王 浩，武 凌，王松濤，周豐杰

(1. 安徽財(cái)經(jīng)大學(xué) 管理科學(xué)與工程學(xué)院，安徽 蚌埠 233030；2. 安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)系，安徽 蚌埠 233030)

高等教育的首要任務(wù)是培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的專門人才，而實(shí)踐能力又主要包括基本實(shí)踐能力和創(chuàng)造性能力.基本實(shí)踐能力體現(xiàn)在實(shí)踐技能和操作技能.創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)?zāi)芰χ饕w現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)的總體設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)方向、實(shí)驗(yàn)方案、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和綜合性分析等方面.所以，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等教育中不可或缺的組成部分.《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》是一門理論和實(shí)踐并重的綜合專業(yè)課程.其中實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅能夠幫助學(xué)生深刻理解理論知識(shí)，并且能夠幫助學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題.

1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的若干問題

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備匱乏

目前，很多高校都有網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，但是由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅猛發(fā)展、技術(shù)日新月異、產(chǎn)品種類繁多、更新?lián)Q代頻繁，只有很少資金雄厚的高校能跟的上網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展步伐，部分高校擁有的設(shè)備只能夠完成基礎(chǔ)類的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，甚至一些高校完全依靠模擬器來完成網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn).這使得學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的鍛煉受到很大的限制.

1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)不足

很多高校的課程規(guī)劃中《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》這門課的總課時(shí)通常在72～108之間，除去理論部分所用的課時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)所剩無幾，而網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)又需占用很多時(shí)間，以思科公司網(wǎng)絡(luò)學(xué)院的 CCNA認(rèn)證的教學(xué)課時(shí)安排來看，一共設(shè)置了120課時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排.可見，目前很多高校的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)只能開設(shè)一些簡單的、驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，對(duì)一些需要大量時(shí)間的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)無法開設(shè)，導(dǎo)致學(xué)生只會(huì)簡單的重復(fù)性驗(yàn)證操作，缺乏對(duì)學(xué)生創(chuàng)造性能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)的理論與實(shí)踐脫節(jié)，不能夠?qū)W以致用.

1.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式落后

長期以來，教師都認(rèn)為做實(shí)驗(yàn)一定要去實(shí)驗(yàn)室，隨著辦學(xué)規(guī)模不斷擴(kuò)大，學(xué)生人數(shù)與日俱增，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室由于缺乏師資以及設(shè)備，已經(jīng)無法滿足日益增加的實(shí)驗(yàn)課時(shí)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境需求.同時(shí)，傳統(tǒng)的教學(xué)過程是以“教”為主，實(shí)驗(yàn)教師提供實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡葍?nèi)容，教學(xué)過程主要以演示方式為主，缺乏互動(dòng)，無法提起學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新的熱情.

1.4 實(shí)驗(yàn)教師缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

目前，很多高校教師都是直接從高校的博士或者碩士畢業(yè)生中招聘，很大一部分教師缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，沒有參與過大中型網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和維護(hù)工作，這必定導(dǎo)致教師缺乏對(duì)網(wǎng)絡(luò)的感性認(rèn)識(shí)和實(shí)踐能力，容易造成理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)的情況.

2 開放式的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這門專業(yè)課程的一個(gè)重要組成部分，如果單單依靠學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)來掌握必要的知識(shí)那是非常困難的.因此，我們學(xué)院從 2006年對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分開始改革.經(jīng)過將近 5年的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室 24小時(shí)全天候開放，實(shí)驗(yàn)教師可以通過網(wǎng)絡(luò)指導(dǎo)小組或者單個(gè)學(xué)生完成在實(shí)驗(yàn)課中未完成的實(shí)驗(yàn)，并引導(dǎo)學(xué)生深入地學(xué)習(xí)，完成一些綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn).同時(shí)，開放的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)也能夠?yàn)楸拘２糠纸處熖峁┛蒲许?xiàng)目的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，幫助他們完成科研項(xiàng)目.另外，利用開放的實(shí)驗(yàn)環(huán)境開展計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)資格認(rèn)證考試培訓(xùn)，幫助一些對(duì)網(wǎng)絡(luò)有濃厚興趣的學(xué)生獲得了相關(guān)認(rèn)證證書.

2.1 開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)構(gòu)建

開放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)是能夠滿足學(xué)生在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都能夠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并且能夠得到實(shí)驗(yàn)教師的指導(dǎo)或者查看相關(guān)實(shí)驗(yàn)資料的.我們從3個(gè)方面構(gòu)建開放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái).

第一，我院共有300 m2的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室，擁有交換機(jī)、路由器、服務(wù)器、防火墻等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備36組，可以開展路由、交換、語音、安全等相關(guān)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn).這些設(shè)備是構(gòu)建開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)不可或缺的基礎(chǔ).

第二，利用模擬軟件，虛實(shí)結(jié)合，提高實(shí)驗(yàn)效率和實(shí)驗(yàn)效果.隨著模擬技術(shù)的不斷完善，現(xiàn)在已有很多優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件，如：思科公司的 Packet Tracer、UC Berkeley開發(fā)的 NS2、Boson公司開發(fā)的 Boson Netsim.利用它們可以在沒有真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的時(shí)候也能夠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并且在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段，可以利用模擬軟件搭建實(shí)驗(yàn)拓?fù)鋱D，讓學(xué)生有直觀的認(rèn)識(shí)，課后也可以利用模擬軟件復(fù)習(xí)鞏固課堂上所學(xué)的知識(shí)，完成一些大型的綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn).對(duì)一些剛接觸網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的學(xué)生，可以利用模擬軟件認(rèn)識(shí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的構(gòu)造，模擬設(shè)備之間的鏈接，防止學(xué)生因?yàn)檎`操作損壞實(shí)驗(yàn)設(shè)備.所以，配合模擬軟件的使用，突破了時(shí)間空間的限制，緩解了實(shí)驗(yàn)室的壓力，達(dá)到理想的實(shí)驗(yàn)效果.

第三，架設(shè)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng).隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，在互聯(lián)網(wǎng)上開展網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的條件已經(jīng)成熟.通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)不僅可以提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率，而且讓學(xué)生和教師不再受時(shí)間和地域的限制，只要可以連接到互聯(lián)網(wǎng)，通過預(yù)約登記就可以在實(shí)驗(yàn)設(shè)備空閑時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，操作過程由網(wǎng)關(guān)程序控制，無需實(shí)驗(yàn)教師監(jiān)督管理.學(xué)生通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)登錄到真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，避免了模擬器的部分功能不完善，造成有些實(shí)驗(yàn)無法完成的問題.學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，需要進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的認(rèn)證，只有通過認(rèn)證才可以進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)，并且在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程是完全被監(jiān)控記錄的，一旦出現(xiàn)異常，能夠快速地進(jìn)行排查[1].

2.2 開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅猛，如何能夠保證學(xué)生適應(yīng)社會(huì)需求，這與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程講授的知識(shí)密不可分，因此，以開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革是勢(shì)在必行的.改革的內(nèi)容主要包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱的修訂、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的編寫.

首先，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱中，增加了設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)所占比重，分別將設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)提高到 12課時(shí)和10課時(shí)，將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的課時(shí)壓縮到10課時(shí)，同時(shí)為了提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、緊跟社會(huì)需求，增加了IPv6、信息安全、語音、無線網(wǎng)絡(luò)等開放實(shí)驗(yàn).其次，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要以 5種形式存在：操作性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn).最后，為了適合開放的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，對(duì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書進(jìn)行修訂，采用了漸進(jìn)式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的前一部分多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，并且實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)步驟和配置命令詳盡.這一部分主要幫助學(xué)生盡快熟悉操作環(huán)境、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和配置命令，通過這一環(huán)節(jié)讓學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有個(gè)感性的認(rèn)識(shí).經(jīng)過一段時(shí)間的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)后，可以進(jìn)行設(shè)計(jì)性和綜合性的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，在這一部分會(huì)給出具體的實(shí)驗(yàn)要求，對(duì)一些重點(diǎn)、難點(diǎn)會(huì)給出必要的提示，不再有具體的實(shí)驗(yàn)步驟.學(xué)生會(huì)根據(jù)要求自行設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，選擇相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備并按照網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣舆B，再進(jìn)行配置、測(cè)試，最終達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐瓿蓪?shí)驗(yàn).這一類型的實(shí)驗(yàn)通常需要時(shí)間都比較長，所以在實(shí)驗(yàn)課后需要利用模擬器或者遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)來完成這類實(shí)驗(yàn).通過設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)練習(xí)后，學(xué)生可以對(duì)自己感興趣的網(wǎng)絡(luò)問題進(jìn)行研究性實(shí)驗(yàn)，在這一過程中，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書只提供相關(guān)理論指導(dǎo)，供學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中參考.

2.3 教師實(shí)踐能力的提高

教師是知識(shí)的提供方，教師的授課能力高低和掌握知識(shí)的多少能夠直接影響到教學(xué)效果的好壞.想要學(xué)好計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這門課程需要很多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，而且這些設(shè)備通常價(jià)格不菲，一方面教師沒有經(jīng)濟(jì)能力購買這些設(shè)備，另一方面很多單位的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是不允許不相關(guān)的人員接觸，這使得教師很難有實(shí)踐的機(jī)會(huì)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)缺乏感性認(rèn)識(shí)，從而在授課的過程中也很難把問題講明白.這就要求教授計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這門課的教師在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)，還要積極參加實(shí)踐活動(dòng).我院通常采取以下3種方法：一是給教師積極創(chuàng)造條件，讓他們參觀網(wǎng)絡(luò)建設(shè)比較好的企事業(yè)單位，使得他們對(duì)大型網(wǎng)絡(luò)有感性的認(rèn)識(shí)；二是讓教師走出去，到相關(guān)的單位去工作學(xué)習(xí)，讓他們獲得更多的動(dòng)手機(jī)會(huì)，了解網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的最新方向，學(xué)習(xí)新設(shè)備、新工具的使用，提高實(shí)踐能力；三是讓教師參與校園網(wǎng)的建設(shè)和維護(hù)工作，提高組建和管理網(wǎng)絡(luò)的能力.

通過對(duì)開放式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究，解決了傳統(tǒng)教學(xué)模式下存在的實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺乏、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目單一、實(shí)驗(yàn)教師實(shí)踐能力不高等若干問題，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，提高了學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新性學(xué)習(xí)的能力.

[1] 顏凱,楊寧,李育強(qiáng).思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院教程CCNP2遠(yuǎn)程接入[M].北京:人民郵電出版社,2005:43.