職業活動導向的計算機網絡實驗教學改革研究

魏桂英 高學東 潘靜

[摘要] 針對社會對信息管理與信息系統（以下簡稱信管）專業人才的需求，以該專業學生畢業后所從事的職業活動應該具備的知識和技能為導向，以“應用驅動”的方式設計、更新和完善計算機網絡實驗教學內容和方式，從而加強學生創新能力與實踐能力培養。

[關鍵詞] 信息管理與信息系統； 計算機網絡； 企業活動； 實驗教學

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2012 . 24. 061

[中圖分類號]G64[文獻標識碼]A[文章編號]1673 - 0194（2012）24- 0103- 02

1引言

計算機網絡技術已被廣泛地應用到各個領域， 包括政府機構、企事業單位、學校等， 社會對網絡技術人才的需求也與日俱增。計算機網絡是信息管理與信息系統專業學生的一門必修課程， 它具有理論性強、實踐性強、知識更新快的特點。長期以來對該課程實驗的設置是專業教師和實驗技術人員研究的一個主題。筆者在多年的信息管理與信息系統專業計算機網絡課程教學中，針對該專業學生的特點，從不同的角度進行了實驗課程的多方面的嘗試。本文首先對信息管理與信息系統專業的定位及計算機網絡課程的定位進行介紹，然后對信管專業的就業趨勢以及社會對信管專業人才需求變化進行分析，最后以該專業學生畢業后所從事的職業活動應該具備的知識和技能為導向，以“應用驅動”的方式設計、更新和完善計算機網絡實驗教學內容和方式，加強學生創新能力與實踐能力培養。

2專業定位與課程定位

2.1信息管理與信息系統專業定位

信息管理與信息系統專業是管理科學與工程一級學科下設的本科專業之一。信息管理與信息系統本科專業教育是為政府和企事業單位等各種組織培養信息系統開發、信息資源管理、信息系統項目管理與監理、信息系統管理與維護等方面的專業人才。畢業生應掌握計算機科學與技術、管理學和經濟學的基礎理論，掌握信息系統分析、設計和實施的基本方法，熟悉相關政策與法規，有較強的信息獲取、文字表達和人際溝通能力，了解本專業發展前沿動態，具備分析和解決企事業單位或其他組織中信息管理實際問題和從事信息系統開發工作的基本能力。

信息管理與信息系統專業具有多學科交叉的特點，與計算機學科的聯系甚為密切，但又不同于計算機學科。信息管理與信息系統專業重點培養復合型信息人才。復合型信息人才既要懂技術，更要懂管理，思路開闊，長于創新，理解與表達、協調應變能力強，善于合作。信息管理與信息系統專業就是針對這種復合型信息人才的培養需求而建設和發展的。畢業生應具備現代管理科學的理論和知識，熟練掌握現代信息技術，能夠運用系統科學和系統工程的方法從事各種信息系統的建設和管理工作以及各領域的信息資源管理與開發工作，為走上工作崗位參與信息化建設與管理打下堅實的基礎。

2.2計算機網絡課程定位

計算機網絡是信息管理與信息系統專業10門核心專業課之一， 它的教學目標是培養大量熟練掌握計算機網絡知識、網絡系統規劃、設計、建設和維護的專業技術人員。學生通過計算機網絡實驗課程的學習，可以提高計算機網絡方面的技能。同時計算機網絡又是一門實踐性很強的專業課程， 其實驗教學與實踐環節不僅僅是對理論教學的深化和補充， 而且對培養學生綜合運用所學知識， 解決實際問題的能力， 也起著非常重要的作用。因此，在信管專業開設計算機網絡實驗課程， 要充分體現課程理論性與實際應用性相結合的特點， 讓學生走向社會后， 在工作崗位上能夠用到實驗課、實踐操作課所學的內容， 而并不僅僅局限于理論知識的驗證性學習。

如何在計算機網絡課程實驗內容上體現上述應用型的特點， 內容的應用性、合理性、充實性、拓展性尤為重要。實驗內容的設計既要圍繞理論課程教學， 又能讓學生能夠學以致用， 同時還要及時追蹤本專業最新的技術發展趨勢。

2.3計算機網絡實驗目前存在的問題

目前全國很多高校信息管理與信息系統專業在計算機網絡課程中設置實驗課程，在計算機網絡實驗教學中，目前存在以下問題：

（1） 信管專業學生計算機網絡硬件知識和理論知識相對薄弱。由于很多高校的信管專業是設置在經濟管理學院，以北京科技大學信息管理與信息系統專業為例，該專業在2010年以前是工商管理類大類招生，大一、大二主要是工商管理類公共課程的學習，大三開始分專業后才開始專業課程的學習，而且前續課程只有計算機原理一門。另外，信管專業計算機網絡課程的重點是以網絡基礎知識和應用為導向，對網絡體系結構和分層協議等理論內容相對弱化，因此學生對計算機網絡硬件和復雜協議等理論知識掌握相對薄弱。

（2） 網絡實驗設備不能滿足教學需求。目前很多高校計算機網絡實驗室設備嚴重不足， 因為一套完整的網絡試驗設備包括各種型號的交換機、路由器以及各種相關配套器材和專業管理軟件， 價格非常昂貴。因此計算機網絡課程所針對的硬件設備的實驗， 如局域網的建立、虛擬局域網的劃分、各種路由協議的實現、網絡安全等實驗很難開設。

（3） 缺少合適的實驗教材。網絡實驗教材千差萬別， 沒有適合信息管理與信息系統專業的實驗教材。實驗內容要么過于簡單、陳舊。要么包含大量的編程實驗， 并且實驗內容要求的實驗環境過于復雜， 對硬件條件要求很高。

3職業活動導向的計算機網絡實驗內容設計

3.1信管專業就業趨勢分析與社會對信管專業的需求

目前信管專業的本科畢業生主要是3大出路：

（1） 繼續深造（進入碩士、博士學習）。以北京科技大學信息管理與信息系統專業畢業生為例，該專業接近1/3的本科生畢業后進入了研究生學習。2009年該專業畢業生64人，其中22人進入碩士學習；2010年該專業畢業生58人，其中17人進入碩士學習；2011年該專業畢業生51人，其中19人進入碩士學習。

（2） 從事信息系統應用和管理工作。以北京科技大學信管專業畢業生為例，約有1/3的學生畢業后進入企事業單位，他們主要從事企業與事業單位信息系統的管理、運行、維護等方面的技術工作，以及在計算機與軟硬件企業中從事系統集成或售前售后服務的技術工作。

（3） 從事信息系統開發、測試與應用實施等相關的工作。包括電子商務網站開發、維護等。對他們的要求不僅要精通某種開發語言，而且要有所專長，例如熟悉J2EE架構及Web應用； 精通一種應用服務器部署（WebSphere， WebLogic或Tomcat）；熟悉ORACLE或SQLServer數據庫開發與維護等等。

綜上可以看出，社會對信管專業人才需求呈多元化特點：一方面是專業人才的需求；另一方面是IT基礎設施建設、IT管理、電子商務等應用型人才以及高級研究人才。

基于網上招聘的內容對信管專業人才需求分析也表明，網絡技術已成為信管專業人才的一項重要技能：在針對網絡架構與維護、網絡設備管理、網站開發與管理、TCP/IP 協議、DNS等技術的調研中，其中有56.6%的企業要求有網絡架構與維護技能，有52.83%的企業要求有網絡設備管理技能。這些比例相當大。隨著互聯網的發展，計算機網絡在企業中的應用越來越普及，相關的組網技術和網絡維護能力已成為信息系統與技術類人才的一項重要的技能。

3.2計算機網絡實驗內容設置

針對信管專業人才需求特點，結合本專業的實際情況，在北京科技大學計算機網絡實驗教學改革中，實驗內容設置主要基于以下3方面：

（1） 針對計算機網絡技術與應用快速發展的趨勢，基于計算機網絡相對成熟的知識體系與處理問題的思維方式，結合當前網絡技術領域新的概念、應用和研究的發展，更新完善實驗教學內容與教學方式。

（2） 針對社會對信息管理與信息系統（以下簡稱信管）專業人才的需求，以該專業學生畢業后所從事的職業活動應該具備的知識和技能為導向，以“應用驅動”的方式設計、更新和完善實驗教學內容和方式，從而加強學生創新能力與實踐能力培養。

（3） 針對經管學院大類招生中信管專業學生的知識和技能特點，針對性地對該課程的實驗教學內容與教學方式進行研究，激發學生主動學習的熱情，提高學習效果。

基于上述考慮，計算機網絡實驗課程主要設置3個方面的內容：

第一部分是計算機網絡應用層實驗， 如Web服務器安裝使用，各種網絡應用軟件的使用、動態網頁編程等。本課程的具體實驗名稱為Web服務器配置與管理，內容包括：

（1） 用IIS 配置和管理Web 服務器；

（2） 用Frontpage 做一個靜態主頁和一個動態主頁；

（3） 用Apache 配置和管理Web 服務器；

（4） 用Dreamweaver 做一個動態網站。

第二部分是通過網絡監控、管理和分析，以直觀的方式實現對抽象的網絡協議的理解。

通過常用的網絡監測工具，如Sniffer，Ethereal、IP tools等對截獲的數據包進行分析，可以使學生對TCP/IP、HTTP、FTP、POP3、SMTP、DNS、ARP等協議進行深入了解。實際應用中這些工具可以幫助網絡管理者深入了解網絡當前的運行狀況，以便找出所關心的網絡中潛在的問題。本實驗具體內容可包括：

（1） 在IE中輸入www.ustb.edu.cn，分析相應TCP連接的前10個報文的TCP頭、IP頭，分析其工作過程；

（2） 抓取WWW服務的HTTP包，找到HTTP協議的典型數據請求和接收包，截取抓包結果，分析關鍵字段如標志字段的值；

（3） 通過IE登錄郵箱收發郵件，截取抓包結果，分析SMTP/POP3協議交互過程；

（4） 抓取一個FTP或者其他網絡服務的TCP包，找到TCP三次握手和四次揮手的包，截取抓包結果，分析關鍵字段如序列號、標志字段的變化規律；

（5） 抓取一個DNS或者其他網絡服務的UDP包，讀取其包信息，截取抓包結果，分析包結構；

（6） 捕獲并分析地址解析協議（ARP）；

（7） 發PING檢測報文，捕獲ICMP請求數據包和應答數據包，截取抓包結果，分析各字段的含義。

第三部分是常用網絡測試命令與局域網構建。

網絡測試命令是網絡管理員最常用的工具，通過常用的網絡測試命令可以了解網絡狀態，快速定位網絡故障。因此，掌握常用的網絡測試命令是學習計算機網絡的最基本要求。本實驗的主要目的是讓學生了解和掌握常用的網絡測試命令的功能和作用，能夠熟練地使用ping，ipconfig，tracert，netstat，route等網絡命令，從而能夠快速地檢測網絡狀態以及判斷網絡故障所在。

針對局域網構建和操作部分，鑒于計算機網絡設備更新快、購置成本昂貴的特點，本課程在具體的實驗中采用了計算機網絡模擬軟件來模擬在計算機網絡課程原來所有在真正在路由器和交換機上才能完成的實驗。 目前，國外很多公司都推出了各種實驗模擬環境，例如思科網絡學院的FLASH版模擬實驗器、Routersim、Boson實驗模擬器等。本實驗將以Boson實驗模擬器為例進行相關的實驗。具體的實驗內容包括：

（1） 用Boson實驗模擬器進行網絡設計及配置；

（2） 對交換機的設置以及VLAN劃分；

（3） 對路由器的設置以及靜態路由和動態路由實驗。

上述3部分實驗內容，不僅覆蓋了計算機網絡的基本理論和知識點，而且實用性強，與實際應用結合緊密，更重要的是這些實驗不需要專業的實驗室設備，硬件只需一臺聯網的計算機，軟件全部采用開源軟件，而且可供參考的資料非常豐富，非常易于實現。通過在北京科技大學信管專業計算機網絡課程實驗進行嘗試，取得了較好的教學效果。

4總結

本文結合信息管理與信息系統專業《計算機網絡實驗教學》課程的實際教學情況，從信管專業的就業趨勢、社會對信管專業人才需求的變化以及計算機網絡技術發展的最新趨勢等幾個方面進行了總結，并提出了針對經管大類招生背景下計算機網絡實驗的內容設計與實施。在實際教學實踐中，并不是每一個專業的學生都適用，還需要不斷地探索，以達到更好的教學效果。

主要參考文獻

[1] 徐寶文. 信息技術專業方向特點及其相關專業方向的比較[J]. 計算機教育，2005（11）：3-7.

[2] 武森，高學東，喻斌，等. 復合型信息管理與信息系統人才培養[C] // 2006中國管理科學與工程研究進展，2006.

[3] 馬楠， 張 姝， 沈輝，等. 在應用型大學開展計算機網絡實驗課程的探索[J]. 實驗技術與管理，2008（1）.

[4] 劉愛華， 曾立慶， 肖俊芳.信息管理與信息系統專業計算機網絡實驗教學研究[J]. 實驗室研究與探索，2008（12）.

[5] 蔡文杰，李悅，王偉軍，等. 信息管理與信息系統專業本科人才市場需求分析——基于網上招聘的內容分析[J]. 圖書館學刊，2009（8）.

[6] 林元乖. 項目驅動法在計算機網絡實驗教學中的應用[J]. 實驗科學與技術，2011（4）.