面向“互聯網+”的計算機網絡課程改革研究

摘 要：互聯網與各類行業結合產生了“互聯網+”，互聯網是關鍵核心內容。計算機網絡是掌握理解互聯網的重要課程。因此，計算機網絡課程教學應適應“互聯網+”要求，優化教學內容，不斷跟蹤先進技術，以適應計算機網絡新技術之特點；實踐教學方面利用仿真和實際操作相結合，利用虛擬仿真平臺，從原理方面進行驗證，部分學生使用設備搭建實體環境，配置完成實驗，提高了學生的動手能力，達到了課程目標。

關鍵詞：計算機網絡；實驗教學；互聯網+；教學體系

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A

Abstract：The combination of Internet and various industries produces the Internet plus，where Internet is the key content.The computer network course is fundamental to understand and master Internet.Therefore，the computer network teaching shall adapt to Internet plus requirements by optimizing the teaching content and improving the practice teaching system.Keeping track of advanced technology adapts to new technologies and new applications emerging.In practice teaching，we combine simulation with actual operation，using virtual simulation platform to verify the principle，setting up the entity environment and finishing the configure experiment.Through the above two aspects of work，the computer network course can meet the requirements and improve the practical ability of students and achieve the goal of curriculum.

Keywords：computer network；experiment teaching；Internet plus；teaching system

1 引言（Introduction）

在國家創新驅動發展戰略背景下，各種新業態、新模式、新產品不斷涌現，有效激發了社會創造力，推動了國民經濟的迅速發展。高校作為人才培養的基地，當前在教育模式和教育過程中沒有很好地滿足創新創業型人才培養的需求[1]。隨著“互聯網+”概念的提出，并以前所未有的高度與各個領域的創新創業工作緊密結合，社會對熟練掌握計算機網絡技術、網絡建設、網絡應用與開發和網絡管理的人才的需求越來越大，人們學習計算機網絡技術的熱情日益高漲。因此，計算機網絡就成為高等學校計算機專業開設的核心課程之一，計算機網絡課程在整個學科中的重要地位，以及影響社會經濟發展的現實意義已經成為不爭的事實。

2 優化教學內容（Optimizing teaching content）

作為計算機專業的核心課程，計算機網絡教學內容的優化，是教學改革的基礎和前提。我們采用了混合層次模型。它吸取了OSI參考模型與TCP/IP參考模型二者的優點，是一種折中的方案[2]。自上而下包括五層，即應用層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層、物理層，最后增加了網絡安全內容。與OSI參考模型相比，少了表示層與會話層。用數據鏈路層與物理層取代了TCP/IP參考模型主機與網絡層[3]。不斷跟蹤先進技術，以適應計算機網絡新技術、新概念、新應用不斷涌現、快速發展之特點。網絡技術發展迅速，我們將新技術與現有內容充分融合，例如在概述部分引入了軟件定義等未來網絡新技術，物理層引入了LiFi技術，網絡安全部分引入了量子通信技術。為此，必須不斷修訂教學大綱和充實新的教學內容。經過多年的修改，刪除了X.25、幀中繼技術等部分內容，增加了寬帶接入技術等內容[4]。我們安排的網絡課程主要內容如表1所示。

教學過程中采用了多種技術相結合的方法。（1）多媒體教學方法。利用多媒體課件將很多難以理解的知識點以直觀形象的方式演示出來，如用PowerPoint等課件將線路交換、報文交換、分組交換等知識點制作成動畫，可大大提高課堂效率。（2）小組討論法。對于有些實用性較強的知識點，首先讓學生分組討論，激發學生的主動參與意識。（3）網絡教學方法。針對新的網絡技術，讓學生主動利用網絡查找了解新技術，并做出總結[5]。

3 打造多層次、多平臺的實踐教學體系（Construction

the multi-level and multi-platform practice

teaching system）

實踐教學之目的是優化學生的素質結構、能力結構和知識結構，培養學生獲取知識、應用知識和創新知識的能力[6]。實踐內容包括兩個方面：第一個層次是從原理驗證方面進行，主要采用虛擬仿真平臺完成。第二個層次是對于部分學生使用設備搭建實體環境，然后配置完成實驗。

網絡系統包括數據采集、傳輸管道和應用。網絡數據采集包括傳感器數據和網絡本身數據，傳輸管道主要完成數據高效實時傳輸，應用主要完成智能數據分析、數據集成等任務。網絡實驗室首先利用協議分析系統對網絡協議進行理論分析驗證，然后利用網絡原理平臺進行網絡運行機制的驗證，最后利用購買的路由器、交換機搭建實際的網絡進行驗證和優化。搭建網絡傳輸數據時必須要保證數據傳輸的安全有效，因此建設了網絡安全實驗室強化管道的安全傳輸。網絡應用實驗室為學生和老師搭建了具體的實驗環境，利用該環境進行二次開發，一般以小組形式完成創新實驗內容。endprint

（1）網絡工程及組網實驗

基于傳統網絡設備廠商的二層、三層交換機、路由器等設備構建網絡工程實驗環境，培養學生對真實網絡設備的操作配置能力，并實現對不同網絡結構的組網，從而培養學生從事網絡工程師、系統集成工程師、網絡規劃工程師等崗位技能。

（2）VoIP網絡

在數據中心部署一臺SIP服務器，為語音網關、接入路由器語音卡、IAD設備、UCA提供呼叫注冊、呼叫路由管理使用。在數據中再部署一臺語音網關，采用E1（R2/PRI/7號信令）接口與PSTN網絡互通。VOIP系統架構如圖1所示。

（3）IPTV網絡

在數據中心部署一臺IPTV服務器作為視頻源，在學生實驗區部署機頂盒（可用PC裝組播客戶端軟件代替），在數據中心、核心區域上面啟用三層組播協議（PIM-SM），在匯聚區域的交換機上啟用二層組播協議（IGMP SNOOPING），從而實現機頂盒能夠實時接收IPTV Server的視頻流，達到模擬實際運行的IPTV整套解決方案。

（4）無線接入網絡（3G+WIFI）

在多業務路由器上插3G無線卡，與運營商的3G網絡互聯，實現Internet網絡接入。目前三種3G標準都支持（TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000），而內部PC和打印機等辦公設備都通過WIFI無線網卡與多業務路由器的WIFI卡互通。在多業務路由器上啟用NAT，讓內部網絡通過3G訪問Internet時經過NAT轉換，保證內部私網安全。整個網絡全部通過無線互通，避免了復雜的布線工程，使整個辦公環境整潔，系統架構如圖2所示。

實驗教學不僅是理論教學的深化和補充，對于培養學生綜合運用所學知識，解決實際問題，加深對網絡理論知識的理解與應用起著非常重要的作用。為此，從加強實驗室建設、規范實驗教學環節、合理設置實驗內容出發，對計算機網絡的實驗教學進行改革。我們安排的網絡實驗課程主要內容如表2所示。

計算機網絡技術是融計算機技術和通信技術為一體的綜合性的交叉學科，是一門理論性、系統性和實踐性都很強的課程，另外新的技術不斷涌現，在這種情況下，如何搞好計算機網絡課程的教學，提高教學質量，為社會培養出既具有豐富的理論知識，又具有較高的分析、設計、開發、管理與應用開發技能的網絡人才，是一個迫切的研究課題。

“互聯網+”對人才的動手能力有更高的要求，必須強化實踐教育，將校內、校外的多種資源進行整合。實踐教育既是一種教學方法，更是一個教學環節。以職業技能訓練為主要內容，以實踐創新創業能力的培養為目標，采用教師指導、學生主動參與為主要教學方法，是學生將知識轉化為能力、理論應用于實際的重要渠道。所以，強化實踐教育，是培養學生創新創業能力的重要環節。

實踐教學是學生運用所學的原理知識，解決實際計算機系統設計問題的過程，更是檢驗教學效果的重要手段。我們在各相關課程中調整原有的實驗體系和實驗內容，將課程實驗作為最終綜合實驗的模塊或基礎，既能鞏固課程中學習的原理性知識，又能作為整體綜合實驗的模塊使用，實現實驗體系的遞進化。提升課程設計水平，課程設計的內容要與時俱進，密切聯系生產實際。設計的內容基于企業的設計開發需求，經過教師的升華提煉，變“滿堂灌”為“用中學”，培養學生運用知識、自我學習的能力，提高學生獨立的工作能力，增強學習興趣。

4 結論（Conclusion）

“互聯網+”融合了多個行業知識，在教學方法上應該有所改變，以適應學生對創新創業知識的需求。教學方法是制約學生創新能力發展的主要因素。培養創新創業人才離不開改革與創新，以教育理念的創新，推動教學內容、教學方式和教學技術的全面創新。教學方式必須實現從傳統的以教師為中心的知識傳授型向知識傳授與創新，與實踐相結合，師生互動、教學相長，并以調動學生自主學習，激發學生求知欲和創造性為主要目標的教學方式轉變。

參考文獻（References）

[1] 曹迪.打破傳統教學觀的束縛，培養創新創業型人才[J].讀寫算：教師版，2016（42）：13.

[2] 鐘彩.計算機網絡課程教學改革的探討[J].佳木斯職業學院學報，2015（1）：8.

[3] 劉彥保.計算機網絡課程教學改革探討[J].科技、經濟、市場，2015，6（8）：78- 81.

[4] 楊鳴坤.新課程背景如何做好高校計算機網絡教學課程改革[J].數碼世界，2017（6）：140-141.

[5] 葉麗麗.關于計算機網絡課程教學改革的探討[J].軟件，2013，

34（5）：159-160.

[6] 宋宏光，徐達麗，候暢.Internet下的計算機網絡實踐教學改革研究[J].課程教育研究，2016（36）：19-20.

作者簡介：

尚鳳軍（1972-），男，博士，教授.研究領域：計算機網絡與通信.endprint