計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的廣泛普及，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才需求量也不斷增加，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教育和人才培養(yǎng)成為高等院校一項(xiàng)重要的戰(zhàn)略任務(wù)。為此，各個(gè)高校紛紛在計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的課程教學(xué)中開設(shè)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程。但是目前大多數(shù)院校在講授計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程時(shí)，都是作為一門獨(dú)立的課程進(jìn)行理論教學(xué)，基本沒有安排任何網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，教師最多是在課堂上進(jìn)行一些相關(guān)的演示。而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)本身是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，如果缺少了完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)這個(gè)重要環(huán)節(jié)，對學(xué)生進(jìn)一步掌握網(wǎng)絡(luò)理論知識(shí)，培養(yǎng)其動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維能力是非常不利的。

當(dāng)今的信息技術(shù)人才市場，越來越關(guān)注從業(yè)人員的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和動(dòng)手能力，一個(gè)能夠滿足市場需要的真正人才需要同時(shí)具備知識(shí)和能力。中央也在全國教育工作會(huì)議的決定中指出：“高等教育要重視培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)精神”。面對新形式下的特殊需求，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)已經(jīng)不能滿足當(dāng)今社會(huì)的要求，如何發(fā)揮計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用，更好地為培養(yǎng)高素質(zhì)計(jì)算機(jī)人才，是一個(gè)非常重要的課題。為此，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)中，我們大膽地在內(nèi)容、方法、手段等方面對實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了探索，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中接觸更多的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)管理，操作、開發(fā)方面的內(nèi)容，幫助他們及時(shí)了解最新的實(shí)用技術(shù)。通過網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅能夠培養(yǎng)出具有良好理論成績，而且也同時(shí)具備實(shí)際動(dòng)手能力的學(xué)生，為學(xué)生將來的就業(yè)提供幫助。

本文對我們在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革中探索出的一些經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行探討，首先介紹教學(xué)內(nèi)容的建設(shè)考慮，其次是教學(xué)方法的選擇與實(shí)施，最后是多種教學(xué)手段的靈活應(yīng)用。實(shí)踐證明，通過綜合采取這些改進(jìn)措施，有利于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綜合性和實(shí)踐性，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力和創(chuàng)新精神。

教學(xué)內(nèi)容的建設(shè)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的首要任務(wù)之一是對網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的建設(shè)需要圍繞理論課程教學(xué)大綱進(jìn)行，爭取為學(xué)生提供一個(gè)集實(shí)驗(yàn)、科研等功能于一體的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，滿足不同層次專業(yè)技術(shù)人才的實(shí)驗(yàn)需要。

不少在校學(xué)習(xí)過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的學(xué)生，往往都存在一個(gè)困惑，即在課堂上學(xué)習(xí)到的基本理論知識(shí)點(diǎn)沒有感性認(rèn)識(shí)的渠道。學(xué)生們沒有見過網(wǎng)絡(luò)電纜，集線器，路由器和交換機(jī)，更談不上對這些設(shè)備的實(shí)際操作。因此，我們在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容改革前要解決的一個(gè)問題就是專門網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。這需要學(xué)校和學(xué)院在資金上的一定投入支持，否則再好的教學(xué)內(nèi)容也是空中樓閣。只有在建立網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上，才能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)。這樣的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室不一定需要一次投入很多資金，可以采取分批建設(shè)的方法，甚至可以利用現(xiàn)有的機(jī)房環(huán)境進(jìn)行。在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室中，除了必須的PC機(jī)以外，還應(yīng)當(dāng)包括網(wǎng)絡(luò)基本設(shè)備（例如路由器，交換機(jī)等），線纜制作與測試工具等，條件許可的話甚至包括網(wǎng)絡(luò)防火墻等更為專業(yè)的設(shè)備，如圖1所示。

結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際建設(shè)情況與課程教學(xué)的需要，之后可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)。在實(shí)踐中，我們將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容分成了基本內(nèi)容與高級內(nèi)容兩個(gè)部分。基本內(nèi)容包括網(wǎng)絡(luò)電纜制作、網(wǎng)絡(luò)地址分配、網(wǎng)絡(luò)路由配置、交換機(jī)配置、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用架設(shè)、網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)控等內(nèi)容，目標(biāo)是覆蓋OSI（開放式系統(tǒng)互聯(lián)）參考模型第一層直至第七層的所有內(nèi)容。高級內(nèi)容包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)規(guī)劃、維護(hù)管理、網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析、網(wǎng)絡(luò)故障診斷、網(wǎng)絡(luò)編程等內(nèi)容。目標(biāo)是讓學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)課程中涉及的各種原理有進(jìn)一步的深入認(rèn)識(shí)。其中網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的基本內(nèi)容可以成為計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)專科和本科學(xué)生的必修內(nèi)容。高級內(nèi)容可以作為計(jì)算機(jī)專業(yè)專科和本科的必修內(nèi)容，或研究生的選修內(nèi)容。對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容采用這種編排方式，十分方便、清晰、靈活，有助于根據(jù)學(xué)生的不同情況針對性地確定教學(xué)目標(biāo)和效果。

教學(xué)方法的選擇與實(shí)施

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)法主要還是以書本和教師為中心，往往是老師在上面講一下實(shí)驗(yàn)過程和注意事項(xiàng)，學(xué)生在下面開始動(dòng)手做，很多學(xué)生根本不對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，而是按照老師和書本上的步驟依樣劃葫蘆，往往也能過關(guān)。這種只重視老師教的過程，而不考慮學(xué)生學(xué)的過程的教學(xué)方法，僅僅將知識(shí)的掌握當(dāng)作教學(xué)的唯一目的，沒有對學(xué)生的能力培養(yǎng)進(jìn)行重視。眾所周知，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是不斷更新和發(fā)展的，通過實(shí)驗(yàn)如果學(xué)生僅僅掌握了某種知識(shí)或技術(shù)，還是無法適應(yīng)該行業(yè)日新月異的發(fā)展需要。俗話說“授之以魚，不如授之以漁”，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)法在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中越來越顯現(xiàn)出其不足，人們亟待更為有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。

在我們的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，發(fā)現(xiàn)德國西門子公司提出的關(guān)鍵能力教學(xué)方法（PETRA）是一種極為有效的方法。該方法原本被西門子公司應(yīng)用于職業(yè)教學(xué)領(lǐng)域，目的是將培養(yǎng)學(xué)生的“關(guān)鍵能力”作為教學(xué)的最終目標(biāo)。這里的“關(guān)鍵能力”包括組織能力、自主性和責(zé)任感、交往和合作能力、承受能力、學(xué)習(xí)能力等五個(gè)方面。應(yīng)用關(guān)鍵能力教學(xué)法除了注意學(xué)生專業(yè)技能的培養(yǎng)，還注意對以上五個(gè)能力的針對性培養(yǎng)。這些能力都是將來學(xué)生在工作中需要具備的實(shí)際能力，通過培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，有利于他們工作后的自我發(fā)展和提高。采用該方法的教學(xué)過程分為以下六個(gè)步驟：

（1）信息收集。要求學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，獨(dú)立收集實(shí)驗(yàn)有關(guān)信息，掌握本次實(shí)驗(yàn)要解決的本質(zhì)問題。教師在實(shí)驗(yàn)前向?qū)W生提問，學(xué)生根據(jù)預(yù)先收集的相關(guān)信息回答，也可讓學(xué)生采取討論和交流的方式進(jìn)行；最終師生共同確定本次實(shí)驗(yàn)需要解決的本質(zhì)問題。

（2）制訂計(jì)劃。要求學(xué)生熟悉并理解實(shí)驗(yàn)書面材料中的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，明確具體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)的操作順序，考慮實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的問題及其對策。

（3）得出結(jié)論。教師與學(xué)生就制訂的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃是否適合學(xué)生的實(shí)際水平，提出的操作方法是否可行等問題交換意見，得出一個(gè)合理的結(jié)論。

（4）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)中的各項(xiàng)任務(wù)，并在實(shí)驗(yàn)的過程不斷對進(jìn)行的情況進(jìn)行檢驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行情況及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)進(jìn)度和方案。

（5）檢驗(yàn)結(jié)果。由學(xué)生或老師將實(shí)驗(yàn)結(jié)果同預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，檢查完成情況。

（6）實(shí)驗(yàn)評價(jià)。對實(shí)驗(yàn)本身完成情況以及學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的態(tài)度進(jìn)行評價(jià)。

由此可見，關(guān)鍵能力教學(xué)方法主要依靠教師的引導(dǎo)，盡量讓學(xué)生主動(dòng)完成需要掌握的實(shí)驗(yàn)。教師只要按照實(shí)驗(yàn)課程的單元目標(biāo)要求，初步擬定核心問題，并及時(shí)為學(xué)生提供指導(dǎo)和咨詢，與學(xué)生進(jìn)行交流，組織學(xué)生進(jìn)行討論；學(xué)生更多地應(yīng)用自主學(xué)習(xí)的方法，如查閱書籍、在互聯(lián)網(wǎng)上搜索資料、小組討論，自我檢驗(yàn)等。通過我們的實(shí)踐表明，運(yùn)用這種教學(xué)方法，學(xué)生在完成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，不僅掌握了必要的實(shí)際操作知識(shí)，也培養(yǎng)了正確的學(xué)習(xí)態(tài)度和方法，可以幫助他們今后更加從容地面對計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)。

教學(xué)手段的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段與教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革是相輔相成，互為依賴的。我們在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用了以下幾種手段：

（1）建立計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理信息系統(tǒng)與網(wǎng)站：為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程建立了一個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)站，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息化管理。在該網(wǎng)站上定期公布實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備、建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的相關(guān)內(nèi)容。教師可以在該網(wǎng)站上發(fā)布新的教學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生也可在該網(wǎng)站上查詢實(shí)驗(yàn)室已開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。此外，該網(wǎng)站還設(shè)立實(shí)驗(yàn)討論論壇為教師和學(xué)生的課后交流提供了一個(gè)新的渠道。

（2）靈活運(yùn)用多種計(jì)算機(jī)模擬工具：在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用模擬工具，能夠大大提高學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)的效率和質(zhì)量。比如可以讓學(xué)生在未作具體試驗(yàn)時(shí)，用虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行仿真，先讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及目的有一個(gè)初步認(rèn)識(shí)，當(dāng)學(xué)生實(shí)際進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與仿真的結(jié)果不同，必然會(huì)及時(shí)進(jìn)行檢查，從而培養(yǎng)學(xué)生思考問題和分析問題的能力。我們在實(shí)踐中采用了多種仿真工具，如用于網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)本身仿真的Vmware，路由器與交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備仿真的NetSim，支持復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)建模的Qualnet等。

（3）重視CAI課件在實(shí)驗(yàn)課中的應(yīng)用：好的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)CAI課件可以改善單一的教學(xué)形式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)其學(xué)習(xí)興趣，豐富地反映出課程的內(nèi)涵，起到優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的作用。我們自己嘗試開發(fā)了一些網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)CAI課件，以圖文并茂的方式向?qū)W生演繹實(shí)驗(yàn)的全過程，其效果不僅能促進(jìn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的更新，也能提高教學(xué)效率和質(zhì)量。

總結(jié)

當(dāng)前的社會(huì)對高校畢業(yè)生不僅要求其具備扎實(shí)的理論水平，還需要其具有一定的實(shí)際動(dòng)手與解決問題能力。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程本身是一門理論性較強(qiáng)的課程，加強(qiáng)與重視其實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以有效地加深學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的理解，提高動(dòng)手能力和在實(shí)際環(huán)境中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。我們相信，隨著各高校對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不斷開展，還會(huì)有更好的經(jīng)驗(yàn)與方法，希望本文的介紹能夠起到一個(gè)拋磚引玉的作用。