獨(dú)立設(shè)置實(shí)驗(yàn)課程《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》教學(xué)方法初探

【摘 要】計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)綜合基礎(chǔ)課程，也是信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)必開(kāi)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課程。該課程理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合度大，實(shí)驗(yàn)要求高，原理復(fù)雜，使很多高校在開(kāi)設(shè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程時(shí)效果不明顯，學(xué)生學(xué)習(xí)難度大。信息類(lèi)其他專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)課往往依附于理論課而出現(xiàn)，達(dá)不到信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)與要求，因此開(kāi)設(shè)獨(dú)立設(shè)置實(shí)驗(yàn)課程才能滿足信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)要求。本文結(jié)合吉首大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院開(kāi)設(shè)的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》獨(dú)立設(shè)置實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)過(guò)程，探討在實(shí)際教學(xué)中的一些問(wèn)題及可行的方法。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；獨(dú)立設(shè)置實(shí)驗(yàn)課程；項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程是信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程，教育部教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)列為信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程之一，可見(jiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程在信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要性。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅速，從以前的多終端的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡到現(xiàn)在能共享資源和數(shù)據(jù)傳輸?shù)母邘捄透咝阅艿挠?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用也推陳出新，從以前的并行計(jì)算到網(wǎng)格計(jì)算，最后過(guò)渡到云計(jì)算與大數(shù)據(jù)[1]。可見(jiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在信息化時(shí)代中承擔(dān)著非常重要的角色。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是很多高校困惑的一個(gè)問(wèn)題，一是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合程度高，理論課的教學(xué)進(jìn)度受實(shí)驗(yàn)課程的影響，教師很難把握學(xué)生的認(rèn)知程度，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)完課程之后對(duì)知識(shí)點(diǎn)混淆，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的整體原理弄不清楚；二是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程所需要的設(shè)備價(jià)格昂貴，專(zhuān)業(yè)的交換機(jī)的性能很難發(fā)揮，開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課程代價(jià)高成本大，很多高校的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室都采用仿真平臺(tái)去實(shí)現(xiàn)；三是現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室操作簡(jiǎn)單，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，學(xué)生能順利完成實(shí)驗(yàn)，但是對(duì)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)的布局和結(jié)構(gòu)一知半解，學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)成了一個(gè)瓶頸問(wèn)題。

吉首大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院有5個(gè)信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)，都開(kāi)設(shè)有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程，從2014年下學(xué)期開(kāi)始所有專(zhuān)業(yè)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)都改成獨(dú)立設(shè)置實(shí)驗(yàn)課程。

經(jīng)過(guò)3年時(shí)間的推行，教學(xué)效果和學(xué)生的能力都得到明顯的提高，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)競(jìng)賽中多次獲得好成績(jī)，如網(wǎng)絡(luò)攻擊與防御大賽，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)大賽，3年來(lái)獲得省級(jí)兩個(gè)二等獎(jiǎng)和四個(gè)三等獎(jiǎng)。文章從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立設(shè)置實(shí)驗(yàn)課程的培養(yǎng)目標(biāo)，實(shí)驗(yàn)課程體系和學(xué)生能力培養(yǎng)等幾個(gè)方面給出了實(shí)際的幾個(gè)教學(xué)方法和教學(xué)手段。

一、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是實(shí)驗(yàn)課程的主體，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)課程原理單一，內(nèi)容基本屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，TCP/IP體系中實(shí)驗(yàn)面向TCP層和運(yùn)用層，現(xiàn)有設(shè)備也只能做到這兩層，實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯。實(shí)際實(shí)驗(yàn)中學(xué)生對(duì)下面三層是完全不懂，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教材的內(nèi)容也不能通過(guò)實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證，造成在實(shí)際運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候無(wú)從下手，如編寫(xiě)一個(gè)IP層數(shù)據(jù)包獲取的應(yīng)用。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容不能滿足新一代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的需求，如IPV6、4G、zeegbe和軟交換網(wǎng)絡(luò)，所有在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上讓學(xué)生了解一些新網(wǎng)絡(luò)知識(shí)[2]。

（一）多專(zhuān)業(yè)融合的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

通信與網(wǎng)絡(luò)不可分割，通信是基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)是應(yīng)用，在設(shè)置獨(dú)立開(kāi)始實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)，底層通信協(xié)議也設(shè)置有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，通過(guò)軟件仿真環(huán)境去模擬實(shí)現(xiàn)。這樣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)通信工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生很簡(jiǎn)單，但是對(duì)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生而言，掌握了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的底層知識(shí)，學(xué)會(huì)了底層通信協(xié)議的編寫(xiě)和應(yīng)用，高層的通信協(xié)議使電子工程的學(xué)生了解了算法的重要性，學(xué)會(huì)了高層的應(yīng)用程序的編寫(xiě)。

（二）多種可選擇的實(shí)驗(yàn)類(lèi)型

網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程的最主要內(nèi)容，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和協(xié)議是很多學(xué)生難于明白的知識(shí)，在獨(dú)立設(shè)置實(shí)驗(yàn)課程中，針對(duì)服務(wù)和協(xié)議做了三組實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生可選擇不同的類(lèi)型，讓不同的專(zhuān)業(yè)知識(shí)融合到實(shí)驗(yàn)中，做到不同方向和不同興趣的學(xué)生有多組實(shí)驗(yàn)選擇，強(qiáng)化學(xué)生的能夠把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)應(yīng)用到不同的學(xué)科和領(lǐng)域中[3]。

二、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，培訓(xùn)學(xué)生的創(chuàng)新能力

（一）依托學(xué)科競(jìng)賽，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力

為了推動(dòng)高校學(xué)生的實(shí)踐能力，近幾年學(xué)科競(jìng)賽越來(lái)越多，特別是信息類(lèi)競(jìng)賽，學(xué)生在競(jìng)賽中不僅學(xué)會(huì)了團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，也學(xué)會(huì)了把書(shū)本知識(shí)變成應(yīng)用和產(chǎn)品的過(guò)程。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)的學(xué)科競(jìng)賽在湖南省內(nèi)有3次，學(xué)生在競(jìng)賽中利用所學(xué)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入競(jìng)賽內(nèi)容，把實(shí)驗(yàn)課堂變成一個(gè)競(jìng)賽課堂，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中用到所學(xué)知識(shí)，完成競(jìng)賽的各種挑戰(zhàn)，增加了學(xué)生的自信心，加強(qiáng)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)也提高了學(xué)生通過(guò)溝通解決問(wèn)題的能力。

（二）增加自主性實(shí)驗(yàn)和開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)

指導(dǎo)老師在實(shí)驗(yàn)中可以給學(xué)生不同的提示，讓學(xué)生順利完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，課堂外指導(dǎo)老師沒(méi)有足夠的時(shí)間來(lái)指導(dǎo)學(xué)生。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立設(shè)置實(shí)驗(yàn)課中，很多自主實(shí)驗(yàn)內(nèi)容共并不在課堂內(nèi)完成，而是在課堂外，通過(guò)自主實(shí)驗(yàn)，學(xué)生養(yǎng)成了獨(dú)立思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，自主性實(shí)驗(yàn)往往都是提高實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)老師給出了基本的思路和方法，指定了統(tǒng)一的驗(yàn)證平臺(tái)，學(xué)生在課余時(shí)間完成實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、找出問(wèn)題，最后解決問(wèn)題[4]。通過(guò)3年時(shí)間的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，自主性實(shí)驗(yàn)和開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)和課堂內(nèi)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法取得了不錯(cuò)的效果。

三、結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐教學(xué)是信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)中一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程的獨(dú)立設(shè)置，對(duì)信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量起著很大的作用。本文提出了兩大方法來(lái)改進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維，在3年的教學(xué)中取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果。

課題項(xiàng)目：吉首大學(xué)獨(dú)立設(shè)置實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）課程建設(shè)項(xiàng)目課程建設(shè)項(xiàng)目（實(shí)設(shè)通[2015]15號(hào)，編號(hào)：JDDL2015006）。

作者簡(jiǎn)介：李宗壽（1972.8-），男，苗族，湖南吉首人，副教授，華中科技大學(xué)控制工程碩士，主要從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和嵌入式研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉艷芳，張力軍，焦福菊.面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2014.

[2]錢(qián)德沛，張力軍.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教程[M].北京：高等教育出版社，2005.

[3]秦斐，郭鑫.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].軟件導(dǎo)刊，2015.

[4]劉志強(qiáng)，主編.高等學(xué)校實(shí)踐教學(xué)改革與研究[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2007.