計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)體系的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

尉哲明 常新功 王開(kāi)選 梁敏

摘要：針對(duì)地方普通高校計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，在分析了設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系的基礎(chǔ)條件和研究目標(biāo)基礎(chǔ)上，提出設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)原理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容的方法；根據(jù)方法設(shè)計(jì)了具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、拓展實(shí)驗(yàn)、綜合課程設(shè)計(jì)、綜合驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)等；闡述上述實(shí)踐教學(xué)實(shí)施過(guò)程中取得的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系；設(shè)計(jì)方法；實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；教學(xué)實(shí)施；教學(xué)效果

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2022）29-0143-04

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是高校計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)必修的核心專(zhuān)業(yè)課程，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課的教學(xué)體系一般都圍繞計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的原理來(lái)設(shè)計(jì)和實(shí)施，教學(xué)內(nèi)容的大體框架包括：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念、數(shù)據(jù)通信的基本原理、底層物理網(wǎng)絡(luò)、Internet各層協(xié)議[3]。其中底層物理網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)內(nèi)容需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展、教學(xué)計(jì)劃分配的教學(xué)時(shí)數(shù)做出不斷地調(diào)整、取舍。

在網(wǎng)絡(luò)原理課程的教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用和地位舉足輕重。因?yàn)樵碚n程的教學(xué)重點(diǎn)是理解協(xié)議，相比其他課程，較為枯燥難懂，單靠課堂教學(xué)是難以學(xué)會(huì)的，必須配合與理論教學(xué)相匹配的實(shí)驗(yàn)課程。對(duì)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)體系的研究，多年來(lái)一直是重要的課題。

1研究的基礎(chǔ)條件與研究目標(biāo)

1）網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室只具備最基本的軟硬件環(huán)境。

地方普通高校網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室可能只具備一些基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備（交換機(jī)、路由器、PC）和通用軟件，不具備良好的網(wǎng)絡(luò)硬件和完善的網(wǎng)絡(luò)管理軟件和虛擬仿真環(huán)境[7]。

2）專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃中開(kāi)設(shè)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)課程只有一門(mén)“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”。

3）實(shí)驗(yàn)課程要與理論課程的教學(xué)內(nèi)容相匹配。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要強(qiáng)化原理類(lèi)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解具體的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，而不是將重點(diǎn)放在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐上[1]。

通過(guò)完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，促使學(xué)生去驗(yàn)證、理解課堂上所學(xué)到的“數(shù)據(jù)通信”“網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)”“分層”“協(xié)議”內(nèi)容，看到實(shí)實(shí)在在的“幀”“分組”“段”“報(bào)文”“請(qǐng)求”“響應(yīng)”，進(jìn)而能設(shè)計(jì)出特定網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的專(zhuān)用“協(xié)議包”。

4）遇到疫情等突發(fā)情況時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要保證。

5）培養(yǎng)學(xué)生具有較高專(zhuān)業(yè)技能的同時(shí)，具有較高的道德素養(yǎng)。

挖掘?qū)嶒?yàn)教學(xué)中蘊(yùn)含的思政元素[4]，以潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲的方式將思政教育貫穿于教學(xué)過(guò)程。

基于以上條件與目標(biāo)，網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程該如何設(shè)計(jì)能良好實(shí)施的教學(xué)體系和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目？

2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系的設(shè)計(jì)方法

2.1從解決問(wèn)題的角度出發(fā)，使學(xué)生有效理解協(xié)議

通過(guò)兩個(gè)例子說(shuō)明：

⑴ 數(shù)據(jù)通信過(guò)程中可能受到噪聲干擾，導(dǎo)致所傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤。為了使發(fā)送數(shù)據(jù)能被接收端正確接收，實(shí)現(xiàn)可靠傳輸，需要進(jìn)行差錯(cuò)控制。

如何進(jìn)行差錯(cuò)控制？通過(guò)發(fā)送端與接收端之間的差錯(cuò)控制協(xié)議，而差錯(cuò)控制需要先進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)，看是否發(fā)生了數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤。

設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可以讓學(xué)生編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)[2]，模擬發(fā)送端與接收端的操作；進(jìn)一步拓展實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)控制。

⑵ 為了測(cè)試網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間是否互通，需要運(yùn)行Ping程序。而Ping程序的工作原理運(yùn)用了ICMP協(xié)議，同時(shí)涉及ARP協(xié)議。如果通過(guò)Internet去Ping一個(gè)用域名表示的主機(jī)，還涉及DNS協(xié)議。此外可以考慮協(xié)議包的封裝，就此理解分層、接口、服務(wù)的概念。

設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可以讓學(xué)生使用抓包程序，捕獲運(yùn)行Ping程序涉及的協(xié)議包并進(jìn)行分析驗(yàn)證。

2.2從實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證、理解分層與協(xié)議（抓包與分析）

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程的教學(xué)重點(diǎn)是“協(xié)議”。

網(wǎng)絡(luò)的分層體系結(jié)構(gòu)中存在大量的“協(xié)議包”[1]，這些協(xié)議包的結(jié)構(gòu)中包含著實(shí)現(xiàn)協(xié)議所完成功能的有效信息，只有充分理解了協(xié)議包中每一個(gè)字段的含義、協(xié)議的通信過(guò)程，才能掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的原理。要實(shí)現(xiàn)此教學(xué)目標(biāo)，光靠理論課的講解和學(xué)習(xí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證、聯(lián)系和鞏固。

抓包程序是完成網(wǎng)絡(luò)原理實(shí)驗(yàn)的重要而有效的工具。通過(guò)分析“抓”到的協(xié)議包，可以驗(yàn)證理論課堂學(xué)習(xí)到的協(xié)議內(nèi)容，有效理解協(xié)議。如此可真正使實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)內(nèi)容相匹配。

使用這種方法，可以設(shè)計(jì)出很多具體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

2.3設(shè)計(jì)專(zhuān)用協(xié)議

在學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)了各層的多種多個(gè)協(xié)議、完全理解了“協(xié)議”概念的基礎(chǔ)上，可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的需要，設(shè)計(jì)出專(zhuān)用的應(yīng)用層協(xié)議。

通過(guò)編程，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)好的專(zhuān)用應(yīng)用層協(xié)議：“請(qǐng)求”和“響應(yīng)”；進(jìn)而實(shí)現(xiàn)具體的C/S或P2P網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，有效提升學(xué)生的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。

2.4體會(huì)組網(wǎng)以及劃分“虛擬組”的樂(lè)趣

在專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃中開(kāi)設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程只有一門(mén)“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”情況下，該門(mén)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要兼顧組網(wǎng)。組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)也是學(xué)生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)課所感興趣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，只是由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理實(shí)驗(yàn)課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容繁多，教學(xué)負(fù)擔(dān)重，所以不能覆蓋較多的組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

結(jié)合理論課的局域網(wǎng)教學(xué)內(nèi)容中有關(guān)交換機(jī)、VLAN的原理學(xué)習(xí)，可以精選一兩個(gè)組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生自行組建以太網(wǎng)，設(shè)計(jì)VLAN邏輯組并在交換機(jī)上完成配置。

2.5綜合性、創(chuàng)新性課程設(shè)計(jì)[5]或驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

學(xué)生設(shè)計(jì)出網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中專(zhuān)用的應(yīng)用協(xié)議，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)協(xié)議，進(jìn)而設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序[3]。這些實(shí)驗(yàn)都是綜合性課程設(shè)計(jì)，能有效提高專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。

也可以設(shè)計(jì)出綜合性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生全面理解和掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念和原理。例如，捕獲和分析Windows下的Tracert命令程序、ping命令程序涉及的各協(xié)議包結(jié)構(gòu)、通信過(guò)程以及封裝關(guān)系。

3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)舉例

3.1差錯(cuò)檢測(cè)與差錯(cuò)控制

3.1.1 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：差錯(cuò)檢測(cè)

在Internet各層協(xié)議中，都需要進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)，而完成差錯(cuò)檢測(cè)需要發(fā)送端和接收端配合、共同遵守協(xié)議規(guī)則，利用相同的差錯(cuò)檢測(cè)算法計(jì)算校驗(yàn)碼，以此判斷出接收的數(shù)據(jù)與發(fā)送的數(shù)據(jù)是否一致。若接收的數(shù)據(jù)與發(fā)送的數(shù)據(jù)不一致，說(shuō)明接收的數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)了差錯(cuò)，接收端會(huì)丟棄該數(shù)據(jù)包。

選擇一種差錯(cuò)檢測(cè)算法[2]，編寫(xiě)程序，對(duì)模擬發(fā)送的數(shù)據(jù)計(jì)算出校驗(yàn)碼，將校驗(yàn)碼與數(shù)據(jù)一起發(fā)送；接收端對(duì)接收內(nèi)容使用同一算法程序計(jì)算。在算法實(shí)現(xiàn)正確的基礎(chǔ)上，分別模擬發(fā)送端和接收端的行為，以此實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)檢測(cè)功能，進(jìn)而理解差錯(cuò)檢測(cè)協(xié)議。

3.1.2 拓展實(shí)驗(yàn)：差錯(cuò)控制

在正確實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)檢測(cè)算法程序的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步編寫(xiě)發(fā)送端和接收端程序，實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)控制協(xié)議，完成消除差錯(cuò)功能，保證可靠性傳輸。

需要可靠性保證的協(xié)議，如無(wú)線局域網(wǎng)的MAC協(xié)議802.11、Internet的TCP傳輸協(xié)議、一些專(zhuān)用設(shè)計(jì)的應(yīng)用層協(xié)議（選用了UDP不可靠的傳輸協(xié)議，自身又需要可靠性保障），使用定時(shí)器控制發(fā)送端在一定時(shí)間內(nèi)未收到接收端發(fā)送的確認(rèn)情況下，重新發(fā)送緩存的協(xié)議數(shù)據(jù)包，在差錯(cuò)檢測(cè)基礎(chǔ)上進(jìn)行差錯(cuò)控制。

接收端收到無(wú)差錯(cuò)數(shù)據(jù)后，發(fā)送確認(rèn)信息給發(fā)送端；發(fā)送端則需模擬未收到確認(rèn)情況下重發(fā)數(shù)據(jù)包的情形。

3.2協(xié)議驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

使用抓包程序，捕獲、分析協(xié)議數(shù)據(jù)單元的結(jié)構(gòu)和通信過(guò)程[1]，驗(yàn)證和理解、掌握理論課堂學(xué)到的協(xié)議知識(shí)；綜合的協(xié)議驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的分層體系結(jié)構(gòu)、各層協(xié)議內(nèi)容融會(huì)貫通。

常用的可免費(fèi)下載使用的抓包分析軟件有Ethereal、Wireshark、Microsoft Network Monitor。

3.2.1 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)舉例：TCP協(xié)議驗(yàn)證

運(yùn)行抓包程序，記錄上網(wǎng)或者運(yùn)行專(zhuān)用的C/S網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序時(shí)抓取的TCP協(xié)議包。

⑴ 分析TCP協(xié)議包的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

用抓取的TCP包，對(duì)照?qǐng)D1進(jìn)行分析驗(yàn)證和理解。

⑵ 分析TCP協(xié)議的通信過(guò)程。

① 建立連接

通過(guò)抓包，學(xué)生可清晰地看到建立TCP連接時(shí)的三次握手機(jī)制[1]，如圖2所示。

② 全雙工可靠傳輸數(shù)據(jù)、確認(rèn)，如圖3所示.

③ 斷開(kāi)連接

全雙工的任何一端數(shù)據(jù)先發(fā)送完畢，即可向?qū)Ψ桨l(fā)送斷開(kāi)連接請(qǐng)求（FIN標(biāo)記為1），對(duì)方收到斷連請(qǐng)求后回送確認(rèn)，這一方向的連接斷開(kāi)，反方向可以繼續(xù)傳輸數(shù)據(jù)；反方向的斷開(kāi)連接過(guò)程相同。如圖4所示。

⑶ 分析TCP的上下層協(xié)議

理解TCP協(xié)議是為上層協(xié)議提供服務(wù)的；同時(shí)理解TCP協(xié)議包需要傳遞給下層協(xié)議，后者為其完成發(fā)送。

如圖5所示，TCP協(xié)議包中封裝的上層協(xié)議是HTTP；而TCP協(xié)議包被封裝在下層IP協(xié)議包中發(fā)送。

3.2.2 綜合驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)舉例

ping命令運(yùn)行時(shí)使用與涉及的協(xié)議分析

⑴ 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模豪斫庥?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中層與層之間的封裝；掌握局域網(wǎng)的MAC協(xié)議，掌握ARP協(xié)議的工作機(jī)制，掌握ping命令使用的ICMP報(bào)文類(lèi)型和發(fā)送方法；掌握對(duì)協(xié)議數(shù)據(jù)單元的分析方法。

⑵ 實(shí)驗(yàn)步驟：

① 利用實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有以太網(wǎng)絡(luò)（疫情期間可使用家中的Wi-Fi代替以太網(wǎng)完成實(shí)驗(yàn)），分別利用IPConfig命令查閱兩臺(tái)PC機(jī)的IP地址。

② 使用Wireshark（疫情期間家中可配合使用Microsoft Network Monitor）開(kāi)始捕獲。

③ 在一臺(tái)PC機(jī)上，對(duì)另一臺(tái)PC機(jī)執(zhí)行ping命令。

④ 記錄Wireshark（或Microsoft Network Monitor）捕獲到的數(shù)據(jù)包，并加以分析。

⑤ 再次執(zhí)行ping命令（配合使用arp -a命令）。

⑥ 再次記錄Wireshark（或Microsoft Network Monitor）捕獲到的數(shù)據(jù)包，并加以分析。

⑦ 完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

⑶ 實(shí)驗(yàn)記錄內(nèi)容設(shè)計(jì)舉例：

① 實(shí)驗(yàn)環(huán)境概述：以太網(wǎng)還是Wi-Fi無(wú)線局域網(wǎng)？使用了幾臺(tái)計(jì)算機(jī)？各自的IP地址？如果是WiFi，無(wú)線路由器的IP地址？使用的抓包軟件？抓包軟件在哪臺(tái)計(jì)算機(jī)運(yùn)行？

② 兩次運(yùn)行ping命令涉及到的協(xié)議數(shù)據(jù)內(nèi)容捕獲記錄

⑷ 回答問(wèn)題內(nèi)容設(shè)計(jì)舉例：

① 根據(jù)捕獲到的記錄，分析ping命令執(zhí)行時(shí)，網(wǎng)絡(luò)傳送的各種協(xié)議包的類(lèi)型和時(shí)序。

② 為什么會(huì)運(yùn)行ARP協(xié)議？分析ARP請(qǐng)求包與應(yīng)答包中各主要字段的含義，ARP協(xié)議包是被封裝在什么協(xié)議中發(fā)送的？

③ 兩次執(zhí)行ping命令后，網(wǎng)絡(luò)中傳送的數(shù)據(jù)包有無(wú)區(qū)別？如有，說(shuō)出是何區(qū)別？

④ 總結(jié)ARP協(xié)議的工作原理

⑤ 試說(shuō)出ping命令執(zhí)行時(shí)，發(fā)送的echo請(qǐng)求和echo應(yīng)答的報(bào)文類(lèi)型。解析報(bào)文中各字段的含義。回答報(bào)文發(fā)送時(shí)的底層封裝協(xié)議各是什么。

⑥ 根據(jù)捕獲到的記錄，說(shuō)明底層物理網(wǎng)絡(luò)的類(lèi)型和幀格式，以及在各條記錄中底層網(wǎng)絡(luò)的幀里所封裝的上層協(xié)議類(lèi)型。

⑸ 實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展：通過(guò)校園網(wǎng)（疫情期間通過(guò)Wi-Fi）測(cè)試本主機(jī)與因特網(wǎng)上知名服務(wù)器（ping參數(shù)為服務(wù)器域名）的連通性，說(shuō)說(shuō)捕獲到的協(xié)議包與上述實(shí)驗(yàn)有何不同？解釋其原因。

3.3專(zhuān)用協(xié)議設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[3]，此實(shí)驗(yàn)完成一個(gè)綜合課程設(shè)計(jì)。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層協(xié)議；學(xué)會(huì)正確選擇使用傳輸層的TCP或UDP協(xié)議為應(yīng)用層提供服務(wù)；學(xué)會(huì)C/S與P2P網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序編寫(xiě)方法。

操作步驟參考設(shè)計(jì)：

⑴ 問(wèn)題描述（程序要完成的工作）

⑵ 需求分析

⑶ 程序設(shè)計(jì)：數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)（說(shuō)明需要定義的數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)）、程序功能設(shè)計(jì)、應(yīng)用協(xié)議（請(qǐng)求包、響應(yīng)包）設(shè)計(jì)

⑷ 程序?qū)崿F(xiàn)：建立數(shù)據(jù)庫(kù)表（如有需要）、應(yīng)用協(xié)議實(shí)現(xiàn)、類(lèi)的設(shè)計(jì)（可畫(huà)出UML圖）與代碼實(shí)現(xiàn)

⑸ 程序調(diào)試：編譯程序、程序運(yùn)行（可給出測(cè)試數(shù)據(jù)，運(yùn)行結(jié)果）

⑹ 結(jié)果分析

4網(wǎng)絡(luò)原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施

學(xué)院計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃中開(kāi)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)及通信課程只有一門(mén)“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理”、沒(méi)有開(kāi)設(shè)任何其他網(wǎng)絡(luò)相關(guān)課程，網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室配備一些基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備（交換機(jī)、路由器、PC）和通用軟件、不具備專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)管理軟件和虛擬仿真環(huán)境。

圍繞計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程所講授的教學(xué)內(nèi)容，研究了上述網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)了與理論課程相匹配的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

經(jīng)過(guò)多年的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐，取得了一定的成效。

4.1增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的興趣和滿意度

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理的教學(xué)內(nèi)容較為抽象枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)“協(xié)議”時(shí)比較吃力難懂。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中讓學(xué)生抓包和分析協(xié)議，查看、驗(yàn)證協(xié)議的結(jié)構(gòu)與分層關(guān)系，使學(xué)生對(duì)所學(xué)的協(xié)議有了新的認(rèn)識(shí)，加深對(duì)協(xié)議的理解，從而也讓學(xué)生感覺(jué)到能夠“學(xué)得會(huì)”，提高學(xué)生的自信心和對(duì)課程教學(xué)的認(rèn)可度、滿意度[1]。

4.2規(guī)范了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)體系與內(nèi)容

通過(guò)實(shí)施與理論教學(xué)內(nèi)容匹配的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)得到真正的提升，學(xué)生后續(xù)的就業(yè)能力、深造能力得到提高[8]。

4.3增加了疫情等突發(fā)情況下的應(yīng)對(duì)能力

抓包、協(xié)議分析驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中主要的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，疫情期間學(xué)生不能去實(shí)驗(yàn)室，在家里一般沒(méi)有以太網(wǎng)環(huán)境，為了保證此實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的完成效果，教師在家里利用Wi-Fi，下載了能方便捕獲802.11 MAC協(xié)議包的抓包軟件Microsoft Network Monitor，與Wireshark配合完成實(shí)驗(yàn)。用錄屏軟件錄制實(shí)驗(yàn)講課視頻上傳至超星課程平臺(tái)，學(xué)生視頻學(xué)習(xí)后，在家里無(wú)線局域網(wǎng)環(huán)境下完成實(shí)驗(yàn)，提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

組網(wǎng)是學(xué)生感興趣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，同時(shí)也是在專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃只開(kāi)設(shè)一門(mén)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課情況下，有效鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力的重要實(shí)驗(yàn)；VLAN劃分及跨VLAN間通信這個(gè)組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)又和學(xué)生對(duì)交換式局域網(wǎng)、VLAN原理的理解息息相關(guān)。疫情發(fā)生時(shí)，學(xué)生無(wú)法去實(shí)驗(yàn)室配置，想出的解決辦法是：教師一個(gè)人去實(shí)驗(yàn)室模擬學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室的場(chǎng)景：用手機(jī)錄制實(shí)驗(yàn)設(shè)備與實(shí)驗(yàn)環(huán)境的講解視頻，錄屏軟件錄制交換機(jī)的配置過(guò)程視頻（仿真終端的PC太舊，沒(méi)有麥克風(fēng)，則用手機(jī)同步錄制音頻后，再與無(wú)聲的配置視頻合成）；將視頻上傳至學(xué)習(xí)通上建設(shè)的“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程云平臺(tái)上[6]；學(xué)生通過(guò)反復(fù)地“看實(shí)驗(yàn)”，順利完成并提交了實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這個(gè)實(shí)驗(yàn)在特殊條件下的完成效果是令人驚訝和意外的，其經(jīng)驗(yàn)非常值得借鑒。

4.4將課程思政工作滲透到每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)

日常教學(xué)中，教師注重言傳身教，做到盡職盡責(zé)、保質(zhì)保量完成教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生嚴(yán)格要求，潛移默化影響學(xué)生的言行[4]。

在遇到疫情、學(xué)生不能去網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室時(shí)，依然想方設(shè)法給出突發(fā)情形下的特殊解決辦法。教師不能用“眼”但用“心”去輔導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，使這屆學(xué)生在這門(mén)課上沒(méi)有留下缺憾。學(xué)生感受到教師強(qiáng)烈的責(zé)任心，將對(duì)他們的學(xué)習(xí)態(tài)度以及以后的人生產(chǎn)生積極的影響。

4.5適合只具備最基本實(shí)驗(yàn)條件的地方普通高校

以上實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，都是基于網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室只具備一些基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備（交換機(jī)、路由器、PC）和通用軟件。

通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證，在不具備良好的網(wǎng)絡(luò)硬件和完善的網(wǎng)絡(luò)管理軟件和虛擬仿真環(huán)境[7]條件下，通過(guò)設(shè)計(jì)，還是能夠較好、甚至足夠好地實(shí)現(xiàn)良好的教學(xué)效果。

5結(jié)語(yǔ)

論文以地方高校計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)為背景，討論了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系的設(shè)計(jì)，并以多年教學(xué)總結(jié)為實(shí)踐例證，著重闡述了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的設(shè)計(jì)方法和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，最后介紹了實(shí)踐過(guò)程中取得的教學(xué)研究成果。

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