計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實踐教學(xué)改革研究與探索

潘澤強(qiáng)，黃益群

PAN Ze-qiang，HUANG Yi-qun

（江西中醫(yī)學(xué)院 計算機(jī)學(xué)院，南昌 330004）

0 引言

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一門對應(yīng)用、實踐要求很高的課程。許多地方本科高校雖然建立了網(wǎng)絡(luò)實驗室，但由于實驗室交換機(jī)、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備少，而且有些設(shè)備生產(chǎn)廠家也不同，沒有聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)設(shè)備公司對實驗室進(jìn)行設(shè)計，設(shè)備利用率低，因此網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)長期只是重視課堂上對原理的講授，學(xué)生缺少實際動手機(jī)會，學(xué)生學(xué)習(xí)完網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程后沒有具體印象。由于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)內(nèi)容有些僅重視操作、驗證性實驗，實驗項目主要還是網(wǎng)線制作、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的安裝和配置等，缺乏綜合、設(shè)計性實驗。學(xué)生接觸的許多網(wǎng)絡(luò)概念和原理都比較抽象、難懂，而且同時網(wǎng)絡(luò)實驗教材也是千差萬別，沒有適合地方本科高校的實驗教材。針對網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)中存在的種種問題，深入探討了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)改革的思路，提出了進(jìn)一步加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)改革的有效措施。我們選用適合高校學(xué)生的教學(xué)方法，通過不同的項目實驗，不僅幫助學(xué)生了解和掌握網(wǎng)絡(luò)原理和實現(xiàn)技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，同時有利于學(xué)生綜合能力特別是探究、創(chuàng)新能力的發(fā)展。因此，在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的教學(xué)過程中，我們在實踐教學(xué)方法上進(jìn)行了有益的改革和探索。

1 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實踐教學(xué)方法的改進(jìn)

1.1 以任務(wù)驅(qū)動模式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的實驗教學(xué)

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法是一種讓學(xué)生學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題解決問題，啟發(fā)學(xué)生展開討論，提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識和動手實踐能力。教師要提出明確的要求，適時布置任務(wù)，及時了解學(xué)生的操作情況。教師要按照學(xué)生的特點(diǎn)，利用現(xiàn)有的教學(xué)設(shè)備和教學(xué)環(huán)境以及核心的教學(xué)目標(biāo)來組織確定任務(wù)驅(qū)動項目。確定的實驗項目應(yīng)該服務(wù)于課程的核心教學(xué)目標(biāo)，教師的教與學(xué)生的都是圍繞著一個目標(biāo)幾項任務(wù)來完成的。我們在實際實驗教學(xué)活動中結(jié)合當(dāng)前常用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和所選教材要求，按以下步驟來設(shè)計實驗項目。

1.1.1 規(guī)劃設(shè)計項目的整體目標(biāo)

在實驗教學(xué)活動中，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)理論課程的教學(xué)要求應(yīng)該掌握的知識點(diǎn)以及所擁有的實驗設(shè)備，確定當(dāng)前的實驗環(huán)境，提出任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法實驗的整體目標(biāo)。例如提出一個對學(xué)生比較合適的綜合型項目（某個高校的校園網(wǎng)或者某個企業(yè)的核心網(wǎng)），圍繞著這個綜合項目提出整體目標(biāo)。整體目標(biāo)設(shè)計時要將理論課程中重要的知識點(diǎn)和常用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合其中。通過真實的項目，讓學(xué)生自己進(jìn)入到我們設(shè)計的項目環(huán)境中，提出解決方案，通過自主學(xué)習(xí)，團(tuán)隊協(xié)作，學(xué)生最終可以進(jìn)行成果表達(dá)，實現(xiàn)學(xué)習(xí)該課程的學(xué)生對當(dāng)前的主流網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有比較清晰的了解的目標(biāo)，并具有獨(dú)立完成組建常用網(wǎng)絡(luò)的能力。

1.1.2 對任務(wù)目標(biāo)進(jìn)行細(xì)化

為了便于實驗教學(xué)，我們將提出的綜合項目化整為零，分解為容易理解的若干個任務(wù)和情境，以任務(wù)驅(qū)動教學(xué)，在每個任務(wù)和情境教學(xué)中，設(shè)計一個較為真實的項目背景，在這些任務(wù)和情境中涉及一些常用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，按照以下步驟完成每個細(xì)分的任務(wù)和情境。

1.1.3 將分散的目標(biāo)進(jìn)行整合。

任務(wù)驅(qū)動模式是一種具有探究性質(zhì)的教學(xué)模式，是一種讓學(xué)生學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題解決問題，啟發(fā)學(xué)生展開討論，提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識和動手實踐能力。教師要提出明確的要求，適時布置任務(wù)，及時了解學(xué)生的操作情況。它通過任務(wù)和情境提出問題，然后再通過問題整合知識。這有助于培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力和獨(dú)立分析問題、解決問題的能力。通過對綜合項目的實施，把分解的任務(wù)和情境中基本掌握的知識點(diǎn)再次進(jìn)行優(yōu)化與整合，最終完全掌握知識點(diǎn)。因此，在教學(xué)活動的后期，分解的任務(wù)和情境都完成以后，再次回到綜合項目，讓學(xué)生有充足的時間獨(dú)立完成綜合項目，在真實的項目背景下，使得學(xué)生真切地感受完成一個項目的整個過程。

在規(guī)劃項目前，我們教師要吃透教材，讓規(guī)劃設(shè)計的項目、任務(wù)和情境與教材相匹配。項目實施過程中，不僅培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰?，更要注重對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理的理解、掌握，要讓學(xué)生知其然，也知其所以然。

1.2 實驗要求分層次設(shè)計

圖1 交換機(jī)路由配置拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

由于學(xué)生動手能力差別比較大，我們針對每個任務(wù)和情境設(shè)計了易、中、難三個層次的實驗要求，不同層次的學(xué)生達(dá)到不同的實驗?zāi)繕?biāo)。這樣每個學(xué)生都能夠通過努力完成任務(wù)，樹立學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心，激發(fā)學(xué)生的興趣，提高各層次學(xué)生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的積極性和主動性。例如：三層交換機(jī)的路由功能實驗任務(wù)中，要求學(xué)生掌握在三層交換機(jī)上創(chuàng)建多個VLAN，在VLAN間配置靜態(tài)路由及動態(tài)路由協(xié)議的方法步驟（如圖1所示）。

實驗?zāi)繕?biāo)是設(shè)置交換機(jī)VLAN1端口地址，測試交換機(jī)之間的連通性，創(chuàng)建交換機(jī)多個VLAN虛接口，并配置地址，在各VLAN之間設(shè)置靜態(tài)路由，測試交換機(jī)與PC機(jī)間的連通性，然后在交換機(jī)上設(shè)置動態(tài)路由，查看各交換機(jī)上靜態(tài)路由信息和動態(tài)路由信息表。對于快速完成易層次實驗要求的小組，建議其挑戰(zhàn)中層次的實驗要求。例如：要求學(xué)生在三臺Cisco路由器中配置靜態(tài)路由，使得不在同一網(wǎng)段的三個局域網(wǎng)（LAN1、LAN2和LAN3）能夠互相連通（如圖2所示）。

圖2 配置靜態(tài)路由網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

此實驗變更了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，加大了難度，增加了通信的網(wǎng)段，要求配置路由器RTA、RTB、和RTC相關(guān)接口，配置各路由器靜態(tài)路由，查看各路由器更新后的路由表信息，測試各網(wǎng)段的連通性，當(dāng)然此實驗也可進(jìn)行擴(kuò)展，對動態(tài)路由協(xié)議RIP進(jìn)行配置。

通過難度的加大，對以前學(xué)習(xí)過的實驗任務(wù)進(jìn)行復(fù)習(xí)，將知識點(diǎn)整合。在這個過程中一定會遇到更多的問題，這就需要學(xué)生綜合的分析，提高其實驗技能。如果還有部分學(xué)生順利完成了中層次的實驗，就可以輔導(dǎo)其挑戰(zhàn)最高難度。對于易層次完成也有難度的小組，完成實驗任務(wù)時加以引導(dǎo)和輔助，并幫助分析查找原因，要求通過分析自主完成實驗，逐漸提高該類學(xué)生的實踐動手能力。最終完成一個課堂、不同層次的實驗教學(xué)活動。在實驗過程中，教師要掌握各組實驗的進(jìn)程，并從引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的角度進(jìn)行有針對性的啟發(fā)，指導(dǎo)學(xué)生通過參閱實驗指導(dǎo)書、技術(shù)文檔和相互探討完成所規(guī)定的實驗任務(wù)，有意識地培養(yǎng)和提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

為了鼓勵學(xué)生積極主動的學(xué)習(xí)，我們提倡學(xué)生創(chuàng)新。改變傳統(tǒng)的考核方式，采取多元化的考核方法，使考試成為促進(jìn)學(xué)習(xí)的方法之一。每個任務(wù)完成后，采取自我評價、小組評價與教師綜合評價相結(jié)合的評價方式?？己嗽u估采用“理論+實踐”的模式，使學(xué)生從思想上重視實驗教學(xué)。同時，注意過程評價與結(jié)果評價相結(jié)合。

1.3 運(yùn)用仿真軟件

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對實驗硬件條件要求較高，并且實驗操作稍不注意就會對軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)產(chǎn)生一定的破壞性。我們就選用仿真軟件進(jìn)行部分實驗，就能夠消除實驗環(huán)境所帶來的影響，可以讓學(xué)生在不使用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備硬件的情況下，也能順利完成網(wǎng)絡(luò)實驗，從而既節(jié)約硬件資源和資金，又充分提高學(xué)生的實踐動手能力。同時，學(xué)生采用這種方案完成實驗，不必在固定的時間到實驗室操作，只要自己有一臺電腦在任何時間就可獨(dú)立完成。我們選用路由模擬軟件BOSON NETSIM和Dynamips來進(jìn)行部分的實驗教學(xué)，彌補(bǔ)實驗環(huán)境不足所帶來的問題。

2 結(jié)論

總之，以上改革和探索，在我校專業(yè)2007級學(xué)生中進(jìn)行了實施。結(jié)果表明，提高了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實驗教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)建和開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的能力，學(xué)生反映良好，可以進(jìn)一步深入研究和探索。

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