自动化专业《计算机网络》课程教学方法探讨

段文勇

【摘 要】自动控制和计算机网络技术的融合变得逐渐热门，致使自动化专业的学生对计算机网络相关知识的学习显得越来越重要。本文通过对目前计算机网络课程在自动化专业教学的不足之处分析研究，总结了一些教学方法的改革措施，并应用于教学实践中，对提高课程的讲授效率和效果有一定的作用。

【关键词】自动化专业；计算机网络；教学改革；教学实践

0 引言

21世纪是信息的时代，是科学技术和现代化生产快速发展的时代，机械代替人工逐渐占据主导地位。自动化技术要求逐渐提升，因此亟需革新自动化相关技术。随着计算机技术的快速发展，其中网络技术的革新，尤其是局域网技术的跨越式发展，使得自动化控制技术的应用更加广泛，例如铁路智能指挥调度系统、新型建筑的自动化综合系统、航空自动管制系统、全国电网智能监控系统、全国交通自动检测系统等。基于网络化的自动化技术应用得到广泛的扩展，不仅仅局限于工程控制中，比如一些非工程领域：医疗设备的综合自动化操控、人口密度在线网络自动化控制等。工业生产、企业办公、人民生活和农业种植自动化将成为新技术改革的重要内容，并得到迅速发展[1]。

近年来，我国的工业技术处于不断改革中，网络化自动控制技术的发展既是技术革新的机遇，也是突破关键技术的挑战。与此同时，自动化生产企业也进一步提高了从业人员的录用标准[2]。因此，自动化专业的学生必须与时俱进，掌握更为专业的计算机网络技术，学习计算机网络的理论知识，更要熟练计算机网络的实践技术。自动化专业开设计算机网络课程显现出越来越大的必要性。目前，大多数高校自动化专业都把计算机网络课程作为必修课来讲授，但由于计算机技术日新月异，更新速度快，新理论、新技术、新标准、新服务层出不穷[3]，这些都给计算机网络课程的教学工作带来了很大的难度[4]。这就要求教师团队，专业系等重新审视当前的课程体系，提高教学质量。

1 自动化专业《计算机网络》教学现状

目前，理论课程的教学大多数都是课堂讲授，课后作业相结合的方法。计算机网络理论知识抽象概念很多，比如计算机网络体系结构，包含了层次、功能、协议与接口等抽象的概念，内容枯燥乏味，很难激发起学生的兴趣。另外，计算机网络相关的知识、技术的快速发展，教学过程包含教学内容、讲课方法、实践训练等必须与网络的发展变化同步进行，致使教学过程中出现很多新的问题。

1.1 网络体系结构的偏重点落后

大家知道，TCP/IP已成为计算机网络的事实上的协议标准，尤其是Internet在世界范围的广泛发展，TCP/IP协议被广泛应用与网络技术，所以它的地位显而易见。而OSI（Open System Interconnect），即开放式系统互联，一般都叫OSI参考模型，是ISO（国际标准化组织）在1985年研究的网络体系结构。OSI参考模型并没有提供一个可以实现的方法，只是描述了一些概念，用来协调进程间通信标准的制定[5]。在OSI范畴内，只有在各类协议是可以被实现的且产品之间只有和OSI的协议一致才能互通。也即，OSI参考模型并非一个标准，而是一个在拟定标准时所使用的理论性的框架[5，6]。目前，一般的教材在介绍网络体系结构时，都是从OSI参考模型入手开始分析，再对比分析引出被公认的“事实上的标准”TCP/IP参考模型结构。这种方法虽从理论上理解起来，逻辑性较强，但基于实际应用，减弱了TCP/IP参考模型的重要性地位。因此，容易使得学生在课程学习结束后，还不太清楚网络的体系结构以及通信原理。

1.2 理论教学较多，实验训练较少

由于不是计算机专业的课程，往往是课时少，课程内容多。教师遵照所选教材的内容注重安排理论教学的任务。详细分析概念、原理，讲解通信过程，各种算法等。把综合性如此强的课程，更像是作为数学课讲授，结果就导致一个现象：老师讲得唾沫横飞，学生乏味无趣，心不在焉，教学效果差显而易见。实验课时分配太少，开设实验可以使学生将课堂知识与实践相结合，尤其是对工科的学生，动手能力是他们的强项。激发强项唤起兴趣，这样可以让学生更主动的理解和掌握计算机网络的基本原理、具体的通信机制、组网技术、网络应用等，辅助乏味的理论知识学习。

1.3 重分层学习，轻综合实践

大多数教材都是按照OSI体系结构由低到高分层介绍：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层以及应用层[7]。每一层都下大工夫，大力度讲解，可以说是知无不言，言无不尽。当7层学习完成之后，再无下文。不能做到层与层联系整合起来，进行综合实验训练。这样，学生学完之后，对计算机网络体系结构的理解只能做到片面，无法全面地认识，更何谈得心应手地应用计算机网络。

2 自动化专业《计算机网络》课程教学建议

根据目前自动化专业《计算机网络》课程教学现状以及计算机网络知识在自动化专业的重要性，并结合教学实践，对此课程的教学方法提出一些较为可行的改进措施。

2.1 网络体系结构以TCP/IP为重

当今的大多数计算机系统都提供TCP/IP，支持IP的路由器几乎连接了所有的网络介质。TCP/IP是Internet的黏合剂，使得Internet能够覆盖全球。所以，讲授的时候，把TCP/IP参考模型作为重点阐述对象，借助范围广泛的Internet来辅助计算机网络技术的传授。建议以这样的思路讲解核心内容：发展史—主机网络层—互连层—传输层—应用层。以OSI参考模型为指导，穿插在中间，并以实验内容综合层与层之间的关系。

2.2 理论结合实践，实践中穿插理论

面向自动化专业工科背景强的学生，多动手，在实践中理解并总结理论是他们的强项。因此，课程安排6到8个实验内容，比如工业控制局域网的组建、交换机的配置和管理、路由器的配置管理、基于TCP协议的聊天程序的开发（串联演示、综合分析 TCP/IP网络的结构、功能和运行原理）、IP地址的分析和配置、模拟路灯网络管理系统的构建等等。还可以选择穿插一些著名公司，比如 Cisco、华为、Microsoft等在专业认证中所涉及的网络知识与核心技术，充分和实际应用紧密的联系在一起。这样，可以更大限度地激发学生的主动积极性，尤其是进一步的明白计算机网络对自动化专业的性质和地位。

2.3 Internet时刻为学生服务

计算机技术的快速发展，计算机硬件价格日趋低廉，基本上每个学生手里都有了计算机，包括智能手机、平板电脑。所以学生可以很方便的登陆Internet来查询教材上没有及时更新的前沿知识，提高学生的自学能力。教师可以课后布置网络在自动化控制中最前沿的话题，学生通过查询、调研、分析和理解掌握学科动态。让学生课堂作个小报告大家一起讨论，既活跃了课堂气氛，又了解了前沿知识。另一方面，可以通过学校的网络教学资源平台，建立计算机网络课程自学网站如图1所示。利用学生对网络的依赖心理，丰富课堂的内容。

3 结语

总之，自动化专业《计算机网络》课程教学方式的改革，应当与自动化的专业背景、学生的特点、计算机网络的发展动态相结合。通过对教学方式改革问题的深入思考，我们总结了一些参考的课程教学改革思路，并应用在教学实践中取得了一些教学效果。随着科学的进一步发展，计算机网络课程的教学仍需不断地与时俱进，对教学方法研究还需进一步的探讨。

【参考文献】

[1]杨志刚，钱俊磊.自动化专业卓越工程师培养计划实践教学体系建设[J].学科探索，2015（11）：27-29.

[2]陈杰金，霍览宇.高职电气自动化专业课程体系探究[J].职业教育，2015（8）：196.

[3]卞华珍，潘荷新.计算机网络专业工程化教学改革实践[J].职业技术教育，2006（23）：16-18.

[4]李旻，陈志国，杜海顺，侯彦娥.计算机网络专业课程教学改革[J].计算机教育，2010（17）：44-49.

[5]周倜.计算机网络标准综述[J].航天标准化，2010（3）：31-35.

[6]吴功宜，吴英.计算机网络教程[M].5版.北京：电子工业出版社，2014.

[7]谢希仁.计算机网络[M].5版.北京：电子工业出版社，2008.

[责任编辑：汤静]