计算机网络实践课程教学改革与实践

李昕

摘 要 长期以来，计算机网络实践课程教学关注局部功能的实现，而忽略对具体网络的整体分析和解决能力培养，不能适应应用型本科培养目标。从问题入手、从网络现象入手，或者从网络故障入手，可以让学生实验目标更明确，从而提高解决实际问题的能力，最终达到应用型本科培养目标。

关键词 应用型本科；计算机网络；实践课程；教学改革；实训室

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）24-0153-03

Reform and Practice of Practical Course Teaching in Computer Network//LI Xin

Abstract For a long time， the teaching of computer network practi-cal courses focuses on the realization of local functions， but ignores the overall analysis and problem-solving skills of specific networks， so it can not adapt to the application type undergraduate training target. Problem， network phenomenon or network failure， can make students have a more clear goals in the experiment， thus improve their abilities of solving practical problems， finally meet the target of

applied undergraduate culture.

Key words applied undergraduate； computer network； practical course； reform in education； training room

1 前言

隨着物联网概念的提出，网络的范畴越来越大；而云、大数据等概念的提出及应用，更是为企业和民众提供了便利的生活，很多场合使用微信或支付宝扫一扫就能实现便捷支付。在这些便利的生活中，网络无处不在，而计算机网络是其核心。

2 计算机网络教学现状

计算机网络是计算机科学与技术、软件工程、网络工程、物联网工程、信息管理等专业的必修课程，含理论课程教学与实践课程教学。该课程是计算机技术和通信技术的交叉学科，理论性强、知识面广、应用广泛、实用性强，是一门公认的比较难以开展教学的课程[1]。课程要求侧重掌握计算机网络体系结构（七层OSI开放互联体系、TCP/IP四层模型或是五层混合模型）、体系结构中各层次意义及其相互间关系以及网络互连等知识。无论是物理层还是数据链路层，或者介质访问子层，抑或是网络层、传输层，从概念上都给学生一种疏远感，让学生莫名产生排斥，唯有通过计算机网络实践课把学生带回现实世界。

以往的计算机网络实践课程不外乎双绞线的制作、交换机或路由器的基本配置和高级配置[2-4]等，学生往往在理论课上云里雾里，实验课上继续盲人摸象，始终隔着一层纱看世界，始终看不清，最终对理论的理解不清晰，对解决实际网络问题无能为力。很多学生学完计算机网络实践课程，在自己家组建一个家庭局域网都需要花钱请专人上门，家里的网络出现故障只会打电话给服务提供商，不能不说是教育的失败。

应用型本科要求从应用角度出发，培养能解决实际问题的合格本科生，因此，计算机网络实践课程教学改革势在必行。

3 计算机网络实践课程改革及实施

以湖南工学院计算机与信息科学学院为例，计算机网络实践课程为16学时；实验环境有一个搭建好的锐捷网络实训室，实训室有八组实验台，能开设交换机和路由器从基础到高级的配置实验；学生在实验时通过Web访问每一组的RCMS[3]，在大连理工大学出版社出版的王东教授等所著的《计算机网络工程实践教程——基于锐捷路由器与交换机》一书中有详细记录，实验条件达到大多数本科院校的条件。

而在这样的实验环境下，发现历年来依然有很多计算机学院各专业的学生在做实验时连使用自己的计算机访问本组的互联设备都做不到，这不能不让人反思：问题究竟出在哪一环节？长期的思考带来启发：实验要从解决实际的、具体的问题入手。为此设计表1所示10个实验项目。

从表1中的实验项目名称并不能完全了解实验过程，真正调动学生学习兴趣，并且让学生在实验过程中不知不觉掌握实战经验，关键还是具体的实验过程设计。而此次课程教学改革的方向也是从具体问题入手，从网络故障入手，让学生对在学习和生活过程中遇到的网络问题能自己动手解决，而实验反过来又加深对理论知识的理解与掌握。表1中每个实验项目对应的实验设计如表2所示。

在每个实验项目实施过程中，课内教学活动提前将每次实验的内容及要求发布给学生，并要求学生先预习项目内容，实验前做好一切准备活动（分组、工具、仪器等）；实验中指导教师及时跟踪；每次课结束前5～10分钟进行经验交流，大家可以踊跃发言，说说自己做得特别好的和做得特别不好的地方；实验课后及时总结，客观描述实验过程，以及分享实验成功或失败的原因。课外教学活动缺少教师的监督，故要求每次课有课前计划、课中具体实施及课后对照计划和具体实施的自我评价，依然是分组实施，课后的讨论可以穿插在理论教学中。

从表1的实验项目名称和表2所解决的问题综合看出，这10个实验项目可以分为四个阶段来培养学生不同的应用能力。endprint

第一阶段：培养学生构建局域网的能力。从实验一到实验四，主要培训的是学生对局域网的组建能力，从微型到中型。

实验一及实验二的大学宿舍网络规划和家庭网络布局属于微型局域网，简单到选择一个无线路由器或小型交换机就可以满足功能需求，并且无线路由器或交换机上几乎不需要复杂的配置；但是通过本实验，可以加深了解IP地址概念、子网掩码作用、默认网关的作用。在本实验中关键是如何合理布局，根据每个宿舍或家庭的建筑特色、信息点所在位置、信息点个数，具体网络需求不同，使用Visio绘制网络图；同时构建对等网，方便局域网内部数据传输、资源共享。通过该实验的指导，学生能完全掌握微型局域网的布局及实施。

实验三可以说是实验一、实验二的进一步加深，有了一、二的基础，实验三的开展也变得顺利，在功能上多了一个添加联网打印，更具有现实意义。就业后，要规划并实施一个办公室的小型局域网，可以说手到擒来。同时，实验三也加深了对实验一、实验二的掌握。

接下来，实验四是一个部门的网络规划，可能包含多个办公室，不单单是实验三的叠加或简单重复，要考虑IP地址的冲突问题，所以需要进行IP地址规划。另外，有些特殊办公室可能需要信息保密，就会涉及VLAN划分等。这些都可以在交换机上进行配置，配置的命令行可以在实验教材中找到参考，关键是前期的规划及分析。通过实验四，学生能掌握中型局域网的设计。

第二阶段的实验是实验五，侧重的是解决各种现实问题。对于更大多数的情况是局域网已经早早存在，无须建设，然而在局域网运行过程中可能出现各种各样的故障。实验五分两次实验课，依托锐捷网络实训室，在实验过程中预先设置多种网络故障，如IP地址、掩码及网关不配套问题，线路连接问题，交换机端口问题，路由表默认路由设置问题，等等，不一而足。首先让学生用自己的方式方法查找网络故障，在解决故障的过程中进一步加深对网络模型及各层协议的理解，实验后独立完成实驗总结报告。在课堂中，还可以让找到故障问题并顺利解决的学生提供经验交流，帮助其他学生发现问题及解决问题。

第三阶段的实验对应的项目是实验六到实验八，侧重的是如何跟客户进行有效沟通（客户不懂专业，回答不了专业问题，所以需要设计问卷调查表），一个完整的局域网是如何运行的，以及如何写项目申报书。这一阶段培养学生拿项目做项目的能力。

第四阶段是对第三阶段的一个完善。一个好的内部局域网，不仅仅是能联通，能发送数据，还需要高稳定性，因此需要进行安全维护和监控。同时，内部局域网也需要构建一些服务器来进行日常的工作安排。这一阶段培训学生对网络的整体掌控能力。

各实验教学阶段的培养目标如表3所示。

4 教学效果及评价

为验证实验效果，选择在2015级网络工程专业1501班应用新的教学方案，其他2015级各专业（计算机科学与技术、物联网工程、软件工程、信息管理等）班级均实施原教学方案，并且对网络1501、1502和1503三个班统一设计新的期末考核方式。在新的计算机网络实践考核环节，每个网络班的学生以闯关的方式进行，总共三关：

第一关为构建一个小型无线局域网，要求对无线路由器进行基本配置，包括网络名称、密码及正确的IP地址配置等），限时五分钟；

第二关为查找网络故障并提供解决方案，限时五分钟；

第三关是为一特定局域网提供IP地址分配方案，由于IP地址空间有限，需要划分子网，要求将每个子网主机可用地址段、网关地址等一一进行罗列，限时10分钟。

对三个班的学生进行全员测试，测试结果如表4所示。

之所以选择在网络工程专业来进行新的实验考核，是因为这三个班恰好是同一位理论授课教师。从表4不难看出，第一关和第二关，进行实践教学改革的网络1501班学生的闯关成功率大大高于网络1502班和1503班；而第三关也有微弱优势。通过对设置的三个关的考核目标来看，第一关和第二关更注重实际应用，而第三关在完全理解IP地址、子网掩码的作用后，可以由理论来指导实践。因此得出这样的结论：在同样的理论教学情况下（同一教师执教，三个班同时合班上课），在应用能力方面，进行实验教学改革的班级明显高于普通教学班级。

在考核中发现一个有趣的现象，这三个班中通过第二关的人，也都通过了第一关和第三关。这一现象进一步印证了实践教学改革方向是正确的，因为第二关网络故障的诊断和排除涉及网络的方方面面，需要有很强的理论知识和实践经验，推行新的实践教学方案大大提高了学生的应用能力。下一轮教学中将对更多专业的更多班级进行实践教学改革。

5 结论

计算机网络实践课程教学改革，加深了学生对网络模型的理解、对TCP/IP协议簇的理解，也增强了学生对交换机路由器配置的掌握；解决了学生会上网不会建网的尴尬，解决了出了网络问题只会电话找人而自己干着急的尴尬，为学生毕业后创业提供了一条出路。而应用型本科课程改革，不仅仅是教学内容的改革，更是教学方式方法、教学手段、教学考核、教学评价机制的革新。教学中的主体是学生和教师，从政策到制度，解放学生、解放教师，从资金配套到具体落实，厚待学生、厚待教师，必然能培养出具有更强竞争力的学生。

参考文献

[1]林元乖.创新型计算机网络实验教学研究[J].实验技术与管理，2010，27（12）：174-177.

[2]谢希仁.计算机网络[M].6版.北京：电子工业出版社，

2013.

[3]王东，秦品乐，林焰.计算机网络工程实践教程：基于锐捷路由器与交换机[M].大连：大连理工大学出版社，2010.

[4]施晓秋.计算机网络实训[M].北京：高等教育出版社，

2004.endprint