構(gòu)建多維計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)的基本原則和有效策略

游海英

（新疆伊犁職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆伊寧 835000）

傳統(tǒng)的教學(xué)方法不能很好地激發(fā)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)知識(shí)學(xué)習(xí)的熱情，更束縛了他們對(duì)知識(shí)的運(yùn)用及創(chuàng)新。因此，急需一種新的教學(xué)方法來解決這個(gè)問題。多維計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)踐教學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。

多維計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)與一維教學(xué)模式相對(duì)，是一種以多媒體設(shè)備為基礎(chǔ)的互動(dòng)式教學(xué)模式，這種教學(xué)模式注重學(xué)生的參與性和實(shí)踐性，鼓勵(lì)其動(dòng)手操作和獨(dú)立思考。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)對(duì)于強(qiáng)化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)效果是十分必要的，一個(gè)良好的教學(xué)系統(tǒng)又是成功教學(xué)的基礎(chǔ)，構(gòu)建多維計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)踐系統(tǒng)應(yīng)遵循以下原則和策略。

1 構(gòu)建多維計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)的原則

1.1 驗(yàn)證性原則

多維計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)，應(yīng)與教材內(nèi)容相協(xié)調(diào)，采用合適的實(shí)踐方法和實(shí)踐內(nèi)容，來驗(yàn)證計(jì)算機(jī)理論知識(shí)，從而使學(xué)生獲得感性認(rèn)知，強(qiáng)化其理解和掌握。

在大多數(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教材中，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)劃分為五層：物理層，數(shù)據(jù)鏈路層，網(wǎng)絡(luò)層，傳輸層和應(yīng)用層。多維計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)踐應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)層次協(xié)議數(shù)據(jù)包的生成，發(fā)送，捕捉和分析并使學(xué)生清晰明了的觀察整個(gè)過程。

多維計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)踐系統(tǒng)應(yīng)能驗(yàn)證五層結(jié)構(gòu)體系中的一些基本協(xié)議：鏈路層的802.3協(xié)議; 網(wǎng)絡(luò)層IP協(xié)議；網(wǎng)絡(luò)層APR協(xié)議;傳世層的TCP和UDP;應(yīng)用層的HTTP,FTP,POP,SMTP等。也可以驗(yàn)證一些復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，如：OSPF協(xié)議，路由RIP協(xié)議和ARP地址欺騙等。

驗(yàn)證性實(shí)踐教學(xué)，可以使學(xué)生更加容易理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)各個(gè)層次的工作原理，各層次數(shù)據(jù)包發(fā)送和接收時(shí)各字段設(shè)置及變化。比如TCP的三次握手協(xié)議，實(shí)踐能夠讓學(xué)生清晰，明確地了解和感受TCP在建立三次握手連接的過程中，序號(hào)，ACK，SYN和確認(rèn)號(hào)等字段的設(shè)置：標(biāo)識(shí)位置不同是三次報(bào)文的重要區(qū)別，第一個(gè)報(bào)文，SYN位置1；第二個(gè)報(bào)文，SYN位置1，ACK位置1；第三個(gè)報(bào)文，ACK位置1.再比如一個(gè)IP協(xié)議，通過設(shè)置數(shù)據(jù)包中幾個(gè)重要字段，如總長度，標(biāo)示，標(biāo)識(shí)，片偏移，源地址，目的地址等，觀察其在發(fā)送前，發(fā)送中及接收時(shí)的變化。

驗(yàn)證性的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)可以化抽象理論為具體感官認(rèn)知，從而強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握，激發(fā)其更大的學(xué)習(xí)信心和熱情，促使其進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探索。

1.2 配置性原則

通過讓學(xué)生對(duì)路由器和交換機(jī)進(jìn)行反復(fù)操作而掌握其基本配置，進(jìn)而掌握網(wǎng)絡(luò)管理基本功能。

進(jìn)行多維計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)踐，可以采購一定數(shù)量不同類型的路由器和交換機(jī)供學(xué)生使用。使學(xué)生近距離地觀察，認(rèn)識(shí)，熟悉設(shè)備并在設(shè)備上完成基本的配置操作。強(qiáng)化其動(dòng)手能力和專業(yè)技能。

關(guān)于路由器，學(xué)生應(yīng)完成其OSPE路由協(xié)議，RIP路由協(xié)議，靜態(tài)路由，基本配置等。關(guān)于交換機(jī)，學(xué)生應(yīng)完成單交換機(jī)VLAN劃分，跨交換機(jī)VLAN劃分，恢復(fù)交換機(jī)出廠配置等。

通過配置性教學(xué)實(shí)踐，使學(xué)生加深對(duì)教材中重點(diǎn)概念的理解，并將理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐，將抽象轉(zhuǎn)化為具體，強(qiáng)化操作能力，為工作實(shí)踐積累經(jīng)驗(yàn)。

1.3 設(shè)計(jì)性原則

學(xué)以致用，學(xué)習(xí)知識(shí)的目的是要運(yùn)用知識(shí)解決問題，而設(shè)計(jì)性恰恰是要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)自行設(shè)計(jì)方法，解決一些問題。正是因?yàn)槠錄]有或很少有參考標(biāo)準(zhǔn)或方法，所以常常較難，可能是一些綜合性，復(fù)雜性，創(chuàng)新性的問題。這就深刻地考察了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，掌握，在學(xué)生自行設(shè)計(jì)方法解決問題的過程中，自身會(huì)強(qiáng)化獨(dú)立知識(shí)模塊的串并聯(lián)及融會(huì)貫通，這對(duì)強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)效果是非常有利的。

通過前面的驗(yàn)證性教學(xué)實(shí)踐和配置性教學(xué)實(shí)踐，已強(qiáng)化了學(xué)生的基礎(chǔ)，從未為學(xué)生解決綜合性問題作了良好的鋪墊。

在設(shè)計(jì)性教學(xué)實(shí)踐過程中，可以運(yùn)用模擬軟件來增加學(xué)生練習(xí)的機(jī)會(huì)，強(qiáng)化其學(xué)習(xí)效果。通過模擬軟件讓學(xué)生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的配置，鍛煉學(xué)生網(wǎng)絡(luò)故障排查能力。網(wǎng)絡(luò)軟件提供強(qiáng)大的軟件模擬設(shè)備，比如交換機(jī)，路由器，線纜，無線設(shè)備，集線器，服務(wù)器及各種網(wǎng)絡(luò)中斷設(shè)備。進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)模擬時(shí)，用戶可根據(jù)需要選擇網(wǎng)絡(luò)模擬設(shè)備，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)建網(wǎng)絡(luò)。在此基礎(chǔ)上輸入配備命令，就可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)證，并檢查構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)和配備的命令是否正確。

1.4 創(chuàng)新性原則

進(jìn)行創(chuàng)新性計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，可以采用目前比較主流和成熟的模擬軟件-------NS(Network Simulator)NS是一個(gè)涉及網(wǎng)絡(luò)各方面的優(yōu)秀的模擬軟件，具有開源，免費(fèi)，易于擴(kuò)展的特性?？梢圆捎肗S開發(fā)和完善網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證和性能測試。

可以用NS完成諸多實(shí)驗(yàn)，比如測量的分析UDP數(shù)據(jù)流端到端的抖動(dòng)率，吞吐量；測量應(yīng)用程序的吞吐量；無限網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸及效果分析；TCP的擁塞控制機(jī)制等。而這些實(shí)驗(yàn)恰恰是測量的分析所學(xué)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)，設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

1.5 實(shí)用性原則

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅速，網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品更新迅速。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)踐中，應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能和綜合素養(yǎng)，注重選取內(nèi)容的實(shí)用性，摒棄過時(shí)的，在實(shí)際生活和工作中較少運(yùn)用到的知識(shí)，增加目前流行的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的教學(xué)。教師要緊跟網(wǎng)絡(luò)的腳步，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)與實(shí)際生活相符。合理教學(xué)，使學(xué)生學(xué)到實(shí)用的真本領(lǐng)，使其盡快適應(yīng)工作要求，以就業(yè)為導(dǎo)向，以學(xué)生為主體。

1.6 選擇性原則

根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)熱情，可將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)分為必修部分和選修部分。必修部分以基礎(chǔ)性實(shí)踐活動(dòng)為主，輔以綜合性實(shí)踐，旨在強(qiáng)化學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，在此基礎(chǔ)上強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手操作能力和綜合分析問題能力。選修主要針對(duì)學(xué)有余力和熱情較高的學(xué)生，通過教師和學(xué)生的共同努力，提高其綜合分析問題及創(chuàng)新性解決問題的能力。

2 構(gòu)建多維計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)的有效策略

2.1 課堂演示

相對(duì)于其他課程而言，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)稍顯枯燥，僅靠講授或者PPT動(dòng)畫演示其各個(gè)層次的協(xié)議和工作原理，很難達(dá)到較好的教學(xué)效果。對(duì)此，教師可以結(jié)合相應(yīng)的課堂演示實(shí)踐來強(qiáng)化教學(xué)效果。可以在課堂上講授仿真軟件和實(shí)驗(yàn)軟件的使用，不僅讓同學(xué)們在實(shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)變化過程中強(qiáng)化對(duì)原理和概念的理解，同時(shí)學(xué)會(huì)對(duì)兩款實(shí)用軟件的運(yùn)用，一舉兩得。

2.2 主動(dòng)參與

在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，都是教師在講課，學(xué)生被動(dòng)接受。教師也可以讓學(xué)生成為課堂的主角，由教師將實(shí)踐內(nèi)容設(shè)置成若干主題，由同學(xué)分組進(jìn)行討論并實(shí)驗(yàn)，然后由學(xué)生代表上臺(tái)闡述討論及解決問題的方案，最后由教師進(jìn)行指導(dǎo)和點(diǎn)評(píng)。通過這種方式讓學(xué)生積極地參與到課題中來，鼓勵(lì)其積極思考，探索解決問題的方法。

2.3 實(shí)驗(yàn)課程

實(shí)驗(yàn)課程旨在讓學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)踐，通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步理解和驗(yàn)證所學(xué)的知識(shí)，強(qiáng)化對(duì)知識(shí)的感受，思考和運(yùn)用。實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)時(shí)一般為總學(xué)時(shí)的四分之一或者三分之一即可。在多維計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)課程可以安排驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和配置性實(shí)驗(yàn)。

2.4 課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)也是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)中較為重要的一環(huán)，進(jìn)行課程設(shè)計(jì)需要學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中所學(xué)的知識(shí)全面的掌握并融會(huì)貫通，能夠較好的檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程掌握程度。一般而言，課程設(shè)計(jì)的時(shí)間為一周左右，其內(nèi)容為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

2.5 科研活動(dòng)

通過科研活動(dòng)，學(xué)生的實(shí)踐能力，創(chuàng)新能力，獨(dú)立思考和獨(dú)立解決問題的能力都能得到較好的鍛煉和提高。對(duì)于對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程特別感興趣或者學(xué)有余力的同學(xué)，可以鼓勵(lì)其參加一些不同形式的科研活動(dòng)并對(duì)其進(jìn)行指導(dǎo)。使其在活動(dòng)中強(qiáng)化對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解及運(yùn)用，并探索更深層次的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)。

2.6 畢業(yè)設(shè)計(jì)

對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，當(dāng)其進(jìn)入到畢業(yè)設(shè)計(jì)這個(gè)階段，已經(jīng)學(xué)完了網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，無線網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)安全等一系列計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程。其進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的空間也因豐富的理論知識(shí)得到了擴(kuò)大。對(duì)于畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生可以選擇自己感興趣的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)方面的課題，在老師的指導(dǎo)下完成。畢業(yè)設(shè)計(jì)，是學(xué)生對(duì)自己所學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)的綜合運(yùn)用，是在校期間提升自己專業(yè)技能最強(qiáng)有力的活動(dòng)之一。

2.7 綜合評(píng)價(jià)

成績以學(xué)生理論考試成績和實(shí)驗(yàn)成績加權(quán)后綜合評(píng)定。學(xué)生每一次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的表現(xiàn)都要客觀評(píng)價(jià)并打分，登記。在實(shí)驗(yàn)中打分標(biāo)準(zhǔn)主要為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度，動(dòng)手操作能力，解決問題的方法。將學(xué)生各次實(shí)驗(yàn)分?jǐn)?shù)進(jìn)行平均，在和理論成績加權(quán)，即為最終成績。

3 結(jié)束語

隨著信息化的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益普及，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用的年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)成了我們生活和工作的一種工具，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程也成了各高校的必修課之一。然而傳統(tǒng)的一維教學(xué)模式并不能很好的將這門理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的科學(xué)教授給學(xué)生。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐是計(jì)算機(jī)課程中十分重要的組成部分，因此構(gòu)建多維計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)，指導(dǎo)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)知識(shí)的實(shí)際操作與運(yùn)用，具有十分重要的意義。一個(gè)良好的教學(xué)系統(tǒng)必定給計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐教學(xué)奠定良好的基礎(chǔ)。

[1] 孫澤宇,楊濤.高等院校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)理念的研究[J]. 雞西大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(04)

[2] 宋星月,杜永清.網(wǎng)絡(luò)安全一體化教學(xué)探討[J]. 電子商務(wù). 2010(12)