計算機網絡課程教學改革研究

摘要：根據計算機網絡課程培養目標并結合信息工程大學測繪學院的實際教學工作，分析了計算機網絡課程教學普遍存在的主要問題，對調整教學目標、構建新的教學內容體系、改革教學方法、調整考核驗收方式等方面進行了研究和探索。

關鍵詞：計算機網絡；教學改革；項目驅動；H3C-simware

0 引言

目前，我們學院已經完成新一輪的人才培養方案制定工作，計算機網絡作為測繪類各專業的一門選修課程，其課程性質、教學時數和過去相比發生了較大變化。在這種新形勢下，計算機網絡教學不僅要為學員構建必備的網絡知識結構體系，更重要的是為學員從事本專業科研任務和生產活動打下扎實的網絡工程技術基礎。因此如何優化本課程教學內容體系，改革教學手段方法具有重要的研究意義和實踐意義。

1 當前計算機網絡課程教學存在的主要問題

①理論教學內容偏多。本課程教學時數為40學時，大部時間都是理論教學，僅僅安排了6學時的實踐教學。在教學中，我們發現過多的理論內容，只能使學員被動地聽課，學員通常感到講課內容抽象枯燥，常常是似懂非懂，有的學員甚至覺得本課程沒什么實用價值，不太喜歡學，所以教學效果也不好。計算機網絡是一門工程性十分強的學科，學員不可能只靠聽講計算機網絡基本原理、方法和技術就學會網絡應用、網絡管理，而是要在實際的“動手做”和“真正練”中去體會計算機網絡原理和技術，才能熟練運用到網絡的運用、管理和開發中。

②實踐教學環境搭建困難。早在2007年學院就為我們單位建成了可以容納40人的華為計算機網絡實驗室，配置有40臺聯想臺式機、10臺華為交換機和8臺華為路由器等先進的硬件設備和配套軟件設施。在這樣的實驗環境中我們可以開設計算機網絡課程的絕大部分實驗，特別是一些交換機、路由器、VLAN實驗，地址轉換配置、訪問控制列表等實驗。實驗室周一到周五全天候向學員開放，學員可以利用課余時間自主上機實驗。但是基于目前跨校區教學的情況，我們的網絡實驗室不能夠很好地發揮作用，很難為學員開設這些比較專業的實驗。能夠開設的主要還是一些依托理學院計算中心機房并且僅僅依靠計算機就能完成的實驗，比如，網絡命令使用，網絡服務器環境搭建、數據包截獲與分析等。

③考核方式與評價體系單一。傳統教學的考核形式較為單一，大多是閉卷筆試，難以作綜合能力與創新能力的評價；學員為了應付考試，把主要精力放在了死記硬背課本和筆記上。這樣的考試不利于學員對知識的全面掌握，不能全面反映學員對課程的實際掌握情況，更難于衡量學員對知識的運用能力和實踐動手能力，還容易出現抄襲、作弊等違紀現象，也不利于教學水平的提高，更不能充分發揮考試的導向和反饋作用。

2 調整教學目標的基本思路

①“以提高能力為導向、服務專業為宗旨”。我們認為，非計算機專業的學員學習計算機網絡應該以“學用結合，學以致用”為目的，教學過程中要注重拓寬學員知識面，理論內容講解不必過分深入，主要培養他們運用計算機網絡技術解決測繪科研項目和工程實際問題的能力，同時能夠利用現實網絡吸收新知識、新技術，解決學習、科研和生活中的實際問題，而不應把大部份時間花在計算機網絡理論知識的學習上。

②把握“需要掌握的知識，應該具備的能力”這條主線。將本課程培養目標與測繪專業需求緊密銜接，培養學員在處理計算機網絡應用及其工程方面的規劃、安裝、管理、維護等一般問題的能力，具體為：常見網絡故障調試和診斷能力，常見網絡設備使用操作和應用能力，局域網組建及其各類服務器架設能力，園區網絡初級規劃和提出解決方案能力。

為了達到上述教學目標，本課程教學需要完成這幾個方面的任務：使學員全面了解組建一個計算機網絡的各個環節；使學員深刻理解在計算機網絡基本原理與實際網絡的關系；結合實際介紹常見計算機網絡的組網和網絡管理方法；掌握網絡組建絡管理所需要的各種專業技能；提高學員的計算機網絡應用和維護水平，做到學以致用，給學員奠定計算機網絡開發和應用的基礎。

3 構建新的教學內容體系

由于本門課程具有理論性強、實踐性更強、技術更新快的特點，所以我們在教學內容的選取上，緊跟當前使用的主流新技術，以測繪工作過程為導向，優化、整合教學內容，構建“懂網”、“建網”、“管網”三個層次上的計算機網絡教學內容體系，最終讓學生達到“網為我所用”的目標。“懂網”層次主要講解網絡基本概念、基本原理，簡單介紹相關協議和標準；“建網”層次主要講解組建網絡的相關工程技術；“管網”層次主要講解網絡管理、配置和維護等相關技術。

結合測繪專業需求，考慮到學時數的減少，我們去掉了以往的絡操作系統和網絡安全這兩部分內容的教學，因為這些內容在信息安全保密中有詳細講解；減少了各層協議、標準、功能和工作原理的教學時數，壓縮精簡這部分教學內容，同時壓縮了廣域網部分的教學內容。加強了網絡工程技術相關的內容教學學時，考慮到目前的信息安全保密形式需求，增加了無線局域網部分的教學內容。實驗教學內容中引入了華為H3C-simware模擬實驗軟件，減少了對網絡硬件實驗環境的過分依賴。引入了交換機和路由器的實驗，比如交換機配置、VLAN、靜態路由、訪問地址列表、地址轉換配置等實驗。探索性地引入了一些網絡編程方面的實驗內容，為以后從事科研項目連網軟件的開發打下一定的代碼基礎。

在上述教學內容體系框架下，通過生活事例化的課堂教學，形象具體的模擬環境試驗，一方面激發了學員學習網絡技術的興趣和主動性，另一方面又訓練了學員分析問題、解決問題的綜合能力，收到了很好的教學效果。

4 改革教學方法手段

4.1 豐富教學手段，使課堂教學充滿更多樂趣。

對于難以理解的教學內容，避免抽象、空洞、干癟的描述，采取形象、生動、具體的講解方法。比如，對于“數據包處理過程”這一知識點，單純的描述很難說明問題，可以利用多媒體，通過動畫模擬，使復雜的計算機網絡理論更加形象化，學員可以更加容易地理解和接受。對于操作性強的網絡命令、IP地址配置，可以在課堂上進行現場演示。由于計算機網絡某些理論來源于生活實踐，因此在講課過程中多使用一些生活中的類比事件，可使復雜的理論變得通俗易懂，同時也增加了講課的趣味性。例如講“協議”和“層”的概念時，兩個不同國家的人進行交流的例子，可使學生明白雙方之間的通信是需要語法規則的，上層通信需要相鄰下層協議的支持才能完成。再如講路由選擇和擁塞控制時，用城市交通問題作類比，使學員能直觀地理解相應概念。尤其是“擁塞控制”，通過類比，學生很容易就能理解“網絡中的packet太多”是導致“擁塞”的原因，然后自然會想到需要采取一些算法來控制和解除擁塞。這就使學生在理解問題上從“知其然”轉變為了“知其所以然”。

4.2 采用討論式教學模式。使教學更加充滿活力。

目前學院大力倡導各門課程都要安排適當內容和學時進行討論式教學。可以預見在未來的教學活動中，討論式教學形式會成為一種趨勢，甚至可能成為主流的教學方法。討論式教學使得學生主動參與、自我展示的機會更多了，激發了他們對知識的探索興趣，提高了自主學習能力。在以往的計算機網絡教學中，由于理論內容講得多，學員基礎薄弱，聽課興趣不高。甚至有的學員把這門實踐性很強的課程當文科來學，認為是一門需要死記硬背的課程，所以不上課也可以輕松考過60分，上課睡覺也沒有多大關系，聽不聽都一樣。因此，我們適當準備了一些學員生活中經常遇到的網絡問題，以及針對某個問題產生的疑問，鼓勵大家踴躍參與課堂討論，分享和分析彼此的想法。對于學員理解有困難的地方教員進行適當提示與引導，最終求得對問題的解決辦法。這種以學員為主體，教員為主導的討論式教學模式既活躍了課堂氣氛、提高了學員探索性學習的積極性，同時也解決了學生的問題、改善了教學效果。

4.3 引入項目驅動教學法，使授課內容的目的性更強。

項目驅動教學法是師生通過共同實施一個完整的“項目”過程而進行的教學活動。項目應該是針對課程內容而設計的、能由學員獨立完成的、可以收到良好教學效果的小任務。項目驅動教學法與傳統的教學法相比，主要表現在三個轉變，即出以教員為中心轉變為以學員為中心，由以理論內容為中心轉變為以完成任務為中心，由以課堂為中心轉變為課堂與實踐相結合為中心。所以，在運用項目教學法進行教學設計的時候，學員是認知的主體，是知識理論的主動建構者。

我們在教學中，改變了以往主要以理論講解的教學模式，廣泛采用項目驅動教學法，通過解決一些網絡工程項目以及生活中的一些實際網絡應用問題，將理論內容融入項目實踐，理論的講授主要為項目實現而服務，詳細講解該項目中需要用到的相關網絡理論和工程技術。通過這種教學方式學生既掌握了知識，提高了學習積極性和主動性，又增強了動手能力和解決實際網絡問題的能力。學生真正做到了在學習過程中做項目，在做項目過程中學習(“學中做，做中學”)。這種方法特別適合學生自控能力比較薄弱、課程應用性比較強的情況。項目驅動教學既發揮了教員的主導作用又體現了學員的主體作用，充分地體現了“以提高能力為本”的測繪專業基礎課價值取向，使課堂教學質量和教學效果得到大幅度提高。

4.4 采用H3C-simware網絡模擬實驗軟件，使實驗環境不受時空限制。

在進行網絡課程實踐時由于設備、場地有限，難以進行不同操作系統、不同拓撲結構、不同網絡設備下各種類型網絡的配置、通信和開發的實驗。我們采用了虛擬軟件的方式進行本課程的實踐教學，突破了跨校區教學實驗室資源不能很好共享的限制。這種模擬軟件下的虛擬實驗環境不僅拓展了學生的知識面，還使學生對計算機網絡的各類設備認知適應性大為增強，為畢業后能迅速上手工作，成為熟練的網絡工程師打下基礎。

5 調整考核驗收方式

在考試方式上，我們準備改變以往的做法(卷面考試為主)，改為以筆試、實驗、大作業并重的方式，各占總成績的三分之一，從而多角度、客觀地反映學生對所學知識的掌握程度。改變以往卷面考試方式的某些弊端：筆試采用專用計算機網絡考試軟件，考前臨時隨機抽題，每個學員的題目基本不相同，以避免抄襲；考試完后可短時間內評閱出成績，并發送到考生機器屏幕上，通知考生本人，以避免“人情分”、“關系戶”的現象。同時嚴格管理課堂教學和實驗環節，對課堂學習和實驗中表現優異的學員額外可以有10分的附加分，以激發學員學習動力。以上這些情況既保證學生最終成績的合理性，又可激發學生之間公平競爭的意識，促進學生將理論學習與能力培養緊密結合。

6 結束語

計算機網絡作為學院的一門專業基礎課程，其教學內容、方法、實踐、考核等方面都要圍繞新人才培養需求、提高能力水平來進行展開。下一步我們準備把課程改革研究成果轉化到課程標準的制定工作中，把具體的改革措施貫穿到課常教學中，最終達到提高課堂教學效果、提升人才培養質量的目的。