崔艷榮 (長(zhǎng)江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院,湖北 荊州434023)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的專業(yè)核心課程,包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和原理體系結(jié)構(gòu)、物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、運(yùn)輸層、應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)安全、因特網(wǎng)上的音頻/視頻服務(wù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和下一代因特網(wǎng)等內(nèi)容[1]。該課程涉及內(nèi)容廣泛且非常抽象,加之學(xué)時(shí)有限,這就要求教師結(jié)合網(wǎng)絡(luò)工程課程設(shè)置特點(diǎn),在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)過(guò)程中,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)課程設(shè)置體系,對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行改革,從而達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是非常復(fù)雜的系統(tǒng),為了能讓計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的任何2臺(tái)計(jì)算機(jī)能順利地進(jìn)行通信,國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)組織ISO提出了開放系統(tǒng)互連基本參考模型 (OSI/RM)[2],將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)分為7層 (見1(a))。由于現(xiàn)今規(guī)模最大、覆蓋全世界的因特網(wǎng)并未采用OSI標(biāo)準(zhǔn),而是使用TCP/IP 4層體系結(jié)構(gòu) (見圖1(b))。因此,在講授 《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程原理時(shí),可綜合OSI/RM和TCP/IP的特點(diǎn),采用只有5層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu) (見圖1(c))。
根據(jù)5層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu),《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》知識(shí)模塊主要包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、運(yùn)輸層和應(yīng)用層的基本原理和協(xié)議,另外還涉及到網(wǎng)絡(luò)安全、因特網(wǎng)上的音頻/視頻服務(wù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和下一代英特網(wǎng)等內(nèi)容。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)內(nèi)容包括理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)2部分。筆者通過(guò)分析長(zhǎng)江大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的課程設(shè)置體系,發(fā)現(xiàn) 《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)與后續(xù)課程重復(fù)。例如 《密碼學(xué)》和 《網(wǎng)絡(luò)安全》已完全涵蓋網(wǎng)絡(luò)安全部分的知識(shí)點(diǎn),《網(wǎng)絡(luò)管理》包含簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP的內(nèi)容,《IPV6技術(shù)與應(yīng)用》包含下一代因特網(wǎng)課程的知識(shí)點(diǎn),因而講授 《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程時(shí)可以將上述內(nèi)容剔除。在教學(xué)過(guò)程中,主要講授物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、運(yùn)輸層和應(yīng)用層中涉及到的原理和協(xié)議,尤其是網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議、路由選擇協(xié)議和運(yùn)輸層中的TCP協(xié)議等內(nèi)容,更需要將其講精講透,從而為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
實(shí)驗(yàn)課程是加深學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本原理和基本協(xié)議理解的重要環(huán)節(jié),根據(jù)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)課程體系設(shè)置,筆者在 《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程中設(shè)計(jì)了雙機(jī)互聯(lián)、基于2層交換機(jī)和基于3層交換機(jī)的VLAN劃分、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)3個(gè)實(shí)驗(yàn)。雙機(jī)互聯(lián)實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生掌握如下內(nèi)容:①雙絞線2種聯(lián)接標(biāo)準(zhǔn);②用所做的“跳接”雙絞線完成2臺(tái)計(jì)算機(jī)的直聯(lián) (或2層交換機(jī)的級(jí)聯(lián));③掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) “共享”的配置?;?層交換機(jī)VLAN劃分,要求學(xué)生掌握如下內(nèi)容:①了解IEEE802.1Q的實(shí)現(xiàn)方法;②掌握2層交換機(jī)VLAN劃分的方法。基于3層交換機(jī)VLAN劃分,要求學(xué)生掌握如下內(nèi)容:①理解多層交換機(jī)的路由原理;②了解多層交換機(jī)在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中的常用配置;③回顧2層交換機(jī)VLAN的劃分方法;④進(jìn)一步理解802.1Q的原理和使用方法。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生掌握如下內(nèi)容:①掌握網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的原理與步驟;②掌握IP分配、網(wǎng)關(guān)設(shè)置原則;③了解路由協(xié)議的作用,掌握網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備的作用和配置。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容比較抽象,涉及到的知識(shí)點(diǎn)也很多,若采取滿堂灌的傳統(tǒng)教學(xué)方式,教學(xué)效果肯定不好。為此,筆者以多媒體教學(xué)方式為主,在關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)上,除了用多媒體課件輔之以動(dòng)畫說(shuō)明外,主要利用黑板板書來(lái)講解說(shuō)明。此外,在講授新課前,通過(guò)提問(wèn)的方式復(fù)習(xí)上節(jié)課的內(nèi)容;在新課結(jié)束時(shí),會(huì)對(duì)該節(jié)課的主要內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)。
為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和能動(dòng)性,在講授課程基本內(nèi)容時(shí),應(yīng)結(jié)合相關(guān)前沿知識(shí),以專題的形式給學(xué)生布置任務(wù),要求學(xué)生從背景、原理、應(yīng)用、前景等方面去查閱相關(guān)文獻(xiàn),并將查閱結(jié)果形成文檔,做成課件,請(qǐng)學(xué)生上講臺(tái)講解并組織學(xué)生討論。筆者根據(jù)不同章節(jié)涉及到的不同前沿知識(shí),布置了相關(guān)專題,如P2P技術(shù)、HFC網(wǎng)、IP多播技術(shù)、上網(wǎng)行為管理、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)等。實(shí)踐證明,采取上述方式可使學(xué)生充分理解課程基本知識(shí),同時(shí)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能并開拓其視野。
《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程的理論與實(shí)際聯(lián)系十分緊密,有很多知識(shí)涉及到網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用問(wèn)題,因而在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。為此,筆者設(shè)計(jì)了如下網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:①學(xué)會(huì)制作網(wǎng)線工具的使用和測(cè)試網(wǎng)絡(luò)是否連通的方法。②教師先對(duì)TELNET遠(yuǎn)程訪問(wèn)交換機(jī)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行示范,然后啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立完成該實(shí)驗(yàn)的其余部分。③設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。教師只給出該實(shí)驗(yàn)的任務(wù)書,而網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D的設(shè)計(jì)、IP地址的規(guī)劃到路由器交換機(jī)的選擇及最終測(cè)試則全部由學(xué)生完成。通過(guò)上述實(shí)驗(yàn),鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。
此外,可要求學(xué)生在課后動(dòng)手完成該課程中涉及的相關(guān)應(yīng)用知識(shí),比如設(shè)置個(gè)人計(jì)算機(jī)的IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)、DNS等;在學(xué)生寢室構(gòu)建一個(gè)小型的局域網(wǎng)、在個(gè)人電腦上安裝FPT服務(wù)器、下載網(wǎng)絡(luò)模擬器并使用網(wǎng)絡(luò)模擬器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、在局域網(wǎng)中利用TFTP傳輸文件等,上述實(shí)踐可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣,同時(shí)也增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力。
根據(jù)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu),分析了 《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程的體系結(jié)構(gòu)和知識(shí)模塊,并對(duì)該課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了改革,即主要講授物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、運(yùn)輸層和應(yīng)用層中涉及到的原理和協(xié)議,尤其是網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議、路由選擇協(xié)議和運(yùn)輸層中的TCP協(xié)議等內(nèi)容,對(duì)后續(xù)課程涉及到的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)取舍。此外,改進(jìn)了教學(xué)模式,在教學(xué)中將多媒體教學(xué)方式與傳統(tǒng)教學(xué)方式相結(jié)合,同時(shí)注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。上述改革措施取得了較好的教學(xué)效果并受到學(xué)生歡迎 。
[1]謝希仁 .計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) [M].北京:電子工業(yè)出版社,2009.
[2]吳功宜,吳英 .計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教程 [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.