计算机网络课程教学模式探究及实践

鲁来凤，李艳平

（陕西师范大学 数学与信息科学学院，陕西 西安 710119）

0 引 言

计算机网络是计算机技术和通信技术相互渗透、密切结合而形成的一门交叉学科，目前计算机网络尤其是互联网已经成为人们社会生活中不可缺少的一个重要组成部分；同时，计算机网络成为各个高校理工类专业普遍开设的必修基础课程，帮助学生理解计算机网络的体系结构，掌握计算机网络的基本理论和关键技术，从而为进一步学习其他专业课打下坚实基础[1]。

随着互联网的日新月异和智能终端设备的普及，计算机和网络俨然已经成为当下大学生日常生活的一部分。在学计算机网络课程之前，大部分学生是比较惊喜的，觉得自己网络应用得如此娴熟，学起这门课来应该会驾轻就熟，然而，当开始接触网络体系结构、协议、服务等概念术语时，就开始觉得有点抽象。待随后进入物理层和数据链路层的学习时，部分学生就容易产生失落情绪，认为这门课程理论性太强，难以理解，以至于逐渐丧失刚开始学习时的热情和信心，觉得平时的计算机网络应用与课堂上所学的网络知识几乎是脱节的，甚至对开设这门课程的必要性产生质疑，最终凭借死记硬背课本内容才勉强通过课程考试，没有达到这门课程开设的初衷。因此，引导好学生对这门课程的正确认识，保持学习的积极性和热情，探寻适合新时代这种课程的授课模式，将抽象的计算机网络原理讲解分析透彻，便于学生接受，真正地将课本理论知识与现实网络应用密切结合，是当前计算机网络教学中迫切需要解决的问题。

1 计算机网络教学模式

计算机网络课程的讲授所遵循的根本指导思想应该是教书与育人相结合，每一门课程的开设都不仅仅是书本知识的简单传授，而是将众多社会原则与规范、为人处世的道理、学习策略与方法、学术研究素养的培养等内容潜移默化在每一节具体的课堂上。具体贯彻在课程中，教学方面应倡导理论与实践相结合的思想，教学形式方面是传统教学形式与微课相结合[2]。在具体的教学实践层面，该门课程的教学方法可分为教学内容、组织形式和质量保障3个层面，如图1所示。

2 计算机网络课程教学实践

2.1 课堂组织和内容

图1 计算机网络教学模式简图

网络已成为新一代大学生生活不可分割的一部分，学生第一次进入计算机网络这门课程时是充满信心、热情和期待的。在学生的眼中，计算机网络更多的是各种网络应用，如社交网络软件、网络购物、各种网络资源下载等，但学生想象中的计算机网络课程和现实教学中的计算机网络存在着鸿沟，随着课程的深入，学生会逐渐丧失起初的热情和积极性。

现在比较流行的计算机网络教材主要是计算机网络体系结构的讲解[3]，遵循ISO/OSI标准，从下到上或者从上到下讲解物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层7层模型，或者是将TCP/IP的4层参考模型与ISO/OSI进行综合衍生出5层模型，但共同点是侧重于理论模型、协议的讲解，这与学生眼中的计算机网络似乎完全脱节。如果教师不注意这个鸿沟并及时想办法进行桥接的话，一部分学生的热情在几节理论课之后就很容易丧失，因此，教师需要在教学中牢牢抓住学生的兴趣点，将似乎枯燥的知识讲得有滋有味。

（1）在课堂上以积极探索、寻求真相的热情吸引学生，具体做法是将教学中的知识点与学生日常使用的、熟悉的事情和操作紧密关联起来，提出种种疑问，带领学生由已知进入未知的探索过程，新奇又有趣。通过“上网浏览网页，都使用鼠标单击超级链接进行页面的跳转，那鼠标单击背后的故事又是什么呢”这一问题引出HTTP的机制学习；通过“假设我们俩远隔千山万水，我通过网络要传送一个图片给你，我如何在茫茫互联网的机海中找到属于你的那台机器呢？假如我俩相距很近，又是如何实现的呢”这一问题引出逻辑地址（IP地址）和物理地址（MAC地址）的知识点；通过“你给你远在美国的同学发Email，到底如何做他就能看到你的邮件内容？这个过程具体如何实现的呢”引出电子邮件的详细工作过程的学习；通过“为什么有时候在家里上网，浏览器页面无法正常打开，但是QQ却能正常使用呢”引出UDP和TCP协议的讲解。在抽象、相对枯燥的知识点讲解之前，通过学生熟悉的场景和事件设置情境，触发学生探索的积极性，然后以Internet为模型，解释各种计算机网络现象和原因，这样在讲具体知识点时目标很明确，学生也不会觉得乏味。

（2）充分利用信息化手段，通过绘制的图形、PowerPoint强大的动画效果以及丰富的Flash小动画，帮助学生理解比较抽象的网络原理。学生学习完整的网络原理知识后，脑海里定会保留下几张非常熟悉的图形，如网络体系结构、虚拟互联网络等知识点的图。另外，有些知识点通过动画进行展示，常常会事半功倍，如分组交换原理非常重要，但学生在初学时并不能深刻理解，而通过分别制作小动画，学生看一遍几乎就能有较好的理解。

（3）在实际授课中尽可能举出学生在生活中熟知的场景进行类比，让学生更好地理解相关概念，如讲解ISO/OSI参考模型中网络体系结构的概念时，分层、接口、服务、协议等概念的理解是个难点，若能列举两个大学校长之间传送公文的真实过程，学生就能很容易理解体系结构中“自顶向下→水平传输→自下向上” 的传输过程，进而理解分层、接口、服务、协议等概念；讲解FDM和TDM时，可以用多车同在高速公路和单行道上行驶为类比等。

2.2 理论知识讲授上浸润科学研究的思路

无论是讲授理论知识还是实践操作，都不能照本宣科，而应该强调分析一个知识点的来龙去脉：设计者当初是怎么想到的点子，又是如何一步一步优化，最终设计出来的。以多路复用技术为例，除了讲解什么是多路复用技术，为什么要用它之外，还要讲清楚频分复用、时分复用和码分复用的关系，说明每一步的设计过程。在讲解计算机网络拥塞控制时，首先讲解拥塞发生的原因和进行网络拥塞控制的必要性；随后对于常用的网络拥塞方法并不是平铺直叙地逐一列举介绍给学生，而是带着一系列问题，让学生以积极探索、解决问题的心态去思考问题、分析问题，找到解决问题的办法；最后，从系统论高度，以辩证法思想引导学生看待网络拥塞的控制方法。

在计算机网络理论讲解的课堂上如此坚持下去，不仅可以帮助学生深入地厘清知识点和知识点之间的关系，还能一定程度上培养学生的科研素养。在课堂上，教师结合自身信息安全专业的特长，带领学生一步一步地进行知识的探索，启蒙学生进行科学研究，为学生的毕业论文选题或进入研究生阶段做好充分准备。

2.3 计算机网络实践课与理论课两手都要抓

计算机网络课程不同于一般的计算机课程。它的实践环节格外重要。只有切实重视实践环节，才能真正地让学生理解课堂上讲解的网络原理，使理论与实践相得益彰，使学生学以致用，实现计算机网络原理课程到现实应用的过渡。

计算机网络课程的配套实验设计还要与时俱进，不能脱离社会应用，因此，在设置实验内容时应重点考虑当前学生的实际需求，尽可能与一些典型应用接轨。实验大纲设计可包含网线的制作、局域网的搭建、路由器与防火墙的配置、网站建设、Web服务等，让学生真正感到学习计算机网络以后可以自己处理一些实际问题。

2.4 以全国高校密码数学挑战赛为推手，计算机网络系列课程联动发展

全国高校密码数学挑战赛是由教育部高等教育司、中央网信办网络安全协调局、工业和信息化部人教司指导，教育部数学类专业教学指导委员会主办的高水平全国性赛事。学生在参赛时需结合使用计算机网络系列课程，另外信息安全实验课程也需要学生结合计算机网络与密码学课程中的相关内容。以陕西师范大学本科的信息与计算科学专业为例，该专业计算机网络所在的信息类课程群包括计算机网络（含计算机网络实验）、密码学、信息安全实验等课程。计算机网络与密码学课程在同学期开设，内容完全不同，两课程的联动教学能够为后续课程的教学奠定良好的基础。在计算机网络课程授课之前，首先要让学生明确课程之间的关系，其次课程组以全国高校密码数学挑战赛为推手，充分调动学生学习兴趣，推动课程群整体发展。详细的课程群发展模式如图2所示。

图2 计算机网络系列课程联动发展示意图

2.5 教育教学新方法与时俱进，计算机网络新知识延拓

网络的发展日新月异，常常会有新的网络应用和网络技术涌现。在计算机网络课堂上，教师要利用零星时间给学生介绍当前的网络新理论、新技术和新方法，开阔学生视野，激励学生进一步学习掌握新理论和新技术方法，如差分隐私保护、纳米网络、体域网、群智能计算等研究方向。

网络的飞速发展给人们的生活带来翻天覆地的变化，教育领域里信息化教学也开展得如火如荼。作为计算机类课程，尤其是计算机网络课程，毋庸置疑要将信息化教学手段及时引入日常教学中。以陕西师范大学计算机网络课程组为例，目前，课程团队已开展了基于BB平台的课程信息化建设工作，将计算机网络课程内容按照知识点进行拆分，录制讲授视频，制作微课程；将整门课程的导引、每一章的学习导引、每一章的总结、阶段性复习知识点串讲等内容均进行微课录制[2-4]。基于微信平台的信息化课程建设、基于微信的混合式学习模式培养也在规划中，通过课程公众号推送相关课程知识精讲、学习方法分享、学习工具推介等，尤其是将计算机网络当前新理论、新技术和新方法第一时间分享给学生，通过微信群随时随地答疑解惑，为师生交流提供便利。

3 结 语

本文计算机网络课程的讲授方法是笔者结合自身教学实践总结的，此外，课堂教学可增加网络专有名词（英文及英文缩略词）解释环节，积极引导学生把握专业术语，积极尝试进行双语教学，提高学生的外文资料查阅水平，为将来使用外文原版经典教材做好铺垫。文中的教学模式仍然存在两个问题：一是此教学模式下教学效果的评价机制；二是该课程的信息化建设有待进一步完善。针对这两方面的问题，笔者将在未来的教学过程中着重设计和解决。