架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)實驗?zāi)Ｐ?探索模塊教學(xué)體系

新課程更注重學(xué)生的能力發(fā)展和人文素養(yǎng)的培養(yǎng)。因此，許多教師設(shè)計了主題學(xué)習(xí)活動，并刻意降低主題活動中的技術(shù)難度、泛化了教學(xué)目標(biāo)，其結(jié)果必然導(dǎo)致對知識與技能的淡化。前不久的一則《北京高考報名 網(wǎng)上繳費困住高考生》的報道，凸顯了信息技術(shù)教學(xué)在適應(yīng)當(dāng)前信息社會技能需要方面的欠缺。

那么，該如何看待新課程理念中“教給學(xué)生學(xué)習(xí)方法”和信息社會對技能的現(xiàn)實需要之間的矛盾呢?我認(rèn)為，作為一名負(fù)責(zé)任的教師，要在尊重教材的基礎(chǔ)上，通過創(chuàng)新實踐來取得技能和思想的平衡。因此，我校對《網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用》模塊的教學(xué)方式進(jìn)行了相對開放的嘗試——全班分為幾個小組，各小組創(chuàng)建一個相對獨立的局部網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，分開實驗，最后所有的小網(wǎng)絡(luò)組成一個“小型網(wǎng)絡(luò)社會”。這樣，在完成既定的教學(xué)目標(biāo)之外，學(xué)生還可以自由發(fā)揮，組建多種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，如靜態(tài)頁面網(wǎng)站，也可以在教師的指導(dǎo)下搭建各種論壇、博客等動態(tài)頁面網(wǎng)站，開展各種特色服務(wù)，如流媒體、即時通訊……甚至還可以互相尋找安全漏洞進(jìn)行攻擊，讓學(xué)生的思維更為活躍，也更能深入理解網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用價值。以下是我們的教學(xué)實踐。

一、搭建分組操作的實驗構(gòu)架環(huán)境

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程很注重學(xué)生的實踐體驗。為此，在授課前需要將教室的網(wǎng)絡(luò)分割為幾個相對獨立的小網(wǎng)絡(luò)并增添設(shè)備。以我校56點網(wǎng)絡(luò)教室為例，在原有的一個標(biāo)準(zhǔn)機房的基礎(chǔ)上，再增加16個5口家庭交換機、16塊網(wǎng)卡、56根跳線(成本可控制在1000元以內(nèi))。教室座位安排如圖1，其中各小組主機需安裝雙網(wǎng)卡，充當(dāng)各小組的網(wǎng)橋、路由器、Web服務(wù)器、域名服務(wù)器、郵件服務(wù)器、Telnet和FTP服務(wù)器。為方便學(xué)生調(diào)試主機，建議主機最好放在過道邊。

具體IP地址編排可以按圖2所示進(jìn)行規(guī)劃，以便于教師管理和記憶。為讓學(xué)生更容易接受這個地址規(guī)劃，還可以仿照具體的網(wǎng)絡(luò)模型，編排成一張“中國地圖”結(jié)構(gòu)(如圖3)，并為每組起一個形象的工作組名，如“浙江”。

具體的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用實驗教室的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D4所示。

由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課經(jīng)常需要更改設(shè)置，最好采用純硬件的教學(xué)控制系統(tǒng)。目前，大多數(shù)學(xué)校采用的是純軟件的教學(xué)控制系統(tǒng)。這就需要教師在上課前，將小組主機的缺省配置設(shè)置為打開路由和組播功能。這樣，教師的授課畫面才能傳到每個小組。

二、專題化設(shè)計實驗內(nèi)容

有了上述網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)環(huán)境之后，就需要教師設(shè)計一條符合學(xué)生認(rèn)知水平的實驗主線。對當(dāng)前的實驗教材，很多教師會產(chǎn)生如何將相對專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概念和基本應(yīng)用技能有效整合的困惑。如教材第一章中的“交換、路由”、第二章中的“IP地址和域名”和第五章的“網(wǎng)頁制作”，如果按照章節(jié)各自施教，知識點之間就會失去聯(lián)系。為此，我們確定了以下實驗主線：從單機訪問本機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，到組建兩臺電腦互連的最小網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而到本小組多臺電腦連接，最終到跨小組網(wǎng)絡(luò)間的互訪，并在此基礎(chǔ)上搭建各種形形色色的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)，逐步構(gòu)成一個多元的小型網(wǎng)絡(luò)社區(qū)。這樣，學(xué)生從漸進(jìn)的需求中很自然地明白了網(wǎng)絡(luò)的原理，復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)知識在活動中被輕松化解了。

專題一 走進(jìn)局域網(wǎng)

通過該模塊的學(xué)習(xí)，學(xué)生對于組建一個以小組為單位的局域網(wǎng)絡(luò)有了基本的概念。也許學(xué)生之前會覺得網(wǎng)絡(luò)很神秘，是一個向往但又無法接近的領(lǐng)域。其實，只要他們自己動手去做、動腦去思考，奇跡就在他們自己手中發(fā)生了。

在這一模塊，先讓學(xué)生使用一個脫離實際網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。當(dāng)學(xué)生有了迫切的聯(lián)網(wǎng)需求時，再讓他們了解組建一個局域網(wǎng)的基本設(shè)備：從計算機到傳輸介質(zhì)；從集線器、交換機到網(wǎng)卡，并簡要了解Windows Server 2003為主的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。有了形象的實例后，學(xué)生就能對照理解網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，開始入門了。

實驗一：“孤芳自賞”——發(fā)布單機網(wǎng)站

實驗二：“雙機互聯(lián)”之硬連接——制作網(wǎng)線與連接測試

實驗三：“雙機互聯(lián)”之軟連接——IP地址配置

實驗四：用抓包方式學(xué)習(xí)因特網(wǎng)協(xié)議體系

實驗五：IP地址再認(rèn)識——通過子網(wǎng)掩碼劃分子網(wǎng)

實驗六：通過小組內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的連接應(yīng)用理解OSI模型

專題二 網(wǎng)絡(luò)大連通

要將各個分散的小組網(wǎng)絡(luò)匯成一個互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，就需要路由器來負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)包。對學(xué)生來說，路由器很神秘。教師將小組主機充當(dāng)一臺真正的路由器，配合域名服務(wù)的創(chuàng)建，讓學(xué)生親手“導(dǎo)演”一次網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。學(xué)生一旦明白了網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的工作原理，對接入因特網(wǎng)方式的理解也就輕而易舉了。

實驗七：搭建路由器，實現(xiàn)小組網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)

實驗八：域名服務(wù)器的搭建與客戶端設(shè)置

實驗九：通過代理服務(wù)器接入因特網(wǎng)

專題三 網(wǎng)絡(luò)精彩應(yīng)用

各個小組的網(wǎng)絡(luò)互通后，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)資源的欠缺就成了學(xué)生探索實踐的阻力。在教師講解一些基本的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)基礎(chǔ)上，學(xué)生會非常積極地自我學(xué)習(xí)，努力“搗鼓”一些獨具匠心的服務(wù)，讓這個微縮“網(wǎng)絡(luò)社區(qū)”的形式和內(nèi)容更加豐富精彩。

實驗十：Web服務(wù)——架設(shè)交互動態(tài)網(wǎng)站

實驗十一：FTP服務(wù)——架設(shè)FTP服務(wù)器

實驗十二：郵件服務(wù)——電子郵件的工作奧秘

實驗十三：終端服務(wù)——遠(yuǎn)程登錄與遠(yuǎn)程控制

實驗十四：即時通信服務(wù)——視頻和聊天服務(wù)

實驗十五：綜合應(yīng)用——通過域名跨小組訪問精彩站點

專題四 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)

至此，教師的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境已逐步成長為一個多元的小型網(wǎng)絡(luò)社區(qū)。此時，教師可以讓這個網(wǎng)絡(luò)社區(qū)開始不“安分”，不妨讓計算機病毒開始傳播。有攻擊必然有防御的需要。教師可以采用這樣因勢利導(dǎo)的方式，喚起學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)安全重要性的意識，提高防御應(yīng)變能力。最后，教師還可以演示利用網(wǎng)絡(luò)安全技能訪問已經(jīng)建立數(shù)字證書的銀行網(wǎng)站并進(jìn)行網(wǎng)上繳費的過程。

實驗十六：一個網(wǎng)絡(luò)入侵的過程演示

實驗十七：黑客防范與防火墻配置

實驗十八：網(wǎng)路病毒分析和清除

實驗十九：認(rèn)識數(shù)字證書和訪問數(shù)字認(rèn)證安全站點

需要說明的是，上述實驗并不代表具體課時，其中部分實驗在實際授課中可能需要兩節(jié)課才能完成。此外，教師必須講解相關(guān)的理論知識(諸如網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)倫理道德等)。這些理論知識可以單獨講授，也可以結(jié)合實驗講解。

三、實驗課范倒

為能讓讀者更好地理解該實驗架構(gòu)，筆者以一個有代表性的實驗設(shè)計簡案——“搭建路由器，實現(xiàn)小組網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)”為例，進(jìn)行詳細(xì)說明。

實驗意義：這是一個提高學(xué)生實際技能的實驗。隨著各小組網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，很多學(xué)生開始有了跨小組網(wǎng)絡(luò)互訪的需求，這就需要設(shè)置路由。隨著寬帶接入的普及，很多學(xué)生家里都組建了局域網(wǎng)來共享寬帶接入，也需要了解寬帶路由器的概念。路由器概念對學(xué)生來說，也許有些高深莫測，實際上，無論什么檔次的路由器，除了配置方式和命令不同，其配置靜態(tài)路由的原理是一樣的。所以，本實驗就將一臺小組內(nèi)擁有雙網(wǎng)卡的普通計算機搭建為路由器，從而實現(xiàn)不同小組網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)。

實驗?zāi)繕?biāo)：形象理解路由的概念和作用；掌握路由器的簡單配置。

實驗內(nèi)容：對小組主機進(jìn)行路由配置，使兩個原本相互隔離的小組網(wǎng)絡(luò)間可以聯(lián)通互訪。

實驗步驟：1 在每組的小組主機上增加一塊網(wǎng)卡，并通過它連接到另一個小組的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)連接及其IP地址設(shè)置如圖5所示。2 為各小組主機安裝路由服務(wù)。3 在各小組主機上配置靜態(tài)路由。4 測試能否訪問其他小組工作站上的Web網(wǎng)站。實驗報告(見下表)：

路由的一個精髓含義是走向必須有去有回，所以該實驗需要小組間通力配合才能完成?？稍诮處熝菔緳C組主機上特意未增加返回學(xué)生小組網(wǎng)絡(luò)路由條目，學(xué)生用實驗加以驗證，以加深對路由含義的理解。

實踐證明，以上《網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用》實驗內(nèi)容的編排體系更容易讓學(xué)生接受。筆者試教了一學(xué)期，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情很高，甚至在他們選修校本課程時，選的最多的依然是《網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用》的延伸——《網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)》。我想這主要是教師為他們事先搭建了這樣一個網(wǎng)絡(luò)實驗?zāi)Ｐ?，使他們可以有興趣、有收獲地學(xué)習(xí)。對于選修模塊，尤其對《網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用》模塊，理論學(xué)習(xí)到實踐應(yīng)用之間必不可少的一環(huán)是讓學(xué)生從實驗中獲得技能，因而建立一個好的實驗架構(gòu)模型更是重中之重。盡管這樣一來，教師可能會在學(xué)習(xí)和課堂準(zhǔn)備的過程中累一些，但信息技術(shù)教師這個崗位本身就需要教學(xué)理念和技術(shù)能力不斷更新。作為一名有追求的教師，會覺得這些付出是充實和值得的。

希望我們提出的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模型能夠拋磚引玉。如果教師能親自實踐，體會并改善各種網(wǎng)絡(luò)實驗的方法、步驟以及技術(shù)要點，相信會對《網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用》模塊的教學(xué)有更加感性的認(rèn)識。這樣，教師在教學(xué)過程中，就不會簡單地被課本所掌控，而將有能力采用最恰當(dāng)?shù)姆椒ㄗ屧究菰锓ξ兜恼n堂變得豐富多彩。