CDIO理念下的数据通信和网络技术教学探究,本文是网络技术类有关自考开题报告范文与理念和数据通信和CDIO理念类硕士论文范文.
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［摘 要］ 分析了数据通信与网络技术课程的特点,结合教学过程中遇到的实际问题,以增强技能培养、提升学生学习兴趣为目的,将CDIO工程教育理念引入课程教学过程中,从教学内容、教学方法和考评方式三个方面对教学改革进行了探究.
［关键 词］ 数据通信与网络；CDIO工程教育；教学改革
［中图分类号］ G642 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 2096-0603（2017）19-0074-02
随着4G移动通信的大规模商用、光纤到户工程的进行、IPV6计算机通信网络的建设以及物联网产业的兴起等,通信与计算机行业的飞速发展,互联网已成为信息化社会的核心,在社会的各个方面都发挥着重要作用.数据通信与网络技术正是通信与计算机两种技术互相渗透同时又密切结合而形成的一门交叉学科,在通信工程、电信工程等专业教学体系中占有相当重要的位置.其主要任务是学习数据通信基础知识和计算机网络的通信原理,使学生从整体上清晰地认识数据通信与计算机网络,了解和掌握计算机网络体系结构、常用协议及组网实现等,以适应网络普及时代的要求,并为进一步进行网络技术产品的开发和维护打下基础.
由于该课程的综合理论性强且过于抽象,又涉及大量错综复杂的概念与新技术,学生在学习时容易感到乏味,缺乏学习兴趣,造成学习后劲与动力不足.而且目前我院对此课程的开设情况存在理论性强,实践教学环节薄弱,与实际应用脱节的问题,导致学生学习时往往难以找到着力点、感觉很迷茫.针对此类现状,笔者认为必须从教师自身入手,从教学上予以探究,在教学内容、教学方法及考评方式上予以改革.而CDIO工程教育理念是探讨此课程教学改革的有效之法.
一、CDIO工程教育理念
CDIO工程教育理念是麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究获得Knut 以及 Alice Wallenberg基金会近2000万美元巨额资助,经过四年的探索研究提出的[1].它包括1个愿景：为学生提供一种强调工程基础的、建立在真实世界的产品和系统的构思（Conceive）—设计（Design）—实现（Implement）—运作（Operate）过程的背景环境基础上的工程教育；对学生有4个层面的能力要求：工程基础知识、个人能力、人际团队能力和整个CDIO全过程能力；并细化出12条标准来判断是否真正实践了此理念[2].
CDIO教育理念的根本点在于建立问题探究式的学习方法.这种学习方法倡导问题驱动性,教师将问题抛给学生,让学生自主思考、找到解决问题的方法,形成合作、互动、追源、查因的探究式学习方式.CDIO教育的核心路径是教学的实践性.这种教学模式以工程项目为平台,倡导在做的过程中学习,以做项目的形式激发学生的学习兴趣,在项目中提高学生解决实际问题的能力[3].
二、CDIO理念在数据通信与网络技术课程中的应用
(一)优化教学内容,注重技能培养
1.增强时效性,合理修订教学内容.目前课程教学大纲要求的内容包含三大部分：数据通信、计算机网络体系结构及网络技术,涵盖面已比较广.然而,由于数据通信与网络技术发展迅速,为了适应时展,必须对具体教学内容进行不断修订.这就要求教师不仅要教授基本的数据通信和网络知识,还要随时了解最近的通信与网络技术,在满足教学大纲要求的基础上适当补充新鲜内容,让学生了解工业界和学术界的最新进展,与时俱进,为进一步学习指引方向.
2.精简理论,强化实践,调整教学内容结构.笔者所在学院的数据通信与网络技术课程目前并未开设实验环节,该课程的总课时量为64学时,可将16学时用于实验教学.实验内容应该达到使学生更好地理解和深刻地把握网络基础理论知识,并在此基础上训练和培养学生基本的网络规划及网络设备操作、配置和管理技能等目的,设计实验项目的基本原则遵循由小到大、实验步骤由简到繁、实验组织由独立到协作,并且包括验证型、综合设计型和创新型等多种类别.笔者经过精挑细选和反复论证,最终确定了4个验证型、2个综合设计型和1个创新型实验.在验证型实验中,设计了“网线的制作及测试”“网络基本命令应用”“交换机VLAN的配置”“静态路由配置”4个实验,每个实验2学时；在综合设计型实验中,有“IP数据包的捕获与解析”与“交换机及路由器综合应用”2个实验项目,每个实验2学时；另外还有一个4学时的网络编程创新型实验.
其中,“网线的制作及测试”实验主要让学生掌握网线的制作及测试技能；“网络基本命令应用”实验主要让学生了解和掌握基本的网络命令,训练及培养学生基本的网络故障检测与维护技能；“交换机VLAN的配置”实验主要让学生掌握交换机及Vlan的基本配置与管理技能；“静态路由配置”实验主要让学生掌握路由器的基本配置与管理技能；“IP数据包的捕获与解析”实验主要让学生掌握IP数据包的工作原理与报头设计；“交换机及路由器综合应用”实验主要是培养学生掌握交换机与路由器的综合应用能力；网络编程实验主要是让学生深刻理解TCP/IP体系结构,掌握如何用socket编程接口编写客户机程序和服务器程序.
(二)使用有效教学方法,激发学生学习兴趣
1.任务驱动的探究式教学.改变教学主体,以学生为中心,让教师成“导”师[4].在课堂教学中,教师以任务驱动引导学生带着问题进行自我学习,并在课堂上转换为“教师”角色进行表达与讨论.典型的例子如数字基带传输与数字频带传输部分,先给学生提出问题像“基带传输与频带传输的区别与联系？”“目前频带传输有哪些新技术？”“经典的频带传输技术及最新的技术有哪些应用场景？”“各种传输技术之间有哪些相似性？”等学生可以带着问题复习学过的内容并查阅新资料后进行课堂讨论,而教师可进行监督、纠正及补充.
另外,当前大学生都已对使用计算机十分熟悉,但并不能把具体的使用经验和抽象的计算机网络原理联系起来.在学习过程中,教师可以从学生熟悉的网络软件着手,通过分析其工作过程来讲解网络工作原理.例如在讲解网络体系结构与传输模型的时候,设定两个用户通过聊天的场景,向学生提出问题,让其思考数据通过哪些协议层次？各协议实体为了将数据正确地传送到目的地需要做什么样的工作？通过这种方式让他们感觉到书本上的理论不再抽象空洞.
2.案例+分组教学.在教学过程中,教师还可以直接抛给学生一些实际案例[5],通过案例问题的解决来提高学生的学习兴趣.对于某些需要多人合作的案例,可通过分组教学,提高学生的团队协作能力.比如对于操作较复杂的网页设计,教师可以将学生分为不同的团队,每一个团队需要完成一个公司网站的设计任务,这对于学生未来的工作能力和团队协作能力的培养有很大作用.
3.广义教学法[6],适当跳出课程,以生活中的实例类比.通信中的许多技术都比较晦涩,但很多都可以与实际生活中的某些具体实例相联系.在教学过程中多与生产生活相结合、类比,很容易就可以做到深入浅出.
(三)考核评估方式多样化
考核对教与学具有评价作用,是教学的重要组成部分.对于数据通信与网络技术这门课程而言,由于其内容广泛,涵盖数据通信基础、TCP/IP体系结构、局域网体系结构、广域网络技术、Internet应用协议、计算机网络安全等相关多个方面,传统的课堂教学重在知识的获得,是通过期末一张试卷由任课教师来考评学生,而CDIO的评价方法则重在能力培养,将能力本位的教学观贯穿到教学实践的全过程.具体而言,就是对学生4个层面能力的考核：（1）基础知识考核.主要考查学生对于数据通信过程、计算机网络体系结构及常用协议等知识的掌握程度.只有掌握了这些基础知识,才能具备组网、网络故障排除等能力.可以期末笔试的形式进行.（2）个人能力考核.可采用过程式考核方式,由学习能力和实践能力组成,学习能力通过课堂提问、课堂测验等基础工作任务的完成进行考核,实践能力的考核通过独立实验的完成情况进行测定.（3）人际团队能力考核.采用过程式考核方式,依赖于团队任务的个人的完成情况而定,可以由学生相互之间进行评价.（4）工程系统能力.采用撰写系统报告的考核方式,每个学生选取一个网络编程创新型实验任务,进行系统分析、方案设计,并通过实验平台进行验证,提供系统配置和测试文档.
笔者基于CDIO工程教育理念对数据通信与网络技术教学改革进行了初步探究,并进行了一定的教学实践.从学生的教学反馈来看,这些改革的思路是正确的.笔者会紧密结合实际不断改革创新,期望学生学完这门课程、从学校毕业出去以后能够“懂网”“建网”“用网”“管网”.
参考文献：
［1］刘全金,张杰,李强,等.基于CDIO教育理念的通信工程课程教学实践［J］.安庆师范学院学报（自然科学版）,2012,18（4）.
［2］赵永生.教学学术视野下的CDIO ［R/OL］.（2017-04-27）［2017-05-28］.http://www.chinacdio.com/upload/3.
［3］唐云,张文昭.基于CDIO模式下的《现代通信原理》教学探究［J］.中文科技期刊数据库,2014,35（5）.
［4］王亚楠,贾文涛.基于CDIO的计算机网络课程教学改革与实践［J］.中文科技期刊数据库,2015,9（4）.
［5］杨先友.CDIO模式下的高职计算机网络技术专业教学研究［J］.电脑知识与技术,2016,12（8）.
［6］于效宇,刘艳.高频电子线路的广义教学法探究［J］.黑龙江教育（高教研究与评估）,2015（1）.
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