《计算机网络》课程教学案例

　　本篇文章是由《计算机与应用化学》发表的一篇计算机网络论文，1984年创刊，双月刊，为化学化工类中文核心期刊，中国科学院过程工程研究所为主办单位，是中国化学会计算机化学专业委员会、中国化工学会IT化工应用专业委员会的会刊。重点刊登将先进的计算方法和信息技术运用于化学及相关过程的原创性研究论文以及评述性文章，传播相关知识领域的技术和方法，主要内容包括但不限于分子模型化、过程模拟与系统集成、信息系统、化学计量学、计算机辅助教学等。

　　论文摘要：《计算机网络》是计算机专业的一门重要专业课程，针对《计算机网络》课程的特点，作者结合近几年在对学生教学的过程中的实际经验，围绕高职高专《计算机网络》课程的教学目标，从理论教学、实践教学(包括网络硬件实验和软件仿真实训)以教学手段等多方面，对《计算机网络》课程的教学进行了总结分析，强调理论与实践一体化教学和软件仿真实训在该课程教学中的重要地位。

　　论文关键词：计算机网络;高职高专;教学改革;一体化教学;软件仿真实训

计算机与应用化学

　　一、引言

　　《计算机网络》的理论知识相对比较枯燥，抽象。学生在学习理论时单纯学习理论，导致理论的学习很难达到预期的效果，理论的同时不能动手做实验，导致理论与实践脱节，学生对理论学习比较排斥，在做实验的阶段无法有效地将已学理论和实验结合起来。尤其是我校是大专院校，学生们学习理论知识相对比较困难，这就迫使我们必须在教学方面有所改革，根据教学目标和我校现有条件，利用学校机房实施理论和实践一体化教学，每次上课既讲理论又做实验，利用PPT课件中的图像、动画手段深入浅出地讲解网络理论知识，使得理论的学习易于理解，应用机房计算机硬件、虚拟机和其他仿真软件进行实践教学，提高了学生的实践动手能力，反过来促进了理论教学。

　　二、理论知识的学习通过制作简明易懂且形象生动的PPT教学课件，充分利用动画，图像手段讲解

　　《计算机网络》课程中有许多理论知识比较抽象，如果没有动画，图像，凭空理解起来很困难，如数据通信基础理论、网络体系结构、网络协议、路由原理与技术等，学生不易理解和掌握。为了将抽象的理论讲明白，必须认真准备教学课件，做到简明易懂，只讲授其中最核心的理论知识，同时充分利用图像和动画手段将抽象的理论变成动态的画面。例如，在当讲到数据通信基础理论的交换技术时，学生对三种交换技术(电路交换、报文交换和分组交换)不易理解，我就把这电路交换，报文交换和分组交换技术制作成动画形式，改善了教学效果。可以用动画将电路交换分为三个阶段：建立电路、利用电路传输数据和释放电路，课件能生动地反映这三个阶段;报文交换不需要建立电路，但每个数据文件可作为一个报文整体进行路由寻址，通过中间的交换节点进行存储转发，直至最终到达目的地，利用动画课件能形象地展示整个过程;分组交换与报文交换相似，只是将报文分成了多个数据片段(称为分组或包)，通过中间的交换节点进行存储转发，有数据报和虚电路两种方式，纯粹理论讲授学生恨难理解，甚至会让学生感觉这个课程恨难学，以至于厌学，对这么课程失去兴趣。通过动画课件的教学，学生基本能理解这三种交换技术，有效地提高了教学效果。

　　三、利用学校机房，实现一体化教学，理论讲解与硬件实验、软件仿真实训相结合，提高学生的实践能力，使学生掌握网络组建、配置和维护技能

　　在教学中有些网络理论即使有生动形象的课件有时候也难以让学生理解，如IP协议、子网掩码划分、IP地址划分、路由原理和技术等。这时就必须将理论和实践紧密联系起来。在讲授中我一般采用边讲理论边带着学生动手实践操作，比如讲授传输介质时，让学生传阅实际的同轴电缆、双绞线和光纤，在讲授网络线路时，亲自动手完成双绞线制作网线的实验，并用测线仪测试其联通性，学生在动手的过程中掌握传输介质各自的特点，以及在我们的网络互连中用的最多的还让学生亲自动手制作能够实现联网的双绞线。

　　在讲到路由器交换机和时遇到一些问题。我校现有的机房没有多余的路由器交换机和让学生动手配置，这时只能采取仿真训练实现。我们为每台计算机都安装了思科公司的BosonNetsim交换机和路由器仿真软件，在此软件上能够实现组建局域网，实现局域网内的交换机设置，划分虚拟局域网，还能设置路由器，实现多个局域网的互联。实践证明这种仿真软件在交换机和路由器的教学过程中效果还不错，就是实训时间有些紧张，学生还不能完全掌握该软件的使用，将来要考虑进行课时的适度调整。在讲到系统时，安装了虚拟机，在虚拟机上实现多个系统的配置，以及局域网的配置，只是在讲课的过程中有些学生没能完全掌握，以后考虑在课时的分配上要给实训更多的时间。在讲授到域控制器、WWW、DNS、FTP、DHCP等协议及其应用时，也遇到了问题。我校机房的计算机有WindowsServer操作系统分区，可以实现这方面的实验，但需要多台计算机协同操作、互相配合，如一台计算机做DHCP服务器时，其他计算机需要设置成自动获取IP地址;此外，如果一台计算机做域控制器时，其他计算机就必须要加入此域或者作为辅助域的控制器，实际操作起来比较麻烦。此外，有些机房没有WindowsServer操作系统分区设置，这个实验就不能实现。这时我就采用虚拟机软件实现多台不同操作系统的虚拟计算机联网与配置，每个学生在自己计算机上可以独立管理一个局域网，不需要与其他同学协调，自由空间很大。我们在每台计算机上都让学生自己完成安装了VMware Workstation软件，这样每台物理机上就可以组建由许多不同操作系统的虚拟机组成的局域网，在这个局域网内可以实现单机和网络实验，几乎等价于一个现实配置的小型局域网。在虚拟机的网络中，可以对虚拟的单机做任意设置而不破坏物理机，可以设置静态IP地址或自动获得IP地址、创建和配置域控制器、配置DNS服务器、WWW服务器、FTP服务器、DHCP服务器以及邮件服务器等，实现工作站与服务器联网，设置文件共享，进行网络连通性的测试，查验数据包的发送和接收，此虚拟机软件还可组建、配置广域网，功能强大。实践证明教学效果很好。