面向卓越工程師的計算機網絡實驗課程教學改革

周歡+鄒耀斌+李昭

摘要：本文主要探討面向“卓越工程師”的計算機網絡實驗課程教學改革，從培養“卓越工程師”的角度，對計算機網絡課程實驗的教學方法與組織形式設計、實驗教學內容設計和實驗考核方式設計等三個方面展開研究。在教學方法與組織形式方面，以互動的教學方式替代傳統的說教傳授方式。在實驗教學內容方面，更新實驗內容，增加綜合性和設計性實驗。在實驗考核方式的改革方面，將計算機網絡實驗課程設置為獨立課程，加重平時成績在綜合成績中的比例。通過對計算機網絡實驗課程的教學改革，提高學生對計算機網絡的實踐能力、組網的綜合設計水平和網絡設備管理與維護水平，從而培養面向“卓越工程師”的工程性應用技術人才。

關鍵詞：卓越工程師;計算機網絡;實驗課程;教學研究

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）07-0081-02

“卓越工程師教育培養計劃”是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》和《國家中長期人才發展規劃綱要（2010—2020年）》的重大改革項目，是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措[1，2]。“卓越工程師教育培養計劃”旨在采用適合工程化人才培養的教育理念和教學理論、創新的教學模式和教學方法，培養面向工程實踐的應用型人才。“卓越工程師教育培養計劃”的出現給正在進行本科計算機專業人才培養模式改革的地方院校指明方向，對高校開展更深層次、更緊密的教學改革提供契機[3，4]。

計算機網絡是計算機專業必修的一門專業核心課程，兼應用性與理論性于一體，開設該課程的基本目的是培養學生的計算機網絡實踐能力和創新能力。但是在當前“卓越工程師”培養計劃的背景下，計算機網絡課程面臨著重大改革。傳統的課程教學更加注重理論知識的學習，但即使學生掌握大量的理論知識，卻不能在實際工作中得到實踐和應用。因此，如何在進行基礎理論教學的同時，體現應用型人才的培養要求，以及探索一條科學的計算機網絡實驗課程體系、教學內容和教學手段的改革之路，成為擺在高校教學工作者面前的一個緊迫課題。本文結合自身的教學實踐，就如何構建“卓越工程師”背景下的計算機網絡實驗課程體系進行研究和探索。

一、計算機網絡課程實驗教學中存在的問題

目前，國內外高校普遍開設計算機網絡課程，學生一般從傳輸媒體等網絡基礎開始學習，然后學習網絡管理，最后學習網絡安全。傳統的計算機網絡課程教學注重理論知識的學習，學生除了學習各種與網絡相關的概念、原理和協議外，還要進行大量的實物動手操作，才能更好地理解理論知識和掌握實踐技能。但在“卓越工程師”的背景下，現階段計算機網絡實驗教學環節中還存在一些問題。

1.實驗教學內容不夠全面，較為陳舊，與社會應用發展實際不相適應。

2.實驗組織形式單一。實驗課程的開展一般局限在實驗室課堂上，教師講解和演示實驗，學生動手操作，教師巡視并給予幫助，最后提交實驗報告。學生在這種教學形式下，創新意識得不到發揮，實踐能力也不能獲得有效提高。同時，教師精力有限，不可能對每一個學生的實際需要進行解答指導，學生遇到問題時尋求幫助的途徑有限。

3.實驗過程本身的局限性。對一些只能看到實驗結果，無法觀察到實驗過程的網絡現象，無法通過傳統的實驗手段進行觀察，比如網絡分層原理、層與層之間的數據通信、數據報分片及分片封裝等。

4.實驗室硬件設施欠缺。許多學校由于資金導致網絡實驗室硬件環境根本不能滿足所有實驗內容的要求，許多高校的網絡實驗室設備有限，不能滿足所有學生同時進行實驗。

因此，本文擬從培養“卓越工程師”的角度對計算機網絡課程實驗的教學方法與組織形式設計、實驗教學內容設計和實驗考核方式設計等方面展開研究。

二、教學方法與組織形式的改革

傳統的計算機網絡實驗課程教學方法，主要是以教師為主、學生為輔的講授方式，常常是教師簡單介紹實驗的基本原理，并且將實驗的主要內容示范一遍，然后學生根據教師的示范內容重新做一遍。這種方式，實現起來雖然很容易，但是卻大大地限制學生的動手能力和創造能力，不能充分調動學習積極性。和以前的教學方式不同，本文提倡互動的教學方式。互動的教學方式強調以學生為主，教師為輔。在教學過程中，重視激發學生的學習積極性，培養創造力和團隊協助能力。傳統的計算機網絡實驗課程組織形式，主要是通過課堂形式進行講授。本文提倡教學過程中要拓展傳統的課堂形式，使實驗課程不再局限于實驗室。實際上，學校的很多資源可以作為傳統課堂的補充，例如，學校的信息中心、校園網中心、學生宿舍等。在講授局域網組網技術這一部分的實驗內容時，除了讓學生完成既定的實驗內容外，還可以組織學生參觀學校校園網中心，了解實際網絡的拓撲結構和組成原理。

通過這種方式，學生可以更加直觀地了解局域網組網技術，借助教師布置的課后作業，在宿舍動手組建小型局域網。另外，教學過程中，可以嘗試通過不同方法激發學生的主動能動性和創造力。例如，在教學過程中，考慮通過角色變換來激發學生的學習積極性。由教師確定實驗教學主題，讓學生自由分組，以組為單位完成相應實驗教學內容的自學。同時，要求各組將學習內容自制成PPT，在課堂上向大家講述，然后全班一起討論，比較各組的學習結果。最后，教師負責總結和打分。通過這種方式，每個學生都能積極參與，將枯燥的課堂變得生動活潑。這種教學方式，不但培養學生的動手能力，而且提高了他們的演講和團隊協作能力，可以說是一舉多得。

三、實驗教學內容的改革

隨著IT的不斷發展，新的計算機網絡技術層出不窮，比如物聯網技術、車聯網技術等。如果計算機網絡實驗的教學內容一成不變，顯然無法適應市場的變化需求。因此，計算機網絡實驗教學內容亟須更新[5]，特別是將一些最新的計算機網絡技術融入計算機網絡綜合實驗中。本文考慮在傳統的計算機網絡實驗中，適當地增加一些綜合性和設計性的實驗內容。目前，常用的計算機網絡實驗課程大致分為8個實驗[6]，這些實驗基本上是關于計算機網絡協議的驗證性實驗，綜合性與設計性的實驗內容較少。本文通過對當前就業市場的分析，結合計算機網絡技術新的研究方向，考慮增加一些綜合性和設計性的網絡實驗，實驗項目分別為對等網實驗、Sniffer網絡協議監控實驗和校園網設計等。這些增加的實驗課時數在4～8個，一部分可在課堂內完成，另一部分可以要求學生在課外完成。

為了培養學生組網、管網和用網的能力，以及培養學生解決企事業單位網絡設計、規劃、管理和維護的實踐能力，本文考慮在計算機網絡實驗課程中增加課程實訓，建立真實的實訓環境，實現企業案例進實踐課堂。學校和學院負責事先聯系好實訓基地，教師負責帶隊，以班級為單位組織參觀實訓公司的網絡布線和網絡設計規劃，對公司的網絡規劃提出改進方案。針對公司網絡管理的實際問題，提出網絡安全的建設性意見，形成實訓報告。

四、實驗考核方式的改革

在現有計算機網絡傳統理論考核的導向下，學生對計算機網絡的實驗內容并不看重。對此，本文考慮將計算機網絡實驗作為一門獨立課程，和其他專業課一樣，成績列入總分排名。通過這種方式，可以大大提高學生對實驗課程的重視程度。另外，作為實踐課程，不能像理論考試那樣主要依靠期末考試來決定課程成績，必須進行考核方式的改革。本文考慮通過增加計算機網絡實驗課程平時成績的方法解決這一問題。平時成績按照課堂出勤率、實驗內容的完成情況和實驗報告成績來綜合評定。

另外，為了檢驗學生對于這一門課程的學習狀況，可以考慮將期末考試改為綜合設計實驗，讓學生在課后完成一個綜合設計實驗，提交實驗報告，制作電子演講稿，介紹實驗內容。教師負責評判，綜合考慮學生的實驗完成情況以及演講表現進行打分。

計算機網絡課程是培養卓越網絡工程師的一門核心課程，在培養計算機專業學生創新實踐能力方面，發揮至關重要的作用，但在當前的實驗教學中，存在實驗教學內容不夠全面且較為陳舊、實驗組織形式單一、實驗室硬件設施欠缺、考核方式只重理論等問題，嚴重影響未來卓越網絡工程師的培養。基于此，本文結合“卓越工程師教育培養計劃”的培養目標和培養要求，對計算機網絡實驗課程方面進行改革和實踐，提出相應的改革措施。這些改革措施的實施，有利于提升學生的學習興趣，增加動手實踐機會，提高師生的教學效率。

參考文獻：

[1]崔杰，仲紅，石潤華，許艷，汪琦.基于“卓越計劃”的網絡工程課程教學改革探討[J].計算機教育，2015，（4）：16-18.

[2]程凡，王慶生.卓越工程師背景下的軟件工程課程教學改革探討[J].電腦知識與技術，2011，7（34）：8976-8978.

[3]程凡.面向卓越工程師的軟件工程專業課程體系建設[J].現代教育技術，2014，24（6）：106-112.

[4]陳曉龍，彭志平，李啟瑞.網絡工程專業“卓越計劃”的企業培養方案[J].計算機教育，2012，（14）：107-110.

[5]陳華.《計算機網絡技術》課程的更新與改革[J].化工職業技術教育，2009，（3）：13-16.

[6]易建勛，姜臘林，史長瓊.計算機網絡設計[M].2版.北京：人民郵電出版社，2011：1-24.