应用型本科院校《数据通信与计算机网络》课程的改革与探索

【摘要】《数据通信与计算机网络》是通信工程专业的重要专业课程，本文从应用型本科院校学生的实际情况出发，根据网络技术岗位能力的调研结果调整教学内容，采用案例法实施理论与实践融合化教学，用形象生动的教学课件及动画手段讲解网络理论，充分利用仿真软件完成各种复杂的实验，结合百度云共享课程资源，在教学实践中取得了良好的教学效果。

【关键词】计算机网络 ； 融合化教学 ； 案例教学 ； 仿真教学

【基金项目】北京城市学院教育科学研究课题——《数据通信与计算机网络》课程改革探索（JYC201411），北京城市学院校级质量工程项目——通信工程专业综合改革项目（ZY2014102）。

【中图分类号】G71 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2015）23-0007-02

一、引言

《计算机网络》是全国各大高校电子信息类专业必修的重要专业课或专业基础课，对于通信工程专业，由于计算机网络属于数据通信技术，在讲授这门课程时要强调数据通信技术，因此本课程一般取名为《数据通信与计算机网络》。该课程不仅要求学生掌握较扎实的理论基础，还要求学生具备很强的实践操作能力。尤其是应用型本科院校，此课程最终目的要落实到应用上，要求学生能综合运用计算机网络的理论知识，掌握网络的组建、配置和维护技能。计算机网络新的技术不断出现，因此应尽可能地讲授较新的内容，使所学内容与时俱进；课程工程性较强，教学中应使理论紧密联系实际和重视实验环节[1]。

由于《数据通信与计算机网络》的某些理论知识相对比较枯燥，尤其是对于三批应用型本科院校的学生，入学成绩相对其他院校低很多，他们学习理论知识相对比较困难。这就要求我们必须在教学方面有所突破，按照网络技术岗位实际的技能需要，调整教学内容，利用学校现有条件，在机房实施理论和实践融合化教学。每次上课尽可能采用案例教学，把实际网络工程项目分解成多个任务进行讲解。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，应用计算机房的硬件、虚拟机和其他仿真软件进行实践教学，提高学生的实践动手能力，反过来促进理论教学。

二、根据网络技术岗位能力要求调整教学内容，采用模块化组合教学内容，修订教学大纲

通过调研多家网络建设和系统集成企业，得出网络技术岗位的基本技能需求表，结合网络技术的发展趋势对课程教学内容进行适当调整，研究如何通过课程教学使学生掌握这些技能，从而选择合适的教学内容，采用模块化对教学内容重新组合。如增加对移动互联网等知识的讲解，删除某些过时的应用服务器的配置。

按照模块化对理论知识和实验教学内容重新组合，将理论知识分为以下几个模块：数据通信基础理论、网络体系结构、局域网、广域网、TCP/IP协议、移动互联网、网络安全和网络组建；实验内容分为以下几个模块：数据通信网络基础实验、路由器与交换机配置、服务器安装与配置、协议分析、网络综合实验。

教学大纲是课程教学的根本依据，在广泛调研的基础上集思广益，按照模块化的教学内容精心修订教学大纲。教学大纲修订后，所有教学就应该严格依照大纲进行。

三、将实际网络工程项目分解成多个任务，实施案例教学，使学生树立工程意识

一个实际的网络工程项目涉及面很广，可以把它分解成多个小任务，采用任务驱动法进行案例教学，使学生树立网络工程意识。借助案例对难点知识进行剖析，深入浅出，取得了很好的效果，使学生能够把知识更好地理解[2]。例如在讲路由器配置时，用如下案例教学。

一个公司在甲、乙两地有分公司，组建了2个局域网，用两个路由器R1和R2将它们连接起来。网络工程师要为路由器的每个接口配置IP地址和掩码，并配置静态路由或者动态路由，实现两个局域网的互联互通。学生对实际工程案例很有兴趣，在完成路由器的配置过程中就可较深入地理解路由协议的原理。

在讲授网络体系结构的知识时，学生普遍感觉比较抽象，为什么要那么多层次，学生不是很明白，也不太理解其中的工作原理。在教学过程中，以寄送书信作为案例，从寄信人、收信人、邮局、交通运输部门各服务层次的关系入手，解释它们之间是如何工作的，结合动画用多个信封寄信的事例进行讲解，说明发送端数据如何一层一层地封装并往下层传，到了物理层如何变成“0”、“1”比特流送入传输介质，到了接收端如何一层一层地解封装并往上层传。

四、制作形象生动的PPT教学课件，充分利用图像、动画手段讲解网络理论知识

《数据通信与计算机网络》课程中有许多知识比较抽象，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，在讲授TCP协议的三次握手原理时，学生对三次握手过程不易理解，我就把三次握手过程制作成动画形式，改善了教学效果。三次握手过程如下：首先由客户发出请求连接即SYN=1，ACK=0，声明自己的序号是 seq=x；然后服务器进行回复确认，即 SYN=1，ACK=1，seq=y，ack=x+1；最后客户再进行一次确认，但不用SYN了，这时即ACK=1，seq=x+1，ack=y+1。动画课件对每一次握手都能详尽地显示这些参数，能形象地展示三次握手过程，有效地提高了教学效果。其静态图如图1所示。

五、理论联系实际，理论讲解与网络硬件实验、软件仿真实训相结合

某些网络理论即使有生动形象的课件有时也难以让学生理解，如IP協议、IP地址划分和子网掩码划分、路由原理和技术、DNS和FTP原理等。这时就必须将理论和实践紧密联系起来。我一般采取边讲理论边带着学生动手操作，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，还让学生亲自动手制作能够568B标准的双绞线。如在讲授IP协议配置时，我先讲完IP协议和网络掩码的概念以及IP地址的划分，然后带着学生查看当前的网络配置，并让他们修改一些配置，观察不同类别的IP地址对应的默认掩码，从而理解子网掩码的意义。

在讲授交换机和路由器时采取仿真手段实现。每台计算机都安装了思科公司的Packet Tracer仿真教学软件，在此软件上能够组建局域网，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，如图2所示。同时此软件还可以在simulation模式下观察数据包在网络中的传输过程，还可打开每个数据包观察各层的数据。实践证明此仿真软件在交换机和路由器的教学过程中效果相当好。

在讲授DNS、WWW、FTP、DHCP等协议及其应用时，采用Vmware虚拟机软件进行教学。每台物理机上可以用VMware Workstation软件组建由多个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做各种单机和网络实验，几乎可以等价于一个真正意义上的小型局域网，学生可以完全獨立地管理自己组建的局域网。在这个虚拟机的网络里，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，此虚拟机软件甚至还可组建、配置广域网，教学效果非常好。

六、通过技能测试类阶段考核检验教学效果，在百度云上共享网络课程资源

本课程在教学过程中安排2次阶段考核，考核形式为技能测试。第一次的考核内容为常用网络命令和交换机配置，第二次考核内容为路由器配置以及服务器的安装与配置。两次考核内容都紧密结合网络技术岗位的技能，学生的考核成绩都还不错，基本达到了教学目标。

为了充分利用网络上的学习资源，我搜集整理了许多《数据通信与计算机网络》的优秀课程资源，在百度云里分享。这些资源包括视频课程和文档材料，内容非常丰富，包括计算机网络基础、实际网络工程项目和CCNA视频教程等内容，供学生下载学习。学生在认真学习教学内容的基础上，充分利用互联网海量的信息资源进行归纳总结式的自主学习，使他们的信息检索能力、自主思考能力、自学能力及对专业新动向的敏感度都会有较大的提高[3]。

七、总结

根据三批应用型本科院校的学生的特点，以网络岗位技能要求调整教学内容，采用案例教学，以实践动手带动理论学习，采用形象生动的教学课件及动画手段讲解网络理论，充分利用仿真软件作为教学工具，利用百度云共享课程资源，在教学实践中取得了良好的教学效果。

参考文献

[1]石云辉.高校计算机网络课程精品课建设的实践[J].中国成人教育，2008（11）

[2]李康乐，李岩，韩劲.计算机网络课程教学改革探析[J].经济研究导刊， 2010， 11

[3]郭岚峰. 计算机网络课程教学模式改革刍议[J]. 沙洋师范高等专科学校学报，2011，12（1）

作者简介：章曙光（1972-），男，江西抚州人，硕士，副教授，研究方向：网络与通信。