以課程平臺為中心的計算機網絡課程建設思路與教學設計

王磊

摘要：本文從課程內容、教學平臺和教學設計三個方面提出了一種新的計算機網絡課程建設方案。當前，該方案已經應用于計算機網絡課程的建設和教學當中并取得了良好的效果。

關鍵詞：計算機網絡；課程建設；教學設計

1 引言

計算機網絡具有很強的理論性、復雜的工程性以及廣泛的應用性等特點。傳統的計算機網絡課程內容安排過多、教學偏重理論、實驗課時較少，與培養創新型人才的要求也不相適應。本文結合我院計算機網絡課程建設實際，對計算機網絡課程的建設與教學進行了分析，提出了一種適用于指揮類專業計算機網絡課程的建設方案。

2 相關研究

許金普等[1]從課程體系結構、課程內容、實驗教學、教學方法、考核辦法五個方面對計算機網絡技術課程建設與教學改革進行了探討，但由于當前技術發展文中提到的教學方法與考核辦法已經不再使用。

空軍工程大學路艷麗等[2]從計算思維能力培養的角度提出了基于案例式教學的計算機網絡課程的教學方法。其核心思想是按照提出問題—討論解決方案—歸納總結核心概念和結論的步驟， 培養學員應用計算機網絡技術解決專業領域問題的主動性和自覺性， 達到培養計算思維能力的目的。

原解放軍理工大學邢長友等[3]從教學設計、教學方法、實踐訓練三個方面分析了面向創新人才培養的計算機網絡教學改革的基本方法，提出了“課前猜想、課堂研討、實驗驗證、課后思考”的教學過程“四步法”。

周靜等[4]從實驗教學改革與實踐的角度提出了一種基于翻轉課堂的項目化、層次化的計算機網絡實驗課程設置的方法，由于翻轉課堂課前需要占用學員大量時間進行準備，因此也不適用于我院實際。

桑宇鵬[5]針對民辦本科院校的生源、師資特點，提出了啟發式教學、案例教學、任務驅動教學的網絡安全教學改革思路。

羅洛陽[6]以計算機網絡課程為例提出了應用導向的“應用+案例+實踐”式的教學方法，并給出了課程設計思路和特點，該方法將“實踐”部分全部安排至課后，需要學員大量的時間，對于非計算機專業計算機網絡課程教學來說并不符合實際。

3 計算機網絡課程設計

3.1 內容安排。根據教學要求及學時特點，將計算機網絡課程劃分為兩個部分：

第一部分：網絡技術。主要包括傳輸介質、信道復用、以太網技術、IP＼路由及路由選擇協議等，使學員掌握計算機網絡數據通信原理與機制。其中，主要的實驗包括：交換機和路由器的基本原理與配置，組建局域網、VLAN、網絡規劃、路由協議配置等。在傳輸層和應用層的教學上，主要介紹CS、P2P兩種類型的通信方式的概念及編程實現，TCP、UDP的工作原理及主要應用場景，常見應用層協議（DNS、DHCP、HTTP、FTP、SMTP、SNMP）的工作機制，以及相關服務器環境的配置與維護等。

第二部分：網絡安全。主要內容包括系統安全、信息安全、應用安全三個部分。其中系統安全指網絡硬件以及操作系統是否可靠且值得信任，比如防火墻、入侵檢測系統、操作系統漏洞等；信息安全指信息內容的安全以及在網絡上的傳輸安全，比如數據加密、數字簽名、鑒別等；應用安全指一些具體應用程序的安全漏洞與風險，比如office漏洞、web服務器漏洞等。

3.2 教學平臺

計算機網絡實驗室是課程建設的重要內容，計算機網絡課程的教學主要依托計算機網絡實驗室展開。實驗室的硬件環境包含若干個實訓平臺，每個實訓平臺由網絡設備以及若干服務器、計算機組成，可滿足一組學員實驗要求，實訓平臺的個數由學員總數決定，為課程實驗提供基本的實訓環境；軟件環境包含學習平臺、網絡管理系統。硬件拓撲結構可根據實驗內容由網絡管理系統進行動態調整。

計算機網絡學習平臺主要包含在線課程、模擬環境、測評系統三個模塊，在線課程主要包含理論以及實驗兩種類型的課程，支持視頻、文檔等類型，學員通過在線學習可掌握基本理論與操作；模擬環境是基于虛擬化技術的數據通信、網絡應用、網絡安全等模塊的Web的模擬環境，幫助學員掌握基本操作；測評系統用于教學效果評估，支持理論和網絡實驗的測評。由于課程會加入部分網絡程序設計的內容，測評系統也支持程序設計的測評，具有測試和練習兩種模式。使用該學習平臺既能滿足大綱要求的教學內容，也能滿足學員的個性化、差異化學習的需要。

3.3 教學設計

計算機網絡課程教學設計的總體思路是：以課程學習平臺為依托，以案例為中心，按照課前、課中、課后的三段式步驟，從真實的網絡場景選擇案例，高標準建好在線學習資源，注重培養學員的創新思維和動手能力，不斷激發學員的學習興趣和熱情， 提升教學效果。

3.3.1 課前

課前，學員主要完成教學的準備工作。在這個階段，學員學習案例，了解教學內容，通過課程平臺學習前置知識和理論，完成相關的學習任務。考慮到學員的課外時間有限，課前安排的學習內容僅僅是課堂內容的鋪墊，需要學員花費的時間并不多。

3.3.2課中

課堂是教學的中心關節，授課以案例為中心，授課過程就是解決案例中有關問題的過程。在這個過程中，教員需要講解相關理論知識、組織有關的練習，同時要認真組織討論，發散學員思維。特別是要利用學習平臺在授課過程中對學員進行實時測試，及時掌握學習情況，適時調整教學進度。

3.3.3課后

課后學員主要依托學習平臺進行操作訓練和理論測評，是知識應用和升華的環節，也是學員的個性化發展階段。在這個環節，教員的主要工作是提供資源、解疑釋惑，引導學員自主探索，培養創新能力。

結束語：傳統的計算機網絡課程教學存在重理論輕實踐的現象，容易導致用抽象的概念來解釋另一個抽象的概念的問題。本文從指揮類非計算機專業學生以及課程的特點出發，統籌考慮計算機網絡課程理論性和實踐性要求，提出了一種內容精煉、形式靈活、評價合理的基于課程教學平臺、一體化實驗室的課程建設及教學思路，這些思路已經逐步應用在我院計算機網絡課程的建設與教學之中并取得了較好的效果。

參考文獻：

[1]許金普， 徐鵬民， 孫曉梅， 馬德新.“計算機網絡技術”課程建設與教學改革研究[J]. 現代教育技術，2008（07）： 116-118.

[2]路艷麗， 王曉丹， 徐云飛. 計算機網絡課程學員計算思維能力培養的思考與實踐[J]. 計算機工程與科學，2014，36（S1）：74-78.

[3]邢長友， 陳鳴， 許博， 胡超， 楊莉. 面向創新人才培養的計算機網絡教學改革[J]. 計算機教育，2013（01）：49-52.

[4]周靜， 劉全菊. 理工科轉型發展專業實驗教學改革與實踐——以計算機網絡課程為例[J]. 大學教育，2018（02）： 55-57.

[5]桑宇鵬. 民辦本科院校計算機網絡安全課程教學模式研究[J].才智，2018（18）：10.

[6]羅洛陽.《計算機網絡》應用導向教學研究[J]. 電腦知識與技術，2015，11（05）：47-48.