架构网络实验模型　探索模块教学体系

金　琦

新课程更注重学生的能力发展和人文素养的培养。因此，许多教师设计了主题学习活动，并刻意降低主题活动中的技术难度、泛化了教学目标，其结果必然导致对知识与技能的淡化。前不久的一则《北京高考报名网上缴费困住高考生》的报道，凸显了信息技术教学在适应当前信息社会技能需要方面的欠缺。

那么，该如何看待新课程理念中“教给学生学习方法”和信息社会对技能的现实需要之间的矛盾呢?我认为，作为一名负责任的教师，要在尊重教材的基础上，通过创新实践来取得技能和思想的平衡。因此，我校对《网络技术应用》模块的教学方式进行了相对开放的尝试——全班分为几个小组，各小组创建一个相对独立的局部网络环境，分开实验，最后所有的小网络组成一个“小型网络社会”。这样，在完成既定的教学目标之外，学生还可以自由发挥，组建多种网络服务，如静态页面网站，也可以在教师的指导下搭建各种论坛、博客等动态页面网站，开展各种特色服务，如流媒体、即时通讯……甚至还可以互相寻找安全漏洞进行攻击，让学生的思维更为活跃，也更能深入理解网络技术的应用价值。以下是我们的教学实践。

一、搭建分组操作的实验构架环境

网络技术课程很注重学生的实践体验。为此，在授课前需要将教室的网络分割为几个相对独立的小网络并增添设备。以我校56点网络教室为例，在原有的一个标准机房的基础上，再增加16个5口家庭交换机、16块网卡、56根跳线(成本可控制在1000元以内)。教室座位安排如图1，其中各小组主机需安装双网卡，充当各小组的网桥、路由器、Web服务器、域名服务器、邮件服务器、Telnet和FTP服务器。为方便学生调试主机，建议主机最好放在过道边。

具体IP地址编排可以按图2所示进行规划，以便于教师管理和记忆。为让学生更容易接受这个地址规划，还可以仿照具体的网络模型，编排成一张“中国地图”结构(如图3)，并为每组起一个形象的工作组名，如“浙江”。

具体的网络技术应用实验教室的网络拓扑如图4所示。

由于网络技术课经常需要更改设置，最好采用纯硬件的教学控制系统。目前，大多数学校采用的是纯软件的教学控制系统。这就需要教师在上课前，将小组主机的缺省配置设置为打开路由和组播功能。这样，教师的授课画面才能传到每个小组。

二、专题化设计实验内容

有了上述网络架构环境之后，就需要教师设计一条符合学生认知水平的实验主线。对当前的实验教材，很多教师会产生如何将相对专业的网络技术概念和基本应用技能有效整合的困惑。如教材第一章中的“交换、路由”、第二章中的“IP地址和域名”和第五章的“网页制作”，如果按照章节各自施教，知识点之间就会失去联系。为此，我们确定了以下实验主线：从单机访问本机网络应用程序，到组建两台电脑互连的最小网络，进而到本小组多台电脑连接，最终到跨小组网络间的互访，并在此基础上搭建各种形形色色的网络应用服务，逐步构成一个多元的小型网络社区。这样，学生从渐进的需求中很自然地明白了网络的原理，复杂的网络技术知识在活动中被轻松化解了。

专题一走进局域网

通过该模块的学习，学生对于组建一个以小组为单位的局域网络有了基本的概念。也许学生之前会觉得网络很神秘，是一个向往但又无法接近的领域。其实，只要他们自己动手去做、动脑去思考，奇迹就在他们自己手中发生了。

在这一模块，先让学生使用一个脱离实际网络的网络应用程序。当学生有了迫切的联网需求时，再让他们了解组建一个局域网的基本设备：从计算机到传输介质；从集线器、交换机到网卡，并简要了解Windows Server 2003为主的网络操作系统。有了形象的实例后，学生就能对照理解网络体系结构，开始入门了。

实验一：“孤芳自赏”——发布单机网站

实验二：“双机互联”之硬连接——制作网线与连接测试

实验三：“双机互联”之软连接——IP地址配置

实验四：用抓包方式学习因特网协议体系

实验五：IP地址再认识——通过子网掩码划分子网

实验六：通过小组内网络的连接应用理解OSI模型

专题二网络大连通

要将各个分散的小组网络汇成一个互联的网络，就需要路由器来负责转发网络间的数据包。对学生来说，路由器很神秘。教师将小组主机充当一台真正的路由器，配合域名服务的创建，让学生亲手“导演”一次网络互联。学生一旦明白了网络互联的工作原理，对接入因特网方式的理解也就轻而易举了。

实验七：搭建路由器，实现小组网络间的互联

实验八：域名服务器的搭建与客户端设置

实验九：通过代理服务器接入因特网

专题三网络精彩应用

各个小组的网络互通后，网络服务资源的欠缺就成了学生探索实践的阻力。在教师讲解一些基本的网络应用服务基础上，学生会非常积极地自我学习，努力“捣鼓”一些独具匠心的服务，让这个微缩“网络社区”的形式和内容更加丰富精彩。

实验十：Web服务——架设交互动态网站

实验十一：FTP服务——架设FTP服务器

实验十二：邮件服务——电子邮件的工作奥秘

实验十三：终端服务——远程登录与远程控制

实验十四：即时通信服务——视频和聊天服务

实验十五：综合应用——通过域名跨小组访问精彩站点

专题四网络安全技术

至此，教师的网络环境已逐步成长为一个多元的小型网络社区。此时，教师可以让这个网络社区开始不“安分”，不妨让计算机病毒开始传播。有攻击必然有防御的需要。教师可以采用这样因势利导的方式，唤起学生对网络安全重要性的意识，提高防御应变能力。最后，教师还可以演示利用网络安全技能访问已经建立数字证书的银行网站并进行网上缴费的过程。

实验十六：一个网络入侵的过程演示

实验十七：黑客防范与防火墙配置

实验十八：网路病毒分析和清除

实验十九：认识数字证书和访问数字认证安全站点

需要说明的是，上述实验并不代表具体课时，其中部分实验在实际授课中可能需要两节课才能完成。此外，教师必须讲解相关的理论知识(诸如网络体系结构、网络伦理道德等)。这些理论知识可以单独讲授，也可以结合实验讲解。

三、实验课范倒

为能让读者更好地理解该实验架构，笔者以一个有代表性的实验设计简案——“搭建路由器，实现小组网络间的互联”为例，进行详细说明。

实验意义：这是一个提高学生实际技能的实验。随着各小组网络规模的扩大，很多学生开始有了跨小组网络互访的需求，这就需要设置路由。随着宽带接入的普及，很多学生家里都组建了局域网来共享宽带接入，也需要了解宽带路由器的概念。路由器概念对学生来说，也许有些高深莫测，实际上，无论什么档次的路由器，除了配置方式和命令不同，其配置静态路由的原理是一样的。所以，本实验就将一台小组内拥有双网卡的普通计算机搭建为路由器，从而实现不同小组网络间的互联。

实验目标：形象理解路由的概念和作用；掌握路由器的简单配置。

实验内容：对小组主机进行路由配置，使两个原本相互隔离的小组网络间可以联通互访。

实验步骤：1在每组的小组主机上增加一块网卡，并通过它连接到另一个小组的网络。网络连接及其IP地址设置如图5所示。2为各小组主机安装路由服务。3在各小组主机上配置静态路由。4测试能否访问其他小组工作站上的Web网站。实验报告(见下表)：

路由的一个精髓含义是走向必须有去有回，所以该实验需要小组间通力配合才能完成。可在教师演示机组主机上特意未增加返回学生小组网络路由条目，学生用实验加以验证，以加深对路由含义的理解。

实践证明，以上《网络技术应用》实验内容的编排体系更容易让学生接受。笔者试教了一学期，学生的学习热情很高，甚至在他们选修校本课程时，选的最多的依然是《网络技术应用》的延伸——《网络安全技术》。我想这主要是教师为他们事先搭建了这样一个网络实验模型，使他们可以有兴趣、有收获地学习。对于选修模块，尤其对《网络技术应用》模块，理论学习到实践应用之间必不可少的一环是让学生从实验中获得技能，因而建立一个好的实验架构模型更是重中之重。尽管这样一来，教师可能会在学习和课堂准备的过程中累一些，但信息技术教师这个岗位本身就需要教学理念和技术能力不断更新。作为一名有追求的教师，会觉得这些付出是充实和值得的。

希望我们提出的网络架构模型能够抛砖引玉。如果教师能亲自实践，体会并改善各种网络实验的方法、步骤以及技术要点，相信会对《网络技术应用》模块的教学有更加感性的认识。这样，教师在教学过程中，就不会简单地被课本所掌控，而将有能力采用最恰当的方法让原本枯燥乏味的课堂变得丰富多彩。