計算機網絡實驗環節教學改革方法探討

劉曉健

摘要：本文探討了計算機網絡實驗教學環節教學方法改革方法，探討因課程實驗設備的限制，實踐教學內容與實際應用脫離，與理論課程的關聯性不強，內容老化等問題，對實踐內容、實踐平臺和實踐教學組織等方面進行了分析、研究，提出7以應用需求為導向的引導式教學方法，采用多種虛擬、仿真軟件相結合方式構建實踐平臺。

關鍵詞：計算機網絡 應用需求 仿真工具 啟發式教學

計算機網絡是一門應用性、實踐性很強的專業課程，其實驗教學與實踐環節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，解決實際問題的能力，起著非常重要的作用。

1實驗教學體系的改革與創新

一般來說，實驗教學都與理論教學同步進行，或者是先理論，后實驗。然而，對于計算機網絡課程的實驗教學，從實踐到理論也不失為一種實用有效的教學模式。目前不少IT專業知識的技能培訓，不是先進行理論知識的灌輸，而是先從實際案例人手，讓學生有了感性認識，再上升到理論的高度講解。比如講授網絡管理，先要求學生學會網絡硬件如何連接、系統軟件如何安裝、系統參數如何設置，然后反過來講授網絡知識，學習網絡與通信原理。實踐證明，計算機網絡課程開設獨立實驗課程是可行的并且是有效的。理論知識可以指導實踐，實驗中遇到的問題可以反過來促進學生在理論上尋求解答，更能體現網絡實驗課與理論課相輔相成的作用。進一步調動了學生學習理論知識和參與實驗的主動性與積極性，使理論教學與實驗教學相得益彰，有利于促進實驗教學的改革。

2計算機網絡實驗教學內容的選擇

在計算機網絡的實驗教學中，實驗內容的選擇是非常重要的，實驗內容的選擇直接影響著學生學習興趣和教學質量的好壞。根據多年的教學經驗，在選擇實驗內容上，一般要具有實用性、新穎性、綜合拓展性。

（1）新穎性

計算機網絡技術的實驗項目往往是與教材配套的內容，長期使用往往會導致實驗內容沒有新穎性。幾年來，幾個班的學生讀相同的教材，在相同的環境下，做相同的實驗，學生只要按教材上的步驟去做，就能完成實驗。這種呆板、干篇一律的實驗教學內容和方式在一定程度上限制了學生的主動性與積極性，難以激發他們的興趣和激情。

（2）實用性

計算機網絡技術應用非常廣泛，幾乎涉及到各個領域各個行業，是一項實用性很強的技術，而且所涉及的面很廣，所以在實驗內容的選取、實驗項目的設計方面，可以適當增加一些涉及到網絡工程技術方面的內容，使其具有一定實用性，培養學生的工程素養，以適應社會對人才的要求。

（3）綜合拓展性

實驗項目應讓學生綜合應用各方面的知識，調動學生的積極性和主觀能動性，使學生能夠熟練掌握基礎知識、基本技能同時，又能提高學生的綜合實踐能力。從而，使實驗教學真正成為學生綜合運用學科知識進行能力培養的有效途徑。

3開設具有設計性、研究性和探索性的綜合實驗

讓學生在實驗中發現問題，分析問題;理論聯系實際，在實驗中學習，從中獲取知識。這類實驗過程的組織方式是在實驗指導書上只寫明實驗目標、要求，提供相關設備及部分相關資料，由學生自己設計實驗方案，學生自己確定實驗方法、步驟，利用實驗室提供的設備完成整個實驗過程。如“局域網設計與組建”實驗，提出實驗目標：設計并組建一個局域網，實現以下功能：（1）各個計算機能相互訪問，（2）實現文件及打印機共享，（3）建立自己的www、FTP站點，使局域網內各PC機能夠訪問該站點。在實驗室提供相關設備：計算機、交換機若干臺，打印機1臺、網卡、網線制作材料和工具若干，具體操作時分組進行，每3人為一組。對于這樣的綜合設計性實驗，學生需要綜合運用前面作過的多項驗證性、操作型基礎實驗的知識，來完成這種綜合性實驗，不僅可以調動學生的積極性，發揮學生的主觀能動性，而且給學生創造了更多的自由空間，起到培養學生發現問題、解決問題的能力創新精神。

4以應用為導向設置實驗內容

依據應用型人才培養目標針對目前計算機網絡課程存在的問題，提出了“以應用為導向”的計算機網絡實驗課程教學模式。

（1）實驗內容要以社會計算機網絡實際需求為導向，

以貼近學生日常生活的項目為藍本（以校園網絡為例，以教學樓、學生宿舍網絡為切人點，結合家庭寬帶接人），依據理論部分核心知識點對項目進行合理分解，提取相關知識點對應的項目分支內容，并給出具體的需求目標，鼓勵學生自行進行實驗的規劃、設計。采用分組（團隊）的方式組織學生進行實驗，加強學生的團隊合作能力和溝通能力。

（2）使用GNS3 CISCO仿真工具+虛擬軟件VMwareWorkstation構建教學與實驗平臺。

應用GNS3為學生去設計、配置、分析、排除網絡故障提供網絡模擬環境，并能進行數據包的分析。主要對網絡路由器、交換機進行軟件仿真，完美呈現真實設備實景，支持大型網絡模擬，在沒有真實設備的情況下能夠模擬演練，學習網絡技術。在VMwareWorkstation中，可以在一個窗口中加載一臺虛擬機，它可以運行自己的操作系統和應用程序。針對幾款軟件各自的特點，教師有針對性地選擇使用。在課堂演示和基礎實驗項目中使用GNS3模擬軟件，把抽象的、無形的網絡行為實例化、具體化，學生能夠更直觀地理解網絡行為。對應綜合型項目使用GNS3+ VMwareWorkstation實現基于Internet的網絡互連，并使用wireshark捕獲相關數據包進行分析。

使用上述模擬、仿真軟件構建的實驗平臺，可以解決由于實驗設備的缺乏而造成實驗項目無法開展的問題。學生利用模擬、仿真軟件可以快速部署網絡平臺，可以直觀地看到數據在網絡中各設備之間的流動，也有利于小組網絡的規劃、部署和分工，實驗課的效率有了顯著的提升。

（3）采用啟發式教學和需求驅動的方式代替“教師講講講”和“作業做做做”的教學模式。

教師根據相關知識點設置問題，提出需求，而不是把整個實驗的過程（作業）直接給學生。學生根據自己的理解和對知識點的掌握給出自己的解決方案通過教學實踐改革我們發現學生的學習主動性、積極性提高了，學生更愿意去思考、設計、探索。

計算機網絡實驗課的改革要從實驗教學體制與體系方面著手，減少驗證性實驗實習，增加創新性、設計性和綜合性實驗實習。訐算機網絡技術發展速度快，技術更新周期短，因此教師對計算機網絡實驗項目和實驗內容一定要不斷地補充不斷地創新，只有這樣才能保證實驗教學蓬勃的生命力。在計算機網絡實踐課程的教學活動中，由于受到實驗環境的制約，實踐課程教學過程中存在教學內容與實踐應用脫離，實踐內容關聯性不強，內容老化等問題，可以應用網絡仿真工具，最大程度仿真現實網絡結構，完成實驗教學工作。更新實驗教學內容，改進實驗教學形式方法和組織管理，與時俱進，逐步形成完善的實驗教學體系，在實驗教學環節中不斷研究探索、不斷改革創新。

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