國家精品課程“計算機網絡”教材建設研究與實踐

文章編號：1672-5913(2008)08-0069-02

摘要：本文討論了“計算機網絡”課程教材的教學內容、組織方式以及輔助教材建設等內容，并介紹了我院在這些方面的改進實踐。

關鍵詞：教材；教學內容；組織方式；教材建設；輔助教材

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

“計算機網絡”是我校“十一五”重點建設課程、湖南省精品課程和國家精品課程，長期以來我們一直重視該課程教材的建設。在教材建設方面，我們注重實際，以國防科技大學計算機學院計算機科學與技術一級學科建設和“網絡與通信”系列課程教學改革和課程建設為依托，以“網絡與通信”系列課程體系、教學內容和教學方法的改革為核心，堅持教材改革與教學改革同步，先吸收消化國內外教材，然后自編教材并不斷改版，然后編寫輔導教材，最終目標是編寫并出版立體化教材，不斷提高教材質量，擴充教材類型，從而提高教學質量和人才培養質量。

1教學內容和組織方式

計算機網絡課程概念、術語多、語言描述多，公式描述少，各知識點間的關系較離散，而且會涉及到很多其它方面的知識。如何把握計算機網絡課程教學的內容體系是一個至關重要的問題。

計算機網絡的主要內容主要包括網絡體系結構、數據通信、鏈路層協議、廣域網、以太網、無線局域網、LAN交換機、局域網組網、網絡互聯、IP協議、傳輸層協議、IP路由、網絡應用、網絡管理和網絡安全等知識單元。

計算機網絡這門學科的內容博大精深，涉及到眾多的概念、原理、協議和技術，而且這些內容以錯綜復雜的方式彼此交織在一起。為應對計算機網絡在內容上的廣闊度和復雜度，許多計算機網絡課程教學和教材通常都是圍繞網絡體系結構中分層模型來組織內容的。這種分層的組織方式使得學生能夠看透計算機網絡的復雜性——他們在學習整個體系結構中某部分的獨特概念與協議的同時，也看清了這一層的概念和協議在整個網絡系統中所處的地位和作用，有利于學生從總體上掌握計算機網絡。

2教材建設

2.1原版教材和自編教材相結合

我院最早是直接采用Andrew S. Tanenbaum編寫的英文權威教材Computer Networks，從第1版用到第3版。使用原版教材，一方面有利于學生掌握計算機網絡最前沿知識，同時也能夠促進學員英語能力的提高。

隨著我們承擔大批網絡領域國家和軍隊的重大科研工程，在計算機網絡領域積累了豐富的科研經驗，同時我們還不斷跟蹤計算機網絡前沿技術的進展，并在教學實踐過程中不斷摸索適合自身特點的教學規律與施教模式，逐步形成了特色鮮明、內容豐富的“計算機網絡”課程教學講義。在此基礎上，于2001年編著了《計算機網絡》教材并在機械工業出版社出版，該教材已發行4萬余冊，被空軍工程大學、華南師范大學、南昌大學等多所高校所采用，取得了良好的社會反響。

2.2國外原版教材跟蹤和比較

我們一直積極跟蹤并比較分析國外的優秀“計算機網絡”教材，主要有Larry L. Peterson Bruce S. Divie編著的《計算機網絡系統方法(第4版)》，James F. Kerose和KeithW. Ross編著的《計算機網絡—自頂向下方式和Internet特色(第3版)》(該書是計算機網絡教材中唯一一本按照自頂向下方式組織教材內容的)，Andrew S Tanenbaum編著的《計算機網絡(第3版)》。我們對這三本教材的教學內容、組成方式、教學目標、適用對象以及輔助材料等方面進行比較，發表了“計算機網絡外文原版教材比較研究”教學研究論文。

2.3新版教材的建設實踐

為了提高教材質量，我們積極開展《計算機網絡(第2版)》的資料收集和準備工作，組織各位施教教員進行討論并收集反饋意見，同時通過機械工業出版社積極收集其他院校的師生使用第1版教材的意見。初稿完成之后，我們又多次組織討論，對初稿進行完善并定稿。最后在正式出版之前，還將進行一定范圍內的試用，通過試用發現教材存在的不足和需要改進的地方并加以完善。

作為國家“十一五”規劃教材，新版《計算機網絡》教材的主要內容是討論底層物理網絡、TCP/IP協議、網絡應用、網絡管理和網絡安全五大部分。其中第1章緒論，主要討論計算機網絡的定義、發展歷史、網絡應用和分類、網絡體系結構、ISO/OSI和TCP/IP參考模型、標準化組織以及互聯網標準和管理機構。第2章數據通信基礎，主要討論數據通信基礎理論、傳輸介質、編碼和調制、復用、擴頻、調制解調器和物理層接口。第3章廣域網，主要討論幀定界、檢錯編碼、可靠傳輸協議、HDLC協議、PPP協議、交換、虛電路和數據報以及各種廣域網實例。第4章局域網，主要討論以太網、高速以太網、環網、無線局域網、網橋和局域網組網方式。第5章網絡互聯和IP協議，主要討論網絡互聯和互聯設備、IP協議、IP地址、IP報文轉發、ARP協議、DHCP協議、ICMP協議、IPv6協議和路由器。第6章IP路由，主要討論IP路由、靜態路由、路由算法、層次路由結構、路由協議、IP組播和移動IP。第7章傳輸層協議，主要討論UDP協議、TCP協議、SCTP協議、RTP/RTCP和RSVP協議。第8章網絡應用和管理，主要討論C/S模型、Socket系統調用、DNS、遠程登錄Telnet、文件傳輸FTP、電子郵件、萬維網、P2P、IP電話和網絡管理。第9章網絡安全，主要討論加密算法、機密性、認證、數字簽名、密鑰分發、因特網安全、防火墻、IDS以及DDoS等內容。

2.4新版教材的特色

新版《計算機網絡》教材的特色體現在內容、組織結構和寫法上都有很大的改變。在內容上，反映了網絡技術的最新發展。在組織結構上，我們采用了自底向上和自頂向下相結合和系統化的方法來闡述計算機網絡。

新版教材在內容組織仍然按照傳統的網絡分層方法，采用自底向上方法從物理層、鏈路層(含局域網MAC層)、網絡層、傳輸層和應用層分別介紹計算機網絡相關的概念、原理、協議和技術，從“樹葉”講起，然后象“搭積木”式的逐層往上，使學生能充分理解計算機網絡概念、原理、協議和技術及其內在聯系。最后我們又采用自頂向下方法，通過一些具體的網絡實例以及典型應用來生動地闡述數據是怎樣在計算機網絡中進行傳送的。我們認為采用自底向上和自頂向下相結合的方法，能夠使學生在對計算機網絡的概念、原理和技術細節有深入了解的基礎上，又能把握計算機網絡整個系統的總體結構，具有重點突出、層次分明和系統性強的優點，在教學實踐中取得良好的效果，深受學生的歡迎。

新版教材在寫法上盡量做到深入淺出、通俗易懂、簡潔明了。另外，新版教材注重原理與實例并重，我們在介紹具體的概念和原理時，經常舉出一些現實生活中的例子加以比較。如在講解協議和接口概念時，就舉生活中通過郵局發信的例子。這樣通過引用現實生活中常見的例子與網絡課中所涉及的某些概念和原理加以比較，可以將其中某些難以理解的概念、原理形象化、通俗化和具體化，從而做到深入淺出，通俗易懂，提高了學員的學習興趣。

3配套教材建設

在完成了新版《計算機網絡》教材編寫工作的基礎上，下一步工作將是編寫配套教材，包括電子教案、習題集、輔導教材、實驗指導書、教學視頻錄像、試題庫、試卷庫、CAI軟件等，為發揮主教材的作用和教學效果提供更好的輔助措施和環境。

參考文獻

[1] 蔡開裕，朱培棟. “計算機網絡”課程建設研究與實踐[J]. 計算機工程與科學，2006.

[2] 蔡開裕等. 計算機網絡(第1版)[M]. 北京:機械工業出版社，2001.

[3] Larry L. Peterson Bruce S. Divie.Computer Networks(第4版)[M]. 北京:機械工業出版社，2007.

[4] James F. Kerose Keith W. Ross. Computer Netwoking(第3版)[M]. 北京:清華大學出版社，2007.

[5] Andrew S Tanenbaum. Computer Networks(第4版)[M]. 北京:清華大學出版社，2004.

[6] 蔡開裕，朱培棟等. 計算機網絡外文原版教材比較研究[J]. 計算機工程與科學，2007.

[7] 蔡開裕. 對本科“計算機網絡”課程教學的幾點認識[J]. 計算機工程與科學，1997.