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[摘要] 《计算机网络》是计算机专业的核心基础课程,该课程对后续相关课程的学习有决定性的影响。要学好这门课,必须理论结合实践。本文首先分析了实验教学过程中存在的问题,然后提出了计算机网络实验教学的一些设想和思路,为更好地开展《计算机网络》课程教学提供参考。
[关键词] 计算机网络 实验教学 教学探索
《计算机网络》是一门交叉课程,涉及通信技术和计算机技术,课程理论知识抽象晦涩,学生理解比较吃力,也容易觉得乏味。课程教学增加实验不仅可以增强学生动手能力,也有助于理论知识的理解,激发学习乐趣,使理论学以致用。实验教学和理论教学同等重要。
1 计算机网络课程实验环节现状分析
计算机网络是个复杂的系统,实验不仅仅是理论的验证,更重要的是通过对网络的实验操作,培养学生对网络的分析、设计、管理与应用的实验技能,加深对网络理论知识的理解与应用。学生需要综合多门课程的知识和实验技能,结合计算机网络的知识,才能做好有关计算机网络的实验。
实验教学一个典型的特点是学生不知道做实验的目的是什么,做实验有什么依据,往往都是学生修完了课程,跟着老师机械地做完了实验,考试拿到了高分,但对于计算机网络的理论知识认识并不深刻,尤其在实际应用中不能学以致用,动手能力差。
《计算机网络》的实验不同于其他计算机课程实验,对实验环境要求较高,既要做硬件实验又要做软件实验,其所需的实验环境必须要有独立的计算机和网络互连的设备和工具。开设计算机网络实验,需要有更多的经费投入和实验设备与技术力量的支持,需要一个具有灵活的拓扑结构、可扩展和易维护的网络实验室。
2 计算机网络课程实验教学体系研究
计算机网络实验要求有一套完整、科学的实验教学体系。包括完整的实验大纲、实验教学计划、实验教材、规定计划实验学时等。
实验教材内容应按照由简单到复杂、由基本到综合以及独立操作能力的形成过程,把实验步骤等叙述从全部详写到部分指导、再到启发性探索多层次形式叙述。有些注意事项和实验技巧可以以思考题的形式出现,要求学生在预习时思考回答,这可以引导学生独立思考,养成思考分析的习惯。
实验报告的撰写要规范,实验报告除了必需的与实验教材或参考书中已有的内容重复,如实验目的、实验内容等,应将重点放在实验结果及数据的分析处理过程上。同时应规范报告中各种专业术语、图形、计量单位等的使用,培养学生严谨的科学态度。
期末总评成绩中加入实验考核,保证实验教学质量。有了实验考核的压力,学生能进一步重视实验课程的学习。考核的内容应该区别于理论课程,将重点放在考察学生的动手能力和对实验问题的分析能力上。
考虑到学生动手能力水平参差不齐,以及有些学生求知欲较强,实验室应安排开放时间,安排实验老师或者能力较好的学生值班,让有需要的学生利用课余时间可以自己动手实验。
3 计算机网络实验教学形式和内容
3.1 网络实验室的硬件组成
网络实验室应具备以下功能:
(1) 综合布线方面:能展示双绞线、RJ45模块的打线方法和常用工具,能构成网络的各种拓扑结构,实现网络互联。
(2) 服務器与网络操作系统方面:能进行各种操作系统的安装、配置和维护;能配置网络服务器的各种服务,如WWW、E-mail、FTP、DNS、DHCP等。
(3) 网络方面:能展示各种网络设备,包括集线器、交换机、路由器、无线路由器、无线网卡、服务器等;通过布线系统的跳线连接,实现各种网络的拓扑结构;可进行交换机、路由器的配置,可实现VLAN,可配置路由协议等。
3.2实验教学形式
实验应要求学生课前预习,课后思考。教师在实验过程中要加强引导作用,每次实验用大概1/3时间讲明实验目的以及相关理论知识,让学生心中有数,做到有的放矢。然后可以适当的对本次实验进行演示,,让学生大概了解实验步骤。实验过程中多巡视,及时解决学生遇到的各种问题,启发学生自己思考,引导中解决问题培养能力。实验后须留思考题,加强对本次实验的反思,温故知新,加强理论知识的理解。如在配置FTP服务器的实验之后,可以让学生想一下有没有第三方工具可以以可视化界面和简单操作完成该功能。然后让学生使用Server-U尝试建立FTP服务器,以及使用Cuteftp等软件访问FTP服务器,下载和上传文件。
传统计算机实验是一人一机,而计算机网络实验往往涉及到多个设备,因此需要学生分组实验,分工协作。实验中进行适当的分组,组内可以不同分工,有助于培养学生的团队合作意识,以及在观摩别人操作时有更多的时间思考,自己操作出现问题时也可以共同解决。有些实验,每个小组为一个局域网,不同小组之间需要互联起来,这样组与组之间也需要合作,出现问题可以培养学生一步步排查的能力。但是学生操作能力不等,有些组为了尽快完成实验往往让能力较强学生动手,而能力较差学生仅仅旁观,因此教师要多加巡视,平衡组内分工,督促每个学生都能动手实验。
3.3实验内容层次及实验内容
计算机网络实验在教学的内容上可以进行设计和创新,总的来说,实验教学的内容可以分为以下几个层次:
(1)基础实验:重点要求学生掌握基本的知识和理论,实验设备以计算机为主。
(2)高级实验:重点培养学生动手操作能力和综合设计的能力,实验设备涉及集线器、二层交换机,三层交换机和路由器等。
(3)综合实验:引导学生探索未知领域,培养开拓创新精神与科研能力。
实验在课程设计上配合理论课程,总共安排18个学时,9个实验,具体设计如表1所示,教学中可以选其中9个完成。
表1 计算机网络实验课程
实验名称 实验内容 学时
1、网络线缆的制作 使用剥线钳、压线钳制作直通线、交叉线和反转线等双绞线及水晶头;有条件的话可以制作同轴电缆以及插头 2
2、局域网的组建 利用HUB,网卡,双绞线,微机组建一个星型局域网络,学会使用Windows常用命令 2
3、WEB和FTP服务器的建立与应用 WEB,FTP服务器的安装和设置 2
4、DHCP和DNS服务器的建立与应用 DHCP,DNS服务器的安装和设置 2
5、交换机、路由器的管理 telnet方式管理交换机和路由器;使用FTP管理交换机、路由器的文件 2
6、VLAN的建立与配置 在交换机上建立和配置VLAN,可在单个交换机实现或者跨交换机实现 2
7、路由器配置实验(一) 熟悉路由器的配置,配置静态路由 2
8、路由器配置实验(二) 广域网协议的配置 2
9、路由器配置实验(三) 动态路由协议RIP与OSPF协议的配置 2
10、无线局域网的组建 用无线路由器和无线网卡建立点对多点和Ad hoc模式的WLAN 2
11、Sniffer工具的使用 使用网络监听工具监听数据包并分析 2
4 结论
计算机网络课程不仅仅是单纯的理论教学,需要增加实验教学。对实验教学需要系统的思考与研究,完善网络实验教学体系,改进实验教学内容和教学方法。改变轻实践重理论的错误观念,培养应用型的技术人才。
参考文献:
[1]施晓秋.计算机网络实训[M].北京:高等教育出版社,2005.
[2]杨永华,应海盛,卢畅.高校网络实验室的建设[J].浙江海洋学院学报(自然科学版),2005,24.
[3]李成忠,张新有,贾真.计算机网络实验教学研究[J].西南交通大学学报(社会科学版),2005,6.
[4]吕立坚,赵明.计算机网络课程实验的改革与实践[J].高教论坛,2006,(3).
[关键词] 计算机网络 实验教学 教学探索
《计算机网络》是一门交叉课程,涉及通信技术和计算机技术,课程理论知识抽象晦涩,学生理解比较吃力,也容易觉得乏味。课程教学增加实验不仅可以增强学生动手能力,也有助于理论知识的理解,激发学习乐趣,使理论学以致用。实验教学和理论教学同等重要。
1 计算机网络课程实验环节现状分析
计算机网络是个复杂的系统,实验不仅仅是理论的验证,更重要的是通过对网络的实验操作,培养学生对网络的分析、设计、管理与应用的实验技能,加深对网络理论知识的理解与应用。学生需要综合多门课程的知识和实验技能,结合计算机网络的知识,才能做好有关计算机网络的实验。
实验教学一个典型的特点是学生不知道做实验的目的是什么,做实验有什么依据,往往都是学生修完了课程,跟着老师机械地做完了实验,考试拿到了高分,但对于计算机网络的理论知识认识并不深刻,尤其在实际应用中不能学以致用,动手能力差。
《计算机网络》的实验不同于其他计算机课程实验,对实验环境要求较高,既要做硬件实验又要做软件实验,其所需的实验环境必须要有独立的计算机和网络互连的设备和工具。开设计算机网络实验,需要有更多的经费投入和实验设备与技术力量的支持,需要一个具有灵活的拓扑结构、可扩展和易维护的网络实验室。
2 计算机网络课程实验教学体系研究
计算机网络实验要求有一套完整、科学的实验教学体系。包括完整的实验大纲、实验教学计划、实验教材、规定计划实验学时等。
实验教材内容应按照由简单到复杂、由基本到综合以及独立操作能力的形成过程,把实验步骤等叙述从全部详写到部分指导、再到启发性探索多层次形式叙述。有些注意事项和实验技巧可以以思考题的形式出现,要求学生在预习时思考回答,这可以引导学生独立思考,养成思考分析的习惯。
实验报告的撰写要规范,实验报告除了必需的与实验教材或参考书中已有的内容重复,如实验目的、实验内容等,应将重点放在实验结果及数据的分析处理过程上。同时应规范报告中各种专业术语、图形、计量单位等的使用,培养学生严谨的科学态度。
期末总评成绩中加入实验考核,保证实验教学质量。有了实验考核的压力,学生能进一步重视实验课程的学习。考核的内容应该区别于理论课程,将重点放在考察学生的动手能力和对实验问题的分析能力上。
考虑到学生动手能力水平参差不齐,以及有些学生求知欲较强,实验室应安排开放时间,安排实验老师或者能力较好的学生值班,让有需要的学生利用课余时间可以自己动手实验。
3 计算机网络实验教学形式和内容
3.1 网络实验室的硬件组成
网络实验室应具备以下功能:
(1) 综合布线方面:能展示双绞线、RJ45模块的打线方法和常用工具,能构成网络的各种拓扑结构,实现网络互联。
(2) 服務器与网络操作系统方面:能进行各种操作系统的安装、配置和维护;能配置网络服务器的各种服务,如WWW、E-mail、FTP、DNS、DHCP等。
(3) 网络方面:能展示各种网络设备,包括集线器、交换机、路由器、无线路由器、无线网卡、服务器等;通过布线系统的跳线连接,实现各种网络的拓扑结构;可进行交换机、路由器的配置,可实现VLAN,可配置路由协议等。
3.2实验教学形式
实验应要求学生课前预习,课后思考。教师在实验过程中要加强引导作用,每次实验用大概1/3时间讲明实验目的以及相关理论知识,让学生心中有数,做到有的放矢。然后可以适当的对本次实验进行演示,,让学生大概了解实验步骤。实验过程中多巡视,及时解决学生遇到的各种问题,启发学生自己思考,引导中解决问题培养能力。实验后须留思考题,加强对本次实验的反思,温故知新,加强理论知识的理解。如在配置FTP服务器的实验之后,可以让学生想一下有没有第三方工具可以以可视化界面和简单操作完成该功能。然后让学生使用Server-U尝试建立FTP服务器,以及使用Cuteftp等软件访问FTP服务器,下载和上传文件。
传统计算机实验是一人一机,而计算机网络实验往往涉及到多个设备,因此需要学生分组实验,分工协作。实验中进行适当的分组,组内可以不同分工,有助于培养学生的团队合作意识,以及在观摩别人操作时有更多的时间思考,自己操作出现问题时也可以共同解决。有些实验,每个小组为一个局域网,不同小组之间需要互联起来,这样组与组之间也需要合作,出现问题可以培养学生一步步排查的能力。但是学生操作能力不等,有些组为了尽快完成实验往往让能力较强学生动手,而能力较差学生仅仅旁观,因此教师要多加巡视,平衡组内分工,督促每个学生都能动手实验。
3.3实验内容层次及实验内容
计算机网络实验在教学的内容上可以进行设计和创新,总的来说,实验教学的内容可以分为以下几个层次:
(1)基础实验:重点要求学生掌握基本的知识和理论,实验设备以计算机为主。
(2)高级实验:重点培养学生动手操作能力和综合设计的能力,实验设备涉及集线器、二层交换机,三层交换机和路由器等。
(3)综合实验:引导学生探索未知领域,培养开拓创新精神与科研能力。
实验在课程设计上配合理论课程,总共安排18个学时,9个实验,具体设计如表1所示,教学中可以选其中9个完成。
表1 计算机网络实验课程
实验名称 实验内容 学时
1、网络线缆的制作 使用剥线钳、压线钳制作直通线、交叉线和反转线等双绞线及水晶头;有条件的话可以制作同轴电缆以及插头 2
2、局域网的组建 利用HUB,网卡,双绞线,微机组建一个星型局域网络,学会使用Windows常用命令 2
3、WEB和FTP服务器的建立与应用 WEB,FTP服务器的安装和设置 2
4、DHCP和DNS服务器的建立与应用 DHCP,DNS服务器的安装和设置 2
5、交换机、路由器的管理 telnet方式管理交换机和路由器;使用FTP管理交换机、路由器的文件 2
6、VLAN的建立与配置 在交换机上建立和配置VLAN,可在单个交换机实现或者跨交换机实现 2
7、路由器配置实验(一) 熟悉路由器的配置,配置静态路由 2
8、路由器配置实验(二) 广域网协议的配置 2
9、路由器配置实验(三) 动态路由协议RIP与OSPF协议的配置 2
10、无线局域网的组建 用无线路由器和无线网卡建立点对多点和Ad hoc模式的WLAN 2
11、Sniffer工具的使用 使用网络监听工具监听数据包并分析 2
4 结论
计算机网络课程不仅仅是单纯的理论教学,需要增加实验教学。对实验教学需要系统的思考与研究,完善网络实验教学体系,改进实验教学内容和教学方法。改变轻实践重理论的错误观念,培养应用型的技术人才。
参考文献:
[1]施晓秋.计算机网络实训[M].北京:高等教育出版社,2005.
[2]杨永华,应海盛,卢畅.高校网络实验室的建设[J].浙江海洋学院学报(自然科学版),2005,24.
[3]李成忠,张新有,贾真.计算机网络实验教学研究[J].西南交通大学学报(社会科学版),2005,6.
[4]吕立坚,赵明.计算机网络课程实验的改革与实践[J].高教论坛,2006,(3).