高校计算机网络实验教学模式研究

何旸 郎树颖 高家元

（华北理工大学冀唐学院 河北唐山 063210）

教学模式是指教师在进行教学的过程中采用的一种特定的、具有实际教学意义的指导模式。教学模式可根据教学活动的不同分为多种，每种都有其特定的教学价值。高校计算机网络是一门实践性较强的专业，其对学生、教师的要求都较高，因此，要想提高高校计算机网络专业的教学水平，就必须不断完善和改进教学模式，积极采用实验教学模式提高学生学习质量，促进高校计算机网络专业教学的长足发展。

1 计算机网络实验教学的相关概述

1.1 计算机网络实验教学

计算机网络实验教学是一种常用教学模式，其主要是以探究性为主，教师充当引导者角色，学生自主、合作的一种发现式学习模式。其教学体系的建立主要以当前已有的教学体系主架为核心，在其中加入了实验课程这一特色项，并按实验课程的知识内涵，分为专业实验课程和专业基础实验课程两个不同结构。除此之外，计算机网络实验教学体系构建的主要目标如下：第一，加大理论知识学习力度，提高学生计算机网络理论知识的学与用，帮助学生达到学以致用的理想状态；第二，将学校与实际企业相结合，学校为企业输送人才，企业为学生提供就业岗位，促进资源的循环利用，形成学校、企业、产品三位一体的网络结构。通过这一目标的支持，将学生在校所学到的知识在短时间内可转化为实际应用，提高学生实际操作能力，培养学生创新意识。

高校计算机网络专业教师在采用实验教学模式进行教学时，要秉持正确的教学观念。首先，有效采用验证性实验磨练学生的独立操作能力，让学生在实践中将理论知识与实际相融合，促进学生对知识的内化。但这种验证性实验教学模式会限制学生的探索思维，学生只能机械地进行演示，因此，在采用验证性实验进行教学时，教师要注重学生思维的训练，采用科学的方法让学生进行适当的探索，丰富学生的创新精神。其次，在实际实验教学过程中，总会因教学内容、设备、环境等因素的影响不能实现实验的全过程探究，基于此，高校教师在进行教学时，要适当调整探究性实验的占比，并以探究性实验为依托，培养学生创新解决问题的能力。

1.2 计算机网络实验教学的教学策略

教学策略是一种组织形式，通常指在一个特定模式的指导下，为完成一定的教学目标而在教学过程中采用的各种教学手段。

在计算机网络实验教学中，教师要明确自己的扮演角色，保证学生的学习主体地位，因此，教师必须构建符合学生发展的教学模式。在教学过程中，积极转变自己的教学角色，由理论知识的传授者向学生教学活动的引导者转型，改变自己的教学方式，变被动为主动，让学生积极主动地去探索、学习知识。在实际计算机网络实验教学中，为激发学生的学习兴趣，教师应多利用现代信息技术寻找一些与计算机网络相关联的图片、视频素材等，帮助学生对知识产生疑问，让学生产生自主探索精神，以此培养学生创新精神。通过这种方法，能够有效帮助学生产生学习兴趣，便于新知识的利用，与此同时，还能通过实验结果，提高学生分析数据的能力。

实践研究表明，学生对知识的学习取决于学生对知识的喜爱程度，而实验教学模式可在一定程度上提高学生的学习兴趣。首先，探究性实验具有较强的挑战性，能够很好地激发学生的好奇心理，并且此类实验的可选择范围大、自由度高，学生可以根据自己的喜好进行组合实验。其次，开放性实验是在遵循学生自我意愿的前提下，以教师为指导学生为中心的实验形式。在进行开放性实验教学过程中，学生要选择自己感兴趣的实验，并且通过查阅相关资料，获取实验所需要的仪器和试剂，在实验室中独立完成。开放性实验给予了学生极大的自信，学生可以根据自己所学的理论知识进行实际操作实验，并在实验过程中内化所学的知识。

计算机网络实验教学模式是一种实践性较强的教学模式，这种模式可将复杂难理解的理论教学与实验课相结合，实现理论知识的边讲边演，改变了学生机械接受知识的学习过程，通过此种教学模式，学生可以更好地理解知识，同时，在实际教学中，教师还可以对学生的不足之处进行指导，强化学生的操作，规范学生的学习过程。

在利用实验教学模式对计算机网络专业的学生进行教学时，教师还可以将语言具现化，运用大量的图片、素材、动画等活跃抽象的理论知识，使抽象知识具象化，丰富学生的直接经验，帮助学生能够在短暂时间内获得更多的知识。同时，教师要教给学生多种记忆方法，让学生学会利用多种感官来协同记忆，方便学生在采用知识时能够准确无误地呈现出来。与此同时，教师还要注重理论知识与实际的联系，积极开展教研活动，引导学生正确分析实验结果。

1.3 计算机网络课程实验教学现状

计算机网络实验内容主要包括网络原理实验、网络操作系统实验、网络组建实验、网络安全实验以及网络应用开发实验等。计算机网络实验的多样性和特殊性决定了对实验教学的要求相对较高，其同时涉及了软件条件和硬件条件等。从硬件条件的角度来看，计算机网络实验所需要使用的硬件设备包括主机、传输媒体、调节器、交换机和路由器等。而软件环境则包括网络操作系统、数据库系统、网络管理系统等。由此可见，计算机网络实验相对比其他专业的实验而言具有一定的复杂性特征，而计算机专业本身又是一门强调实践性的专业，学生必须通过实验课程的系统学习，才能够从根本上了解计算机网络的运行原理和工作原理，才能够保证实际的学习效果和实践能力。通过对计算机网络课程实验教学的现状分析发现，大部分院校所使用的教材为《计算机网络》，但在教材相同的情况下，各个院校所选择的实验内容却存在一定的差异性。部分学校强调对网络硬件设备进行配置训练，部分院校强调对网络不同协议的数据包进行协议分析，部分院校则鼓励学生进行网页语言编辑训练等。尽管教材相同，但实验内容方面的差异性却体现了各个院校在教育侧重点方面的区别。

2 计算机网络实验教学的目标和任务

2.1 计算机网络实验教学的目标

高校计算机网络实验教学的教学目标主要是以培养学生对网络的理论学习、管理、能熟练应用理论知识解决实际生活问题为培养核心，让学生达到学懂会用、学以致用的理想状态为目的。计算机网络实验模式的教学一般遵照这样一个过程：发现问题—提出问题—提出假设—实验验证—分析讨论。每一个环节学生都需要认真观察问题，在撰写实验报告过程中，用丰富的计算机网络理论知识去分析、去解释实验现象，让学生形成一种求真务实的科学态度，提高学生的自我观察能力。同时，在进行实验的过程中，让学生学会自我思考、解决，能够针对突发情况采取有效的解决措施，提高学生解决问题的能力［1］。

上述的教学目标在很大程度上是由计算机网络学科本身特点来确定的。从理论上说，计算机网络可以看作是一门实验学科，其理论知识的构建都需要大量计算机网络实验结果来支撑，只有在长期大量实验的验证下，计算机网络理论知识才得以独立支撑。在进行实验观察和分析过程中，需要学生掌握基本的程序技能和知识，分析态度要认真勤恳，要有勇于探索未知的精神，积极发现实验中的不同，对实验进行创造性开发。

计算机网络实验教学目标的实现需要教师和学生的配合才能完美完成。教师要完成一系列的教学任务，其主要完成的内容有如下几点。（1）能够熟练操作计算机网络，并能及时分析出实验中的不足，及时指出学生学习中的缺陷，并为学生提供正确指导。（2）具有丰富的计算机网络理论知识，能够利用相关技术准确测量计算机网络中的数据。（3）会操作基本的计算机网络仪器，并教会学生如何进行操作。（4）在进行计算机网络实验教学时，明确实验的规范操作性，严格要求学生规范操作实验步骤。（5）能严格按照相关要求完成实验，分析出正确的实验结果。（6）认真学习操作计算机网络实验，总结分析计算机网络实验的基本方法与技能。（7）针对每个实验详细对其实验背景、操作、设备、现象、结果等进行记录，做好实验过程记录，便于后期资料的查找。（8）培养学生良好的学习习惯，形成积极的学习态度，勇于探索的创新精神。（9）在实际教学过程中，积极培养学生的独立解决、思考问题的能力，动手操作网络的能力，让学生体会学习的乐趣，丰富学生学习过程［2］。

2.2 计算机网络实验教学的任务

计算机网络实验教学的任务是实现教学目的的重要环节，其主要由计算机网络实验教学的教学内容和要求二者决定。计算机网络实验教学任务的完成需要教师灵活采用各种教学方法，在教学过程中，教师应抓住实验是贯穿设计者的研究、解决问题的导向和思路这一想法，明确引导学生进行思维思考。在进行实验操作之前，要明确通过此次实验自己能得到什么，对于问题所要采用的解决方案是什么，面对实验中将要发生的问题又该怎么去解决，让学生先明确实验目的、理解实验内容。在实验过程中，学生就能更快将理论知识融入实际操作中，能在短时间内实现知识的内化［3］。

3 计算机网络实验教学的教学过程

计算机网络课程作为计算机专业的高年级学生的课程，旨在让学生深入了解网络系统集成的技术内涵，真正理解各种网络协议的实际运用。计算机网络实验教学一般分为两大部分：一部分是基础性与验证性实验，对计算机网络理论课程的基本与原理进行模拟与验证；另一部分是综合性与设计性实验，这一部分实验完全以学生为主体，实验教师给出实验条件和要求，整个实验的设计方案、实验步骤和过程由学生自己独立完成。

3.1 为学生构建良好的实验预习平台

良好的实验预习平台能丰富学生的学习途径，提高学生学习效率，其中，包括面向界面操作的网络预习平台和面向实验环境的预习平台。

（1）构建面向界面操作的网络预习平台。此平台主要以现代先进计算机网络信息技术为依托，学生可通过数字化的实验资源丰富自己的预习过程，通过这些丰富的资源以达到实验预习目的。在此网络预习平台上，有丰富的实验学习资源，学生可根据自己的兴趣选择实验资源，在实验之后，还可以选择检测资料对实验结果进行检验。而辅助实验教学资源则可为学生提供大量的实验器材、任务、注意事项等内容，方便学生进行实验操作［4］。

（2）构建面向实验环境的预习平台。此平台是指针对学生在实验过程中，在选择实验材料、工具、仪器等实际操作实物，通过查找资料或实验教学视频资源等方式来完成实验目的和任务的过程，从而根据这些实物而为学生创造的实验操作场所。因此，在构建此类预习平台时，就要求实验室必须具有可开放性，场所内要有足够多的图书资料，以便学生能在场所内自由获取知识，缩短教师辅导时间，提高学生预习质量。

3.2 为学生提供高效、有序的开放实验室

计算机网络实验教学的有效实施离不开实验室的开放建设，高校必须满足学生一切学习需要，而这首先就要求高校要为学生建立一个个性化的实验室，为学生提供一个可自由创造的实验环境。因此，高校教师要设计一个开放性实验项目，此实验项目可是之前研究项目的延伸，也可是一个独立的实验项目，并由教师向上级提出，学生可自由选择自己的指导教师。在进行研究时，学生要协同教师共同制订实验计划，教师也要适当留给学生一定的发展空间，让学生进行独立设计实验操作，发挥学生的创造性。

3.3 加大考核对实验过程的奖惩力度

计算机网络实验教学中，教师要加大考核对实验过程的奖惩力度，实验结果固然很重要，但实验过程也很重要。在实际教学过程中，教师往往只注重实验结果的重要性，忽视对实验过程的重视，这就导致许多学生出现抄袭等现象。基于此，教师要注重对实验过程的重视，在实际教学过程中，对学生实验过程作出评价，并对各个实验环节操作进行打分，确保学生实验操作的规范性，同时，采用奖惩结合制度，对操作规范的学生进行加分奖励，对不规范操作的进行扣分处理，及时改变学生不规范操作［5］。

3.4 积极采用网络信息技术整合实验教学过程

计算机网络实验教学离不开教师的不断完善更新，为更加丰富实验教学过程，高校教师要不断进行研究学习，善于利用现代网络技术扩充实验教学过程，建立一个信息化的计算机网络实验教学过程。通过这个信息化平台，学生在实际上课过程中既可得到教师的实施帮助，又可通过网络平台了解更多的专业知识，减轻教师的教学负担，丰富学生的学习途径。

4 计算机网络实验教学的方法

计算机网络是一门操作性较强的专业，其有着较为复杂的理论知识，因此，在学生学习过程中较为难以理解。基于此，教师计算机网络实验的教学应该由简到繁、由浅入深，启发学生的直接经验，针对不同的学生，要做到因材施教，让每个学生都能最大程度地获取到知识。在开展实验教学活动过程中，教师要深知“兴趣是最好的老师”这一教学道理，从启发学生学习兴趣着手，利用兴趣引导式教学激起学生对计算机网络的好奇心，让学生对计算机网络产生兴趣。然后，再利用启发实验式教学，给学生创造良好的学习情景，让学生在情景中发现问题、提出并解决问题，一步步地引导学生利用所学的理论知识去解决情景中所出现的问题。通过各种方法的结合，发挥学生学习的主体地位，让学生能在实际动手操作中内化所学习的理论知识。最后，教师需要在学生完成具体实验后，及时对学生的表现作出评价，评价方式要具有多元化，让学生间先互相评价，然后教师再对学生表现进行综合评价，看到学生不足之处的同时，也要看到学生的优秀之处，及时鼓励学生［6］。

5 对计算机网络实验技术教学改革实施的思考

优良的实验室配置和良好的实验教学体系的建立是计算机网络实验教学课程改革的平台，在如何规范实验教学建立完善的实验教学体系方面，可以从以下几方面进行探索。

5.1 注重理论与实验之间的协调搭配

对于高校计算机专业而言，计算机网络的实验教学目标主要以强化学生实验能力和创新能力为主。在前期布置教学任务时，可以依据学生的实际教学进步，设置基本型、综合型和探索型的实验项目，从而强化学生的专业综合素质与实际能力。在这一过程当中，理论知识是不可或缺的组成部分，理论基础决定了学生的实验能力高度。在具备充足理论知识的基础上，学生可以明确实验的基本方向和目标，遇到问题时也能够依靠自身的理论基础去解决问题。而实验教学的目的不仅仅是强化学生的实践操作能力，同时，也是对理论知识的一种验证过程，学生能够进一步强化对理论知识的认识，并真正将理论知识应用于实践当中。由此可见，理论知识与实验操作之间存在着相辅相成的关系。因此，计算机网络课程教师在前期布置教学任务和开展教学设计时，必须充分考虑到如何在实验教学过程中贯彻理论知识，如何保证实验的先进性以及可行性。此外，考虑到学生在学习能力方面的差异性，教师应当坚持因材施教的基本原则，通过设置必做实验和选做实验的方式来满足不同层次学生的学习需求。最后，教师需要设置与实验教学相配备的综合评价体系，以实现对教学效果和学生学习情况的综合评价。

5.2 注重教学内容与教学大纲之间的契合度

从某种角度来看，实验教学具有独立的体系，但教学设计并非盲目的，而是要配合教学大纲的基本要求而开展。计算机网络课程教学大纲中明确指出了学生的培养目标，教师需要依据既定的培养目标，合理选择实验教学内容，让实验教学成为理论教学的有效补充，确保实验教学可以配合教学大纲，完成既定的人才培养任务。实验教学主要以培养学生的动手实践能力为主，这对于满足教学大纲中的实践能力培养有着不可忽视的作用，而实践能力培养自然无法通过理论教学来实现，故需要实验教学模式的应用才能够彻底实现教学大纲的基本任务。

5.3 设置开放性的实验项目

实践证明，在课堂环境下开展的实验教学具有一定的局限性，有限的课堂时间也不足以支撑完成所有的实验内容。因此，计算机网络课程的教师需要选择一些开放性的实验项目，让学生自由安排时间，从中进行选择，从而实现对课堂知识的扩展，丰富学生的知识层面。

6 结语

本文通过分析计算机网络实验教学的教学目的、任务、教学策略及教学过程可知，计算机网络专业可被看作是一门实验科学，计算机网络理论知识需要大量实验数据的支撑。但计算机网络实验教学还存在许多挑战，需要高校教师不断完善更新，在实际教学过程中，积极采用各种教学方法，大力支持实验教学模式的实施，为学生建立开放自由的实验平台，帮助学生发挥自我创造价值。