計算機網絡專業實驗教學改革研究

王振福，李 梓

(大慶師范學院 計算機科學與信息技術學院，黑龍江 大慶 163712)

0 引言

計算機網絡實驗是計算機網絡方向的專業性實驗，它是專業理論性很強的教學實驗，很難激發學生的學習興趣和積極性。計算機網絡實驗的最終目的是能夠使學生運用所學的網絡知識解決實際問題，實驗的主要任務就是讓學生理解網絡原理，能通過所學的原理構建網絡，處理隨時出現的網絡問題。總結計算機網絡實驗在我們學校教學中存在的問題，為了讓學生既學到技術又培養能力，提出加強實驗教學環節、構建網絡教學平臺，為學生創建一個全新的學習和實驗環境，充分調動學生的學習積極性，實現教學效果的最優化。

1 計算機網絡專業實驗的特點

計算機網絡技術是在計算機技術和通信技術高速發展和相互結合的背景之下誕生的，所以，它是集計算機技術和通信技術為一體的綜合性的交叉學科，它綜合應用這兩個學科的概念和方法，形成了自己獨立的體系。計算機網絡實驗是大學專科、本科乃至研究生都要開設的專業基礎性實驗，它與計算機專業的其它教學內容不同，它需要軟件和硬件的結合，需要計算機技術和通信技術的結合[1]，需要理論和應用的緊密結合，需要課堂和實驗室的互補結合。

計算機網絡實驗不應只是理論的驗證，更重要的是要通過實驗操作，培養學生對網絡的分析、設計、管理與應用的技能，加深對計算機網絡理論知識的理解與應用。由于網絡實驗平臺較復雜，對實驗環境要求較高，涉及實驗設備與實驗組織管理，實驗前、后很多工作需要實驗室的支持與配合；網絡實驗教學中的實驗與實驗之間相互緊密關聯，后續實驗要在以前實驗的平臺上實現，實驗的知識跨度大、綜合性強，這給實驗的教學實施提出了很高的要求。

2 實驗教學中存在的問題

2.1 實驗教學與理論教學脫節

在傳統教學中，教師是教學活動的中心，學生是被動的學習者。然而，教師在教學過程中更多地是針對理論知識的講授，而缺乏針對與理論知識相關的應用技術，造成學生不清楚所學知識能用在何處，導致學生慢慢地對該實驗教學失去了學習的目標和興趣。

目前，計算機實驗主要是以驗證性實驗為主，依附于理論教學，使得實驗教學內容與理論教學內容脫節、不吻合，導致所講內容空洞、枯燥，不容易被理解和掌握。另外，實驗課的設置、實驗教學內容和學時設置隨意性較大，導致學生重理論輕實驗，影響教學質量。

2.2 實驗教學環節薄弱

近幾年我們建設了網絡實驗室，但不完善，只能做一些基本的驗證性的實驗，從而使得學生學習缺少興趣，導致教學效果不佳。

實驗教學環節薄弱主要表現在以下幾個方面：一是計算機網絡實驗的內容不充實。目前，我們的計算機網絡實驗主要是驗證性實驗，實驗課依附于理論教學，實驗內容不系統，隨意性大，形式松散，結果使學生普遍存在理論與實踐脫節，不少學生修完了這門課程，雖然得了高分，但對于計算機網絡的理論知識認識并不深刻，尤其在實際應用中不能學以致用。二是計算機網絡實驗教學環境不完善。我們的網絡實驗平臺基本上只提供簡單的網絡設備，如交換機、路由器等和計算機。學生無法通過自己動手組建網絡，達不能更好地理解和掌握計算機網絡基本原理、網絡通信技術，無法鍛煉網絡工程應用能力；三是教師缺乏實踐經驗。計算機網絡是一個特殊的領域，當前并不是每個教師都具備了設計、管理大型網絡的經驗和能力。沒有參與過大型網絡組建、管理的教師，必定缺乏對大型網絡形態和網絡設備的感性認識，導致教學中理論與實踐相脫離。

2.3 沒有做到因材施教

計算機網絡實驗專業性和技術性很強，并不是每個實驗都能滿足每個學生的需求。我們的學生基礎差別很大，有的學生基礎較好、動手能力較強，有的學生基礎較差、動手能力較弱。對于這樣的一個群體應該進行因材施教，但由于受實驗環境和教學環境的影響，教師通過布置實驗任務，分析實驗步驟，進行實驗演示操作，然后學生進行實驗。由于設備有限，每組六名學生，基本做不到每個學生都得到練習，基礎好的學生積極進行實驗，效果很好，而基礎差的學生基本很少動手去做，使得實驗教學遠遠沒有達到應有的作用和效果。

2.4 實驗教學考核形式不合理

我院現行的計算機網絡技術教學的考核方式主要采取平時成績(占30%)和期末卷面考試(占70%)相結合的方式。平時成績包括考勤、作業和實驗報告，實驗成績主要是以傳統的筆寫實驗報告為主。期末試卷以理論教學為主，實驗部分一般都是極其簡單的實驗步驟題，很少有以考核學生解決實際問題能力的綜合設計類實驗。這種考核方式從某種程度上誤導了學生對計算機網絡課程的學習，很多學生就是為了考試過關，從而重視理論，輕視實驗，最終影響學生解決實際問題能力的培養。

3 實驗教學體系的改革思路

針對目前我院計算機網絡技術課程實驗教學環節中存在的不足，結合多年計算機網絡技術課程教學的體會，提出實驗教學改革思路。

3.1 完善實驗室建設

計算機網絡實驗教學環節是非常重要的。網絡技術的飛速發展，網絡實驗室也需要不斷地加強。我們目前的實驗室只有RCMS、路由器、交換機、PC機等硬件設備，將設備進行分組，提供學生實驗操作，但缺少課程專用服務器。軟件方面幾乎就沒有，應該利用仿真軟件進行實驗教學。計算機網絡實驗對實驗環境要求較高，實驗操作也具有一定破壞性。利用仿真軟件教學，就能夠消除實驗環境所帶來的影響，同時還可以彌補我院實驗環境的不足。采用計算機網絡模擬器進行實驗[2]，用這些模擬器軟件搭建免費網絡實驗室中的設備和組成方式都可由用戶自行決定。這樣可以使學生學到更為實用、復雜的設備配置方法，并且自定義網絡拓撲結構及連接，許多網絡設備PC、交換機、路由器都可被模擬出來，它還能模擬出多種連接方式(如PSTN、ISDN、PPP 等)。而且與真實實驗相比，實驗效果和實驗結構一目了然，達到實驗教學的目的，鍛煉學生的實際應用能力，同時使用模擬器軟件省去了制作連接網絡設備的網線，不用頻繁變換CONSOLE線，也不用不停地往返于設備之間的環節。另外，它的命令也和最新的IOS保持一致[3]，與工作實踐結合非常緊密。

3.2 實驗內容改革

大慶師范學院開設的網絡實驗主要是網線制作、簡單的路由器和交換機配置、IP地址的規劃與配置等，幾乎都是基礎驗證性的實驗。設計性的實驗只有VLAN、三層交換、路由表設置。這些遠達不到當前網絡技術實踐應用。應該根據學生的實際情況，加入網絡服務的配置、廣域網模擬、簡單Socket網絡程序開發實驗、網絡數據包截取與分析、網絡仿真實驗網絡安全與管理等計算機網絡中極其重要和實用的實驗，這部分內容，可以針對不同層次的學生，進行分層次教學實驗，可以使學生得到實用的、系統的實踐鍛煉，做到學以致用。如果這些實驗都能順利進行，既有基礎驗證性實驗，又有設計性創新實驗，給學生很大的自由空間，會達到良好的實驗效果。實驗教學內容還應該堅持不斷更新的原則，緊緊跟上計算機網絡技術飛速發展的步伐。

3.3 加強實訓教學

加強校企合作的辦學模式，發揮校內實訓、本地企業實習實訓和國內知名企業合作實訓。

3.3.1 加強校內實訓

合理利用校園網的網絡環境，讓學生參與到校園網的建設與完善工作中，了解校園網的拓撲結構、布線方案、認識網絡設備并掌握其功能，使學生能身臨其境感受到網絡技術的魅力，激發他們的學習興趣，促進學習的積極性。

3.3.2 加強與本地企業合作

與本地企業合作共建實習、實訓基地，加強實踐教學。通過到本地企業參觀學習，了解企業網網絡設備、網絡拓撲以及具體的網絡實現技術。企業可以為學生提供專業的、高質量的實訓，使學生對計算機網絡的組建與日常維護等工作有進一步的認識。另外也可以與企業實行訂單式培養，把實訓與生產相結合，加強專業實踐訓練，切實提高學生的職業技能，這樣既能讓學生提前接觸企業文化，也能讓學生更多地了解企業和社會的新技術、新知識。

3.3.3 加強與國內知名企業合作

現在許多國內知名網絡設備廠商都支持與學校聯合辦學[4]。這些企業所接觸到的科技是最新的，對就業市場的了解也是最及時的。通過聯合辦學，公司為學校提供全面的技術支持，免去后顧之憂；還可以為學校培訓教師，提高教師的教學水平，讓教師接觸到許多前沿的網絡知識和技術，開闊思路和眼界，這些極大地提高教師自身的網絡技術方面的素養，教師與一流的網絡設備廠商可以保持密切的技術聯系，及時更新知識，提高教學水平；可以更加貼近就業市場人才需求，提高學生的網絡技能和實戰的綜合能力；學校和企業可建立更深層次的合作，為學生的實習、就業提供實際應用網絡技術的機會。通過接近社會需求的計算機網絡學習和實踐，使得本校的學生具有扎實的理論基礎和很強的實踐動手能力，這些都是學生在將來的就業競爭中的優勢。

3.4 提供學生自學平臺

建設豐富的網絡教學資源，支持學生的自主性、研究性學習。通過建設網絡教學資源網站，共享計算機網絡實驗教學的電子教案、各章節的要點、作業、討論區等。師生之間可以通過討論區進行互動，學生可以通過討論區提出問題，教師可以通過討論區答疑。為學生自主性學習計算機網絡技術提供平臺。

3.5 實驗教學考核

實驗教學考核是整個實驗教學中不可缺少的環節，是檢驗實驗教學目標的重要手段。我院現行的計算機網絡技術教學的考核方式平時成績(占30%)和期末卷面考試(占70%)應該修改，加重實驗成績的權重，實驗考核占總成績的40%，實驗考核應該從實驗考勤(10%)、實驗報告(10%)、基本實驗技能(10%)和網絡技術應用(10%)方面進行考核。通過這樣的考核，可使學生理論與實驗并重，注意計算機網絡技術理論與實踐的結合，提高學生的計算機網絡技術的應用能力，適應社會的需要。

4 結束語

計算機網絡專業實驗教學具有十分重要的地位，進行實驗教學改革的目的是提高實驗教學質量，培養學生對計算機網絡的綜合分析設計能力、動手能力和創新能力，使學生不僅能夠從整體上把握計算機網絡應用系統的架構設計，還應掌握系統的各個環節的內容。面對不斷更新的計算機網絡技術、網絡實驗教學內容也應不斷更新，以提高學生的計算機網絡綜合應用能力，培養適應社會所需的高素質人才。

[參考文獻]

[1] 謝希仁.計算機網絡 [M].4版.北京:電子工業出版社,2006:36.

[2] 方蕓，高仲合，高博文,等.計算機網絡實驗教學改革[J].實驗室研究與探索,2008,27(6):91-93.

[3] 曹福祥.實驗室建設與改革[M].長沙:國防科技大學出版社,2002:25-27.

[4] 朱志國.《計算機網絡》課程實驗教學的思考與探索[J].經濟研究導刊,2009(1):244-245.