):94-95.

[9] 王勇,姜正涛,杨建红,等.“计算机网络管理”课程的目标导向型教学实践[J]. 计算机教育,2008(14):68-70.

Planning and Construction of Computer Network Courses

WANG Yong, REN Xing-tian, YANG Jian-hong, FANG Juan

网络工程的基本知识篇（10）

1.引言

随着现代教学手段的普及与推广,网络课程教学越来越受到重视,并且各学校都建设了一批网络课程用于教学实践。网络课程是通过网络表现的某门学科的教学内容及实施的教学活动的总和,它包括按一定的教学目标、教学策略组织起来的教学内容和网络教学支撑环境两个组成部分。深刻理解教学目标和采用适合网络教学特点的教学策略对教学内容的设计尤其重要。教师在设计网络课程教学时,要特别把握网络教学中教与学分离特点,通过对教学内容的合理设计,充分利用多媒体的交互作用,实现在多媒体交互下的教与学的有机结合。教学活动中信息接受的层次性也是马克思主义认识论所提出的认识反复性和认识的无限性的实践过程。所以教师在网络课程结构设计中要注重层次性设计。

2.《数控加工技术》网络课程的总体建设思路

《数控加工技术》是工科机械类专业中机械设计制造及自动化、模具设计与制造、机电一体化、数控等专业的一门主要专业课程之一,是一门实践性很强的、面向生产现场的应用型专业课程。根据实践中相关网络课程的建设应用情况发现,在这类应用型专业课程网络课程建设中,相对于一些理论性或基础性课程的网络课程建设,多媒体素材准备较为困难(如一些设备结构展示、现场操作视频等),往往造成建设的网络课程与书本内容相差不大,知识容量有限,进而在应用中学生感到乏味,不能够达到促使学生主动性和探究性学习的目的。根据这些经验和该课程的性质,我们制定了《数控加工技术》网络课程的总体建设思路:在课程教学大纲的规定教学目标指导下,充分发挥网络课程媒体承载丰富的特点,在教学内容、学生自主学习策略、学习环境等方面充分考虑层次性设计。

3.层次性设计的思路与实现

网络课程的教学是通过以多媒体素材的教学内容网页展示和作为教学对象的学生主动学习的过程来实现的。所以在该课程中教师应充分考虑教学对象和教学内容的层次性,从而达到较好的教学效果。

3.1教学对象的层次性

从传播学的角度来看,网络课程教学就是通过网络进行信息传播的过程。在该过程中,为了保证信息传播效果,教师必须对信息接受者进行分析,了解其对信息的初步认识、基础知识、学习准备等,为网络课程设计中进行教学内容选择和组织、教学策略设计与教学评价的设计提供参考依据。教学对象不同,其学习态度、起始能力和个性特征也不同,这些能力和特征影响着教学效果。

数控加工技术课程教学对象包括多个专业方向多个层次类型的学生,比如已经初步学习过部分专业知识的专升本学生和普通本科类学生等,这些学生在前期课程设置、基础知识掌握程度等方面都存在一定的差别。即使是同一个专业方向的学生也存在基础知识掌握、独立主动学习能力等各方面的层次性差异,所以在网络课程设计中教师要充分围绕适应各个层次的教学对象进行考虑,达到网络课程的内容具有面向各专业教学对象的适用性,使不同层次的学生在课程中能够充分发挥学习的主动性,对本专业需要掌握的课程知识内容进行学习。

3.2教学内容的层次性

结合教学对象的层次性,合理制定和设计教学内容是保证教学效果的前提。在网络课程中,教学内容主要通过多媒体介质的信息传递来实现,不具有课堂教学中由老师进行灵活调整教学内容的优点。所以在网络课程设计中教师必须在充分分析学生通过网络学习的心理基础上更加细致地对教学内容进行设计。

数控加工技术是一门建立在传统机械加工基础上的现代制造技术形式,所以掌握好该门技术要具备较为广泛的知识储备,比如工程材料基础、机械制造技术基础、金属加工工艺学、公差与配合等个方面的基础知识。除此之外还要具有计算机应用、机械工程检测技术等方面的专业知识。所以在对该网络课程教学内容进行设计时,教师应根据教学对象的层次性要求,对教学内容进行分析整理,充分体现各个层次教学对象的知识需求,相应设置各个教学内容模块,使不同的学生在通过网络课程的学习过程中都能够得到适合自己需要的知识。

3.3网络课程中层次性设计实现

在建设《数控加工技术》网络课程的过程中,根据教学对象和教学内容的特点要求,教师应充分利用网络教学的特点,利用不同的模块设置和模块内的知识延伸网络链接设计,使学生在学习过程中能够根据自己的需要和兴趣找到自己要学的内容,并且能够通过网络链接方便地从网络上得到需要补充的基础知识和希望了解的延伸知识。在这个思想指导下,教师应设计具有知识难度和知识广度的层次性网络课程的结构组成,主要包括:自主学习功能模块、辅导答疑功能模块、作业功能模块、讨论学习功能模块、自测与练习功能模块、虚拟仿真操作模块等。通过这些模块,学生能从基础知识准备、基本知识点掌握、理论应用与实践等方面进行学习。其中自主学习模块是“数控加工技术”网络课程的核心部分。自主学习模块体现了教学对象在网络课程中的自主学习的思想。在这方面我们通过以下子模块实现:①网络课程知识体系的导航。②学习指南。③相关资源子模块。如图1所示为课程学习首页。

4.结语

充分考虑课程中的层次性结构设计,我们所建设的《数控加工技术》网络课程,经过省教育厅组织的验收,结论为:通过,良好(豫教高2005618号)。并经过多年的应用与改进,受到了学生的欢迎,作为本门课程主要的辅助教学手段,对提高教学效果起到了重要的促进作用。

参考文献:

[1]现代远程教育资源建设技术规范.教育部现代远程教育资源建设委员会,2000.5.

[2]伍新春编.高等教育心理学[M].北京:高等教育出版社,1998.8.

[3]李力.教学活动中信息接受的层次性与体态信息反馈的功能性[J].长春大学学报,2000.6,VOL10,(3).