“卓越工程師”背景下《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革與實(shí)踐

尹向東 張新林

（湖南科技學(xué)院計(jì)算機(jī)與通信工程系，湖南 永州 425100）

1 引言

“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（以下簡(jiǎn)稱“卓越計(jì)劃”）是貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010－2020年)》和《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010－2020年)》的重大改革項(xiàng)目[1]。為適應(yīng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)本科IT專業(yè)人才培養(yǎng)的新要求，在本次經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)升級(jí)過(guò)程中，“卓越計(jì)劃”的出現(xiàn)給正在進(jìn)行本科IT專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革的地方本科院校指明了方向，對(duì)高校開(kāi)展更深層次、更緊密的教學(xué)改革提供了一個(gè)政策環(huán)境支持，實(shí)施這項(xiàng)計(jì)劃對(duì)以培養(yǎng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)的地方性本科院校是一次新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。實(shí)際上，培養(yǎng)“應(yīng)用型人才”在很多高校的IT類人才培養(yǎng)方案中都已經(jīng)實(shí)施多年，但到目前為止，大多數(shù)的教學(xué)改革層次比較淺，效果不是很明顯。

《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》作為IT各專業(yè)必修的技術(shù)基礎(chǔ)課之一，在當(dāng)前“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的背景下，面臨著重大改革。傳統(tǒng)的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程教學(xué)注重理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，在一些高校還開(kāi)設(shè)了專門(mén)的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理》課程，誠(chéng)然，對(duì)于985高校的學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們很多將來(lái)會(huì)從事科研和理論研究，學(xué)習(xí)一些高深的網(wǎng)絡(luò)理論知識(shí)為今后的發(fā)展可以打下好的基礎(chǔ)。但是對(duì)于一般地方性本科院校的學(xué)生來(lái)說(shuō)，大量理論知識(shí)讓他們叫苦不迭，望而卻步，即使同學(xué)們掌握了大量的理論，卻在實(shí)際的工作中動(dòng)手能力很差，如何在進(jìn)行基礎(chǔ)理論教學(xué)的同時(shí)，就能體現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求，成為擺在高校教學(xué)工作者面前的一個(gè)緊迫課題。因此，探索一條科學(xué)的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實(shí)驗(yàn)課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段的改革之路就顯得十分必要。下面，筆者將結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐，就如何構(gòu)建“卓越工程師”背景下的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革進(jìn)行一些探討。

2 教學(xué)模式的改革

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以教師為主、學(xué)生為輔的單一傳輸方式[2]，常是老師先簡(jiǎn)介實(shí)驗(yàn)原理，把實(shí)驗(yàn)先示范一次，然后學(xué)生依葫蘆畫(huà)瓢照做一遍，這樣限制了學(xué)生的自主性和創(chuàng)造性，不能充分調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)積極性；而互動(dòng)的教學(xué)方式則要以學(xué)生為主，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開(kāi)發(fā)他們的創(chuàng)造能力和團(tuán)隊(duì)寫(xiě)作能力，讓他們自己去鉆研的教學(xué)目標(biāo)替代傳統(tǒng)的說(shuō)教傳授方式。

首先，要拓展課堂形式，實(shí)驗(yàn)課程不再僅僅局限在實(shí)驗(yàn)室，要將學(xué)校網(wǎng)絡(luò)中心、校園網(wǎng)、學(xué)生宿舍都作為傳統(tǒng)課堂的延伸，通過(guò)加入實(shí)物教學(xué)和現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)形式，讓學(xué)生親身體會(huì)。例如，在講解局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)的時(shí)候，除了將學(xué)生帶到實(shí)驗(yàn)室中，向他們展示交換機(jī)、路由器等各種網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)設(shè)備，還組織學(xué)生去學(xué)校網(wǎng)絡(luò)中心現(xiàn)場(chǎng)結(jié)合實(shí)際網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行參觀和講解，進(jìn)一步給學(xué)生布置作業(yè)，讓他們自由組合組成團(tuán)隊(duì)自己來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)校園網(wǎng)，這種形式受到了學(xué)生的極大歡迎。

其次，嘗試通過(guò)討論式、啟發(fā)式、角色變換以及課內(nèi)外結(jié)合式和理論聯(lián)系實(shí)際等多種方法來(lái)激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)參與意識(shí)。例如，在教學(xué)中采用角色變換教學(xué)，由教師有目的的選擇幾個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主題，讓學(xué)生相互合作，通過(guò)分組討論、查找參考資料、自學(xué)教材等方式來(lái)進(jìn)行自學(xué)，要求各組學(xué)生將各自研究的結(jié)果自制成電子演講稿，輪流擔(dān)任組長(zhǎng)，由組長(zhǎng)在課堂上向大家講述,小組其他成員進(jìn)行補(bǔ)充，然后全班一起討論、分析和評(píng)價(jià),比較各自方案，這樣使每個(gè)學(xué)生都有興趣積極參與,活躍課堂氣氛，這種方式對(duì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能和培養(yǎng)他們的自學(xué)能力和表達(dá)能力具有明顯的效果，學(xué)生在感受這種教學(xué)方式帶來(lái)挑戰(zhàn)的同時(shí)也體驗(yàn)到了成就感，大大提高了他們的學(xué)習(xí)興趣。

第三，充分利用實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放，將學(xué)生的課外學(xué)習(xí)作為整個(gè)教學(xué)過(guò)程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，將其納入教學(xué)計(jì)劃中。學(xué)生的課外學(xué)習(xí)任務(wù)不再是簡(jiǎn)單地做幾道習(xí)題，而是布置一些學(xué)生可以自由完成的任務(wù)，通過(guò)調(diào)查市場(chǎng)、資料查找、方案制作等模式，課外學(xué)習(xí)成了課內(nèi)教學(xué)的有機(jī)補(bǔ)充和擴(kuò)展。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革

高等學(xué)校要培養(yǎng)能夠適合當(dāng)前市場(chǎng)和企業(yè)需求的合格人才，使他們成為能為社會(huì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)的“卓越工程師”，就必須從基礎(chǔ)的教學(xué)工作開(kāi)始，而隨著IT技術(shù)的不斷發(fā)展，教學(xué)內(nèi)容如果一成不變，顯然無(wú)法適應(yīng)變化的市場(chǎng)需求。因此教學(xué)內(nèi)容必須不斷更新和改革，現(xiàn)在新的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)層出不窮，可以說(shuō)是日新月異，《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容更是亟需更新。

3.1 增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)基本是圍繞計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理展開(kāi)，以協(xié)議驗(yàn)證為主。根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，由高傳善、毛迪林編寫(xiě)的，高等教育出版社出版的《數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)指南》在高校使用較為廣泛[3]，其中總共編寫(xiě)了九個(gè)實(shí)驗(yàn)，分別是：實(shí)驗(yàn)一，數(shù)據(jù)鏈路層的幀封裝協(xié)議, 即幀同步；實(shí)驗(yàn)二，數(shù)據(jù)鏈路層的滑動(dòng)窗口協(xié)議；實(shí)驗(yàn)三，局域網(wǎng)模擬：模擬CSMA／CD；實(shí)驗(yàn)四，模擬網(wǎng)絡(luò)層路由算法；實(shí)驗(yàn)五，主機(jī)IP配置；實(shí)驗(yàn)六，WinSock編程-擁有自己的網(wǎng)絡(luò)聊天程序；實(shí)驗(yàn)七，支持內(nèi)容過(guò)濾的HTTP代理；實(shí)驗(yàn)八，模擬FTP的客戶端；實(shí)驗(yàn)九，Internet/Intranet Web編程實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)基本上是關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，綜合性與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少。

通過(guò)對(duì)就業(yè)市場(chǎng)的分析，結(jié)合同學(xué)們感興趣的方向，我們對(duì)高教版計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分別為：實(shí)驗(yàn)一，雙絞線與常用網(wǎng)絡(luò)工具的使用；實(shí)驗(yàn)二，對(duì)等網(wǎng)實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)三，常用網(wǎng)絡(luò)命令分析與使用；實(shí)驗(yàn)四，IP地址及子網(wǎng)劃分設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)五，Windows 2003 Server綜合實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)六，Sniffer網(wǎng)絡(luò)協(xié)議監(jiān)控實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)七，交換機(jī)配置；實(shí)驗(yàn)八，路由器配置；實(shí)驗(yàn)九，校園網(wǎng)設(shè)計(jì)。其中實(shí)驗(yàn)一、三為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)二、四、七、八、九為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)五、六為綜合性實(shí)驗(yàn)。綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課時(shí)數(shù)的比例超過(guò)了80%。

這些綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)出，課時(shí)數(shù)在4-8個(gè)左右，一部分在課堂內(nèi)完成，另一部分則是要求學(xué)生課外完成。這些實(shí)驗(yàn)基本上都要求學(xué)生分組進(jìn)行，有助于提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作的能力，提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，提高他們分析問(wèn)題、處理問(wèn)題的能力。

3.2 更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上，我們對(duì)那些學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)施、理解比較困難的協(xié)議驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，改為有實(shí)物、操作性強(qiáng)、學(xué)生較為容易理解的內(nèi)容。

首先，在底層協(xié)議方面，如果脫離實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)和集線器，學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)還沒(méi)有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，直接講網(wǎng)絡(luò)協(xié)議他們是難以理解的。因此我們開(kāi)設(shè)了“雙絞線與常用網(wǎng)絡(luò)工具的使用”的實(shí)驗(yàn)，給每個(gè)學(xué)生發(fā)1-2個(gè)水晶頭，教他們做一根雙絞線，然后要求用測(cè)線儀進(jìn)行測(cè)試，成功的就可以將網(wǎng)線帶回寢室自己使用。這樣一來(lái)，學(xué)生們很快就對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了濃厚興趣，通過(guò)每根線的實(shí)際操作，課堂上講解的物理層協(xié)議就很容易理解了。

其次，在中間層方面，我們開(kāi)設(shè)了“對(duì)等網(wǎng)設(shè)計(jì)”等實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)室里面只是簡(jiǎn)單交給學(xué)生基本配置的方法，然后要求他們按照各自寢室分組，每個(gè)寢室進(jìn)行“紅心大戰(zhàn)”游戲。由于“紅心大戰(zhàn)”游戲需要局域網(wǎng)環(huán)境，同學(xué)們將各自寢室內(nèi)部的電腦用實(shí)驗(yàn)一做好的網(wǎng)線連接起來(lái)，做好配置后測(cè)試是否能夠正常開(kāi)始游戲。這樣寓教于樂(lè)，同學(xué)們對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的興趣進(jìn)一步增強(qiáng)。

第三，對(duì)于高層協(xié)議，我們?cè)O(shè)計(jì)了“校園網(wǎng)設(shè)計(jì)”等實(shí)驗(yàn)，完全利用實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放，讓學(xué)生在課外進(jìn)行。首先在課堂上布置課外實(shí)驗(yàn)要求，3-4名學(xué)生作為一個(gè)小組，成立自己的網(wǎng)絡(luò)公司，在校園網(wǎng)中注冊(cè)自己公司的郵箱；然后老師模擬某一學(xué)校發(fā)布校園網(wǎng)招標(biāo)書(shū)，提出校園網(wǎng)硬件設(shè)施建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的要求，讓各個(gè)小組提交各自的《**公司校園網(wǎng)建設(shè)方案》；最后模擬進(jìn)行招標(biāo)，讓每個(gè)小組各抒己見(jiàn)，老師現(xiàn)場(chǎng)打分，分?jǐn)?shù)作為本次作業(yè)的成績(jī)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)在局域網(wǎng)知識(shí)講解完后就布置給學(xué)生，到期末的時(shí)候再提交，給學(xué)生們的時(shí)間有將近2個(gè)月，學(xué)生們對(duì)此的積極性非常高，他們會(huì)主動(dòng)地去跑IT市場(chǎng)了解市場(chǎng)信息，在網(wǎng)上查閱資料，完成了很多優(yōu)秀的方案，這些經(jīng)驗(yàn)相信對(duì)他們今后真正進(jìn)入市場(chǎng)后會(huì)產(chǎn)生積極的影響。

4 實(shí)驗(yàn)考核方式的改革

我們將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)作為一門(mén)獨(dú)立課程，有0.5個(gè)學(xué)分。期末考試的時(shí)候作為一門(mén)單獨(dú)的課程，成績(jī)列入總分排名，與學(xué)生評(píng)獎(jiǎng)評(píng)優(yōu)聯(lián)系起來(lái)，這樣大大提高了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程重視的程度。但是作為實(shí)踐課程，不能像傳統(tǒng)理論考試那樣主要依靠期末考試來(lái)決定課程成績(jī)，必須要進(jìn)行考核方式的改革。

我們改變了理論課程期末考試成績(jī)占絕大比例的傳統(tǒng)，在《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實(shí)驗(yàn)課程中期末考試成績(jī)只占30%，而平時(shí)成績(jī)占70%，平時(shí)成績(jī)按照實(shí)驗(yàn)課程出勤率、實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生完成情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)來(lái)綜合評(píng)定。這樣課程成績(jī)主要依靠整個(gè)學(xué)期的表現(xiàn)來(lái)得到，學(xué)生就會(huì)由始至終重視學(xué)習(xí)。

5 總結(jié)

在當(dāng)前技術(shù)更新飛速，社會(huì)對(duì)IT類應(yīng)屆畢業(yè)生的要求越來(lái)越高，如何培養(yǎng)能迅速適應(yīng)市場(chǎng)需求、適應(yīng)企業(yè)崗位要求的“卓越工程師”，是每個(gè)高校教育工作者必須要面對(duì)的問(wèn)題，本文僅僅是從《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》實(shí)驗(yàn)課程一方面進(jìn)行改革和實(shí)踐，為學(xué)生今后成為“卓越工程師”打下扎實(shí)的網(wǎng)絡(luò)方面的基礎(chǔ)。希望能夠藉此拋磚引玉，將經(jīng)驗(yàn)輻射到IT類本科專業(yè)的其他課程中去。

[1]劉鵬輝.“卓越工程師”培養(yǎng)模式的研究[J]. 現(xiàn)代教育科學(xué).2012(1):172-175.

[2]陳華.《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》課程的更新與改革[J].化工職業(yè)技術(shù)教育.2009(3):13-16.

[3]高傳善，毛迪林.數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)指南[M].北京:高等教育出版社，2010.