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關(guān)鍵詞:分層分流;模塊化;網(wǎng)絡(luò)工程;網(wǎng)絡(luò)編程
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一門理論與實踐、軟件和硬件相結(jié)合的課程,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)還有一個重要的特點,它與眾多專業(yè)都有交叉,這主要是由計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用決定的。各大高校非網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)的工科專業(yè)均開設(shè)了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程,因課時較少,導(dǎo)致教學(xué)環(huán)節(jié)中普遍存在重理論輕實踐的現(xiàn)象。教育部于2010年6月啟動“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”,該計劃以工程技術(shù)為主線,著力提高學(xué)生的工程意識、工程素質(zhì)和工程實踐能力[1-2]。目前高校部分專業(yè)已經(jīng)納入卓越計劃,更加強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力。本文提出了向面分層分流的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗設(shè)計,通過設(shè)計不同層次的實驗,滿足學(xué)生在初級模塊全面掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識和基礎(chǔ)實驗,再通過分流,因材施教,將學(xué)生按興趣和特長引入到高級模塊,實現(xiàn)針對性培養(yǎng),讓優(yōu)秀的學(xué)生有成就感[3-4],達(dá)到利用較少的學(xué)時,也能在特定方向深入學(xué)習(xí),完成高級實驗項目,具備較強(qiáng)實踐動手能力的目的。
1面向分層分流的實驗項目設(shè)計
為了提高教學(xué)效益時間比,將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的課程組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行重構(gòu),盡量在短時間內(nèi)完成基礎(chǔ)模塊中基礎(chǔ)實驗操作。根據(jù)課程本身的特點和市場的需求,將提高模塊分為兩個方向:網(wǎng)絡(luò)工程和網(wǎng)絡(luò)編程。根據(jù)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程內(nèi)容和調(diào)研后的學(xué)生興趣與市場需求,本課程實驗分層分流模塊化設(shè)計如圖1所示。圖1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分層分流模塊化設(shè)計經(jīng)過學(xué)生問卷調(diào)查和對其他國內(nèi)外高校的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗的研究,基礎(chǔ)實驗選擇了簡單的路由器配置實驗和客戶服務(wù)器程序編寫,要求所有學(xué)生獨立完成。提高實驗則更強(qiáng)調(diào)設(shè)計性和綜合性,學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和特長進(jìn)行選擇,保證學(xué)生在固定的學(xué)時內(nèi),能夠深入某一個方向,進(jìn)行深入的研究和實踐。
2網(wǎng)絡(luò)工程方向?qū)嶒烅椖吭O(shè)計
網(wǎng)絡(luò)工程基礎(chǔ)實驗:采用sybex公司的路由器模擬器sybex-router,現(xiàn)成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),包含Cisco2611路由器3臺、運行終端模擬程序PC兩臺和Cisco1900交換機(jī)一臺。路由器每個接口和PC機(jī)的IP地址已經(jīng)分配好,只需要簡單配置即可,內(nèi)容如表1所示。網(wǎng)絡(luò)工程高級實驗:如表2所示,采用PacketTracer6.2,自己設(shè)計網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?,作IP規(guī)劃,完成網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基礎(chǔ)配置后,再進(jìn)行一些高級功能的配置。
3網(wǎng)絡(luò)編程方向?qū)嶒烅椖吭O(shè)計
網(wǎng)絡(luò)編程對學(xué)生能力要求相對較高,其中的基礎(chǔ)實驗,要求編寫客戶服務(wù)器程序,實現(xiàn)以下功能:(1)客戶端能實現(xiàn)與服務(wù)器的連接。(2)客戶端從鍵盤輸入一行字符信息,發(fā)送到服務(wù)器。(3)服務(wù)器將收到的字符顯示為字符對應(yīng)的ASCII碼。(4)服務(wù)器把轉(zhuǎn)換后的ASCII碼發(fā)送到客戶端。(5)客戶端收到服務(wù)器發(fā)送的ASCII碼,將其顯示在屏幕上。網(wǎng)絡(luò)編程高級實驗:編寫客戶服務(wù)器程序,可以實現(xiàn)以下功能:(6)服務(wù)器支持多個客戶端的連接,客戶之間的通信要求通過服務(wù)器中轉(zhuǎn)。(7)當(dāng)客戶端連接到服務(wù)器時,服務(wù)器會要求客戶輸入用戶名和密碼進(jìn)行認(rèn)證,用戶名和密碼保存在服務(wù)器名為user_pass.txt文件中。(8)如果密碼不正確,服務(wù)器會要求客戶重新輸入,如果3次出錯,則連接失敗,客戶的IP將被鎖定10分鐘,才能再次發(fā)起連接請求。(9)客戶認(rèn)證成功后,服務(wù)器支持客戶發(fā)送表3中的命令,作相應(yīng)的處理。如果服務(wù)器不能識別的命令,將會在客戶端顯示錯誤信息。在基礎(chǔ)模塊上的分層分流方法和遞進(jìn)式的實驗項目設(shè)計,可以解決因課時較少導(dǎo)致實踐能力訓(xùn)練不足的問題,還可以解決針對不同興趣愛好學(xué)生因材施教的問題。
4結(jié)語
對我校15級通信工程專業(yè)學(xué)生實測證明,該實驗方案的實施明顯提高了學(xué)生的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實踐應(yīng)用能力。課后的問卷調(diào)查也顯示,學(xué)生對課堂的滿意度有了顯著提升。
作者:文展 李文藻 文成玉 單位:成都信息工程大學(xué)
[參考文獻(xiàn)]
[1]楊婕.互聯(lián)網(wǎng)時代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革研究[J].信息與電腦,2015(13):168-169.
[2]高永兵,趙宇紅,趙艷鋒.基于PacketTracer的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實踐教改方案[J].計算機(jī)教育,2015(23):92-93.
目前,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)課程已經(jīng)列入計算機(jī)基礎(chǔ)教育體系中,課程的總體目標(biāo)是讓學(xué)生理解和掌握網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識、基本原理,能夠構(gòu)建小型的局域網(wǎng);掌握網(wǎng)絡(luò)軟件的安裝和使用,以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備硬件的調(diào)試和維修;能夠準(zhǔn)確排除網(wǎng)絡(luò)故障,知悉常見網(wǎng)絡(luò)故障實例,有效維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的正常運轉(zhuǎn),確保網(wǎng)絡(luò)安全。但是我院現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)教育還停留在以理論教學(xué)為主的層面上,“重理論、輕實踐”,缺乏完善的網(wǎng)絡(luò)實驗環(huán)境,無法給學(xué)生提供動手實踐的良好平臺,給教師授課和學(xué)生實習(xí)帶來了很多的困難,迫切需要組建一個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室。
二、建設(shè)目標(biāo)
建立一個具有教學(xué)和實驗功能的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室,讓它更好地服務(wù)于網(wǎng)絡(luò)類課程,增強(qiáng)教學(xué)的實用性和崗位指向性,讓學(xué)生學(xué)有所思、學(xué)有所得、學(xué)有提高。在網(wǎng)絡(luò)實驗室的體使用過程中,要注重學(xué)生動手能力的培養(yǎng),以實踐為主,理論教學(xué)為輔,同時提高學(xué)生自己動手實踐的比例,通過項目驅(qū)動法,讓學(xué)生通過任務(wù)實施、任務(wù)檢測、任務(wù)拓展等環(huán)節(jié),明白“做什么”,“怎么做”、“做的效果”,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實戰(zhàn)能力的真正提升。在這幾個環(huán)節(jié)中,又不忽視理論指導(dǎo),以知識鏈接的形式補(bǔ)充必要的理論知識,達(dá)到“理論指導(dǎo)實踐”的效果,使學(xué)生在較短時間內(nèi)快速、全面地掌握網(wǎng)絡(luò)知識,并具有實際操作技能,更好地滿足日后的崗位需求,讓實驗室真正成為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗基地和人才培養(yǎng)基地。
三、實驗室功能
1.網(wǎng)絡(luò)實驗為學(xué)生提供真實的網(wǎng)絡(luò)實驗環(huán)境,教師講授了相應(yīng)的知識點后,學(xué)生能夠立即用于實戰(zhàn)。例如,講授完“如何組建局域網(wǎng)”的相關(guān)知識后,學(xué)生利用工具制作網(wǎng)線,并測試制作的網(wǎng)線能否使用,對多臺計算機(jī)進(jìn)行物理連接,然后設(shè)置計算機(jī)上的相關(guān)參數(shù),一步一步地組建一個局域網(wǎng),并對該局域網(wǎng)進(jìn)行管理和維護(hù),例如設(shè)置用戶權(quán)限等。講授完“設(shè)置和維護(hù)服務(wù)器”這個知識點后,學(xué)生在已經(jīng)構(gòu)建好的客戶機(jī)和服務(wù)器環(huán)境中進(jìn)行服務(wù)器的配置,并在客戶端使用具體的軟件進(jìn)行連接,避免“空對空”的現(xiàn)象發(fā)生。講授完“數(shù)據(jù)庫管理”相關(guān)知識點時,學(xué)生可以進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的查詢、刪除和數(shù)據(jù)備份等操作。
2.研究實驗功能教師可以利用網(wǎng)絡(luò)實驗室中的設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面的科學(xué)研究,進(jìn)行模擬仿真實驗,直接為撰寫的學(xué)術(shù)論文提供真實可靠的第一手?jǐn)?shù)據(jù)資料,同時利用現(xiàn)有設(shè)備提高科技創(chuàng)新能力,教師指導(dǎo)學(xué)生參加各種與計算機(jī)相關(guān)的設(shè)計比賽,充分發(fā)揮設(shè)備的優(yōu)越性能。
3.公共基礎(chǔ)實驗室功能在網(wǎng)絡(luò)實驗室的設(shè)置上,充分考慮普通實驗室的基本需要和網(wǎng)絡(luò)實驗室的特殊性,使得在其他普通實驗室滿足不了大批學(xué)生同時實習(xí)的情況下,能夠起到補(bǔ)充的作用??梢宰鱿嚓P(guān)的其他計算機(jī)實驗,如計算機(jī)文化基礎(chǔ)實驗和數(shù)據(jù)庫實驗等,從而實現(xiàn)實驗設(shè)備的共享。
4.多媒體演示功能教師在實驗室利用多臺計算機(jī)演示授課內(nèi)容,例如在講述防火墻技術(shù)時,在現(xiàn)有小型局域網(wǎng)中實時配置防火墻的各種參數(shù);在講解示黑客攻防技術(shù)和木馬技術(shù)時,配置服務(wù)器,黑客計算機(jī),以及受攻擊主機(jī),進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)攻防。教師利用機(jī)房管理軟件能夠把各臺計算機(jī)屏幕隨時切換到教學(xué)大屏幕上,展示實施的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),使學(xué)生真實地感受到網(wǎng)絡(luò)攻防的效果,這既能為教師授課提供方便,又能加深學(xué)生對課程內(nèi)容的印象,提高教學(xué)效率。
在每節(jié)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教程教學(xué)課堂上,必須將教材內(nèi)容以學(xué)生能很好的使用為目的,提升學(xué)生學(xué)習(xí)這門學(xué)科的技巧為目標(biāo),全班學(xué)生為主要載體,專業(yè)老師在課堂教學(xué)中進(jìn)行不間斷的教學(xué)指導(dǎo),要求每個學(xué)生必須具有獨立完成任務(wù)的信心,激發(fā)出學(xué)生學(xué)習(xí)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教程教學(xué)這門學(xué)科的自主性、積極性和創(chuàng)新能動性。教材中出現(xiàn)的題型,專業(yè)老師選取一些具有代表性的題目,讓學(xué)生在這些題目中進(jìn)行自主選擇,將學(xué)生選擇好的題目列入到課堂教材環(huán)節(jié)里,在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教程教學(xué)課堂里進(jìn)行互動,讓學(xué)生在互動環(huán)節(jié)中增強(qiáng)同學(xué)之間相互合作和團(tuán)體合作的精神,使得學(xué)生逐漸具備獨立思考問題和妥善處理問題的素質(zhì)、初步的語言功底。
二、加強(qiáng)課堂與實踐相結(jié)合、學(xué)校與單位相合作的新模式
新課改在教育部的逐漸推行下,使得越來越多的學(xué)校開始培養(yǎng)適用于社會技術(shù)性人才,從而適應(yīng)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求,因此開始推行課堂與實踐相結(jié)合,學(xué)校與單位相互合作的新型教學(xué)模式。計算機(jī)的發(fā)展速度越來越快,社會上也需要各種各樣的網(wǎng)絡(luò)方面的技術(shù)應(yīng)用型人才,龐大的市場需求,使得許多學(xué)校進(jìn)行了課堂上的新模式教學(xué),即課堂與實踐相結(jié)合。為了能更好的提高計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教程教學(xué)的課堂質(zhì)量和實踐效果,必須對專業(yè)老師團(tuán)隊進(jìn)行師資團(tuán)隊和實驗室教學(xué)、實踐場地為出發(fā)點的實踐性教學(xué)培訓(xùn),提高每個專業(yè)老師的專業(yè)水平和素質(zhì),可以大范圍聘請單位內(nèi)部的專業(yè)化人才或者全面性人才到課堂中為學(xué)生進(jìn)行教學(xué),每年定期增加這樣的實踐性老師為學(xué)生傳授實踐經(jīng)驗,開始構(gòu)建一種計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教程教學(xué)實踐課堂上的老師一大半是由具有高技能水平的老師進(jìn)行授課的體系。學(xué)校為了能更好的培養(yǎng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)人才的社會實踐應(yīng)用能力,與一些計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)單位進(jìn)行了相應(yīng)的合作,讓這些計算力網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的人才在企業(yè)中學(xué)會應(yīng)用自己所學(xué)的知識,讓專業(yè)能力和專業(yè)素質(zhì)得到一定的培養(yǎng),所以在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教程教學(xué)中提高學(xué)生的實踐能力,是許多學(xué)校提升學(xué)生素質(zhì)的一項重要目標(biāo)。與單位相互合作的新模式教學(xué),根本在于專業(yè)課堂上要有一個能給學(xué)生帶來與單位合作的老師團(tuán)隊。學(xué)校要真正的與單位進(jìn)行合作,達(dá)到專業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)。學(xué)校與單位合作的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié),根本在于學(xué)校是否和單位建立一個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實訓(xùn)室或者實訓(xùn)基地,這是與企業(yè)合作不可缺少的條件,因此,要解決這個問題,學(xué)校必須堅持與單位進(jìn)行合作,從而實現(xiàn)學(xué)校內(nèi)部設(shè)備與外部設(shè)備進(jìn)行相互結(jié)合的雙向建設(shè)化道路,其次在于提高老師團(tuán)隊的專業(yè)技能,讓這些老師適應(yīng)單位內(nèi)部的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò),從而指導(dǎo)學(xué)生能更好的適應(yīng)單位計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
三、對新模式課堂教學(xué)下的研究和討論
關(guān)鍵詞:計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗;有效性;橫向擴(kuò)展;縱向延伸
0 引言
近幾年,各高校對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗課程的認(rèn)識有了進(jìn)一步提高,但由于經(jīng)濟(jì)條件、時間制約、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗課程本身建設(shè)不足等眾多原因,使得計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程并沒有得到很好的實施,有些甚至還是停留在書本和課堂講授上。所以,有必要在已有條件下,使學(xué)生通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗課程中的實際操作,真正理解書本上的理論知識。
1 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀
隨著網(wǎng)絡(luò)在人們生活中的出現(xiàn),到其變成生活中不可缺少的一部分,《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》這門課程已經(jīng)在計算機(jī)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)中占據(jù)了重要地位。但這門課程一個最大的特點就是理論性太強(qiáng),許多學(xué)生面對這些抽象難懂的知識都不知所措,為了使學(xué)生能夠更好地掌握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的原理及其應(yīng)用,開展計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗課程是一個很好的選擇。
目前我國各高校已經(jīng)普及了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗這門課程,但由于不同學(xué)校的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)大綱設(shè)置不同,網(wǎng)絡(luò)實驗課程的具體內(nèi)容也有所差異。經(jīng)過作者對一些高校計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)大綱的研究分析,總結(jié)出計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗主要分為以下三種類型:
(1)網(wǎng)絡(luò)硬件的制作與使用。例如,網(wǎng)線制作、網(wǎng)卡的安裝配置和網(wǎng)絡(luò)接口類型的使用等。
(2)網(wǎng)絡(luò)組建。例如,操作系統(tǒng)的安裝與服務(wù)器配置、常用網(wǎng)絡(luò)命令的使用、局域網(wǎng)組建和主要網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的安裝等。
(3)路由器和交換機(jī)的使用。例如,IP的配置、靜態(tài)路由配置、動態(tài)路由配置和VLAN的創(chuàng)建等。
開設(shè)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗課程的目的就是要通過各種各樣的網(wǎng)絡(luò)實驗,幫助學(xué)生理解網(wǎng)絡(luò)中的抽象概念,并提高實際的操作能力。但在具體的實施過程中還普遍存在著這樣一個問題:各院校的經(jīng)濟(jì)條件不一樣、師資力量不同、課程內(nèi)容的設(shè)置也不一致,在現(xiàn)有的條件下,怎么樣使學(xué)生在有限的時間內(nèi)掌握更多更具實際意義的知識,即如何提高計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗的有效性問題。
2 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗的性質(zhì)
為了提高計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗的有效性,有必要先了解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗的基本性質(zhì)。
2.1 系統(tǒng)性
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗的對象和環(huán)境是一個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò),是許多主機(jī)、傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備等硬件與網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備上的網(wǎng)絡(luò)軟件等軟件的有機(jī)結(jié)合。例如,在局域網(wǎng)的組建實驗中,整個網(wǎng)絡(luò)的組建包括了網(wǎng)線的連接、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的安裝、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的配置等很多內(nèi)容,并不能把局域網(wǎng)的組建看作―個單一的實驗。
正是這種系統(tǒng)性要求我們在進(jìn)行計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗的過程中,首先要把握整體實驗框架,再逐步細(xì)化具體實施。也就是說,“實驗項目應(yīng)讓學(xué)生綜合應(yīng)用各方面的知識,調(diào)動學(xué)生的積極性和主觀能動性,使實驗教學(xué)真正成為學(xué)生綜合運用學(xué)科知識進(jìn)行能力培養(yǎng)的有效途徑,從而提高學(xué)生的綜合實踐能力。”
2.2 繼承性
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗的繼承性包括硬件的繼承性和軟件的繼承性。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)性決定了它的硬件環(huán)境是實驗教程所有實驗的基礎(chǔ),因此只有完成了組網(wǎng)實驗的任務(wù),后繼實驗才能順利進(jìn)行,這就是硬件的繼承性;每一種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的實驗,都基于特定的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),只有完成了有關(guān)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的安裝、配置實驗,這個網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的其他實驗才能順利進(jìn)行,這是軟件的繼承性。例如,要進(jìn)行路由器和交換機(jī)使用方面的實驗,一定是在網(wǎng)絡(luò)搭建這個前序?qū)嶒灥幕A(chǔ)上才能進(jìn)行的。
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗并不是前后割裂的,往往一個實驗建立在前一個實驗成功的基礎(chǔ)上。這就要求我們在設(shè)計計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗課程時要安排好實驗內(nèi)容、實驗順序等;在具體實施計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗課程時,要遵循循序漸進(jìn)的原則。
2.3 實用性
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛,幾乎涉及到各個領(lǐng)域各個行業(yè)。所以進(jìn)行計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗課程的時候,不僅要考慮到實驗內(nèi)容與理論知識相結(jié)合,使學(xué)生充分理解理論知識;更重要的是把握計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實際應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生實際操作能力,提高學(xué)生的實際應(yīng)用技能。
3 提高計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗有效性的途徑
有了對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗基本性質(zhì)的了解,再加上教師的積極引導(dǎo)及幫助,學(xué)生才能有效地進(jìn)行學(xué)習(xí)。以下是作者提出的一些方法,用以提高計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗課程的有效性。
3.1 橫向擴(kuò)展
由于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗具有系統(tǒng)性,所以在進(jìn)行計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗的過程中應(yīng)該盡量拓展實驗內(nèi)容。通常,每節(jié)實驗課程都有預(yù)定的目的,通過實驗的操作讓學(xué)生理解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中的一些重要的理論知識,但是,僅僅依靠實驗課程安排的實驗不足以使學(xué)生充分學(xué)習(xí)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的所有內(nèi)容。因此,我們需要在每個實驗操作過程中,首先把握其主要的實驗?zāi)康?,再根?jù)這個主要目的進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)展,達(dá)到拓展學(xué)生知識面的效果。
例如,在《在Windows 2000 Server中安裝配置DNS服務(wù)器》的實驗中,主要目的是使學(xué)生在學(xué)會安裝DNS服務(wù)器的基礎(chǔ)上,理解域名系統(tǒng)、DNS客戶一服務(wù)器模型以及域名地址與IP地址的對應(yīng)關(guān)系。DNS是通過控制面板的“添加/刪除Windows組件”來安裝的,而“添加/刪除Windows組件”中還包括其他在網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)常會使用并且很重要的一些服務(wù)的安裝??紤]到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗的系統(tǒng)性,可以對實驗內(nèi)容作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,在完成本實驗的基礎(chǔ)上,擴(kuò)展實驗的內(nèi)容,例如可以增加《Windows 2000 Server的Web服務(wù)器安裝與配置》、《Windows2000 Server的FTP服務(wù)器安裝與配置》、《Windows 2000Server的SMTP服務(wù)器安裝與配置》等,使學(xué)生了解一些其他服務(wù)器的工作原理等。另外,從另一個角度出發(fā),驗證DNS服務(wù)器安裝配置是否成功,可以通過網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)常使用的Ping命令來測試,也可以適當(dāng)作這方面的講解與實驗,增強(qiáng)學(xué)生對于一些常用命令的使用。至于從哪方面進(jìn)行擴(kuò)展,這就要依賴教師對于學(xué)生知識掌握的程度以及學(xué)生的興趣愛好的了解了,也可以在網(wǎng)絡(luò)實驗課程的設(shè)計過程中進(jìn)行合理的設(shè)計。
3.2 縱向延伸
由于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗具有繼承性,所以在進(jìn)行計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗的過程中應(yīng)該盡量延伸實驗內(nèi)容。在一般的網(wǎng)絡(luò)實驗中,實驗內(nèi)容往往都是一些具有代表性的基礎(chǔ)性知識,但在離開實驗室后,在學(xué)生接觸實際的網(wǎng)絡(luò)問題時,只靠實驗課程中學(xué)到的那些知識來解決問題是不夠的。因此,在每個實驗操作過程中,需要教師盡量從實際出發(fā),盡可能地把每個與實驗有關(guān)的,特別是具有繼承性的實驗統(tǒng)一進(jìn)行講解。
例如,在《動態(tài)路由協(xié)議(RIP)的配置》的實驗中,其主要內(nèi)容就是在路由器與主機(jī)之間搭建物理連接后,使用超級終端通過某些重要命令對路由器進(jìn)行一些相應(yīng)配置,使學(xué)生理解路由器的工作原理以及動態(tài)路由配置過程。但是,如果我們想得深入一些,考慮到這種手動的配置動態(tài)路由的方法只適用于類似于實驗室這種只具備有限臺主機(jī)規(guī)模的網(wǎng)絡(luò),我們就可以向?qū)W生簡單介紹一下,怎樣進(jìn)行自動配置。這樣不僅使學(xué)生深入地了解了路由器配置的方法,也可以鞏固以前學(xué)到的知識即DHCP的相關(guān)知識,一舉兩得。這對于學(xué)習(xí)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是非常必要的。
3.3 結(jié)合實際
由于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗具有實用性,所以在進(jìn)行計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗的過程中必不可少地要考慮到實驗與實際之間的聯(lián)系,這個方法應(yīng)始終貫穿于橫向擴(kuò)展和縱向延伸的方法之中,因為不論什么實驗,最終都是用來實踐的。這就要求在具體的網(wǎng)絡(luò)實驗過程中實驗與實際緊密結(jié)合,使學(xué)生能夠很快地把實驗應(yīng)用到實際。
關(guān)鍵詞:開放式實驗教學(xué);計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程;實驗教學(xué)方法;實驗項目;實驗項目類型
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的基礎(chǔ)課程,它是一門綜合叉學(xué)科,綜合應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)兩個學(xué)科的概念和方法,形成了自己獨立的教學(xué)體系。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程對實驗環(huán)境要求極高、對學(xué)生的實踐動手能力要求也很強(qiáng)。目前計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)模式存在許多問題,無法適應(yīng)課程的要求,主要表現(xiàn)如下。
1) 實驗教學(xué)方法落后。
目前計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實驗教學(xué)主要以教師為中心而忽視了學(xué)生的認(rèn)知主體作用,學(xué)生只能在教師的指導(dǎo)下做驗證性實驗,在整個教學(xué)過程中缺乏互動,難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,不利于人才的創(chuàng)新思維培養(yǎng)。
2) 缺乏先進(jìn)實驗教學(xué)環(huán)境。
目前計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的實驗環(huán)境基本上有兩種:一種是將數(shù)十臺計算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備連接的小型局域網(wǎng);另一種是只提供簡單的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和計算機(jī),這些都無法滿足實驗教學(xué)需求。
3) 學(xué)生自主實驗時間不足。
在傳統(tǒng)教學(xué)模式下,實驗時間通常是以班級為單位統(tǒng)一安排,可開設(shè)的實驗數(shù)目也受場地和時間限制。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一門實踐性很強(qiáng)的課程,學(xué)生沒有充足的實驗操作時間就造成理論知識與實踐脫節(jié),不能學(xué)以致用。
上述問題嚴(yán)重制約了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)學(xué)生的專
業(yè)知識培養(yǎng)和技能水平提高,造成大部分畢業(yè)生的實踐動手能力弱,無法滿足企業(yè)和社會對專業(yè)人才的需求。因此,研究和探索一種適合我國國情的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實驗教學(xué)模式日益重要。
1相關(guān)教學(xué)研究現(xiàn)狀
隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的日益發(fā)展,國內(nèi)外積極探索計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué),特別是針對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)方面積累了很多寶貴的教學(xué)經(jīng)驗。Nigel Linge 和 David Parsons介紹了一種通過解決網(wǎng)絡(luò)客戶實際問題的過程進(jìn)行學(xué)習(xí)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方法(Problem-Based Learning),經(jīng)過英國索爾福德大學(xué)的教學(xué)實踐證明其優(yōu)于傳統(tǒng)的講授型教學(xué)方法[1]。
DesignCaicedo, C.E. Cerroni, W.設(shè)計了一種新型計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗平臺,該平臺通過管理設(shè)備可調(diào)控管理各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和微機(jī),構(gòu)造出真實計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實驗教學(xué)環(huán)境,具有分布式操作和團(tuán)隊式協(xié)作等優(yōu)點[2]。
蔡群英、黃鎮(zhèn)建設(shè)計的基于NS-2的無線網(wǎng)絡(luò)仿真實驗為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的實驗教學(xué)提出一種新的思路,有助于學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[3]。黃俊、韓玲莉等人探索了基于協(xié)議數(shù)據(jù)包分析的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)方法,通過跟蹤和分析網(wǎng)絡(luò)協(xié)議數(shù)據(jù)包以加深學(xué)生對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的原理和應(yīng)用的理解,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[4]。
2開放式計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)模式
開放式實驗教學(xué)的思路起源于國際上先進(jìn)實驗室的全天候開放模式,這種模式后來逐漸被國內(nèi)一些重點大學(xué)借鑒和使用。開放式實驗教學(xué)是實驗教學(xué)改革的一個重要方向和創(chuàng)新,在院校實驗資源共享、提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面都能起到積極作用[5]。
開放式實驗教學(xué)模式允許學(xué)生自主選擇實驗項目和實驗時間,在自己沒有完全掌握或者感興趣的方面可以進(jìn)行一些較深入的探索和實踐,進(jìn)而在此基礎(chǔ)上進(jìn)行研究和創(chuàng)新。開放式實驗教學(xué)模式就是要實現(xiàn)從教師為中心向?qū)W生為中心的教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)化,從單純的知識傳授向培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的方向轉(zhuǎn)化,從根本上提高實驗教學(xué)質(zhì)量[6]。
開放式計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)模式主要從下列幾個方面進(jìn)行改革。
2.1開放式實驗教學(xué)環(huán)境
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程是一門實踐性要求很強(qiáng)的課程,單純依靠課堂教學(xué)時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足課程的要求,通過開放式實驗教學(xué)可以很好地解決這個問題。實驗室在滿足日常課堂教學(xué)的情況下,可將實驗室環(huán)境開放給學(xué)生使用,學(xué)生采用團(tuán)隊合作或者獨立操作的形式深入探索在課堂教學(xué)未完全掌握的或者自己感興趣的實驗項目,當(dāng)然實驗教師也可以結(jié)合自己的科研項目給學(xué)生制訂一些實驗內(nèi)容,這樣不僅增加了學(xué)生實踐動手的機(jī)會,也可以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和開放創(chuàng)新精神。總之,充分的實驗室開放時間是保證實驗教學(xué)質(zhì)量的前提。
在實驗室硬件條件允許的情況下,采用遠(yuǎn)程在線CISCO實驗室的運作方式也是一種很好的方法。我院于2007年與福建銳捷網(wǎng)絡(luò)公司共建了開放式網(wǎng)絡(luò)實驗室。該實驗室通過RG-LIMP服務(wù)器實現(xiàn)學(xué)生遠(yuǎn)程登錄實驗室的功能,學(xué)生通過遠(yuǎn)程預(yù)約實驗的方式,在任何地點通過Internet網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程登錄到實驗室操作相關(guān)的實驗項目,并且可以對比系統(tǒng)給出的參考答案進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。經(jīng)過近幾年遠(yuǎn)程計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室的運行,我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生的參與熱情較高,實驗效果不錯。但是目前由于受到資金和設(shè)備的限制只能實現(xiàn)部分網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較簡單的實驗項目,如果網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的話,在本地實驗室內(nèi)的連線也相應(yīng)的比較復(fù)雜,不利于大規(guī)模實現(xiàn)。遠(yuǎn)程計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗的技術(shù)和實現(xiàn)還有待于繼續(xù)探索研究。
2.2開放式教與學(xué)觀念
開放式計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)不僅需要更新實驗室的硬件環(huán)境,更為重要的是改變傳統(tǒng)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)理念。
開放式實驗教學(xué)模式最基本的教學(xué)理念就是“開放”,是相對于“封閉式”實驗教學(xué)形式而言,這里的開放是指實驗時間開放、實驗項目開放、實驗設(shè)備開放。開放式實驗教學(xué)賦予學(xué)生更多的學(xué)習(xí)主動權(quán),在不受時間、空間和設(shè)備及實驗項目的限制下,自主設(shè)計和研究網(wǎng)絡(luò)實驗,自主探究相關(guān)的科學(xué)問題。
“授之以魚不如授之以漁”,在實驗教學(xué)過程中,除了講授實驗操作的步驟和方法,讓學(xué)生去驗證理論,更重要的是指導(dǎo)學(xué)生如何主動地去尋找問題,思考問題以及探究問題。
開放式實驗教學(xué)模式主要體現(xiàn)在兩個方面:
1) 賦予學(xué)生自主性學(xué)習(xí)的權(quán)力。在開放式實驗教學(xué)過程中,必須是以學(xué)生為主體,指導(dǎo)教師為輔助,充分調(diào)動學(xué)生獨立自主學(xué)習(xí)的思維,以培養(yǎng)學(xué)生對學(xué)習(xí)主題的興趣,能夠自覺地進(jìn)行主動性學(xué)習(xí)和探索研究性學(xué)習(xí)。
2) 引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行協(xié)作性學(xué)習(xí)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程由于自身的特點通常需要分組實驗,所以必須引導(dǎo)學(xué)生依靠自身的專業(yè)知識、技術(shù)方法或?qū)嶒灲?jīng)驗以自由組合方式形成課題研究小組團(tuán)隊,在開放式實驗環(huán)境下通過協(xié)作合作的方式進(jìn)行實驗[7]。當(dāng)然在條件允許的情況下,指導(dǎo)教師也可以參與到團(tuán)隊中去做指導(dǎo)工作。
在傳統(tǒng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)過程中,學(xué)生通常按照指導(dǎo)教師的安排或者實驗指導(dǎo)書的說明步驟進(jìn)行計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗,同時因為受到實驗設(shè)備和實驗條件的限制,常采用分組實驗的形式。參與這種分組實驗的同學(xué)并不能完全領(lǐng)會實驗項目的要求,只是“生搬硬套”按照步驟進(jìn)行實驗,甚至有的同學(xué)根本沒有充分參與進(jìn)來,可想而知,這樣的實驗質(zhì)量必定難以保證。
開放式實驗教學(xué)模式則不同,它賦予學(xué)生自主實驗的權(quán)力,給予學(xué)生充分的實驗時間和完善的實驗設(shè)備,采用以“學(xué)生為主,教師為輔”的教學(xué)模式。教師提供的實驗指導(dǎo)書僅起到一個參考性的作用,關(guān)鍵是學(xué)生將自己所學(xué)的知識和興趣結(jié)合起來,融入到實驗項目中,充分展示出自己的動手能力和思考問題的能力,充分發(fā)揮出自主能動性。對于綜合性、設(shè)計性和創(chuàng)新性的實驗項目,沒有固定現(xiàn)成的答案,很多問題有待學(xué)生去思考,通過實驗的方法得到結(jié)果,從實驗項目的方案設(shè)計、測試和完成都由學(xué)生逐步完成。這樣的實驗教學(xué)效果比傳統(tǒng)方式要好得多。因此,開放式實驗教學(xué)需要引導(dǎo)學(xué)生,把問題留給學(xué)生,讓學(xué)生學(xué)會探究式學(xué)習(xí),學(xué)會思考問題,自主完成實驗項目,有利于提高綜合能力。
2.3開放式實驗教學(xué)方法
開放式實驗教學(xué)方法改革主要包括實驗項目的設(shè)計、實驗教學(xué)大綱的修訂以及實驗指導(dǎo)書的編寫等方面。按照實驗教學(xué)方式,實驗項目主要分為幾種形式:操作性實驗、驗證性實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗和研究創(chuàng)新性實驗。在我們修訂教學(xué)大綱的過程中需要增加設(shè)計性和研究性實驗所占的比重,盡可能多地設(shè)計一些研究創(chuàng)新性的實驗以供學(xué)生在開放式實驗室內(nèi)自己完成。
實驗教學(xué)是一個漸進(jìn)的過程,在初始階段只能采用操作性和驗證式實驗,相應(yīng)的實驗指導(dǎo)書也需要編寫的比較詳細(xì),需要給出明確的實驗步驟,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D以及配置命令等。通過這些前期操作性和驗證性的實驗可以使學(xué)生熟悉計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗相關(guān)的儀器設(shè)備、實驗環(huán)境以及對實驗一定的感性認(rèn)識和體驗。接著學(xué)生可以逐步進(jìn)行設(shè)計性和綜合性實驗,即實驗指
導(dǎo)書只給出具體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的實驗要求,提供必要的提示,要求學(xué)生自行設(shè)計實驗網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D,選擇相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,按照設(shè)計的拓?fù)鋱D進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接、網(wǎng)絡(luò)配置以測試是否到達(dá)該網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的要求。學(xué)生對于這類實驗項目可能在實驗課堂上無法完全掌握,就需要在課后繼續(xù)進(jìn)行探究。最后學(xué)生積累到一定的程度,就可以進(jìn)行一些研究創(chuàng)新性的實驗,完全按照自己對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的理解,對自己感興趣的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)問題進(jìn)行自主研究和探索。這類實驗就是“開放式”實驗教學(xué)模式最提倡的實驗項目,實驗指導(dǎo)書完全不需要給出任何提示和步驟,只需要給學(xué)生指出相關(guān)的最新技術(shù)和理論,以供學(xué)生自己去學(xué)習(xí)、借鑒和思考。開放式計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)模式的進(jìn)度如圖1所示。
圖1開放式計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)模式進(jìn)度圖
3結(jié)語
通過幾年的建設(shè)和改革,我校的開放式計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)已取得了一定成績,該教學(xué)方法突破了傳統(tǒng)教學(xué)模式的瓶頸,激發(fā)了學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣,提高了學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新研究性學(xué)習(xí)的能力。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和學(xué)生計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識的增加,將對該課程提出更高的要求。為此,我們需要吸收其他課程改革和建設(shè)的成功經(jīng)驗,不斷補(bǔ)充和完善教學(xué)內(nèi)容,改進(jìn)教學(xué)方法,引入新的教學(xué)手段,提高本課程的教學(xué)質(zhì)量,以培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和綜合素質(zhì)。
參考文獻(xiàn):
[1] Nigel Linge,David Parsons.Problem-Based Learning as an Effective Tool for Teaching Computer Network [J].IEEE Transactions on Education,2006,49(1):5-10.
[2] Caicedo,C.E.,Cerroni.Design of a Computer Networking Laboratory for Efficient Manageability and Effective Teaching[C].Frontiers in Education Conference,2009,39th IEEE:1-6.
[3] 蔡群英,黃鎮(zhèn)建. 基于NS2的無線網(wǎng)絡(luò)隱藏節(jié)點問題仿真實驗[J].實驗室研究與探索,2009,28(11):74-76.
[4] 黃俊,韓玲莉,陳光平. 基于協(xié)議數(shù)據(jù)包分析的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)方法探索[J]. 實驗室研究與探索,2006,25(6): 653-656.
[5] 魏楚元,張翰韜,呂橙.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開放式實驗教學(xué)與創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)[J].實驗室研究與探索,2007,26(6):9-12.
[6] 張煒,陳峰,祝勇仁.開放式創(chuàng)新實驗室建設(shè)與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式的研究[J].高等理科教育,2008,78(2):70-73.
[7] 王金發(fā),何炎明,戚康標(biāo),等.“開放式、研究性”實驗教學(xué)模式的創(chuàng)立與實踐[J].高等理科教育,2007,76(6):97-100.
Research and Practice of Open Experimental Teaching of Computer Network Courses
ZHU Chun, FANG Yuefeng, LIU Hanzhong, DENG Xiuchun
(College of Computer Science and Information Technology, Zhejiang Wanli University, Ningbo 315100, China)
Abstract: This paper proposes an open experiment teaching model of computer network, the experimental teaching methods from “closed” to “open”, the experimental project from “verification, operational experiments” to “design, research and innovative experiments”, the teaching concept from teacher-centered to student-centered. This experimental teaching method introduces a new method to the experimental teaching courses about Computer Network,it is helpful to cultivate students’ ability of practice and creativity.
關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò);實驗課教學(xué);問題;探討
中圖分類號:TP393-4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1007-9599 (2011)06-0000-01
Computer Network Experimental Courses Teaching Analysis
Ma Yao
(College of Computer Science,South-central University for Nationalities,Wuhan430074,China)
Abstract:The computer network experiment curriculum teaching is raising the student actually beginning ability,grasps the computer knowledge aspect to play the influential role thoroughly.In the article analysis current universities and technical institutes colleges and universities network experiment teaching exists did the question,how to strengthen the network experiment class the educational reform to make certain tentative plan.
Keywords:Network;Experimental courses teaching;Question;Discussion
隨著計算機(jī)通信技術(shù)的發(fā)展,計算機(jī)在人們的生產(chǎn)生活中得到了越來越廣泛的應(yīng)用,因此,熟練掌握計算機(jī)技術(shù)已經(jīng)成為了當(dāng)前對人才的一項基本要求,目前我國各大中專院校都開設(shè)了計算機(jī)專業(yè)課程,其中計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程就是重要的一門基礎(chǔ)課程。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一門理論性和實踐性都很強(qiáng)的課程,因此,學(xué)生們要學(xué)想好這門課程,掌握真正的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),不僅需要扎實的理論知識,而且還要培養(yǎng)學(xué)生的實際動手操作能力,所以,做好計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的實驗教學(xué)就顯得十分重要。
一、當(dāng)前計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中存在的問題
(一)對實驗課的重視程度不夠。在教學(xué)過程中,我們常常把理論知識的講授作為教學(xué)的中心環(huán)節(jié)而十分重視,而忽視了學(xué)生實際動手能力的培養(yǎng),因此,導(dǎo)致教育出來的學(xué)生往往“眼高手低”,理論講出來頭頭是道,實際動手能力明顯不足的情況。這種狀況,在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)過程中也普遍存在。不少院校的實驗課程開設(shè)都是依附于教學(xué)工作的,只是作為教學(xué)之外的延伸或者補(bǔ)充,并沒有將實驗課真正獨立地開設(shè)起來。對于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗課的在認(rèn)識上存有誤區(qū),重視程度上明顯不夠。由于重視程度的不足,就導(dǎo)致實驗課的設(shè)置不規(guī)范,內(nèi)容不系統(tǒng),與理論的聯(lián)系不緊密,造成學(xué)生理解和掌握困難,難以有效地學(xué)以致用,導(dǎo)致學(xué)生對該門課的學(xué)習(xí)不熱情。
(二)實驗內(nèi)容過于簡單、陳舊。當(dāng)前科技發(fā)展速度異常迅猛,計算機(jī)技術(shù)更新?lián)Q代周期不斷縮短,頻率不斷加快。以主機(jī)硬件來說,現(xiàn)在雙核技術(shù)都已經(jīng)普及,CPU運算能力異常強(qiáng)大。以操作系統(tǒng)為例,目前VISTA技術(shù)都已經(jīng)被Win 7所取代,但與現(xiàn)實計算機(jī)通信技術(shù)發(fā)展不相匹配的是目前我國院校的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課實驗內(nèi)容過于簡單、陳舊。如大多數(shù)實驗內(nèi)容仍停留在Windows2000的操作系統(tǒng)時代;甚至連小學(xué)生都已掌握的網(wǎng)頁瀏覽、收發(fā)電子郵件、軟件下載安裝等操作技術(shù)仍出現(xiàn)在大中專院校的實驗教學(xué)課程安排上,過于簡單、陳舊的內(nèi)容無疑難以激起學(xué)生更多的學(xué)習(xí)興趣。
(三)理論課與實驗課之間的關(guān)聯(lián)度較小?,F(xiàn)今的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教材,大都能及時跟上當(dāng)今計算機(jī)發(fā)展的趨勢,將較新的理論知識吸納到教材中來,如目前廣泛應(yīng)用的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,局域網(wǎng)的組建和管理等等。但由于這些內(nèi)容沒有在實驗教材中反映出來,因此,導(dǎo)致在實驗安排上和理論課的講授內(nèi)容上關(guān)聯(lián)度比較小,學(xué)生很難將在課堂上難以理解的理論內(nèi)容通過實驗親自動手的方式予以理解清楚,即使有的實驗課安排了相關(guān)的實驗內(nèi)容,也往往由于此類實驗對計算機(jī)軟硬件配置要求較高,而院校實驗室機(jī)器過于老化而難以擔(dān)當(dāng)起大型實驗的重任。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)不少學(xué)校實驗室的計算機(jī)CPU的運算能力僅在1.6G,內(nèi)存容量256M甚至128M,這樣的配置連順利運行Windows XP系統(tǒng)都成問題,就更不用說進(jìn)行其他多數(shù)據(jù)交換的實驗了。
二、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗課的教學(xué)探討
(一)加強(qiáng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室的建設(shè)。一方面有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)加大計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室的重視力度,積極撥付更多資金,嚴(yán)格按照計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗室的標(biāo)準(zhǔn),對當(dāng)前大中專院校的計算機(jī)實驗室進(jìn)行升級和改造;另一方面,組織有關(guān)人員根據(jù)當(dāng)前計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢編訂新的網(wǎng)絡(luò)實驗室專用教材,并和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教材內(nèi)容配套起來,以方便學(xué)生理解和動手操作。
(二)重視規(guī)范實驗教學(xué)環(huán)節(jié)。在進(jìn)行每個實驗前,每個學(xué)生一定要事先寫出實驗步驟和環(huán)節(jié),明確每個實驗的目的和意義所在,并要求學(xué)生在實驗結(jié)束后及時完成實驗報告,對于實驗過程中遇到的問題和解決的辦法,應(yīng)該在報告中予以體現(xiàn),以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。
(三)將網(wǎng)絡(luò)仿真軟件應(yīng)用在實驗教學(xué)中。在實驗教學(xué)過程中,應(yīng)用仿真軟件進(jìn)行教學(xué),有利于增強(qiáng)學(xué)生的真實感,有利于增強(qiáng)學(xué)生對理論知識的深入理解。如學(xué)生在TCP協(xié)議實驗中,經(jīng)常出現(xiàn)實驗用的測試程序發(fā)送的數(shù)據(jù)包被系統(tǒng)處理或者丟棄的現(xiàn)象發(fā)生,造成這種現(xiàn)象的原因在于現(xiàn)有的操作系統(tǒng)內(nèi)核已經(jīng)實現(xiàn)了TCP協(xié)議棧,此外還在于現(xiàn)有主機(jī)和路由器等網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的協(xié)議棧原理、功能和實現(xiàn)也有不同。因此,借助網(wǎng)絡(luò)仿真軟件,就可以模擬出與實際工程類似的實驗環(huán)境,因而可以更好地增進(jìn)學(xué)生的理解,培養(yǎng)學(xué)生處理問題的能力。
(四)合理使用協(xié)議分析幫著學(xué)生理解分層理論。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析是網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的重點,由于分析十分抽象,所以學(xué)生掌握這部分內(nèi)容往往感到十分困難。因此,在講授協(xié)議分析這部分的時候,可以借助協(xié)議分析工具如Ethereal、Sniffer、Natxray等,或者專門的協(xié)議分析儀器Optiview,對TCP/IP層次結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層等重要網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行分析,以加深學(xué)生對各層主要協(xié)議基本原理和實現(xiàn)過程的理解。
三、總結(jié)
總之,隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗課程的教學(xué)改革也必將不斷深入下去,要求我們廣大教育工作者必須及時更新觀念,學(xué)習(xí)掌握最新的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識和技術(shù),并將之更新到網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)中去,只有這樣,才能為我國培養(yǎng)更多高素質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)人才。
參考文獻(xiàn):
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一門專業(yè)性極強(qiáng)的課程,涉及很多復(fù)雜、抽象的網(wǎng)絡(luò)理論知識[1],是一門公認(rèn)的比較難教學(xué)的課程。目前很多專家和學(xué)者對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實驗教學(xué)方法和教學(xué)模式進(jìn)行了深入的研究和探討。如,引入仿真技術(shù)進(jìn)行實驗教學(xué)[2-3],改革實驗教學(xué)內(nèi)容和方法[4-5],綜合利用多種軟件改進(jìn)實驗教學(xué)[6],將原始套接字編程加入到實驗教學(xué)內(nèi)容中[7],以加強(qiáng)學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)原理的理解,提高實踐技能等。各個高校的研究都取得了一定的成效,但由于網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)涉及師資規(guī)模、教學(xué)目標(biāo)、實驗平臺、教學(xué)模式、教學(xué)方法、實驗內(nèi)容等很多因素,仍存在一些問題。學(xué)校需要根據(jù)各自的情況,深入分析,不斷探討,更新實踐教學(xué)理念,創(chuàng)新教學(xué)模式,設(shè)計新的實踐教學(xué)環(huán)節(jié),不斷完善高校計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)模式。
一、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)存在的問題
(一)課程設(shè)置不合理
實驗教學(xué)作為課程的實踐環(huán)節(jié)受課時的限制,只能開展一部分基礎(chǔ)驗證型實驗。不能涵蓋課程包含的重要原理和技術(shù),導(dǎo)致學(xué)生實踐能力不健全。更無法開展創(chuàng)新型、設(shè)計型的實驗項目,學(xué)生創(chuàng)新型思維的培養(yǎng)受到限制。
(二)實驗平臺建設(shè)滯后
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗包括軟、硬件實驗,對實驗環(huán)境要求很高?;谡鎸嵀h(huán)境的實驗教學(xué)無法應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的升級、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅速更新的問題。基于仿真平臺進(jìn)行實驗教學(xué)對于新技術(shù)的支持很好,但是學(xué)生以此建立起來的實踐能力總有種處在云端的虛擬感。
(三)教學(xué)方法單一
傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法單一,難以充分利用仿真環(huán)境與真實環(huán)境的優(yōu)勢,無法充分調(diào)動學(xué)生的積極性,更難培養(yǎng)學(xué)生獨立分析問題、解決問題的能力。
(四)實驗內(nèi)容匱乏
實驗內(nèi)容的設(shè)計上普遍存在實驗項目種類單一,跟不上技術(shù)更新節(jié)奏的問題。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程所涵蓋的重要網(wǎng)絡(luò)原理很多,并且技術(shù)更新很快,目前很多學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)無法涵蓋所有重要的技術(shù)原理,也很難升級對新技術(shù)的支持。在創(chuàng)新實驗、綜合型實驗的設(shè)置上也存在嚴(yán)重的不足,難以培養(yǎng)學(xué)生健全的實踐能力,更無法培養(yǎng)創(chuàng)新型思維。
二、創(chuàng)新實驗教學(xué)模式的策略
計算網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)涉及的因素很多,包括客觀因素,如師資力量、生源質(zhì)量等,主觀的因素包括實驗教學(xué)方法、教學(xué)模式、實驗教學(xué)內(nèi)容設(shè)置等。開展計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)必須基于學(xué)校現(xiàn)有的客觀條件,充分發(fā)揮主觀能動性,改進(jìn)方法,創(chuàng)新模式,合理設(shè)計實驗內(nèi)容,以提高實驗教學(xué)質(zhì)量,增強(qiáng)學(xué)生的實踐技能,培養(yǎng)創(chuàng)新性思維。
(一)完善實驗課程設(shè)置
目前大多數(shù)高校,包括很多985、211院校的計算網(wǎng)絡(luò)實驗只是作為實驗環(huán)節(jié),而不是一門單獨的實驗課程。這樣的設(shè)置存在以下問題。
1.實驗課時太少。例如,西北農(nóng)林科技大學(xué)開設(shè)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程共56個學(xué)時,理論課時40個學(xué)時,實驗課時僅16個學(xué)時,導(dǎo)致實驗項目不能涵蓋計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)原理,由此造成學(xué)生實踐動手能力不健全。
2.學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)受制約。創(chuàng)新性思維需在掌握扎實的基本理論基礎(chǔ)上,在創(chuàng)新性實驗中開拓思路,不斷地分析問題、解決問題鍛造出來。受制于實驗課時的限制,創(chuàng)新性實驗設(shè)計嚴(yán)重不足,不利于學(xué)生創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)。
3.學(xué)生主觀不重視。學(xué)生往往認(rèn)為實驗課程只是理論課程的補(bǔ)充,只是通過實驗驗證理論,加深對網(wǎng)絡(luò)基本原理的理解掌握而已,因此思想上并不是很重視,甚至認(rèn)為基本原理明白后實驗不做也可以。
以上問題的根源是實驗課程設(shè)置的問題,如果能夠?qū)⒂嬎銠C(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗課程單獨設(shè)置為一門實驗課,可使學(xué)生從思想上給予重視,改變重理論輕實驗的思想;有了課時的保障將能夠?qū)嶒烅椖糠N類進(jìn)行合理設(shè)計,努力使基本實驗項目涵蓋關(guān)鍵技術(shù)原理,增設(shè)創(chuàng)新性設(shè)計實驗,對健全學(xué)生的實踐動手能力,開拓學(xué)生的思路,吸引學(xué)生的興趣有極大的幫助。
(二)創(chuàng)新實驗平臺
仿真技術(shù)近年來在網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)實驗中廣泛應(yīng)用,對于資金缺乏和場地有限的院校是一個非常好的選擇。目前成熟的網(wǎng)絡(luò)仿真軟件如,UC Berkeley大學(xué)開發(fā)的NS(Network Simulator)仿真軟件,Cisco公司開發(fā)的Packet Tracer和華為公司的eNSP(Enterprise Network Simulation Platform)等。
基于網(wǎng)絡(luò)仿真軟件開展實驗教學(xué),主要具有如下優(yōu)點。
第一,仿真平臺不受時間和空間的限制,使學(xué)生有充分的自主權(quán),有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。第二,建立平臺的成本低,損耗小,投入產(chǎn)出高,并且可以模擬實施成本高,甚至難以實施的破壞性較強(qiáng)的實驗。第三,仿真平臺升級容易,拆除方便,生命周期長,并且實驗過程中裝配方便,實驗效率高,有利于學(xué)生集中時間和精力專心研究實驗的原理和方法,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新精神。第四,虛擬實驗平臺抽象層次高,可視化效果好,能夠?qū)嶒灥恼w邏輯結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)流向有一個全局的認(rèn)識,有利于學(xué)生對實驗原理的掌握。
但是,基于仿真平臺開展實驗教學(xué)也存在一些缺點和不足。
第一,學(xué)生缺乏對真實實驗設(shè)備、實驗平臺的直接感受和操作經(jīng)驗,因此基于仿真平臺鍛煉出來的實踐能力相對于真實條件下的實踐技能有一種不踏實的虛擬感。第二,學(xué)生如果只是基于仿真平臺做實驗,就會缺乏應(yīng)對這些突發(fā)狀況的能力,造成實踐技能的虛擬化。因此,最好的實現(xiàn)方案是將網(wǎng)絡(luò)仿真實驗平臺與真實的實驗平臺相結(jié)合,相輔相成,充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢。虛實結(jié)合的實驗?zāi)J阶畲蟮奶攸c是,可以根據(jù)學(xué)校自身的財力狀況和不同專業(yè)的特點靈活設(shè)計組合。并且能夠非常方便地升級對新技術(shù)的支持,使學(xué)生緊跟技術(shù)發(fā)展的步伐。
(三)整合課堂實驗與開放實驗
實驗課程受制于課時的限制,能夠開展的實驗項目畢竟有限。因此限制了學(xué)生做實驗積極性的發(fā)揮,同時也阻礙了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此可以考慮將課上時間和課下時間相結(jié)合,充分合理地利用真實實驗平臺、仿真平臺和學(xué)生的空余時間等各項資源,利求資源的優(yōu)化配置,取得最好的實驗教學(xué)效果。
首先,將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗的所有的實驗項目進(jìn)行分類設(shè)計。如圖1所示。從每個類別的實驗項目中挑選出來一個或幾個實驗項目在實驗課上進(jìn)行。實驗課教師理清實驗思路,進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)點的講解,然后學(xué)生做實驗,最后進(jìn)行現(xiàn)場答疑和技術(shù)交流。其他類別內(nèi)的擴(kuò)展實驗學(xué)生可以通過仿真實驗平臺在課下進(jìn)行。仿真平臺不受時間和空間的限制,學(xué)生可以自主安排實驗時間,有利于調(diào)動學(xué)生的積極性,培養(yǎng)學(xué)生的興趣。學(xué)生也可以到網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行預(yù)約,通過預(yù)約系統(tǒng)安排真實實驗平臺的使用時間和使用權(quán)限,開展基于真實平臺的網(wǎng)絡(luò)實驗。以西北農(nóng)林科技大學(xué)為例,實驗項目可分類設(shè)計(如圖1所示),也可以依照此實驗設(shè)計思路,根據(jù)學(xué)校自身情況單獨設(shè)定。
(四)創(chuàng)新實驗項目設(shè)計
基于虛實結(jié)合的實驗平臺和課上與課下結(jié)合的實驗?zāi)J?,必須對實驗項目進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計以配套整個實驗教學(xué)模式的開展。實驗項目的設(shè)計必須考慮以下幾個因素。
第一,必須涵蓋開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型每個層次的關(guān)鍵的技術(shù)原理或重要協(xié)議。目的是保證學(xué)生網(wǎng)絡(luò)知識結(jié)構(gòu)的完整,由此鍛煉的網(wǎng)絡(luò)實踐能力才能健全。
第二,實驗項目的設(shè)計應(yīng)層次分明,實驗難度成階梯狀。在基本實驗的基礎(chǔ)上,指明進(jìn)階的方向,從而調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動力。
第三,實驗項目的設(shè)計類型應(yīng)多樣化。從實驗項目類型的角度分析,應(yīng)包含基礎(chǔ)驗證型實驗、軟件開發(fā)型實驗、綜合設(shè)計型實驗等幾類。從實驗內(nèi)容的角度分析,應(yīng)包含網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議開發(fā)等內(nèi)容。通過進(jìn)行各種類型項目的實驗,使學(xué)生熟練掌握紛繁復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理,在實踐中探索各技術(shù)原理的內(nèi)在關(guān)系,從而建立一個完整的知識體系。由淺入深,由點到面,循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新思維。
在每個具體的小的類別的實驗項目設(shè)計中,又要滿足課上課下的教學(xué)模式,因此具體實驗設(shè)計如下。
1.基礎(chǔ)驗證型實驗?;A(chǔ)驗證型實驗涵蓋了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)大部分的基本原理和技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)類共設(shè)計17個實驗項目。學(xué)校可以根據(jù)自身的情況選擇6至8個實驗項目在實驗課上進(jìn)行,其他實驗項目課下通過仿真平臺由學(xué)生自行完成。詳細(xì)實驗項目如圖2所示。
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析類共設(shè)計16個實驗項目,基本涵蓋了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中重要的協(xié)議。詳細(xì)設(shè)置如圖3所示。同樣,可以根據(jù)學(xué)校自身的情況選擇4―6個實驗在課上進(jìn)行,其他實驗項目學(xué)生可以基于仿真平臺在課下完成。
通過Windows2003服務(wù)器自帶的IIS組件,搭建Web、Ftp、Dns等服務(wù)器。為了實驗方便,在每臺主機(jī)上安裝Vmware虛擬機(jī),在虛擬機(jī)中安裝Windows2003操作系統(tǒng),基于IIS組件搭建服務(wù)器。將虛擬機(jī)設(shè)置為橋接模式,這樣虛擬機(jī)和宿主機(jī)組成一個局域網(wǎng)絡(luò)。然后在宿主機(jī)上安裝Ethereal 抓包分析軟件,分析各種協(xié)議進(jìn)行通信時的數(shù)據(jù)包,深入理解協(xié)議的運行原理。
2.設(shè)計型實驗。設(shè)計型實驗是在學(xué)生掌握基本原理和技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,通過設(shè)計型實驗加強(qiáng)學(xué)生對重要網(wǎng)絡(luò)原理和技術(shù)的理解,提高學(xué)生的實踐能力。詳細(xì)設(shè)計如圖4所示。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計型實驗通過網(wǎng)絡(luò)工程中一些常用的重要技術(shù),如VLAN間路由、地址轉(zhuǎn)換等技術(shù),提高學(xué)生工程實際解決問題的能力。協(xié)議開發(fā)型實驗基于Wincap和Libnet函數(shù)庫設(shè)計,使學(xué)生在理解網(wǎng)絡(luò)基本原理的基礎(chǔ)上,能夠獨立開發(fā)程序?qū)W(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包進(jìn)行抓包分析;掌握開發(fā)程序?qū)?shù)據(jù)包進(jìn)行構(gòu)造、發(fā)送,進(jìn)行通信的能力。通過協(xié)議開發(fā)類實驗,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性的思維,鍛煉學(xué)生創(chuàng)造性地解決問題的能力。
3.綜合型實驗。綜合型實驗分為組網(wǎng)建網(wǎng)綜合型實驗和網(wǎng)絡(luò)開發(fā)型綜合實驗。綜合設(shè)計型實驗主要目的是為了鍛煉學(xué)生綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力,使學(xué)生能夠根據(jù)用戶的需求,設(shè)計解決方案,并將實現(xiàn)方案付諸實際,如搭建一個功能完備的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)或者開發(fā)一個局域網(wǎng)數(shù)據(jù)分析與內(nèi)容監(jiān)控系統(tǒng)等。具體綜合實驗項目可根據(jù)學(xué)校自身情況設(shè)置3至4個即可。
三、實驗教學(xué)模式的實施效果
西北農(nóng)林科技大學(xué)信息工程學(xué)院的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué),在實驗平臺、實驗方法和實驗項目設(shè)計上進(jìn)行了部分的創(chuàng)新實踐,取得了很好的實驗效果。實驗項目涵蓋了幾乎所有的基本網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理,通過這些實驗項目的練習(xí),加強(qiáng)了學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)原理的理解,掌握了一定的網(wǎng)絡(luò)實踐技能。通過如圖4的設(shè)計型實驗,開創(chuàng)了學(xué)生的思路,培養(yǎng)了學(xué)生獨立分析問題和解決問題的能力。
關(guān)鍵詞:計算機(jī)網(wǎng)絡(luò);網(wǎng)絡(luò)工程;教學(xué)方法;任務(wù)驅(qū)動;ICT
1引言
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)絡(luò)工程等相關(guān)專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課,是網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)很多后續(xù)課程的基礎(chǔ).計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程對整個知識體系的構(gòu)建,網(wǎng)絡(luò)工程能力的培養(yǎng)起到至關(guān)重要的作用.同時,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)又是一門理論與實踐聯(lián)系緊密的課程,不僅需要扎實的理論基礎(chǔ),還需要大量的工程實驗.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)與其它課程相比,實踐性和操作性要求較強(qiáng),是該課程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1].但原有的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗課狀況已不能適應(yīng)當(dāng)今計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展需求,應(yīng)對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗進(jìn)行改革,突破原有的課程界限,建立新的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)體系.
2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程特點
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)涉及通信技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等多個技術(shù)領(lǐng)域,是一門綜合交叉性學(xué)科,是ICT領(lǐng)域典型的代表.隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展,新理論、新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)的不斷更新變化,這就要求教師在講授中,既要傳授主流網(wǎng)絡(luò)技術(shù),又要讓學(xué)生了解最新技術(shù)的發(fā)展前沿.在學(xué)習(xí)過程中樹立創(chuàng)新意識,為今后的學(xué)習(xí)生活打下堅實的基礎(chǔ).計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程具有知識點多、內(nèi)容新、“無聯(lián)系”等特點.因此,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在教學(xué)過程中對學(xué)生來說非常枯燥,學(xué)習(xí)興趣不高.
3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)存在的問題
目前,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)主要存在以下幾個問題:
3.1教學(xué)模式陳舊,不能適應(yīng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的發(fā)展
目前,對于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗,一般按照先理論,后實驗的順序.整個教學(xué)過程不能調(diào)動學(xué)生的積極性,不能提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,特別是一些編程性實驗,限制了學(xué)生的創(chuàng)新能力,同時不能夠有效的提高學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)工程能力[2].
3.2對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實驗認(rèn)識不足,實驗課程設(shè)置不合理
目前,在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)過程中大多采用以理論為主,實驗為輔的教學(xué)模式,教師把重心放在理論教學(xué)上,忽略了實驗的重要性.大部分實驗多為驗證性實驗,缺少設(shè)計性、綜合性實驗,大部分實驗主要通過Wireshark等工具抓包分析,整個實驗過程對課程的理解和知識點的掌握幫助不大.學(xué)生實驗積極性不高,從而影響計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的教學(xué).
3.3對實驗室投入不足,實驗條件不能夠滿足實驗要求
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異,對實驗設(shè)備更新提出了更高的要求.很多高校由于經(jīng)費投入問題,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備種類和數(shù)量不足,即使是“985”、“211”等高校也很難及時更新相關(guān)實驗室,從而造成了大量實踐性較強(qiáng)的實驗無法開設(shè),比如路由、交換和安全等試驗.目前,好多高校采用虛擬仿真技術(shù),但學(xué)生不能在真實網(wǎng)絡(luò)實驗平臺操作實驗,因此,就不能夠真正鍛煉其網(wǎng)絡(luò)工程能力.
3.4實驗老師缺乏工程背景,知識更新慢,教學(xué)水平有待提高
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)重要專業(yè)基礎(chǔ)課,要求老師有一定的工程背景和項目管理能力,而現(xiàn)在大部分老師從高校畢業(yè)后直接從事計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)工作,沒有從事網(wǎng)絡(luò)工程的背景.很多老師缺乏網(wǎng)絡(luò)配置和管理大型網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)驗,沒有參與過大型網(wǎng)絡(luò)組建和管理,導(dǎo)致實驗中遇到的很多問題無法解決,影響了學(xué)生對做網(wǎng)絡(luò)實驗的信心.而且,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異,對老師的知識更新也提出了更高的要求.在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)過程中,也會存在一些其他問題,但上面幾個問題,筆者認(rèn)為直接影響了整個教學(xué)過程,阻礙了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性.
4計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)改革探討
4.1改革教學(xué)模式,選用合適教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師”.任何一件事情,感興趣主動完成一件事和被動的完成一件事情效果是不一樣的.因此,首先要解決如何必須激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和自主學(xué)習(xí)的能力.把“教師為主,學(xué)生為輔”課堂教學(xué)模式變成“以學(xué)生為中心”實驗室教學(xué)模式,要徹底改變以教師和書本為中心的照本宣科的教學(xué)方式.在教學(xué)過程中,我們根據(jù)課程特點使用了啟發(fā)式教學(xué)和任務(wù)驅(qū)動等多種教學(xué)方法.通過啟發(fā)式教學(xué),可以從學(xué)生的實際出發(fā),采用多種方式,以啟發(fā)學(xué)生的思維為核心,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,促使他們生動活潑地學(xué)習(xí)的一種教學(xué)指導(dǎo)思想.比如在分組交換實驗中,我們通過學(xué)生淘寶購物的體驗,思考現(xiàn)在物流體系運輸貨物的方式,最后引入到分組交換.通過上述過程,可以把抽象難懂的分組交換理論轉(zhuǎn)換成現(xiàn)實生活中的物流體系,既簡單,又貼近生活.整個過程,學(xué)生在不斷的思考,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗在整個教學(xué)過程中,根據(jù)知識點和學(xué)生的能力,提供了幾個比較重要的編程實驗.對于該類實驗,采用了項目驅(qū)動式教學(xué)法,組織學(xué)生通過參加實際的項目設(shè)計來完成實驗任務(wù).在項目式教學(xué)法中,以項目為主體,以行業(yè)或職業(yè)為引導(dǎo),以提高學(xué)生綜合能力為目的.通過實驗,使學(xué)生理解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),提高學(xué)生網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、實施和管理的能力.
4.2改革實驗內(nèi)容,提高學(xué)生編程能力
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)給人們的印象是昂貴的路由器和交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備.但本質(zhì)上計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的核心是協(xié)議,通俗的是說就是軟件;因此,網(wǎng)絡(luò)編程能力對網(wǎng)絡(luò)工程的學(xué)生至關(guān)重要.我們提供了如表1所示的幾個編程實驗,學(xué)生根據(jù)自己實際情況選作其中的一部分實驗.整個過程采用項目小組式的項目驅(qū)動教學(xué)方法,效果較好.通過編程實驗,學(xué)生在掌握相關(guān)的基本原理的同時,提高了編程能力[4].
4.3提高教師網(wǎng)絡(luò)工程能力
在師資培養(yǎng)上,引進(jìn)與培養(yǎng)結(jié)合,采取“請進(jìn)來,走出去”策略.一方面,企業(yè)派駐資深工程師和專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)駐學(xué)校,以實際工程項目為依托,開展實踐實訓(xùn)課程的教學(xué),為學(xué)生提供工程實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計與職業(yè)規(guī)劃方面的指導(dǎo).另一方面,定期邀請企業(yè)管理專家、職業(yè)導(dǎo)師在學(xué)校開展行業(yè)動態(tài)、最新技術(shù)等方面的講座,并指導(dǎo)學(xué)生完成職業(yè)規(guī)劃.企業(yè)協(xié)助學(xué)校完成具有實際工程能力的雙師型教師培養(yǎng).學(xué)校每年派駐2-3名教師進(jìn)入企業(yè),企業(yè)對教師進(jìn)行通訊專業(yè)技術(shù)培訓(xùn),并以企業(yè)講師標(biāo)準(zhǔn)對教師進(jìn)行考核,根據(jù)考核結(jié)果頒發(fā)企業(yè)資質(zhì)證書.企業(yè)建立“教師工作站”,構(gòu)建企業(yè)與教師之間溝通的橋梁,安排高學(xué)歷教師進(jìn)入企業(yè),與企業(yè)聯(lián)合開展工程應(yīng)用項目研究[5].
4.4加大專業(yè)實驗室建設(shè),提高學(xué)生解決問題能力
實驗室是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實踐教學(xué)的有效保障,如果沒有相應(yīng)的實驗設(shè)備、實驗場所,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實踐教學(xué)根本無從談起.通過專業(yè)實驗室,可以讓學(xué)生掌握從網(wǎng)絡(luò)原理到網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的整個過程.近年來,我們新建了銳捷網(wǎng)絡(luò)學(xué)院、華為云計算實驗室、協(xié)議分析實驗室、網(wǎng)絡(luò)安全實驗室和網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真等多個實驗室.
5結(jié)束語
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)過程中,其作用至關(guān)重要.實驗教學(xué)直接影響到學(xué)生網(wǎng)絡(luò)工程能力的培養(yǎng),知識體系的構(gòu)建.我們在實驗教學(xué)過程中,重點培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力、解決實際問題能力、編程能力、以及創(chuàng)新能力.經(jīng)過近幾年,在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗我們不斷的進(jìn)行探索,不斷的完善,教學(xué)效果較好.在以后教學(xué)過程中,我們會根據(jù)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展過程,不斷完善,實驗內(nèi)容、教學(xué)方法等,以提高學(xué)生的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)綜合應(yīng)用能力,培養(yǎng)適應(yīng)社會所需的高素質(zhì)人才.
參考文獻(xiàn):
〔1〕方蕓,高仲合,高博文,夏建川.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)改革[J].實驗室研究與探索,2013,27(6):91-93.
〔2〕鞏永旺,徐秀芳,劉穎.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)體系建設(shè)模型[J].計算機(jī)教育,2014(5):94-96.
〔3〕張曉明,陳明,杜天蒼.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實踐教學(xué)體系與能力培養(yǎng)[J].實驗室研究與探索,2013,32(10):401-404.
〔4〕姚琳,孫偉峰,吳國偉.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式探討[J].計算機(jī)教育,2011(19):70-74.
關(guān)鍵詞:計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程;虛擬仿真實驗;應(yīng)用
中圖分類號:TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-9416(2017)01-0106-01
仿真是指從原來的真實系統(tǒng)中得出一個抽象模型,該模型要求能夠反應(yīng)原來真實系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動態(tài)結(jié)構(gòu),同時還要能體現(xiàn)原來真實系統(tǒng)中的人機(jī)交互關(guān)系。虛擬技術(shù)營造了一種可交互更迭的環(huán)境,人們可以通過人機(jī)界面與之交互,在精神感覺上進(jìn)入該環(huán)境。例如:在展開某個實驗環(huán)境時,虛擬現(xiàn)實可以先表達(dá)外部環(huán)境,隨著操作者走進(jìn),實驗環(huán)境的透視表現(xiàn)也轉(zhuǎn)遠(yuǎn)為近,再后,當(dāng)你面對某一層面進(jìn)入操作時,計算機(jī)就轉(zhuǎn)而生成深一層的景物視圖,使各部分的狀態(tài)逐漸展現(xiàn)出來一切如親臨其境。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程作為高校計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)一門重要的課程,通過該課程的學(xué)習(xí),不僅要讓學(xué)生熟悉網(wǎng)絡(luò)的理論知識,也要讓學(xué)生掌握實踐操作能力。
1 虛擬仿真實驗特點
虛擬仿真實驗作為學(xué)科專業(yè)與信息技術(shù)深度結(jié)合的產(chǎn)品,是使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬實物的計算機(jī)輔助教學(xué)軟件,其主要特點如下:(1)互動性:與傳統(tǒng)實驗?zāi)J较啾?,教與學(xué)雙向互動的實驗?zāi)J礁雨P(guān)注教學(xué)內(nèi)容,有利于學(xué)生、老師表達(dá)自己的意見,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動性。(2)激勵性:課堂實驗中教師通過展示仿真實例、學(xué)生參與實踐,能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望,幫助學(xué)生充分理解、掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思S和創(chuàng)造動機(jī)。(3)安全性高:部分危險性高的實驗項目,如果操作疏忽,極易對實驗者產(chǎn)生嚴(yán)重危害。虛擬仿真實驗涵蓋各專業(yè)所用設(shè)備和知識,有毒有害、破壞性強(qiáng)的實驗也可在虛擬實驗室內(nèi)進(jìn)行,在保障實驗者安全的同時,獲得其想要的實驗效果。
2 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用虛擬仿真平臺的效果
眾所周知,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實踐較強(qiáng),因此,多數(shù)院校均建立專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)實驗室,以此增加課程實驗環(huán)節(jié)所占比例。但由于不同因素的影響,在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實踐操作中依然存在實驗條件不達(dá)標(biāo)、配套實驗設(shè)施陳舊等問題,上述因素導(dǎo)致學(xué)生無法深入理解知識點,實踐操作能力得不到相應(yīng)的鍛煉,從而影響整個研究效果。想要提升計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實踐操作的質(zhì)量和效果,應(yīng)把理論與實踐有機(jī)融合起來,讓更多的學(xué)生在實踐操作中理解、掌握所學(xué)知識。對此,可利用部分軟件在一臺PC機(jī)上通過仿真實驗進(jìn)行研究,達(dá)到理想的實踐效果。下文以病毒、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等闡述虛擬仿真實驗中的應(yīng)用效果。
2.1 病毒模擬實驗
隨著計算機(jī)的普及應(yīng)用,計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)病毒隨之增多。針對這些病毒的傳播特點,基于已有軟硬件資源構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)實驗環(huán)境,能使學(xué)生在近似真實的條件下學(xué)習(xí)病毒攻防技術(shù)。實驗系統(tǒng)可提供100多種病毒源代碼程序,確保各種病毒工作原理和感染方法處于可視化狀態(tài)。如:在進(jìn)行蠕蟲仿真實驗時,老師組織2名學(xué)生建立一個小組,分別操控主機(jī)A、B。主機(jī)A在實驗平臺中執(zhí)行蠕蟲模擬程序,B執(zhí)行漏洞程序,并開啟協(xié)議分析器及時捕獲APP數(shù)據(jù)包,認(rèn)真查看與APP協(xié)議相關(guān)的數(shù)據(jù)。在虛擬仿真環(huán)境下驗證蠕蟲病毒感染過程,學(xué)生能夠真切了解計算機(jī)病毒設(shè)計的理論知識和感染機(jī)制。同時,實驗還配備驗證殺毒工具效果等內(nèi)容,便于學(xué)生深入了解計算機(jī)病毒分析、預(yù)防及對抗方法,針對性的補(bǔ)充各種編程語言和技術(shù),提升學(xué)生對病毒攻防知識的運用能力。
2.2 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實驗
在虛擬仿真實驗平臺下進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實驗,學(xué)生可借助仿真編輯器手動編輯、發(fā)送相應(yīng)的協(xié)議數(shù)據(jù)包,隨之由協(xié)議分析器捕獲網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包,并把網(wǎng)絡(luò)會話以十六進(jìn)制、圖形兩種方法表達(dá)出來。在進(jìn)行POP、SMTP協(xié)議實驗時,仿真編輯器上均設(shè)置outlook express軟件,學(xué)生通過TCP工具、POP3等命令編輯郵件并完成發(fā)送操作,學(xué)習(xí)SMIP協(xié)議、POP3等協(xié)議命令方法。同時,學(xué)生借助仿真編輯器對ASMIP數(shù)據(jù)包進(jìn)行編輯,更好的理解、使用SMIP工作過程及其封裝格式。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實施虛擬仿真實驗教學(xué),有利于學(xué)生在實踐操作中深入了解網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及協(xié)議。通過編輯不同協(xié)議數(shù)據(jù)包,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性,拓寬學(xué)生的思維和設(shè)計思路,提升自身的設(shè)計能力。
3 結(jié)語
綜上所述,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程是一門實踐與理論并重的課程,在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中使用虛擬仿真實驗進(jìn)行實踐操作,能有效解決計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實踐操作中遇到的問題,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和實踐操作能力。本文以虛擬仿真實驗為依據(jù),深入分析在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實踐操作中應(yīng)用虛擬仿真實驗的效果,以期為更好地開展計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程實踐操作提供一定幫助。
參考文獻(xiàn)