計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)改革研究

摘要：根據(jù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程培養(yǎng)目標(biāo)并結(jié)合信息工程大學(xué)測(cè)繪學(xué)院的實(shí)際教學(xué)工作，分析了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)普遍存在的主要問(wèn)題，對(duì)調(diào)整教學(xué)目標(biāo)、構(gòu)建新的教學(xué)內(nèi)容體系、改革教學(xué)方法、調(diào)整考核驗(yàn)收方式等方面進(jìn)行了研究和探索。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；教學(xué)改革；項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)；H3C-simware

0 引言

目前，我們學(xué)院已經(jīng)完成新一輪的人才培養(yǎng)方案制定工作，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為測(cè)繪類(lèi)各專業(yè)的一門(mén)選修課程，其課程性質(zhì)、教學(xué)時(shí)數(shù)和過(guò)去相比發(fā)生了較大變化。在這種新形勢(shì)下，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)不僅要為學(xué)員構(gòu)建必備的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，更重要的是為學(xué)員從事本專業(yè)科研任務(wù)和生產(chǎn)活動(dòng)打下扎實(shí)的網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)基礎(chǔ)。因此如何優(yōu)化本課程教學(xué)內(nèi)容體系，改革教學(xué)手段方法具有重要的研究意義和實(shí)踐意義。

1 當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)存在的主要問(wèn)題

①理論教學(xué)內(nèi)容偏多。本課程教學(xué)時(shí)數(shù)為40學(xué)時(shí)，大部時(shí)間都是理論教學(xué)，僅僅安排了6學(xué)時(shí)的實(shí)踐教學(xué)。在教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)過(guò)多的理論內(nèi)容，只能使學(xué)員被動(dòng)地聽(tīng)課，學(xué)員通常感到講課內(nèi)容抽象枯燥，常常是似懂非懂，有的學(xué)員甚至覺(jué)得本課程沒(méi)什么實(shí)用價(jià)值，不太喜歡學(xué)，所以教學(xué)效果也不好。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一門(mén)工程性十分強(qiáng)的學(xué)科，學(xué)員不可能只靠聽(tīng)講計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本原理、方法和技術(shù)就學(xué)會(huì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)管理，而是要在實(shí)際的“動(dòng)手做”和“真正練”中去體會(huì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理和技術(shù)，才能熟練運(yùn)用到網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用、管理和開(kāi)發(fā)中。

②實(shí)踐教學(xué)環(huán)境搭建困難。早在2007年學(xué)院就為我們單位建成了可以容納40人的華為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，配置有40臺(tái)聯(lián)想臺(tái)式機(jī)、10臺(tái)華為交換機(jī)和8臺(tái)華為路由器等先進(jìn)的硬件設(shè)備和配套軟件設(shè)施。在這樣的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中我們可以開(kāi)設(shè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的絕大部分實(shí)驗(yàn)，特別是一些交換機(jī)、路由器、VLAN實(shí)驗(yàn)，地址轉(zhuǎn)換配置、訪問(wèn)控制列表等實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室周一到周五全天候向?qū)W員開(kāi)放，學(xué)員可以利用課余時(shí)間自主上機(jī)實(shí)驗(yàn)。但是基于目前跨校區(qū)教學(xué)的情況，我們的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室不能夠很好地發(fā)揮作用，很難為學(xué)員開(kāi)設(shè)這些比較專業(yè)的實(shí)驗(yàn)。能夠開(kāi)設(shè)的主要還是一些依托理學(xué)院計(jì)算中心機(jī)房并且僅僅依靠計(jì)算機(jī)就能完成的實(shí)驗(yàn)，比如，網(wǎng)絡(luò)命令使用，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器環(huán)境搭建、數(shù)據(jù)包截獲與分析等。

③考核方式與評(píng)價(jià)體系單一。傳統(tǒng)教學(xué)的考核形式較為單一，大多是閉卷筆試，難以作綜合能力與創(chuàng)新能力的評(píng)價(jià)；學(xué)員為了應(yīng)付考試，把主要精力放在了死記硬背課本和筆記上。這樣的考試不利于學(xué)員對(duì)知識(shí)的全面掌握，不能全面反映學(xué)員對(duì)課程的實(shí)際掌握情況，更難于衡量學(xué)員對(duì)知識(shí)的運(yùn)用能力和實(shí)踐動(dòng)手能力，還容易出現(xiàn)抄襲、作弊等違紀(jì)現(xiàn)象，也不利于教學(xué)水平的提高，更不能充分發(fā)揮考試的導(dǎo)向和反饋?zhàn)饔谩?/p>

2 調(diào)整教學(xué)目標(biāo)的基本思路

①“以提高能力為導(dǎo)向、服務(wù)專業(yè)為宗旨”。我們認(rèn)為，非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)員學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該以“學(xué)用結(jié)合，學(xué)以致用”為目的，教學(xué)過(guò)程中要注重拓寬學(xué)員知識(shí)面，理論內(nèi)容講解不必過(guò)分深入，主要培養(yǎng)他們運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)解決測(cè)繪科研項(xiàng)目和工程實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)能夠利用現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)吸收新知識(shí)、新技術(shù)，解決學(xué)習(xí)、科研和生活中的實(shí)際問(wèn)題，而不應(yīng)把大部份時(shí)間花在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)上。

②把握“需要掌握的知識(shí)，應(yīng)該具備的能力”這條主線。將本課程培養(yǎng)目標(biāo)與測(cè)繪專業(yè)需求緊密銜接，培養(yǎng)學(xué)員在處理計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用及其工程方面的規(guī)劃、安裝、管理、維護(hù)等一般問(wèn)題的能力，具體為：常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)故障調(diào)試和診斷能力，常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用操作和應(yīng)用能力，局域網(wǎng)組建及其各類(lèi)服務(wù)器架設(shè)能力，園區(qū)網(wǎng)絡(luò)初級(jí)規(guī)劃和提出解決方案能力。

為了達(dá)到上述教學(xué)目標(biāo)，本課程教學(xué)需要完成這幾個(gè)方面的任務(wù)：使學(xué)員全面了解組建一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)環(huán)節(jié)；使學(xué)員深刻理解在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本原理與實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系；結(jié)合實(shí)際介紹常見(jiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)管理方法；掌握網(wǎng)絡(luò)組建絡(luò)管理所需要的各種專業(yè)技能；提高學(xué)員的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和維護(hù)水平，做到學(xué)以致用，給學(xué)員奠定計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的基礎(chǔ)。

3 構(gòu)建新的教學(xué)內(nèi)容體系

由于本門(mén)課程具有理論性強(qiáng)、實(shí)踐性更強(qiáng)、技術(shù)更新快的特點(diǎn)，所以我們?cè)诮虒W(xué)內(nèi)容的選取上，緊跟當(dāng)前使用的主流新技術(shù)，以測(cè)繪工作過(guò)程為導(dǎo)向，優(yōu)化、整合教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建“懂網(wǎng)”、“建網(wǎng)”、“管網(wǎng)”三個(gè)層次上的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)內(nèi)容體系，最終讓學(xué)生達(dá)到“網(wǎng)為我所用”的目標(biāo)。“懂網(wǎng)”層次主要講解網(wǎng)絡(luò)基本概念、基本原理，簡(jiǎn)單介紹相關(guān)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)；“建網(wǎng)”層次主要講解組建網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)工程技術(shù)；“管網(wǎng)”層次主要講解網(wǎng)絡(luò)管理、配置和維護(hù)等相關(guān)技術(shù)。

結(jié)合測(cè)繪專業(yè)需求，考慮到學(xué)時(shí)數(shù)的減少，我們?nèi)サ袅艘酝慕j(luò)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)安全這兩部分內(nèi)容的教學(xué)，因?yàn)檫@些內(nèi)容在信息安全保密中有詳細(xì)講解；減少了各層協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)、功能和工作原理的教學(xué)時(shí)數(shù)，壓縮精簡(jiǎn)這部分教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)壓縮了廣域網(wǎng)部分的教學(xué)內(nèi)容。加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)相關(guān)的內(nèi)容教學(xué)學(xué)時(shí)，考慮到目前的信息安全保密形式需求，增加了無(wú)線局域網(wǎng)部分的教學(xué)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容中引入了華為H3C-simware模擬實(shí)驗(yàn)軟件，減少了對(duì)網(wǎng)絡(luò)硬件實(shí)驗(yàn)環(huán)境的過(guò)分依賴。引入了交換機(jī)和路由器的實(shí)驗(yàn)，比如交換機(jī)配置、VLAN、靜態(tài)路由、訪問(wèn)地址列表、地址轉(zhuǎn)換配置等實(shí)驗(yàn)。探索性地引入了一些網(wǎng)絡(luò)編程方面的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，為以后從事科研項(xiàng)目連網(wǎng)軟件的開(kāi)發(fā)打下一定的代碼基礎(chǔ)。

在上述教學(xué)內(nèi)容體系框架下，通過(guò)生活事例化的課堂教學(xué)，形象具體的模擬環(huán)境試驗(yàn)，一方面激發(fā)了學(xué)員學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興趣和主動(dòng)性，另一方面又訓(xùn)練了學(xué)員分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的綜合能力，收到了很好的教學(xué)效果。

4 改革教學(xué)方法手段

4.1 豐富教學(xué)手段，使課堂教學(xué)充滿更多樂(lè)趣。

對(duì)于難以理解的教學(xué)內(nèi)容，避免抽象、空洞、干癟的描述，采取形象、生動(dòng)、具體的講解方法。比如，對(duì)于“數(shù)據(jù)包處理過(guò)程”這一知識(shí)點(diǎn)，單純的描述很難說(shuō)明問(wèn)題，可以利用多媒體，通過(guò)動(dòng)畫(huà)模擬，使復(fù)雜的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論更加形象化，學(xué)員可以更加容易地理解和接受。對(duì)于操作性強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)命令、IP地址配置，可以在課堂上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)某些理論來(lái)源于生活實(shí)踐，因此在講課過(guò)程中多使用一些生活中的類(lèi)比事件，可使復(fù)雜的理論變得通俗易懂，同時(shí)也增加了講課的趣味性。例如講“協(xié)議”和“層”的概念時(shí)，兩個(gè)不同國(guó)家的人進(jìn)行交流的例子，可使學(xué)生明白雙方之間的通信是需要語(yǔ)法規(guī)則的，上層通信需要相鄰下層協(xié)議的支持才能完成。再如講路由選擇和擁塞控制時(shí)，用城市交通問(wèn)題作類(lèi)比，使學(xué)員能直觀地理解相應(yīng)概念。尤其是“擁塞控制”，通過(guò)類(lèi)比，學(xué)生很容易就能理解“網(wǎng)絡(luò)中的packet太多”是導(dǎo)致“擁塞”的原因，然后自然會(huì)想到需要采取一些算法來(lái)控制和解除擁塞。這就使學(xué)生在理解問(wèn)題上從“知其然”轉(zhuǎn)變?yōu)榱恕爸渌匀弧薄?/p>

4.2 采用討論式教學(xué)模式。使教學(xué)更加充滿活力。

目前學(xué)院大力倡導(dǎo)各門(mén)課程都要安排適當(dāng)內(nèi)容和學(xué)時(shí)進(jìn)行討論式教學(xué)。可以預(yù)見(jiàn)在未來(lái)的教學(xué)活動(dòng)中，討論式教學(xué)形式會(huì)成為一種趨勢(shì)，甚至可能成為主流的教學(xué)方法。討論式教學(xué)使得學(xué)生主動(dòng)參與、自我展示的機(jī)會(huì)更多了，激發(fā)了他們對(duì)知識(shí)的探索興趣，提高了自主學(xué)習(xí)能力。在以往的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，由于理論內(nèi)容講得多，學(xué)員基礎(chǔ)薄弱，聽(tīng)課興趣不高。甚至有的學(xué)員把這門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程當(dāng)文科來(lái)學(xué)，認(rèn)為是一門(mén)需要死記硬背的課程，所以不上課也可以輕松考過(guò)60分，上課睡覺(jué)也沒(méi)有多大關(guān)系，聽(tīng)不聽(tīng)都一樣。因此，我們適當(dāng)準(zhǔn)備了一些學(xué)員生活中經(jīng)常遇到的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題，以及針對(duì)某個(gè)問(wèn)題產(chǎn)生的疑問(wèn)，鼓勵(lì)大家踴躍參與課堂討論，分享和分析彼此的想法。對(duì)于學(xué)員理解有困難的地方教員進(jìn)行適當(dāng)提示與引導(dǎo)，最終求得對(duì)問(wèn)題的解決辦法。這種以學(xué)員為主體，教員為主導(dǎo)的討論式教學(xué)模式既活躍了課堂氣氛、提高了學(xué)員探索性學(xué)習(xí)的積極性，同時(shí)也解決了學(xué)生的問(wèn)題、改善了教學(xué)效果。

4.3 引入項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，使授課內(nèi)容的目的性更強(qiáng)。

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是師生通過(guò)共同實(shí)施一個(gè)完整的“項(xiàng)目”過(guò)程而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)。項(xiàng)目應(yīng)該是針對(duì)課程內(nèi)容而設(shè)計(jì)的、能由學(xué)員獨(dú)立完成的、可以收到良好教學(xué)效果的小任務(wù)。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法與傳統(tǒng)的教學(xué)法相比，主要表現(xiàn)在三個(gè)轉(zhuǎn)變，即出以教員為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)員為中心，由以理論內(nèi)容為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐酝瓿扇蝿?wù)為中心，由以課堂為中心轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂與實(shí)踐相結(jié)合為中心。所以，在運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的時(shí)候，學(xué)員是認(rèn)知的主體，是知識(shí)理論的主動(dòng)建構(gòu)者。

我們?cè)诮虒W(xué)中，改變了以往主要以理論講解的教學(xué)模式，廣泛采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，通過(guò)解決一些網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目以及生活中的一些實(shí)際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用問(wèn)題，將理論內(nèi)容融入項(xiàng)目實(shí)踐，理論的講授主要為項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)而服務(wù)，詳細(xì)講解該項(xiàng)目中需要用到的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)理論和工程技術(shù)。通過(guò)這種教學(xué)方式學(xué)生既掌握了知識(shí)，提高了學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，又增強(qiáng)了動(dòng)手能力和解決實(shí)際網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題的能力。學(xué)生真正做到了在學(xué)習(xí)過(guò)程中做項(xiàng)目，在做項(xiàng)目過(guò)程中學(xué)習(xí)(“學(xué)中做，做中學(xué)”)。這種方法特別適合學(xué)生自控能力比較薄弱、課程應(yīng)用性比較強(qiáng)的情況。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)既發(fā)揮了教員的主導(dǎo)作用又體現(xiàn)了學(xué)員的主體作用，充分地體現(xiàn)了“以提高能力為本”的測(cè)繪專業(yè)基礎(chǔ)課價(jià)值取向，使課堂教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果得到大幅度提高。

4.4 采用H3C-simware網(wǎng)絡(luò)模擬實(shí)驗(yàn)軟件，使實(shí)驗(yàn)環(huán)境不受時(shí)空限制。

在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)踐時(shí)由于設(shè)備、場(chǎng)地有限，難以進(jìn)行不同操作系統(tǒng)、不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備下各種類(lèi)型網(wǎng)絡(luò)的配置、通信和開(kāi)發(fā)的實(shí)驗(yàn)。我們采用了虛擬軟件的方式進(jìn)行本課程的實(shí)踐教學(xué)，突破了跨校區(qū)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室資源不能很好共享的限制。這種模擬軟件下的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境不僅拓展了學(xué)生的知識(shí)面，還使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各類(lèi)設(shè)備認(rèn)知適應(yīng)性大為增強(qiáng)，為畢業(yè)后能迅速上手工作，成為熟練的網(wǎng)絡(luò)工程師打下基礎(chǔ)。

5 調(diào)整考核驗(yàn)收方式

在考試方式上，我們準(zhǔn)備改變以往的做法(卷面考試為主)，改為以筆試、實(shí)驗(yàn)、大作業(yè)并重的方式，各占總成績(jī)的三分之一，從而多角度、客觀地反映學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握程度。改變以往卷面考試方式的某些弊端：筆試采用專用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)考試軟件，考前臨時(shí)隨機(jī)抽題，每個(gè)學(xué)員的題目基本不相同，以避免抄襲；考試完后可短時(shí)間內(nèi)評(píng)閱出成績(jī)，并發(fā)送到考生機(jī)器屏幕上，通知考生本人，以避免“人情分”、“關(guān)系戶”的現(xiàn)象。同時(shí)嚴(yán)格管理課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，對(duì)課堂學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)優(yōu)異的學(xué)員額外可以有10分的附加分，以激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)動(dòng)力。以上這些情況既保證學(xué)生最終成績(jī)的合理性，又可激發(fā)學(xué)生之間公平競(jìng)爭(zhēng)的意識(shí)，促進(jìn)學(xué)生將理論學(xué)習(xí)與能力培養(yǎng)緊密結(jié)合。

6 結(jié)束語(yǔ)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為學(xué)院的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課程，其教學(xué)內(nèi)容、方法、實(shí)踐、考核等方面都要圍繞新人才培養(yǎng)需求、提高能力水平來(lái)進(jìn)行展開(kāi)。下一步我們準(zhǔn)備把課程改革研究成果轉(zhuǎn)化到課程標(biāo)準(zhǔn)的制定工作中，把具體的改革措施貫穿到課常教學(xué)中，最終達(dá)到提高課堂教學(xué)效果、提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的目的。