摘要[請作者補充英文摘要和關鍵詞。]：針對電子類專業(yè)人才對網(wǎng)絡技術的新需求，以該專業(yè)的網(wǎng)絡應用為背景，從培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的電子類應用型人才角度出發(fā)，提出一個電子類專業(yè)計算機網(wǎng)絡課程的實踐教學體系，以提高教學效果和學生的綜合應用能力。
　　關鍵詞：計算機網(wǎng)絡；電子類專業(yè)；實踐教學體系；應用型人才
　　
　　
　　計算機網(wǎng)絡課程是計算機、網(wǎng)絡、通信專業(yè)培養(yǎng)方案中的核心課程[1]。隨著網(wǎng)絡技術的迅猛發(fā)展，計算機網(wǎng)絡課程的綜合性和學科交叉性越來越強，其應用幾乎滲透到各個行業(yè)。各高校理工科、電子類專業(yè)和文科類專業(yè)也都相繼開設了這門課程，大學生計算機等級三級考試就有計算機網(wǎng)絡技術的考試科目。對不同專業(yè)知識背景的學生來說，計算機網(wǎng)絡課程的教學方法和內容是不同的，而電子類專業(yè)的計算機網(wǎng)絡課程教學更應有自己的專業(yè)特色。本文基于我校電子類專業(yè)本科生計算機網(wǎng)絡教學中的實際經(jīng)驗，對實踐教學這個環(huán)節(jié)進行了探討，并提出了一些具體建議。
　　1網(wǎng)絡技術的新發(fā)展趨勢
　　在計算機網(wǎng)絡技術迅速發(fā)展、計算機網(wǎng)絡應用空前活躍的大背景下，電子、電器產(chǎn)品也在向網(wǎng)絡化、智能化方向發(fā)展?；赥CP/IP協(xié)議的應用不斷增多，網(wǎng)絡技術已越來越成為電子行業(yè)滿足實際需求的關鍵支撐，主要表現(xiàn)為以下幾大方面：
　　1.1測控技術網(wǎng)絡化是現(xiàn)代測控技術的發(fā)展趨勢
　　網(wǎng)絡技術已越來越成為測控技術滿足實際需求的關鍵支撐。以Internet為代表的計算機網(wǎng)絡迅速發(fā)展，相關技術日益完善，產(chǎn)生了基于網(wǎng)絡環(huán)境的智能測控新領域。工業(yè)現(xiàn)場測控網(wǎng)絡、遠程數(shù)據(jù)采集與控制、高檔測量儀器設備資源的遠程實時調用、遠程設備故障診斷、四表(電、水、燃氣、熱能等)的自動抄
　　表遠傳、網(wǎng)絡化分布式智能測控等已成為國內外研究的熱點。與此同時，高性能、高可靠性、低成本的網(wǎng)關、路由器、中繼器及網(wǎng)絡接口芯片等網(wǎng)絡互聯(lián)設備的不斷進步，又方便了Internet、不同類型測控網(wǎng)絡、企業(yè)網(wǎng)絡間的互聯(lián)[2]。
　　1.2互聯(lián)網(wǎng)與消費電子創(chuàng)新融合
　　隨著電子信息技術的不斷發(fā)展，通信產(chǎn)品、計算機產(chǎn)品、消費類電子產(chǎn)品向3C融合發(fā)展的勢頭十分迅猛。種類繁多的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化的消費類電子產(chǎn)品還在不斷涌現(xiàn)，3G手機、多媒體數(shù)字家庭電腦、數(shù)字電視、網(wǎng)絡電視等電子產(chǎn)品就已經(jīng)走進了普通消費者的生活之中。去年起，康佳、TCL、長虹等宣布停產(chǎn)部分非互聯(lián)網(wǎng)電視，將互聯(lián)網(wǎng)功能定為電視的標準配置[3]。家庭網(wǎng)絡技術也是將來的發(fā)展趨勢，家庭電器上網(wǎng)不再是一種夢想。
　　1.3物聯(lián)網(wǎng)——又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮
　　物聯(lián)網(wǎng)技術迅猛發(fā)展，可以使世界上所有的物體都可以通過因特網(wǎng)主動進行交換。從技術上講，物聯(lián)網(wǎng)首先是一個傳感網(wǎng)絡，即以二維碼、RFID、傳感器為主，實現(xiàn)“物”的識別。其次是傳輸網(wǎng)絡，即通過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)絡、通信網(wǎng)絡或未來的NGN網(wǎng)絡，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與計算。物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛，遍及智能交通、智能電網(wǎng)、智能家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、家庭醫(yī)療等多個領域[4-5]。
　　2電子類計算機網(wǎng)絡課程教學的問題
　　2.1純理論教學方式與實際應用脫節(jié)
　　在教學型大學和新升格的本科院校中，有些院校由于實驗條件的限制，計算機網(wǎng)絡課程的教學采用純理論教學方式。主要注重網(wǎng)絡的模型、分層思想及各層協(xié)議，理論性強、抽象，內容側重基本原理，教師講授困難，學生對真實的網(wǎng)絡環(huán)境又缺乏了解，沒有實際動手的機會；而計算機網(wǎng)絡技術發(fā)展迅速、內容更新快，又具有很強的實踐性。這樣整個教學過程枯燥乏味，給學生的感覺是理論與實際嚴重脫節(jié)。
　　2.2實踐教學與專業(yè)課程結合不緊密
　　在教學過程中，很多高校開設的網(wǎng)絡課程實驗大部分采用基于局域網(wǎng)的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的配置與管理，內容比較單一，與課上的理論內容關系不夠密切，沒有讓學生從應用的角度理解每層協(xié)議，完成對各層協(xié)議的驗證，學生無法形成一個完整的內容體系，以后進行項目開發(fā)的潛力不夠。局域網(wǎng)組網(wǎng)與配置只是網(wǎng)絡技術的一部分，與電子類專業(yè)學生今后從事畢業(yè)設計、項目開發(fā)的關系不密切，不能很好地適應學科及專業(yè)方向的調整。
　　3計算機網(wǎng)絡實驗涉及的內容
　　目前，從實踐的角度，計算機網(wǎng)絡課程的內容基本上可以分為以下幾大類，如圖1所示。
　　圖1計算機網(wǎng)絡實驗內容分類
　　3.1簡單網(wǎng)絡配置與管理實驗
　　安裝網(wǎng)絡操作系統(tǒng)(Windows或Linux環(huán)境)和進行簡單的網(wǎng)絡配置與管理。實驗內容包括網(wǎng)線的制作、局域網(wǎng)組網(wǎng)入門、用戶管理、文件共享和安全性；搭建各種應用服務器及其應用，如DNS服務器、Web服務器、FTP服務器、郵件服務器等。
　　3.2網(wǎng)絡工程類實驗
　　學會交換機和路由器的配置與管理。通過網(wǎng)絡硬件設備或使用模擬實驗軟件組建中小型的網(wǎng)絡。建立網(wǎng)絡硬件實驗室需要投入大量的設備與資金，在一般的高校很難做到，所以可以考慮采用仿真軟件，如利用Cisco官方模擬器Packet Tracer、網(wǎng)絡協(xié)議分析器Ethereal、網(wǎng)絡模擬軟件OPENET等。
　　3.3網(wǎng)絡協(xié)議類實驗
　　在深入學習網(wǎng)絡協(xié)議的基礎上，通過編程實現(xiàn)一些基本的協(xié)議和服務，這就需要學生具備扎實的網(wǎng)絡基礎知識，并且精通編程語言。實驗內容包括應用層協(xié)議分析和編程，重點在于理解協(xié)議的概念、應用和編制簡單的網(wǎng)絡協(xié)議，實現(xiàn)簡單網(wǎng)絡應用。
　　對于計算機或網(wǎng)絡專業(yè)，有些學校會專門開設協(xié)議類和網(wǎng)絡編程的課程，網(wǎng)絡專業(yè)還有專門的路由與交換和其他相關課程。對電子類專業(yè)教師來說，如何在有限的網(wǎng)絡課程里傳授給學生更多實用的知識，成為關鍵所在。
　　當然，興趣是最好的老師。將來的電子產(chǎn)品很多要與網(wǎng)絡相連，應該讓學生了解計算機網(wǎng)絡在電子類專業(yè)中的地位和作用。沒有一定的網(wǎng)絡基礎，技術就會落伍，產(chǎn)品就會被淘汰。通過這樣的方式激發(fā)學生的學習熱情，增強教學雙方的互動性。
　　4構建多層次實驗教學體系
　　從電子專業(yè)新需求的角度考慮，學生學習計算機網(wǎng)絡課程，除了應理解計算機網(wǎng)絡的模型和層次結構外，還應該注重對協(xié)議的理解與應用，特別是TCP/IP協(xié)議、數(shù)據(jù)包的傳送，包括它的封裝和拆裝。按照這種思路，我們結合多年的教學經(jīng)驗，從電子類專業(yè)應用型本科人才培養(yǎng)目標的角度，對實踐教學目標進行了重新定位，改變以往所有電子類專業(yè)單一的計算機網(wǎng)絡實踐教學培養(yǎng)模式，對實驗項目進行了分析和篩選，構建了一個適合于電子類專業(yè)的多層次實驗教學體系，如圖2所示。通過演示實驗、實際操作和彈性實踐方式來適應課程本身的發(fā)展變化，突出能力培養(yǎng)和實用技能，體現(xiàn)應用型本科的特色。由于課程實踐學時的限制，可以按照實踐體系設計驗證型、設計型、創(chuàng)新型等不同層次的實驗內容，采用理論課演示實驗、課內實驗、課外自選實驗、課外興趣小組、競賽和學生科研項目等彈性實踐方式。學生可根據(jù)興趣，在指定范圍內自主選題，完成實驗項目。
　　圖2電子類專業(yè)計算機網(wǎng)絡實踐教學體系
　　第一層次是網(wǎng)絡基本技能訓練，主要是使學生掌握常用的網(wǎng)絡工具和建立、配置網(wǎng)絡。我們選取其中與電子類最相關、最基本的內容，如局域網(wǎng)組網(wǎng)入門、DNS服務器、Web服務器的配置，讓學生掌握一些最基本的網(wǎng)絡知識，包括直連線、交叉線的使用；ping、ipconfig、tracert等基本網(wǎng)絡命令的使用；網(wǎng)絡是否連通以及簡單的網(wǎng)絡故障排除和基本的網(wǎng)絡服務等。這些屬于驗證型實驗，也是以后做嵌入式開發(fā)與電器產(chǎn)品上網(wǎng)必須用到的基本技能。
　　
　　第二層次是網(wǎng)絡協(xié)議類實驗，主要從網(wǎng)絡軟件分析和應用角度引導學生將網(wǎng)絡原理知識和實際網(wǎng)絡結合起來，鼓勵學生根據(jù)所學網(wǎng)絡協(xié)議分析和設計網(wǎng)絡程序，加深對網(wǎng)絡協(xié)議的體會和理解，同時培養(yǎng)學生的實際動手能力和編程能力。這部分內容對學生編程能力的要求較高，但為了與電子類專業(yè)基于TCP/IP協(xié)議應用的新需求和應用性人才培養(yǎng)目標相適應，可以采用逐步推進的教學方式。
　　在驗證型實驗中，要求學生學會網(wǎng)絡監(jiān)測軟件(如Sniffer)的使用，通過對網(wǎng)絡捕獲得到的數(shù)據(jù)包進行分析和相應的探討，分析Ethernet幀、IP分組和TCP協(xié)議的格式，了解ARP廣播和ARP應答，以及TCP三次握手的實際過程。這些實驗一方面避免了理論教學講到協(xié)議格式時候的枯燥乏味，通過對ARP廣播、ARP應答和建立TCP三次握手過程時網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的實際跟蹤，激發(fā)學生的學習興趣，為后面的軟件編程打好基礎；另一方面也為電子專業(yè)學生從實際產(chǎn)品與網(wǎng)絡連接進行調試提供了一種調試方法和監(jiān)測工具。
　　在設計類實驗中，我們在協(xié)議分析的基礎上開設了Ethernet幀封裝與解析、IP數(shù)據(jù)包的捕獲與解析、Socket通信等軟件編程實驗[6]，解決數(shù)據(jù)從應用層傳輸層 網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層的封裝和拆裝過程的問題。這部分內容主要要求學生掌握網(wǎng)絡環(huán)境中軟件編程的基本方法，通過實際網(wǎng)絡編程的訓練，使學生加深對網(wǎng)絡協(xié)議與實現(xiàn)方法的理解，逐步提高網(wǎng)絡軟件編程能力。
　　在創(chuàng)新類實驗中，我們通過嵌入式TCP/IP協(xié)議的分析、單片機或嵌入式應用系統(tǒng)TCP/IP協(xié)議的移植和應用開發(fā)[7]，引導學生將網(wǎng)絡知識具體應用到實際電子產(chǎn)品中去，培養(yǎng)學生產(chǎn)品與科研開發(fā)的能力，這可以通過學校的學生科研項目或畢業(yè)設計等環(huán)節(jié)加以實施。
　　第三層次是網(wǎng)絡工程管理類實驗。我們可以通過使用Cisco官方模擬器Packet Tracer、網(wǎng)絡模擬軟件組建中小型網(wǎng)絡，幫助學生理解網(wǎng)絡的基本架構。通過簡單交換機和路由器的配置，完成靜態(tài)路由和動態(tài)路由RIP協(xié)議的配置、VLAN的配置，理解網(wǎng)絡層里提到的路由表和路由協(xié)議以及它們的工作過程、VLAN的作用。在理論講解的時候，特別是在網(wǎng)絡層講到路由表和路由協(xié)議(靜態(tài)路由和動態(tài)路由等)的時候，學生會覺得很抽象，無所適從，而教師可以通過課堂的演示講解解決這個問題，使教學生動形象。對有余力的學生，可以給他們提供實驗方法和實驗步驟，讓學生課外時間在自己的PC機上模擬軟件練習，完成網(wǎng)絡設備(如路由器、交換機)最基本的配置和管理。另外，Packet Tracer支持跟蹤數(shù)據(jù)包，并能實時分析數(shù)據(jù)包的結構，這些對學生理解數(shù)據(jù)包的封裝也很有幫助。
　　我們的優(yōu)勢在于，學院內部的網(wǎng)絡工程專業(yè)和思科網(wǎng)絡學院擁有能夠開設路由與交換、網(wǎng)絡綜合模擬所有實驗的設備，還擁有學生開放實驗室和網(wǎng)絡創(chuàng)新實驗室。我們可以帶學生參觀思科網(wǎng)絡綜合實驗室，認識課本上講述到的交換機和路由器以及綜合布線系統(tǒng)，包括機房的機柜、配線架、實際的物理連線以及網(wǎng)絡拓撲，增加學生的感性認識。有興趣的學生可以在熟練掌握利用Packet Tracer網(wǎng)絡模擬軟件所做的實驗后，申請進入學院網(wǎng)絡工程專業(yè)的開放實驗室，進行實際網(wǎng)絡設備的配置和實際操作。當然，動手能力強的同學，也可以參加思科網(wǎng)絡競賽輔導，如果成績突出，可以參加每年一度的思科網(wǎng)絡大賽。這也是我們選擇思科Packet Tracer作為網(wǎng)絡模擬軟件的目的所在。
　　經(jīng)過第一輪的實踐教學初步嘗試，學生普遍反映比原來單純的理論學習效果好。原來抽象、乏味的理論，現(xiàn)在通過課堂內的實踐教學，大大提高了學生的學習興趣和學習主動性，加深了其對網(wǎng)絡深層次的理解。實踐教學還能夠引導學生課余學習的方向，如學生競賽、畢業(yè)設計和學生科研，都牽涉到非常實用的內容。當然，該實踐教學體系受到實踐學時的限制，還有待進一步完善和改進。
　　5結語
　　與實際相結合、注重實踐、突出能力訓練的實踐教學，可以更充分地調動學生學習的積極性，在一定程度上提高教學效果和學生的綜合應用能力。另外，通過加強提高學生自學、創(chuàng)新和動手能力的課程內容和實踐環(huán)節(jié)，也可以大大提高學生的學習興趣，給優(yōu)秀學生提供創(chuàng)新的空間。
　　計算機網(wǎng)絡課程實踐教學體系隨網(wǎng)絡技術的發(fā)展而發(fā)展。建設有特色的電子類專業(yè)實踐教學體系，需要一定的教學積累、實踐經(jīng)驗和創(chuàng)新思想。本文對該課程實踐教學體系提出了探討，希望與其他院校交流切磋，取長補短，更加緊密地結合實際，及時更新實驗教學內容和技術，不斷提高教學質量，培養(yǎng)出更多的高素質電子類專業(yè)人才。
　　
　　參考文獻:
　　[1] Andrew S Tanenbaum. 計算機網(wǎng)絡[M]. 4版.