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1.1Sniffer軟件簡介
Sniffer軟件還有很多其他強大的功能,比如檢測網絡流量、實時監控網絡活動、收集網絡利用率和錯誤等。使用Sniffer軟件可以捕獲從數據鏈路層、網絡層、傳輸層到應用層各層次的協議數據包。Sniffer在捕獲數據包以后,可以按照不同層次顯示出來,并且用十六進制、ASCII碼多種形式進行解碼,這樣學生可以通過實際的操作看到各種網絡現象中產生的數據包的具體結構和內容,從而加強對計算機網絡體系結構的理解。
1.2數據鏈路層協議分析
我們通常在講解數據鏈路層IEEE802.3數據幀結構時,在課堂上給同學展示的結構圖,主要講解各部分的內容和功能,學生在理解上是很抽象的,印象也不深刻,很難真正掌握數據幀的分層結構和工作原理。為了讓學生能夠直接生動地去感知數據幀,我們設計了采用sniffer軟件來監控網絡中2個節點間的通信,通過抓取鏈路層數據幀來進行解碼分析。步驟如下:
①點擊開始程序sniffer打開Sniffer軟件,如果電腦有多個網卡,選擇已經連接正在工作的網卡;在主窗口菜單中選擇“捕獲”“定義過濾器”“地址”:地址類型處選擇“IP”;
②位置1處填寫本機的IP(A),位置2處填寫旁邊同學的IP(B);
③繼續在“定義過濾器”選擇“高級”,勾選想要捕獲分析可用到的協議類型:IP-ICMP;TCP-DNS-HTTP-TCP;UDP-DNS等;點擊“確定”;
④點擊“捕獲”菜單中的“開始”,開始捕獲位置1與位置2之間的協議數據包;
⑤此時我們在cmd窗口中輸入命令:ping[位置2的IP地址];
⑥Ping命令結束后,返回Sniffer主窗口,點擊“捕獲”菜單中的“停止并顯示”。
⑥在顯示窗口中點擊解碼選項,可以看到類似的窗口,里面包含了各層的數據包,點擊DLC,可以看到的內容,其中上半部分表示數據幀的基本信息,包括接收時間、幀長度、目標物理地址、源目標地址、幀的類型以及對應網絡層的協議等信息,下半部分是該幀的數據流用十六進制表示,當然同學們可以轉換成二進制來分析,右邊的內容是對應的ASCII碼。
1.3網絡層及高層協議分析
在剛才操作的窗口中,在DLC下方的就是IP協議,點擊展開IP選項,可以IP協議內容,可以很清晰地看到IP數據包的報頭信息,讓學生與課堂里講的關于IP數據包結構信息進行對比,找到相關的內容。其他高層的協議信息操作的方法與IP協議類似,在中打開TCP選項,可以看到傳輸層的協議結構信息,打開HTTP選項,可以看到應用層的協議結構信息。
2總結
論文關鍵詞:計算機網絡技術基礎 課程 教學
論文摘要:《計算機網絡技術基礎》課程作為中職學校的基礎課程之一,對培養學生的計算機能力有重要的意義。文章從教學目標、教學內容等方面對該課程的教學作出探討。
現代社會是一個信息化的時代,互聯網技術作為信息傳遞的主要手段在生活的各個領域發揮著重要作用,學校也不例外。因此,在職業學校開設《計算機網絡技術基礎》課程顯得尤為關鍵。筆者結合多年的教學實踐,從該課程教學的發展歷史入手,結合網絡技術發展的形勢,對教學目標、教學內容、網絡實驗室、教學模式和教學方法、考試制度等作出探討。
一、明確切合實際的課程教學目標
計算機和網絡技術是當展最快的信息技術,是新世紀人才必須把握的基本技能。《計算機網絡技術基礎》被列為計算機專業和信息類專業的核心基礎課程之一。南京中華中等專業學校(以下簡稱“我校”)是在五年制高職電子商務專業中開設《計算機網絡技術基礎》課程,教學目標是為以后計算機網絡技術及其應用的專業學習和探究打下堅實基礎,培養未來的中高級網絡管理、維護人員及至網絡工程師等。那么,通過《計算機網絡技術基礎》 課程的學習,學生要對計算機網絡技術有更深入的認識,能解決網絡管理中的基礎問題,能選擇合適的因特網接入方式,會按要求劃分IP地址,會使用常用的路由器、交換機等網絡設備,能用Windows Server 2003 組建符合目標的局域網等。
二、精選教學內容,完善課程體系
為實現教學目標,教學內容的精心選擇是必要的。以往所用的《計算機網絡技術基礎》教材和許多專業教材一樣,先理論后實驗,實驗總是安排在本單元理論學習之后。這樣就使得課堂和實驗教學內容脫節,還導致了所講內容空洞、枯燥,不輕易被理解和把握。另外,在體系結構上也存在不妥,大都以知識點為主線,相鄰章節之間的聯系不夠緊密,這就使得學生學習的主線不夠明確,從而導致學習時對知識的掌握不夠有條理。所以,筆者著力編寫校本教材《計算機網絡技術基礎》,將其分為三大模塊,主要由網絡常用軟件應用、網絡服務器的配置及應用和網絡互連基礎構成,各模塊又分別由計算機網絡概述、通信基礎、網絡體系結構、局域網、以太網組建、網絡操作系統應用、廣域網、TCP/IP協議、因特網技術和網絡安全等25個項目組成。將學生熟悉的網絡常用軟件放在第一模塊,目的是讓學生輕松掌握基礎模塊后能更好地學習后續兩個模塊。本書適合高職計算機相關專業學生在三年級第一學期學習,將理論基礎與實驗編在一起,以實驗為主線,將基礎知識融入實驗項目,做實驗時遇到新的知識點再及時講解,這種方法可以充分利用實驗課時,讓學生在實驗中吸收新知識,并清楚地認識到知識點的應用環境。
通過學習,希望使學生掌握計算機網絡的基礎知識,了解局域網、廣域網技術,掌握常用計算機網絡操作系統的安裝與使用,會處理計算機網絡系統安全與管理的相關問題,從做網線開始,最終能模擬組建一個典型的小型局域網,并熟知這些技能的綜合應用。
三、準備好網絡實驗室
《計算機網絡技術基礎》課的實踐教學環節非常重要。隨著網絡技術的飛速發展,網絡實驗室也需要不斷完善。專用服務器、路由器、交換機、工作站等硬件設備是組建局域網的必要基礎設備,“紙上談兵”的教學效果是可想而知的。我校自2008年構建專業網絡實驗室以來,教學效果就有很大提高,筆者在教學研究上也有了新的心得。因考慮相關課程(如計算機組網技術)也需要實驗室,將設備分為6組,以便讓學生分組完成實驗,這使得分組教學得以更好地展開,學生的合作能力也得到提高。另外,考慮到學生的操作基礎和設備維護,建議讓學生做實驗之前,先在適用的實驗模擬器中完成實驗。我校選擇了目前較適用的模擬實驗軟件VM Workstation、Packet Tracer等。 轉貼于
四、搭建網絡教學平臺,激發學生的自主性、探究性學習,延伸課堂
2010年,我校在“十一五全國現代教育技術專項課題”的研究中提出:要將各類課程的電子教案、課件、各章節的要點、作業及優秀學生作品等放到校園內網上,學生可以通過電子郵件向教師提出問題、提交作業,教師也可以通過郵件為學生答疑和批改作業。如今,我校新改版的校園網,經過規范性、藝術性的網頁設計,配合音頻、視頻等多媒體效果,動態網頁和讀者獨特的互動性,可以滿足不同層次學生的自主性、探究性學習的需要。校園網已成為重要的網絡教學資源,也成了師生交流的重要平臺。作為計算機相關專業的核心基礎課程,《計算機網絡技術》被列為我校的核心專業基礎課程。考慮到該課程對實訓的要求比較高,學生對實訓設備的依賴性較強,專業教師除了在課堂上要引導學生做好實訓外,還應借助網絡平臺給學生推薦更多、更好的學習網站,如技能大賽網、服務器管理網、小型局域網搭建之類的網站,讓學生的功夫下在平時的課堂內外,激發自主性、探究性學習。
五、改革教學模式和教學方法,努力提高學生的專業素養
《計算機網絡技術基礎》課程教學內容的特征是:“協議”滿篇,很空洞,不如其它課程具體,但“協議”的學習又是這門課不可或缺的,因為很多網絡設備都離不開“協議”的支持。如何讓學生對枯燥的協議學習產生興趣,探究先進的教學模式和教學方法是非常必要的。
1.整合教學資源,采取適用的教學模式,提高教學效率。《計算機網絡技術基礎》課程有許多實訓任務,雖然學生對這些操作性很強的實訓感興趣,但僅限于此,對實訓在實際生活中的應用則一無所知,就更別說運用了。通過幾年的教學實踐,筆者找到了解決這一問題的切入點,那就是課堂的導入:情境導入——明確任務——知識點講解——實訓鞏固——知識拓展。其中,“情境導入”是重點。雖然有的實訓很難創設真實的情境,但可以借助多媒體、網絡等教學平臺,通過豐富的圖片、視頻等素材讓情境更逼真,教學效果的改善是必然的。另外,現在的計算機專業課教學以多媒體為主,但板書也是重要的輔助形式。對于網絡設備和傳輸介質等內容,可用多媒體課件讓學生對其產生更直觀、形象的認識,易于理解,也可增加內容的趣味性,同時增加信息量,提高課堂效率;對于IP地址、子網劃分等公式推導需演繹的內容,則采用黑板加講解的方式效果更好一些。
2.講課時多用生活中的類比事件,使復雜的新題目變得易懂,同時增加趣味性。比如,講“協議”和“層”的概念時,舉“兩個不同國家的商人合作(假定他們只會本國語言)”的例子,明白雙方之間的通訊是需要規則的,上層的通訊需要相鄰下層協議的支持才能完成。再如,講網絡層的路由選擇和擁塞控制時,用城市中的交通新題目作類比,讓學生容易理解。尤其是擁塞控制,通過類比很輕易就能理解“網絡中的Packet包太多”(城市中的車輛太多)是導致“擁塞”的原因,然后采取一些算法來控制和解除擁塞。
3.讓課堂多些“爭吵”,提高學生獨立思考和創新的能力。對于課程涉及的一些較難懂的、有爭議的知識不妨拋給學生展開討論,充分體現教師主導、學生主體的教學要求,從而更好地發揮學生自主學習和個性化學習的優勢。
六、完善評價機制,提高學生的成就感
專業實訓課的評價機制已與文化課的評價機制有很大的不同,但仍需進一步完善。除學期末的筆試(也可用無紙化上機考試代替)外,還應采取單元項目考核、綜合實訓考核等形式,客觀地反映學生對所學知識的掌握程度,讓學生有更多體驗學習成就感的機會,從而提高學習積極性。如上機成績由60%的平時單元實訓和40%的期末綜合實訓構成。另外,還應推薦他們多參加專業類技能考試,開闊眼界。
參考文獻
關鍵詞:網絡課程;教學設計;學習資源設計
很多高職計算機課程屬于操作性技能類課程,如平面設計、網頁制作、二維動畫制作、三維動畫制作、視頻后期編輯和AutoCAD制圖等,其共同特點是按照高等職業教育的要求,培養學生基于計算機軟件的操作,發展實踐技能。隨著教育信息化水平的提高,網絡課程教學應用日益廣泛,計算機操作類課程的網絡課程建設得到了普遍重視。
本文以Flas制作網絡課程為例,從教學策略設計的角度,討論高職計算機操作類課程的網絡課程設計。Flas制作網絡課程的建設目標是基于混合式教學理論,以學習者為中心構建網絡化學習環境,用于輔助課堂教學,解決教學重點和難點,針對不同學習進度的學生進行分層教學,并提供擴展性的網絡化學習資源,滿足學生課外學習需求。
1網絡課程分析
1.1課程特點
Flas制作是我校現代教育技術和計算機網絡技術等專業的必修課程之一。該課程以程序性知識為主,操作性和實踐性強,常見的教學問題包括:一些Flash概念和軟件操作比較復雜,學生理解困難;學生學習進度各異,步調不一;軟件操作能力和綜合實踐能力脫節。這些問題,有必要通過良好的教學設計和適合的網絡課程來改善。
1.2教學目標
Flas制作課程的教學目標是掌握Flas制作的基本概念、基本操作和基本方法,掌握Flash繪圖、常見特效制作和ActionScript基本編程,能夠完成Flash課件、廣告、MTV和網頁動畫等綜合作品的設計與制作。Flash綜合實踐能力主要分解為5項子能力:矢量繪圖能力、特效制作能力、ActionScript編程能力、作品創意設計能力、綜合規劃制作能力。
1.3學習者特征
本課程的學習者是現代教育技術、計算機網絡技術等高職專業的大二或大三學生,通常已學完計算機應用基礎、程序設計、網頁制作和平面設計等先導課程,掌握了計算機基礎操作、程序設計和平面知識,僅缺少美術功底和創意訓練;具備基本的網絡信息檢索和處理能力,具有一定的自學能力、學習主動性和學習決策意識,但學生學習的興趣、能力、條件和需求存在明顯的不平衡。
1.4教學內容分析
美國著名教育家、心理學家布魯納認為,學習不是一次就能達到目的,應該讓學生盡早在不同程度上接觸和掌握學科的基本結構,以后隨著學生認知水平的提升,逐漸擴大學科基本結構的范圍,并增加深度,以螺旋式來促進學生對學科內容的理解[1]。“螺旋式上升”可以劃分為兩種基本類型,即學科情境深化和現實情境深化[2]。
基于此理論,本課程將課程內容按螺旋式上升劃分為3個模塊,即基礎入門、專項訓練和綜合實訓(如表1所示)。基礎入門模塊占課程的1/3課時,講授Flash的核心概念、基本操作和基本方法。模塊不追求知識體系的完整性,而是注重讓學生盡早掌握Flash整體的知識框架。專項訓練模塊圍繞重要的Flash制作能力(繪圖、特效、編程等),專項展開,深入發展,以螺旋式反復促進學生對專題內容的熟練掌握。綜合實訓模塊以Flash網站、Flash廣告等各種類型的真實案例,類化和拓展現實應用情境,使學生能解決實際問題,培養綜合設計與制作能力。
這3個模塊的編排打破傳統教材的編排體系和知識邏輯結構,力求體現學習者螺旋式上升的認知規律,讓學生由點及面、由淺入深地進行學習。它們統一在一個共同目標下,即培養學生的綜合實踐能力。
2網絡課程的教學設計
網絡課程是通過網絡表現課程的教學內容及實施教學活動的總和。它包含按一定的教學目標、教學策略組織起來的教學內容和網絡教學支撐環境,其中網絡教學支撐環境特指支持網絡教學的軟件工具、教學資源以及在網絡教學平臺上實施的教學活動。教學策略是為完成特定教學目標而采用的教學活動的程序、方法、組織形式和媒體等因素的綜合考慮[3]。基于上述的前期分析,下面將從網絡自主學習設計、基于UGC的學習資源設計和學習評價設計等角度,對“Flas制作”網絡課程進行教學設計。
2.1網絡自主學習設計
網絡自主學習是指在教師指導下,學生以多媒體計算機為媒介,依據網絡的資源共享、交互學習和超文本鏈接等特征,在一個外部刺激豐富的環境中,自主獲取知識、運用知識、解決問題的一種綜合學習活動。網絡課程自主學習模型需要五大系統的支持,包括學習內容支持設計(學習目標設計、學習內容設計、學習輔助內容設計)、交互支持設計、學習活動支持設計、評價反饋支持設計和導航支持設計[4]。
鑒于此,本課程設計和制作了“學習中心”模塊,提供自主學習所需的主要支持。“學習中心”模塊涵蓋了課程所有章節的學習內容,每節包括如下項目:學習指導、知識講解、案例視頻、測試習題、練習實訓、添加筆記、添加提問,其導航菜單如圖1右側所示。
“學習中心”的所有功能均基于Flash環境下的ActionScript進行開發,服務器端采用ASP動態腳本語言,所有章節目錄及其資源數據、測試試題、筆記本和提問數據,均存儲在Access數據庫中,結構清晰,易于擴展。“學習中心”不僅用于學生課外自學,還可以輔助課堂教學,幫助學習困難的學生完成案例。在教師指導下,不同能力層次的學習者可以根據自身興趣和能力水平,完成不同難易程度的案例,便于實現分層教學,緩解不同學習者進度不一、需求不同的矛盾。
1) 自主學習的內容設計。
“學習指導”指明當前小節的學習目標、學習重點和難點、學習建議。“知識講解”圍繞后續案例所需的理論知識和基本方法,提供SWF格式的文字講解或視頻講解。“案例視頻”通常包含若干個案例,每個案例提供“觀看效果”、“要點解析”、“步驟演示”和“仿真操練”。“步驟演示”是采用Adobe Captivate錄制制作的、配有語音講解的交互式視頻,不僅錄制了案例制作的演示畫面,還在視頻中根據教學需要適時插入板書、提示性強調和擴展性資源鏈接,增強視頻的交互性。“仿真操練”則在“步驟演示”的基礎上,需要學習者按照指定的要求單擊鼠標或輸入鍵盤進行交互,視頻才能繼續播放。
2) 自主學習的評價設計。
學習者可以通過“測試習題”和“練習實訓”對學習結果進行檢測和鞏固,其中,“測試習題”從數據庫讀取本節對應的試題,在測試完成時報告測試得分情況。
3) 自主學習的交互設計。
本網絡課程同時基于Flash環境和Web環境實現了添加筆記和提出疑問功能,學習者可以及時記錄學習成果,提出學習疑難,獲得同學或教師的幫助和指導。為方便學生查看筆記或疑問的上下文情景,改善交互性和訪問效率,筆記和提問具有“回溯功能”,即在添加筆記或疑問時,系統自動在筆記或疑問的正文中附著關聯章節的標題和ULR鏈接,便于他人在瀏覽時可以快速定位其對應的章節。學生可以管理筆記的分類(欄目),設置筆記的開放方式(公開、小組內可見或僅自己可見)。學習筆記以發表時間倒序呈現,可以用于記錄學習心得、筆記摘要和課外資料,具有類似博客的基本功能。
4) 自主學習的導航設計。
良好設計的導航可以為自主學習提供即時有效的引導,常用的導航策略有模塊導航、導航圖導航、路徑導航、書簽導航、檢索導航、幫助導航等[5]。本網絡課程基于數據庫技術,實現了檢索導航、導航圖導航和書簽導航。學習者不僅可以對章節目錄和關聯資源進行檢索,還可以瀏覽章節內容的導航圖。導航圖圖形化標識了“已學”和“未學”,便于學習者把握整體學習進程。
2.2基于UGC的學習資源設計
擴展性學習資源是網絡課程的重要組成部分,通過收集和整理優秀學生作品、文字教程、視頻教程和優秀商業案例等資源,支持學生開展基于資源的學習(Resources Based Learning),有助于幫助學生拓展知識面,加深知識學習深度,并培養獨立學習的能力。
擴展性學習資源按照“學習中心”的章節結構進行組織和管理,組織清晰,主題明確,學生在學習完某章節后,即可查閱與該章節關聯的學習資源,也可以按照資源自身的屬性(Tag標簽、資源類型、時間等)來瀏覽資源。
UGC(User Generated Content,用戶生成內容)是Web2.0環境下一種新興的網絡信息資源組織模式,體現了離散、去中心化、非權威化、集體創作與協同創作的特點,包括3個特征:1)Internet上公開可用的內容;2)內容具有一定程度的創新性;3)由非專業人員或權威人員創作[6]。依據UGC的思想,擴展性學習資源的建設提供了開放的添加工具,教師和學生可以動態添加網絡化資源,包括圖文教程、視頻教程、Flash素材和Flash案例等。學生借助處理工具中的復制/粘貼功能,可以從互聯網快捷地收集大量在線資源及其引用書簽,進行一定加工。另一方面,教師在教學中以實訓的形式,要求學生對某些教學內容編制圖文教程或視頻演示教程,然后上傳至網絡課程。基于UGC思想的學習資源建設,使學生成為資源的利用者、貢獻者和評判者,符合基于資源的學習環境(Resources-Based Learning Environments,RBLEs)的特點要求,即要求學習者參與資源的編輯、評價、加工處理和意義生成等認知管理過程[7]。
基于UGC的學習資源建設需要考慮如何解決資源質量。面對海量的網絡信息,學習者通常缺少應有的概念框架和實踐策略,學習者所添加資源的可信度、有效性和可靠性存在不確定性,日積月累會導致信息過載,影響資源利用效率。為此,我們在引入學生參與學習資源建設時,不僅要加強資源建設的管理與控制,培養和提高學生的信息素養和資源評價技能,還要建立機制,實現資源的篩選。本網絡課程提供資源評價功能,學生可以對每一份資源進行打分和描述性評價,可以按評分和點擊次數對資源排序,以人工的方式對資源進行篩選。同時,本網絡課程建立等級積分的激勵機制,鼓勵學生添加優質資源,提高資源整體質量。
此外,人力資源是一種重要的動態學習資源,本網絡課程提供站內郵件、學習筆記、BBS異步交互和基于Flash的同步交互等網絡化交互工具,支持學習者獲得來自學習伙伴或指導教師支持,促進隱性知識的獲取與分享。
2.3學習評價設計
學習評價是評價者參照一定的標準,運用合理的方法對學生的學習過程和結果做出評定以及在此基礎上對學生形成價值判斷的過程[8]。網絡課程的學習評價的原則為:關注學習過程、評價內容多元化、評價主體多元化、評價手段網絡化和人性化結合[9]。參照此評價原則,本網絡課程充分利用網絡化評價手段,將形成性評價和總結性評價相結合,學生自評、學生互評和教師互評相結合,主要的評價形式包括:
1) 單元測試。學生學習完每個章節,通過測試習題和練習實訓進行形成性練習和自我評測,了解自己對學習內容的掌握程度,評估學習效果。
2) 作品交流。在教學過程中,學生通過“作業提交”功能將實訓作品提交至網絡課程教學系統中,教師對實訓作品進行批閱和反饋。同時,學生相互之間可以對實訓作品進行點評,提高學生的批判性思維能力、作品鑒賞能力和學習參與熱情。對于優秀的學生作品,教師將其轉移至“優秀學生作品庫”,以資鼓勵,便于后續的學生學習。
3) 電子作品集體互評。計算機操作類課程重在培養學生的綜合實踐能力,單純的紙質化考試通常無法準確評價學習效果,因此,這類課程在教學過程和學期期末的評價中,一般要求學生提交電子作品,通過學生作品的評分來衡量學生的學習效果。在實際教學中,學生作品的評分常常是由教師一個人根據自身經驗和專業知識來完成的,這種做法的弊端在于:評價主體單一,因為教師個人視角和主觀印象的偏差,容易造成評價結果有失公允,挫傷生學習的積極性。本網絡課程內置了一個學生作品集體互評模塊,在教師的組織下,學生在網絡化計算機教室中演示作品,然后全班同學對其作品進行評分,按照一定規則計算出來的平均分數就是學生互評分數。在作品的最終得分中,學生互評分數占40%,教師評分占60%。
3結語
“Flas制作”網絡課程在我校實際教學中應用多年,期間不斷充實完善,較好地發揮了課堂輔助和課外助學的功能,該網絡課程設計所采用的策略與方法具有一定的代表性和可借鑒性,期望能對其他院校的網絡課程教學有所幫助。教無定法,課程類型、課程性質、教學對象和教學情景的差異都會帶來設計的差異,這仍需我們今后不斷探索。
參考文獻:
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摘 要:隨著互聯網寬帶的飛速告訴的發展基于網絡的現代教育手段被廣泛用來培養新的人才,在21世紀,大規模的勞動文化將起到積極的推動作用。為了促進基于互聯網的遠程教育,和大量的網絡課件。如何建立一個網絡課件成為關鍵。因此,探索和研究網絡課件設計基于互聯網網絡課件的使用多媒體教學軟件環境,教學功能,在教學中的作用,具有十分重要的意義。本文提出的新的設計理念,建立一個新的模型的網絡課件
關鍵詞:CAI;積件;積件系統結構;網絡課件
1、積件思想的基本特點
1.1注重人的主體性。積件將教學信息資源與教學思想、教法、學習理論相結合的主動權交給了師生,將過去課件設計者從事的教學設計回歸到教師學生自己的手中,成為教師和學生教學活動的工具,因而適應任何類型的教師與學生,具有高度的靈活性和可重組性,充分體現了面向21世紀尊重人、以人為主體的教育思想。教學設計和學習理論的運用,不是在課件開發之初,而是由師生在教學活動中進行,真正做到以不變(積件)應萬變(教學實際),計算機成為課堂教學的有力工具,成為教師和學生個性與創造性充分發揮的技術保障。
1.2積件與教材版本無關性。積件是以知識點為分類線索,這樣,無論教材課件體系如何變化,教材版本如何變化,積件都可被師生應用于當前教學活動中。
1.3基元性與可積性。教學資源素材愈是基本的,附加的邊界約束條件愈少,其重組的可能性就愈大。以往的CAI課件總是有啟承轉收,有頭有尾,自成整體,斷了哪一個環節都不行,這種看似完美的軟件固化了知識的聯系,模式化了思維過程,機械化了教學程序,很不適應于千變萬化的課堂信息交流;它排斥了教師的主導性和創造性、學生的主體性和差異性,忽視了教學環境,并在原來的水平上,發展學生的多變性。積件則并非如此。積件中的積件基元就是一個基本知識點,它不局限于特定的教學理念,教學方法,并不僅限于可見系統和教科書出版,其對附加條件的約束能力,因而可積性(可重組性)就較大。值得強調的是:不排斥積件教育理念與教學方法,相反,它將許許多多良好的教育思想與教學方法,積累到一個庫中的原始形式教學的基本策略,就像一組杰出的教育家的智慧溶于一爐,火花可以燎原,燎原在思想上有杰出成績的學生。
1.4開放性,自繁殖性。物質資源和教學策略資源的積件儲存教師的的教學策略資源以基元方式入庫供教師重組使用,因而在任何時候,任何地方,任何教師(學生)都可以將最新的信息和自己的作品添加入庫,只要確立了積件的信息標準,規范的教學和學習活動的自然開房。隨著計算機技術的發展,工作人員和學生的參與,幾件的快速發展將是令人難以置信的,像今天的互聯網和網絡上的信息爆炸。
1.5繼承性與發展性。
機件系統和臨時的特定于應用程序的課堂教學可以成為一個臨時的課件和教學課件,相當于“微教學單位”,機件系統,從而機件和教學是一個繼承和發展的關系。課件是適用于特定的教學情境機件,適用于任何變化的教學情況,機件更適合教師和學生交換為基礎的課堂教學情景。經過適當的處理課件(去除冗余部分,規范接口標準),可納入綜合微教學單元庫,供其他教師從組。機件成為一名教師教學現狀組合,也構成了一個臨時課件(準確地說,是“堂件”)。零件集成零件庫(甚至是一個組合平臺)運營商的網絡磁盤,CD-ROM的發展,情節的想法,專注于全球化,虛擬化,社會的發展,那將是比今天所有的經驗,關于課件和理論課題等讓我們去探索更多的更新。
1.6技術標準,以繪制作品在學校,地區,國家和全球的各種信息西苑的可重構情節必須遵守的標準和規范,是當今世界的主流,例如文本的格式,圖形的格式,聲音的格式,動畫的格式,互聯網網絡接口格式等都必須與世界主流應用軟件一致,否則是不可能的組合來實現的重大信息。教學信息分類和編碼,應該是相似的“中圖法”的圖書分類方法,此外,你還應該考慮廣電閱讀,條碼掃描系統,CD-ROM,VCD格式,以及許多其他因素,此外,這需要在國家一級層次上確立法規性的標準。
1.7易用性、通用性、靈活性、實用性。機件集中的當代應用軟件設計的精髓,它具有豐富的教學材料,易于使用,直觀的界面,直觀的理解,人性化的設計,完整的教學使用與全體所有的教師和學生的應用,適合于不同的教學情境,成為一個使用的工具課堂教學。
2、“積件”系統的基本結構
“積件”系統的組成根據教學需要由教師和學生的教學軟件系統的多媒體教學信息資源的利用。“積件”庫是教學資料和表達方式的集合,而大量的知識和信息材料可以免費提供給教師和學生在課堂教學中使用。
微教學單元庫:以幫助教師講授的某個教學難點,幫助學生學習的知識和技能為目的,或為學生探索的認知和創造的學習環境,“課件”和“微世界”,它的設計和開發方法類似原來的課件,微教學單位的教學改組,并準備為教師和學生的資源,所以它一般不需要封面設計,也不需要額外的北京解釋,多余的解釋配音等,短小精悍,機件和劇情片相結合的平臺界面的格式要求,方便的檢索與組鏈接到教室和學生的使用的教學現狀。
虛擬機件庫:將網絡上的資源變成巨大的類似于圖書館一樣的資源庫。學生和教師在課堂教學中,通過網絡檢索,重組,這種教學的靈活性結合在網絡上的資源,需要建立教學資源庫,包括教學內容,信息和材料方面的政治思想,教學管理,部分已安裝在教室的計算機和網絡學校模擬可以直接調用網上的教學資源材料組織課堂教學。
3、結論
一個功能強大的網絡課件是隨著網絡技術,計算機技術及多媒體技術的不斷進步,但功能強大,人性化和智能化的網絡課件的實現依賴于一個純粹的技術水平是不夠的,還需要現金的教育技術和現代教育思想的不斷進步,實現了高層次的信息和課件集成。使用極端機輔助教學在課內和課外更廣泛,更深的方向向信息技術月科學的整合。(作者單位:沈陽師范大學教育技術學院)
參考文獻
關鍵詞:“計算機網絡”課程教學;中間輻射法;網絡層;協議棧
中圖分類號:G64 文獻標識碼:B
文章編號:1672-5913 (2007) 20-0047-03
1引言
計算機網絡是一門理論性和應用性很強的課程,其內容涉及許多錯綜復雜且彼此交織的概念、協議和技術,為處理這種大跨度和復雜性,該課程的教學都圍繞其體系結構的“層次”來組織教學內容。借助于這種分層的組織結構,學生們能夠透過計算機網絡的復雜性看到其內部,在學習整個體系結構某個部分中獨特概念和協議的同時,也可看清所有這些部分(如何)整合在一起的全貌。從教學法的角度講,這種分層的教學方法的確是非常必要和有效。
自底向上法(Bottom-up Approach)[1]和自頂向下法(Top-down Approach)[2]是目前國內外計算機網絡課程教學中普遍采用的方法,但兩者存在著一個共同的缺陷,即未能突顯或引導計算機網絡知識體系核心知識的學習;尋求一種新的方法來彌補這一缺陷,更好的把握知識點的權重分布,以核心知識帶動周邊內容是計算機網絡課程教學研究的重要課題。令人遺憾的是教師們視[1][2]方法為天經地義,致使該兩種方法的問題一直被掩。本課題組在對計算機網絡知識體系結構反復深入研究及大量教學實踐總結的基礎上提出了計算機網絡課程的中間輻射法,以求計算機網絡課程更趨科學合理的教學方法。
2相關工作
多年來,世界各國高校的計算機網絡課程教學一直采用自底向上法。該方法曾為廣大學生和計算機網絡愛好者了解和掌握計算機網絡知識與技能發揮了重要的作用。近年來,美國的兩位著名計算機網絡專家和教育家James F. Kurose和Keith W. Ross提出了一種全新的計算機網絡教學方法,即自頂向下法,該方法和自底向上法的學習路線完全相反,實現了對傳統的自底向上法的重大改革,該方法一經推出,各國計算機網絡教育界紛紛采納。該教學方法改革的技術背景和動機是網絡領域中最大的“增長領域”網絡服務和應用程序。Web的出現、電子郵件的廣泛使用、音頻和視頻流、因特網電話、即時消息、對等應用程序和在線商務都證明了這一點。國內東北大學的學者們也曾就計算機網絡課程教學提出了一系列的學術觀點[3~5],但都未形成與自底向上法和自頂向下法相當并相對獨立的教學方法,本文提出的中間輻射法經幾年教學實踐證明實現了這一目標。
3自底向上法和自頂向下法的局限性
自底向上法和自頂向下法都有其特定的社會和技術背景,這導致兩種方法存在固有的局限性,即都未能突顯計算機網絡核心知識的學習。
3.1自底向上法的局限性
自底向上法是計算機網絡教學的傳統方法,該方法的特點是從協議棧的底部即物理層開始教學,逐層向上直到協議棧頂部的應用層,該方法產生的技術背景是各種通信技術的突起與迅猛發展。
眾所周知,計算機網絡的主要功能主要是實現資源尤其是數據共享,早期的數據類型主要是文本,計算機網絡的應用也僅限定為FTP、TELNET和E-mail。因當時計算機網絡所依賴的底層通信網絡的傳輸質量較差即誤碼率較高、帶寬小且延遲大,故改善底層通信網絡的傳輸質量成為提高計算機網絡性能的焦點,FDDI、X.25、ISDN、B-ISDN、CATV和ATM等各種數字通信技術便應運而生,各種新通信技術成為計算機網絡知識的學習重點一定程度順應了當時的技術發展進程,因這些技術都歸屬于計算機網絡體系結構的底兩層即物理層和數據鏈路層,故自底向上法對學習計算機網絡知識起到了積極的作用,但另一方面卻一定程度地偏離了計算機網絡的核心內容即網絡層。
3.2自頂向下法的局限性
計算機網絡教學的自頂向下法是與自底向上法學習路線完全相反的一種新型教學方法,該方法的特點是從協議棧的頂部即應用層開始教學,逐層向下直到底部的物理層,該方法產生的技術背景是各種新型網絡應用的大量涌現。
隨著計算機網絡底層通信技術的成熟,即誤碼率的大幅度降低、網絡帶寬的大幅度提高和傳輸延遲的降低,使大規模數據的實時傳輸如實時流媒體傳輸成為可能,各種新型的網絡服務如音頻和視頻流、因特網電話、即時消息、對等應用程序和在線商務等得到應用,這些新的網絡應用是原有的應用層協議的改造或增加的結果。與同自底向上法類似,自頂向下法也滿足了人們對計算機網絡關注的熱點,對從完全相反角度認識或學習計算機網絡起到了一定的積極作用,但同樣也一定程度地偏離了計算機網絡的核心內容即網絡層。
經以上分析可知,兩種方法表面大相徑庭,實質上卻同出一轍,即都未擺正計算機網絡核心知識的地位。
4中間輻射法
中間輻射法的初衷是彌補自底向上法和自頂向下法固有的缺陷,強調計算機網絡核心知識的學習,實現以核心帶動非核心,在相對穩定的核心知識基礎上,實現自主學習,自發且自然地疊加新的網絡知識,從而進一步提高學生在未來計算機網絡工程實踐和科學研究中所應具有的持久學習新的網絡知識、分析解決各種新的網絡問題之能力。
4.1中間輻射法的特性
中間輻射法指從協議棧的中間層即網絡層(及其各種協議尤其是IP協議和路由協議)的教學啟動整個計算機網絡的教學,以網絡層為核心逐層向上和向下輻射整個協議棧,即直到頂部的應用層和底部的物理層,該方法相當程度地強調網絡層協議學習以帶動其它各層協議學習,使學生抓住計算機網絡的知識核心,以核心主動并自發地帶動現有及未來的非核心知識的學習。
4.2中間輻射法的理論依據
計算機網絡的主要剖析對象是Internet,而Internet的核心或關鍵技術是解決IP數據報如何從用戶發送端到接受端,IP數據報的尋址范圍是Internet范圍內的任何一用戶,為實現Internet的這一核心目的,網絡層協議尤其是IP協議和路由協議是其重要的保障技術。
圖1是Internet的體系結構,該體系結構清楚地顯示了網絡層在計算機網絡體系結構中所處的核心地位。即對下層,網絡層的IP協議屏蔽了底層異構網絡(如現有或未來的各種局域網和廣域網)的差異,在全球范圍內造就了同一的數據交互通信平臺即IP平臺;對上層,網絡層的IP協議以統一的IP數據報承載了任何種類高層協議的數據,IP數據報通過網絡層的(域內或域間)路由協議(如OSPF、BGP)在全球范圍內統一的IP平臺上完成IP數據報高效(即最佳尋徑)、合理(即流量合理分布)的轉發和(直接或間接)交付,實現用戶間的通信。所以網絡層是計算機網絡(即Internet)知識體系中的核心內容,同時網絡層并非孤立存在,以對下“調用”,對上“服務”的方式和其上下層協議有機的構成協議棧功能的全部。
經上述分析網絡層在協議棧中的核心地位昭然,網絡層為知識核心是計算機網絡知識體系的自然屬性。
4.3中間輻射法的教學路線
圖2是中間輻射法的教學路線,由三個教學階段組成。
階段1:網絡層的學習
首先,用類比建立IP協議和路由協議的初步認識。
用熟知的公路橋運輸系統和計算機網絡系統進行類比。
如圖3所示, 是網絡層和網絡接口層的關系, 是橋面和橋墩的關系,LRA1 是 和 的類比。 是網絡層與傳輸層和應用層的關系, 是橋面和貨車與貨物的關系,LRA2是 和 的類比。
通過圖3所示類比可使學生認識到網絡層和其它層的依賴關系,網絡層是計算機網絡知識體系中的核心知識。
其次,用IP數據報的組成結構與上下層協議PDU的依賴關系從知識本身確立網絡層的核心地位。
如圖4所示IP數據報以“分用”的方式輻射同層和上層各種協議PDU,以底層各種幀數據的形式輻射底層各種幀。
階段2:網絡接口層即數據鏈路層和物理層的學習
以網絡層為核心可向下自然輻射數據鏈路層和物理層的學習。
限于篇幅,這里僅強調本階段學習要把握網絡層“屏蔽”底層異構網絡的要旨。
階段3:傳輸層和應用層的學習
以網絡層為核心亦可向上自然輻射傳輸層和應用層的教學。
同樣因篇幅所限,這里僅強調本階段學習要把握網絡層“統一”服務于高層協議的特點。
5結束語
開展對計算機網絡課程教學方法研究和教學應用的主要目的是尋找一種能幫助學生抓住計算機網絡知識結構中核心知識的教學方法,以求以穩定(即成熟)的核心知識主動或自然帶動變化的周邊知識,使學生在未來的計算機網絡工程實踐和研究中能夠實現自主學習,自然的吸收和進行創新。在對計算機網絡的自底向上法和自頂向下法理論分析和教學實踐總結的基礎上,本文提出的中間輻射法能夠實現這一目的。
參考文獻
[1] AndrewS.Tanenbaum,Vrije niversiteit,Amsterdam,The Netherlands. 計算機網絡(第3版)[M].Pearson Education Press,2000.
[2] James F. Kurose, and Keith W. Ross.計算機網絡:自頂向下法與Internet特色[M]. 北京:機械工業出版社,2005.
[3] 劉杰民. 基于路由機制的“計算機網絡”課程教學模式研究[J]. 計算機教育,2005(增刊):132-136.
[4] 劉杰民. 計算機專業“計算機網絡”課程的彈性教學模式[J]. 計算機教育,2006,(10): 97-100.
[5] 劉杰民. 非計算機專業“計算機網絡”課程教學模式改革與研究[J]. 全國高等院校計算機基礎教育研究會2006年學術會議論文集,2006:378-382.