高等计算机网络课程的研究与改良

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1存在的问题

在研究生阶段，类似计算机网络这样的专业大课相对比较少，教学方法上主要注重课堂讲解，对学生实践能力的要求通常比较低，考核方式以书面考试为主，学生还是沿袭了考前突击背书的习惯，不利于对知识的真正吸收和运用。因此，笔者探索研究了研究生阶段高等计算机网络课程的教学体系和教学方法，旨在使学生了解网络发展的主流技术，并能有效地运用各种网络技术为自己所从事的研究方向服务。下文将详细介绍笔者在研究生阶段高等计算机网络教学方面的理念、构成和具体做法。

2研究与改进

研究生阶段的计算机网络教学目标是培养适应社会需求的高级网络专业人才，教学的主要思路是“拉平基础，因材施教，拓宽视野，强化实践”。因此在课程体系、实践环节和教学管理方法上都要与本科教学有所区别，有所提高。

2.1课程体系

研究生计算机网络教学是本科网络教学的延续与发展，图1是本科阶段计算机网络教学的主要内容，主要按照TCP/IP的体系结构，介绍了各个层次的主要技术和协议。在研究生网络课程的教学内容方面，既考虑了学生程度的不同，也考虑了教学内容的衔接与深入，对教学大纲进行了调整。

（1）根据学生程度参差不齐的特点，首先介绍计算机网络的基本概念和体系结构，将学生的基础拉平。

（2）局域网技术方面从以太网的快速化和交换化趋势入手，介绍千兆和万兆以太网技术，以及网桥、交换和VLAN技术；无线网络也是近年飞速发展的领域，所以重点介绍无线局域网，并衍生介绍无线个域网和无线广域网技术。

（3）在网络层从网络规划开始介绍网络工程知识，重点阐述TCP/IP体系中涉及的相关协议和算法，并围绕IP层深入介绍相关专题，包括包分类技术、移动IP、IPQoS和IP组播。

（4）从网络层向上延伸到应用层，涵盖应用层组播，P2P网络、虚拟专用网。如图2所示，研究生阶段高等计算机网络课程的内容以Internet的核心结构为主线，既可以帮助基础较差的学生掌握TCP/IP系统结构，又在网络层和应用层的几个重点领域进行了拓展，并将工程实践与课程教学相融合。教学计划和内容在以上框架的约束下紧随技术的发展而变化，不断根据业界的技术发展和企业的需求进行调整。例如，近几年无线网络技术发展迅猛，应用不断增加，已及时增加了3G等相关内容并将继续增加更多无线技术的教学内容和实验。

2.2实践能力的培养

研究生计算机网络课程的目标是因材施教，培养适应社会需要的高级网络专业人才。通过产业调研和职业分析，笔者构建了新的课程体系，将教学重点向新技术倾斜，注重学生实践能力的培养，实验重点向实用型的内容倾斜。图3显示了研究生阶段高等计算机网络课程实践体系。在软件实验方面，主要包含通信软件的编程实验和网络模拟仿真的实现，这些内容是课程必修实验，学生根据自己学号的尾数分别选择不同项目。实验环境为从PC远程登录到小型机，在其Linux操作系统下用C语言编程实现。这样的环境不方便从Internet上下载代码，可以更好地锻炼学生的编程能力。在网络工程实验方面，分别开设了两门选修课程：网络通信技术实验和网络安全技术实验。本科阶段具备了网络通信技术实验基础的学生可以直接选修网络安全技术实验，无基础的学生可以先从通信技术实验开始。这两门选修课的内容设置参考了CCNA的课程，提供多种实验，学生可根据自身程度选择具体的项目。我校目前具备较完善的网络实验设备，包括思科和华为3COM路由器33台、交换机32台、防火墙8台、网络测试仪和协议分析仪各一套，可支持CCNA的全部实验项目。在此基础上，对学有余力的学生提供专用的嵌入式开发板，可进行综合的无线通信实验，既需要进行硬件设备的调试，也要对设备编程，更可以选择部分学生进入相应的课题做进一步的研究。

2.3教学管理方式的改进

与本科生相比，研究生需要更强的自主学习能力，因此，笔者在教学中通过下列教学管理方式的改进，培养、增强学生的学习和科研能力。

（1）师生互动，教学相长。在授课内容上，教师和学生共同决定教师讲授的内容和学生自学的内容。其中，学生自学的内容，由学生代表上台讲解，教师补充。同时学生还可以对教学内容提出自己的意见，包括建议教师增加、删减哪些内容。在教学过程中，尽量采用启发式教学,积极设问，引导学生思考问题，并尽量给出自己的想法和答案，共同讨论，最后由教师总结。

（2）建立开放的课程管理系统。利用精品课程网站，可以课程大纲、教学计划及每堂课的教学内容，并且提供一些学习资源和交流平台，以支持师生之间、同学之间的交流。

（3）与国际和国内的网络设备领先企业思科和华为3COM等公司建立联系，已分别建立了思科网络学院和华为3COM网络学院。为了扩大知识面，提高学生的学习兴趣，跟踪业界最新科技发展，经常利用网络学院平台，请相关公司的技术人员进行新技术介绍。

（4）建立了开放式的实验管理系统。坚持教学与实践相结合的原则，采用教师课堂讲授与课外辅导相结合、教师讲授与组织学生讨论相结合的灵活教学方法。在图4的实验管理系统中，教师可以查询学生的实验选题、实验结果并进行考核；学生可以通过该网站进行实验预约、选题、课题过程管理、实验结果提交，有严格的流程保障学生实践能力的训练过程。

（5）注重和其他专业方向的结合，培养学生的综合能力。在软件实验中，严格按照软件工程的要求管理实验，借用软件工程的Harvest平台管理所有软件版本，使学生能够自觉按照软件工程的方法进行网络通信软件的编制。通过近三年的教学实践，学生学习计算机网络课程的兴趣和学习成绩都有所提高，其实践能力也得到了充分的锻炼，在学生中获得了良好的口碑，高等计算机网络技术、网络通信技术实验和网络安全技术实验的选修人数不断增加。

3结语

本文主要介绍了研究生阶段高等计算机网络课程的教学改革。网络技术的发展非常迅速，教师在教学中不仅要让学生具备扎实的网络基础理论，更要紧跟技术的发展，及时更新教学内容。在理论教学的同时，注重实践教学，理论联系实际，软件实验与网络工程实践相结合，使学生尽快掌握所学知识，充分锻炼学生的实际工作能力。在教学过程中，不断改进教学管理方式，从社会和企业需求出发，根据学生不同的特质和能力，着重培养学生的动手能力和创新精神，为进一步的工作和学习打下良好基础。

作者：陈兵钱红燕燕雪峰单位：南京航空航天大学计算机科学与技术学院