廖薇

(上海工程技術(shù)大學 電子電氣工程學院，上海)

一 引言

計算機網(wǎng)絡在當今信息技術(shù)中發(fā)展非常迅速，也是在計算機應用中最具影響力的領(lǐng)域。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”的提出，計算機網(wǎng)路對人們的生活的影響越來越大?！队嬎銠C網(wǎng)絡》課程作為計算機類本科專業(yè)的重要課程，如何結(jié)合計算機網(wǎng)絡理論知識和實驗教學，對于當前計算機網(wǎng)絡課程的改革，起著關(guān)鍵的作用?！队嬎銠C網(wǎng)絡》課程主要根據(jù)物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、運輸層和應用層，即計算機網(wǎng)絡的體系結(jié)構(gòu)為主線，講述網(wǎng)絡的基本原理。但教材中的模型復雜且單調(diào)，學生難以理解。因此，實驗教學是教育改革研究中的一個重要問題。

計算機網(wǎng)絡課程是計算機科學與技術(shù)專業(yè)的一門必選課。它是一門集計算機技術(shù)、通信 技術(shù)、軟件、硬件、應用和開發(fā)為一體的重要課程[1,2]。主要講授計算機網(wǎng)絡基礎(chǔ)知識、網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)、局域網(wǎng)基礎(chǔ)及應用、網(wǎng)絡互連、廣域網(wǎng)及接入技術(shù)，網(wǎng)絡管理及安全等知識。通過本課程的理論教學使學生具備下列能力：

（1）能夠系統(tǒng)掌握計算機網(wǎng)絡專業(yè)的基礎(chǔ)理論和思維方法，理解本專業(yè)的基本概念、知識結(jié)構(gòu)、典型方法，熟悉系統(tǒng)的分析、設計、配置、構(gòu)建、調(diào)試等方法，并應用于計算機網(wǎng)絡領(lǐng)域中實際問題的分析和解釋計算機網(wǎng)絡工程問題。

（2）掌握計算機網(wǎng)絡的分析和設計的基本方法，并利用該基本方法對計算機網(wǎng)絡領(lǐng)域中的關(guān)鍵問題進行推演和分析。

（3）熟悉專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，有一定的創(chuàng)新意識，明白解決問題方法的多樣性，尋求可替代解決方案，并具有實踐動手的基本能力。

（4）能夠針對復雜計算機網(wǎng)絡工程的要求和特性，運用計算機網(wǎng)絡的一般分析方法，確定計算機網(wǎng)絡的解決方案，并進行計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)設計；

（5）能夠選擇計算機網(wǎng)絡復雜工程問題的研究路線，設計實驗方案，對實驗結(jié)果進行分析，對實驗參數(shù)進行驗證，對復雜計算機網(wǎng)絡進行組建。

實驗訓練為計算機網(wǎng)絡課程教學中非常重要的部分，所以實驗教學的質(zhì)量直接影響著整個課程的教學效果[3]。通過實驗教學，使學生能夠理解計算機網(wǎng)絡專業(yè)的基礎(chǔ)理論和思維方法，理解本專業(yè)的基本概念、知識結(jié)構(gòu)、典型方法，熟悉系統(tǒng)的分析、設計、配置、構(gòu)建、調(diào)試等方法，培養(yǎng)學生動手進行計算機網(wǎng)絡的接入、基本網(wǎng)絡組網(wǎng)的能力。讓學生了解專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，具有創(chuàng)新意識，并具有實踐動手的基本能力，能夠有一定管理和組織能力、表達水平、善于人際交往以及團隊合作，最終能掌握計算機網(wǎng)絡組建的整個過程[4]。

因此，在計算機網(wǎng)絡課程教學中，實驗教學的改革有著重要的作用。

二 計算機網(wǎng)絡實驗教學現(xiàn)狀

（一）教學方法陳舊單調(diào)

由于長時間受傳統(tǒng)的教學觀念的影響,，相當一部分教師的教學思想相當落后。上課的時候照著書本，只將課本上的內(nèi)容死板地教給學生[5]。不能發(fā)揮學生的創(chuàng)造性，阻礙了學生自主學習的能力培養(yǎng)。

計算機網(wǎng)絡課程的實驗以驗證性為主，老師只是簡單的布置任務。老師大多數(shù)是提前設計好網(wǎng)絡，讓學生進入實驗室后只根據(jù)指導書中原有的網(wǎng)絡進行驗證[6]。這樣的話，學生一般不會出現(xiàn)錯誤，可以順利往下執(zhí)行實驗，嚴重限制了學生的施展空間，讓他們無法自由發(fā)揮。因此，根本達不到實驗教學應有的目的，教學效果較差。

目前大學計算機網(wǎng)絡課程實驗部分的考核方式還不是非常合理，很多老師只是進行簡單的測試，讓學生照本宣科地重復實驗參考書上的內(nèi)容，教學效果非常一般[7]。尤其是上機考試，不少老師只是根據(jù)上課時的課堂表現(xiàn)來給學生打分，這種教學方式也不合理，也是需要進行重點改革的對象。

（二）實驗內(nèi)容簡單

各學校根據(jù)自身的實際硬件環(huán)境和課時情況進行實驗內(nèi)容的取舍?；A(chǔ)類實驗主要是了解網(wǎng)絡設備、雙絞線制作、簡單對等網(wǎng)配置等。 配置類實驗主要為對等網(wǎng)絡的構(gòu)建、交換機的基本配置與操作、路由器的基本配置與操作及靜態(tài)路由、動態(tài)路由的設置，以及www服務器與ftp服務器的設置?；径际遣僮黩炞C實驗，實驗教學內(nèi)容不系統(tǒng)，形式較松。學生只是勉強完成實驗，但不能完全加深對所學理論的理解和運用。

（三）實驗環(huán)境設備問題

隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，各地高校大量擴招學生。很多高校尚未具備相應的實驗硬件設施以適應學生規(guī)模的迅速增長，或者在學生入學后才對學校的實驗室進行擴建和更新。這就造成新的實驗設備跟不上，老的實驗設備過于陳舊。這些各種各樣的問題都會對學生的實驗教學帶來不利的影響。因此，實驗室管理不科學，也是計算機網(wǎng)絡課程改革的重要部分。

如今的新型網(wǎng)絡設備都是模塊化的，很多學生都是采用機柜式進行安裝。在實驗室往往結(jié)構(gòu)錯綜復雜，各計算機之間的走線也都用隱線，讓學生沒有應有的直觀感受，需要學生花費很多時間和精力去了解及熟悉實驗室的網(wǎng)絡布局及走線情況。對于學校的重要網(wǎng)絡設備，大多數(shù)選擇專業(yè)人士進行布置，使得學生失去了自己搭建拓撲網(wǎng)絡的機會，導致學生不熟悉實驗環(huán)境，不能滿足計算機網(wǎng)絡實驗的要求。

三 實驗教學在計算機網(wǎng)絡課程中的改革思路

（一）教學方法的改進

隨著現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，任課教師已經(jīng)不再是知識的唯一控制者。學生可以通過電視、網(wǎng)絡等各種媒介學習到最先進的現(xiàn)代化知識[8]。但是，老師還是擁有比學生更豐富的經(jīng)驗和閱歷，這些也是很多學生欠缺的重要部分。所以，老師在計算機網(wǎng)絡教學過程中，可以將自己從臺前變?yōu)槟缓螅攸c放在計算機網(wǎng)絡課程的設計與開發(fā)，充分發(fā)揮學生在教學過程中的主體作用。

一直以來，計算機網(wǎng)絡課程中的實驗教學，都是老師先把實驗目的、實驗方法等內(nèi)容進行說明，然后學生像操作員一樣，依葫蘆畫瓢照搬去做，這樣的教學效果非常差。所以，老師可以在進行網(wǎng)絡實驗課程之前，先給出實驗的目的和原理，或者僅給出一個目標，這樣的話，老師只需要在有需要的時候進行少量的引導，余下部分讓學生自己完成。這樣，才能夠鍛煉學生獨立思考解決問題的方法，從而提高學生的積極性[9]。

傳統(tǒng)的教學理念是基于教育單位和相對優(yōu)秀的教育工作者的多年經(jīng)驗為基礎(chǔ)來開展的，但是這種教學方法并不科學，也不適應當代計算機科學教學的新時代理念。在當今的信息化時代中，老師不僅可以利用互聯(lián)網(wǎng)來挖掘計算機網(wǎng)絡的知識，尋找知識的規(guī)律，進行總結(jié)和分析，制定出新時代的學習和教學計劃，進行針對性的教學，找到更適合當代學生的教學方式。

任課老師可運用分組討論的教學方法。將學生進行分組，再進行實驗，從傳統(tǒng)的教師指導實驗，變?yōu)閷W生協(xié)助實驗，達到調(diào)動學生積極性的目的。堅持以學生為主體，教師盡量簡短講述內(nèi)容，主要起引導和啟發(fā)的作用。比如，提醒學生遇到問題先自己思考方法，解決不了再和其他同學討論或者詢問老師。實驗結(jié)束后，以小組為單位進行匯報。組長匯報整體實驗完成情況，教師給與總結(jié)和評價，學生之間再進行互評，最后作為這次實驗的考核依據(jù)。

因為學生的接受能力不一樣，可對不同學生進行分類指導。在保證基本教學內(nèi)容的基礎(chǔ)上，鼓勵學生自己建立團隊探索，從而加強學生的探索能力，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識和潛能[10]。

同時，需要強化過程考核的原則。讓學生明白，考試不是考核課程的唯一目的，但是引導學生學習的有效手段[11]。老師不能只用考試成績評價學生的學習效果，要強化過程考核，將課堂表現(xiàn)、平時作業(yè)、實驗表現(xiàn)，和實驗報告綜合考慮，引導學生做好每一個實驗。

每一次完成實驗之后，需讓學生按時完成實驗報告。報告要求文字表達清楚、語言簡單明確。報告內(nèi)容一般應包括實驗名稱、日期、實驗目的、要求、簡明的實驗原理、實驗網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)、實驗現(xiàn)象或數(shù)據(jù)的原始記錄、實驗步驟以及實驗的心得體會。

通過實驗理解計算機網(wǎng)絡專業(yè)的基礎(chǔ)理論和思維方法，理解本專業(yè)的基本概念、知識結(jié)構(gòu)、典型方法，熟悉系統(tǒng)的分析、設計、配置、構(gòu)建、調(diào)試等方法。培養(yǎng)學生動手進行計算機網(wǎng)絡的接入、基本網(wǎng)絡組網(wǎng)的能力。了解專業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，具有創(chuàng)新意識，并具有實踐動手的基本能力。有很高的組織管理水平、表達水平、人際交往水平以及團隊合作精神，從而掌握計算機網(wǎng)絡組建的整個過程。

（二）實驗內(nèi)容的改進

在實驗教學過程當中，實驗內(nèi)容的選擇是最關(guān)鍵和重要的環(huán)節(jié)之一。所以在進行實驗內(nèi)容的設計過程中，老師不要基于教材中的主要理論知識，充分考慮對培養(yǎng)學生的實踐能力是否有用，不斷提高實驗內(nèi)容的可操作性以及實用性。

設計實驗內(nèi)容時，不僅要和教材中的理論知識緊密相連，也要充分考慮學生的實踐能力培養(yǎng)。堅持體系結(jié)構(gòu)先低層后高層、難易程度先簡單后復雜、設備運行先實物后虛擬的原則，完成計算機網(wǎng)絡課程實驗的分層次設計。同時，可以在課堂教學中安排一些和教學目標聯(lián)系緊密的內(nèi)容，而將一些對網(wǎng)絡的復雜設計內(nèi)容以及探索網(wǎng)絡運行機制的學習放在課后進行研究。

按照計算機網(wǎng)絡課程的教學目標，可以將其實驗教學內(nèi)容分為四類：網(wǎng)絡基礎(chǔ)類，即利用這類實驗可提高學生認知網(wǎng)絡的能力，讓學生更有熱情進行學習；網(wǎng)絡配置類，經(jīng)過此類實驗，可以提高學生的網(wǎng)絡規(guī)劃、設計以及配置的能力；原理驗證類，進行此類實驗可以讓學生更加深刻地理解網(wǎng)絡的基本概念及原理；綜合探究類，此類實驗可以開發(fā)學生的探究和創(chuàng)新潛能。

在對計算機網(wǎng)絡實驗教學設計的時候，盡量將計算機網(wǎng)絡的基本原理及主要內(nèi)容進行全覆蓋。使學生過親自進行實驗收，可以對網(wǎng)絡協(xié)議及其原理理解更加透徹，并能夠通過對網(wǎng)絡設備進行實地設計，從而鍛煉學生的實踐動手能力。

任課教師可以選擇一些能力強的學生參與科研課題，可以讓學生更加深刻地理解單調(diào)的理論知識，開拓學生的視野，增加實驗教學的深度和廣度，從而提高學生的實踐能力及綜合素質(zhì)。同時可以開設開放性實驗項目?？梢栽O計一些開放性實驗內(nèi)容，將開放實驗信息上傳到學校的教務系統(tǒng)網(wǎng)站上，讓學生根據(jù)自己遇到的問題和新想法選擇實驗項目。

計算機網(wǎng)絡課程的實驗部分常常只有12個學時，不能滿足學生的學習需求。所以，適當增加實驗教學的課時，讓學生得到更多的實踐機會去理解、吸收和掌握計算機網(wǎng)絡的相關(guān)理論和實踐內(nèi)容。

（三）實驗環(huán)境的改進

一個好的實驗教學過程，離不開一個專用的實驗室，所以老師可以組建計算機網(wǎng)絡技術(shù)課程專用實驗室，從多門實驗課程共用一個實驗室的狀態(tài)中脫離出來。實驗室應該不僅具有靈活的拓撲結(jié)構(gòu)，能多區(qū)域分布實驗，也能合并組成大實驗環(huán)境。適當購買更多的設備，提高實驗室的專業(yè)化水平，從而為學生創(chuàng)造更好的實驗條件。而對于學生來說，在實際的實驗教學過程中，老師應該充分利用已有的教學設備，為學生創(chuàng)造更多的實踐機會。

加強網(wǎng)絡教學平臺中軟環(huán)境的建設，也是我們在實驗教學中需要改革的關(guān)鍵部分。任課老師需要在教學過程中不斷優(yōu)化課件的構(gòu)建，有效優(yōu)化課件的構(gòu)建。比如可以在實驗過程中，用視頻進行演示，以此來協(xié)助實驗教學。

簡化實驗環(huán)境配置。實驗環(huán)境的配置不僅要滿足基本的實驗需求，也盡量簡化配置。不僅能夠完成分立實驗，也可以做綜合實驗。讓學生從全局上把握計算機網(wǎng)絡的主要實驗，培養(yǎng)學生的全局理念。

四 在計算機網(wǎng)絡課程中實驗教學改革應該注意的問題

計算機網(wǎng)絡課程中實驗教學的改革，其根本目的是進一步提高計算機類專業(yè)學生的知識技能水平，為國家和社會培育更多計算機專業(yè)的相關(guān)人才。如何有效地測出計算機網(wǎng)絡實驗教學改革的效果，是計算機網(wǎng)絡課程改革的重要組成部分，這樣才能確定計算機網(wǎng)絡課程改革對計算機類相關(guān)人才的培養(yǎng)的實際效果。計算機網(wǎng)絡課程的實驗教學改革，需要著重提高學生的綜合分析水平以及動手創(chuàng)新能力，讓學生不僅可以掌握計算機系統(tǒng)中的整體架構(gòu)，也能熟悉每個小部分的知識點。授課教師應該學習一些成功的教學改革項目，分析其成功的原因，才能可持續(xù)地發(fā)展計算機網(wǎng)絡教學改革。

五 結(jié)語

計算機網(wǎng)絡課程是計算機科學與技術(shù)專業(yè)的一門必選課。它是一門涉及計算機技術(shù)和通信技術(shù)集軟件、硬件、應用和開發(fā)為一體的重要課程。本課程主要講授計算機網(wǎng)絡基礎(chǔ)知識、網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)、局域網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡互連、廣域網(wǎng)等技術(shù)，以及網(wǎng)絡管理及安全等知識，從而培養(yǎng)學生進行網(wǎng)絡系統(tǒng)分析和設計的綜合能力，為后續(xù)課程的學習奠定基礎(chǔ)。

計算機網(wǎng)絡實驗教學對學生掌握計算機網(wǎng)絡的基本概念和基本原理有不可低估的作用。對實驗教學改革和探索，目的是能夠進一步提高實驗教學的質(zhì)量。

本文從計算機網(wǎng)絡課程中實驗教學所存在的問題出發(fā)，詳細分析了這些問題的解決方法和措施，并對計算機網(wǎng)絡實驗教學改革應該注意的問題進行了探討。通過不斷深化改革教學的內(nèi)容，探索先進的教學方法，改進實驗內(nèi)容，改善實驗環(huán)境，從而達到計算機網(wǎng)絡課程中實驗教學改革的目標。