淺談通信工程專業(yè)的計算機教學方法

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了淺談通信工程專業(yè)的計算機教學方法范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

1教學目標定位

1.1專業(yè)定位

院校可以根據(jù)自身特點對推薦的課程體系進行適當修改，進一步體現(xiàn)自己的辦學特色。高等教育首先是國民教育的一個組成部分，在具體課程體系設置和教學內容安排上應滿足高等教育的基本要求。但是高等教育又有其獨特的職業(yè)價值取向，即培養(yǎng)勝任第一任職的“基礎寬厚、信息主導、技指合一、全面發(fā)展”的高素質初級指揮人才。從CC2005劃分的專業(yè)來看，面向初級指揮崗位的通信工程專業(yè)更接近信息技術專業(yè)或信息系統(tǒng)專業(yè)，具體的需求可以表述為：在特定軍事應用環(huán)境下，通過選擇、創(chuàng)造、應用、集成和管理的網絡通信技術來滿足作戰(zhàn)需要，或者關注戰(zhàn)場信息資源的獲取、部署、管理及使用，并能分析戰(zhàn)場信息需求和相關的組織運用過程，詳細描述、設計、組織、維護與作戰(zhàn)目標相一致的網絡通信系統(tǒng)。筆者認為，使學員理解現(xiàn)代指揮信息系統(tǒng)的組成與工作原理，并在戰(zhàn)爭實踐中發(fā)揮作戰(zhàn)效能應該是教學的出發(fā)點和立足點，具體目標應該落實到針對網絡體系中的各種部件、裝備乃至系統(tǒng)做到“能組網、懂管理、會應用”，這應該是軍事院校通信人才培養(yǎng)的基本定位和鮮明特色。

1.2課程定位

計算機網絡是增強學員的信息素質至關重要的一門課程，這一觀念基本上已經形成普遍共識。由于計算機網絡是當展最快的信息技術之一，課程內容非常龐雜。而對于通信工程專業(yè)來說，計算機類課程學時非常有限，遠不能與地方高校同類專業(yè)相比。因此，在具體教學過程中，教學目標定位一直比較模糊。早期計算機網絡并不單獨設課，而是采取在一些涉及網絡的相關專業(yè)課程中泛泛介紹7層協(xié)議概念。近年單獨設課后，一度出現(xiàn)了寬帶通信網與Internet的主線之爭。目前仍然存在偏重基礎理論還是偏重應用能力的分歧。CFC2008對理工類非計算機專業(yè)網絡技術與應用課程的要求是“從應用的角度出發(fā)，以TCP/IP協(xié)議作為基礎，以Internet作為實例講解計算機網絡技術的基本原理，使學生建立計算機網絡的基本概念，掌握計算機網絡的構成和基本工作原理，學會計算機網絡的基本應用方法，了解網絡技術的最新發(fā)展”。從中可以看出，計算機網絡教學應該以Internet為主線，并且要強調基本原理。筆者認為網絡基本概念和原理作為教學重點是毋庸置疑的，因為素質教育要求必須著眼學員未來職業(yè)生涯的長期發(fā)展，必須培養(yǎng)學員關注表面現(xiàn)象背后的科學問題，鍛煉對問題的抽象思維能力。但是網絡應用能力同樣需要給予高度關注，這一點對于學員尤其重要。如何處理學時有限的矛盾呢？關鍵是要摒棄用一門課解決所有問題的幻想，通過合理設計課程體系和分層次的應用能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)達到基礎理論和應用能力并舉的目標。結合解放軍理工大學通信工程學院的實際情況，筆者梳理的通信工程專業(yè)課程體系中與網絡相關的模塊。數(shù)字通信原理、計算機硬件基礎和程序設計基礎是先修課程。計算機網絡課程的基本定位是使學員了解并掌握計算機網絡的基本概念、體系結構、協(xié)議工作原理和基本網絡工具的使用。在此基礎上通過后續(xù)課程理解和掌握軍事網絡的技術特點，比如戰(zhàn)術環(huán)境下對網絡協(xié)議、設備、組網應用的特殊要求。網絡應用能力則可以通過學員自主選擇開放實驗，或者在本科導師的指導下申請創(chuàng)新課題，完成畢業(yè)設計得到必要的培養(yǎng)和拓展訓練。

2教材選取

目前公開出版的計算機網絡教材種類繁多。筆者重點比較了幾本獲得大多數(shù)本科院校公認的教材：Tanenbaum教授編著的《計算機網絡》、謝希仁教授編著的《計算機網絡》、Peterson和Davie編著的《計算機網絡——系統(tǒng)方法》、Kurose和Ross編著的《計算機網絡——自頂向下方法》。Tanenbaum教授與謝教授的《計算機網絡》早期版本都以OSI7層協(xié)議模型為主線，較新的版本改為以TCP/IP的5層結構來組織內容，并結合了一些新出現(xiàn)的技術和標準。課程內容從物理層向應用層自底向上講解網絡的概念、基本原理、技術和體系結構，教學比較偏重理論，不便于開展實驗?！队嬎銠C網絡——系統(tǒng)方法》同樣采用自底向上逐層講解的思路，但是作者反對嚴格地分層，強調計算機網絡的系統(tǒng)觀，圍繞“為什么這樣設計網絡”闡述關鍵技術和協(xié)議如何在實際應用中發(fā)揮作用，需要有充足的學時保證才能達到良好的教學效果。筆者選用了《計算機網絡——自頂向下方法》，講授內容以Internet為線索，自應用層向下逐層講解協(xié)議原理。自頂向下方法避免了傳統(tǒng)方法講解體系結構內容枯燥、不易理解的通病，從學員最熟悉的應用層開始層層深入。該教材的另一個特點是精心設計了大量的課后實踐任務，使復雜的網絡問題變得易于理解，便于學員開展自主學習。

3教學內容安排

對于計算機網絡這樣飛速發(fā)展的領域來說，教學內容面面俱到是不可取的，應該著重培養(yǎng)學員的洞察力，能夠通過自己思考辨別什么重要，什么不重要，哪些是本質的，哪些是表面的；因此在教學內容選取上既要兼顧知識的系統(tǒng)性，又要考慮學員的接受能力，同時還要強調網絡基本應用能力。對于不同專業(yè)來說，普遍認可的方法是對教學層次和內容進行分類，以更好地滿足不同專業(yè)的教學需求。筆者認為即便對同一專業(yè)的學員也應該提供分層次的自主學習和實驗環(huán)節(jié)，鼓勵學員依據(jù)自己的興趣愛好，深入鉆研網絡中的科學和技術問題，達到個性化教學的目的。筆者按照通信工程專業(yè)初級指揮人才的培養(yǎng)目標，突出“學為主體”的教學理念，從理論教學和實踐環(huán)節(jié)兩個方面進行了詳細設計，以解決學時不夠這一突出矛盾。理論教學內容僅選取了教材《計算機網絡——自頂向下方法》的前5章，具體內容和知識點，強調重要概念的對理解。實踐環(huán)節(jié)區(qū)分了協(xié)議分析實驗、編程實驗、虛擬實驗、開放實驗和創(chuàng)新課題5個層次。其中，協(xié)議分析實驗、編程實驗和虛擬實驗要求課內完成，開放實驗和創(chuàng)新課題則由學員自主選擇。解放軍理工大學通信工程學院規(guī)定在畢業(yè)設計開題之前每名本科生至少要完成一個開放實驗或創(chuàng)新課題。

4教學方法設計

鑒于計算機網絡課程的重要地位和作用，解放軍理工大學通信工程學院一直在探索和推廣以小班化教學模式進行本課程的教學。近幾年，筆者多次承擔了計算機網絡課程重點教學改革試點，在多種教學形式和方法綜合運用的基礎上，總結了兩種行之有效的教學法：問題驅動式教學法和課題研討教學法。

4.1問題驅動式教學法

問題驅動式教學法采取“提出問題—解決問題—歸納分析”的模式，從實際到理論，從具體到抽象，從個別到一般。課程教學中，困擾學員的第一個問題就是網絡協(xié)議為什么要分層？教材第1章對這個問題的解釋并不能完全打消他們的疑慮，實際上這個問題必須等到對整個網絡的發(fā)展史、廣域網、局域網等基本概念以及網絡程序設計有一定認識之后才能真正理解。因此，筆者并不急于解釋這個問題，而是讓學員帶著這個問題從應用層逐層向下邊學習、邊思考、邊實踐，直到最后安排一次課堂討論，得出大家都能夠接受的答案。再比如，講解HTTP協(xié)議時，筆者首先從早期互聯(lián)網上多媒體信息共享不便的問題，講到Berners-Lee在一個“靈感”啟發(fā)下用3個創(chuàng)新發(fā)明了萬維網，然后通過軍訓網上的具體實例分析，發(fā)現(xiàn)非持久連接HTTP協(xié)議傳輸效率低下的問題，引導學員提出并發(fā)連接、持久連接、流水線式持久連接等改進方案。最后，結合當前萬維網信息檢索不便的問題，展望未來語義網的發(fā)展。實踐證明，這種問題驅動的方法符合計算機應用教育的特點和學員的認知規(guī)律，讓學員從關注知識點轉向關注思維過程，取得了很好的教學效果。

4.2課題研討式教學法

筆者根據(jù)班級人數(shù)制定了十幾個課題，不僅側重原理應用同時也兼顧理論。課題主要是用Wireshark分析協(xié)議的工作原理和交互過程，另外還有Dijkstra算法和Socket網絡編程，以及ALOHA和CSMA協(xié)議性能分析等。教員提供必要的參考資料、示例程序和課外閱讀材料，要求每個學員完成所有課題，課堂上指定一名學員上講臺簡短報告完成情況，就其中的重要原理和問題展開集體討論。近幾年的教學實踐情況說明，這是在課內學時有限的情況下，督促和引導學員利用課余時間自主學習網絡技術，鍛煉網絡應用能力的好方法，受到學員的普遍歡迎。通過上述教學手段和方法的綜合運用，計算機網絡課程教學效果良好，激發(fā)了學員學習、應用、開發(fā)網絡的濃厚興趣。2012年度解放軍理工大學通信工程學院立項的本科生創(chuàng)新課題項目中，有40%與網絡應用有關，特別是在軟件制作類項目中比例高達70%。2011年本科畢業(yè)設計選題中，30.1%的學員選擇網絡方面的研發(fā)課題，2012年這一比例上升到33.4%。

5結語

在通信工程專業(yè)全期培養(yǎng)計劃中增加計算機教育的比重，確定計算機網絡課程的重要地位，是培養(yǎng)適應未來聯(lián)合作戰(zhàn)初級指揮人才信息素養(yǎng)的必然要求。在教學目標定位、教材選取、教學內容組織和教學方法創(chuàng)新方面深入研究、精心設計是保證良好教學效果的必要條件。按照“學為主體，教為主導”的教學理念，計算機網絡課程已建立了課堂教學、實驗教學和工程應用交叉融合的教學結構，各教學環(huán)節(jié)相輔相成，形成了立體化的教學模式。在小班化教學模式下，通過問題驅動式和課題研討式相結合的教學方法，注重學員自主學習能力的培養(yǎng)，充分發(fā)揮學習主體的主觀能動性，達到了基本概念原理和網絡應用能力并舉的教學目標。

作者：劉 熹，王 海，吳連才，彭來獻，王 琦 單位：解放軍理工大學 通信工程學院