網絡工程專業 《計算機網絡》教學改革探討

崔艷榮 （長江大學計算機科學學院，湖北 荊州434023）

計算機網絡是網絡工程專業的專業核心課程，包括計算機網絡的發展和原理體系結構、物理層、數據鏈路層、網絡層、運輸層、應用層、網絡安全、因特網上的音頻／視頻服務、無線網絡和下一代因特網等內容［1］。該課程涉及內容廣泛且非常抽象，加之學時有限，這就要求教師結合網絡工程課程設置特點，在計算機網絡的教學過程中，根據網絡工程專業課程設置體系，對計算機網絡的教學內容和教學方法進行改革，從而達到提高教學質量的目的。

1 《計算機網絡》的體系結構和知識模塊

計算機網絡是非常復雜的系統，為了能讓計算機網絡中的任何2臺計算機能順利地進行通信，國際化標準組織ISO提出了開放系統互連基本參考模型 （OSI／RM）［2］，將計算機網絡的體系結構分為7層 （見1（a））。由于現今規模最大、覆蓋全世界的因特網并未采用OSI標準，而是使用TCP／IP 4層體系結構 （見圖1（b））。因此，在講授 《計算機網絡》課程原理時，可綜合OSI／RM和TCP／IP的特點，采用只有5層協議的體系結構 （見圖1（c））。

根據5層協議的體系結構，《計算機網絡》知識模塊主要包括物理層、數據鏈路層、網絡層、運輸層和應用層的基本原理和協議，另外還涉及到網絡安全、因特網上的音頻／視頻服務、無線網絡和下一代英特網等內容。

2 調整教學內容

計算機網絡教學內容包括理論教學和實驗教學2部分。筆者通過分析長江大學網絡工程專業的課程設置體系，發現 《計算機網絡》的相關知識點與后續課程重復。例如 《密碼學》和 《網絡安全》已完全涵蓋網絡安全部分的知識點，《網絡管理》包含簡單網絡管理協議SNMP的內容，《IPV6技術與應用》包含下一代因特網課程的知識點，因而講授 《計算機網絡》課程時可以將上述內容剔除。在教學過程中，主要講授物理層、數據鏈路層、網絡層、運輸層和應用層中涉及到的原理和協議，尤其是網絡層的IP協議、路由選擇協議和運輸層中的TCP協議等內容，更需要將其講精講透，從而為學生學習后續課程打下堅實的基礎。

實驗課程是加深學生對計算機網絡基本原理和基本協議理解的重要環節，根據網絡工程專業課程體系設置，筆者在 《計算機網絡》課程中設計了雙機互聯、基于2層交換機和基于3層交換機的VLAN劃分、網絡互聯3個實驗。雙機互聯實驗要求學生掌握如下內容：①雙絞線2種聯接標準；②用所做的“跳接”雙絞線完成2臺計算機的直聯 （或2層交換機的級聯）；③掌握計算機網絡 “共享”的配置?；?層交換機VLAN劃分，要求學生掌握如下內容：①了解IEEE802．1Q的實現方法；②掌握2層交換機VLAN劃分的方法。基于3層交換機VLAN劃分，要求學生掌握如下內容：①理解多層交換機的路由原理；②了解多層交換機在實際網絡中的常用配置；③回顧2層交換機VLAN的劃分方法；④進一步理解802．1Q的原理和使用方法。對于網絡互聯實驗，要求學生掌握如下內容：①掌握網絡設計的原理與步驟；②掌握IP分配、網關設置原則；③了解路由協議的作用，掌握網絡互聯設備的作用和配置。

3 改進教學模式

計算機網絡內容比較抽象，涉及到的知識點也很多，若采取滿堂灌的傳統教學方式，教學效果肯定不好。為此，筆者以多媒體教學方式為主，在關鍵知識點上，除了用多媒體課件輔之以動畫說明外，主要利用黑板板書來講解說明。此外，在講授新課前，通過提問的方式復習上節課的內容；在新課結束時，會對該節課的主要內容進行總結。

為了激發學生的學習熱情，提高學生學習的自主性和能動性，在講授課程基本內容時，應結合相關前沿知識，以專題的形式給學生布置任務，要求學生從背景、原理、應用、前景等方面去查閱相關文獻，并將查閱結果形成文檔，做成課件，請學生上講臺講解并組織學生討論。筆者根據不同章節涉及到的不同前沿知識，布置了相關專題，如P2P技術、HFC網、IP多播技術、上網行為管理、無線傳感器網絡、物聯網等。實踐證明，采取上述方式可使學生充分理解課程基本知識，同時可以激發學生的學習潛能并開拓其視野。

《計算機網絡》課程的理論與實際聯系十分緊密，有很多知識涉及到網絡應用問題，因而在教學過程中應注重培養學生的動手能力。為此，筆者設計了如下網絡應用的實驗內容：①學會制作網線工具的使用和測試網絡是否連通的方法。②教師先對TELNET遠程訪問交換機的相關內容進行示范，然后啟發學生獨立完成該實驗的其余部分。③設計型實驗。教師只給出該實驗的任務書，而網絡拓撲圖的設計、IP地址的規劃到路由器交換機的選擇及最終測試則全部由學生完成。通過上述實驗，鍛煉了學生的實踐動手能力。

此外，可要求學生在課后動手完成該課程中涉及的相關應用知識，比如設置個人計算機的IP地址、子網掩碼、網關、DNS等；在學生寢室構建一個小型的局域網、在個人電腦上安裝FPT服務器、下載網絡模擬器并使用網絡模擬器進行網絡設計、在局域網中利用TFTP傳輸文件等，上述實踐可以提高學生學習該課程的興趣，同時也增強了學生的動手能力。

4 結 語

根據網絡工程專業課程體系結構，分析了 《計算機網絡》課程的體系結構和知識模塊，并對該課程教學內容進行了改革，即主要講授物理層、數據鏈路層、網絡層、運輸層和應用層中涉及到的原理和協議，尤其是網絡層的IP協議、路由選擇協議和運輸層中的TCP協議等內容，對后續課程涉及到的知識點進行適當取舍。此外，改進了教學模式，在教學中將多媒體教學方式與傳統教學方式相結合，同時注重培養學生的動手實踐能力。上述改革措施取得了較好的教學效果并受到學生歡迎 。

［1］謝希仁 ．計算機網絡 ［M］．北京：電子工業出版社，2009．

［2］吳功宜，吳英 ．計算機網絡技術教程 ［M］．北京：機械工業出版社，2010．