计算机网络课程教学探讨

摘要:该文首先分析了计算机网络课程的特点和教学现状,就计算机网络课程教学中存在的一些典型问题,针对计算机专业,从教材的选取、理论教学和实验教学等三个方面展开多方位的讨论,提出了若干探讨性的改革建议。

关键词:计算机网络;理论教学;实验教学;协议;TCP/IP

中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)14-3746-02

Research on Education through Computer Network Courses

DU Jing-wei

(Department of Computer Science and Technology, Yuncheng University, Yuncheng 044000, China)

Abstract: The author firstly analyzes the characteristics and current situation of computer network courses in this paper. Then as to some typical problems existing in computer network teaching, this paper reveals multi-directional discussions and puts forward a number of disquisitive reform advice for computer majors from the three aspects of materials selection, theoretical education and experimental education.

Key words: computer networks; theoretical education; experimental education; protocol; TCP/IP

1 引言

计算机网络技术是计算机技术与通信技术结合的产物,这一特性决定了其知识体系的宽广性。网络技术的飞速发展也使得新的网络技术和标准不断问世。同时,计算机网络技术的应用型特点,又决定了其包含的理论知识具有时效性,加之新型通信技术不断发展及计算机应用技术本身的不断深化使计算机网络技术的发展日新月异,使得计算机网络技术的知识体系包含内容繁杂、知识更近较快。

计算机网络作为计算机专业的一门专业主干课,其前驱课程有计算机基础和通信原理等课程,后续课程有网络工程和计算机网络管理等课程。在计算机网络日益普及的时代,学好计算机网络这门课对于计算机专业的学生尤为重要。

目前高校计算机专业“计算机网络”课程“照本宣科”模式大行其道,这有悖于计算机网络技术应用性强的特点。有的教师自身对计算机网络课程的应用性认识不足,不能抓住课程的主线,上课也就不成体系,加之实验环节薄弱,不能有效培养学生的相关技能,严重影响了该课程的教学效果。

本文首先从计算机网络课程的教材选取开始,对该课程如何进行理论知识教学、实验实践能力教学及相关的应用技能培养进行探讨,最后给出了教学效果的例证。

2 选取合适的教材

计算机网络课程的教学需要围绕院校人才培养的目标进行,所以教材的选取也要根据人才培养目标进行选取。运城学院是一所培养应用型人才的地方本科院校,教材的选取就必须结合应用型人才培养的特点。对于普通高等学校计算机专业的本科学生,如果选择国外著名的Andrew S.Tanenbaum教授所著的《Computer Networks(Fourth Edition)》英文版)作为教材并不合适,因为该书更为强调协议算法的分析、网络体系结构的设计以及网络协议的开发,与本科学生的培养目标和很多本科院校学生的水平不相适应。这本教材对计算机专业的硕士研究生是比较适应的,也可以选取原版(影印本)作为网络方向硕士研究生的教材,通过原版教材的学习可以大大提高学生阅读网络方面外文文献的能力。

谢希仁教授编著的《计算机网络(第五版)》是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,作为高等学校电子信息类规划教材,该教材自1989年第1版到2008年的第5版,已成为国内计算机网络课程的经典教材之一。该教材的内容都是经过精心选择,在有限的篇幅内,将计算机网络的基本原理讲的非常清晰。全书与TCP/IP协议为线索,突出了因特网的应用。与上一版相比,删除或压缩了一些离TCP/IP主线较远的次要内容。对于最基本的内容,在目录中的相应章节前面都加上了一个星号“*”。对于普通高等学校计算机专业的学生来说,选取这本书作为教材(可以只讲有星号的章节),再配一本计算机网络实验教程,不仅可以使学生学习到计算机网络的基本原理,也可以培养学生的实践能力,将学生培养成为应用型的人才。

教材对于学生来说非常重要,目前,有些计算机网络教材以OSI七层协议为主线,出发点可能是好的,为了让学生掌握一个完整的协议体系。但是,这样一来,将一门原本应用性很强的课程变成了纯理论,不能与现使用的网络技术相结合,这样的教材的使用效果肯定是不好的。还有的教材,将路由器、路由技术等重要内容都已讲完,才开始将IP地址和子网掩码,试想学生还不了解IP地址的时候如何能够理解路由表呢?还有的教材,用了很大的篇幅讲一些过时的技术(如ISDN,X.25等),对一些已经成熟并且被广泛应用的技术确轻描淡写甚至只字不提,在教学中都应避免选取此类教材。

3 理论教学探讨

要学习计算机网络首先必须明白什么是计算机网络,关于计算机网络的最简单的定义是:一些互相连接的、自治的计算机的集合。网络是为了通信而存在的,而自治的计算机间如何能够通信呢?依靠协议进行通信的,所以协议是计算机网络课程的主线。但是,协议有非常之多,该采用哪些具体协议作为主线呢?因特网是计算机网络最为重要的应用,而TCP/IP协议是因特网的标准协议,所以,如果能以网络层次结构和协议为理论基础,结合TCP/IP协议在因特网中的具体应用作为主线去教学,使得学生不仅能“知其然”还能“知其所以然”。

一般来说,TCP/IP协议的体系结构分为四层:网络接口层、网络层、传输层、应用层。但是局域网和很多广域网都仅仅工作于物理层和数据链路层,所以在教学过程中拼凑一个更为完整的五层网络体系模型,更有利于教学,这五层为物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层。通过这五层网络体系结构的学习,学生不仅学习到了局域网、广域网网技术,还学习到了因特网技术,并且让学生也明白IP协议是运行在局域网或者广域网之上的一种高层协议,所有的网络只要能够支持IP协议,它们之间就能在网络层实现通信。

通过数据链路层能够使学生掌握局域网和广域网的工作原理,通过网络层可以使学生掌握因特网的工作过程,通过传输层的学习可以使学生真正体会到不在同一个主机上的两个应用进程是如何最终实现通信的——借助于端口号来区分不同的应用进程。所以,数据链路层、网络层、传输层是计算机网络基础课的核心内容,应该让学生重点掌握。

4 实验教学探讨

计算机网络课程一般由理论和实践两个部分组成,只有通过理论与实践相结合的培养模式,才能让学生真正掌握网络原理,从而具备规划、实施、管理中小型企业网络的能力。运城学院计算机系结合计算机网络的教学体系和课程特点,与国际知名的网络设备厂商H3C合作组建了华三网络实验室,使得学生在学习网络理论教学内容的同时,亲自动手完成H3CNE认证中要求掌握的一些实验,培养了学生更为实用的技能,使得理论与实际完美的结合起来,将实际搭建组网能力和设备的调试能力列入了实验的关键环节,例如实验课程安排了配置二层交换机、Vlan划分、Vlan路由、配置路由器和三层交换机、静态和动态路由配置等实验内容。在这样的网络实验环境中,有利于培养出应用性人才,从而达到学院的人才培养目标。

计算机网络实验是学生掌握网络基本原理和技能的重要实践环节。目前,大部分高校都组建了专用的计算机网络实验室,设备档次种类及数量都达到或超过了教学评估的基本要求,但经调研发现,有些高校的网络实验室没有缺乏专业的网络实验员,而任理论课的老师对网络设备不够熟悉,不能有效的做好实验。所以,有条件的高校应引入CCNP或者H3CNE教材中的一些实验项目,对相关教师进行培训,使任课教师首先能够熟练配置网络实验室中的各种设备。在满足配置要求时,学生也可以自带题目进行验证性或综合性实验,也可在老师指导下进行创新性实验,从而发挥网络实验室的最大效能。

在网络课程的教学中,可以利用网络协议分析器或网络监视器对特定的TCP/IP协议数据包进行抓包分析,例如利用commview软件对网络上的HTTP协议、FTP协议或TELNET协议等数据包进行获取,分析数据包中的TCP协议、IP协议内容,从而更实际具体地理解TCP协议和IP协议中报头的格式和详细内容。实践证明,通过让学生自己利用抓包工具抓取数据包并对其进行分析,可以使得网络课程的学习取得事半功倍的效果。

5 结论

随着计算机网络的迅猛发展,计算机网络对人类生活、工作、学习和科学研究的方式产生越来越重要的影响。计算机网络技术作为计算机学科最重要的研究领域和最重要的社会信息基础设施支撑技术之一,在飞速发展的同时也存在大量急需解决的挑战性问题。因此,当前,迫切需要培养出一批基础理论知识扎实,实践能力强的高质量网络专业人才。

本文就网络专业人才的培养,结合实际教学经验,从教材的选取、理论知识的教学和实验课程的教学等三方面进行了探讨。随着各高校对计算机网络课程教学的不断改革深化,相信还会有更多更好的经验与方法,希望本文的介绍能够起到一个抛砖引玉的作用。

参考文献:

[1] 谢希仁. 计算机网络(第五版)[M]. 北京:电子工业出版社, 2008.

[2] 钱德沛主编. 计算机网络实验教程[M]. 北京: 高等教育出版社, 2007.

[3] 刘杰民,马宗民,刘国华. 计算机专业“计算机网络”课程的弹性教学模式.计算机教育,2006,10.

[4] 陈观林,杨起帆. 谈“计算机网络”课程教学及教材建设.计算机教育,2005,8.

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