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網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)編程課程教學論文
0引言
網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的必修課程。該門課程主要絡(luò)環(huán)境下的編程原理及方法，通過網(wǎng)絡(luò)編程課程的學習，使網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學生掌握網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)的概念、編程方法、系統(tǒng)組成及設(shè)計方法，并能使用相關(guān)軟件工具;通過對該課程的學習，將網(wǎng)絡(luò)與軟件編程有機地結(jié)合起來，使學生通過網(wǎng)絡(luò)軟件編程加深對網(wǎng)絡(luò)理論的理解和掌握，同時又能提高學生網(wǎng)絡(luò)應用軟件編程能力，加強學生實際工作能力。
盡管網(wǎng)絡(luò)編程的有關(guān)課程同屬網(wǎng)絡(luò)工程、軟件工程、計算機科學與技術(shù)這3個專業(yè)，但在課程內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)、教學內(nèi)容組織方式以及教學方法與手段上都不盡相同。筆者所指網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)包括3個方面，從操作系統(tǒng)的角度來看，分別是應用層編程、套接字層編程和硬件接口層編程。非網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的學生只需掌握應用層編程即可。因這一層通常有著較為豐富的組件，屏蔽了大量的有關(guān)網(wǎng)絡(luò)硬件的技術(shù)細節(jié)，軟件開發(fā)較為容易。而對于網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學生而言，其培養(yǎng)目標是:建好網(wǎng)，管好網(wǎng)，用好網(wǎng)。因此，筆者將從課程群的建設(shè)、課程內(nèi)容的組織、教學手段的改進這3個方面，對網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)課程改革進行一些探討。
1課程群的建設(shè)
網(wǎng)絡(luò)編程課程教學內(nèi)容覆蓋面廣，屬于難度較高的專業(yè)課程，其中所需專業(yè)基礎(chǔ)知識涉及計算機基礎(chǔ)理論、通信原理、網(wǎng)絡(luò)原理等各個方面，如果沒有相應的先修課程作為鋪墊，很難真正掌握網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)的精華。大多數(shù)院校為了降低難度，將網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)課程分成兩門甚至兩門以上課程來講解，其先修課程也分別由十幾門課程組成，從而存在課程體系結(jié)構(gòu)不明確，課程內(nèi)容交叉過多、重復開設(shè)的問題。
此外，對網(wǎng)絡(luò)編程能力的培養(yǎng)過程也斷斷續(xù)續(xù)，沒有從大一貫穿至大四，缺乏連續(xù)性。例如，對編程能力的培養(yǎng)，在大一、大二學習期間都開有相應的編程能力培養(yǎng)課程，但在大三期間卻中斷了編程課程，而到了大四期間，每個學生都需要利用某種編程語言來完成畢業(yè)設(shè)計課題，如果能在學生4年的學習期間一直貫穿編程能力的培養(yǎng)，當他們面臨畢業(yè)設(shè)計課題時，就能選擇一種相對比較了解的編程語言去完成。
解決這個問題最好的辦法就是以網(wǎng)絡(luò)編程課程為主干課程，整合知識點，完善課程群建設(shè)。同時，將所需知識分散至每一學年的教學任務(wù)中，循序漸進地引導學生理解并掌握網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)的理論與知識，培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的編程能力。在課程群的建設(shè)過程中應把握以下3個原則:
1)課程群的建設(shè)應以學校的辦學定位與培養(yǎng)目標為前提。
如果是研究型院校，應以軟件理論研究為主要目標建設(shè)課程群;如果是應用型院校，應以軟件應用開發(fā)為主要目標來建設(shè)課程群，重點各有所不同。如筆者所在學校是一所應用型本科院校，辦學定位是“技術(shù)立校，應用為本”，以培養(yǎng)應用型人才為目標。故而，網(wǎng)絡(luò)編程課程群的建設(shè)也應以培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)應用編程軟件的開發(fā)與應用為前提。
2)以課程結(jié)構(gòu)層次化，能力培養(yǎng)平行化為主要目標。
為了更好地讓學生掌握網(wǎng)絡(luò)編程的關(guān)鍵技術(shù)、突出核心內(nèi)容，按照從簡至繁，從容易到復雜的原則，將網(wǎng)絡(luò)編程課程所需知識按照如下4個層次來實施:基礎(chǔ)編程訓練、高級編程訓練、網(wǎng)絡(luò)編程訓練和專業(yè)綜合實驗。對于大一新生，主要幫助他們理解編程理念，熟悉編程環(huán)境，培養(yǎng)良好的編程習慣。開設(shè)的課程主要有:高級語言程序設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、可視化編程等。對于大二學生，主要目的是提高他們系統(tǒng)編程的能力，熟悉系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境，掌握系統(tǒng)軟件開發(fā)與應用的關(guān)鍵技術(shù)。開設(shè)的課程有面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、操作系統(tǒng)原理、數(shù)據(jù)庫原理及應用、計算機網(wǎng)絡(luò)等。對于大三學生，進入專業(yè)課程學習的同時，進一步強化網(wǎng)絡(luò)編程能力的培養(yǎng)。在所開設(shè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與集成、網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計等課程中，強化網(wǎng)絡(luò)設(shè)備硬件接口編程能力的培養(yǎng);在開設(shè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與分析課程的同時，強化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的編程能力培養(yǎng);在所開設(shè)的網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)課程中，強化套接字編程和Web程序設(shè)計能力等。對于大四學生，在開始畢業(yè)設(shè)計之前，開設(shè)3周的專業(yè)綜合實驗課程，幫助他們回顧曾經(jīng)學過的知識，并且學會綜合利用這些知識，解決實際生活中可能遇到的問題，同時，也為完成畢業(yè)設(shè)計做好前期準備。
3)網(wǎng)絡(luò)編程能力的培養(yǎng)應與掌握網(wǎng)絡(luò)硬件的設(shè)計與配置同時進行。
這是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學生區(qū)別于其他專業(yè)學生的根本所在。
德克薩斯州大學Yale.N.Patt教授曾說:“懂硬件特性的軟件設(shè)計師所設(shè)計的程序，在運行性能上遠高于那些不懂硬件特性的人所設(shè)計的程序�！边@句話不無道理，在培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學生的網(wǎng)絡(luò)編程能力的同時，也讓學生理解“數(shù)”的系統(tǒng)概念，理解“工程”的系統(tǒng)概念。學習電路基礎(chǔ)知識、數(shù)字邏輯、計算機組織與體系結(jié)構(gòu)、嵌入式開發(fā)原理，以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與集成、網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計等基本理論與知識。硬件的課程體系結(jié)構(gòu)同樣遵守課程結(jié)構(gòu)層次化、能力培養(yǎng)平行化的設(shè)計原則，這樣才能有效實現(xiàn)逐步提高學生網(wǎng)絡(luò)編程能力的目的，設(shè)計出的程序也才會更加完善。
2課程內(nèi)容的組織
網(wǎng)絡(luò)編程課程教學內(nèi)容覆蓋面廣，授課難度較大。網(wǎng)絡(luò)編程課程的內(nèi)容主要包括高級語言編程、面向?qū)ο缶幊獭⒖梢暬幊獭⑻捉幼志幊獭⒍嗑€程編程、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議編程、網(wǎng)絡(luò)應用編程等。除此之外，還要求學生能較好地掌握計算機網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與分析、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與組建、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與配置、網(wǎng)絡(luò)管理與維護、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)等專業(yè)知識。因此，如果沒有很好地整合課程內(nèi)容，在總課時的限制下，將會導致授課內(nèi)容過多、顧此失彼現(xiàn)象的發(fā)生。另外，有些內(nèi)容又重復開設(shè)課程，使得學生對所學課程漸漸失去興趣，嚴重影響了教學的效果。以網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)課程為例，教學內(nèi)容可做如下改革。
1)理論教學內(nèi)容。
首先，在絡(luò)編程技術(shù)課程之前，建議先修高級語言程序設(shè)計、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計、計算機網(wǎng)絡(luò)原理、數(shù)據(jù)庫原理及應用這些課程。在有一定基礎(chǔ)的前提下才能較好地學習該門課程。此外，在該門課程講授的第一節(jié)課中應首先介紹課程總體框架與性質(zhì)。
其次，這門課程基于套接字編程和基于應用組件的應用編程兩部分而組成。基于應用組件的應用編程選擇ASP.NET或者J2EE，由授課教師根據(jù)情況自由選定。這些內(nèi)容在某些高校分屬于兩門課程，但筆者認為將這些內(nèi)容整合在一門課程中，不僅可以由教師根據(jù)培養(yǎng)目標與授課計劃進行取舍講授，也會使得學生不僅知其然，而且知其所以然，促使他們更多地進行思考和創(chuàng)新。
在授課過程中，堅持理論和知識點為提高學生動手能力服務(wù)的原則。除了在第一節(jié)課，簡單回顧以前學過的與本門課程有關(guān)的知識點之外，其后的每一節(jié)課，在講解原理的同時，都將重點放在編程中可能會遇到的問題上。比如，在講解利用套接字解決TCP的編程模式時，需要一邊講解，一邊強調(diào)TCP編程模式與UDP編程模式的區(qū)別所在;在講解利用套接字解決FTP客戶機編程原理的過程中，需要提醒學生FTP服務(wù)器通過使用熟知的端口來提供服務(wù)，而客戶端通過使用臨時端口來發(fā)送請求。FTP協(xié)議為控制連接和數(shù)據(jù)連接提供不同的熟知端口地址。對這些網(wǎng)絡(luò)原理細節(jié)的強調(diào)，可以有效地防止學生在編程過程中出現(xiàn)錯誤，并能較好地理解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的真正含義。
2)實踐教學內(nèi)容。
網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)課程屬于實踐性較強的課程，是培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的動手能力的重要環(huán)節(jié)，實踐能力的高低決定了開發(fā)者的水平，因此，其實驗教學成為課程重點關(guān)注的環(huán)節(jié)。在網(wǎng)絡(luò)編程實驗練習的設(shè)計過程中，應考慮不同程度的學生對實驗題目難度的不同要求，采取循序漸進的方式，逐步提高學生的網(wǎng)絡(luò)軟件編程能力。
網(wǎng)絡(luò)編程實驗遵循如下3個原則:①實驗不求多而全，但要使每個實驗有代表性和啟發(fā)性，能夠啟發(fā)學生解決某一類問題或能觸類旁通，以促進學生思考;②每個實驗要有明確的目標和宏觀的功能要求，并不限定實驗方案和具體的實現(xiàn)方法，鼓勵學生發(fā)揮主觀能動性，自己設(shè)計實驗方案并編程加以實現(xiàn);③實驗難度要循序漸進，實驗項目要具有可操作性。
綜合實驗應安排在網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)課程結(jié)束后的一學期進行。安排一個稍具規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)編程應用開發(fā)項目，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力和綜合分析能力。這一階段學生已經(jīng)掌握了網(wǎng)絡(luò)編程的基本技能，所以安排的項目規(guī)模不能太小。
3教學方法與手段的改進
在過去幾年里，筆者研究了多種教學方法和手段。在教學方法上，對基本知識點的傳授采用多媒體課件+啟發(fā)式+任務(wù)驅(qū)動相結(jié)合的方式。對應用技術(shù)知識點的傳授采用多媒體課件+案例教學+任務(wù)驅(qū)動相結(jié)合的方式。在教學手段上，采用現(xiàn)代化計算機輔助教學(網(wǎng)站)等手段，利用多媒體網(wǎng)絡(luò)教室或?qū)嶒炇也捎没咏虒W方式，提高學生動手實踐的能力。下面給出教學過程中總結(jié)出的幾點經(jīng)驗。
1)理解不是記憶。
在課堂教學過程中，盡量讓學生理解相關(guān)概念與方法，而不是死記硬背。所以，采取“自底向上”的教學方法較好，因為在接觸新概念之前，與之相關(guān)的基礎(chǔ)知識必然都已學過，對理解新概念也就非常有幫助。采用“自頂向下”的教學方法固然能夠有效提高學生的興趣，但是，由于缺乏對底層的理解，有些學習較好的學生，通過自學相關(guān)概念能夠加深對新概念的理解，而有些程度較低的學生，由于沒有深究，過段時間就會忘記所學的內(nèi)容。
2)自己動手，為未來作準備。
常常聽到企業(yè)的人抱怨:“網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的學生動手能力越來越差了。”造成這種局面的部分原因是教師的過分“熱心”，將案例設(shè)計得過于“完善”，實驗準備得也過于“充分”，以至于學生不費力氣就能完成題目，失去了對編程過程與藝術(shù)的體會。因此，要求學生必須在沒有幫助的情況下，盡可能獨立地完成編程任務(wù)。
3)發(fā)揮校企合作的優(yōu)勢，提高實踐教學的比例。
網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)是一門實踐性非常強的課程，通過網(wǎng)絡(luò)編程實踐操作，使學生得到很好的綜合訓練，提高學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。實驗中設(shè)計性實驗和創(chuàng)新、綜合性實驗在課程中所占比例較大，理論教學與實踐教材的比例由原來的2:1提高到1:1，比如總課時是64,那么理論與實踐教學課時各犯課時。
此外，在設(shè)計綜合實驗案例與實驗過程中，發(fā)揮校企合作優(yōu)勢，采取“請進來”與“走出去”相結(jié)合的手段，請企業(yè)有經(jīng)驗的工程師走進課堂授課，講解實際案例的解決方法。相應地，將校內(nèi)教師送去企業(yè)掛職，以提高實踐能力。
4結(jié)語
為了適應21世紀對人才能力的要求，我們必須與時俱進，堅持“理論教學與能力培養(yǎng)并重，強化網(wǎng)絡(luò)應用軟件設(shè)計與編程能力培養(yǎng)”的網(wǎng)絡(luò)教學改革理念。筆者此次教學改革從課程群的建設(shè)、教學內(nèi)容的組織以及教學方法與手段的改進這3個方面對網(wǎng)絡(luò)編程課程教學進行了探討。實踐證明，課程改革提高了學生的學習興趣和實踐技能，并使網(wǎng)絡(luò)編程課程的教學質(zhì)量得到提高。
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