屈景怡，李東霞，樊志遠(yuǎn)

(中國民航大學(xué)電子信息工程學(xué)院，天津 300300)

0 引言

“數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”是我校通信工程專業(yè)一門重要基礎(chǔ)課程，是我院唯一試點(diǎn)的雙語課程［1］。主要內(nèi)容包括數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系三大部分。學(xué)生通過該課程學(xué)習(xí)可以掌握數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)領(lǐng)域的知識。

我校在2013年，與法國國立民航大學(xué)聯(lián)合舉辦的通導(dǎo)監(jiān)視人才培養(yǎng)項(xiàng)目ATSEP(Air Traffic Safety Electronic Personnel)。其中包括“Data Communication”和“Voice Communication”課程的學(xué)習(xí)。筆者通過這兩門課程學(xué)習(xí)深深地感受到ATSEP培訓(xùn)內(nèi)容立足于民航實(shí)際應(yīng)用，教學(xué)內(nèi)容重視實(shí)踐課程的設(shè)計(jì)，有很多值得學(xué)習(xí)和借鑒的地方。此外，筆者還主持了和民航空管自動化系統(tǒng)相關(guān)的科研項(xiàng)目，我們使用了一些重要的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，對其在民航空管自動化中的應(yīng)用有了較深入的了解。

在我校進(jìn)行的“數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程的教改中，筆者吸取了ATSEP項(xiàng)目中相關(guān)內(nèi)容的優(yōu)點(diǎn)，并將科研成果和教學(xué)相結(jié)合，對該課程進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的更新和教學(xué)手段的改革，加強(qiáng)了該課程應(yīng)用性和實(shí)踐性，以適應(yīng)民航通信技術(shù)快速發(fā)展［2-4］。

1 ATSEP教學(xué)資源整合

ATSEP的培訓(xùn)內(nèi)容主要分為兩部分:第一部分介紹了局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及協(xié)議體系，第二部分貼近民航，介紹民航中使用的各種網(wǎng)絡(luò)(網(wǎng)絡(luò)類型如表1所示)。我校現(xiàn)在的“數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程采用文獻(xiàn)［1］作為英文教材。這本教材對于ATSEP的第一部分的內(nèi)容已經(jīng)有詳細(xì)的介紹。我們對于這部分內(nèi)容按照現(xiàn)有的教材和教學(xué)大綱進(jìn)行講解。由于現(xiàn)有教材中并沒有和民航相關(guān)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的介紹，我們將ATSEP第二部分的教學(xué)資源整合到現(xiàn)有的PPT和講義中，補(bǔ)充的這部分內(nèi)容突出了民航背景，加強(qiáng)了系統(tǒng)性和實(shí)用性。

表1 民航中使用網(wǎng)絡(luò)類型列表

2 科研成果應(yīng)用于課堂教學(xué)

2.1 總體思路

將科研項(xiàng)目中相關(guān)成果作為范例應(yīng)用到課堂教學(xué)中，是提高課程實(shí)踐化有效方法之一。由于民航中的空管自動化系統(tǒng)是一個(gè)分布式系統(tǒng)，使用了很多的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，所以進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的相關(guān)教學(xué)中，可以將相關(guān)科研成果充分應(yīng)用于課堂教學(xué)。

教師講授如表2所示的空管自動化系統(tǒng)中主要計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的理論知識以后，通過演示相應(yīng)的范例，讓學(xué)生了解課堂所學(xué)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是如何具體應(yīng)用在民航空管的科研中，達(dá)到增強(qiáng)學(xué)生工程應(yīng)用能力的目的。范例的演示和講解主要包括如下幾個(gè)步驟:①介紹科研背景;②簡介開發(fā)環(huán)境、工具和開發(fā)語言;③講解程序設(shè)計(jì)流程;④講解重要代碼;⑤按照步驟演示程序。

表2 空管自動化系統(tǒng)中主要采用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

2.2 一則應(yīng)用范例

根據(jù)上述的總體思路，教師在講解了TCP/UDP協(xié)議的具體理論知識后，可以向?qū)W生演示一則“TCP/UDP協(xié)議在空管自動化中的應(yīng)用”范例，采用如下具體步驟。

1)采用PPT的形式向?qū)W生介紹科研背景?？展茏詣踊到y(tǒng)是一個(gè)如圖1所示的典型分布式系統(tǒng)。它由綜合態(tài)勢顯示終端、飛行計(jì)劃顯示終端、雷達(dá)信號處理終端、系統(tǒng)監(jiān)控中心等多個(gè)終端所組成，各個(gè)終端之間需要進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的通信。當(dāng)對通信的可靠性要求很高時(shí)，可采用面向連接的TCP協(xié)議(比如:系統(tǒng)監(jiān)控中心發(fā)送的控制命令);當(dāng)對通信可靠性要求不高的時(shí)候，可采用非面向連接的UDP協(xié)議(比如:雷達(dá)數(shù)據(jù)的傳輸)。

圖1 空管自動化系統(tǒng)分布式結(jié)構(gòu)

2)向?qū)W生簡要介紹Windows操作系統(tǒng)、Microsoft Visual Studio 2010開發(fā)環(huán)境、以及一些 Windows Socket的知識。

3)向?qū)W生介紹面向連接和非面向連接套接字的客戶端和服務(wù)器端的調(diào)用流程(如圖2)。通過流程圖的介紹，使學(xué)生了解兩種協(xié)議通信流程的區(qū)別。

圖2 TCP/UDP客戶端和服務(wù)器的調(diào)用流程圖

4)教師針對重要代碼(比如:調(diào)用 Windows Socket API函數(shù)的代碼)，進(jìn)行具體的講解，重點(diǎn)講解函數(shù)的參數(shù)和返回值，教會學(xué)生如何使用MSDN幫助。

5)根據(jù)演示步驟進(jìn)行演示。為了使演示更形象，開發(fā)客戶端和服務(wù)器端界面。根據(jù)界面分別設(shè)計(jì)UDP和TCP的操作步驟，采用對比的方法進(jìn)行演示。通過對比演示，學(xué)生可以清楚地了解UDP和TCP的主要區(qū)別。

教師向?qū)W生演示這則范例，希望能達(dá)到如下幾個(gè)目的:①使學(xué)生對TCP/UDP協(xié)議在民航空管中最常見的應(yīng)用有一定的了解，讓學(xué)生明白所學(xué)知識的重要性，提高學(xué)生對該協(xié)議的重視;②讓學(xué)生了解相關(guān)的開發(fā)環(huán)境和開發(fā)語言，提高學(xué)生工程認(rèn)識。比如:如何用C語言的結(jié)構(gòu)體來表示協(xié)議的內(nèi)容，什么是window socket，如何調(diào)用其中的函數(shù);③減少學(xué)生對科研的畏懼感，提高學(xué)生對科研的興趣。

3 結(jié)語

本文針對“數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程特點(diǎn)，采用以下兩種方法進(jìn)行教學(xué)改革:①借鑒我校與法國國立民航大學(xué)聯(lián)合舉辦的通導(dǎo)監(jiān)視人才培養(yǎng)項(xiàng)目ATSEP課程的內(nèi)容，進(jìn)行教學(xué)資源的整合;②將科研項(xiàng)目中相關(guān)成果作為范例應(yīng)用到課堂教學(xué)中，教學(xué)和科研相結(jié)合。在教改過程中注重知識的實(shí)用化，專業(yè)化，以達(dá)到最佳教學(xué)效果。

［1］ William Stallings.Data and Computer Communications［M］.Beijing:7th Edition，Higher Education Press，2007

［2］ 李冬霞，樊志遠(yuǎn).數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐［J］，天津:實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2010，13(2):16-18

［3］ 劉穎，張宏科，陳后金等.通信工程特色專業(yè)改革探索與實(shí)踐［J］.南京:電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2010，32(3):103-105

［4］ 陶丹，胡健，陳后金，高校青年教師如何協(xié)調(diào)教學(xué)與科研的關(guān)系［J］.南京:電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2012，34(5):4-5