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摘要:本文討論了如何在計算機通信網課程的實驗教學中引入“探究式”教學方法,解決學生自主性差、實驗流于形式等問題。開展4個實驗,讓學生學習和體會通信協議的設計,掌握差錯控制、流量控制的方法,路由算法的原理。通過課前指導、實驗過程探究、增加實驗趣味性、補充實驗內容等措施,增強學生的實驗興趣,提高學生獨立思考問題、解決問題的能力。
關鍵詞:計算機通信網獨立設課實驗教學設計性實驗
《計算機通信網》專業課對實驗的要求較高,實驗教學也是培養學生計算機通信實踐能力和創新能力的重要手段,特別是當前數字通信的市場廣闊,計算機通信是必備技術。基于以上,我們非常強調該課程的理論學習與實踐技能的掌握,并且通過學習其他高校的實踐課教學經驗,結合市場需求和設備生產廠家的產品,對該課程實驗做了很大的調整和建設。
1實驗課的改革勢在必行
1.1以往的實驗開設情況
由于一直以來實驗教學的從屬地位,各門課的實驗考核成為一個薄弱環節,沒有獨立科學的考核體系,學生缺乏主動性,實驗課按部就班進行,不思考不拓展,背實驗步驟應付考核的學生大有人在。另外由于實驗時間有限,大多數教師只是在實驗前給學生邊演示邊講解一遍實驗過程,學生在實驗操作過程中無法思考,不能做到理論知識與實驗內容的聯系與結合,做完了也沒有應有的收獲。
1.2現實中的實驗課建設需求
培養學生的動手能力和創新能力,讓學生畢業后盡快適應工作崗位的需要,是實踐課程的重要目標。以往的實驗室設備簡單,基本以驗證性實驗為主,因此急需進行實驗室軟硬件設備的購置與更新。先進設備的使用和開發需要高素質的實驗教師隊伍,對教師進行培訓就顯得尤為重要。新形勢下對實驗項目設置、實驗課施行模式、實驗過程安排及考核等方面的要求比以往更高,因此必須進行積極的改革與探索。
2獨立設課實驗課程的運行
第一,我們把計算機通信網的實驗設置為獨立設課,屬于專業限選課。課程地位提高了,學生思想上重視它:如果沒有通過該實驗課的考核,就意味著沒有修到學分,需要重修。第二,購置與高標準實驗內容配套的先進設備。通信工程系近幾年陸續購置了一系列實驗設備,可以開設與程控交換、光傳輸、寬帶接入和NGN等通信技術有關的實驗,并且可以在此基礎上,開發、設計與通信市場接軌的富有實用性和創新性的實驗,極大地激發學生的實驗興趣和動手能力。第三,根據設備要求,參加做實驗的學生需要分組,實行一人一套設備操作,確保每名學生都有上機操作的機會。
3獨立設課實驗的組織安排
獨立設課實驗要嚴格遵守實驗課大綱的要求。開課前需要制定進度計劃,提前將實驗時間和實驗內容告知學生,并下發實驗指導書。教師為實驗準備PPT課件講解,包括實驗設備和實驗原理介紹,操作過程截圖,操作平臺流程,程序設計要點,學生對實驗的相關知識能有比較詳細的了解。我們在現代通信網絡實驗平臺上開發有15個設計性實驗項目,并且在其他實驗設備上也補充開發了一些實驗項目,給學生提供了充足的實驗選擇。根據課時需要和理論課大綱的要求,我們從這些實驗項目中挑選四個,在實驗過程中認真做好分析總結,作為下一年開課計劃的調整根據。由于實驗課時有限,不能在實驗課上詳細講解設備的工作原理而過多占用學生操作時間,所以我們非常注重實驗時間安排和理論課授課內容的同步。在理論課課堂上將與該實驗相關的原理和設備硬件做比較深入的講解,授課后很快做有關實驗。這樣理論知識與實踐知識結合起來。具體做法如下:第一,實驗1:交換機的配置。局域網這個知識點是數據鏈路層的主要內容之一。交換機是局域網擴展中的一個非常重要的連接設備,可以在理論課中著重講解交換機的結構和工作原理,然后學生在實驗中做該實驗,學習配置語句的設計,并為后續的設計性實驗做語句上的熟悉和準備。第二,實驗2:VLAN的組網與配置實驗。這個實驗是訓練學生組網配置,并且深化對局域網的理解,該實驗對應理論課中局域網技術部分的內容,在時間上要注意同步。學生分組做,要求各組的數據不同,組網的用戶機設備數量不同,因此互相之間既可以借鑒,又不會完全照搬照抄。第三,實驗3:互聯網的管理和安全實驗。這個實驗有助于學生理解IP地址、運輸層端口號和互聯網技術等知識,并且學會使用軟件對網絡的性能進行測試,對信息與網絡安全進行保密配置,學習網管的操作。第四,實驗4:Telnet遠程登錄。遠程登錄是應用層協議之一,要求學生對網絡IP地址的配置、網段的含義以及遠程登錄等有比較深入的理解。
4獨立設課實驗的考核
為了激勵學生的學習自覺性,客觀反映學生的學習態度、獨立思考能力和動手能力,我們進行了多方面的實驗考核改革:出勤率、實驗課表現、實驗結果、實驗報告和試卷考試,成績根據以上逐項綜合加權。實驗考試的試卷內容有兩部分,一是理論知識考核,主要是關于四個實驗內容涉及到的理論和原理。二是實驗操作考試,學生在實驗室現場抽題,題目內容就是以往做過的實驗項目。學生獨立完成實驗并將結果及結論寫到試卷上,老師根據每個學生的現場操作情況給出實驗步驟和實驗結果成績,收回試卷后再作出綜合評判。綜合考核的目的在于督促學生認真做實驗,不能用實驗報告上的數據和結果敷衍了事。
5獨立設課實驗的執行過程體會
第一,由于新設備比較復雜,所以開設相關實驗之前首先要對教師做嚴格培訓。要求實驗教師掌握實驗操作、設備的結構和原理,軟件平臺中的各部分程序能讀懂、糾錯和改寫。對設備背板的插件走線要清楚。由于設備結構、電路板和走線知識比較復雜,多年來任課教師一直都在不斷學習,很有收獲。第二,學生的實驗時間有限,每次只有兩個教學課時,面對這樣的設備,即便老師做了原理和操作步驟介紹,但是心中一定還有很多問題想問。通過多年的實驗教學,任課教師將學生主要關心的問題總結并寫入實驗指導書中,學生可以在課前及課后查詢。第三,實驗指導書中每個實驗的操作步驟僅僅作為一種示范,在實際操作中教師會要求學生有一定的設計創新,避免學生操作千篇一律,避免實驗報告的抄襲。該設備實驗屬于排隊認證式操作,學生可以在排隊等待時做比較充分的準備,教師正好在這段時間針對每一位學生的問題做指導。第四,除了為學生編寫配套的實驗指導書,教師還精心制作了一套PPT課件,凝練了設備上的一些重要內容,供上課時講解和演示使用。課件中有對實驗原理及操作步驟的詳細介紹,便于學生理解,特別是有設備與終端走線等的展示,方便學生查閱。第五,在實驗過程中教師一定要掌握學生的操作進度,在兩個課時的時間里保證一組學生做完實驗,讓每一位學生都有機會使用設備,并及時解決問題,對勤學好問的學生及消極懈怠學生有掌握并在最終成績中體現。
6結束語
在多年的實驗教學中體會到,教師們的工作是重中之重,只有教師對設備吃透,才能指導好學生的實驗,讓學生不但可以掌握實驗操作,體會設備功能,還可以進一步提高實踐能力。教師對實驗過程嚴格把握,杜絕學生照搬照抄,確保實驗質量,對學生的學習負責。通過幾個學期的實驗教學改革,大大提高了學生的實驗主動性,為通信專業學生的各門實驗課的開展積累了寶貴經驗。
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作者:錢穎 單位:北方民族大學電氣信息工程學院