计算机网络专业实验教学改革研究

王振福，李 梓

(大庆师范学院 计算机科学与信息技术学院，黑龙江 大庆 163712)

0 引言

计算机网络实验是计算机网络方向的专业性实验，它是专业理论性很强的教学实验，很难激发学生的学习兴趣和积极性。计算机网络实验的最终目的是能够使学生运用所学的网络知识解决实际问题，实验的主要任务就是让学生理解网络原理，能通过所学的原理构建网络，处理随时出现的网络问题。总结计算机网络实验在我们学校教学中存在的问题，为了让学生既学到技术又培养能力，提出加强实验教学环节、构建网络教学平台，为学生创建一个全新的学习和实验环境，充分调动学生的学习积极性，实现教学效果的最优化。

1 计算机网络专业实验的特点

计算机网络技术是在计算机技术和通信技术高速发展和相互结合的背景之下诞生的，所以，它是集计算机技术和通信技术为一体的综合性的交叉学科，它综合应用这两个学科的概念和方法，形成了自己独立的体系。计算机网络实验是大学专科、本科乃至研究生都要开设的专业基础性实验，它与计算机专业的其它教学内容不同，它需要软件和硬件的结合，需要计算机技术和通信技术的结合[1]，需要理论和应用的紧密结合，需要课堂和实验室的互补结合。

计算机网络实验不应只是理论的验证，更重要的是要通过实验操作，培养学生对网络的分析、设计、管理与应用的技能，加深对计算机网络理论知识的理解与应用。由于网络实验平台较复杂，对实验环境要求较高，涉及实验设备与实验组织管理，实验前、后很多工作需要实验室的支持与配合；网络实验教学中的实验与实验之间相互紧密关联，后续实验要在以前实验的平台上实现，实验的知识跨度大、综合性强，这给实验的教学实施提出了很高的要求。

2 实验教学中存在的问题

2.1 实验教学与理论教学脱节

在传统教学中，教师是教学活动的中心，学生是被动的学习者。然而，教师在教学过程中更多地是针对理论知识的讲授，而缺乏针对与理论知识相关的应用技术，造成学生不清楚所学知识能用在何处，导致学生慢慢地对该实验教学失去了学习的目标和兴趣。

目前，计算机实验主要是以验证性实验为主，依附于理论教学，使得实验教学内容与理论教学内容脱节、不吻合，导致所讲内容空洞、枯燥，不容易被理解和掌握。另外，实验课的设置、实验教学内容和学时设置随意性较大，导致学生重理论轻实验，影响教学质量。

2.2 实验教学环节薄弱

近几年我们建设了网络实验室，但不完善，只能做一些基本的验证性的实验，从而使得学生学习缺少兴趣，导致教学效果不佳。

实验教学环节薄弱主要表现在以下几个方面：一是计算机网络实验的内容不充实。目前，我们的计算机网络实验主要是验证性实验，实验课依附于理论教学，实验内容不系统，随意性大，形式松散，结果使学生普遍存在理论与实践脱节，不少学生修完了这门课程，虽然得了高分，但对于计算机网络的理论知识认识并不深刻，尤其在实际应用中不能学以致用。二是计算机网络实验教学环境不完善。我们的网络实验平台基本上只提供简单的网络设备，如交换机、路由器等和计算机。学生无法通过自己动手组建网络，达不能更好地理解和掌握计算机网络基本原理、网络通信技术，无法锻炼网络工程应用能力；三是教师缺乏实践经验。计算机网络是一个特殊的领域，当前并不是每个教师都具备了设计、管理大型网络的经验和能力。没有参与过大型网络组建、管理的教师，必定缺乏对大型网络形态和网络设备的感性认识，导致教学中理论与实践相脱离。

2.3 没有做到因材施教

计算机网络实验专业性和技术性很强，并不是每个实验都能满足每个学生的需求。我们的学生基础差别很大，有的学生基础较好、动手能力较强，有的学生基础较差、动手能力较弱。对于这样的一个群体应该进行因材施教，但由于受实验环境和教学环境的影响，教师通过布置实验任务，分析实验步骤，进行实验演示操作，然后学生进行实验。由于设备有限，每组六名学生，基本做不到每个学生都得到练习，基础好的学生积极进行实验，效果很好，而基础差的学生基本很少动手去做，使得实验教学远远没有达到应有的作用和效果。

2.4 实验教学考核形式不合理

我院现行的计算机网络技术教学的考核方式主要采取平时成绩(占30%)和期末卷面考试(占70%)相结合的方式。平时成绩包括考勤、作业和实验报告，实验成绩主要是以传统的笔写实验报告为主。期末试卷以理论教学为主，实验部分一般都是极其简单的实验步骤题，很少有以考核学生解决实际问题能力的综合设计类实验。这种考核方式从某种程度上误导了学生对计算机网络课程的学习，很多学生就是为了考试过关，从而重视理论，轻视实验，最终影响学生解决实际问题能力的培养。

3 实验教学体系的改革思路

针对目前我院计算机网络技术课程实验教学环节中存在的不足，结合多年计算机网络技术课程教学的体会，提出实验教学改革思路。

3.1 完善实验室建设

计算机网络实验教学环节是非常重要的。网络技术的飞速发展，网络实验室也需要不断地加强。我们目前的实验室只有RCMS、路由器、交换机、PC机等硬件设备，将设备进行分组，提供学生实验操作，但缺少课程专用服务器。软件方面几乎就没有，应该利用仿真软件进行实验教学。计算机网络实验对实验环境要求较高，实验操作也具有一定破坏性。利用仿真软件教学，就能够消除实验环境所带来的影响，同时还可以弥补我院实验环境的不足。采用计算机网络模拟器进行实验[2]，用这些模拟器软件搭建免费网络实验室中的设备和组成方式都可由用户自行决定。这样可以使学生学到更为实用、复杂的设备配置方法，并且自定义网络拓扑结构及连接，许多网络设备PC、交换机、路由器都可被模拟出来，它还能模拟出多种连接方式(如PSTN、ISDN、PPP 等)。而且与真实实验相比，实验效果和实验结构一目了然，达到实验教学的目的，锻炼学生的实际应用能力，同时使用模拟器软件省去了制作连接网络设备的网线，不用频繁变换CONSOLE线，也不用不停地往返于设备之间的环节。另外，它的命令也和最新的IOS保持一致[3]，与工作实践结合非常紧密。

3.2 实验内容改革

大庆师范学院开设的网络实验主要是网线制作、简单的路由器和交换机配置、IP地址的规划与配置等，几乎都是基础验证性的实验。设计性的实验只有VLAN、三层交换、路由表设置。这些远达不到当前网络技术实践应用。应该根据学生的实际情况，加入网络服务的配置、广域网模拟、简单Socket网络程序开发实验、网络数据包截取与分析、网络仿真实验网络安全与管理等计算机网络中极其重要和实用的实验，这部分内容，可以针对不同层次的学生，进行分层次教学实验，可以使学生得到实用的、系统的实践锻炼，做到学以致用。如果这些实验都能顺利进行，既有基础验证性实验，又有设计性创新实验，给学生很大的自由空间，会达到良好的实验效果。实验教学内容还应该坚持不断更新的原则，紧紧跟上计算机网络技术飞速发展的步伐。

3.3 加强实训教学

加强校企合作的办学模式，发挥校内实训、本地企业实习实训和国内知名企业合作实训。

3.3.1 加强校内实训

合理利用校园网的网络环境，让学生参与到校园网的建设与完善工作中，了解校园网的拓扑结构、布线方案、认识网络设备并掌握其功能，使学生能身临其境感受到网络技术的魅力，激发他们的学习兴趣，促进学习的积极性。

3.3.2 加强与本地企业合作

与本地企业合作共建实习、实训基地，加强实践教学。通过到本地企业参观学习，了解企业网网络设备、网络拓扑以及具体的网络实现技术。企业可以为学生提供专业的、高质量的实训，使学生对计算机网络的组建与日常维护等工作有进一步的认识。另外也可以与企业实行订单式培养，把实训与生产相结合，加强专业实践训练，切实提高学生的职业技能，这样既能让学生提前接触企业文化，也能让学生更多地了解企业和社会的新技术、新知识。

3.3.3 加强与国内知名企业合作

现在许多国内知名网络设备厂商都支持与学校联合办学[4]。这些企业所接触到的科技是最新的，对就业市场的了解也是最及时的。通过联合办学，公司为学校提供全面的技术支持，免去后顾之忧；还可以为学校培训教师，提高教师的教学水平，让教师接触到许多前沿的网络知识和技术，开阔思路和眼界，这些极大地提高教师自身的网络技术方面的素养，教师与一流的网络设备厂商可以保持密切的技术联系，及时更新知识，提高教学水平；可以更加贴近就业市场人才需求，提高学生的网络技能和实战的综合能力；学校和企业可建立更深层次的合作，为学生的实习、就业提供实际应用网络技术的机会。通过接近社会需求的计算机网络学习和实践，使得本校的学生具有扎实的理论基础和很强的实践动手能力，这些都是学生在将来的就业竞争中的优势。

3.4 提供学生自学平台

建设丰富的网络教学资源，支持学生的自主性、研究性学习。通过建设网络教学资源网站，共享计算机网络实验教学的电子教案、各章节的要点、作业、讨论区等。师生之间可以通过讨论区进行互动，学生可以通过讨论区提出问题，教师可以通过讨论区答疑。为学生自主性学习计算机网络技术提供平台。

3.5 实验教学考核

实验教学考核是整个实验教学中不可缺少的环节，是检验实验教学目标的重要手段。我院现行的计算机网络技术教学的考核方式平时成绩(占30%)和期末卷面考试(占70%)应该修改，加重实验成绩的权重，实验考核占总成绩的40%，实验考核应该从实验考勤(10%)、实验报告(10%)、基本实验技能(10%)和网络技术应用(10%)方面进行考核。通过这样的考核，可使学生理论与实验并重，注意计算机网络技术理论与实践的结合，提高学生的计算机网络技术的应用能力，适应社会的需要。

4 结束语

计算机网络专业实验教学具有十分重要的地位，进行实验教学改革的目的是提高实验教学质量，培养学生对计算机网络的综合分析设计能力、动手能力和创新能力，使学生不仅能够从整体上把握计算机网络应用系统的架构设计，还应掌握系统的各个环节的内容。面对不断更新的计算机网络技术、网络实验教学内容也应不断更新，以提高学生的计算机网络综合应用能力，培养适应社会所需的高素质人才。

[参考文献]

[1] 谢希仁.计算机网络 [M].4版.北京:电子工业出版社,2006:36.

[2] 方芸，高仲合，高博文,等.计算机网络实验教学改革[J].实验室研究与探索,2008,27(6):91-93.

[3] 曹福祥.实验室建设与改革[M].长沙:国防科技大学出版社,2002:25-27.

[4] 朱志国.《计算机网络》课程实验教学的思考与探索[J].经济研究导刊,2009(1):244-245.