計算機網絡系列課程實驗設置方法探索

摘要：基于計算機網絡系列課程各門課內容之間的關系，通過問題的串接，系統化設計各門課的實驗內容，充分利用現有的先進的實驗系統，加大實驗部分的內容及難度，真正達到讓學生深入理解計算機網絡的教學目標，并進一步增強學生動手能力的培養。

關鍵詞：計算機網絡；實驗；基于問題

文章編號：1672-5913（2013）01-0045-04

中圖分類號：G642

1 現狀分析

在信息化飛速發展的今天，急需培養既有扎實理論基礎又有較強動手能力的人才。計算機網絡系列課程是推動本科教育信息化的最重要的課程系列之一。為此國家通過211工程、省部共建等項目加大了對教學及實踐方面的投入，各個高校也對該課程系列從教學團隊建設到實驗環境建設等方面進行了全方位的建設，有些學校還通過本科教學團隊建設、精品課程建設等方式系統化地進行了準備。但是面對社會需求和學生特點，怎樣在現有條件下高效地開展教學并獲得應有的成果是值得我們深入探索的。

基于“問題”的學習是一種學習方法，它的工作原理是將問題作為一個開始點去獲得和綜合新知識。也就是說學習的開始點是一個問題、一個謎團，并且這個問題也是學生希望解決的。它不是常規含義下的解決問題（基于已有的知識進行推理，然后得到結果），而是基于學生想學習的愿望，用問題引導他們獲取新知識的過程。基于“問題”的學習方法提倡主動的、自己指導的學習，并支持終身學習。

目前為配合不同類型人才培養，有的學校將實驗課程分為科研型和應用型兩類；有的學校延伸實驗內容，學生在學習過程中憑借興趣等因素決定自己的學習深度；有的學校則將實驗分為多個層次，包括基礎型實驗、綜合型實驗、科研型實驗和創新型實驗等，鼓勵有余力及有興趣的學生多學、多做、多創造。如何基于“問題”式學習方法，結合計算機網絡系列課程的關系及其特點進行實驗課內容的設計，值得深入研究。

1.1計算機網絡系列課程設置

內蒙古大學計算機網絡系列課程包含計算機網絡、網絡工程、信息網絡安全、Web編程（含Web數據庫），教學內容上前后銜接、循序漸進、層次分明，其授課先后順序如圖1所示。表1為各門課程的學時、學期描述。

1.2學生特點分析

目前大部分學生是獨生子女，一般學習條件比其父輩好很多，加上現在信息化的發展，見識也多一些，因此學生處于一種忙碌狀態，每天接收到的信息很多，需要學習的內容繁多。如果仍采用中學的學習方法，那么時間勢必不夠用，此時的學習方法就依賴學生平時的學習習慣及學習效率。為此我們要把提高學生的學習能力作為一個重要的教學目的。教師在設計實驗時，應根據大綱要求結合學生特點確定實驗的漸進步伐及深度，在實驗內容的設計上不能只是追求實驗涉及知識點的數量，面面俱到，一味地都是“菜譜”式的基礎型實驗。

1.3人才需求分析

IT行業的發展使學校的教學方法受到很多質疑。首先用人單位經常抱怨學生上手工作的能力差，但是就大學而言，不可能針對某個公司的產品技術對學生進行培養，人才的知識及能力供求矛盾比較明顯。因此學校需要認真選取知識點，選取授課及實驗方法，力求將學生培養成不僅具有扎實的理論基礎還要具有與核心理論相配的實驗實踐動手能力，并在此過程中培養學生的學習能力。正如美國未來學家阿爾文·托夫勒曾說過：“未來的文盲將不是目不識丁的人，而是不知道如何學習的人。”教師在設計實驗時，也要結合現實的需要考慮課程的設計。

由上可見，盡管是幾門課程的實驗設計，想要做好也需要教師付出很大的努力，甚至做一定的市場調研。同時，為了未來發展需要，內容設計還需留一定的延展空間。

2 一種可行的課程系列實驗設置方法

為了與現在的需求及教學條件相結合，充分利用現有資源進行學生學習能力的培養，我們對學校的計算機網絡系列課程的實驗內容設計進行了探索。

2.1方式

在實施實驗部分時，一般可能采用的方式有單獨的實驗課（單獨算學分，并且不會與相應的理論課在同一學期開）；與理論講授相輔助的實驗課（學分包含在講授的課中）。目前多采用后者，這意味著實驗的學時數要比前者少一些，但是知識的深度比前者深。

2.2現有實驗條件

近年由于“省部共建”及“211三期建設工程”兩大項目的大力支持，學院有先進的異構網絡實驗室、計算機網絡實驗室（含網絡安全）、網絡工程實驗室三個網絡相關實驗室，內有銳捷的綜合網絡實驗平臺軟硬件設備和中軟吉大實驗系統。比以前的實驗環境好很多，我們結合現有實驗條件、人才需求及學生特點來設計實驗，力爭滿足新的培養要求。

2.3實驗內容設計

網絡課程方面早期的實驗教學模式多數是驗證型和規范配置型實驗，學生根據教師布置的實驗內容和步驟照搬照做，這種實驗模式單一、枯燥，最終只能訓練學生的基本操作技能，很難全面激發學生的學習積極性，真正提高學生的實踐創新能力。在211工程和省部共建項目的大力推動下，學校建設了新的實驗環境，配置了新的實驗設備和工具，為改革實驗內容，提升實驗難度創造了良好的物質條件。基于“問題”的學習方法為實驗內容的設置提供了一個有效的指導方法。通過不斷地提出問題，促進學生在實驗環節中分析、解決問題能力和實踐創新能力的培養。

1）計算機網絡的實驗內容設計。

計算機網絡是計算機網絡系列課程的第一門理論課，主要功能是讓學生理解網絡協議及其工作原理，學會一些基本的量化計算，例如帶寬、吞吐量等計算。考慮到該課程是一門考研課，理論學習的廣度及深度都比后續幾門課程多，因此結合現在的計算機網絡實驗室條件設計了該課程實驗的內容，如表2所示。

通過這些實驗內容，幫助學生理解網絡上的信息是如何從網絡上的源端主機傳輸到目的主機的，進而吸引學生思考：設計一個計算機網絡協議需要考慮的主要內容是什么。上述內容都可以在計算機網絡實驗室的環境完成。

2）網絡工程的實驗內容設計。

新實驗室投入使用后，使原有實驗能夠更加具體化、問題化，同時由于布線工作向專科教育及職業教育轉移，在實驗中取消了雙絞線的制作安裝部分，增加了路由器綜合實驗。在實驗的具體環節中更重視學生解決實際問題能力的培養，每個實驗項目都從實際中的常見問題出發，基于“問題”引導學生開展實驗步驟，在學生充分理解實驗所依托的工作原理的前提下完成實驗內容。新的網絡工程實驗項目如表3所示。

3）信息網絡安全的實驗內容設計。

傳統的信息安全課程方面的實驗多以配置型和驗證型為主，內容上缺乏創新和挑戰；實驗內容的安排也相對較孤立，沒有能將各部分知識融會貫通的綜合性實驗，因此在設計該課程實驗時，對實驗內容的深度、廣度和難度的關系作了較深入的考慮，使用了基于“問題”的指導方法統一設置實驗內容。新的信息網絡安全的實驗內容刪掉了與計算機網絡課程實驗內容重疊性高的單純使用幀包工具嗅探和分析數據包的實驗。對于其他幾個實驗也根據實驗環境進行了適當的整合，提高了實驗的難度和創新性，其基本內容設計如表4所示。

4）Web編程的實驗內容設計。

綜合實踐能力的培養是“Web編程”這種實踐性較強課程的重要目標，為了能夠在課程學習中更好地提高學生的綜合實踐能力，充分調動學生的學習主動性，我們用基于“問題”的實驗設計方法。首先從目前最流行的網絡應用——Web站點的制作過程出發，逐步引導學生開始設計和實現自己的電子商務網站。該課程改進后的實驗內容設計如表5所示。

表5中的實驗4是一個大型綜合實驗，包含多個子模塊：用戶注冊與登錄、商品展示與檢索、購物車、訂單管理、用戶管理、商品管理、賬戶管理等，學生需要結合課程各章知識逐步完成。

3 結語

計算機網絡系列課程的內容既具有很深的理論性背景，又有很強的實踐背景，因此，我們應采用理論與實踐并舉的方法，并結合本地人才需求，為計算機網絡系列課程設計相關的實驗內容。為了使實驗內容設計與社會需求緊密聯系，下一步我們將進一步加強授課教師與校外各單位和部門的聯系，使得課程的教學與實驗內容可以與社會需求產生聯動，從而使部分實驗項目的內容設計更為合理。

（見習編輯：劉麗麗；編輯：彭遠紅）