时间：2022-05-25 08:04:17
导语：在计算机网络实验总结的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
1计算机网络的普及与发展
近年来，中国在校园网、企业网的巨大成就大力推动了计算机网络的普及与发展，计算机网络已逐渐遍布各行业、各领域。必备的计算机网络基础知识已成为当代大学生迫切需要掌握的基本技能之一，计算机网络课程是计算机专业必修的一门非常重要的基础课程，在财经类高校也是许多非计算机专业开设的一门重要选修课程。由于计算机网络课程具有实践性强、概念理解抽象等特点，依靠单纯的课堂讲授远达不到理想的教学效果，因此近年来不少院校计算机专业毕业生动手能力差，对计算机网络课程的一些基本原理认识不深刻，这充分表明传统的以教为主的教学模式急需改进。为此，探索与计算机网络理论教学相适应的实验教学机制，帮助学生综合运用所学的网络知识以提高解决实际问题的能力，是值得所有从事计算机网络课程教学工作者们深思和研究的问题，也是一个不能再回避的问题。本文根据作者在东北财经大学津桥商学院教授四年计算机网络的切身体会，对目前所在单位开展计算机网络实验教学存在的不足进行了剖析，提出了计算机网络实验教学的改革设想和具体思路。
2计算机网络实验教学的现状
计算机网络不论从硬件、软件还是通信方面讲，都是一个复杂的系统，要在教学过程中让学生理解和掌握相关知识，光靠理论教学是不够的。计算机网络实验的目的就是让学生通过实际动手操作，深化对理论知识的理解，并从中获得实践经验。因此，计算机网络实验的重点应该放在培养学生对网络的分析、设计、管理和应用的实际能力上。开设计算机网络实验课程，对实验环境的要求较高，不象传统的计算机课程实验，只要有PC机，安装上所需的软件就可以进行实验的操作。计算机网络实验需要更多的实验设备，更高的技术支持，尤其是对实验的组织管理、实验指导、实验项目的可行性和可操作性的要求较高。因此计算机网络实验的难度更大。计算机运用到实验教学中的普遍形式是：组建计算机机房，面向各种计算机实验开放。如何高效地利用现有设备成了计算机实验室的首要目标。往往要求一个计算机机房能同时胜任多门，甚至是每一门与计算机相关课程的实验教学。这样一来，计算机网络实验成了教学过程中的一个难题。对教师来讲，到底开设哪些实验，每次实验课完成什么项目，如何实现，都是棘手的问题；对学生来讲，做网络实验更大程度上只是“上机”，实验课程结束以后，很多学生对计算机网络的认识仍不深刻，更谈不上与实际应用的结合。
3计算机网络技术实验教学实施措施
3.1优化网络实验教学体系
构建创新实验教学体系是进行教学改革的首要条件。因此我们要彻底改革实验附属于理念的观念让两者处于同等地位和共同发展的位置。让实验课程形成与理念相关而又独立的实验教学体系，所有实验内容与理念课既相互独立又相辅相成。每门课既可自成体系，又有机结合，内容设置上由晚到难，由浅入深。紧跟当今最新科技与相关专业理论课教师一道共同制定实验教学大纲，确定学生就了解掌握的内容及达到程度，制定实验教学考核办法，从而确立科学、系统的实验教学体系，将实验课程资源整合人格化。对实验教学内容进行分层组织。分为“基础-综合-设计-创新”四个实验层次，对原有的网络实验内容进行筛选与整合，实验内容要与最新技术成果相结合。引入能反映现代科技成果的实验技术和实验方法。使学生接触最新的科学技术综合知识的难点和重点减少验证性实验。增加综合性和创新性实验。注重实验，因材施教，鼓励创新。培养拔尖人才。在实践教学环节中，对于有创新设计思想，能力较强的优秀学生，可以免做普通实验的内容，安排难度较大的实验项目，或在导师的引导下，由学生自定项目，自拟设计方案，实验室老师协助提供所需实验环境。
3.2改革实验教学方法，提高实验教学水平
在实验中会出现各种状况，并不是一件坏事，学生遇到问题时，通过分析总结经验，找出解决问题的办法，在实践中得到锻炼与提高，并强调学生要及时作好实验记录，培养他们观察能力，分析能力，解决问题的能力。运用现代的手段，努力提高实验教学效果在计算机网络实验教学过程中，笔者曾尝试着运用当今流行的多媒体技术，对于那些实验难度偏大，并且又需要进行反复讲解才能做于理解的网络实验过程，做成课件、以动态模拟、图形等手段。来加以演示，从而有助于学生更好理解实验内容。还可以将此课件挂在网上，学生在课前预习实验内容。使得在做真实环境下实验时，心中更有数，提高了实验效果。在以往的网络实验课中，担心学生损坏网络设备，而把某些实验细节讲得太细，学生只一味照着做，不用太动脑筋就能通?^实验。
关键词:计算机网络;教学内容;教学方法
中图分类号:G642 文献标识码:B
“计算机网络”是计算机和通信两个领域的交叉学科,内容复杂,涉及许多彼此交织的概念、协议和技术,是一门公认的比较难讲的课程。很多教师都致力于改进“计算机网络”的理论教学和实验教学方法。
1非计算机专业“计算机网络”课程特点
非计算机专业的计算机网络教育应以培养应用型复合型技术人才为根本任务,以适应社会需求为目标。学生应具有“基础理论够用、技术应用能力强、知识面较宽、素质高”等特点。学生在今后的专业工作中,碰到涉及计算机网络的相关问题,能够利用所学知识和实践动手能力,通过查阅相关资料,解决实际问题。这需要在计算机网络课程学习中打下一定的基础。因此,具备一定的理论知识基础、较强的动手建设和维护网络的能力,是非计算机专业学生学习计算机网络的基本目标。
非计算机专业中的基础理论教学要以应用为目的,以必需、够用为度,以讲清概念、强化应用为教学重点,做到理论与实践、知识传授与能力培养相结合,能力培养要贯穿教学全过程。因此,在非计算机专业“计算机网络”课程的教学中,应以基础理论“必需和够用”为前提,加强实验教学环节,适当增加实验课的时间和内容。
2合理调整教学内容
我院非计算机专业计算机网络课程安排48学时,其中38学时理论和10学时实验。在有限的学时情况下,必须对教学内容进行精心安排。对于工商管理专业的学生,讲课时着重“Internet服务”、“网站的规划与设计”、“网络管理与网络安全”这方面的知识。当然,对于基础的、重点的内容,比如计算机网络的定义、计算机网络体系结构、OSI参考模型、TCP/IP协议、以太网、虚拟局域网、子网规划与子网掩码等,教师在课堂中要作详细介绍。理论不必讲得太深,但要讲清楚基本原理,突出重点。
3采用灵活多样的教学方法
3.1类比教学法
类比教学法启发学生将理论知识和实际生活中的例子相比较、归纳和总结。例如,对于OSI七层模型的理解,用一个“从上海到罗马的贸易过程”的情景设置使学生能体会到为什么要将网络分成这七个层次。主要的目的是让学生知道这个参考模型存在的意义,但并不对每一层的详细功能作过多的介绍。
(1) 要想贸易获得成功,首先要有至少一条路,能够从西班牙通向罗马。此层为物理层。
(2) 有了路是不是就能去贸易了?还要保证路上不会把商人的货物给磕坏了,要有一层保护的包装,可以一站一站送到罗马去。引出第二层,即数据链路层。
(3) 所谓条条道路通罗马。并不只有一条路能够到达罗马,从中选一条最短的,或者路费的成本最少的,这才符合商人的利益。引出第三层,即网络层。
(4) 贸易出门前要先确定货物是发给罗马的哪个商人,并检查一下自己的货有没有拿错了。事先要检查过,如果错了要重新取货,引出第四层,即传输层。
(5) 是不是可以上路了?还不行。我们要和罗马联系好,如果我们这边的货物到了那边卖不出去怎么办?我们首先要交流、协商一下,看看罗马的市场情况,这就需要一些外交的关系。此层为会话层。
(6) 商人到了罗马以后突然发现,他的货物在罗马不能直接使用,还需要一个转换器(例如中国的电器插头大多用的是两相或三相插头,与欧洲的电源插座不匹配)。这里就是表示层的功能,进行数据格式的转换。
(7) 到了罗马了,最终需要在市场上把货物卖掉,这个市场就是一个交易平台,相当于各个软件平台,引出最后一层,应用层。
这样,学生对OSI便有了一个大致的了解,进而把握分层的原因和各个层次的特点。通过对在去罗马贸易的路途中可能出现的问题,比如说天气灾难、过期、被盗等问题引导学生讨论如何加入某些协议,让整个贸易过程中得到一些有效的保护,使得贸易能够顺利的完成。
3.2 “自底向上”与“自顶向下”相结合教学法
为了让学生在掌握OSI参考模型中每层的功能、使用的协议以及每层实现的关键技术的同时,对网络系统的工作过程有整体的把握,教师一方面按照传统上讲授计算机网络课程的方法,即按照自底向上的教学方法,就是从网络的最底层(物理层)一直到最顶层(应用层),依次介绍网络系统中每层的功能、使用的协议以及每层实现的关键技术。另一方面,采用自顶向下的教学方法来阐述网络每层协议之间的交互以及网络系统的工作过程。这种“自底向上”与“自顶向下”相结合教学法有利于学生在理解掌握网络基本概念、工作原理和相关协议的同时,对网络系统的工作过程有整体上的把握,取得良好的教学效果。
3.3案例教学法
案例教学法集中应用在传输介质、网络互连设备、局域网组建上。在计算机网络课程的教学过程中,将同轴电缆、光纤、以太网收发器、各种网卡、交换机、路由器等网络设备搬到课堂上或直接将学生引至实验室,对照实物现场进行讲解。为了加强学生对网络工作过程的理解,灵活运用所学的知识,开阔学生的视野,在计算机网络课程的教学过程中,教师可以自行设计相关的案例。如模拟组建一个校园网,对所给网络设备和传输介质进行选型。这个案例可以让学生更加了解不同传输介质的特点和使用场合、网络设备的功能和应用场合、具体局域网标准的含义,使学生基本具备中小型网络设计能力、网络设备的选型能力。
3.4任务驱动教学法
任务驱动教学法集中应用在Internet服务、网站的规划与设计、网络管理与安全上。如在讲授DNS域名系统时,对企业进行需求分析,提出任务,使学生在完成任务的同时学会DNS服务器的管理方法、工作流程。
(1) 分析企业需求。某企业中已经建设好自己的网站,员工希望通过域名来访问该网站,同时员工也需要通过域名来访问Internet上的网站。该企业已经申请了域名。
(2) 提出任务。构建一台DNS服务器,为局域网中的计算机提供域名解析任务。DNS服务器管理域的域名解析,同时还必须为客户提供Internet上的主机的域名解析。
(3) 完成任务。具体步骤如下:
① 安装DNS服务器。安装好之后查看DNS服务器所有的属性项,熟悉DNS服务器所能管理的内容。讲授域名的结构,理解DNS服务器中区域的概念。
② 按照向导配置DNS服务器,建立第一个查询区域,添加主机记录www及地址172.16.1.71。
③ 将一台计算机配置为该服务器的客户端,在“Internet协议(TCP/IP)属性”窗口中,将“使用下面的DNS服务器地址”设置为该服务器IP地址。用IE浏览器测试。
④ 播放动画,使学生掌握DNS服务的查询流程。
⑤ 设置转发器为202.96.209.5,用IE浏览器测试是否能够解析.cn等。
⑥ 创建反向查找区域,网络ID为1.16.172,添加反向指针记录。
⑦ 设置Hosts文件。
(4) 通过分组实验进一步掌握上述内容。
(5) 知识归纳总结。总结DNS服务器的作用;DNS服务器管理中的细节:区域的规划、记录的添加、结果的测试;DNS服务器属性的设置、更新、转发等。
3.5自主研究式教学法
为了加强学生的研究型学习能力,教师在讲授完计算机网络核心知识后,指定若干自主学习专题,要求学生组成研究小组(每组3～4个同学),利用Internet和图书馆查阅资料,结合自己所学的知识,展开某个专题的自主性学习。自主研究式学习专题包括HTTP、FTP、EMAIL、DNS、聊天系统、网站规划等的工作原理、协议数据格式、网络安全措施、网络安全防范等。最后要求学生在课堂上报告,教师就理解能力、分析能力和研究能力进行评估,并计入平时成绩。这种教学方法极大地调动了学生积极性,既提高了学生独立分析问题、解决问题的能力,又培养了学生的团队合作精神,提高了学生的综合素质。
4加强实验教学
实验教学是教学过程中不可缺少的环节,“计算机网络”课程在注重基本理论的同时,注重实验内容的教学。比如在向学生介绍了计算机网络的发展与定义之后,可以带领学生参观学校校园网的网络中心以及网络实验室,让他们对网络有一个大体的框架了解。讲了网络传输介质及互连设备之后,可给学生安排一次“网线的制作与网络硬件连接”的实验,这样学生不仅自己动了手,还对网络通信设施有了大体的认识。给学生介绍了ICMP、ARP等协议后,可以让学生掌握一些常用网络测试命令的使用方法及功能。讲Internet服务时,让学生配置不同的网络服务器并使用。学习网络安全时,让学生安装并配置个人防火墙来保护工作站。
对每一部分的实验要有明确的要求,并让学生填写实验报告,使学生知道每一次实验应达到什么要求,已经作了哪些工作,还有哪些不足,应该注意什么,在实验中遇到怎样的问题,应如何解决,这些都要在实验报告中得到体现。不同的实验,要达到的要求、记录的信息、对实验的分析条目都不相同。因此,教师要针对具体的实验事先设置好实验报告模版。
5总结
在本课程的教学过程中,针对不同的教学内容,采用类比、案例、任务驱动、研讨等灵活多样的教学方法,运用多种教学手段,调动了学生自主学习的积极性。通过引入典型案例,增加专题论述和课堂讨论,以实验促进知识点的融会贯通,上述的教学改革取得了较好的教学效果。
参考文献:
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[2] 郑良斌,何薇. 非计算机专业“计算机网络”课程教学改革与实践[J]. 计算机教育,2005(8):33.
关键词：高职；计算机网络基础；教学改革
计算机网络在计算机科学和技术领域应用的非常广泛。它在过去的几十年里迅速发展，尤其是最近10年发展得非常迅速，网络迅速进入社会的各个方面，例如科学、技术、经济、工业和对人类生活质量的影响等方面。在新形势下随着计算机网络技术的快速发展，计算机网络基础教学已经成为计算机专业和相关专业的重要课程。
计算机网络基础教学是计算机相关专业的专业基础课，是非常重要的。为了满足计算机科学和技术的发展，也为了适应信息社会的需要，高校计算机专业开设的课程计算机网络基础的目标是培养出全面的网络人才。高职计算机网络基础课程的发展方向应该适合企业需要的网络操作能力。因此，高职院校的课程除了计算机网络基础要求学生掌握一些计算机网络的基本知识和基本技能，还需要注重培养学生的实践能力，根据专业知识熟练应用计算机网络的能力。
1《计算机网络基础》教学的地位
计算机网络基础是一种最快速发展的技术。在信息技术领域，计算机网络已经成为一个与外界沟通的重要手段，可以说每一个行业都和计算机网络分不开。计算机相关专业的学生，更应该有一定的网络知识和应用能力。所以计算机网络基础课程已成为计算机相关专业必修课程。
2《计算机网络基础》教学特点
计算机网络基础是基于学科理论与实践相结合的产物。计算机网络的特点是强大的理论基础课程，本课程重点是很多术语、概念，这些术语和概念的理解是学习其他网络知识的先决条件。专业课老师本身有着深刻的理论基础和丰富的实践经验，这些概念和术语的理解很简单，但对初学者理解抽象概念和术语是相当困难的。计算机网络基础要求学生了解这些抽象的概念和术语的意义，对计算机网络课程有整体的把握，能够灵活地掌握网络应用程序，并希望计算机相关专业的学生能够联系实际应用，对计算机网络能够有更好的掌握。计算机网络基础课程要求在教学中，要解决理论教学与实际应用之间的关系，使学生掌握扎实的理论知识，更重要的是培养学生全面的网络实践能力。
3《计算机网络基础》教学中存在的主要问题
3.1教学与实际工作需要不符
现在很多高等职业学校开设了很多专业课程，例如计算机网络基础等，但很多专业课没有与专业课程内容的具体特点和要求相结合，高职院校的一些计算机相关专业的学生毕业后也没有去做专业需求的相关工作。许多学校仅仅因为计算机和非计算机专业的区别，而开设了一些计算机相关课程，并没有从今后的就业及实际的相关工作方面考虑设置相应的课程。
3.2理论知识抽象单调
计算机网络技术是计算机技术和通信技术的快速发展和结合的综合叉学科的产物。参与通信网络，2种技术有大量的概念，所以有大量的计算机网络基础课程方面的概念和协议，由于这方面的知识比较抽象，老师经常按照完整的教学大纲，对课本的基本概念术语进行的解释，再加上高职学生的基础相对薄弱，学习兴趣不是很强，所以经常在听了一段时间后觉得不理解，就放弃了，失去了对计算机网络基础这门课程的学习兴趣。
3.3网络教学没有相应的教学环境
网络设备如交换机、路由器、防火墙相对较贵，学校建立一个网络培训室需要几十万甚至上百万。很多高职院校没有足够的网络实验室为学生实践操作。所以学生实践机会较少，实验项目设置通常是简单的网络连接，网络设备，网络应用和一些命令使用网络，缺乏具有理论联系实际的理论教学，因此，实验教学对抽象的理论知识的理解和消化帮助不大，实验的指导意义和理论无法验证。这将影响他们的学习热情和对知识的深刻理解。
3.4缺少实践教学
计算机网络基础课程是专业基础课，传统教学以传授理论知识为主，实践很少的几个简单的网络配置实验，有些甚至是纯粹的理论教学。几乎不涉及工程和应用技术的使用，学生不能达到学习计算机网络基础课的主要目的。实践课程的许多知识没有自己实际操作，常常难以把握。常用计算机网络软件，网络设备配置等许多实验，如果没有个人的实践操作，也不能完全掌握。
4高职《计算机网络基础》教学改革
4.1教学内容的改革
教学内容应根据高职学生的教学要求，针对职业岗位技能培训来选择教学内容和教学材料。内容应该着重培养学生的实践能力，引导学生学习计算机网络基础的相关理论是必要的，还应该坚持以就业为导向的办学理念，突出培养学生的计算机网络专业能力以适应计算机行业所需的工作。同时结合技术专业人才培养目标、岗位需求，以确定这门课的学习任务。改革后的教学内容，将理论与实践相结合，培养学生的兴趣为目的，以刺激他们的学习动机。应该理论基础和实际操作过程相结合，以达到理论服务实践的目的。
4.2教学方法的改革
关键词：计算机网络；网络原理；教学模式；自顶向下；自底向上
计算机网络原理是高等学校计算机相关专业的核心课程，也是网络工程、网络安全及网络编程等专业课的前导课程。该课程的教学目标是使学生能够学习和掌握计算机网络的基本概念、原理、方法和具体实现技术等基础知识[1-2]，为学习其他相关课程及从事计算机网络应用与研究工作打下坚实的基础。计算机网络原理具有发展迅速、多学科交叉等特点，这对教师提出了较高要求[3-4]。目前，计算机网络原理课程的理论教学中普遍采用两种教学模式：“自底向上”和“自顶向下”，即基于OSI参考模型和TCP/IP参考模型的混合层次结构，由底层(物理层)向高层(应用层)或者由高层向底层，对网络原理、协议等知识展开讲解。
1 计算机网络原理的特点
计算机网络原理是一门兼具理论性和实践性的课程，网络原理、协议等理论知识纷繁复杂，且离不开实践应用环境的验证。总结该课程在高等院校计算机专业中的发展历程，具有如下特点。
1) 计算机网络技术是计算机技术与通信技术相互渗透、密切结合而形成的一门交叉学科。
2) 计算机网络涉及到的知识面众多，除基本的网络体系结构和网络通信技术以外，还包括各种广域网技术、局域网技术、无线网络、多媒体网络、网络管理、网络安全等。
3) 计算机网络是当今计算机学科中发展最为迅速的技术之一，也是计算机应用中一个空前活跃的领域，无线网络、多媒体网络、网络安全等多个分支具有日新月异的更新速度。
4) 计算机网络已经成为软件编程的基本环境，很多其他课程的学习是建立在学生掌握网络知识基础上的。
5) 计算机网络课程的教学需要紧扣实践应用。
6) 计算机网络课程中的很多原理、协议以及技术都有其特定的应用背景，要求教师有充分的知识储备，且需紧扣技术发展前沿。同时，教学活动中通过实验验证这类知识的难度也较大。
2 计算机网络原理的理论教学模式
计算机网络原理的教学模式即内容组织形式，通常采取的都是分层结构。如图1所示，OSI七层模型只存在于理论中，表示层和会话层在实践中并不存在。TCP/IP参考模型并没有指明子网层究竟包含什么，只是指出其需支持IP协议[5]。因此，几乎所有的计算机网络原理教材都基于混合的五层体系结构组织内容[5-7]。按照国家硕士研究生入学考试计算机学科专业基础综合科目的大纲要求[8]，及本科计算机专业的学时安排，计算机网络原理课程只包括基础理论部分，即网络体系结构和各层相关内容，而诸如网络安全、多媒体网络以及网络管理等专题，只作为选修或研究生阶段学习内容。
近年来，国内出现了很多优秀的计算机网络原理教材，如高传善等人编著的《数据通信与计算机网络》[6]等。但由于我国计算机网络研究起步较晚，仍然没有一个行业普遍认可的优秀教材出现。另一方面，国内教材普遍存在内容组织形式借鉴国外经典教材的特点。因此，笔者基于在计算机网络教学中国际公认的两本经典教材，展开对计算机网络原理理论教学模式的探讨。
2.1 “自底向上”教学模式
所谓“自底向上”教学模式，就是指基于五层混合结构，由“网络体系结构概述物理层数据链路层网络层运输层应用层”的顺序组织教学内容。Andrew S. Tanenbaum[5]编著的教材《Computer Networks, Fourth Edition》是计算机网络的经典教材之一，属于典型的“自底向上”教学组织模式，这种内容组织形式也被国内大部分教材所采用和模仿。由表1可以看出，Tanenbaum的教材以7章的篇幅覆盖本科阶段的内容。其中额外加入了第4章――媒体访问子层，主要介绍以太网、千兆以太网、无线局域网、蓝牙等知识。
“自底向上”是采用的最为广泛的教学模式，这从国内外众多教材的内容组织形式可以看出。结合自身的教学实践经历，我们发现这种教学模式有如下特点。
1) 强调通信原理、电信技术等基础理论的重要性，为计算机网络的数据通信奠定理论基础。
2) 注重计算机网络发展沿革，提供计算机网路发展经历的各种网络技术脉络。
3) 关注如物理层及数据链路层的具体实现技术。
4) 内容包含全面，与计算机网络相关的网络技术几乎都要涉及和覆盖到。
计算机网络原理课程教学历经数十年发展，“自底向上”的教学模式已经非常成熟，但在计算机网络技术日新月异的今天，这种教学模式的缺点也非常鲜明。
1) 不突出Internet实践。
实践性是计算机网络原理不同于其他理论课程的重要标志。基本理论和协议都需要在实践中验证。目前，计算机网络的基本实践环境就是Internet，它已经成为一切计算机网络技术的核心和应用背景。“自底向上”的教学模式往往忽略了紧扣实践展开理论教学这一点。例如，包括文献[5]在内的许多教材都将“可靠传输”这一计算机网络中最重要的理论放在数据链路层中进行探讨，到运输层TCP的可靠传输时，却因为理论的相似性而一笔带过。然而，在Internet中应用的最广泛的Ethernet，其数据链路层却不提供可靠传输。也就是说，在最常见的Internet应用环境中，只有运输层的TCP是提供可靠传输的。这是该教学模式不突出Internet实践环境的一个典型实例。
2) 基础理论储备要求高。
“自底向上”的教学模式强调通信原理等基础理论的重要性，而计算机专业的本科生却很少开设通信原理课程，这无形中提高了对学生的基础理论储备要求。
3) 过分纠缠于底层实现细节。
网络技术纷繁复杂，在本科阶段现有的学时安排下，不可能面面俱到，过分纠缠于底层实现细节只能造成重点内容不突出等问题。
4) 很多技术通过实验验证难度大。
一些陈旧的网络技术在实践中难觅踪影，很难通过实践应用得以验证，而且受实验条件限制，在实验室也很难开展这些实验。
2.2 “自顶向下”教学模式
所谓“自顶向下”教学模式，就是指基于五层混合结构，由“网络体系结构概述应用层运输层网络层数据链路层物理层”的顺序组织教学内容。Kurose & Ross编著的《Computer Networking：A Top-Down Approach (5th Edition)》也是一本受到广泛认可的经典教材，属于典型的“自顶向下”教学组织模式。表1同样列出了该教材覆盖本科阶段的章节安排。可以看出，该教材没有专门针对物理层设置篇幅进行讲解。以该教材创立的“自顶向下”的教学模式，在国内计算机网络原理教学中应用较少，这一点同样通过国内大量的教材内容组织形式可以看出。理工大学的陈鸣教授是“自顶向下”教学模式的坚定支持者，《Computer Networking：A Top-Down Approach》的多个版本均由其团队翻译出版。
“自顶向下”教学模式具有以下优点。
1) 强调应用层，尽早激发学生的学习热情，并尽早强调自主开发网络应用程序。例如，以应用背景为驱动，设计如Web服务器、邮件客户端等网络应用程序。
2) 以Internet为研究对象，紧扣实践应用环境。强调理论结合实践，必须在实践应用环境中进行理论验证。例如，将知识重点放在Internet、Ethernet等实践中主流的网络技术上，学生可以很方便地在实践应用环境中验证原理知识，真正做到“做中学，学中做”。
3) 内容重点突出，割舍底层的实现细节等难以验证的原理和技术，淡化通信原理等基础理论的作用，突出计算机网络的核心理论内容。例如，针对模拟信道的最大数据速率问题，本科学生只需要知道模拟信道上的最大数据速率取决于模拟信道的带宽(频率范围)即可，学有余力的学生可以选读通信原理中的奈奎斯特定理及香农定理知识。
3 教学模式改革实践
笔者在讲授计算机网络原理课程五年十个学期的经历中，依托所选取的教材，采用的教学模式经历了“自底向上”和“自顶向上”两种。经过多年摸索，总结和实践了目前适合我校本科生的教学模式和体系。其特点涵盖如下。
1) 选用国外经典原版教材《Computer Networking: A Top-Down Approach》，采用“自顶向下”的教学模式，以Internet为研究对象，紧扣计算机网络技术发展前沿和实践应用。强调应用层，减少物理层及其他底层实现技术和基础理论的课时比重，强调理论知识与网络实践的结合。
2) 注重计算机网络核心基础理论。计算机网络领域已经发展得相当成熟，许多基础性的重要问题已经解决。教学中不但注重基础性网路原理的讲解，还注重讲授解决这些问题的方法。我们编写了《“计算机网络：自顶向下方法”课后习题指导》，在前五章教学活动结束后，要求学生完成相关的课后习题，辅助掌握理论知识。
3) 注重实验环节。以教材作者提供的Wireshark实验指导为依据，开设10个理论验证实验。如表2所示，这些实验涵盖了Internet的大部分核心协议，均要求学生在真实的网络环境中利用Wireshark工具(原Ethereal)抓取真实的数据分组，并进行分析，帮助学生验证、理解和掌握网络原理。要求学生按照实验报告的标准格式完成每一个实验，并对实验过程中的细节进行抓图记录。可以看出，安排这些实验的目的是为理论知识的学习而服务，这符合我校的计算机专业课程体系对计算机网络原理课程的要求。针对交换机、路由器等的工程性实验，将交由后续课程网络工程来解决。
4) 注重基本的网络编程能力培养。以教材作者提供的编程作业为提纲，我们编写了《“计算机网络：自顶向下方法”网络编程习题指导》，其中所包含的编程作业如表3所示。要求学生选做其中一个或者自拟题目设计完成一个网络程序并加以考核。
5) 强调实践环节的考核方式。在课程考核方式方面，坚持改革传统的考核方式，强调实践环节的重要性。表4给出了考核方式的比例分配，实践性环节和平时表现占到整个课程的40%，这突破了我校平时成绩不超过30%的界限，验证了该课程强调实践环节的举措。改革传统的以考试为主的一次性考核方式，将课程的要求平均分配到整个教学活动中，调动学生全程参与的积极性。
4 结语
笔者结合自身的教学经历，详细分析了计算机网络原理课程的两种常见教学模式，并对比了优缺点，阐述了笔者所做的教学改革实践。需要指出的是，我们选取“自顶向下”的教学模式开展教学，主要是因为其强调实践性、强调应用，并不代表“自顶向下”的教学模式一定优于“自底向上”的教学模式。“自顶向下”教学模式的缺陷在于，使学生对底层实现技术的理解一直处于“悬而未决”的状态。因此，如何更好地发挥两种教学模式的优点，扬长避短，是下阶段该课程教学改革的重点。
参考文献：
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Top-down or Down-top?
――Research on Teaching Models in Computer Networking Curriculum
WANG Tao, WU Zhenqiang, REN Ping’an
(School of Computer Science, Shaanxi Normal University, Xi’an 710062, China)
关键词：任务驱动；模拟项目驱动；计算机网络；教学方法
1研究背景
随着国家信息化进程的不断推进和信息技术的广泛应用，计算机网络技术已经成为信息化领域的核心理论基础和工程技术基础。作为计算机及网络工程相关专业的专业基础和核心课程，计算机网络在信息技术人才培养中占有十分重要的地位。计算机网络课程的教学目标，就是学生通过本课程的学习，掌握计算机网络体系结构、网络系统组成及工作原理、网络设备组成及工作原理、网络应用以及网络管理和网络安全知识[1]。具有一定的计算机网络系统架构、设计、集成、维护、管理和应用开发能力，具备网络协议分析与设计、计算机网络系统分析与设计、网络设备的设计与开发能力[2]。计算机网络课程不仅具有较强的理论体系，而且具有明显的工程技术应用特点，如何将理论教学与工程训练有机地结合起来，达到课程学习的目标，已经成为计算机网络教学方法与手段改革的核心问题。
建构主义学习理论是历经对皮亚杰、布鲁纳、维果茨基、维特罗克(M.C.Wittrock)等人的早期建构主义思想的不断发展，同时伴随着对认知心理学的批判和发展，于20世纪90年代出现在心理学领域中的新型学习理论。建构主义学习理论认为，学习的过程是学习者主动建构知识的过程，学习活动不是由教师单纯向学生传递知识，也不是学生被动地接受信息的过程，而是学生凭借原有的知识和经验，通过与外界的互动，主动地生成信息的过程。任务驱动教学模式是问题―探究式教学模式的提升，它是一种吸收了当今构建主义教育思想而建立起来的、富有活力的教学模式[3]。基于项目任务驱动的教学模式，是在教学过程中针对不同知识领域和知识单元，由教师为学生设计一个完整的学习任务，使学生在设计的教学任务驱动下，通过分析、讨论，利用所学知识进行自主探索和互动协作学习的教学方法。项目任务驱动教学模式特别适用于工程背景突出的计算机网络课程的教学过程。该教学方法的应用，可以很好地培养学生的主动自学能力、严密的思维能力、独立分析解决问题的能力以及团队合作的能力。
2计算机网络课程的层次化教学体系
作为信息技术领域的核心基础课程，计算机网络不仅在计算机及相关专业开设，而且在非计算机专业的选修课程体系中设置。针对不同的专业需求，我们将课程设置成多种方案，以适应不同学科和不同层次学生对课程深度和广度的要求[4]。课程设置应当对计算机网络的知识领域和知识单元进行合理的组合，分层次设置教学内容。我们根据授课对象的不同，将计算机网络教学划分为三个不同的层次：面向网络工程专业的科学型教学层次、面向计算机专业的工程型教学层次和面向非计算机专业的应用型教学层次，如图1所示。
1) 面向网络工程专业的科学型教学层次定位，主要针对网络工程专业的学生设计教学内容。课程的教学目标是培养基于理论研究的计算机网络分析、设计与开发型网络技术研究人才。重点培养学生掌握计算机网络的体系结构设计、网络协议分析与设计、网络设备分析与设计、网络信息安全技术的基础理论和设计技术。为后续核心专业课程的开设奠定理论基础。
2) 面向计算机专业的工程型教学层次定位，主要针对计算机科学与技术专业的学生设计教学内容。课程的教学目标是培养基于工程设计的计算机网络架构、集成与管理型网络技术工程人才。重点培养学生掌握计算机网络的规划、设计、集成、选型与管理的知识与技术，使学生具有一定的计算机网络架构、设计与管理及网络工程的实施能力，能够完成计算机网络工程的方案设计、设备选型、技术集成和项目管理。
3) 面向非计算机专业的应用型教学层次定位，主要针对非计算机专业的计算机基础教学设计教学内容。课程的教学目标是培养基于技术应用的计算机网络的应用、维护与组网型网络技术应用人才。重点培养学生基本掌握计算机网络的工作原理、网络系统的组成、网络设备的维护以及网络管理方面的知识。使学生具有基于计算机网络开展其他工程领域研究与开发所需的网络技术信息化综合能力。
针对网络工程专业和计算机科学与技术专业的课程体系，计算机网络的先修课程和后续课程如图2所示。对于两个不同的专业，可根据培养目标的不同开设不同的后续课程。
3基于任务驱动模式的理论教学方法
“计算机网络”课程的教学内容具有概念繁多、原理复杂、协议与技术交叠的特点。它涉及众多的概念、原理、协议和技术，这些内容以错综复杂的形式交织在一起，既有原理的复杂性，又有技术的时效性。所以，在该课程的教学过程中，学生普遍反映无法深入理解网络的原理与技术，知识点的衔接也无法形成整体。在实验过程中，知识的应用具有盲目性。现有的课堂教学模式无法很好地实现理论与实践相结合、提升学生网络技术能力的教学目的。
我校计算机网络的教学内容按照网络体系结构的层次，采用先整体后局部的教学方法进行内容组织。根据ISO/OSI体系结构，借助网络分层模型和系统化的教学内容组织方法，将教学内容划分为四个知识单元：计算机网络体系结构及工作原理、计算机网络的底层通信与数据传输、计算机网络的网络互联与传输控制、计算机网络的应用服务与信息安全。在课堂教学方法设计上，基于构建主义的任务驱动教学模式，进行各个知识单元的任务设置，以此为支撑点启动各类知识点的教学。基于任务驱动教学模式的设计分4个阶段，内容如下。
1) 基于知识单元的任务设计阶段。根据每一知识单元的核心知识点，由授课教师进行学习任务设计。按照难易适中、问题明确、求解可行、激发兴趣的原则选取任务事例，而且集中体现本单元的核心知识。使学生通过分析、讨论、探究、自主学习和互助学习，达到教学目的。
2) 教师指导下的任务分析阶段。通过教师课堂讲授相关概念和原理，帮助学生建立问题求解的方法和策略，引导学生进行问题分析与方案设计，最终形成一个学习任务求解的方案。
3) 实验环境下的任务求解阶段。在实验环境下实现学生自行设计的学习任务求解方案。在实验过程中，教师要适时提出和归纳所包含的学习知识点，进一步讲解其原理和技术。
4) 项目答辩式的任务评价阶段。由学生汇报其学习任务完成情况，教师通过分析学生在分析问题、思维能力及实践技巧等方面的情况，肯定学生好的思维方法和算法思想，同时对其他没有涉及的理论进行补充，以达到完善认知结构、实现教学目标的目的。
任务驱动教学模式是问题探究式教学模式的提升。在计算机网络的教学方法改革中，基于任务驱动的教学模式就是知识与实验的结合，通过设计包含教学要求知识点的学习任务设计，在实验过程中进行验证和学习。计算机网络课程所划分的4个知识单元中，并不是所有的知识单元教学都适合于任务驱动的教学模式。对于计算机网络体系结构及工作原理知识单元，强调的是计算机网络的组成、网络体系结构、网络性能指标以及相关的概念和原理，适合于认知性和验证性学习，采用传统的课堂教学方式并加以相关的验证性实验进行教学是合适的。
对于计算机网络的底层通信与数据传输知识单元，其核心知识点是有关信号与信道、编码与调制、传输介质与物理层设备、差错处理技术、HDLC和PPP协议，同时涉及计算机通信网部分的以太网、高速以太网、环形网、无线局域网以及局域网交换方面的内容。其工程性较强，可实施学习任务驱动的教学模式。
对于计算机网络的网络互联与传输控制知识单元，其核心知识点是网络层和传输层所包含的知识内容，主要包括网络服务模型及组网方式、IP/ICMP协议族、路由算法和路由协议、IP多播及移动IP、TCP/UDP协议族以及可靠传输的建立等。同样适用于任务驱动模式的教学。
计算机网络的应用服务与信息安全知识单元，主要包括HTTP服务、文件传输FTP、电子邮件SMTP、网络管理SNMP、域名解析DNS以及socket应用编程接口和访问控制、网络检测和加密机制等知识。可以通过多个学习任务进行任务驱动式教学。
当所有课程知识单元学习完成后，教师最后通过一个网络项目实例，将计算机网络系统的工作原理和不同层次协议之间的交互过程进行整体性教学案例逆向分析，不仅使学生学习和掌握每层协议的功能、特性、组成、报文格式和工作原理，而且让学生从总体上分析各类协议在整个网络体系结构中的地位、作用和功能。这就保证了教学内容的整体性和完整性，使学生透过复杂的局部知识看到其内部的不同协议和技术核心。
4基于项目驱动模式的实践教学方法
计算机网络不仅是一门理论性很强的专业课程，而且是一门实践性很强的实验课程。基于项目任务驱动的教学模式，很重要的实现途径就是通过课程实验和实习实训实施。所以，实践教学在整门课程的教学中占有十分重要的地位，在实验学时分配上，以课堂教学与实验教学达到3∶1的比例为宜。同时要在教学体系中设置计算机网络工程综合实验周和计算机网络综合课程设计以及3周以上的逆向工程案例教学，整个课程的学习应当在一个学年内完成。
计算机网络的实践教学内容，要在分析课程知识单元和知识点教学目标的前提下，进行整合和优化。在内容设置上，要减少和改造验证性实验，调整并充实综合性实验，突出设计性和探究性实验的数目和质量。建立验证性实验、综合性实验、设计性实验和探究性实验的分层实践教学体系。实验教学内容要体现由易到难、由简单到综合、由注重传授基本方法和技能到注重创新能力培养的特点。实践教学采用与任务驱动教学模式相统一的项目驱动策略，在课堂教学中所设计的学习任务，应当包含了相关的实验内容。基于项目驱动的实验教学适合于综合性和设计性实验教学过程。
综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识，学生通过运用综合的实验方法和技术来进行问题求解的实验类型。开设这类实验是通过实验内容、方法、手段的综合，培养学生综合分析问题和解决问题的能力。在基于项目驱动的实验内容安排上，要把握住综合性、探索性的原则。综合性实验适合于计算机网络的底层通信与数据传输知识单元和网络互联与传输控制知识单元的实验设计。
设计性实验是一种小型项目设计实施的工程实验类型。它是指学生应用所掌握的知识，根据教师给定的实验题目、要求和实验条件，自主查阅参考资料、设计实验方案、选择实验方法和实验器材、拟定实验步骤并独立完成实验全过程的实验[5]。设计性实验的本质就是一种基于项目驱动策略的实践教学方法，其目的是使学生通过选定题目、查阅资料、设计方案、拟定实验内容和步骤，进行实验研究、实验总结和论证、完成实验报告等一系列过程，达到培养学生独立完成实验的能力和解决实际问题的能力。设计性实验适合于计算机网络的应用服务和信息安全知识单元的实验设计。
探究性实验是一种对学生要求更高的实验类型，它不仅涉及计算机网络一门课程的知识，而且涉及更多的专业基础课程和专业课程。探究性实验适合于部分优秀学生采取开放性实验申请的方式，在相关教师的指导下完成。探究性实验的本质就是项目驱动的实验教学模式。
5结语
笔者针对计算机网络课堂教学与实验教学方法改革与实践进行探讨，在分析课程3个层次教学对象的基础上，提出将“计算机网络”课程教学内容划分为四个知识单元，基于构建主义的项目任务驱动教学模式，进行不同知识单元的学习任务设计、分析、实施和评价，以达到学生主动学习的目的。基于项目任务驱动教学方法的改革核心是知识单元的任务构建、执行和评价，规范地设计知识任务和实验项目是今后研究和探讨的重点。我们将针对知识任务的规范化模板设计进行深入研究，以便更好地推进改革。
参考文献：
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[2] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会．高等学校计算机科学与技术专业人才专业能力构成与培养[M]．北京:机械工业出版社,2010:84．
[3] 郑宏珍,张华. 数据结构精品课程建设实践探讨[J]. 现代计算机,2011(1):82-84.
[4] 张谦,李春燕,付志红,等. 电路原理国家精品课程的建设[J]. 电气电子教学学报,2010,32(1):26-28.
[5] 姜琳,王学水,李培森. 以教学内容体系改革为核心,全面推进大学物理实验精品课程建设[J]. 大学物理实验,2011,24(1):97-100.
Teaching Methods of Computer Network Based on Project Task Driving
GUO Yinzhang, ZHAO Junzhong
(Institute of Computer Science and Technology, Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan 030024, China)
1、计算机网络实践教学的内容具有实用性
计算机网络实践教学的内容实用性主要表现在，教师能够通过对计算机实际网络的讲解及相关操作的演示增强学生对计算机网络的认识，使学生能够加深对网络构架、安装、运行、管理等内容的了解，实现网络操作运用能力的提升。在实际生活中，计算机网络的性质复杂多变、类型五花八门、范围大小各异，如此复杂的网络结构增大了学生学习计算机网络的难度。而在计算机网络实践教学过程中，教师可以通过首先对学生讲解实际大型或小型网络的相关知识、演示相关操作，随后让学生自己动手实践的方法，加强对学生计算机网络技能的培养，提升学生的计算机网络实践素质。
2、计算机网络实践教学的系统具有可操作性
计算机网络实践教学的系统可操作性主要表现在，学生在计算机网络实践教学的良好学习和训练环境中，可以实现操作训练技术的集中提升。计算机网络实践教学的主要教学环节是实验，而计算机网络环境在仿真模拟下得到了真实的再现，为学生提供了一个良好的操作环境与空间，使得学生的操作应用质量和效果能够得到极大的提升。实际教学过程中，学生可以借用Boson软件虚拟网络环境，以模拟设置交换机与路由器间的配置。并且通过Vmware软件学生可以模拟网络操作系统，从而使网络系统的安装与控制效果得到提升。通过计算机网络实践教学的模拟实践环节可以有效增强学生的团队协同意识和动手操作能力。
3、计算机网络实践教学的环境具有开放性
计算机网络实践教学的环境开放性主要表现在，在计算机网络软件及硬件的应用过程中要及时更换和优化各项资源，从而实现资源共享最大化。计算机网络构建系统的更新速度随着计算机技术的不断深入发展而逐渐加快，这使得计算机网络实践软件必须及时进行升级，从而使计算机网络实践能够契合最新形势，不断提高计算机网络实践教学的教学效果与教学质量。另外，计算机网络实践应与互联网进行实时连接，在线获得最新信息与资源，开放教学环境，为学生提供一个更好的学习平台。
4、计算机网络实践教学具有师生互动性
在计算机网络实践教学过程中，要突出学生的教学主体地位，强化教师的教学主导性，并使二者有机结合在一起，提高师生间的交流互动性，营造一个良好的教学氛围，从而提升教学质量。教师要改善师生关系，提高计算机网络实践教学的师生互动性，不仅要在教学过程中支持学生的动手与设计，还要对学生的问题进行及时沟通并积极予以解决。计算机网络实践教学的良好师生互动可以从根本上扩展学生对计算机网络实践的认识与思考方向，提高学生的创造力和网络技术能力。
二、计算机网络实践教学建议
1、丰富学生的网络知识
随着网络与PC技术的发展及中国向信息化社会的转型，互联网迅速蔓延于社会的各个方面，在计算机网络实践教学中，教师要做好学生对互联网的学习和利用。既要重视使学生的理论知识体系得到充分地积淀和完善，更要重视将计算机网络理论和计算机网络实践教学有机的联系在一起，转变学生对计算机网络实践课程的认识，认真学习理论，积极进行实践锻炼，提高学生培养网络实践能力的认识。教师在计算机网络实践教学过程中，可以选取贴近生活的计算机网络实例，对计算机网络实践内容进行构建与划分，使计算机网络教学更加生活化、实用化，从而提高学生对网络实践的理论认识和学习兴趣。
2、创建良好教学环境教师
在建设计算机网络实践教学环境过程中，要仔细探讨计算机网络实践空间，全面结合计算机网络理论与实践，确保创建一个良好的教学环境。在教学环境的建设中，一方面，教师要完备网络实践教学中的设备设施，并依照计算机网络教学要求和最新计算机网络发展成果，更新各项网络实践设备技术，以使计算机网络教学环境符合社会发展需要；另一方面，教师要完善计算机网络实践教学的构建制度，提高学生对实践设备的了解及认识，使学生能够依照设备运行和课程设计制度进行网络实验的设计、操作、运行，从而使网络环境得到良好的构建。
3、突出主体性和专业作用
传统计算机网络教学只是将学生作为被动教学的主体，忽视了学生的教学主体性，这使得学生的学习积极性不高，教学效果无法得到有效提升。因此，在计算机网络实践教学中，教师要重视学生的教学主体性，让学生自己动手进行实验、操作、设计并解决网络问题，提高学生的学习兴趣，培养学生主动发现问题、分析问题、解决问题、总结问题的能力。另外，作为高校教学重要内容的计算机网络课程在不同专业发展中所占的比例不同，这就要求教师必须根据学生专业的不同，对网络实践课程进行相关的设计与实施，以满足不同专业学生的要求。针对计算机专业学生，可适度增加教学难度和实用性；而对非计算机专业学生，可只进行简单基础网络知识的教学与实践。
4、采用考试和比赛相结合的促学办法
关键词：虚拟软件；网络组建实验；PacketTracer；网络设备模拟器
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 20-0000-02
1 前言
随着计算机技术和通信技术的结合，计算机网络技术有很大的发展。计算机网络应用也同时有了突飞猛进的发展，各行各业各个部门一般有架设有计算机网络。计算机网络中的设备也越来越高档，其设备配置也越来越复杂，对网络管理人员的要求也越来越高，这样就要求我们的计算机网络管理人员对设备要有熟练的操作，只有将通信配置好了，才能够使其发挥最大的功效，使网络通信更别通畅，因此目前各高职高专院校普遍都开办有计算机网络专业班，用于培养当今社会急需的计算机网络管理和维护人员，对于该专业的一门核心应用课程“计算机网络组建与维护”需要有大量的实验设备和实验场地用于完成该课程的教学实验（实践）实训任务。但由于各院校在资金上的限制，无法投入大量的资金来建设计算机网络实验室。因此，使得该课程的教师在这门课程的教学方式和方法上显得有点捉襟见肘。对此，我们在现有的普通计算机实验室中，通过在PC机上安装当前几种比较流行的网络设备模拟软件（模拟器），来构建虚拟“计算机网络组建”实验室，下面从几个方面来谈谈怎么样用网络设备模拟软件去构建一个虚拟“计算机网络组建实验室”。
2 虚拟实验室的优势与缺点
虚拟实验室实际上是利用虚拟现实技术、仿真、多媒体技术，创建出一个与传统实验室功能相似的、可视化的实验环境，其中每一个可视化的物体代表一种实验对象，可供学生观察、操纵或通过鼠标的点击以及拖拽等操作，使学生能够获得实验体验或有所发现，满足学生随时随地的实验要求。虚拟现实（VR）是近几年来信息技术迅速发展的产物，能让用户在人工合成的环境里获得角色的体验。而对于“计算机网络组建与维护”课程中所要求的有关通信设备配置方面的实验也可以在虚拟实验环境下完成，通过在虚拟实验环境下的对虚拟通信设备的操作，可以使学生反复练习，而不至于损坏实验设备，对计算机网络实验室的管理工作量也有所减少。而虚拟实验室有着如下一些优势和不足。
2.1 优势与特征
（1）构建虚拟实验室有投入小、回报大和建设容易的特点。
（2）可以免去一些复杂的线路连接，不会因此造成通信设备的损坏和损失。
（3）便于实验室的设备管理和设备的维护。。
（4）学生还可以将实验课堂上的实验带回寝室去完成。
2.2 缺点与不足
（1）由于是网络设备模拟软件是在PC机上实现的，因此真实性、直观性比较差。
（2）虽然有些模拟软件经过汉化，但还是有些地方没有汉化，这对于高职高专的学生来说，还是有点难度的，因为有些专业英语学生还没有学。
（3）有些模拟软件在可视化程度上还是不够完善。
3 虚拟实验平台的选择
目前能够满足“计算机网络组建与维护”课程中有关通信设备配置方面的虚拟实验平台有二种，一种是BosonNetSim，它是ITExamPrep-com推荐的路由器模拟软件，可以模拟路由器和部分交换机。另一种是PacketTracer，它是是由Cisco公司的一个辅助学习CCNA中网络设备配置的虚拟实验平台工具。
与真实实验相比，使用BosonNetSim省去了制作网线连接设备，频繁变换CONSOLE线，不停地往返于设备之间的环节。同时，BosonNetSim的命令也和最新的Cisco的IOS保持一致。最新的BosonNetSim版中包含了Cisco公司CCNA、CCNP中所涵盖的所有实验项目，同时该模拟器对于每一个实验项目都有相应的实验文档，另外该模拟器还具有由用户来自定义网络拓扑结构的特点，同时还配套有实验用的PDF文档，是一款用于学习网络通信设备的配置和Cisco公司CCAN、CCNP课程中所要求实验项目比较好的模拟器。但该网络设备模拟软件由于不能对PC进行配置，终端使用不够灵活，再一个就是该模拟器上的通信设备的配置界面也不太友好，对于初学者来说，那些个难背的配置命令很难记住。因此，该款网络设备模拟软件不太适合初学者使用，而比较适合有了一定的操作基础的学习者使用。
对于PacketTracer，它是为学习思科网络课程的初学者去设计、配置、排除网络故障提供了网络模拟环境。用户可以在软件的图形用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑，还能通过图形界面对一些基本配置进行操作。另外，该虚拟平台还提供一种模拟模式，它提供了数据包在网络中行进的详细处理过程和传输路径以及数据包的结构，从而能得以观察网络的实时运行情况，为进一步理解网络工作原理提供了一个很好的察看平台。该软件还可以学习IOS的配置、以此来锻炼网络故障排查的能力。PacketTracer同时附带了4个学期的多个已经建立好的演示环境、任务挑战等附属工具。
通过以上比较，和在教学实践中的具体应用，本人认为对于高职高专的学生来说，使用PacketTracer是比较合适的，它操作简单，界面友好，通用性强，有多种设备可供选择，同时PacketTracer5.5还有相应的汉化版，这样为英文基本不好的同学也提供了一个学习网络设备配置的平台。
4 平台软硬件的选择
4.1 软件平台的选择
WindowsXP＼、Windows2000操作系统，UNIX操作系统。
4.2 硬件平台的选择
（1）CPU奔腾四代以上。
（2）内存1GB（推荐2GB以上）。
（3）硬盘200GB以上。
（4）显卡独立显卡。
（5）显示器SVGA彩色显示器，分辨率在800*600以上。
5 总结
通过运用PacketTracer网络设备模拟软件来构建虚拟“计算机网络组建”实验室，在本校的“计算机网络组建与维护”课程上的进行了一会段时间的实践，受到广大授课教师和学生的一致好评，达到的构建时的预期效果。另外，虽然用网络设备的模拟软件能达到并完成实验教学的目标和目的，但毕竟是虚拟的设备和虚拟的实验环境，缺乏真实性真实感，有时学生一时无法理解，如果再在实验室中少量的配置一些适当的真实设备作为真实环境的操作，这样就能够更加充实和完善了“计算机网络实验室”的功能和作用，为培养出更好更优秀的有用的社会所需的人才发挥更大的作用，使“计算机网络实验室”发挥出更好的效益。
参考文献：
[1]郑洪涛.虚实结合实现计算机网络组建与管理课程实验[J].武汉商业服务学院学报，2011，1.
[2]芦鸿雁.关于高等院校虚拟实验室的建设和管理的探讨[J].赤子，2009，24.
关键词：计算机网络；探究型；动手操作；分组实验
现在的中专学生接触电脑普遍较早，不少学生对计算机网络的学习充满期待，但是真正到了学习这门课程时，他们会发现计算机网络的学习并不像平常上网那样轻松愉快，反而感觉这门课学习起来非常枯燥和抽象，慢慢地便对计算机网络课程学习失去了兴趣，继而上课不再认真听讲，恶性循环，不懂的知识越来越多。那么如何才能学好计算机网络这门课程呢？
一、要求学生课前预习，课后复习
（1）要求学生在上课前做好预习。计算机网络这门课程对于学生来说是一门新课，内容非常抽象，很多问题需要他们自己去想象。有些学生上课时非常专心，又是听讲，又是记录，忙个不停，可是学习效果并不理想，是因为他们有许多“拦路虎”没有在课前扫除，课堂上只顾着听和记，没有时间消化。如果课前做好充分预习，情况就不一样了，对于一般问题可以自己解决，疑难问题做上记号，留到课上解决，有重点地听和记，效果会好得多。
（2）要求学生课后及时复习学过的课程，整理课堂笔记，做到温故而知新。计算机网络的学习存在这种情况：学生自己看书看不太懂，听老师讲过后会明白，但是过了一段时间，就又想不起来了，而回过头来再看书本，也不明白了。所以上课记好笔记，课后整理课堂笔记是计算机网络知识“反刍”的过程。在此过程中，学生通过回顾上课的过程，再次“品味”课堂上的重点内容，不仅能加深印象，而且也有利于温故而知新。
二、教师要注重教学方法，培养学生学习兴趣
（1）教师要做好新课的导入工作，吸引学生的注意力，变被动学习为主动学习。对于计算机网络这门抽象的课程，学生学习时的主动性都不太高，所以教师在认真备课的同时，要想想如何才能吸引学生的注意力，使其感兴趣。另外，教师要注意课堂时间的配置，保证上课节奏的紧凑，减少学生“开小差”的时间。教师可及时提出一些问题，让注意力不集中的学生及时地“回到”课堂中。
（2）教师教学时要注意理论联系实际，让学生知道如何运用所学知识解决实际问题，达到一定的教学效果。教师授课时应该及时将学科前沿、科研成果与经验引入到教学活动中，既避免了教学过程中理论与实践的脱节，又保证了教学内容新颖生动，教学效果良好。
（3）教师可以考虑改变讲授地点，直接在计算机机房进行教学。计算机网络是一门实践操作课程，除了少数纯理论的章节在教室讲解外，其余课程均可在机房内操作学习，尽量使学生边学边练，在大量的练习中掌握知识点。教师在机房的讲授过程中可以适当让学生先动手自己操作，出现错误或者遇到不会的知识点时，教师从旁指导，使学生更快更好地掌握相对应的知识。
（4）教师可以探究型教学法为主进行教学。有些老师认为计算机网络是一门新的课程，而且比较抽象，所以主要会采用授导型教学，但是这样出现的后果是学生们思考的较少，老师教的偏多，不能调动学生学的同时及时思考，最终无法达到知识的融会贯通。如果尝试在计算机网络学习中采用探究型教学法，则能使学生产生积极完成任务的动机，老师再带领学生对学习任务进行剖析，使学生能在学习中发现问题、解决问题，逐步丰富他们的学习经验，培养提高他们独立完成任务的能力。
（5）可以采用老师布置任务、学生分组实验的方法进行计算机网络实验教学。实验教学不仅是学生获取知识、巩固知识的重要手段，更是培养学生思考能力、动手能力、创新能力不可或缺的环节。而在实验教学中，学生分组实验作用大，效果明显，成功的分组实验，既可以让学生获取新的知识，加深对网络知识的理解，又可以让学生在探究的快乐中激发出浓厚的学习兴趣。分组实验往往是3～4人一组，这样可以培养学生的合作意识、团队意识，共同探讨完成实验。最后，老师尽可能在短时间内对实验进行总结评估，以加深学生对知识的理解与掌握，确保实验课的效果。在总结评估时，既要对学生做得好的地方进行表扬，也要客观地指出实验中存在的问题，尤其对错误的操作要重点指出，组织学生讨论，让学生明白：实验时当然要力求成功，但也允许失败，失败了，就要弄清楚失败的原因。
要想学好计算机网络，需要一个长期的过程。对于刚入门的学生，我会提出让其课后继续学习计算机网络的要求，并帮助学生解决其在现实生活中遇到的关于计算机网络方面的问题，从而使学生能真正学精这门课程。
参考文献：
[1] 李清玲.计算机教学过程中的网络安全教育[J].电脑知识与技术，2011（3）.
Professional teaching reform of “computer network” course for application-oriented undergraduate
Li Xuefeng， Zheng Yi， Wen Song
（School of Mathematics and Computer Science， Hubei University of Arts and Science， Xiangyang， HuBei 441053， China）
Abstract： Starting from the local colleges and application-oriented undergraduate professional education， aiming at the problems in the computer network curriculum teaching， from the course orientation， content architecture， teaching means and methods， the experimental setup and implementation of the project， methods and measures of teaching reform are put forward. Practice shows that these methods and measures can effectively stimulate students' learning enthusiasm， improving the teaching effect.
Key words： application-oriented undergraduate； professional education； computer network； teaching reform
0 引言
作为现代社会信息化的基石，计算机网络技术可以说是近三十年来发展最为迅猛的计算机技术之一。计算机网络课程作为计算机网络技术的基础课程，早已成为计算机相关专业的核心课程，且还是我国计算机相关专业硕士研究生考试专业课必考科目之一[1-2]，越来越多的理工科专业将其列为选修或必修课。面对不断涌现的计算机网络新技术和新应用，以及当前本科教育的应用型职业化趋势[3]，计算机网络课程的教学理念、教学方法和教学手段如何与时俱进，成为计算机网络课程教学改革的新课题。
本文从地方院校应用型本科的角度，探讨计算机网络课程的职业化教学改革。
1 计算机网络教学研究的现状及存在的问题
对于如何更好地开展计算机网络课程教学，许多高校教师一直在不断地探索和实践，在课程内容体系结构、教学模式、教学方法与手段、实验内容设计与实验方式等方面都取得了一系列的成果[4-6]，有力地推动了教学改革。但是面对当前应用型本科职业化教育取向的新要求，计算机网络课程教学仍然存在一些问题。
1.1 定位不准、目标不明、内容庞杂
不少地方本科院校先前以研究型大学的课程教学为样板，在其基础上稍作修改而形成自已的教学方案。研究型大学一般在教学上注重理论的深厚博广，但地方本科院校与研究型大学之间在教与学、培养目标等多方面都存在差异，这种做法造成一些地方院校出现一些问题，如：在理论应用于实际的能力方面以及灵活运用理论解决实际问题方面的训练相对不足。一些学生毕业后进入用人单位，在一些专业技术岗位上不能很快胜任工作。
近年来，国家提倡应用型本科职业化教育，一些学校教学强调实验、实训等实践操作，在一定程度上放松了理论教学的要求，于是又出现学生的理论水平相对较弱的情况，严重影响了学生分析问题和解决问题的能力。根据我们的教学经验，对计算机网络的基本理论掌握不好的学生，在实践中往往难以真正地理解和掌握实践项目，只能较为机械地按教师指导参与项目，难以融会贯通，更不用说灵活运用了。
计算机网络技术是通信技术与计算机技术相交叉、相结合的产物，并且技术发展快，内容庞杂。现有计算机网络的一些经典教材，如《计算机网络》（谢希仁）、《Computer Network》（Andrew S.Tanenbaum）等，内容丰富，知识面广，理论知识深厚。现在各学校的计算机网络课程所设学时大都不足以将教材的内容全部详细讲完。从另一方面来看，有些理论应该属于研究生学习的内容，所以教师必须对讲授内容进行优化处理，这也是对任课教师的一个考验。
1.2 教学手段与方法不能与学生现状相契合，对理论应用于实际的重视与训练不足
计算机网络课程的教学手段与方法，从早期的单一理论讲解，到“电子课件PPT”+“讲解”的简单模式，再到情景式教学、案例式教学、项目式教学模式等。但在教学过程中，如何根据具体教学内容和学生的学习状态选择适当的教学方法和手段，激发学生内在的学习动力，值得关注。另一方面，作为应用型本科课程，如何培养学生灵活运用理论于实践的能力，还需要狠下功夫。
1.3 实验内容枯燥，实验效果差
现有的计算机网络课程实验大多是验证性实验，实验项目的内容设计与网络应用关联不够，对学生没有吸引力，这造成学生做实验的兴趣和动力欠缺。在实验实施上，没有进行有力的督导，实验效果没有保证。
2 计算机网络课程教学改革
根据地方院校应用型本科职业化教育的定位，针对教学中的问题，提出如下改革措施。
2.1 明确定位，优化课程内容结构
我们认为，对于应用型本科计算机专业而言，计算机网络课程的目的在于让学生掌握计算机网络基本理论，从整体上理解计算机网络的组成以及运行机制，为后续的网络工程、网络安全等课程打下坚实的理论基础。
应用型本科对理论学习的要求既不同于研究型大学的“深厚”，也不同于职业院校的“够用”。应用型本科应该要求理论“坚实”，即理论的科学性准确、实在，不要求过深，但要求能将理论讲清楚，使学生能灵活运用理论分析和解决实际问题。
基于以上观点，计算机网络课程要让学生理解与掌握计算机网络的基本原理，能讲明白网络交互的基本机制。教学内容体系应该包括网络概述、以TCP/IP主线的各层，网络安全等。要分清各部分内容的主次轻重，对于基本理论部分必须熟练掌握，能够灵活运用，比如分组的转发流程、IP子网划分与超网构成等。对于一些相对较深的内容，比如：TCP拥塞控制，只要求学生掌握拥塞控制的概念及基本机制；对于拥塞控制算法，教师点到为止，细节可以让学生根据自己的兴趣进行学习。
2.2 教学方法的改革
理论教学是整个教学中至关重要的一环，我们从激发兴趣、以应用促进理论学习、重视知识体系三个方面来进行教学改革。
⑴ 通过问题情景、互动与启发式教学方法，激发学生学习兴趣
兴趣是学生学习中的一个最积极、最活跃的心理因素，是学生学习知识的动力和源泉。在教学中应设法激发学生的学习兴趣，把“教师要求学生学”改变为“学生主动要求学”。
教师平时可以有意识地收集计算机网络相关的案例、故事，上课过程中可根据需要适时地使用问题情景、互动式、启发式等教学方法，激发学生的学习热情。例如，在教授ARP协议中，提出ARP攻击的案例，向学生提问：在同一个实验室中，能否从自已的电脑上，看到其他某台电脑上网的分组内容，并且控制这台电脑的上网连接？通过这种设问，将学生的学习热情调动起来。
在创设问题情境时，要注意抓住理论的重点、难点和疑点，做到密切联系实际。问题设计必须以激发学生的好奇心，引导其思维，最终达到透彻掌握理论机制为目标。
⑵ 树立“于应用中学习理论，将理论应用于实际”的教学理念
计算机网络学科是一门直接来源于实践需求、服务于实践需求的应用型学科。计算机网络基本理论都是为了解决实际应用中的问题而提出来的，教师要让学生理解计算机各种网络协议提出的背景、目的及用途，并从分析实际案例应用，进步理解各种协议的工作机制及应用。教师必须树立“于应用中学习理论，将理论应用于实际”的教学理念，并将这一理念贯穿于整个教学中。在“用”字上狠下功夫，在教学中从“用”出发，让学生理解和掌握网络基本概念和基本理论，培养学生应用理论分析和解决实际问题的技能。
“于应用中学习理论，将理论应用于实际”的教学理念，可以通过案例教学来贯彻实施。在教学中通过对一些典型案例的分析、讨论和评价，使学生巩固基础知识，加深对理论的理解。真实的案例有利于激发学生的求知欲，调动学生的学习主动性和自觉性，从而提高学生分析和解决问题的能力。
当然，要很好地达到这个目标，教师必须具备扎实的理论基础和丰富的工程经验，才能在教学过程中把握重点，将理论与实践融会贯通，让学生掌握理论的同时，学习到主流和先进的实用技能，达到学以致用的教学效果。
⑶ 重视知识体系构建
计算机网络课程一般是层次式教学，即按照计算机网络的体系结构，逐层加以讲述和分析。教师在教学中，重点往往放在各层次的内部细节上，而对于组成部分在体系整体中的作用及上下交互机制常常讲解不多，甚至于忽略。这使得学生容易深陷于细节之中，对计算机网络的认识犹如盲人摸象，限于局部，难成体系，妨碍学生对计算机网络知识的融会贯通。
教师在教学过程中，必须加强学生对局部对象在整个知识体系位置及作用的认知。比如，在讲ARP协议时，在分析ARP协议的工作机制之后，还可进步从二台计算机分组通信整个流程的角度，来分析ARP何时被调用，让学生了解ARP协议在整个网络协议体系中的位置及作用。
2.3 实验手段及实验项目的改革
计算机网络课程的许多理论知识对于第一次接触的学生来说相对比较抽象，实验是让学生深入理解理论运行机制、体会理论应用、培养学生分析和解决实际问题能力的重要手段，是计算机网络课程教学中必不可少的重要环节。
根据多年的教学实践经验，提出了如下实验教学的改进建议。
⑴ 由浅入深的层次式的实验项目
教师精心设计实验项目，编写实验指导书。在一个实验项目中，应该包括原理验证性实验、应用设计性实验、能力扩展实验等由浅入深的多层次内容，实验项目既要能充分体现相关原理的运行机制，又要能体现理论在实际中的具体应用。在设计实验项目时，多从实际案例中提取，并且在实验项目中明确实验的应用场景，让学生感觉到通过完成实验，就能处理实际应用中对应问题，使他们在完成实验后产生成就感。
⑵ 多种形式督导，确保实验效果
教师对学生的有力督导是保障实验效果的重要环节。教师可以通过实验分组，检查时以每个小组为单位，教师在小组内随机抽查一名同学，要求其讲演汇报，有不过关者，整组重新学习；要求学生撰写实验报告，让其汇报实验心得体会。使用多种方式激励学生齐头并进，掌握学生的学习效果，并及时发现问题、解决问题。
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