摘要：針對我校計算機網(wǎng)絡課程教學中理論教學、教學手段和實驗安排等存在的問題，結合教學實踐，提出多種教學方法相結合、精選教學內(nèi)容、分類教學與加強實驗環(huán)節(jié)的對策，促進良好的學習和研究氛圍的形成，激發(fā)學生的學習興趣。
　　關鍵詞：計算機網(wǎng)絡；課程教學；教學方法；對策
　　
　　
　　
　　計算機網(wǎng)絡是計算機技術與通信技術相結合的產(chǎn)物，是計算機技術和通信技術密切結合的新技術領域，是美國IEEE-CS & ACM 2001大綱和中國CCC2002大綱規(guī)定的核心課程之一，是高等院校計算機及其相關專業(yè)的重點課程。計算機網(wǎng)絡課程的目標是培養(yǎng)學生掌握計算機網(wǎng)絡基本理論和基本技能，該課程的特點是理論與實踐并重，具有較強的綜合性。在計算機網(wǎng)絡的教學過程中，不但要讓學生掌握計算機網(wǎng)絡理論方面的知識，還要理論結合實踐，通過理論實驗、分析實驗、認知實驗和工程實踐等途徑培養(yǎng)學生的動手能力和運用網(wǎng)絡知識解決實際問題的能力。
　　計算機網(wǎng)絡是我院三年級計算機科學與技術專業(yè)、軟件工程專業(yè)、電子工程專業(yè)和研究生的一門必修的、重要的專業(yè)課程。本文針對以往計算機網(wǎng)絡教學中存在的問題，結合筆者在英國拉夫堡大學和諾丁漢大學的學習經(jīng)歷，提出相應的對策。
　　1計算機網(wǎng)絡教學中存在的問題
　　1.1內(nèi)容上理論脫離實踐，缺少前沿知識
　　目前我們采用的計算機網(wǎng)絡教材的內(nèi)容從結構上總體分為3大部分：以計算機網(wǎng)絡體系結構模型分層展開的原理部分，主要介紹計算機網(wǎng)絡的發(fā)展、網(wǎng)絡結構、協(xié)議、工作原理和應用；網(wǎng)絡硬件設備和典型網(wǎng)絡技術部分，主要介紹網(wǎng)卡、集線器、交換機、路由器及一些典型的廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)技術，如FDDI、ATM、無線網(wǎng)等；電子郵件、FTP和Web服務的網(wǎng)絡應用部分。
　　在課堂上，關于網(wǎng)絡原理性的概念、理論介紹很多，理論相聯(lián)系的實踐內(nèi)容介紹較少甚至沒有[1]。關于TCP/IP協(xié)議的內(nèi)容，國內(nèi)很多的教材只介紹了相關的原理[2-3]，至于TCP/IP協(xié)議在實際中的使用及在系統(tǒng)中的位置均未講解。隨著通信和計算機技術的緊密結合和同步發(fā)展，計算機網(wǎng)絡課程要求學生知其然，還要知其所以然，如計算機網(wǎng)絡的主要性能指標和網(wǎng)絡的服務質(zhì)量問題。另外一些新出現(xiàn)的先進網(wǎng)絡技術、提高網(wǎng)絡性能的分析方法，在有的教材中介紹得很少甚至沒有提及，這些新的技術和方法很有前途，反映了網(wǎng)絡的發(fā)展方向，學生們應該及時跟蹤和探索這些前沿技術。
　　1.2教學方法與手段單一
　　雖然將粉筆改為投影的教學方式已有很長時間[4]，但多媒體教學還沒有真正發(fā)揮應有的作用，而課程內(nèi)容中對于計算機網(wǎng)絡體系結構，特別是相關協(xié)議的描述，更是晦澀、不容易被理解的難點，學生很難接受。教師在講授利用TCP/IP的層次結構進行網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸時，學生根本看不到TCP/IP的各個層次，更是無法理解不同層次的數(shù)據(jù)傳輸原理和過程。因此，在計算機網(wǎng)絡的教學過程中，枯燥晦澀的內(nèi)容對整個課程學生興趣的建立和引導是非常不利的，這種模式無法形成學生與教師的互動，也不會激發(fā)學生對這門課程的熱情和興趣，更別說創(chuàng)新思維和創(chuàng)造型人才的培養(yǎng)。
　　1.3實驗安排不當導致實踐活動缺乏
　　計算機網(wǎng)絡是一門集基礎性、實用性與實踐性于
　　
　　
　　
　　基金項目：西北大學本科教學質(zhì)量與教學改革工程項目(10SY06)。
　　作者簡介：范訓禮(1970-)，男，副教授，博士，研究方向為網(wǎng)絡控制、網(wǎng)絡安全。
　　
　　一體的專業(yè)基礎課，只有經(jīng)過動手實踐，才能加深對網(wǎng)絡理論的理解，才能較好地掌握有關網(wǎng)絡技術，提高動手實踐能力?，F(xiàn)在大多數(shù)實驗都集中在網(wǎng)絡編程方面[5]，如編寫有關socket程序，這樣只是偏重于學生編程能力的鍛煉，而很少注意學生綜合分析能力的提高；而很多重要的實驗，如網(wǎng)絡設備配置實驗、組網(wǎng)調(diào)試實驗、通信協(xié)議分析實驗、網(wǎng)絡性能分析實驗和網(wǎng)絡控制算法實驗等則是培養(yǎng)學生綜合分析問題、解決問題的能力，這些實驗往往因為設備條件限制基本沒做，學生對于原理性的知識不能很好地理解，更別說提高實踐動手能力了。
　　2教學新方法
　　2.1多種教學方法相結合，激發(fā)學生學習興趣
　　學習計算機網(wǎng)絡這門課程時，學生普遍認為與他們心中的網(wǎng)絡相差很遠，很抽象，產(chǎn)生畏難心理。大多數(shù)學生對網(wǎng)絡的理解很狹隘，他們上網(wǎng)做的最多的事是瀏覽新聞、網(wǎng)絡游戲和QQ聊天，對網(wǎng)絡原理、網(wǎng)絡功能沒有概念。為此，激發(fā)學生學習的自覺性與積極性，是計算機網(wǎng)絡課程教學取得成功、使學生從被動接受知識變?yōu)橹鲃犹角笾R的關鍵。因此，在計算機網(wǎng)絡教學中，要讓學生從知識的被動接收者轉變?yōu)橹鲃訁⑴c者和積極探索者，在發(fā)揮教師教學主導作用的同時，還要充分發(fā)揮學生的主體作用，使學生參與到課堂教學中，教師為學生的積極參與創(chuàng)造條件，加強課堂互動，引導學生去思考、去探索、去發(fā)現(xiàn)，鼓勵學生大膽提出問題，改變過去講細、講透的教學方法。
　　在計算機網(wǎng)絡教學過程中，采用靈活多變的方法和手段，以使學生更好更快地接受所學知識，并能應用到實際生活當中。在計算機網(wǎng)絡教學設計上，把抽象的理論具體化、形象化。計算機網(wǎng)絡課程中有比較多理論性非常強的知識點，學生理解起來有一定的難度，在教學過程中，通過具體、形象的描述把抽象的理論表達出來，以便學生理解和吸收。
　　2.1.1采用討論式教學方法，激發(fā)學生興趣
　　針對上網(wǎng)對現(xiàn)在年輕人的吸引，在開課的第一天，在課堂上打開計算機，通過瀏覽因特網(wǎng)，讓學生親眼目睹網(wǎng)絡中的世界、網(wǎng)上通信、國際互聯(lián)、資源共享……在學生興趣正濃時，以幾個網(wǎng)絡應用的例子，引導學生進入網(wǎng)絡世界的新天地，由此概括出計算機網(wǎng)絡的定義。
　　在講授網(wǎng)絡協(xié)議、IP包與ICMP包分析、TCP協(xié)議與UDP協(xié)議、以太幀和ARP包協(xié)議、路由與轉發(fā)協(xié)議時，啟發(fā)學生將網(wǎng)絡中的協(xié)議與實際生活中的例子相比較，自己歸納總結出協(xié)議的基本步驟、思路以及特點，這樣學生印象深刻，對于比較復雜的協(xié)議有了實質(zhì)性的了解，而不再是死記硬背。在講授路由跟蹤協(xié)議時，則讓學生編寫相應的程序，跟蹤數(shù)據(jù)包，了解網(wǎng)絡信息是如何到達目的節(jié)點的。
　　2.1.2采用講練式教學法，加深學生對知識的理解
　　當某一知識點的概念、定義、例子講完后，為鞏固學生學習的效果，利用相應的課堂練習題，請1～2位學生上臺到黑板上做題，其余學生在紙上做題，最后由教師進行講解。例如在講授CRC工作原理后，給出相關例題，先講后練，并有學生參與例題的講解過程，加深學生對理論知識的理解。
　　2.1.3主動學習式教學法，鍛煉學生的組織表達能力
　　根據(jù)教學目的、教學內(nèi)容、學生的接受能力提出教學任務[6]，同時為學生提供相關的教學資源和網(wǎng)站地址，并提出學習方法建議，先讓學生在課后預習本次課要學習的內(nèi)容，通過Internet選擇活動形式，求新和創(chuàng)新。上課時，教師首先簡要介紹本次課內(nèi)容的要點，然后請學生上臺進行講解，最后由教師進行點評。對于應用性比較強的內(nèi)容，如網(wǎng)絡應用中的FTP文件傳輸服務，讓學生自己來體驗教學方式，鍛煉學生的表達能力和組織能力。對其中參與互動的學生在課程成績中有加分的表現(xiàn)。
　　2.2精選教學內(nèi)容，突出重點分類要求，采用分類教學方法
　　精選教學內(nèi)容是指在講清楚計算機網(wǎng)絡體系結構的同時，理論聯(lián)系實際。突出重點分類要求是指把教學內(nèi)容分成3個部分：要求學生了解的內(nèi)容，要求學生理解的內(nèi)容，要求學生掌握的內(nèi)容。
　　
　　2.2.1推演性教學法，使復雜問題易理解
　　在教學過程中，對于難以理解的數(shù)據(jù)包處理過程則采用推演性教學法。單純的描述很難說明問題，利用多媒體，通過Flash動畫模擬，由簡單到復雜、由理想模式到實用模式的逐步分析，展示數(shù)據(jù)從上到下，從源節(jié)點到目的節(jié)點，在傳輸過程中是如何在源節(jié)點添加各層包頭成為數(shù)據(jù)包分組、數(shù)據(jù)包、數(shù)據(jù)幀，在目的節(jié)點又是如何將相應的報頭去掉，還原為數(shù)據(jù)的。類似這樣的環(huán)節(jié)還包括相關物理層電器特性的平衡模式和非平衡模式，通過這種方式，學生不但理解了可靠性原理，而且還能初步了解和掌握科學研究的基本步驟和思想。
　　2.2.2理論聯(lián)系實際教學法，使操作性強的問題易掌握
　　對于操作性強的，采用理論聯(lián)系實際的教學方法在課堂上演示，如講TCP連接時的三次握手和斷開時的四次握手、授域名獲取、域名解析等內(nèi)容時，通過使用可視化模擬軟件，動態(tài)演示協(xié)議的運行，形象、生動、直觀地給學生留下了深刻的印象，增強了教學效果。每次上課時，結合授課內(nèi)容，選擇各種計算機網(wǎng)絡教學軟件或制作相應的課件，充分利用投影機、多媒體電腦演示進行視聽練的教學；對于有關物理設備、接口的講解，則采用實物講解、實驗操作的教學方式；而對那些網(wǎng)絡連接介質(zhì)及設備運行介紹則是讓學生通過親自動手安裝、使用模擬軟件操作及排除方法故障等方法掌握網(wǎng)絡安裝、維護及維修等內(nèi)容，讓學生消除心理上的學習壓力，提高學習效率。
　　2.2.3仿真模擬教學法，使復雜的問題易懂
　　在講解“協(xié)議”和“層”等概念時，使用仿真模擬教學方法，使復雜的問題變得易懂，同時增加了趣味性。例如使用“不同方言的人討論問題”的例子類比網(wǎng)絡協(xié)議，讓學生明白參與通信雙方之間的通信是需要有規(guī)則的，上層的通信需要相鄰下層協(xié)議的支持才能完成。再比如在講解路由選擇和轉發(fā)時，使用生活中的出行例子，從起點到終點的路徑是路由問題，而每個十字路口如何走，則是轉發(fā)問題。對應講授網(wǎng)絡層擁塞控制時，尤其是講授擁塞控制算法，如選擇性重發(fā)、滑動窗口協(xié)議、流控機制，通過使用城市中的交通問題作類比，學生很輕易就能理解“網(wǎng)絡中的Packet包太多”是導致“擁塞”的原因，然后才有愛好來采取一些算法控制和解除擁塞，由此引導有興趣和能力富裕的同學查閱文獻，設計擁塞控制算法，通過NS-2[7]仿真平臺進行深入的研究。
　　2.2.4概念術語英文化，使學生易記憶
　　計算機網(wǎng)絡是計算機技術和通信技術密切結合的綜合性交叉學科[2-3]，包含有大量英文概念、術語及縮寫，有的術語在不同文獻資料中的中文翻譯不一致，有的中文文獻對一些網(wǎng)絡概念或術語也直接使用英文描述。根據(jù)筆者的經(jīng)歷和經(jīng)驗，通過查閱文獻后，在課堂上對計算機網(wǎng)絡中的術語與概念給出英文表達，而對于英文縮寫，則給出英文組成詞匯，由此形成相應的中英文名詞術語對照表，利于學生理解和記憶，使學生更加準確地把握概念含義，同時鼓勵學生自己查閱相關的文獻，有利于他們對英文原版資料的閱讀與理解。
　　2.3加強實驗環(huán)節(jié)，改變實驗內(nèi)容與方式
　　計算機網(wǎng)絡的許多內(nèi)容應該以實驗的方imR9gSJjSBFZg3bKvZEgbQ==式讓學生進行學習和理解，必須充分培養(yǎng)學生的主動積極參與意識，通過實踐驗證掌握其基本原理、基本概念，通過實踐訓練掌握基本的操作技能[5]。
　　2.3.1使用抓包分析軟件處理應用層知識實驗
　　對于應用層知識方面的實驗，讓學生學會使用相關抓包分析軟件，如NetXray、SnifferPro，Ehteral與WinCap結合的方式來抓取網(wǎng)絡通信的數(shù)據(jù)包，分析通信過程中包頭與通信內(nèi)容，讓學生自己去分析數(shù)據(jù)內(nèi)容，并由此加深特殊網(wǎng)絡通信中，如果數(shù)據(jù)不加密，通信是不安全的認識。
　　2.3.2使用網(wǎng)絡配置仿真軟件處理實踐性強的網(wǎng)絡實驗
　　對于實踐性強的內(nèi)容，如交換機的配置、交換機的VLAN配置、路由器配置、網(wǎng)絡配置實驗，設計相關應用型網(wǎng)絡的拓撲結構，并進行相應的配置測試，安排實驗專題讓學生利用相關網(wǎng)絡設備配置仿真軟件Boson Netsim進行練習，了解設備的配置方法與過程，然后由分組學生的代表在課堂上向大家講述，大家再一起討論、分析和評價，每個學生都有興趣積極參與，活躍了課堂氣氛，培養(yǎng)了學生的自學能力和表達能力。
　　2.3.3通過編程修改實現(xiàn)理論實驗
　　對于理論實驗部分，如IP包與ICMP包分析、TCP協(xié)議與UDP協(xié)議、以太幀和ARP包協(xié)議[8]，讓學生通過分析和修改開源Linux代碼來加深對理論知識的理解；對于學有余力的同學，則引導其進一步研究滑動窗口協(xié)議、流控機制等網(wǎng)絡擁塞控制行為，通過文獻閱讀，做深層的研究，并在NS-2[7]仿真平臺分析網(wǎng)絡控制的各種算法以及由此得到的網(wǎng)絡性能。
　　2.3.4通過拓展實驗，鞏固理論知識
　　課堂教學及上機操作總是要受制于課本、課時、實驗設備等因素，學生面對的是熟悉的老師、環(huán)境及設備。社會在不斷發(fā)展，技術在不斷創(chuàng)新，要使學生能夠立足于社會，為社會所接受，必須讓學生走出校門，積極參與社會實踐。在授課的同時，根據(jù)相應的內(nèi)容，安排適當?shù)恼n時，或利用雙休日、假日，參觀本校整個網(wǎng)絡系統(tǒng)，從服務器、路由器、交換機、HUB，到網(wǎng)卡、網(wǎng)線、水晶頭等各種組網(wǎng)設備。再有目的地鼓勵學生到電腦公司、企事業(yè)單位，讓學生參觀學習或參與實際操作，把學到的知識運用到實際工作中，并在實際操作中深化理論，鞏固所學的知識，補充在課堂上學不到的新知識及新技術，使學生真正把在課堂上學到的知識與社會實踐相結合，為今后的就業(yè)打下良好的基礎。
　　3國外計算機網(wǎng)絡教學方法分析
　　國外大學選用的教材不一定很深很難，但要提供大量思考題和練習題，他們鼓勵學生充分利用圖書館和互聯(lián)網(wǎng)，自己獲取知識，掌握學習方法。
　　英國拉夫堡大學計算機系的計算機網(wǎng)絡課程教學采用的主導教材是Kurose James F.和Ross Keith W.的Computer Networking: A Top-down Approach。主講教師給學生提供大量的文獻和一定的作業(yè)和思考題，讓學生充分利用學校的圖書館和網(wǎng)絡資源來獲取相應的知識，提高學生的自主學習能力。在教學過程中，除講授大綱規(guī)定的教材內(nèi)容外，還邀請企業(yè)界的網(wǎng)絡工程師、學術界的網(wǎng)絡專家和大型網(wǎng)絡中心的管理者就相關專題進行交流。筆者參與的網(wǎng)絡課程，就邀請了BAE公司的資深網(wǎng)絡設計師就英國某網(wǎng)絡系統(tǒng)的設計進行分析講解；邀請拉夫堡大學網(wǎng)絡中心的運行經(jīng)理就英國教育網(wǎng)JANET和拉夫堡大學校園網(wǎng)絡規(guī)劃設計進行詳細的講解；還邀請有關學者就網(wǎng)絡控制、網(wǎng)絡排隊理論問題進行講解，開闊了學生的視野。
　　除主講教師外，一般配1～2位輔導教師，主要給學生提供學習輔導，包括：1)學習答疑，解決學生學習過程的疑難問題。2)原理上機實驗，指導學生完成相關的驗證性實驗，如對網(wǎng)絡拓撲結構的實現(xiàn)，對網(wǎng)絡相關設備的配置。3)程序設計性的實驗指導，使用NS-2仿真平臺對網(wǎng)絡擁塞控制算法進行改進與實現(xiàn)，分析網(wǎng)絡控制的各種方法以及由此得到的網(wǎng)絡性能。4)參觀性實驗的聯(lián)系，如聯(lián)系參觀JANET的拉夫堡大學網(wǎng)絡中心，在此過程中網(wǎng)絡中心的負責人介紹校園網(wǎng)絡的設備、網(wǎng)絡結構以及所提供的服務。
　　總之，他們的方法是教師按照教學大綱、課程內(nèi)容和課程教學要求布置學習課題；給出學生完成課題所需要自學的參考書目、參考網(wǎng)址；通過輔導課網(wǎng)絡聯(lián)系方式及時給學生提供必要的輔導；教師對各種類型的課題初步給出結論，并進行討論分析和評價。
　　
　　4結語
　　我院針對目前計算機網(wǎng)絡課程教學存在的相關問題，探索研究先進的教學理念和教學方法、手段，目的是激發(fā)學生對計算機網(wǎng)絡課程的學習興趣，創(chuàng)設良好的課堂教學與實踐教學環(huán)境，使學生深化理論知識，增強網(wǎng)絡應用和實踐能力。實際的教學效果表明所用方法達到了預期的目標。
　　
　　參考文獻：
　　[1] 劉彥保. 計算機網(wǎng)絡課程教學改革探討[J]. 高等理