電子信息類專業《計算機網絡》課程教學的改革與實踐

任風華　楊青　周萍　伍錫如　張敬偉

摘要：本課程以多媒體教學為主要手段，以問題導入、類比講解、師生互動為主要方法，引入虛擬網絡實驗室，實現“懂、建、管、用”的教學目標，形成立體化的教學模式。

關鍵詞：問題式教學；類比；虛擬實驗室

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）21-0079-02

一、引言

我院主要是電子信息類專業，為了順應時代要求，培養復合型人才，各專業都安排了《計算機網絡》課程。《計算機網絡》課程理論知識難，實踐知識又受網絡硬件設備的制約，應用性也很強，具有信息量大、知識更新快，計算機、通信、電子等多學科交叉的特點。而對于電子信息類等非計算機專業來說，理論和實踐教學學時設置往往偏少。如何在偏少的教學學時內，讓學生掌握《計算機網絡》課的基本原理、基本操作技能是我們課題組老師一直以來研究的一項難題。

我院所設置的五個電子信息類專業偏向于硬件方向，但為了適應社會需求，所開設的《計算機網絡》課程在教學內容上更新慢，教學手段采用傳統的黑板，加上網絡硬件幾乎沒有投入，存在重理論、輕實踐等問題，為了轉變過時的教育觀念與人才培養模式，達到學校“突出電子信息學科優勢，堅持培養務實創新的高素質應用性人才”目標的要求，本課程改革有著十分重要的意義。

二、理論教學改革及實踐

本課程的常規教學是以計算機網絡的參考模型為線索組織展開相關知識的學習，從物理層開始，依次講到應用層。以信號為載體，數據為表現形式，去傳遞網絡信息，以期待學生循序漸進地掌握網絡基礎知識。這種填鴨式的教學可能會使學生失去學習興趣，使教學效果不理想。結合網絡發展和應用實際，為了激發學生認識網絡、研究網絡的興趣，做了以下改革。

（一）教材的選擇

《計算機網絡》課程在本院各專業中分為專業基礎課和專業任選課兩種形式，因此在選用教材上遵循優秀、權威的原則。外文版教材采用Andrew S. Tanenbaum編寫的《Computer Networks》，該教材是按OSI七層參考模型來介紹，內容詳盡充實，英文描寫簡單易懂，方便閱讀。中文版教材采用謝希仁編寫的《計算機網絡》，是國內大多數高校都選用的優秀教材之一。

（二）結合考研大綱，對教材內容進行增刪

作為專業基礎課的《計算機網絡》是針對自動化專業而設立的，采用英文版教材，理論課學時數只有40。由于英文原版教材不能完全符合該專業計算機網絡偏向應用的特點，在教學大綱修訂中對原版教材內容進行了適當的增刪，同時把教材內容劃分為四個等級，依次表示精讀、必讀、粗讀和略讀。劃分等級后，學生能夠根據教學重點和自己的興趣愛好有選擇性的閱讀教材，既有利于掌握課程大綱內容，又可以提高學生的英語閱讀和翻譯的能力，達到選用外文教材的目的。

作為專業任選課的《計算機網絡》是針對我院電子信息科學與技術、測控技術與儀器、光電信息科學與工程和智能科學與技術專業而設立的，采用中文版教材，理論課學時只有24。必須對教學內容進行精心選擇、重新組織，以期達到使學生能夠“懂、建、管、用”網絡的目的。既理解網絡基本原理、相關協議和標準，又掌握一定組建小型網絡的工程技術，還可以學會管理、配置甚至維護網絡，從而在學會網絡基本應用的基礎上，為更深一步的網絡應用打好基礎。

（三）課程教學方法與手段改革

學生幾乎每天都處在計算機網絡的包圍中，選課、查成績、購物、檢索科技文獻等，一邊感受著網絡技術的變革給生活帶來的影響，一邊抱著對計算機網絡的濃厚興趣來學習這門課程。為了使學生在掌握學科知識的同時能夠盡可能多地使用第二語言，教學方法改革如下：

1.采用多媒體+黑板相結合的教學手段。根據教學目標，重新制作教學課件，力圖體現內容的主線和突出重點；每章突出講解三個重點知識，將這些知識用學生容易理解的英文句子表達出來，并且對關鍵術語進行中文標注和解釋。充分利用flash等電腦動畫效果，對難以理解的章節內容用生動的動畫來演示，從而可以激活課堂的氣氛，加深學生對知識點的理解，避免課件全文本造成視覺疲勞，引發注意力分散，不僅可以調動學生的形象思維能力，還可以讓教學過程有節奏感，避免了單調和枯燥。

2.教學方法以問題導入為主，類比講解為輔，加強師生互動。為了激發學生的學習興趣，在每章合適的單元設計幾個問題，引導學生思考，逐步深入理解課程內容，比如：把教材3.2節Error Detection and Correction和3.3節Elementary Data Link Protocols這兩節結合起來，設計三個問題啟發學生逐步深入理解：

①How to estimate whether the message is right or wrong？（怎樣判斷信息出錯？）

②How many kinds of states are there in the wrong messages？（出錯信息有幾種可能狀態？）

③How to deal with those wrong messages？（信息出錯后怎樣處理？）

通過第一個問題來啟發引出“糾錯檢錯編碼”內容；通過第二個問題啟發學生進一步思考，引出“數據幀”可能出錯和丟失，需要進行確認，而“確認幀”也可能出錯和丟失；繼而引出第三個問題，即出錯后如何處理，從而引出以下內容：引出數據幀和確認幀要至少用一位進行編號，超時要重傳等。最后以“停止等待協議”為例，把以上三個問題講述清楚，講述透徹。這樣環環相扣的教學設計可以啟發學生跟著教師同步思考，師生互動性好，課堂氣氛活躍。

網絡跟日常生活密切相關，但網絡原理又比較抽象，采用類比的教學方法可以把抽象的網絡原理與生活中的實物或現象進行比較，比如講解網絡層間協議和服務的關系時，可以借助飛機出行的實例進行類比；講解網絡層和傳輸層功能不同的時候，可以借助郵局收發郵件和家庭收發郵件進行類比，不僅生動直觀，再逐步引導同學們深入了解相關技術細節也就水到渠成。

三、實驗教學改革及實踐

我院計算機網絡實驗由于受實驗條件的限制，實驗內容和實驗方法都比較落后，改進如下：

（一）修改實驗大綱，調整實驗內容

計算機網絡實驗教學是教學改革的重要的一環，它主要用于檢驗學生掌握理論知識，培養學生學習計算機網絡的興趣，提高學生的實踐動手能力。老的大綱內容陳舊，新的大綱修正如下：保留一個驗證性實驗，增加一個綜合性實驗，增加一個仿真設計實驗。

（二）引入sniffer嗅探工具

驗證性實驗是培養學生對網絡的初步感性認識；綜合性實驗引入sniffer嗅探工具進行抓包，讓學生從應用層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層到物理層逐層分析各層網絡協議，切身體會計算機網絡協議。

（三）引入packet tracer仿真工具

由于本院網絡硬件缺乏，仿真設計實驗引入packer tracer仿真工具進行組網設計，既可以加深理解有關的網絡原理與技術，又加強學生的動手能力，還能夠消除實驗環境所帶來的影響，既節約硬件資源和資金，又充分提高學生的實踐動手能力。

總之，實驗內容上加大綜合性、設計性的實驗，從而激發學生的自我創新能力和工程應用能力；實驗方法上引進虛擬網絡實驗室，教師進行適當引導，讓學生參與互動，由被動變主動，培養更好的網絡動手能力，從而在實踐中掌握網絡的基礎理論。

四、教學模式改革

本課程不僅改革了理論教學內容，而且也改革了實踐教學內容。在注重教學方法和教學手段改革實踐的同時，還充分利用身邊的網絡資源。一方面在我校的BB教學平臺上上傳課程大綱、授課計劃、授課課件，以方便學生查詢；另一方面上傳優秀主講老師的授課視頻、方便上課沒有聽懂的學生進行“補課”。任課教師和學生還充分利用QQ群進行教學溝通，不收時間和空間的限制。總之，本課程已建立課堂教學、實驗教學和網絡教學交叉融合的教學結構，三個環節既相輔相成，又互相交融，在這樣時空的平臺下，使教與學進入互動溝通的最佳狀態。不僅使教師實現了教懂、教準，教活，學生達到了樂學、善學、活學，而且增強了學生日常使用網絡的能力，培養了學生的創新精神和實踐能力，形成了多元、多環節的教學模式。

五、結束語

本課程以多媒體教學為主要手段，以問題導入、類比講解、師生互動為主要方法，引入虛擬網絡實驗室，已建立相對完善的理論和實驗教學體系，再配合網絡教學和工程應用，各教學環節相輔相成，互相交融，實現了“懂、建、管、用”的教學目標，形成了立體化的教學模式。

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