“计算机网络”国家精品课程建设

文章编号：1672-5913(2008)08-0095-03

摘要：本文对“计算机网络”课程的地位和作用、课程的历史沿革以及“计算机网络”课程建设实践等几个方面进行讨论，最后探讨了“计算机网络”课程未来的发展。

关键词：计算机网络；核心课程；课程建设

中图分类号：G642

文献标识码：B

1“计算机网络”课程的地位和作用

计算机网络课程是一门重要的专业基础课。该课程的宗旨是使学生系统地掌握计算机网络体系结构、核心概念和工作原理，掌握网络协议的分析和设计方法，并对各种网络技术以及网络管理、网络安全的基本原理、基本方法和相关技术有所了解，能够开发网络应用，使学生初步具有对计算机网络进行分析、设计、开发、应用、维护和管理的能力。

国防科技大学计算机网络教学伴随计算机学院高性能计算机系统研制的不断推进而发展。80年代初，为适应计算机网络技术发展的需要，卢锡城、窦文华、龚正虎等几位青年教师被学校派往国外一流计算机系作访问学者，主攻计算机网络。他们回国以后，立即参与银河并行巨型计算机系统、银河“玉衡”核心路由器以及高速交换机的研制工作，获得多项部级科研成果大奖。与此同时，高水平的计算机网络教学如火如荼开展起来。

从1986年开始，计算机网络作为主干课列入本科生教学计划，教学大纲、教学内容、教材、实验内容都瞄准国际一流水平建设，课程质量全面提升。90年代中期，网络就是计算机成为共识，以因特网为代表的强大应用需求与自身一系列重大教学与科研工程的成功实施，使计算机网络学科方向得到长足发展并成为计算机学院最主要的学科方向之一。

1997年启动的“211工程”项目“军用网络与分布计算技术实验室”建设，对提升本课程教学水平起到了重要作用。随着“985工程”、“211工程”二期建设计划的推进，该专业方向在师资队伍、人才培养、科学研究、教学环境等方面呈现出鲜明的特色，整体水平在国内名列前茅，成为全国计算机网络人才培养与科研的重要基地之一。

2002年，我们重新修订了本科教学计划，相关课程的教学大纲、教材建设、教学实验等得到进一步规范，教学内容得到进一步拓展。2004年，我们率先在国内成立网络工程系，设置网络工程专业，使得计算机网络的教学及教学管理提高到了一个新的层次，该专业首批本科学员已于2006年毕业。

目前，计算机网络课程已经形成以高水平科研作支撑，教学科研相互促进；稳定的国际合作与学术交流，奠定逐步进入国际一流的坚实基础；优秀的教学团队，为课程改革创新提供人才支持的鲜明特色。2007年，计算机网络课程被评为国家精品课程。

2“计算机网络”课程建设实践

(1) 以科研促教学，深化教学改革，培养高水平人才

我们将科研看作是提高教学质量的根本性途径，积极引导和鼓励教员申请国家和军队科研项目，帮助教员在优势方向上开展深入研究。近5年来，以青年教师为主体的教学团队承担的代表性的课题包括国家自然科学基金4项、国家863课题3项、教育部博士点基金课题1项、总装武器装备预研课题2项，国防预研重点基金1项。通过从事高水平科研，教师适时将计算机网络的最新的学术成果、最前沿的研究方向、个人的科研心得体会带入课堂。教师在授课过程中适时采用科研中的案例，结合工程经验讲解原理，既扩展了学生的知识面，又使弥补了课堂教学的枯燥性，深受学员们欢迎。以高水平的科研促教学，教学与科研互为依托，相互促进，协调发展，亦确保了教学团队的学术水平和教学水平不断提升。年轻人才脱颖而出，蔡志平博士在网络入侵检测和预警研究上取得很好的成绩，2006年获得国家自然科学基金课题、湖南省自然科学基金课题各一项。蔡开裕副教授多年来参加“北斗一号”双星定位信息处理分系统课题。朱培栋副教授一直从事网络核心设备研制，先后有多个科研项目通过技术鉴定。

在计算机网络课程教学上，我们紧跟国际权威计算机教学计划，深化教学改革，以优势学科和高水平科研为基础，将本、硕、博三个层次统筹考虑，优化教学内容，构建实践性教学体系，创新教学方法，不断提高计算机网络教学的教学质量，为军内外培养了大量高水平计算机网络方面的人才。

窦文华教授指导的博士生张鹤颖在计算机网络权威学术会议SigCom’03发表学术论文“Design of Robust Active Queue Management Algorithm Based on Feedback Compensation”，这是我国在该会议上的第二篇论文，其研究成果对于推动网络拥塞控制技术的发展具有重要的理论意义和应用价值，被提名参加2008年全国优秀博士论文评选。

(2) 加强国际合作和学术交流，努力提高人才培养水平

为了进一步培养高层次创新人才，我们积极拓展与境外大学的合作培养。2005年，学院在香港建立“国防科大/香港理工大学联合实验室”，多位博士生在香港开展高水平合作研究。李东升博士在计算机网络国际顶级学术会议InfoCom’05上“FISSIONE: A Scalable Constant Degree and Low Congestion DHT Scheme Based on Kautz Graphs”。

2005年8月，卢锡城院士会同美国国家自然科学基金委员会计算机网络部主任赵伟教授主持第三届计算机网络与移动计算国际会议(ICCNMC’05)。窦文华教授与四位顶尖计算机专家D. Towsley、J. Stankovic、L. Ni和张晓东教授一起主持网络技术前沿主题会。近5年来，20多位海外知名计算机网络专家到我院作学术报告，与本团队开展广泛的学术交流。徐明教授积极拓展无线网络与移动计算方向，带领科研小组在移动数据查询、无线传感器网络、无线Mesh网络等领域做出多项创新性研究，在EURASIP Journal Wireless Communications and Networking，IEEE Transaction on Wierless Communication，IEEE PerCom’06，MOM’06等国际知名期刊与会议上发表了一系列高水平论文；同时徐明教授应邀多次访问澳大利亚国立大学、新南威尔士大学、香港理工大学、香港科技大学并做多场学术报告，与上述学校建立了稳定的合作关系，同时还担任IASTED International Journal of Computers and Applications国际学术期刊编委。

(3) 注重师资队伍建设，培养优秀教学团队

我们积极瞄准计算机科学与技术发展前沿，遵循高等教育发展规律，依据计算机网络课程及其相关课程的教学目标以及人才培养类型的多样化对教师队伍的需求，每年制订明确的队伍建设规划，重点突出青年教师的培养计划，实施青年教师科学、合理、有序的引进和培养，不断优化教师队伍的年龄结构、知识结构和学缘结构。

例如，我们积极鼓励青年教师参加国际、国内全学术交流会议以及全国和全军的教学研讨，选派青年教师前往国际知名大学进行访问和学习；如姚丹霖副教授、朱培栋副教授多次出访海外，参加InfoCom’04、MSN’06、ICOIN’07等国际学术会议，并将于近期出国进行交流访问。鼓励任课教师承担和参与相关的前沿性、基础性的科研课题；我们积极主办全军院校计算机课程教学研讨会，并主持其中的计算机网络教学专题研讨；积极参与计算机网络工程专业学科建设规划、校重点课程论证报告以及计算机网络专业教学团队申请与建设，开阔教师的学术视野，提高他们的学术水平和教学水平。

(4) 努力改进教学方式，不断创新教学方法和教学手段

在“计算机网络”课程教学方式上，我们除了注重课堂教学外，特别强调实践性教学。同时，在课堂教学方面，我们不断创新教学方法和教学手段。针对计算机网络的重点和难点内容，我们提出并实践了“自底向上”与“自顶向下”相结合教学法、自主研究式学习法案例教学法、案例教学法、图形解析教学法、虚拟实验先行教学法等方法，不断提高教学效果和教学质量。另外，在课程教学过程中，我们采用Packet Tracer软件来模拟跟踪网络报文经过路由器和交换机之后各个字段所发生的变化，让学员直观地了解和掌握了路由器和交换机对网络报文处理的过程。

在教学手段方法，除了引入多媒体教学。另外，我们投入了大量人力、物力开发了计算机网络课程辅助教学系统NetDemo。该系统以动画为主，结合文字和图片，将问题的提出、解决问题的方法以及具体协议的工作过程通过动画生动形象地展现出来，这样既提高了学生的学习兴趣，又提高了教学效果。多年的教学实践表明，使用辅助教学系统可以达到寓教于乐、事半功倍的效果。同时，动画形式极大地丰富了教学手段、活跃了课堂气氛，激发了学员主动思考和创造的热情。

在课程综合设计实验中，我们通过布置实验题目，让学员用EtherPeek或Sniffer软件实时捕获各种网络报文并对捕获到的网络报文进行分析研究，使学员更直观地理解各种网络协议和报文。

为了提高实验室的利用效率，增强实验的效果，我们提前将NetSim模拟软件发给学员，先让学员在模拟软件NetSim上熟悉路由器和交换机的配置方法和过程，最后才让学员到实验室，在真实的路由器和交换机上进行配置实验，这样既提高了实验设备的使用效率，同时也提高了学员实验的效果。

为了使学员巩固对重难点内容的掌握，我们开发了一套“计算机网络试题库”并分发给所有学员使用，每学完一章/节，学员可以自主组题对所学内容进行测试，以验证知识点的掌握情况并加以巩固。

为了提高学生学习的主动性，方便学生的学习，我们积极构建网络教学环境，通过网络教学平台和交流平台，课程的教学资料并进行网上答疑、作业上交与批改等。通过该平台交流教学课件，并能够通过该平台进行辅导答疑、提交/批改作业、模拟考试等，该平台业已成为学员们学习网络课程的好工具。

(5) 加强实践教学条件建设，不断完善实验体系和内容

实践是创新的源泉，创新来源于实践。为了培养学生的创新精神、创新能力以及团队精神和组织能力，我们不断加强实践教学条件建设，不断完善实验体系和内容。我们开设了“网络工程课程设计”、“网络攻防课程设计”等综合实验课程，是国内最早开设计算机网络综合实验的学校之一。

多年来，学校和学院对本科教学倾斜支持，教学设施与教学设备技术先进，配套齐全，教学实践环境和实践配套设备逐年加强，基本满足了学员学习的要求。计算机网络课程被学校列入“十一五”重点建设课程，有望学校投入更多的建设经费。

目前，网络实验室均面向学生全时段开放。实验室共有微机1300余台，专用于网络实验的Cisco 2600、Cisco 8540 SR等多功能交换机及路由器20余台、各种防火墙近10台，还实现了无线Wi-Fi组网覆盖。此外，多种模拟仿真软件用于课程实验教学，部分优异生甚至在大学三年级就进入导师的课题，从事混合网络、光交换技术、无线传感器网络等研究项目。

学校建有本科学员创新实验基地支撑了部分优秀学员进行创新实践活动。授课教室全部为多媒体教室，装备有高亮度的投影仪、实物投影仪等，每位授课教师都配发1台笔记本计算机。可以说，教学实践环境和实践配套设备基本满足课程实验和综合性课程设计的需要。

2008年初，本科计算机网络与信息安全实验室将于建成并投入运行，该实验室将支持本科阶段所有的网络相关课程，将完全满足本课程本科阶段及其他相关网络课程的实践教学需要。

通过实践教学环节，绝大部分学员真正掌握了计算机网络的基本知识，综合素质也得到了整体提高，并能很好地应用到实际中去，同时也增强了学员动手操作学习能力，使他们毕业后能迅速适应岗位的需要，取得了良好的效果。通过加强实践体系与内容设计，使学生在实践中学原理、在实践中长才干。

(6) 紧跟学科前沿，编写优秀教材

本课程的教材建设始终坚持引进原版教材和自编教材相结合的原则。最初，直接采用英文原版权威教材，Andrew S. Tanenbaum编写的《Computer Networks》。采用外文原版教材，有利于学员迅速进入学科前沿，还促进了学员英语能力的提高。

随着我们不断跟踪计算机网络领域的主流技术和最新进展，承担并完成了大批网络领域国家和军队的重大科研工程，积累了丰富的科研创新实践经验，摸索适合自身特点的教学规律与施教模式。90年代中期以后，基于自身在网络关键设备设计与开发方面的经验，我们逐步形成了特色鲜明、内容丰富的教学讲义。在此基础上，蔡开裕副教授编著的《计算机网络》已发行4万多册，被10多所高校所采用，受到广泛欢迎。

目前，《计算机网络》(第二版)已列入国家“十一五”重点教材建设计划，即将出版。另外，由徐明教授与香港理工大学曹建农教授合著的《移动网络计算技术》也进入“十一五”部级规划教材，将于2008由清华大学出版社出版。在长期的教学实践中，我们的实验教学经验也日臻成熟，实验讲义相当丰富，已与机械工业出版社签订出版合同，与课程实验相配套的实验教材《计算机网络系列实验教材》将于2008年出版。同时我们还分别与有关出版社签订出版合同，2008年将出版《计算机网络原理》、《计算机网络与互联网技术》、《网络程序设计》等教材。