計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)模式改革探討

趙亦松 蘇利敏 陳曉丹

北京聯(lián)合大學(xué) 北京 100101

計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)模式改革探討

趙亦松 蘇利敏 陳曉丹

北京聯(lián)合大學(xué) 北京 100101

針對國內(nèi)傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題，提出如何基于“實(shí)踐、理論、再實(shí)踐”的教育模式，引導(dǎo)學(xué)生從探索并感知計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、理解網(wǎng)絡(luò)理論、到能夠?qū)嶋H應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。本文具體介紹了如何設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)；實(shí)踐教學(xué)；網(wǎng)絡(luò)課程

工科高校本科的目標(biāo)是培養(yǎng)優(yōu)秀工程師,但是工科院校的教學(xué)方法仍然以教師講授為主,學(xué)生自我體驗(yàn)、自主學(xué)習(xí)、自由創(chuàng)造的環(huán)境還不具備,造成我們培養(yǎng)的相當(dāng)一部分工科學(xué)生在走向社會后,就業(yè)能力、處理實(shí)際工程問題的能力較差,創(chuàng)新能力也無從談起。不少學(xué)生在就業(yè)時(shí)的感覺就是“我好像什么也不會”。造成這種情況的原因是多方面的,但是當(dāng)下陳舊的教學(xué)方法確實(shí)無法滿足培養(yǎng)“優(yōu)秀工程師”的要求。筆者多年從事計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué),在教學(xué)方法上進(jìn)行了一些改革,希望能和大家一起探討、研究。

一、目前存在的問題

1.計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)內(nèi)容涉及面廣、更新快，知識點(diǎn)和技術(shù)點(diǎn)較多，學(xué)生反映概念太抽象、不好理解，被動接受知識和實(shí)際應(yīng)用不能很好的聯(lián)系到一起。

2.傳統(tǒng)教學(xué)模式注重知識和基本概念的灌輸，授課過細(xì),教師勞動強(qiáng)度大，學(xué)生處在被動接受的學(xué)習(xí)方式，沒有真正理解理論知識的含義和應(yīng)用方法，忽視了對學(xué)生分析問題與解決問題的能力、工程師基本素質(zhì)、創(chuàng)新意識的養(yǎng)成。

3.對學(xué)生的評價(jià)方式，主要是通過期末卷面考試來決定，就是所謂“一卷評價(jià)”，學(xué)生往往通過死記硬背知識點(diǎn)來取得好成績。

二、新的課程教學(xué)改革思路

計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)涉及的知識點(diǎn)多、覆蓋面寬、各種協(xié)議實(shí)體交互復(fù)雜，特別是實(shí)踐環(huán)節(jié)要求高，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用、管理和維護(hù)等方面需要有驗(yàn)證性與綜合性的實(shí)驗(yàn)支撐。針對以上重點(diǎn)與難點(diǎn)，我們采取的解決辦法可歸納如下：

1.引入“實(shí)踐、理論、再實(shí)踐”的教育方法，突出應(yīng)用性，讓學(xué)生在“做中學(xué)”。安排課前實(shí)踐項(xiàng)目作業(yè)，利用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件，先讓學(xué)生實(shí)踐，有了感性認(rèn)識，再利用課堂教學(xué)進(jìn)一步討論分析、理解、掌握理論知識。這樣的教育方法的引入，提高了學(xué)生們學(xué)習(xí)的興趣和主動性，降低了學(xué)生掌握重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容的難度，取得良好的教學(xué)效果。

2.加強(qiáng)開放性實(shí)踐體系建設(shè)。通過加強(qiáng)開放性實(shí)踐體系建設(shè)與內(nèi)容設(shè)計(jì)，使學(xué)生們可以利用開放實(shí)驗(yàn)室在實(shí)踐中學(xué)應(yīng)用技術(shù)。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上，我們推出了包括驗(yàn)證類、設(shè)計(jì)類、操作配置類和綜合類等類型的實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容豐富，循序漸進(jìn)。

三、計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)課前實(shí)踐方案設(shè)計(jì)

課堂教學(xué)主要涵蓋計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、物理層、鏈路層、局域網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層7個(gè)知識模塊。在學(xué)習(xí)每個(gè)知識模塊前，先要給學(xué)生布置課前實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生利用課余時(shí)間可以使用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件自己摸索完成，讓學(xué)生對知識模塊預(yù)先有一個(gè)感性的認(rèn)識。

1.概論與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

在概論與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的部分，要求學(xué)生能夠掌握這門課的仿真工具軟件，并結(jié)合具體應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)讓學(xué)生能從感性上體會網(wǎng)絡(luò)的基本組成、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的實(shí)體形態(tài)、網(wǎng)絡(luò)的典型應(yīng)用、IP地址的作用。

課前實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求：有小公司計(jì)劃建設(shè)企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò),有大約20臺電腦, 公司希望為員工提供: WWW、FTP、DHCP、DNS服務(wù)，無線接入，網(wǎng)絡(luò)打印服務(wù),設(shè)計(jì)該網(wǎng)絡(luò)。并在網(wǎng)絡(luò)模擬軟件中畫出網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。通過對服務(wù)器、客戶機(jī)協(xié)議的配置，客戶機(jī)可以使用網(wǎng)絡(luò)提供的各項(xiàng)服務(wù)。

課前實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：希望學(xué)生對小型局域網(wǎng)的組成、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)典型應(yīng)用有一定的感性認(rèn)識。

2.物理層

在物理層這部分，要求學(xué)生能夠結(jié)合市場調(diào)研，了解典型的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)，了解典型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的物理接口的標(biāo)準(zhǔn)、性能指標(biāo)。具體任務(wù)是：

課前實(shí)踐項(xiàng)目：調(diào)研目前綜合布線中常用的網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)種類、性能指標(biāo)。在網(wǎng)上查找一款路由器的產(chǎn)品手冊，查找該設(shè)備的所有物理接口的標(biāo)準(zhǔn)及性能指標(biāo)。

課前實(shí)踐目標(biāo)：對物理層要解決的問題有一定認(rèn)識。

3.鏈路層

在鏈路層部分，要求學(xué)生能夠利用仿真工具的抓包功能，分析局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)中PPP、HDLC、IEEE802.3的數(shù)據(jù)的幀結(jié)構(gòu)。具體要求是：

課前實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：給學(xué)生一個(gè)典型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D(如圖1所示)，請學(xué)生通過抓包，分析鏈路層的數(shù)據(jù)封裝格式，體會鏈路層的功能。

圖1 遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

課前實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：先對鏈路層的數(shù)據(jù)封裝有感性認(rèn)識，課堂上再進(jìn)一步探討不同協(xié)議數(shù)據(jù)封裝的意義。

4.局域網(wǎng)

在局域網(wǎng)部分，要求學(xué)生預(yù)先了解交換機(jī)的產(chǎn)品系列，學(xué)會查閱交換機(jī)的使用手冊，能夠利用仿真工具來設(shè)置交換機(jī)來實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)計(jì)、理解VLAN的概念、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備冗余設(shè)計(jì)等。

課前實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求：有一個(gè)公司計(jì)劃建設(shè)企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò),有大約60臺電腦,分布在一個(gè)三層大樓中,公司內(nèi)部分為財(cái)務(wù)部、開發(fā)部和銷售部，每個(gè)部門的電腦不超過20臺,分布在大樓的不同層。請?jiān)诰W(wǎng)絡(luò)模擬軟件中畫出網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。為保證各部門之間的安全性、限制廣播傳播范圍提高網(wǎng)絡(luò)性能、提高網(wǎng)絡(luò)可靠性，考慮如何實(shí)現(xiàn)。

課前實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：讓學(xué)生自己查資料為企業(yè)設(shè)計(jì)一個(gè)小型局域網(wǎng)絡(luò)，并要求考慮網(wǎng)絡(luò)安全，網(wǎng)絡(luò)性能、網(wǎng)絡(luò)可靠性等問題如何解決。

5.網(wǎng)絡(luò)層

在網(wǎng)絡(luò)層部分，要求學(xué)生能夠熟悉路由器的產(chǎn)品系列，學(xué)會查閱路由器的使用手冊，能夠利用仿真工具來設(shè)置路由器來實(shí)現(xiàn)廣域網(wǎng)的路由設(shè)計(jì)、廣域網(wǎng)的線路接口設(shè)計(jì)、通信線路冗余設(shè)計(jì)等。

課前實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：有一個(gè)公司計(jì)劃建設(shè)企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò),它分布在北京、上海，南京三地,各地的局域網(wǎng)通過DDN專線互聯(lián),請?jiān)诰W(wǎng)絡(luò)模擬軟件中畫出網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖,并要求配置路由器，實(shí)現(xiàn)三地局域網(wǎng)互通。

課前實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：讓學(xué)生自己查資料為企業(yè)設(shè)計(jì)一個(gè)小型廣域網(wǎng)，并要求考慮網(wǎng)絡(luò)地址分配，路由、網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程通信等問題如何解決。

6.傳輸層

在傳輸層部分，要求學(xué)生能夠理解T C P可靠傳輸、流量控制等原理。

課前實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：通過抓包軟件，捕獲客戶端瀏覽WWW服務(wù)器的傳輸層數(shù)據(jù)流，分析建立連接的3次握手過程、數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇翱诳刂茩C(jī)制等。

7.應(yīng)用層

在應(yīng)用層部分，要求學(xué)生能夠深入理解網(wǎng)絡(luò)的典型應(yīng)用服務(wù)。學(xué)生能夠通過對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的設(shè)置提供WWW、FTP、Email、流媒體服務(wù)。

課前實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：安裝WWW，DNS服務(wù)器軟件，分析網(wǎng)頁發(fā)布過程和域名解析過程。

四、課后實(shí)踐環(huán)節(jié)方案設(shè)計(jì)

課堂教學(xué)后再安排設(shè)計(jì)類、操作配置類和綜合類等類型的實(shí)驗(yàn)，鞏固知識，突出知識與技術(shù)應(yīng)用能力的訓(xùn)練。我們按照核心技術(shù)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)系列。學(xué)生利用開放實(shí)驗(yàn)室和集中實(shí)踐環(huán)節(jié)完成。每部分實(shí)踐需要通過實(shí)踐報(bào)告和答辯對學(xué)生進(jìn)行考核。該實(shí)驗(yàn)系列集中實(shí)踐環(huán)節(jié)（見表1）。

表1 通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)驗(yàn)系列

五、結(jié)束語

理論源于實(shí)踐，反過來又指導(dǎo)實(shí)踐，并受實(shí)踐檢驗(yàn)?！皩?shí)踐、理論、再實(shí)踐”的教育方法就是盡可能地還原這個(gè)過程。要帶領(lǐng)學(xué)生從實(shí)踐中認(rèn)識理論用在什么地方，分析理論是如何解決實(shí)際問題的，把相關(guān)理論理解透徹，就可以分析實(shí)際現(xiàn)象，甚至可以創(chuàng)新，包括創(chuàng)新理論和創(chuàng)新實(shí)踐。在“做中學(xué)”學(xué)生的興趣也被極大地調(diào)動起來、理論學(xué)習(xí)也不費(fèi)勁，而且動手能力、觀察能力、創(chuàng)新能力都得到了培養(yǎng)。

[1]劉典型，鐘鋼.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)模式探討[J].教育與探索，2009，4

[2]王健，楊柳松.非計(jì)算機(jī)專業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)踐教學(xué)方法的研究[J].高教論壇，2008，6

The study of teaching model of computer communication and network

Zhao Yisong, Su Limin, Chen Xiaodan
Beijing union university, Beijing, 100101, China

Traditional teaching mode, there are some problems. How based on "practice, theory, and then practice" mode of education to guide students to explore and perceive computer communications and network technology, network theory to understand, to be the practical application of network technology. This article describes how to design a specific practice teaching.

computer communication and network; practice teaching；netuork course

book=89,ebook=278

2010-03-15

趙亦松，碩士，副教授。蘇利敏，博士，副教授。陳曉丹，碩士，講師。