“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)改革與實踐研究

陳寶鋼等

摘 要： 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程理論性強(qiáng)、內(nèi)容抽象、涉及知識面廣，學(xué)習(xí)有一定的難度。為更好地提高計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)質(zhì)量，分析了教學(xué)環(huán)節(jié)和實驗環(huán)節(jié)目前存在的問題，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)管理和師生交流方式等方面提出了相應(yīng)的理論教學(xué)改革方案，并從實驗環(huán)節(jié)上對實驗內(nèi)容、實驗環(huán)境、實驗組織、實驗管理和評價進(jìn)行了改進(jìn)。通過落實課程改革的各項措施，使教學(xué)效果明顯提高。

關(guān)鍵詞： 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)； 理論教學(xué)； 實驗教學(xué)； 教學(xué)改革

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2014）08-50-03

Teaching reform and practice research of "computer network"

Chen Baogang， Liu Yi， Guo Yufeng， Che Yinchao， Zheng Guang

（College of Information and Management Science， Henan Agricultural University， Zhengzhou， Henan 450046， China）

Abstract： The computer network course requires strong theory， broad aspect of knowledge and is abstract. Therefore it is difficult for students to learn this course. To improve the teaching quality of computer networks curriculum， the problems existing in the procedure of teaching and experimental aspects are analyzed respectively based on the current situation and the trend of computer network technology. The corresponding theoretical teaching reform program is proposed from teaching content， teaching methods， teaching management as well as communication ways between students and teachers. Moreover， the optimizations for experiment content， the experiment environment， experiment organization， experiment management and evaluation have been demonstrated in this paper. Through the implementation of various measures in computer networks curriculum， teaching effectiveness has been improved significantly.

Key words： computer network； theoretical teaching； experimental teaching； teaching reform

0 引言

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的一門內(nèi)容不斷發(fā)展的學(xué)科，是計算機(jī)應(yīng)用、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程等計算機(jī)專業(yè)本科生必修的專業(yè)課程之一， 在信息技術(shù)學(xué)科發(fā)展和課程體系建設(shè)中處于重要的地位[1]。社會各行各業(yè)對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)人才的需求日益增加，對從事計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)人員提出了新的要求。由于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)具有實踐性強(qiáng)、理論抽象等特點，傳統(tǒng)的教學(xué)體系無法完全滿足社會的需要和適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展。合理設(shè)置計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)體系，研究理論教學(xué)和實踐教學(xué)的內(nèi)容、方法手段，全面提高教學(xué)效果，是高校必須探討和研究的課題。

1 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中存在的問題

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一門技術(shù)性和實踐性很強(qiáng)的課程。但由于傳統(tǒng)教學(xué)觀念根深蒂固，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)長期以來都沒能改變以教材為中心、以考試為中心、教學(xué)模式落后、實驗教學(xué)內(nèi)容貧乏、教學(xué)內(nèi)容與實際應(yīng)用脫節(jié)等狀況。這種狀況滿足不了科技發(fā)展對大學(xué)生專業(yè)水平和能力素質(zhì)的要求。

1.1 理論教學(xué)

⑴ 教學(xué)內(nèi)容。在當(dāng)今的互聯(lián)網(wǎng)時代，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展日新月異。而計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)內(nèi)容的更新卻跟不上技術(shù)發(fā)展的速度，理論教學(xué)與實際應(yīng)用情況嚴(yán)重脫節(jié)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中常感到內(nèi)容抽象、枯燥，很難將學(xué)到的理論知識與實際應(yīng)用聯(lián)系起來；而教師則感覺在課堂時間內(nèi)要把計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念和原理結(jié)合實際講清楚并不容易。

⑵ 教學(xué)模式。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程包含的知識面廣，綜合性強(qiáng)，需要有一定的計算機(jī)和通信知識為基礎(chǔ)。但目前仍有很多院校的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，以教室和教師為中心，缺乏教與學(xué)的有效互動，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性沒有得到充分調(diào)動，無法建立起計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的思維方式，再加上這門課程自身綜合性強(qiáng)的特點，導(dǎo)致學(xué)生普遍反應(yīng)比較難學(xué)，對課程學(xué)習(xí)缺乏足夠興趣。

1.2 實驗教學(xué)

⑴ 實驗教學(xué)內(nèi)容和條件。目前，不少高校對于理論教學(xué)過程非常重視，而對于實踐環(huán)節(jié)則沒有合適的安排。由于缺乏實驗師資，網(wǎng)絡(luò)實驗環(huán)境簡陋，實驗課時安排偏少等因素，實驗的地位不突出[2]。而在實驗教學(xué)中，教師又往往把教學(xué)內(nèi)容單純化到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的介紹以及配置操作的培訓(xùn)。此外，網(wǎng)絡(luò)實驗環(huán)境和實驗室條件也是當(dāng)前阻礙學(xué)生計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用能力提高的一大瓶頸。

⑵ 實驗教學(xué)組織和管理。在實驗教學(xué)過程中，實驗教學(xué)目標(biāo)不夠明確，內(nèi)容組織和管理隨意性大，不規(guī)范。實驗教師沒有充分了解實驗環(huán)境和合理估計實驗過程中學(xué)生可能出現(xiàn)的問題，沒有起到良好的引導(dǎo)作用，學(xué)生的積極性不高。在實驗過程中，學(xué)生只能熟悉網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置命令，沒能充分分析和理解配置后的實驗結(jié)果。在一些合作性實驗中，由于缺乏良好的管理和引導(dǎo)方式，學(xué)生主動參與性弱，影響了教學(xué)質(zhì)量。

2 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論教學(xué)改革

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論部分的內(nèi)容大多都比較抽象不容易理解。為有效完成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論部分的教學(xué)任務(wù)，提高教學(xué)質(zhì)量，就需要從多方面入手來提升課程的教學(xué)質(zhì)量。

2.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容鼓勵學(xué)生課下主動自學(xué)

電子工業(yè)出版社出版的由謝希仁編著的《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》是很多高校選用的主要教材。該教材結(jié)構(gòu)組織合理，內(nèi)容豐富。然而隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，一本書已經(jīng)不能容納網(wǎng)絡(luò)課程應(yīng)該包含的所有教學(xué)內(nèi)容，需要根據(jù)實際情況進(jìn)行不斷調(diào)整和更新[3]。在上課的過程中需要適當(dāng)加入講授知識點的最新技術(shù)信息和研究狀況，比如適當(dāng)增加物聯(lián)網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等當(dāng)前熱門技術(shù)內(nèi)容。通過經(jīng)常更新和補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容，可以彌補(bǔ)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中理論與實際相矛盾的情況，從而可以保證學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能始終與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展保持同步。同時由于課堂時間有限，還應(yīng)當(dāng)鼓勵學(xué)生在課下閱讀相關(guān)的參考書籍并上網(wǎng)查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料。通過課外閱讀，不僅可以加強(qiáng)學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣，還可以提高學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題的能力[4]。

2.2 通過命令和工具軟件深入理解網(wǎng)絡(luò)理論

很多時候，學(xué)生對于學(xué)到的書本知識難以在實際生活中找到對應(yīng)的應(yīng)用環(huán)境和使用場合。通過介紹網(wǎng)絡(luò)命令的功能、使用方法和作用并鼓勵學(xué)生活學(xué)活用、觸類旁通，可以讓學(xué)生通過命令來初步溝通理論知識和實際應(yīng)用的差距，這對于學(xué)習(xí)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和加強(qiáng)動手能力具有很好的幫助。比如通過IPconfig命令，學(xué)生可以了解具體網(wǎng)絡(luò)中IP地址的配置信息，使用Traceroute命令可以讓學(xué)生了解數(shù)據(jù)包經(jīng)過的始點和終點的路由器信息。

網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中是重點和難點內(nèi)容，也非?？菰锖碗y以理解。目前的很多流行抓包軟件如：Iris、Sniffer、Wireshark等都可以捕捉和分析包的結(jié)構(gòu)[4]。利用這些工具學(xué)生可以看到MAC幀，IP包，TCP報文以及數(shù)據(jù)等內(nèi)容。通過這樣具體形象地分析數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，學(xué)生理解和掌握協(xié)議原理和協(xié)議數(shù)據(jù)單元的格式就容易很多。還可以通過配置和安裝一些軟件工具來加強(qiáng)對于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的理解。如通過配置Foxmail來了解電子郵件的收發(fā)原理，通過配置ServerU服務(wù)器工具來了解FTP協(xié)議的工作原理等等。

2.3 利用案例分析加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)工程能力培養(yǎng)

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是理論、工程與應(yīng)用緊密結(jié)合的課程。因此在教學(xué)內(nèi)容安排上，不僅要重視網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論和工作原理的講授，也要重視網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用問題分析，使理論與實際更好地結(jié)合。在教學(xué)中適當(dāng)選擇一些典型案例進(jìn)行分析、討論和評價，使學(xué)生能夠在掌握理論知識的基礎(chǔ)上提高自己的分析能力并獲得一定的實際應(yīng)用經(jīng)驗，還會激起學(xué)生的求知欲、調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和自覺性，從而提高學(xué)生分析和解決問題的能力。例如，我們在介紹網(wǎng)絡(luò)層的理論時加入具體網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和子網(wǎng)劃分的實例，這樣可使學(xué)生對于網(wǎng)絡(luò)層中IP地址、子網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)域知識點的理解非常清晰和透徹。

2.4 建設(shè)課程交流平臺方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)

為了使學(xué)生能夠盡快地掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的核心理論和技術(shù)，必須為學(xué)生提供便捷有效的溝通交流方式，以方便他們能夠迅速地獲得各種幫助并快速提高自己的知識水平。為此，我們在校園網(wǎng)上搭建了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)平臺。該平臺提供了本課程的教學(xué)大綱、考試大綱、教案、習(xí)題、實驗指導(dǎo)、參考資料以及任課教師資料和聯(lián)系方式等內(nèi)容，并開設(shè)有留言區(qū)和微博，學(xué)生可以在任何時候提出問題，教師會盡快回復(fù)和解答。該網(wǎng)站除了交流和提供教學(xué)資料的功能，我們正準(zhǔn)備把其他教學(xué)活動（包括作業(yè)提交與批改、疑難分析、在線交流、學(xué)習(xí)心得等）轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上。這種網(wǎng)絡(luò)化的輔助教學(xué)方式使得學(xué)生可以在課外自主學(xué)習(xí)并得以提高。

3 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)改革

實驗教學(xué)不只是理論教學(xué)的深化和補(bǔ)充，對于培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，加深對網(wǎng)絡(luò)理論知識的理解與應(yīng)用也起著非常重要的作用[5]。因此，我們在實驗內(nèi)容、實驗環(huán)境、實驗組織、實驗管理和評價等幾個方面進(jìn)行改革，以不斷提高學(xué)生的動手能力和實踐水平。以下給出具體措施。

3.1 調(diào)整和優(yōu)化實驗內(nèi)容

實驗教學(xué)內(nèi)容不應(yīng)僅依附于課程的理論教學(xué)內(nèi)容，它同理論課程一樣為教學(xué)目標(biāo)服務(wù)。驗證性、設(shè)計性和綜合性實驗所占的比例應(yīng)該科學(xué)合理，并需要注意加強(qiáng)實驗內(nèi)容的實用性。

通過明確課程的核心知識內(nèi)容和分析計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識體系，最后選擇包括數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層等重點教學(xué)內(nèi)容來設(shè)計實驗內(nèi)容，安排實驗10個，學(xué)時20個。

3.2 改善網(wǎng)絡(luò)實驗室條件

良好的實驗環(huán)境對學(xué)生能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，是實現(xiàn)培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)人才目標(biāo)的重要保障。目前，部分院校的網(wǎng)絡(luò)課程實驗是在機(jī)房或由簡單的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組建的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行的。這使學(xué)生沒有充分的時間親自動手操作網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，達(dá)不到培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用人才的目標(biāo)。

為了滿足教學(xué)需要，我校組建了兩個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室，購置了四套吉林中軟吉大公司提供的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仿真分析實驗教學(xué)系統(tǒng)，配置100臺實驗用計算機(jī)，40臺華為公司出品多功能路由器、28臺二層交換機(jī)、24臺三層交換機(jī)、10臺防火墻、12個無線AP、若干光纖線路及其他輔助設(shè)備，并有專人負(fù)責(zé)維護(hù)網(wǎng)絡(luò)實驗室的設(shè)備，使網(wǎng)絡(luò)實驗室的環(huán)境初步滿足了我校對于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的基本要求。

3.3 科學(xué)組織實驗過程

在實驗課上，教師應(yīng)首先介紹實驗相關(guān)的理論知識點、實驗?zāi)康?、實驗?nèi)容、實驗重點和操作難點，并對操作過程進(jìn)行展示。再根據(jù)實驗環(huán)境把學(xué)生分成若干實驗小組，以小組為單位，安排學(xué)生進(jìn)行實驗，布置實驗進(jìn)度。

分組主要根據(jù)學(xué)生的主觀意愿，同時也注意學(xué)生之間搭配的合理性，以提高學(xué)生團(tuán)隊的合作能力和組織能力。對于實驗?zāi)芰?qiáng)的學(xué)生，可以指定他們擔(dān)任一些實驗輔導(dǎo)工作，負(fù)責(zé)所在小組的實驗，并協(xié)助教師開展工作。這種變教師指導(dǎo)實驗為學(xué)生協(xié)助指導(dǎo)實驗的教學(xué)方式，可以充分調(diào)動學(xué)生參加實驗教學(xué)的積極性，發(fā)揮學(xué)生的實驗特長，同時也增強(qiáng)了學(xué)生的協(xié)調(diào)能力和合作精神[6]。

3.4 加強(qiáng)實驗管理和評價

實驗之前，先把實驗相關(guān)內(nèi)容交給學(xué)生，讓學(xué)生對這部分內(nèi)容進(jìn)行認(rèn)真的分析，明確實驗?zāi)康暮途唧w步驟；實驗過程中，要求學(xué)生遵守紀(jì)律，認(rèn)真完成任務(wù)，對于遇到困難的學(xué)生，教師要積極引導(dǎo)和幫助，鼓勵學(xué)生主動尋找解決問題的方法；實驗完成后，教師要對實驗結(jié)果進(jìn)行檢查。

實驗結(jié)束后，每個學(xué)生需要提交實驗報告。實驗報告不僅有實驗步驟描述，也要有實驗中出現(xiàn)問題的說明與解決過程，之后由組長做小組總結(jié)，最后由教師作整體評價。評價的內(nèi)容既有實驗內(nèi)容和過程，也可以擴(kuò)展到實驗小組的分工協(xié)作、實驗方案的設(shè)計完成、實驗結(jié)果的分析總結(jié)等方面[7]。通過不斷充實實驗評價的內(nèi)容，使學(xué)生從實驗中不斷學(xué)習(xí)和積累經(jīng)驗，獲得更多的實驗技能。

4 結(jié)束語

通過對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的改革實踐，使該課程能夠集中體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)技術(shù)當(dāng)前發(fā)展的現(xiàn)狀，并與實際應(yīng)用相貼近。在教學(xué)過程中施行這一系列改革措施，使學(xué)生對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論學(xué)習(xí)的積極性有了明顯提高，對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用實踐也有了更深的認(rèn)識。同時理論教學(xué)和實驗教學(xué)的有機(jī)融合使學(xué)生能夠把理論和實際應(yīng)用聯(lián)系起來，有助于培養(yǎng)學(xué)生的操作能力、分析能力和創(chuàng)新能力，為他們將來應(yīng)對工作上的實際問題打下良好的基礎(chǔ)。由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是在不斷發(fā)展創(chuàng)新中，所以教學(xué)改革也不能停止。在以后的教學(xué)中，仍然需要不斷完善和規(guī)范課程教學(xué)體系，豐富和改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容及實驗方式，以期對提高學(xué)生的能力素質(zhì)以及就業(yè)競爭力起到更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊松波，張學(xué)東，王莉等.“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)改革的探索[J].遼寧

科技大學(xué)學(xué)報，2013.6：281-283

[2] 李蓬.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系列課程實踐教學(xué)改革[J].計算機(jī)教育，2010.17：

61-64

[3] 黃敏，劉瓊.“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)改革與教學(xué)互動的研究[J].計算

機(jī)教育，2009.13：41-43

[4] 鄭良斌，何薇.非計算機(jī)專業(yè)“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)改革與實踐[J].

計算機(jī)教育，2005.8：33-34

[5] 王紹強(qiáng).應(yīng)用型本科計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革的研究與實踐[J]. 計算機(jī)教

育，2009.18：16-18

[6] 王春東，張樺，莫秀良.重視實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，深化計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)

改革[J].計算機(jī)教育，2010.9：147-149

[7] 高守平，胡山泉，于芳.省級精品課程計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革與實踐[J].

計算機(jī)教育，2011.4：79-81