Internet下的計算機網絡實踐教學改革研究

宋宏光+徐達麗+候暢

【摘要】世界互聯網大會召開為當今Internet發展指出了新的方向，對高等院校計算機網絡教學，尤其是實踐教學方面提出更高的要求，新發展環境，新需求迫切要求我們對計算機網絡實踐教學進行全面改革，建立以實踐教學促進理論教學的新方法，加強實踐環節，提高學生實踐能力。結合我校計算機網絡教學體系的建設，分析了當前計算機網絡課程體系的現狀，提出了新環境下，一系列計算機網絡教學體系、尤其實踐教學應以基礎技術驗證性為根本、以基礎技能拓展和知識體系綜合為最終目標，設計多層次的實踐教學體系，實現由基礎教認知，到知識拓展綜合，進而創新的教學體系。

【關鍵詞】世界互聯網 計算機網絡 實踐教學 改革

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）36-0019-02

一、引言

習近平同志在首屆互聯網大會上指出，當今以信息技術為核心的新一輪科技革命正在孕育興起，互聯網日益成為創新驅動發展的先導力量，深刻改變著人們的生產生活，有力推動著社會發展。同時，互聯網發展對國家主權、安全、發展利益提出了新的挑戰，迫切需要國際社會認真對待[1]。

新時代Internet下計算機網絡的教學應該有更明確、更系統的教學目標要求，當前計算機網絡實踐教學環節非常薄弱，嚴重制約了教學質量的進一步提高。必須在實踐中培養學生的動手能力，進而促進理論的學習，走一條實踐-認識-再實踐-再創新的道路，推進實驗內容和實驗模式改革，規范實驗教學，形成與理論教學改革相協調的實驗教學體系迫在眉睫。

二、計算機網絡課程實踐教學的現狀

計算機網絡課程特征是理論性和實踐性并重的課程。課程傳授既要注重網絡體系結構和協議的分析，又要加強對學生的實踐能力培養，培養其網絡組建、網絡分析、網絡安全維護等能力的培養。在目前教學中，呈現出是“重理論，輕實踐”的現象。網絡實驗教學仍是在封閉固化好的網絡環境中，以觀測等方式來講述基本網絡的基礎應用。為了適應新的Internet環境下社會對計算機網絡人才的需求，計算機網絡實驗課程內容和教學方式的改革勢在必行。

三、加強實驗室基礎建設構建創新環境

計算機網絡實踐教學必須擁有一個良好開放的實驗環境，開放的實踐教學環境是事關改革成效的重要保障，為此我院于在05年開始在“吉大中軟”的協助下建設了計算機網絡協議仿真實驗室，08年我們與“銳捷網絡”合作建設了計算機網絡工程實驗室，同時在網絡工程實驗室的基礎上創建計算機網絡安全實驗室。13年又建設了網絡云處理實驗室，形成了以基礎物理網絡組建，到網絡應用程序開發，網絡服務的構建，再到網絡安全攻防演練全系統的開放環境、能夠適應計算機專業和信息安全專業的人才培養創新實驗環境，目前該實驗室系統為全校與計算機網絡課程相關的專業學生開設網絡工程、網絡應用和網絡安全管理等方面的基礎性、綜合性、設計性、系統性的實驗，培養了學生的創新意識和創新能力，提高了本校學生在就業市場上的競爭能力。

四、整合網絡教學體系培養學生創新能力

計算機網絡教學體系的改革從實踐教學體制與體系方面著手，開始一減一增改革，減少觀測類實驗實習，增加創新性、設計性和綜合性實驗實習。按照專業的特點，采用分層次，分方向的，加強實踐、著眼創新的培養方案。按照知識認知，知識拓展，知識創新的規律，分別安排基礎技術驗證性、基礎技能拓展和知識體系綜合設計四個層次的教學體系。其中50%的項目作為基礎實驗的內容，30%的項目有意識的引導開放實驗，20%供學生自由選擇選擇創新，尊重學生主動性和個性化發展。下面我們簡單介紹四個層次教學體系的安排：

1.基礎網絡工程應用實踐教學

以建立校園網拓撲為案例，做相應基礎性實驗。如圖1網絡工程案例所示，分別構建2個園區網，1個公共網，園區網內用三層交換機搭建出內部服務器區、辦公區，用路由器完成Internet的接入。

在此拓撲上完成內部網絡管理，包括網絡安全，網絡訪問權限，網絡效率管理，Internet接入路由器上實現VPN（虛擬專用網絡）、無線、語音傳輸、防火墻等的網絡工程實驗項目。

內網絡服務器區以搭建網絡應用服務平臺目標，形成以Web服務、FTP服務、E_mail服務為核心的網絡應用平臺。進行網絡數據流量測試，壓力測試。

2.網絡安全分析

Wireshark網絡包分析工具，在接口實時捕捉網絡包，并詳細顯示包的詳細協議信息。Wireshark可以捕捉多種網絡接口類型的包，包括無線局域網接口。并可以打開多種網絡分析軟件捕捉的包，支持許多協議的解碼。實驗中可以練習用它來檢測網絡安全隱患、解決網絡問題，分析網絡業務流形成過程等。如圖2：捕獲了一次完成瀏覽器訪問WEB服務器的數據傳輸流程，從而可以更清晰的了解HTTP協議，DNS、TCP協議工作的過程，

3.網絡通信程序設計實踐教學

用C語言開發基于Windows與Linux平臺上的Socket和P2P通信機制進行得的網絡通信程序設計的實驗項目，完成數據的遠程傳輸，網絡數據的捕獲、分析，網絡的攻防實驗項目。如圖3所示，完成基本網絡協議編程，完成網絡數據在底層傳輸處理，加強學生對網絡協議處理細節理解，對協議安全進行分析，并在此基礎上進行網絡安全系統的程序設計。

4.網絡教學平臺的建設

利用基于HTTP的Web網絡教學互動平臺，實現網絡在線測試，在線答疑。

在近幾年教學活動中通過以上四個體系中的開放式的、分層次的實驗內容，不斷進行了完善、擴展，使各層面同學既達到基礎知識靈活掌握，又實現專業基礎課程上進行自主拓展創新實驗，最終達到理論與實驗教學的密切結合。

五、加強考核管理

計算機網絡實踐教學和實驗課程的管理采取課程負責人統一協調下的教師責任制。嚴格實驗考核過程，加強考核質量。在實驗成績的評定上，既看結果又看過程，并著重考查實驗方案的合理性和創造性，考查實驗過程中問題的觀察、分析和處理能力。

六、結束語

計算機網絡實踐教學經過幾年來的摸索取得了一定的成果：1.在計算機網絡教學實踐教學環境的支撐下，為適應不同級別學生的需求，制定了不同教學方案。對計算機科學與技術、計算機網絡專業學生采用原版英文教材進行“雙語”模式教學，以緊跟計算機網絡技術的發展。2.對基本工科的計算機網絡系列課程的教學計劃、教學大綱和教材進行了調整，充分考慮了實驗課與理論課的有機結合。3.建立一個綜合的、科學的、開放的實踐教學體系，各專業靈活的組織教學方案。

參考文獻：

[1]http：//www.wicnews.cn/

[2]創新網絡實驗教學，培養專業網絡技術人才-銳捷高校網絡實驗室整體解決方案[J].中國現代教育裝備，2005，（8）：114～116.

[3]謝希仁著.計算機網絡（第5版）[M].北京：電子工業出版社，2008.

[4]苗鳳君等編著.局域網技術與組網工程[M].北京：清華大學出版社，2010.

[5]宋宏光等編著.高級語言程序設計[M].哈爾濱：東北林業大學出版社，2014.