1.课程内容体系结构

    计算机网络以及Internet是当代发展最快的信息技术之一,是新世纪人才要掌握的基本技能,它是非计算机专业计算机基础课的核心课程之一。计算机网络课程的内容非常庞大复杂,对于非计算机专业的学生,提出计算机网络课程的教学目标是使学生能够“懂、建、管、用”网络:

   “懂”是理解网络原理、相关协议和标准;

   “建”是掌握组建网络的工程技术;

   “管”是学会管理、配置和维护网络;

   “用”是在学会基本应用的基础上,学会使用将网络作为信息发布和管理的平台。

 

    设置的课程内容既包括计算机网络的经典和基本内容,也包括具有一定深度的知识,并且保持和国际网络教学最新发展同步,不断引入最新网络技术,如表1所示的高速LAN(C4)、无线LAN(C5)、ATM(D6)、Internet多媒体网络(H7)等。结合以上目标,给各不同专业教授网络课程时以目前事实上的工业标准TCP/IP网络体系结构作为主线,以Internet作为实例来讲解网络原理和其应用。非计算机专业网络课程的总体内容如表1所示:

表 1 非计算机专业网络课程内容知识点

表 2 非计算机专业网络课程技能知识点

   根据以上结构,针对各个专业的不同需要,对网络课程的内容和技能要求做相应整合,很好的满足了各专业对于网络教学的要求

2.教学内容组织方式与目的

    不同专业对“懂、建、管、用”网络的教学内容与要求是不一样的。另外学生中也存在能力差异,根据因材施教原则,在教学内容的安排和组织形式上充分考虑到专业特点和学生能力的不同,采取多层次、多类别的分类教学模式,即四类两层次
    四类:
    (1)计算机网络与应用技术(48学时,含网络实验16学时):适用于我校理工类专业,采用自编教材《计算机网络》教学,主要讲授内容包括计算机网络概述、数据通信基础、计算机网络的体系结构、计算机局域网络、网络互联及建网技术、网络操作系统、因特网的重要协议如:DNS、TCP、UDP、IP、FTP、SMTP、HTTP和网络设备。实验内容包括互联网应用、应用层网络协议验证、unix操作命令、网络测试及管理命令使用和基于WEB的计算平台的安装及设置。覆盖表1中所有的基本和中高级内容,另外对于网络管理与网络安全(第I类)也做了讲述。

    (2)计算机网络与通讯(双语)(32学时,含网络实验8学时):适用于我校电类等对计算机网络要求较高的专业,采用目前在国外几十所著名大学都采用的优秀英文教材《Computer Networking—A Top-Down Approach Featuring the Internet》,讲授内容以Internet为线索,系统地介绍了协议、交换、数据报、虚电路、协议栈等网络基本概念,在应用层重点讲述HTTP、SMTP、DNS、FTP等协议的原理,在传输层讲述了可靠传输的原理以及UDP、TCP协议,在网络层讲述层次性网络概念、路由算法、IP协议、IPV6、路由器基本原理等,在数据链路层重点讲述多路访问控制协议、ARP协议以及hub、路由器、网桥等网络互连设备。对计算机安全包括对称密钥、公开密钥、数字签名、认证、安全电子邮件、防火墙等也进行了介绍。实验内容包括应用层协议分析和网络编程,重点在于理解协议的概念、应用和编制简单的网络协议,实现简单网络应用。基本覆盖了表1中所有的知识点。授课使用双语教学方式,把英语作为新技术信息的获取手段,该课程侧重于网络内部原理、协议的学习,为学生向研究型学习方式发展打下基础。

    (3)计算机网络基础(32学时,含网络实验16学时):适用于我校人文学院、管理学院等专业,采用自编教材《计算机网络》,主要讲授内容包括计算机网络概述、数据通信基础、计算机网络的体系结构、计算机局域网络、网络操作系统、因特网和网络设备。实验内容包括互联网应用、应用层网络协议验证、unix操作命令、网络测试及管理命令使用和基于WEB的计算平台的安装及设置。主要覆盖表1中的基本知识和中高级内容,但是略去了TCP可靠性(G11)、TCP流控和拥塞控制(G12)、路由协议(G4)这些难度较大的高级内容,它的要求比计算机网络与应用技术要低一些。

    (4)网络知识(16学时,含网络实验4学时):用于我校医学院等专业,采用《新编Internet基础及应用教程》,授课内容包括计算机网络的基本概念;网络传输介质与体系结构;因特网的体系结构、因特网接入问题概述;万维网基本概念,浏览器的功能、万维网的搜索技巧、浏览器的设置和维护,电子邮件客户端的应用、电子邮件使用的协议、文件传输协议(FTP)、FTP服务器端及客户端;网站建设和网页制作初步。实验内容:学会Windows的基本网络配置,熟悉常用网络命令,掌握E-MAIL客户端、FTP客户端的配置和使用。主要覆盖表1中所有的基本内容。

    两层次:
    第一层次已在以上课程中介绍,第二层次是通过开设全校性选修课来体现。我们开设了网络软硬件选修课各一门:即网页设计与编程、网络硬件实验技术,至今已开设 3352人参加。

    第二层次的教学目标着重通过综合型、创新实验解决问题以培养学生动手能力。

    (1)网页设计与编程选修课(48学时,含网络实验16学时):面向全校学生,侧重于学生的实践动手能力的培养,提供计算机技术的综合应用训练,内容包括计算机网络、程序设计、数据库和网站设计等内容,也为学生的课外创新活动提供平台。

    (2)网络硬件实验技术选修课(32学时,含实验20学时):是一门面向全校学生的计算机网络技术实验课程。课程的目的和任务是从实际的工程应用角度出发,以计算机网络原理课程为指导,结合当前网络中的一些常用技术和标准,依据计算机教学实验中心网络实验室配备的先进网络设备,归纳总结出的一组与工程实际紧密结合的网络硬件实验。

    以上强调个性化培养和因材施教的组织方式,在近几年来的教学实践中收到了很好的效果,满足了不同专业不同程度学生的要求。

 

3.实践环节的设计思想与效果

    相关网络实验,如表2中所示,它分为三个层次:

    第一层次是基本技能训练,它是以上四类网络课程都要求的,主要是使学生掌握常用的网络工具和建立、配置网络,包括UNIX/Linux系统的简单应用、Internet浏览器使用、邮件代理配置、利用Windows 98建立对等网、Web和FTP服务器的安装与测试5个实验。

    第二层次是中级技能训练,它面向计算机网络与通讯类、计算机网络与应用技术类、计算机网络基础类,主要使学生进一步掌握较高级和较复杂的网络技能,包括使用PHP提供动态网页服务、MySQL数据库及PhpMyAdmin的安装和配置、内容管理系统(CMS)应用、网络应用层协议分析和验证、实现NCSP协议网络选课系统、Apache Friends和XAMPP 等11个实验,其中“实现NCSP协议网络选课系统”实验针对计算机网络与通讯类,其他两类略去此实验,主要是因为这两类学生没有学习程序设计课程。

    第三层次是高级技能训练,它面向学有余力的优秀学生,培养他们的创新精神和动手能力,包括软硬两个部分的创新实验:

    (1)我们在全国高校范围率先在非计算机专业开设了硬件创新实验,投资60万资金购置了一系列专用网络组网硬件设备,并编写了《网络硬件实验技术》(讲义),设计了以太网技术、VLAN配置、Cisco路由器配置和使用、第3层交换技术、ISDN、X.25仿真、防火墙、VPN、无线LAN(WLAN)等14个高级网络硬件实验。

    (2)为鼓励学生充分发挥创新和动手能力,我们开设了网络开放性创新实验,主要从网络软件的编写和应用方面引导学生将网络原理知识和实际网络编程结合起来,加深学生对于网络原理的更深入理解,并锻炼学生的动手能力。安排了Multithreaded Web Server、Mail Sender、利用多线程服务器实现的客户/服务器Tic-Tac-Toe网上游戏程序、Go-Back-N Protocol仿真、Flow Control 仿真等17个网络编程实验。

 

    到目前为止我们已经给5791名学生授课,其中93.3%的学生进行了第一、二层次的实验。第三层次的创新实验教学思想和实验内容已应用在2004级电气专业《计算机网络与通讯》(双语)教学中,参加学生人数达到148人,占到本届电气专业学生总数的40%,取得优秀成绩的学生人数为36人(硬件创新14人,网络编程22人),占参加学生总人数的24%

 

    结果表明:重基础、强实践、突出能力考核可以更充分的调动学生学习的积极性,教学效果提高了、综合应用能力提高了,课程及格率自然也提高了。


 

Copyright © 2011 All rights reserved

版权所有:西安交通大学计算机教学实验中心(710049)