改善网络实验环境 强化实验教学效果

摘要：为了提高计算机网络专业学生的实验能力，本文进行了《计算机网络》课程实验教学效果分析和经验总结，对目前实验教学存在的问题进行了探讨，并提出了下一步课程实验教学改革的思路和方法，通过编写实验教材、提供多途径的网络实验环境、改革实验内容，重新规划实验内容等多种途径，切实为学生提供一个可操作和遵循的实验平台，既能激发学生的学习兴趣，又能培养学生的计算机技能，从而提高实验教学效果，对学生思考和实际应用能力的培养起到了积极的作用。

关键词：计算机网络 实验教学 教学改革 教学效果

计算机网络课程是计算机网络技术专业的一门核心课程，是讲述网络协议、网络原理以及应用的一门理论性和实践性并重的课程，既要培养学生掌握计算机网络的基本原理以及网络应用，又要培养维护网络和管理网络等能力。作为课程责任教师，11年来一直担任本课程的教学工作，并制作了大量的教学资源，在远程教育环境下，为适应网络技术的最新发展和学生的不断变化的要求，笔者不断进行探索与研究课程教学改革方案，在开放教育理念的指导下，结合计算机网络技术的快速发展，切合电大学生的知识水平，提出并实施了《计算机网络的层次化》教学。虽然取得了一些可喜的教学效果，但也存在不足之处，现对本课程教学改革方案中的实验环节的教学过程进行反思，并提出下一步的改革思路以及建议。

1 实验教学环节的开展及取得的效果

在《计算机网络的层次化》方案中，根据教学目标和学习内容将课程的知识体系分为三个层次：基本应用层、网络实战层、网络研发层，同时根据学生的个体差异，将学生分为Ａ、Ｂ、C三个级别，每个级别要求掌握的知识不一样。而实验环节的内容属于“网络实战层”的教学，将实践的重点放在计算机网络的基本应用部分，如：IE浏览器的配置与使用、Outlook Express等电子邮件客户端软件的使用、CuteFtp等下载工具的使用、Telnet远程登录以及网络管理软件的配置与使用等。在实施过程中，根据不同的学生级别提供不同的操作规范，对提交的报告进行评价。这样分层进行实验教学取得了一定的效果：

1.1 学生自主性强，学习兴趣有所提升 分层次教学主要是以学生为主体，一切实验教学活动是从学生的自身特点出发，通过学生自我评估完成的，完全由学生自愿选择适合自己的层次进行学习，这样既充分尊重学生的计算机基本能力，切实减轻了学生的心理负担，保护了学生自尊心和自信心，又调动了学生学习的积极性和主动性，使学生感到轻松自如，提高了学生学习的兴趣。

1.2 实验内容安排合理，有利于学生自学 分层次教学符合因材施教原则，保证了面向全体学生，并特别重视对后进生的教学力度。由于注重学生的主体地位，使不同层次的学生的知识、技能、智力和能力都有所发展。由于优化了实验教学结构，提高了实验教学质量和效率，学生的计算机操作技能有不同程度的提高。

2 实验教学环节存在的问题

在以往的实验教学过程中，为了培养学生的网络操作能力，通过教师演示、学生操作的方式进行教学，将实践的重点放在网络的基本应用层面上，虽然学生的能力有所提升，但也存在了一些问题：①实验教学内容与课堂教学内容衔接不是很好，如，在实验中没有体现出分层结构中层间接口、服务以及协议的概念；②学生已经具备基本的网络操作技能，而个别实验的开设显得有些滞后；③为了完成实验内容需要介绍一些网络的配置操作，浪费了一些课时；④缺乏相应的硬件设备，导致不能完成全部的实验教学内容。

3 下一步改革思路及建议

随着计算机网络技术的快速发展与网络知识的普及， 大部分学生已经具备网络基本操作能力，在此状况下，仍然进行网络基本原理以及应用方面的实验教学，已不能满足当前计算机的发展和学生的需求，而应该进行更深入的网络规划、网络建设等中高级网络应用技能。因此，为了适应新时期社会对计算机网络人才的需求，计算机网络实验课程内容和教学方式的改革势在必行。

3.1 提供多途径的网络实验环境 计算机网络实验环境要求比较复杂，各个硬件设备和软件配置是相互关联的，是由多台计算机通过网卡，传输介质，互联设备在相应的软件配置下组成的一个完整的系统。根据以往的教学经验，要建立网络实验环境有如下两种方案：

3.1.1 建立专业的网络实验室 计算机网络既是一门理论抽象又是一门实践性强的课程，要把抽象的内容形象化，加强实验教学是必不可少的一个环节，计算机网络是一种高速发展的技术，要取得好的实验效果，就需要建立专业的网络实验室，为学生提供充足的高技术实验机会。实验室应有课程专用的硬件设备和软件配置，实验室的设计方案是，建立5-8个实验工作台，每一个实验台配备基本的网络设备：一台服务器， 工作站数台，双绞线若干米，J-45头若干个，制作双绞线工具一套，集线器、交换机、路由器各1-2台，软件包一套（网络操作系统盘，网络管理软件、网络应用软件等），同时提供简明的实验流程图。将学生以5—6名为小组进行协同工作。

3.1.2 建立虚拟的网络实验室 由于建设专业的网络实验室硬件投资大，设备的数量和种类有限，设备更新慢，实验室维护困难等原因，学生实验机会少，并无法掌握最新技术，实验效果无法保证。因此， 可以尝试建立虚拟的网络实验室。实验室平台要求：一个内部联网的计算机机房，PC机使用Windows XP操作系统，并安装一些计算机网络模拟软件（Sniffer、Opnet和Netsim等），其中Opnet只需安装modeler模块，并安装为客户端/服务器（C/S）模式，在教学的不同阶段使用不同的软件平台进行辅助教学和实验。如：协议分析平台，可以采用Sniffer软件进行，Sniffer是一个获取网络包、分析包、产生包的软件，可以在全部7层协议上进行解码，采用类似剥洋葱的方式从最低层开始，一直到第7层，每一层使用不同的颜色加以区别，通过设置一个访问www.省略网站的HTTP数据报文，可以清楚看到一个应用报文是如何从应用层到传输层再到网络层接着到链路层逐层进行封装，并且可以看到各层中协议规定结构的具体内容，使学生可以建立清晰的分层结构模型以及理解各层是如何协同工作的；网络仿真平台，可以利用Opnet网络仿真软件，Opnet是一种优秀的通信协议建模和仿真工具，将通信网络仿真的各个阶段集成在一起，采用基于离散事件驱动的仿真机制；使学生不仅可以做各种类型设备在各种网络环境下的实验，同时可亲自比较相关协议、设备、网络设计方案的性能区别，取得较好的效果。网络设备模拟平台，使用Netsim软件进行，它是一款Cisco路由器、交换机模拟软件，软件中内置了一些定制的试验包，也支持自定义网络拓扑结构及连接。通过Netsim，可以随意构建网络，为路由器、交换机等设备的教学提供了很大的灵活性。

3.2 改革实验内容，重新规划实验内容 结合《计算机网络的层次化教学》方案，根据学生的计算机操作技能的差异，将实验内容以及要求重新进行规划，可以分为三个层次：

3.2.1 网络原理型实验 原理型实验是帮助学生通过一系列实验加强对网络体系结构、协议等抽象概念的理解，为网络的高级应用和管理奠定理论基础。如：数据链路层协议的设计与实现。

3.2.2 网络应用型实验 应用型实验是要求学生掌握网络上的一些基本操作技能，如：电子邮件客户端软件的配置与使用。

3.2.3 网络管理型实验 应用型实验主要侧重培养学生的组建网络，服务器、交换机、路由器的配置等实际技能。如：交换接的配置与使用。

3.3 编写实验指导书 作为课程教学中不可缺少的实验环节，必须配备既有很强的针对性又要方便学生预习和自学的《实验指导书》。组织骨干教师根据电大的学生特点以及开放教育理念等实际情况编写《实验指导书》。这样，随着网络技术的更新和实验内容的调整，指导书可以做到随时更新，学校也可以以此为契机，提高教师对网络实验教学的重视。

以上是笔者根据多年的实际教学经验，对实验教学中存在的问题进行了分析，并提出了下一步教学改革的方案，将在以后的教学中不断总结，逐步完善教学方案，以更好的改善网络实验环境，强化实验教学效果。

参考文献：

[1]郑继伟.跨越式发展中的高教质量保障[J].中国高等教育，2009.

[2]陈东有.高等教育本体中的创新教育[J].中国高等教育，2010.

[3]孙建军.信息资源管理概论[M].南京:东南大学出版社，2009.

[4]张宁.计算机应用技术[M].北京:经济科学出版社，2011.