計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學改革探索

王曉麗

摘 要： 計算機網(wǎng)絡(luò)作為計算機科學與技術(shù)專業(yè)一門核心的課程，對高校應用型人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)起著舉足輕重的作用。在分析該課程特點和教學難點的基礎(chǔ)上，針對目前課程教學過程中存在的普遍問題，從課堂教學和實驗教學兩個方面提出了教學改革措施，以增加學生學習該門課程的興趣，并在一定程度上增強學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。這些措施已在我院實施，并取得了較好的教學效果。

關(guān)鍵詞： 計算機網(wǎng)絡(luò)； 實踐教學； 教學改革； 課堂教學

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2014）10-56-03

Exploration on teaching reform of computer network course

Wang Xiaoli

（Department of Computer Science and Technology of Yuncheng University， Yuncheng， Shanxi 044000， China）

Abstract： Computer networks， as a core curriculum of the computer science and technology professional， plays an important role in achieving the goal of training the applied talents for universities. According to the characteristic and the difficulty of teaching of the vomputer Networks， some reforming measures for the classroom teaching and practicing teaching of this curriculum are proposed to increase students' interest， practical ability and innovative ability. All these measures are put into practice and obtains the better teaching effect.

Key words： computer network； practicing teaching； teaching reform； classroom teaching

0 引言

計算機網(wǎng)絡(luò)是計算機技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合而成長起來的新興技術(shù)，并在當今社會的各個領(lǐng)域得到了廣泛的應用，計算機網(wǎng)絡(luò)課程作為高等院校計算機專業(yè)的核心課程，其重要性也愈加突出。在計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)，該課程占有極其重要的地位，是學生學習網(wǎng)絡(luò)工程、網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)開發(fā)三個專業(yè)方向課程的基礎(chǔ)。如果學生學好了計算機網(wǎng)絡(luò)這門課程，將為后續(xù)專業(yè)課程的學習打下堅實的基礎(chǔ)。

1 計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學中存在的問題

計算機網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)被納入計算機專業(yè)考研的科目，其課程地位越來越重要，但是教學過程中存在著許多實際問題。學生學習興趣不大，感覺枯燥乏味，以至于課堂氣氛不夠活躍，學習效率不高。經(jīng)過課后對學生的調(diào)查，總結(jié)出問題的根源主要有以下三個方面。

1.1 教學內(nèi)容與實際應用脫節(jié)

傳統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學活動中，通常都是以O(shè)SI參考模型為基礎(chǔ)，分層次介紹各個網(wǎng)絡(luò)層次的工作原理、相關(guān)協(xié)議、運行機制等，知識點較多，內(nèi)容抽象，學生理解比較困難，學習興趣不高。學生在學習過程中很難將抽象的理論知識與實際網(wǎng)絡(luò)應用聯(lián)系起來，對計算機網(wǎng)絡(luò)的理解多半是支離破碎的協(xié)議和孤立繁雜的概念原理，不知道它們之同的相互關(guān)系，該怎樣組合成一個整體，不會解決所遇到的實際問題[1]。

1.2 教學方法與手段單一

計算機網(wǎng)絡(luò)課程包含了大量抽象的基礎(chǔ)理論知識，例如數(shù)據(jù)通信、體系結(jié)構(gòu)、路由原理和協(xié)議等[2]。在整個理論課教學過程中，通常以教師的“教”為主，學生只能被動地接受，缺乏互動，導致學生學習興趣不大，感覺枯燥乏味，難以激發(fā)學生的學習熱情。以教師為中心的教學模式不利于學生認知主體作用的發(fā)揮，不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力。

1.3 實驗教學環(huán)節(jié)薄弱

一直以來，計算機網(wǎng)絡(luò)課程的實驗內(nèi)容以驗證性實驗為主，實驗課依附于理論教學，過于流程化和簡單化，實驗教學內(nèi)容和實驗課時安排隨意性較大，形式松散，沒有突出對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，學生無法通過自己動手操作，達到更好理解和掌握計算機網(wǎng)絡(luò)基本原理、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的目的，導致學生重理論輕實踐，對計算機網(wǎng)絡(luò)的理論知識認識并不深刻，在實際應用中不能學以致用。

2 教學改進措施

為了提高學生的學習效率和學習積極性，本人認為可以從以下幾個方面來對教學方法進行改革。

2.1 合理安排教學內(nèi)容

計算機技術(shù)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，使得計算機網(wǎng)絡(luò)的新知識不斷增長，因此在教材內(nèi)容上，教師應根據(jù)行業(yè)需要和學生需求的實際，將教材內(nèi)容進行重新編排，刪減一部分過時、落后的陳舊教學內(nèi)容，增加一些最新的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的介紹。

對于理論方面的知識，將教材中復雜的理論內(nèi)容進行系統(tǒng)整理，突出重點和難點。教學過程放在計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念和工作原理上，講授內(nèi)容以計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)為主線，重點講解參考模型、分層中的協(xié)議、路由算法、路由器基本原理、差錯控制、流量控制和擁塞控制等。

對于實踐教學方面的內(nèi)容，如網(wǎng)線制作，交換機的配置，局域網(wǎng)的組建，網(wǎng)絡(luò)服務器的配置等這些在實際工作中經(jīng)常用到的比較實用的操作，可以適量增加課時[3]。在專業(yè)重心方面，要將理論教學合理搭配并適時穿插于實踐教學中。不斷優(yōu)化教學內(nèi)容，要將計算機網(wǎng)絡(luò)方面的新技術(shù)、新協(xié)議和新的科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化并增加到實驗教學中來，及時補充和修改實驗教程、講義和課件，根據(jù)新的內(nèi)容精心選擇和設(shè)計實驗，使學生通過課程教學與大量實驗，對計算機網(wǎng)絡(luò)方面的新理論、新技術(shù)有全局把握。這樣，學生可以在學習過程中多掌握一些實用的技能，提高解決實際問題的能力。

2.2 采用多種教學方法，提高學生學習興趣

第一，采用多媒體教學模式。在課堂教學中充分運用現(xiàn)代教育技術(shù)，采用多媒體課件進行教學。在課件中盡量多采用彩色圖片和動畫，多一些形象的動畫能讓學生更容易更直觀地接受一些深奧難懂的理論知識。如將交換技術(shù)、CSMA/CD、三次握手、對等協(xié)議通信、相鄰層之間信息傳遞與服務提供、網(wǎng)絡(luò)擁塞的出現(xiàn)及對策、路由查找及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等過程用動畫展示出來，能讓學生記憶深刻且快速理解。

第二，采用課堂啟發(fā)式模式。課堂上學生是學習的主體，在授課過程中，必須讓學生能夠參與到課堂教學中來，只有讓學生積極參與，才能充分調(diào)動他們的學習積極性和主動性。教師要善于創(chuàng)設(shè)情景，根據(jù)教材的重點、疑點，選擇探究點，提出具有啟發(fā)性質(zhì)的問題，引導學生多思考、多發(fā)現(xiàn)、多動手。比如在講解擁塞控制時，可以結(jié)合現(xiàn)實生活中的堵車現(xiàn)象來講，為什么會產(chǎn)生擁塞，如何解決擁塞，讓學生各抒己見，然后針對他們的一些回答提出質(zhì)疑，甚至讓學生自己設(shè)計算法來解決。類似于這樣的引導方式往往可以提供給學生一個清晰的思路，使他們對知識點理解更加透徹，記憶更加深刻。

第三，采用案例分析教學模式。案例分析教學法是在教學中設(shè)計案例教學情景，以學生為中心，將學生組織起來，由教師提出案例，引導學生根據(jù)案例內(nèi)容進行認識、討論、研究和設(shè)計，對某一問題和具體實例進行交互式探索的過程。這種安排，主要是檢驗學生對所學知識的掌握情況和應用能力。教師在課堂上進行基本原理的講述后，給出相應的實踐任務，經(jīng)學生分析設(shè)計后實施，然后讓學生分析他們的實驗情況和遇到的問題。教師主要進行巡查和引導，使學生的討論范圍在主題之內(nèi)，讓學生自由討論，充分發(fā)表意見，讓學生得出評價意見。例如，可設(shè)計如下的實驗場景，假設(shè)某公司有兩個主要部門：銷售部和財務部。其中銷售部門的個人計算機系統(tǒng)分散連接在兩臺交換機上，他們之間需要相互進行通信，但為了數(shù)據(jù)安全起見，銷售部和財務部需要進行相互隔離，現(xiàn)在，要求在交換機上做適當配置來實現(xiàn)這一目標。首先要求學生在課后自行進行分析和設(shè)計，提出整個網(wǎng)絡(luò)的搭建方案及實施過程中遇到的難題；然后通過在課堂上組織學生對不同方案進行分析、討論和比較，對每種方案給出相關(guān)評價并得出最優(yōu)結(jié)果，讓學生真正明白如何在各種約束條件之下完成項目要求，并學會如何配置和使用各類網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備。這種案例教學方式能夠極大地提高學生的參與熱情和研究探索的興趣，有利于激發(fā)學生的求知欲，提高學生分析問題，解決問題的能力。

2.3 加強實踐教學環(huán)節(jié)

學生做實驗之前可適當講述一些基本概念和基本原理，用于輔助學生實驗。因為在學生沒有弄清基本概念和基本原理的情況下動手操作只會讓學生更加困惑。只有掌握了理論基礎(chǔ)，做實驗的時候才不會感到無所適從。

實驗內(nèi)容的設(shè)計應根據(jù)學校實驗室的當前條件，圍繞實驗教學目標，按照驗證性實驗、設(shè)計性實驗、綜合性實驗三個層次組織實施實驗教學。盡量將社會中最新的、最實用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融入到我們的實驗教學當中，以此來提高學生綜合實踐能力，適應社會的需要。

驗證性實驗是網(wǎng)絡(luò)實驗的主要內(nèi)容，主要涉及制作網(wǎng)線、交換機的基本設(shè)置、跨交換機劃分VLAN，路由器的配置等等[4]。這類實驗的目的主要是讓學生掌握基本知識、基本技能，理解協(xié)議的實際運用，并掌握交換機、路由器等設(shè)備的使用方法和作用，積累一定的實際工程經(jīng)驗，提高理論應用于實際的能力。

設(shè)計性實驗重點培養(yǎng)學生的操作技能、分析及綜合設(shè)計的應用能力。這類實驗往往需要結(jié)合多方面知識，可能涉及多個方面實驗的綜合應用，具有一定的難度和工作量。這類實驗可以考察學生對知識的綜合掌握情況以及分析和解決問題的能力。通過這類實驗，可以讓學生深入了解網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的細節(jié)和內(nèi)部實現(xiàn)，對網(wǎng)絡(luò)知識的掌握邁上一個新的臺階。

綜合性實驗需要在掌握原理的基礎(chǔ)上對知識進行綜合運用，內(nèi)容應具有內(nèi)在聯(lián)系性，將多種知識、方法與技術(shù)融為一體，有利于提高學生綜合運用知識的能力[5]。一般可由教師給出幾個典型的課題，由學生根據(jù)自己的興趣愛好選擇相關(guān)課題。這樣的實驗例如基于TCP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)聊天程序編寫、OSPF協(xié)議的仿真，電子郵件用戶代理的編程實現(xiàn)等。由于這種實驗比較復雜，有一定的難度和工作量，對學生的動手能力和自學能力是一個考驗，設(shè)計過程中需要教師和學生的反復論證和多次溝通。這種實驗可培養(yǎng)學生綜合運用知識解決問題的能力，對將來網(wǎng)絡(luò)編程的就業(yè)也有很大幫助。

計算機網(wǎng)絡(luò)實驗對實驗環(huán)境要求較高，當實驗室條件達不到實驗設(shè)計內(nèi)容的要求時，就會給一些實驗的開展造成困難。如果利用仿真軟件教學，就能夠消除實驗環(huán)境所帶來的影響。如用專業(yè)的虛擬機軟件VMWare可以模擬一臺或多臺微機，完成網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的安裝，網(wǎng)絡(luò)服務的配置與訪問等實驗。用Cisco實驗模擬器可以模擬真實的交換機、路由器，完成網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置與連通測試等實驗。用Boson NetSim模擬軟件進行網(wǎng)絡(luò)組建的實驗教學，學生能快速熟悉交換機和路由器的配置環(huán)境及配置命令，快速掌握網(wǎng)絡(luò)的搭建及配置。用Packet Tracer軟件可以方便快捷地進行網(wǎng)絡(luò)組建、設(shè)備配置、協(xié)議測試等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗，可以幫助學生熟悉網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的各種配置命令。使用仿真軟件可以降低實驗成本，以及實驗實施的復雜度[6]。對于實驗室硬件條件欠缺，參加實驗的學生人數(shù)過多等情況，使用模擬軟件可以突破客觀條件的限制，達到比較理想的實驗效果。

3 結(jié)束語

本文通過仔細分析計算機網(wǎng)絡(luò)課程在課堂教學和實踐教學中存在的問題，提出了一些改革措施，通過教學方法的改革，探索有利于調(diào)動學生積極性、主動性、創(chuàng)造性的教學方法和教學手段。實踐證明，這種改革激發(fā)了學生學習計算機網(wǎng)絡(luò)的興趣，深化了理論知識，增強了網(wǎng)絡(luò)應用和實踐能力；加大了對學生動手能力的培養(yǎng)力度，培養(yǎng)了學生自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題和創(chuàng)新的能力，能較好地適應信息社會對創(chuàng)新型人才的需要。

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