創(chuàng)新型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式的探索與實(shí)踐

張新剛 王保平

南陽師范學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院 河南 473061

0 前言

隨著工業(yè)化和信息化融合程度的不斷提高，當(dāng)今社會(huì)需要大量掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技能的專業(yè)人才。如何創(chuàng)新計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)模式，提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量是擺在我們面前的一個(gè)重要課題。在長期的教學(xué)過程中，我們探索出了改革教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建多層次、立體化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，靈活運(yùn)用多樣化的教學(xué)方法，充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)優(yōu)勢的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式。

1 教學(xué)內(nèi)容

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》是信息類學(xué)科中的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，面向計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、通信工程、電子科學(xué)與技術(shù)和自動(dòng)化等理工科專業(yè)?！队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程開設(shè)的目標(biāo)是幫助學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念、原理和方法，培養(yǎng)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)組建、維護(hù)和應(yīng)用的基本技能。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程核心知識(shí)體系以各層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議原理為主，同時(shí)兼顧組網(wǎng)應(yīng)用，在學(xué)生的技能培養(yǎng)上以應(yīng)用能力為主并兼顧開發(fā)能力。教學(xué)內(nèi)容的選取則遵循重視基礎(chǔ)理論知識(shí)，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐動(dòng)手能力、面向?qū)嶋H網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的原則，同時(shí)對于計(jì)算機(jī)專業(yè)和非計(jì)算機(jī)專業(yè)的授課內(nèi)容選取上應(yīng)有所區(qū)別。

2 教學(xué)條件

2.1 教材建設(shè)

本課程理論教材多年來一直使用由謝希仁教授編寫的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》教材，由電子工業(yè)出版社出版。參考使用由A.S.Tanenbaum編著，潘愛民教授翻譯，清華大學(xué)出版社出版的經(jīng)典教材《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》等多本輔助教材。近年來我們先后自編了《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)手冊》、《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》等內(nèi)部使用教材，在此基礎(chǔ)上，組織長期在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)一線教學(xué)并具有豐富經(jīng)驗(yàn)的教師編寫了《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教程》，由人民郵電出版社出版。該教材切合師范院校學(xué)生實(shí)際特點(diǎn)，更好地幫助學(xué)生們掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本原理及組網(wǎng)方法，鍛煉學(xué)生們的獨(dú)立思考能力，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中收到了很好的效果。另外，還向?qū)W生們推薦了一批國內(nèi)外經(jīng)典教材、參考書和學(xué)習(xí)網(wǎng)站，受到了學(xué)生們的一致歡迎。

2.2 實(shí)踐性教學(xué)環(huán)境

圍繞實(shí)踐教學(xué)體系改革，計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院加大網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與整合力度，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教研室、學(xué)校網(wǎng)絡(luò)中心、認(rèn)證考試中心等進(jìn)行有效整合，建成了校級計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，下一步將繼續(xù)加大建設(shè)和整合力度，力爭申請立項(xiàng)成為省級計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心。目前，學(xué)院已初步形成了由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、校內(nèi)實(shí)習(xí)基地、校外實(shí)習(xí)基地、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)精品課程網(wǎng)絡(luò)資源構(gòu)成的立體化實(shí)踐教學(xué)環(huán)境，為開展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了全新的探索，為提高學(xué)生的動(dòng)手能力提供了良好的實(shí)驗(yàn)條件保障。

(1) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室群

建設(shè)有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室、綜合布線實(shí)驗(yàn)室、網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)室等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室群，擁有高性能計(jì)算機(jī)1000余臺(tái)，以及交換機(jī)、路由器、防火墻、入侵檢測系統(tǒng)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。實(shí)驗(yàn)室均通過校園網(wǎng)接入Internet，學(xué)生們能夠通過網(wǎng)絡(luò)獲取各種實(shí)驗(yàn)資源，還可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)及驗(yàn)證，撰寫和提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算機(jī)上全部安裝了Windows Server 2008、Windows XP、Linux三種操作系統(tǒng)和虛擬機(jī)軟件，學(xué)生們根據(jù)需要可以選擇不同的操作系統(tǒng)開展網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，計(jì)算機(jī)上還安裝了Boson模擬軟件、Ethereal抓包工具等軟件，學(xué)生們通過使用這些工具能夠更加深刻理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

(2) 校內(nèi)實(shí)習(xí)基地--學(xué)校網(wǎng)絡(luò)中心

我校網(wǎng)絡(luò)中心是中國教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)豫西南主節(jié)點(diǎn)，目前已經(jīng)接入了南陽理工學(xué)院等四所高校，提供教育網(wǎng)接入服務(wù)和必要的的技術(shù)支持。主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有NE80路由器、S9512E路由交換機(jī)，S9512核心交換機(jī)，S7506匯聚層交換機(jī)及150余臺(tái)接入層交換機(jī)，聯(lián)網(wǎng)樓宇115座，接入計(jì)算機(jī)12000余臺(tái)，構(gòu)成了教育網(wǎng)2.5G、聯(lián)通100M、電信100M速率的三出口、校園主干千兆、百兆到桌面的高速寬帶網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)中心的最大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量可達(dá)150T。學(xué)生們通過到網(wǎng)絡(luò)中心實(shí)習(xí)訓(xùn)練，直觀認(rèn)識(shí)校園網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)整體規(guī)劃設(shè)計(jì)，掌握網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行與維護(hù)的基本操作技能，了解網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)的方法和策略，這為學(xué)生們提高網(wǎng)絡(luò)工程操作技能，熟悉網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和運(yùn)行維護(hù)流程提供了很好的鍛煉機(jī)會(huì)。

(3) 校外實(shí)習(xí)基地

目前我院已經(jīng)與北京、無錫、蘇州、鄭州等地的多家IT公司聯(lián)系建立了實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，利用寒暑假等時(shí)間選派教師到公司參加網(wǎng)絡(luò)專業(yè)技能提高培訓(xùn)，定期選派學(xué)生到公司實(shí)習(xí)，參加網(wǎng)絡(luò)工程相關(guān)的應(yīng)用項(xiàng)目，切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)際問題解決能力和動(dòng)手能力。

(4) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)

部署了計(jì)算機(jī)教學(xué)資源專用服務(wù)器，建立了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)精品課程網(wǎng)站，開通了網(wǎng)上課堂，涵蓋了電子教材、教學(xué)錄像、教學(xué)多媒體課件、Flash課件、在線測試、遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)、視頻演示、網(wǎng)上在線答疑、習(xí)題庫、在線學(xué)習(xí)測試等功能。

3 教學(xué)方法和教學(xué)手段

3.1 綜合運(yùn)用多樣化的教學(xué)方法

針對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程知識(shí)點(diǎn)多、覆蓋面廣、協(xié)議算法復(fù)雜等特點(diǎn)，我們積極探索教學(xué)方法的改革，綜合運(yùn)用多種教學(xué)方法來提高教學(xué)效果。

(1) 基于案例教學(xué)的“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法

案例教學(xué)與任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的結(jié)合是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)方法的一個(gè)有益探索。在教學(xué)過程中，我們充分利用校園網(wǎng)環(huán)境，將學(xué)生平時(shí)能夠接觸到的真實(shí)網(wǎng)絡(luò)案例引入到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程日常教學(xué)中，用某一個(gè)具體的網(wǎng)絡(luò)案例組織課程內(nèi)容。從網(wǎng)絡(luò)案例展開，逐步擴(kuò)展到有關(guān)概念、原理，從而激發(fā)學(xué)生探索式學(xué)習(xí)的創(chuàng)新精神。而任務(wù)驅(qū)動(dòng)法是在理論課程教學(xué)中，通過精心設(shè)計(jì)每個(gè)“任務(wù)”和若干個(gè)“子任務(wù)”，按照“提出任務(wù)→分析任務(wù)→引出教學(xué)內(nèi)容→講授新知識(shí)→總結(jié)評價(jià)”的思路展開課程教學(xué)。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法能夠激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。

(2) 仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)法

為了提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，我們探索在教學(xué)過程中引入仿真軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)模擬實(shí)驗(yàn)，豐富網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。例如在理論課上使用PacketTracer、Ethereal、Boson Netsim、Dynamips等網(wǎng)絡(luò)模擬軟件直觀形象地展示網(wǎng)絡(luò)的工作原理，展示路由器、交換機(jī)的基本配置。在實(shí)驗(yàn)課中，學(xué)生們通過網(wǎng)絡(luò)仿真軟件自主學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的基本配置，演示數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)和傳輸過程，從而加深了對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的理解。

(3) 基礎(chǔ)理論和IT認(rèn)證相結(jié)合的教學(xué)法

為了提高課堂授課的針對性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，我們探索了將網(wǎng)絡(luò)理論知識(shí)和IT認(rèn)證等內(nèi)容相結(jié)合的教學(xué)法，受到了同學(xué)們的一致歡迎和好評?？紤]到學(xué)生們有參加IT認(rèn)證考試的強(qiáng)烈需求，在課程授課中我們探索了將全國計(jì)算機(jī)技術(shù)與軟件專業(yè)技術(shù)資格(水平)考試、全國計(jì)算機(jī)等級考試、全國碩士研究生入學(xué)考試計(jì)算機(jī)專業(yè)課試題、Cisco認(rèn)證、華為認(rèn)證考試等內(nèi)容靈活引入到課堂教學(xué)中，這樣不僅豐富了課堂教學(xué)內(nèi)容，還激發(fā)了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，收到了良好的教學(xué)效果。

(4) 層次化網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)法

為了避免單一實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式帶來的各種弊端，我們探索建立了層次化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。根據(jù)總體目標(biāo)將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分解到不同的階段，逐步提高學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜度和難度的不同，遵循循序漸進(jìn)的教學(xué)規(guī)律，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)從整體上分為驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)等四種類型，充分開發(fā)學(xué)生的綜合運(yùn)用能力，逐步培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

3.2 充分運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)手段

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程授課全部安排在多媒體教室和實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，充分運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)手段開展教學(xué)，以直觀生動(dòng)的方式展示復(fù)雜抽象的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)，使學(xué)生們更容易理解和掌握，收到了良好的教學(xué)效果。

(1) 充分運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

制作了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的多媒體課件，對于較為復(fù)雜抽象的內(nèi)容如分組丟失和延遲、數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)、虛電路網(wǎng)絡(luò)、CSMA/CD協(xié)議、DNS等，在教學(xué)過程中利用視頻、Flash 動(dòng)畫、現(xiàn)場演示等多種手段，將文字、圖像、視頻、聲音、動(dòng)畫等完美融和，直觀生動(dòng)地向?qū)W生們傳授教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生們更好地理解和掌握，從而提高了教學(xué)的效果。

(2) 充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，積極探索網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，擴(kuò)展教學(xué)空間。

在所有網(wǎng)絡(luò)課程的授課地點(diǎn)都接入 Internet，隨時(shí)將涉及到的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)通過Internet來進(jìn)行解釋說明，課堂教學(xué)生動(dòng)形象，便于學(xué)生們理解和接受。積極探索網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，搭建網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)，幫助學(xué)生們實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)上在線答疑、互動(dòng)交流、在線學(xué)習(xí)測試等，從而擴(kuò)展了教學(xué)空間。

4 教學(xué)效果

我們探索的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式在實(shí)際教學(xué)過程中收到了良好的效果。在學(xué)生教學(xué)評教中多次取得了優(yōu)秀等級，特別是層次化的實(shí)踐教學(xué)模式受到了同學(xué)們的普遍歡迎。培養(yǎng)了一大批網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用和管理人才，這些學(xué)生在工作中得到了用人單位的認(rèn)可和好評。近年來，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的授課教師還得到了上級教育行政主管部門的表彰，在全省教育系統(tǒng)教學(xué)技能競賽中，有4位教師脫穎而出分別獲得河南省教學(xué)技能競賽一、二等獎(jiǎng)。

5 結(jié)束語

通過改革計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)立體化的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境，綜合運(yùn)用基于案例教學(xué)的“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法、仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)法、基礎(chǔ)理論和IT認(rèn)證相結(jié)合的教學(xué)法和層次化網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)法等多種教學(xué)方法，充分運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)手段，提高了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)質(zhì)量，收到了良好的教學(xué)效果。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，今后將繼續(xù)創(chuàng)新和完善計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)模式，不斷提高教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

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