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网络测试论文

网络测试论文

网络测试论文范文第1篇

关键词:自组织网络测试平台路由算法

多跳自组织网络(Adhocnetwork)由多个独立的具有路由(交换)功能的用户通信终湍组成。网络中的相邻终端可直接建立端到端的通信链路;非相邻终端罎可动态地搜索路由,数据包借助其他终端转发,以多跳方式传递至索路由,数据包借助其他终端转发,以多跳方式传递至最终的目的终端。在自组织网络中,无线信道环境的快速变化及终端的移动性造成了网络拓扑结构不断变化。因此,如何搜索、维护有效的路由成为自组织网络研究中的难点问题。近年来,研究者提出了多种路由协议草案,如DSR、AODV、SAR等,其性能的评估数据基本上利用网络模块软件如OPNet、NS-2/GloMoSim等仿真得到。由于仿真软件中采用的无线信道、终端分布、终端运动等模型与真实的网络环境相比均有一定的简化,所以在自组织网络技术进入实现商业应用之前,构建实际的Adhoc网络硬件测试平台对其各层次的网络协议算法设计进行性能测评是十分必要的。但现有的各种无线终端均不支持任何自组织路由协议。

本文设计并实际建立了一个无线自组织网络测试平台系统TATbed。通过加载相应的底层驱动及测试系统软件,使得配有无线网卡的普通PC机成为独立的自组织网络的实际终端;测试平台对各种路由算法协议提供了统一的模块接口,设定相应的路由算法和测试参数蝗,即可通过检测各个终端间的数据传输状况,得到此路由算法的实际性能的统计结果。同时,测试平台可兼容各种无线网卡标准,如IEEE802.11系列、HiperLan系列等。目前TATbed测试平台已经集成了多种AdHoc网络的专有路由算法协议,AODV、DSR、SAR、FSR、ZRP等,并可真实地再现Adhoc网络应用所处的实际环境(包括终端的移动性与客观信道的实际情况),为研究Adhoc网络在多种环境下的性能与特点提供可操作平台,对进一步研究Adhoc网络的结构设计和其各层网络协议算法设计的测试、评估、优化更具有参考价值。

本文结构如下,第一节介绍测试平台系统的总体结构,第二节介绍系统的关键模块设计,第三节介绍其实际应用和总结。

1平台结构

TATbed无线自组织网络测试平台的设计目标是开发支持多种Adhoc网络路由算法协议的测试终端以构建实际的Adhoc测试网络,并通过检测各个终端间的数据传输过程对自组织网络的各种实测性能指标进行统计、评估。

TATbed测试平台由一定数量的独立的自组织网络终端构成。在实际平台设计中,在配有无线网瞳的PC机(笔记本电脑)基础上开发了支持多种路由算法协议的自组织网络终端,每个终端依据设定的路由算法协议自行组建Adhoc网络并进行数据传输。图1为TATbed平台的实际测试示意图。

TATbed测试平台的软件系统包括传输任何生成器、终端处理器和数据统计器三部分。

在测试开始前,传输任务生成器将根据设置的测试参数,生成每个终端的起始传输任务列表,以精确地控制测试过程网络的传输负荷。在传输任务列表中定义了整个测试过程中每组数据包的源发出节点、最终目的节点、数据包数量、发出时间。

测试开始后,每个终端上的终端处理器将读取其对应的传输任务列表,在规定的时间进入发数据包流程,处理需要发出的数据包,同时监听无线网卡接收到的数据包并进行相应的处理。在测试过程中,终端软件模块记录下本节点收到和发出的每个包的信息,包括收(发)时间、包头信息、包长度等。

测试结束后,根据本次测试的整个网络的起始传输任务列表和每个终端在测试过程保存的收发包记录,数据统计器统计分析、计算出相应的测试指标,包括网络容限、节点平均吞吐量、数据包成功传输率、数据包平均传输延时、延时抖动、数据包传输路径平均跳数、系统路由开销等。

2自组织网络测试终端设计

由于现有的各种通信终端设备均不支持任何自组织网络中由算法协议,因此开发自组织网络测试终端成为整个测试平台构建的关键。在TATbed测试平台中,通过在装备了无线网卡的PC机上安装终端处理器,使其支持多种自组织网络的路由算法协议,成为实际自组织网络中的终端。

在现有的标准PC机系统下,网络层采用IP协议,终端之间的连接地址的标识来判别,应用层的传输任务经过数据打包处理后直接交无线网卡发送,并且只有当数据包的源节点和目的邛树熊处于相互无线网卡信号覆盖范围内时,才能成功发送IP数据包,终端本身并不支持任何路由功能。在TATbed测试平台系统中,终端的MAC层和网络层之间加载了自行开发的驱动模块,以支持无线自组织网络中的多跳传输,形成个虚拟的传输链路,为普通数据包的发送提供传输路由,如图2所示。

终端处理器在Windows操作系统提供的NDIS(NetworkDriverInterfaceSpecification,网络驱动程序接口规范)层基础上开发,包括底层接口驱动、路由算法模块和数据包的监听记录三部分。其结构如图3所示。

为测评各种不同路由算法协议的性能,终端处理器中的接口驱动设计为一个自定义的标准路由算法接口。该接口将各种路由算法协议完成的寻找路由、确定路由民系统网络层完成的其他功能,包括与上下层之间的传递、包头内容的填写等工作分离,使得路由算法协议成为需要嵌入的单独子模块。不同的路由算法协议只需要遵循接口定义编写相应的子模块即可。目前,TATbed测试平台系统可支持AODV、DSR、SAR、WRP、Fisheye、CBRP、ZRP等多种自组织网络路由算法的测试、评估。同时,由于终端处理器接口驱动中载在NDIS层上,使得测试平台对MAC层协议透明,因此测试平台可根据测试需要选用各种基于不同传输标准的无线网卡。目前系统中选用了基于IEEE802.11b标准的网卡进行测试。

为支持多跳的数据传输,测试系统中所传递的数据包的包头在标准的Ethernet-MAC包头基础上进行了扩展,加入了路由算法协议中规定的类型信息和路径信息,如图4所示。

图4

包头的第0~13字节为标准的Ethernet-MAC包头格式,第14~27字节为扩展的“路由信息”域,之后是实际的用户数据。对于来自高层(网络层)的数据包,终端从其IPv4标准包头中读出此数据包最终发送的目的地址并将这一“最终目的地址”保存在“路由信息”域的“最终目的节点IP地址”项内;同时调用路由算法模块,根据其最终目的地址获取其对应的多跳路由信息,并将实际的下一跳的接收节点的地址写入第7”12字节处的“下一跳接收节点MAC地址”项内,然后将此数据包交下一层(MAC&物理层)无线网卡处理发出。对于来自底层无线网卡接收到的数据包,终端读取“路由信息”域的“最终目的节点地址”,如果此地址与其自身地址相符,则交上层网络继续牏如果不相符,则调用路由算法模块,得到对应的多跳路由中下一跳的接收节点地址,然后交无线网卡处理发出。对于路由算法协议中规定的其他非数据包,如路由搜索包、路由应答包、路由失败包、周期性握手信息包等,则在“包类型”域中标示区别,由无线网卡收发后直接调用相应的路由算法模块处理。

网络测试论文范文第2篇

关键词:计算机网络;教学改革;考试改革;仿真平台;协议分析

随着工业化、信息化程度的不断提高,计算机网络在社会生产、生活各领域发挥越来越重要的作用。很多行业在选用网络相关技术人才时考核学生掌握的网络基本知识、基本原理掌握程度及网络规划、建设、管理、运维能力,这就为高校应用型人才培养提出明确目标。

1.“计算机网络”考试改革提出的背景

适应网络新技术与新应用带来的新形势,为维护网络社会稳定、打击网络违法犯罪,公安院校需要为网络警察实战部门培养后备军。互联网是网络警察执法的工作阵地,需要学生在校期间系统、扎实地掌握网络协议、工程、应用相关知识和技能,才能胜任日后在网络环境下从事公共信息网络安全监管、信息监控、攻击防御、侦查取证等执法工作。加强计算机网络课程教学的课程改革和实战训练是实现网络保卫执法技术专业人才培养目标的重要手段。

1.1课程定位

“计算机网络”是网络安全保卫执法技术专业的专业基础课、必修课,在大学二年级春季学期开设。网络知识的理解和实践,既为学生继续学习网络安全、信息对抗、网络犯罪侦查等专业课提供支撑,又为学生在网络环境下从事公共信息网络安全监管、信息监控、攻击防御、侦查取证提供支撑[1]。

1.2教学内容及组织形式

“计算机网络”课程主要讲授互联网体系结构、网络建设及网络应用。通过课程学习,学生可以系统理解网络通信协议,掌握网络规划、设计、建设及运维,精通协议通信处理过程及相关网络设备组件特性,灵活利用TCP/IP参考模型知识指导解决网络安全保卫、计算机犯罪侦查工作中碰到的疑难问题。即学生对于计算机网络的学习,应当理论与实践并重,理解网络工作原理和网络工程项目实践并重。然而,“计算机网络”课程的知识体系繁杂、互联网协议工作原理深奥难懂、实践能力培养对路由器、交换机、服务器等硬件依赖性强。为此,在教学改革过程中提出基于“教学练战一体化”的计算机网络教学设计,

2.考试改革的目的

2.1原有考试存在的弊端

考试是检验教学质量和效果的重要手段。传统的“期末闭卷笔试”已经不适应教学练战一体化教学模式下的计算机网络课程的考核,原因分析如下:

2.1.1将考试时间安排在期末,即所有教学内容已经完成,考试目的只是检测“教”与“学”的最终效果,虽然阅卷过程中教师可以统计分析学生对教学重点、难点的掌握程度,但因为课程已经结束,无法及时反馈学生学习效果,不能良性促进课堂教学内容、手段、方法的调整。

2.1.2采用闭卷、笔试考试形式[2][3],测试内容偏重理论及理论的运用,导致学生忽视平时积累、考前集中突击背诵,无法实现“养成素质、掌握知识、精通能力”的培养目标。

2.1.3纸质试卷无法检验“练”和“战”的效果。在教学过程中,学生要借助PacketTracer仿真软件,Wireshark协议分析软件及硬件路由器、交换机等工具积累网络规划设计、运维管理能力。这些知识和技能的掌握程度无法通过一张纸质试卷检测和评定。

2.2考试改革的目的

考试改革的出发点在于加强理论与实践的结合,使学生通过实际动手操作,更深入地理解和掌握理论知识,灵活运用网络原理解决网络组建、应用过程中遇到的问题,这一考试改革的出发点符合公安院校应用型人才要“精于实战”的培养目标。

3.考试改革的内容与组织形式

为充分发挥考试的检验与反馈作用,“计算机网络”课程考试改革设置课堂作业、实验实训、期中测试、课程论文、上机测试五个考核环节,占比权重分别为10%、10%、20%、10%、40%。具体分析如下:

3.1课堂作业考评

课堂作业考评重点检测学生对单元知识点的理解和掌握程度。教师随堂布置作业,题目设计要紧扣教学重点和难点。通过学生的作业完成情况,教师可以及时调整教学安排,对于作业中的共性问题通过重点讲解,结合案例深入剖析,使学生克服畏难心理,将理论部分扎实掌握。

3.2实验实训考评

实验实训考评重点检测学生对软硬件实验平台的熟悉程度,考核学生网络规划、设计、组建、故障诊断与维护网络的能力。通常“计算机”网络课一学期有四个实验实训项目,教师指导完成其中的两个验证性实验。另外一个设计型实验和一个综合型实验列入考试改革考评、教师引导,学生以小组形式根据设定的网络情境,进行组网方案设计和故障诊断排除,考评侧重于方案设计、团队组织分工、网络性能评价等指标。

3.3期中测试

期中测试安排在期中教学检查周随堂进行,考核前半学期的教学重点,主要评估学生对基本知识和原理的掌握程度。期中测试以笔试闭卷或开卷形式进行,题目难度应适中或稍微增加难度。增加该环节,可以及时有效地反馈学生学习效果,提高学习主动性,坚持预习、学习、复习不间断。

3.4课程论文

增加课程论文的目的是鼓励学生在学习掌握现有网络理论体系的基础上,跟踪网络新技术与新应用的发展,探讨前沿技术及应用在公安信息化、网络安全保卫执法领域应用的现状与趋势。

3.5上机测试

基于仿真的上机测试是安排在学期末进行的综合考试,在整个考评环节中占比最大,为40%,重点考核案例分析能力、发现问题解决问题的能力。结合培养方案和教学大纲的要求,上机测试设计三个大的题目,分别考评学生网络工程、协议分析、网络原理及应用的综合知识和技能。

3.5.1网络工程题要求学生根据题目设定的情境,进行局域网组网方案设计、规划IP地址;在CiscoPacketTracer仿真平台上进行路由器、交换机、服务器设备选型,按照规划的网络进行网络设备联网和调试;分析网络连接状态,完成故障诊断;最终在实现网络连接、设备互联互通。测试学生网络工程实践能力。

3.5.2协议分析题是对于特定环境下的网络捕包文件进行分析,使用Wireshark软件对应用层、传输层、网络层、网络接口层协议数据单元进行还原,从中提取出关键信息,测试学生根据捕获数据流重现通信主机IP地址、使用账号密码、使用的软件名称、传输数据内容等网络行为的能力。

3.5.3网络原理及应用题目属于综合性题目,从网络应用协议的工作原理、解释网络服务工作过程中遇到的应用现象出发,内容覆盖了教学大纲中的多个知识点,这部分题目实际是考查学生理论联系实际,并灵活运用理论指导实践、解决实践中遇到问题的能力。

4.考试改革实践

我校2006年建立计算机网络硬件实验室,实践教学增加了交换网络、路由网络、服务器搭建、协议分析等实验。2010年在教学中引入CiscoPacketTracer仿真工具辅助学生课下自主学习。近年来,在教学练战一体化教学模式下的“计算机网络”改革过程中,为科学评价学生的学习质量和效果,不断调整完善考试改革内容、方法和组织形式,最终形成课堂作业、实验实训、期中测试、课程论文、上机测试五个考核环节。根据连续两年实施考试改革的实践效果,对480名学生进行听课状态、作业质量、实践能力、考试分数,以及学生学习其他专业课的知识储备能力方面进行跟踪评估,可以肯定该考试改革极大地调动了学生学习的主动性、创造性。学生能够扎实掌握计算机网络基础知识和技能,灵活运用网络知识和技能解决后续课程学习中遇到的困难。

5.结语

本文提出考试改革,采用多种形式对学生学习阶段全过程考核,可以检验课程“教”“学”“练”“战”的效果,理论与实践相结合,提高学生学习的积极性、主动性,真正提高教学质量。

参考文献:

[1]黄淑华.网络仿真工具在警务实训中的应用研究与实践.警察技术,2012(4).

[2]段秀红.浅谈“计算机网络”课程考试方法的改革与研究.中国管理信息化,2013(24).

网络测试论文范文第3篇

关键词:网络测试;信息流;仿真软件平台

1 引言

网络测试是进行网络管理的有效辅助手段,有利于提高网络的运行效率和安全性。网络测试与网络协议的分层有关,网络协议的分层监护了网络协议内部与外部的关系,也为网络测试提供了方便。

TCP/IP模型不包括其基础的硬件,分为4层:链路接口层、网络层、传输层和应用层,而应用层传递的数据依赖于应用层对网络的使用方式。应用层测试分为功能测试和性能测试,本文重点就是应用层的性能测试方法研究。

2 通信网络性能分析

要对网络性能进行定量的研究,必须指定适当的性能标准。对于管理者和用户来说,评价信息网络性能好坏的技术指标包括网络吞吐量、信道容量、链路利用率、节点利用率、系统的平均响应时间、包延迟时间、丢包率和可靠性等。对于特定的网络来说,各项性能指标都折衷的方案并不一定能为用户提供最好的服务。因此在网络性能研究中,是否选取了合理的性能指标参数,是评价与实际相符的一个关键因素。本文模拟的网络信息流是基于系统的应用层。

3 设计概述

3.1 设计理论

网络系统的计算机仿真是利用计算机对所研究的系统结构、系统功能和系统行为进行动态模仿,即通过计算机程序的运行来模拟网络的动态工作过程。在与真实系统相同或相似的物理设备上,模拟与真实系统相同的网络信息流,并使信息流在网络上流动,再配合专用的设备,监控和测试网络的性能以达到评估网络设计的目的。这样简化的应用系统完全可以体现真实应用系统的网络特性,它是由一个与真实系统相同的网络结构和简化了的信息流组成的应用系统。信息流平台要描述这样的应用系统,就必须能够确切、完整地描述它的网络环境和网络信息流,做到这一点的前提是:找出网络构成和网络信息流的特征要素,把他们抽象化、规范化,最终设计相应的数据结构保存。仿真运行时,读取这些数据,做运行参数的设置,即可以使信息流在网络上流动起来。这就是信息流模型的概念。使用“通用软件生成法”进行信息流仿真,就必须具有一个科学的信息流模型。

3.2 网络信息流仿真软件生成工具

信息流生成工具是一个基于以太网的专门用于应用系统网络级信息流的仿真软件平台,配合半物理环境使用的工具。能够自动生成应用系统的网络信息流,并使信息流在网络上流动起来,具有专用的测试接口和强大的数据分析系统,能够监视网络传输技术,并能进行各种有效的分析,给出量化的结果,如图1所示。无论应用系统有几个节点都运行本程序,由本程序读取数据库中用户设计的参数,生成本节点特有的信息流,完成仿真目的。

数据存储服务器:保存模型数据和仿真结果数据;设计模拟数据,将其存放入数据存储服务器中。

Linux用户仿真终端:模拟Linux类型操作系统的用户节点的网络信息流;与数据服务器建立接口,在用户终端有效读取数据库内容,从数据库中读入所有与本节点有关的报文,加以分析,做相应的初始化设定,完成本节点信息流的网上流动。

监测系统:监测网络信息流,形成统计数据。

3.3 测试系统实现技术

测试系统采用Client/Server结构。网络通讯的发起方为Client,接受方为Server。接受方在测试系统启动后常驻内存,监视网上变化,一旦发现有报文到达,即进行处理,需要时返回结果。发起方在需要通信时向网络中的指定端口发送报文并接收处理结果。

该工具对系统中各方位的软件运行情况及网络状态、网络流量、网络延迟情况进行测试,并完成局域网报文的发送与接收的监测和模拟。其具体功能有:

报文监测:监测网络中传递的应用层报文,显示检测结果。

统计:统计计算在指定时间内的网络流量、网络吞吐量和网络利用率。

报文接收:接收网络上发送的报文,进行一定的数据分析,存盘处理。

网络延迟测试:向指定地址发送测试报文,并接收应答,计算其时间并显示。

4 结束语

网络测试论文范文第4篇

论文关键词:测试系统,BP神经网络,故障诊断

 

引 言

系统测试是导弹发射前必要的过程,测试的快速性和有效性直接影响到导弹的正常发射,因此要时刻确保导弹的测试系统的处于良好状态,才能做到对导弹的及时保障。而导弹的测试系统是一个非常复杂的系统,具有系统性强、结构复杂的特点,一旦发生故障很难排查。多层前馈神经网络及其误差向后传播的BP神经网络是目前应用最成功的一种神经网络,本文以导弹伺服机构测试设备的故障为例,将神经网络引入测试设备的故障诊断中,使故障诊断更加方便、快捷,对增强导弹部队的生存能力有着重要意义。

1 BP(Back Propagation)神经网络的结构及学习算法

1.1 BP神经网络的结构及数学描述

标准的BP网络由三层神经元组成,由于三层前向神经网络可以实现以任意精度逼近任意连续函数,所以本文只研究三层.BP神经网络及其学习算法。图1是一个典型的三层前向网络结构图[1,3]。图中圆圈代表神经元,?(.)是作用函数测试系统,多层前向神经网络的作用函数是sigmoid函数。输入层对应于故障现象,输出层对应于故障原因。设输入层有m个节点,输出层有n个节点,隐含层节点的数目u可根据需要设置。

隐含层中的节点输出函数为

(1)

输出层中节点的输出函数为

(2)

式中,;――输入层输入,也是输入层输出;

――输入层到隐含层间的连接权;――隐含层到输出层间的连接权;

――隐含层的阈值;――输出层单元阈值。

1.2 BP网络的学习算法

BP网络自学习原理[3-4]:神经网络学习时输出层出现的与事实不符的误差,归结为连接层中各节点连接权及闽值的过错,通过把输出层节点的输出误差逐层向输入层逆向传播以分给各连接节点,可算出各连接点的参考误差,并据此对各连接权进行相应的调整,使网络达到适合要求的输出,实现训练模式对A(k)--C(k)(k= 1,2,3......, N)的映射,其中

C(k)=(C1(k),C2 (k),...,Cn(k))――第k个输出样本

A(k)=(a1(k),a2(k),...,am(k)),――第k个输入样本

ai(k),cj(k)∈R (R为实数域)

概括起来,BP网络的自学习算法如下:

(1)给、、、随机赋一个(0,1)之间的较小值;

(2)将的值输入给输入层节点,输入层节点激活值,依次正向计算、;

(3)计算输出层节点输出与期望输出值的误差;

(4)向隐含层节点反向分配误差

(5)权值调整

式中为学习步长,一般取(0,1)范围内的值;为动量因子,取(0,1)范围内的值。

(6)阈值调整

(7)重复(2)至(6),直至对于,误差变得足够小或者达到规定的训练步数。

2某伺服机构测试系统的故障诊断模型

以某导弹伺服机构为例论文提纲怎么写。伺服机构是导弹重要的组成部分,其所处工作状态的好坏直接关系到导弹能否正常发射,因此伺服机构的测试是保障工作必不可少的内容。伺服机构的测试装置采用的是智能化和自动化程度较高的测试系统,主要由控制机箱、启动机箱、计算机、显示器、打印机等组成测试系统,测试原理框图如下[2]

伺服机构测试系统故障是与测试步骤、测试动作相联系的,而且故障可归类为指示灯、测试仪表和其他三类中。指示灯涵盖了测试设备所有的指示灯,对于每一个指示灯,故障可分为动作后不亮或不灭,仪表故障可分为无读数或读数出现偏差等,其他故障包括计算机显示错误、数据传输错误等。故障定位网络主要根据以上所述完成故障的定位,它通过对测试信号的判别(在线)或用户的选择(离线)对故障进行分类,其输出对应第二层的输入。第二层网络包括漏电故障、计算机故障、综合测试等诊断网络,它们分别完成各自的故障诊断。每个网络都是一个前馈式网络,包括输入层、隐含层和输出层[6]。例如,在建立的故障诊断系统的神经子网络中,有一网络,其输入输出符号定义如下表格A:

表格 A

 

符号

代表意义

1

符号

代表意义

1

X1

压力表1

指示正确

指示不正确

X10

LED显示

正确

不正确

X2

压力表2

指示正确

指示不正确

Y1

调压电路

正常工作

故障

X3

压力表3

指示正确

指示不正确

Y2

调流电路

正常工作

故障

X4

电流表

指示正确

指示不正确

Y3

灯泡1

正常

故障

X5

指示灯1

不亮

Y4

灯泡2

正常

故障

X6

指示灯2

不亮

Y5

灯泡3

正常

故障

X7

指示灯3

不亮

Y6

灯泡4

正常

故障

X8

指示灯4

不亮

Y7

灯泡5

正常

故障

X9

指示灯5

不亮

Y8

数据传输

网络测试论文范文第5篇

【关键词】高职 网络程序设计 网络课程 设计

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2013)10C-0073-03

在当今的信息化时代,学生的学习方式已从传统的基于课堂教学模式转变为通过多种途径获得知识,其中网络教育因其突破了时间与空间的限制,能够培养学生在传统课堂中难以实现的自主学习和探究学习的能力而成为高职教学中一个重要的研究课题。网络课程克服了传统课堂教学模式的不足,成为现代信息化教育发展的新趋势。

随着网络技术的发展,程序设计的重点已从传统的桌面程序设计转向网络程序设计。为适应信息技术的发展需求,近年来,网络程序设计已经成为各高职院校计算机相关专业的必修课程。其主要任务是使学生掌握Web网站的基本概念、基本原理和开发的基本方法,通过讲授目前流行的Web开发技术及数据库访问技术,培养学生从Web程序设计开发、网站建设、设计到实现的实践动手能力,能够在老师的指导下完成一个具有实际意义的小型Web应用系统的开发。本文拟以网络程序设计课程为例,对网络课程设计进行探讨。

一、网络课程设计理念

以职业能力培养为核心,以实践教学为主线,打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式和以职业工作过程为导向的行动课程模式,转变为以注重培养学生解决实际问题为中心,构建课程体系,遵循由浅入深、循序渐进的原则,着眼于弱化网络程序设计的难点,强调学生动手开发能力的培养,探讨“任务驱动+案例教学”的教学模式在网络程序设计课程中的应用。

针对网络程序设计课程内容抽象、难于理解、学习困难的特点,为降低学生的学习复杂度,提高学生的实践动手能力,新授课程采用任务驱动教学法组织教学,理论知识教学以任务驱动为单元,以“必须”、“够用”为度,突出实践,加强应用性和针对性,让学生在完成任务中掌握知识,带动知识、概念和技能的学习。

对综合课的教学,围绕教学目标和内容的需要,采用典型案例组织学生进行学习、研究、锻炼。典型的小型Web应用系统案例包括留言板、BBS论坛、聊天室、新闻公告系统、文件上传系统、在线购物、网上书店等。利用案例创设一个良好的宽松的教学实践情景,把真实的典型问题展现在学生面前,让他们设身处地地去思考、分析、讨论,从而激发学生的学习兴趣,培养学生创造能力及分析、解决问题的能力。教师可通过采用案例教学法,引导学生对学过的知识加以概括性整理和深化,以形成新的认知结构,逐步递进,最终使学生形成综合网络程序设计的应用能力。

本课程所有的理论教学、课程实验、综合实训,都采用“任务驱动+案例教学”的教学模式进行设计。

二、网络课程的具体设计

(一)导航设计

网络课程信息量大,涵盖媒体素材多样,包含文本、图形、课件、音频、视频、动画等多种形式素材,内部信息之间的关系也较复杂。因此,除在信息结构上要合理设计外,对信息的导航策略要求也十分高。要求导航设计要清晰、明确、简单,符合学生认知心理,否则,学生容易迷失方向。基于导航要求清晰准确这一网站设计思路,将网络程序设计课程网站所有资源进行合理的分类,整个网络由“课程教学实施方案”和“课程网络学习平台”两大部分组成。

“课程教学实施方案”是站在教师的角度,向学生全面介绍整个课程的实施方案,让学生了解课程的教学安排,以便制订具有个性化的学习计划,界面设计如图1所示。

“课程教学实施方案”界面主要包含5个栏目:一是课程简介,包含课程简介,师资队伍两个二级栏目;二是教学大纲,包含课程教学大纲,综合实训大纲两个二级栏目;三是课程特色,包含课程特色,发表文章两个二级栏目;四是教学条件,包含校内实训基地,校外实训基地两个二级栏目;五是教学手段,包含教学方法,教学模式两个二级栏目。单击“进入”按钮可链接到“课程网络学习平台”。

“课程网络学习平台”是站在学生自主学习的角度,向学生提供可通过因特网自主进行学习的完整的网络课程,界面设计如图2所示。

“课程网络学习平台”界面包含9个栏目:一是电子教案,包含网络程序设计课程所有教案;二是电子课件,包含网络程序设计课程所有课件及所有案例分析课件;三是教学录像,包含网络程序设计课程所有教学录像,在每章的教学录像中浏览者可随意控制要播放的录像内容;四是实训教程,包含网络程序设计课程的实验教程和综合实训教程,共有12个实验和4个典型案例分析,所有实验和案例都可在线演示;五是技术专题,提供该学科当今的一些研究成果,以及配合教学内容的一些资料,有利于学生进行扩展学习;六是教学资源,提供一些网站制作素材,供学生们在制作网站时使用;七是在线测试,包含对本课程的教学内容的自测题目及其自动评判系统,输入用户名和密码,即可进入在线测试模块,在“在线测试”模块中,选择要测试的教学内容,即可进行自测和自评;八是师生论坛,提供一个师生互动的平台,包含对本课程常见问题的讨论及其解答,输入公共账号和密码即可登录该论坛,亦可注册新用户后,再登录,九是动画演示,包含所有原创动画,通过Flas演示来讲解课程中的重点和难点内容。

(二)论坛设计

为便于师生讨论和教师答疑,建立“师生论坛”作为交互讨论平台。教师固定时间和学生同时在线,就可以实时回答学生的提问,如果教师不在线,学生还可以留下问题与同学进行交流,也方便教师上线后回答。

“师生论坛”包含用户注册、用户登录、发表新帖、回复帖子、浏览帖子、用户信息等功能模块,系统功能结构如图3所示。

“师生论坛”是一个典型的网络应用系统,为方便论坛的维护和扩展,需为不同用户分配不同的权限。注册学生属于普通用户,普通用户可以发表帖子、回复帖子、浏览帖子、浏览整个论坛信息;任课教师具有管理员权限,管理员可以对整个论坛信息进行全面管理,系统工作流程如图4所示。

(三)在线测试设计

为了考查学生对本课程知识的掌握情况,实现考试功能与教育评估和教育管理功能的高度结合,使考务工作自动化,设计了一个在线测试模块。在线测试包含对本课程的教学内容的自测题目及其自动评判系统,在在线测试模块中,学生可以评价其自主学习的效果,为教师提供教学分析的依据。

根据网络考试的特点,将在线测试系统分为前台和后台两个模块进行设计。前台主要用于考生注册、登录、在线考试、查询成绩、退出系统。学生注册并登录后,即可选择考试内容进行在线测试。前台功能结构如图5所示。后台主要用于管理员对管理员信息、考生信息、考题信息、考生成绩信息等进行管理。教师或管理员登录后,即可进入后台对所有考试信息进行管理。后台功能结构如图6所示。

“在线测试”是一种以互联网为基础的考试模式。这种模式,为学习者创造了一种新的考试环境,使学生可以随时随地通过网络进行考试。学生通过学号注册成功后,输入自己的学号和密码登录进入前台,按步骤依次进行选题和答题,答题完毕后系统会自动评分,并给出考试成绩,解决了在考试后等待考试分数通知的问题。管理员或教师使用自己的用户名和密码登录后,可进入后台,对考生信息、考试信息、管理员信息、考试题目等,进行添加、修改、删除等管理,系统工作流程如图7所示。

三、网络课程设计的优点

上述网络课程设计存在如下优点:

其一,网站制作技术多样化。网络课程的前台采用Dreamweaver+Flash+Photoshop作为开发工具,后台采用ASP+Access进行设计,所有页面采用CSS+XHTML进行布局,界面设计新颖合理,教学目标清晰,定位准确,栏目设置合理,导航方便。

其二,教学录像浏览方便。在网络课程中,浏览者可随意控制要播放的教学录像内容。教学录像窗口采用框架结构布局,由三个区域组成,左上角是视频音频播放区,可任意调整视频窗口的大小,适应学生个性化的浏览要求。左下角是文字索引区,可随意选择需要播放的章节内容或知识点。右边是屏幕流播放区,播放教师计算机的屏幕内容。

其三,实验教程可实现在线演示。利用网络程序设计具有操作性强和可再现性的特点,借助现代教育技术,设计“实验教程在线演示”功能,使学生能够很直观地感知程序的运行结果,提高学生运用程序设计知识解决实际编程问题的能力,降低学生的学习难度,提高学习效果和效率。

其四,动画演示形象直观。对于教学中的重点、难点和教学手段难以表达的教学内容,通过动画演示栏目,利用多媒体技术丰富的表现力,帮助学生掌握重点,突破难点。

其五,师生论坛交互友好。论坛给师生提供一个交流的平台,为网络的互动提供便利。通过论坛,师生得以更方便地交流,更便捷地发表自己的观点,学习者可以从中获得自己想要的信息,实现网络资源共享。

其六,在线测试题库丰富。在线测试系统建立了覆盖所有知识点的题库,方便学习者自主测验、及时得到反馈信息,从而有计划、有步骤,系统地调整学习进度,使网上学习更有效。与此同时,教师(管理员)可以通过系统对学生的信息进行分析统计,有针对性地为学生提供指导。

以上网络课程设计在实践教学中取得了很好的应用效果,在配合课堂教学,提高教学质量和学生自学能力方面,发挥了重要的作用。在今后的网络课程教学中,还应以学生发展为目的,合理开发、利用各种课程资源,实现课程资源的多样整合,促进学生全面发展。

【参考文献】

[1]吕怀婉.优质网络课程资源开发与设计[J].西安电力高等专科学校学报,2012(2)

[2]刘占东.高等院校网络课程建设初探[J].职业技术,2012(6)

【基金项目】2011年新世纪广西高等教育教改工程项目(2011JGB193)