基于培養工程應用型人才的“計算機網絡”課程教學改革

摘要：本文通過分析“計算機網絡”課程的特點，結合實際教學經驗，提出從教學內容、教學手段、實驗教學等多方面改善教學質量和效果。實踐表明，改革措施有利于培養高級工程應用型人才。

關鍵詞：計算機網絡；教學改革；應用型人才

中圖分類號：G642文獻標識碼：B

1“計算機網絡”課程的主要特點

(1) 內容廣泛，教與學難度大

“計算機網絡”課程是計算機類專業的一門專業課程，更是計算機網絡專業的核心課程，包括數據通信技術基礎知識、網絡體系結構、局域網、廣域網、網絡設備、網絡安全等。其內容廣泛且大部分非常抽象，學生學起來較枯燥、難以理解。

(2) 實踐、應用性強

“計算機網絡”課程包含許多實踐性的內容，如路由器、交換機等網絡設備的配置、局域網絡的組建、應用服務器的搭建等，光靠課堂上講是不可能使學生理解和掌握的，必須進行實踐訓練。

(3) 時效性強，更新快

通信技術以及計算機技術的迅猛發展使得計算機網絡技術也不斷推陳出新，這就要求我們必須及時更新教學內容才能跟上時代的步伐。

而在“計算機網絡”課程的教學中存在著教學內容與現實脫離、教學模式不適應課程特點、實驗教學環節薄弱等方面的問題，不能滿足社會對學生所學知識的要求。因此，對“計算機網絡”課程教學的改革勢在必行。

2教學改革

(1) 教學內容的改革

“計算機網絡”是一門公認的較難教授的課程，全國大多數院校本科計算機網絡課程教學大綱要求學生掌握網絡通信基本原理，主要討論計算機網絡OSI/RM七層體系結構和TCP/IP體系結構。課程內容主要包括計算機網絡基本概念、網絡體系結構，然后按照網絡體系結構分別闡述物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層和應用層的基本原理和協議。學生學后難以理解，不少學生可能感覺到學過與沒學一個樣，并無實際作用。

為了培養高級工程應用型人才，計算機網絡的教學應緊緊圍繞著網絡建設、應用和管理這一主線進行，突出實用性、先進性，可將教學內容分為計算機網絡基礎知識、局域網技術、網絡設備與互聯、網絡安全、網絡應用與管理等五部分內容。

在計算機網絡基礎知識中，主要介紹網絡的概念、分類、數據通信技術和網絡體系結構。在介紹體系結構時，簡化OSI參考模型的內容，擴充事實標準TCP/IP的內容，將OSI參考模型與TCP/IP參考模型二者相結合；在介紹網絡協議的原理與作用時，注重幾個常用協議，不用的完全可以不講或少講；但象IP地址規劃、配置，則應作為一個重點。也就是說，內容應新，要減少那些淘汰了的內容。

在局域網技術中，應重點介紹局域網的組成和常用的局域網，如交換式以太網技術和虛擬局域網技術，而令牌網、10BASE2、10BASE5以太網等，則可以簡化其內容。

在網絡設備與互聯中，則應以交換機、路由器設備為主，介紹廣域網接入技術。象網橋、集線器等網絡設備，僅介紹其基本概念即可；而交換機、路由器，除掌握其概念、原理，還應要求學生學會其基本配置；廣域網接入技術中，應簡化目前已經基本淘汰的如X.25、幀中繼技術等部分內容，增加了已經走向人們身邊的接入技術，如作為TCP/IP網絡骨架的路由器技術。

在網絡安全中，應重點介紹常見的網絡安全技術，引進新的技術充實教學內容。除Windows安全中心(包括注冊表的入侵與防范、Windows防火墻技術等)外，還可增加NAT、ACL、防火墻等內容。

網絡應用與管理中，需重點介紹網絡系統與服務等，應演示常用的網絡命令、建立常用的服務器、配置代理服務器等。

(2) 教學方法和手段的改革

在教學過程中，應充分發揮教師的主導作用和學生的主體作用，激發學生的興趣，推行“互動式”、“啟發式”、“案例教學”等各種有利于學生創新能力培養的教學方法。

① 激發學習興趣

學生在學習活動中，興趣是最好的老師，在教學中應設法激發學生的學習興趣，把“教師要求學生學”改變為“學生主動要求學”。比如學生普遍有一定的計算機操作能力，能熟練地上網，對網絡有興趣，則第一次上課就可以首先介紹計算機網絡的重要性和在現實生活中的具體應用，還可以讓學生發言，談談自己使用網絡的情況，并互相交流。這樣，學生對網絡的宏觀有個輪廓印象，明白了網絡的實用性，增加了學習的興趣和動力。

② 互動式、啟發式教學

采用互動式、啟發式教學，引導學生進行思考。在每一章的開始，可以先提出通信過程中的問題，然后啟發學生“如何解決這些問題？”如，在講分層體系結構時，先提出問題“如何實現兩臺主機之間點對點的通信？”。為實現這一目的，需要通信雙方在物理傳輸媒體、接口、信號編碼、調制方式、通信速率等物理指標上遵循統一約定，這就是物理層標準的目的；而物理層不能保證可靠傳輸，可能出現誤碼而且無法實現流量控制、連接控制等功能，所以要在點對點線路上實現可靠通信，還需要借助于數據鏈路層協議；在數據鏈路層和物理層協議的控制下雖可實現點對點可靠通信，但實際網絡不可能在任何兩臺主機之間存在點對點線路，所以采用了以路由器為核心的網狀結構，由路由器對數據報進行逐級轉發，這就是網絡層協議，……。由此逐步啟發學生掌握分層的體系結構思想。

③ 案例教學

采用案例教學，鼓勵有實際經驗的教師將網絡工程案例引入課堂教學。工科院校的學生應該重在能力的培養，注重的是理論聯系實際。通過案例教學，學生可以學習到設備選型、組網規劃、網絡技術應用等網絡方案設計的方法和策略，學習如何使用最合理可行的解決方案實現客戶需求。另外，組網案例具有可復制性，比如中小型企業網絡組建和規劃案例在大部分企業中都是適用的。

④ 教學手段的多樣化

在教學方法改革的同時還應充分利用多媒體教學、網絡課堂等現代化教學手段。由于計算機網絡課程中專業術語抽象，概念多，不易理解，靜態的文字課件往往很難描述清楚，因此采用多媒體教學的手段在課件中大量引入動畫、動態視頻、聲音等多種形式，使抽象的信息形象化，可幫助學生理解、加深印象、引起興趣。如網絡體系結構中每一層協議數據單元及其封裝過程都是十分抽象的，可以采用圖形與動畫方式，把每一層封裝的過程演示出來，既生動形象又易于理解和掌握。此外，還可以充分利用校園網絡資源，建立網絡課堂，提供課件、授課錄像以及試題庫，使課堂教學得以延伸，方便學生課外學習。

(3) 實驗教學的改革

“計算機網絡”是一門工程應用特征非常明顯的課程。工科院校在進行課程改革時，應該以提高學生工程應用能力為目的，以市場為導向，形成一個較為完整、系統的實驗教學體系。

① 規范實驗室建設

為了保障計算機網絡課程實驗教學的正常進行，組建一個計算機網絡的專業實驗室是必要的。這個實驗室應包含多種設備：二層交換機、三層交換機、路由器、防火墻

等，其網絡拓撲結構應該能夠靈活組合，并且可以進行多區域分布實驗。實驗室的建立，可以是對現有實驗室進行改造，添加一些專業的網絡設備，也可以聘請專業的公司建立如Cisco網絡實驗室、銳捷網絡實驗室等等。

② 改革實驗內容

計算機網絡實驗內容的選擇是整個實驗教學設計最重要的一環，也是當前實驗教學改革的重點和突破口。因此在設計實驗內容的時候，既要涵蓋教材中主要的知識點，又要兼顧對學生動手能力和創新意識的培養，而且所設計的實驗內容還應該具備實用性和可操作性。因此，計算機網絡課程實驗可以分以下幾個層次進行：驗證性實驗、綜合性實驗和設計性實驗。

#61548;驗證性實驗，主要用于驗證網絡的各種協議，讓學生更形象地理解理論知識。主要實驗包括以太網幀的構成、IP地址分類與數據包組成、IP地址轉換協議、ICMP和UDP數據報的傳送、TCP數據通信、HTTP協議、TELNET、SNMP及其他。

#61548;綜合性實驗，目的是為了讓學生更好地應用網絡知識，提高實踐能力。主要實驗包括熟悉網卡、網線、集線器、交換機、路由器等硬件設備，以及網絡工具、并制作雙絞線；學會交換機、路由器的安裝、配置，組建局域網，配置虛擬局域網，進行安全性設置；學習Internet的接入和使用，配置WEB、FTP、DNS、DHCP等服務器。

#61548;設計性實驗，目的是讓學生進一步掌握UDP及TCP協議的工作原理，掌握SOCKET編程的基本方法，實現網絡數據傳輸。主要實驗是用SOCKET套接字進行網絡程序設計。

③ 工程化訓練以及專業資格認證

建立實訓基地，加強企業合作，組織成績優良的學生到合作企業中參加網絡工程實施工作，以工程的方式鍛煉學生應用能力；此外還可以組織學生參加實驗室、辦公室網絡、宿舍局域網等基礎網絡組建，通過工程化訓練培養學生從事網絡工程實施的能力。

同時，鼓勵學生參加專業資格認證考試，如Cisco公司的CCNA、CCNP，華為3com公司的HCNE、HCSE，銳捷的RCNA、RCNP等。通過取得專業資格認證來提高學生就業競爭力。

3教學效果與總結

幾年的教學實踐證明，新的教學方案端正了學生的學習態度、提高了他們的學習積極性和主動性，也充分訓練了他們解決實際問題的能力。隨著計算機網絡技術的飛速發展，社會對學生能力的要求在不斷的變化，我們還需進一步努力探索，以使計算機網絡的教學水平不斷進步、提高。

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Teaching Reform Based on The Training of Engineering Talent in Computer Network Curriculum

WEN Zhi-ping

(Nanjing Institute of Technology， Nanjing， Jiangsu 211167)

Abstract: By analyzing the features of the computer network curriculum and combining with the practical teaching experience， the paper puts forward some proposals to improve the quality and effectiveness of teaching from the teaching content， teaching methods， teaching experiments and so on. Practice shows that the reform measures will help train high-level engineering talent.

Key words: computer network， teaching reform， engineering talent