《计算机网络》应用导向教学研究

罗洛阳

摘要：在全国教育教学改革的浪潮中，很多学校面临转型，转型的核心是体现对课程的目标和教学方法进行转变，由传统的“黑板+粉笔”或“电脑+幻灯片”的方式向“应用+案例+实践”转变。本文提出应用导向的教学方法，以《计算机网络》为例，分析应用导向的课程设计思路和特点，并可将此思路应用到其他理论课。

关键词：应用导向；计算机网络；教学方法

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）05-0047-02

1 提出应用导向的背景

根据国务院《关于加快发展现代职业教育的决定》，这意味着有大部分高校将实行转型，向突出应用为主的职业教育类型转。既然学校要转型，那专业的定位也要转型，相应的课程的教学方法也需要改变，特别是理论性较强的课程更需要改变其教学方法，让应用型本科的学生更容易学习、更容易接受和更容易将理论应用于实践。在这样的背景下，我提出应用导向的教学方法，以《计算机网络》为例，分析应用导向的课程设计思路和特点，并可将此思路应用到其他理论课。

2 理论课程的教学现状

理论课一般是专业的基础课程，是很重要的课程，同时也是很枯燥很难理解的课程。学生在学习的过程中，往往不够坚持，对理论课的掌握往往靠死记硬背的方式来应付考试，并没有或快速地将所学的理论知识应用于实际应用中，导致学完后对课程内容的理解不够深入、不够透彻。

以课程《计算机网络》为例，很多高校都选用谢希仁教授的第五版《计算机网络》1教材，该教材是以网络体系结构为主线，详细地介绍了OSI模型七层结构，并对音频/视频服务、网络安全、无线网络和下一代因特网等先进技术进行了简要的叙述。由于这本教材内容全面，内容由浅入深，通常是计算机类相关专业本科学生学习首选教材。尽管这样，老师们在上课的时候，用幻灯片讲解、分析相关原理，并布置作业让学生课后学习，还是有不少学生不能理解OSI体系结构、TCP/IP体系结构、加密等最基础的原理。

在有最好的教材、优秀的教师的环境里，为什么还会出现这种现象呢，我认为主要原因是因为这些内容确实太抽象，难以理解。怎么才能改变这种现象，让学习在学习的时候，对这些抽象的理论知识能直观地反映出来呢，最好的方法就是应用导向。

3 《计算机网络》应用导向的课程设计思路

什么是应用导向，应用导向就是用实际的应用去理解抽象的理论知识，并将理论知识应用于实践。以《计算机网络》为例，选用的教材是谢希仁教授的第五版《计算机网络》，介绍以应用导向的思路来设计课程。

3.1 《计算机网络》课程总体设计

《计算机网络》课程目标：按照计算机网络分层体系结为思路，学习计算机网络的原理和实践操作。学生通过学习OSI参考模型中物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层的协议，将深入了解网络的结构部件和工作原理，同时也会讨论网络安全、无线网络和下一代网络。

《计算机网络》课程的重点是理解OSI体系结构和TCP/IP体系结构，要让学生更好地理解体系结构，我们要借助一些如抓包工具、网络模拟软件等辅助工具。这些工具能够形象是将抽象的原理图形化，甚至可能产生一些动画效果，如Cisco Packet Tracer就通过动画的方式形象地演示网络数据包传送的过程。学生在学习的过程中，能更加轻松地学习，达到事半功倍的效果。

《计算机网络》课程应用导向的设计思路是：以课堂应用课堂理论课后应用为主线，先让学生在视觉上感知课堂所学知识，学会其应用，然后再分析其原理，做到知其然并知其所以然，再要求学生能将所学的应用技巧和理论知识举一反三，完成课后应用。根据这个思路，对《计算机网络》课程总体设计如图1所示。

3.2 《计算机网络》模块设计

课程内容是由概述、网络体系结构、物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层、网络安全、无线网络和下一代网络这十个模块组成。模块具体的学习目标设计如表1所示。

3.3 《计算机网络》部分应用效果

在这里，列举在教学过程中的一个分析应用层和传输层2实例，以便形象地分析数据包和协议地执行过程，并将所学知识应用于现实生活中。在整个教学过程中，使用终端、服务器、交换机和路由器组成的标准实验来学习和理解网络基本概念和原理，并将逐步提高其复杂性。

首先，准备用Packet Tracer仿真软件，构建一个简单的网络，并设置好IP地址，当添加简单的PDU时，它将出现在PDU列表窗口中，如图2所示。第一次发出ping消息时，将显示为Failed，而第二次发送ping消息将会成功，为什么会出现这种现象呢。

从实时模式切换到模拟模式（simulation）。确保Event Filter（事件滤器）设置为显示DNS、UDP、HTTP、TCP和ICMP。从PC 1A 的桌面打开Web浏览器。键入URL：eagle-server.example.com，然后用 Event List（事件列表）中的 Capture / Forward（捕获/转发）按钮捕获DNS、UDP、HTTP 与TCP的交互的数据包，并分析其交互过程，如图2所示。

在捕获数据包中，可以通过在 Event List（事件列表中）时单击其 Info（信息）列或在动画中单击数据包信封两种方式检查数据包。查看事件列表中每个数据包内容（PDU Information（PDU 信息）窗口、Inbound PDU Details（入站 PDU 详细数据）、Outbound PDU Details（出站 PDU 详细数据））。通过跟踪数据包，并且使用 PDU Information（PDU 信息）窗口查看数据包的详细内容和各数据包的工作顺序，就能够学习HTTP、DNS等应用层协议与UDP、 TCP 的传输层协议，以及他们是如何协同工作的。

通过这样的动画演示，图形化界面的分析，学生对应用层相关的协议的工作原理、数据包的格式都有很深的印象，并且在操作过程中，还有一些故障需要排除，更加加深了学生对每个协议在现实生活中的应用，效果非常明显的。

4 结论

本课程的设计是依据谢希仁教授的第五版《计算机网络》教材的内容，利用多种辅助工具，形象直观地体现抽象的理论知识，为学生减轻负担，同时，也是理论应用于实践的具体表现。通过应用导向对课程进行设计后，使抽象的理论知识更加形象化。学生既可以看到以前比较难以理解的原理，同时还可以动手操作去应用这些原理，既轻松地学习了理论知识，也能够将理论应用于实践中通过实践表明，应用导向是解决抽象理论课程的重要手段。

参考文献：

[1]谢希仁. 计算机网络[M]. 5版.北京： 电子工业出版社， 2008.

[2]tom9916. PacketTracer 5.2 实验指南系列[EB/OL]. www.51cto.com.