技工院校“计算机网络原理”课程教学改革探索 参考论文
摘要：针对当前国内计算机网络课程教材建设现状和技工院校学生的学习特点，笔者提出在技工院校“计算机网络原理”课程中使用基于自顶向下教学模式的国外经典计算机网络教材，同时在教学实践中将类比教学、动画辅助教学和微课教学等多种教学方式结合，并辅以一定的教学激励机制，让学生更加轻松地掌握计算机网络主要协议原理和关键概念，以期能够有效提高教学质量和教学效率。
关键词：技工院校；计算机网络原理课程；自顶向下方法；类比教学；动画辅助教学；微课教学
中图分类号：TP311 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2016）10-0086-03
引言
中国互联网络信息中心（CNNIC）发布的第36次《中国互联网络发展状况统计报告》显示，截至2015年6月，我国网民规模达6.68亿，互联网普及率为48.8%。各种互联网应用从Web、P2P、搜索引擎到在线游戏、社交网络、视频发布等层出不穷。国家也提出将制定“互联网+”行动计划，并将其纳入国家经济顶层设计。在此背景下，除计算机及相关专业外，越来越多的非计算机专业也将“计算机网络原理”作为必修或选修课程，以提高学生对计算机网络（尤其是因特网）的基本概念、原理和方法的理解和掌握，使学生今后能在短时间内迅速把握新的网络技术，并将其应用于工作和学习。
技工院校学生学习特点分析
首先，技工院校学生基础知识较为薄弱，学习习惯较差（如没有课前预习和课后复习的习惯），学习意志弱、惰性强，学习动机和学习目标都不明确。另外，技工院校学生对理论学习的热情不高，抽象思维能力较弱，缺乏钻研精神。因此，这些学生得到的正面评价较少，导致学生信心不足，厌学情绪严重，不能正确评价自己，无法发现自身的长处。因此，作为教师要善于发现学生的闪光点，因势利导，不断发展学生的学习能力，培养他们对学习的热情和信心。
国内计算机网络课程教材建设现状
目前，国外主流的计算机网络课程教材有Andrew S.Tanenbaum编著的《计算机网络》（第5版），James F.Kurose和Keith W.Ross编著的《计算机网络自顶向下方法》（第6版），Larry L.Peterson和Bruce S.Davie编著的《计算机网络系统方法》（第5版）等。其中只有《计算机网络自顶向下方法》一书是以自顶向下的方式来介绍网络。自顶向下模式按照从应用层到物理层的顺序组织教学内容，学生对电子邮件和Web等网络应用非常熟悉，从应用层开始关注网络体系结构有助于激发学生学习网络其他内容的积极性，也降低了学生的学习难度。
根据技工院校学生的学习特点和学习规律，同时为确保学生学到最新的计算机网络知识，很多学校采用了《计算机网络自顶向下方法》（第6版）一书的中译本作为课程主教材。教材配套的课程网站上提供了丰富的教学资源（教学幻灯片、课后习题解答、实验教程和许多用于演示网络协议工作原理的Java Applet动画程序等），极大地方便了教师的教学。
针对技工院校学生的学习能力和学习特点，结合我校“计算机网络原理”课程的教学目标，我们选择《计算机网络自顶向下》一书中前5章作为教学内容，且删去了“2.7 TCP套接字编程”（学生没有编程基础）和“3.7 TCP拥塞控制”（TCP拥塞控制机制比较复杂，只对拥塞控制的一般原理进行介绍）。对非计算机专业的技工院校学生，我们建议在84学时（有效学时）内授完全部内容（如果是18教学周的话，可将课程设为5～6学分）。
多元化教学方法在计算机网络课程中的运用
1.教学激励
计算机网络概念繁多、协议原理复杂、前后知识点多有联系，而技工院校学生往往没有课后复习习惯，所以我们在授课时一般将上课时间的四分之一用于回顾上次课所讲内容。由于技工院校学生的归纳总结和语言表述能力较弱，所以在课前复习时尽量以填空题或选择题形式对知识进行提问，不要以思考题或问答题形式复习。在学生一时无法回答问题时，教师要给出足够的提示。另外，还要将学生的课堂表现（课前复习题和课中思考题的回答情况）及时记录下来作为平时成绩的评定依据。
例如，我们从《计算机网络自顶向下方法》一书中优选出部分不是特别难的习题（比较接近例题的解题思路），以及历年硕士研究生入学考试计算机专业基础综合试题中的部分选择题作为课后作业或课中思考题，对出色完成习题的学生予以表扬或奖励（期末成绩加分）。这样可以使学生在一定程度上对自己有正确的认识，并能提高其学习信心。
2.类比教学
“计算机网络原理”课程内容较为抽象，而技工院校学生的抽象思维能力较弱，在一定程度上影响了对知识的理解。因此，我们在教学中引入了大量的生活实例作为类比，创设教学情境，将计算机网络理论学习与实际生活中的现象联系起来，让学生更加直观地认识概念和原理，提高其学习兴趣。
《计算机网络自顶向下方法》一书本身就是使用现实世界例子进行类比的范例。例如，可以将路由器看作是立交桥，分组通过路由器转发就好比车辆通过立交桥；运输层和网络层的关系可以类比邮政，为两个家庭提供信件邮递服务；路由震荡问题可以理解为生活中某条新路开通后司机都赶新路，结果造成新路拥挤，然后又改回原路。这样的类比教学，使得学生从日常生活司空见惯的现象中轻松理解了计算机网络中的概念和原理，从而培养了学生的发散思维能力和类比推理能力。
3.动画辅助教学
所谓“一图胜千言”，使用动画辅助教学可以收到事半功倍的效果。一方面，我们从教材配套的教学网站上下载了不少Java Applet动画程序用于演示计算机网络中一些较为抽象、难理解的协议；另一方面，我们也自己动手编制了一些Java Applet、Java Swing或是JavaFX程序辅助教学以及帮助学生更加深入地理解协议的工作原理。
例如，回退N步（Go-Back-N，简称GBN）协议和选择性重传（Selective-Repeat，简称SR）协议是传输层用于实现可靠数据传输的两个重要协议。但是由于这两个协议的工作原理较为抽象和复杂，许多教师在授课时即使大费周章也不易讲清楚协议中的关键概念和原理。我们通过Java Applet演示程序，采用边演示协议的执行情况边分析协议的工作原理的教学方法，非常简洁直观地对协议作了清晰的解释，学生对这两个协议也掌握得十分牢固。
又如，校验和的计算及验证是“计算机网络原理”课程中一项重要的计算内容。接收方通过校验和可以判断出所接收的数据分组是否出错，并向发送方返回肯定确认分组或否定确认分组。为了帮助学生更好地掌握因特网校验和的计算及验证，我们编写了Java Swing动画演示程序（如下页图）。该程序可以自动随机生成80位、96位或112位二进制的报文段，接着演示校验和的手动计算过程和手动验证过程。一方面，教师通过该动画程序可在课堂上直观地向学生演示校验和的计算及验证过程；另一方面，学生通过该动画程序也可在课后进一步巩固所学知识。
4.微课教学
“计算机网络原理”课程中有不少知识点（如网络吞吐量计算、P2P文件分发、IP数据报分片、ARP协议等）都适合制作成教学视频进行微课教学。在教学实践中，我们一般将一些适合用多媒体表达的课程重点知识制作成微视频，课前通过网络共享给学生，要求学生学习微视频，同时布置一些思考题让学生完成，以帮助其更好地理解视频内容。在正式讲课前，教师用5～10分钟时间测试学生的预习情况，再根据测试反馈结果有针对性地分析微课阐述的主题。在“计算机网络原理”课程中使用微课教学，一方面可以让学生更加直观形象地学习计算机网络的重难点知识，另一方面也可以培养技工院校学生良好的学习习惯和学习能力。
结束语
如何让技工院校的学生深入理解并掌握计算机网络的主要协议原理和关键概念是“计算机网络原理”课程授课时的难点。我们在教学中针对技工院校学生的学习特点，采用国外计算机网络先进教材和多元化的教学方法，做到了化繁为简、直观形象、深入浅出地介绍抽象的协议和概念，收到了较为理想的教学效果。 参考论文
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作者简介：黄欣，讲师，硕士，研究方向为计算机应用、计算机辅助教学、教育技术。