计算机网络原理教学方法探讨

摘  要：针对云南大学软件学院计算机网络原理教学实际经验，提出了本课程建设过程中教学模式的选择，教学内容优化，教学方法及教学手段的改革以及实验实践教学活动的设计思想与效果等方面对计算机网络原理教学进行有益的探讨。
关键词：计算机网络原理；TCP/IP；网络协议；软件学院； 
 
计算机网络原理课程是我校软件学院软件工程、网络工程、信息安全和数字媒体专业的基础类核心课程。该课程的教学目标是使学生能够学习和掌握计算机网络的基本概念、原理、方法和具体实现技术等基础知识[1-2]，为学习其他相关课程及从事计算机网络应用与研究工作打下坚实的基础。计算机网络原理课程在2010年被评为云南省省级精品课程。本文主要对该课程各方面所做的一些改革与建设进行较详细的介绍。
1课程教学模式与教学内容优化
1.1 教学模式的改革
计算机网络课程通常都是结合计算机网络分层结构来组织和开展教学的[3-4]。基于软件学院人才培养目标，课程的定位与此前云大开设的《计算机网络》课程有所不同，《计算机网络原理》强调以TCP/IP体系结构为核心来设计课程内容，ISO/OSI体系仅做简单介绍，突出工业界要求的理论与实际并重，而《计算机网络》则以ISO/OSI体系结构为核心来设计课程内容，TCP/IP只作为例子做一般介绍，突出学术界要求的理论与实践相结合；在教材选择上《计算机网络》课程大都选用Andrew S.Tanenbaum（荷兰）编著的《Computer Networks》，这是以IOS/OSI模型为线索、自物理层到应用层（自底向上）的顺序进行教学的经典计算机网络教材；本课程则选用James F.Kurose/Keith W.Ross（美国）编著的《Computer Networking—A top-down approach featuring the Internet》为教材，这是以TCP/IP协议为线索、自应用层到物理层（自顶向下）的顺序进行教学的经典计算机网络教材。采用自顶向下的教学模式，强调实践性和应用性，以Interent为研究对象，使学生可以很方便地在实践应用环境中验证原理知识，真正做到“做中学，学中做”。对培养软件学院工程实用性的人才培养目标非常有帮助。
1.2 教学内容的优化
通过软件学院人才培养和实践教学体系建设，明确了本课程在培养计划中的定位和与其他课程的关系和边界。课程团队按原理与实用并重、理论与实践有机结合的原则不断优化课程内容和学时分配，内容安排既注重理论深度、又强调实用价值，并采用应用驱动、自顶向下的方式组织教学内容，使本课程与传统的计算机网络课程形成了鲜明对照。
为进一步凸显了课程的实践特色。课程组把原来附属于理论课程的实验单列成1学分的实验课。在实验教学环节实施因材施教，有效解决从理论到实践的过渡的同时，对原理性知识的巩固、延伸起到了良好作用，彰显了课程的实践特色、应用价值和理论价值。
2教学方法和教学手段改革
2.1 教学方法改革
1）启发式教学。例如在讲授多路访问相关协议时，将协议和实际生活中的例子相比较，启发学生自己归纳总结出协议的基本步骤、思路以及特点，这样学生印象深刻，对于比较复杂的协议有了实质性的了解，而不再是死记硬背。
2）推演性教学。在讲授网络可靠性原理时，通过由简单到复杂、由理想模式到实用模式的逐步分析，不但使学生理解可靠性原理，而且初步训练了学生科学研究的基本步骤和思想。
3）形象化教学。在讲授CSMA/CD、CSMA/CA、DNS等协议和分组排队等模型时，在讲解协议原理、内容的同时，还采用FLASH动画动态演示协议的运行，形象、生动、直观，有效提高了学生的学习兴趣、改善了学习效果。
4）类比法教学。在讲授计算机网络分层体系结构中，采用航空旅行系统的层次组织和运作来类比；在讲授可靠传输和不可靠传输原理时，用邮政系统的挂号信和平信传递过程来类比；在讲授数据封装和解封装问题时，采用邮政传递中的信笺—信封—邮包—邮车的使用过程进行类比；在讲授路由算法、路由协议时，采用旅行计划和实施过程、驾驶员行车问题等进行类比。
5）直观化教学。在文本编辑器中直接撰写应用层报文、直接传递报文到WEB服务器、SMTP服务器，获取和显示服务器的响应报文；用抓包软件Ethereal抓取网络上传输的数据包，并对数据包进行分解、分析进而分出数据包各字段。直观化的教学方法消除了计算机网络数据传输的神秘性，并培养了学生探究网络中到底有什么信息正在传输、如何传输的积极性。
2.2 教学手段改革
1）全面采用多媒体技术授课
本课程全部采用多媒体课件授课，并利用Flash动画、Java applet程序等，将抽象、复杂的协议用生动的图片、动画演示、交互式演示等表现出来，使学生更为直观地观察协议的原理和工作过程，有效帮助学生理解教学内容、激发学习兴趣。
2）构筑立体化、信息化教学环境
建立了课程教学网站、课程讨论区等平台，形成了教室、实验室、网上系统互为支持、有机联系的互动式教学平台；开发了本课程的多媒体双语课件、习题库、练习题库和试题库，自主编写了实验指导书，收集了全套RFC文档、各种辅助教学软件、实验软件和演示软件，形成了较为丰富的课程电子资源。基于已经建立的信息平台，学生的课后作业采用网上提交、批改后网上反馈；提供一定数量的自测题目，供学生对测试对知识点的掌握情况。
3实践教学活动的设计思想与效果
本课程设置单列学分的实验课程，基本实验项目覆盖理论课程的主要知识点，以帮助学生巩固和深化对网络原理的理解；设立高级实验项目，促进学生拓展网络协议和关键算法实现方法的学习和运用，训练学生的自学能力和动手能力。按照上述定位，设计了三类实验：协议分析类实验、协议编程类实验、网络技术类实验。每类实验中都设置了必做、选做实验，凡选做了任选项目的学生，按教学大纲规定给予加分奖励。必做实验项目集中时间安排、选做实验项目预约安排。通过本课程的实验教学，学生获得了实验动手能力，具备了较扎实的网络应用部署和开发的基本能力。
4 结语
根据我院的实际教学经验，在本课程的教学中，课程教学团队力求使抽象的网络原理形象化、理论知识与具体技术相结合、实践环节支持理论教学等措施和方法，从教学实验效果看，能够有效激发学生学习的内驱力，充分地调动了学生学习积极性和主动性，使本课程的教学效果一直都得到各个层面的肯定。
 
参考文献：
[1] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会. 高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案[M]. 北京:高等教育出版社,2009:229-232.
[2] 陈敏,谭爱平,徐恒.“计算机网络技术”课程教学改革探索与实践[J]. 计算机教育,2010(1):104-107.
[3] 吴振强. 高师院校计算机网络原理教学体系[J]. 计算机教育,2010(23):134-138.
[4] 李亚林,曾映兰. 计算机网络专业实践教学的改革[J]. 计算机教育,2011(3):88-91.