自動化專業《計算機網絡》課程教學方法探討

段文勇

【摘 要】自動控制和計算機網絡技術的融合變得逐漸熱門，致使自動化專業的學生對計算機網絡相關知識的學習顯得越來越重要。本文通過對目前計算機網絡課程在自動化專業教學的不足之處分析研究，總結了一些教學方法的改革措施，并應用于教學實踐中，對提高課程的講授效率和效果有一定的作用。

【關鍵詞】自動化專業；計算機網絡；教學改革；教學實踐

0 引言

21世紀是信息的時代，是科學技術和現代化生產快速發展的時代，機械代替人工逐漸占據主導地位。自動化技術要求逐漸提升，因此亟需革新自動化相關技術。隨著計算機技術的快速發展，其中網絡技術的革新，尤其是局域網技術的跨越式發展，使得自動化控制技術的應用更加廣泛，例如鐵路智能指揮調度系統、新型建筑的自動化綜合系統、航空自動管制系統、全國電網智能監控系統、全國交通自動檢測系統等。基于網絡化的自動化技術應用得到廣泛的擴展，不僅僅局限于工程控制中，比如一些非工程領域：醫療設備的綜合自動化操控、人口密度在線網絡自動化控制等。工業生產、企業辦公、人民生活和農業種植自動化將成為新技術改革的重要內容，并得到迅速發展[1]。

近年來，我國的工業技術處于不斷改革中，網絡化自動控制技術的發展既是技術革新的機遇，也是突破關鍵技術的挑戰。與此同時，自動化生產企業也進一步提高了從業人員的錄用標準[2]。因此，自動化專業的學生必須與時俱進，掌握更為專業的計算機網絡技術，學習計算機網絡的理論知識，更要熟練計算機網絡的實踐技術。自動化專業開設計算機網絡課程顯現出越來越大的必要性。目前，大多數高校自動化專業都把計算機網絡課程作為必修課來講授，但由于計算機技術日新月異，更新速度快，新理論、新技術、新標準、新服務層出不窮[3]，這些都給計算機網絡課程的教學工作帶來了很大的難度[4]。這就要求教師團隊，專業系等重新審視當前的課程體系，提高教學質量。

1 自動化專業《計算機網絡》教學現狀

目前，理論課程的教學大多數都是課堂講授，課后作業相結合的方法。計算機網絡理論知識抽象概念很多，比如計算機網絡體系結構，包含了層次、功能、協議與接口等抽象的概念，內容枯燥乏味，很難激發起學生的興趣。另外，計算機網絡相關的知識、技術的快速發展，教學過程包含教學內容、講課方法、實踐訓練等必須與網絡的發展變化同步進行，致使教學過程中出現很多新的問題。

1.1 網絡體系結構的偏重點落后

大家知道，TCP/IP已成為計算機網絡的事實上的協議標準，尤其是Internet在世界范圍的廣泛發展，TCP/IP協議被廣泛應用與網絡技術，所以它的地位顯而易見。而OSI（Open System Interconnect），即開放式系統互聯，一般都叫OSI參考模型，是ISO（國際標準化組織）在1985年研究的網絡體系結構。OSI參考模型并沒有提供一個可以實現的方法，只是描述了一些概念，用來協調進程間通信標準的制定[5]。在OSI范疇內，只有在各類協議是可以被實現的且產品之間只有和OSI的協議一致才能互通。也即，OSI參考模型并非一個標準，而是一個在擬定標準時所使用的理論性的框架[5，6]。目前，一般的教材在介紹網絡體系結構時，都是從OSI參考模型入手開始分析，再對比分析引出被公認的“事實上的標準”TCP/IP參考模型結構。這種方法雖從理論上理解起來，邏輯性較強，但基于實際應用，減弱了TCP/IP參考模型的重要性地位。因此，容易使得學生在課程學習結束后，還不太清楚網絡的體系結構以及通信原理。

1.2 理論教學較多，實驗訓練較少

由于不是計算機專業的課程，往往是課時少，課程內容多。教師遵照所選教材的內容注重安排理論教學的任務。詳細分析概念、原理，講解通信過程，各種算法等。把綜合性如此強的課程，更像是作為數學課講授，結果就導致一個現象：老師講得唾沫橫飛，學生乏味無趣，心不在焉，教學效果差顯而易見。實驗課時分配太少，開設實驗可以使學生將課堂知識與實踐相結合，尤其是對工科的學生，動手能力是他們的強項。激發強項喚起興趣，這樣可以讓學生更主動的理解和掌握計算機網絡的基本原理、具體的通信機制、組網技術、網絡應用等，輔助乏味的理論知識學習。

1.3 重分層學習，輕綜合實踐

大多數教材都是按照OSI體系結構由低到高分層介紹：物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層以及應用層[7]。每一層都下大工夫，大力度講解，可以說是知無不言，言無不盡。當7層學習完成之后，再無下文。不能做到層與層聯系整合起來，進行綜合實驗訓練。這樣，學生學完之后，對計算機網絡體系結構的理解只能做到片面，無法全面地認識，更何談得心應手地應用計算機網絡。

2 自動化專業《計算機網絡》課程教學建議

根據目前自動化專業《計算機網絡》課程教學現狀以及計算機網絡知識在自動化專業的重要性，并結合教學實踐，對此課程的教學方法提出一些較為可行的改進措施。

2.1 網絡體系結構以TCP/IP為重

當今的大多數計算機系統都提供TCP/IP，支持IP的路由器幾乎連接了所有的網絡介質。TCP/IP是Internet的黏合劑，使得Internet能夠覆蓋全球。所以，講授的時候，把TCP/IP參考模型作為重點闡述對象，借助范圍廣泛的Internet來輔助計算機網絡技術的傳授。建議以這樣的思路講解核心內容：發展史—主機網絡層—互連層—傳輸層—應用層。以OSI參考模型為指導，穿插在中間，并以實驗內容綜合層與層之間的關系。

2.2 理論結合實踐，實踐中穿插理論

面向自動化專業工科背景強的學生，多動手，在實踐中理解并總結理論是他們的強項。因此，課程安排6到8個實驗內容，比如工業控制局域網的組建、交換機的配置和管理、路由器的配置管理、基于TCP協議的聊天程序的開發（串聯演示、綜合分析 TCP/IP網絡的結構、功能和運行原理）、IP地址的分析和配置、模擬路燈網絡管理系統的構建等等。還可以選擇穿插一些著名公司，比如 Cisco、華為、Microsoft等在專業認證中所涉及的網絡知識與核心技術，充分和實際應用緊密的聯系在一起。這樣，可以更大限度地激發學生的主動積極性，尤其是進一步的明白計算機網絡對自動化專業的性質和地位。

2.3 Internet時刻為學生服務

計算機技術的快速發展，計算機硬件價格日趨低廉，基本上每個學生手里都有了計算機，包括智能手機、平板電腦。所以學生可以很方便的登陸Internet來查詢教材上沒有及時更新的前沿知識，提高學生的自學能力。教師可以課后布置網絡在自動化控制中最前沿的話題，學生通過查詢、調研、分析和理解掌握學科動態。讓學生課堂作個小報告大家一起討論，既活躍了課堂氣氛，又了解了前沿知識。另一方面，可以通過學校的網絡教學資源平臺，建立計算機網絡課程自學網站如圖1所示。利用學生對網絡的依賴心理，豐富課堂的內容。

3 結語

總之，自動化專業《計算機網絡》課程教學方式的改革，應當與自動化的專業背景、學生的特點、計算機網絡的發展動態相結合。通過對教學方式改革問題的深入思考，我們總結了一些參考的課程教學改革思路，并應用在教學實踐中取得了一些教學效果。隨著科學的進一步發展，計算機網絡課程的教學仍需不斷地與時俱進，對教學方法研究還需進一步的探討。

【參考文獻】

[1]楊志剛，錢俊磊.自動化專業卓越工程師培養計劃實踐教學體系建設[J].學科探索，2015（11）：27-29.

[2]陳杰金，霍覽宇.高職電氣自動化專業課程體系探究[J].職業教育，2015（8）：196.

[3]卞華珍，潘荷新.計算機網絡專業工程化教學改革實踐[J].職業技術教育，2006（23）：16-18.

[4]李旻，陳志國，杜海順，侯彥娥.計算機網絡專業課程教學改革[J].計算機教育，2010（17）：44-49.

[5]周倜.計算機網絡標準綜述[J].航天標準化，2010（3）：31-35.

[6]吳功宜，吳英.計算機網絡教程[M].5版.北京：電子工業出版社，2014.

[7]謝希仁.計算機網絡[M].5版.北京：電子工業出版社，2008.

[責任編輯：湯靜]