时间：2022-06-12 18:27:01
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇计算机网络原理，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
中图分类号：TP393-4 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 16-0000-02
1 前言
探究式教学是结合素质教育要求实行的一种注重培养学生开拓创新，主动学习和动手能力等综合素质的开放、系统的教学过程。倡导学生主动参与的探究式学习是要积极体现教学内容与教学方法的探究性，既注重学生学习的自主性与创新性，又有明确的规范性与指导性；既突出课程的开放性与实践性，又强调知识与能力的结合。探究式教学在我国尚处于探索阶段（1），这就特别需要我们教师首先要转变观念、积极尝试、努力创设利于开展探究式教与学的情境和条件，引导学生进行探究学习。
探究式教学模式设计旨在转变 “以教师为中心”的传统教学结构及培养模式，将教师的主动性与学生的积极性充分调动起来，以激发兴趣、促进思辨、拓展知识为教学目的，以启发、阅读与实验、讨论与交流为主要方式，积极强化学生的课内外参与程度，培育学生的科学态度，提升学生思考问题、解决问题的能力。培养学生终身学习的态度、能力和创新精神。
从理论上讲，探究式课堂教学是以探究为基本特征的一种全新的教学活动形式，由于它顺应了学生的心理需求，因此具有明显的科学性、实用性和高效性的特征。但是，在实际的课堂教学中如何避免让“探究式”学习成为一种形式，也就是如何使“探究式”教学的内涵真正落实，切实提高教学的效能是我们教学模式设计的目标，这就需要我们教学实践中根据讲授课程的特点和培养对象的情况进行教学模式和过程的设计。 由于计算机网络的复杂性，传统的讲授网络课程内容的定式是按分层体系结构自底向上进行，近年来国内、外一些同仁也开始以网络系统的观点或网络分层体系结构自顶向下的方式进行网络课程的教学。
2.1 学习者围绕科学性问题展开探究活动： 问题要与学生必学的科学概念相联系，并且能够引发他们进行实验研究，导致收集数据和利用数据对科学现象做出解释的活动。在课堂上，一个有难度但又让人能尝到果实、足以引发探究的问题，能激发学生的求知欲望，并能引出另一些问题；
2.2 学习者获取可以帮助他们解释和评价科学性问题的证据： 在课堂探究活动中，学生也需要运用证据对科学现象做出解释；
2.3 学习者要根据事实证据形成解释，对科学性问题做出回答： 科学解释借助于推理提出现象或结果产生的原因，并在证据和逻辑论证的基础上建立各种各样的联系。解释是将所观察到的与已有知识联系起来学习新知识的方法。因此，解释要超越现有知识，提出新的见解。对于科学界，这意味着知识的增长；对于学生，这意味着对现有理解的更新。两种情况的结果都能产生新的认识。
2.4 学习者通过比较其他可能的解释，特别是那些体现出科学性理解的解释，来评价他们自己的解释： 评价解释，并且对解释进行修正，甚至是抛弃，是科学探究有别于其他探究形式及其解释的一个特征， 核查不同的解释就要学生参与讨论，比较各自的结果，或者与教师、教材提供的结论相比较以检查学生自己提出的结论是否正确。
2.5 学习者要交流和论证他们所提出的解释：使别的学生有机会就这些解释提出疑问、审查证据、或者就相同的观察提出不同的解释。学生间相互讨论各自对问题的解释，有助于学生将实验证据、已有的科学知识和他们所提出的解释这三者之间更紧密地联系起来。
《计算机网络原理》课程的教学目标要求着眼原理，重点使学生掌握本领域的重要的基础理论知识和协议基本原理。要针对各个教学内容单元组织起在问题、证据、解释、评价和交流五个方面都具有高度探究性的活动是不容易的，在大多数情况下，切实可行而且效果良好的方法是教师设置问题情境，并通过引导优化和集中学生的问题，使得后续的探究习有明确的目标和内容，这样的教学过程也可以培养学生提出问题的意识和能力。根据理论知识特点，采取针对性教学，计算机网络基础理论的系统性和逻辑性强，概念较多，因此在授课过程中对一些重点内容，首先介绍该知识点产生或应用需求的背景和相关基本概念，然后提出问题（如果问题较复杂，可以分解成几个问题），引导同学寻求解决问题的方案或算法，组织同学进行答辩、讨论，最后进行点评并强调重要知识点，举一反三，使学生能够充分理解并熟练掌握所学知识。针对一些难点内容，学生已有的知识水平或客观条件所限，进行直接问题答案的探索有较大困难时，可以借助网络侦听、数据包捕获软件和模拟仿真软件等进行“证据”的体验，然后引导学生进行解释。只要学生真正深入到探究知识的过程，他们就会提出这样那样的问题。实际上，真正的学生探究活动整个地就是由问题引导的，学生提出问题能力的培养可以贯穿于学习活动的始终。
3 基于问题驱动的探究式教学实践
探究式学习有时也被人们称为“问题导向式”的学习，探究式学习的过程式围绕“问题”为核心而展开的。教师首先要精心设计问题和情境，引导并组织学生选择和确定他们感兴趣的研究专题，去发现问题和提出问题，这些问题大部分是课堂内教材内容或其拓展延伸，也可以是对校园网络使用中一些现象的探究（学生很感兴趣）；可以是理论的，也可以是实践操作的；问题是学生学习的重要载体，学生在解决问题的过程中会涉及多种知识，这些知识的选择、积累和运用完全以问题为中心，呈现横向的、相互交叉的状态，显然，“问题”在探究式学习中的重要性主要体现在它是否适合于学生：
3.1 在问题的设计上要注意循序渐进，例如，在讲可靠数据传输原理时，首先考虑在单工理想信道下，发送方可以无限制地发送数据，而收方可以无限制地接受的情况下，如何实现数据传输？再考虑如果信道不是理想信道，它有可能出错，那么该如何检错或纠错呢？然后考虑如果收方速度小于发方接受的速度时，会出现哪些问题？怎样解决？这样就自然过渡到可靠数据传输的协议。
3.2 作为教学过程，探究学习要面向全体学生，并关照个别差异，这就需要我们，提出不同层次和难度系数探究问题和内容，尝试进行分层次的培养；
3.3 从时间和实验设备条件方面，保证学生们有时间去试验自己的新想法，在探究过程中要强调学生之间的合作与交流，并开展相互讨论，我们的实验室是全天开放的，在讨论环节，由于授课班人数较多，为保证效果通常都是分组进行讨论；
3.4 探究中教师首先要充分地倾听学生，了解探究中学生体验和理解，正确处理学生已有的个人知识和原始概念，引导学生积极反思，探究性学习更注重探究的过程，而不是探究的结果，了解这些过程也有利于教师设计“问题”。
总之，在教学中，要从学生实际出发，考虑学生的兴趣、认知能力、原有的知识结构等特点，提供问题情境，启发学生去发现问题，使他们产生积极探索解决问题的热切期望，并为他们分析问题、解决问题提供必要的帮助和指导，引导他们参与探求知识的过程，自己主动地获取知识，这样才能有效地培养学生的思维能力，特别是创造性的学习能力。
参考文献：
[1][美] 国家研究理事会著：《美国国家科学教育标准》，科学技术文献出版社1999年版，第30页。
关键词：活动教学原理，计算机网络课程，学习积极性
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)21-5157-02
《计算机网络》是信息类课程的一门主干课，也是继续学习其他计算机专业课程的基础。然而从实际教学效果来看，由于不少院校依然沿袭了传统的教学模式，因此难以达到应有的教学效果[1]。不少高校的课程编排与教学均已开始将学生作为学习的主体，关注学生的个人需求和个性特征。该文引入“活动教学原理”，通过分析计算机网络课程与当前教学环境，构建一套科学的教学方案。在突出学生主体参与的基础上鼓励自主探究的主动型学习方式，具有比较好的理论价值与实践意义。
1活动教学的理论内涵
“活动教学原理”是在目前教育现状下引入的[2]，随着教育理论的发展与完善，学生的综合素质与创新精神成为教育课程改革的目标，“活动教学原理”鼓励学习者能够在真实情境里实现自我建构，在与同伴和教师的交互中获取知识，增强解决问题的能力[3]。因此可以说，所谓“活动教学”，指的是一种基于学习者“活动”的教学观，这种教学观强调认识活动在学习者获取知识中所起的作巨大用，以具体的活动和获取的感性经验促进学习者的发展和成长[4]。
2计算机网络课程设计
2.1活动教学的依据
2.1.1学生特征
《计算机网络》课程的学生，其自我发展阶段与认知水平都已经接近或者达到成人，因此有着比较明确的学习目的与动机，已经比较适应专业性课程的学习。
在学习内容方面，这些学生已经具备了一定的实践知识，动手能力也有所增强，所以对课程的学习内容必须具有很好的专业针对性，便于学以致用。
在学习方式方面，以课堂学习为主，课外自学为辅，并且随着学习经验的积累，已经能够适应研究性学习与合作学习等方式，他们开始更加注重实践知识，并在知识的选择上具有一定的职业导向。
在心理发展方面，这些学生已经具备了逻辑判断力，当身临比较复杂的问题情境时，也有能力提出问题自己的解决方案，并通过假设检验而获取正确的方法。但同时也应该正视的是，他们尚不拥有较好的自我学习管理能力，教师必须在学习者进行监控与引导。
因此，在计算机网络课程教学中引入活动教学模式，来激发学生的创造欲与积极性，在活动中有效地提升学生自主探究的能力，能够促使其发展与进步。
2.2.2课程特征
笔者结合自身《计算机网络》课程的教学实践经验，发现计算机网络课程具备的不少特征均适合于活动教学模式的开展：
1）课程的实践性
《计算机网络》课程是网络基础理论的一门课程，富含多种动手操作的机会，学生只有亲身在操作过程中获取经验，才能够深入掌握网络知识与组网技术。而课程的实践性恰恰是活动教学理论模式的基石。
2）课程的发展性
计算机网络技术是当今发展最快的学科之一，新理念和新技术层出不穷。当前的计算机网络知识已经和通信技术、电子技术、信息技术密切结合相互，属于一门新型的交叉学科，因而教学内容也不断更新。
2.2构建活动教学过程设计模式
笔者将活动教学的过程进一步细分为：活动前，中，后三个阶段。
2.2.1活动前
活动前阶段的主要任务是进行需要分析与任务设计。学习需要分析包括：制定学习目标、细化学习因素。在学习目标制定方面，应紧密结合本校学生的学习基础与计算机网络课程的教学大纲，明确学习的具体目的。在细化学习因素方面则需详细进行活动主体，活动客体等资源的调研与分析。而在任务设计时，则必须兼顾学习活动任务，学习资源以及活动规则。在此基础上，学习任务的设计必须具有可操作性，并将重心置于培养学生的学习能力与自主能力上。
2.2.2活动中
活动中阶段的主要任务是进行学习活动方案进的具体实施，使学生的实际学习活动能够遵循实现所设计的方案进行。在计算机网络的协助下，通过信息系统的构建，发挥网络技术的优势，来实现学习模式的改革，让学习者享有随时获取知识与技能的机会，在灵活安排的时间学到自己最缺乏的知识。信息技术提供了强大的支撑平台，为课程的具体形式、教师与学生之间的关系、以及知识的呈现与共享等，都提供了全新的技术体系。教师在教学中，要有机地结合起学习内容和策略培训，在网络平台上构建充分体现交互性的交际活动，学生可以在更广阔的平台上自发选择策略进行自主学习[5]。
2.2.3活动后
活动后阶段的主要任务是进行学习活动成果的汇报展示以及教师对学习活动的反思与评价。
2.3计算机网络活动教学过程设计
笔者以《计算机网络》课程的局域网组件技术为实例，进行基于活动教学原理的教学过程设计。
2.3.1活动前设计
首先需要确定具体的活动目标，笔者结合课程特点和学生实际情况，将“局域网技术”的知识目标定位于：1）掌握网络交换原理；2）局域网的技术特点；3）局域网的种类以及具体组建流程。将“局域网技术”的情感目标定位于：对学习者自身的探究结果有成就感，且增强小组成员之间交流合作的乐趣。将“局域网技术”的能力目标定位于：1）掌握良好的信息搜集与判断、梳理能力；2）掌握独立进行局域网规划设计的能力。
其次，进行活动教学环境的提供。笔者将活动教学选在学校网络机房，并提前调试好所需设备，包括电脑、网络联接等。此时引导学生进行分组，并制定任务规则。
笔者将“局域网技术”划分为四个活动任务：分别是：1）结合理论知识，认识网络交换机；2）学会通过参数来认识网络交换机的性能特点；3）利用基本命令进行网络交换机的配置与管理；4）以网络交换机为中心节点，组件局域网。
2.3.2活动中的设计
首先，教师引入一个例子进行情境的创设，通过大型网吧组建时对网络速度的需求，引出共享式局域网的缺点。在此基础上提出构建这交换式以太网。然后，进行交换局域网知识点的梳理。
讲解之后，教师提出此阶段的活动任务，要求学生能够清晰理解交换机与集线器的主要区别，以及网络交换机的工作原理。
学生此时需要进一步深入理解网络交换机的分类以及选购配置过程。在教师讲解之后，进一步提出下一个阶段的活动任务，即组件交换式以太网的具体方式。引导学生学习网络交换机参数的具体配置方法以及交换式局域网的组件流程。
学生通过利用教师所提供的资源，并辅以因特网查询和搜索，整理相关资料，以小组讨论的模式进行资料分析，最终给出网吧的交换式局域网组网方案。
2.3.3活动后的设计
通过汇报与展示学习成果，教师鼓励和引导学生对自身近期的知识掌握情况进行客观的总结和分析，通过发现学习过程中的问题和不足，来对自身的学习情况有一个整体的客观认知，发现自身的潜在能力，从而提升学习的效率和针对性。
3活动教学实施与教学效果分析
笔者将学生分为两组：实验班与对照班，进行时间为一个学期的教学对比实验，可知实验班的一组均表现出比较浓厚的计算机网络操作的兴趣，两组同学的平时成绩等级分析如表1所示。
可知基于活动教学的计算机网络教学模式有效调动了学生的学习动力，提高了学生的学习成绩与学习兴趣。
4结束语
该文以计算机网络课程的教学为例，阐述了活动教学实践的应用。学习者在教学过程中的真正参与是活动教学策略实施的关键。教师在实际的教学实践中，可以通过引导、鼓励以及言传身教来唤起学生的自主意识。在科学化的教育理念中，学习的主体是学生，教师的身份则退居为指导者和监控者。教师的首要任务就是激发学习者的自主意识，只有学习者对语言学习有了全面客观的认识，才能实现这一目标。只有结合具体学生的实际特点和需求，才能使教学效果事半功倍，因此教师必须注重学习模式的构建。活动教学通过多样性的学习活动形式提高了学生的学习积极性。
参考文献：
[1]王湛.大力加强职业指导工作，推进职业教育的改革与发展[R].在全国职业技术学校职业指导工作经验交流会,2010.
[2]项国雄,赖晓云.活动理论及其对学习环境设计的影响[J].电化教育研究,2011(6).
[3]张万兴,安志东.活动教学理论与典型案例[M].北京:中央民族大学出版社,2011
【关键词】应用型本科高校 教学改革 教学手段
计算机网络原理与技术课程教学改革的背景
自从高等学校大规模的扩大招生以来，我国的高等教育规模得到迅猛发展，高等教育已从“精英式”向“大众化”大步迈进，同时带来了高等院校人才培养模式的重大变革，2014年，我校为了响应国家号召，进一步突出学校办学类型定位，我校更名为郑州工业应用技术学院，成为新形势下国家实施技术技能型人才培养战略和推进新建地方本科院校转型发展以来首批更名为“应用技术学院”的应用型本科高校。近几年来，在人才培养目标与定位上进行了深入地思考与探索，学校围绕本科应用型人才培养这个主题，在课程体系、教学内容、教学手段、实践环节、考核办法等方面进行了一系列的改革与探索。
计算机网络原理与技术作为各专业必修的专业理论基础课之一，在扩招带来生源素质下降的形势下，如何使教学达到应有的目的，如何进行基础理论教学的同时，体现对应用型人才的培养要求，是摆在教学工作者面前的一个新课题，因此，探索计算机网络原理与技术课程体系和教学内容与教学手段改革之路就显得十分必要。
计算机网络原理与技术课程教学改革的基本构想与尝试
在目前“厚基础、宽口径、强能力、高素质”人才培养要求的大趋势下，对本科应用型人才标准的定位已不再是简单意义上的有技术、技能、动手能力和实践能力，而是具备专业理论和专业技能并重的能力， 具备理论与实践相结合的能力，具备接受和运用新知识的能力，具备创新意识和创新能力。在能力培养方面，计算机网络原理与技术课程在培养和提高观察能力、思维能力、分析能力和实践能力方面有着重要作用。尤其是，为了在计算机网络技术课程教学中体现应用型人才的培养要求，我做了以下几个方面的构想与尝试。
在理论教学中，第一，我拓展了课堂形式，将实验室、校园网作为传统课堂的延伸，在课堂教学之外，增加了实物教学和现场教学形式。例如，在讲解局域网组网的内容时，我不仅将学生带到实验室中，向学生展示不同的网络组网设备实物，还组织学生去校园网现场结合实际网络进行有关的教学活动，这种形式受到学生的普遍认可。第二，改变传统课堂教学中以教师为主、学生为辅的“你教我学”的被动方式，尝试了多种不同的教学方法来激发学生的主动参与意识。如启发式教学、问题教学、主题讨论教学和角色变换教学等多种方法。例如：问题教学法就是以问题樵靥骞岽┙萄Ч程，使学生在设问和释问的过程中萌生自主学习的动机和欲望，进而逐渐养成自主学习的习惯，并在实践中不断优化自主学习的方法，提高自主学习能力的一种教学方法。例如在讲解计算机网络的历史发展史时创设问题，如以单处理机为中心的多终端联机系统存在什么缺点，为了克服缺点应该怎样改进等。问题教学法充分体现学生的主体地位，能有效地激发学生自主学习的主动性和积极性。在实验教学过程中也采取了一些强化和激励措施，把学生对实验的兴趣转化为高度的学习主动性和探究精神。对于教学大纲规定的实验任务，在实验前，要求学生明确实验目的、实验任务、设计或确定实验方法、分析或预测可能的困难。在实验过程中，我摒弃了手把手式的教学方式，而是从引导学生发现问题、分析问题和解决问题的角度进行有针对性的指点，指导学生通过参阅实验指导书、技术文档、在线帮助和相互探讨完成所规定的实验任务，有意识的培养和提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。实验课后，除了常规的实验报告外，要求学生撰写以实验心得、经验总结为主要内容的实验工作日志，并在每个学期开设一至两次实验经验讨论课让学生进行实验经验交流，实验经验讨论课对于强化实验教学效果起到了明显作用，学生反映很好。此外，在规定的实验教学任务外，还提供了实验室开放时间进行开放实验教学，鼓励学生自行选择与确定实验任务和目标、设计实验内容和实验方法，以开放实验教学带动学生创新能力的培养。
在教学手段上，引入现代化的网络和多媒体教学手段。理论教学全程采用了多媒体教学，采用多媒体教学后，课堂教学效率明显提高，理论教学学时由原来的60学时降到了46学时，从而在总学时压缩的同时实验课时得到了扩充，即总学时由原来的72下降为64学时，但同时实验课时由原来的12学时扩充到了18学时；为了避免全程使用多媒体教学手段存在的负面效应，我在多媒体教学中以白板作为辅助教学设施。同时，将网络作为本课程的课外教学有效手段，在所建立的教学网站上提供了多种教学资源，包括课程介绍、教学大纲、教学进度、教材与教案下载、网上讨论与答疑、网上考试等。网络作为一种新的教学载体为学生自主学习提供了更大的时间和空间的选择。
计算机网络原理与技术课程教学改革的初步效果
通过准确定位专业人才培养目标和特色，科学分析社会对应用型计算机网络人才在知识、能力和素质上的需求，以培养计算机网络原理与技术应用能力为主线，构建了一个包括理论教学、实验教学和实践教学的计算机网络原理与技术教学内容体系。
教学方法与手段具有了先进性和多样性。改变了过去过于注重知识传授的传统授课方式，让学生形成积极主动的学习态度。教师由“教教材”变为“用教材教”，改变了过去课程教学过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养了学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。使学生的活动时间和空间在课程中获得了有效的保障，通过改变学习内容的呈现方式，确立学生的主体地位，把学生学习过程转变成学生不断提出问题、解决问题的探索过程。？不再在课中“一讲到底”或“以讲为主”，而让学生主动参与学习。教学实现呈现方式、互动方式的变革，让学生在活动化的课堂中学习。
关键词：任务驱动；模拟项目驱动；计算机网络；教学方法
1研究背景
随着国家信息化进程的不断推进和信息技术的广泛应用，计算机网络技术已经成为信息化领域的核心理论基础和工程技术基础。作为计算机及网络工程相关专业的专业基础和核心课程，计算机网络在信息技术人才培养中占有十分重要的地位。计算机网络课程的教学目标，就是学生通过本课程的学习，掌握计算机网络体系结构、网络系统组成及工作原理、网络设备组成及工作原理、网络应用以及网络管理和网络安全知识[1]。具有一定的计算机网络系统架构、设计、集成、维护、管理和应用开发能力，具备网络协议分析与设计、计算机网络系统分析与设计、网络设备的设计与开发能力[2]。计算机网络课程不仅具有较强的理论体系，而且具有明显的工程技术应用特点，如何将理论教学与工程训练有机地结合起来，达到课程学习的目标，已经成为计算机网络教学方法与手段改革的核心问题。
建构主义学习理论是历经对皮亚杰、布鲁纳、维果茨基、维特罗克(M.C.Wittrock)等人的早期建构主义思想的不断发展，同时伴随着对认知心理学的批判和发展，于20世纪90年代出现在心理学领域中的新型学习理论。建构主义学习理论认为，学习的过程是学习者主动建构知识的过程，学习活动不是由教师单纯向学生传递知识，也不是学生被动地接受信息的过程，而是学生凭借原有的知识和经验，通过与外界的互动，主动地生成信息的过程。任务驱动教学模式是问题―探究式教学模式的提升，它是一种吸收了当今构建主义教育思想而建立起来的、富有活力的教学模式[3]。基于项目任务驱动的教学模式，是在教学过程中针对不同知识领域和知识单元，由教师为学生设计一个完整的学习任务，使学生在设计的教学任务驱动下，通过分析、讨论，利用所学知识进行自主探索和互动协作学习的教学方法。项目任务驱动教学模式特别适用于工程背景突出的计算机网络课程的教学过程。该教学方法的应用，可以很好地培养学生的主动自学能力、严密的思维能力、独立分析解决问题的能力以及团队合作的能力。
2计算机网络课程的层次化教学体系
作为信息技术领域的核心基础课程，计算机网络不仅在计算机及相关专业开设，而且在非计算机专业的选修课程体系中设置。针对不同的专业需求，我们将课程设置成多种方案，以适应不同学科和不同层次学生对课程深度和广度的要求[4]。课程设置应当对计算机网络的知识领域和知识单元进行合理的组合，分层次设置教学内容。我们根据授课对象的不同，将计算机网络教学划分为三个不同的层次：面向网络工程专业的科学型教学层次、面向计算机专业的工程型教学层次和面向非计算机专业的应用型教学层次，如图1所示。
1) 面向网络工程专业的科学型教学层次定位，主要针对网络工程专业的学生设计教学内容。课程的教学目标是培养基于理论研究的计算机网络分析、设计与开发型网络技术研究人才。重点培养学生掌握计算机网络的体系结构设计、网络协议分析与设计、网络设备分析与设计、网络信息安全技术的基础理论和设计技术。为后续核心专业课程的开设奠定理论基础。
2) 面向计算机专业的工程型教学层次定位，主要针对计算机科学与技术专业的学生设计教学内容。课程的教学目标是培养基于工程设计的计算机网络架构、集成与管理型网络技术工程人才。重点培养学生掌握计算机网络的规划、设计、集成、选型与管理的知识与技术，使学生具有一定的计算机网络架构、设计与管理及网络工程的实施能力，能够完成计算机网络工程的方案设计、设备选型、技术集成和项目管理。
3) 面向非计算机专业的应用型教学层次定位，主要针对非计算机专业的计算机基础教学设计教学内容。课程的教学目标是培养基于技术应用的计算机网络的应用、维护与组网型网络技术应用人才。重点培养学生基本掌握计算机网络的工作原理、网络系统的组成、网络设备的维护以及网络管理方面的知识。使学生具有基于计算机网络开展其他工程领域研究与开发所需的网络技术信息化综合能力。
针对网络工程专业和计算机科学与技术专业的课程体系，计算机网络的先修课程和后续课程如图2所示。对于两个不同的专业，可根据培养目标的不同开设不同的后续课程。
3基于任务驱动模式的理论教学方法
“计算机网络”课程的教学内容具有概念繁多、原理复杂、协议与技术交叠的特点。它涉及众多的概念、原理、协议和技术，这些内容以错综复杂的形式交织在一起，既有原理的复杂性，又有技术的时效性。所以，在该课程的教学过程中，学生普遍反映无法深入理解网络的原理与技术，知识点的衔接也无法形成整体。在实验过程中，知识的应用具有盲目性。现有的课堂教学模式无法很好地实现理论与实践相结合、提升学生网络技术能力的教学目的。
我校计算机网络的教学内容按照网络体系结构的层次，采用先整体后局部的教学方法进行内容组织。根据ISO/OSI体系结构，借助网络分层模型和系统化的教学内容组织方法，将教学内容划分为四个知识单元：计算机网络体系结构及工作原理、计算机网络的底层通信与数据传输、计算机网络的网络互联与传输控制、计算机网络的应用服务与信息安全。在课堂教学方法设计上，基于构建主义的任务驱动教学模式，进行各个知识单元的任务设置，以此为支撑点启动各类知识点的教学。基于任务驱动教学模式的设计分4个阶段，内容如下。
1) 基于知识单元的任务设计阶段。根据每一知识单元的核心知识点，由授课教师进行学习任务设计。按照难易适中、问题明确、求解可行、激发兴趣的原则选取任务事例，而且集中体现本单元的核心知识。使学生通过分析、讨论、探究、自主学习和互助学习，达到教学目的。
2) 教师指导下的任务分析阶段。通过教师课堂讲授相关概念和原理，帮助学生建立问题求解的方法和策略，引导学生进行问题分析与方案设计，最终形成一个学习任务求解的方案。
3) 实验环境下的任务求解阶段。在实验环境下实现学生自行设计的学习任务求解方案。在实验过程中，教师要适时提出和归纳所包含的学习知识点，进一步讲解其原理和技术。
4) 项目答辩式的任务评价阶段。由学生汇报其学习任务完成情况，教师通过分析学生在分析问题、思维能力及实践技巧等方面的情况，肯定学生好的思维方法和算法思想，同时对其他没有涉及的理论进行补充，以达到完善认知结构、实现教学目标的目的。
任务驱动教学模式是问题探究式教学模式的提升。在计算机网络的教学方法改革中，基于任务驱动的教学模式就是知识与实验的结合，通过设计包含教学要求知识点的学习任务设计，在实验过程中进行验证和学习。计算机网络课程所划分的4个知识单元中，并不是所有的知识单元教学都适合于任务驱动的教学模式。对于计算机网络体系结构及工作原理知识单元，强调的是计算机网络的组成、网络体系结构、网络性能指标以及相关的概念和原理，适合于认知性和验证性学习，采用传统的课堂教学方式并加以相关的验证性实验进行教学是合适的。
对于计算机网络的底层通信与数据传输知识单元，其核心知识点是有关信号与信道、编码与调制、传输介质与物理层设备、差错处理技术、HDLC和PPP协议，同时涉及计算机通信网部分的以太网、高速以太网、环形网、无线局域网以及局域网交换方面的内容。其工程性较强，可实施学习任务驱动的教学模式。
对于计算机网络的网络互联与传输控制知识单元，其核心知识点是网络层和传输层所包含的知识内容，主要包括网络服务模型及组网方式、IP/ICMP协议族、路由算法和路由协议、IP多播及移动IP、TCP/UDP协议族以及可靠传输的建立等。同样适用于任务驱动模式的教学。
计算机网络的应用服务与信息安全知识单元，主要包括HTTP服务、文件传输FTP、电子邮件SMTP、网络管理SNMP、域名解析DNS以及socket应用编程接口和访问控制、网络检测和加密机制等知识。可以通过多个学习任务进行任务驱动式教学。
当所有课程知识单元学习完成后，教师最后通过一个网络项目实例，将计算机网络系统的工作原理和不同层次协议之间的交互过程进行整体性教学案例逆向分析，不仅使学生学习和掌握每层协议的功能、特性、组成、报文格式和工作原理，而且让学生从总体上分析各类协议在整个网络体系结构中的地位、作用和功能。这就保证了教学内容的整体性和完整性，使学生透过复杂的局部知识看到其内部的不同协议和技术核心。
4基于项目驱动模式的实践教学方法
计算机网络不仅是一门理论性很强的专业课程，而且是一门实践性很强的实验课程。基于项目任务驱动的教学模式，很重要的实现途径就是通过课程实验和实习实训实施。所以，实践教学在整门课程的教学中占有十分重要的地位，在实验学时分配上，以课堂教学与实验教学达到3∶1的比例为宜。同时要在教学体系中设置计算机网络工程综合实验周和计算机网络综合课程设计以及3周以上的逆向工程案例教学，整个课程的学习应当在一个学年内完成。
计算机网络的实践教学内容，要在分析课程知识单元和知识点教学目标的前提下，进行整合和优化。在内容设置上，要减少和改造验证性实验，调整并充实综合性实验，突出设计性和探究性实验的数目和质量。建立验证性实验、综合性实验、设计性实验和探究性实验的分层实践教学体系。实验教学内容要体现由易到难、由简单到综合、由注重传授基本方法和技能到注重创新能力培养的特点。实践教学采用与任务驱动教学模式相统一的项目驱动策略，在课堂教学中所设计的学习任务，应当包含了相关的实验内容。基于项目驱动的实验教学适合于综合性和设计性实验教学过程。
综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识，学生通过运用综合的实验方法和技术来进行问题求解的实验类型。开设这类实验是通过实验内容、方法、手段的综合，培养学生综合分析问题和解决问题的能力。在基于项目驱动的实验内容安排上，要把握住综合性、探索性的原则。综合性实验适合于计算机网络的底层通信与数据传输知识单元和网络互联与传输控制知识单元的实验设计。
设计性实验是一种小型项目设计实施的工程实验类型。它是指学生应用所掌握的知识，根据教师给定的实验题目、要求和实验条件，自主查阅参考资料、设计实验方案、选择实验方法和实验器材、拟定实验步骤并独立完成实验全过程的实验[5]。设计性实验的本质就是一种基于项目驱动策略的实践教学方法，其目的是使学生通过选定题目、查阅资料、设计方案、拟定实验内容和步骤，进行实验研究、实验总结和论证、完成实验报告等一系列过程，达到培养学生独立完成实验的能力和解决实际问题的能力。设计性实验适合于计算机网络的应用服务和信息安全知识单元的实验设计。
探究性实验是一种对学生要求更高的实验类型，它不仅涉及计算机网络一门课程的知识，而且涉及更多的专业基础课程和专业课程。探究性实验适合于部分优秀学生采取开放性实验申请的方式，在相关教师的指导下完成。探究性实验的本质就是项目驱动的实验教学模式。
5结语
笔者针对计算机网络课堂教学与实验教学方法改革与实践进行探讨，在分析课程3个层次教学对象的基础上，提出将“计算机网络”课程教学内容划分为四个知识单元，基于构建主义的项目任务驱动教学模式，进行不同知识单元的学习任务设计、分析、实施和评价，以达到学生主动学习的目的。基于项目任务驱动教学方法的改革核心是知识单元的任务构建、执行和评价，规范地设计知识任务和实验项目是今后研究和探讨的重点。我们将针对知识任务的规范化模板设计进行深入研究，以便更好地推进改革。
参考文献：
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[5] 姜琳,王学水,李培森. 以教学内容体系改革为核心,全面推进大学物理实验精品课程建设[J]. 大学物理实验,2011,24(1):97-100.
Teaching Methods of Computer Network Based on Project Task Driving
GUO Yinzhang, ZHAO Junzhong
(Institute of Computer Science and Technology, Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan 030024, China)
关键词：计算机网络原理;实践教学;关联性
一、传统计算机网络原理实践教学现状
计算机网络原理课程是计算机专业学生的重要基础专业课程之一，该门课程的学习效果会对学生后续专业课程的学习产生重要影响。由于计算机网络原理课程的理论性较强，教师在教授过程中通常采用“就理论谈理论”的方式，而计算机网络原理的实践课程，则多数依照配套辅助教材进行授课。配套教材大多只是有针对性地训练学生熟悉掌握相关网络命令，并利用常用抓取数据包软件对相关网络协议进行分析，目的是让学生理解和掌握该门课程，但是这种实践教学方式存在着诸多不足之处。
在计算机网络原理传统的实践教学中，教材相关配套实验课程的教学效果不明显。主要原因在于学生刚接触计算机网络原理课程，对该门课程很生疏，对于网络结构体系相关知识比较陌生，在没有良好的理论知识做基础的前提下，他们很难理解利用抓取数据包软件进行网络协议分析的真正含义，也会对计算机网络原理这门课程产生厌烦情绪，从而影响了教学效果和学习效率。
二、实践教学关联性创新
1.创新方案
综上所述，盲目按照教材配套实验教学方案进行授课，虽然可以指导学生在一定程度上理解和掌握计算机网络原理这门课程的相关理论知识，但是这种方法在实际的实践教学过程中很难达到良好的教学效果。因实践教学环节缺乏与其他计算机基础专业课程之间的联系，导致学生很难产生兴趣，这也直接导致学生对专业课程相关知识点的关联性的理解和掌握的不足。针对上述的不足之处，本文提出加强实践教学关联性的创新方案：实践教学不仅要与教材相对应，完成指导和锻炼学生掌握教材理论和实践能力的目标，更要考虑与其他课程知识的关联性，结合学生的学习情况，有针对性地选择和设计实践教学内容，才能加深学生对相关知识的理解，增强其对所学课程知识点的运用技巧。结合计算机网络原理课程的重要性，此次研究以计算机网络原理课程作为加强实践教学关联性创新实例。
2.加强实践教学关联性创新方案实例
实验内容：模拟实现网桥的自主学习算法。
实验目的：锻炼学生对数据结构知识的运用，加深其对自主学习算法的理解。
自主学习算法流程图以及实现的核心代码如下：
图1 自主学习算法流程图
以上的这种实践教学方法，打破了传统计算机网络原理课程实践教学环节中，抓包分析数据枯燥难懂的低效学习方式;根据自主学习算法流程图，运用程序实现自主学习算法，对于学计算机网络原理的学生，不但加深了对Mac帧结构模型的理解，对OSI体系结构模型以及在结构系统模型中数据通信过程有了更深刻的理解。学生在掌握一定的数据结构理论基础上，达到了锻炼动手编程能力以及加深对数据结构相关理论知识理解的目的，也使学生对于课程知识之间的关联性有了新的认识，对于计算机专业知识体系结构也有了更深刻的理解和掌握，为后续的计算机专业知识的学习打下了坚实的基础。
三、结束语
计算机网络原理是一门基础的专业课程，利用增强基础专业课程关联性的方法引入实践教学环节，让学生可以更好地理解和掌握专业知识的关联性，不仅提高了学生对本门课程理论基础的理解和掌握能力，也有利于学生建立计算机专业课程知识体系。培养计算机基础专业课程能力，是为了使学生能够更好地掌握构造计算机专业知识体系的有效方法，增加各个课程之间的关联性，有助于学生对专业知识系统的理解和掌握，这也是创建应用技术型大学对于学生的培养要求。只有使学生建立一个完整的知识体系结构，才能让学生真正做到学以致用，将来步入社会做一个对社会主义建设有贡献的人。
参考文献：
[1]曹利.《计算机网络》实验教学的分析和设计[J].计算机时代，2008（7）.
[2]谢希仁.计算机网络[M].北京：电子工业出版社，2003.
一、教学设计
1.教学目标本科阶段的课程教学一般偏重于了解和掌握理论与技术基础，其教授方法为“授之以鱼”，即重点是给学生讲述已有的经典解决方案和技术原理。而研究生阶段的教学则侧重于对学生研究与开发能力的进一步培养，其教学更注重“授之以渔”，即培养学生如何解决问题的思路和方法。因此针对研究生开设的“高级计算机网络”课程的教学必须以培养学生的研究和创新能力为目标来讲述计算机网络的相关原理，并使学生了解计算机网络领域研究的前沿问题、方法、进展和趋势，便于学生选择今后的研究方向，并为进一步的研究提供方法论的参考。
2.教学内容的组织归纳国内各高校研究生阶段的“高级计算机网络”课程的教学内容，发现通常分为两类。一类是沿袭“计算机网络”课程的内容以计算机网络的软件体系结构的分层架构为脉络，对其原理的讲述在深度和广度上进行提升，另一类是开设一系列的前沿技术专题讲座，以便学生了解计算机网络领域研究的前沿问题、方法、进展和趋势。上述两种授课模式各有优缺点，第一类讲授模式能够帮助研究生更加深入地理解计算机网络的体系结构及核心问题，但该课程课时较少（我校为27学时），无法完整和透彻地讲授该教学内容。第二类讲授模式能够帮助研究生迅速把握本专业的热门研究方向和研究问题，但课程内容的组织缺乏系统性，难以帮助学生把握课程的核心知识点。因此本课程的教学模式无法单纯遵从以上两种授课模式。本课程的教学目标是帮助研究生选择今后的研究方向，并为进一步的研究提供方法论的参考。因此教学内容既要反映计算机网络领域研究的主流和前沿问题，又要分析如何选择解决问题的方法和具体算法，以便既开阔学生的专业视野又培养学生的研究创新能力。经过研究确定了本课程的授课方式，拟定了计算机网络体系结构剖析、无线网络，P2P网络，云计算这四大模块为教学内容。
（1）计算机网络体系结构剖析。本科阶段不同专业学生的“计算机网络”课程的教学侧重点不同，特别是对工科类学生只是较浅显地介绍了计算机网络的体系结构的基本内容，并未涉及较核心的原理。而且在讲述和原理时，往往直接平铺直叙，即“是什么？”。为了培养研究生的解决问题的能力，该部分内容应侧重分析“怎么找解决方案？”。所以，仍然将计算机体系结构模块纳入“高级计算机网络”课程的教学范畴，但赋予新的教学思路。该模块的主要内容包括：计算机网络概述、物理层、数据链路层、介质访问子层、网络层、传输层、应用层等。（2）无线网络。随着有线网络技术的成熟，人们除了科技和商务需要外，日常生活也越来越依赖各种网络应用。无线网络安装方便，性价比高，成为当今网络发展的趋势。因此无线网络的相关技术已成为了计算机网络中的一个重要组成部分，作为研究生必须了解其技术的基本原理，以便为今后的研究方向的选择奠定研究基础。此模块的教学内容重点包括两部分。一是各无线网络类型的最常用和经典的实现协议介绍，二是各种典型的无线网络技术的基本原理。该模块的主要内容包括：无线局域网：IEEE802.11的协议；无线个域网：IEEE802.15和蓝牙技术；无线城域网：IEEE802.16d的技术；无线广域网：IEEE802.20的技术；移动AdHoc网络的技术；无线传感器网络的技术；无线Mesh网络的技术。（3）P2P网络。P2P网络的中文全称为对等网络（PeertoPeer，简称P2P），主要指前些年为了解决若干用户同时到服务器上下载音乐文件而造成的网络和服务器的重负荷而提出并设计实施的一种逻辑对等网，该网络目前已广泛应用于即时通信软件、下载文件软件、网络游戏软件、数据搜索及查询软件、协同计算软件中。鉴于该网络的广泛应用性，学生有必要了解P2P网络的基本原理。其次，P2P网络的实现原理中有不少巧妙、经典的解决方案，深入学习该网络的相关核心原理有助于学生开拓思路、启发学生的解决思路。该模块的主要内容包括P2P网络概述；第一代P2P网络：混合式P2P体系及代表产品BitTorrent的特点和原理；第二代P2P网络：无结构P2P体系及代表产品电驴的特点和原理；第三代P2P网络：结构化P2P体系及代表产品的特点和原理；P2P的核心机制等。（4）云计算。云计算是近年来研究的一种热点计算模式，它是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需求提供给计算机和其他设备。继个人计算机变革、互联网变革之后，云计算被看作是第三次IT浪潮，它将带来生活、生产方式和商业模式的根本性改变。云计算是分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等技术发展融合的产物。了解云计算的相关原理有利于把握未来计算机网络发展的趋势。该模块的主要内容是：云计算的概念、发展现状、实现机制、网格计算与云计算技术介绍；云计算理论的研究热点和体系结构研究、关键技术研究、编程模型研究、支撑平台研究等内容。
二、教学方法
本课程的教学采取教师课堂讲授、学生自主学习、课堂讲解与讨论相结合的方式。
1.课堂教学（1）类比启发式教学法。为了培养研究生的分析问题和解决问题的能力，课堂教学的重点不是直接陈述现成的原理和算法，而是重点分析如何寻找解决方案的思路，因此在教学中采用类比启发式教学法来完成该教学目标的实现。笔者将日常生活中的类比问题引入教学，让学生先思考生活中问题的解决方法，再启发学生自己提出计算机网络中相关问题的解决方案，既方便学生理解原理，又调用学生的积极性，训练了学生分析问题和解决问题的能力。具体类比启发式教学案例如下所述：提问：实现计算机网络通信的软件体系结构的理想5层结构是否可减少一些功能层次，比如有了数据链路层可否省略传输层？类比案例：处于甲地的A写信给处于乙地的B的整个通信实现过程。分析：通信步骤可分解为：1）A写信，具体内容、语言以及书写格式由A或AB协商确定。2）为保证信件一定被收到，A与B事先约定收到对方信件后立刻回信。3）A将信放入信封交给邮局。邮局按照收件人地址安排运送路线。4）为保证信件能正确到达目的地，邮局要求每个转接点均与前一个转接点签字确认。5）信件按照每一段选定路线由交通工具运送至下一转接点，一直传送到目的地为止。其中1）2）由用户完成。3）4）5）由邮局完成。2）4）分别是用户和邮局保证信息正确传输采取的手段，4）不能取代2）。与计算机网络通信软件需完成的功能对应可得出相应层次的主要功能。1）应用层。用户按照收发双方的约定对信息进行处理。2）传输层。用户采用相应手段保证收发双方信息的正确传输和接收。3）网络层。保证通信子网提供源点到目的点的数据传送（Packet）。实现路由选择、拥塞控制与网络互连。4）数据链路层。保证相邻两个连接点间（数据链路）无差错的数据传输。5）物理层。在物理线路上传输原始的二进制数据位。其中1）2）由用户计算机终端用户完成。3）4）5）由通信子网完成。传输层不能省略。（2）课堂讨论、自主学习。本课程的无线网络模块、P2P模块和云计算模块对于学生来说是新内容，为了培养学生的自主学习能力，先将模块中的教学要点公布，提供参考教材，然后指定部分要点或难点要求学生上讲台讲述，其他学生提问，教师最后再提问和讲评。
2.网络辅助教学平台和多媒体动态演示课件教学（1）网络辅助教学平台。为了弥补传统教学的不足，推进学生个性化自主学习，利用教学网站来辅助教学，可以打破传统教学时空的限制，让学生体验到自由获取知识的乐趣。笔者利用学校提供的课程中心网上教学平台，实现了协同的教学环境。模块有：课程简介、教学大纲、电子教案、教学进度、动态演示、课后思考、视频资料、课程互动。（2）多媒体动态演示课件。在前述网站中的动态演示栏目中的内容既可以是直接内嵌在网页上的动态演示构件，也可以是能下载至本地机的动态演示构件。动态演示构件是指通过编程方法制作完成的课件，演示内容并不是事先预备好的固定算法执行过程图片，而是参数由用户自己任意填入，演示内容能根据用户给予的参数自动变换绘出。该演示构件是一种较复杂和有效的原理或算法演示工具，让难弄懂难理解的概念或算法形象化、具体化，能更好地表达讲课内容，因此便于学生理解教学原理，达到事半功倍的效果。例如笔者专门为本课程的计算机网络原理部分编写了几个动态演示构件，以路由选择算法RIP和OSPF为例。在该演示构件中最上面的图形区，用户可以自己建立网络拓扑图。当点击鼠标左键，将自动在点击位置画出圆点（代表路由器）并命名，连续用右键点击两个圆点，则在两点间画出连线，开销值可由构件右侧的文本框的输入值来改动。指定源端路由器后，点击“开始”按钮，在图形区下端的文本区1中则按照用户选择的RIP或OSPF算法一边计算，一边显示计算的中间结果，同时在图形区把正在计算的路线变为红色来给用户提示。算法计算完毕，在文本区2继续计算各路由器的路由表，并将结果显示出来。
三、结束语
“高级计算机网络”课程作为计算机网络与通信领域的研究生核心课程，对该领域的科学研究与工程技术工作者至关重要。通过分析“高级计算机网络”课程在教学实践中的问题，笔者根据教学对象的实际情况和教学目标，对教学内容和教学方法进行了研究，力求培养学生分析问题和解决问题的能力，拓宽学生解决问题的思路，因此设计了计算机网络原理剖析、无线网络、P2P网络、云计算网络四个教学模块，并采用类比启发式教学法、课堂讨论、自主学习、网络辅助教学平台和多媒体动态演示课件教学等方法提高教学水平，通过实践，取得了很好的教学效果。在后续的教学实践过程中，笔者将不断对课程进行相应的改革创新，达到传授知识、提升能力的教学目标。
作者：袁健赵逢禹张艳单位：上海理工大学光电信息与计算机工程学院
关健词：课程教学；教学内容；教学方法；教学手段
中图分类号：G642 文献标识码：B
计算机网络是计算机和通信两个领域的交叉学科，内容极为复杂，涉及到以错综复杂的方式彼此交织的许多概念、协议和技术，是一门公认较难讲和难学的课程，因此很多教师都致力于改进计算机网络课堂教学和实验教学方法。我院“计算机网络”课程是国防科大精品课程、湖南省精品课程以及国家精品课程。为此我们积极开展了“计算机网络”课程教学方法研究，并在教学实践中予以贯彻。
1教学内容
计算机网络课程涉及到众多的概念、原理、协议和技术，而且这些内容以错综复杂的方式彼此交织在一起。为应对计算机网络在内容上的广阔度和复杂度，许多计算机网络课程教学通常都是围绕网络分层模型来组织的。这种分层的组织方式使得学生能够看透计算机网络的复杂性――他们在学习整个体系结构中某部分的独特概念与协议的同时，也看清了这一层的概念和协议在整个网络系统中所处的地位和作用，有利于学生从总体上掌握计算机网络。
在此基础上，我们认为计算机网络课程的教学重点应该放在网络的基本概念、工作原理，而不应该局限各种协议数据格式以及技术细节上。计算机网络课程的重点主要包括：分层与协议、网络体系结构、ISO/OSI参考模型、TCP/IP参考模型、以太网、无线局域网、TCP/IP协议族(含ARP、IP、ICMP、UDP、TCP以及IP路由协议等)、Socket编程以及典型网络应用。计算机网络课程的难点主要包括：网络体系结构和参考模型、IP路由协议、TCP差错控制、流量控制和拥塞控制、TCP/IP协议族各层协议之间交互等等。我们在机械工业出版社出版的“计算机网络”(第2版)也充分体现了计算机网络课程教学的重点和难点。
2教学方法
2.1 “自底向上”与“自顶向下”相结合教学法
传统上，一般我们是按照自底向上的教学方法，即从网络的最底层(物理层)一直到最高层(应用层)，依次介绍网络系统中每层的功能、使用的协议及其关键技术。但单纯按照自底向上的方法阐述计算机网络系统的基本概念和工作原理，学生缺乏对计算机网络整体上的把握，因此我们提出了“自底向上”和“自顶向下”相结合教学法。我们在计算机网络课程教学实施过程中，一方面采用自底向上逐层介绍计算机网络，同时还采用自顶向下的方法通过一些典型的网络应用(例如邮件发送和网页浏览等)来阐述计算机网络各层协议的工作原理及其交互过程。这种“自底向上”与“自顶向下”相结合教学法有利于学生在理解并掌握网络基本概念、工作原理和相关协议的同时，对网络系统的工作过程有整体上的把握，取得良好的教学效果。
2.2全景式教学法
针对计算机网络课程的特点，我们提出了全景式教学法。基于全景式教学法，学生可以从多个维度把握计算机体系结构，从多个平面了解计算机网络，从多个空间粒度上把握计算机网络技术，从宏观的时间角度把握计算机网络的演化和技术的进步，从微观的时间角度采用时空结合方法把握网络协议的设计，从工程、技术、科学和哲学层面全面把握计算机网络学科。运用“全景式教学”法不但能够收到良好的课堂效果，同时通过老师在课堂上的示例和方法的讲解，可以作为一种知识的学习方法，学生在未来的学习过程中同样可以用来比较快地把握新的网络技术的实质。
2.3案例教学法
为了加强学生对实际网络工作过程的了解，开阔学生的视野，在计算机网络课程的教学过程中，我们以中国教育科研网作为网络实例，讲解TCP/IP协议栈工作过程以及各种协议是如何交互的。在计算机网络课程的教学过程中，我们还经常将同轴电缆、光纤、以太网收发器、各种网卡、交换机、路由器等网络设备搬到课堂上，并现场组网；同时在课堂上现场给学生演示如何配置路由器和交换机，帮助学生更直观、更有效地了解和掌握交换机和路由器配置的原理和技术。更进一步地，充分利用科研优势，我们结合银河“玉衡”核心路由器、下一代互联网交换机等重点科研项目，将网络设备开发的思想与方法穿插到授课内容中。案例教学法一方面增加了加强学生对实际网络工作过程的了解，开阔了学生的视野；同时让学生了解如何做网络研究和开发工作的。
2.4自主研究式教学法
优秀的教师在教学中首先考虑的不是我想教什么，而是学生需要学什么。教的出发点和落脚点都是学，教师的教学始终围绕着学生的学习而开展。因此要求在教学过程中，让学生成为主角，掌握自己的学习，变被动为主动。为了加强学生创造性能力的培养，我们在讲授完计算机网络核心知识点后，即指定若干自主研究专题，要求学生组成研究小组(每组3～4人)，利用因特网和图书馆查阅资料，结合自己所学知识，开展某个专题的自主性学习；最后要求学生将研究成果在课堂上报告，教员进行点评并计入总成绩。这种教学法极大地调动了学生的学习积极性，既培养了独立分析问题、解决问题的能力，又培养了学生的团队合作精神和创新精神，提高了学生的综合素质。
3教学手段
为了提高计算机网络课程教学效果，我们在不断创新教学方法的同时，不断改进教学手段。例如，在计算机网络课程教学过程中，我们采用Packet Tracer软件来模拟跟踪网络报文经过路由器和交换机之后各个字段所发生的变化，让学生直观地了解和掌握了路由器和交换机对网络报文处理的过程。另外，在教学手段方面除了引入多媒体教学方式外，我们还投入了大量人力、物力开发了计算机网络课程辅助教学系统－NetDemo。该系统以动画为主，结合文字和图片，将问题的提出、解决问题的方法以及具体协议的工作过程通过动画生动形象地展现出来，这样既提高了学生的学习兴趣，又提高了教学效果。多年的教学实践表明，使用辅助教学系统可以达到寓教于乐、事半功倍的效果。同时，动画形式极大地丰富了教学手段、活跃了课堂气氛，激发了学生主动思考和创造的热情。
在课程实验教学过程中，我们让学生用EtherPeek或Sniffer软件实时捕获各种网络报文并对捕获到的网络报文进行分析研究，使得学生更直观地理解掌握各种网络协议和报文。
为了提高实验室的利用效率，增强实验的效果，我们提前将NetSim模拟软件发给学生，先让学生在模拟软件NetSim上熟悉路由器和交换机的配置方法和过程，最后才让学生到实验室在真实的路由器和交换机上进行配置实验。这样既提高了实验设备的使用效率，同时也提高了学生实验的效果。
为了巩固学生对重难点内容的掌握，我们开发了一套“计算机网络试题库”并分发给所有学生使用，每学完一个章节，学生可以自主组题对所学内容进行测试，以验证知识点的掌握情况并加以巩固。
为了提高学生学习的主动性，方便学生的学习，我们积极构建网络教学环境，通过网络教学平台和交流平台课程的教学资料并进行网上答疑、作业上交与批改等，该平台业已成为学生们学习网络课程的好工具。
4结论
计算机网络作为计算机和通信两个领域的交叉学科，内容极为复杂。我们针对计算机网络课程的特点，在教学内容、教学方法和教学手段等方面进行了教学改革，成果显著。
参考文献
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关键词：应用导向；计算机网络；教学方法
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）05-0047-02
1 提出应用导向的背景
根据国务院《关于加快发展现代职业教育的决定》，这意味着有大部分高校将实行转型，向突出应用为主的职业教育类型转。既然学校要转型，那专业的定位也要转型，相应的课程的教学方法也需要改变，特别是理论性较强的课程更需要改变其教学方法，让应用型本科的学生更容易学习、更容易接受和更容易将理论应用于实践。在这样的背景下，我提出应用导向的教学方法，以《计算机网络》为例，分析应用导向的课程设计思路和特点，并可将此思路应用到其他理论课。
2 理论课程的教学现状
理论课一般是专业的基础课程，是很重要的课程，同时也是很枯燥很难理解的课程。学生在学习的过程中，往往不够坚持，对理论课的掌握往往靠死记硬背的方式来应付考试，并没有或快速地将所学的理论知识应用于实际应用中，导致学完后对课程内容的理解不够深入、不够透彻。
以课程《计算机网络》为例，很多高校都选用谢希仁教授的第五版《计算机网络》1教材，该教材是以网络体系结构为主线，详细地介绍了OSI模型七层结构，并对音频/视频服务、网络安全、无线网络和下一代因特网等先进技术进行了简要的叙述。由于这本教材内容全面，内容由浅入深，通常是计算机类相关专业本科学生学习首选教材。尽管这样，老师们在上课的时候，用幻灯片讲解、分析相关原理，并布置作业让学生课后学习，还是有不少学生不能理解OSI体系结构、TCP/IP体系结构、加密等最基础的原理。
在有最好的教材、优秀的教师的环境里，为什么还会出现这种现象呢，我认为主要原因是因为这些内容确实太抽象，难以理解。怎么才能改变这种现象，让学习在学习的时候，对这些抽象的理论知识能直观地反映出来呢，最好的方法就是应用导向。
3 《计算机网络》应用导向的课程设计思路
什么是应用导向，应用导向就是用实际的应用去理解抽象的理论知识，并将理论知识应用于实践。以《计算机网络》为例，选用的教材是谢希仁教授的第五版《计算机网络》，介绍以应用导向的思路来设计课程。
3.1 《计算机网络》课程总体设计
《计算机网络》课程目标：按照计算机网络分层体系结为思路，学习计算机网络的原理和实践操作。学生通过学习OSI参考模型中物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层的协议，将深入了解网络的结构部件和工作原理，同时也会讨论网络安全、无线网络和下一代网络。
《计算机网络》课程的重点是理解OSI体系结构和TCP/IP体系结构，要让学生更好地理解体系结构，我们要借助一些如抓包工具、网络模拟软件等辅助工具。这些工具能够形象是将抽象的原理图形化，甚至可能产生一些动画效果，如Cisco Packet Tracer就通过动画的方式形象地演示网络数据包传送的过程。学生在学习的过程中，能更加轻松地学习，达到事半功倍的效果。
《计算机网络》课程应用导向的设计思路是：以课堂应用课堂理论课后应用为主线，先让学生在视觉上感知课堂所学知识，学会其应用，然后再分析其原理，做到知其然并知其所以然，再要求学生能将所学的应用技巧和理论知识举一反三，完成课后应用。根据这个思路，对《计算机网络》课程总体设计如图1所示。
3.2 《计算机网络》模块设计
课程内容是由概述、网络体系结构、物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层、网络安全、无线网络和下一代网络这十个模块组成。模块具体的学习目标设计如表1所示。
3.3 《计算机网络》部分应用效果
在这里，列举在教学过程中的一个分析应用层和传输层2实例，以便形象地分析数据包和协议地执行过程，并将所学知识应用于现实生活中。在整个教学过程中，使用终端、服务器、交换机和路由器组成的标准实验来学习和理解网络基本概念和原理，并将逐步提高其复杂性。
首先，准备用Packet Tracer仿真软件，构建一个简单的网络，并设置好IP地址，当添加简单的PDU时，它将出现在PDU列表窗口中，如图2所示。第一次发出ping消息时，将显示为Failed，而第二次发送ping消息将会成功，为什么会出现这种现象呢。
从实时模式切换到模拟模式（simulation）。确保Event Filter（事件滤器）设置为显示DNS、UDP、HTTP、TCP和ICMP。从PC 1A 的桌面打开Web浏览器。键入URL：，然后用 Event List（事件列表）中的 Capture / Forward（捕获/转发）按钮捕获DNS、UDP、HTTP 与TCP的交互的数据包，并分析其交互过程，如图2所示。
在捕获数据包中，可以通过在 Event List（事件列表中）时单击其 Info（信息）列或在动画中单击数据包信封两种方式检查数据包。查看事件列表中每个数据包内容（PDU Information（PDU 信息）窗口、Inbound PDU Details（入站 PDU 详细数据）、Outbound PDU Details（出站 PDU 详细数据））。通过跟踪数据包，并且使用 PDU Information（PDU 信息）窗口查看数据包的详细内容和各数据包的工作顺序，就能够学习HTTP、DNS等应用层协议与UDP、 TCP 的传输层协议，以及他们是如何协同工作的。
通过这样的动画演示，图形化界面的分析，学生对应用层相关的协议的工作原理、数据包的格式都有很深的印象，并且在操作过程中，还有一些故障需要排除，更加加深了学生对每个协议在现实生活中的应用，效果非常明显的。
4 结论
本课程的设计是依据谢希仁教授的第五版《计算机网络》教材的内容，利用多种辅助工具，形象直观地体现抽象的理论知识，为学生减轻负担，同时，也是理论应用于实践的具体表现。通过应用导向对课程进行设计后，使抽象的理论知识更加形象化。学生既可以看到以前比较难以理解的原理，同时还可以动手操作去应用这些原理，既轻松地学习了理论知识，也能够将理论应用于实践中通过实践表明，应用导向是解决抽象理论课程的重要手段。
参考文献：
摘要：本文以培养创新型人才为目标，探讨了新形势下计算机网络基础课程改革的思路，提出了“边学边干”的教学理念，阐述了在课程设置与教材建设、多元化教学手段、师资队伍建设等方面的探索与实践。
关键词：计算机网络基础；网络实验；教学改革
中图分类号：G642
文献标识码：B
近十年来，网络的应用越来越普及，根据网络建设的需要，各种网络设备随时可能用到。因此，计算机网络基础课程的教学就需要理论联系实际，结合最新技术发展及各种常用产品、网络需求来讲解，以此加强理论学习的效果。以目前常用的一些网络仿真软件、协议分析工具、结合网络实验室中各种网络设备的配置、调试已经成为大学生尤其是研究型大学学生学习、研究计算机基础网络基础课程的首选。这为大学计算机网络基础课程教学提供了更好的实验平台，但也提出了更高的要求。本文将主要讨论浙江大学计算机学院计算机网络基础课程教学改革的探索与实践。
1课程的培养目标
围绕着浙江大学以“知识、能力、素质”(KAQ模式)为目标的办学理念，浙江大学计算机学院计算机网络基础课程在专业培养目标中的定位与课程目标是：
(1) 以培养学生实际动手能力为宗旨，走“边学边干”的教学路线；
(2) 针对本学院学生理论基础扎实、英文功底强的优势，采用国外优秀的原版教材，旨在培养学生掌握最先进的计算机网络原理、协议及技术；
(3) 培养学生的“主动学习”兴趣与能力，在要求学生完成基本实验的基础上，鼓励、吸引学生积极参与与计算机网络相关的科研项目，激发他们的研究创新能力。
2课程内容与教材建设
2.1课程内容
在确定计算机网络基础课程授课内容时，我们积极跟踪国外最新的计算机网络相关教材，摒弃了传统网络课程中那些过时的知识，取而代之的是现代网络技术中越来越广泛使用的网络协议与实现技术。譬如，我们摒弃了传统网络课程中的IEEE802.4，IEEE802.5和ATM等内容，加强了IEEE802.11系列协议、MPLS、IPv6、网络安全等内容的介绍。这样，一方面可以充分利用有限的授课课时，向学生介绍最新的计算机网络原理与技术，另一方面可以提高学生学习计算机网络基础课程的积极性和主动性，从而达到良好的教学效果。
为了充分贯彻“边学边干”的教学理念，我们围绕网络基础课程中的重要概念、协议与相关技术，在基础课程中，设计了基于仿真环境为主的9个主题实验，内容基础实验主要涵盖：Windows和Linux环境下的网络命令的使用和分析、基于协议分析软件Ethereal进行数据帧(Ethernet)的获取与分析、路由器/交换机各种网络接口的配置、交换机和VLAN的设置、静态路由设置、动态路由协议RIP设置、动态路由协议OSPF设置、使用SOCKET编程实现mini FTP client/Server或聊天程序等的网络编程、使用协议分析软件Ethereal分析网络高层协议等实验。要求学生至少选择其中5个实验，完成实验报告。实验时，学生可以完成，也可以分小组进行，每个小组人数一般不超过3人，实验后要求学生安组提交实验报告及相应的代码。如果时间允许，还可以有选择性地安排部分小组在课堂上进行实践经验交流。
这些实验内容涵盖了计算机网络基础课程中的主要知识点。通过实验，一方面激发了学生学习网络技术的兴趣和主动性，另一方面又训练了学生分析问题、解决问题的综合能力，起到了非常好的效果。
为了达到最佳的教学效果，我们在计算机网络基础课程中将实验重点放在基于Windows、Linux和各种网络仿真软件上进行实验。在学生们熟悉了网络技术的基本原理和各种使用方法后，另外又开设了两门网络专业选修课：网络系统设计与工程、网络程序设计，分别为2.5学分和2学分。“网络系统设计与工程”课程注重学生在网络硬件设备(交换机、路由器、防火墙、无线设备等)上的动手能力培养，学院网络实验室配置了8组Cisco设备、8组华为3Com(现H3C)设备，每组实验配置4台路由器，2台交换机(其中1台3层交换机)、1台防火墙、1个无线AP及2块无线网卡。要求学生能掌握2种主流品牌网络设备的配置及组网技术。实验内容主要涵盖了Cisco CCNA和CCNP相关内容。“网络程序设计”注重培养学生网络编程的能力。课程主要讲解了网络程序设计的标准、实现和技术，重点介绍套接字接口，包括TCP、UDP和其他有关内容，通过实例使学生知道如何建立健壮的、高性能的网络系统。通过学习，使学生初步掌握网络程序设计的标准、实现和技术，能够使用套接字接口独立编写完成网络应用程序。
为了让学生真正能“边学边干”，在课程安排上，我们将“计算机网络基础”安排在春、夏两学期(浙江大学已对全校本科生、研究生全面实行四学期制)，将“网络系统设计与工程” 安排在夏学期，“网络程序设计”安排在秋学期。这样，学生在春夏学期有充裕的时间系统地学习计算机网络基础的基本原理，而在夏学期和秋学期，就可以根据个人爱好“边学边干”了，很好地贯彻了“理论知道实践，实践强化理论”的教学思想。
为了提高学生对上述课程的掌握程度，计算机网络基础课和网络系统设计与工程课全部实行双语教学。教材、课件、试卷、答卷全部要求用英语。
2.2教材建设
我们在不断跟踪国内外优秀计算机网络相关教材的基础上，确定了采用国外的影印版教材的思路。目前，本科生采用的是Andrew S. Tanenbaum的《Computer Networks》4th Edition (英文影印版)。我们认为，这是一套非常优秀的计算机网络基础教材，较好地跟踪了网络技术的发展现状。同时，我们也根据最新网络技术的现状，不断补充讲解相关新技术，以适应飞速发展的计算机网络及通信技术的演变。
由于目前国内尚缺乏适合我院教学特点的实验教材，本组教师在总结多年教学实验经验的基础上，编写了《计算机网络基础实践教程》、《计算机网络工程实践教程》、《网络实验指南》和《计算机网络实用教程》等多部教材，并把它们介绍给学生，作为计算机网络基础课程的参考书，扩大学生的知识面，并使学生对网络实验的重要性有更深的认识。以此丰富了课程内容，达到了很好的教学和实验效果。
3多元化的教学手段
围绕计算机网络基础课程的教学目的，我们开展了教学方式的大胆尝试，采用多元化的教学手段。
3.1灵活运用多种教学方法，培养和提高学生的学习能力
教学中强调个性化教学，开放式课堂。将师生的交流，从传统的课堂，拓展到课堂、网络讨论、电子邮件、实验室、机房。注重讨论式教学、启发式教学。在研究生(高级计算机网络)课程中，安排超过三分之一的课时组织讨论班。
教学方法和手段不拘形式，只要有利于教学目的，全部充分利用。目前采用的教学手段包括：多媒体教室、多媒体课件、网络课件、Internet、电子邮件、原版英文教材、双语教学、网上作业、网上答疑、BBS论坛、计算机网络资源网站等。另外，学生利用自备电脑查资料、做实验。推荐学生去公司实习、参加网络相关产品会、技术培训等，扩大学生的知识面。
网络教学环境方面，我们开发了适合网上学习的网络课件，已在校园网内部运行数年，提供课程资料、网络分析和仿真实验工具、学习资料下载、通知等服务。通过网络教学这一先进手段，大大提高了教学效率，营造了教师与学生之间良好的沟通氛围。
3.2教学中强调理论联系实际，强调教研结合
主讲老师都是学院的科研骨干。在完成计算机网络基础课程教学和实验的同时，带领学生参加到相关科研项目中去。这些项目包括网络编程、网络工程、嵌入式系统、集群计算等的研究和开发工作。这些学以致用的实践活动，不仅为学生学习网络技术创造了难得的机会，而且也提高了浙大计算机专业学生在研发能力方面的竞争力。
4教师队伍的建设
在保持高水平的教师队伍方面，我们采取的重要举措包括：
4.1“边教边研”，提高教师业务水平
担任计算机网络基础课程教学的教师是学院的科研一线队伍，基本上都承担了网络研究与应用、嵌入式系统、网络与集群计算、应用服务器等方向的科研项目。这些科研项目与网络技术紧密相关。通过这些项目的开发与研究，教师“边教边研”，在网络技术方面始终站在技术的前沿。
4.2加强教学经验交流，提高教学水平
课程组经常派教师参加全国高校计算机网络课程相关的研讨会、Cisco、华为等网络公司的技术研讨会等各类教学研讨会，学习、吸收同行的先进教学方法。
4.3竞争机制的引入
早在1996年，计算机网络基础课程教师就进行了较大的变动，以目前的课程负责人为主，通过公开试讲并由教学委员会表决的方式，成立了由充满活力、业务能力强的中青年骨干教师组成的课程教师队伍。10 多年来，教师队伍的建设始终坚持这样的竞争机制，适时地吸收在计算机网络领域业务能力强、学历高、教学认真负责的青年教师。
近几年，又引入了学生自由选择任课教师的机制，选课人数少的教师将暂停开课，这给任课教师带来了直接的压力。任课教师都投入了大量的精力，提升自己的业务水平。每个学期所在教学班上的学生和学院督导组将对教师进行打分，以评定教师的教学质量。
5结束语
经过十多年的探索与实践，计算机网络基础课程已成为浙江大学计算机学院的特色专业课。然而，计算机网络是一门实用性很强的课程，掌握最新计算机网络原理、提高对各种网络技术的实践能力，依赖于教、学双方的不懈努力和教学方法的不断创新。为适应新形式下我国信息技术加速发展的需要，计算机科学中的核心课程的教学必须大胆创新、敢于实践，开创创新性人才培养的新局面。
参考文献
[1] 陆魁军. 计算机网络基础实践教程[M]. 北京:清华大学出版社,2005.
[2] 陆魁军. 计算机网络工程实践教程―基于华为路由器和交换机[M]. 北京:清华大学出版社,2005.
非计算机专业计算机网络课程实践教学存在的问题
非计算机专业计算机网课程实践教学存在问题主要表现在以下几个方面：
一是对计算机网络课程实践重要性认识的不足。一直以来，任课教师普遍认为非计算机专业计算机网络课程重在进行基本的网络构建、互联网的使用等，其实践教学的实验环节主要应验证性实验为主，而验证性实验的内容又与理论存在脱节，实验不能对计算机网络基础知识理解提供支撑，这就造成了目前各种现代信息技术对计算机网络基础知识需求的矛盾。
二是非计算机专业计算机网络实践教学环境缺乏。目前高等院校中，由于专业设置和经费的原因，非计算机专业的计算机网络实验平台非常简单，基本上是将利用简单的网络设备（如交换机、路由器等）等将计算机连接成小型网络，不能随意更改，学生无法通过自己动手组建网络，达到更好地理解和掌握计算机网络基本原理网络通信技术、锻炼网络工程应用能力的目的[1]。
三是非计算机专业计算机网络课程实践教学体系存的问题。第一，计算机网络实验的学时数少，学生无法在实验过程中完成课程设计实验，动手能力差；第二，缺乏综合性、设计性的实践设计过程，学生无法完成大规模的网络实验。
四是非计算机专业计算机网络任课教师缺乏实践经验。从事计算机网络教学的大部分教师没有参与过大规模网络组建、管理，对大型网络形态和网络设备的缺乏感性认识，在实践教学方案的制定过程中会出现不合理因素，导致实践教学内容实现方法的错误。
非计算机专业计算机网络实践教学方法改革的原则和目标
1.指导原则
以培养非计算机专业人才进行相关现代信息技术研究所必需的计算机网络基础理论知识和技术应用能力为主线，结合培养计算机网络应用人才所必需的素质教育作为规划和设计实践教学方法的指导原则。
2.改革目标
优化非计算机专业计算机网络实践教学方法，增强计算机网络实践教学方法的创新理念。改变观念，让实践教学和理论教学处于同等地位和共同发展的位置，互为补充。理论基本技能和初步综合应用能力同步发展。
非计算机专业计算机网络实践教学方法改革的具体内容
1.优化实践教学体系，让实践教学和理论教学处于同等地位和共同发展的位置
计算机网络实践课程既是独立的，又是计算机网络基础理论的有益补充，在进行实践教学体系的构建时，把实践教学体系划分为三个层次：
一是基础理论实验，这层主要进行基础理论知识的验证，加强学生对网络体系结构、协议等抽象概念的理解；
二是基本网络管理和应用设计，这层侧重培养学生的组建网络，服务器、交换机、路由器的配置等实际技能；
三是大型网络设计，这层主要培养学生整体网络设计和构建的能力。
通过实践环节三个层次的划分，把理论和实践相辅相承的功能完全体现出来了，又可以实现以才施教，培养创新人才的目的。
2.利用现代信息技术手段解决计算机网络实践教学环境缺乏的问题
针对以上实践教学的三个层次，利用仿真技术、虚拟技术和真实设备来完成实践教学实验平台的构建。
（1）利用仿真技术解决基础理论实验平台
目前计算机网络的仿真手段和方法有多种，但目前比较流行的是开源的Sniffer、 Ethreal。还有某些厂家生产的专用网络仿真实验平台，例如吉林中软的计算机网络仿真系统。
Sinffer和Ethreal软件可以全面地仿真和监视网络协议数据，使网络行为透明化，可以达到网络协议、数据分析的目的，吉林中软的系统同时还可以编辑和发送网络协议包，分析网络协议原理，协助网络程序的编写和调试。覆盖了以TCP/IP为主的多种常见网络协议，对于一些较新的，如CIFS等协议也有所涉及。在实验过程中学生通过手动进行帧的编辑、IP报文的编辑，解决了学生对计算机网络基础抽象内容的理解，强化了对计算机网络数据流向的认识，从而把一门抽象的课程可视化。通过对网络状况的监控和对网络故障的仿真，学生对网络流量控制、网络故障发生的抽象原理的具体实现有了感性认识。实验方式以综合设计型为主，同时结合一些验证性内容，强调学生的实际动手能力和分析问题解决问题能力[2]。
通过在实验中采用计算机仿真技术很大程度上解决了计算机网络及理论教学的抽象性问题，真正达到了实践教学和理论教学的相辅相成的目的。
（2）利用虚拟机技术建立基本网络管理和应用设计实验平台
一是计算机网络配置虚拟机的使用。计算机网络实践课程中，有一个很重要的内容就是网络互联设备的使用，如交换机、路由器等。但是要建设一个30人的网络配置实验室（5组，每组2台路由器、2台3层交换机、2台二层交换机和6台计算机）至少需要30万元，但许多学校由于经费有限，只能购买一到两组设备，学生实训时实行分组，几个人一组，这样由于台套数不足导致实验时间过长和设备终端接入数以及网络设备配置的特殊性的原因，保证不了实训效果，我们采用了计算机仿真的方法，由于Cisco的设备在应用中还是占据主流位置，在实训时先让学生在电脑上利用Cisco的CCNP软件做虚拟实验，然后轮流安排学生到实际的网络设备上进行操作。该软件先根据网络拓扑结构设计出网络，然后对该网络中的设备进行配置。通过使用该软件可使学生掌握每一种路由器模式下的各条命令、路由器对网络配置的作用和交换机的配置。这样让所有的学生学会相关设备的操作。通过虚实结合，有目的地让学生在真实环境中进行操作，让他们对相关设备或网络环境有亲身体会，印象深刻。
这样，网络课程的实践教学环节就不仅局限在实验室，学生可在业余时间进机房进行虚拟实验，突破了时间空间的限制，使学生完全置身于开放的环境中进行学习，为学生提高实践动手能力提供机会。
二是计算机网络操作系统虚拟机的使用。由于实验室条件的限制，很难做到多操作系统并存的网络环境，为解决这个问题，采用Vmware虚拟机的虚拟网络功能。虚拟网络功能使学生可以通过设置来完成虚拟机之间、虚拟机与主机之间、虚拟机与主机所在网络上的其他计算机之间的网络连接，实现各种操作系统及网络实验，如系统的安装、服务器配置实验、网络的组建等。具体使用Vmware进行模拟网络实验的过程可以参考文献[3]。此外也可以充分利用支持复杂网络建模的Qualnet等。
3.依据现代信息技术的变化趋势，更新实践教学内容
在进行计算机网络实践内容设计时既要考虑专业特点、可操作性，又要考虑知识的更新，适应现代信息技术的发展。具体包括如下内容：
一是计算机网络基础知识实验内容。这部分内容主要是为强化基础理论知识而设计的，包括对数据链路层、网络层和传输层的典型协议的分析实验，还包括对计算机网络环境的监测和故障诊断等内容。
二是基本网络管理和应用设计内容。这层侧重培养学生的组建网络，服务器、交换机、路由器的配置等实际技能，包括：计算机网络工程、简单局域网的组建、网络操作系统的配置与管理；网络的设置与管理；网络数据库的安装调试、数据库的管理。
三是大型网络设计内容。这部分内容根据当年的计算机网络技术的发展进行布置，以适应网络发展的趋势。
4.改革课程考核方式，激发学生的学习兴趣
整合网络应用技术考核系统，利用实验室现有的硬件和软件资源，模拟企业网络应用系统。综合各种网络技术的独立考核系统。考核目的是运用已经学习过和部分未学习的计算机网络技术，独立地解决模拟企业应用中的计算机网络应用体系的实际问题，锻炼学生的独立思考、解决问题的手段和实战技能。
考核任务形式以小组为单位，每组4～5人，小组成员协同工作，在指定的时间内完成指定的任务并讲解技术要点。经过对学生进行多次综合实践考核验证，取得了预期的教学效果，不仅锻炼了学生的独立思考、设计、创新能力，也提高了学生解决问题的技能，增强了网络应用方面的知识。
5.解决非计算机专业计算机网络任课教师缺乏实践经验的问题
教师是进行知识传授的主体，教师的能力和阅历影响实际的教学效果，为提高任课教师的实践能力，积极采取措施，让教师参与校园网和其他的网络建设，提高教师设对规模网络组建、管理的能力，对大型网络形态和网络设备的感性认识，保证实践教学高质量的完成。
结束语
以上是本文对计算机网络实践教学方法的一些改革设想和实践总结，在东北林业大学电子信息工程系的计算机网络实践教学中已经取得了一定的效果，激发了学生对实验的兴趣和求知欲，巩固了课堂知识，促进了学生对课外知识的获取，拓宽了知识面，培养学生的创新能力、分析问题和解决问题的能力。
参考文献：
[1]刘彦宝.计算机网络课程教学改革与实践[J].黑龙江高教研究，2006（2）.
关键词：网络安全；教学改革；主动学习；任务驱动
一、引言
随着计算机网络的高速发展，人们对计算机网络的依赖性日益增强，越来越多的信息和重要数据资源存储和传输于网络当中，通过网络获取和交换信息的方式已成为当前最主要的信息沟通方式之一。计算机网络的使用平台涵盖了社会的各行各业，如电子商务、电子政务、网络银行等。然而，网络安全威胁也日益增多，黑客入侵、拒绝服务攻击（DoS）、分布式拒绝服务攻击（DDoS）以及计算机病毒的广泛传播使得网络安全技术成为了信息技术领域的重要研究课题。高等院校为了适应时代的发展，必须加强大学生对计算机网络安全技术的学习，培养出符合社会要求的新型网络安全方面的人才。
二、《网络信息安全》课程的教学目标
在现代信息化的社会当中，网络安全问题已成为各国政府普遍关注的问题。目前，国内的大部分高校都已开设了网络信息安全方面的课程。《网络信息安全》课程的目的，一方面是为了使学生掌握网络安全的基本原理以及保障网络安全的主要技术和方法，培养网络信息安全方面的专业全才；另一方面在于加强学生的网络安全意识，培养学生在实际工作和生活中解决一些网络安全问题的实用人才，使学生能够更好地满足社会和企业的基本要求。
《网络信息安全》课程的教学目标是使学生在已有的计算机原理和计算机网络原理等理论基础上，对网络信息安全方面的理论知识以及计算机网络安全系统有一个比较系统的、全面的了解。通过本课程的学习，使学生了解和掌握计算机网络信息安全的基本概念、基本原理和工作方式，了解设计和维护安全的网络及其应用系统的基本手段和常用方法，包括密码技术、IDS技术、网络攻击技术、PKI技术、常见的网络病毒与网络黑客的防范技术、实现安全服务的方法和策略以及如何构建一个网络安全体系。
三、《网络信息安全》课程的特点
《网络信息安全》是一门国家重点发展的新兴学科，它涉及到计算机、数学、通信、电子、物理、法律、教育等学科的交叉领域，它既可以说是附属于计算机学科，又可以说是一门独立的学科。《网络信息安全》这门课程注重理论与实践相互关联，其涉及的新技术、新概念、新问题以及新方法日新月异，发展极为迅猛。《网络信息安全》作为一门课程本身具有以下特点：
第一，知识覆盖面广，知识更新快。《网络信息安全》课程包括许多方面的理论知识：密码学、网络体系结构、防火墙、IDS（入侵检测技术）等，它又涉及到网络安全原理、网络安全标准、黑客入侵以及计算机病毒的防治等，范围非常广。与此同时，网络攻击手段与网络防范技术此消彼长，要想保证系统处于安全状态，必须要保证网络安全技术实时更新，才能更好地防患于未然。
第二，学生主体的多样性和复杂性。高校一般拥有计算机网络安全专业的学生和其他非计算机专业的学生，学习的主体具有多样性和复杂性的特点。计算机网络专业的学生是未来计算机网络安全维护的主要技术力量，需要深入理解、掌握并且能够熟练应用网络信息安全方面的知识。而非计算机专业的学生是面向社会的计算机实用性人才，一般而言只需要掌握计算机网络安全的基本知识，切实提高自身的网络安全意识。
第三，实践性强。学生要想掌握《网络信息安全》这门课程的基本原理和技术应用，不仅需要拥有良好的预备知识，例如计算机网络的基本原理、操作系统、数据通信等，还需要开展一定程度的实验课程。《网络信息安全》的课程不能离开实践，否则只能是纸上谈兵，让学生兴趣索然。例如防火墙的配置的实验，学生只有实际地动手操作，才能深刻地领会其工作原理，掌握其工作方式。
四、《网络信息安全》教学改革的探索
在新一轮的教学改革背景下，为了达到《网络信息安全》课程设置的目的，就必须改变传统的教学方法。针对《网络信息安全》课程的特点，必须在教学模式、教学手段、实验手段以及考核方式上进行变革。
1.教学模式的改革。在《网络信息安全》的课程当中，教师应该采用创新的教学模式，切实提高教学质量。在以往的传统教学模式中，教师常常“满堂灌”，学生只是被动地接受而缺乏主动地进行思考。因此，在《网络信息安全》的课程教学改革中，教师要积极推行启发式教学，在课堂上加强和学生的互动，充分调动学生的学习积极性，通过“启发式”、“互动式”、“案例式”以及“课堂提问”等形式，引导学生积极参与到课堂的教学当中，使学生积极主动地思考，提高学习质量。
2.教学手段的改革。《网络信息安全》这门课程中涉及的概念较为抽象，十分琐碎而又环环相扣，内容比较晦涩难懂，因此，教师必须采用一些现代化的教学手段，提高学生学习这门课的兴趣。针对计算机专业的学生和非计算机专业的学生，教师应选取不同的角度去阐述知识，划分不同的学习内容。随着计算机网络和多媒体技术的不断发展，教师可以充分利用多媒体和网络课程相结合的教学手段增强学生的感性认识和学习兴趣，利用幻灯片、动画、影片等更直观地呈现出所授的知识内容。这种教学手段有利于学生在有限的时间内学到更多的知识，能够实现以学生为中心的情景式教学方式，加强老师的教与学生的学的交流。在《网络信息安全》的教学过程中，教师应该尽量避免枯燥的文字解读，应多采用任务驱动法、案例法等进行实时教学。例如在教授关于黑客进行网络攻击的模块时，教师可以使用仿真黑客模拟工具的方法修改学生的计算机密码，让学生意识到网络安全的重要性，同时也使得课堂更富有实际意义。
3.实验手段的改革。高校首先需要对实验环境进行改进，《网络信息安全》的许多实践课程都需要在实验过程中才能更好地被学生所理解。因此，学校必须建立一个专门的计算机网络安全实验室，构建一个小型的局域网络，并且搭建专门的网络安全实验平台。其次，需要建立完善的实验室制度。《网络信息安全》的实验课程大都是对一些黑客软件的应用，由于黑客软件具有一定的攻击性，难以监控每一个学生的操作，所以在安排实验课程时要有严格的管理制度，要达到专人专机，建立严格的登记制度。对于黑客仿真软件的使用，教师要严格管理其使用过程，避免部分学生因为好奇心驱使而攻击一般网络。另外，高校可以在《网络信息安全》的实验教学中利用虚拟机技术来解决实验中所产生的网络安全问题。最后，高校可以在实验室中建立专用的安全工具资源数据库，以便于学生进行网络安全的自主学习和自由操作。
4.考核方式的改革。教师在设置《网络信息安全》课程的考核方式时，首先必须要明确大学教育的主要目标不是为了考试的高分，而是为了增强学生的各项技能，提高学生解决实际问题的能力，通过考核使学生对自己的能力有一个正确的认识，能够及时更正自己的学习方法和思维模式。针对《网络信息安全》这门课程的课程性质，教师应该以实际动手能力测验为主，以书面考试形式为辅进行综合测评考核。考核形式可以让学生通过团结合作或者分组讨论去完成一些网络安全维护的项目，将考核变成一个实际的操作任务，提高学生在处理网络安全问题时的能力，增加课程的学习乐趣，以此达到更好的学习效果。
五、结束语
随着社会的发展，信息安全技术必然会成为维护社会稳定的必要技术之一。因此，深入研究《网络信息安全》课程的改革方法，培养高素质、高能力的网络安全技术专才势在必行。《网络信息安全》课程的教学改革，不仅要提高学生对计算机网络安全的使用能力，而且要增加学生的社会竞争技能。针对不同需求的学生群体，高校应积极探索有效的方法对该课程进行改革，以此来加强网络安全课程的教学效果，提高课程教学质量，形成完整的计算机网络安全教学体系。
参考文献：
[1] 陈晓峰.浅析大学计算机网络安全课程教学改革[J].教育界，2013，（28）.
[2] 黄剑华，马婷.信息安全课程教学模式的探索与创新[J].科技信息，2012，（13）：226.
[3] 焦燕.高校计算机网络安全课程教学改革初探[J].管理学家，2014.
[4] 习军.高校计算机网络安全课程教学改革与探索[J].科学导报，2015.
[5] 尹少平.谈大学网络安全课程教学与实训[J].电脑知识与技术，2006，（20）.
关键词:基于应用;网络课程;教学改革
计算机网络技术被誉为是“近代最深刻的技术革命”。为了培养高素质的复合型人才,满足社会各行业对网络管理、网络建设及网络应用技术与开发人才的需求[1],很多高校为非计算机专业学生开设了计算机网络技术及应用课程,该课程也是教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会提出的大学计算机基础教学系列课程中的核心课程之一,该课程不仅要求学生掌握计算机网络的基本概念和基本工作原理,还要求学生具备很强的实践操作和应用能力,而对于非计算机专业学生来说,学习计算机课程的主要目标是“面向应用,突出实践”[2]。笔者根据自己多年从事计算机网络技术及应用课程的教学经验,以应用为目的,就其课程体系、教学内容、教学方法及教学手段的改革进行了探索与实践。
1构建基于应用的课程体系
随着计算机网络技术飞速发展,计算机网络课程体系也在相应地变化。现在,计算机网络课程有多种课程体系,蒋天发教授将计算机网络的课程体系分为以TCP/IP协议为主线的网络课程体系,以局域网为主线的网络课程体系,以Internet 网为主线的网络课程体系,以OSI协议为主线的网络课程体系,概论性的网络课程体系等[3],并对每一种课程体系的优缺点及适用对象进行了传述。吴功宜教授提出了从网络技术发展的三条主线构建网络课程的思想,编写并出版了适用于不同层次的系列教材,提出的三条主线是:ARPANET-TCP/IP-Internet 技术,PRNET-Ad hoc-WSN/WMN的无线网络技术与网络安全技术[4-5]。冯博琴教授主持的国家级计算机网络精品课程网站中将计算机网络教学总结成9个知识大类、3个层次的54个知识点和6个目的的31个技能点,等等。这些宝贵的教学成果与经验对我们研究计算机网络技术与应用课程的教学提供了很好的借鉴作用。
2从应用入手设计教学内容
由于“大学计算机基础”(简称“大基”)课程中已经学习了计算机网络的相关概念和互联网的基本应用,我们在设计教学内容时,以“懂”、“建”、“管”、“用”(“懂”是理解网络基本原理、相关协议和标准;“建”是掌握基本组建网络的工程技术;“管”是学会管理、配置和维护网络的基本能力;“用”是学会使用网络作为信息和管理的平台)现代计算机网络为教学目标,以TCP/IP网络体系结构为主线,以加强应用,培养能力为重点,结合西部高校学生生源的实际情况,针对各个专业的不同需求,对计算机网络技术及应用课程的内容和技能要求进行取舍和整合,减少了重复,对“大基”中讲过的内容,进行梳理、归纳总结性的讲解,摒弃了传统课程中那些过时的知识,取而代之的是现代网络技术中越来越广泛使用的网络协议与实现技术,如增加了应用广泛的无线网技术和网络安全技术。这样,一方面可以充分利用有限的授课课时,向学生介绍最新的计算机网络技术与应用,另一方面可以提高学生学习计算机网络基础课程的积极性和主动性,从而达到良好的教学效果。
计算机网络技术及应用课程具有理论性和实践性强、技术更新快等特点,加之教学和学习该课程时存在两种误区:一是计算机网络就是些概念,了解概念、会上网使用简单的网络软件即可;另一种是名曰强调应用,但把该课程降低到单纯的网络产品介绍。针对以上问题,笔者以生活中的网络为实例,按项目整合课程内容。把传统的章节内容归纳成模块化教学,每个模块都对应生活中的实际网络项目,将应用技术贯穿到实践中进行教学。
笔者按大项目和小任务组织教学与实践,逐步扩展,使学生在完成小任务的同时边学习边实践。
1) 项目一:构建小型网络[6]。
任务一:组建SOHO型网络。
任务二:构建办公(或宿舍)网络。
任务三:网络服务器的搭建。
任务四:小型网络的安全保证。
相关知识:计算机网络的定义、网络硬件组成、网络中设备的连接方式、TCP/IP协议与IP地址基本知识、常用网络测试工具、网络病毒及防治等。这些基本知识在“大基”中已经讲过,但仅介绍概念,大多数学生未接触实践。
2) 项目二:用无线网络完成项目一任务。
相关知识:无线局域网的基本知识、无线局域网硬件设备、无线局域网通信协议以及无线局域网组网模式等。
3) 项目三:构建园区网络。
任务一:多办公区之间的网络连接。
任务二:部门间网络的安全隔离。
任务三:网络的互联与互通。
相关知识:交换机的工作原理及级联技术、子网划分与子网掩码、VLAN技术及应用、路由技术与三层交换等。
4) 项目四:Internet接入技术。
任务一:ADSL接入技术。
任务二:校园网接入技术。
任务三:构建安全的校园网。
相关知识:Internet基本技术、家庭网络接入技术及ADSL技术及应用、宽带接入技术、路由协议与网关、防火墙技术及应用。
5) 项目五:网络应用系统的总体规划方法。
将这些项目与任务贯穿于教学的整个过程,使学生真正做到在学习过程中做项目,在做项目过程中学习,体现了“做中学、学中做”的教学理念
3从应用入手,积极探索多元化教学方法
传统的灌输式教学方式,即系统、完整、讲细、讲透的讲课方法,既枯燥乏味,又束缚学生的智力发展和能力提高,加之课程学时普遍减少,因此,如何激发学生的学习兴趣,启发学生的思维,发挥学生的创造性,是改进教学方法和教学手段的重点[7]。在教学过程中,以“懂”、“建”、“管”、“用”为目标,从应用入手,积极探索多元化的教学方法,并将多种教学方法与教学手段相结合。如:场景教学与兴趣教学相结合、启发式教学与讨论式教学相结合、任务驱动与案例教学相结合、演示教学与网络教学相结合、虚拟教学与实物教学相结合、理论教学与实践教学相结合等[8-10]。
兴趣是最好的老师,在教学中,只有激发学生学习的兴趣,才能调动学生学习的积极性。如在第一讲中,教师首先介绍计算机网络的重要性、发展趋势以及在现实生活中的具体应用,启发学生发言,谈谈自己使用网络的情况以及对计算机网络的理解,并互相交流,最后,教师总结归纳,给出计算机网络的定义。
