劉曉健

摘要：本文探討了計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)方法改革方法，探討因課程實驗設(shè)備的限制，實踐教學(xué)內(nèi)容與實際應(yīng)用脫離，與理論課程的關(guān)聯(lián)性不強，內(nèi)容老化等問題，對實踐內(nèi)容、實踐平臺和實踐教學(xué)組織等方面進(jìn)行了分析、研究，提出7以應(yīng)用需求為導(dǎo)向的引導(dǎo)式教學(xué)方法，采用多種虛擬、仿真軟件相結(jié)合方式構(gòu)建實踐平臺。

關(guān)鍵詞：計算機網(wǎng)絡(luò) 應(yīng)用需求 仿真工具 啟發(fā)式教學(xué)

計算機網(wǎng)絡(luò)是一門應(yīng)用性、實踐性很強的專業(yè)課程，其實驗教學(xué)與實踐環(huán)節(jié)不僅是理論教學(xué)的深化和補充，對于培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)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(xué)體系的改革與創(chuàng)新

一般來說，實驗教學(xué)都與理論教學(xué)同步進(jìn)行，或者是先理論，后實驗。然而，對于計算機網(wǎng)絡(luò)課程的實驗教學(xué)，從實踐到理論也不失為一種實用有效的教學(xué)模式。目前不少IT專業(yè)知識的技能培訓(xùn)，不是先進(jìn)行理論知識的灌輸，而是先從實際案例人手，讓學(xué)生有了感性認(rèn)識，再上升到理論的高度講解。比如講授網(wǎng)絡(luò)管理，先要求學(xué)生學(xué)會網(wǎng)絡(luò)硬件如何連接、系統(tǒng)軟件如何安裝、系統(tǒng)參數(shù)如何設(shè)置，然后反過來講授網(wǎng)絡(luò)知識，學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)與通信原理。實踐證明，計算機網(wǎng)絡(luò)課程開設(shè)獨立實驗課程是可行的并且是有效的。理論知識可以指導(dǎo)實踐，實驗中遇到的問題可以反過來促進(jìn)學(xué)生在理論上尋求解答，更能體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實驗課與理論課相輔相成的作用。進(jìn)一步調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識和參與實驗的主動性與積極性，使理論教學(xué)與實驗教學(xué)相得益彰，有利于促進(jìn)實驗教學(xué)的改革。

2計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)內(nèi)容的選擇

在計算機網(wǎng)絡(luò)的實驗教學(xué)中，實驗內(nèi)容的選擇是非常重要的，實驗內(nèi)容的選擇直接影響著學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)質(zhì)量的好壞。根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗，在選擇實驗內(nèi)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(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實驗項目往往是與教材配套的內(nèi)容，長期使用往往會導(dǎo)致實驗內(nèi)容沒有新穎性。幾年來，幾個班的學(xué)生讀相同的教材，在相同的環(huán)境下，做相同的實驗，學(xué)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(xué)內(nèi)容和方式在一定程度上限制了學(xué)生的主動性與積極性，難以激發(fā)他們的興趣和激情。

（2）實用性

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，幾乎涉及到各個領(lǐng)域各個行業(yè)，是一項實用性很強的技術(shù)，而且所涉及的面很廣，所以在實驗內(nèi)容的選取、實驗項目的設(shè)計方面，可以適當(dāng)增加一些涉及到網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)方面的內(nèi)容，使其具有一定實用性，培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)，以適應(yīng)社會對人才的要求。

（3）綜合拓展性

實驗項目應(yīng)讓學(xué)生綜合應(yīng)用各方面的知識，調(diào)動學(xué)生的積極性和主觀能動性，使學(xué)生能夠熟練掌握基礎(chǔ)知識、基本技能同時，又能提高學(xué)生的綜合實踐能力。從而，使實驗教學(xué)真正成為學(xué)生綜合運用學(xué)科知識進(jìn)行能力培養(yǎng)的有效途徑。

3開設(shè)具有設(shè)計性、研究性和探索性的綜合實驗

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

4以應(yīng)用為導(dǎo)向設(shè)置實驗內(nèi)容

依據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)針對目前計算機網(wǎng)絡(luò)課程存在的問題，提出了“以應(yīng)用為導(dǎo)向”的計算機網(wǎng)絡(luò)實驗課程教學(xué)模式。

（1）實驗內(nèi)容要以社會計算機網(wǎng)絡(luò)實際需求為導(dǎo)向，

以貼近學(xué)生日常生活的項目為藍(lán)本（以校園網(wǎng)絡(luò)為例，以教學(xué)樓、學(xué)生宿舍網(wǎng)絡(luò)為切人點，結(jié)合家庭寬帶接人），依據(jù)理論部分核心知識點對項目進(jìn)行合理分解，提取相關(guān)知識點對應(yīng)的項目分支內(nèi)容，并給出具體的需求目標(biāo)，鼓勵學(xué)生自行進(jìn)行實驗的規(guī)劃、設(shè)計。采用分組（團(tuán)隊）的方式組織學(xué)生進(jìn)行實驗，加強學(xué)生的團(tuán)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(gòu)建教學(xué)與實驗平臺。

應(yīng)用GNS3為學(xué)生去設(shè)計、配置、分析、排除網(wǎng)絡(luò)故障提供網(wǎng)絡(luò)模擬環(huán)境，并能進(jìn)行數(shù)據(jù)包的分析。主要對網(wǎng)絡(luò)路由器、交換機進(jìn)行軟件仿真，完美呈現(xiàn)真實設(shè)備實景，支持大型網(wǎng)絡(luò)模擬，在沒有真實設(shè)備的情況下能夠模擬演練，學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。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(tǒng)和應(yīng)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(chǔ)實驗項目中使用GNS3模擬軟件，把抽象的、無形的網(wǎng)絡(luò)行為實例化、具體化，學(xué)生能夠更直觀地理解網(wǎng)絡(luò)行為。對應(yīng)綜合型項目使用GNS3+ VMwareWorkstation實現(xiàn)基于Internet的網(wǎng)絡(luò)互連，并使用wireshark捕獲相關(guān)數(shù)據(jù)包進(jìn)行分析。

使用上述模擬、仿真軟件構(gòu)建的實驗平臺，可以解決由于實驗設(shè)備的缺乏而造成實驗項目無法開展的問題。學(xué)生利用模擬、仿真軟件可以快速部署網(wǎng)絡(luò)平臺，可以直觀地看到數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中各設(shè)備之間的流動，也有利于小組網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、部署和分工，實驗課的效率有了顯著的提升。

（3）采用啟發(fā)式教學(xué)和需求驅(qū)動的方式代替“教師講講講”和“作業(yè)做做做”的教學(xué)模式。

教師根據(jù)相關(guān)知識點設(shè)置問題，提出需求，而不是把整個實驗的過程（作業(yè)）直接給學(xué)生。學(xué)生根據(jù)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(xué)實踐改革我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性、積極性提高了，學(xué)生更愿意去思考、設(shè)計、探索。

計算機網(wǎng)絡(luò)實驗課的改革要從實驗教學(xué)體制與體系方面著手，減少驗證性實驗實習(xí)，增加創(chuàng)新性、設(shè)計性和綜合性實驗實習(xí)。訐算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展速度快，技術(shù)更新周期短，因此教師對計算機網(wǎng)絡(luò)實驗項目和實驗內(nèi)容一定要不斷地補充不斷地創(chuàng)新，只有這樣才能保證實驗教學(xué)蓬勃的生命力。在計算機網(wǎng)絡(luò)實踐課程的教學(xué)活動中，由于受到實驗環(huán)境的制約，實踐課程教學(xué)過程中存在教學(xué)內(nèi)容與實踐應(yīng)用脫離，實踐內(nèi)容關(guān)聯(lián)性不強，內(nèi)容老化等問題，可以應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)仿真工具，最大程度仿真現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，完成實驗教學(xué)工作。更新實驗教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)實驗教學(xué)形式方法和組織管理，與時俱進(jìn)，逐步形成完善的實驗教學(xué)體系，在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中不斷研究探索、不斷改革創(chuàng)新。

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