计算机网络课程实践教学的改革探索

李国佳+杨绍禹+李秀芹

[摘 要] 针对计算机网络传统实践教学的不足的情况，探索创新实践教学改革模式，结合教学案例，通过层次型的教学任务设计，仿真与设备相结合的实践过程，网络学习与互动的学习方式和过程考核机制等改革措施，促进学生自主学习能力及创新实践能力的培养。实践证明，学生的网络实践能力得到了进一步提高。

[关键词] 计算机网络；实践教学；层次型教学任务；网络学习；过程考核

[中图分类号] G642

[文献标识码] A[文章编号] 1005-4634（2015）04-0106-04

0 引言

计算机网络课程是高等学校计算机相关专业重要的必修课程之一，通过课程内容的学习和实践，使学生理解计算机网络体系结构的基本原理，具备初步的网络应用能力，进而为各行各业培养亟需的计算机网络应用型人才。

计算机网络课程涵盖面广，知识点联系性相对较弱，学生学习起来普遍感觉比较困难，教师在有限时间要讲好计算机网络的概念、原理，难以兼顾动手实践，教学中长期存在着重理论、轻实践的问题[1]。在具体实践教学中，开设的基础性、验证性的实验较多，设计性的实验不足，实践教学内容缺少层次，所有学生的内容基本一样，缺乏强化性和拓展性的内容[2]；教师的实践经验存在着不足，部分教师不够重视培训学习，缺少实际中大型网络建设部署的经验[3]。在考核方式上，实践教学的考核在整体成绩中所占的比例较小，使得学生不够重视实践动手操作，在学习过程中也容易产生惰性，缺乏学习热情；教师在实践教学管理中，存在着诸多的落实上困难。在教学效果上，学生只是记住了若干模型协议算法，不能运用相应的知识去解决实际问题[4]。

针对计算机网络实践教学过程中存在的问题，本文旨在创新实践能力培养的教学改革，通过实践教学改革措施，激发学生学习网络课程的兴趣，强化学习动机，提高学习效率，全面培养学生自主学习能力、动手实践能力和创新思维能力，为各类学生的全面成才提供沃土。实践证明，学生的网络实践能力得到了进一步提高，实践教学取得了良好的效果。

1 实践教学改革

结合教学实践案例，基于“因材施教”和“分类培养”的理念，通过层次型的教学任务设计，多元化的教学方法，仿真与设备相结合的实践过程三个方面的教学改革来培养学生的网络应用能力。

1.1 层次型的教学任务设计

以应用为导向，理论联系实践，设计层次型的实践教学任务。笔者将实践教学任务分为“必修”和“选修”两部分，基于任务完成的难易程度，每一个任务都设计了“基础性/强化性/拓展性”内容，并根据任务包含的知识属性，赋予实验任务“实用性/设计性/创新性”等不同性质。学生除完成规定的“必修”教学任务的“基础性”内容外，根据自己学习程度，还可以选择更多更有挑战性的任务，尝试完成强化性及拓展性任务，以强化实践能力的培养。实践教学任务如表1所示。在实践教学任务表中，实验1、2、3、5、6、7、11、13、14、15、16为必修任务，其他的实验为选修任务。在具体操作中，根据实践学时安排，可以将实验1和3，实验5和6，实验13、14和15分别合并完成。必修任务的基础性内容要求学生必须掌握，学有余力的学生可以进一步的完成强化和拓展性的任务。例如“校园网建设方案的设计”的实践任务中，要求所有学生完成小规模校园网组建设计外，有能力的学生可以选择设计无线全覆盖的校园网络，将有线网络的设计拓展到无线网络，进一步地提高网络综合应用的能力。

1.2 多元化的教学方法

传统的实践教学模式很难吸引学生兴趣，笔者围绕“讲授要精确，讨论要深入，课后要思考”的教学方法，融合多种形式的教学手段来实现教学目标。

“讲授要精确”，对于重难点的知识教师要讲清楚、讲透彻、讲明白，要结合实际应用进行讲授，达到学生“听的懂、学得会、动得手”的教学目标；“讨论要深入”，对于一些应用性强及扩展性的实践任务，通过组织讨论，集思广益，深入探讨，激发学生的学习热情；“课后要思考”，通过布置开放性的思考题，引导学生思考，在加深对基本知识的理解基础上，进一步联系实际，扩展学生的知识面及强化学生的应用能力。例如，在无线局域网配置实验中，首先通过无线路由器的实物演示，将课内理论和课外生活应用案例相结合，在完成无线局域网配置的基础上，让学生讨论无线路由器的应用及安全措施，使学生进一步地理解设备的使用，也激发了学习相关无线网络知识的热情。

1.3 仿真与设备结合的实践过程

软件学院根据实际情况，引进仿真软件让学生进行实践任务的模拟操作，然后结合实际设备进行真实操作。例如，Boson公司的BosonNetSim模拟工具，华为公司的ENSP模拟器，Cisco公司的PacketTracer仿真软件[5]，这些仿真软件与真实设备的操作命令保持一致，在动手操作真实设备之前，教师让学生通过仿真软件的操作熟悉实验流程，然后在真实设备上操作，能更好地促进学生对实践任务的掌握，实践中也取得了良好的效果。

在具体的教学任务实施中，通过实验准备、实验布置、实验实施、实验强化和实验总结五个阶段来展开，这样的过程可以让学生在完成必修的实践教学任务的基础上，有较多的精力去尝试强化性和拓展性的内容，指导教师也便于管理整个实践过程。在实验准备阶段，根据教学要求选择合适的教学任务，制定详细的执行计划；在实验布置阶段，根据实验要求安排学生采用模拟工具进行实验的仿真，为实际设备的操作积累经验，并鼓励学生提出实验中遇到的问题；在实验实施阶段，加强实践指导，确保学生完成“必修”教学任务的“基础性”内容，鼓励学生积极探索强化性和拓展性的任务；引导掌握程度好的学生进入任务强化阶段，并记录完成情况；最后，在实验总结阶段，由教师进行教学的总结，并组织学生进行一定的讨论。例如在虚拟局域网配置实验任务中，根据任务要求，在实验布置阶段，利用仿真软件（ENSP或者PacketTracer），让学生先做出网络设备的结构图，选择相应的设备（交换机）和线路，完成网络的构造，然后进行VLAN配置的模拟操作，在实验实施阶段，进行真实设备上的操作，最后由指导老师进行任务的总结，使学生基本掌握虚拟局域网的配置。

2 网络学习与互动的学习模式

计算机网络课程理论性强，知识点联系弱，学生在学习的过程感觉比较困难，为了解决学生学习过程中遇到的问题，教师鼓励学生在课下采用网络学习和互动的学习模式，帮助学生克服各种学习困难，提高学习效率，更好的理解和掌握教学内容。

基于学校现有的资源平台，教师收集制作了一些涵括重要知识点的视频资源，学生若遇到问题，课下可以自由的观看学习。例如，路由配置和动态地址转换，利用教学视频，学生可以反复的观看，通过这种方式，学生加深了对教学知识点的掌握和融会贯通。另外，笔者共享了一些网络课程中开放的“精品课程”资源的链接，学生可以观摩到其他高校网络课程的教学视频，多渠道、多方位的利用网络资源进行学习。

教师通过微信，建立网络讨论区，进行网上答疑，利用微信语音服务，学生在学习过程中可以很方便的和教师和同学讨论。相比传统的QQ群、和电子邮件及电话等答疑方式，微信语音具有更便捷的优势，在学生群体广泛使用，学生教师间互动的次数和深度要远远超越传统方式，增强了师生间的沟通，拓宽了教学渠道，激发了学生自主学习的意识。另外，微信对教学活动的实施和管理也有很大的帮助，教师可以根据学生的学习进度，通过微信实时布置教学任务，甚至督促学生完成任务。通过网络互动，学生能够更主动的掌握课程的知识。

3 过程考核机制

实验任务的考核采用过程考核机制，以全面衡量学生的知识掌握情况及动手实践能力。从实践任务的开始至结束，教师在整个过程中对学生的学习进度、学习质量和学习效果进行跟踪管理，记录学生每个阶段任务完成的情况，然后给予评分，具体考核分为平时成绩、实践情况和实验测试三项。为了强化学生动手能力，引起学生对实践教学过程的足够重视，以及达到通过实践教学来掌握巩固理论教学的知识的目的，教师加重了实践完成情况的考核比重，结合实践经验，一般设置三者比例为2∶5∶3（平时成绩∶实践情况∶实验测试）。

在具体的操作中，根据平时成绩根据学生在实践过程中的表现情况（例如，是否认真的完成实践任务、有无迟到早退现象等）可以给予“平时成绩”部分至多60%的成绩；对于课堂积极参与讨论，课下经常“网络互动”的学生，实践中活跃程度高经常提问的学生给予另外40%成绩的加分，以引导学生自主学习积极探索；学生按照实践教学任务的要求完成必修的基础性内容，可以给予“实践情况”至多70%的成绩，为鼓励学生进一步探索强化性和拓展性任务，根据学生完成整个实践教学任务的情况及学习效果，再给予另外至多30%的成绩；实践任务的最后综合考核，采用完成指定任务的测试方式（实验测试），根据仿真工具模拟实现的情况，当场打分并记录成绩，这个过程需要多位教师协作，投入较多的精力才能更好地完成，但通过面对面的检验，能够真实反映出学生的知识熟练程度及应用能力。

通过对学生整个实践任务学习过程的考核，可以督促学生合理完成课程任务，教师也可以把握学生学习的每一个环节，及时掌握教学中学生的反馈，从而全面增强学生的学习效果。

4 改革实施效果

软件学院2012级和2013级软件工程专业的计算机网络课程实践教学进行了改革探索，通过上述的实践教学任务设计、学习模式和考核机制的改革措施，教学取得了良好的效果，学生的网络实践能力得到了进一步提高。

1）激发了学生学习网络课程的兴趣。学生在学习过程中反映课程难度比较适宜，通过多元化的教学方法和分层的教学任务设计，学生都能够完成基础性的实验任务，对网络课程不再望而生畏，更多学生敢于尝试，愿意投入较多精力完成强化性实验任务。

2）培养了学生自主学习的能力。通过网络学习和互动，学生在学习过程中遇到了困难，会更主动地思考、探索以及交流，在这个过程，学生的思维能力、沟通能力及主动学习意识都得到了提高，对知识点的掌握得到进一步巩固。

3）通过仿真软件模拟和动手实践，学生可以直观地理解网络中抽象的理论知识，能够更好地掌握课程的重难点，结合过程考核机制，使学生更加重视平时的实践训练，整个实验任务完成后，学生普遍反映收获很大，动手实践能力得到了提高。

5 结束语

在实践教学中，通过层次型的教学任务设计，仿真与设备相结合，实施过程考核机制，结合网络学习和互动的学习方式，提高了学生学习计算机网络课程的兴趣，全面强化了学生动手实践能力，培养了学生的自主学习能力及创新思维能力。在未来的教学实践中，华北水利水电大学软件学院将进一步优化教学设计和教学手段，深化教学改革，创新考核模式，更好地培养具有突出实践能力的网络人才，促进学校和社会在人才培养上的良性循环。

参考文献

[1]邢长友，陈鸣，许博等.面向创新人才培养的计算机网络教学改革[J].计算机教育，2013，（1）：49-52.

[2]张浩军，张德贤，赵玉娟.计算机网络课程4C能力培养的教学实践[J].计算机教育，2013，（1）：29-32.

[3]游海晖.探析基于实践能力培养的计算机网络课程教学改革方法[J].黑龙江教育学院学报，2014，33（3）：57-58.

[4]张军，季伟东.计算机网络课程教学模式创新及实践[J].计算机教育，2010，（22）：71-73.

[5]潘江波，邓建高.仿真软件在计算机网络教学中的应用[J].实验技术与管理，2011，28（7）：91-93.