“卓越工程师”背景下《计算机网络》实验课程教学改革与实践

尹向东 张新林

（湖南科技学院计算机与通信工程系，湖南 永州 425100）

1 引言

“卓越工程师教育培养计划”（以下简称“卓越计划”）是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010－2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010－2020年)》的重大改革项目[1]。为适应产业结构优化升级和经济社会发展对本科IT专业人才培养的新要求，在本次经济转型、产业升级过程中，“卓越计划”的出现给正在进行本科IT专业人才培养模式改革的地方本科院校指明了方向，对高校开展更深层次、更紧密的教学改革提供了一个政策环境支持，实施这项计划对以培养应用型人才培养为目标的地方性本科院校是一次新的挑战和机遇。实际上，培养“应用型人才”在很多高校的IT类人才培养方案中都已经实施多年，但到目前为止，大多数的教学改革层次比较浅，效果不是很明显。

《计算机网络》作为IT各专业必修的技术基础课之一，在当前“卓越工程师教育培养计划”的背景下，面临着重大改革。传统的《计算机网络》课程教学注重理论知识的学习，在一些高校还开设了专门的《计算机网络原理》课程，诚然，对于985高校的学生来说，他们很多将来会从事科研和理论研究，学习一些高深的网络理论知识为今后的发展可以打下好的基础。但是对于一般地方性本科院校的学生来说，大量理论知识让他们叫苦不迭，望而却步，即使同学们掌握了大量的理论，却在实际的工作中动手能力很差，如何在进行基础理论教学的同时，就能体现应用型人才的培养要求，成为摆在高校教学工作者面前的一个紧迫课题。因此，探索一条科学的《计算机网络》实验课程体系、教学内容、教学手段的改革之路就显得十分必要。下面，笔者将结合自身的教学实践，就如何构建“卓越工程师”背景下的《计算机网络》实验课程教学改革进行一些探讨。

2 教学模式的改革

传统的实验教学是以教师为主、学生为辅的单一传输方式[2]，常是老师先简介实验原理，把实验先示范一次，然后学生依葫芦画瓢照做一遍，这样限制了学生的自主性和创造性，不能充分调动他们学习积极性；而互动的教学方式则要以学生为主，激发学生的学习兴趣，开发他们的创造能力和团队写作能力，让他们自己去钻研的教学目标替代传统的说教传授方式。

首先，要拓展课堂形式，实验课程不再仅仅局限在实验室，要将学校网络中心、校园网、学生宿舍都作为传统课堂的延伸，通过加入实物教学和现场教学形式，让学生亲身体会。例如，在讲解局域网组网技术的时候，除了将学生带到实验室中，向他们展示交换机、路由器等各种网络组网设备，还组织学生去学校网络中心现场结合实际网络进行参观和讲解，进一步给学生布置作业，让他们自由组合组成团队自己来设计一个校园网，这种形式受到了学生的极大欢迎。

其次，尝试通过讨论式、启发式、角色变换以及课内外结合式和理论联系实际等多种方法来激发学生的主动参与意识。例如，在教学中采用角色变换教学，由教师有目的的选择几个实验教学主题，让学生相互合作，通过分组讨论、查找参考资料、自学教材等方式来进行自学，要求各组学生将各自研究的结果自制成电子演讲稿，轮流担任组长，由组长在课堂上向大家讲述,小组其他成员进行补充，然后全班一起讨论、分析和评价,比较各自方案，这样使每个学生都有兴趣积极参与,活跃课堂气氛，这种方式对激发学生的学习潜能和培养他们的自学能力和表达能力具有明显的效果，学生在感受这种教学方式带来挑战的同时也体验到了成就感，大大提高了他们的学习兴趣。

第三，充分利用实验室开放，将学生的课外学习作为整个教学过程的一个重要环节，将其纳入教学计划中。学生的课外学习任务不再是简单地做几道习题，而是布置一些学生可以自由完成的任务，通过调查市场、资料查找、方案制作等模式，课外学习成了课内教学的有机补充和扩展。

3 实验教学内容的改革

高等学校要培养能够适合当前市场和企业需求的合格人才，使他们成为能为社会发展做出贡献的“卓越工程师”，就必须从基础的教学工作开始，而随着IT技术的不断发展，教学内容如果一成不变，显然无法适应变化的市场需求。因此教学内容必须不断更新和改革，现在新的计算机网络技术层出不穷，可以说是日新月异，《计算机网络》实验教学的内容更是亟需更新。

3.1 增加综合性、设计性实验

传统的计算机网络实验基本是围绕计算机网络原理展开，以协议验证为主。根据调查统计，由高传善、毛迪林编写的，高等教育出版社出版的《数据通信与计算机网络实验指南》在高校使用较为广泛[3]，其中总共编写了九个实验，分别是：实验一，数据链路层的帧封装协议, 即帧同步；实验二，数据链路层的滑动窗口协议；实验三，局域网模拟：模拟CSMA／CD；实验四，模拟网络层路由算法；实验五，主机IP配置；实验六，WinSock编程-拥有自己的网络聊天程序；实验七，支持内容过滤的HTTP代理；实验八，模拟FTP的客户端；实验九，Internet/Intranet Web编程实验。这些实验基本上是关于网络的协议的验证性实验，综合性与设计性实验较少。

通过对就业市场的分析，结合同学们感兴趣的方向，我们对高教版计算机网络实验进行了改进，实验项目分别为：实验一，双绞线与常用网络工具的使用；实验二，对等网实验；实验三，常用网络命令分析与使用；实验四，IP地址及子网划分设计；实验五，Windows 2003 Server综合实验；实验六，Sniffer网络协议监控实验；实验七，交换机配置；实验八，路由器配置；实验九，校园网设计。其中实验一、三为验证性实验，实验二、四、七、八、九为设计性实验，实验五、六为综合性实验。综合性、设计性实验课时数的比例超过了80%。

这些综合性、设计性实验的开出，课时数在4-8个左右，一部分在课堂内完成，另一部分则是要求学生课外完成。这些实验基本上都要求学生分组进行，有助于提高学生团队合作的能力，提高学生综合运用知识的能力，提高他们分析问题、处理问题的能力。

3.2 更新实验内容

在实验内容上，我们对那些学生实验实施、理解比较困难的协议验证实验进行了改进，改为有实物、操作性强、学生较为容易理解的内容。

首先，在底层协议方面，如果脱离实际的网络传输介质和集线器，学生对网络还没有一个感性的认识，直接讲网络协议他们是难以理解的。因此我们开设了“双绞线与常用网络工具的使用”的实验，给每个学生发1-2个水晶头，教他们做一根双绞线，然后要求用测线仪进行测试，成功的就可以将网线带回寝室自己使用。这样一来，学生们很快就对计算机网络实验产生了浓厚兴趣，通过每根线的实际操作，课堂上讲解的物理层协议就很容易理解了。

其次，在中间层方面，我们开设了“对等网设计”等实验，在实验室里面只是简单交给学生基本配置的方法，然后要求他们按照各自寝室分组，每个寝室进行“红心大战”游戏。由于“红心大战”游戏需要局域网环境，同学们将各自寝室内部的电脑用实验一做好的网线连接起来，做好配置后测试是否能够正常开始游戏。这样寓教于乐，同学们对计算机网络的兴趣进一步增强。

第三，对于高层协议，我们设计了“校园网设计”等实验，完全利用实验室开放，让学生在课外进行。首先在课堂上布置课外实验要求，3-4名学生作为一个小组，成立自己的网络公司，在校园网中注册自己公司的邮箱；然后老师模拟某一学校发布校园网招标书，提出校园网硬件设施建设和网络环境的要求，让各个小组提交各自的《**公司校园网建设方案》；最后模拟进行招标，让每个小组各抒己见，老师现场打分，分数作为本次作业的成绩。这个实验在局域网知识讲解完后就布置给学生，到期末的时候再提交，给学生们的时间有将近2个月，学生们对此的积极性非常高，他们会主动地去跑IT市场了解市场信息，在网上查阅资料，完成了很多优秀的方案，这些经验相信对他们今后真正进入市场后会产生积极的影响。

4 实验考核方式的改革

我们将计算机网络实验作为一门独立课程，有0.5个学分。期末考试的时候作为一门单独的课程，成绩列入总分排名，与学生评奖评优联系起来，这样大大提高了学生对实验课程重视的程度。但是作为实践课程，不能像传统理论考试那样主要依靠期末考试来决定课程成绩，必须要进行考核方式的改革。

我们改变了理论课程期末考试成绩占绝大比例的传统，在《计算机网络》实验课程中期末考试成绩只占30%，而平时成绩占70%，平时成绩按照实验课程出勤率、实验室卫生完成情况和实验报告成绩来综合评定。这样课程成绩主要依靠整个学期的表现来得到，学生就会由始至终重视学习。

5 总结

在当前技术更新飞速，社会对IT类应届毕业生的要求越来越高，如何培养能迅速适应市场需求、适应企业岗位要求的“卓越工程师”，是每个高校教育工作者必须要面对的问题，本文仅仅是从《计算机网络》实验课程一方面进行改革和实践，为学生今后成为“卓越工程师”打下扎实的网络方面的基础。希望能够藉此抛砖引玉，将经验辐射到IT类本科专业的其他课程中去。

[1]刘鹏辉.“卓越工程师”培养模式的研究[J]. 现代教育科学.2012(1):172-175.

[2]陈华.《计算机网络技术》课程的更新与改革[J].化工职业技术教育.2009(3):13-16.

[3]高传善，毛迪林.数据通信与计算机网络实验指南[M].北京:高等教育出版社，2010.