計算機網絡實驗教學過程的體會和改革

黃錦煜

（華南師范大學增城學院，廣東 廣州 511363）

計算機網絡實驗教學過程的體會和改革

黃錦煜

（華南師范大學增城學院，廣東 廣州 511363）

根據普通本科獨立院校培養實用性網絡技術人才的需求和目標，分析了目前計算機網絡實驗教學的現狀。結合自身從事計算機網絡實驗教學過程中的經驗和體會，提出了從教學內容、教學方法、教學過程等方面的改革，為高等院校網絡實驗教學的開展提供借鑒。

計算機網絡；網絡實驗；實驗教學；教學改革

華南師范大學增城學院是一所以培養創新、應用型人才為主要目標的民辦高校，根據明確的辦學思想，在以培養學生能力為教學改革重點的形勢下，實踐實驗教學改革顯得非常重要。隨著計算機網絡技術的迅速發展和信息化建設的需求，帶來了網絡技術人才需求量的不斷增長。然而，計算機網絡技術人才的培養依賴于一定的環境和條件，除了優良的師資、優質的課程、合理的學科建設，更要重視理論教學和實踐教學的完美結合。計算機網絡是一門應用性、實踐性很強的專業課程，其實驗教學和實踐操作不僅是理論教學的深化和補充，對于培養學生綜合運用理論知識、實踐動手能力、解決實際網絡問題，也起著非常重要的作用。然而，如何保證和提高計算機網絡實驗教學質量，進行實驗教學改革探索成為一個重要問題。通過分析當前網絡實驗教學的普遍現象，結合學校實際的教學環境和資源及教學經驗和體會，在實驗教學體系、實驗內容、教學方式等方面進行改革創新。

（一）根據院校實際情況分析當前網絡實驗教學的現狀

由于計算機網絡實驗對實驗硬件環境和軟件環境要求比較嚴格，加上網絡實驗設備的昂貴，大大限制了網絡實驗課的開展。傳統的網絡實驗教學模式具有一定的局限性：1.實驗條件較差，導致實驗教學和實驗效果受到極大的限制。實驗條件差的主要原因在于：一是計算機網絡實驗相關的硬件設備昂貴，更新換代速度快，高校實驗室更新速度很難跟上設備的高速發展；二是缺乏適應各自學校特點的計算機網絡實驗環境建設方案，造成硬件資源浪費，有而不用，用而不適。2.計算機網絡實驗的課程往往大多以驗證性實驗為主，依賴于理論教學，導致在實驗課的設置、教學內容和考試方式向理論傾斜，造成重理論輕實踐的現象，影響教學質量。學生普遍存在著理論與實踐脫節現象，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。3.教學方式、教學方法固定。教師根據實驗室的配備，編寫固定的實驗指導教材，學生在實驗教師的指導下，按照實驗步驟，一步一步完成實驗，學生只要按部就班地按照指導書的要求操作即可得到實驗結果，不用思考，只是記錄一下實驗結果，課后提交一份實驗報告而已。4.實驗課上學生處于被動學習的地位，傳統的實驗教學中，教師向學生演示和講解實驗的操作過程，學生就根據老師的指導步驟來完成過程，對規定的實驗內容進行驗證，學生缺失自己動腦分析、動手實踐、主動設計的機會，處于被動學習的狀態，學生在實驗實踐中的積極性、創造性無法充分發揮。5.實驗內容不夠全面。計算機網絡實驗教學一般分為兩大部分，一部分是基礎性和驗證性實驗，另一部分是綜合性和設計性實驗，后者應完全以學生為主體，實驗教師給出實驗條件和要求，整個實驗的設計方案、實驗步驟和過程都由學生自己獨立完成。但由于受到網絡實驗課時的安排、場地設備的限制、管理上的麻煩等因素的制約，往往忽略了此部分的實驗內容。

（二）實驗教學改革與探索

1.實驗室改革。學校的網絡實驗室建設，關系到高校辦學條件、教學質量、科研能力、培養技術人才的建設，起著關鍵性的作用，因此實驗教學改革，應從實驗環境、硬件設備改革入手。網絡實驗室自投入使用至今，沒有對硬件設備進行任何升級，如果在資金和條件允許的前提下，有必要對實驗室進行改進升級，從而更好完善實驗教學平臺，拓寬實驗教學內容，真正實現實驗室最大的價值。首先，在現有的基礎上，每小組設備至少擁有兩臺路由器、專用服務器、有獨立的三層交換機和二層交換機；如果有可能，每組配備一套布線工具包，包括測線儀、萬用表等；比較昂貴的設備，作為公共使用部分，可增加核心交換機、核心路由器、專業硬件防火墻等；為適應當前網絡發展趨勢，無線技術的應用越來越廣，無線組網及配置技術要在實驗教學中體現，適量增設無線設備（無線網卡、無線 AP接入點等）。另外，可利用與校外考試培訓機構合作，如比較權威的思科工程師考試，引進更多硬件設備，一方面在加強校企合作，提高學生專業學習的興趣和積極性，專業化水平和權威資格證書的培訓合作，對促進實習、就業有積極作用；另一方面，充分利用培訓機構的硬件資源，從而補充校內實驗課程的不足之處，可以達到資源共享，雙贏的局面。

2.教學內容和方法改革。首先，要將實驗教學內容分為基礎性實驗、驗證性實驗、設計性實驗和綜合性實驗幾個層次：基礎性、驗證性實驗主要面向計算機系非網絡專業學生，主要讓學生掌握基本理論和實驗內容，在《計算機網絡技術》《網絡管理》這些基礎課的學習過程中針對理論課程來安排實驗內容；設計性、綜合性實驗主要面向網絡專業的學生，在基礎上結合實際的工程技術、網絡環境，讓學生設計實驗方案、選擇實驗設備、完成實驗項目，在《網絡規劃與設計》《計算機網絡安全》等課程，培養學生主動思考和創新能力，能夠運用所學專業知識獨立分析、解決實際工程問題。教師在理論課的教學中，要適當利用實際例子引導學生學習，培養學生的興趣，不能一味只重視理論知識。然后在實驗課的課前準備重述實驗所涉及的理論知識，引導學生明確實驗目的，讓學生先在實驗中發現問題，而不是一味地演示一遍給學生看，學生遵照演示按部就班完成實驗。在學生提出的問題中，教師給予指導和解答后，可以在下課前的總結中重點強調，對于最終仍不能順利完成實驗的同學，老師在最后的操作演示中讓學生得到啟示。對設計性、綜合性的實驗課程，老師在實驗指導書中提出實驗課題和要求，適當引入一兩個實例，無需給出實驗步驟和操作過程，讓學生獨立去完成實驗并完成實驗報告和總結，教師在評價完學生的報告后，給出意見。在實驗的考試安排，可以以課程設計或項目設計來取代。其次，建立虛擬化教學平臺，即利用多媒體技術、虛擬機、設備模擬器、實驗環境虛擬軟件等作為輔助資源，來完成復雜、具破壞性、綜合的相關實驗。虛擬網絡實驗可以改善網絡實驗室的時間和空間限制，在虛擬實驗環境下能夠解決因硬件設備不足而無法完成的實驗，也能解決因網絡安全實驗帶來的破壞和危險的問題，更體現高效率、易管理、易操作的優勢，是值得推薦的教學模式。但不能完全依靠虛擬平臺來完成所有的實驗，虛擬教學不能完全取代實際環境教學，只能結合使用、合理利用，發揮最大教學效果。最后，為了更好的教學，網絡實驗室應具有開放性。除了上述改革的課堂教學模式和方法外，課余時間充分利用資源而達到學生更好實踐的目的。利用校外考試培訓項目，比如具有代表性的思科網絡工程師培訓機構，通過與校方的合作，不僅可以為實驗室提供硬件升級合作，專業的網絡培訓師和專業的教學方式能使得在校教師受益，教師可以吸收其優越的資源，通過校內校外課程的內容相結合，從而改進實驗實踐課程的教學，為學生較好考取專業證書、有較好的實踐經驗和較好的就業前途而進行實驗教學。

3.教學與科研的統一。 對于高等院校來說，核心的功能就是教學和科研。因此，科研作為重要的組成部分，有利于教學更好的開展，教師在繼續學習、從事網絡技術研究的同時，能對教學內容、教學方法進行不斷研究和探索，特別是實驗實踐教學。因為網絡是一門實踐性較強的學科，網絡教學不可能脫離實驗實踐教學，專業教師在提高科研能力的同時，要使教學應用水平得到提升。

（三）實踐體會與總結

實驗教學改革勢在必行，在對實驗教學的改革與探索中，大部分在教學中得到驗證，但還是有些只是建議性的討論，并不符合所有高校的實際情況。例如實驗室改革，礙于場地和資金的限制，很多高校達不到實驗室的要求，包括學校實際環境，需廣泛利用虛擬平臺；在實驗內容方面，綜合性和創新性的實驗很少，考慮到學生能力和管理上的極限，很難較好的開展；而教學方式的改革，正慢慢地轉變和實踐中，希望在未來的教學過程中能有更好的成果；至于實驗室的開放性，以及科研的情況，在民辦普通獨立院校中，難以很好的體現，科研能力比較薄弱，教師利用實驗室作為科研和教學研究的意識還不夠強，使得實驗室只滿足平時課堂的教學需要，沒有讓資源得到充分的利用和發揮。

[1] 丁美榮,柴少明.基于虛擬實驗與真實實驗整合的計算機網絡實驗教學改革[J].現代教育技術,2007(7).

[2] 方蕓,高仲合,高博文,夏建川.計算機網絡實驗教學改革[J].實驗室研究與探索,2008(6).

[3] 楊明.計算機網絡實驗教學改革與實踐.長春工業大學學報(高教研究版),2009(12).

G420

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1008-1151(2011)05-0191-02

2011-03-13

黃錦煜，華南師范大學增城學院教育信息技術部教師。