計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革與實(shí)踐

劉素轉(zhuǎn) 王曉娜 吳衛(wèi)江

摘要：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程是高校計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)必修課之一，而其中的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要教學(xué)部分。文章針對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目偏少、實(shí)驗(yàn)設(shè)備利用率不高等問(wèn)題，提出更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容并借助教學(xué)管理平臺(tái)向?qū)W生提供遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)方式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，提升教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)室建設(shè)；教學(xué)管理平臺(tái)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）32-0116-02

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程是計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)本科生的一門(mén)專(zhuān)業(yè)主干課程，也是進(jìn)一步研究TCP/IP體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的前導(dǎo)課程。其中的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)對(duì)提升學(xué)生的理論認(rèn)知、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力等具有關(guān)鍵作用。近幾年為進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生更能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式方面都進(jìn)行了一些調(diào)整和改革。因此，該課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也應(yīng)隨之進(jìn)行調(diào)整。此外，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ绞菍W(xué)生必須到實(shí)驗(yàn)室才能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這種模式下存在的主要問(wèn)題是時(shí)間沖突問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)設(shè)備利用率不高，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革也是非常必要的。

一、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容需要更新。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程總教學(xué)學(xué)時(shí)共有64學(xué)時(shí)，其中實(shí)驗(yàn)部分有10學(xué)時(shí)?，F(xiàn)有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室于2006建成，基于這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容經(jīng)過(guò)最初幾年的調(diào)整、完善后一直在沿用，教學(xué)效果良好。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排如表1所示。

學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)可以掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)各層的主要協(xié)議及工作機(jī)制、熟悉主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作原理和工作過(guò)程、掌握基本的網(wǎng)絡(luò)分析方法。從表1中可以看出，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。隨著近幾年教學(xué)改革的深入，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式都應(yīng)與時(shí)倶進(jìn)，以適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和廣大學(xué)生的學(xué)習(xí)要求。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)一步更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以及開(kāi)發(fā)綜合性實(shí)驗(yàn)，從而滿(mǎn)足學(xué)有余力學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，激發(fā)和帶動(dòng)更多學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。

2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備利用率不高。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備6套，分為6組，每組可有5名學(xué)生共同完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室開(kāi)設(shè)的主要課程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理10學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)習(xí)32學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)、信息安全10學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)。除此之外，還有信管專(zhuān)業(yè)選修的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用10學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)、計(jì)算機(jī)雙學(xué)位的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理10學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)和研究生課程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)8學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室在沒(méi)有實(shí)驗(yàn)課程安排的其他時(shí)間都是空閑狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備利用率不高。即使實(shí)驗(yàn)室在空閑時(shí)間段是免費(fèi)開(kāi)放的，因?yàn)槿鄙賹?shí)驗(yàn)創(chuàng)新項(xiàng)目，學(xué)生們進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做進(jìn)一步學(xué)習(xí)探究的積極性也不高。

二、網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室更新建設(shè)

學(xué)?，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室于2006年建成，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是H3C Quidway AR28-11系列路由器和Quidway E328交換機(jī)產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)十多年的使用，設(shè)備已顯陳舊，個(gè)別設(shè)備由于出現(xiàn)問(wèn)題不能繼續(xù)使用，這些都對(duì)正常實(shí)驗(yàn)教學(xué)有一定影響。因此，經(jīng)過(guò)調(diào)研，網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室在2016年底完成更新改造。實(shí)驗(yàn)室購(gòu)置了銳捷公司的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其中包括實(shí)驗(yàn)控制管理設(shè)備、交換機(jī)、路由器、拓?fù)溥B接器和安全網(wǎng)關(guān)互聯(lián)設(shè)備。實(shí)驗(yàn)室可同時(shí)容納30人，分為6組進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。

近幾年，計(jì)算機(jī)系學(xué)生人數(shù)明顯增加，由50人左右增加到近120人，但實(shí)驗(yàn)室容量有限，學(xué)生要分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這就需要再安排課外其他時(shí)間完成本次實(shí)驗(yàn)。這種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綄?dǎo)致兩個(gè)問(wèn)題，一是增加了任課教師的工作量，二是學(xué)生和任課老師的時(shí)間都會(huì)出現(xiàn)沖突問(wèn)題，不得不安排在周末或晚上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綄?huì)起到一定的改善作用。

除了設(shè)備的更新，實(shí)驗(yàn)室還安裝了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺(tái)RG-LIMP。RG-LIMP是銳捷網(wǎng)絡(luò)公司開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室綜合管理系統(tǒng)。RG-LIMP特別針對(duì)高校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)提供了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等管理功能。老師通過(guò)RG-LIMP能夠自主安排實(shí)驗(yàn)課程，方便地分發(fā)實(shí)驗(yàn)資料、自動(dòng)分配和控制實(shí)驗(yàn)設(shè)備、同時(shí)可以隨時(shí)在線處理學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。學(xué)生可以在校園內(nèi)任何地方通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)系統(tǒng)，隨時(shí)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、在線提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。

此外，管理員通過(guò)將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)中的“設(shè)置LIMP服務(wù)器遠(yuǎn)程IP”進(jìn)行設(shè)置遠(yuǎn)程IP地址，用戶(hù)即可在校園網(wǎng)內(nèi)隨地、隨時(shí)登錄系統(tǒng)，不僅可以預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，還可以完成基本實(shí)驗(yàn)步驟（用戶(hù)需要在客戶(hù)端安裝Telnet工具，如Putty或SecureCRT），實(shí)現(xiàn)了開(kāi)放式遠(yuǎn)程在線實(shí)驗(yàn)的目的。這樣一方面既能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力；另一方面也提高了實(shí)驗(yàn)室設(shè)備利用率。

三、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法

1.增加實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理知識(shí)的探究在深度和廣度上都有了新的要求。根據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)要求，結(jié)合銳捷實(shí)驗(yàn)室綜合管理平臺(tái)中給定的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，任課教師重新組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析、交換機(jī)及虛擬局域網(wǎng)、路由器及路由協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及網(wǎng)絡(luò)安全、NAT技術(shù)等。一方面增加實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)量，另一方面增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)室綜合管理平臺(tái)中自定義方式發(fā)布到系統(tǒng)中，最終編寫(xiě)成實(shí)驗(yàn)手冊(cè)。

2.發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，加強(qiáng)學(xué)生能力培養(yǎng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目增加后分為三類(lèi)：預(yù)習(xí)項(xiàng)目、必做項(xiàng)目和選做項(xiàng)目。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)室綜合管理平臺(tái)在線預(yù)習(xí)和自學(xué)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，從而消化理解課本知識(shí)。學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)在線提交預(yù)習(xí)報(bào)告，由指導(dǎo)教師評(píng)閱。必做項(xiàng)目是任課教師自定義的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生需要分組完成，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，最后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中提交。綜合性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目作為選做項(xiàng)目，學(xué)有余力的學(xué)生可以選做，指導(dǎo)老師給予適當(dāng)指導(dǎo)。這種實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生能夠真正理解知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

四、結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理實(shí)驗(yàn)是配合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程教學(xué)設(shè)置的，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容建設(shè)和教學(xué)方式改革對(duì)提高教學(xué)效果和質(zhì)量是非常重要的。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不應(yīng)該是一成不變的，必須在教學(xué)使用中不斷完善、更新。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，最終找到解決問(wèn)題的方法。這些都將有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

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