計算機網絡課程教學模式探究及實踐

魯來鳳，李艷平

（陜西師范大學 數學與信息科學學院，陜西 西安 710119）

0 引 言

計算機網絡是計算機技術和通信技術相互滲透、密切結合而形成的一門交叉學科，目前計算機網絡尤其是互聯網已經成為人們社會生活中不可缺少的一個重要組成部分；同時，計算機網絡成為各個高校理工類專業普遍開設的必修基礎課程，幫助學生理解計算機網絡的體系結構，掌握計算機網絡的基本理論和關鍵技術，從而為進一步學習其他專業課打下堅實基礎[1]。

隨著互聯網的日新月異和智能終端設備的普及，計算機和網絡儼然已經成為當下大學生日常生活的一部分。在學計算機網絡課程之前，大部分學生是比較驚喜的，覺得自己網絡應用得如此嫻熟，學起這門課來應該會駕輕就熟，然而，當開始接觸網絡體系結構、協議、服務等概念術語時，就開始覺得有點抽象。待隨后進入物理層和數據鏈路層的學習時，部分學生就容易產生失落情緒，認為這門課程理論性太強，難以理解，以至于逐漸喪失剛開始學習時的熱情和信心，覺得平時的計算機網絡應用與課堂上所學的網絡知識幾乎是脫節的，甚至對開設這門課程的必要性產生質疑，最終憑借死記硬背課本內容才勉強通過課程考試，沒有達到這門課程開設的初衷。因此，引導好學生對這門課程的正確認識，保持學習的積極性和熱情，探尋適合新時代這種課程的授課模式，將抽象的計算機網絡原理講解分析透徹，便于學生接受，真正地將課本理論知識與現實網絡應用密切結合，是當前計算機網絡教學中迫切需要解決的問題。

1 計算機網絡教學模式

計算機網絡課程的講授所遵循的根本指導思想應該是教書與育人相結合，每一門課程的開設都不僅僅是書本知識的簡單傳授，而是將眾多社會原則與規范、為人處世的道理、學習策略與方法、學術研究素養的培養等內容潛移默化在每一節具體的課堂上。具體貫徹在課程中，教學方面應倡導理論與實踐相結合的思想，教學形式方面是傳統教學形式與微課相結合[2]。在具體的教學實踐層面，該門課程的教學方法可分為教學內容、組織形式和質量保障3個層面，如圖1所示。

2 計算機網絡課程教學實踐

2.1 課堂組織和內容

圖1 計算機網絡教學模式簡圖

網絡已成為新一代大學生生活不可分割的一部分，學生第一次進入計算機網絡這門課程時是充滿信心、熱情和期待的。在學生的眼中，計算機網絡更多的是各種網絡應用，如社交網絡軟件、網絡購物、各種網絡資源下載等，但學生想象中的計算機網絡課程和現實教學中的計算機網絡存在著鴻溝，隨著課程的深入，學生會逐漸喪失起初的熱情和積極性。

現在比較流行的計算機網絡教材主要是計算機網絡體系結構的講解[3]，遵循ISO/OSI標準，從下到上或者從上到下講解物理層、數據鏈路層、網絡層、運輸層、會話層、表示層和應用層7層模型，或者是將TCP/IP的4層參考模型與ISO/OSI進行綜合衍生出5層模型，但共同點是側重于理論模型、協議的講解，這與學生眼中的計算機網絡似乎完全脫節。如果教師不注意這個鴻溝并及時想辦法進行橋接的話，一部分學生的熱情在幾節理論課之后就很容易喪失，因此，教師需要在教學中牢牢抓住學生的興趣點，將似乎枯燥的知識講得有滋有味。

（1）在課堂上以積極探索、尋求真相的熱情吸引學生，具體做法是將教學中的知識點與學生日常使用的、熟悉的事情和操作緊密關聯起來，提出種種疑問，帶領學生由已知進入未知的探索過程，新奇又有趣。通過“上網瀏覽網頁，都使用鼠標單擊超級鏈接進行頁面的跳轉，那鼠標單擊背后的故事又是什么呢”這一問題引出HTTP的機制學習；通過“假設我們倆遠隔千山萬水，我通過網絡要傳送一個圖片給你，我如何在茫?；ヂ摼W的機海中找到屬于你的那臺機器呢？假如我倆相距很近，又是如何實現的呢”這一問題引出邏輯地址（IP地址）和物理地址（MAC地址）的知識點；通過“你給你遠在美國的同學發Email，到底如何做他就能看到你的郵件內容？這個過程具體如何實現的呢”引出電子郵件的詳細工作過程的學習；通過“為什么有時候在家里上網，瀏覽器頁面無法正常打開，但是QQ卻能正常使用呢”引出UDP和TCP協議的講解。在抽象、相對枯燥的知識點講解之前，通過學生熟悉的場景和事件設置情境，觸發學生探索的積極性，然后以Internet為模型，解釋各種計算機網絡現象和原因，這樣在講具體知識點時目標很明確，學生也不會覺得乏味。

（2）充分利用信息化手段，通過繪制的圖形、PowerPoint強大的動畫效果以及豐富的Flash小動畫，幫助學生理解比較抽象的網絡原理。學生學習完整的網絡原理知識后，腦海里定會保留下幾張非常熟悉的圖形，如網絡體系結構、虛擬互聯網絡等知識點的圖。另外，有些知識點通過動畫進行展示，常常會事半功倍，如分組交換原理非常重要，但學生在初學時并不能深刻理解，而通過分別制作小動畫，學生看一遍幾乎就能有較好的理解。

（3）在實際授課中盡可能舉出學生在生活中熟知的場景進行類比，讓學生更好地理解相關概念，如講解ISO/OSI參考模型中網絡體系結構的概念時，分層、接口、服務、協議等概念的理解是個難點，若能列舉兩個大學校長之間傳送公文的真實過程，學生就能很容易理解體系結構中“自頂向下→水平傳輸→自下向上” 的傳輸過程，進而理解分層、接口、服務、協議等概念；講解FDM和TDM時，可以用多車同在高速公路和單行道上行駛為類比等。

2.2 理論知識講授上浸潤科學研究的思路

無論是講授理論知識還是實踐操作，都不能照本宣科，而應該強調分析一個知識點的來龍去脈：設計者當初是怎么想到的點子，又是如何一步一步優化，最終設計出來的。以多路復用技術為例，除了講解什么是多路復用技術，為什么要用它之外，還要講清楚頻分復用、時分復用和碼分復用的關系，說明每一步的設計過程。在講解計算機網絡擁塞控制時，首先講解擁塞發生的原因和進行網絡擁塞控制的必要性；隨后對于常用的網絡擁塞方法并不是平鋪直敘地逐一列舉介紹給學生，而是帶著一系列問題，讓學生以積極探索、解決問題的心態去思考問題、分析問題，找到解決問題的辦法；最后，從系統論高度，以辯證法思想引導學生看待網絡擁塞的控制方法。

在計算機網絡理論講解的課堂上如此堅持下去，不僅可以幫助學生深入地厘清知識點和知識點之間的關系，還能一定程度上培養學生的科研素養。在課堂上，教師結合自身信息安全專業的特長，帶領學生一步一步地進行知識的探索，啟蒙學生進行科學研究，為學生的畢業論文選題或進入研究生階段做好充分準備。

2.3 計算機網絡實踐課與理論課兩手都要抓

計算機網絡課程不同于一般的計算機課程。它的實踐環節格外重要。只有切實重視實踐環節，才能真正地讓學生理解課堂上講解的網絡原理，使理論與實踐相得益彰，使學生學以致用，實現計算機網絡原理課程到現實應用的過渡。

計算機網絡課程的配套實驗設計還要與時俱進，不能脫離社會應用，因此，在設置實驗內容時應重點考慮當前學生的實際需求，盡可能與一些典型應用接軌。實驗大綱設計可包含網線的制作、局域網的搭建、路由器與防火墻的配置、網站建設、Web服務等，讓學生真正感到學習計算機網絡以后可以自己處理一些實際問題。

2.4 以全國高校密碼數學挑戰賽為推手，計算機網絡系列課程聯動發展

全國高校密碼數學挑戰賽是由教育部高等教育司、中央網信辦網絡安全協調局、工業和信息化部人教司指導，教育部數學類專業教學指導委員會主辦的高水平全國性賽事。學生在參賽時需結合使用計算機網絡系列課程，另外信息安全實驗課程也需要學生結合計算機網絡與密碼學課程中的相關內容。以陜西師范大學本科的信息與計算科學專業為例，該專業計算機網絡所在的信息類課程群包括計算機網絡（含計算機網絡實驗）、密碼學、信息安全實驗等課程。計算機網絡與密碼學課程在同學期開設，內容完全不同，兩課程的聯動教學能夠為后續課程的教學奠定良好的基礎。在計算機網絡課程授課之前，首先要讓學生明確課程之間的關系，其次課程組以全國高校密碼數學挑戰賽為推手，充分調動學生學習興趣，推動課程群整體發展。詳細的課程群發展模式如圖2所示。

圖2 計算機網絡系列課程聯動發展示意圖

2.5 教育教學新方法與時俱進，計算機網絡新知識延拓

網絡的發展日新月異，常常會有新的網絡應用和網絡技術涌現。在計算機網絡課堂上，教師要利用零星時間給學生介紹當前的網絡新理論、新技術和新方法，開闊學生視野，激勵學生進一步學習掌握新理論和新技術方法，如差分隱私保護、納米網絡、體域網、群智能計算等研究方向。

網絡的飛速發展給人們的生活帶來翻天覆地的變化，教育領域里信息化教學也開展得如火如荼。作為計算機類課程，尤其是計算機網絡課程，毋庸置疑要將信息化教學手段及時引入日常教學中。以陜西師范大學計算機網絡課程組為例，目前，課程團隊已開展了基于BB平臺的課程信息化建設工作，將計算機網絡課程內容按照知識點進行拆分，錄制講授視頻，制作微課程；將整門課程的導引、每一章的學習導引、每一章的總結、階段性復習知識點串講等內容均進行微課錄制[2-4]。基于微信平臺的信息化課程建設、基于微信的混合式學習模式培養也在規劃中，通過課程公眾號推送相關課程知識精講、學習方法分享、學習工具推介等，尤其是將計算機網絡當前新理論、新技術和新方法第一時間分享給學生，通過微信群隨時隨地答疑解惑，為師生交流提供便利。

3 結 語

本文計算機網絡課程的講授方法是筆者結合自身教學實踐總結的，此外，課堂教學可增加網絡專有名詞（英文及英文縮略詞）解釋環節，積極引導學生把握專業術語，積極嘗試進行雙語教學，提高學生的外文資料查閱水平，為將來使用外文原版經典教材做好鋪墊。文中的教學模式仍然存在兩個問題：一是此教學模式下教學效果的評價機制；二是該課程的信息化建設有待進一步完善。針對這兩方面的問題，筆者將在未來的教學過程中著重設計和解決。