計算機網絡原理實驗課教學改革與實踐

劉素轉 王曉娜 吳衛江

摘要：計算機網絡原理課程是高校計算機專業的專業必修課之一，而其中的實驗環節是提高學生的專業素質和人才培養質量的重要教學部分。文章針對計算機網絡原理課程實驗項目偏少、實驗設備利用率不高等問題，提出更新實驗教學內容并借助教學管理平臺向學生提供遠程實驗方式，提高學生學習的主動性和積極性，提升教學效果。

關鍵詞：計算機網絡；遠程實驗；實驗室建設；教學管理平臺

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）32-0116-02

計算機網絡原理課程是計算機專業本科生的一門專業主干課程，也是進一步研究TCP/IP體系結構與網絡互聯的前導課程。其中的實驗環節對提升學生的理論認知、動手能力和創新能力等具有關鍵作用。近幾年為進一步提高教學質量，使學生更能適應社會發展需要，計算機網絡原理課程在教學內容和教學形式方面都進行了一些調整和改革。因此，該課程的實驗內容也應隨之進行調整。此外，傳統的實驗模式是學生必須到實驗室才能進行實驗，這種模式下存在的主要問題是時間沖突問題，實驗設備利用率不高，因此實驗教學模式的改革也是非常必要的。

一、計算機網絡原理實驗教學現狀

1.實驗內容需要更新。計算機網絡原理課程總教學學時共有64學時，其中實驗部分有10學時。現有計算機網絡實驗室于2006建成，基于這些網絡設備開發的網絡實驗內容經過最初幾年的調整、完善后一直在沿用，教學效果良好。計算機網絡原理實驗內容安排如表1所示。

學生完成實驗可以掌握計算機網絡各層的主要協議及工作機制、熟悉主要網絡設備工作原理和工作過程、掌握基本的網絡分析方法。從表1中可以看出，實驗內容多是驗證性實驗。隨著近幾年教學改革的深入，教學內容和教學方式都應與時倶進，以適應互聯網技術的發展和廣大學生的學習要求。計算機網絡原理實驗內容要在現有基礎上進一步更新實驗內容，增加實驗項目以及開發綜合性實驗，從而滿足學有余力學生的學習需求，加強學生實踐能力和創新能力的培養，激發和帶動更多學生的學習興趣和熱情。

2.實驗設備利用率不高。計算機網絡實驗室現有實驗設備6套，分為6組，每組可有5名學生共同完成實驗。實驗室開設的主要課程計算機網絡原理10學時實驗、計算機網絡實習32學時實驗、信息安全10學時實驗。除此之外，還有信管專業選修的計算機網絡及應用10學時實驗、計算機雙學位的計算機網絡原理10學時實驗和研究生課程計算機網絡體系結構8學時實驗。實驗室在沒有實驗課程安排的其他時間都是空閑狀態，實驗設備利用率不高。即使實驗室在空閑時間段是免費開放的，因為缺少實驗創新項目，學生們進入實驗室做進一步學習探究的積極性也不高。

二、網絡實驗室更新建設

學校現有網絡實驗室于2006年建成，網絡設備是H3C Quidway AR28-11系列路由器和Quidway E328交換機產品。經過十多年的使用，設備已顯陳舊，個別設備由于出現問題不能繼續使用，這些都對正常實驗教學有一定影響。因此，經過調研，網絡實驗室在2016年底完成更新改造。實驗室購置了銳捷公司的網絡設備，其中包括實驗控制管理設備、交換機、路由器、拓撲連接器和安全網關互聯設備。實驗室可同時容納30人，分為6組進行網絡實驗。

近幾年，計算機系學生人數明顯增加，由50人左右增加到近120人，但實驗室容量有限，學生要分組進行實驗，這就需要再安排課外其他時間完成本次實驗。這種實驗模式導致兩個問題，一是增加了任課教師的工作量，二是學生和任課老師的時間都會出現沖突問題，不得不安排在周末或晚上進行實驗。遠程實驗模式將會起到一定的改善作用。

除了設備的更新，實驗室還安裝了網絡教學管理平臺RG-LIMP。RG-LIMP是銳捷網絡公司開發的網絡實驗室綜合管理系統。RG-LIMP特別針對高校計算機網絡相關課程的實驗環節提供了實驗內容、實驗設備、實驗結果等管理功能。老師通過RG-LIMP能夠自主安排實驗課程，方便地分發實驗資料、自動分配和控制實驗設備、同時可以隨時在線處理學生的實驗報告。學生可以在校園內任何地方通過瀏覽器訪問系統，隨時預習實驗內容、在線提交實驗報告等。

此外，管理員通過將網絡教學管理系統的系統參數中的“設置LIMP服務器遠程IP”進行設置遠程IP地址，用戶即可在校園網內隨地、隨時登錄系統，不僅可以預習實驗內容，還可以完成基本實驗步驟（用戶需要在客戶端安裝Telnet工具，如Putty或SecureCRT），實現了開放式遠程在線實驗的目的。這樣一方面既能提高學生的學習興趣和動手能力；另一方面也提高了實驗室設備利用率。

三、改革實驗教學內容和教學方法

1.增加實驗項目。隨著互聯網技術的發展，計算機專業學生對計算機網絡原理知識的探究在深度和廣度上都有了新的要求。根據計算機網絡原理課程教學目標和教學要求，結合銳捷實驗室綜合管理平臺中給定的實驗任務，任課教師重新組織實驗教學內容，將實驗內容分為網絡協議分析、交換機及虛擬局域網、路由器及路由協議、網絡規劃及網絡安全、NAT技術等。一方面增加實驗項目數量，另一方面增加綜合性、設計性實驗項目，并通過實驗室綜合管理平臺中自定義方式發布到系統中，最終編寫成實驗手冊。

2.發揮學生自主學習能力，加強學生能力培養。計算機網絡原理實驗項目增加后分為三類：預習項目、必做項目和選做項目。學生通過實驗室綜合管理平臺在線預習和自學相應實驗內容，完成實驗預習報告，從而消化理解課本知識。學生在規定時間內在線提交預習報告，由指導教師評閱。必做項目是任課教師自定義的實驗項目，學生需要分組完成，并對實驗結果進行驗證，最后完成實驗報告，并在實驗系統中提交。綜合性較強的實驗項目作為選做項目，學有余力的學生可以選做，指導老師給予適當指導。這種實驗環節可以充分調動學生的自主學習能力，使學生能夠真正理解知識點，進而提高學生的學習興趣和熱情，加強學生實踐能力的培養。

四、結語

計算機網絡原理實驗是配合計算機網絡原理課程教學設置的，計算機網絡原理實驗教學的內容建設和教學方式改革對提高教學效果和質量是非常重要的。實驗內容不應該是一成不變的，必須在教學使用中不斷完善、更新。同時鼓勵學生在實驗過程中發現問題、提出問題，最終找到解決問題的方法。這些都將有助于培養學生的實踐能力和創新能力。

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