淺談?dòng)嬎銠C網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗教學(xué)改革措施分析論文

　　摘要:計算機網(wǎng)絡(luò )教學(xué)包括理論教學(xué)和實(shí)驗教學(xué)，實(shí)驗教學(xué)必不可少而且教學(xué)難度較大．本文對計算機網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗教學(xué)存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，探討了如何對計算機網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗教學(xué)進(jìn)行改革．將實(shí)驗內容分為驗證型實(shí)驗，綜合型實(shí)驗，設計型實(shí)驗，制訂了循序漸進(jìn)的教學(xué)內容;然后采用自底向上的實(shí)驗教學(xué)模式;最后搭建了新型化的網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗平臺以獲得更好的教學(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)驗內容;教學(xué)模式;實(shí)驗平臺;計算機網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗

　　0引言

　　計算機網(wǎng)絡(luò )是一門(mén)實(shí)踐性很強的課程，對于應用型本科院校計算機專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，不僅僅要理解計算機網(wǎng)絡(luò )理論知識，同時(shí)也對實(shí)踐動(dòng)手能力熟練程度提出了更高的要求［1－2］．當前計算機網(wǎng)絡(luò )的教材大多數都是偏向理論基礎教學(xué)，學(xué)生學(xué)習的重點(diǎn)是計算機網(wǎng)絡(luò )的體系結構和網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，涉及到的課程實(shí)驗落實(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，這樣的教學(xué)效果很難保證［3－4］．所以強化實(shí)驗教學(xué)是加深理解和驗證計算機網(wǎng)絡(luò )理論知識的重要環(huán)節．

　　1計算機網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗教學(xué)存在的若干問(wèn)題

　　1．1實(shí)驗過(guò)程內容單一

　　計算機網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗主要是講授理論知識和簡(jiǎn)單驗證，內容容易實(shí)現，實(shí)驗課程課時(shí)較少，導致學(xué)生不重視實(shí)驗［5－6］．違背了計算機網(wǎng)絡(luò )課程實(shí)踐性很強的教學(xué)宗旨．此外，有些學(xué)校設置的實(shí)驗內容多年未變，實(shí)驗內容陳舊單調因而沒(méi)有辦法提高學(xué)生的學(xué)習興趣，無(wú)法將所學(xué)理論知識轉化為網(wǎng)絡(luò )的實(shí)際操作技能，滿(mǎn)足不了社會(huì )對計算機網(wǎng)絡(luò )人才的需求．實(shí)驗教學(xué)受課時(shí)的限制，只能開(kāi)展一部分基礎驗證型實(shí)驗，不能涵蓋課程包含的重要原理，導致學(xué)生實(shí)踐能力不健全，無(wú)法開(kāi)展綜合型、設計型的實(shí)驗項目，培養學(xué)生創(chuàng )新型思維受到限制．

　　1．2教學(xué)模式落后

　　計算機網(wǎng)絡(luò )課程主要是計算機技術(shù)和通信技術(shù)結合．理論性較強、知識面較寬，具有應用廣泛、實(shí)用性強等特點(diǎn)．作為計算機專(zhuān)業(yè)的核心課程，是一門(mén)公認的較難授課的課程，特別是隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )協(xié)議不斷升級、新技術(shù)不斷涌現，計算機網(wǎng)絡(luò )理論教學(xué)和實(shí)驗教學(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桿性新成果和新方法．不過(guò)是側重點(diǎn)不同，終究是擺脫不了“理論與實(shí)踐相結合、教學(xué)與科研相結合、工學(xué)結合”老套的“舊三結合”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)驗平臺建設落后

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

　　2計算機網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗內容的改革

　　我們構建多層次的實(shí)驗內容，包括基礎驗證型，綜合型和設計型三種類(lèi)型的實(shí)驗項目讓學(xué)生掌握該門(mén)課程的理論基礎知識可以通過(guò)基礎驗證型實(shí)驗完成，了解計算機網(wǎng)絡(luò )的基礎技能．學(xué)生對理論知識的綜合運用可以通過(guò)綜合型實(shí)驗完成，加強學(xué)生的綜合運用能力．設計型實(shí)驗由授課老師按照教學(xué)大綱設定綜合性強、接近實(shí)際應用的實(shí)驗教學(xué)內容，在實(shí)驗過(guò)程中進(jìn)行分組實(shí)驗，老師在實(shí)驗前基于理論指導，在實(shí)驗中給予相應的輔助，讓學(xué)生自己真正的設計網(wǎng)絡(luò )拓撲結構，設置網(wǎng)絡(luò )地址協(xié)議，建立網(wǎng)絡(luò )框架結構，實(shí)現網(wǎng)絡(luò )安全協(xié)議，具體的實(shí)驗要求通過(guò)實(shí)驗室的軟硬件環(huán)境構建完成，讓學(xué)生充分理解網(wǎng)絡(luò )框架結構加強學(xué)生的學(xué)習能動(dòng)性，培養學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際能力．

　　3創(chuàng )新計算機網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗教學(xué)模式

　　應用型本科院�；�本都采用謝希仁編著(zhù)的教材《計算機網(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(應用層)逐層講解．該教學(xué)模式的特征在于強調通信原理，注重計算機網(wǎng)絡(luò )底下三層的具體實(shí)現技術(shù)，注重讓學(xué)生了解計算機網(wǎng)絡(luò )發(fā)展過(guò)程．因此，在此基礎上的計算機網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗課程的內容設置，從底層的基礎實(shí)驗作為起點(diǎn)較為符合原理課程的需求．第一次實(shí)驗內容建議以增強學(xué)生的興趣為主，例如網(wǎng)線(xiàn)制作與網(wǎng)絡(luò )連接實(shí)驗，鼓勵學(xué)生嘗試自己動(dòng)手制作網(wǎng)線(xiàn)進(jìn)行電腦間的連接．實(shí)驗雖然簡(jiǎn)單，但卻非常容易激發(fā)學(xué)生的興趣，同時(shí)也引導學(xué)生了解計算機網(wǎng)絡(luò )發(fā)展過(guò)程．第二次實(shí)驗基于原理課程講解數據鏈路層的知識，重點(diǎn)在于理解數據鏈路層的MAC幀的概念．建議實(shí)驗內容以計算機網(wǎng)絡(luò )的中間設備(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(xiàn)把多臺電腦與交換機相連．使學(xué)生了解到數據幀進(jìn)行總線(xiàn)廣播，使星型上所有的終端都可以接收到數據幀;也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )中間設備進(jìn)行轉發(fā)，使互連的多臺電腦可以接收到數據幀．當講解的原理課程進(jìn)入到網(wǎng)絡(luò )層知識時(shí)，即可顯示協(xié)議分析的重要性．第三次實(shí)驗可以使用協(xié)議分析器分析數據包捕獲、IP報頭分析為主，將復雜與抽象的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議直觀(guān)地展現在學(xué)生面前，強調網(wǎng)絡(luò )協(xié)議在計算機網(wǎng)絡(luò )體系結構中的重要性，讓學(xué)生加深對計算機網(wǎng)絡(luò )理論知識的理解．第四次實(shí)驗設置建議用協(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)驗內容重點(diǎn)分析應用層的協(xié)議，例如通過(guò)Socket的基本知識與某種高級語(yǔ)言結合，去實(shí)現某個(gè)經(jīng)常使用的應用軟件或命令，比如實(shí)現Ping、Tracert等命令．讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗了解如何用程序實(shí)現Ping命令的運行過(guò)程，尤其是實(shí)現Ping請求與應答報文，進(jìn)一步加深理解網(wǎng)絡(luò )通信的具體實(shí)現流程．通過(guò)以上描述的每一層的實(shí)驗內容設置，可以較好地指導學(xué)生從底層開(kāi)始，讓學(xué)生逐步了解網(wǎng)絡(luò )的體系結構與協(xié)議特性，體會(huì )網(wǎng)絡(luò )的基本知識與工作原理，使實(shí)驗課程和原理課程的教學(xué)模式達到良好效果．

　　4搭建高效的網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗平臺

　　高效的實(shí)驗平臺是提高實(shí)驗質(zhì)量和學(xué)生動(dòng)手能力的前提．統一的管理控制平臺應該包括以下硬件，以太網(wǎng)交換機、路由器、防火墻等設備，按照要求進(jìn)行多種網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗，在實(shí)驗過(guò)程中，根據實(shí)驗要求設置網(wǎng)絡(luò )架構，使學(xué)生根據實(shí)驗大綱配置不同的網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗．實(shí)驗平臺構建拓撲圖如圖2所示．每個(gè)學(xué)�？梢愿鶕�本校情況，開(kāi)展分組實(shí)驗，每個(gè)實(shí)驗平臺由若干名學(xué)生組成，每個(gè)實(shí)驗平臺都可以使用一組設備，學(xué)生在同一時(shí)間分別完成相同實(shí)驗內容．

　　5結論

　　計算機網(wǎng)絡(luò )課程的顯著(zhù)特點(diǎn)就是知識點(diǎn)不停地更新，在一個(gè)信息高度發(fā)達的社會(huì )，經(jīng)濟的發(fā)展對互聯(lián)網(wǎng)人才的需求量很大．為滿(mǎn)足國家經(jīng)濟發(fā)展的需求，對計算機網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗教學(xué)進(jìn)行改革必不可少．過(guò)去網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗教學(xué)模式以實(shí)驗驗證性為主，難以調動(dòng)學(xué)生學(xué)習的積極性．隨著(zhù)國家經(jīng)濟的發(fā)展，對計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)人才要求不斷提高，計算機網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗教學(xué)應從多種途徑進(jìn)行相應的改革，對不同能力的學(xué)生進(jìn)行分層次的培養，進(jìn)一步加強學(xué)生的綜合應用能力．

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