单位文秘网 2021-10-15 08:12:08 点击: 次
摘 要:本文从《计算机网络》课程教学入手,结合计算机网络课程的特点及自身的教学实践,探讨了该课程的教学方法和教学手段。
关键词:网络课程教学;教学方法;实验教学
中图分类号:TP393-4
当今的时代是一个以网络为核心的信息时代,而要实现信息化就必须依靠完善的计算机网络。网络已经成为信息社会的命脉和发展知识经济的重要基础,网络对社会生活的很多方面以及对社会经济的发展已经产生了不可估量的影响。因此网络是新世纪人才必须掌握的基本理论和基本技能。
计算机网络是大学计算机专业的学生必修的一门重要的专业基础课。其教学目标是为以后计算机网络及其应用的学习和研究打下坚实基础,培养未来的网络设计人员和维护人员。
《计算机网络》课程的特点是在较深厚的理论基础之上,综合计算机软硬件技术和通信技术,具有很强的实践性,知识更新非常快。计算机网络知识是学生毕业后科研与工作所必需的基本知识与技能,因此《计算机网络》课程的教学必须有足够的前瞻性,这要求从课程设计、内容组织、教学方式等多个角度来组织教学工作。
我们在教学的设计上采取以下措施来提高教学效果,具体措施如下:
1 精选教学内容,精心组织教学
在内容编排上,针对计算机专业的《计算机网络》课程体系的核心,对计算机网络的工作原理进行分析。主要有四个方面:
1.1 计算机网络的分层体系结构的思想
在计算机网络技术中,网络的体系结构指的是通信系统的整体设计,它的目的是为网络硬件、软件、协议、存取控制和拓扑提供标准。现在广泛采用的是开放系统互连OSI(Open System Interconnection)的参考模型,它是用物理层、数据链路层、网络层、传送层、对话层、表示层和应用层七个层次描述网络的结构。你应该注意的是,网络体系结构的优劣将直接影响总线、接口和网络的性能。而网络体系结构的关键要素恰恰就是协议和拓扑。目前最常见的网络体系结构有FDDI、以太网、令牌环网和快速以太网等。
1.2 典型计算机网络体系结构和网络协议的分析
第一层:物理层(PhysicalLayer),规定通信设备的机械的、电气的、功能的和过程的特性,用以建立、维护和拆除物理链路连接。具体地讲,机械特性规定了网络连接时所需接插件的规格尺寸、引脚数量和排列情况等;电气特性规定了在物理连接上传输bit流时线路上信号电平的大小、阻抗匹配、传输速率距离限制等;功能特性是指对各个信号先分配确切的信号含义,即定义了DTE和DCE之间各个线路的功能;规程特性定义了利用信号线进行bit流传输的一组操作规程,是指在物理连接的建立、维护、交换信息是,DTE和DCE双放在各电路上的动作系列。在这一层,数据的单位称为比特(bit)。属于物理层定义的典型规范代表包括:EIA/TIA RS-232、IA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。
第二層:数据链路层(DataLinkLayer):在物理层提供比特流服务的基础上,建立相邻结点之间的数据链路,通过差错控制提供数据帧(Frame)在信道上无差错的传输,并进行各电路上的动作系列。数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用包括:物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。在这一层,数据的单位称为帧(frame)。数据链路层协议的代表包括:SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等。
第三层是网络层(Network layer)在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能会经过很多个数据链路,也可能还要经过很多通信子网。网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点,确保数据及时传送。网络层将数据链路层提供的帧组成数据包,包中封装有网络层包头,其中含有逻辑地址信息——源站点和目的站点地址的网络地址。如果你在谈论一个IP地址,那么你是在处理第3层的问题,这是“数据包”问题,而不是第2层的“帧”。IP是第3层问题的一部分,此外还有一些路由协议和地址解析协议(ARP)。有关路由的一切事情都在第3层处理。地址解析和路由是3层的重要目的。网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。在这一层,数据的单位称为数据包(packet)。网络层协议的代表包括:IP、IPX、RIP、OSPF等。第四层是处理信息的传输层(Transport layer)。
第四层的数据单元也称作数据包(packets)。但是,当你谈论TCP等具体的协议时又有特殊的叫法,TCP的数据单元称为段(segments)而UDP协议的数据单元称为“数据报(datagrams)”。这个层负责获取全部信息,因此,它必须跟踪数据单元碎片、乱序到达的数据包和其它在传输过程中可能发生的危险。第4层为上层提供端到端(最终用户到最终用户)的透明的、可靠的数据传输服务。所为透明的传输是指在通信过程中传输层对上层屏蔽了通信传输系统的具体细节。传输层协议的代表包括:TCP、UDP、SPX等。
第五层是会话层(Session layer)这一层也可以称为会晤层或对话层,在会话层及以上的高层次中,数据传送的单位不再另外命名,统称为报文。会话层不参与具体的传输,它提供包括访问验证和会话管理在内的建立和维护应用之间通信的机制。如服务器验证用户登录便是由会话层完成的。
第六层是表示层(Presentation layer)这一层主要解决用户信息的语法表示问题。它将欲交换的数据从适合于某一用户的抽象语法,转换为适合于OSI系统内部使用的传送语法。即提供格式化的表示和转换数据服务。数据的压缩和解压缩,加密和解密等工作都由表示层负责。
第七层应用层(Application layer),应用层为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。应用层协议的代表包括:Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。
1.3 数据通信的基本原理
详细介绍数据通信的理论基础和有关概念,数据传输、通信交换、传输介质及差错检测等技术的基本原理。这部分的学习,要使学生深刻体会到:计算机网络是计算机技术和通信技术密切结合的产物,数据通信是计算机网络的基础。数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。要在两地间传输信息必须有传输信道,根据传输媒体的不同,有线数据通信与无线数据通信之分。数据通信关注的是通信协议,也就是发送与接收的数据内容;比如串口通信,网络、USB通信等数字通信关注的是信道,包括调制解调方式等,比如无线、有线通信等。
1.4 经典而实用的网络协议的分析
Internet各层协议。内容包括TCP/IP协议簇中的网络互连层、传输层、应用层。介绍网络层的地位、功能、网络互连设备、常用路由选择算法、Internet网络互连协议;介绍传输层服务,传输层协议,Internet传输层协议;介绍应用层的地位和作用,应用层程序的实现结构,客户/服务器模式,文件传输、远程登录、域名系统、邮件、万维网、网络管理等常见网络应用的基本内容、标准和协议。要使学生清楚:Internet是使用网络互连协议将全世界的底层物理网络和主机互连起来的网络;本部分是以Internet为例介绍了网络体系结构中的网络层、传输层和应用层,要深刻理解和掌握IP协议、TCP协议和UDP协议内容;应用层提供的服务直接面向用户,必须使用传输层提供的传输服务;应该着手应用学到的网络知识和先行课程内容,查阅资料,试着设计和编写常用的应用层程序,或设计和扩展各层感兴趣的协议程序。
课堂教学采用以多媒体教学课件为主,黑板教学为辅的形式。用多媒体课件可以使教学内容直观、形象、易理解,也可增加内容的趣味性,同时也增加了信息量,提高课堂教学效率;同时对于需要推导的内容例如子网划分等,采用黑板加讲解的方法。
为了使复杂的问题变得易懂,在讲课中我们采用了生活中的类比事件,这样也增加了教学内容的趣味性。例如讲“协议”和“层”的概念时,使用了“邮政系统“的工作作为例子进行类比,讲解了发信方和收信方之间如何通过分层及协议来完成通信工作。再例如讲TCP拥塞控制时,使用城市中的交通问题作类比,使学生较为容易理解。
为了激发学生学习的主动性和积极性,有些课程内容的教学采用学生先预习泛读,然后提出问题或发表学习心得,老师回答学生提问,总结该内容的重点。
2 加强实验教学环节,设置配套网络实验
《計算机网络》课的实践教学环节是非常重要的。因此我们学院设有专门的计算机网络实验室。
实验室有课程专用服务器、路由器、交换机、工作站等硬件设备,还配备有操作系统软件(Windows2003 Server)、模拟实验软件和协议分析软件。
在实验内容上,结合课堂教学进度,完成以下方面的实验:
网络属性的基本配置以及简单的网络诊断工具使用。学生们通过学习和动手,能够自主对网络进行配置,还可以在网络出现故障时及时诊断问题所在。
使用网络的协议分析软件,对经典的协议进行分析,这使学生进一步加深对网络原理的理解。
学生在访问服务器时,不使用浏览器等工具,而是直接在命令行方式下输入客户端命令,对服务器端进行访问,这样学生可以深刻体会协议的具体工作过程和原理。
通过相关的网络实验教学,可以帮助学生理解课堂教学内容,提高学生的动手能力。
在几年的实验教学积累下,我们完成了计算机网络实验的教材编写。这样学生可以利用手头的这本教材有选择自主学习,完成网络实验。
3 建设网络教学资源,支持学生的自主学习
在学院提供的网站上,挂接电子教案、各章节知识要点、网络的作业、网络实验内容及指导、网络最新相关技术的文章等,为学生提供丰富的自主学习的资源。并且利用课后时间组织学生进行讨论,最大限度地发挥学生的学习积极性和自主性。
4 结束语
通过几年的努力,我们对《计算机网络》课程及其配套实验课程的教学进行了研究和探讨,并积累了一定的经验,在教学方面形成了自己的特色,对学生的能力培养上取得了良好的效果,受到了学生的欢迎。通过几年的教学,我们感到《计算机网络》课程教学是培养计算机学科人才的重要环节,因此在今后的教学工作中,我们还会继续努力、不断探索,努力改进课堂教学与实验教学方法,探索合理的实验环节,争取达到最好的培养效果。
参考文献:
[1]谢希仁.计算机网络(第5版)[M].北京:电子工业出版社,2010.
[2]周立元.基于资源的开放式网络课程建设模式研究[J].中国教育与科研计算机网,2006.
作者简介:阿不来提·吉力力(1964-),男,新疆人,教授,研究方向:嵌入式系统应用。
作者单位:和田师范专科学校 数学与信息学院,新疆和田 848000
(责任编辑:单位文秘网) )地址:https://www.kgf8887.com/show-149-96202-1.html
下一篇:光纤通信技术的研究与分析
版权声明:
本站由单位文秘网原创策划制作,欢迎订阅或转载,但请注明出处。违者必究。单位文秘网独家运营 版权所有 未经许可不得转载使用