計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)探討

摘要:該文首先分析了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的特點(diǎn)和教學(xué)現(xiàn)狀，就計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中存在的一些典型問題，針對計(jì)算機(jī)專業(yè)，從教材的選取、理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)等三個(gè)方面展開多方位的討論，提出了若干探討性的改革建議。

關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò);理論教學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);協(xié)議;TCP/IP

中圖分類號:G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2009)14-3746-02

Research on Education through Computer Network Courses

DU Jing-wei

(Department of Computer Science and Technology， Yuncheng University， Yuncheng 044000， China)

Abstract: The author firstly analyzes the characteristics and current situation of computer network courses in this paper. Then as to some typical problems existing in computer network teaching， this paper reveals multi-directional discussions and puts forward a number of disquisitive reform advice for computer majors from the three aspects of materials selection， theoretical education and experimental education.

Key words: computer networks; theoretical education; experimental education; protocol; TCP/IP

1 引言

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，這一特性決定了其知識體系的寬廣性。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展也使得新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)不斷問世。同時(shí)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用型特點(diǎn)，又決定了其包含的理論知識具有時(shí)效性，加之新型通信技術(shù)不斷發(fā)展及計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)本身的不斷深化使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展日新月異，使得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的知識體系包含內(nèi)容繁雜、知識更近較快。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門專業(yè)主干課，其前驅(qū)課程有計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)和通信原理等課程，后續(xù)課程有網(wǎng)絡(luò)工程和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理等課程。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)日益普及的時(shí)代，學(xué)好計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這門課對于計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生尤為重要。

目前高校計(jì)算機(jī)專業(yè)“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程“照本宣科”模式大行其道，這有悖于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。有的教師自身對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的應(yīng)用性認(rèn)識不足，不能抓住課程的主線，上課也就不成體系，加之實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)薄弱，不能有效培養(yǎng)學(xué)生的相關(guān)技能，嚴(yán)重影響了該課程的教學(xué)效果。

本文首先從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教材選取開始，對該課程如何進(jìn)行理論知識教學(xué)、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐能力教學(xué)及相關(guān)的應(yīng)用技能培養(yǎng)進(jìn)行探討，最后給出了教學(xué)效果的例證。

2 選取合適的教材

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)需要圍繞院校人才培養(yǎng)的目標(biāo)進(jìn)行，所以教材的選取也要根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行選取。運(yùn)城學(xué)院是一所培養(yǎng)應(yīng)用型人才的地方本科院校，教材的選取就必須結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的特點(diǎn)。對于普通高等學(xué)校計(jì)算機(jī)專業(yè)的本科學(xué)生，如果選擇國外著名的Andrew S.Tanenbaum教授所著的《Computer Networks(Fourth Edition)》英文版)作為教材并不合適，因?yàn)樵摃鼮閺?qiáng)調(diào)協(xié)議算法的分析、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的開發(fā)，與本科學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)和很多本科院校學(xué)生的水平不相適應(yīng)。這本教材對計(jì)算機(jī)專業(yè)的碩士研究生是比較適應(yīng)的，也可以選取原版(影印本)作為網(wǎng)絡(luò)方向碩士研究生的教材，通過原版教材的學(xué)習(xí)可以大大提高學(xué)生閱讀網(wǎng)絡(luò)方面外文文獻(xiàn)的能力。

謝希仁教授編著的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(第五版)》是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，作為高等學(xué)校電子信息類規(guī)劃教材，該教材自1989年第1版到2008年的第5版，已成為國內(nèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的經(jīng)典教材之一。該教材的內(nèi)容都是經(jīng)過精心選擇，在有限的篇幅內(nèi)，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本原理講的非常清晰。全書與TCP/IP協(xié)議為線索，突出了因特網(wǎng)的應(yīng)用。與上一版相比，刪除或壓縮了一些離TCP/IP主線較遠(yuǎn)的次要內(nèi)容。對于最基本的內(nèi)容，在目錄中的相應(yīng)章節(jié)前面都加上了一個(gè)星號“*”。對于普通高等學(xué)校計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來說，選取這本書作為教材(可以只講有星號的章節(jié))，再配一本計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教程，不僅可以使學(xué)生學(xué)習(xí)到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本原理，也可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，將學(xué)生培養(yǎng)成為應(yīng)用型的人才。

教材對于學(xué)生來說非常重要，目前，有些計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教材以O(shè)SI七層協(xié)議為主線，出發(fā)點(diǎn)可能是好的，為了讓學(xué)生掌握一個(gè)完整的協(xié)議體系。但是，這樣一來，將一門原本應(yīng)用性很強(qiáng)的課程變成了純理論，不能與現(xiàn)使用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，這樣的教材的使用效果肯定是不好的。還有的教材，將路由器、路由技術(shù)等重要內(nèi)容都已講完，才開始將IP地址和子網(wǎng)掩碼，試想學(xué)生還不了解IP地址的時(shí)候如何能夠理解路由表呢?還有的教材，用了很大的篇幅講一些過時(shí)的技術(shù)(如ISDN，X.25等)，對一些已經(jīng)成熟并且被廣泛應(yīng)用的技術(shù)確輕描淡寫甚至只字不提，在教學(xué)中都應(yīng)避免選取此類教材。

3 理論教學(xué)探討

要學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)首先必須明白什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，關(guān)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的最簡單的定義是:一些互相連接的、自治的計(jì)算機(jī)的集合。網(wǎng)絡(luò)是為了通信而存在的，而自治的計(jì)算機(jī)間如何能夠通信呢?依靠協(xié)議進(jìn)行通信的，所以協(xié)議是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的主線。但是，協(xié)議有非常之多，該采用哪些具體協(xié)議作為主線呢?因特網(wǎng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)最為重要的應(yīng)用，而TCP/IP協(xié)議是因特網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，所以，如果能以網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)和協(xié)議為理論基礎(chǔ)，結(jié)合TCP/IP協(xié)議在因特網(wǎng)中的具體應(yīng)用作為主線去教學(xué)，使得學(xué)生不僅能“知其然”還能“知其所以然”。

一般來說，TCP/IP協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)分為四層:網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層。但是局域網(wǎng)和很多廣域網(wǎng)都僅僅工作于物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，所以在教學(xué)過程中拼湊一個(gè)更為完整的五層網(wǎng)絡(luò)體系模型，更有利于教學(xué)，這五層為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層。通過這五層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)到了局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)網(wǎng)技術(shù)，還學(xué)習(xí)到了因特網(wǎng)技術(shù)，并且讓學(xué)生也明白IP協(xié)議是運(yùn)行在局域網(wǎng)或者廣域網(wǎng)之上的一種高層協(xié)議，所有的網(wǎng)絡(luò)只要能夠支持IP協(xié)議，它們之間就能在網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)通信。

通過數(shù)據(jù)鏈路層能夠使學(xué)生掌握局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的工作原理，通過網(wǎng)絡(luò)層可以使學(xué)生掌握因特網(wǎng)的工作過程，通過傳輸層的學(xué)習(xí)可以使學(xué)生真正體會到不在同一個(gè)主機(jī)上的兩個(gè)應(yīng)用進(jìn)程是如何最終實(shí)現(xiàn)通信的——借助于端口號來區(qū)分不同的應(yīng)用進(jìn)程。所以，數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)課的核心內(nèi)容，應(yīng)該讓學(xué)生重點(diǎn)掌握。

4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程一般由理論和實(shí)踐兩個(gè)部分組成，只有通過理論與實(shí)踐相結(jié)合的培養(yǎng)模式，才能讓學(xué)生真正掌握網(wǎng)絡(luò)原理，從而具備規(guī)劃、實(shí)施、管理中小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的能力。運(yùn)城學(xué)院計(jì)算機(jī)系結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)體系和課程特點(diǎn)，與國際知名的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商H3C合作組建了華三網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)理論教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，親自動手完成H3CNE認(rèn)證中要求掌握的一些實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)了學(xué)生更為實(shí)用的技能，使得理論與實(shí)際完美的結(jié)合起來，將實(shí)際搭建組網(wǎng)能力和設(shè)備的調(diào)試能力列入了實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，例如實(shí)驗(yàn)課程安排了配置二層交換機(jī)、Vlan劃分、Vlan路由、配置路由器和三層交換機(jī)、靜態(tài)和動態(tài)路由配置等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在這樣的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，有利于培養(yǎng)出應(yīng)用性人才，從而達(dá)到學(xué)院的人才培養(yǎng)目標(biāo)。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生掌握網(wǎng)絡(luò)基本原理和技能的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。目前，大部分高校都組建了專用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，設(shè)備檔次種類及數(shù)量都達(dá)到或超過了教學(xué)評估的基本要求，但經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，有些高校的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室沒有缺乏專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)員，而任理論課的老師對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不夠熟悉，不能有效的做好實(shí)驗(yàn)。所以，有條件的高校應(yīng)引入CCNP或者H3CNE教材中的一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，對相關(guān)教師進(jìn)行培訓(xùn)，使任課教師首先能夠熟練配置網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室中的各種設(shè)備。在滿足配置要求時(shí)，學(xué)生也可以自帶題目進(jìn)行驗(yàn)證性或綜合性實(shí)驗(yàn)，也可在老師指導(dǎo)下進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，從而發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的最大效能。

在網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)中，可以利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析器或網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視器對特定的TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)包進(jìn)行抓包分析，例如利用commview軟件對網(wǎng)絡(luò)上的HTTP協(xié)議、FTP協(xié)議或TELNET協(xié)議等數(shù)據(jù)包進(jìn)行獲取，分析數(shù)據(jù)包中的TCP協(xié)議、IP協(xié)議內(nèi)容，從而更實(shí)際具體地理解TCP協(xié)議和IP協(xié)議中報(bào)頭的格式和詳細(xì)內(nèi)容。實(shí)踐證明，通過讓學(xué)生自己利用抓包工具抓取數(shù)據(jù)包并對其進(jìn)行分析，可以使得網(wǎng)絡(luò)課程的學(xué)習(xí)取得事半功倍的效果。

5 結(jié)論

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對人類生活、工作、學(xué)習(xí)和科學(xué)研究的方式產(chǎn)生越來越重要的影響。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為計(jì)算機(jī)學(xué)科最重要的研究領(lǐng)域和最重要的社會信息基礎(chǔ)設(shè)施支撐技術(shù)之一，在飛速發(fā)展的同時(shí)也存在大量急需解決的挑戰(zhàn)性問題。因此，當(dāng)前，迫切需要培養(yǎng)出一批基礎(chǔ)理論知識扎實(shí)，實(shí)踐能力強(qiáng)的高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人才。

本文就網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人才的培養(yǎng)，結(jié)合實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從教材的選取、理論知識的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)等三方面進(jìn)行了探討。隨著各高校對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的不斷改革深化，相信還會有更多更好的經(jīng)驗(yàn)與方法，希望本文的介紹能夠起到一個(gè)拋磚引玉的作用。

參考文獻(xiàn):

[1] 謝希仁. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(第五版)[M]. 北京:電子工業(yè)出版社， 2008.

[2] 錢德沛主編. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教程[M]. 北京: 高等教育出版社， 2007.

[3] 劉杰民，馬宗民，劉國華. 計(jì)算機(jī)專業(yè)“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程的彈性教學(xué)模式.計(jì)算機(jī)教育，2006，10.

[4] 陳觀林，楊起帆. 談“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)及教材建設(shè).計(jì)算機(jī)教育，2005，8.