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1.1網絡合作學習的學習資源十分豐富現代社會是一個信息爆炸的社會,網絡上的學習資源就如浩瀚的海洋,取之不盡用之不竭。學習者只要具備基本的閱讀能力和搜索能力,就可以隨時從網上獲取想要的知識,學習資源是十分豐富的。
1.2網絡合作學習小組成本低與普通的合作學習相比,網絡合作學習節約了時間成本、查閱成本和交流成本。但同時,網絡合作學習防止重復記錄,大大縮短查閱的時間,減少重復工作,效率是極高的。
2.基于網絡合作學習的計算機專業教學的過程
2.1教學準備階段基于網絡合作學習而進行的計算機專業的教學必須經過事前的準備階段,為學習的過程奠定一個堅實的基礎,這一階段的準備情況直接影響著最終的學習效果。在準備階段要做好以下幾個方面的工作:第一,合理的劃分小組。根據不同的學習任務將學生分為不同規模的小組,并對小組內的成員進行角色的分配,激發小組成員的責任意識;第二,確定明確的目標。一個明確的目標是網絡學習小組成員努力的方向,將小組內的成員凝聚在一起為了共同的目標而奮進。第三,在學習的過程中培養骨干成員。骨干成員必定是對計算機相當熟悉,能夠靈活使用各類學習工具的成員,培養骨干成員就是為小組內的其他成員確立學習的榜樣,激勵其他成員更加努力的進行學習,并且骨干成員能夠對小組內的企業成員進行幫助,雙方共同進步。
2.2教學實施階段教學實施階段是網絡合作學習最主要的階段,是整個教學工作的核心過程。只有教學實施階段的各項工作都做到位,才能夠保證學生的學習效果。首先進行學習方案的實施。小組成員按照教師事先的學習目標利用固定的通訊工具以及網絡平臺進行學習。在學習的過程中,小組骨干成員要伸出援助之手,熱心幫助小組內的其他成員,共同進步。其次在網絡合作學習的過程中要注重實施雙向監督。既包括教師自上而下對學生進行監督,也包括學生自下而上對教師進行監督。最后是進行學習成果的。對于小組全體成員共同努力而形成的成果,在全體成員同意的前提下進行。
2.3對學生的學習進行評價與存檔學習目標完成之后,小組內部成員之間進行自評,對本次學習任務完成的過程進行反思。反思之后由小組代表進行總結并,再由教師進行最后的綜合評價。在此過程中發揮網絡平臺及時、公正、客觀的優勢,提升評價與反思的效果。如果沒有評價與反思的過程,那么網絡合作學習極有可能流于形式,甚至是半途而廢。因此,必須高度重視評價與反思的過程。然后,對反思的結果進行整理存檔并逐級上交,這既是對小組成員的評價,也是對教師指導工作的鑒定與考核。
2.4教學延伸階段基于網絡合作學習的計算機專業教學課程到此并沒有結束,教師還需要根據每個小組的實際情況布置課后作業。這份課后作業既要包括對本次學習進行鞏固的部分,也要包括對下一個學習任務進行預習的內容,還要對興趣性、拓展性的內容進行綜合學習。雖說教學延伸階段也就是課外作業完成階段,是在課堂外進行學習的階段,但是對其的監控與管理決不可擅自放松。
3.結語
1、計算機人工智能識別技術應用瓶頸探析
2、計算機科學與技術的應用現狀與未來趨勢
3、計算機信息處理技術在大數據時代背景下的滲透
4、計算機基礎課程應用教學思考和感悟
5、中職中藥專業計算機應用基礎教學改革實踐
6、淺談虛擬現實技術在中職計算機基礎教學中應用的必要性
7、計算機圖像處理技術在UI設計中的應用
8、計算機生成兵力行為建模發展現狀
9、智慧檔案館計算機網絡系統方案設計
10、淺談如何提高計算機網絡的安全穩定性
11、計算機應用技術與信息管理的整合探討
12、計算機科學技術小組合作學習研究
13、計算機科學與技術有效教學策略研究 >>>>>計算機網絡和系統病毒及其防范措施畢業論文
14、互聯網+背景下高校計算機教學改革的認識
15、藝術類應用型本科高校"計算機基礎"課程教學改革研究
16、計算機技術在石油工業中應用的實踐與認識
17、計算機技術在電力系統自動化中的應用研究
18、微課在中職計算機基礎教學中的應用探析
19、課程思政在計算機基礎課程中的探索
20、計算機服務器虛擬化關鍵技術探析
21、計算機網絡工程安全存在問題及其對策研究
22、人工智能在計算機網絡技術中的運用
23、慕課在中職計算機應用基礎教學中的運用
24、淺析如何提高高校計算機課程教學效率
25、項目教學在計算機基礎實訓課程中的應用分析
26、高職計算機網絡教學中項目式教學的應用
27、計算機信息安全技術在校園網絡的實踐思考
28、大數據背景下的計算機網絡安全現狀及優化策略
29、基于計算機網絡信息安全及防護對策簡析
關鍵詞:計算機網絡;教學改革;實踐訓練;創新
文章編號:1672-5913(2013)14-0050-04 中圖分類號:G642
計算機網絡是一個發展迅速的學科,主流的網絡技術在不斷更新換代,因此計算機網絡課程的教學設計也必須隨之不斷進行改革創新,以便與技術的發展相適應。理工大學計算機網絡相關課程是謝希仁教授于1983年首次為碩士研究生開設的,1995年以后,通過對該課程進行改革,將計算機網絡的基礎原理部分放到本科生教學中,稱為計算機網絡原理課程,而碩士研究生的教學則定位于該課程的高端部分,稱為高級計算機網絡課程。
在教學內容的設置上,本科教學主要關注如何幫助學生建立計算機網絡知識體系結構的概念,更加強調知識的完整性和系統性,所以我們采取了國際上通用的分層教學模式。經過本科階段對網絡知識的初步學習,大多數研究生已經掌握了計算機網絡的基本概念,教學過程中應當重點講述相關的技術原理,側重培養研究生的科研創新能力。基于這一指導思想,我們構建了網絡高級技術專題、網絡基本設計原則、網絡實踐教學和論文閱讀研討寫作的研究生高級計算機網絡教學設計,將研究能力培養前置到課程學習階段,構建科學研究基礎上的研究生高級計算機網絡課程教學新模式,使學生真正理解和掌握理論知識,提高動手能力,進而適應計算機網絡技術的飛速發展和創新型人才培養的需求。
1 教學內容組織
當前國內外知名高校的研究生計算機網絡課程一般分兩類:一類是作為核心課程,按照傳統的分層體系結構組織,但講授過程中在內容的深度和廣度上比本科的計算機網絡課程有很大提高;另一類是作為選修課程,主要設置一系列的前沿技術專題講座,由從事相關研究的工作人員組織論文討論。
上述兩種授課模式各有優缺點,按照分層體系結構組織的講授模式能夠幫助研究生更加系統地把握計算機網絡的體系結構及核心問題,但由于大多數研究生本科階段已經按照該模式學習過計算機網絡課程,因此難以吸引學生的學習興趣,并且按照分層模式系統地講授一遍課程內容在課時安排上也難以保障。按照前沿技術組織專題講座能夠幫助研究生迅速把握本專業的熱門研究方向和研究問題,但該方法存在的最大問題在于課程內容的組織缺乏系統性,難以幫助學生把握課程的核心知識點。并且,計算機網絡相關的新技術大多為英文文章,對于剛入學的碩士生而言,多數人并不具備短時間內閱讀大量英文文章的能力,因此盲目按照前沿技術方式開展課程教學會導致教學效果大打折扣。
目前,國內也出現了多個圍繞研究生計算機網絡教學開展的改革創新,它們大多與所在學校的教學特點密切相關。我們在借鑒國外著名大學研究生計算機網絡課程設置的基礎上,結合理工大學研究生的具體特點和培養要求,設計了以提高研究生創新能力為中心的課程教學內容,將教學過程劃分為理論教學和實踐教學兩大部分。其中理論教學包括計算機網絡基礎概述、網絡高級專題和網絡設計原則等內容;實踐教學則包括課程實驗和自主設計性實驗兩部分,并在教學過程中穿插著進行課堂及論文研討,從而注重培養研究生對計算機網絡核心知識、核心原則和前沿研究的了解與掌握,鍛煉其利用所學知識動手解決問題的能力。
1.1 理論教學
高級計算機網絡理論教學的主要目標是幫助研究生完善計算機網絡體系結構的概念、掌握計算機網絡的關鍵問題、了解計算機網絡的最新研究方向和技術。通過調研發現大部分學生希望授課教師能夠盡量避免相關教學活動與本科先修課程的重復,以便開拓新領域、學習新方法。結合理工大學研究生的培養要求,我們設置了理論教學內容,見表1。
在課程設置中,首先較系統地綜述計算機網絡的重要概念、基本原理和研究方法,以便幫助研究生陜速回顧建立計算機網絡體系結構的概念。由于當前跨專業、跨學科報考研究生的現象十分普遍,導致學生的專業基礎差異性明顯,這部分內容的教學也能幫助這些學生盡可能彌補專業知識上的差異,使后續高級專題的教學更加易于開展。
隨后,圍繞應用層網絡技術、多媒體網絡、網絡管理與測量等計算機網絡的高級專題開展教學,重點講授這些專題中涉及的關鍵問題、核心思想以及核心技術等,幫助研究生提升對計算機網絡知識的理解掌握水平。這些專題的選擇主要考慮到將計算機網絡的基礎知識與前沿研究進行有機結合,一方面突出當前的一些前沿研究領域,另一方面也強調其中涉及的網絡基礎知識和原則。
再次,為了進一步提升研究生對計算機網絡當前研究熱點的了解和把握,專門設計了一章網絡新技術專題,重點介紹數據中心網絡、軟件定義網絡、未來網絡體系結構等當前的研究熱點。為了體現教學思想,避免陷入研究怪圈,我們在講授過程中主要向學生闡述這些技術產生的背景及解決的問題,并在教學過程中啟發學生思考這些網絡新技術帶來的優勢是什么?同時又引出了哪些問題?有沒有辦法對其進行進一步的優化等。這樣將學習過程變成一個思考創造的過程,從而幫助研究生提升科研創新能力。
最后,在網絡設計原則部分,總結回顧計算機網絡中采用的一些典型設計理念和原則,包括軟狀態機制、隨機化技術、間接技術、虛擬化技術等,通過介紹這些技術的基本概念及應用場景,讓學生深入理解并體會技術本身的價值,為以后的研究應用奠定基礎。
1.2 實踐教學
長期以來,研究生課程的教學存在“重理論、輕實踐”的問題,對于如何將教學內容應用到實際的研究工作中關注的不夠,這一現狀與國家重點倡導的應用型研究生培養目標越來越不符合。對于具有強烈工程應用背景的計算機網絡課程而言,如何建立實踐教學模式,提高實踐教學效果在整個課程教學過程中具有至關重要的影響。
為此,在教學過程中設計了兩類實踐教學內容,一部分與課堂理論教學相配套,幫助學生更好地理解掌握理論教學內容,如應用層網絡技術專題中設置針對P2P數據傳輸協議進行仿真分析的實驗內容,在多媒體網絡專題中設置多媒體視頻傳輸實驗內容,在網絡管理與測量專題中設置大規模網絡測量數據綜合分析的實驗內容等。這些實驗內容與理論教學內容密切結合,可以作為理論教學的有益補充。
此外,我們還設置了針對整個課程的自主性綜合實驗,又稱課程設計,其選題相對具有開放性,內容涉及計算機網絡的各個層次和技術。一方面列出部分課題供學生選擇,如基于OPNET/NS2的網絡路由算法性能仿真分析、簡單包過濾防火墻的設計與實現、基于NetFlow的網絡流量采集與分析系統、基于SNMP的簡單網絡管理系統等;另一方面也鼓勵研究生與導師進行交流,將導師正在進行的重大課題研究內容抽取一部分作為自主性綜合實驗的內容,達到課程教學與科研活動有機的結合。
為充分發揮學生的創造性和主觀能動性,自主性綜合實驗包括基本要求和擴展功能兩個部分,課程只給出基本要求作為必須要達到的目標,學生可以在此基礎上發揮自己的創造力進行擴展,實現更多的功能。在自主性綜合實驗的驗收和考核工作中,以課題實現的創新程度和反映出的研究生進行研究探索的工作量,作為自主性綜合實驗的考核重點。
1.3 課堂研討
為了避免授課內容過于偏重基礎,對國內外學術界新興領域和新興技術關注不夠等問題,綜合鍛煉研究生通過閱讀文獻跟蹤前沿研究的能力,以及通過文獻閱讀報告開展學術交流的能力,我們在教學過程中還相應設置了課堂研討環節,主要包括論文研討和課程設計研討兩部分內容。其中論文研討環節首先選取計算機網絡研究領域的經典文獻和前沿性研究文獻開展文獻閱讀,然后讓研究生上臺就所閱讀的文獻開展報告,其他學生則針對該報告進行相應的質疑,通過討論促使研究生從多個角度審視問題,促使創新思維火花的進發、碰撞。進一步要求研究生在課堂研討的基礎上,分組選擇一個感興趣的網絡問題,閱讀5篇以上著名會議或者期刊的相關文獻,并完成讀書報告,從而綜合鍛煉他們語言表達交流和論文撰寫的能力,激發其創新精神,提高“學以致用”的實踐能力。
課程設計的研討與論文交流研討的過程類似,在完成課題的詳細設計方案后開展一次研討交流,每名研究生根據所做課題進行發言交流,其他學生則針對該課題的內涵、設計方案的可行性、存在的不足等問題進行交流,達到綜合受益的目標。
2 考核機制設計
以往的研究生計算機網絡課程考核評價機制一般采用平時成績加考試成績的方式,且期末考試成績在評價中所占比重過大。然而,評價研究生學習成績的優劣,應該從理論學習水平、實踐動手能力、個體綜合素質及創新能力等多個方面展開,從平時作業、課堂研討發言、平時實驗與自主設計性實驗、課程論文報告及理論考核等方面對學習情況進行綜合評測。用考核機制引導研究生改變傳統學習方式,加強對教學全過程的管理,對學習的每個重要過程都進行量化計分,以衡量研究生的綜合能力素質,激勵他們全面發展。根據這一目標,我們設計了課程評價指標體系,見表2。
在這種評價指標體系中,既包括平時的課堂作業、研討發言、課程實驗,又包括設計性實驗、課程讀書報告以及期末考試等,實現了對整個授課階段的全過程管理,綜合考查了研究生的理論知識掌握、文獻閱讀報告、論文撰寫、實踐動手等多方面的綜合能力,因此具有更好的合理性。
3 教學效果
利用設計的高級計算機網絡課程教學改革模式,我們在近幾年的教學實踐中取得了很好的教學效果。高級計算機網絡課程先后被學校評為校級教改示范課程和研究生精品課程,并得到了選課研究生的一致好評。調研過程中專家和研究生普遍反映,這一課程的教學體系結構比以往的方式更加注重對知識本質和科學方法的揭示,注重對研究生學術質疑和獨立思考能力的培養,使研究生通過課程學習,達到學習新知識、提升分析解決問題的能力和增強實踐能力的綜合效果。大部分研究生對于課程教學改革在啟發式教學、實踐教學、課堂研討等方面印象深刻,最后達到了預期的教學效果。然而在教學實施過程中也反映出一些問題,如部分學生基礎知識相對薄弱,在實踐教學及課堂研討過程中與其他學生存在較大差距;自主性綜合實驗的設置需要準確把握問題的難易程度,內容太簡單學生不會有太大的興趣,內容太難學生又會覺得無從下手等。這些問題需要在教學過程中不斷進行優化調整。
4 結語
高級計算機網絡作為國際上計算機網絡與通信領域通行的研究生核心課程,對該領域的科學研究與工程技術工作者至關重要。為了提高課程教學效果,我們對課程進行了一系列的改革,包括理論教學內容的優化設置、實踐教學的組織、課堂探討機制的構建以及考核機制的設計等。通過這些改革,建立了一套完善的研究生高級計算機網絡課程的理論和實踐教學體系,構建了網絡高級技術專題、網絡基本設計原則、網絡實踐教學和論文閱讀研討寫作的研究生高級計算機網絡教學模式,實現了基礎理論和前沿研究并重、理論教學和實踐訓練并行,使學生真正掌握和理解理論知識,提高動手能力,這一教學實施模式在實踐中取得了較好的效果。然而,計算機網絡是一個迅猛發展的學科領域,新的技術和應用層出不窮,在后續的教學實踐過程中,我們將關注這些新變化,并不斷對課程進行相應的改革創新,達到傳授知識、提升能力的教學目標。
參考文獻:
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在職業教育中,計算機網絡教育是一個重要內容,特別需要講究教學方法,如此才能提高教學效果,且將計算機網絡教育真正運用于生活實踐之中。
第一,計算機網絡教學的理念。
計算機網絡教學是指依托現代信息技術手段,開發和利用網上教育資源,建立開放、交互動態的網絡教學平臺,全面實現網絡資源的交流與共享,用教育信息化手法推進教育現代化。
第二,計算機網絡教學的條件。
(一)硬件方面的條件
(1)計算機網絡。計算機網絡教學不僅僅具備職業教育局域網的功能,同時必須能夠連通Internet,保證計算機網絡暢通無阻。建立計算機網絡平臺,主要包括以下內容:教學新聞、新課程改革、教學考試研究、課題研究、專題研究、教學論壇、教學論文、教學計劃、教學通知、學科動態、教學論文、教學規劃、課外活動等欄目??梢园l揮計算機網絡速度快、信息及時、不受時間空間限制等優點,且還有透明度、參與面與交流面都較大的優勢,有利于積極開展計算機網絡教學。在這個過程中,可以及時有效地為基層提供服務的基礎,并促進教學觀念的更新,有益探索已經實行多年的傳統的教學方式,進一步提高教學研究工作和教學管理工作的水平,保證教學質量和效益。
(2)保障基本硬件。這里的硬件包括辦公室配備的臺式計算機,安裝上基本常用的辦公軟件,配備專職計算機網絡管理人員并進行定期和不定期的維護,保證計算機網絡的暢通。
(二)軟件方面的條件
(1)關于職教教師的素質
第一是要轉變職業教育教師傳統的教學理念,新課改的啟動,出現了新理念、新課堂、新課題。教育教學必須以教師發展為本,必須確立教師在教育教學工作中的主體地位,讓教師成為教學研究的主人,通過教學研究來培養教師、提高教師綜合素質,以服務于教師的自我發展和價值實現;教育教學研究必須以學生發展為根本,教育教學研究要研究學生,符合學生的身心發展規律,尤其是要解決學生發展過程中存在的一些疑難問題,必須有針對性,追求實效性。學??梢岳脴I余學習時間組織舉辦計算機網絡教學培訓班,對全體教師進行了網絡教學的相關培訓。
其次是強化教師的信息素養,讓每上位教師都會熟練使用計算機和網絡,學會在計算機網絡上收集尋找各種有關的教育信息和教育資源。在這一點上,我們衡水職教中心已經向全體教師明確提出了開展計算機網絡教學的規定與要求,并開展網絡教研,以整體提升教師利用現代教育技術開展教學研究的能力,提高教學研究活動的水平、質量以及效益。
再次就是調動教師的學習積極性。一個優秀的教師應該是一個勤勉學習、不斷充實自我的人,特別是在當今的信息時代,社會生活如此豐富多彩,一天不學習就有可能落在后頭,每天都有許許多多多的新知識需要掌握,每刻都有許許多多的新見解需要明了,因而教師必須加強自身學習。這種學習不僅僅是在業務方面,更重要的是涉及到教育教學的方方面面,盡管我們不一定將名山大川都走遍,但行萬里路和讀萬卷書的價值內涵是一樣的,計算機網絡資源如此復雜,理所當然應該成為教師學習的有力工具。
最后,對教師參加計算機網絡教學進行合理分工,可以根據每位教師的自身特點來制定合理的分工合作計劃,進而使計算機網絡教學做到有章可循、有條不紊、按部就班的順利開展。
(2)關于教學氛圍的營造
如果一個學校要具有濃郁的教科研學術氛圍,就必須制定出相應的規章制度,以鼓勵教師進行計算機網絡教學,同時對不積極參加教學研究的教師要給予相應的懲罰,使他們變壓力為動力,這樣才會促使老師們增強教學科研意識,提高他們參與的主動性和積極性;另外還要采用新老教師結對子的方式,巧借新教師的活力和老教師的經驗形成優勢互補,如此就會將計算機網絡教學如火如荼地開展起來。
第三,計算機網絡教學的流程。
一是要制定出詳細的教學計劃,按學習小組劃分為不同的特長或興趣小組,各小組分工協作。二是要收集資源,根據各自小組的實際情況進行資源的收集工作,收集的范圍不限定,可以是原創的論文、教案、課件,也可以是計算機網絡中的優秀教學資源,這項工作應該有專人負責,整個過程要有詳細的資源收集記錄。 三是關于教學資源的整理。我們要對收集到的各種資源進行分門別類地整理,形成各學習小組的資源庫,定期或者不定期的對資源庫進行整理。四是資源的上傳,要根據教研計劃,對資源庫內的資源進行上傳,形成校園資源庫,對所有的資源進行共享,實現資源的最優化,體現計算機網絡教學的優勢――開放、交互動態的計算機網絡教學平臺。五是總結交流,我們要定期進行計算機網絡教學的總結和經驗交流,不斷提高計算機網絡教研的實效性和實用性,對出現的問題要積極探求解決方法,同時也可以通過學校網站對出現問題進行及時反饋。
第四,計算機網絡的教學成果。
關鍵詞:教學方法;教學手段;實踐教學;計算機網絡;
中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)35-0071-02
一、概述
聯合國教科文組織公布的《國際教育標準分類法》根據人才類型和培養目標,將高等教育第5級分為5Al、5A2和5B三種類型,分別培養學術研究型人才、應用型專門人才和實用型職業技術人才[1]。之所以這樣區分,一方面,為適應經濟、社會發展的需要,高校人才培養服務出現了重心下移、注重實踐和應用的趨勢,出現了以職業崗位需要為價值取向的大眾化高等教育,以適應社會人才需求多樣化、多層次的要求;另一方面,伴隨著高等教育的大眾化,發展應用型本科教育成為高等教育改革與創新的突破口。應用型人才培養要求學生具有較強的專業實踐操作技能和扎實的專業理論知識,這就要求在專業培養方案中針對課程的安排要有科學性和可操作性,不僅要考慮課程設置、課時安排、學分大小,還要針對每門課進行有針對性的教學大綱、考試大綱和實驗大綱的設計,以這些綱領性的文件來指導課程的教學,計算機網絡是當今本科院校計算機相關專業普遍開設的課程,尤其是信息技術飛速發展的今天,有線和無線通信非常普及,多種通信終端的智能化給人們的生活帶來了便捷,人們可以通過網絡發送消息、繳費、轉賬和學習等等,人們的日常生活已經離不開計算機網絡技術,計算機網絡的建設和管理也需要大量的計算機人才,因此計算機網絡課程的教學直接關系到學生能否熟練掌握計算機網絡的相關理論和實踐操作技能,能否能進行網絡的分析、設計及維護;另一方面,計算機網絡課程在本科教學的課程體系中一般是作為專業基礎課進行教學的,所以有很多課程是這門課的后續課,計算機網絡課程教學效果會直接影響后續課的教學質量,所以做好計算機網絡課程的教學極其重要。計算機網絡課程的教學要服從學校的培養目標,有的學校注重培養研究型人才,而有的學校注重培養應用型人才,人才培養定位不同,教學的思路、方法和側重點也不一樣,同一個學校不同專業的培養方案和要求也不一樣。應用型人才培養的重點是培養學生的實踐動手能力,培養出的人才能夠很快為企事業單位提供網絡建設與管理服務,同時也要具有一定的理論水平,能夠參與相關考試的競爭。本文以我校計算機網絡專業為例,闡述在應用型人才培養模式下如何做好計算機網絡課程的教學,主要從教學的重難點、教學方法、教學手段和實踐教學四個方面進行探討。
二、教學重難點的解決
計算機網絡課程對于計算機網絡專業學生而言,具有重要的地位,為了明確計算機網絡課程教學的重難點,要求在教學大綱、考試大綱和教案中有充分的體現,為了使學生更好地掌握課程教學的重難點,使學習更有針對性和高效率,在教學過程中采用下列方法:
1.結合學生實際情況采用自編的計算機網絡教材,在教材中明確重難點內容,除了計算機網絡的基本理論和技術外,針對重難點內容使用大量實例來解釋說明,學生通過閱讀教材能較好地掌握重難點內容。
2.課堂講授時,在正常的教學之外,根據教師相關的科研成果和經驗并結合一些典型案例來講解重點的理論與技術,加深學生對重點理論和技術的理解,提高學生的學習興趣和教學效果。
3.通過實踐教學來解決課堂理論教學無法解決的重難點問題,利用H3C網絡實驗室、銳捷網絡實驗室、綜合布線實驗室和網站建設與管理實驗室進行實踐教學,為了提高學生的學習效果,除正常的實驗教學外還開設了業余的開放實驗,學生自主實驗、討論分析,利用實驗理解網絡教學中的重難點內容。
4.布置教學中的重難點內容,讓學生自主學習,通過書籍或網絡資源查找相關技術和應用資料,通過分析來學習網絡相關理論和技術,從而使學生熟練掌握和理解所學的重要內容。
5.網絡教學平臺促進教學的互動和便捷,通過平臺進行網上答疑,設計針對重難點內容的專題案例,針對這個案例進行討論,解決學生學習中遇到的疑難問題,培養學生分析解決問題的能力。
三、教學方法的多樣化
1.理論知識教學采用講授法。計算機網絡相關理論知識具有系統性和邏輯性強的特點,采用什么樣的教學方法不僅能使學生掌握扎實的理論而且又能夠構建全面系統的知識體系?經過計算機網絡課題組老師多年教學經驗的積累并經過充分研討認為,講授法是計算機網絡課程教學的主要方法。講授法是以教師為主導,但是也要不同于傳統的“填鴨式”教學,在教學過程中要時刻關注學生聽課狀態的變化,如果課堂氣氛比較沉悶,說明教學效果并不是很好,這時就應當進行一定程度的課堂提問,提問的問題必須具有針對性,在備課階段就應當對問題進行精心準備,因為提問不僅是為了活躍課堂氣氛,而且是通過這種方式提高學生課堂的學習效果,根據學生掌握情況確定問題的難易程度,問題或者以理論為主或者以實踐應用為主,課堂采用什么樣的提問方式,提問什么樣的學生,提出多少問題……這些都是課堂講授法教學過程需要認真思考的問題。講授法教學必須精心于教學設計,教學設計不僅僅體現在課堂提問上,而是體現在課堂教學的各個環節,包括課堂教學內容的設計,重難點內容的定位,課堂內容的時間分配,課前和課后的活動設計等諸多方面,總之,講授法要求教師在有限的時間內將計算機網絡課程的理論知識傳授給學生,使得學生學有所得,學有所用,但講授法教學必須同步于教學的發展,不能過于教條僵化。
2.成熟技術采用導學法。導學法教學[2]是在啟發式教學法的基礎上發展演化而來,它包括“提出問題―自學―答疑―學生回答―教師講評”幾個教學環節。它要求以技術點作為基本的問題單元點,因為對于技術的學習和理解不僅僅是教師的講授,更關鍵的是學生自主的學習,不僅僅學習某個技術的理論,還要學習它的應用、它的相關聯技術、最新的發展趨勢等,所以教師要具備深厚的理論知識、較強的操作能力和對這項技術的熟練應用,在此基礎上結合學生的基礎、學習情況和教材內容提出相關問題,布置學生課后自學,對于自學效果的檢驗可采用學生課堂講解或書面作業的形式,最后由教師根據學生完成的情況進行評述和總結。
3.新技術采用研究法。研究法教學就是在教師指導下,根據課程學習的需要,由教師給出針對性的研究性課題,指出具體的研究內容和思路,學生通過查閱資料、實驗、討論和邏輯思考等學習方法進行綜合研究,在研究中不斷學習和探索。計算機網絡新技術的發展層出不窮,如何在傳授傳統基礎理論的同時,向學生講授網絡新技術?研究法教學對學生學習網絡新技術是非常有效的,教師選取的課題一定要新穎,內容具有針對性,能夠體現最新的網絡技術并對學生具有吸引力,課題成果以論文的方式提交,論文的結構、邏輯性要體現本科生論文的水平,要有自己的創新點,這里的創新點指的是對新技術的理解必須有自己獨到的見解,而不是復制別人的內容,定期組織召開論文交流會,對于好的論文推薦到有關期刊發表,通過這種方法使學生能學習到最新的技術并提高他們的自學能力。
4.總結采用案例教學法。案例教學法3]是在教學中設計案例教學情景,以學生為主體,引導學生根據案例內容進行學習、分析和提問,對實際問題和某一特定事實進行交互式學習的過程。計算機網絡課是一門實踐性很強的課程,良好的教學效果必然依托功能完備的網絡實驗室,雖然我院有H3C實驗室、銳捷實驗室和綜合布線實驗室,但是教學班級多且功能并不完備,這就制約了學生對計算機網絡課程的全面系統學習。所以在教學中選擇校園網作為案例。從建網的需求、拓撲結構、傳輸介質、交換設備的選擇做一個全面的分析講解,將理論基礎和實踐應用相結合,促進學生對網絡實際應用的理解。
四、教學手段的現代化
1.多媒體教學促進教學效果的提升。參考華三網絡工程師培訓電子教材、銳捷實驗室建設資料和豐富的網絡資源,網絡課題組教師精心設計了多媒體教學課件,針對難以理解的概念或難以用語言描述的過程,引進Flas制作手段,使得教學過程豐富生動,增加了學生的學習興趣,加深了對教學內容的理解。多媒體教學手段不僅僅體現在課件的制作上,還體現在利用網絡遠程管理功能向學生演示校園網服務器和交換設備的具體配置上,通過查看校園網的配置使學生真正理解網絡基礎理論在實踐應用中的作用,所以多媒體教學是一種現代化的、提高教學質量必不可少的重要教學手段,
2.教學輔助管理系統實現教學過程管理。我院的學生基礎不扎實,自我學習能力較差,課后不能主動復習,學習效果并不好,因此為了督促學生學習,課題組教師開發了教學輔助管理系統,管理系統是教師和學生的互動平臺,學生可以在上面提出問題,教師進行解答,學生也可以就某個問題展開討論,教師可以布置作業并對作業進行評判,同時為了使學生更好地學習這門課程,學生可以在系統平臺上練習教師的習題,教師根據教學內容精心設計習題庫并定期更新,講授完某一內容后,學生必須按照要求完成教學平臺上的習題,習題成績作為期末成績考核的一部分。通過教學平臺實現了師生的課后互動,促進學生對教學內容及時消化,使教師能夠對學生的學習情況進行全程跟蹤。
五、合理的實踐教學設計
實踐教學設計的目的是為了加強理論與實踐相結合,充分調動學生學習積極性和主動性,促進學生真正掌握計算機網絡的基本理論和實踐技能,使其分析問題、解決問題和創新能力進一步提高,培養學生良好的學習方法與獲取知識的能力,在實踐教學課程設計過程中,充分利用H3C網絡實驗室、銳捷網絡實驗室、綜合布線實驗室、網站建設與管理實驗室和校園網的實際環境,進行具有針對性和實效性的實踐教學設計,采用如下幾種方法:
1.利用書本上、網絡上或者自編的實驗方案,讓學生在課后開展小組討論,然后在課堂上進行小組交流,最后再到實驗室進行驗證,全程老師進行指導,并結合理論強化學生的理解,通過討論讓學生更好地理解理論知識和實踐操作技能,同時也加深了對計算機網絡基礎理論知識的理解,掌握計算機網絡操作的相關技術。
2.在實踐教學中,以學生為認知主體,充分調動學生的積極性和主動性,著力培養學生良好的學習方式與獲取知識的能力。在進行實驗課之前讓學生預習,針對實驗的內容方案自主進行分析,查閱資料熟悉方案,在實驗過程中發現問題、解決問題,在實驗結束后要在實驗報告中寫出每一次實驗的目的、可能遇到的問題及如何解決等,充分體現“教師指導下的以學生為中心”的教學模式。
3.利用我院校園網的實際應用平臺,選擇具有一定基礎和實踐能力的學生參與到校園網的管理與維護(包括服務器軟硬件系統、交換路由設備和綜合布線)工作中,經常性地帶領學生參觀企業和校園網,使學生在實際的網絡環境中得到充分鍛煉。
4.結合網頁技能訓練的要求,以任務驅動形式(建立部署Web網站)引導學生學習計算機網絡知識,在一臺服務器上建立web站點的多個虛擬目錄和ftp賬號,學生們可以將自己設計的網頁上傳到web站點自己的虛擬目錄中,可以在校園網的任何終端訪問自己的網站,提高了學生的學習興趣和學習效果。
六、總結
本文針對計算機網絡課程教學提出了應用型教學思路,從教學的重難點、教學方法、教學手段和實踐教學四個方面進行研究和探討。計算機網絡課程旨在培養學生的實際動手能力,采用多種手段使學生了解本課程的教學重難點,使學習有的放矢,提高學習效率;在教學方法上采用講授法教學、導學法教學、研究法教學、案例法教學;在教學手段上采用多媒體教學、教學輔助管理系統教學;在實踐教學上采用實驗模擬和參與網絡維護等方法,通過多年的教學表明這些方法提高了學生的實踐操作能力和專業知識水平。
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摘要:本文對“計算機網絡”課程的地位和作用、課程的歷史沿革以及“計算機網絡”課程建設實踐等幾個方面進行討論,最后探討了“計算機網絡”課程未來的發展。
關鍵詞:計算機網絡;核心課程;課程建設
中圖分類號:G642
文獻標識碼:B
1“計算機網絡”課程的地位和作用
計算機網絡課程是一門重要的專業基礎課。該課程的宗旨是使學生系統地掌握計算機網絡體系結構、核心概念和工作原理,掌握網絡協議的分析和設計方法,并對各種網絡技術以及網絡管理、網絡安全的基本原理、基本方法和相關技術有所了解,能夠開發網絡應用,使學生初步具有對計算機網絡進行分析、設計、開發、應用、維護和管理的能力。
國防科技大學計算機網絡教學伴隨計算機學院高性能計算機系統研制的不斷推進而發展。80年代初,為適應計算機網絡技術發展的需要,盧錫城、竇文華、龔正虎等幾位青年教師被學校派往國外一流計算機系作訪問學者,主攻計算機網絡。他們回國以后,立即參與銀河并行巨型計算機系統、銀河“玉衡”核心路由器以及高速交換機的研制工作,獲得多項國家級科研成果大獎。與此同時,高水平的計算機網絡教學如火如荼開展起來。
從1986年開始,計算機網絡作為主干課列入本科生教學計劃,教學大綱、教學內容、教材、實驗內容都瞄準國際一流水平建設,課程質量全面提升。90年代中期,網絡就是計算機成為共識,以因特網為代表的強大應用需求與自身一系列重大教學與科研工程的成功實施,使計算機網絡學科方向得到長足發展并成為計算機學院最主要的學科方向之一。
1997年啟動的“211工程”項目“軍用網絡與分布計算技術實驗室”建設,對提升本課程教學水平起到了重要作用。隨著“985工程”、“211工程”二期建設計劃的推進,該專業方向在師資隊伍、人才培養、科學研究、教學環境等方面呈現出鮮明的特色,整體水平在國內名列前茅,成為全國計算機網絡人才培養與科研的重要基地之一。
2002年,我們重新修訂了本科教學計劃,相關課程的教學大綱、教材建設、教學實驗等得到進一步規范,教學內容得到進一步拓展。2004年,我們率先在國內成立網絡工程系,設置網絡工程專業,使得計算機網絡的教學及教學管理提高到了一個新的層次,該專業首批本科學員已于2006年畢業。
目前,計算機網絡課程已經形成以高水平科研作支撐,教學科研相互促進;穩定的國際合作與學術交流,奠定逐步進入國際一流的堅實基礎;優秀的教學團隊,為課程改革創新提供人才支持的鮮明特色。2007年,計算機網絡課程被評為國家精品課程。
2“計算機網絡”課程建設實踐
(1) 以科研促教學,深化教學改革,培養高水平人才
我們將科研看作是提高教學質量的根本性途徑,積極引導和鼓勵教員申請國家和軍隊科研項目,幫助教員在優勢方向上開展深入研究。近5年來,以青年教師為主體的教學團隊承擔的代表性的課題包括國家自然科學基金4項、國家863課題3項、教育部博士點基金課題1項、總裝武器裝備預研課題2項,國防預研重點基金1項。通過從事高水平科研,教師適時將計算機網絡的最新的學術成果、最前沿的研究方向、個人的科研心得體會帶入課堂。教師在授課過程中適時采用科研中的案例,結合工程經驗講解原理,既擴展了學生的知識面,又使彌補了課堂教學的枯燥性,深受學員們歡迎。以高水平的科研促教學,教學與科研互為依托,相互促進,協調發展,亦確保了教學團隊的學術水平和教學水平不斷提升。年輕人才脫穎而出,蔡志平博士在網絡入侵檢測和預警研究上取得很好的成績,2006年獲得國家自然科學基金課題、湖南省自然科學基金課題各一項。蔡開裕副教授多年來參加“北斗一號”雙星定位信息處理分系統課題。朱培棟副教授一直從事網絡核心設備研制,先后有多個科研項目通過技術鑒定。
在計算機網絡課程教學上,我們緊跟國際權威計算機教學計劃,深化教學改革,以優勢學科和高水平科研為基礎,將本、碩、博三個層次統籌考慮,優化教學內容,構建實踐性教學體系,創新教學方法,不斷提高計算機網絡教學的教學質量,為軍內外培養了大量高水平計算機網絡方面的人才。
竇文華教授指導的博士生張鶴穎在計算機網絡權威學術會議SigCom’03發表學術論文“Design of Robust Active Queue Management Algorithm Based on Feedback Compensation”,這是我國在該會議上的第二篇論文,其研究成果對于推動網絡擁塞控制技術的發展具有重要的理論意義和應用價值,被提名參加2008年全國優秀博士論文評選。
(2) 加強國際合作和學術交流,努力提高人才培養水平
為了進一步培養高層次創新人才,我們積極拓展與境外大學的合作培養。2005年,學院在香港建立“國防科大/香港理工大學聯合實驗室”,多位博士生在香港開展高水平合作研究。李東升博士在計算機網絡國際頂級學術會議InfoCom’05上“FISSIONE: A Scalable Constant Degree and Low Congestion DHT Scheme Based on Kautz Graphs”。
2005年8月,盧錫城院士會同美國國家自然科學基金委員會計算機網絡部主任趙偉教授主持第三屆計算機網絡與移動計算國際會議(ICCNMC’05)。竇文華教授與四位頂尖計算機專家D. Towsley、J. Stankovic、L. Ni和張曉東教授一起主持網絡技術前沿主題會。近5年來,20多位海外知名計算機網絡專家到我院作學術報告,與本團隊開展廣泛的學術交流。徐明教授積極拓展無線網絡與移動計算方向,帶領科研小組在移動數據查詢、無線傳感器網絡、無線Mesh網絡等領域做出多項創新性研究,在EURASIP Journal Wireless Communications and Networking,IEEE Transaction on Wierless Communication,IEEE PerCom’06,MOM’06等國際知名期刊與會議上發表了一系列高水平論文;同時徐明教授應邀多次訪問澳大利亞國立大學、新南威爾士大學、香港理工大學、香港科技大學并做多場學術報告,與上述學校建立了穩定的合作關系,同時還擔任IASTED International Journal of Computers and Applications國際學術期刊編委。
(3) 注重師資隊伍建設,培養優秀教學團隊
我們積極瞄準計算機科學與技術發展前沿,遵循高等教育發展規律,依據計算機網絡課程及其相關課程的教學目標以及人才培養類型的多樣化對教師隊伍的需求,每年制訂明確的隊伍建設規劃,重點突出青年教師的培養計劃,實施青年教師科學、合理、有序的引進和培養,不斷優化教師隊伍的年齡結構、知識結構和學緣結構。
例如,我們積極鼓勵青年教師參加國際、國內全學術交流會議以及全國和全軍的教學研討,選派青年教師前往國際知名大學進行訪問和學習;如姚丹霖副教授、朱培棟副教授多次出訪海外,參加InfoCom’04、MSN’06、ICOIN’07等國際學術會議,并將于近期出國進行交流訪問。鼓勵任課教師承擔和參與相關的前沿性、基礎性的科研課題;我們積極主辦全軍院校計算機課程教學研討會,并主持其中的計算機網絡教學專題研討;積極參與計算機網絡工程專業學科建設規劃、校重點課程論證報告以及計算機網絡專業教學團隊申請與建設,開闊教師的學術視野,提高他們的學術水平和教學水平。
(4) 努力改進教學方式,不斷創新教學方法和教學手段
在“計算機網絡”課程教學方式上,我們除了注重課堂教學外,特別強調實踐性教學。同時,在課堂教學方面,我們不斷創新教學方法和教學手段。針對計算機網絡的重點和難點內容,我們提出并實踐了“自底向上”與“自頂向下”相結合教學法、自主研究式學習法案例教學法、案例教學法、圖形解析教學法、虛擬實驗先行教學法等方法,不斷提高教學效果和教學質量。另外,在課程教學過程中,我們采用Packet Tracer軟件來模擬跟蹤網絡報文經過路由器和交換機之后各個字段所發生的變化,讓學員直觀地了解和掌握了路由器和交換機對網絡報文處理的過程。
在教學手段方法,除了引入多媒體教學。另外,我們投入了大量人力、物力開發了計算機網絡課程輔助教學系統NetDemo。該系統以動畫為主,結合文字和圖片,將問題的提出、解決問題的方法以及具體協議的工作過程通過動畫生動形象地展現出來,這樣既提高了學生的學習興趣,又提高了教學效果。多年的教學實踐表明,使用輔助教學系統可以達到寓教于樂、事半功倍的效果。同時,動畫形式極大地豐富了教學手段、活躍了課堂氣氛,激發了學員主動思考和創造的熱情。
在課程綜合設計實驗中,我們通過布置實驗題目,讓學員用EtherPeek或Sniffer軟件實時捕獲各種網絡報文并對捕獲到的網絡報文進行分析研究,使學員更直觀地理解各種網絡協議和報文。
為了提高實驗室的利用效率,增強實驗的效果,我們提前將NetSim模擬軟件發給學員,先讓學員在模擬軟件NetSim上熟悉路由器和交換機的配置方法和過程,最后才讓學員到實驗室,在真實的路由器和交換機上進行配置實驗,這樣既提高了實驗設備的使用效率,同時也提高了學員實驗的效果。
為了使學員鞏固對重難點內容的掌握,我們開發了一套“計算機網絡試題庫”并分發給所有學員使用,每學完一章/節,學員可以自主組題對所學內容進行測試,以驗證知識點的掌握情況并加以鞏固。
為了提高學生學習的主動性,方便學生的學習,我們積極構建網絡教學環境,通過網絡教學平臺和交流平臺,課程的教學資料并進行網上答疑、作業上交與批改等。通過該平臺交流教學課件,并能夠通過該平臺進行輔導答疑、提交/批改作業、模擬考試等,該平臺業已成為學員們學習網絡課程的好工具。
(5) 加強實踐教學條件建設,不斷完善實驗體系和內容
實踐是創新的源泉,創新來源于實踐。為了培養學生的創新精神、創新能力以及團隊精神和組織能力,我們不斷加強實踐教學條件建設,不斷完善實驗體系和內容。我們開設了“網絡工程課程設計”、“網絡攻防課程設計”等綜合實驗課程,是國內最早開設計算機網絡綜合實驗的學校之一。
多年來,學校和學院對本科教學傾斜支持,教學設施與教學設備技術先進,配套齊全,教學實踐環境和實踐配套設備逐年加強,基本滿足了學員學習的要求。計算機網絡課程被學校列入“十一五”重點建設課程,有望學校投入更多的建設經費。
目前,網絡實驗室均面向學生全時段開放。實驗室共有微機1300余臺,專用于網絡實驗的Cisco 2600、Cisco 8540 SR等多功能交換機及路由器20余臺、各種防火墻近10臺,還實現了無線Wi-Fi組網覆蓋。此外,多種模擬仿真軟件用于課程實驗教學,部分優異生甚至在大學三年級就進入導師的課題,從事混合網絡、光交換技術、無線傳感器網絡等研究項目。
學校建有本科學員創新實驗基地支撐了部分優秀學員進行創新實踐活動。授課教室全部為多媒體教室,裝備有高亮度的投影儀、實物投影儀等,每位授課教師都配發1臺筆記本計算機??梢哉f,教學實踐環境和實踐配套設備基本滿足課程實驗和綜合性課程設計的需要。
2008年初,本科計算機網絡與信息安全實驗室將于建成并投入運行,該實驗室將支持本科階段所有的網絡相關課程,將完全滿足本課程本科階段及其他相關網絡課程的實踐教學需要。
通過實踐教學環節,絕大部分學員真正掌握了計算機網絡的基本知識,綜合素質也得到了整體提高,并能很好地應用到實際中去,同時也增強了學員動手操作學習能力,使他們畢業后能迅速適應崗位的需要,取得了良好的效果。通過加強實踐體系與內容設計,使學生在實踐中學原理、在實踐中長才干。
(6) 緊跟學科前沿,編寫優秀教材
本課程的教材建設始終堅持引進原版教材和自編教材相結合的原則。最初,直接采用英文原版權威教材,Andrew S. Tanenbaum編寫的《Computer Networks》。采用外文原版教材,有利于學員迅速進入學科前沿,還促進了學員英語能力的提高。
論文摘要:該文結合高職院校的特點,首先分析了目前《計算機網絡基礎》課程的特點及教學中存在的問題,提出了一些提高高職院校《計算機網絡基礎》課程教學質量的措施與方法。
1概述
為了適應計算機科學技術發展的需要,也為了適合信息社會的需要,我國高校的計算機專業都開設了《計算機網絡基礎》這門課程,以培養綜合型人才。而根據高職院校的培養目標,在《計算機網絡基礎》課程教學方面不可能照搬本科院校的教學內容及模式。高職院校的《計算機網絡基礎》課程除了要求學生掌握一些計算機網絡的基礎知識和基本技能外,還需要注重培養學生的實踐能力,以及根據專業知識熟練應用計算機網絡的能力。那么如何對高職院校的學生因材施教呢?
2計算機網絡課程的特點
《計算機網絡基礎》是計算機專業的專業基礎課程。該課程具有概念復雜、理論和實踐性強、技術更新迅速等特點。計算機網絡是結合了計算機與通信兩大技術的一門綜合學科,涉及到兩種技術的大量概念。同時該課程是一門實踐性很強的學科。計算機網絡從誕生至今已歷經四代。隨著網絡社會的到來,計算機網絡更成為我們生活的一部分。計算機網絡技術是當今信息技術中發展最為迅速的技術之一.也是計算機應用中最活躍的領域。
3現行教學中存在的問題
3.1教與學之間缺乏良性互動。
激發學生學習的自覺性與積極性,是教學取得成功,使學生從被動接受知識變為主動探求知識的關鍵,師生間能否形成良性互動對學好這門課也很重要。目前,很多學校《計算機網絡基礎》課程采用傳統的單一教學方式,師生間缺乏良性互動,不能較好的激發學生的學習興趣。
3.2實驗條件不充分
《計算機網絡基礎》作為一門實踐性很強的課程,這就要求有專門的計算機網絡實驗室?!队嬎銠C網絡基礎》里面的許多知識點諸如路由協議,IP地址的配置等,沒有經過親自動手,很難掌握。而對于計算機網絡的安全性、局域網的設置,服務器的調整、設備的配置等很多實驗如果沒有親身實踐,也根本無法完全掌握。
3.3理論與實踐不能統一,
現在很多學生在學完《計算機網絡基礎》課程后僅僅知道OSI的七層模型和TCPdP協議,對于現實生活中是如何實現的就一無所知,無法將所學的知識用于解決實際問題。更有一些學生學完該課程之后連最子網掩碼的設置都不知道,就更別談網絡設備的設置和進行網絡管理了。
3.4教材編寫中不合理處較多
目前,這門課程最經典的教材是謝希仁寫的《計算機網絡基礎》,但那是本科院校適用的教材。我們高職院校所用的教材,理論知識太多,圖太少,使得許多理論知識不能完美地解釋。象路由協議那一節,僅有理論描述,對RIP、OSPF、BGP三個協議,沒有詳細地闡述其工作過程,這就不能讓學生很好地掌握。還有象TCP的三次握手那一節,三次握手中出現了SYN,ACK等術語,但前面并沒有對其詳細說明,這就讓學生莫名其妙了。
4課程改革目標與思路
4.1多元化教學與傳統教學相結合。以最大限度激發學生的學習興趣
在計算機網絡課程的教學中可以采用以下的教學法:①多媒體教學方法。利用多媒體課件將很多難以理解的知識點以直觀形象的方式演示出來。用PowerPoint等課件將知識點制作成動畫,可大大提高課堂效率。②類比教學方法。用實際應用和生活中人們熟悉的事物與計算機網絡中的概念、基礎理論進行類比,幫助學生直觀、形象化地理解和掌握計算機網絡理論知識,激發學生的學習興趣。③引導學生去公司參加各種實踐活動、參加網絡相關產品會、技術講座等,增進學生對市場的了解,并擴大學生的知識面。
4.2精選課程教學內容。優化課程內容體系
簡化OSI參考模型的內容,擴充事實標準TCPlfP的內容。伴隨著Internet的發展,TCP, P已成為事實上的標準,其協議應用廣泛,但它的參考模型的研究卻很薄弱。因此,為了保證計算機網絡教學的科學性與系統性,我們在教學中采納Andrew·S·Tanenbaum建議的一種層次參考模型,它吸取了OSI參考模型與TCP/IP參考模型二者的優點,是一種折中的方案,自上而下包括5層.即應用層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層、物理層。針對該課程理論性強的特點.在用多媒體上課時多增加了許多圖片以詳細說明。在講IP數據報的路由選擇那一節時,書上只有文字描述,本人講解時就增加了如圖1的例子。
根據這幅圖講解,學生很快就理解了IP數據報的路由選擇過程。在講TCP的三次握手時,我先對TCP提出報文作了詳細講解。特別對發送序號、接收序號ACK、SYN、FIN都作一一講解。然后再講TCP三次握手時,學生都聽明白了。
4.3增加學生動手機會
增加實踐課程,既能把理論知識與實踐相結合,也能培養學生的動手能力。實踐教學的目的是優化學生的素質結構、能力結構和知識結構,培養學生獲取知識、應用知識和創新知識的能力。對于應用性和實踐性很強的計算機網絡課程,實踐教學環節顯得尤為重要。我們在實踐課中專門安排了一節課讓學生做RJ一45接頭。事后證明,這節課很有意義。它不僅讓學生們都參與進來,還讓他們學到了實用技能。有幾個同學實驗課完后,馬上回去把自己損壞的RJ一45接頭換好了。這就大大激發他們的學習興趣。
信息安全論文3900字(一):探究計算機網絡信息安全中的數據加密技術論文
【摘要】隨著近幾年網絡信息技術的發展,社會生產和生活對網絡數據的依賴程度越來越越高,人們對網絡信息安全重視程度也隨之提升。對于網絡信息而言,信息數據安全非常重要,一旦發生數據泄露或丟失,不僅會影響人們正常生活和財產安全,甚至還會影響社會穩定和安全。在此基礎上,本文將分析計算機網絡信息安全管理現狀,探索有效的數據加密技術,為網絡環境安全和質量提供保障。
【關鍵詞】計算機;網絡信息安全;數據加密技術
引言:信息技術的普及為人們生活帶來了許多便利和幫助,但是由于信息安全風險問題,人們的隱私數據安全也受到了威脅。但是,目前計算機網絡環境下,數據泄露、信息被竊取問題非常常見,所以計算機網絡信息安全保護必須重視這些問題,利用數據加密技術解決此難題,才能維護網絡用戶的信息安全。因此,如何優化數據加密技術,如何提升網絡信息保護質量,成為計算機網絡發展的關鍵。
1.計算機網絡安全的基本概述
所謂計算機網絡安全就是網絡信息儲存和傳遞的安全性。技術問題和管理問題是影響計算機網絡安全的主要因素,所以想要提升網絡信息安全性能,必須優化信息加密技術和加強信息管理控制,才能為計算機網絡安全提供保障。將數據加密技術應用于計算機網絡安全管理中,不僅可以提升數據保護權限,限制數據信息的可讀性,確保數據儲存和運輸過程不會被惡意篡改和盜取,還會提高網絡數據的保密性,營造良好的網絡運行環境。因此,在計算機網絡快速發展的環境下,重視網絡信息安全管理工作,不斷優化數據加密技術,對維護用戶信息安全、保護社會穩定非常有利。
2.計算機網絡信息安全現狀問題
2.1網絡信息安全問題的緣由
根據網絡信息發展現狀,信息安全面臨的風險多種多樣,大體可分為人文因素和客觀因素。首先:網絡信息安全的客觀因素。在計算機網絡運行中,病毒危害更新換代很快,其攻擊能力也在不斷提升,如果計算機防御系統沒有及時更新優化,很容易遭受新病毒的攻擊。例如,部分計算機由于系統長時間沒有升級,無法識別新木馬病毒,這樣便已遺留下一些安全漏洞,增加了信息安全風險。同時,部分計算機防火墻技術局限,必須安裝外部防護軟件,才能提升計算機網絡防護能力。其次:網絡信息安全的人文因素。所謂人為因素,就是工作人員在操作計算機時,缺乏安全防護意識,計算機操作行為不當,如:隨意更改權限、私自讀取外部設備、隨意下載上傳文件等等,嚴重影響了計算機網絡數據的安全性,涉密數據安全也得不到保障。例如,在連接外部設備時,忽視設備安全檢查工作,隨意插入電腦外部接口,容易導致計算機感染設備病毒,導致計算機網絡信息安全受到威脅。
2.2計算機網絡信息安全技術有待提升
信息安全是計算機網絡通信的重要內容,也是計算機網絡通信發展必須攻擊的難題。隨著信息技術的發展,我國計算機信息安全防御技術也在不斷創新升級,能夠有效應對病毒沖擊危害,但是相比先進國家而言,我國計算機信息技術起步較晚,網絡信息安全技術也有待提升。例如,根據我國計算機網絡信息安全現狀,對新病毒的辨識能力和清除能力較弱,無法有效控制病毒侵害,這對信息安全保護和系統運行都非常不利。因此,技術人員可以借鑒他國安全技術經驗,構建出針對性的信息安全防護技術,優化計算機系統安全性能,才能為網絡信息安全傳輸提供保障,避免造成嚴重的安全事故。
3.數據加密技術分析
3.1對稱加密技術
所謂對稱機密技術,就是指網絡信息傳輸中所采用的密鑰功能,利用加密和解密的方式,提升傳輸數據的安全性,常常被應用于電子郵件傳輸中。同時,對稱加密技術具有加密和解密密鑰相同的特征,所以密鑰內容可以通過其中一方進行推算,具備較強的可應用性。例如,在利用電子郵件傳輸信息時,傳輸者可以采用加密算法將郵件內容轉化為不可直接閱讀的密文,待郵件接收者收到數據信息文件后,再采用解密算法將密文還原可讀文字,既可以實現數據傳輸加密的目的,又能確保交流溝通的安全性。從應用角度來講,對稱加密技術操作簡捷方便,并且具備較高的安全度,可以廣泛應用于信息傳輸中。但是,對稱加密技術欠缺郵件傳輸者和接收者的身份驗證,郵件傳輸雙方密鑰有效的獲取途徑,所以也存在一定的安全風險。
3.2公私鑰加密技術
相對于對稱加密技術而言,公私鑰加密技術在進行信息加密時,加密密鑰和解密密鑰不具備一致性,密鑰安全性更佳。在公私鑰加密技術中,信息數據被設置了雙層密碼,即私有密碼和公開密碼,其中公開密碼實現了信息數據加密工作,并采用某種非公開途徑告知他人密鑰信息,而私有密碼是由專業人員保管,信息保密程度高。因此,在采用公私鑰加密技術時,需要先對文件進行公開密鑰加密,然后才能發送給接收者,而文件接收者需要采用私有密鑰進行解密,才能獲取文件信息。在這樣的加密模式下,網絡數據信息安全度提升,密碼破解難度也進一步加大,但是這種加密方式程序較為復雜,加密速度慢,無法實現高效率傳播,加密效率相對較低,不適用于日常信息交流傳輸。
3.3傳輸加密和儲存加密技術
在計算機網絡信息安全保護中,數據傳輸加密、儲存加密是重點保護內容,也是信息數據保護的重要手段,其主要目的是避免在數據傳輸過程中被竊取和篡改風險問題。線路加密和端對端加密是兩種主要的傳輸加密方式,實現了傳輸端和傳輸過程的信息安全保護工作。例如,傳輸加密是對網絡信息傳輸過程中的安全保護,通過加密傳輸數據線路,實現信息傳輸過程保護,如果想要停止加密保護,必須輸入正確的密鑰,才能更改數據加密保護的狀態。端對端加密技術是在信息發送階段,對數據信息實施自動加密操作,讓數據信息在傳遞過程中呈現出不可讀的狀態,直到數據信息到達接收端,加密密碼會自動解除,將數據信息轉變為可讀性的明文。此外,存取控制和密文儲存是儲存加密的兩種形式。在存取控制模式中,信息數據讀取需要審核用戶的身份和權限,這樣既可以避免非法用戶訪問數據的問題,又能限制合法用戶的訪問權限,實現了數據信息安全等級分層保護。
4.計算機網絡信息安全中數據加密技術的合理應用
4.1數據隱藏技術
在網絡信息數據加密保護中,將數據信息屬性轉變為隱藏性,可以提升數據信息的可讀權限,提升信息安全度。因此,將信息隱藏技術應用于網絡信息加密工程中,利用隱蔽算法結構,將數據信息傳輸隱蔽載體中,可以將明文數據轉變為密文數據,在確保信息安全到達傳輸目的地時,再采用密鑰和隱蔽技術對數據信息進行還原,將密文數據還原成明文數據。例如,在企業內部區域網絡信息傳輸時,便可以采用數據隱蔽技術控制讀取權限,提升網絡信息傳遞的安全性。因為在企業運行模式下,一些企業信息只限于部分員工可讀取,尤其是一些涉及企業內部機密、財務經濟等數據,所以需要采用隱蔽載體技術,通過密鑰將隱藏的提取數據信息。在這樣的加密模式下,企業數據信息安全性得到保障,不僅可以實現信息數據高效率傳播,還降低了二次加密造成的安全隱患,控制了員工讀取權限,對企業穩定發展非常有利。
4.2數字簽名技術
相比公私鑰加密技術而言,數字簽名技術更加快捷便利,是公私鑰加密技術的發展和衍生。將數字簽名技術應用于網絡信息安全中,在數據傳輸之前,傳輸者需要先將數據文件進行私有密鑰加密,加密方式則是數字簽名信息,而數據文件接收者在收到文件信息后,要使用公共密鑰解密文件。由此可見,數字簽名技術在公私鑰加密技術的基礎上,增加了權限身份的審核程序,即利用數字簽名的方式,檢查數據文件傳輸者的權限和身份,進一步提升了網絡信息傳輸的安全性。同時,在計算機網絡信息安全管理中,根據信息數據管理要求,靈活運用對稱加密技術、公私鑰加密技術和數字簽名技術,充分發揮各項加密技術的優勢作用,落實數據傳輸和存儲加密工作。例如,針對保密程度較低的數據信息而言,可采用靈活便利的對稱加密技術,而對于保密級別較高的數據而言,即可采用數字簽名技術進行加密。通過這樣的方式,不僅可以保障網絡信息傳輸效率,優化信息傳輸的安全性能,還可以提升數據加密技術水平,為網絡信息安全提供保障。
4.3量子加密技術
隨著計算機信息技術的發展,數據加密技術也在不斷創新和優化,信息安全保護質量也隨之提升。相比以往的數據加密技術而言,量子加密技術的安全性更好,對數據安全控制效果更佳。將量子力學與加密技術進行有效融合,既可以實現數據傳輸時的加密操作,又能同時傳遞解密信息,節省了單獨的密鑰傳輸操作,加密方式也更加智能化。例如,在網絡信息傳輸中,一旦發現數據傳輸存在被竊取和被篡改的風險,量子加密技術會及時作出反應,轉變數據傳輸狀態,而數據傳輸者和接收者也能及時了解數據傳輸狀況。這種數據加密方式一旦發生狀態轉變是不可復原的,雖然有效避免的數據泄漏風險,但可能會造成數據自毀和破壞問題。同時,由于量子加密技術專業性強,并且仍處于開發試用狀態,應用范圍和領域比較局限,無法實現大范圍應用。
5.結束語
總而言之,為了提升計算機網絡信息的安全性,落實各項數據加密技術應用工作非常必要。根據網絡信息安全現狀問題,分析了對稱加密、公私鑰加密、數據隱蔽等技術的應用優勢和弊端,指出其合理的應用領域。通過合理運用這些數據加密技術,不僅強化了數據傳輸、存儲的安全性,營造了良好的網絡信息環境,還有利于提升用戶的數據加密意識,促進數據加密技術優化發展。
信息安全畢業論文范文模板(二):大數據時代計算機網絡信息安全與防護研究論文
摘要:大數據技術的快速發展和廣泛應用為計算機網絡提供了重要的技術支持,有效提高了社會經濟建設的發展水平。計算機網絡的開放性和虛擬性特征決定了技術的應用必須考慮信息安全與防護的相關問題。本文介紹了大數據時代計算機網絡安全的特征和問題,研究了如何保證網絡信息安全,提出了3點防護策略。
關鍵詞:大數據時代;計算機網絡;信息安全與防護
進入信息時代,計算機網絡技術已經逐步成為人們的日常工作、學習和生活必備的工具,如電子商務、網絡辦公、社交媒體等。計算機網絡相關技術的發展也在不斷改變人類社會的生產模式和工作效率,實現全球各地區人們的無障礙溝通。但在網絡世界中,信息的傳播和交流是開放和虛擬的,并沒有防止信息泄露和被非法利用的有效途徑,這就需要從技術層面上考慮如何提高計算機網絡信息安全。特別是近年來大數據技術的高速發展,海量數據在網絡中傳播,如何保證這些數據的可靠性和安全性,是目前網絡信息安全研究的一個重要方向。
1大數據時代計算機網絡信息安全的特征
大數據是指信息時代產生的海量數據,對這些數據的描述和定義并加以利用和創新是目前大數據技術發展的主要方向。大數據的產生是伴隨著全球信息化網絡的發展而出現的,在這個背景下誕生了大量的商業企業和技術組織,也為各行各業提高生產力水平和改變生產模式提供了有效幫助。大數據時代的網絡特征首先是非結構化的海量數據,傳統意義上的海量數據是相關業務信息,而大數據時代由于社交網絡、移動互聯和傳感器等新技術與工具快速發展產生了大量非結構化的數據,這些數據本身是沒有關聯性的,必須通過大數據的挖掘和分析才能產生社會價值;其次,大數據時代的網絡信息種類和格式繁多,包括文字、圖片、視頻、聲音、日志等等,數據格式的復雜性使得數據處理的難度加大;再次,有用信息的比例較低,由于是非結構化的海量數據,數據價值的提煉要經過挖掘、分析、統計和提煉才能產生,這個周期還不宜過長否則會失去時效性,數據的技術和密度都會加大數據挖掘的難度;最后,大數據時代的信息安全問題更加突出,被非法利用、泄露和盜取的數據信息往往會給國家和人民群眾造成較大的經濟社會損失。傳統計算機網絡的信息安全防護主要是利用網絡管理制度和監控技術手段來提高信息存儲、傳輸、解析和加密的保密性來實現的。在大數據時代背景下,網絡信息的規模、密度、傳播渠道都是非常多樣化的和海量的,網絡信息安全防護的措施也需要不斷補充和發展。目前網絡信息安全的主要問題可以概括為:一是網絡的自由特征會對全球網絡信息安全提出較大的挑戰;二是海量數據的防護需要更高的軟硬件設備和更有效的網絡管理制度才能實現;三是網絡中的各類軟件工具自身的缺陷和病毒感染都會影響信息的可靠性;第四是各國各地區的法律、社會制度、宗教信仰不同,部分法律和管理漏洞會被非法之徒利用來獲取非法利益。
2大數據時代背景下計算機網絡安全防護措施
2.1防范非法用戶獲取網絡信息
利用黑客技術和相關軟件入侵他人計算機或網絡賬戶謀取不法利益的行為稱為黑客攻擊,黑客攻擊是目前網絡信息安全防護體系中比較常見的一類防護對象。目前針對這部分網絡信息安全隱患問題一般是從如下幾個方面進行設計的:首先是完善當地的法律法規,從法律層面對非法用戶進行約束,讓他們明白必須在各國法律的范疇內進行網絡活動,否則會受到法律的制裁;其次是構建功能完善的網絡信息安全防護管理系統,從技術層面提高數據的可靠性;再次是利用物理隔離和防火墻,將關鍵數據進行隔離使用,如銀行、證券機構、政府部門都要與外部網絡隔離;最后是對數據進行不可逆的加密處理,使得非法用戶即使獲取了信息也無法解析進而謀利。
2.2提高信息安全防護技術研究的效率
大數據技術的發展是非常迅速的,這對信息安全防護技術的研究和發展提出了更高的要求。要針對網絡中的病毒、木馬和其他非法軟件進行有效識別和防護,這都需要國家和相關企業投入更多的人力物力成本才能實現。目前信息安全防護技術可以概括為物理安全和邏輯安全兩個方面,其中物理安全是保證網路系統中的通信、計算、存儲、防護和傳輸設備不受到外部干擾;邏輯安全則是要保障數據完整性、保密性和可靠性。目前主要的研究方向是信息的邏輯安全技術,包括安全監測、數據評估、撥號控制、身份識別等。這些技術研究的效率直接影響著網絡信息安全,必須組織科研人員深入研究,各級監管部門也要積極參與到網絡管理制度的建立和完善工作中來,從技術和制度兩個方面來提高信息防護技術的研究效率。
2.3提高社會大眾的信息安全防護意識
目前各國都對利用網絡進行詐騙、信息盜取等行為進行法律約束,也利用報紙、電視、廣播和網絡等途徑進行信息安全防護的宣傳教育。社會大眾要認識到信息安全的重要性,在使用網絡時才能有效杜絕信息的泄露和盜用,如提高個人電腦防護措施、提高密碼強度等。各級教育部門也要在日常的教學活動中對網絡信息安全的相關事宜進行宣傳和教育,提高未成年人的安全意識,這都是有效提高信息安全防護能力的有效途徑。