面向WLAN人才培養的《無線網絡技術》教學與實踐改革

張燕玲

(滁州學院計算機與信息工程學院，安徽 滁州 239000）

面向WLAN人才培養的《無線網絡技術》教學與實踐改革

張燕玲

(滁州學院計算機與信息工程學院，安徽 滁州 239000）

《無線網絡技術》課程涉及眾多領域的前沿技術，且具有較強的應用性，這使得該門課程的教學內容和教學方法存在著很大的不確定性。為了響應學校建設應用型本科院校的號召，該門課程的培養目標定位于培養應用型的WLAN人才，要求學生具備無線網絡勘測規劃、安裝部署、運行維護和測試優化方面的能力。對該門課程的教學內容、實驗內容、教學方法、課程考核評價機制和網絡教學等方面進行改革和探索，收到了一定的效果，對教學質量提高起到了很好的促進作用。

無線網絡；項目教學法；實踐創新；教學改革；

1 引言

隨著無線網絡技術的高速發展，全國各大城市均已建設成為無線城市，中小城市正在致力于無線城市的建設。由于無線網絡具有一次建成，不斷優化的特性，使得各大城市在后期無線網絡的運行過程中需要大量的無線網絡維護和優化人才，中小城市也需要大量的無線網絡建設人才。目前，我們國家在無線網絡的管理維護方面的人才缺口比較大，那么作為應用型本科院校有責任為國家培養并輸出大量優秀的無線網絡人才。我校也開設了 《計算機網絡》、《無線網絡技術》、《網絡安全與管理》等相關的課程，《無線網絡技術》這門課程是每一個優秀的無線網絡管理和維護人才的必修核心專業課程。

這門課程的學生來自于三個不同的專業，分別是：計算機科學與技術專業、網絡工程專業和物聯網專業，針對不同的專業，該門課程對學生的培養目標不同。計算機科學與技術專業的學生通過這門課程的學習，能夠掌握無線網絡的組網技術，具備組建小型無線網絡的能力；熟練掌握各種無線網絡協議，為后期進行網絡編程打下基礎。對于網絡工程專業的學生，要求其能夠熟練掌握無線網絡的基本工作原理、關鍵技術等，具備現場勘測、規劃設計、安裝部署無線網絡的能力，并具有對已有的無線網絡進行測試優化的能力，了解其它的無線網絡技術。對于物聯網專業的學生，通過學習這門課程首先應該保證其能夠正常使用無線網絡的能力；然后掌握每種無線網絡的基本工作原理、關鍵技術和網絡組建方式等；在此基礎上深入學習該課程中的Zigbee協議，為其后期在傳感器網絡、物聯網上編寫程序打下基礎。因此，《無線網絡技術》這門課程在上述三個專業的專業課教學中具有極其重要的作用。

2 課程的基本情況

《無線網絡技術》這門課程是計算機科學與技術、網絡工程專業和物聯網專業的重要專業課程，在整個教學計劃中的地位以及其與其它課程的關系如圖1所示。《計算機網絡》和《通信原理》這兩門課程是該門課程的前導課程，而《TCP/IP協議編程》、《局域網技術》、《Internet技術》與該門課程是并行課程，《網絡安全管理》以及《項目集成與實踐》是其后繼課程。

《無線網絡技術》這門課程共48個課時，其中理論課32個課時，實驗課16個課時。課程內容主要包括：無線通信基礎、無線局域網絡、無線個域網絡、無線城域網絡、無線廣域網絡、無線MESH網絡等內容。在知識點的講解上側重于各種不同無線網絡的工作原理、體系結構和相關協議的講解，理論性較強。實驗課共設置了五個實驗項目，內容僅僅涉及到FAT AP的配置。

(1）以實驗課為主的實踐教學難以滿足實踐能力的培養。在《無線網絡技術》這門課程中的實驗項目僅僅是通過設置一些簡單的、獨立的實驗項目來完成教學目標和任務。這種方式在讓學生驗證并掌握一些基本概念、基本的原理以及基本的技能方面是可行有效的。但難以讓學生形成綜合的、整體的、面向實踐應用并能解決實際問題的知識結構和能力素養。

(2）在無線Mesh網絡、移動Ad hoc網絡和無線個域網絡中涉及到的路由協議的知識內容枯燥、不易理解等問題。

(3）課程的主要內容是以距離劃分的各個無線網絡，在講解的時候側重于網絡的體系結構和路由協議等內容，一是理論性較強，另外就是沒有涉及到網絡組建、配置、安裝部署方面的知識，與實驗內容相關性不大。

(4）課程信息一般都是在老師的手上，學生想了解相關課程信息必須找到老師，從老師這里要到所需要的課程信息，對學生的自主學習很不方便。

3 課程的改革措施

針對我校建設高水平、應用型的本科院校的辦學目標，首先將課程主要內容由無線通信基礎、無線局域網絡、無線個域網絡、無線城域網絡和無線MESH網絡等網絡，調整成講解一些基于應用型的無線網絡，以無線局域網絡和無線MESH網絡為主要內容，以無線個域網絡、移動Ad hoc網絡和無線傳感器網絡等為輔助了解內容。在課程內容的講授方面從單純的各類無線網絡的工作原理、體系結構和協議等部分知識的講解，調整為以講授各類網絡的組建技術為主。例如在無線局域網絡這部分內容主要講解：無線局域網絡的基本工作原理、無線局域網絡的勘測與規劃、無線局域網絡的測試與優化等內容。

現在很多高校在無線網絡實踐能力培養方面，很多驗證型的實驗項目基本采用一些模擬器(Cisco Packet Tracer）、仿真軟件(NS2)等進行驗證，雖然這種實驗方法在加深學生對相關無線網絡原理的理解方面有一定的效果，但是很難提高學生對無線網絡規劃和相關無線設備的實踐操作能力。

我校在實驗課改革方面包括實驗內容的改革和實驗教學方法的改革。在實驗內容的改革上，在保證課時量是不變的基礎上，首先圍繞新增的無線控制器AC設置了一些實驗項目，內容涉及到無線網絡的安全、漫游、負載均衡等；其次，增加了無線網絡的測試和優化的實驗；最后，為了鍛煉學生網絡編程能力，增加了一些基于藍牙編程實驗。在實驗教學方法的改革上，采用基于項目的教學方法，對獨立的實驗項目進行整理揉合形成一個整體的構建無線局域網絡的項目。改革后的實驗項目情況如表1所示：

在課堂教學過程中，教師所使用的教學方法對激發學生的學習興趣和熱情、活躍積極性思維、營造良好學習氛圍乃至聽課效果都起著至關重要的作用[1]。在《無線網絡技術》這門課程的理論和實踐教學過程中，因為涉及到的內容比較多，所以針對不同的教學內容、結合課程的不同要求，制定不同的教學策略以此來最大限度地提高教學質量。根據該門課的特點，這里重點采用案例教學法、項目教學法、參與教學法、啟發式教學法和討論教學法。

案例教學法和情景教學法相結合：針對無線網絡中部分內容理論性強、概念繁多、抽象化不易理解等特點，這里采用案例教學法和情景教學法相結合的方法。譬如在講到信噪比SNR這個公式的時候，先采用一個小案例讓學生理解公式的含義和重要性，然后用相應的信號測試軟件wirelessMON或netStumbler獲取當前教室無線網絡的情況，指出該無線網絡環境中的SNR值。因為現在無線網絡比較普及，所以軟件可能搜到多個無線網絡的信號情況，通過對比不同網絡的SNR值，進一步給出SNR的正常范圍。

例1：情景一：在自己家里比較安靜的環境下與朋友通電話，能夠很清楚地聽到朋友的講話，自己說話的聲音表示信號，安靜的環境表示噪音低的情況。情景二：在鬧市區車水馬龍的噪聲很大的情況下與朋友通電話，自己說話的聲音用來表示信號，鬧市區的各種聲音用來表示噪聲。

項目教學法：項目教學法是在建構主義的指導下，以實際的工程項目為對象，先由教師對項目進行分解，并作適當的示范，然后讓學生分組圍繞各自的工程項目進行討論、協作學習，最后以共同完成項目情況來評價學生是否達到教學目的的一種新教學方法[2]。本校在《無線網絡技術》實驗課程中采用了項目教學法。教師首先把實驗內容設計為兩個實際的工程項目：簡單校園無線局域網絡的設計與實現和基于藍牙的聊天程序的設計與實現；其次，對每一個項目進行劃分，使其變成若干個子項目，具體劃分情況見表2；然后，召集學生對每一個項目的具體工作內容和要求進行講解，并要求學生4個人一組自由結合組成小組，各小組成員選擇自己感興趣的模塊展開學習并通過自己的努力完成相應的工作；最后，根據每個小組項目的完成情況進行評分。在學生學習的過程中，可以通過自學，與他人的討論，請教老師的方式完成相應的工作。

參與式教學法：參與式教學法的表現形式有多種不同的形式。形式一：請一些優秀的學生參與到教學中來。對于一些比較簡單易懂的內容，可以請一些比較優秀的學生通過預習，在課堂上給其他同學講解。譬如：WLAN的組建這部分知識就可以采用這種方法，因為可能有一些同學在上課前可能自行配置過無線路由器，所以此法可行。形式二：對于一些不易理解的路由協議，可以請同學們自己制作動畫來演示相應路由協議的工作過程。形式三：在課堂演示的過程中可以請同學們參與其中。譬如：當老師在課堂上配置移動Ad hoc網絡后，請同學們打開自己手機搜索老師組建的網絡，接入到該網絡中，相互間進行通信、文件傳遞，通過多人接入該網絡引入對網絡性能的評價，展開該類網絡的其它知識點的講解。

討論教學法：對于無線網絡來說，網絡的規劃和部署相對容易一些，而網絡建設完成后的優化工作難度較高，工作量大，因此無線網絡的優化是該門課的重中之重，在這一部分可以組織一些討論課，事先給出已有的無線網絡組網案例并對學生進行分組，讓同學們通過在課堂上與小組成員的討論找出網絡中存在的信號盲區、信號干擾情況、網絡規劃不合理的地方等等問題，通過課堂上與小組成員的討論找出相應的解決辦法并形成一份文檔提交上來。通過課堂討論的方法可以加強同學間的交流，增進感情，相互學習的目的。

該門課程的考核方式采用期末出試卷的方式，考核成績從兩個方面進行評定，分別是：平時成績和期末考試成績。其中平時成績占30%，期末考試成績占70%。這樣的考核方式比較形式化，不能有效地區分學生在學習過程中的差異。為了更全面有效地區分所有學生在整個學習過程中的表現，在該門課程的考核方式上進行了改進，在平時成績的考核方面加入一些具體化的要求，把上面的兩個模塊改成三個模塊，增加了實驗成績這一項內容，相應地成績分配也有了變化，平時成績和實驗成績各占25%，期末成績占50%。具體的考核機制如圖2所示。通過上述課程考核方式的改革，能夠更加全面地評價一個學生對《無線網絡技術》這門課程的掌握程度。

學無線網絡離不開網絡，學無線網絡的人將更加會使用網絡。為此，應盡量利用網絡教學平臺，通過網絡教學平臺將課堂延伸到宿舍，把有限的課內學時延伸到無限的課外學時中去[3]。筆者采用兩種方式來實踐網絡教學：其一是利用網絡聊天工具QQ建立一個班級交流群，邀請同學們加入。通過該群與一些學生經常進行談心，關注學生的各種動態，幫助學生樹立起學習的信心。其二我院開通了畢博平臺如圖3所示，供各個老師和學生利用網絡進行課程信息的溝通，老師可以在該平臺上發布關于課程的信息，譬如：課程大綱、課程進度表、課程教案、課件和作業等信息；學生通過訪問該平臺，查看該門課程的信息，進行提前預習，課后自主進行復習等。此外，老師還可以在該平臺上發布一個討論，要求學生參與討論，并根據討論的情況給學生打分。學生也可以通過該平臺向老師請教，老師也可以在線答疑。總之，該平臺，改變了傳統的教學方式，為學生提供了很方便的自主學習平臺，加強了師生之間的交流，增進了師生之間的感情，進而達到提高學生學習效率的目的。

4 總結

在培養應用型WLAN人才這一目標的指導下，對《無線網絡技術》的理論課內容和實踐課內容進行了改革。從教學內容、實驗內容、教學方法、課程考核與評價以及網絡教學幾個方面進行了摸索和創新，有效地激發學生的學習積極性，提高了學生的學習效率，改善了課堂教學效果。采用改革的教學方法后，學生對知識結構的掌握較系統化，學生通過團隊合作的方式能夠完成一個獨立無線網絡方案的規劃和設計；能夠利用相應的Fluke設備對已有無線網絡進行測試，并能根據測試結果撰寫測試報告，同時針對測試報告中無線網絡存在的問題給出相應的優化方案。

然而，無線網絡技術是不斷地發展進步的，各種新的教學手段和教學方法也會不斷涌現，這就要求我們對課程的教學內容和方法不斷地進行改革和完善，以進一步地提高教學質量。

[1]劉凱，徐幀，張軍.《通信原理》中的教學方法研究[J].高教論壇.2009，（3）∶26-29.

[2]肖勝陽.在計算機課程教學中開展項目教學法的研究[J].電化教育研究，2003，（10）∶72-76.

[3]肖建良，敖磊.計算機網絡教學改革與實踐[J].中國電力教育，2010，（35）∶53-55.

ON THE TEACHING REFORMS OF WIRELESS NETWORK TECHNOLOGY FOR TALENT CULTIVATION BASED ON WLAN

ZHANG Yan-ling
（School of Computer and Information Engineering，Chuzhou University，Chuzhou Anhui 239000）

The course of Wireless Network Technology involves many fields of advanced technology，and has strong applicability，which makes the teaching content and teaching methods of the course possess much uncertainty.In order to respond to the call for building application-oriented institutes，the training objectives of this course was located in cultivating applied talent of WLAN，requiring that students are equipped with the ability to survey，plan，install and optimize the wireless network.We receive some fruits after reforming and exploring the teaching contents，experiment contents，teaching methods，curriculum evaluation mechanism and network teaching，which promotes the teaching equality greatly.

wireless network；item teaching method；practical innovation；teaching reform

G423.07

A

1672-2868（2015）06-0152-06

責任編輯：陳 鳳

2014-10-15

滁州學院教學研究項目(項目編號：2011jyy014）；安徽高校省級自然科學資助項目(項目編號：KJ2013B183）

張燕玲(1982-），女，河南南陽人。滁州學院，助教。研究方向：無線網絡技術。