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1.1网络合作学习的学习资源十分丰富现代社会是一个信息爆炸的社会,网络上的学习资源就如浩瀚的海洋,取之不尽用之不竭。学习者只要具备基本的阅读能力和搜索能力,就可以随时从网上获取想要的知识,学习资源是十分丰富的。
1.2网络合作学习小组成本低与普通的合作学习相比,网络合作学习节约了时间成本、查阅成本和交流成本。但同时,网络合作学习防止重复记录,大大缩短查阅的时间,减少重复工作,效率是极高的。
2.基于网络合作学习的计算机专业教学的过程
2.1教学准备阶段基于网络合作学习而进行的计算机专业的教学必须经过事前的准备阶段,为学习的过程奠定一个坚实的基础,这一阶段的准备情况直接影响着最终的学习效果。在准备阶段要做好以下几个方面的工作:第一,合理的划分小组。根据不同的学习任务将学生分为不同规模的小组,并对小组内的成员进行角色的分配,激发小组成员的责任意识;第二,确定明确的目标。一个明确的目标是网络学习小组成员努力的方向,将小组内的成员凝聚在一起为了共同的目标而奋进。第三,在学习的过程中培养骨干成员。骨干成员必定是对计算机相当熟悉,能够灵活使用各类学习工具的成员,培养骨干成员就是为小组内的其他成员确立学习的榜样,激励其他成员更加努力的进行学习,并且骨干成员能够对小组内的企业成员进行帮助,双方共同进步。
2.2教学实施阶段教学实施阶段是网络合作学习最主要的阶段,是整个教学工作的核心过程。只有教学实施阶段的各项工作都做到位,才能够保证学生的学习效果。首先进行学习方案的实施。小组成员按照教师事先的学习目标利用固定的通讯工具以及网络平台进行学习。在学习的过程中,小组骨干成员要伸出援助之手,热心帮助小组内的其他成员,共同进步。其次在网络合作学习的过程中要注重实施双向监督。既包括教师自上而下对学生进行监督,也包括学生自下而上对教师进行监督。最后是进行学习成果的。对于小组全体成员共同努力而形成的成果,在全体成员同意的前提下进行。
2.3对学生的学习进行评价与存档学习目标完成之后,小组内部成员之间进行自评,对本次学习任务完成的过程进行反思。反思之后由小组代表进行总结并,再由教师进行最后的综合评价。在此过程中发挥网络平台及时、公正、客观的优势,提升评价与反思的效果。如果没有评价与反思的过程,那么网络合作学习极有可能流于形式,甚至是半途而废。因此,必须高度重视评价与反思的过程。然后,对反思的结果进行整理存档并逐级上交,这既是对小组成员的评价,也是对教师指导工作的鉴定与考核。
2.4教学延伸阶段基于网络合作学习的计算机专业教学课程到此并没有结束,教师还需要根据每个小组的实际情况布置课后作业。这份课后作业既要包括对本次学习进行巩固的部分,也要包括对下一个学习任务进行预习的内容,还要对兴趣性、拓展性的内容进行综合学习。虽说教学延伸阶段也就是课外作业完成阶段,是在课堂外进行学习的阶段,但是对其的监控与管理决不可擅自放松。
3.结语
1、计算机人工智能识别技术应用瓶颈探析
2、计算机科学与技术的应用现状与未来趋势
3、计算机信息处理技术在大数据时代背景下的渗透
4、计算机基础课程应用教学思考和感悟
5、中职中药专业计算机应用基础教学改革实践
6、浅谈虚拟现实技术在中职计算机基础教学中应用的必要性
7、计算机图像处理技术在UI设计中的应用
8、计算机生成兵力行为建模发展现状
9、智慧档案馆计算机网络系统方案设计
10、浅谈如何提高计算机网络的安全稳定性
11、计算机应用技术与信息管理的整合探讨
12、计算机科学技术小组合作学习研究
13、计算机科学与技术有效教学策略研究 >>>>>计算机网络和系统病毒及其防范措施毕业论文
14、互联网+背景下高校计算机教学改革的认识
15、艺术类应用型本科高校"计算机基础"课程教学改革研究
16、计算机技术在石油工业中应用的实践与认识
17、计算机技术在电力系统自动化中的应用研究
18、微课在中职计算机基础教学中的应用探析
19、课程思政在计算机基础课程中的探索
20、计算机服务器虚拟化关键技术探析
21、计算机网络工程安全存在问题及其对策研究
22、人工智能在计算机网络技术中的运用
23、慕课在中职计算机应用基础教学中的运用
24、浅析如何提高高校计算机课程教学效率
25、项目教学在计算机基础实训课程中的应用分析
26、高职计算机网络教学中项目式教学的应用
27、计算机信息安全技术在校园网络的实践思考
28、大数据背景下的计算机网络安全现状及优化策略
29、基于计算机网络信息安全及防护对策简析
关键词:计算机网络;教学改革;实践训练;创新
文章编号:1672-5913(2013)14-0050-04 中图分类号:G642
计算机网络是一个发展迅速的学科,主流的网络技术在不断更新换代,因此计算机网络课程的教学设计也必须随之不断进行改革创新,以便与技术的发展相适应。理工大学计算机网络相关课程是谢希仁教授于1983年首次为硕士研究生开设的,1995年以后,通过对该课程进行改革,将计算机网络的基础原理部分放到本科生教学中,称为计算机网络原理课程,而硕士研究生的教学则定位于该课程的高端部分,称为高级计算机网络课程。
在教学内容的设置上,本科教学主要关注如何帮助学生建立计算机网络知识体系结构的概念,更加强调知识的完整性和系统性,所以我们采取了国际上通用的分层教学模式。经过本科阶段对网络知识的初步学习,大多数研究生已经掌握了计算机网络的基本概念,教学过程中应当重点讲述相关的技术原理,侧重培养研究生的科研创新能力。基于这一指导思想,我们构建了网络高级技术专题、网络基本设计原则、网络实践教学和论文阅读研讨写作的研究生高级计算机网络教学设计,将研究能力培养前置到课程学习阶段,构建科学研究基础上的研究生高级计算机网络课程教学新模式,使学生真正理解和掌握理论知识,提高动手能力,进而适应计算机网络技术的飞速发展和创新型人才培养的需求。
1 教学内容组织
当前国内外知名高校的研究生计算机网络课程一般分两类:一类是作为核心课程,按照传统的分层体系结构组织,但讲授过程中在内容的深度和广度上比本科的计算机网络课程有很大提高;另一类是作为选修课程,主要设置一系列的前沿技术专题讲座,由从事相关研究的工作人员组织论文讨论。
上述两种授课模式各有优缺点,按照分层体系结构组织的讲授模式能够帮助研究生更加系统地把握计算机网络的体系结构及核心问题,但由于大多数研究生本科阶段已经按照该模式学习过计算机网络课程,因此难以吸引学生的学习兴趣,并且按照分层模式系统地讲授一遍课程内容在课时安排上也难以保障。按照前沿技术组织专题讲座能够帮助研究生迅速把握本专业的热门研究方向和研究问题,但该方法存在的最大问题在于课程内容的组织缺乏系统性,难以帮助学生把握课程的核心知识点。并且,计算机网络相关的新技术大多为英文文章,对于刚入学的硕士生而言,多数人并不具备短时间内阅读大量英文文章的能力,因此盲目按照前沿技术方式开展课程教学会导致教学效果大打折扣。
目前,国内也出现了多个围绕研究生计算机网络教学开展的改革创新,它们大多与所在学校的教学特点密切相关。我们在借鉴国外著名大学研究生计算机网络课程设置的基础上,结合理工大学研究生的具体特点和培养要求,设计了以提高研究生创新能力为中心的课程教学内容,将教学过程划分为理论教学和实践教学两大部分。其中理论教学包括计算机网络基础概述、网络高级专题和网络设计原则等内容;实践教学则包括课程实验和自主设计性实验两部分,并在教学过程中穿插着进行课堂及论文研讨,从而注重培养研究生对计算机网络核心知识、核心原则和前沿研究的了解与掌握,锻炼其利用所学知识动手解决问题的能力。
1.1 理论教学
高级计算机网络理论教学的主要目标是帮助研究生完善计算机网络体系结构的概念、掌握计算机网络的关键问题、了解计算机网络的最新研究方向和技术。通过调研发现大部分学生希望授课教师能够尽量避免相关教学活动与本科先修课程的重复,以便开拓新领域、学习新方法。结合理工大学研究生的培养要求,我们设置了理论教学内容,见表1。
在课程设置中,首先较系统地综述计算机网络的重要概念、基本原理和研究方法,以便帮助研究生陕速回顾建立计算机网络体系结构的概念。由于当前跨专业、跨学科报考研究生的现象十分普遍,导致学生的专业基础差异性明显,这部分内容的教学也能帮助这些学生尽可能弥补专业知识上的差异,使后续高级专题的教学更加易于开展。
随后,围绕应用层网络技术、多媒体网络、网络管理与测量等计算机网络的高级专题开展教学,重点讲授这些专题中涉及的关键问题、核心思想以及核心技术等,帮助研究生提升对计算机网络知识的理解掌握水平。这些专题的选择主要考虑到将计算机网络的基础知识与前沿研究进行有机结合,一方面突出当前的一些前沿研究领域,另一方面也强调其中涉及的网络基础知识和原则。
再次,为了进一步提升研究生对计算机网络当前研究热点的了解和把握,专门设计了一章网络新技术专题,重点介绍数据中心网络、软件定义网络、未来网络体系结构等当前的研究热点。为了体现教学思想,避免陷入研究怪圈,我们在讲授过程中主要向学生阐述这些技术产生的背景及解决的问题,并在教学过程中启发学生思考这些网络新技术带来的优势是什么?同时又引出了哪些问题?有没有办法对其进行进一步的优化等。这样将学习过程变成一个思考创造的过程,从而帮助研究生提升科研创新能力。
最后,在网络设计原则部分,总结回顾计算机网络中采用的一些典型设计理念和原则,包括软状态机制、随机化技术、间接技术、虚拟化技术等,通过介绍这些技术的基本概念及应用场景,让学生深入理解并体会技术本身的价值,为以后的研究应用奠定基础。
1.2 实践教学
长期以来,研究生课程的教学存在“重理论、轻实践”的问题,对于如何将教学内容应用到实际的研究工作中关注的不够,这一现状与国家重点倡导的应用型研究生培养目标越来越不符合。对于具有强烈工程应用背景的计算机网络课程而言,如何建立实践教学模式,提高实践教学效果在整个课程教学过程中具有至关重要的影响。
为此,在教学过程中设计了两类实践教学内容,一部分与课堂理论教学相配套,帮助学生更好地理解掌握理论教学内容,如应用层网络技术专题中设置针对P2P数据传输协议进行仿真分析的实验内容,在多媒体网络专题中设置多媒体视频传输实验内容,在网络管理与测量专题中设置大规模网络测量数据综合分析的实验内容等。这些实验内容与理论教学内容密切结合,可以作为理论教学的有益补充。
此外,我们还设置了针对整个课程的自主性综合实验,又称课程设计,其选题相对具有开放性,内容涉及计算机网络的各个层次和技术。一方面列出部分课题供学生选择,如基于OPNET/NS2的网络路由算法性能仿真分析、简单包过滤防火墙的设计与实现、基于NetFlow的网络流量采集与分析系统、基于SNMP的简单网络管理系统等;另一方面也鼓励研究生与导师进行交流,将导师正在进行的重大课题研究内容抽取一部分作为自主性综合实验的内容,达到课程教学与科研活动有机的结合。
为充分发挥学生的创造性和主观能动性,自主性综合实验包括基本要求和扩展功能两个部分,课程只给出基本要求作为必须要达到的目标,学生可以在此基础上发挥自己的创造力进行扩展,实现更多的功能。在自主性综合实验的验收和考核工作中,以课题实现的创新程度和反映出的研究生进行研究探索的工作量,作为自主性综合实验的考核重点。
1.3 课堂研讨
为了避免授课内容过于偏重基础,对国内外学术界新兴领域和新兴技术关注不够等问题,综合锻炼研究生通过阅读文献跟踪前沿研究的能力,以及通过文献阅读报告开展学术交流的能力,我们在教学过程中还相应设置了课堂研讨环节,主要包括论文研讨和课程设计研讨两部分内容。其中论文研讨环节首先选取计算机网络研究领域的经典文献和前沿性研究文献开展文献阅读,然后让研究生上台就所阅读的文献开展报告,其他学生则针对该报告进行相应的质疑,通过讨论促使研究生从多个角度审视问题,促使创新思维火花的进发、碰撞。进一步要求研究生在课堂研讨的基础上,分组选择一个感兴趣的网络问题,阅读5篇以上著名会议或者期刊的相关文献,并完成读书报告,从而综合锻炼他们语言表达交流和论文撰写的能力,激发其创新精神,提高“学以致用”的实践能力。
课程设计的研讨与论文交流研讨的过程类似,在完成课题的详细设计方案后开展一次研讨交流,每名研究生根据所做课题进行发言交流,其他学生则针对该课题的内涵、设计方案的可行性、存在的不足等问题进行交流,达到综合受益的目标。
2 考核机制设计
以往的研究生计算机网络课程考核评价机制一般采用平时成绩加考试成绩的方式,且期末考试成绩在评价中所占比重过大。然而,评价研究生学习成绩的优劣,应该从理论学习水平、实践动手能力、个体综合素质及创新能力等多个方面展开,从平时作业、课堂研讨发言、平时实验与自主设计性实验、课程论文报告及理论考核等方面对学习情况进行综合评测。用考核机制引导研究生改变传统学习方式,加强对教学全过程的管理,对学习的每个重要过程都进行量化计分,以衡量研究生的综合能力素质,激励他们全面发展。根据这一目标,我们设计了课程评价指标体系,见表2。
在这种评价指标体系中,既包括平时的课堂作业、研讨发言、课程实验,又包括设计性实验、课程读书报告以及期末考试等,实现了对整个授课阶段的全过程管理,综合考查了研究生的理论知识掌握、文献阅读报告、论文撰写、实践动手等多方面的综合能力,因此具有更好的合理性。
3 教学效果
利用设计的高级计算机网络课程教学改革模式,我们在近几年的教学实践中取得了很好的教学效果。高级计算机网络课程先后被学校评为校级教改示范课程和研究生精品课程,并得到了选课研究生的一致好评。调研过程中专家和研究生普遍反映,这一课程的教学体系结构比以往的方式更加注重对知识本质和科学方法的揭示,注重对研究生学术质疑和独立思考能力的培养,使研究生通过课程学习,达到学习新知识、提升分析解决问题的能力和增强实践能力的综合效果。大部分研究生对于课程教学改革在启发式教学、实践教学、课堂研讨等方面印象深刻,最后达到了预期的教学效果。然而在教学实施过程中也反映出一些问题,如部分学生基础知识相对薄弱,在实践教学及课堂研讨过程中与其他学生存在较大差距;自主性综合实验的设置需要准确把握问题的难易程度,内容太简单学生不会有太大的兴趣,内容太难学生又会觉得无从下手等。这些问题需要在教学过程中不断进行优化调整。
4 结语
高级计算机网络作为国际上计算机网络与通信领域通行的研究生核心课程,对该领域的科学研究与工程技术工作者至关重要。为了提高课程教学效果,我们对课程进行了一系列的改革,包括理论教学内容的优化设置、实践教学的组织、课堂探讨机制的构建以及考核机制的设计等。通过这些改革,建立了一套完善的研究生高级计算机网络课程的理论和实践教学体系,构建了网络高级技术专题、网络基本设计原则、网络实践教学和论文阅读研讨写作的研究生高级计算机网络教学模式,实现了基础理论和前沿研究并重、理论教学和实践训练并行,使学生真正掌握和理解理论知识,提高动手能力,这一教学实施模式在实践中取得了较好的效果。然而,计算机网络是一个迅猛发展的学科领域,新的技术和应用层出不穷,在后续的教学实践过程中,我们将关注这些新变化,并不断对课程进行相应的改革创新,达到传授知识、提升能力的教学目标。
参考文献:
[1]邢长友,陈鸣,许博,等,面向创新人才培养的计算机网络教学改革[J],计算机教育,2013(1):49-52
[2]陈鸣,谢钧,刘鹏,等,计算机网络课程中的科学思维训练[J]。中国大学教学,2013(3):62-64
[3]李巍,李云春,夏春和,研究生计算机网络课程体系研究与实践[J],计算机教育,2009(19):131-133
在职业教育中,计算机网络教育是一个重要内容,特别需要讲究教学方法,如此才能提高教学效果,且将计算机网络教育真正运用于生活实践之中。
第一,计算机网络教学的理念。
计算机网络教学是指依托现代信息技术手段,开发和利用网上教育资源,建立开放、交互动态的网络教学平台,全面实现网络资源的交流与共享,用教育信息化手法推进教育现代化。
第二,计算机网络教学的条件。
(一)硬件方面的条件
(1)计算机网络。计算机网络教学不仅仅具备职业教育局域网的功能,同时必须能够连通Internet,保证计算机网络畅通无阻。建立计算机网络平台,主要包括以下内容:教学新闻、新课程改革、教学考试研究、课题研究、专题研究、教学论坛、教学论文、教学计划、教学通知、学科动态、教学论文、教学规划、课外活动等栏目。可以发挥计算机网络速度快、信息及时、不受时间空间限制等优点,且还有透明度、参与面与交流面都较大的优势,有利于积极开展计算机网络教学。在这个过程中,可以及时有效地为基层提供服务的基础,并促进教学观念的更新,有益探索已经实行多年的传统的教学方式,进一步提高教学研究工作和教学管理工作的水平,保证教学质量和效益。
(2)保障基本硬件。这里的硬件包括办公室配备的台式计算机,安装上基本常用的办公软件,配备专职计算机网络管理人员并进行定期和不定期的维护,保证计算机网络的畅通。
(二)软件方面的条件
(1)关于职教教师的素质
第一是要转变职业教育教师传统的教学理念,新课改的启动,出现了新理念、新课堂、新课题。教育教学必须以教师发展为本,必须确立教师在教育教学工作中的主体地位,让教师成为教学研究的主人,通过教学研究来培养教师、提高教师综合素质,以服务于教师的自我发展和价值实现;教育教学研究必须以学生发展为根本,教育教学研究要研究学生,符合学生的身心发展规律,尤其是要解决学生发展过程中存在的一些疑难问题,必须有针对性,追求实效性。学校可以利用业余学习时间组织举办计算机网络教学培训班,对全体教师进行了网络教学的相关培训。
其次是强化教师的信息素养,让每上位教师都会熟练使用计算机和网络,学会在计算机网络上收集寻找各种有关的教育信息和教育资源。在这一点上,我们衡水职教中心已经向全体教师明确提出了开展计算机网络教学的规定与要求,并开展网络教研,以整体提升教师利用现代教育技术开展教学研究的能力,提高教学研究活动的水平、质量以及效益。
再次就是调动教师的学习积极性。一个优秀的教师应该是一个勤勉学习、不断充实自我的人,特别是在当今的信息时代,社会生活如此丰富多彩,一天不学习就有可能落在后头,每天都有许许多多多的新知识需要掌握,每刻都有许许多多的新见解需要明了,因而教师必须加强自身学习。这种学习不仅仅是在业务方面,更重要的是涉及到教育教学的方方面面,尽管我们不一定将名山大川都走遍,但行万里路和读万卷书的价值内涵是一样的,计算机网络资源如此复杂,理所当然应该成为教师学习的有力工具。
最后,对教师参加计算机网络教学进行合理分工,可以根据每位教师的自身特点来制定合理的分工合作计划,进而使计算机网络教学做到有章可循、有条不紊、按部就班的顺利开展。
(2)关于教学氛围的营造
如果一个学校要具有浓郁的教科研学术氛围,就必须制定出相应的规章制度,以鼓励教师进行计算机网络教学,同时对不积极参加教学研究的教师要给予相应的惩罚,使他们变压力为动力,这样才会促使老师们增强教学科研意识,提高他们参与的主动性和积极性;另外还要采用新老教师结对子的方式,巧借新教师的活力和老教师的经验形成优势互补,如此就会将计算机网络教学如火如荼地开展起来。
第三,计算机网络教学的流程。
一是要制定出详细的教学计划,按学习小组划分为不同的特长或兴趣小组,各小组分工协作。二是要收集资源,根据各自小组的实际情况进行资源的收集工作,收集的范围不限定,可以是原创的论文、教案、课件,也可以是计算机网络中的优秀教学资源,这项工作应该有专人负责,整个过程要有详细的资源收集记录。 三是关于教学资源的整理。我们要对收集到的各种资源进行分门别类地整理,形成各学习小组的资源库,定期或者不定期的对资源库进行整理。四是资源的上传,要根据教研计划,对资源库内的资源进行上传,形成校园资源库,对所有的资源进行共享,实现资源的最优化,体现计算机网络教学的优势――开放、交互动态的计算机网络教学平台。五是总结交流,我们要定期进行计算机网络教学的总结和经验交流,不断提高计算机网络教研的实效性和实用性,对出现的问题要积极探求解决方法,同时也可以通过学校网站对出现问题进行及时反馈。
第四,计算机网络的教学成果。
关键词:教学方法;教学手段;实践教学;计算机网络;
中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)35-0071-02
一、概述
联合国教科文组织公布的《国际教育标准分类法》根据人才类型和培养目标,将高等教育第5级分为5Al、5A2和5B三种类型,分别培养学术研究型人才、应用型专门人才和实用型职业技术人才[1]。之所以这样区分,一方面,为适应经济、社会发展的需要,高校人才培养服务出现了重心下移、注重实践和应用的趋势,出现了以职业岗位需要为价值取向的大众化高等教育,以适应社会人才需求多样化、多层次的要求;另一方面,伴随着高等教育的大众化,发展应用型本科教育成为高等教育改革与创新的突破口。应用型人才培养要求学生具有较强的专业实践操作技能和扎实的专业理论知识,这就要求在专业培养方案中针对课程的安排要有科学性和可操作性,不仅要考虑课程设置、课时安排、学分大小,还要针对每门课进行有针对性的教学大纲、考试大纲和实验大纲的设计,以这些纲领性的文件来指导课程的教学,计算机网络是当今本科院校计算机相关专业普遍开设的课程,尤其是信息技术飞速发展的今天,有线和无线通信非常普及,多种通信终端的智能化给人们的生活带来了便捷,人们可以通过网络发送消息、缴费、转账和学习等等,人们的日常生活已经离不开计算机网络技术,计算机网络的建设和管理也需要大量的计算机人才,因此计算机网络课程的教学直接关系到学生能否熟练掌握计算机网络的相关理论和实践操作技能,能否能进行网络的分析、设计及维护;另一方面,计算机网络课程在本科教学的课程体系中一般是作为专业基础课进行教学的,所以有很多课程是这门课的后续课,计算机网络课程教学效果会直接影响后续课的教学质量,所以做好计算机网络课程的教学极其重要。计算机网络课程的教学要服从学校的培养目标,有的学校注重培养研究型人才,而有的学校注重培养应用型人才,人才培养定位不同,教学的思路、方法和侧重点也不一样,同一个学校不同专业的培养方案和要求也不一样。应用型人才培养的重点是培养学生的实践动手能力,培养出的人才能够很快为企事业单位提供网络建设与管理服务,同时也要具有一定的理论水平,能够参与相关考试的竞争。本文以我校计算机网络专业为例,阐述在应用型人才培养模式下如何做好计算机网络课程的教学,主要从教学的重难点、教学方法、教学手段和实践教学四个方面进行探讨。
二、教学重难点的解决
计算机网络课程对于计算机网络专业学生而言,具有重要的地位,为了明确计算机网络课程教学的重难点,要求在教学大纲、考试大纲和教案中有充分的体现,为了使学生更好地掌握课程教学的重难点,使学习更有针对性和高效率,在教学过程中采用下列方法:
1.结合学生实际情况采用自编的计算机网络教材,在教材中明确重难点内容,除了计算机网络的基本理论和技术外,针对重难点内容使用大量实例来解释说明,学生通过阅读教材能较好地掌握重难点内容。
2.课堂讲授时,在正常的教学之外,根据教师相关的科研成果和经验并结合一些典型案例来讲解重点的理论与技术,加深学生对重点理论和技术的理解,提高学生的学习兴趣和教学效果。
3.通过实践教学来解决课堂理论教学无法解决的重难点问题,利用H3C网络实验室、锐捷网络实验室、综合布线实验室和网站建设与管理实验室进行实践教学,为了提高学生的学习效果,除正常的实验教学外还开设了业余的开放实验,学生自主实验、讨论分析,利用实验理解网络教学中的重难点内容。
4.布置教学中的重难点内容,让学生自主学习,通过书籍或网络资源查找相关技术和应用资料,通过分析来学习网络相关理论和技术,从而使学生熟练掌握和理解所学的重要内容。
5.网络教学平台促进教学的互动和便捷,通过平台进行网上答疑,设计针对重难点内容的专题案例,针对这个案例进行讨论,解决学生学习中遇到的疑难问题,培养学生分析解决问题的能力。
三、教学方法的多样化
1.理论知识教学采用讲授法。计算机网络相关理论知识具有系统性和逻辑性强的特点,采用什么样的教学方法不仅能使学生掌握扎实的理论而且又能够构建全面系统的知识体系?经过计算机网络课题组老师多年教学经验的积累并经过充分研讨认为,讲授法是计算机网络课程教学的主要方法。讲授法是以教师为主导,但是也要不同于传统的“填鸭式”教学,在教学过程中要时刻关注学生听课状态的变化,如果课堂气氛比较沉闷,说明教学效果并不是很好,这时就应当进行一定程度的课堂提问,提问的问题必须具有针对性,在备课阶段就应当对问题进行精心准备,因为提问不仅是为了活跃课堂气氛,而且是通过这种方式提高学生课堂的学习效果,根据学生掌握情况确定问题的难易程度,问题或者以理论为主或者以实践应用为主,课堂采用什么样的提问方式,提问什么样的学生,提出多少问题……这些都是课堂讲授法教学过程需要认真思考的问题。讲授法教学必须精心于教学设计,教学设计不仅仅体现在课堂提问上,而是体现在课堂教学的各个环节,包括课堂教学内容的设计,重难点内容的定位,课堂内容的时间分配,课前和课后的活动设计等诸多方面,总之,讲授法要求教师在有限的时间内将计算机网络课程的理论知识传授给学生,使得学生学有所得,学有所用,但讲授法教学必须同步于教学的发展,不能过于教条僵化。
2.成熟技术采用导学法。导学法教学[2]是在启发式教学法的基础上发展演化而来,它包括“提出问题―自学―答疑―学生回答―教师讲评”几个教学环节。它要求以技术点作为基本的问题单元点,因为对于技术的学习和理解不仅仅是教师的讲授,更关键的是学生自主的学习,不仅仅学习某个技术的理论,还要学习它的应用、它的相关联技术、最新的发展趋势等,所以教师要具备深厚的理论知识、较强的操作能力和对这项技术的熟练应用,在此基础上结合学生的基础、学习情况和教材内容提出相关问题,布置学生课后自学,对于自学效果的检验可采用学生课堂讲解或书面作业的形式,最后由教师根据学生完成的情况进行评述和总结。
3.新技术采用研究法。研究法教学就是在教师指导下,根据课程学习的需要,由教师给出针对性的研究性课题,指出具体的研究内容和思路,学生通过查阅资料、实验、讨论和逻辑思考等学习方法进行综合研究,在研究中不断学习和探索。计算机网络新技术的发展层出不穷,如何在传授传统基础理论的同时,向学生讲授网络新技术?研究法教学对学生学习网络新技术是非常有效的,教师选取的课题一定要新颖,内容具有针对性,能够体现最新的网络技术并对学生具有吸引力,课题成果以论文的方式提交,论文的结构、逻辑性要体现本科生论文的水平,要有自己的创新点,这里的创新点指的是对新技术的理解必须有自己独到的见解,而不是复制别人的内容,定期组织召开论文交流会,对于好的论文推荐到有关期刊发表,通过这种方法使学生能学习到最新的技术并提高他们的自学能力。
4.总结采用案例教学法。案例教学法3]是在教学中设计案例教学情景,以学生为主体,引导学生根据案例内容进行学习、分析和提问,对实际问题和某一特定事实进行交互式学习的过程。计算机网络课是一门实践性很强的课程,良好的教学效果必然依托功能完备的网络实验室,虽然我院有H3C实验室、锐捷实验室和综合布线实验室,但是教学班级多且功能并不完备,这就制约了学生对计算机网络课程的全面系统学习。所以在教学中选择校园网作为案例。从建网的需求、拓扑结构、传输介质、交换设备的选择做一个全面的分析讲解,将理论基础和实践应用相结合,促进学生对网络实际应用的理解。
四、教学手段的现代化
1.多媒体教学促进教学效果的提升。参考华三网络工程师培训电子教材、锐捷实验室建设资料和丰富的网络资源,网络课题组教师精心设计了多媒体教学课件,针对难以理解的概念或难以用语言描述的过程,引进Flas制作手段,使得教学过程丰富生动,增加了学生的学习兴趣,加深了对教学内容的理解。多媒体教学手段不仅仅体现在课件的制作上,还体现在利用网络远程管理功能向学生演示校园网服务器和交换设备的具体配置上,通过查看校园网的配置使学生真正理解网络基础理论在实践应用中的作用,所以多媒体教学是一种现代化的、提高教学质量必不可少的重要教学手段,
2.教学辅助管理系统实现教学过程管理。我院的学生基础不扎实,自我学习能力较差,课后不能主动复习,学习效果并不好,因此为了督促学生学习,课题组教师开发了教学辅助管理系统,管理系统是教师和学生的互动平台,学生可以在上面提出问题,教师进行解答,学生也可以就某个问题展开讨论,教师可以布置作业并对作业进行评判,同时为了使学生更好地学习这门课程,学生可以在系统平台上练习教师的习题,教师根据教学内容精心设计习题库并定期更新,讲授完某一内容后,学生必须按照要求完成教学平台上的习题,习题成绩作为期末成绩考核的一部分。通过教学平台实现了师生的课后互动,促进学生对教学内容及时消化,使教师能够对学生的学习情况进行全程跟踪。
五、合理的实践教学设计
实践教学设计的目的是为了加强理论与实践相结合,充分调动学生学习积极性和主动性,促进学生真正掌握计算机网络的基本理论和实践技能,使其分析问题、解决问题和创新能力进一步提高,培养学生良好的学习方法与获取知识的能力,在实践教学课程设计过程中,充分利用H3C网络实验室、锐捷网络实验室、综合布线实验室、网站建设与管理实验室和校园网的实际环境,进行具有针对性和实效性的实践教学设计,采用如下几种方法:
1.利用书本上、网络上或者自编的实验方案,让学生在课后开展小组讨论,然后在课堂上进行小组交流,最后再到实验室进行验证,全程老师进行指导,并结合理论强化学生的理解,通过讨论让学生更好地理解理论知识和实践操作技能,同时也加深了对计算机网络基础理论知识的理解,掌握计算机网络操作的相关技术。
2.在实践教学中,以学生为认知主体,充分调动学生的积极性和主动性,着力培养学生良好的学习方式与获取知识的能力。在进行实验课之前让学生预习,针对实验的内容方案自主进行分析,查阅资料熟悉方案,在实验过程中发现问题、解决问题,在实验结束后要在实验报告中写出每一次实验的目的、可能遇到的问题及如何解决等,充分体现“教师指导下的以学生为中心”的教学模式。
3.利用我院校园网的实际应用平台,选择具有一定基础和实践能力的学生参与到校园网的管理与维护(包括服务器软硬件系统、交换路由设备和综合布线)工作中,经常性地带领学生参观企业和校园网,使学生在实际的网络环境中得到充分锻炼。
4.结合网页技能训练的要求,以任务驱动形式(建立部署Web网站)引导学生学习计算机网络知识,在一台服务器上建立web站点的多个虚拟目录和ftp账号,学生们可以将自己设计的网页上传到web站点自己的虚拟目录中,可以在校园网的任何终端访问自己的网站,提高了学生的学习兴趣和学习效果。
六、总结
本文针对计算机网络课程教学提出了应用型教学思路,从教学的重难点、教学方法、教学手段和实践教学四个方面进行研究和探讨。计算机网络课程旨在培养学生的实际动手能力,采用多种手段使学生了解本课程的教学重难点,使学习有的放矢,提高学习效率;在教学方法上采用讲授法教学、导学法教学、研究法教学、案例法教学;在教学手段上采用多媒体教学、教学辅助管理系统教学;在实践教学上采用实验模拟和参与网络维护等方法,通过多年的教学表明这些方法提高了学生的实践操作能力和专业知识水平。
参考文献:
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摘要:本文对“计算机网络”课程的地位和作用、课程的历史沿革以及“计算机网络”课程建设实践等几个方面进行讨论,最后探讨了“计算机网络”课程未来的发展。
关键词:计算机网络;核心课程;课程建设
中图分类号:G642
文献标识码:B
1“计算机网络”课程的地位和作用
计算机网络课程是一门重要的专业基础课。该课程的宗旨是使学生系统地掌握计算机网络体系结构、核心概念和工作原理,掌握网络协议的分析和设计方法,并对各种网络技术以及网络管理、网络安全的基本原理、基本方法和相关技术有所了解,能够开发网络应用,使学生初步具有对计算机网络进行分析、设计、开发、应用、维护和管理的能力。
国防科技大学计算机网络教学伴随计算机学院高性能计算机系统研制的不断推进而发展。80年代初,为适应计算机网络技术发展的需要,卢锡城、窦文华、龚正虎等几位青年教师被学校派往国外一流计算机系作访问学者,主攻计算机网络。他们回国以后,立即参与银河并行巨型计算机系统、银河“玉衡”核心路由器以及高速交换机的研制工作,获得多项国家级科研成果大奖。与此同时,高水平的计算机网络教学如火如荼开展起来。
从1986年开始,计算机网络作为主干课列入本科生教学计划,教学大纲、教学内容、教材、实验内容都瞄准国际一流水平建设,课程质量全面提升。90年代中期,网络就是计算机成为共识,以因特网为代表的强大应用需求与自身一系列重大教学与科研工程的成功实施,使计算机网络学科方向得到长足发展并成为计算机学院最主要的学科方向之一。
1997年启动的“211工程”项目“军用网络与分布计算技术实验室”建设,对提升本课程教学水平起到了重要作用。随着“985工程”、“211工程”二期建设计划的推进,该专业方向在师资队伍、人才培养、科学研究、教学环境等方面呈现出鲜明的特色,整体水平在国内名列前茅,成为全国计算机网络人才培养与科研的重要基地之一。
2002年,我们重新修订了本科教学计划,相关课程的教学大纲、教材建设、教学实验等得到进一步规范,教学内容得到进一步拓展。2004年,我们率先在国内成立网络工程系,设置网络工程专业,使得计算机网络的教学及教学管理提高到了一个新的层次,该专业首批本科学员已于2006年毕业。
目前,计算机网络课程已经形成以高水平科研作支撑,教学科研相互促进;稳定的国际合作与学术交流,奠定逐步进入国际一流的坚实基础;优秀的教学团队,为课程改革创新提供人才支持的鲜明特色。2007年,计算机网络课程被评为国家精品课程。
2“计算机网络”课程建设实践
(1) 以科研促教学,深化教学改革,培养高水平人才
我们将科研看作是提高教学质量的根本性途径,积极引导和鼓励教员申请国家和军队科研项目,帮助教员在优势方向上开展深入研究。近5年来,以青年教师为主体的教学团队承担的代表性的课题包括国家自然科学基金4项、国家863课题3项、教育部博士点基金课题1项、总装武器装备预研课题2项,国防预研重点基金1项。通过从事高水平科研,教师适时将计算机网络的最新的学术成果、最前沿的研究方向、个人的科研心得体会带入课堂。教师在授课过程中适时采用科研中的案例,结合工程经验讲解原理,既扩展了学生的知识面,又使弥补了课堂教学的枯燥性,深受学员们欢迎。以高水平的科研促教学,教学与科研互为依托,相互促进,协调发展,亦确保了教学团队的学术水平和教学水平不断提升。年轻人才脱颖而出,蔡志平博士在网络入侵检测和预警研究上取得很好的成绩,2006年获得国家自然科学基金课题、湖南省自然科学基金课题各一项。蔡开裕副教授多年来参加“北斗一号”双星定位信息处理分系统课题。朱培栋副教授一直从事网络核心设备研制,先后有多个科研项目通过技术鉴定。
在计算机网络课程教学上,我们紧跟国际权威计算机教学计划,深化教学改革,以优势学科和高水平科研为基础,将本、硕、博三个层次统筹考虑,优化教学内容,构建实践性教学体系,创新教学方法,不断提高计算机网络教学的教学质量,为军内外培养了大量高水平计算机网络方面的人才。
窦文华教授指导的博士生张鹤颖在计算机网络权威学术会议SigCom’03发表学术论文“Design of Robust Active Queue Management Algorithm Based on Feedback Compensation”,这是我国在该会议上的第二篇论文,其研究成果对于推动网络拥塞控制技术的发展具有重要的理论意义和应用价值,被提名参加2008年全国优秀博士论文评选。
(2) 加强国际合作和学术交流,努力提高人才培养水平
为了进一步培养高层次创新人才,我们积极拓展与境外大学的合作培养。2005年,学院在香港建立“国防科大/香港理工大学联合实验室”,多位博士生在香港开展高水平合作研究。李东升博士在计算机网络国际顶级学术会议InfoCom’05上“FISSIONE: A Scalable Constant Degree and Low Congestion DHT Scheme Based on Kautz Graphs”。
2005年8月,卢锡城院士会同美国国家自然科学基金委员会计算机网络部主任赵伟教授主持第三届计算机网络与移动计算国际会议(ICCNMC’05)。窦文华教授与四位顶尖计算机专家D. Towsley、J. Stankovic、L. Ni和张晓东教授一起主持网络技术前沿主题会。近5年来,20多位海外知名计算机网络专家到我院作学术报告,与本团队开展广泛的学术交流。徐明教授积极拓展无线网络与移动计算方向,带领科研小组在移动数据查询、无线传感器网络、无线Mesh网络等领域做出多项创新性研究,在EURASIP Journal Wireless Communications and Networking,IEEE Transaction on Wierless Communication,IEEE PerCom’06,MOM’06等国际知名期刊与会议上发表了一系列高水平论文;同时徐明教授应邀多次访问澳大利亚国立大学、新南威尔士大学、香港理工大学、香港科技大学并做多场学术报告,与上述学校建立了稳定的合作关系,同时还担任IASTED International Journal of Computers and Applications国际学术期刊编委。
(3) 注重师资队伍建设,培养优秀教学团队
我们积极瞄准计算机科学与技术发展前沿,遵循高等教育发展规律,依据计算机网络课程及其相关课程的教学目标以及人才培养类型的多样化对教师队伍的需求,每年制订明确的队伍建设规划,重点突出青年教师的培养计划,实施青年教师科学、合理、有序的引进和培养,不断优化教师队伍的年龄结构、知识结构和学缘结构。
例如,我们积极鼓励青年教师参加国际、国内全学术交流会议以及全国和全军的教学研讨,选派青年教师前往国际知名大学进行访问和学习;如姚丹霖副教授、朱培栋副教授多次出访海外,参加InfoCom’04、MSN’06、ICOIN’07等国际学术会议,并将于近期出国进行交流访问。鼓励任课教师承担和参与相关的前沿性、基础性的科研课题;我们积极主办全军院校计算机课程教学研讨会,并主持其中的计算机网络教学专题研讨;积极参与计算机网络工程专业学科建设规划、校重点课程论证报告以及计算机网络专业教学团队申请与建设,开阔教师的学术视野,提高他们的学术水平和教学水平。
(4) 努力改进教学方式,不断创新教学方法和教学手段
在“计算机网络”课程教学方式上,我们除了注重课堂教学外,特别强调实践性教学。同时,在课堂教学方面,我们不断创新教学方法和教学手段。针对计算机网络的重点和难点内容,我们提出并实践了“自底向上”与“自顶向下”相结合教学法、自主研究式学习法案例教学法、案例教学法、图形解析教学法、虚拟实验先行教学法等方法,不断提高教学效果和教学质量。另外,在课程教学过程中,我们采用Packet Tracer软件来模拟跟踪网络报文经过路由器和交换机之后各个字段所发生的变化,让学员直观地了解和掌握了路由器和交换机对网络报文处理的过程。
在教学手段方法,除了引入多媒体教学。另外,我们投入了大量人力、物力开发了计算机网络课程辅助教学系统NetDemo。该系统以动画为主,结合文字和图片,将问题的提出、解决问题的方法以及具体协议的工作过程通过动画生动形象地展现出来,这样既提高了学生的学习兴趣,又提高了教学效果。多年的教学实践表明,使用辅助教学系统可以达到寓教于乐、事半功倍的效果。同时,动画形式极大地丰富了教学手段、活跃了课堂气氛,激发了学员主动思考和创造的热情。
在课程综合设计实验中,我们通过布置实验题目,让学员用EtherPeek或Sniffer软件实时捕获各种网络报文并对捕获到的网络报文进行分析研究,使学员更直观地理解各种网络协议和报文。
为了提高实验室的利用效率,增强实验的效果,我们提前将NetSim模拟软件发给学员,先让学员在模拟软件NetSim上熟悉路由器和交换机的配置方法和过程,最后才让学员到实验室,在真实的路由器和交换机上进行配置实验,这样既提高了实验设备的使用效率,同时也提高了学员实验的效果。
为了使学员巩固对重难点内容的掌握,我们开发了一套“计算机网络试题库”并分发给所有学员使用,每学完一章/节,学员可以自主组题对所学内容进行测试,以验证知识点的掌握情况并加以巩固。
为了提高学生学习的主动性,方便学生的学习,我们积极构建网络教学环境,通过网络教学平台和交流平台,课程的教学资料并进行网上答疑、作业上交与批改等。通过该平台交流教学课件,并能够通过该平台进行辅导答疑、提交/批改作业、模拟考试等,该平台业已成为学员们学习网络课程的好工具。
(5) 加强实践教学条件建设,不断完善实验体系和内容
实践是创新的源泉,创新来源于实践。为了培养学生的创新精神、创新能力以及团队精神和组织能力,我们不断加强实践教学条件建设,不断完善实验体系和内容。我们开设了“网络工程课程设计”、“网络攻防课程设计”等综合实验课程,是国内最早开设计算机网络综合实验的学校之一。
多年来,学校和学院对本科教学倾斜支持,教学设施与教学设备技术先进,配套齐全,教学实践环境和实践配套设备逐年加强,基本满足了学员学习的要求。计算机网络课程被学校列入“十一五”重点建设课程,有望学校投入更多的建设经费。
目前,网络实验室均面向学生全时段开放。实验室共有微机1300余台,专用于网络实验的Cisco 2600、Cisco 8540 SR等多功能交换机及路由器20余台、各种防火墙近10台,还实现了无线Wi-Fi组网覆盖。此外,多种模拟仿真软件用于课程实验教学,部分优异生甚至在大学三年级就进入导师的课题,从事混合网络、光交换技术、无线传感器网络等研究项目。
学校建有本科学员创新实验基地支撑了部分优秀学员进行创新实践活动。授课教室全部为多媒体教室,装备有高亮度的投影仪、实物投影仪等,每位授课教师都配发1台笔记本计算机。可以说,教学实践环境和实践配套设备基本满足课程实验和综合性课程设计的需要。
2008年初,本科计算机网络与信息安全实验室将于建成并投入运行,该实验室将支持本科阶段所有的网络相关课程,将完全满足本课程本科阶段及其他相关网络课程的实践教学需要。
通过实践教学环节,绝大部分学员真正掌握了计算机网络的基本知识,综合素质也得到了整体提高,并能很好地应用到实际中去,同时也增强了学员动手操作学习能力,使他们毕业后能迅速适应岗位的需要,取得了良好的效果。通过加强实践体系与内容设计,使学生在实践中学原理、在实践中长才干。
(6) 紧跟学科前沿,编写优秀教材
本课程的教材建设始终坚持引进原版教材和自编教材相结合的原则。最初,直接采用英文原版权威教材,Andrew S. Tanenbaum编写的《Computer Networks》。采用外文原版教材,有利于学员迅速进入学科前沿,还促进了学员英语能力的提高。
论文摘要:该文结合高职院校的特点,首先分析了目前《计算机网络基础》课程的特点及教学中存在的问题,提出了一些提高高职院校《计算机网络基础》课程教学质量的措施与方法。
1概述
为了适应计算机科学技术发展的需要,也为了适合信息社会的需要,我国高校的计算机专业都开设了《计算机网络基础》这门课程,以培养综合型人才。而根据高职院校的培养目标,在《计算机网络基础》课程教学方面不可能照搬本科院校的教学内容及模式。高职院校的《计算机网络基础》课程除了要求学生掌握一些计算机网络的基础知识和基本技能外,还需要注重培养学生的实践能力,以及根据专业知识熟练应用计算机网络的能力。那么如何对高职院校的学生因材施教呢?
2计算机网络课程的特点
《计算机网络基础》是计算机专业的专业基础课程。该课程具有概念复杂、理论和实践性强、技术更新迅速等特点。计算机网络是结合了计算机与通信两大技术的一门综合学科,涉及到两种技术的大量概念。同时该课程是一门实践性很强的学科。计算机网络从诞生至今已历经四代。随着网络社会的到来,计算机网络更成为我们生活的一部分。计算机网络技术是当今信息技术中发展最为迅速的技术之一.也是计算机应用中最活跃的领域。
3现行教学中存在的问题
3.1教与学之间缺乏良性互动。
激发学生学习的自觉性与积极性,是教学取得成功,使学生从被动接受知识变为主动探求知识的关键,师生间能否形成良性互动对学好这门课也很重要。目前,很多学校《计算机网络基础》课程采用传统的单一教学方式,师生间缺乏良性互动,不能较好的激发学生的学习兴趣。
3.2实验条件不充分
《计算机网络基础》作为一门实践性很强的课程,这就要求有专门的计算机网络实验室。《计算机网络基础》里面的许多知识点诸如路由协议,IP地址的配置等,没有经过亲自动手,很难掌握。而对于计算机网络的安全性、局域网的设置,服务器的调整、设备的配置等很多实验如果没有亲身实践,也根本无法完全掌握。
3.3理论与实践不能统一,
现在很多学生在学完《计算机网络基础》课程后仅仅知道OSI的七层模型和TCPdP协议,对于现实生活中是如何实现的就一无所知,无法将所学的知识用于解决实际问题。更有一些学生学完该课程之后连最子网掩码的设置都不知道,就更别谈网络设备的设置和进行网络管理了。
3.4教材编写中不合理处较多
目前,这门课程最经典的教材是谢希仁写的《计算机网络基础》,但那是本科院校适用的教材。我们高职院校所用的教材,理论知识太多,图太少,使得许多理论知识不能完美地解释。象路由协议那一节,仅有理论描述,对RIP、OSPF、BGP三个协议,没有详细地阐述其工作过程,这就不能让学生很好地掌握。还有象TCP的三次握手那一节,三次握手中出现了SYN,ACK等术语,但前面并没有对其详细说明,这就让学生莫名其妙了。
4课程改革目标与思路
4.1多元化教学与传统教学相结合。以最大限度激发学生的学习兴趣
在计算机网络课程的教学中可以采用以下的教学法:①多媒体教学方法。利用多媒体课件将很多难以理解的知识点以直观形象的方式演示出来。用PowerPoint等课件将知识点制作成动画,可大大提高课堂效率。②类比教学方法。用实际应用和生活中人们熟悉的事物与计算机网络中的概念、基础理论进行类比,帮助学生直观、形象化地理解和掌握计算机网络理论知识,激发学生的学习兴趣。③引导学生去公司参加各种实践活动、参加网络相关产品会、技术讲座等,增进学生对市场的了解,并扩大学生的知识面。
4.2精选课程教学内容。优化课程内容体系
简化OSI参考模型的内容,扩充事实标准TCPlfP的内容。伴随着Internet的发展,TCP, P已成为事实上的标准,其协议应用广泛,但它的参考模型的研究却很薄弱。因此,为了保证计算机网络教学的科学性与系统性,我们在教学中采纳Andrew·S·Tanenbaum建议的一种层次参考模型,它吸取了OSI参考模型与TCP/IP参考模型二者的优点,是一种折中的方案,自上而下包括5层.即应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。针对该课程理论性强的特点.在用多媒体上课时多增加了许多图片以详细说明。在讲IP数据报的路由选择那一节时,书上只有文字描述,本人讲解时就增加了如图1的例子。
根据这幅图讲解,学生很快就理解了IP数据报的路由选择过程。在讲TCP的三次握手时,我先对TCP提出报文作了详细讲解。特别对发送序号、接收序号ACK、SYN、FIN都作一一讲解。然后再讲TCP三次握手时,学生都听明白了。
4.3增加学生动手机会
增加实践课程,既能把理论知识与实践相结合,也能培养学生的动手能力。实践教学的目的是优化学生的素质结构、能力结构和知识结构,培养学生获取知识、应用知识和创新知识的能力。对于应用性和实践性很强的计算机网络课程,实践教学环节显得尤为重要。我们在实践课中专门安排了一节课让学生做RJ一45接头。事后证明,这节课很有意义。它不仅让学生们都参与进来,还让他们学到了实用技能。有几个同学实验课完后,马上回去把自己损坏的RJ一45接头换好了。这就大大激发他们的学习兴趣。
信息安全论文3900字(一):探究计算机网络信息安全中的数据加密技术论文
【摘要】随着近几年网络信息技术的发展,社会生产和生活对网络数据的依赖程度越来越越高,人们对网络信息安全重视程度也随之提升。对于網络信息而言,信息数据安全非常重要,一旦发生数据泄露或丢失,不仅会影响人们正常生活和财产安全,甚至还会影响社会稳定和安全。在此基础上,本文将分析计算机网络信息安全管理现状,探索有效的数据加密技术,为网络环境安全和质量提供保障。
【关键词】计算机;网络信息安全;数据加密技术
引言:信息技术的普及为人们生活带来了许多便利和帮助,但是由于信息安全风险问题,人们的隐私数据安全也受到了威胁。但是,目前计算机网络环境下,数据泄露、信息被窃取问题非常常见,所以计算机网络信息安全保护必须重视这些问题,利用数据加密技术解决此难题,才能维护网络用户的信息安全。因此,如何优化数据加密技术,如何提升网络信息保护质量,成为计算机网络发展的关键。
1.计算机网络安全的基本概述
所谓计算机网络安全就是网络信息储存和传递的安全性。技术问题和管理问题是影响计算机网络安全的主要因素,所以想要提升网络信息安全性能,必须优化信息加密技术和加强信息管理控制,才能为计算机网络安全提供保障。将数据加密技术应用于计算机网络安全管理中,不仅可以提升数据保护权限,限制数据信息的可读性,确保数据储存和运输过程不会被恶意篡改和盗取,还会提高网络数据的保密性,营造良好的网络运行环境。因此,在计算机网络快速发展的环境下,重视网络信息安全管理工作,不断优化数据加密技术,对维护用户信息安全、保护社会稳定非常有利。
2.计算机网络信息安全现状问题
2.1网络信息安全问题的缘由
根据网络信息发展现状,信息安全面临的风险多种多样,大体可分为人文因素和客观因素。首先:网络信息安全的客观因素。在计算机网络运行中,病毒危害更新换代很快,其攻击能力也在不断提升,如果计算机防御系统没有及时更新优化,很容易遭受新病毒的攻击。例如,部分计算机由于系统长时间没有升级,无法识别新木马病毒,这样便已遗留下一些安全漏洞,增加了信息安全风险。同时,部分计算机防火墙技术局限,必须安装外部防护软件,才能提升计算机网络防护能力。其次:网络信息安全的人文因素。所谓人为因素,就是工作人员在操作计算机时,缺乏安全防护意识,计算机操作行为不当,如:随意更改权限、私自读取外部设备、随意下载上传文件等等,严重影响了计算机网络数据的安全性,涉密数据安全也得不到保障。例如,在连接外部设备时,忽视设备安全检查工作,随意插入电脑外部接口,容易导致计算机感染设备病毒,导致计算机网络信息安全受到威胁。
2.2计算机网络信息安全技术有待提升
信息安全是计算机网络通信的重要内容,也是计算机网络通信发展必须攻击的难题。随着信息技术的发展,我国计算机信息安全防御技术也在不断创新升级,能够有效应对病毒冲击危害,但是相比先进国家而言,我国计算机信息技术起步较晚,网络信息安全技术也有待提升。例如,根据我国计算机网络信息安全现状,对新病毒的辨识能力和清除能力较弱,无法有效控制病毒侵害,这对信息安全保护和系统运行都非常不利。因此,技术人员可以借鉴他国安全技术经验,构建出针对性的信息安全防护技术,优化计算机系统安全性能,才能为网络信息安全传输提供保障,避免造成严重的安全事故。
3.数据加密技术分析
3.1对称加密技术
所谓对称机密技术,就是指网络信息传输中所采用的密钥功能,利用加密和解密的方式,提升传输数据的安全性,常常被应用于电子邮件传输中。同时,对称加密技术具有加密和解密密钥相同的特征,所以密钥内容可以通过其中一方进行推算,具备较强的可应用性。例如,在利用电子邮件传输信息时,传输者可以采用加密算法将邮件内容转化为不可直接阅读的密文,待邮件接收者收到数据信息文件后,再采用解密算法将密文还原可读文字,既可以实现数据传输加密的目的,又能确保交流沟通的安全性。从应用角度来讲,对称加密技术操作简捷方便,并且具备较高的安全度,可以广泛应用于信息传输中。但是,对称加密技术欠缺邮件传输者和接收者的身份验证,邮件传输双方密钥有效的获取途径,所以也存在一定的安全风险。
3.2公私钥加密技术
相对于对称加密技术而言,公私钥加密技术在进行信息加密时,加密密钥和解密密钥不具备一致性,密钥安全性更佳。在公私钥加密技术中,信息数据被设置了双层密码,即私有密码和公开密码,其中公开密码实现了信息数据加密工作,并采用某种非公开途径告知他人密钥信息,而私有密码是由专业人员保管,信息保密程度高。因此,在采用公私钥加密技术时,需要先对文件进行公开密钥加密,然后才能发送给接收者,而文件接收者需要采用私有密钥进行解密,才能获取文件信息。在这样的加密模式下,网络数据信息安全度提升,密码破解难度也进一步加大,但是这种加密方式程序较为复杂,加密速度慢,无法实现高效率传播,加密效率相对较低,不适用于日常信息交流传输。
3.3传输加密和储存加密技术
在计算机网络信息安全保护中,数据传输加密、储存加密是重点保护内容,也是信息数据保护的重要手段,其主要目的是避免在数据传输过程中被窃取和篡改风险问题。线路加密和端对端加密是两种主要的传输加密方式,实现了传输端和传输过程的信息安全保护工作。例如,传输加密是对网络信息传输过程中的安全保护,通过加密传输数据线路,实现信息传输过程保护,如果想要停止加密保护,必须输入正确的密钥,才能更改数据加密保护的状态。端对端加密技术是在信息发送阶段,对数据信息实施自动加密操作,让数据信息在传递过程中呈现出不可读的状态,直到数据信息到达接收端,加密密码会自动解除,将数据信息转变为可读性的明文。此外,存取控制和密文储存是储存加密的两种形式。在存取控制模式中,信息数据读取需要审核用户的身份和权限,这样既可以避免非法用户访问数据的问题,又能限制合法用户的访问权限,实现了数据信息安全等级分层保护。
4.计算机网络信息安全中数据加密技术的合理应用
4.1数据隐藏技术
在网络信息数据加密保护中,将数据信息属性转变为隐藏性,可以提升数据信息的可读权限,提升信息安全度。因此,将信息隐藏技术应用于网络信息加密工程中,利用隐蔽算法结构,将数据信息传输隐蔽载体中,可以将明文数据转变为密文数据,在确保信息安全到达传输目的地时,再采用密钥和隐蔽技术对数据信息进行还原,将密文数据还原成明文数据。例如,在企业内部区域网络信息传输时,便可以采用数据隐蔽技术控制读取权限,提升网络信息传递的安全性。因为在企业运行模式下,一些企业信息只限于部分员工可读取,尤其是一些涉及企业内部机密、财务经济等数据,所以需要采用隐蔽载体技术,通过密钥将隐藏的提取数据信息。在这样的加密模式下,企業数据信息安全性得到保障,不仅可以实现信息数据高效率传播,还降低了二次加密造成的安全隐患,控制了员工读取权限,对企业稳定发展非常有利。
4.2数字签名技术
相比公私钥加密技术而言,数字签名技术更加快捷便利,是公私钥加密技术的发展和衍生。将数字签名技术应用于网络信息安全中,在数据传输之前,传输者需要先将数据文件进行私有密钥加密,加密方式则是数字签名信息,而数据文件接收者在收到文件信息后,要使用公共密钥解密文件。由此可见,数字签名技术在公私钥加密技术的基础上,增加了权限身份的审核程序,即利用数字签名的方式,检查数据文件传输者的权限和身份,进一步提升了网络信息传输的安全性。同时,在计算机网络信息安全管理中,根据信息数据管理要求,灵活运用对称加密技术、公私钥加密技术和数字签名技术,充分发挥各项加密技术的优势作用,落实数据传输和存储加密工作。例如,针对保密程度较低的数据信息而言,可采用灵活便利的对称加密技术,而对于保密级别较高的数据而言,即可采用数字签名技术进行加密。通过这样的方式,不仅可以保障网络信息传输效率,优化信息传输的安全性能,还可以提升数据加密技术水平,为网络信息安全提供保障。
4.3量子加密技术
随着计算机信息技术的发展,数据加密技术也在不断创新和优化,信息安全保护质量也随之提升。相比以往的数据加密技术而言,量子加密技术的安全性更好,对数据安全控制效果更佳。将量子力学与加密技术进行有效融合,既可以实现数据传输时的加密操作,又能同时传递解密信息,节省了单独的密钥传输操作,加密方式也更加智能化。例如,在网络信息传输中,一旦发现数据传输存在被窃取和被篡改的风险,量子加密技术会及时作出反应,转变数据传输状态,而数据传输者和接收者也能及时了解数据传输状况。这种数据加密方式一旦发生状态转变是不可复原的,虽然有效避免的数据泄漏风险,但可能会造成数据自毁和破坏问题。同时,由于量子加密技术专业性强,并且仍处于开发试用状态,应用范围和领域比较局限,无法实现大范围应用。
5.结束语
总而言之,为了提升计算机网络信息的安全性,落实各项数据加密技术应用工作非常必要。根据网络信息安全现状问题,分析了对称加密、公私钥加密、数据隐蔽等技术的应用优势和弊端,指出其合理的应用领域。通过合理运用这些数据加密技术,不仅强化了数据传输、存储的安全性,营造了良好的网络信息环境,还有利于提升用户的数据加密意识,促进数据加密技术优化发展。
信息安全毕业论文范文模板(二):大数据时代计算机网络信息安全与防护研究论文
摘要:大数据技术的快速发展和广泛应用为计算机网络提供了重要的技术支持,有效提高了社会经济建设的发展水平。计算机网络的开放性和虚拟性特征决定了技术的应用必须考虑信息安全与防护的相关问题。本文介绍了大数据时代计算机网络安全的特征和问题,研究了如何保证网络信息安全,提出了3点防护策略。
关键词:大数据时代;计算机网络;信息安全与防护
进入信息时代,计算机网络技术已经逐步成为人们的日常工作、学习和生活必备的工具,如电子商务、网络办公、社交媒体等。计算机网络相关技术的发展也在不断改变人类社会的生产模式和工作效率,实现全球各地区人们的无障碍沟通。但在网络世界中,信息的传播和交流是开放和虚拟的,并没有防止信息泄露和被非法利用的有效途径,这就需要从技术层面上考虑如何提高计算机网络信息安全。特别是近年来大数据技术的高速发展,海量数据在网络中传播,如何保证这些数据的可靠性和安全性,是目前网络信息安全研究的一个重要方向。
1大数据时代计算机网络信息安全的特征
大数据是指信息时代产生的海量数据,对这些数据的描述和定义并加以利用和创新是目前大数据技术发展的主要方向。大数据的产生是伴随着全球信息化网络的发展而出现的,在这个背景下诞生了大量的商业企业和技术组织,也为各行各业提高生产力水平和改变生产模式提供了有效帮助。大数据时代的网络特征首先是非结构化的海量数据,传统意义上的海量数据是相关业务信息,而大数据时代由于社交网络、移动互联和传感器等新技术与工具快速发展产生了大量非结构化的数据,这些数据本身是没有关联性的,必须通过大数据的挖掘和分析才能产生社会价值;其次,大数据时代的网络信息种类和格式繁多,包括文字、图片、视频、声音、日志等等,数据格式的复杂性使得数据处理的难度加大;再次,有用信息的比例较低,由于是非结构化的海量数据,数据价值的提炼要经过挖掘、分析、统计和提炼才能产生,这个周期还不宜过长否则会失去时效性,数据的技术和密度都会加大数据挖掘的难度;最后,大数据时代的信息安全问题更加突出,被非法利用、泄露和盗取的数据信息往往会给国家和人民群众造成较大的经济社会损失。传统计算机网络的信息安全防护主要是利用网络管理制度和监控技术手段来提高信息存储、传输、解析和加密的保密性来实现的。在大数据时代背景下,网络信息的规模、密度、传播渠道都是非常多样化的和海量的,网络信息安全防护的措施也需要不断补充和发展。目前网络信息安全的主要问题可以概括为:一是网络的自由特征会对全球网络信息安全提出较大的挑战;二是海量数据的防护需要更高的软硬件设备和更有效的网络管理制度才能实现;三是网络中的各类软件工具自身的缺陷和病毒感染都会影响信息的可靠性;第四是各国各地区的法律、社会制度、宗教信仰不同,部分法律和管理漏洞会被非法之徒利用来获取非法利益。
2大数据时代背景下計算机网络安全防护措施
2.1防范非法用户获取网络信息
利用黑客技术和相关软件入侵他人计算机或网络账户谋取不法利益的行为称为黑客攻击,黑客攻击是目前网络信息安全防护体系中比较常见的一类防护对象。目前针对这部分网络信息安全隐患问题一般是从如下几个方面进行设计的:首先是完善当地的法律法规,从法律层面对非法用户进行约束,让他们明白必须在各国法律的范畴内进行网络活动,否则会受到法律的制裁;其次是构建功能完善的网络信息安全防护管理系统,从技术层面提高数据的可靠性;再次是利用物理隔离和防火墙,将关键数据进行隔离使用,如银行、证券机构、政府部门都要与外部网络隔离;最后是对数据进行不可逆的加密处理,使得非法用户即使获取了信息也无法解析进而谋利。
2.2提高信息安全防护技术研究的效率
大数据技术的发展是非常迅速的,这对信息安全防护技术的研究和发展提出了更高的要求。要针对网络中的病毒、木马和其他非法软件进行有效识别和防护,这都需要国家和相关企业投入更多的人力物力成本才能实现。目前信息安全防护技术可以概括为物理安全和逻辑安全两个方面,其中物理安全是保证网路系统中的通信、计算、存储、防护和传输设备不受到外部干扰;逻辑安全则是要保障数据完整性、保密性和可靠性。目前主要的研究方向是信息的逻辑安全技术,包括安全监测、数据评估、拨号控制、身份识别等。这些技术研究的效率直接影响着网络信息安全,必须组织科研人员深入研究,各级监管部门也要积极参与到网络管理制度的建立和完善工作中来,从技术和制度两个方面来提高信息防护技术的研究效率。
2.3提高社会大众的信息安全防护意识
目前各国都对利用网络进行诈骗、信息盗取等行为进行法律约束,也利用报纸、电视、广播和网络等途径进行信息安全防护的宣传教育。社会大众要认识到信息安全的重要性,在使用网络时才能有效杜绝信息的泄露和盗用,如提高个人电脑防护措施、提高密码强度等。各级教育部门也要在日常的教学活动中对网络信息安全的相关事宜进行宣传和教育,提高未成年人的安全意识,这都是有效提高信息安全防护能力的有效途径。