“计算机网络”课程教学改革与实践的思考

袁津生 齐建东

（北京林业大学信息学院，北京 100083）

一、“计算机网络”课程教学中存在的问题

“计算机网络”课程是北京林业大学为计算机应用学科开设的研究生学位课程，同时也是其他学科研究生的公选课程。该课程不仅有很强的理论性，还要求学生在学习的过程中能很好地将理论知识应用于实践。由于北京林业大学没有专门的网络实验设备和专业的网络实验室，所以学生难以对“计算机网络”课程形成全面的认识，导致学生对计算机网络的概念理解不深、不透，并感觉理论知识枯燥。虽然学生认真学习该门课程，但感觉难以入门。

在该课程学习过程中，对非计算机专业的学生来说，常感到课程枯燥、抽象、不容易理解，而很难将书本上的理论知识与实际网络结合起来，让学生感觉看不到、摸不着；对计算机专业的学生来说，“计算机网络”课程的基本内容在本科的时候都已经学过，如果单纯地按照教学内容讲授，则不能加深学生对该课程的理解。因此，笔者认为针对不同专业的学生要有不同的教学方针。

笔者多年的教学实践证明，“计算机网络”课程的实践教学环节相对较少，学生的实际操作技能明显不足。另外，在该课程的教学环节中实践课程与理论课程的学时占比不合理，导致学生网络操作与管理能力差。

教学考核是教学过程中的一个重要环节，考核的成功与否，对教师的教学效果影响较大。“计算机网络”课程教学的考核，除了用传统的教学测验方式来评价学生对知识技能的掌握情况之外，还要注重测查学生的问题解决能力和自主学习能力的发展情况。综合以上情况，改革考核方式，重新制定评价标准是非常重要的。

二、“计算机网络”课程教学改革与实践

（一）教学模式的定位

“计算机网络”课程的特点是不同专业的学生都在一起学习，这样给教师的教学带来了一些问题。根据因材施教的原则，笔者在教学内容的安排和组织形式上充分考虑到学生专业特点和学生能力的不同，采取多层次的教学模式，提出了“理解网络、管理网络、应用网络、组建网络”的教学模式定位。①理解网络。不仅让学生理解网络原理、网络的主要协议和标准，还让学生能真正认识“抽象”的网络。②管理网络。让学生学会管理、配置和维护网络，培养学生的实践能力。③应用网络。让学生学会将网络作为知识获取和信息发布的平台，充分应用网络。④组建网络。让学生掌握组建网络的工程技术，培养学生的动手能力。

（二）教学内容的安排

该课程教学内容的安排应与教学目标相结合，以应用为向导，以培养网络应用人才为目的。在该课程教学过程中应注重理论联系实际，把计算机网络理论与实践有效地结合到一起。在教学中教师可以适当讲授一些理论知识，但尽量不要进行枯燥、复杂的理论推导，同时将该堂课所讲授的知识点的扩展内容布置为课后作业，要求学生在课后通过阅读有关国内外权威著作和上网查询来找到答案。另外，笔者认为对于学生比较感兴趣的新知识技能，可以通过课程讨论或学习报告等多种形式进行有效地补充。

（三）教学方法的改革

1.课堂讲授法

笔者认为教师在课堂上应合理有效地组织教学内容，根据“计算机网络”课程的教学经验和实际的网络管理工作经验，把“计算机网络”教学内容分为3条主线进行教学。

第一条主线讲授传统网络技术，包括网络发展、TCP／IP协议和因特网技术。跟随这条主线，主要讲授传统网络技术的发展过程，从世界上第一个计算机网络ARPANET的诞生、网络体系结构的发展、TCP／IP协议的完善，到因特网的崛起和发展。

第二条主线讲授无线网技术，包括无线局域网、无线自组织网和无线传感器网络。跟随这条主线，主要讲授无线网络技术及其应用。无线网络技术一直是在与第一条主线并行发展的，只是早期无线网络技术研究主要集中在军事领域，其技术的成熟程度、应用的广泛性与影响力都不及因特网。但是随着无线网络技术的成熟，新的无线网络技术不断涌现，各种无线网络技术的应用从家庭局域网到城域网、从公众网到行业专网、从单一数据网到视频监控网等，都朝着移动化、宽带化和IP化的方向发展。这为无线网络技术研究和发展提供了巨大的空间。

第三条主线讲授网络安全技术。跟随这条主线，主要讲授网络安全技术。网络安全是一门涉及网络技术、通信技术、密码技术等多种学科的综合性技术。随着网络技术的迅猛发展，网络安全技术已经成为当前研究与应用的热点。社会对网络的依赖程度越高，网络安全技术就越重要，因此网络安全技术也是网络技术的一个研究方向。

2.兴趣培养法

“计算机网络”课程的教学内容涉及“协议”较多，容易让学生产生空洞的感觉。如何将学生从枯燥的、空洞的感觉吸引到有趣的协议学习中去，是“计算机网络”课程教学的重点和难点。针对这一情况，笔者在该课程讲授过程中采用现实生活中的时间作为例子，使“计算机网络”课程中的重点和难点问题变得通俗易懂，并增加了学生对课程学习的兴趣。当笔者讲授协议中“层次”的概念时，可以用工厂、商店、顾客进行类比。例如，顾客作为最高层要去商店购买手机，商店就要作为下一层为顾客提供服务；如果手机出问题，工厂就要为商店提供服务，是商店的下一层。因此，顾客、商店、工厂形成了高、中、低3个层。另外，当笔者讲授多路复用的概念时，可以用城市道路交通进行类比，按照同步时分多路复用的概念对城市的道路进行划分，例如最里层道路走公交车，中间道路走小汽车，外面道路走大客车和货车，这种模式的优点是各行其道互不干扰，缺点是可能造成某条线路的交通拥堵；按照异步时分多路复用的概念就不用再对城市的道路进行划分了，而是让车辆自动选择当前空闲的道路行驶，这种模式的优点是可加快车辆的行驶速度，缺点是各种车辆互相干扰、不容易辨别当前道路上行驶的车辆。因此，笔者认为必须要采取一定的措施来控制道路上行驶的车辆，具体采用何种措施以及如何控制可以组织学生在课堂上进行讨论，目的是使学生产生学习的兴趣。

笔者认为教学的最终目的是让学生将课堂所学知识运用到实际生活中。“计算机网络”课程是一门实践性很强的课程，可以在部分章节添加一些和日常工作、生活相关的实例，让学生感受到学习的实用性和目的性，从而激发学生的学习兴趣。

3.仿真教学法

“计算机网络”课程中涉及的概念很多，虽然在课堂上有多媒体课件演示，但对于某些教学内容只采用课堂演示的方法学生仍然不容易理解，必须使用仿真教学法。仿真教学法可以有效地降低学生的畏难情绪，增强学生对知识的理解能力。例如在讲授频分多路复用的概念时，虽然通过多媒体演示，学生基本上可以理解频分多路复用的概念，但是对于细节是无法演示出来的。因此，笔者通过仿真软件，如Flash课件来完成频分多路复用概念的演示，同时也借助有线电视信号传输的概念让学生对频分多路复用概念的应用有一个较为详细的了解。

需要注意的是，在仿真教学法中，教师需要事先编写出实验指导书，设计好仿真程序实现的具体步骤和方法以方便学生进行实验。

4.实践教学法

实践教学法是指通过示范模拟、案例分析等教学环节，引导学生学会在实际工作中解决具体问题的方式和方法。实践教学法有综合性和现场性的特征，实践教学法实际上就是用实验来理解“计算机网络”课程的理论知识，将课堂搬到实验室进行教学。

“计算机网络”课程的一个重要特点就是实践性强。因此，笔者认为要想真正掌握计算机网络知识，除让学生编写程序加深对协议的理解外，还要培养学生组建网络的能力。在教学过程中，教师让学生使用目前比较流行的开源软件，而学生可以在这些软件上完成各类网络实验，这种将理论与实践相结合的实践教学法，加深了学生对网络技术的理解。目前比较流行的开源软件有Wireshark、Dynamips、VMware Workstation等，使用Wireshark软件可以完成网络抓包和协议分析的实验，使用Dynamips软件可以完成路由器的基本配置、动态路由协议、虚拟局域网、交换机的基本配置等实验，使用VMware Workstation软件可以完成网络系统的安装、配置以及各种实验环境的实现。

需要注意的是，学生在使用这些开源软件前要按照实验指导书的要求完成相应的实验。教师在实践教学过程中要鼓励有能力的学生完成高难度的实验项目，帮助实际动手能力较差的学生完成基本的实验项目。

（四）考核方式的改革

“计算机网络”课程是一门理论性和实践性都很强的课程，因此教师必须改革传统考核方式，采用理论与实践能力相结合的考核方式。对“计算机网络”的基本理论知识采用理论考核的方式，理论考核采用试卷的方法，有单选题、填空题、简答题、论述题和综合应用题等；对“计算机网络”的具体应用采用实际技能考核的方式，实际技能考核包括学生的实验报告、课程设计以及大学生创新活动等内容。

期末考核总成绩由3部分组成：理论考核成绩＋实际技能考核成绩＋平时成绩，其中理论考核成绩占60%，实际技能考核（实际操作和实验）占30%，平时成绩占10%。而平时成绩包括学生的出勤、学生作业、课堂提问和课堂讨论等情况。在整个教学环节中，笔者为了监控学生的学习过程，采用平时成绩考核手段；为了监控学生整体的理论水平，采用理论考核的手段；为了监控学生解决实际问题的能力，采用实际技能考核的手段。

三、“计算机网络”课程教学改革与实践的效果分析

为了验证笔者的教改措施是否合理、可行，笔者分别对2010年和2011年2届学生的“计算机网络”课程的期末成绩进行分析。图1为教学改革实施前2010年某年级学生的期末成绩分布图。从图1可以看出，学生成绩在60分以下的比较多，占总人数的30%，而60～90分之间学生成绩的分布比较均匀，占总人数的63.3%。

图2为教学改革实施后2011年某年级学生期末成绩分布图。从图2看出，在试题量、试题难度基本相同的前提下，学生期末成绩以70～90分为中心呈泊松比分布。结果显示，与教学改革实施前学生期末成绩相比，教学改革实施后不及格人数变少，学生成绩已有明显提高。

图2 教改后学生期末成绩分布

四、“计算机网络”课程教学改革与实践的展望

在“计算机网络”课程教学的多年实践中，笔者总结出一套行之有效的教学方法，并取得了较好的教学效果。多年的教学实践经验证明，该教学方法能够激发学生主动学习的热情，使学生的实际动手能力和学习成绩得到提高。

另外，笔者在教学过程中也认识到教学改革需要在2个层面进行：①教师层面。教师除了教授专业理论知识外，还要具备教育理论的知识以及对教育技术的使用能力。②学生层面。学生除了认真学习“计算机网络”课程的理论知识外，还需具备计算机网络的组建能力和实际操作能力。

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