在线课程合作协议(6篇)
在线课程合作协议篇1
关键字:计算机网络;网络实验室;实验教学;应用研究
[中图分类号]G42
按照高职教育“以就业为导向,以服务为宗旨”的目标,高职院校培养的学生除了具有良好的职业道德和职业素质之外,还应当具有熟练的职业技能【1】,因此,“修德、强技”是高职院校的教育教学核心内容。而高职院校计算机网络课程的教学更应以实践应用为主,着重培养学生动手解决实际问题的能力。
一、现状分析
1、采用的教材理论性过强,学生无法接受。
据调查,当前很多高职院校的计算机网络课程直接采用本科类的教材,这些教材理论性过强,感知性差,高职类学生难于接受,也不利于教学的开展。
2、实验室设备不足,不够专业。
不少学校都是使用普通的计算机机房进行网络实验,采用仿真软件进行模拟,至使所进行的实验脱离实物。也有不少学校有些网络实验室,有交换机、路由器等设备,但设备过于单一,学生无法进行深层次的试验;又或设备数量过少,在实验的课堂里,也无法做到全部学生都亲自进行一次实验。这样,学生的学习积极性不可能高,也没有什么学习效果。
3、选择的实验内容即简单,又陈旧。
实验内容选用操作系统Windows2000的安装与配置、FTP站点的访问、Internet的访问、下载工具的应用、文件的收发及电子邮箱的应用等。这些内容大部计算机类的学生都已经熟悉,而且也能比较好地应用,完全没有体现计算机网络课程的专业性,课程结束后,学生感觉没有学到什么内容。
4、理论教学与实验教学关联性差,学生不易接受。
很多教师网络课程的教学过程中,引入过多的网络原理和各种协议,学生在学习的过程中常常感觉到抽象,经常会陷入困乏的状态,对于意志力比较低的学生,就会放弃学习了。
5、实验指导教材较少,可操作性差。
当前,大部分学校采用的计算机网络实验指导性教材主要是编程实验,如网络通信程序设计、网络协议编程实验等,实验内容与其它的计算机课程重复,网络专业课程实验可操作性差。
二、高职类计算机网络课程应采用的内容介绍
高职类院校《计算机网络》课程的教学对象主要是计算机通信类和应用类的学生,因此,该课程应是这类学生的主修专业课,所采用的教学内容应具有专业性,更应具有专业实用性,因此,所采用的教学和实验内容应具有以下几方面的内容。
1、计算机网络体系结构及网络参考模型;
2、综合布线原理及局域网的组建;
3、网络互连技术及IP地址的应用;
4、网络协议的应用及网络设备的管理;
5、网络应用系统的搭建方法及管理;
6、计算机网络安全及发展趋势。
以上教学内容即符合计算机网络的教学,又能体现当前高职类学生网络技术的应用要求,学生易于接受,可操作性极强。笔者曾多次在茂名职业技术学院计算机通信班中采用过这些内容作为《计算机网络课程》的教学,均收到了预期的效果。
三、网络实验室的组建
组建一个功能实用,操作性强的网络实验室,是开展好网络实验课程的前提。对于高职类院校,网络实验室组建后必须发挥其实用性、可操作性,能满足基本的网络搭建、网络维护、网络管理及应用的实验即可。笔者根据高职类学生的学习需求,提出高职类计算机网络实验室组建的具体要求,如:
(一)网络实验室实验功能需求:
1、局域网组建(双绞线的制作、linux或Windows2003Server或Windows2008Server的安装与管理);
2、交换机、路由器的调试(以华为、思科为主);
3、网络协议应用(包括IP地址规划及相关协议、TCP/UDP数据通信与传送、应用层协议应用等);
4、网络安全管理(防火墙、SNMP协议与网络管理);
5、WEB站点、FTP站点的配置等网络应用服务;
6、网络综合布线的设计与分析。
(二)实验室空间及设备需求:
1、可同时容纳40名学生进行实验,150平方米比较合适。
2、实验室主要设备列表
序号设备名称数量备注
1服务器1IBMSystemx3650M4(7915I21)以上配置
2服务器1IBMSystemx3100M4(2582i18)以上配置
3服务器2IBMSystemx3250m4(2583I15)以上配置
4工作站40酷睿i53.2GHz/独显/4G/19LCD以上配置
5交换机1思科WS-C3750X-24T-S以上配置
6交换机2H3CS5120-28P-SI以上配置
7光纤模块4H3CS3600以太网交换机SFP模块
8路由器2思科3945/K9以上配置
9无线路由器2思科精睿WRVS4400N以上配置
10桌/椅45学生上课使用
3、实验室主要耗材列表
序号设备名称数量备注
1仪器柜1存放网络耗材及相关工具
2压线钳12制作各种水晶头
3测线器6检查网络的导通情况
4万用表2检查电压、电流值的大小
5水晶头55盒RJ45接口水晶头
6网络2超五类非屏蔽双绞线(可使用废弃网线)
7十字螺丝刀10安装设备使用
8线槽备有3种类型以上
(三)引入仿真软件进行教学
计算机网络课程引入仿真软件进行实验教学,将大大地解决了硬件设备投入不足、学生受实验的时间和空间限制等问题。是欠发达地区高职院校真实网络实验室的补充,也极大地提高了学生的动手能力、分析能力和解决实际网络问题的能力。
当前,学校采用较多的计算机网络仿真软件主要有CiscoPacketTracer、gns3这些价格低廉、使用效果较好的软件。另外,商业软件OPNET也是一款较好的仿真软件,但价格比较贵,一般不建议学校购买。学校选用CiscoPacketTracer免费软件,学生可以安装在自己的PC机上,即可将网络实验室搬到自己的宿舍,也可搬回自己的家。这样,能更好更快地解决学生开展网络实验的环境问题。
CiscoPacketTracer辅助学习工具是由Cisco公司,主要包括(1)支持多协议模型;(2)支持大量的设备仿真模型;(3)支持逻辑空间和物理空间的设计模式;(4)可视化的数据报表示工具;(5)数据报传输采用实时模式和仿真模式,使用用户能对抽象的数据的传送具体化。可通过拖曳方法直接建立网络拓扑、允许学生实现IOS子集的配置、查看数据包的处理过程等,为初学计算机网络课程的学生去设计、配置、排除网络故障提供模拟的网络环境。【2】
按以上要求组建计算机网络实验室,符合高职类院校的教学要求,学生也易于开展相关的课程实验。
四、高职类计算机网络课程实验教学内容的设计
1、从数据通信认识计算机网络
计算机网络是由不同通信媒体连接的、物理上互相分开的多台计算机组成的、将所要传输的数据划分成不同长度的分组进行传输和处理的系统。【3】主要的教学材料有双绞线、光轴电缆、光纤和无线路由器。其中主要介绍双绞线的特性和制作方法,如568A、568B的制线标准及连接设备的要求。最后,使用交换机及所制作的双绞线,将若干台计算机从物理上连接起来,最终实现简单的局域网组建实验。共使用6个学时完成以上2个实验的内容。
2、从局域网的参考模型理解网络数据的传输及OSI参考模型
局域网的体系结构由物理层、介质访问控制层和逻辑链路控制层组成;该体系结构属于OSI参考模型的物理层和数据链路层。选用的教学内容主要有OSI参考模型FLASH动画、网络数据传输FLASH动画、网卡、3台计算机(安装有Windwos2003服务器操作系统以上版本)、交换机。学生可通过模拟动画,感性认识计算机数据在网络中的工作过程,通过对计算机通协议的安装与调试,实现网络互连。共使用8个学时完成以上4个实验的内容。
3、虚拟局域网的构建技术及网络设备的管理
虚拟局域网的构建技术主要是对交换机的应用,即需要充分理解交换机的虚连接和转发功能。实验的要求主要是实现网络数据的存储转发、切入法、改进型切入法及Vlan虚拟工作组的应用。选择的主要教学材料有交换机(如两层、三层的交换机)、交换机命令列表、路由器、IP地址分配器、数据包转发过程FLASH动画。学生通过学习交换机的有关命令的使用方法,进入交换机内部,实现对IP地址的规划、虚拟局域网的构建,并实现对各种网络连接设备进行远程的管理。共使用12个学时完成以上4个实验的内容。
4、网络应用系统的搭建方法及管理
主要是FTP协议、IIS的安装。选用的教学材料有3台计算机(安装有服务器操作系统的计算机,如UNIX、WINDOWS等)。主要实现动态网页服务、数据库安装及内容管理系统(CMS)应用、网络应用层协议分析和验证等。共使用6个学时完成以上2个实验的内容。
五、学生实验报告及实验效果评价
学生认真撰写实验报告,是学习效果的最好评价。一份完整的网络实验学习报告完全能反映出学生是否真的掌握了该实验,那么,该实验报告应包括以下几方面的内容:1)实验材料准备;2)实验过程运用的方法;3)实验过程记录;4)实验结果分析;5)实验过程中遇到的问题以及对问题的解答;6)实验总结及评价。
六结语
总之,在高职院校计算机网络课程教学及实验的过程中应采用易懂和操作性强的教材,多选用实物教学,注重实用性的实验教学;这样,教学效果效好,学生的学习兴趣获得很大的提升,教学质量自然就提高了。实践证明,笔者在茂名职业技术学院采用以上方式进行教学,确实收到了理想的效果。
参教文献
[1]黄嫦娇.从高职教育目标出发探讨高职专业建设的要求[J].全国商情(理论研究):2011(06)
在线课程合作协议篇2
关键词:校园网;无线网络;无线校园网;协议标准;移动学习;教学资源
引言
美国率先在大学启动了无线校园网络,从1990年发展到今天,无线校园网已经成为各大院校网络建设的发展方向。随着无线通信技术和网络技术的发展,便携式、可移动智能终端的普及,移动学习、随时随地学习使广大师生对无线网络越来越依赖,对于各大院校,无线校园网的建设与应用已成为硬件建设的必备及教学改革的关键支持技术。
有线校园网的不足
校园网的建设是以光纤为主干,覆盖全校的宽带网。一般是以教学楼和办公楼为单位,各信息点分布在各楼的每个房间,在校园内上网必须将终端设备通过网线连接到相应的信息点上。这样的有线网络主要存在以下不足。
1.网络接口的位置固定
有线校园网,网络接口即信息点在综合布线时已固定好位置,利用计算机终端设备上网时,设备必须在网线能连接上的位置。然而随着笔记本电脑的普及,智能手机的应用,广大师生随时随地上网的需求越来越强烈,如在图书馆、教室的任何位置,甚至在走廊上、操场上,有线校园网已远远无法满足这些需求。
2.网络接口的数量有限
有线网络端口的数量是有限的,有网线接口的地方可以上网,没有布线的地方就不能上网,上网的数量受信息点多少的限制。而无线校园网易于扩展,根据需要,无线网络可以以多种配置方式满足几个到几千个用户的容量。
建设无线校园网的必要性
1.现代化教学需要
现在各大院校都开展了网络化教学,许多课程的课件都要通过访问页面来获取。广大师生都希望能有更便利的条件访问校园网上提供的各种资源,学生尤其希望在任何地点都能访问课程主页和课件资源,并进行提交作业等操作。
2.移动通信技术和网络技术发展的需要
无线网是在网络技术与无线通讯技术迅速发展的条件下应运而生的,无线网络是利用无线电波来实现与终端位置无关的网络数据传送系统。无线校园网可以让师生在网络覆盖范围内的任何位置利用计算机上网,随时随地开展教学活动。另外,在移动通信技术和网络技术相结合的技术支持下,利用手机上网获取信息已成为发展方向。有了无线校园网,学生可以方便地登录校园网获取教学资源,为移动学习提供了条件。
无线校园网的建设,不仅给学校带来了技术层面的革新,还带来了教学模式的改变,教育理念的深化,教育资源的重组。
无线校园网的技术支持
无线校园网是在有线校园网的基础上构建的,是对有线校园网的拓展和延伸。构建校园网的目的是为网络教育和移动教育服务,目前无线网络技术已经相当成熟了。
1.采用IEEE802.11系列协议标准
IEEE802.11协议即载波侦听多点接入/避免冲撞(CSMA/CA)。最初的IEEE802.11标准逐渐在更新,现在正在采用的标准有:IEEE802.11b、IEEE802.11a、IEEE802.11g及IEEE802.11n等。IEEE802.11的功能有两个方面:一是载波侦听查看介质是否空闲,另一方面通过随机的时间等待,使信号冲突发生的概率减到最小,如介质空闲则优先发送。IEEE802.11b/g能够与现有的计算机网络进行平滑连接,并能与现有的有线网络、资源进行良好的兼容和整理合。
无线网络协议标准还有其他协议,如无线质量保证协议:IEEE802.11e;无线接入点漫游协议IEEE802.11f;动态频率调整与信道调整协议IEEE802.11h;无线链路安全保证协议IEEE802.11i;以太网传输供电协议IEEE802.11af;基于逻辑端口的认证协议IEEE802.11x。
2.硬件设备
无线网络硬件设备的技术发展到现在,硬件设备的功能及特性完全能够满足构建网络的需要。构建无线网络的硬件设备主要有服务器、核心交换机、POE交换机、无线路由器,在选择这些设备时,主要根据网络的规划要求确定各设备的型号及性能,综合考虑的因素主要是选购的设备是否安全、稳定、可靠;管理维护是否方便、易于扩展。
无线校园网应用
校园网是学校生活的组成部分,是广大师生获取信息和资源的重要途径。无线校园网是真正意义的校园网,它使校园的每个角落都在网络覆盖的范围内,对原有的有线校园网进行了最大的延伸,构建无线校园网主要是为网络教育和移动教育服务的。
1.服务网络教育实现教学资源的最大共享
这是现代化教学的需要,也是校园网的基本应用。现在高校的许多教学活动都在网上进行,学生通过网络进行课程的选择、作业的提交、教学课件的下载;教师通过网络上传课件、课程要求、布置作业;广大教职员工通过网络进行办公、了解学校的各种公告及新闻;教务处通过网络教学信息、对学生成绩进行管理等。有了无线校园网的支持,以上所进行的各种应用都变得灵活方便,随时随地了,不再受时间、空间的限制,资源的使用率有了很大提高。
2.更大范围的资源共享
无线校园网提供的一个基本功能是连入Internet,学生在校园内随时随地上网,不仅能浏览、使用学校网站的信息资源,还可以轻松进入Internet,更大范围地使用网络进行各种活动,如查找网上的其他学习资源、登录BBS、利用即时通讯工具聊天、网络购物等。无线校园网给广大师生的学习和生活带来了极大的方便。
3.校园内实现移动学习、泛在学习。
移动学习指两个方面:一是学生利用笔记本电脑,配置无线网卡,在校园内任意位置可以随时上网,获取网络资源,这是建设无线校园网的初衷;二是随着移动通信设备和移动通信技术的发展,使用智能手机上网已成为人们的学习和生活中不可缺少的部分。笔记本不一定随时都在身边,但手机可以随身携带,由于手机上网的时间受流量的限制,且速度较慢,有了无线校园网,师生在校园内就可以利用随身携带的手机随时随地上网,只要一有需要就可以连接上网,这样就真正实现了移动学习、泛在学习。无线校园网促进教学资源形式的改变
随着各类多功能便携式、可移动智能终端的普及,学生对移动学习提出了更高的要求,最主要是教学资源容量的要求,即教学课件要小而精,易于下载、易于网上阅读。目前,微课程的设计与制作成为各大院校教师教学改革的一个方向,原来的教学课件一般以一个完整的课堂教学时间为准,课件内容多、容量大,教师上传速度慢、学生下载慢、网上阅读占用时间长。而微课程是以3~5分钟的视频完成一个基本的知识点的讲解,视频时间短、容量小,学生下载方便、网上观看直观。微课程教学资源形式的形成,满足了学生对移动学习、泛在学习的需求,提高了教学效率。
在线课程合作协议篇3
一计算机网络教学中存在的问题
1计算机教材方面
大多数教材的编排是按照OSI参考模型进行的,理论性强,可操作性弱,难以适应高职培训应用型人才的需求。如教材阐述网络的层次结构、计算机网络概念和原理、协议等内容,学生往往会感觉整个学习过程比较枯燥和抽象,难以理解,从而严重降低了学生对计算机网络课程学习的积极性。另外,某些教材也只注重对网络硬件和软件产品的基本介绍,没深入去剖析,学生即使在学习完后,也是一头雾水,无法理解其工作原理。
2教学方法方面
目前,很多高职院校的计算机网络课程仍然只是采取讲授法,老师本人是对课程内容了解比较详细,能很细心地“教”,但学生却只是被动“学”。“填鸭子”式的教学模式导致学生与老师之间互动很少,难以激发学生的学习兴趣与学习热情,学生也容易产生厌学情绪,可能刚开始几次课认真听讲,之后就松懈了,从而影响课程的教学效果与教学质量。
3实践课程设置方面
在课程学时分配上,很多高职院校受制于硬件设备或师资力量,都偏重于理论,上机实践课程偏少,在实验内容的安排上主要以验证性的实验为主,如制作网线、接水晶头、交换机或路由器的简单配置等等,这样的实验内容设置很难锻炼学生的实际网络组建能力,在网络遇到故障时无法及时解决。在老师课堂讲授后,学生无法进行学习和测验,考核方式又以笔试试卷成绩为主,不能全面地考查学生掌握程度,所学跟所用脱节。
4网络硬件设施方面
笔者参观过很多高职高专院校,发觉在网络硬件设施配套方面都很缺欠。可能受制于学院经费亦或老师习惯思维,认为现在有很多虚拟平台,网络实验课没必要真刀真枪地上,如做网线课程,很多学校都不提供水晶头、模块等实验耗材给学生,再者如上网络交换机、路由器配置课程,很多学校老师上课就直接在黑板或者投影幕表述出命令,只是让学生懂得这命令能达到什么目的,而完全没有实际环境给学生去练习。
因此,我们迫切需要对网络基础课程进行重新建设,改革教学内容,增强实践教学环节,改革教学方法与考核方式。
二计算机网络教学的改革
1教学内容的改进
当前高职院校计算机网络课程的教学内容与前几年相比,有了较大改进,删除了一些枯燥难懂、实用性不强的理论,如IEEE802.4、IEEE802.6、X.25、帧中继、令牌环网等等,增加了对新技术的介绍,如IPV6技术、对称密钥密码体制、数字签名、无线局域网WLAN、蓝牙技术等新知识,但感觉还是不够。例如很多教材只是在实验部分简单讲解本次实验的操作方法及目的,缺少对相应操作技术的介绍,对实际操作知识只是介绍怎么做,没有讲解为什么这么做。所以在教学内容方面要求我们科任老师一定要与时俱进,不但网络课程的核心内容,如网络体系结构、通信基础、局域网与城域网、TCP/IP协议族、交换与路由、网络管理、网络安全、网络设备的管理与配置等要重点把握,而且新知识的学习不能落下。让学生从“认识网络”(了解计算机网络的发展、分类、应用及相关的基本概念)、“熟悉网络”(了解计算机网络的协议、体系结构,各层的基本协议、原理和方法)到“使用网络”(熟练使用互联网的各种应用,了解各种应用协议的原理)、“配置网络”(掌握组建局域网的方法和步骤,了解一般服务器的配置方法),最后学会“管理网络”(能够使用基本命令和常用工具软件管理网络)。计算机网络是建立在操作系统之上的,老师自己本身也不能只局限Windows操作系统,Linux操作系统、Unix操作系统、苹果的Mac操作系统均需老师去涉及。只有老师自己肯学习,拓展自己的知识面,掌握更新的知识体系,才能更好地传授于学生。
2教学方法的改进
计算机网络课程理论很多,协议也较为抽象。如采用以前黑板加粉笔的方法,教学效果很不理想。但如果采用多媒体,运用开放式实践教学,增强学习效果,对于需要形象思维、抽象思维的问题,用课件可以使问题变得直观、形象,学生也易于理解。另外,建议老师在教学过程中采用案例式教学、任务驱动式教学等各种教学方法,将其渗透到理论教学和实践教学中。
比如说讲到TP地址或者网络管理章节,我们立即可以利用机房现有的环境,认真跟学生介绍:机房的管理是如何进行的,为什么每台计算机要设置TP,计算机与计算机之间如何通信,老师又是如何通过教师机控制下面学生机等等。再如讲到网络安全问题,我们可以实际举例最近发生的广州大学城校区校园网发生大规模网络异常案件,从网络攻击者为什么攻击校园网,通过什么漏洞攻击,具体实施手段是怎样,一步步吸引学生,认真给学生分析事件发生的潜在因素,让学生知道这是一次利用系统溢出漏洞进行的病毒攻击行为,造成的影响主要是修改、隐藏用户电脑的管理员信息等,继而从正面教育学生,让学生懂得网络安全。通过形象的案例总能把知识更深入地带给学生,这是我们老师需要更加深入学习的。
3实践课程设置的改进
针对很多高职院校实践课程的设置不够或不合理,建议有条件的学校都开设如下实验项目。
MAC层数据帧分析:在网络模拟环境下,组装MAC层数据帧;发送并接收该数据帧;对接收的数据帧进行分析,找到各个字段内容。
TP协议数据包分析:在网络模拟环境下,组装TP协议数据包;发送并接收该数据包;对接收的数据包进行分析,找到各个字段内容。
TP地址结构分析:在网络模拟环境下,分析接收的各个TP数据包中地址部分的内容;并能组装部分特殊地址的TP数据包进行发送与接收;验证特殊地址在传输过程中的特殊性。
TCP协议数据包分析:在网络模拟环境下,组装TCP协议中的不同数据包;发送并接收该数据包;对接收的数据包进行分析,找到各个字段内容。
FrP数据包分析:在网络模拟环境下,组装FrP协议中的不同数据包;发送并接收该数据包;对接收的数据包进行分析,找到各个字段内容。
交换机配置:安装交换机;完成级联工作;设置交换机各个端口的工作模式;设置交换机各个端口/MAC地址表;设置交换机各个端口的速率等。
VLAN配置:按照交换机端口/MAC地址映射表,建立VLAN;简单组装数据帧、并能发送与接收;分析结果并进行总结。
路由器配置:在网络模拟环境中,安装路由器;设置路由器各个端口的参数;设置RIP协议。
RIP协议数据包分析:在网络模拟环境下,组装RIP协议数据包,发送并接收该数据包,对接收的数据包进行分析,找到各个字段内容,进行简单总结。
路由算法设计:在网络模拟环境下,设计一个简单的路由算法,并能实现简单的路由过程。
Windows2003Server安装:安装Windows2003Server及其服务组件。
Windows2003Server配置:对Windows2003Server中DNS、WWW、VFP、MediaServer等服务进行配置,并能实现简单的网络通信服务。
Linux安装:安装LINUX系统及其服务组件。
Linux配置:对LINUX系统中DNS、WWW、FrP、SMTP等服务进行配置,并能实现简单的网络通信服务。
网络应用系统设计:在以上实验基础上,配置一个完整的互联网环境,设计一个简单的网络办公系统。
4加强硬件设施方面建设
计算机网络课实践性教强,实践环节的教学对学生的学习效果影响很大,因此需要加强对实践环节的改革。首先要加强实验室的建设,保证实验课的正常开设。学生刚开始学习计算机网络,首先面对的实验是网线的制作。我们理应提供一定的水晶头、网线、压线钳、测线仪等网线制作工具。随着网络理论课程的加深,对网络设备硬件要求越来越高,如多组计算机组、一定数量的且性能不一的交换机、路由器等等。网络实验室建设是很多高职院校忽略的地方,投资也过大。如果资金紧张,建议与cisco、华为、3Com等网络公司合作,由他们提供主流设备供学生学习,学生也可借此机会考相应的证件,方便自己毕业出来后找工作。
在线课程合作协议篇4
1虚拟仿真实验室的构建
计算机网络教学在高等院校的计算机课程中占有重要地位,但是在高校的授课过程中,普遍存在着重理论、轻实践的倾向。针对目前计算机网络实验教学中出现的实验教学内容不系统、实验硬件设备缺乏等问题,结合学院实验室自身情况,构建了基于虚拟仿真技术的计算机网络实验室。实验室的构建内容包括虚拟仿真实验室软硬件建设、虚拟仿真教学资源的建设和虚拟仿真实验教学共享平台的建设3个部分。基于虚拟仿真技术的计算机网络实验室结合高校教育的实际情况,将网络方面的理论知识通过软件模拟来实现,让学生在实践的过程中更深入地掌握网络方面的基础理论知识,使学生能清楚地理解和掌握网络的内部结构和协议,通过编辑各种协议的数据包深入学习计算机网络的内部原理。
1.1虚拟仿真实验室软硬件建设学院计算机网络实验室与吉林中软吉大信息技术有限公司合作,将网络协议仿真教学系统引入到计算机网络实验教学当中,为计算机网络实验教学提供了新的教学方法和手段。虚拟仿真实验室硬件部分由主控中心平台、智能网络设备和组控设备构成,用于搭建实验所需的网络环境,可以灵活实现多种网络拓扑结构,设备硬件连接图如图1所示。主控中心平台是本系统的硬件核心,由专用高性能服务器和中心设备构成,为实验环境提供各种系统服务,保障网络数据流量,确保实验结构完整和实验用户数的有效扩展,为计算机网络实验提供FTP、DNS、DHCP等服务、实验室管理服务。智能网络设备用于构建网络硬件结构,提供网络拓扑结构的自动化管理。通过按动智能网络设备上的“Topology”按钮,就可以在所有网络拓扑结构中循环切换,从而有效避免更改网络结构时频繁插拔网线的问题,同时通过集联控制按钮“Team”设置智能网络设备的集联控制模式,可以实现对实验室内所有实验组网络结构的一键式切换。组控设备是系统专用硬件。每个组控设备由6个共享模块构成,配合智能网络设备实现多种网络结构;具有数据采集、动态缓冲区分配、均衡网络负载等功能。每台组控设备连接6台学生实验机器,其角色分别定义为A、B、C、D、E、F。根据实验不同,每个角色有不同的分工。目前该系统支持5种网络拓扑结构图,根据实验项目内容的不同,切换到不同的网络拓扑结构图,例如网络结构一效果图如图2所示。虚拟仿真实验室软件部分由协议仿真编辑器、协议分析器和其它工具软件构成。仿真编辑器可以模拟TCP/IP协议族中多种协议的数据包;协议分析器可以捕获仿真编辑器发送的数据包,以及网络上传输的数据包,并将常用协议的通讯过程以会话图解的形式直观展示出来;工具软件包括UDP工具、组播工具等辅助教学的专用软件。目前,实验室的网络协议仿真教学系统拥有7组组控设备,每组6台机器,可以同时容纳42名学生进行仿真实验,每组同学需要相互协作进行实验,加强了学生之间的学习交流能力,充分锻炼了学生团队协作的能力。网络协议仿真教学系统作为一门独立的课程体系,以实验为主,强调学生的主动性和设计能力,能够拓宽学生的思路,达到真正的教学互动。同时利用BosonNetSimforCCNP和思科模拟器CiscoPacketTracer仿真实验教学软件,可以模拟搭建局域网和广域网运行环境,在仿真软件中进行模拟网络实验。另外,虚拟仿真实验室前期购买了多台Cisco交换机、Cisco路由器、网络防火墙和多路模拟电话交换机等网络设备,能够模拟局域网和广域网的运行环境,用于学生在开放性实验项目中使用。
1.2虚拟仿真教学资源的建设计算机网络是综合性很强的学科,既有硬件实验又有软件实验,两者密切结合,不可分割,先实物再理论后应用的教学模式,更有利于学生的理解。教学资源的建设应该加强实验教学环节的力度,深入理解课程核心知识内容,认真选择实验内容,制定详细的实验计划,选择数据链路层、网络层、传输层和应用层等重点教学内容来设计实验的内容。把实验分为操作性、设计性、分析性和创新性等类型,着力构建“厚基础、重应用”的人才培养模式。通过对理论课程教学知识体系结构的分析,结合学院计算机网络实验室自身软硬件条件,对计算机专业计算机网络课程实验大纲进行了修订,部分实验项目内容进行了更新,有选择地加入了CCNA课程实验项目和网络协议仿真教学系统的实验项目,实验项目的设置如表1所示。各实验项目设置及内容说明如下:实验1:带领学生参观网络实验室,建立起计算机网络初步的概念,了解该网络由哪些硬件设备构成(设备名称、功能、主要技术指标);掌握局域网中电缆线的作用及使用双绞线作为传输介质实现以太网连接的方法。学会制作2种类型的RJ-45接头。掌握在Windows系统中进行网络配置及在Windows系统中进行TCP/IP协议配置。熟悉使用ping、ipconfig、tracert等命令工具来进行测试。实验2:学生在网络协议仿真教学系统环中进行仿真实验,通过实验使学生理解以太网MAC帧格式的2种标准,掌握以太网的报文格式、MAC地址的作用、MAC广播地址的作用、掌握LLC帧报文格式和仿真编辑器和协议分析器的使用方法。实验3:学生通过虚拟仿真软件自行设计并模拟搭建局域网运行环境,掌握局域网中交换机的基本配置方法,能够对交换机进行VLAN(虚拟局域网)的划分。使学生能够掌握局域网运行特点及搭建过程,掌握交换机VLAN的作用和划分方法。实验4:学生在网络协议仿真教学系统环境中进行仿真实验,通过实验使学生掌握ARP协议的报文格式和工作原理,理解ARP高速缓存的作用和缓存表的维护过程。实验5:学生在网络协议仿真教学系统环境中进行仿真实验,通过实验使学生理解特殊IP地址的含义和IP分片过程;掌握IP数据报的报文格式、IP校验和计算方法、子网掩码和路由转发。实验6:学生通过虚拟仿真软件自行设计并模拟搭建广域网运行环境,掌握广域网运行特点、路由器的配置方法、路由选择协议的工作原理和设置方法,使学生综合学习路由器操作系统IOS操作、路由选择协议、路由配置方法、子网划分、超网构造、网络诊断及路由器操作命令等知识。实验7:学生在网络协议仿真教学系统环境中进行仿真实验,通过实验使学生掌握TCP协议的报文格式、TCP连接的建立和释放过程、TCP数据传输中编号与确认的过程、TCP协议校验和的计算方法、理解TCP重传机制的工作原理。实验8:理解Socket的基本概念和原理,掌握Socket的建立、监听、连接、发送和接收数据。实验综合了高级语言程序设计、点对点通信协议、运输层相关原理及Socket编程思想、方法等知识。学生在实验教学环节后,需进行计划内课程设计环节。课程设计教学是在学完计算机网络课程之后综合利用所学知识,完成一个具有一定难度的综合设计题目。通过课程设计训练,培养和锻炼学生的分析问题能力、软件总体结构设计能力、用户界面的设计能力、程序设计的基本技能和技巧。在计划内的实验教学任务外,学生还可以选做实验室提供的开放性实验项目。之前在BonsonNetSim和CiscoPacketTracer虚拟仿真软件环境中进行的实验,可以用交换机、路由器等硬件设备搭建网络实验环境进行真实实验,进一步加强实践操作技能。同时,网络协议仿真教学系统中除了实验教学环节中开设的计划实验项目外,还提供了应用层协议、网络攻防、网络故障分析和网络应用程序设计等方面的开放性实验项目,从全方位、多角度对学生计算机网络知识技能进行训练,将理论与实践相结合,大大提高了学生的学习兴趣,锻炼了学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。通过多层次,全方位的计算机网络基础和工程训练,学生可以更好的学习和掌握计算机网络的内部原理,实践教学课程体系层次结构如图3所示。
1.3虚拟仿真实验教学共享平台建设虚拟仿真实验教学共享平台依托于网络协议仿真教学系统,平台包括计算机网络管理信息系统和计算机网络实验教学平台两部分。管理信息系统安装于主控中心平台,教师通过教师机以Web页面形式访问管理信息系统,能够辅助教师更好的进行实验教学管理。通过该系统,教师可以进行实验报告管理、实验结构管理、实验信息管理、实验方案管理、实验设备管理和实验公告信息管理。实验教学平台安装于学生客户端,学生上机时可以将教师在管理信息系统中安排的实验教学内容和实验公告等信息同步下载到学生客户端,能够辅助学生进行实验,提供实验操作环境的软支撑。该平台是指导学生实验的教学平台,辅助教师授课,并将实验过程中所需要的各种辅助工具、实验知识点讲解、实验过程指南、实验思考问题等内容集成在平台中,为学习者提供便捷的实验环境,从而提高学习效率。
2网络实验室对理论教学的影响
实验教学与理论教学是平行而又相互协调、相辅相成的,具有相等重要地位,是培养学生分析问题和解决问题的能力基础。实验课程是理论课程的延伸,对于培养学生综合运用所学知识、解决实际问题、加深对网络理论知识的理解和应用起着非常重要的作用。新建设的虚拟仿真网络实验室有先进的实验设备、完善的实验教学大纲、完整的实验内容教学体系,对计算机网络课程理论教学有较大影响。1)虚拟仿真网络实验室给网络课程提供了实验操作的物质基础,实验教学方式促进了学生对理论知识的理解。计算机网络课程跟其他专业的课程有所不同,它需要系统掌握一套理论,然后进行实践验证和思考,如果只讲理论,没有配套的实验课程,教学效果会不理想。2)虚拟仿真网络实验室的建设可以提高教师教学水平。当代社会电子产品淘汰非常快,包括计算机网络实验设备,但理论基础却长期不变。如果没有实验室,教师也只能一再重复教学理论,不了解最新设备特点,知识不能及时更新,教师能力成长速度缓慢。3)实验室的建设有利于提升学校科研能力。计算机网络的科学研究很多都是在理论创新的基础上进行实验验证,没有实验室就无法验证,理论创新就无说服力,科研能力就得不到提高。由于现代社会对人才的需求越来越高,不但要求学生具备一定的知识,更要求学生具备一定的能力。需要把理论教学转换为实际动手能力,只有在不断的实验中尝试、摸索、更正后才能具备敏锐的观察力和敏捷的判断能力。
3结束语
在线课程合作协议篇5
关键词:“计算机网络”课程教学;中间辐射法;网络层;协议栈
中图分类号:G64文献标识码:B
文章编号:1672-5913(2007)20-0047-03
1引言
计算机网络是一门理论性和应用性很强的课程,其内容涉及许多错综复杂且彼此交织的概念、协议和技术,为处理这种大跨度和复杂性,该课程的教学都围绕其体系结构的“层次”来组织教学内容。借助于这种分层的组织结构,学生们能够透过计算机网络的复杂性看到其内部,在学习整个体系结构某个部分中独特概念和协议的同时,也可看清所有这些部分(如何)整合在一起的全貌。从教学法的角度讲,这种分层的教学方法的确是非常必要和有效。
自底向上法(Bottom-upApproach)[1]和自顶向下法(Top-downApproach)[2]是目前国内外计算机网络课程教学中普遍采用的方法,但两者存在着一个共同的缺陷,即未能突显或引导计算机网络知识体系核心知识的学习;寻求一种新的方法来弥补这一缺陷,更好的把握知识点的权重分布,以核心知识带动周边内容是计算机网络课程教学研究的重要课题。令人遗憾的是教师们视[1][2]方法为天经地义,致使该两种方法的问题一直被掩。本课题组在对计算机网络知识体系结构反复深入研究及大量教学实践总结的基础上提出了计算机网络课程的中间辐射法,以求计算机网络课程更趋科学合理的教学方法。
2相关工作
多年来,世界各国高校的计算机网络课程教学一直采用自底向上法。该方法曾为广大学生和计算机网络爱好者了解和掌握计算机网络知识与技能发挥了重要的作用。近年来,美国的两位著名计算机网络专家和教育家JamesF.Kurose和KeithW.Ross提出了一种全新的计算机网络教学方法,即自顶向下法,该方法和自底向上法的学习路线完全相反,实现了对传统的自底向上法的重大改革,该方法一经推出,各国计算机网络教育界纷纷采纳。该教学方法改革的技术背景和动机是网络领域中最大的“增长领域”网络服务和应用程序。Web的出现、电子邮件的广泛使用、音频和视频流、因特网电话、即时消息、对等应用程序和在线商务都证明了这一点。国内东北大学的学者们也曾就计算机网络课程教学提出了一系列的学术观点[3~5],但都未形成与自底向上法和自顶向下法相当并相对独立的教学方法,本文提出的中间辐射法经几年教学实践证明实现了这一目标。
3自底向上法和自顶向下法的局限性
自底向上法和自顶向下法都有其特定的社会和技术背景,这导致两种方法存在固有的局限性,即都未能突显计算机网络核心知识的学习。
3.1自底向上法的局限性
自底向上法是计算机网络教学的传统方法,该方法的特点是从协议栈的底部即物理层开始教学,逐层向上直到协议栈顶部的应用层,该方法产生的技术背景是各种通信技术的突起与迅猛发展。
众所周知,计算机网络的主要功能主要是实现资源尤其是数据共享,早期的数据类型主要是文本,计算机网络的应用也仅限定为FTP、TELNET和E-mail。因当时计算机网络所依赖的底层通信网络的传输质量较差即误码率较高、带宽小且延迟大,故改善底层通信网络的传输质量成为提高计算机网络性能的焦点,FDDI、X.25、ISDN、B-ISDN、CATV和ATM等各种数字通信技术便应运而生,各种新通信技术成为计算机网络知识的学习重点一定程度顺应了当时的技术发展进程,因这些技术都归属于计算机网络体系结构的底两层即物理层和数据链路层,故自底向上法对学习计算机网络知识起到了积极的作用,但另一方面却一定程度地偏离了计算机网络的核心内容即网络层。
3.2自顶向下法的局限性
计算机网络教学的自顶向下法是与自底向上法学习路线完全相反的一种新型教学方法,该方法的特点是从协议栈的顶部即应用层开始教学,逐层向下直到底部的物理层,该方法产生的技术背景是各种新型网络应用的大量涌现。
随着计算机网络底层通信技术的成熟,即误码率的大幅度降低、网络带宽的大幅度提高和传输延迟的降低,使大规模数据的实时传输如实时流媒体传输成为可能,各种新型的网络服务如音频和视频流、因特网电话、即时消息、对等应用程序和在线商务等得到应用,这些新的网络应用是原有的应用层协议的改造或增加的结果。与同自底向上法类似,自顶向下法也满足了人们对计算机网络关注的热点,对从完全相反角度认识或学习计算机网络起到了一定的积极作用,但同样也一定程度地偏离了计算机网络的核心内容即网络层。
经以上分析可知,两种方法表面大相径庭,实质上却同出一辙,即都未摆正计算机网络核心知识的地位。
4中间辐射法
中间辐射法的初衷是弥补自底向上法和自顶向下法固有的缺陷,强调计算机网络核心知识的学习,实现以核心带动非核心,在相对稳定的核心知识基础上,实现自主学习,自发且自然地叠加新的网络知识,从而进一步提高学生在未来计算机网络工程实践和科学研究中所应具有的持久学习新的网络知识、分析解决各种新的网络问题之能力。
4.1中间辐射法的特性
中间辐射法指从协议栈的中间层即网络层(及其各种协议尤其是IP协议和路由协议)的教学启动整个计算机网络的教学,以网络层为核心逐层向上和向下辐射整个协议栈,即直到顶部的应用层和底部的物理层,该方法相当程度地强调网络层协议学习以带动其它各层协议学习,使学生抓住计算机网络的知识核心,以核心主动并自发地带动现有及未来的非核心知识的学习。
4.2中间辐射法的理论依据
计算机网络的主要剖析对象是Internet,而Internet的核心或关键技术是解决IP数据报如何从用户发送端到接受端,IP数据报的寻址范围是Internet范围内的任何一用户,为实现Internet的这一核心目的,网络层协议尤其是IP协议和路由协议是其重要的保障技术。
图1是Internet的体系结构,该体系结构清楚地显示了网络层在计算机网络体系结构中所处的核心地位。即对下层,网络层的IP协议屏蔽了底层异构网络(如现有或未来的各种局域网和广域网)的差异,在全球范围内造就了同一的数据交互通信平台即IP平台;对上层,网络层的IP协议以统一的IP数据报承载了任何种类高层协议的数据,IP数据报通过网络层的(域内或域间)路由协议(如OSPF、BGP)在全球范围内统一的IP平台上完成IP数据报高效(即最佳寻径)、合理(即流量合理分布)的转发和(直接或间接)交付,实现用户间的通信。所以网络层是计算机网络(即Internet)知识体系中的核心内容,同时网络层并非孤立存在,以对下“调用”,对上“服务”的方式和其上下层协议有机的构成协议栈功能的全部。
经上述分析网络层在协议栈中的核心地位昭然,网络层为知识核心是计算机网络知识体系的自然属性。
4.3中间辐射法的教学路线
图2是中间辐射法的教学路线,由三个教学阶段组成。
阶段1:网络层的学习
首先,用类比建立IP协议和路由协议的初步认识。
用熟知的公路桥运输系统和计算机网络系统进行类比。
如图3所示,是网络层和网络接口层的关系,是桥面和桥墩的关系,LRA1是和的类比。是网络层与传输层和应用层的关系,是桥面和货车与货物的关系,LRA2是和的类比。
通过图3所示类比可使学生认识到网络层和其它层的依赖关系,网络层是计算机网络知识体系中的核心知识。
其次,用IP数据报的组成结构与上下层协议PDU的依赖关系从知识本身确立网络层的核心地位。
如图4所示IP数据报以“分用”的方式辐射同层和上层各种协议PDU,以底层各种帧数据的形式辐射底层各种帧。
阶段2:网络接口层即数据链路层和物理层的学习
以网络层为核心可向下自然辐射数据链路层和物理层的学习。
限于篇幅,这里仅强调本阶段学习要把握网络层“屏蔽”底层异构网络的要旨。
阶段3:传输层和应用层的学习
以网络层为核心亦可向上自然辐射传输层和应用层的教学。
同样因篇幅所限,这里仅强调本阶段学习要把握网络层“统一”服务于高层协议的特点。
5结束语
开展对计算机网络课程教学方法研究和教学应用的主要目的是寻找一种能帮助学生抓住计算机网络知识结构中核心知识的教学方法,以求以稳定(即成熟)的核心知识主动或自然带动变化的周边知识,使学生在未来的计算机网络工程实践和研究中能够实现自主学习,自然的吸收和进行创新。在对计算机网络的自底向上法和自顶向下法理论分析和教学实践总结的基础上,本文提出的中间辐射法能够实现这一目的。
参考文献
[1]AndrewS.Tanenbaum,Vrijeniversiteit,Amsterdam,TheNetherlands.计算机网络(第3版)[M].PearsonEducationPress,2000.
[2]JamesF.Kurose,andKeithW.Ross.计算机网络:自顶向下法与Internet特色[M].北京:机械工业出版社,2005.
[3]刘杰民.基于路由机制的“计算机网络”课程教学模式研究[J].计算机教育,2005(增刊):132-136.
[4]刘杰民.计算机专业“计算机网络”课程的弹性教学模式[J].计算机教育,2006,(10):97-100.
[5]刘杰民.非计算机专业“计算机网络”课程教学模式改革与研究[J].全国高等院校计算机基础教育研究会2006年学术会议论文集,2006:378-382.
在线课程合作协议篇6
关键词:网络工程;TCP/IP协议;课程建设;教学改革
文章编号:1672-5913(2013)14-0042-04中图分类号:G642
TCP/IP协议是高校计算机网络工程专业的专业基础课,是计算机网络学科领域和网络工程专业人才应具备的理论基础,在网络工程专业课程体系中处于重要地位。该课程是高级路由与交换、网络性能测试与分析、网络通信程序设计、网络信息安全等课程的前导课程,如果学习不好会直接影响网络工程专业学生学习后续专业课的兴趣和信心,从而影响整个课程体系的教学质量。然而,TCP/IP协议课程内容以各类通信协议为主,教学过程中容易出现以下问题:学生感到内容抽象和枯燥,似懂非懂、不好理解;网络技术的飞速发展易使理论与实际脱节,学生以为在实际工作中用处不大;实验环节设计不够合理,难以发挥应有作用。笔者针对长春大学计算机科学技术学院网络工程专业多年来在TCP/IP协议课程的建设和教学改革过程中积累的一些微薄经验加以总结,供广大教师同行切磋探讨。
1课程定位与目标
TCP/IP协议是网络工程专业的一门专业基础课,而且是必修课,是在本专业学生已有的计算机网络知识基础上进一步学习研究互联网的核心技术,以提高和加深学生的理论深度和实践水平。通过该课程的教学,教师引导学生逐步理解因特网的网络体系结构――事实上的国际标准TCP/IP,理解多个异构物理网络如何能够互连在一起,互连网络协议如何协调工作,应用程序如何使用互连网络系统,数据如何从一个应用进程传输到另一个应用进程。学生可以了解到Intemet的许多技术细节和前沿热点,掌握TCP/IP协议族的结构,掌握TCP/IP协议族中各子协议的结构和功能,重点掌握ARP协议、IP协议、UDP协议和TCP协议等相关理论知识。该课程的学习将为下一步的专业学习和计算机网络相关的应用、设计和开发工作打下必要且坚实的基础。
2课程建设与改革探索
2.1教学内容规划及教材的选用
按照TCP/IP协议课程的定位与目标,依据教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会编写的《高等学校网络工程专业规范(试行)》,结合长春大学培养应用型本科网络工程专业人才的定位和学生的实际情况,将该课程规划为48学时,其中理论课38学时,实验课10学时。该课程是网络工程专业学生在学完计算机网络课程后进一步深入学习和掌握计算机网络理论的进阶课程,主要内容包括底层物理网络技术、ARP协议、IPv4编址技术、IP辅助协议、单播路由选择协议、UDP协议、TCP协议、SCTP协议、应用层协议和IPv6相关协议等。教材选用的是清华大学出版的《TCP/IP协议族(第4版)》,由BehrouzA.Forouzan著,王海、张娟等译。该教材为世界著名的计算机经典教材,曾荣获“第八届全国高校出版社优秀畅销书一等奖”。该教材大量运用图文并茂的方法讲述技术性很强的内容,重点突出、实例丰富。我们从该教材第二版开始使用一直到目前的第四版,效果较好。该课程的具体理论课讲授学时规划如下:
(1)引言(概论)部分占2学时,主要讲授Intemet简史、协议和标准、因特网标准、因特网管理机构,适当扩展一些互联网的前沿和热点技术以激发学生对该课程的兴趣,使学生了解Intemet历史,理解并掌握协议和标准概念,了解标准创建委员会,掌握RFC的成熟度。
(2)OSI模型和TCP/IP协议族部分占2学时,主要讲授OSI模型、TCP/IP协议族,使学生掌握数据通信和组网中多层结构的思想以及层与层之间的相互关系,掌握OSI模型中每一层的功能,掌握TCP/IP协议族与OSI模型的差异和特点。
(3)底层技术部分占2学时,主要讲授有线局域网技术、无线局域网技术、广域网技术和常用互连设备,使学生掌握有线局域网中占主导地位的以太网技术理论知识,包括传统以太网、快速以太网等,了解无线局域网技术、蓝牙技术、点到点广域网技术。
(4)IP编址部分占4学时,主要讲授IP编址的方法、地址的种类、分类地址、分类地址互联网划分实例、划分子网的方法、无分类编址、构成超网的方法,使学生理解IPv4编址思想以及如何在分类编址中实现,掌握分类结构中的划分子网的方法以及构造超网和无分类编址方法。
(5)IP分组交付和路由选择部分占2学时,主要讲授面向连接和无连接、直接交付与间接交付、路由选择的类型,使学生理解面向连接和无连接的区别,直接交付与间接交付的区别,掌握路由器结构和路由选择的类型。
(6)网际协议(IPv4)部分占4学时,主要讲授IP数据报首部、分片、选项、检验和IP软件包设计,使学生理解IP协议的总体思想,掌握IP数据报的一般格式、首部中各个字段的名称和意义,掌握IP数据报的分片和重装,理解IP数据报首部中检验和计算方法以及IP协议软件设计算法。
(7)地址解析协议(ARP)部分占2学时,主要讲授地址映射、ARP协议、ATMARP、ARP软件包设计,使学生掌握ARP的基本原理、ARP数据包格式和各字段意义、了解ARP存在的问题和缺陷、了解RARP的用途。
(8)网际控制报文协议(ICMP)部分占2学时,主要讲授ICMP报文类型、ICMP报文格式、排错工具的原理和用法、ICMP软件包设计原理,使学生掌握ICMP报文的分类及格式、Ping和Traceroute的用法和工作原理,理解ICMP协议软件设计思路。
(9)移动IP部分占2学时,该节内容较新,主要讲授移动IP编址、归属、外地、移动主机通信的3个阶段、移动IP的低效率,使学生了解移动IP通信的相关基础、存在的问题与解决方案。
(10)用户数据报协议(UDP)部分占2学时,主要讲授UDP用户数据报、UDP的服务和应用、UDP软件包设计算法,使学生掌握UDP报文格式及各字段意义,了解检验和的基本概念和计算方法、UDP协议软件实现思路。
(11)传输控制协议(TCP)占6学时,主要讲授TCP服务类型与特点、TCP报文段首部格式、连接控制、流量控制、差错控制、拥塞控制、TCP软件包设计思路,介绍流控制传输协议SCTP,使学生掌握TCP的报文格式,理解TCP的服务类型、滑动窗口的概念、流量控制和差错控制的方法、TCP的传输机制、TCP协议软件实现思路,了解SCTP协议。
(12)单播路由协议部分占2学时,主要讲授RIP、OSPF和BGP,使学生理解自治系统的概念,掌握距离向量和链路状态路由选择协议特点,重点掌握RIP、OSPF、BGP的原理及应用。
(13)应用层协议部分占4学时,主要讲授客户一服务器范式、DHCP、域名系统DNS、远程登录、文件传送协议、万维网、电子邮件、网络管理SNMP等应用层协议,使学生理解常用应用层协议的基本原理和用途。
(14)IPv6协议部分占2学时,主要讲授IPv6编址、分组格式、IPv4到IPv6的过渡技术,使学生掌握IPv6地址记法、3种地址类型、过渡技术,了解IPv6分组格式和优越性。
教学内容以大纲和教材为基础,适当结合和扩充一些较新的技术热点,尽量做到理论联系实际。学生普遍认为课程内容设置较合理,易于理解和接受,对该课程的学习兴趣较高。
2.2实验内容的设计
经过多年的实践与改进,目前长春大学计算机科学技术学院TCP/IP协议课程共规划了5个实验(10学时),分别为IP协议分析、ARP地址解析协议分析、ICMP协议分析与应用、UDP用户数据报协议分析、TCP传输控制协议分析。每个实验都包括基础实验、进阶实验、思考、创新设计4个环节,主要内容见表1。
实验课内容由TCP/IP协议课程组教师精心组织和设计,已充分考虑到课程的重、难点以及后续课程学习的需求。实验目的要保证清晰明确,这对学生做实验至关重要。实验内容分为基础和进阶两段,好处是基础实验操作简单,容易实现,增进了一些基础较差学生的信心与兴趣,更方便进一步在其基础上完成进阶实验内容。每个实验都设置了几个让学生思考的问题,使学生发现不足、开拓思路。完成以上几项内容,该实验目的就基本达到。创新设计环节则是对学生提出的更高要求,对学生理论联系实际、创新和学以致用提供了发挥空间。该实验规划考虑到了不同层次的学生情况,从实验课指导和实验报告提交情况来看也基本达到了课程组的预期目标。
2.3教学团队建设
优秀的课程和实验资源离不开教师的讲授,课程建设与改革需要建设一支高水平的教学团队。TCP/IP协议课程教学团队由5名教师组成,是一支长期从事本课程及相关课程教学的“双师型”队伍(取得了如CCNA、RCNA、CCNP等业界著名的网络厂商认证)。职称结构为副教授2人、讲师3人,学历结构为博士1人、硕士4人。团队成员都是中青年教师,接受和更新知识能力强,经常参加各种技术培训与学术交流,参与企业公司的网络工程项目和实验室建设,具备扎实的理论基础和丰富的工程经验,在教学过程中对重点把握到位,理论与实践融会贯通。课程组还定期召开教学研讨会,交流在课程讲授过程中的心得和问题;每学期都组织互听课,相互学习并指出不足。教学团队成员的讲课水平不断提高,在学生评教测评中成绩突出,深受学生欢迎。近几年来课程组成员承担和完成各级教学质量工程项目9项,其中省级5项、校级4项,公开发表教学论文7篇,建设省级优秀课一门,并荣获2012年校级优秀教学团队称号。
2.4教学方法与教学管理的改进
教学团队业务水平进步的同时,教学方法和教学管理也应不断地改进,先进的教学方法与科学的教学管理必然获得更好的教学效果。本文主要就以下方面进行探讨。
(1)发挥多媒体优势,扬长避短。现在多媒体授课已经在高校普及,多媒体课件图文并茂、信息量大,但是也有弊端。在多媒体教室授课的教师很难离开控制台,一边讲课一边控制电脑的过程容易忽略与学生的交流,一些形象的肢体语言也无暇表达。很多学生感觉教师缺少了传统黑板讲课的潇洒。教师使用有无线翻页功能的激光笔就可以基本解决这个问题。这样教师可以走下控制台,来到学生中间,无形中便拉近了与学生的距离,教师与学生更容易交互和沟通,课堂气氛会更加轻松融洽。制作课件时,能用动画演示的尽量不用图,能用图表达的尽量不用文字。比如讲解数据从一台计算机的进程传送到另一台计算机进程时,用动画的形式来演示一下会更容易理解。
(2)用好Wffeshark和PacketRacer工具辅助教学。TCPdP协议课程中有大量的协议,协议数据单元到底是什么样子?单纯靠语言讲述效果是有限的。若利用协议分析工具Wireshark现场抓包、现场分析,讲解效果会直观且容易理解。PacketTracer是由Cisco公司的一个辅助学习工具,除了模拟设计、配置网络环境外,还可以提供数据包在网络中行进的详细处理过程,观察网络实时运行情况。例如在讲授路由选择协议时,可以利用PacketTracer清晰地观察到路由信息传递和学习的过程。还可以模拟跟踪网络报文经过路由器和交换机之后各个字段所发生的变化。在本课程教学中用好这两样工具可以起到事半功倍的效果,学生学会使用这两样工具在实验和实际工作中也大有用途。
(3)加强与学生的课后交流。虽然现在提倡启发式教学,鼓励学生积极参与教学,但是课堂时间毕竟有限,课程任务要完成还是以教师讲授为主,不可能所有学生都有机会参与,所以要多利用网络资源不受时间地点限制的优势,如使用QQ群进行课程讨论、为学生答疑,这样所有的学生都能看到,从而避免了重复解答同类问题,提高效率。
(4)注重过程化教学管理,改革考核制度。改变以往全靠期末考试定成绩的办法,根据长春大学计算机科学技术学院制订的“课程过程考核制度管理办法”,提出过程与能力有机结合的考核体系,加大学生课堂讨论和发言表现、课后作业质量、实验质量、课堂测验所占总成绩的比重,全面考核学生的知识、能力和综合素质,增强学生学习自觉性和主动性。
3结语
经过多年对TCP/IP协议课程的建设与改革研究,该课程的教学和实验内容不断改进,教学资源不断丰富,教学团队也在课程建设和教学改革中不断进步和成长,可谓硕果累累。网络工程专业的实践性很强,我们的课程教学也应更加紧密结合实际,紧跟因特网的发展步伐,不断改革创新,为社会培养更多高质量的网络工程应用型人才。
参考文献:
[1]教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会,高等学校网络工程专业规范(试行)[M],北京:高等教育出版社,2012
[2]ForouzanBA,TCP/IP协议族[M],4版,王海,张娟,等,译,北京:清华大学出版,2011:3-4