獨立設置實驗課程《計算機網絡》教學方法初探

【摘 要】計算機網絡是計算機科學與技術與網絡工程專業開設的一門綜合基礎課程，也是信息類專業必開的一門專業課程。該課程理論與實驗結合度大，實驗要求高，原理復雜，使很多高校在開設計算機網絡實驗課程時效果不明顯，學生學習難度大。信息類其他專業的實驗課往往依附于理論課而出現，達不到信息類專業的培養目標與要求，因此開設獨立設置實驗課程才能滿足信息類專業的教學要求。本文結合吉首大學信息科學與工程學院開設的《計算機網絡》獨立設置實驗課程的教學過程，探討在實際教學中的一些問題及可行的方法。

【關鍵詞】計算機網絡；獨立設置實驗課程；項目驅動

計算機網絡課程是信息類專業的基礎課程，教育部教學指導委員會把計算機網絡列為信息類專業的基礎課程之一，可見計算機網絡課程在信息類專業的重要性。計算機網絡技術發展迅速，從以前的多終端的計算機網絡過渡到現在能共享資源和數據傳輸的高帶寬和高性能的計算機網絡，在計算機網絡中的應用也推陳出新，從以前的并行計算到網格計算，最后過渡到云計算與大數據[1]?？梢娪嬎銠C網絡在信息化時代中承擔著非常重要的角色。

計算機網絡教學的實驗教學是很多高校困惑的一個問題，一是計算機網絡理論與實驗結合程度高，理論課的教學進度受實驗課程的影響，教師很難把握學生的認知程度，導致學生學完課程之后對知識點混淆，對計算機網絡的整體原理弄不清楚；二是計算機網絡實驗課程所需要的設備價格昂貴，專業的交換機的性能很難發揮，開設實驗課程代價高成本大，很多高校的計算機網絡實驗室都采用仿真平臺去實現；三是現有的計算機網絡實驗室操作簡單，但結構復雜，學生能順利完成實驗，但是對實驗室網絡的布局和結構一知半解，學生學習計算機網絡成了一個瓶頸問題。

吉首大學信息科學與工程學院有5個信息類專業，都開設有計算機網絡課程，從2014年下學期開始所有專業的計算機網絡實驗都改成獨立設置實驗課程。

經過3年時間的推行，教學效果和學生的能力都得到明顯的提高，在計算機網絡類競賽中多次獲得好成績，如網絡攻擊與防御大賽，計算機網絡設計大賽，3年來獲得省級兩個二等獎和四個三等獎。文章從計算機網絡獨立設置實驗課程的培養目標，實驗課程體系和學生能力培養等幾個方面給出了實際的幾個教學方法和教學手段。

一、改進實驗內容，培養學生的綜合實踐能力

實驗內容是實驗課程的主體，傳統計算機網絡的實驗課程原理單一，內容基本屬于驗證性實驗，TCP/IP體系中實驗面向TCP層和運用層，現有設備也只能做到這兩層，實驗結果明顯。實際實驗中學生對下面三層是完全不懂，計算機網絡教材的內容也不能通過實驗去驗證，造成在實際運用計算機網絡的時候無從下手，如編寫一個IP層數據包獲取的應用。

計算機網絡技術日新月異，現有的網絡內容不能滿足新一代計算機網絡技術的需求，如IPV6、4G、zeegbe和軟交換網絡，所有在實驗內容上讓學生了解一些新網絡知識[2]。

（一）多專業融合的實驗項目和實驗內容

通信與網絡不可分割，通信是基礎，網絡是應用，在設置獨立開始實驗項目時，底層通信協議也設置有相應的實驗項目，通過軟件仿真環境去模擬實現。這樣的實驗項目對通信工程專業的學生很簡單，但是對計算機專業的學生而言，掌握了計算機網絡的底層知識，學會了底層通信協議的編寫和應用，高層的通信協議使電子工程的學生了解了算法的重要性，學會了高層的應用程序的編寫。

（二）多種可選擇的實驗類型

網絡通信協議是計算機網絡實驗課程的最主要內容，網絡服務和協議是很多學生難于明白的知識，在獨立設置實驗課程中，針對服務和協議做了三組實驗項目，不同專業的學生可選擇不同的類型，讓不同的專業知識融合到實驗中，做到不同方向和不同興趣的學生有多組實驗選擇，強化學生的能夠把計算機網絡知識應用到不同的學科和領域中[3]。

二、改進實驗教學方法，培訓學生的創新能力

（一）依托學科競賽，提高學生的創新能力

為了推動高校學生的實踐能力，近幾年學科競賽越來越多，特別是信息類競賽，學生在競賽中不僅學會了團結協作的精神，也學會了把書本知識變成應用和產品的過程。計算機網絡類的學科競賽在湖南省內有3次，學生在競賽中利用所學網絡知識解決實際問題，在平時的實驗教學中引入競賽內容，把實驗課堂變成一個競賽課堂，學生在做實驗的過程中用到所學知識，完成競賽的各種挑戰，增加了學生的自信心，加強了計算機網絡的基礎知識，同時也提高了學生通過溝通解決問題的能力。

（二）增加自主性實驗和開放性實驗

指導老師在實驗中可以給學生不同的提示，讓學生順利完成相應的實驗項目，課堂外指導老師沒有足夠的時間來指導學生。在計算機網絡獨立設置實驗課中，很多自主實驗內容共并不在課堂內完成，而是在課堂外，通過自主實驗，學生養成了獨立思考問題和解決問題的能力，自主性實驗往往都是提高實驗，指導老師給出了基本的思路和方法，指定了統一的驗證平臺，學生在課余時間完成實驗，通過實驗發現問題、找出問題，最后解決問題[4]。通過3年時間的實驗教學，自主性實驗和開放性實驗和課堂內實驗相結合的方法取得了不錯的效果。

三、結語

實踐教學是信息類專業課程教學中一個很重要的環節，計算機網絡實驗課程的獨立設置，對信息類專業的人才培養質量起著很大的作用。本文提出了兩大方法來改進計算機網絡課程的實驗教學內容，提高了學生的創新意識、創新能力和創新思維，在3年的教學中取得了不錯的教學效果。

課題項目：吉首大學獨立設置實驗（實訓）課程建設項目課程建設項目（實設通[2015]15號，編號：JDDL2015006）。

作者簡介：李宗壽（1972.8-），男，苗族，湖南吉首人，副教授，華中科技大學控制工程碩士，主要從事計算機網絡和嵌入式研究。

參考文獻：

[1]劉艷芳，張力軍，焦福菊.面向創新能力培養的計算機網絡實驗教學[J].實驗技術與管理，2014.

[2]錢德沛，張力軍.計算機網絡實驗教程[M].北京：高等教育出版社，2005.

[3]秦斐，郭鑫.計算機網絡實驗教學改革與實踐[J].軟件導刊，2015.

[4]劉志強，主編.高等學校實踐教學改革與研究[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2007.