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摘 要：阐述如何建立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,如何设计包括网络高级技术专题、网络基本设计原则、网络实践教学和论文阅读研讨写作的课程教学内容,同时构建教学全过程管理的考核评价机制,以实现基础理论和前沿研究并重、理论教学和实践训练并行,使研究生真正理解和掌握理论知识、提高动手能力,为后续的科研创新奠定坚实基础.
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.解放军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.
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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,结合解放军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.结合解放军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
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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
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