計算機網絡課程的實驗教學改革與實踐

申錦標　呂躍進

[摘要]本文根據計算機網絡實驗教學的現狀和特點，結合教學實際情況，在實驗室建設、實驗教學體系和教學方式方面進行一些探討。

[關鍵詞]計算機網絡實驗教學改革

在高校計算機網絡教學中，計算機網絡課程既是高等院校教學體系中的基礎課和主干課程之一，也是一門強調實踐性和應用性的專業課程。該課程的實驗教學環節不僅是課堂理論教學的深化，而且對于提高學生綜合素質和培養實際動手能力也起著決定性的作用。根據計算機網絡實驗教學的現狀和特點，筆者結合廣西大學實際情況，在實驗室建設、實驗教學體系和教學方式方面進行了一些探討。

一、計算機網絡實驗教學中存在的問題

網絡實驗是一個復雜的系統，它包含了計算機硬件、軟件及通信幾個方面的知識體系。但是由于課程內容抽象，對實驗環境要求較高，教學特點鮮明，很多院校在實際教學過程中存在以下點問題：一是對計算機網絡實驗的認識不足。許多人認為計算機網絡實驗主要是驗證性實驗，實驗課依附于理論教學。因此，實驗課中往往內容不系統，隨意性大，形式松散，結果使學生普遍存在理論與實踐脫節的情況，不少學生修完了課程，拿到了高分，但對于計算機網絡的理論知識認識并不深刻，尤其在實際應用中不能學以致用。二是缺乏計算機網絡實驗教學環境。目前在高等院校中，網絡實驗平臺基本上有兩種：一種是將數十臺計算機通過網絡連接設備連接的小型局域網；另一種是只提供簡單的網絡設備(如交換機、路由器等)和計算機。學生無法通過自己動手組建網絡，達到更好地理解和掌握計算機網絡基本原理、網絡通信技術、鍛煉網絡工程應用能力的目的。三是教師缺乏實踐經驗。計算機網絡是一個特殊的領域，當前并不是每個教師都具備了設計、管理大型網絡的經驗和能力。沒有參與過大型網絡組建、管理的教師，必定缺乏對大型網絡形態和網絡設備的感性認識，導致教學中理論與實踐相脫離。

二、實驗教學的改革與實踐

(一)加強計算機網絡實驗宣的建設

目前許多高校沒有獨立的、綜合的專業計算機網絡實驗室，有的學校實驗條件落后(只有幾臺交換機、路由器等)，不能滿足計算機網絡實驗教學的要求。這就需要學校積極配合，投入資金，加強計算機網絡綜合實驗室的建設。在網絡設備方面，由于計算機網絡技術發展較快，設備淘汰率高，面對有限的實驗室建設資金，不能將所有設備更新為最新型號。在這種環境下，可優先購置網絡實驗的基本設備，包括三層交換機、路由器、VPN等設備，以滿足展示各種端接方式和步驟及設備的基本配置命令等基本實驗。在學生用機和服務器方面，安裝相應使用虛擬機軟件來模擬高端交換機、路由器等的互聯及操作系統的配置和維護。實際環境中可采取在學生用機和服務器上使用VPC、VM Ware等模擬軟件代替高端設備，這樣避免重復投資降低了投人成本，也為實驗室增加了組建的靈活性。在實驗室陳列方面，設置專門的實驗室。將常用網絡設備如網線鉗、測線器、模塊等，懸掛于實驗室四周墻壁，方便學生取用。網絡設備和終端放置于方便移動的機柜和設備桌上，方便學生根據不同的拓撲來完成設備互聯。

(二)規范實驗教學環節

教師對每一部分實驗應有明確的要求，每一次實驗的目、實驗中的注意事項、可能遇到的問題及如何解決等，都應在學生的實驗報告中體現出來。

(三)加強實驗內容的設計

實驗內容包括網絡組建、服務器操作系統的安裝與配置、網絡應用系統的配置與安裝、網絡設備(路由器、交換機等)的安裝與配置等方面的實驗項目。具體內容可以包括：綜合布線系統；Win-dows 2003 Server系統的安裝與管理；在Windows 2003Ⅱs服務器上創建和配置Web服務器、創建和配置FTP站點；在Windows 2003 DHCP服務器的上，為域中的DHCP服務器授權、創建作用域、創建DHCP用戶類、創建DHCP服務器中繼代理、創建DNS正，反向解析區域；在DNS服務器上創建主機記錄、啟用DNS循環復用功能、創建標準輔助區域；路由器電纜連接、基本配置、協議配置；交換機設備連接、協議配置、VLAN配置等。

(四)完善教學體系

在課程設置方面，根據實驗教學大綱和網絡實驗自身的特點，借鑒國際知名網絡培訓的相關課程，建議將實驗課程獨立設課，并編寫完整的實驗大綱、實驗教學計劃。具體實驗內容可參考設計出針對模型中各層的功能和相關協議的實驗，并引人大量主流設備的配置實驗，如劃分VLAN、動態路由、常見網絡故障等。從實踐中提高學生對理論知識的掌握。

在學時分配方面，常規實驗課是由教務處統一安排，每周各個班級做同一內容。而網絡實驗連貫性較強，如果在實驗中學生因故沒有完成本次實驗，就無法保留原有的實驗環境，對出現的問題沒有機會解決。針對這個問題，將實驗按照獨立設課的大綱，由各班逐個進行上機實驗。這樣就可以保留每次的實驗結果，保證了實驗教學的連貫性。

在成績考核方面，強化實驗考核機制，考核的內容應該區別于理論課程，以保證實驗教學質量。可在各班所有實驗結束后，要求學生填寫實驗報告并評定成績作為實驗平時成績，對實驗課直接進行實踐考核或布置綜合實驗進行考核，讓學生親自在各種設備前完成題目。建立這樣的考核機制能使學生進一步重視實驗課程的學習。

(五)改革教學模式

1、加強實驗的組織，強調學生的主體地位。傳統的實驗課程是教師布置實驗任務，學生一人一機進行實驗。網絡實驗的特點決定了采取分組實驗才是合理的組織形式，每個小組配備相應的網絡設備，小組之間的設備可以由組內成員根據不同的拓撲組建網絡。教師以小組為單位進行指導，指導過程中學生是主體，教師應多加引導啟發。這樣既增強了學生的協同合作性，也充分調動了學生的主觀能動性。

2、使用符合課程特點的教學方法。計算機網絡中有大量概念、名詞、規則，學生容易產生枯燥甚至畏難情緒。在實驗教學中將知識點融入到案例中，采用專題式、情景式的教學方法，教師提出在實際應用中常見的問題，讓學生主動去探索研究，激勵學生對講授的理論知識進行復習和思考。

目前，項目教學法在許多操作性很強的專業教學中得到廣泛運用，并且取得了良好的效果。計算機網絡專業一方面要求學生理解和掌握大量的理論知識，另一方面對學生動手操作能力的要求也是非常高的。在計算機網絡專業教學中引進項目教學法，既可以幫助學生充分領悟計算機網絡較為抽象的概念，更重要的是能夠提高學生的動手操作能力，以及發現問題、分析問題和解決問題的能力，從而提高教學質量，使學生今后能更快適應職業崗位的要求。項目教學法的實質是將教學過程與生產經營過程結合起來。模擬實際的工作過程，使學生在虛擬的生產經營活動中主動地去獲取和掌握知識和技能，培養良好的工作和學習態度，良好的行為習慣和道德情感。

綜上所述，應對計算機網絡實驗教學進行改革，增加實驗室設備配置的靈活性，改革實驗教學體系，更新教學內容和教學方法。由于高校實驗室的建設是—個系統工程，涉及實驗教學多個方面以及實驗室管理模式的改革，在執行中它需要院系的參與、教育觀念的更新以及實驗教師的配合，才能收到良好的效果。