“計算機網絡”課程教學改革與實踐研究

陳寶鋼等

摘 要： 計算機網絡課程理論性強、內容抽象、涉及知識面廣，學習有一定的難度。為更好地提高計算機網絡課程的教學質量，分析了教學環節和實驗環節目前存在的問題，根據網絡技術發展的現狀和趨勢，從教學內容、教學方法、教學管理和師生交流方式等方面提出了相應的理論教學改革方案，并從實驗環節上對實驗內容、實驗環境、實驗組織、實驗管理和評價進行了改進。通過落實課程改革的各項措施，使教學效果明顯提高。

關鍵詞： 計算機網絡； 理論教學； 實驗教學； 教學改革

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2014）08-50-03

Teaching reform and practice research of "computer network"

Chen Baogang， Liu Yi， Guo Yufeng， Che Yinchao， Zheng Guang

（College of Information and Management Science， Henan Agricultural University， Zhengzhou， Henan 450046， China）

Abstract： The computer network course requires strong theory， broad aspect of knowledge and is abstract. Therefore it is difficult for students to learn this course. To improve the teaching quality of computer networks curriculum， the problems existing in the procedure of teaching and experimental aspects are analyzed respectively based on the current situation and the trend of computer network technology. The corresponding theoretical teaching reform program is proposed from teaching content， teaching methods， teaching management as well as communication ways between students and teachers. Moreover， the optimizations for experiment content， the experiment environment， experiment organization， experiment management and evaluation have been demonstrated in this paper. Through the implementation of various measures in computer networks curriculum， teaching effectiveness has been improved significantly.

Key words： computer network； theoretical teaching； experimental teaching； teaching reform

0 引言

計算機網絡是計算機技術與通信技術相結合而產生的一門內容不斷發展的學科，是計算機應用、軟件工程、網絡工程等計算機專業本科生必修的專業課程之一， 在信息技術學科發展和課程體系建設中處于重要的地位[1]。社會各行各業對計算機網絡人才的需求日益增加，對從事計算機網絡的技術人員提出了新的要求。由于計算機網絡具有實踐性強、理論抽象等特點，傳統的教學體系無法完全滿足社會的需要和適應技術的發展。合理設置計算機網絡課程教學體系，研究理論教學和實踐教學的內容、方法手段，全面提高教學效果，是高校必須探討和研究的課題。

1 計算機網絡教學中存在的問題

計算機網絡是一門技術性和實踐性很強的課程。但由于傳統教學觀念根深蒂固，計算機網絡課程教學長期以來都沒能改變以教材為中心、以考試為中心、教學模式落后、實驗教學內容貧乏、教學內容與實際應用脫節等狀況。這種狀況滿足不了科技發展對大學生專業水平和能力素質的要求。

1.1 理論教學

⑴ 教學內容。在當今的互聯網時代，計算機網絡技術的發展日新月異。而計算機網絡教學內容的更新卻跟不上技術發展的速度，理論教學與實際應用情況嚴重脫節。學生在學習過程中常感到內容抽象、枯燥，很難將學到的理論知識與實際應用聯系起來；而教師則感覺在課堂時間內要把計算機網絡的概念和原理結合實際講清楚并不容易。

⑵ 教學模式。計算機網絡課程包含的知識面廣，綜合性強，需要有一定的計算機和通信知識為基礎。但目前仍有很多院校的計算機網絡課程采用傳統教學模式，以教室和教師為中心，缺乏教與學的有效互動，學生的學習積極性沒有得到充分調動，無法建立起計算機網絡專業的思維方式，再加上這門課程自身綜合性強的特點，導致學生普遍反應比較難學，對課程學習缺乏足夠興趣。

1.2 實驗教學

⑴ 實驗教學內容和條件。目前，不少高校對于理論教學過程非常重視，而對于實踐環節則沒有合適的安排。由于缺乏實驗師資，網絡實驗環境簡陋，實驗課時安排偏少等因素，實驗的地位不突出[2]。而在實驗教學中，教師又往往把教學內容單純化到網絡設備的介紹以及配置操作的培訓。此外，網絡實驗環境和實驗室條件也是當前阻礙學生計算機網絡應用能力提高的一大瓶頸。

⑵ 實驗教學組織和管理。在實驗教學過程中，實驗教學目標不夠明確，內容組織和管理隨意性大，不規范。實驗教師沒有充分了解實驗環境和合理估計實驗過程中學生可能出現的問題，沒有起到良好的引導作用，學生的積極性不高。在實驗過程中，學生只能熟悉網絡設備的配置命令，沒能充分分析和理解配置后的實驗結果。在一些合作性實驗中，由于缺乏良好的管理和引導方式，學生主動參與性弱，影響了教學質量。

2 計算機網絡理論教學改革

計算機網絡理論部分的內容大多都比較抽象不容易理解。為有效完成計算機網絡理論部分的教學任務，提高教學質量，就需要從多方面入手來提升課程的教學質量。

2.1 優化教學內容鼓勵學生課下主動自學

電子工業出版社出版的由謝希仁編著的《計算機網絡》是很多高校選用的主要教材。該教材結構組織合理，內容豐富。然而隨著網絡技術的不斷發展和進步，一本書已經不能容納網絡課程應該包含的所有教學內容，需要根據實際情況進行不斷調整和更新[3]。在上課的過程中需要適當加入講授知識點的最新技術信息和研究狀況，比如適當增加物聯網、無線局域網、移動互聯網等當前熱門技術內容。通過經常更新和補充教學內容，可以彌補計算機網絡領域中理論與實際相矛盾的情況，從而可以保證學生在學習過程中能始終與計算機網絡的發展保持同步。同時由于課堂時間有限，還應當鼓勵學生在課下閱讀相關的參考書籍并上網查閱有關文獻資料。通過課外閱讀，不僅可以加強學生對網絡知識的理解，培養學生主動學習的良好習慣，還可以提高學生運用所學知識解決實際問題的能力[4]。

2.2 通過命令和工具軟件深入理解網絡理論

很多時候，學生對于學到的書本知識難以在實際生活中找到對應的應用環境和使用場合。通過介紹網絡命令的功能、使用方法和作用并鼓勵學生活學活用、觸類旁通，可以讓學生通過命令來初步溝通理論知識和實際應用的差距，這對于學習計算機網絡和加強動手能力具有很好的幫助。比如通過IPconfig命令，學生可以了解具體網絡中IP地址的配置信息，使用Traceroute命令可以讓學生了解數據包經過的始點和終點的路由器信息。

網絡體系結構在計算機網絡課程中是重點和難點內容，也非常枯燥和難以理解。目前的很多流行抓包軟件如：Iris、Sniffer、Wireshark等都可以捕捉和分析包的結構[4]。利用這些工具學生可以看到MAC幀，IP包，TCP報文以及數據等內容。通過這樣具體形象地分析數據包的結構和內容，學生理解和掌握協議原理和協議數據單元的格式就容易很多。還可以通過配置和安裝一些軟件工具來加強對于網絡應用的理解。如通過配置Foxmail來了解電子郵件的收發原理，通過配置ServerU服務器工具來了解FTP協議的工作原理等等。

2.3 利用案例分析加強網絡工程能力培養

計算機網絡是理論、工程與應用緊密結合的課程。因此在教學內容安排上，不僅要重視網絡基礎理論和工作原理的講授，也要重視網絡工程設計和網絡應用問題分析，使理論與實際更好地結合。在教學中適當選擇一些典型案例進行分析、討論和評價，使學生能夠在掌握理論知識的基礎上提高自己的分析能力并獲得一定的實際應用經驗，還會激起學生的求知欲、調動學生的學習主動性和自覺性，從而提高學生分析和解決問題的能力。例如，我們在介紹網絡層的理論時加入具體網絡的規劃和子網劃分的實例，這樣可使學生對于網絡層中IP地址、子網和網絡域知識點的理解非常清晰和透徹。

2.4 建設課程交流平臺方便學生自主學習

為了使學生能夠盡快地掌握計算機網絡的核心理論和技術，必須為學生提供便捷有效的溝通交流方式，以方便他們能夠迅速地獲得各種幫助并快速提高自己的知識水平。為此，我們在校園網上搭建了計算機網絡課程教學平臺。該平臺提供了本課程的教學大綱、考試大綱、教案、習題、實驗指導、參考資料以及任課教師資料和聯系方式等內容，并開設有留言區和微博，學生可以在任何時候提出問題，教師會盡快回復和解答。該網站除了交流和提供教學資料的功能，我們正準備把其他教學活動（包括作業提交與批改、疑難分析、在線交流、學習心得等）轉移到網絡教學平臺上。這種網絡化的輔助教學方式使得學生可以在課外自主學習并得以提高。

3 計算機網絡實驗教學改革

實驗教學不只是理論教學的深化和補充，對于培養學生的實踐能力，加深對網絡理論知識的理解與應用也起著非常重要的作用[5]。因此，我們在實驗內容、實驗環境、實驗組織、實驗管理和評價等幾個方面進行改革，以不斷提高學生的動手能力和實踐水平。以下給出具體措施。

3.1 調整和優化實驗內容

實驗教學內容不應僅依附于課程的理論教學內容，它同理論課程一樣為教學目標服務。驗證性、設計性和綜合性實驗所占的比例應該科學合理，并需要注意加強實驗內容的實用性。

通過明確課程的核心知識內容和分析計算機網絡知識體系，最后選擇包括數據鏈路層、網絡層、傳輸層等重點教學內容來設計實驗內容，安排實驗10個，學時20個。

3.2 改善網絡實驗室條件

良好的實驗環境對學生能力的培養至關重要，是實現培養網絡人才目標的重要保障。目前，部分院校的網絡課程實驗是在機房或由簡單的網絡設備組建的網絡環境下進行的。這使學生沒有充分的時間親自動手操作網絡設備，達不到培養網絡應用人才的目標。

為了滿足教學需要，我校組建了兩個計算機網絡實驗室，購置了四套吉林中軟吉大公司提供的網絡協議仿真分析實驗教學系統，配置100臺實驗用計算機，40臺華為公司出品多功能路由器、28臺二層交換機、24臺三層交換機、10臺防火墻、12個無線AP、若干光纖線路及其他輔助設備，并有專人負責維護網絡實驗室的設備，使網絡實驗室的環境初步滿足了我校對于計算機網絡課程的基本要求。

3.3 科學組織實驗過程

在實驗課上，教師應首先介紹實驗相關的理論知識點、實驗目的、實驗內容、實驗重點和操作難點，并對操作過程進行展示。再根據實驗環境把學生分成若干實驗小組，以小組為單位，安排學生進行實驗，布置實驗進度。

分組主要根據學生的主觀意愿，同時也注意學生之間搭配的合理性，以提高學生團隊的合作能力和組織能力。對于實驗能力強的學生，可以指定他們擔任一些實驗輔導工作，負責所在小組的實驗，并協助教師開展工作。這種變教師指導實驗為學生協助指導實驗的教學方式，可以充分調動學生參加實驗教學的積極性，發揮學生的實驗特長，同時也增強了學生的協調能力和合作精神[6]。

3.4 加強實驗管理和評價

實驗之前，先把實驗相關內容交給學生，讓學生對這部分內容進行認真的分析，明確實驗目的和具體步驟；實驗過程中，要求學生遵守紀律，認真完成任務，對于遇到困難的學生，教師要積極引導和幫助，鼓勵學生主動尋找解決問題的方法；實驗完成后，教師要對實驗結果進行檢查。

實驗結束后，每個學生需要提交實驗報告。實驗報告不僅有實驗步驟描述，也要有實驗中出現問題的說明與解決過程，之后由組長做小組總結，最后由教師作整體評價。評價的內容既有實驗內容和過程，也可以擴展到實驗小組的分工協作、實驗方案的設計完成、實驗結果的分析總結等方面[7]。通過不斷充實實驗評價的內容，使學生從實驗中不斷學習和積累經驗，獲得更多的實驗技能。

4 結束語

通過對計算機網絡課程教學的改革實踐，使該課程能夠集中體現出網絡技術當前發展的現狀，并與實際應用相貼近。在教學過程中施行這一系列改革措施，使學生對計算機網絡理論學習的積極性有了明顯提高，對計算機網絡的應用實踐也有了更深的認識。同時理論教學和實驗教學的有機融合使學生能夠把理論和實際應用聯系起來，有助于培養學生的操作能力、分析能力和創新能力，為他們將來應對工作上的實際問題打下良好的基礎。由于網絡技術是在不斷發展創新中，所以教學改革也不能停止。在以后的教學中，仍然需要不斷完善和規范課程教學體系，豐富和改進教學內容及實驗方式，以期對提高學生的能力素質以及就業競爭力起到更大的作用。

參考文獻：

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[7] 高守平，胡山泉，于芳.省級精品課程計算機網絡教學改革與實踐[J].

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