1、计算机网络基础课程教学改革的探索与实践 摘要:本文以培养创新型人才为目标,探讨了新形势下计算机网络基础课程改革的思路,提出了“边学边干”的教学理念,阐述了在课程设置与教材建设、多元化教学手段、师资队伍建设等方面的探索与实践。关键词本文来自:计算机毕业网 :计算机网络基础;网络实验;教学改革近十年来,网络的应用越来越普及,根据网络建设的需要,各种网络设备随时可能用到。因此,计算机网络基础课程的教学就需要理论联系实际,结合最新技术发展及各种常用产品、网络需求来讲解,以此加强理论学习的效果。以目前常用的一些网络仿真软件、协议分析工具、结合网络实验室中各种网络设备的配置、调试已经成为大学生尤其是研究型
2、大学学生学习、研究计算机基础网络基础课程的首选。这为大学计算机网络基础课程教学提供了更好的实验平台,但也提出了更高的要求。本文将主要讨论浙江大学计算机学院计算机网络基础课程教学改革的探索与实践。1课程的培养目标围绕着浙江大学以“知识、能力、素质”(KAQ模式)为目标的办学理念,浙江大学计算机学院计算机网络基础课程在专业培养目标中的定位与课程目标是:(1) 以培养学生实际动手能力为宗旨,走“边学边干”的教学路线;(2) 针对本学院学生理论基础扎实、英文功底强的优势,采用国外优秀的原版教材,旨在培养学生掌握最先进的计算机网络原理、协议及技术;(3) 培养学生的“主动学习”兴趣与能力,在要求学生完成
3、基本实验的基础上,鼓励、吸引学生积极参与与计算机网络相关的科研项目,激发他们的研究创新能力。2课程内容与教材建设2.1课程内容在确定计算机网络基础课程授课内容时,我们积极跟踪国外最新的计算机网络相关教材,摒弃了传统网络课程中那些过时的知识,取而代之的是现代网络技术中越来越广泛使用的网络协议与实现技术。譬如,我们摒弃了传统网络课程中的IEEE802.4,IEEE802.5和ATM等内容,加强了IEEE802.11系列协议、MPLS、IPv6、网络安全等内容的介绍。这样,一方面可以充分利用有限的授课课时,向学生介绍最新的计算机网络原理与技术,另一方面可以提高学生学习计算机网络基础课程的积极性和主动
4、性,从而达到良好的教学效果。为了充分贯彻“边学边干”的教学理念,我们围绕网络基础课程中的重要概念、协议与相关技术,在基础课程中,设计了基于仿真环境为主的9个主题实验,内容基础实验主要涵盖:Windows和Linux环境下的网络命令的使用和分析、基于协议分析软件Ethereal进行数据帧(Ethernet)的获取与分析、路由器/交换机各种网络接口的配置、交换机和VLAN的设置、静态路由设置、动态路由协议RIP设置、动态路由协议OSPF设置、使用SOCKET编程实现mini FTP client/Server或聊天程序等的网络编程、使用协议分析软件Ethereal分析网络高层协议等实验。要求学生至
5、少选择其中5个实验,完成实验报告。实验时,学生可以完成,也可以分小组进行,每个小组人数一般不超过3人,实验后要求学生安组提交实验报告及相应的代码。如果时间允许,还可以有选择性地安排部分小组在课堂上进行实践经验交流。这些实验内容涵盖了计算机网络基础课程中的主要知识点。通过实验,一方面激发了学生学习网络技术的兴趣和主动性,另一方面又训练了学生分析问题、解决问题的综合能力,起到了非常好的效果。为了达到最佳的教学效果,我们在计算机网络基础课程中将实验重点放在基于Windows、Linux和各种网络仿真软件上进行实验。在学生们熟悉了网络技术的基本原理和各种使用方法后,另外又开设了两门网络专业选修课:网络
6、系统设计与工程、网络程序设计,分别为2.5学分和2学分。“网络系统设计与工程”课程注重学生在网络硬件设备(交换机、路由器、防火墙、无线设备等)上的动手能力培养,学院网络实验室配置了8组Cisco设备、8组华为3Com(现H3C)设备,每组实验配置4台路由器,2台交换机(其中1台3层交换机)、1台防火墙、1个无线AP及2块无线网卡。要求学生能掌握2种主流品牌网络设备的配置及组网技术。实验内容主要涵盖了Cisco CCNA和CCNP相关内容。“网络程序设计”注重培养学生网络编程的能力。课程主要讲解了网络程序设计的标准、实现和技术,重点介绍套接字接口,包括TCP、UDP和其他有关内容,通过实例使学生
7、知道如何建立健壮的、高性能的网络系统。通过学习,使学生初步掌握网络程序设计的标准、实现和技术,能够使用套接字接口独立编写完成网络应用程序。为了让学生真正能“边学边干”,在课程安排上,我们将“计算机网络基础”安排在春、夏两学期(浙江大学已对全校本科生、研究生全面实行四学期制),将“网络系统设计与工程” 安排在夏学期,“网络程序设计”安排在秋学期。这样,学生在春夏学期有充裕的时间系统地学习计算机网络基础的基本原理,而在夏学期和秋学期,就可以根据个人爱好“边学边干”了,很好地贯彻了“理论知道实践,实践强化理论”的教学思想。为了提高学生对上述课程的掌握程度,计算机网络基础课和网络系统设计与工程课全部实
8、行双语教学。教材、课件、试卷、答卷全部要求用英语。2.2教材建设我们在不断跟踪国内外优秀计算机网络相关教材的基础上,确定了采用国外的影印版教材的思路。目前,本科生采用的是Andrew S. Tanenbaum的Computer Networks4th Edition (英文影印版)。我们认为,这是一套非常优秀的计算机网络基础教材,较好地跟踪了网络技术的发展现状。同时,我们也根据最新网络技术的现状,不断补充讲解相关新技术,以适应飞速发展的计算机网络及通信技术的演变。由于目前国内尚缺乏适合我院教学特点的实验教材,本组教师在总结多年教学实验经验的基础上,编写了计算机网络基础实践教程、计算机网络工程实
9、践教程、网络实验指南和计算机网络实用教程等多部教材,并把它们介绍给学生,作为计算机网络基础课程的参考书,扩大学生的知识面,并使学生对网络实验的重要性有更深的认识。以此丰富了课程内容,达到了很好的教学和实验效果。3多元化的教学手段围绕计算机网络基础课程的教学目的,我们开展了教学方式的大胆尝试,采用多元化的教学手段。3.1灵活运用多种教学方法,培养和提高学生的学习能力教学中强调个性化教学,开放式课堂。将师生的交流,从传统的课堂,拓展到课堂、网络讨论、电子邮件、实验室、机房。注重讨论式教学、启发式教学。在研究生(高级计算机网络)课程中,安排超过三分之一的课时组织讨论班。教学方法和手段不拘形式,只要有
10、利于教学目的,全部充分利用。目前采用的教学手段包括:多媒体教室、多媒体课件、网络课件、Internet、电子邮件、原版英文教材、双语教学、网上作业、网上答疑、BBS论坛、计算机网络资源网站等。另外,学生利用自备电脑查资料、做实验。推荐学生去公司实习、参加网络相关产品发布会、技术培训等,扩大学生的知识面。网络教学环境方面,我们开发了适合网上学习的网络课件,已在校园网内部运行数年,提供课程资料、网络分析和仿真实验工具、学习资料下载、通知发布等服务。通过网络教学这一先进手段,大大提高了教学效率,营造了教师与学生之间良好的沟通氛围。 3.2教学中强调理论联系实际,强调教研结合主讲老师都是学院的科研骨干
11、。在完成计算机网络基础课程教学和实验的同时,带领学生参加到相关科研项目中去。这些项目包括网络编程、网络工程、嵌入式系统、集群计算等的研究和开发工作。这些学以致用的实践活动,不仅为学生学习网络技术创造了难得的机会,而且也提高了浙大计算机专业学生在研发能力方面的竞争力。4教师队伍的建设在保持高水平的教师队伍方面,我们采取的重要举措包括:4.1“边教边研”,提高教师业务水平担任计算机网络基础课程教学的教师是学院的科研一线队伍,基本上都承担了网络研究与应用、嵌入式系统、网络与集群计算、应用服务器等方向的科研项目。这些科研项目与网络技术紧密相关。通过这些项目的开发与研究,教师“边教边研”,在网络技术方面
12、始终站在技术的前沿。4.2加强教学经验交流,提高教学水平课程组经常派教师参加全国高校计算机网络课程相关的研讨会、Cisco、华为等网络公司的技术研讨会等各类教学研讨会,学习、吸收同行的先进教学方法。4.3竞争机制的引入早在1996年,计算机网络基础课程教师就进行了较大的变动,以目前的课程负责人为主,通过公开试讲并由教学委员会表决的方式,成立了由充满活力、业务能力强的中青年骨干教师组成的课程教师队伍。10 多年来,教师队伍的建设始终坚持这样的竞争机制,适时地吸收在计算机网络领域业务能力强、学历高、教学认真负责的青年教师。近几年,又引入了学生自由选择任课教师的机制,选课人数少的教师将暂停开课,这给
13、任课教师带来了直接的压力。任课教师都投入了大量的精力,提升自己的业务水平。每个学期所在教学班上的学生和学院督导组将对教师进行打分,以评定教师的教学质量。5结束语经过十多年的探索与实践,计算机网络基础课程已成为浙江大学计算机学院的特色专业课。然而,计算机网络是一门实用性很强的课程,掌握最新计算机网络原理、提高对各种网络技术的实践能力,依赖于教、学双方的不懈努力和教学方法的不断创新。为适应新形式下我国信息技术加速发展的需要,计算机科学中的核心课程的教学必须大胆创新、敢于实践,开创创新性人才培养的新局面。 参考文献1 陆魁军. 计算机网络基础实践教程M. 北京:清华大学出版社, 摘 要:多媒体教学手
14、段的引入,极大地增加了课堂的信息量,丰富了课堂教学的表现形式,但是同样也暴露了教材信息量不足、多媒体教学素材匮乏等问题。本文结合作者的教学实践介绍了在备课过程中利用Internet搜索引擎拓展多媒体教学内容、丰富多媒体课件素材的方法。经过32学时的“人工智能”本科生课程实践,验证了该方法的可行性和有效性。关键词本文来自:计算机毕业网 :搜索引擎;多媒体教学;备课图文声像并茂、形象生动直观是多媒体教学最基本的特点。多媒体可以在较短时间内提供较传统教学模式更多的信息,提高教学效率,这是多媒体教学最突出的优点。此外,多媒体教学能够充分发挥计算机网络的辅助教学功能,学生可以从网络上查阅教师的电子邮件和
15、教辅资料,最大限度地节约教育资源,把教师从传统的教学模式中解放出来,从而有更多的时间和精力应用到科研、教研等创造性工作中去。但是在多媒体教学备课中也暴露出一些新的问题,比如信息来自哪里?多媒体课件的素材来自哪里?Internet是一个巨大的信息资源宝库,充分利用Internet资源可以对多媒体教学的信息和素材形成有益的补充。但是Internet信息过载和资源迷向问题又使我们面对浩如烟海的信息资源无所适从。Internet搜索引擎的诞生为我们提供了信息获取的强有力工具,只需要输入关键词本文来自:计算机毕业网 或关键词本文来自:计算机毕业网 的组合进行搜索即可,高级搜索技巧也可以通过阅读网站上的帮
16、助信息来很快掌握。下面从四个方面介绍多媒体教学在备课过程中如何利用Internet搜索引擎拓展教学内容、丰富课件素材。1 利用Internet搜索引擎对教学内容追根溯源2005年全国高等学校教学督导工作研讨会上,哈尔滨工程大学总督学杨曜根教授在报告让新的教学理念进课堂中指出,目前在课堂教学内容上往往是重“结论”、轻“过程”,只是注重传授前人已解决的定理、概念、知识的现成结论,不注重揭示前人对这些知识的艰辛探索过程。其实,这不单纯是理念问题,往往不是教师不想讲过程,而是不会讲,这都受着教材内容和教师知识面的制约。正如杨教授所言,“每门学科的发展过程,每门学科中新观点、新原理的建立,科学技术的发现
17、、发明和发展,无不是前人向传统、敢于向权威挑战、大胆想象、不断创新的结果,充满了前人大胆求异、创新的事例,展示这些在学生面前,正可以大大启发学生的好奇心、兴趣,培养学生逆向思维,引导学生不断发问为什么,培养学生的求索精神”。但这些过程事例很少编入现行教材中,传统的教学手段课堂信息量有限,作为教师当年也没有在课堂上听过这些过程事例,事实上这是一个盲区,需要另辟蹊径来扫除这个盲区,而Internet搜索引擎则是“扫盲”的有力工具之一。举例来说明这个问题。人工智能的教材中对人工智能本身的发展历程介绍的较多,但是逻辑演算作为人工智能课程的重要内容,逻辑学本身的来龙去脉在教材中却鲜有提及。备课时,当然可
18、以跳过逻辑学的历史,也可以去图书馆查阅逻辑学专业书籍,但是利用Internet搜索引擎不失为一种便捷的方式。我们只需要在Google等搜索引擎中输入“逻辑学”、“起源”、“发展”、“分支”等关键词本文来自:计算机毕业网 的简单组合,就可以很容易地找到“逻辑学传统上可分为古希腊的逻辑学、中国的名辩、古印度的因明学三个分支”、“现代逻辑学已从单一学科逐步发展成为理论严密、分支众多、应用广泛的学科群”等,再顺藤摸瓜,搜索“古希腊 逻辑”、“名辩 逻辑”、“因明学 逻辑”、“现代逻辑学 分支”等关键词本文来自:计算机毕业网 ,便可向前把2000多年前印度的正理派、中国的墨子、古希腊的亚里士多德都追溯出
19、来,向后把量子逻辑、控制论逻辑、概率逻辑、价值逻辑、法律逻辑、科学逻辑等信手拈来,经过进一步加工提炼,融入到课堂教学中,对拓展学生知识面、激发学生的探究欲望能起到良好的作用。2 利用Internet搜索引擎为课堂讲解旁征博引在课堂上旁征博引,能够丰富教学内容,提升知识的吸引力,增强教师的表现力,激发学生学习兴趣,同时,对同一个问题换个角度、换个说法来阐述,也易于学生理解和掌握,提高课堂教学实效。但是旁征博引对任课教师的知识面要求非常高,尤其对于青年教师,因此在备课时有针对性地利用Internet搜索引擎拓展自己的知识面是非常必要的。还是举例来说明这个问题。Agent是人工智能领域研究的热点问题
20、,Stanford著名人工智能学者Hayes-Roth讲过“Agent是人工智能最初的目标,也是人工智能最终的目标”,而我校现行人工智能课程教学大纲中并不包含这部分内容,为了引领学生走到学科前沿,我准备了2个课时补充讲授Agent。但目前国内的人工智能教材中,仅有蔡自兴教授的人工智能及其应用一书将Agent作为一章来讲解。Agent理论部分的几个概念非常抽象,且学术界观点不一,如果仅将一家之言介绍给学生,不但学生难于理解,而且容易片面认识问题,因此广泛引用和介绍学术界的观点是非常必要的。在准备这部分内容时,Internet搜索引擎发挥了重要作用。用“agent definition”等关键词本
21、文来自:计算机毕业网 在Google中搜索,并根据搜索结果不断追溯和拓展,就可以查到Agent一词的拉丁语起源agere。Agent作为人工智能术语首见于Minsky的Society of Mind一书,以及Agent在美国传统词典中的定义,Jiming Liu & Jianbing Wu、Hayes-Roth、Smith, Cypher & Spohre、Wooldridge & Jennings、Shoham、Russel & Norvig、IBM等学者和公司从自主、智能、软硬件、心智、实体等各个角度和立场给出的定义和讨论,将这些内容融合提炼之后呈现给学生,无疑会加深学生对抽象概念的理解,
22、同时对教师本人的知识面也是一个丰富和扩展的过程。3 利用Internet搜索引擎对教学用例举一反三多媒体教学用例必须遵循针对性、典型性、启发性、科学性、思想性、简洁性、趣味性和生动形象性等原则,才能达到较好的授课效果,提高教学质量,但是备课时要准备如此恰当的例子却非常困难。利用Internet搜索引擎可以开阔备课思路,对教学用例举一反三。例如,人工智能中著名的“猴子与香蕉”问题在蔡自兴先生的人工智能及其应用教材中仅举此例用于讲解状态空间问题表示法。利用Internet搜索引擎还可以找到该问题在讲解问题归约、谓词逻辑、产生式系统等知识表示方法时的举例及动画演示过程,将这些举例贯通起来在知识表示总
23、结时使用,并借用网上制作好的动画演示,课堂效果很好,且备课效率很高。4 利用Internet搜索引擎对课件素材锦上添花多媒体课件是多媒体课堂教学的关键,是影响多媒体课堂教学效果的重要因素。课件过于简单和粗糙,或者过于花哨,过多过滥地使用多媒体效果,会分散学生注意力,不利于学生课堂学习,致使教学效果降低。因此简洁明了、形象生动的多媒体素材必不可少。利用Internet搜索引擎的图片、音乐等搜索功能可以获得很多极富表现力的音像资料来阐释或演示抽象的概念和原理。在人工智能课上讲解语义网络时用到这样一个例子:用语义网络法描述歌曲军港之夜中“军港的夜啊静悄悄,海浪把战舰轻轻地摇”这一句的意境。准备这个例
24、子的时候,除了准备解题过程,我还搜索了一首军港之夜乐曲、一张军港夜幕降临时的照片和演唱者苏晓明的照片,加工处理后做到多媒体课件中,并做到不喧宾夺主。在课堂教学中讲这个例子时,发现学生随着轻柔的音乐、美丽的画卷一起随着老师分析着问题,都聚精会神的。在讲解启发式搜索算法时,我从网上搜到了孔子的名句“人无远虑,必有近忧”,唐代诗人卢纶的送吉中孚校书归楚州旧山,其中有四句“林昏天未曙,但向云边去,暗入无路山,心知有花处”,同时还下载了学校的平面图,用“人无远虑,必有近忧”引出启发式搜索利用启发式信息的思想,利用卢纶的诗来阐释启发式搜索的意境,再结合学校的平面图提问学生去附近的超市(在图上均有标注)购物
25、时如何规划路径。就在这样一种轻松甚至诗情画意的氛围中,学生便深刻领会了启发式搜索的思想内涵。此外,利用丰富的多媒体素材还可以对学生进行科学素养的熏陶。例如,在准备人工智能发展史这一课内容时,我们从网上搜到了Turing、McCarthy、Minsky、Shannoon、Simon、Newell、Feigenbaum、Hopfield、Brooks等在人工智能发展史上举足轻重的学者的照片,照片中透出的大家风范、学者目光中流露的执著精神、表情中蕴含的严谨深邃、笑容中深藏的儒雅乐观无不感染着学生。5 结论在开展多媒体教学实践中,利用Internet搜索引擎辅是第一步,对信息的加工处理、凝练升华是备课
26、时一项更艰巨的任务,这个问题已有很多文献探讨过,本文不再赘述。 参考文献1 张红霞多媒体教学的实践与探讨J吉林省教育学院学报,2006,22(6):70-71.2 卢建中有关计算机辅助教学的几点看法J西安邮电学院学报,2002(7):79-81.3 张忠禄,李东侠,张永春多媒体教学质量研究J长春工程学院学报(社会科学版),2006,7(3):83-85,88.4 范秉琪,范秉琳高校多媒体教学的发展方向J河南教育学院学报(自然科学版),2006,15(3):70-72.5 张永红,李泳多媒体教学的应用与思考J中国医药导报,2006,3(29):77.6 杨兰生以多媒体为教学平台的课堂教学的思考J
27、大连民族学院学报,2006,(5):78-80.7 姜传菊Internet上的搜索引擎J现代情报,2003,(8):105-106,30.8 甘绮倩王丽华论教学中举例的原则J南昌高专学报,2004,(2):81-82. 摘要:本文介绍了南京邮电大学信息安全专业特色建设思路,从人才培养、课程建设、师资培养、校企合作等方面介绍了南京邮电大学在特色专业建设方面的探索。关键词本文来自:计算机毕业网 :信息安全专业;特色建设;高等教育教学1引言目前我国信息安全技术与世界先进水平有较大差距,我国政府已将信息安全列为今后十年优先发展领域。我国过去只有少数高等院校开设信息安全课程,而且不能涵盖信息安全的主要内
28、容,因此信息安全方面的人才很少,而金融、商业、公安、军事和政府部门对信息安全人才的需求是很大的。根据现阶段国家信息化建设的规模测算,比较保守地估计高级信息安全人才的需求在3万人左右,一般人才的需求是15万。而现有信息安全专业人才不到1万人,这样就造成了在企业和机关工作的信息安全专业人才远远不能满足需求。要解决供需矛盾,必须加快信息安全人才的培养,以满足社会对信息安全人才的需求。近年来信息安全专业在高等院校中得到了充分重视与快速发展,2001年武汉大学计算机学院新开设了信息安全专业,招收了第一届信息安全专业本科班。随后的几年里,上海交大、北邮、南邮等70多所高等院校也先后开设了信息安全专业。信息
29、安全专业是一个新兴的专业,学科建设中存在着诸多需要解决的问题,其中如何建设有特色的信息安全专业是众多高校面临的难题。由于信息安全学科是一个跨学科的交叉性学科群体系,涉及到计算机科学与技术、通信工程、数学、密码学,电子工程等诸多学科的内容。不是每个学校都能建立大而全的信息安全专业,进行全方面的人才培养。进行信息安全专业特色建设一定要有特色,要利用学校的优势,发挥学校的长处。有些高校因为定位不明确,信息安全专业没有得到很好发展,目前已经停止招生。沈昌祥院士指出“由于我国系统培养信息安全人才的工作刚起步不久,存在着学科体系不完善、教材及实验室建设的基础条件不足、师资队伍缺乏等一些薄弱环节。高等院校应
30、该根据国际上信息安全技术的发展趋势和我国信息化建设需求,结合本校学科专业结构特点,充分利用现有学科条件和优势,积极促进学科交叉和融合。培养具有自主知识产权开发能力、掌握核心技术的信息安全专业人才。”南京邮电大学在信息安全专业建设的过程中发挥学校优势,坚持“有所为有所不为”的建设理念,重点发展有特色的计算机网络与通信安全,电子取证,嵌入式系统安全这三个主要学科建设方向,在实践中形成了自己的教学体系。2南京邮电大学信息安全专业建设基本情况南京邮电大学计算机学院在2001年申报信息安全专业获得批准,2002年在江苏省内高校中首次设置信息安全专业,拥有本、硕、博的人才培养体系。2007年被教育部评定为
31、国家特色专业,是全国信息安全专业首批十五个特色专业建设点之一。信息安全专业结合我校的传统优势领域,确定该专业的特色为网络通信安全。信息安全专业从2002年起招生,每届招3个小班100人左右,2006年7月,该专业有了第一届毕业生,目前在校学生达399人。“信息安全”是一个工科专业,所培养学生除必须具备扎实的理论基础和较宽的专业知识面外,还要具备从事科学研究和技术开发的基本能力。经过近两年的努力,已初步完成由中央与地方财政下拨专款360万元的实验室硬件和软件环境建设,实验室设立在南京邮电大学仙林校区教二号楼西侧和三牌楼校区的无线楼,面积共达800平米,实验室建设以专业基础课实验教学为主,兼顾专业
32、课实验与科研的需要,结合专业方向,注重专业原理,加强设计和综合实验。目前有多个信息安全实验平台供教学与科研使用,如网络攻防综合实验平台,计算机病毒综合实验平 台,网络管理综合实验平台,电子证据取证综合实验平台,无线安全综合实验平台,嵌入式系统综合实验平台等。3特色专业建设的思路与措施专业建设的特色在于结合南京邮电大学在通信与信息工程方面的优势,将信息安全的理论技术和计算机通信与网络紧密结合在一起,注重科技成果转化以及为社会服务的职能,利用与电信运营商之间长期稳定的合作关系,直接为我国电信事业建设和发展所需要的信息安全保障提供科学依据,同时根据目前和国家机关(部队、公安)的良好合作关系和科研计划
33、,挑选政治合格、思想过硬的优秀学生进行反计算机犯罪和信息对抗的人才培养。在专业建设中,确定重点建设“计算机网络与通信安全,电子取证,嵌入式系统安全”三个学科建设方向。本文将从人才培养、课程建设、师资培养、校企合作方面介绍南京邮电大学在特色专业建设方面的一些工作。3.1人才培养(1) 建立完备的人才培养体系。南京邮电大学作为江苏省第一批设置信息安全专业的两所高校之一,从2002年起正式招生,每届招收学生100人左右,学校还设置有信息安全专业硕士和博士点,形成了信息安全专业本、硕、博的全面培养体系。这对于有进一步学习深造意愿的优秀学生,提供了优良的条件。通过教学实践,深刻感受到在本科层次培养信息安
34、全方面的专门人才绝非易事,同时这也决定了信息安全学科本科阶段的教育不可能贪高贪全。在本科人才培养时要讲究务实,要注意抛弃旧的、烦琐的、脱离实际的教学内容,不断跟踪新技术,并把最新的技术充实到教学内容中,并要强调实践环节。(2) 实施模块化教学。模块化教学和实践基地教学两者相结合为目前较为理想的教学模式。从目前人才市场对信息安全人才的需求情况来看,市场对信息安全人才的要求不单只是要求他们具有坚实的理论基础,还要求他们具有较强的社会实践能力和创新能力。因此在借鉴以上两种模式的基础上,应结合当前实际情况,采用“模块化教学+实践基地教学”的模式。教学过程中借鉴国外经验,确立核心课程模块,保证信息安全教
35、育的基础性、全面性,同时对教学大纲中规定的除核心课程外的专业必修课依其内容联系、应用需求等划分成三大课程模块:计算机与通信网安全,嵌入式信息安全技术和电子取证,供学生根据自己的兴趣选择不同的主修方向。计算机与通信网安全注重计算机网络与通信网络的信息安全理论与技术,侧重网络知识的学习;嵌入式信息安全偏向于硬件安全与嵌入式系统开发技术;电子取证以操作系统分析为基础,侧重电子取证技术,为国家部门(军队、公安、安全)输送专门的反计算机犯罪和信息对抗人才。在经过大一的基础课学习后,在大二、大三学生中建立兴趣小组,根据模块化教学的思想,由老师对不同兴趣组的学生进行引导,由学生自由挑选三个模块中的一个方向进
36、行选课与学习,这种建立在自身兴趣基础上的发展选择有利于学生主动性的发挥。见表1。3.2课程建设(1) 课程体系和内容的建设保证基础、突出特色,一方面保证开设教育部高教司所编“普通高等学校本科专业目录和专业介绍”所列的全部课程,另一方面在基础课设置上,考虑到学校通信的传统特色和优势,增加通信学科基础课程。同时增加双语教学专业课程内容,以培养学生直接查阅英文文献和使用专业词汇的能力。注重更新教学内容,优化课程体系,打破学科课程间的壁垒,加强课程与课程体系间在逻辑和结构上的联系与综合。在专业方向课程部分,注意“宽、新、浅”相结合。“宽”指知识面宽,“新”指知识更新快,“浅”指知识讲解能做到深入浅出,
37、符合本科教学特点。在实验课程建设中,要重点研究各类综合性实验与设计性实验的设置,使这些实验能真正提高学生的实际动手能力与综合知识的能力。 (2) 强调课程的实践性。从对信息安全人才的需求来看,无论是信息安全技术人员,还是信息安全管理维护人员,实际动手能力是非常重要的,因此,一是强调程序设计能力,使其达到一定的水平,二是要求学生熟练掌握信息安全产品的配置和使用技能。在主干课程的教学中,特别注重实践过程的训练并保证质量。南京邮电大学在2006年新修订的培养计划中90以上的专业课程设有实验环节,要求学生完成设计性或综合性实验。南京邮电大学已完成由中央财政与地方在2005年共同投资360多万元的“信息
38、安全综合实验室”建设,并建设了多个专业实验平台,目前已经具有优良的硬件环境,但还需要进一步完善实验软环境,进一步探索信息安全实验室建设的新方法。(3) 专业教材的建设,精选经典教材,结合自编教材,不断充实反映科学技术和社会发展的最新成果,注意把体现当代学科发展特征的、多学科间的知识交叉与渗透反映到教学内容中来。现有的涉及信息安全的书籍多是技术类和专业理论的图书,如黑客攻防、密码学理论等,这样的书并不完全适合用作大学生的普及应用型教材,因此需要及时建设和更新教材内容,需要联合相关专家来编撰适合信息安全专业需要的教材。实验教材方面,目前绝大部分高校的专业实验仍然停留在一些简单的加密/解密、防火墙或
39、者入侵检测等方面的实验,而对于网络攻防等更进一步的实验没有涉及,无法完成这些复杂的信息安全实验。准备利用“信息安全综合实验室”,研究具备一定规模、难度,示范性强的组合实验系统,并编制相应的教材。(4) 加强实验室软环境建设,软环境包括实验平台建设与大型复杂实验设置。目前南京邮电大学已经具有硬件条件良好的信息安全实验室,在实验软环境建设中,已经初步完成了多个实验平台的建设。在今后要加强实验室软环境建设,以网络环境为基础,对外连接因特网,内部设置几个相对独立的网络群,安装一些常见的信息安全系统和设备,并根据普遍存在的网络和信息安全现象,组成模拟信息安全实验环境。要能满足完成网络攻防、反向追踪、电子
40、取证等复杂的信息安全实验。设立创新实验室,多形式延长开放实验室,让学生有较多的动手机会,创新机会。3.3师资培养强大的师资队伍是培养高质量学生的基本保障,南京邮电大学信 摘要:本文通过“高等计算机网络”课程的教学实践,探索将专题研究引入课程教学的方法,从授课和阅读、课程项目研究和研讨三个环节进行分析,总结了专题研究教学模式中对学生研究兴趣引导的方法和经验。教学实践表明,将科学研究方法融合在课程教学过程中,对于培养学生科研能力和创新思维具有重要意义。关键词本文来自:计算机毕业网 :专题研究;教学模式;计算机网络1引言专题研究教学模式是以研究组织教学,将科学研究方法和研究能力的培养融合在课程教学过
41、程中,培养学生从事课题研究的创新能力和创新思维1 2。研究生教育建立在本科教育的基础上,侧重于为专业领域的研究提供背景知识和方法论3。通过课程教学的知识体系的组织和教学方法的改革,有助于培养学生的创新意识。以“高等计算机网络”课程为例,该课程是面向计算机学院硕士研究生开设的二级学科学位必修课,其教学目标是使学生掌握计算机网络的基本理论和算法,理解计算机网络的前沿研究的一些热门领域的研究方向和研究方法,引导科研工作。计算机网络学科的特点研究分支较多,内涵丰富,发展迅速,采用专题组织教学内容可以以点带面,突出重要的、活跃的研究领域。同时,计算机网络已经成为计算机科学研究领域的重要基础设施之一,计算
42、机学科各个专业的研究生都需要基于网络平台开展研究工作。因此,我们在专题研究教学过程中,强调专题研究的开放性,即在教师给定的大的专题类别中,研究生可以根据自己的专业兴趣自行选择具体的课程项目开展研究工作。从教学实践中看,尽管多数学生在本科阶段已经学习过计算机网络基础的相关课程,并且在研究生入学时已经确定了各自的学科研究方向,但在选修该课程时,大多数学生对于如何进行课题研究很茫然,在课程学习中没有明确的研究兴趣;而在面向专题研究的教学模式中,学生的研究兴趣和参与程度对教学效果的影响很大。因此,如何协调好专题研究的开放性和学生研究兴趣之间的关系,启发学生的研究兴趣是一个关键问题。在三年的教学改革实践
43、中,我们在这方面进行了有益的探索。2专题研究教学模式的三个环节传统的以教材为主的教学模式在知识体系的开放性、前瞻性方面都有局限性。采用专题研究的教学模式,可以将该领域的前沿研究和传统教学体系相结合,提出问题,并从多角度、多方位学习解决问题的思路和方法;另一方面,在教学过程中,引导学生积极参与,自主学习,相互协作,使教学过程真正成为教与学相互促进的活动。在教学过程中,按照专题的方式组织教学内容,每个专题以基础理论为纲,结合国内外的相关前沿研究,扩充知识的外延,并将科学研究的方法引入课程教学中。我们将教学过程分解成三个基本环节:授课和阅读环节、课程项目研究环节和研讨环节。2.1授课和阅读环节授课和
44、阅读环节是整个教学活动的基础。由于研究生本身存在个体差异,如入学时的基础不同,专业方向不同等,使得学生的学习活动具有复杂性和多样性的特点。大多数学生在进入各自专业方向的研究课题之前,对课题研究方法和研究兴趣并没有一个清晰的认知。而一些专业课,特别是计算机网络课程,已经是从事计算机方面研究工作所必须的基础知识。因此,在授课过程的设计中,一方面从整体把握课程的知识体系和研究热点,强调知识体系内在的联系,另一方面,专题选择应具有开放性的特点。研究生通常具有明确的学科定位和研究方向,本身具有主动学习的能力,经过各个专题的学习后,能够自主选择自己感兴趣的研究领域,提出研究课题和目标,完成后续课程项目研究
45、环节的任务。计算机网络作为一门发展迅速的学科,很多问题本身并没有确定的、完备的正确答案。每种新的理论和解决方法的提出都有其适用的场景和假设前提。因此,在教学中,根据当前的研究热点和需要解决的技术难点确定若干问题,选择一些高质量的有代表性的学术论文进行深入分析。在阅读环节,学生根据教师提供的参考论文,完成论文评述报告。通过这种方式培养学生分析问题和解决问题的能力。2.2课程项目研究环节面向专题研究的课程教学中强调引导学生以科学研究的方式自主学习,而不只是被动的接受知识。学生是学习活动的中心和主体,在教学过程中,学生的学习兴趣和动机处于整个教学活动的核心地位。根据建构主义学习理论5,学习过程是一种主动的、知识建构的过程,通过学习者自身经验的互作用进行动态调整经验结构的过程。以建构理论为基础的课程教学模式,是在教师的指导下,通过专题研究、问题驱动,引导学习者主动探索知识的过程。因此,课程项目研究环节是以学生为中心,在教师给定的专题框架下,
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