计算机网络原理实验课教学改革与实践

刘素转 王晓娜 吴卫江

摘要：计算机网络原理课程是高校计算机专业的专业必修课之一，而其中的实验环节是提高学生的专业素质和人才培养质量的重要教学部分。文章针对计算机网络原理课程实验项目偏少、实验设备利用率不高等问题，提出更新实验教学内容并借助教学管理平台向学生提供远程实验方式，提高学生学习的主动性和积极性，提升教学效果。

关键词：计算机网络；远程实验；实验室建设；教学管理平台

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）32-0116-02

计算机网络原理课程是计算机专业本科生的一门专业主干课程，也是进一步研究TCP/IP体系结构与网络互联的前导课程。其中的实验环节对提升学生的理论认知、动手能力和创新能力等具有关键作用。近几年为进一步提高教学质量，使学生更能适应社会发展需要，计算机网络原理课程在教学内容和教学形式方面都进行了一些调整和改革。因此，该课程的实验内容也应随之进行调整。此外，传统的实验模式是学生必须到实验室才能进行实验，这种模式下存在的主要问题是时间冲突问题，实验设备利用率不高，因此实验教学模式的改革也是非常必要的。

一、计算机网络原理实验教学现状

1.实验内容需要更新。计算机网络原理课程总教学学时共有64学时，其中实验部分有10学时。现有计算机网络实验室于2006建成，基于这些网络设备开发的网络实验内容经过最初几年的调整、完善后一直在沿用，教学效果良好。计算机网络原理实验内容安排如表1所示。

学生完成实验可以掌握计算机网络各层的主要协议及工作机制、熟悉主要网络设备工作原理和工作过程、掌握基本的网络分析方法。从表1中可以看出，实验内容多是验证性实验。随着近几年教学改革的深入，教学内容和教学方式都应与时倶进，以适应互联网技术的发展和广大学生的学习要求。计算机网络原理实验内容要在现有基础上进一步更新实验内容，增加实验项目以及开发综合性实验，从而满足学有余力学生的学习需求，加强学生实践能力和创新能力的培养，激发和带动更多学生的学习兴趣和热情。

2.实验设备利用率不高。计算机网络实验室现有实验设备6套，分为6组，每组可有5名学生共同完成实验。实验室开设的主要课程计算机网络原理10学时实验、计算机网络实习32学时实验、信息安全10学时实验。除此之外，还有信管专业选修的计算机网络及应用10学时实验、计算机双学位的计算机网络原理10学时实验和研究生课程计算机网络体系结构8学时实验。实验室在没有实验课程安排的其他时间都是空闲状态，实验设备利用率不高。即使实验室在空闲时间段是免费开放的，因为缺少实验创新项目，学生们进入实验室做进一步学习探究的积极性也不高。

二、网络实验室更新建设

学校现有网络实验室于2006年建成，网络设备是H3C Quidway AR28-11系列路由器和Quidway E328交换机产品。经过十多年的使用，设备已显陈旧，个别设备由于出现问题不能继续使用，这些都对正常实验教学有一定影响。因此，经过调研，网络实验室在2016年底完成更新改造。实验室购置了锐捷公司的网络设备，其中包括实验控制管理设备、交换机、路由器、拓扑连接器和安全网关互联设备。实验室可同时容纳30人，分为6组进行网络实验。

近几年，计算机系学生人数明显增加，由50人左右增加到近120人，但实验室容量有限，学生要分组进行实验，这就需要再安排课外其他时间完成本次实验。这种实验模式导致两个问题，一是增加了任课教师的工作量，二是学生和任课老师的时间都会出现冲突问题，不得不安排在周末或晚上进行实验。远程实验模式将会起到一定的改善作用。

除了设备的更新，实验室还安装了网络教学管理平台RG-LIMP。RG-LIMP是锐捷网络公司开发的网络实验室综合管理系统。RG-LIMP特别针对高校计算机网络相关课程的实验环节提供了实验内容、实验设备、实验结果等管理功能。老师通过RG-LIMP能够自主安排实验课程，方便地分发实验资料、自動分配和控制实验设备、同时可以随时在线处理学生的实验报告。学生可以在校园内任何地方通过浏览器访问系统，随时预习实验内容、在线提交实验报告等。

此外，管理员通过将网络教学管理系统的系统参数中的“设置LIMP服务器远程IP”进行设置远程IP地址，用户即可在校园网内随地、随时登录系统，不仅可以预习实验内容，还可以完成基本实验步骤（用户需要在客户端安装Telnet工具，如Putty或SecureCRT），实现了开放式远程在线实验的目的。这样一方面既能提高学生的学习兴趣和动手能力；另一方面也提高了实验室设备利用率。

三、改革实验教学内容和教学方法

1.增加实验项目。随着互联网技术的发展，计算机专业学生对计算机网络原理知识的探究在深度和广度上都有了新的要求。根据计算机网络原理课程教学目标和教学要求，结合锐捷实验室综合管理平台中给定的实验任务，任课教师重新组织实验教学内容，将实验内容分为网络协议分析、交换机及虚拟局域网、路由器及路由协议、网络规划及网络安全、NAT技术等。一方面增加实验项目数量，另一方面增加综合性、设计性实验项目，并通过实验室综合管理平台中自定义方式发布到系统中，最终编写成实验手册。

2.发挥学生自主学习能力，加强学生能力培养。计算机网络原理实验项目增加后分为三类：预习项目、必做项目和选做项目。学生通过实验室综合管理平台在线预习和自学相应实验内容，完成实验预习报告，从而消化理解课本知识。学生在规定时间内在线提交预习报告，由指导教师评阅。必做项目是任课教师自定义的实验项目，学生需要分组完成，并对实验结果进行验证，最后完成实验报告，并在实验系统中提交。综合性较强的实验项目作为选做项目，学有余力的学生可以选做，指导老师给予适当指导。这种实验环节可以充分调动学生的自主学习能力，使学生能够真正理解知识点，进而提高学生的学习兴趣和热情，加强学生实践能力的培养。

四、结语

计算机网络原理实验是配合计算机网络原理课程教学设置的，计算机网络原理实验教学的内容建设和教学方式改革对提高教学效果和质量是非常重要的。实验内容不应该是一成不变的，必须在教学使用中不断完善、更新。同时鼓励学生在实验过程中发现问题、提出问题，最终找到解决问题的方法。这些都将有助于培养学生的实践能力和创新能力。

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