网络通信技术实验教学体系改革研究

2017-01-14严燕蒋峥峥

计算机时代 2016年12期

严燕+蒋峥峥

摘要：针对网络通信技术课程实验教学存在的问题，提出网络通信技术实验教学体系模型，模型包括实验平台整合、实验教学方法改进、实验内容设计、实验方法创新等方面。实践表明，依照模型建设的网络通信技术实验教学体系，提高了教学效果，培养了学生的网络应用能力。

关键词：网络通信技术；实验教学；教学改革；实验方法

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2016）12-66-03

Abstract： In view of the problems existing in the experiment teaching of network communication technology course， the experiment teaching system model of network communication technology is proposed in this paper. The model includes the integration of experimental platforms， the improvement of experimental teaching methods， the design of experimental content and innovation of experimental approaches etc. Practice shows that the experiment teaching system of network communication technology in accordance with the model improves the teaching effect and cultivates students' ability of network application.

Key words： networking communication technology； experiment teaching； teaching reform； experimental approach

0 引言

随着“互联网+”这一新兴概念和经济形态的产生，我们看到互联网信息技术与传统产业的紧密联合，能够优化生产要素，更新业务体系，让产业升级从而提升经济生产力，最后实现社会财富的增加。而这些都要建立在互联网技术的基础之上，社会对掌握计算机网络技术的网络应用型人才的需求明显增加。网络应用型人才不但要有扎实的理论基础，而且应具备较强的网络实践能力和解决问题的能力[1]。然而如何培养当前对网络应用更高需求的学生，现有的教学缺乏对学生综合应用能力的培养，必须进行教学改革，网络通信技术作为网络工程的核心课程，其改革显得尤为必要[2]。

1 网络通信技术实验教学存在的问题

网络通信技术作为网络工程专业核心专业课程，其目的是使学生通过本课程的学习，建立起网络通信技术的基本思想和概念，掌握各种型号的交换机、路由器、防火墙等设备的选择和配置，掌握广域网的配置技术和方法，明确企业网的设计、配置与维护等，培养从事网络相关行业，进行网络管理和设计的高级工程技术人才。

网络通信技术课程是学生掌握网络应用实践性较强的一门课程，它可以培养学生的实践操作能力和创新能力，所以网络通信技术的实验教学显得尤为重要，但目前还存在以下一些方面的问题。

⑴ 传统教学方法使教学效果不明显。传统教学方式是把所有学生集中起来，先理论讲授，然后上机实践，在理论讲授的过程中，由于知识量比较大，命令较多，如果学生不能及时消化吸收，在进行实验时已经忘了大半，再加上如果基本原理没有灵活掌握，必然造成机械性的实验，缺乏对问题分析和解决能力的锻炼，时间一长，必然导致学生学习兴趣低，学习效率低，教学效果不佳。

⑵ 没有优化利用现有实验平台。目前实验平台有两个：一个是在思科模拟软件上进行实验操作，这种方法虽可以使每个学生亲自完成和检验配置过程，但毕竟与真实环境始终有所不同，无法模拟真实环境中遇到的各类问题，不利于培养学生的实际动手能力和故障排查能力；另一个是在实际设备上进行实验操作，计算机网络实验室现有设备是神州数码公司的产品，而模拟软件Package Tracer是思科公司的，两者的开发命令有所不同，所以学生要在两者之间切换使用，需要有很长时间的适应期，而实验课时有限，学生不能很好地掌握；同时，实际设备的操作需要在特定的软件环境下使用，束缚了学生思想，减少了真正接触实际设备的机会。

⑶ 实验内容设计不合理。现有实验内容以验证性实验为主，缺少设计型实验和创新型实验，仅有验证性实验不利于学生解决问题能力和创新精神的培养，同时学生缺少实际接触大型网络的机会，这对学生以后直接从事网络应用工作带来了困境。

⑷ 实验方法孤立。使用模拟软件进行实验可以让每个学生都得到独立操作配置的锻炼，而不受到有限的网路设备使用的约束，这是当前很多课程采用较多的实验方式，这也是网路通信技术实验主要采用的方式。但这种单一的实践模式，缺少了学生对实际工作场景的接触，缺少了对学生的团队协作意识、实际动手能力、问题分析能力和故障排查能力的培养。

这些问题会导致网络通信技术的实际教学效果与预期之间存在一定的差距，除此以外，还有其他一些问题，如评价机制单一等等。

2 网络通信技术实验教学体系模型

重新构建实验教学体系模型是一个复杂综合的系统工程，从网络通信技术实验教学的目的和实验的本义出发，本文提出了一个网络通信技术实验教学体系模型，该模型由实验平台整合、实验教学方法改进、实验内容设计、实验方法创新以及评价机制优化五个模块构成，其目的是能够充分利用现有的实验平台，引入翻转课堂[3]，让学生不孤立的学习知识，将实际动手能力与所学知识系统的联系起来。我们基于项目设计实验内容[4]，建立基于理论、软件和实际设备相融合的实验项目，激发学生的专业兴趣和学习主动性，培养其实际动手能力、团队协作能力、大型网络的设计与实现能力等等，最终达到专业培养目标。

3 模型的实现

3.1 实验平台整合

我校早在几年前就已经配置了8套网络实验设备，每套中包含2台二层交换机，2台三层交换机，4台路由器和1台防火墙设备，可供60名学生同时实验。但这些设备的使用非常不方便，必须在特定的管理软件平台下操作，与实际设备的使用脱离，给学生的操作带来的一定的局限性。很多老师就舍弃了对网络实验设备的操作，而这正是学生迫切需要的，因此，需对现有实验平台进行重新整合。

⑴ 改变计算机网络实验室网络设备的既定布线，弃用统一的管理软件，让学生直接操作交换机、路由器等设备。通过一些如交换机的基本配置、Telnet用户的远程登录，VLAN的划分、简单路由协议的配置等实验，让学生对交换机和路由器的型号选择、接口配置有实际认识。

⑵ 在接触了实际网络设备后，使用模拟器来完成实验。熟悉命令的使用，设备的选择，网络拓扑结构的搭建以及大型网路的规划、设计与配置。每个学生可以独立完成实验。

通过对两种实验平台融合使用，学生既可以操作实际设备，又能够规划和配置大型网络，保证了每个学生实际动手能力的培养。

3.2 实验教学方法改进

教学方法是课程教学的灵魂，好的教学方法能够激发学生学习的兴趣，提高学习效果。我们对网络通信技术实验教学的方法做了如下改进。

⑴ 教、学、做一体化。打破原有授课模式，在一次课堂内完成讲授和实验，形成以教师先进行理论讲授，然后进行任务实施，最后学生进行实验的融教、学、做一体的教学方式，尽量做到教师边讲边演示，学生边学边操作。

⑵ 翻转课堂。网络通信技术课程的特点就是知识点多但都很简短，将所有知识点制作为视频供学生利用课前的业余时间学习，尤其是一些提高型的实验内容。在有限的课堂时间内，教师可以参与到学生实验和讨论中去，与学生互动，提高了学生的学习积极性和主观能动性。

3.3 实验内容设计

从网络通信技术实验教学的目的出发，重新认识实验在课程中的重要性，重新构建实验内容，让学生在这过程中能自主完成设定的教学目标，提高综合运用知识的能力，全方位地培养综合素质，提高实验教学质量。我们把实验类型分为验证型实验、提高型实验、综合型实验、创新型实验。

⑴ 验证型实验。验证型实验是在讲授每一个知识点后进行的实验，这些实验以验证性为主，老师给出实验拓扑结构，学生按要求进行配置和测试。这类实验占总实验数的百分之六十，要求学生掌握基本原理和基本知识。根据课程内容，将验证型实验细分为四个模块，分别为网络基础实验、局域网实验、路由实验和WAN实验。详细如表1所示。

⑵ 提高型实验。提高型实验是学生自学并完成的实验。老师将一些提高型实验的知识点制作成播客课件，由学生自己课后学习，并完成相应的实验。提高型实验由于是学生自主学习的形式，所以更能够锻炼学生的判断问题，分析问题，解决问题的能力。此类型实验包括：IPV6的配置；网络管理软件的使用；ARP协议的配置；多区域OSPF协议配置；BGP路由配置；PAT；VPN配置等。

⑶ 综合型实验。在验证型实验的每一个模块完成后，开设一到两次的综合性实验，让学生能够在学习完每一个模块的所有知识点后，综合运用所学知识，完成一个综合性实验。老师给出实验设备和实验需求，然后讲解基本的设计思路和方法，由学生完成拓扑结构的设计和系统的配置与测试。

⑷ 创新型实验；在学完全部课程后，开设一到两次创新型实验。学生运用课程所学知识，完成实验。这类实验对学生的要求较高，但最能锻炼学生。老师提出一个具体的网络需求，例如一个校园网或一个企业网，学生根据需求，完成网络的设计、设备的选型、网络的配置与测试。

3.4 实验方法创新

传统的一人一机使用模拟软件实验的方法比较适合验证性实验和提高型实验，对于综合型和创新型实验，我们也探索了其他的实验方法，如可以采用小组完成的实验，以2到3人一组，选出一个组长，由组长带领组员了解实验需求后分工合作，搭建实验环境，进行配置和测试，攥写实验报告。在协调分工合作的过程中，既可以让知识点掌握不好的学生得到帮助和提高，也培养了他们团队的合作能力；我们还可以安排学生参与网络管理，每周安排2名学生去学校校园网中心辅助网络管理老师适当参与网路管理；还可以积极寻找企业合作让学生参与到企业网的规划与设计中去，让学生获取实际经验，从而培养符合市场需求的高层次人才。

3.5 评价机制优化

好的评价机制能够激发学生的学习积极性和创造性。为了激励学生更积极、主动地学习，提高学习效果，教师必须建立多角度的成绩评价机制，具体有以下一些做法。

⑴ 增加平时成绩的维度。不再简单地以学生是否完成平时的实验给出平时成绩，增加平时成绩的维度，如学生完成实验的效率、学生参与实验讨论的积极性、回答问题的质量等作为平时成绩参考。

⑵ 小组同学相互评价。在小组完成的实验中，实行小组成员相互打分。小组成员对每个人完成的工作量的多少，是否起到主导作用，是否具有团队协作能力等方面进行打分。

⑶ 实习老师的评价。参与学校校园网管理以及参与企业网规划和设计的学生，由实习老师给出评价，作为总评成绩的重要参考。

4 结束语

完备、合理的实验教学体系是本科教学的重要组成部分，能显著提高课程的实验教学水平。本文提出网络通信技术的实验教学体系模型，从实施情况来看，有效地解决了以往实验教学存在的各种难题，取得了良好的教学效果。今后，我们仍然要拓宽思路，积极探索、创新和改革，顺应市场应用需求，培养出高端的网络应用人才。

参考文献（Reference）：

[1] 张纯容，施晓秋，吕乐.面向应用型网络人才培养的实践教

学改革初探[J].电子科技大学学报（社科版），2008.10（4）：62-65

[2] 袁志翔，秦峰等.网络工程专业人才培养与教学模式改革研

究[J].计算机教育，2010.5：70-73