中職《計算機網絡》課程實驗教學的建設與實踐

黃皖毅

（廣州市花都區經濟貿易職業技術學校 廣東 510800）

0 引言

《計算機網絡》課程是中職計算機專業的必修課程，也是電子商務等專業的必修課程。為了滿足社會需求，培養具有網絡管理技術的技能型人才，就必須加強對《計算機網絡》課程的建設，特別是實驗教學的建設。下面就以我校《計算機網絡》課程實驗教學的建設為例，進行探討。

1 《計算機網絡》課程實驗教學建設必要性及目的

1.1 網絡實訓室建設的必要性

學校目前開設有計算機應用專業、計算機網絡專業、電子商務等專業，這些專業都有開設《計算機網絡》課程，但由于缺少專業的網絡實訓室，《計算機網絡》課程的學習沒有辦法讓學生動手實踐操作，僅靠理論知識學生在學過之后是很容易遺忘。實踐環節的缺失使便整個教學的有效性受到很大影響，直接影響的專業課教學。并且在國家及省市的中職學校計算機技能競賽中，“企業網設計與應用”、“園區網設計與應用”是兩個重要的競賽項目，我校雖然多次參賽，但由于沒有相應的實訓室，學生的技能掌握不牢固，所以從未在這兩個項目上獲得獎項；故，無論從教學需求上，還是在技能競賽上來講，網絡實訓室的建設都顯得非常迫切。網絡實訓室能提供真實的網絡環境，可以讓學生親自搭建網絡平臺、親自動手調試、配置網絡，從而可以加深學生對網絡原理、協議、標準的認識，提高提高學生的網絡技能和實戰能力，提高學生在將來的就業競爭中的競爭優勢。

1.2 《計算機網絡》是一門實踐性很強的課程

學生要掌握網絡施工、網絡維護等這些技能，必須通過動手操作和反復實踐才能獲得。因此在教學安排上，重視實訓教學，實訓教學和理論教學的課時數比例達到2：1以上。學生通過大量的實訓，更扎實的掌握網絡應用和管理的基本技能，有利于提高組織能力、溝通能力和協作能力。因此，《計算機網絡》課程實驗教學建設是必須的。

1.3 實訓室建設能滿足不同層次實驗的需要教學要求

建設一個高水平的綜合網絡實訓基地，教學實訓平臺，在其平臺上運行多種實訓系統。使實訓中心成為滿足不同層次教學需要的面向全校學生開放的計算機網絡技術實訓基地和人才培養基地。

2 《計算機網絡》課程教學體系的建構

2.1 教學計劃應滿足不同層次的學生需求

《計算機網絡》課程教學體系需根據不同層次和不同類型的學生進行設置，將該課程的教學計劃分幾條線走。例如電子商務專業的教學計劃是基礎型，計算機應用專業的教學計劃是實踐型，計算機網絡專業的教學計劃應用型，而且在實際的教學中也可以針對學生的不同情況，將不同專業的學生再進行分層教學。基礎型學生的特點是對基礎知識的掌握更加牢固，對最基本的傳輸協議、交換原理等內容有更加全面的理解，這類學生適合在基礎層次進行創新；實踐型學生把網絡分布連接作為重點，實踐性地對服務器、交換機、路由器及終端用戶根據所規定的拓撲結構及要求進行綜合布線及配置；而應用型學生的教學要求相對較高，需要在全面掌握網絡傳輸協議及原理后，能夠在計算機上開發網絡應用平臺和模擬各種結果。

2.2 個性化教學

走創新式培養道路。學生在多層次教學之后，基礎知識能力和應用能力均有了大幅提高，而學生在此時也具備了一定的實踐科研能力，個性化教學模式需要在此階段介入。所謂個性化教學就是根據學生的不同特點，因材施教，為不同的學生制定出不同的發展方向，如網絡規劃方向、網絡服務方向、網絡安全方向等等。而創新式培養是在以上全部過程優化之后進行的，創新式培養滿足高端學生的創新需求，以培養學生科研能力為目的，開始讓學生進入到科研項目中。

除了以上的內容，完備的教學體系還應包括教學質量保障措施，該措施有助于評估當前教學效果，并對下階段教學任務提出建設性方向。質量評估的手段更應該采用理論考試和實踐考試相結合的方式，學生的成績不能僅看一方面的成績，要多方位考量，把理論、實驗、應用、創新等環節綜合起來進行考評。

3 《計算機網絡》課程實訓教室的建設

對于學校來說，學生動手能力的培養，在很大程度上取決于學校的實驗環境和學生的實踐經驗。這就需要提供給學生真實的網絡實驗環境。學校可以根據自己的教學需求和經濟能力，根據先進性、實用性、標準化、開放性、兼容性、整體性、共享性、安全性、保密性、可靠性、實時性、經濟性、可擴展性、可維護性等原則，采購原裝、全新的、符合國家及教育部門提出的有關質量標準的設備。例如，

3.1 網絡實訓室具體建設任務

表1 網絡實訓室設備表

3.2 實驗環境舉例（每組）

圖1 網絡結構圖

4 計算機網絡實驗教學

4.1 開放的教與學模式

《計算機網絡》實驗教學不僅需要更新實驗室的硬件環境，更為重要的是改變傳統的計算機網絡實驗教學理念，采用開放式的教與學。開放式實驗教學讓學生有自己的主動權，可以不受時間、空間和設備及實驗項目的限制，自主設計實驗，自主探究科學問題。在實驗教學過程中，指導教師的任務是引導，是解惑。教師的任務可以隨著學生的需求而改變，不僅講授實驗操作的步驟和方法，讓學生去驗證理論，更重要的是要幫助學生提高發現問題、探究問題和解決問題的能力，讓學生養成自主學習的習慣。

4.2 開放式實驗教學內容

由于實驗教學是一個漸進的過程，在初始階段只能采用操作性和驗證性實驗，相應的實驗指導書也需要編寫的比較詳細，需要給出明確的實驗步驟、網絡拓撲圖以及配置命令等。通過這些前期操作性和驗證性的實驗可以使學生熟悉計算機網絡實驗的相關儀器設備、實驗環境以及對計算機網絡實驗有一定的感性認識和體驗。接著學生可以逐步進行設計性和綜合性的實驗，即實驗指導書只給出具體的網絡應用的實驗要求，提供必要的提示，要求學生自行設計實驗網絡拓撲圖，選擇相關的網絡設備，按照設計的拓撲圖進行網絡連接、網絡配置以測試是否到達該網絡應用的要求。學生對于這類實驗項目可能在實驗課堂上無法完全掌握，就需要在課后繼續進行探究。最后學生積累到一定的程度，就可以進行一些研究創新性的實驗，完全可以按照自己對計算機網絡課程的理解，對自己感興趣的計算機網絡問題進行自主地研究和探索。

例如交換機VLAN劃分實驗，實驗指導上應該體現以下內容：

（一）實驗目的

1、了解VLAN原理；2、熟練掌握二層交換機VLAN的劃分方法；3、了解如何驗證VLAN的劃分。

（二）實驗設備

1、DCS-3926S交換機1臺 2、PC機2臺 3、Console線1根 4、直通網線2根

（三）實驗拓撲

使用一臺交換機和兩臺PC機，還將其中PC1作為控制臺終端，使用Console口配置方式；使用兩根網線分別將PC1和PC2連接到交換機的RJ-45接口上。

（四）實驗要求

在交換機上劃分兩個基于端口的 VLAN：VLAN100，VLAN200。

VLAN 端口成員100 1～8 200 9～16

使得VLAN100的成員能夠互相訪問，VLAN200的成員能夠互相訪問；VLAN100和VLAN200成員之間不能互相訪問。

表2 PC1和PC2的網絡設置

PC1、PC2接在VLAN100的成員端口1～8上，兩臺PC互相可以ping通；PC1、PC2接在VLAN的成員端口9～16上，兩臺PC互相可以ping通；PC1接在VLAN100的成員端口1～8上，PC2接在VLAN200的成員端口9～16上，則互相ping不通。

若實驗結果和理論相符，則本實驗完成。

（五）、實驗步驟（略）（六）、注意事項和排錯（略）（七）、配置序列（略）

（八）、共同思考（略）（九）、課后練習（略）

4.3 實驗內容項目舉例

表3 實驗內容項目表

5 實驗案例

案例一：

5.1 驗證型實驗

5.1.1 實驗內容

（1）在實驗設備上完成“跨交換機實現Vlan”實驗并測試實驗網連通性。

（2）在實驗設備上查看Vlan生成樹，并學會查看其他相關重要信息。

實驗步驟：步驟1，連接好網絡拓撲，測試3臺主機在劃分Vlan前的連通性。步驟2，在交換Switch A、Switch B上配置Vlan10、Vlan20，并劃分端口。步驟3，測試3臺主機在劃分Vlan后的連通性。實驗思考：跨交換機實現Vlan通信時，思考不用trunk模式且也能進行跨交換機Vlan通信的替代方法，并進行實驗驗證。

5.1.2 案例分析

關于“虛擬局域網”的典型案例 1中，“實驗背景”描述凸現了案例的實用性，在實驗步驟 2，案例給出了完整的配置命令序列，因而學生一般都能將實驗完成。擴充性則體現在可以在案例1的基礎上增加這樣的要求：在兩交換機各增加一臺PC，并分別劃入 Vlan1和 Vlan2，要求寫出配置的命令序列。這樣擴充是必要的，學生必須在理解原實驗的基礎上才能完成擴充部分的實驗，從而可以避免學生在做驗證型實驗時“依葫蘆畫瓢”，對實驗過程糊里糊涂。并且通過“實驗思考”，引導學生解決問題。進一步不失系統性地在案例1的基礎上，我們又推出“通過三層交換機實現Vlan間路由”的案例。通過這兩個案例的實驗，學生可以很好地掌握Vlan。案例本身充分體現了我們的設計理念，學生普遍反映通過實驗獲益良多。

案例二：

5.2 案例設計：小型企業網設計

實驗背景：假設某小型企業員工共1000多人，廠房、辦公樓共有10幢建筑，信息點約100個，設置Cernet（1G）和電信ChinaNet（200M）兩個出口。要求構建一個小型企業網。

實驗要求：

（1）在網絡設計時要求采用先進、可靠、成熟、高性能、可擴展的網絡架構及技術，從硬件設備、軟件策略控制2個方面來保證核心、骨干網絡的高可靠、高性能及易維護性。

（2）在設計中，需要充分考慮到企業網的特殊性，以及不同業務、不同部門之間的數據安全，綜合考慮網絡設計的邏輯結構以及區域劃分。

（3）由于接入的電信提供的互聯網出口提供100個電信公網IP，要求解決企業內用戶對外部網絡的訪問需求，且要實現在電信提供的互聯網出口發布對外的Web等服務。

（4）面對日益突出的信息安全問題，要求網絡系統集成的相應的安全特性。在網絡的不同層次進行安全規則設置，對關鍵業務進行保障，避免網絡攻擊影響到網絡正常業務，因此新建的網絡平臺必須對Dos攻擊、ARP欺騙/攻擊、廣播風暴等網絡攻擊行為有較強的防范能力。

5.2.2 案例分析

案例二是一個實踐性與系統性都比較強的案例，綜合性也比較好，主要考察要點包括方案整體設計、網絡結構劃分、IP地址規劃、設備選型及描述、設備配置清單等。對能力較強的的學生，還可增加“實現對接入用戶的帶寬限制，避免不必要的帶寬占用”要求，以提高設計難度。本案例要求學生根據實驗背景，首先運用所學的知識來設計這個小型企業的拓撲（方案設計時，未知的條件的可適當假設）；然后使用實驗室里的設備，按照自己設計的拓撲結構來搭建這個企業的拓撲；之后，再要求學生把搭建的網絡調通；最后，還需要他們以綜合掌握的技能去優化這個網絡，比如要配置ACL、QoS等。這樣，學生才算完成這個實驗。

6 結語

隨著新技術的不斷出現，如何提高《計算機網絡》課程的教學質量、如何培養理論、實踐一體的網絡人才已成為十分迫切的課題。在《計算機網絡》課程實驗教學的建設和實踐過程中不斷分析課程教學形式和教學方法的創新策略，這些創新手段勢必會為我國中職《計算機網絡》課程的建設開創出更廣闊的空間，也能夠為中職學生進入專業計算機領域打下牢固的基礎。

[1]霍亮，楊柳，張俊芝．計算機網絡課程教學探討[J]．合作經濟與科技，2012，（15）．

[2]趙春宇，楊竹君．計算機網絡課程實驗建設和教學改革實踐[J]．科技信息，2011，（28）．

[3]張敏．計算機網絡課程教學模式改革與實踐[J]．福建電腦，2011，（7）．