高职计算机网络课程实验教学探究.docx

高职计算机网络课程实验教学探究 石帮荣【摘 要】本文论述高职计算机网络课程实验内容主要包括验证性实验、设计性实验、综合性实验，提出高职计算机网络课程实验教学策略：搭建实验教学环境，优化实验教学模式和实验内容，注重反思性教学法的应用。【关键词】高职院校 计算机网络课程 实验教学G A0450-9889（2018）07C-0167-02计算机网络课程是高职计算机专业的核心课程，教学内容比较空洞、抽象，不仅涉及大量的概念、定义以及协议，而且实践性和实用性较强，对学生独立组建、维护和管理网络的能力要求较高，仅仅通过传统课堂教学很难以让学生全面理解和掌握，而实验是内化知识的有效途径，有助于学生不断优化认知结构，逐步深化对理论知识的理解。因此，在高职计算机网络课程教学中，探究网络课程实验教学手段和方法具有重要的意义。一、高职计算机网络课程实验内容由于相当数量的高职院校网络实验设备、师资力量有限，课堂理论知识与实验脱节，加之实验学时较少，使得各个高职院校开设的计算机网络课程实验有所差异，但概括起来，高职计算机网络课程实验主要包括以下三个方面。（一）验证性实验。为了让学生能够充分形象地理解理论知识，其实验主要以验证网络的各种协议为主。例如，IP地址分类与数据包组成、HTTP协议、WINDOWS网络应用等。（二）设计性实验。为了让学生熟练掌握SOCKET编程的基本方法，掌握UDP及TCP协议工作原理，应用C语言、Java进行简单的面向连接的网络程序设计，其实验主要以SOCKET套接字进行网络程序设计。例如，建立网络API函数库、编写C/S程序、设计时钟同步协议等。（三）综合性实验。为了提高学生的实践技能，让学生更好地应用网络知识，其实验主要以基础实验和高级实验为主，其中前者主要包括TCP/IP诊断实用程序、常用网络服务的配置及操作等。后者主要包括监听和分析网络数据包、配置虚拟局域网、IP流量管理和安全控制配置等。二、高职计算机网络课程实验教学策略（一）搭建实验教学环境。针对实验教学中设备类型单一、数量不足等问题，教师应充分利用仿真和协议分析软件。在具体网络课程实验教学实践中，教师应帮助学生在自己的计算机上安装Packet Tracer、VPCS、GNS3、Virtual Box等常用仿真软件，应用这些软件组织学生学习，一方面不会出现物理故障，有效节约课堂时间，另一方面也为学生课外随时进行实验提供了可能，有效增加了实验操作和练习的时间。同时，还要使用Wireshark、tcpdump等常用协议分析软件对网络中传输的数据包进行分析，深入理解和掌握网络协议的工作原理。例如，在组织学生组建无线局域网、校园网、小型企业网等方案时，笔者常常利用Packet Tracer、GNS3 以及相关组件搭建实验教学平台，并指导学生利用Wireshark协议分析软件对TCP/IP 协议栈进行抓包分析。（二）优化实验教学模式。仅仅依靠传统课内实验已经无法满足计算机网络课程实验教学的需要，因此，教师应采用“课内+课外”的模式开展实验教学，对于验证性实验采用课内教学模式，对于设计性和综合性实验采用课外教学模式。1.课内教学模式。课内教学主要分为准备、上机以及总结三个阶段。首先，在准备阶段，教师应根据教材内容设计出实验任务、实验步骤以及思考题等，并组织学生预习实验内容，熟悉实验目标和过程。其次，在上机阶段，教师应根据学生实验预习情况以及自己对历届学生实验过程中易出现的操作步骤进行演示，并对重难点知识讲解。最后，在总结阶段，教师应让学生根据实验情况写出实验报告，谈谈自己的实验感受和收获，并组织学生进行自评、互评，分析和总结实验效果。2.课外教学模式。首先，教师应根据教材内容提出具有综合性和探索性的实验任务，并有针对性地提供一些参考资料。然后，组织学生利用所学知识设计出实验方案，对于一些不切实际、设计不够科学合理的方案，教师应及时给予个别化指导。最后，教师对实验项目完成情况进行检查和评价，对于完成实验过程中出现的问题组织学生探讨。（三）优化实验内容。高职计算机网络课程实验内容较多，加之课堂教学时间有限，致使学生无法在课内完成所有验证性实验，而如果过多占用学生的课外时间，则会无形中增加学生的压力。因此，教师应结合专业课程体系和教学内容，有选择性地选取和整合实验内容，最大限度地达到用少量实验项目掌握更多网络技术的目标。1.对于涉及多个课程的重复内容，教师应根据专业课程体系适当地删减实验内容。以计算机网络技术专业为例，该专业主要开设Linux系统应用、Java、信息安全技术等课程，其中Java包含了Socket编程实验，信息安全技术主要包含了数字签名实验、密码体制等内容，对于这些内容，在计算机网络课程实验教学中教师应不再将其作为实验教学内容。2.根据教学的重难点知识有选择性地选取和整合实验内容。例如，在网络层实验教学中，其教学的重点是理解CIDR、IPv4协议、ARP协议、ICMP协议、RIP协议等，教学难点是划分子网、IPv6 协议等。由于OSPF协议与路由器上配置RIP步骤相差不大，但相比RIP的距离值，OSPF的链路开销值较为复杂，所以，在选取OSPF协议时应将RIP协议的配置包含在内。同时，在分析ICMP、IP、ARP协议时都可以使用Wireshark和GNS3软件，所以，可以将两台路由器相连构成实验拓扑。此外，ICMP数据包是TCP/IP协议族的一个子协议，在课内实验时，应将分析ICMP、IP、ARP协议的实验合并，在课外实验时，应将划分子网、NAT合并。其优化后的实验项目如表1所示。（四）注重反思性教学法的应用。计算机网络实验教学的难度较大，常常会遇到众多问题，因此，为了有效提升实验教学实践的效果，教师应注重反思性教学法的应用，即按照“计划行动观察反思”的思路有序推进。例如，在组织学生研究OSPF协议实验教学中，按以下步骤实施：其一，根据课内实验的要求设计实验项目，建立如图1所示的OSPF实验拓扑图，设置PC1、PC2的IP地址和网关，配置路由器R1-R6的IP地址、配置OSPF协议，查看R1的路由表，测试PC1与PC2是否通信正常，并让学生思考PC1到PC2的ICMP报文经过了哪些路由器。然后，改变R2与R5的两个端口的链路开销值为150，观察R1路由表的变化，将Packet Tracer切换到simulation模式，在PC1上ping PC2的IP地址，观察ICMP报文的传输路径，并让学生思考采用什么办法让PC1到PC2的ICMP报文只经过R3，不经过R4。其二，讲解实验内容和配置命令，指导学生上机实验探究，并观察实验过程中出现的问题。例如，子网掩码设置错误，PC1与PC2不能通信、无法计算OSPF的链路开销值等。其三，反思存在的問题。针对上述存在的问题，组织学生分析产生上述问题的原因，即一是将OSPF开销值等同于RIP的距离，未能正确理解OSPF 链路开销的度量方法。二是设计的路由器个数过多、子网掩码的位数不统一以及网段太多。其四，提出具体改进方案。在分析上述原因后，笔者组织学生将区域标识由点分十进制表示改为由一个十进制数表示，统一网络号为16位，并将路由器减少至4个，网段减少至4个其优化改进后的OSPF实验拓扑图如图2所示。图2 优化改进后的OSPF实验拓扑图总之，在高职计算机网络课程实验教学中，教师应把实际操作和应用作为第一要务，充分利用仿真和协议分析软件搭建实验教学平台，不断优化实验教学模式和内容，并针对实验中出现的问题，有针对性地实施反思性教学，只有这样，才能不断提高高职计算机网络课程质量。【参考文献】1覃光明.高职计算机网络课程实验教学改革的探讨J.广西教育，2011（10）2余宏，胡晓蓉，李德鑫.高职计算机网络课程实验教学改革探究J.现代计算机（专业版），2016（3）（责编 黎 原） -全文完-