張新剛 王保平

南陽師范學(xué)院計算機與信息技術(shù)學(xué)院 河南 473061

0 前言

隨著工業(yè)化和信息化融合程度的不斷提高，當(dāng)今社會需要大量掌握計算機網(wǎng)絡(luò)技能的專業(yè)人才。如何創(chuàng)新計算機網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)模式，提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量是擺在我們面前的一個重要課題。在長期的教學(xué)過程中，我們探索出了改革教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建多層次、立體化的實驗教學(xué)環(huán)境，靈活運用多樣化的教學(xué)方法，充分發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)優(yōu)勢的計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式。

1 教學(xué)內(nèi)容

《計算機網(wǎng)絡(luò)》是信息類學(xué)科中的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，面向計算機科學(xué)與技術(shù)、通信工程、電子科學(xué)與技術(shù)和自動化等理工科專業(yè)。《計算機網(wǎng)絡(luò)》課程開設(shè)的目標(biāo)是幫助學(xué)生掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念、原理和方法，培養(yǎng)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)組建、維護和應(yīng)用的基本技能。計算機網(wǎng)絡(luò)課程核心知識體系以各層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議原理為主，同時兼顧組網(wǎng)應(yīng)用，在學(xué)生的技能培養(yǎng)上以應(yīng)用能力為主并兼顧開發(fā)能力。教學(xué)內(nèi)容的選取則遵循重視基礎(chǔ)理論知識，強調(diào)實踐動手能力、面向?qū)嶋H網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的原則，同時對于計算機專業(yè)和非計算機專業(yè)的授課內(nèi)容選取上應(yīng)有所區(qū)別。

2 教學(xué)條件

2.1 教材建設(shè)

本課程理論教材多年來一直使用由謝希仁教授編寫的《計算機網(wǎng)絡(luò)》教材，由電子工業(yè)出版社出版。參考使用由A.S.Tanenbaum編著，潘愛民教授翻譯，清華大學(xué)出版社出版的經(jīng)典教材《計算機網(wǎng)絡(luò)》等多本輔助教材。近年來我們先后自編了《計算機網(wǎng)絡(luò)實驗手冊》、《計算機網(wǎng)絡(luò)實驗指導(dǎo)書》等內(nèi)部使用教材，在此基礎(chǔ)上，組織長期在計算機網(wǎng)絡(luò)一線教學(xué)并具有豐富經(jīng)驗的教師編寫了《計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教程》，由人民郵電出版社出版。該教材切合師范院校學(xué)生實際特點，更好地幫助學(xué)生們掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的基本原理及組網(wǎng)方法，鍛煉學(xué)生們的獨立思考能力，在實驗教學(xué)過程中收到了很好的效果。另外，還向?qū)W生們推薦了一批國內(nèi)外經(jīng)典教材、參考書和學(xué)習(xí)網(wǎng)站，受到了學(xué)生們的一致歡迎。

2.2 實踐性教學(xué)環(huán)境

圍繞實踐教學(xué)體系改革，計算機與信息技術(shù)學(xué)院加大網(wǎng)絡(luò)實驗室建設(shè)與整合力度，將計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)實驗室、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教研室、學(xué)校網(wǎng)絡(luò)中心、認(rèn)證考試中心等進行有效整合，建成了校級計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)示范中心，下一步將繼續(xù)加大建設(shè)和整合力度，力爭申請立項成為省級計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)示范中心。目前，學(xué)院已初步形成了由計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)實驗室、校內(nèi)實習(xí)基地、校外實習(xí)基地、計算機網(wǎng)絡(luò)精品課程網(wǎng)絡(luò)資源構(gòu)成的立體化實踐教學(xué)環(huán)境，為開展計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)進行了全新的探索，為提高學(xué)生的動手能力提供了良好的實驗條件保障。

(1) 計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)實驗室群

建設(shè)有計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室、綜合布線實驗室、網(wǎng)絡(luò)安全實驗室等計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)實驗室群，擁有高性能計算機1000余臺，以及交換機、路由器、防火墻、入侵檢測系統(tǒng)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。實驗室均通過校園網(wǎng)接入Internet，學(xué)生們能夠通過網(wǎng)絡(luò)獲取各種實驗資源，還可以通過網(wǎng)絡(luò)進行遠(yuǎn)程實驗及驗證，撰寫和提交實驗報告。在實驗室的計算機上全部安裝了Windows Server 2008、Windows XP、Linux三種操作系統(tǒng)和虛擬機軟件，學(xué)生們根據(jù)需要可以選擇不同的操作系統(tǒng)開展網(wǎng)絡(luò)實驗。同時，計算機上還安裝了Boson模擬軟件、Ethereal抓包工具等軟件，學(xué)生們通過使用這些工具能夠更加深刻理解計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

(2) 校內(nèi)實習(xí)基地--學(xué)校網(wǎng)絡(luò)中心

我校網(wǎng)絡(luò)中心是中國教育和科研計算機網(wǎng)豫西南主節(jié)點，目前已經(jīng)接入了南陽理工學(xué)院等四所高校，提供教育網(wǎng)接入服務(wù)和必要的的技術(shù)支持。主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有NE80路由器、S9512E路由交換機，S9512核心交換機，S7506匯聚層交換機及150余臺接入層交換機，聯(lián)網(wǎng)樓宇115座，接入計算機12000余臺，構(gòu)成了教育網(wǎng)2.5G、聯(lián)通100M、電信100M速率的三出口、校園主干千兆、百兆到桌面的高速寬帶網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)中心的最大數(shù)據(jù)存儲量可達150T。學(xué)生們通過到網(wǎng)絡(luò)中心實習(xí)訓(xùn)練，直觀認(rèn)識校園網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)整體規(guī)劃設(shè)計，掌握網(wǎng)絡(luò)運行與維護的基本操作技能，了解網(wǎng)絡(luò)安全防護的方法和策略，這為學(xué)生們提高網(wǎng)絡(luò)工程操作技能，熟悉網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和運行維護流程提供了很好的鍛煉機會。

(3) 校外實習(xí)基地

目前我院已經(jīng)與北京、無錫、蘇州、鄭州等地的多家IT公司聯(lián)系建立了實習(xí)實訓(xùn)基地，利用寒暑假等時間選派教師到公司參加網(wǎng)絡(luò)專業(yè)技能提高培訓(xùn)，定期選派學(xué)生到公司實習(xí)，參加網(wǎng)絡(luò)工程相關(guān)的應(yīng)用項目，切實提高學(xué)生的實際問題解決能力和動手能力。

(4) 計算機網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)上教學(xué)平臺

部署了計算機教學(xué)資源專用服務(wù)器，建立了計算機網(wǎng)絡(luò)精品課程網(wǎng)站，開通了網(wǎng)上課堂，涵蓋了電子教材、教學(xué)錄像、教學(xué)多媒體課件、Flash課件、在線測試、遠(yuǎn)程實驗、視頻演示、網(wǎng)上在線答疑、習(xí)題庫、在線學(xué)習(xí)測試等功能。

3 教學(xué)方法和教學(xué)手段

3.1 綜合運用多樣化的教學(xué)方法

針對計算機網(wǎng)絡(luò)課程知識點多、覆蓋面廣、協(xié)議算法復(fù)雜等特點，我們積極探索教學(xué)方法的改革，綜合運用多種教學(xué)方法來提高教學(xué)效果。

(1) 基于案例教學(xué)的“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法

案例教學(xué)與任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法的結(jié)合是計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)方法的一個有益探索。在教學(xué)過程中，我們充分利用校園網(wǎng)環(huán)境，將學(xué)生平時能夠接觸到的真實網(wǎng)絡(luò)案例引入到計算機網(wǎng)絡(luò)課程日常教學(xué)中，用某一個具體的網(wǎng)絡(luò)案例組織課程內(nèi)容。從網(wǎng)絡(luò)案例展開，逐步擴展到有關(guān)概念、原理，從而激發(fā)學(xué)生探索式學(xué)習(xí)的創(chuàng)新精神。而任務(wù)驅(qū)動法是在理論課程教學(xué)中，通過精心設(shè)計每個“任務(wù)”和若干個“子任務(wù)”，按照“提出任務(wù)→分析任務(wù)→引出教學(xué)內(nèi)容→講授新知識→總結(jié)評價”的思路展開課程教學(xué)。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法能夠激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和團隊合作意識。

(2) 仿真實驗教學(xué)法

為了提高實驗教學(xué)的效果，我們探索在教學(xué)過程中引入仿真軟件進行網(wǎng)絡(luò)模擬實驗，豐富網(wǎng)絡(luò)實驗的內(nèi)容。例如在理論課上使用PacketTracer、Ethereal、Boson Netsim、Dynamips等網(wǎng)絡(luò)模擬軟件直觀形象地展示網(wǎng)絡(luò)的工作原理，展示路由器、交換機的基本配置。在實驗課中，學(xué)生們通過網(wǎng)絡(luò)仿真軟件自主學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的基本配置，演示數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)和傳輸過程，從而加深了對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的理解。

(3) 基礎(chǔ)理論和IT認(rèn)證相結(jié)合的教學(xué)法

為了提高課堂授課的針對性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，我們探索了將網(wǎng)絡(luò)理論知識和IT認(rèn)證等內(nèi)容相結(jié)合的教學(xué)法，受到了同學(xué)們的一致歡迎和好評?？紤]到學(xué)生們有參加IT認(rèn)證考試的強烈需求，在課程授課中我們探索了將全國計算機技術(shù)與軟件專業(yè)技術(shù)資格(水平)考試、全國計算機等級考試、全國碩士研究生入學(xué)考試計算機專業(yè)課試題、Cisco認(rèn)證、華為認(rèn)證考試等內(nèi)容靈活引入到課堂教學(xué)中，這樣不僅豐富了課堂教學(xué)內(nèi)容，還激發(fā)了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，收到了良好的教學(xué)效果。

(4) 層次化網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)法

為了避免單一實驗教學(xué)模式帶來的各種弊端，我們探索建立了層次化的計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)體系。根據(jù)總體目標(biāo)將計算機網(wǎng)絡(luò)的實驗內(nèi)容分解到不同的階段，逐步提高學(xué)生的動手能力和實踐創(chuàng)新能力。根據(jù)實驗的復(fù)雜度和難度的不同，遵循循序漸進的教學(xué)規(guī)律，將計算機網(wǎng)絡(luò)實驗從整體上分為驗證型實驗、設(shè)計型實驗、綜合型實驗和創(chuàng)新型實驗等四種類型，充分開發(fā)學(xué)生的綜合運用能力，逐步培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

3.2 充分運用現(xiàn)代教育技術(shù)手段

計算機網(wǎng)絡(luò)課程授課全部安排在多媒體教室和實驗室中進行，充分運用現(xiàn)代教育技術(shù)手段開展教學(xué)，以直觀生動的方式展示復(fù)雜抽象的網(wǎng)絡(luò)知識，使學(xué)生們更容易理解和掌握，收到了良好的教學(xué)效果。

(1) 充分運用現(xiàn)代教育技術(shù)手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

制作了計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的多媒體課件，對于較為復(fù)雜抽象的內(nèi)容如分組丟失和延遲、數(shù)據(jù)報網(wǎng)絡(luò)、虛電路網(wǎng)絡(luò)、CSMA/CD協(xié)議、DNS等，在教學(xué)過程中利用視頻、Flash 動畫、現(xiàn)場演示等多種手段，將文字、圖像、視頻、聲音、動畫等完美融和，直觀生動地向?qū)W生們傳授教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生們更好地理解和掌握，從而提高了教學(xué)的效果。

(2) 充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，積極探索網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，擴展教學(xué)空間。

在所有網(wǎng)絡(luò)課程的授課地點都接入 Internet，隨時將涉及到的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)知識通過Internet來進行解釋說明，課堂教學(xué)生動形象，便于學(xué)生們理解和接受。積極探索網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，搭建網(wǎng)上教學(xué)平臺，幫助學(xué)生們實現(xiàn)遠(yuǎn)程實驗、網(wǎng)上在線答疑、互動交流、在線學(xué)習(xí)測試等，從而擴展了教學(xué)空間。

4 教學(xué)效果

我們探索的計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式在實際教學(xué)過程中收到了良好的效果。在學(xué)生教學(xué)評教中多次取得了優(yōu)秀等級，特別是層次化的實踐教學(xué)模式受到了同學(xué)們的普遍歡迎。培養(yǎng)了一大批網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用和管理人才，這些學(xué)生在工作中得到了用人單位的認(rèn)可和好評。近年來，計算機網(wǎng)絡(luò)課程的授課教師還得到了上級教育行政主管部門的表彰，在全省教育系統(tǒng)教學(xué)技能競賽中，有4位教師脫穎而出分別獲得河南省教學(xué)技能競賽一、二等獎。

5 結(jié)束語

通過改革計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)立體化的實踐教學(xué)環(huán)境，綜合運用基于案例教學(xué)的“任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法、仿真實驗教學(xué)法、基礎(chǔ)理論和IT認(rèn)證相結(jié)合的教學(xué)法和層次化網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)法等多種教學(xué)方法，充分運用現(xiàn)代教育技術(shù)手段，提高了計算機網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)質(zhì)量，收到了良好的教學(xué)效果。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，今后將繼續(xù)創(chuàng)新和完善計算機網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)模式，不斷提高教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

[1] 王紹強.應(yīng)用型本科計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革的研究與實踐[J].計算機教育.2009.

[2] 張敬偉,許勇.計算機網(wǎng)絡(luò)精品課程建設(shè)經(jīng)驗[J].計算機教育.2012.

[3] 梁慧軍,張新剛.計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)的改革與創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)[J].南陽師范學(xué)院學(xué)報.2010.

[4] 李領(lǐng)治,陸建德.計算機網(wǎng)絡(luò)理論與實踐教學(xué)改革[J].計算機教育.2012.