基于实验驱动和兴趣引导的“计算机网络”教学

摘 要：“计算机网络”是网络工程及计算机等专业重要的基础课,由于该课程内容庞杂,涉及的知识点众多,如何能够引导学生在课堂教学的基础上进一步进行深入学习对教学效果影响很大.以实验案例为驱动,注重引导学生兴趣,进而引导学生自主深入学习“计算机网络”的相关知识,在教学实践中收到一些效果.从课堂教学环节、实验讲授环节出发,对计算机网络教学方式做了探讨.

关 键 词：计算机网络；实验驱动；兴趣引导

作者简介：井超（1980-）,男,天津人,中北大学电子与计算机科学技术学院,讲师；高媛（1972-）,女,山西太原人,中北大学电子与计算机科学技术学院,副教授.（山西太原030051）

基金项目：本文系中北大学2011年校级教改基金项目的研究成果.

中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2012）29-0075-02

网络是信息社会的命脉和发展知识经济的重要基础,网络基础设施已经成为国家重要基础设施.网络技术发展与应用已成为影响一个国家与地区政治、经济、军事、科学与文化发展的重要因素之一.有报道,目前网络节点数量以指数级在增长,每天入网的用户也呈指数级增长.因此,培养足够的网络专业技术人才,是各高校网络工程专业及相关专业的重要工作.[1]

“计算机网络”课程是大学本科网络工程专业、计算机专业及相关专业开设的一门专业基础课程.由于它是国家教学指导委员会指定的计算机相关专业核心课程之一,同时还是计算机专业研究生入学考试全国统考专业考试科目,所以其地位和重要性不言而喻.[2]从特点上来说,计算机网络是多学科交叉的产物,它既是软件和硬件的结合,也是计算机技术和通信技术的结合,所以涉及的专业知识面很广,概念多,知识量大.同时,“计算机网络”课程也是一门理论强、实践多、与现实贴近的课程,知识更新快,信息量大.[3]如何在有限的学时内,既讲清楚理论知识,又使学生具备一定的实践能力；既让学生对整个网络知识体系清楚,又能解决实际的问题,确实是一个需要认真思考的问题.[4]

一、教学目标

开设一门课程之前,需要明确本门课程的教学目标是什么,要清楚这门课程的讲授要达到什么目的.总体来讲,学生学习的主要目的可以概况为以下三类.

1.以考试为目的

不可否认,对学生学习效果考核的一个最重要途径是考试,也正因为如此,一部分学生是以考试为目的来学习某门课程的.为了针对考试,尤其是一些学生会参加全国研究生入学考试、计算机等级考试网络部分、全国计算机技术与软件专业技术资格考试中网络工程师考试等等诸多考试,因此,教师必须把教学大纲和大纲结合起来,对于交叉内容应该着重强调,也可以在教学中借鉴中的一些经典例题.

“计算机网络”的发展历史虽然不长,但其经历的技术变革已经有若干代,早期的一些技术虽然早已不再提及,作为知识的完整性和全面性,应该在课程中提及每种网络技术中在发展过程中出现的主流技术及基本思想,这样既可以使网络知识具有完整性,同时也能覆盖到各种考试的范围.而对于当今的主流技术,各种考试中所占比重不一,侧重点也不同,讲授时应该以主要的应用形式及采用的方案为主进行介绍.

当然,最重要的是这些庞杂的知识点要根据教学任务要求,按照教学大纲的规定进行详略编排.这在“计算机网络”这门课程中显得尤为重要,因为该课程所涉及的概念、思想、问题的数量恐怕是计算机相关课程中最多的,所以,安排好详略非常重要.

以局域网技术教学为例,在介绍OSI参考模型中数据链路层时,必须提到局域网技术.伴随IEEE802委员会的成立及其系列标准出台,局域网技术也在不断更新,并且也影响着其他网络相关技术的发展.这其中,最重要的当属以太网（IEEE802.3）,但整个IEEE802的系列标准都应该提及,对于当中早期的一些技术,如：令牌总线网（IEEE802.4）,令牌环网（IEEE802.5）,分布队列双总线DBDQ（IEEE802.6）,都应该适当提及.对于其中的一些新技术,如：无线局域网（IEEE802.11）、无线个域网（IEEE802.15）、无线城域网WiMAX（IEEE802.16）也要做适当的介绍.这样才能让学生在接触的时候有所准备.[5]

2.以网络技术应用为目的

学习计算机网络,可以从事网络组建、网络管理、网络维护、网络应用等各种工作,总体来讲,可以总结为：建网、管网和用网三大就业方向.这些以就业为导向的学生,对于计算机网络的学习就不能仅仅停留在书本知识的层面,而应该向更深入的技术方向进行研究.而这类学生对计算机网络的学习与前一种导向的学生可能存在很大不同,他们往往对基本概念、基本理论不太注重,甚至不求甚解,而对具体的某个问题会非常关注,甚至主动查阅相关资料以便解决问题.这部分学生可能对于流行的一些商业培训有更高的兴趣,例如：思科的系列培训或者华为的系列培训.这些培训所注重的内容以厂商设备的使用、管理,甚至设计为主线,以计算机网络的知识为基础,旨在培养能够建网和管网的人才.对于这些以应用技术为学习目的的学生,要想达到建网、管网的目的,仅仅掌握计算机网络这门课程是远远不够的.为此为网络工程专业的学生开设了网络设备与集成、网络与通信实验、无线局域网、网络管理与维护、结构化综合布线、网络组建实验周等等课程,以便学生在学校能够达到相当于NP级别的水平.

在针对这类学生进行的授课中,课程讲授就不能只以知识性的讲授为主,而应该辅以相应的实验.例如：讲到计算机网络层的诸多协议的时候,可以实际使用抓包软件捕获数据包,然后进行数据分析.对于相关数据包,在进行理论介绍之后,马上拿实例来进行对比,将会收到不错的教学效果.又如：在进行网络设备与集成等课程讲解的时候,主要以协议的工作原理、配置方法和运行情况为主,介绍相关内容,这时,可以利用教师机进行远程设备连接,做出相应实验效果,让学生查看配置过程、配置结果,甚至可以制作典型错误案例,让学生见到实际设备在工作时的状态.