計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革措施分析

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摘要:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)包括理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)必不可少而且教學(xué)難度較大．本文對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，探討了如何對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革．將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，綜合型實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，制訂了循序漸進(jìn)的教學(xué)內(nèi)容;然后采用自底向上的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式;最后搭建了新型化的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以獲得更好的教學(xué)效果，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力．

關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;教學(xué)模式;實(shí)驗(yàn)平臺(tái);計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)

0引言

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，對(duì)于應(yīng)用型本科院校計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，不僅僅要理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論知識(shí)，同時(shí)也對(duì)實(shí)踐動(dòng)手能力熟練程度提出了更高的要求［1－2］．當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的教材大多數(shù)都是偏向理論基礎(chǔ)教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，涉及到的課程實(shí)驗(yàn)落實(shí)較差，只單純地進(jìn)行理論教學(xué)，學(xué)生很難理解理論知識(shí)，這樣的教學(xué)效果很難保證［3－4］．所以強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)是加深理解和驗(yàn)證計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論知識(shí)的重要環(huán)節(jié)．

1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的若干問(wèn)題

1．1實(shí)驗(yàn)過(guò)程內(nèi)容單一

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)主要是講授理論知識(shí)和簡(jiǎn)單驗(yàn)證，內(nèi)容容易實(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)課程課時(shí)較少，導(dǎo)致學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)［5－6］．違背了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)踐性很強(qiáng)的教學(xué)宗旨．此外，有些學(xué)校設(shè)置的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多年未變，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊單調(diào)因而沒(méi)有辦法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，無(wú)法將所學(xué)理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際操作技能，滿(mǎn)足不了社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)人才的需求．實(shí)驗(yàn)教學(xué)受課時(shí)的限制，只能開(kāi)展一部分基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，不能涵蓋課程包含的重要原理，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐能力不健全，無(wú)法開(kāi)展綜合型、設(shè)計(jì)型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新型思維受到限制．

1．2教學(xué)模式落后

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程主要是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)結(jié)合．理論性較強(qiáng)、知識(shí)面較寬，具有應(yīng)用廣泛、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)．作為計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的核心課程，是一門(mén)公認(rèn)的較難授課的課程，特別是隨著網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不斷升級(jí)、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的難度進(jìn)一步的加大．各高校都在積極探索網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)改進(jìn)方法，盡管取得了一定效果，但從近年的效果來(lái)看仍未取得更多的標(biāo)桿性新成果和新方法．不過(guò)是側(cè)重點(diǎn)不同，終究是擺脫不了“理論與實(shí)踐相結(jié)合、教學(xué)與科研相結(jié)合、工學(xué)結(jié)合”老套的“舊三結(jié)合”教學(xué)方法，這種教學(xué)模式不適合新時(shí)代的需要，沒(méi)有提高學(xué)生的創(chuàng)新能力．

1．3實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)落后

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在各行各業(yè)的推廣應(yīng)用，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)課程在各個(gè)工科高校基本都開(kāi)設(shè)，雖然近幾年教育經(jīng)費(fèi)投入有所提高，但各種問(wèn)題在高校的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中總是出現(xiàn)，效果不佳［8］．網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方向總體投入較多，各高校網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室裝備相對(duì)比較簡(jiǎn)陋，主要實(shí)驗(yàn)還是基于局域網(wǎng)組建、綜合布線、連通性測(cè)試等方面，不過(guò)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)初級(jí)水平，難以到達(dá)更深的層次(比如網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議、架構(gòu)、系統(tǒng)、安全測(cè)試等)教學(xué)與研究．要落實(shí)深層次實(shí)驗(yàn)，高質(zhì)量的設(shè)備和系統(tǒng)必不可少，然而資金存在缺口．

2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革

我們構(gòu)建多層次的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，包括基礎(chǔ)驗(yàn)證型，綜合型和設(shè)計(jì)型三種類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目讓學(xué)生掌握該門(mén)課程的理論基礎(chǔ)知識(shí)可以通過(guò)基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)完成，了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)技能．學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的綜合運(yùn)用可以通過(guò)綜合型實(shí)驗(yàn)完成，加強(qiáng)學(xué)生的綜合運(yùn)用能力．設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)由授課老師按照教學(xué)大綱設(shè)定綜合性強(qiáng)、接近實(shí)際應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，老師在實(shí)驗(yàn)前基于理論指導(dǎo)，在實(shí)驗(yàn)中給予相應(yīng)的輔助，讓學(xué)生自己真正的設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)地址協(xié)議，建立網(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議，具體的實(shí)驗(yàn)要求通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的軟硬件環(huán)境構(gòu)建完成，讓學(xué)生充分理解網(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu)加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際能力．

3創(chuàng)新計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

應(yīng)用型本科院校基本都采用謝希仁編著的教材《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》，該教材第一版到第六版采用“自底向上”的模式，即基于OSI參考模型，由底層(物理層)向高層(應(yīng)用層)逐層講解．該教學(xué)模式的特征在于強(qiáng)調(diào)通信原理，注重計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)底下三層的具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)，注重讓學(xué)生了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過(guò)程．因此，在此基礎(chǔ)上的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容設(shè)置，從底層的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)作為起點(diǎn)較為符合原理課程的需求．第一次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容建議以增強(qiáng)學(xué)生的興趣為主，例如網(wǎng)線制作與網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生嘗試自己動(dòng)手制作網(wǎng)線進(jìn)行電腦間的連接．實(shí)驗(yàn)雖然簡(jiǎn)單，但卻非常容易激發(fā)學(xué)生的興趣，同時(shí)也引導(dǎo)學(xué)生了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過(guò)程．第二次實(shí)驗(yàn)基于原理課程講解數(shù)據(jù)鏈路層的知識(shí)，重點(diǎn)在于理解數(shù)據(jù)鏈路層的MAC幀的概念．建議實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的中間設(shè)備(比如網(wǎng)橋、中繼器)以及MAC幀的概念為主，例如通過(guò)雙絞線把多臺(tái)電腦與交換機(jī)相連．使學(xué)生了解到數(shù)據(jù)幀進(jìn)行總線廣播，使星型上所有的終端都可以接收到數(shù)據(jù)幀;也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中間設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，使互連的多臺(tái)電腦可以接收到數(shù)據(jù)幀．當(dāng)講解的原理課程進(jìn)入到網(wǎng)絡(luò)層知識(shí)時(shí)，即可顯示協(xié)議分析的重要性．第三次實(shí)驗(yàn)可以使用協(xié)議分析器分析數(shù)據(jù)包捕獲、IP報(bào)頭分析為主，將復(fù)雜與抽象的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議直觀地展現(xiàn)在學(xué)生面前，強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的重要性，讓學(xué)生加深對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)理論知識(shí)的理解．第四次實(shí)驗(yàn)設(shè)置建議用協(xié)議分析器捕獲HTTP協(xié)議，分析其中的TCP三次握手的連接過(guò)程，以及四次握手的釋放過(guò)程，幫助學(xué)生理解TCP協(xié)議與UDP協(xié)議二者之間的相同與不同之處．第五次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容重點(diǎn)分析應(yīng)用層的協(xié)議，例如通過(guò)Socket的基本知識(shí)與某種高級(jí)語(yǔ)言結(jié)合，去實(shí)現(xiàn)某個(gè)經(jīng)常使用的應(yīng)用軟件或命令，比如實(shí)現(xiàn)Ping、Tracert等命令．讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解如何用程序?qū)崿F(xiàn)Ping命令的運(yùn)行過(guò)程，尤其是實(shí)現(xiàn)Ping請(qǐng)求與應(yīng)答報(bào)文，進(jìn)一步加深理解網(wǎng)絡(luò)通信的具體實(shí)現(xiàn)流程．通過(guò)以上描述的每一層的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置，可以較好地指導(dǎo)學(xué)生從底層開(kāi)始，讓學(xué)生逐步了解網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議特性，體會(huì)網(wǎng)絡(luò)的基本知識(shí)與工作原理，使實(shí)驗(yàn)課程和原理課程的教學(xué)模式達(dá)到良好效果．

4搭建高效的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

高效的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量和學(xué)生動(dòng)手能力的前提．統(tǒng)一的管理控制平臺(tái)應(yīng)該包括以下硬件，以太網(wǎng)交換機(jī)、路由器、防火墻等設(shè)備，按照要求進(jìn)行多種網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)置網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，使學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)大綱配置不同的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)平臺(tái)構(gòu)建拓?fù)鋱D如圖2所示．每個(gè)學(xué)?？梢愿鶕?jù)本校情況，開(kāi)展分組實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由若干名學(xué)生組成，每個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)都可以使用一組設(shè)備，學(xué)生在同一時(shí)間分別完成相同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容．

5結(jié)論

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的顯著特點(diǎn)就是知識(shí)點(diǎn)不停地更新，在一個(gè)信息高度發(fā)達(dá)的社會(huì)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)互聯(lián)網(wǎng)人才的需求量很大．為滿(mǎn)足國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革必不可少．過(guò)去網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式以實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證性為主，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性．隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才要求不斷提高，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)從多種途徑進(jìn)行相應(yīng)的改革，對(duì)不同能力的學(xué)生進(jìn)行分層次的培養(yǎng)，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力．

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作者:張萬(wàn)禮 單位:宿州學(xué)院信息工程學(xué)院