計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學平臺的建構(gòu)

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一、開放式實驗教學內(nèi)容的設(shè)計

1.教學內(nèi)容設(shè)計原則

（1）按照計算機網(wǎng)絡(luò)實驗課程的教學目標和實際工程需求，將計算機網(wǎng)絡(luò)課程的開放實驗劃分為基礎(chǔ)型實驗、網(wǎng)絡(luò)配置實驗和綜合創(chuàng)新型實驗三種類型。其中基礎(chǔ)型實驗的主要目標是使學生理解課程的理論知識，熟悉計算機網(wǎng)絡(luò)實驗的相關(guān)儀器設(shè)備、實驗環(huán)境，對計算機網(wǎng)絡(luò)實驗有一定的感性認識和體驗，為后續(xù)網(wǎng)絡(luò)實驗作鋪墊；網(wǎng)絡(luò)配置實驗的主要目標是使學生加深對計算機網(wǎng)絡(luò)原理的理解，提高實際動手能力；綜合創(chuàng)新型實驗的主要目標是使學生能夠綜合運用學到的網(wǎng)絡(luò)知識、培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)工程的實踐能力。

（2）開放實驗的目的是提高學生的動手能力和綜合解決問題的能力，因此實驗內(nèi)容應(yīng)偏重于網(wǎng)絡(luò)配置實驗和綜合創(chuàng)新型實驗。以綜合創(chuàng)新型實驗為例，實驗項目一般只需給出實驗項目背景和需求，要求學生自行設(shè)計實驗網(wǎng)絡(luò)拓撲圖，選擇相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，按照設(shè)計的拓撲圖進行網(wǎng)絡(luò)連接、網(wǎng)絡(luò)配置并測試是否達到了該網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的要求。對于這類綜合型實驗項目，學生需要從宏觀上考慮問題，自己去學習、借鑒和綜合運用多方面的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)知識才能完成項目需求。最后學生完全可以按照自己對計算機網(wǎng)絡(luò)課程的理解，對自己感興趣的計算機網(wǎng)絡(luò)問題進行自主研究和探索。

（3）分專業(yè)合理安排相關(guān)實驗的內(nèi)容。由于計算機網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，計算機網(wǎng)絡(luò)開放實驗是面向全校所有專業(yè)開放的實驗，因此應(yīng)根據(jù)不同專業(yè)需求開放相應(yīng)難度的實驗，要讓參加實驗的學生能夠完成實驗任務(wù)，理解相關(guān)知識。同時，讓努力好學且知識掌握較好的學生的能力得到快速提高。

（4）合理安排開放實驗課時和實驗順序。蘭州交通大學在建成該計算機網(wǎng)絡(luò)實驗平臺以前，受實驗條件限制不具備開設(shè)綜合創(chuàng)新型實驗的條件，同時受計算機網(wǎng)絡(luò)實驗課時數(shù)限制，計算機網(wǎng)絡(luò)實驗的內(nèi)容一般都由各任課教師自行決定，主要是一些驗證性實驗，實驗內(nèi)容隨意性大，不能形成實驗體系。因此，在設(shè)計開放實驗內(nèi)容時應(yīng)在課內(nèi)實驗的基礎(chǔ)上合理安排實驗課時數(shù)，以達到提高學生學習興趣和動手能力的目的。此外，計算機網(wǎng)絡(luò)實驗具有很強的連貫性，在時間安排上也應(yīng)保證科學合理。

2.開放實驗內(nèi)容

根據(jù)以上實驗內(nèi)容的設(shè)計原則，開放實驗的實驗內(nèi)容應(yīng)是對課內(nèi)實驗的擴展。筆者針對全校所有專業(yè)的學生設(shè)計了不同層次的實驗項目，基礎(chǔ)型實驗包括：網(wǎng)線制作、IP地址規(guī)劃與配置、常用測試工具的使用等實驗項目；網(wǎng)絡(luò)配置實驗包括對常見網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如二層交換機、三層交換機、路由器和防火墻等設(shè)備的配置，如虛擬局域網(wǎng)（vlan）配置、靜態(tài)路由配置、動態(tài)路由配置、訪問控制列表（ACL）配置等實驗項目；綜合創(chuàng)新型實驗是對前兩種實驗知識的綜合運用并且做了延伸擴展，開設(shè)的實驗項目有多部門企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)設(shè)計、基于防火墻的局域網(wǎng)安全設(shè)計、常見網(wǎng)絡(luò)協(xié)議工作原理分析等。

二、開放實驗教學方式

開放實驗非常注重培養(yǎng)學生理解、分析、運用多門課程解決實際問題的能力，因此需要在計算機網(wǎng)絡(luò)開放實驗的教學過程中拋棄傳統(tǒng)實驗教學的模式，探索出一條適合計算機網(wǎng)絡(luò)開放式實驗教學的新途徑及其配套的創(chuàng)新管理機制和考核機制，這樣才能充分發(fā)揮開放實驗培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)方面的重要作用。

1.開放實驗的選課方式

開放實驗不僅是實驗時間和地點開放，還應(yīng)包括實驗內(nèi)容的開放、教學方式的開放和參加實驗人員的開放。根據(jù)這一原則，開放實驗指導教師應(yīng)首先向?qū)W校實驗室管理處提交教學實驗室開放及實驗項目申報表，經(jīng)審查通過后將所有計算機網(wǎng)絡(luò)開放實驗項目公布到校園網(wǎng)上，學生根據(jù)自身興趣選擇合適的實驗項目。指導教師根據(jù)選課情況，合理分班安排開放實驗教學。

2.指導教師的教學方式

在教學方式上開放實驗指導教師采用了靈活多樣的實驗教學方法，合理設(shè)計實驗內(nèi)容，注重啟發(fā)學生的思維，注重學生自己解決問題能力的培養(yǎng)。在實驗教學過程中，指導教師不僅僅是講授實驗操作的步驟和方法，讓學生去驗證理論，更重要的是要鼓勵學生自由討論，提出解決問題的方法，幫助學生提高發(fā)現(xiàn)問題、探究問題和解決問題的能力，讓學生養(yǎng)成自主學習的習慣。因此在實驗開展過程中，指導教師需全程跟蹤指導，鼓勵和啟發(fā)學生運用學到的理論知識和實踐經(jīng)驗解決遇到的難題，并將大家普遍存在的問題做好記錄，每次實驗后，指導教師作整體總結(jié)點評，幫助學生積累經(jīng)驗。安排具有一定實踐經(jīng)驗的教師作為開放實驗指導教師，這些教師熟悉實驗內(nèi)容和相關(guān)理論知識，掌握網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置命令和組網(wǎng)方式。此外，開放實驗指導教師在承擔網(wǎng)絡(luò)開放實驗課之前都參加了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供商的系統(tǒng)化專業(yè)培訓，這些培訓在很大程度上提高了教師的實驗教學水平，也使得開放實驗內(nèi)容更加符合當前社會對人才的需要。

3.學生實驗方式

在開放實驗過程中充分賦予學生自主學習的權(quán)力，形成以學生為主體，以指導教師為輔助的教學方式，讓學生對學習主題產(chǎn)生興趣，能夠自覺地進行主動性學習。在實驗安排上，基礎(chǔ)型實驗和網(wǎng)絡(luò)配置實驗采用單人實驗方式，實驗室提供詳細的實驗指導書，給出該實驗相關(guān)的理論知識、實驗?zāi)繕?、實驗?nèi)容、難點與重點以及注意事項，其目的是讓學生加深對理論知識的掌握，加強動手能力的培養(yǎng)。在此基礎(chǔ)上，引導學生進行團隊型實驗，如綜合創(chuàng)新型實驗一般以小組為單位，3～4人為一組，共同使用一個實驗臺。由學生自主選擇一個責任心強、實踐能力好的學生做小組長，小組成員分工合作，人盡其責，共同完成實驗。在一些大型的創(chuàng)新型實驗中，甚至可以多個小組共同協(xié)作來完成。此類實驗，實驗指導書一般只給出實驗的項目背景和需求，由學生自主設(shè)計完成整個實驗。

4.開放實驗考核方式

開放實驗的主要目的是提高學生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。開放實驗的考核方式區(qū)別于課內(nèi)實驗，需把它作為獨立的課外課程進行考核。每個實驗結(jié)束后，先由學生自己陳述所做的工作，重點陳述在實驗過程中遇到的問題及采用的解決方案，實驗指導教師根據(jù)學生的陳述在實驗臺上檢查實驗結(jié)果。課后學生根據(jù)實驗寫出內(nèi)容完整、格式規(guī)范的實驗報告及實驗總結(jié)。根據(jù)實驗結(jié)果的檢查和實驗報告的情況，指導教師給出學生該開放實驗項目的實驗成績，并上報學校實驗室管理處備案。

三、結(jié)束語

結(jié)合蘭州交通大學人才培養(yǎng)方案，考慮了實驗教學的多方面因素，設(shè)計了計算機網(wǎng)絡(luò)開放實驗教學平臺。自面向全校所有學生開放以來，學生參與的熱情高漲，全校共有十幾個專業(yè)的學生參加了不同的開放實驗項目，取得了良好的教學效果，同時也極大地提高了實驗室設(shè)備的利用率和教師網(wǎng)絡(luò)課程的實驗教學水平。今后，我們將緊跟時代步伐，汲取優(yōu)秀的教學經(jīng)驗，不斷探索新的實驗教學方法、改革實驗教學內(nèi)容，繼續(xù)完善該計算機網(wǎng)絡(luò)開放實驗教學體系。

本文作者：譚筠梅、李玉龍、杜永文、藍天 單位：蘭州交通大學國家級計算機實驗教學示范中心