面向卓越工程师的计算机网络实验课程教学改革

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摘要：本文主要探讨面向“卓越工程师”的计算机网络实验课程教学改革，从培养“卓越工程师”的角度，对计算机网络课程实验的教学方法与组织形式设计、实验教学内容设计和实验考核方式设计等三个方面展开研究。在教学方法与组织形式方面，以互动的教学方式替代传统的说教传授方式。在实验教学内容方面，更新实验内容，增加综合性和设计性实验。在实验考核方式的改革方面，将计算机网络实验课程设置为独立课程，加重平时成绩在综合成绩中的比例。通过对计算机网络实验课程的教学改革，提高学生对计算机网络的实践能力、组网的综合设计水平和网络设备管理与维护水平，从而培养面向“卓越工程师”的工程性应用技术人才。

关键词：卓越工程师;计算机网络;实验课程;教学研究

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）07-0081-02

“卓越工程师教育培养计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010―2020年）》的重大改革项目，是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措[1，2]。“卓越工程师教育培养计划”旨在采用适合工程化人才培养的教育理念和教学理论、创新的教学模式和教学方法，培养面向工程实践的应用型人才。“卓越工程师教育培养计划”的出现给正在进行本科计算机专业人才培养模式改革的地方院校指明方向，对高校开展更深层次、更紧密的教学改革提供契机[3，4]。

计算机网络是计算机专业必修的一门专业核心课程，兼应用性与理论性于一体，开设该课程的基本目的是培养学生的计算机网络实践能力和创新能力。但是在当前“卓越工程师”培养计划的背景下，计算机网络课程面临着重大改革。传统的课程教学更加注重理论知识的学习，但即使学生掌握大量的理论知识，却不能在实际工作中得到实践和应用。因此，如何在进行基础理论教学的同时，体现应用型人才的培养要求，以及探索一条科学的计算机网络实验课程体系、教学内容和教学手段的改革之路，成为摆在高校教学工作者面前的一个紧迫课题。本文结合自身的教学实践，就如何构建“卓越工程师”背景下的计算机网络实验课程体系进行研究和探索。

一、计算机网络课程实验教学中存在的问题

目前，国内外高校普遍开设计算机网络课程，学生一般从传输媒体等网络基础开始学习，然后学习网络管理，最后学习网络安全。传统的计算机网络课程教学注重理论知识的学习，学生除了学习各种与网络相关的概念、原理和协议外，还要进行大量的实物动手操作，才能更好地理解理论知识和掌握实践技能。但在“卓越工程师”的背景下，现阶段计算机网络实验教学环节中还存在一些问题。

1.实验教学内容不够全面，较为陈旧，与社会应用发展实际不相适应。

2.实验组织形式单一。实验课程的开展一般局限在实验室课堂上，教师讲解和演示实验，学生动手操作，教师巡视并给予帮助，最后提交实验报告。学生在这种教学形式下，创新意识得不到发挥，实践能力也不能获得有效提高。同时，教师精力有限，不可能对每一个学生的实际需要进行解答指导，学生遇到问题时寻求帮助的途径有限。

3.实验过程本身的局限性。对一些只能看到实验结果，无法观察到实验过程的网络现象，无法通过传统的实验手段进行观察，比如网络分层原理、层与层之间的数据通信、数据报分片及分片封装等。

4.实验室硬件设施欠缺。许多学校由于资金导致网络实验室硬件环境根本不能满足所有实验内容的要求，许多高校的网络实验室设备有限，不能满足所有学生同时进行实验。

因此，本文拟从培养“卓越工程师”的角度对计算机网络课程实验的教学方法与组织形式设计、实验教学内容设计和实验考核方式设计等方面展开研究。

二、教学方法与组织形式的改革

传统的计算机网络实验课程教学方法，主要是以教师为主、学生为辅的讲授方式，常常是教师简单介绍实验的基本原理，并且将实验的主要内容示范一遍，然后学生根据教师的示范内容重新做一遍。这种方式，实现起来虽然很容易，但是却大大地限制学生的动手能力和创造能力，不能充分调动学习积极性。和以前的教学方式不同，本文提倡互动的教学方式。互动的教学方式强调以学生为主，教师为辅。在教学过程中，重视激发学生的学习积极性，培养创造力和团队协助能力。传统的计算机网络实验课程组织形式，主要是通过课堂形式进行讲授。本文提倡教学过程中要拓展传统的课堂形式，使实验课程不再局限于实验室。实际上，学校的很多资源可以作为传统课堂的补充，例如，学校的信息中心、校园网中心、学生宿舍等。在讲授局域网组网技术这一部分的实验内容时，除了让学生完成既定的实验内容外，还可以组织学生参观学校校园网中心，了解实际网络的拓扑结构和组成原理。

通过这种方式，学生可以更加直观地了解局域网组网技术，借助教师布置的课后作业，在宿舍动手组建小型局域网。另外，教学过程中，可以尝试通过不同方法激发学生的主动能动性和创造力。例如，在教学过程中，考虑通过角色变换来激发学生的学习积极性。由教师确定实验教学主题，让学生自由分组，以组为单位完成相应实验教学内容的自学。同时，要求各组将学习内容自制成PPT，在课堂上向大家讲述，然后全班一起讨论，比较各组的学习结果。最后，教师负责总结和打分。通过这种方式，每个学生都能积极参与，将枯燥的课堂变得生动活泼。这种教学方式，不但培养学生的动手能力，而且提高了他们的演讲和团队协作能力，可以说是一举多得。

三、实验教学内容的改革

随着IT的不断发展，新的计算机网络技术层出不穷，比如物联网技术、车联网技术等。如果计算机网络实验的教学内容一成不变，显然无法适应市场的变化需求。因此，计算机网络实验教学内容亟须更新[5]，特别是将一些最新的计算机网络技术融入计算机网络综合实验中。本文考虑在传统的计算机网络实验中，适当地增加一些综合性和设计性的实验内容。目前，常用的计算机网络实验课程大致分为8个实验[6]，这些实验基本上是关于计算机网络协议的验证性实验，综合性与设计性的实验内容较少。本文通过对当前就业市场的分析，结合计算机网络技术新的研究方向，考虑增加一些综合性和设计性的网络实验，实验项目分别为对等网实验、Sniffer网络协议监控实验和校园网设计等。这些增加的实验课时数在4～8个，一部分可在课堂内完成，另一部分可以要求学生在课外完成。

为了培养学生组网、管网和用网的能力，以及培养学生解决企事业单位网络设计、规划、管理和维护的实践能力，本文考虑在计算机网络实验课程中增加课程实训，建立真实的实训环境，实现企业案例进实践课堂。学校和学院负责事先联系好实训基地，教师负责带队，以班级为单位组织参观实训公司的网络布线和网络设计规划，对公司的网络规划提出改进方案。针对公司网络管理的实际问题，提出网络安全的建设性意见，形成实训报告。

四、实验考核方式的改革

在现有计算机网络传统理论考核的导向下，学生对计算机网络的实验内容并不看重。对此，本文考虑将计算机网络实验作为一门独立课程，和其他专业课一样，成绩列入总分排名。通过这种方式，可以大大提高学生对实验课程的重视程度。另外，作为实践课程，不能像理论考试那样主要依靠期末考试来决定课程成绩，必须进行考核方式的改革。本文考虑通过增加计算机网络实验课程平时成绩的方法解决这一问题。平时成绩按照课堂出勤率、实验内容的完成情况和实验报告成绩来综合评定。

另外，为了检验学生对于这一门课程的学习状况，可以考虑将期末考试改为综合设计实验，让学生在课后完成一个综合设计实验，提交实验报告，制作电子演讲稿，介绍实验内容。教师负责评判，综合考虑学生的实验完成情况以及演讲表现进行打分。

计算机网络课程是培养卓越网络工程师的一门核心课程，在培养计算机专业学生创新实践能力方面，发挥至关重要的作用，但在当前的实验教学中，存在实验教学内容不够全面且较为陈旧、实验组织形式单一、实验室硬件设施欠缺、考核方式只重理论等问题，严重影响未来卓越网络工程师的培养。基于此，本文结合“卓越工程师教育培养计划”的培养目标和培养要求，对计算机网络实验课程方面进行改革和实践，提出相应的改革措施。这些改革措施的实施，有利于提升学生的学习兴趣，增加动手实践机会，提高师生的教学效率。

参考文献：

[1]崔杰，仲红，石润华，许艳，汪琦.基于“卓越计划”的网络工程课程教学改革探讨[J].计算机教育，2015，（4）：16-18.

[2]程凡，王庆生.卓越工程师背景下的软件工程课程教学改革探讨[J].电脑知识与技术，2011，7（34）：8976-8978.

[3]程凡.面向卓越工程师的软件工程专业课程体系建设[J].现代教育技术，2014，24（6）：106-112.

[4]陈晓龙，彭志平，李启瑞.网络工程专业“卓越计划”的企业培养方案[J].计算机教育，2012，（14）：107-110.

[5]陈华.《计算机网络技术》课程的更新与改革[J].化工职业技术教育，2009，（3）：13-16.

[6]易建勋，姜腊林，史长琼.计算机网络设计[M].2版.北京：人民邮电出版社，2011：1-24.