網(wǎng)絡(luò)編程實踐課程的探索

　　摘要：針對在網(wǎng)絡(luò)編程實踐課程中存在的學(xué)生動手能力差距較大的問題，論述筆者以授課實踐為基礎(chǔ)，在課程的組織上結(jié)合精選推薦選題和自行選題兩種方式，力求兼顧兩類學(xué)生的需求和特點。從課程完成的情況看，取得了一定的效果，對相應(yīng)的課程建設(shè)也有一定的借鑒作用。
　　關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)編程；實踐教學(xué)；網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)
　　
　　
　　
　　計算機網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代發(fā)展最為迅速的技術(shù)領(lǐng)域，特別是近年來，網(wǎng)絡(luò)上的新應(yīng)用和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，而現(xiàn)代工作與生活對網(wǎng)絡(luò)的依賴也越來越大，各種計算機軟件的開發(fā)及使用也主要集中在網(wǎng)絡(luò)平臺上。因此，無論是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)還是計算機專業(yè)的高校畢業(yè)生都應(yīng)具有較強的網(wǎng)絡(luò)編程能力，否則無法滿足當(dāng)今社會的需求。而網(wǎng)絡(luò)編程能力的提高主要依賴課堂教學(xué)和課程實踐，其中課程實踐占有更重要的位置，我院的“網(wǎng)絡(luò)編程課程設(shè)計”就是集課堂教學(xué)和實踐為一體的網(wǎng)絡(luò)編程綜合課程設(shè)計。
　　通過網(wǎng)絡(luò)編程綜合課程設(shè)計的學(xué)習(xí)，特別是由自己完成一款網(wǎng)絡(luò)軟件的設(shè)計、開發(fā)和部署的全過程，使學(xué)生掌握基于網(wǎng)絡(luò)平臺的軟件開發(fā)技術(shù)，了解相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通信原理和實現(xiàn)機制，是學(xué)生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)編程最有效的方式。同時也可以充分培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、協(xié)作精神和創(chuàng)新能力，課程設(shè)計環(huán)節(jié)是網(wǎng)絡(luò)專業(yè)高校學(xué)生能力培養(yǎng)非常重要的環(huán)節(jié)。
　　1課程概述
　　“網(wǎng)絡(luò)編程課程設(shè)計”在本科第3學(xué)年秋季學(xué)期開設(shè)，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)必修，計算機專業(yè)選修。前導(dǎo)課程包括：計算機程序設(shè)計、計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫原理。總學(xué)時32學(xué)時，其中課堂教學(xué)16學(xué)時，上機實驗16學(xué)時。教學(xué)內(nèi)容并不固定，需要根據(jù)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展不斷更新。目前教學(xué)的主要內(nèi)容包括：
　　互聯(lián)網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的發(fā)展和現(xiàn)狀、當(dāng)前各種主流網(wǎng)絡(luò)開發(fā)模式和開發(fā)技術(shù)。重點講解B/S和C/S模型，簡要介紹網(wǎng)絡(luò)計算及分布式開發(fā)技術(shù)(J2EE、CORBA、Web Service、ActiveX組件技術(shù)、P2P計算、網(wǎng)格計算等)和移動計算技術(shù)等。
　　各主流平臺上TCP/IP通信的編程實現(xiàn)方法，重點介紹基于socket的網(wǎng)絡(luò)軟件開發(fā)。
　　Web編程：介紹WWW、HTML、CSS、HTTP協(xié)議、客戶端和服務(wù)端語言。
　　B/S應(yīng)用的服務(wù)端語言學(xué)習(xí)，重點學(xué)習(xí)ASP編程(也可選擇PHP)，簡要介紹JSP編程。
　　網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的訪問方法。
　　由于課堂教學(xué)僅有16個學(xué)時，因此不能將上述教學(xué)內(nèi)容全部充分展開講授，特別是其中有很多難點，系統(tǒng)學(xué)習(xí)需要大量的時間，課程僅僅能夠?qū)ζ涔ぷ髟磉M(jìn)行簡單的介紹。同時，課程教學(xué)的目的并不是讓學(xué)生全面掌握這些知識，其主要作用是引導(dǎo)和幫助學(xué)生在課程的實踐部分中合理選擇題目和快速進(jìn)入狀態(tài)。
　　在課程實踐部分，由學(xué)生選擇題目，并通過分組編程實現(xiàn)(一般3人左右為一組)，最終需交出可實際運行的軟件作為課程成績評價的依據(jù)。課程實踐部分的目的是使得同學(xué)們熟練掌握有關(guān)網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計的基本方法，了解網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件的基本框架、體驗網(wǎng)絡(luò)軟件設(shè)計與開發(fā)的主要過程，獲得較強的基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行編程的能力，同時培養(yǎng)同學(xué)們的自學(xué)能力、創(chuàng)新精神和團隊協(xié)作能力。
　　雖然課程安排了16個學(xué)時的上機實驗，不過一個適當(dāng)?shù)恼n程設(shè)計每個學(xué)生實際需要50至100個小時的編程開發(fā)時間，同時還需要查閱和自學(xué)大量的資料，16個學(xué)時的上機實驗僅僅是為老師幫助和指導(dǎo)學(xué)生選題和選擇熟悉開發(fā)環(huán)境等初步工作提供一個合適的場所，其主要工作還是依靠課下完成。課程的考核安排在課程開設(shè)的下一個學(xué)期進(jìn)行，保證學(xué)生有較充足的時間完成實踐內(nèi)容。
　　2課程組織
　　如何更好地安排網(wǎng)絡(luò)編程綜合課程設(shè)計，合理地設(shè)置課程目標(biāo)，充分準(zhǔn)備學(xué)習(xí)資料和相關(guān)資源，引導(dǎo)學(xué)生快速上手，建立方便快捷的交流平臺，使得在有限的課程時間內(nèi)達(dá)到充分的鍛煉效果，這些都是本課程的重要研究內(nèi)容。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)軟件的工作模式和開發(fā)手段也在迅速變化發(fā)展，如何緊跟這發(fā)展的步伐，在課程中不斷更新和優(yōu)化課程的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)最新的應(yīng)用需求和開發(fā)技術(shù)，這也是本課程的教學(xué)研究中應(yīng)予以重點關(guān)注的內(nèi)容。
　　然而，目前在我院的“網(wǎng)絡(luò)編程課程設(shè)計”中需要面對的一個新的重要問題則是學(xué)生能力的兩極分化日益嚴(yán)重，如果還按照傳統(tǒng)的教學(xué)和組織方式，只能保證普通學(xué)生得到基本的鍛煉，而無法讓已經(jīng)具備了較強編程能力的學(xué)生進(jìn)一步得到提高。幾年前，學(xué)生能力的差異化問題還不突出，能力突出者的比例大概只占10%左右，占絕大多數(shù)的普通學(xué)生，除了在計算機程序設(shè)計課程上編寫過簡單的程序外，很少會動手編程，動手能力普遍較差。為了照顧占據(jù)絕大多數(shù)學(xué)生的水平，在以往的網(wǎng)絡(luò)編程課程設(shè)計的課程組織中[1]，老師往往會精選幾個題目，提供這些題目的較詳細(xì)的需求分析文檔、需要完成功能的完整說明、相應(yīng)的開發(fā)工具和學(xué)習(xí)資料，同時還提供一些相關(guān)的源碼供學(xué)生學(xué)習(xí)和參考，以幫助學(xué)生快速上手。在老師這一系列措施作用下，學(xué)生可以得到較為系統(tǒng)和規(guī)范的鍛煉，這樣也減少了學(xué)生在選題和編程初始階段的困惑，節(jié)省了學(xué)生的時間和精力。從以往的經(jīng)驗看，效果也很不錯。
　　然而，隨著學(xué)校越來越注重在低年級對學(xué)生的能力進(jìn)行重點培養(yǎng)，包括為低年級的優(yōu)秀學(xué)生配指導(dǎo)老師，積極組織和開展各種競賽和活動，同時其他課程的老師也經(jīng)常組織優(yōu)秀學(xué)生參加課外學(xué)習(xí)小組，進(jìn)行更多的課外研究和實踐活動，這些都極大的促進(jìn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使得有相當(dāng)多的同學(xué)進(jìn)入大三時已經(jīng)積累了較多的編程和實踐經(jīng)驗，同時形成了各自的興趣方向和特長。現(xiàn)在這部分學(xué)生所占比例已經(jīng)達(dá)到30%左右，并呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢，而且，他們與普通的學(xué)生們在編程能力上差距也日趨擴大，這些變化為本課程的教學(xué)和組織提出了新的挑戰(zhàn)。
　　在這樣的情況下，繼續(xù)采用原有的課程組織方式，明顯不適合這部分較優(yōu)秀的學(xué)生。他們實際上已經(jīng)達(dá)到了本課程希望達(dá)到的培養(yǎng)目標(biāo)，具有了相應(yīng)的編程能力，如果按照以往的安排，顯然不能調(diào)動這些學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，這些學(xué)生多半會簡單應(yīng)付了事，導(dǎo)致他們無法在本課程得到進(jìn)一步的學(xué)習(xí)提高。
　　為了應(yīng)對這個問題，我們需要在課程的組織上充分考慮到學(xué)生基礎(chǔ)的差異，即要能夠保證普通學(xué)生得到系統(tǒng)的訓(xùn)練，也要使優(yōu)秀學(xué)生能夠一展所長，在完成課程實踐后網(wǎng)絡(luò)編程的能力能夠又上一個臺階。因此，如何引導(dǎo)這部分優(yōu)秀學(xué)生挑戰(zhàn)更難、更新穎、自己更有興趣的選題，并提供技術(shù)支持和指導(dǎo)，是一項艱巨但是具有重要意義的研究課題。
　　針對這種變化，我們改變了課程內(nèi)容的組織模式。具體的方式包括以下幾點：
　　1) 繼續(xù)提供精選題目及相關(guān)資料。在最近的課程中我們共提供了10個較為常見的、工作量和難度適中、緊扣網(wǎng)絡(luò)編程主題的實踐題目。
　　網(wǎng)絡(luò)聊天程序(需支持群聊)
　　網(wǎng)絡(luò)白板軟件
　　某些協(xié)議和服務(wù)(如FTP、Telnet，NFS等)的客戶端
　　Web搜索引擎
　　網(wǎng)絡(luò)五子棋或其他簡單規(guī)則的游戲
　　網(wǎng)絡(luò)桌面軟件(能夠獲取和綜合若干固定的網(wǎng)絡(luò)服務(wù))
　　網(wǎng)絡(luò)機器人(網(wǎng)絡(luò)爬蟲)
　　能夠下載整個網(wǎng)站的離線瀏覽器
　　基于網(wǎng)絡(luò)的MIS系統(tǒng)(提供樣例為“公安筆錄管理系統(tǒng)”)
　　某電子商務(wù)網(wǎng)站(提供樣例為“網(wǎng)上書店”)
　　2) 提倡學(xué)生自選題目。鼓勵學(xué)生自選實踐題目，特別提倡選擇新穎的、采用新技術(shù)、新方法的題目，并承諾選擇了這樣的題目，完成即可獲得高分。即使最終沒有全部實現(xiàn)題目要求，也會根據(jù)實際的進(jìn)展和學(xué)生對技術(shù)的掌握情況打分，消除學(xué)生對難度大的題目選擇的后顧之憂。這樣選題的方式是為了給動手能力強、有創(chuàng)新意識的學(xué)生展現(xiàn)自己能力的機會。同時鼓勵學(xué)生一人一組，使學(xué)生得到全面的鍛煉。
　　
　　3) 組織學(xué)生交流研討。在課堂教學(xué)內(nèi)容完成后，實踐部分開始前，組織學(xué)生在課堂上講解選擇的題目，包括需要完成的功能，大體的設(shè)計方案，技術(shù)難點，尚不能確定的解決方法等。老師負(fù)責(zé)點評題目的難易程度、工作量，并提供一些在解決方案和技術(shù)上的建議和意見，學(xué)生也可以充分參與，發(fā)表自己的看法。
　　4) 建立網(wǎng)上答疑平臺。與限定題目的方法相比，鼓勵學(xué)生自選題目的做法導(dǎo)致實踐的題目五花八門，做什么的都有。涉及的技術(shù)領(lǐng)域、所選用的開發(fā)環(huán)境和工具也各不相同。這大幅度增加了老師和教輔的輔導(dǎo)難度，我們常常無法現(xiàn)場回答學(xué)生提出的問題。為此我們建立了一個QQ群，用于老師和教輔在課堂教學(xué)之外對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，討論技術(shù)問題，共享收集的技術(shù)資料等，事實證明作用明顯。
　　3考核方法
　　課程考核是通過考核檢查評判學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，達(dá)到督促學(xué)生學(xué)習(xí)知識的目的。科學(xué)的評分也是對學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的一種鼓勵，但學(xué)生獲取高分不是教學(xué)的最終目的，教學(xué)的最終目標(biāo)還是提高學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)編程能力。我們通過對學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計能力、實踐動手能力、創(chuàng)新能力和綜合總結(jié)能力的綜合評價，使成績能比較合理地全面反映學(xué)生的實際能力。
　　我們的考核依據(jù)包括兩個部分：一是學(xué)生提交的文檔占30%；二是軟件的功能、難度及完成情況占70%。同時，對于選題新穎、完成技術(shù)難度大及一人一組這三種情況還會予以相應(yīng)的加分獎勵。
　　其中文檔部分包括：
　　1) 實驗報告。包括實驗題目、實驗內(nèi)容、小組分工及完成情況、實驗遇到的問題、實驗收獲和感想等。
　　2) 需求分析文檔。
　　3) 概要設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計文檔。
　　4) 數(shù)據(jù)庫設(shè)計文檔(如果包括數(shù)據(jù)庫的使用)。
　　5) 測試文檔。
　　6) 用戶使用手冊。
　　7) 系統(tǒng)源程序。
　　這部分成績主要根據(jù)文檔的完成質(zhì)量評分，包括文檔的完整性和規(guī)范性、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫設(shè)計的合理性、源代碼的規(guī)范性等。為了讓學(xué)生較好的完成這些文檔，我們提供了標(biāo)準(zhǔn)的模板和多份完整的例子供學(xué)生參考。
　　對完成的軟件進(jìn)行綜合評判是課程考核的主體部分，我們的要求是小組的所有成員必須承擔(dān)足夠的編程工作，考核的主要依據(jù)是學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)平臺上的編程能力。為此，老師和教輔(教輔均為編程經(jīng)驗非常豐富的博士生)組成的考核小組對每個學(xué)生的工作都進(jìn)行了詳細(xì)的考量：首先，由組長在計算機上介紹和演示完成的軟件的各項功能，然后小組的每個成員介紹其在該軟件中完成的具體工作，并找出相應(yīng)的程序代碼，由評分小組針對其完成的部分提出關(guān)于系統(tǒng)架構(gòu)、技術(shù)路線、程序代碼和實踐感想等的各類問題。為了防止少數(shù)學(xué)生未進(jìn)行相應(yīng)的編程工作卻妄圖蒙混過關(guān)，我們還會要求部分學(xué)生現(xiàn)場對軟件的功能或運行邏輯進(jìn)行簡單修改，以考察其實際的編程能力。最終評分主要根據(jù)其工作的難易程度、軟件功能的合理性、新技術(shù)新方法的采用程度、開發(fā)工作量、界面的美觀和友好程度進(jìn)行評定；最后對于題目新穎、技術(shù)難度大的和一人一組的會根據(jù)情況給予加分獎勵。
　　考核結(jié)束后，有部分學(xué)生因工作難度低，工作量較少而未能達(dá)到及格標(biāo)準(zhǔn)，我們本著教學(xué)目標(biāo)為培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生能力宗旨，給予這些學(xué)生10天的時間來進(jìn)一步完善和提高其工作，再組織第二輪評測，對于達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的給予及格成績。
　　4教學(xué)效果
　　在2009年秋季學(xué)期的“網(wǎng)絡(luò)編程課程設(shè)計”中，全部119名學(xué)生全都選修了本課程，其中網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)48人，其他專業(yè)71人。學(xué)生自行分成了43個組。從完成情況看，其中選擇給定題目的占多數(shù)，達(dá)到28個組，主要集中在聊天軟件、白板軟件、網(wǎng)絡(luò)五子棋對弈和網(wǎng)站的開發(fā)上，而其他15個組學(xué)生為自選題目。
　　考核成績呈現(xiàn)出較明顯的兩級分化現(xiàn)象。部分學(xué)生完成得非常好，選題新穎，工作難度大，完成情況也非常令人滿意。部分學(xué)生明顯敷衍了事，工作量小、難度低。極個別學(xué)生還妄圖抄襲他人代碼蒙混過關(guān)。最終的成績是：選修本課程的119人中，第一輪評測中20人成績不合格，25人成績優(yōu)秀(90以上)，其中7人給了100分。在成績不合格的20個學(xué)生中，有7人為網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)，他們經(jīng)過10天的努力，在第二輪評測中成績達(dá)到合格；其余13人為其他專業(yè)學(xué)生，他們未做進(jìn)一步的努力，最終成績?yōu)椴缓细瘛?br/>　　完成情況優(yōu)秀的工作包括：基于某特定手機平臺開發(fā)了紙牌拱豬游戲；基于目前非常流行的大型網(wǎng)游開發(fā)了游戲插件，可以幫助玩家自行調(diào)用和組合相應(yīng)的必殺技幫助打Boss；開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)版三國殺紙牌游戲，邏輯非常復(fù)雜，其界面也非常美觀；在計算機同時連接多個網(wǎng)絡(luò)時，可以自動啟動的支持并行網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奈募螺d軟件；針對國外某著名大學(xué)的題庫網(wǎng)站開發(fā)的爬蟲程序，能自動獲取和更新題庫的內(nèi)容；能夠自行收集多個網(wǎng)站的固定欄目，集新聞、天氣、股市指數(shù)等為一體的網(wǎng)絡(luò)桌面軟件；針對多個郵箱開發(fā)統(tǒng)一的郵件提醒軟件等。還有學(xué)生開發(fā)使用手機通過接入Internet進(jìn)行語言聊天的軟件，雖然最終沒有成功，但是創(chuàng)意非常棒，且完成了相當(dāng)?shù)墓ぷ鲀?nèi)容；這些工作有創(chuàng)意、有難度，且都有非常強的實際應(yīng)用價值，對完成這樣工作的學(xué)生，我們基本上都給了接近100分的高分。這些優(yōu)秀的作品讓我們也看到了，讓學(xué)生自選題目以及我們給予的鼓勵和幫助非常好地激發(fā)了部分優(yōu)秀學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，這些學(xué)生確實利用這次課程實踐的機會進(jìn)一步提升了編程能力。
　　從選題和成績的分布上看，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生選擇給定題目偏多，自選題目的學(xué)生絕大部分集中在其他專業(yè)上。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的學(xué)生成績集中在中等，而高分和低分更多地分布在其他專業(yè)。這表明，學(xué)生對待必修課有壓力，選擇相對保守，致力于確保通過；而對待選修課則心態(tài)比較輕松，可以選擇自己更感興趣的題目，把興趣愛好和完成課程學(xué)習(xí)結(jié)合起來，在興趣的激勵下有的人可以做的很努力，結(jié)果也很好，不過也有人遇到挫折后由于缺少指導(dǎo)導(dǎo)致完成狀況不佳。另外，自選題目主要集中在游戲上，而手機平臺的軟件開發(fā)也是新的熱點，我們老師在這個方面的能力往往比較欠缺，應(yīng)予以加強。最后，成績最差的一些學(xué)生往往是在初始階段不得要領(lǐng)，到了最后時刻才開始突擊工作，導(dǎo)致工作量和工作難度嚴(yán)重偏低，這也要求我們要進(jìn)一步加大初期的輔導(dǎo)力度，同時建立跟蹤檢查機制，以避免學(xué)生掉隊。
　　5結(jié)語
　　根據(jù)“網(wǎng)絡(luò)編程課程設(shè)計”課程的完成情況，我們認(rèn)為還可以有針對性地做進(jìn)一步努力，讓課程的效果更上一個臺階。具體措施如下：
　　1) 根據(jù)上一年課程中學(xué)生的自選題目，對其中難度較大、但學(xué)生普遍較感興趣網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，如網(wǎng)絡(luò)游戲、手機軟件開發(fā)等提供全面的支持，包括有關(guān)的學(xué)習(xí)資料、開發(fā)工具、典型案例和相關(guān)代碼等。
　　2) 每年選定1～2個網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的新技術(shù)進(jìn)行調(diào)研，做到全面了解，收集整理相關(guān)資源，并能用開發(fā)工具進(jìn)行軟件開發(fā)。
　　3) 在學(xué)校的教學(xué)平臺上建立網(wǎng)絡(luò)課程，由老師和學(xué)生在這個平臺上共享資源，并進(jìn)行交流。QQ群可以繼續(xù)使用，但是有很多學(xué)生較少有機會使用國際互聯(lián)網(wǎng)，可以利用往年由學(xué)生開發(fā)的局域網(wǎng)聊天軟件，在校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中使用，使得交流更加快捷方便。
　　4) 建立一定的跟蹤和監(jiān)督機制，定期檢查小組的工作進(jìn)展和遇到的問題，防止某些小組長時間處于停滯狀態(tài)，不得不最后時刻突擊完成，而質(zhì)量達(dá)不到課程要求。
　　總的來說，由于目前學(xué)校各個方面都更加注重學(xué)生實踐能力的早期培養(yǎng)，使得越來越多的學(xué)生能夠脫穎而出，具備了較強的創(chuàng)新意識和工程實踐能力。因此，在一些課程的組織過程中，需要針對這些變化，更合理的安排課程的任務(wù)和組織方式，讓這部分學(xué)生在課程中也能夠得到更好的學(xué)習(xí)和鍛煉。因此，我們在“網(wǎng)絡(luò)程序課程設(shè)計”這門課程上，針對該情況對課程組織進(jìn)行了一些探索，目前看取得了一定的效果，而且還有進(jìn)一步完善和提高的可能，希望能夠?qū)Ρ菊n程的建設(shè)提供一定的借鑒作用。
　　
　　
　　參考文獻(xiàn)：
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