網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)編程課程教學(xué)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(guò)網(wǎng)絡(luò)編程課程的學(xué)習(xí)，使網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)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(jì)方法，并能使用相關(guān)軟件工具;通過(guò)對(duì)該課程的學(xué)習(xí)，將網(wǎng)絡(luò)與軟件編程有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)軟件編程加深對(duì)網(wǎng)絡(luò)理論的理解和掌握，同時(shí)又能提高學(xué)生網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件編程能力，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)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(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)這3個(gè)專業(yè)，但在課程內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容組織方式以及教學(xué)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(gè)方面，從操作系統(tǒng)的角度來(lái)看，分別是應(yīng)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(xué)生只需掌握應(yīng)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(xì)節(jié)，軟件開(kāi)發(fā)較為容易。而對(duì)于網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生而言，其培養(yǎng)目標(biāo)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(xué)手段的改進(jìn)這3個(gè)方面，對(duì)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)課程改革進(jìn)行一些探討。
1課程群的建設(shè)
網(wǎng)絡(luò)編程課程教學(xué)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(shí)涉及計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論、通信原理、網(wǎng)絡(luò)原理等各個(gè)方面，如果沒(méi)有相應(yīng)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(lái)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(guò)多、重復(fù)開(kāi)設(shè)的問(wèn)題。
此外，對(duì)網(wǎng)絡(luò)編程能力的培養(yǎng)過(guò)程也斷斷續(xù)續(xù)，沒(méi)有從大一貫穿至大四，缺乏連續(xù)性。例如，對(duì)編程能力的培養(yǎng)，在大一、大二學(xué)習(xí)期間都開(kāi)有相應(yīng)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(gè)學(xué)生都需要利用某種編程語(yǔ)言來(lái)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，如果能在學(xué)生4年的學(xué)習(xí)期間一直貫穿編程能力的培養(yǎng)，當(dāng)他們面臨畢業(yè)設(shè)計(jì)課題時(shí)，就能選擇一種相對(duì)比較了解的編程語(yǔ)言去完成。
解決這個(gè)問(wèn)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(shí)點(diǎn)，完善課程群建設(shè)。同時(shí)，將所需知識(shí)分散至每一學(xué)年的教學(xué)任務(wù)中，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生理解并掌握網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)的理論與知識(shí)，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(guò)程中應(yīng)把握以下3個(gè)原則:
1)課程群的'建設(shè)應(yīng)以學(xué)校的辦學(xué)定位與培養(yǎng)目標(biāo)為前提。
如果是研究型院校，應(yīng)以軟件理論研究為主要目標(biāo)建設(shè)課程群;如果是應(yīng)用型院校，應(yīng)以軟件應(yīng)用開(kāi)發(fā)為主要目標(biāo)來(lái)建設(shè)課程群，重點(diǎn)各有所不同。如筆者所在學(xué)校是一所應(yīng)用型本科院校，辦學(xué)定位是“技術(shù)立校，應(yīng)用為本”，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)。故而，網(wǎng)絡(luò)編程課程群的建設(shè)也應(yīng)以培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用編程軟件的開(kāi)發(fā)與應(yīng)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(biāo)。
為了更好地讓學(xué)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(jiǎn)至繁，從容易到復(fù)雜的原則，將網(wǎng)絡(luò)編程課程所需知識(shí)按照如下4個(gè)層次來(lái)實(shí)施:基礎(chǔ)編程訓(xùn)練、高級(jí)編程訓(xùn)練、網(wǎng)絡(luò)編程訓(xùn)練和專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)。對(duì)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(xí)慣。開(kāi)設(shè)的課程主要有:高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、可視化編程等。對(duì)于大二學(xué)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(kāi)發(fā)環(huán)境，掌握系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。開(kāi)設(shè)的課程有面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)原理、數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等。對(duì)于大三學(xué)生，進(jìn)入專業(yè)課程學(xué)習(xí)的同時(shí)，進(jìn)一步強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)編程能力的培養(yǎng)。在所開(kāi)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與集成、網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)等課程中，強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)備硬件接口編程能力的培養(yǎng);在開(kāi)設(shè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與分析課程的同時(shí)，強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的編程能力培養(yǎng);在所開(kāi)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)課程中，強(qiáng)化套接字編程和Web程序設(shè)計(jì)能力等。對(duì)于大四學(xué)生，在開(kāi)始畢業(yè)設(shè)計(jì)之前，開(kāi)設(shè)3周的專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)課程，幫助他們回顧曾經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)，并且學(xué)會(huì)綜合利用這些知識(shí)，解決實(shí)際生活中可能遇到的問(wèn)題，同時(shí)，也為完成畢業(yè)設(shè)計(jì)做好前期準(zhǔn)備。
3)網(wǎng)絡(luò)編程能力的培養(yǎng)應(yīng)與掌握網(wǎng)絡(luò)硬件的設(shè)計(jì)與配置同時(shí)進(jìn)行。
這是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生區(qū)別于其他專業(yè)學(xué)生的根本所在。
德克薩斯州大學(xué)Yale.N.Patt教授曾說(shuō):“懂硬件特性的軟件設(shè)計(jì)師所設(shè)計(jì)的程序，在運(yùn)行性能上遠(yuǎn)高于那些不懂硬件特性的人所設(shè)計(jì)的程序。”這句話不無(wú)道理，在培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)編程能力的同時(shí)，也讓學(xué)生理解“數(shù)”的系統(tǒng)概念，理解“工程”的系統(tǒng)概念。學(xué)習(xí)電路基礎(chǔ)知識(shí)、數(shù)字邏輯、計(jì)算機(jī)組織與體系結(jié)構(gòu)、嵌入式開(kāi)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(jì)等基本理論與知識(shí)。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(jì)原則，這樣才能有效實(shí)現(xiàn)逐步提高學(xué)生網(wǎng)絡(luò)編程能力的目的，設(shè)計(jì)出的程序也才會(huì)更加完善。
2課程內(nèi)容的組織
網(wǎng)絡(luò)編程課程教學(xué)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(jí)語(yǔ)言編程、面向?qū)ο缶幊�、可視化編程、套接字編程、多線程編程、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議編程、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用編程等。除此之外，還要求學(xué)生能較好地掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與分析、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與組建、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與配置、網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)等專業(yè)知識(shí)。因此，如果沒(méi)有很好地整合課程內(nèi)容，在總課時(shí)的限制下，將會(huì)導(dǎo)致授課內(nèi)容過(guò)多、顧此失彼現(xiàn)象的發(fā)生。另外，有些內(nèi)容又重復(fù)開(kāi)設(shè)課程，使得學(xué)生對(duì)所學(xué)課程漸漸失去興趣，嚴(yán)重影響了教學(xué)的效果。以網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)課程為例，教學(xué)內(nèi)容可做如下改革。
1)理論教學(xué)內(nèi)容。
首先，在絡(luò)編程技術(shù)課程之前，建議先修高級(jí)語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理、數(shù)據(jù)庫(kù)原理及應(yīng)用這些課程。在有一定基礎(chǔ)的前提下才能較好地學(xué)習(xí)該門課程。此外，在該門課程講授的第一節(jié)課中應(yīng)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(yīng)用組件的應(yīng)用編程兩部分而組成�；趹�(yīng)用組件的應(yīng)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(rèn)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(biāo)與授課計(jì)劃進(jìn)行取舍講授，也會(huì)使得學(xué)生不僅知其然，而且知其所以然，促使他們更多地進(jìn)行思考和創(chuàng)新。
在授課過(guò)程中，堅(jiān)持理論和知識(shí)點(diǎn)為提高學(xué)生動(dòng)手能力服務(wù)的原則。除了在第一節(jié)課，簡(jiǎn)單回顧以前學(xué)過(guò)的與本門課程有關(guān)的知識(shí)點(diǎn)之外，其后的每一節(jié)課，在講解原理的同時(shí)，都將重點(diǎn)放在編程中可能會(huì)遇到的問(wèn)題上。比如，在講解利用套接字解決TCP的編程模式時(shí)，需要一邊講解，一邊強(qiáng)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(jī)編程原理的過(guò)程中，需要提醒學(xué)生FTP服務(wù)器通過(guò)使用熟知的端口來(lái)提供服務(wù)，而客戶端通過(guò)使用臨時(shí)端口來(lái)發(fā)送請(qǐng)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(duì)這些網(wǎng)絡(luò)原理細(xì)節(jié)的強(qiáng)調(diào)，可以有效地防止學(xué)生在編程過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，并能較好地理解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的真正含義。
2)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。
網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)課程屬于實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的動(dòng)手能力的重要環(huán)節(jié)，實(shí)踐能力的高低決定了開(kāi)發(fā)者的水平，因此，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為課程重點(diǎn)關(guān)注的環(huán)節(jié)。在網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)驗(yàn)練習(xí)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)考慮不同程度的學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)題目難度的不同要求，采取循序漸進(jìn)的方式，逐步提高學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)軟件編程能力。
網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)驗(yàn)遵循如下3個(gè)原則:①實(shí)驗(yàn)不求多而全，但要使每個(gè)實(shí)驗(yàn)有代表性和啟發(fā)性，能夠啟發(fā)學(xué)生解決某一類問(wèn)題或能觸類旁通，以促進(jìn)學(xué)生思考;②每個(gè)實(shí)驗(yàn)要有明確的目標(biāo)和宏觀的功能要求，并不限定實(shí)驗(yàn)方案和具體的實(shí)現(xiàn)方法，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并編程加以實(shí)現(xiàn);③實(shí)驗(yàn)難度要循序漸進(jìn)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要具有可操作性。
綜合實(shí)驗(yàn)應(yīng)安排在網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)課程結(jié)束后的一學(xué)期進(jìn)行。安排一個(gè)稍具規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)編程應(yīng)用開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和綜合分析能力。這一階段學(xué)生已經(jīng)掌握了網(wǎng)絡(luò)編程的基本技能，所以安排的項(xiàng)目規(guī)模不能太小。
3教學(xué)方法與手段的改進(jìn)
在過(guò)去幾年里，筆者研究了多種教學(xué)方法和手段。在教學(xué)方法上，對(duì)基本知識(shí)點(diǎn)的傳授采用多媒體課件+啟發(fā)式+任務(wù)驅(qū)動(dòng)相結(jié)合的方式。對(duì)應(yīng)用技術(shù)知識(shí)點(diǎn)的傳授采用多媒體課件+案例教學(xué)+任務(wù)驅(qū)動(dòng)相結(jié)合的方式。在教學(xué)手段上，采用現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(網(wǎng)站)等手段，利用多媒體網(wǎng)絡(luò)教室或?qū)嶒?yàn)室采用互動(dòng)教學(xué)方式，提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的能力。下面給出教學(xué)過(guò)程中總結(jié)出的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。
1)理解不是記憶。
在課堂教學(xué)過(guò)程中，盡量讓學(xué)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(xué)方法較好，因?yàn)樵诮佑|新概念之前，與之相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)必然都已學(xué)過(guò)，對(duì)理解新概念也就非常有幫助。采用“自頂向下”的教學(xué)方法固然能夠有效提高學(xué)生的興趣，但是，由于缺乏對(duì)底層的理解，有些學(xué)習(xí)較好的學(xué)生，通過(guò)自學(xué)相關(guān)概念能夠加深對(duì)新概念的理解，而有些程度較低的學(xué)生，由于沒(méi)有深究，過(guò)段時(shí)間就會(huì)忘記所學(xué)的內(nèi)容。
2)自己動(dòng)手，為未來(lái)作準(zhǔn)備。
常常聽(tīng)到企業(yè)的人抱怨:“網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的學(xué)生動(dòng)手能力越來(lái)越差了�！痹斐蛇@種局面的部分原因是教師的過(guò)分“熱心”，將案例設(shè)計(jì)得過(guò)于“完善”，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備得也過(guò)于“充分”，以至于學(xué)生不費(fèi)力氣就能完成題目，失去了對(duì)編程過(guò)程與藝術(shù)的體會(huì)。因此，要求學(xué)生必須在沒(méi)有幫助的情況下，盡可能獨(dú)立地完成編程任務(wù)。
3)發(fā)揮校企合作的優(yōu)勢(shì)，提高實(shí)踐教學(xué)的比例。
網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)踐操作，使學(xué)生得到很好的綜合訓(xùn)練，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新、綜合性實(shí)驗(yàn)在課程中所占比例較大，理論教學(xué)與實(shí)踐教材的比例由原來(lái)的2:1提高到1:1，比如總課時(shí)是64,那么理論與實(shí)踐教學(xué)課時(shí)各犯課時(shí)。
此外，在設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)案例與實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)揮校企合作優(yōu)勢(shì)，采取“請(qǐng)進(jìn)來(lái)”與“走出去”相結(jié)合的手段，請(qǐng)企業(yè)有經(jīng)驗(yàn)的工程師走進(jìn)課堂授課，講解實(shí)際案例的解決方法。相應(yīng)地，將校內(nèi)教師送去企業(yè)掛職，以提高實(shí)踐能力。
4結(jié)語(yǔ)
為了適應(yīng)21世紀(jì)對(duì)人才能力的要求，我們必須與時(shí)俱進(jìn)，堅(jiān)持“理論教學(xué)與能力培養(yǎng)并重，強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)與編程能力培養(yǎng)”的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革理念。筆者此次教學(xué)改革從課程群的建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容的組織以及教學(xué)方法與手段的改進(jìn)這3個(gè)方面對(duì)網(wǎng)絡(luò)編程課程教學(xué)進(jìn)行了探討。實(shí)踐證明，課程改革提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐技能，并使網(wǎng)絡(luò)編程課程的教學(xué)質(zhì)量得到提高。
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