基于培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才的“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)改革

摘要：本文通過分析“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程的特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等多方面改善教學(xué)質(zhì)量和效果。實(shí)踐表明，改革措施有利于培養(yǎng)高級(jí)工程應(yīng)用型人才。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；教學(xué)改革；應(yīng)用型人才

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程的主要特點(diǎn)

(1) 內(nèi)容廣泛，教與學(xué)難度大

“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程是計(jì)算機(jī)類專業(yè)的一門專業(yè)課程，更是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的核心課程，包括數(shù)據(jù)通信技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)安全等。其內(nèi)容廣泛且大部分非常抽象，學(xué)生學(xué)起來較枯燥、難以理解。

(2) 實(shí)踐、應(yīng)用性強(qiáng)

“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程包含許多實(shí)踐性的內(nèi)容，如路由器、交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置、局域網(wǎng)絡(luò)的組建、應(yīng)用服務(wù)器的搭建等，光靠課堂上講是不可能使學(xué)生理解和掌握的，必須進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練。

(3) 時(shí)效性強(qiáng)，更新快

通信技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展使得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也不斷推陳出新，這就要求我們必須及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容才能跟上時(shí)代的步伐。

而在“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程的教學(xué)中存在著教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)脫離、教學(xué)模式不適應(yīng)課程特點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱等方面的問題，不能滿足社會(huì)對(duì)學(xué)生所學(xué)知識(shí)的要求。因此，對(duì)“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)的改革勢(shì)在必行。

2教學(xué)改革

(1) 教學(xué)內(nèi)容的改革

“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”是一門公認(rèn)的較難教授的課程，全國大多數(shù)院校本科計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)大綱要求學(xué)生掌握網(wǎng)絡(luò)通信基本原理，主要討論計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)OSI/RM七層體系結(jié)構(gòu)和TCP/IP體系結(jié)構(gòu)。課程內(nèi)容主要包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本概念、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，然后按照網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)分別闡述物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層的基本原理和協(xié)議。學(xué)生學(xué)后難以理解，不少學(xué)生可能感覺到學(xué)過與沒學(xué)一個(gè)樣，并無實(shí)際作用。

為了培養(yǎng)高級(jí)工程應(yīng)用型人才，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)應(yīng)緊緊圍繞著網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、應(yīng)用和管理這一主線進(jìn)行，突出實(shí)用性、先進(jìn)性，可將教學(xué)內(nèi)容分為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)、局域網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與互聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與管理等五部分內(nèi)容。

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)中，主要介紹網(wǎng)絡(luò)的概念、分類、數(shù)據(jù)通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。在介紹體系結(jié)構(gòu)時(shí)，簡化OSI參考模型的內(nèi)容，擴(kuò)充事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP的內(nèi)容，將OSI參考模型與TCP/IP參考模型二者相結(jié)合；在介紹網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的原理與作用時(shí)，注重幾個(gè)常用協(xié)議，不用的完全可以不講或少講；但象IP地址規(guī)劃、配置，則應(yīng)作為一個(gè)重點(diǎn)。也就是說，內(nèi)容應(yīng)新，要減少那些淘汰了的內(nèi)容。

在局域網(wǎng)技術(shù)中，應(yīng)重點(diǎn)介紹局域網(wǎng)的組成和常用的局域網(wǎng)，如交換式以太網(wǎng)技術(shù)和虛擬局域網(wǎng)技術(shù)，而令牌網(wǎng)、10BASE2、10BASE5以太網(wǎng)等，則可以簡化其內(nèi)容。

在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與互聯(lián)中，則應(yīng)以交換機(jī)、路由器設(shè)備為主，介紹廣域網(wǎng)接入技術(shù)。象網(wǎng)橋、集線器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，僅介紹其基本概念即可；而交換機(jī)、路由器，除掌握其概念、原理，還應(yīng)要求學(xué)生學(xué)會(huì)其基本配置；廣域網(wǎng)接入技術(shù)中，應(yīng)簡化目前已經(jīng)基本淘汰的如X.25、幀中繼技術(shù)等部分內(nèi)容，增加了已經(jīng)走向人們身邊的接入技術(shù)，如作為TCP/IP網(wǎng)絡(luò)骨架的路由器技術(shù)。

在網(wǎng)絡(luò)安全中，應(yīng)重點(diǎn)介紹常見的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，引進(jìn)新的技術(shù)充實(shí)教學(xué)內(nèi)容。除Windows安全中心(包括注冊(cè)表的入侵與防范、Windows防火墻技術(shù)等)外，還可增加NAT、ACL、防火墻等內(nèi)容。

網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與管理中，需重點(diǎn)介紹網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與服務(wù)等，應(yīng)演示常用的網(wǎng)絡(luò)命令、建立常用的服務(wù)器、配置代理服務(wù)器等。

(2) 教學(xué)方法和手段的改革

在教學(xué)過程中，應(yīng)充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，激發(fā)學(xué)生的興趣，推行“互動(dòng)式”、“啟發(fā)式”、“案例教學(xué)”等各種有利于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)方法。

① 激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中，興趣是最好的老師，在教學(xué)中應(yīng)設(shè)法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，把“教師要求學(xué)生學(xué)”改變?yōu)椤皩W(xué)生主動(dòng)要求學(xué)”。比如學(xué)生普遍有一定的計(jì)算機(jī)操作能力，能熟練地上網(wǎng)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)有興趣，則第一次上課就可以首先介紹計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重要性和在現(xiàn)實(shí)生活中的具體應(yīng)用，還可以讓學(xué)生發(fā)言，談?wù)勛约菏褂镁W(wǎng)絡(luò)的情況，并互相交流。這樣，學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)的宏觀有個(gè)輪廓印象，明白了網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用性，增加了學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力。

② 互動(dòng)式、啟發(fā)式教學(xué)

采用互動(dòng)式、啟發(fā)式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考。在每一章的開始，可以先提出通信過程中的問題，然后啟發(fā)學(xué)生“如何解決這些問題？”如，在講分層體系結(jié)構(gòu)時(shí)，先提出問題“如何實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)主機(jī)之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信？”。為實(shí)現(xiàn)這一目的，需要通信雙方在物理傳輸媒體、接口、信號(hào)編碼、調(diào)制方式、通信速率等物理指標(biāo)上遵循統(tǒng)一約定，這就是物理層標(biāo)準(zhǔn)的目的；而物理層不能保證可靠傳輸，可能出現(xiàn)誤碼而且無法實(shí)現(xiàn)流量控制、連接控制等功能，所以要在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)線路上實(shí)現(xiàn)可靠通信，還需要借助于數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議；在數(shù)據(jù)鏈路層和物理層協(xié)議的控制下雖可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)可靠通信，但實(shí)際網(wǎng)絡(luò)不可能在任何兩臺(tái)主機(jī)之間存在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)線路，所以采用了以路由器為核心的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由路由器對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行逐級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)，這就是網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，……。由此逐步啟發(fā)學(xué)生掌握分層的體系結(jié)構(gòu)思想。

③ 案例教學(xué)

采用案例教學(xué)，鼓勵(lì)有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的教師將網(wǎng)絡(luò)工程案例引入課堂教學(xué)。工科院校的學(xué)生應(yīng)該重在能力的培養(yǎng)，注重的是理論聯(lián)系實(shí)際。通過案例教學(xué)，學(xué)生可以學(xué)習(xí)到設(shè)備選型、組網(wǎng)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用等網(wǎng)絡(luò)方案設(shè)計(jì)的方法和策略，學(xué)習(xí)如何使用最合理可行的解決方案實(shí)現(xiàn)客戶需求。另外，組網(wǎng)案例具有可復(fù)制性，比如中小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)組建和規(guī)劃案例在大部分企業(yè)中都是適用的。

④ 教學(xué)手段的多樣化

在教學(xué)方法改革的同時(shí)還應(yīng)充分利用多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)課堂等現(xiàn)代化教學(xué)手段。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中專業(yè)術(shù)語抽象，概念多，不易理解，靜態(tài)的文字課件往往很難描述清楚，因此采用多媒體教學(xué)的手段在課件中大量引入動(dòng)畫、動(dòng)態(tài)視頻、聲音等多種形式，使抽象的信息形象化，可幫助學(xué)生理解、加深印象、引起興趣。如網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中每一層協(xié)議數(shù)據(jù)單元及其封裝過程都是十分抽象的，可以采用圖形與動(dòng)畫方式，把每一層封裝的過程演示出來，既生動(dòng)形象又易于理解和掌握。此外，還可以充分利用校園網(wǎng)絡(luò)資源，建立網(wǎng)絡(luò)課堂，提供課件、授課錄像以及試題庫，使課堂教學(xué)得以延伸，方便學(xué)生課外學(xué)習(xí)。

(3) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”是一門工程應(yīng)用特征非常明顯的課程。工科院校在進(jìn)行課程改革時(shí)，應(yīng)該以提高學(xué)生工程應(yīng)用能力為目的，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，形成一個(gè)較為完整、系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

① 規(guī)范實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

為了保障計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的正常進(jìn)行，組建一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室是必要的。這個(gè)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)包含多種設(shè)備：二層交換機(jī)、三層交換機(jī)、路由器、防火墻

等，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)該能夠靈活組合，并且可以進(jìn)行多區(qū)域分布實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室的建立，可以是對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行改造，添加一些專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，也可以聘請(qǐng)專業(yè)的公司建立如Cisco網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室、銳捷網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室等等。

② 改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選擇是整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)最重要的一環(huán)，也是當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重點(diǎn)和突破口。因此在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的時(shí)候，既要涵蓋教材中主要的知識(shí)點(diǎn)，又要兼顧對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，而且所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容還應(yīng)該具備實(shí)用性和可操作性。因此，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)驗(yàn)可以分以下幾個(gè)層次進(jìn)行：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

#61548;驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，主要用于驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)的各種協(xié)議，讓學(xué)生更形象地理解理論知識(shí)。主要實(shí)驗(yàn)包括以太網(wǎng)幀的構(gòu)成、IP地址分類與數(shù)據(jù)包組成、IP地址轉(zhuǎn)換協(xié)議、ICMP和UDP數(shù)據(jù)報(bào)的傳送、TCP數(shù)據(jù)通信、HTTP協(xié)議、TELNET、SNMP及其他。

#61548;綜合性實(shí)驗(yàn)，目的是為了讓學(xué)生更好地應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)知識(shí)，提高實(shí)踐能力。主要實(shí)驗(yàn)包括熟悉網(wǎng)卡、網(wǎng)線、集線器、交換機(jī)、路由器等硬件設(shè)備，以及網(wǎng)絡(luò)工具、并制作雙絞線；學(xué)會(huì)交換機(jī)、路由器的安裝、配置，組建局域網(wǎng)，配置虛擬局域網(wǎng)，進(jìn)行安全性設(shè)置；學(xué)習(xí)Internet的接入和使用，配置WEB、FTP、DNS、DHCP等服務(wù)器。

#61548;設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，目的是讓學(xué)生進(jìn)一步掌握UDP及TCP協(xié)議的工作原理，掌握SOCKET編程的基本方法，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。主要實(shí)驗(yàn)是用SOCKET套接字進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)。

③ 工程化訓(xùn)練以及專業(yè)資格認(rèn)證

建立實(shí)訓(xùn)基地，加強(qiáng)企業(yè)合作，組織成績優(yōu)良的學(xué)生到合作企業(yè)中參加網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)施工作，以工程的方式鍛煉學(xué)生應(yīng)用能力；此外還可以組織學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)室、辦公室網(wǎng)絡(luò)、宿舍局域網(wǎng)等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)組建，通過工程化訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生從事網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)施的能力。

同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生參加專業(yè)資格認(rèn)證考試，如Cisco公司的CCNA、CCNP，華為3com公司的HCNE、HCSE，銳捷的RCNA、RCNP等。通過取得專業(yè)資格認(rèn)證來提高學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

3教學(xué)效果與總結(jié)

幾年的教學(xué)實(shí)踐證明，新的教學(xué)方案端正了學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、提高了他們的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，也充分訓(xùn)練了他們解決實(shí)際問題的能力。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì)對(duì)學(xué)生能力的要求在不斷的變化，我們還需進(jìn)一步努力探索，以使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)水平不斷進(jìn)步、提高。

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Teaching Reform Based on The Training of Engineering Talent in Computer Network Curriculum

WEN Zhi-ping

(Nanjing Institute of Technology， Nanjing， Jiangsu 211167)

Abstract: By analyzing the features of the computer network curriculum and combining with the practical teaching experience， the paper puts forward some proposals to improve the quality and effectiveness of teaching from the teaching content， teaching methods， teaching experiments and so on. Practice shows that the reform measures will help train high-level engineering talent.

Key words: computer network， teaching reform， engineering talent