計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)初探論文(2)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)初探論文篇二
《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的思考與實(shí)驗(yàn)改革》
摘要：該文分析了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的特點(diǎn)，結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出用日常實(shí)際實(shí)例和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包捕獲軟件來(lái)幫助學(xué)生理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)理論;并提出網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況分別對(duì)待和采用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件和真實(shí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相結(jié)合的方式，滿足學(xué)生隨時(shí)隨地做實(shí)驗(yàn)的需要。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò);教學(xué)改革;數(shù)據(jù)包捕獲;網(wǎng)絡(luò)仿真
中圖分類號(hào)：G424教學(xué)文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2011)29-7212-02
隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)深入到人類社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，成為人類社會(huì)活動(dòng)的不可缺少的生活?yuàn)蕵?lè)、學(xué)習(xí)和工作手段。網(wǎng)絡(luò)是信息社會(huì)的命脈和發(fā)展知識(shí)經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)成為國(guó)家重要基礎(chǔ)設(shè)施。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用已成為影響一個(gè)國(guó)家與地區(qū)政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、科學(xué)與文化發(fā)展的重要因素之一。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程是大學(xué)本科計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)開(kāi)設(shè)的一門專業(yè)必修課，是國(guó)家教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)指定的計(jì)算機(jī)專業(yè)核心課程之一，也是計(jì)算機(jī)專業(yè)研究生考試的全國(guó)統(tǒng)考專業(yè)考試科目。但它與計(jì)算機(jī)專業(yè)的其它課程又有著很大的不同。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是多學(xué)科交叉的產(chǎn)物，它既是軟件和硬件的結(jié)合，又是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的結(jié)合，因此涉及到的專業(yè)知識(shí)很廣。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也是一門基礎(chǔ)性課程，很多課程的學(xué)習(xí)是建立在學(xué)生掌握了網(wǎng)絡(luò)知識(shí)的基礎(chǔ)上的，如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為軟件編程的基本環(huán)境。同時(shí)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，需要理論和實(shí)踐緊密結(jié)合。而近年來(lái)通訊技術(shù)的迅速發(fā)展對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)產(chǎn)生了巨大影響，使得計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中新技術(shù)、新名詞層出不窮，顯得知識(shí)點(diǎn)多且雜亂，沒(méi)有很強(qiáng)的邏輯性。學(xué)生學(xué)習(xí)完以后理不出課程的主線，獲得的是一些不能成型的散亂的知識(shí)點(diǎn)，而且對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)本身也理解的不透，更談不上融會(huì)貫通。
本文根據(jù)自己對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)多年教學(xué)的體會(huì)和對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的認(rèn)識(shí)，就計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這門課程的特點(diǎn)、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)等方面做出分析和研究，總結(jié)了幾點(diǎn)體會(huì)。
1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題
1.1 課堂教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)
在一般的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)活動(dòng)中，多以O(shè)SI參考模型為基礎(chǔ)，結(jié)合TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議族，講述網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)、協(xié)議和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中很難將學(xué)到的抽象理論知識(shí)與實(shí)際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用聯(lián)系起來(lái)。如，對(duì)于協(xié)議的講解與分析，目前只是把協(xié)議設(shè)計(jì)的相關(guān)原理及其封裝格式給學(xué)生介紹清楚，但是現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包究竟是什么樣子，學(xué)生搞不清楚。而且，這部分內(nèi)容這樣講來(lái)就比較枯燥乏味，造成學(xué)生理解起來(lái)很困難。如果從網(wǎng)絡(luò)上捕獲數(shù)據(jù)包，結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)給學(xué)生講解，教學(xué)就會(huì)生動(dòng)很多，也能夠更加吸引學(xué)生，幫助他們理解這些枯燥的理論與格式等。
1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不理想
實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不好主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1) 對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)不足。一直以來(lái)，人們觀念中的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)主要是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)課依附于理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不系統(tǒng)，隨意性大，形式松散，結(jié)果使學(xué)生普遍存在理論與實(shí)踐脫節(jié)，不少學(xué)生修完了課程，拿到了高分，但對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的理論知識(shí)認(rèn)識(shí)并不深刻，尤其在實(shí)際應(yīng)用中不能學(xué)以致用;
2) 對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境依賴性很高。目前高等院校中，網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如交換機(jī)、路由器等。但是，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)受限于實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的時(shí)間和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的軟硬件限制等，學(xué)生不能隨心所欲的自由做實(shí)驗(yàn)。
3) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排不能與學(xué)生的能力和愛(ài)好相結(jié)合，不能充分激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性。目前的實(shí)驗(yàn)基本上都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，老師提供的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書把實(shí)驗(yàn)步驟和正常實(shí)驗(yàn)結(jié)果都描述的非常詳細(xì)，學(xué)生只要按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書來(lái)做，基本上沒(méi)有什么問(wèn)題。這樣雖然提高了實(shí)驗(yàn)的效率，但不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，對(duì)于有志于從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工作的學(xué)生不能起到很好的鍛煉。
2 教學(xué)方法的探討
2.1 課堂講解結(jié)合日常應(yīng)用
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的很多知識(shí)都是比較枯燥，特別是有大量的概念需要介紹，但這些知識(shí)在我們使用計(jì)算機(jī)的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)使用，因此可以將實(shí)際應(yīng)用和理論知識(shí)結(jié)合起來(lái)，使得更易理解與實(shí)踐，更貼近我們的生活。例如：在講到IP地址時(shí)，我們可以打開(kāi)網(wǎng)絡(luò)連接，查看其TCP/IP屬性，設(shè)置IP地址、子網(wǎng)掩碼和默認(rèn)網(wǎng)關(guān)等。由此可以結(jié)合實(shí)際講解IP地址的長(zhǎng)度、點(diǎn)分十進(jìn)制表示方法和子網(wǎng)掩碼的作用，以及默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的作用等。或者使用ipconfig命令在DOS窗口查看網(wǎng)絡(luò)實(shí)際配置，結(jié)合查看結(jié)果講解上述部分知識(shí)。又如在講ARP時(shí)，學(xué)生不知道IP地址和MAC地址究竟是一種什么樣的關(guān)系。我們就可以馬上在教學(xué)計(jì)算機(jī)上用Windows命令arp-a查看ARP表，分析其結(jié)構(gòu)，甚至結(jié)合校園網(wǎng)中常見(jiàn)的ARP病毒來(lái)分析其漏洞等。當(dāng)講到路由原理的時(shí)候，課堂上沒(méi)有實(shí)際路由器可以給學(xué)生展示其路由表等，我們可以以Windows本身的路由表作為實(shí)例，給學(xué)生講解路由的過(guò)程，這樣把枯燥的理論知識(shí)和身邊的實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，學(xué)生更易于接收，也更易于驗(yàn)證課堂所學(xué)。
2.2 充分利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包捕獲軟件
網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包捕獲軟件可以捕獲網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，查看其封裝格式和數(shù)據(jù)等，是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析的有力武器。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包捕獲軟件，我們可在課堂上實(shí)時(shí)捕獲在教學(xué)機(jī)上的數(shù)據(jù)包，這樣可以形象直觀地讓學(xué)生觀察各層協(xié)議單元的報(bào)文結(jié)構(gòu)。從數(shù)據(jù)鏈路層到應(yīng)用層，每一層的數(shù)據(jù)封裝格式都清晰的展示出來(lái)，有利于學(xué)生對(duì)分層的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的理解。同時(shí)，每一個(gè)協(xié)議的每一個(gè)字段及其值也清晰的顯示在屏幕上，就把枯燥死板的協(xié)議格式與實(shí)際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用結(jié)合起來(lái)了。
同時(shí)，利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包捕獲軟件，我們可以獲得一次網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程的所有細(xì)節(jié)，這有助于學(xué)生更好的理解信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳遞和對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信的整體把握。例如，講到TCP協(xié)議通過(guò)三次握手建立連接時(shí)，用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包捕獲軟件捕獲TCP通信的整個(gè)過(guò)程，把建立連接的3個(gè)數(shù)據(jù)包提取出來(lái)給大家分析，則課堂內(nèi)容更充實(shí)也更生動(dòng)。如要讓學(xué)生掌握瀏覽網(wǎng)頁(yè)過(guò)程中網(wǎng)絡(luò)通信的詳細(xì)過(guò)程，則可以首先在DOS窗口下使用命令A(yù)RP –d * 清空ARP表，然后在IE瀏覽器地址欄輸入域名，則網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析軟件把主機(jī)參與的每一個(gè)數(shù)據(jù)包都捕獲下來(lái)，清楚地展示出主機(jī)如何通過(guò)廣播獲取網(wǎng)關(guān)的MAC地址，與DNS服務(wù)器通信獲取目的主機(jī)的IP地址，TCP協(xié)議建立連接，HTTP協(xié)議獲取網(wǎng)頁(yè)文件，直到最后關(guān)閉TCP連接。這一個(gè)例子就可以把數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層的相關(guān)協(xié)議結(jié)合起來(lái)，學(xué)生很容易就有了數(shù)據(jù)包如何在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)恼w概念。
3 實(shí)驗(yàn)的安排
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，很多理論需要用實(shí)踐來(lái)驗(yàn)證才能得到更好的理解。同時(shí)，所有實(shí)驗(yàn)都是驗(yàn)證性的，不利于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性;學(xué)生的實(shí)驗(yàn)只能在實(shí)驗(yàn)室完成，不能充分利用學(xué)生的課外時(shí)間。因此，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)形式可以進(jìn)行如下改革。
3.1 對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分層設(shè)計(jì)
由于學(xué)生個(gè)體差異和興趣不同，部分學(xué)生掌握大綱要求的內(nèi)容即可，但部分學(xué)生能力較強(qiáng)或?qū)τ?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有濃厚的興趣，則可以發(fā)揮他們的創(chuàng)新精神，自主設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一些實(shí)驗(yàn)。因此，大致可以分為兩種類型：一種是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn);另一種是設(shè)計(jì)性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過(guò)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，可以培養(yǎng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)操作的基本技能，同時(shí)，也對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)。但是，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)只是對(duì)課堂上所學(xué)知識(shí)的一種重復(fù)，它對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力無(wú)能為力。開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行自主設(shè)計(jì)，發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新精神，進(jìn)一步提高學(xué)生的自學(xué)能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
在開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)前，提前公布基本實(shí)驗(yàn)大綱，學(xué)生可自由結(jié)合，組成學(xué)習(xí)小組，探討是否可以對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一定程度的改良或改善。另外，學(xué)生也可以根據(jù)自己在理論學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并憑借自己的知識(shí)和能力自主完成實(shí)驗(yàn)。
3.2 真實(shí)設(shè)備與仿真軟件相結(jié)合
目前，網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容都是在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室完成，但實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備資源畢竟是有限的，學(xué)生不能隨時(shí)隨地的使用。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備一經(jīng)確定，其特性、功能等基本固定下來(lái)，實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不一定能完全滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)的需要。而網(wǎng)絡(luò)仿真軟件的使用則可以為我們解決上述問(wèn)題。Windows 系統(tǒng)下的Packet Tracer和GNS3，Linux系統(tǒng)下的NS2等仿真軟件都是非常優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)仿真軟件，可以作為對(duì)真實(shí)設(shè)備資源不足的良好補(bǔ)充。
4 結(jié)束語(yǔ)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其理論性和實(shí)踐性都非常強(qiáng)。因此，我們應(yīng)采用多種教學(xué)手段和方法，使課堂教學(xué)更生動(dòng)，實(shí)驗(yàn)效果更突出，最終使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有更深層次的理解.熟練掌握相關(guān)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)本身涉及的技術(shù)較廣，本文把計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程作為學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的理論基礎(chǔ)課和入門課程來(lái)探討它的教學(xué)方式和實(shí)驗(yàn)安排，提出作者的看法供同行探討與斧正。
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