“計算機網絡”課程實驗設置與教學

黃勇萍 譚呈祥

摘 要：文章分析“計算機網絡”課程傳統教學中存在的問題，根據學院地方性應用型本科的特點，以學院具體的網絡應用為案例，系統地設置“計算機網絡”課程實驗，讓學生在網絡課程學習過程中對網絡有比較直觀的認識，在實驗過程中可以比較系統地掌握網絡知識和技能。同時，學生在學習之后，可以通過勤工儉學的方式，參與學院網絡管理，真正做到學以致用。

關鍵詞：計算機網絡；實驗設置；教學；課程

“計算機網絡”課程是網絡工程專業的專業基礎課，同時也是計算機科學與技術等專業的必修課，該課程綜合性比較強，包含了計算機軟硬件、通信方面的知識。對學生來說，學完本課程后，除了要求能理解“計算機網絡”相關概念，還要撐握“計算機網絡”體系結構、協議、網絡常用硬件設備、常用計算機網絡應用技術等。傳統“計算機網絡”課程教學理論性比較強，在教學過程，純理論講解，這樣很容易讓學生覺得該課程內容艱澀難懂，從而學習興趣不高，導致學完該門課程以后并不能真正理解網絡協議原理、計算機網絡體系結構，更不能掌握網絡軟硬件配置及相關技能。顯然，這樣的教學效果很難達到教學要求[1]，因此，“計算機網絡”課程需要實驗教學。如何設置“計算機網絡”課程實驗，才能有效地提高實驗教學效果，成為相關教育人士熱議的話題[2]。廣西民族師范學院是一所新興的地方性本科院校，正逐步向應用技術型大學發展，計算機類工科專業更需要培養應用型人才，“計算機網絡”課程作為計算機相關專業的必修課程，教學中要緊密圍繞專業培養目標，根據行業的需求及發展情況，理論聯系實際，實行行之有效的實踐教學。本文圍繞學院網絡應用情況，以學院網絡為案例，設置“計算機網絡”課程實驗，旨在增加“計算機網絡”課程實驗的直觀性，以提高“計算機網絡”實驗教學的效果。

1 “計算機網絡”課程教學中存在的問題

1.1 過于理論

傳統“計算機網絡”課程教學理論性比較強，目前仍然有不少學校開設的“計算機網絡”課程還只是理論教學，并沒有實驗環節，“計算機網絡”課程覆蓋知識面廣，概念多、內容抽象，如果采用純理論教學方式，學生對真實的網絡環境缺乏了解，教師很難在有限時間內把“計算機網絡”抽象的原理和協議講述清楚，學生也很難真正掌握計算機網絡相關技術[3]。比如，在講解網絡拓撲結構時，如果未能結合具體的網絡，設置目前常用拓撲結構組網實驗，很難讓學生理解具體拓撲結構特點及應用；又比如，在講解路由時，不結合具體的網絡通信案例，設置相應的路由配置實驗，很難讓學生直觀理解路由過程。

1.2 實驗脫離實際

有些學校“計算機網絡”課程教學過程中雖然安排了實驗，但是實驗設置沒有結合具體運營的網絡案例，內容比較陳舊、抽象，而且形式比較單一、不夠系統全面。教師在實驗教學過程中不能根據具體運營的網絡案例，結合最新的計算機網絡知識及技術設置課程實驗，這樣學生所學到的計算機網絡實驗知識無法與真實狀況進行良好對接，容易導致學生學習熱情不高。即使實驗數量不少，每章布置實驗內容，并要求學生完成實驗報告（實驗心得或總結等），但實驗內容過于抽象、零散，容易導致學生難以把課堂掌握的計算機網絡知識及技能在實際生活案例中應用，上機實驗操作過的關鍵知識點，往往在操作的時候會，過后就忘得一干二凈[4]，難以提高教學效果。

2 “計算機網絡”課程實驗設置

“計算機網絡”課程教學需要理論結合實驗，講解理論知識的同時教師需結合實驗，用實驗輔助教學，并且實驗設置要結合生活具體案例，這樣才能提高學生學習興趣，激發他們的學習主動性，讓他們在動手實驗過程中對網絡有比較直觀的認識，對網絡理論知識及相關技能有比較深的理解[3]。

根據學院自身的特點，結合學院具體的網絡應用，系統地設置“計算機網絡”課程實驗，以此輔助教學，讓學生在學習過程中對網絡有比較直觀的認識，在實驗過程中學生可以比較系統地掌握相關知識和技能。同時，學生在學習之后，可以通過勤工儉學的方式，參與學校網絡管理。學院新校區剛建立時的網絡拓撲圖如圖1所示，近幾年學院網絡在此基礎上進行了升級、擴展。“計算機網絡”課程授課過程中，根據學院網絡的拓撲及運營情況，從網絡規劃、構建、IP分配、具體通信實現方面安排實驗。

實驗一：結合學院的某個實驗室或辦公室，完成局域網組網實驗。在實驗過程中充分了解常用局域網拓撲結構及特點、以太網技術、局域網組網常用傳輸媒體等。

實驗二：虛擬局域網（Virtual Local Area Network，VLAN）配置實驗。結合學院具體部門，如財務部、學工部等局域網構建情況及對VLAN的需求，完成VLAN劃分實驗，在實驗過程中充分理解VLAN作用、技術特點及實現過程。

實驗三：劃分子網，根據學院具體的子網劃分情況，完成子網劃分實驗。在實驗過程中加深對子網劃分作用的理解，掌握子網劃分的方法。

實驗四：通過3層交換機實現同一大樓的不同子網間的通信。具體要求根據學校網絡子網劃分和IP配置情況，任選同一大樓的兩個或兩個以上子網，按照學校網絡的拓樸結構，在完成物理連接和PC機TCP/IP參數配置的基礎上，通過對匯聚層交換機（3層交換機）的配置實現不同子網間的通信。在實驗過程中，充分了解3層交換機的作用；熟悉路由過程；掌握3層交換機的基本配置。

實驗五：通過默認路由配置實現不同大樓之間的通信。根據學校網絡子網劃分和IP配置情況，任選兩棟或兩棟以上的大樓，按照學校網絡的拓樸結構，在完成物理連接和PC機TCP/IP參數配置，同時實現了同一大樓不同子網間通信的基礎上，通過默認路由的配置實現不同大樓之間的通信。在實驗過程中，熟悉分組路由過程；掌握靜態路由配置方法。

實驗六：通過動態路由協議（RIP，OSPF等）的配置實現不同大樓之間的通信。要求根據學校網絡子網劃分和IP配置情況，任選兩棟或兩棟以上的大樓，按照學校網絡的拓樸結構，在完成物理連接和PC機TCP/IP參數配置，同時在實現了同一大樓不同子網間通信的基礎上，通過動態路由（RIP，OSPF等協議）的配置實現不同大樓之間的通信。實驗過程中，進一步熟悉分組路由過程；掌握RIP、OSPF等動態路由的工作原理及配置方法。

實驗七：網絡地址轉換（Network Address Translation，NAT）配置。要求：在校園網出口網關上（可以選擇路由器）實現網絡地址轉換。通過實驗，使學生理解NAT的基本原理及作用；了解私有IP地址及公網IP地址；掌握NAT的配置方法。

實驗八：根據學院服務器群的搭建和應用情況，學習Web等服務器的搭建方法。

3 結語

本文針對廣西民族師范學院地方性應用型本科的特點，以及“計算機網絡”課程的特點，分析“計算機網絡”課程傳統教學存在的不足，強調了實驗教學的重要性。同時，指出了“計算機網絡”課程實驗設置需要結合具體運營的網絡案例，并以廣西民族師范學院網絡運營為例案，系統地設置了“計算機網絡”課程實驗，并分析了實驗要求及目的。

[參考文獻]

[1]隋永平，荊山，孫麗娟.淺談計算機網絡原理實驗教學[J].計算機教育，2014（20）：101-110.

[2]胡元闖，譚曉東，王鳳領.地方本科院校計算機網絡實驗教學改革探索與實踐[J].計算機教育，2018（6）：21-23.

[3]黃勇萍.軟件工程專業“計算機網絡”課程教學方法探討[J].計算機時代，2014（8）：58-62.

[4]胡元闖，張波.基于微課程與藍墨云平臺的計算機網絡教學改革實踐[J].廣西教育，2017（47）：75-76.