计算机网络实验环节教学改革方法探讨

刘晓健

摘要：本文探讨了计算机网络实验教学环节教学方法改革方法，探讨因课程实验设备的限制，实践教学内容与实际应用脱离，与理论课程的关联性不强，内容老化等问题，对实践内容、实践平台和实践教学组织等方面进行了分析、研究，提出7以应用需求为导向的引导式教学方法，采用多种虚拟、仿真软件相结合方式构建实践平台。

关键词：计算机网络 应用需求 仿真工具 启发式教学

计算机网络是一门应用性、实践性很强的专业课程，其实验教学与实践环节不仅是理论教学的深化和补充，对于培养学生综合运用所学知识，解决实际问题的能力，起着非常重要的作用。

1实验教学体系的改革与创新

一般来说，实验教学都与理论教学同步进行，或者是先理论，后实验。然而，对于计算机网络课程的实验教学，从实践到理论也不失为一种实用有效的教学模式。目前不少IT专业知识的技能培训，不是先进行理论知识的灌输，而是先从实际案例人手，让学生有了感性认识，再上升到理论的高度讲解。比如講授网络管理，先要求学生学会网络硬件如何连接、系统软件如何安装、系统参数如何设置，然后反过来讲授网络知识，学习网络与通信原理。实践证明，计算机网络课程开设独立实验课程是可行的并且是有效的。理论知识可以指导实践，实验中遇到的问题可以反过来促进学生在理论上寻求解答，更能体现网络实验课与理论课相辅相成的作用。进一步调动了学生学习理论知识和参与实验的主动性与积极性，使理论教学与实验教学相得益彰，有利于促进实验教学的改革。

2计算机网络实验教学内容的选择

在计算机网络的实验教学中，实验内容的选择是非常重要的，实验内容的选择直接影响着学生学习兴趣和教学质量的好坏。根据多年的教学经验，在选择实验内容上，一般要具有实用性、新颖性、综合拓展性。

（1）新颖性

计算机网络技术的实验项目往往是与教材配套的内容，长期使用往往会导致实验内容没有新颖性。几年来，几个班的学生读相同的教材，在相同的环境下，做相同的实验，学生只要按教材上的步骤去做，就能完成实验。这种呆板、干篇一律的实验教学内容和方式在一定程度上限制了学生的主动性与积极性，难以激发他们的兴趣和激情。

（2）实用性

计算机网络技术应用非常广泛，几乎涉及到各个领域各个行业，是一项实用性很强的技术，而且所涉及的面很广，所以在实验内容的选取、实验项目的设计方面，可以适当增加一些涉及到网络工程技术方面的内容，使其具有一定实用性，培养学生的工程素养，以适应社会对人才的要求。

（3）综合拓展性

实验项目应让学生综合应用各方面的知识，调动学生的积极性和主观能动性，使学生能够熟练掌握基础知识、基本技能同时，又能提高学生的综合实践能力。从而，使实验教学真正成为学生综合运用学科知识进行能力培养的有效途径。

3开设具有设计性、研究性和探索性的综合实验

让学生在实验中发现问题，分析问题;理论联系实际，在实验中学习，从中获取知识。这类实验过程的组织方式是在实验指导书上只写明实验目标、要求，提供相关设备及部分相关资料，由学生自己设计实验方案，学生自己确定实验方法、步骤，利用实验室提供的设备完成整个实验过程。如“局域网设计与组建”实验，提出实验目标：设计并组建一个局域网，实现以下功能：（1）各个计算机能相互访问，（2）实现文件及打印机共享，（3）建立自己的www、FTP站点，使局域网内各PC机能够访问该站点。在实验室提供相关设备：计算机、交换机若干台，打印机1台、网卡、网线制作材料和工具若干，具体操作时分组进行，每3人为一组。对于这样的综合设计性实验，学生需要综合运用前面作过的多项验证性、操作型基础实验的知识，来完成这种综合性实验，不仅可以调动学生的积极性，发挥学生的主观能动性，而且给学生创造了更多的自由空间，起到培养学生发现问题、解决问题的能力创新精神。

4以应用为导向设置实验内容

依据应用型人才培养目标针对目前计算机网络课程存在的问题，提出了“以应用为导向”的计算机网络实验课程教学模式。

（1）实验内容要以社会计算机网络实际需求为导向，

以贴近学生日常生活的项目为蓝本（以校园网络为例，以教学楼、学生宿舍网络为切人点，结合家庭宽带接人），依据理论部分核心知识点对项目进行合理分解，提取相关知识点对应的项目分支内容，并给出具体的需求目标，鼓励学生自行进行实验的规划、设计。采用分组（团队）的方式组织学生进行实验，加强学生的团队合作能力和沟通能力。

（2）使用GNS3 CISCO仿真工具+虚拟软件VMwareWorkstation构建教学与实验平台。

应用GNS3为学生去设计、配置、分析、排除网络故障提供网络模拟环境，并能进行数据包的分析。主要对网络路由器、交换机进行软件仿真，完美呈现真实设备实景，支持大型网络模拟，在没有真实设备的情况下能够模拟演练，学习网络技术。在VMwareWorkstation中，可以在一个窗口中加载一台虚拟机，它可以运行自己的操作系统和应用程序。针对几款软件各自的特点，教师有针对性地选择使用。在课堂演示和基础实验项目中使用GNS3模拟软件，把抽象的、无形的网络行为实例化、具体化，学生能够更直观地理解网络行为。对应综合型项目使用GNS3+ VMwareWorkstation实现基于Internet的网络互连，并使用wireshark捕获相关数据包进行分析。

使用上述模拟、仿真软件构建的实验平台，可以解决由于实验设备的缺乏而造成实验项目无法开展的问题。学生利用模拟、仿真软件可以快速部署网络平台，可以直观地看到数据在网络中各设备之间的流动，也有利于小组网络的规划、部署和分工，实验课的效率有了显著的提升。

（3）采用启发式教学和需求驱动的方式代替“教师讲讲讲”和“作业做做做”的教学模式。

教师根据相关知识点设置问题，提出需求，而不是把整个实验的过程（作业）直接给学生。学生根据自己的理解和对知识点的掌握给出自己的解决方案通过教学实践改革我们发现学生的学习主动性、积极性提高了，学生更愿意去思考、设计、探索。

计算机网络实验课的改革要从实验教学体制与体系方面着手，减少验证性实验实习，增加创新性、设计性和综合性实验实习。讦算机网络技术发展速度快，技术更新周期短，因此教师对计算机网络实验项目和实验内容一定要不断地补充不断地创新，只有这样才能保证实验教学蓬勃的生命力。在计算机网络实践课程的教学活动中，由于受到实验环境的制约，实践课程教学过程中存在教学内容与实践应用脱离，实践内容关联性不强，内容老化等问题，可以应用网络仿真工具，最大程度仿真现实网络结构，完成实验教学工作。更新实验教学内容，改进实验教学形式方法和组织管理，与时俱进，逐步形成完善的实验教学体系，在实验教学环节中不断研究探索、不断改革创新。

参考文献

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