計算機網絡基礎課程教學改革的探索與實踐

文章編號：1672-5913(2008)10-0141-02

摘要：本文以培養創新型人才為目標，探討了新形勢下計算機網絡基礎課程改革的思路，提出了“邊學邊干”的教學理念，闡述了在課程設置與教材建設、多元化教學手段、師資隊伍建設等方面的探索與實踐。

關鍵詞：計算機網絡基礎；網絡實驗；教學改革

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

近十年來，網絡的應用越來越普及，根據網絡建設的需要，各種網絡設備隨時可能用到。因此，計算機網絡基礎課程的教學就需要理論聯系實際，結合最新技術發展及各種常用產品、網絡需求來講解，以此加強理論學習的效果。以目前常用的一些網絡仿真軟件、協議分析工具、結合網絡實驗室中各種網絡設備的配置、調試已經成為大學生尤其是研究型大學學生學習、研究計算機基礎網絡基礎課程的首選。這為大學計算機網絡基礎課程教學提供了更好的實驗平臺，但也提出了更高的要求。本文將主要討論浙江大學計算機學院計算機網絡基礎課程教學改革的探索與實踐。

1課程的培養目標

圍繞著浙江大學以“知識、能力、素質”(KAQ模式)為目標的辦學理念，浙江大學計算機學院計算機網絡基礎課程在專業培養目標中的定位與課程目標是：

(1) 以培養學生實際動手能力為宗旨，走“邊學邊干”的教學路線；

(2) 針對本學院學生理論基礎扎實、英文功底強的優勢，采用國外優秀的原版教材，旨在培養學生掌握最先進的計算機網絡原理、協議及技術；

(3) 培養學生的“主動學習”興趣與能力，在要求學生完成基本實驗的基礎上，鼓勵、吸引學生積極參與與計算機網絡相關的科研項目，激發他們的研究創新能力。

2課程內容與教材建設

2.1課程內容

在確定計算機網絡基礎課程授課內容時，我們積極跟蹤國外最新的計算機網絡相關教材，摒棄了傳統網絡課程中那些過時的知識，取而代之的是現代網絡技術中越來越廣泛使用的網絡協議與實現技術。譬如，我們摒棄了傳統網絡課程中的IEEE802.4，IEEE802.5和ATM等內容，加強了IEEE802.11系列協議、MPLS、IPv6、網絡安全等內容的介紹。這樣，一方面可以充分利用有限的授課課時，向學生介紹最新的計算機網絡原理與技術，另一方面可以提高學生學習計算機網絡基礎課程的積極性和主動性，從而達到良好的教學效果。

為了充分貫徹“邊學邊干”的教學理念，我們圍繞網絡基礎課程中的重要概念、協議與相關技術，在基礎課程中，設計了基于仿真環境為主的9個主題實驗，內容基礎實驗主要涵蓋：Windows和Linux環境下的網絡命令的使用和分析、基于協議分析軟件Ethereal進行數據幀(Ethernet)的獲取與分析、路由器/交換機各種網絡接口的配置、交換機和VLAN的設置、靜態路由設置、動態路由協議RIP設置、動態路由協議OSPF設置、使用SOCKET編程實現mini FTP client/Server或聊天程序等的網絡編程、使用協議分析軟件Ethereal分析網絡高層協議等實驗。要求學生至少選擇其中5個實驗，完成實驗報告。實驗時，學生可以完成，也可以分小組進行，每個小組人數一般不超過3人，實驗后要求學生安組提交實驗報告及相應的代碼。如果時間允許，還可以有選擇性地安排部分小組在課堂上進行實踐經驗交流。

這些實驗內容涵蓋了計算機網絡基礎課程中的主要知識點。通過實驗，一方面激發了學生學習網絡技術的興趣和主動性，另一方面又訓練了學生分析問題、解決問題的綜合能力，起到了非常好的效果。

為了達到最佳的教學效果，我們在計算機網絡基礎課程中將實驗重點放在基于Windows、Linux和各種網絡仿真軟件上進行實驗。在學生們熟悉了網絡技術的基本原理和各種使用方法后，另外又開設了兩門網絡專業選修課：網絡系統設計與工程、網絡程序設計，分別為2.5學分和2學分。“網絡系統設計與工程”課程注重學生在網絡硬件設備(交換機、路由器、防火墻、無線設備等)上的動手能力培養，學院網絡實驗室配置了8組Cisco設備、8組華為3Com(現H3C)設備，每組實驗配置4臺路由器，2臺交換機(其中1臺3層交換機)、1臺防火墻、1個無線AP及2塊無線網卡。要求學生能掌握2種主流品牌網絡設備的配置及組網技術。實驗內容主要涵蓋了Cisco CCNA和CCNP相關內容。“網絡程序設計”注重培養學生網絡編程的能力。課程主要講解了網絡程序設計的標準、實現和技術，重點介紹套接字接口，包括TCP、UDP和其他有關內容，通過實例使學生知道如何建立健壯的、高性能的網絡系統。通過學習，使學生初步掌握網絡程序設計的標準、實現和技術，能夠使用套接字接口獨立編寫完成網絡應用程序。

為了讓學生真正能“邊學邊干”，在課程安排上，我們將“計算機網絡基礎”安排在春、夏兩學期(浙江大學已對全校本科生、研究生全面實行四學期制)，將“網絡系統設計與工程” 安排在夏學期，“網絡程序設計”安排在秋學期。這樣，學生在春夏學期有充裕的時間系統地學習計算機網絡基礎的基本原理，而在夏學期和秋學期，就可以根據個人愛好“邊學邊干”了，很好地貫徹了“理論知道實踐，實踐強化理論”的教學思想。

為了提高學生對上述課程的掌握程度，計算機網絡基礎課和網絡系統設計與工程課全部實行雙語教學。教材、課件、試卷、答卷全部要求用英語。

2.2教材建設

我們在不斷跟蹤國內外優秀計算機網絡相關教材的基礎上，確定了采用國外的影印版教材的思路。目前，本科生采用的是Andrew S. Tanenbaum的《Computer Networks》4th Edition (英文影印版)。我們認為，這是一套非常優秀的計算機網絡基礎教材，較好地跟蹤了網絡技術的發展現狀。同時，我們也根據最新網絡技術的現狀，不斷補充講解相關新技術，以適應飛速發展的計算機網絡及通信技術的演變。

由于目前國內尚缺乏適合我院教學特點的實驗教材，本組教師在總結多年教學實驗經驗的基礎上，編寫了《計算機網絡基礎實踐教程》、《計算機網絡工程實踐教程》、《網絡實驗指南》和《計算機網絡實用教程》等多部教材，并把它們介紹給學生，作為計算機網絡基礎課程的參考書，擴大學生的知識面，并使學生對網絡實驗的重要性有更深的認識。以此豐富了課程內容，達到了很好的教學和實驗效果。

3多元化的教學手段

圍繞計算機網絡基礎課程的教學目的，我們開展了教學方式的大膽嘗試，采用多元化的教學手段。

3.1靈活運用多種教學方法，培養和提高學生的學習能力

教學中強調個性化教學，開放式課堂。將師生的交流，從傳統的課堂，拓展到課堂、網絡討論、電子郵件、實驗室、機房。注重討論式教學、啟發式教學。在研究生(高級計算機網絡)課程中，安排超過三分之一的課時組織討論班。

教學方法和手段不拘形式，只要有利于教學目的，全部充分利用。目前采用的教學手段包括：多媒體教室、多媒體課件、網絡課件、Internet、電子郵件、原版英文教材、雙語教學、網上作業、網上答疑、BBS論壇、計算機網絡資源網站等。另外，學生利用自備電腦查資料、做實驗。推薦學生去公司實習、參加網絡相關產品發布會、技術培訓等，擴大學生的知識面。

網絡教學環境方面，我們開發了適合網上學習的網絡課件，已在校園網內部運行數年，提供課程資料、網絡分析和仿真實驗工具、學習資料下載、通知發布等服務。通過網絡教學這一先進手段，大大提高了教學效率，營造了教師與學生之間良好的溝通氛圍。

3.2教學中強調理論聯系實際，強調教研結合

主講老師都是學院的科研骨干。在完成計算機網絡基礎課程教學和實驗的同時，帶領學生參加到相關科研項目中去。這些項目包括網絡編程、網絡工程、嵌入式系統、集群計算等的研究和開發工作。這些學以致用的實踐活動，不僅為學生學習網絡技術創造了難得的機會，而且也提高了浙大計算機專業學生在研發能力方面的競爭力。

4教師隊伍的建設

在保持高水平的教師隊伍方面，我們采取的重要舉措包括：

4.1“邊教邊研”，提高教師業務水平

擔任計算機網絡基礎課程教學的教師是學院的科研一線隊伍，基本上都承擔了網絡研究與應用、嵌入式系統、網絡與集群計算、應用服務器等方向的科研項目。這些科研項目與網絡技術緊密相關。通過這些項目的開發與研究，教師“邊教邊研”，在網絡技術方面始終站在技術的前沿。

4.2加強教學經驗交流，提高教學水平

課程組經常派教師參加全國高校計算機網絡課程相關的研討會、Cisco、華為等網絡公司的技術研討會等各類教學研討會，學習、吸收同行的先進教學方法。

4.3競爭機制的引入

早在1996年，計算機網絡基礎課程教師就進行了較大的變動，以目前的課程負責人為主，通過公開試講并由教學委員會表決的方式，成立了由充滿活力、業務能力強的中青年骨干教師組成的課程教師隊伍。10 多年來，教師隊伍的建設始終堅持這樣的競爭機制，適時地吸收在計算機網絡領域業務能力強、學歷高、教學認真負責的青年教師。

近幾年，又引入了學生自由選擇任課教師的機制，選課人數少的教師將暫停開課，這給任課教師帶來了直接的壓力。任課教師都投入了大量的精力，提升自己的業務水平。每個學期所在教學班上的學生和學院督導組將對教師進行打分，以評定教師的教學質量。

5結束語

經過十多年的探索與實踐，計算機網絡基礎課程已成為浙江大學計算機學院的特色專業課。然而，計算機網絡是一門實用性很強的課程，掌握最新計算機網絡原理、提高對各種網絡技術的實踐能力，依賴于教、學雙方的不懈努力和教學方法的不斷創新。為適應新形式下我國信息技術加速發展的需要，計算機科學中的核心課程的教學必須大膽創新、敢于實踐，開創創新性人才培養的新局面。

參考文獻

[1] 陸魁軍. 計算機網絡基礎實踐教程[M]. 北京:清華大學出版社，2005.

[2] 陸魁軍. 計算機網絡工程實踐教程—基于華為路由器和交換機[M]. 北京:清華大學出版社，2005.

[3] 陸魁軍. 網絡實驗指南—基于Cisco路由器和交換機[M]. 北京:清華大學出版社，2007.

[4] 張泉方等. 計算機網絡實用教程[M]. 北京:水利水電出版社，2002.