计算机网络教学设计范文

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中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2013） 01-0259-02

在全球化的今天，信息化成为了这个以计算机和网络技术为核心的时代的代名词，计算机网络技术是信息化社会的基础，要把计算机网络技术作为一门基础性课程来学习以适应当今社会的发展需求。目前全国各地学校教育技术专业都开设了这门课程，对课程的具体的实施，如制定教学目标、选择教学内容、设计教学过程，每个学校都不一样。但大多数都只是学习网络的教育应用以及比较简单原理的理论，对实践性教学环节还有所缺乏，缺乏针对这门课程的实验教学的整体设计，没有充分体现出教育技术学科实践性强的特点，因此需要针对计算机网络技术这一学科进行系统的教学设计。

1 计算机网络技术试验教学的现状

计算机网络技术作为网络课程的基础课程，所学的课程主要有局域网原理和组网、计算机网络概论、网络互连、网络操作系统、网络安全与网络管理、Internet基础等。通过计算机网络技术的研究，使学生有一个清晰的概念。了解计算机网络的主要类型和使用的网络协议，计算机网络作战，每天的日常管理和维护的最基本的方法，使学生对计算机网络有更清晰的认识，并了解新的网络技术的发展。计算机网络技术实验应注重学生的实际操作技能的形成，包括计算机网络工程，一个简单的局域网设置，配置和管理网络操作系统，网络设置和管理网络，服务器，交换机，路由器的配置。

计算机网络技术实验部分为专业基础实验课程，实验的硬件和软件对环境的要求比较高，少量的实验设备使课程实验存在以下问题：（1）实验条件要求较高的环境。由于需要大量的实验室设备，如交换机，路由器，计算机网络技术实验和创造大量的实验组，学生需要更多的实验室设备和技术力量这一现状难以满足。（2）试验项目缺乏相应的规划。计算机网络技术试验教学的课堂时间往往短，任务比较重，因此要精心选择试验项目，只能够设计一个典型的试验，有相关性，连贯性和层次结构。不同行业，不同层次的学生实验项目调度应满足实验需求。根据不同专业，实验室的设备和条件，掌握实验项目的重点和难点，对实验项目的整合要科学合理。（3）实验考核形式单一。现行的实验考核还是以传统的手写实验报告和课堂实验成绩为主，考核形式简单，对学生的创新意识启迪不够，影响了学生在面对具体实际问题时的应变能力和解决问题的能力，不能很好将学生实验的积极性和主动性调动起来。

2 计算机网络技术实验教学的目标

通过安排大量的实践教学来避免学生对深奥的理论的苦思冥想，轻松有趣的就能学到知识。要合理的安排实践教学，让使学生的能力逐步提高，主要分以下几个层次：（1）实际组建计算机网络的能力。实践教学，学生将能够建立一个简单的网络，熟悉网络建设的全过程，更全面的认识和了解计算机网络。（2）网络应用和管理能力。锻炼学生的全球设计网络能力，集成基于网络的各种需求管理，使学生的网络应用能力及管理能力有所提升。（3）网络的简单分析能力。学生应能独立分析并处理实际的网络故障问题，从理论和实践相结合的教学方式来培养一些综合性的思维能力。

3 计算机网络技术实验教学所选内容的特点

3.1 试验教学分为以下内容：实验室试验。在教师的指导下由学生独立运作的实验室实验，这个实验持续很长一段时间，通常以课时为单位。学生进行试验的目的主要为：学习一些实验，初步学习或练习实验操作。形成或巩固学习计算机知识。形成或加深某些计算机的概念，原理和规律的理解。评论、使用、巩固和深化学习计算机知识和实验技能，最初是用于一些简单的实验。培养学生的实验能力，思考能力和独立工作的能力，培养实事求是的科学态度，不怕困难的精神。学生进行试验的过程中，学生更独立的实验操作，需要他们提前做好准备。（1）实验的内容和教师要教的内容要有密切的联系。（2）操作简单方便。课堂实验要求教师有一个有力的实验教学能力和实践经验。为了做好学生课堂实验，我们应精心选择实验内容和设计方案，充分做好准备。提前使学生明确试验的目的，对学生实验操作做检查，指导学生做实验。也可根据实验操作对象上机实验分为教师演示实验和学生分组实验。

3.2 整个实验教学设计最重要的一环是实验内容的选择，教学内容也是当前实验教学改革的重点，计算机网络技术实验内容的选取应有以下几个特点：（1）新颖性。试验教学的重中之重就是实验内容要有新颖性，陈旧及过时的实验项目会对人才培养目标的实现造成阻碍。（2）实用性。选择的实验内容以及设计实验项目必须要有实用性，以适应社会发展的要求。（3）拓展性。网络技术实验室教学内容要针对所有学生进行难易结合的设计。（4）综合性。实验项目应该能让学生把各方面的知识综合应用到一起，充分调动学生的积极性及主观能动性，使学生通过实验教学会综合运用学科知识，提高自身的能力，同时需要注意的是不同的实验项目的内容之间的相关性，以提高学生的实践能力。（5）可操作性。实验项目的设计必须具有可操作性，尽管有一些实验项目具有实用性和新颖性，但由于实验室设备和环境条件的因素，不具有可操作性。

4 计算机网络技术试验教学过程设计

设计实验教学过程中，其实是实验教学过程中的不同类型的实验项目的组织实施过程中的设计。一般类型的试验示范有验证性实验、实验设计、研究实验。在我们设计的前10网络技术的试点项目，可以大致分为两类，一类核查、操作实验，一类综合性设计实验。

组织实验指导书的基础上由老师讲解示范，由学生自己动手操作实验，完成实验指导书的内容，需要掌握使用的网络设的连接，安装，配置方法。掌握肿网站创建的主路由器的参数来实现这一目标的低层次实验教学的基本配置。综合设计实验项目要求学生应用基础实验教学所学到的知识，掌握的方法来完成实验，实验过程中，该组织是完全不同的操作实验，这些实验有实验指导书规定的目标的实验要求，相关设备和信息，学生设计自己的实验方案，学生自己确定的实验方法、程序，利用实验室提供的设备完成试验过程。学生需要做出一些验证性的基本实验，如电缆生产，网卡的安装和配置，网络配置等诸多知识。通过独立的完成这个实验可以培养学生的综合实验能力。

5 计算机网络技术实验教学的效果评价

在整个实验教学设计过程中，实验教学效果的评价是必不可少的一部分，是测试实验教学目标是否实现的重要手段。计算机网络技术的实验结果的评价应该是形式的多样化，可通过两种方式来研究。首先是要检查的活动，可以通过参与具体的社会实践实习。实践活动中形成的网络课堂如，“一个小校园网络的建设”，“小型办公网络改造”等是测试学生的网络技术实验结果的最好方式。

随后的设计实验用来检验学生的网络技术实验结果。通过参与特定的社会实践或实习活动这种方法评估网络技术实验的效果，由于受客观条件的限制，实践和实习基地可能无法针对对应的网络技术工程和项目为学生的实践练习提供实习。我们可以针对实验室设计一个综合性实验项目，通过实施综合性实验，检查其他实验项目的实验结果。

对于网络互连实验的项目，我们设计了一个网络测试和故障排除的综合性实验，通过实验来评估实施其他实验的实验结果。我们创造了大量的实验，试验环境包括“路由器通过PSTN互连与配置实验”、“路由器的远程配置和本地配置方式实验”、“UNIX网络平台创建”、“动态路由与静态路由实验”、“WIN2000网络平台创建”等多项实验。不同形式的故障如传输介质故障，参数设置故障，路由设置故障等，学生需要综合应用所有相关的实验知识及技能，将这些故障进行排除。

6 计算机网络技术实验教学实施的环境平台

计算机网络技术实验教学的设计必须结合网络实验室的实际情况，如果实验室没有网络实验平台的支持，再好的实验教学的设计也不能实现，所以要创造实施的实验教学的环境，建立和完善网络实验平台。为了完成目标任务的网络实验教学设计，网络实验室应包含以下几个实验平台。

6.1 网络介质、线路试验平台。在平台上，我们提供了一套完整的综合布线系统仿真的设备和设施，可以进行实际布线工程，通过实验平台的设计和生产各类网线，是培养学生的能力的基础平台。

6.2 网络设备的测试平台是网络设备的测试平台HUB，交换机，三层交换机，调制解调器，多路复用器，路由器，光纤收发器和其他设备。根据不同类型的设备才能完成的功能，他们可分为交换技术测试平台、路由技术测试平台和仿真测试平台的远程访问。不同类型的交换机为交换技术平台的主要设备，主要完成设计和组建网络，VLAN虚拟局域网的网络设置和管理。以路由器为主的路由技术测试平台，学生掌握路由器的参数设置，路由器的端口设置，静态路由和动态路由的路由器知识。

6.3 网络互连技术试验的平台。计算机网络技术的核心是网络互连技术，网络互连技术的处理由于实验条件的限制处于比较低的层次上，实验室网络互连技术测试平台建立的网络互连实验，随着路由器设备价格下降也可以在实验室中进行。设计的网络互连技术实验平台并不专门配备网络设备，而是共享前面试验平台的所有设备。没有独立配备专有设备而设计独立的网络互连技术试验平台旨在强调网络互连实验的重要性，“网络测试与故障排除”这一综合性实验项目就是要在互连网络上进行，在该拓扑结构中可进行多项网络互连方面的实验，使学生从整体上更好的把握计算机网络技术的本质。

7 结语

计算机网络技术是一门专业的网络基础课，这门课程主要介绍了计算机网络技术基础知识。在教学过程中，学生基本能了解计算机网络，了解基本的计算机网络数据通信，对最新发展的计算机网络技术和计算机网络体系结构的理解，掌握网络组建的过程、以太网网络架构和技术，基本的网络设置、连接和配置技术和各种应用服务，互联网和各种接入技术。教授计算机网络层次结构是课程的重点，要让学生掌握计算机局域网工程工作原理，使其掌握基本概念和理论，为以后的课程奠定基础。

参考文献：

[1]李学善.浅谈计算机网络实验教学体系建设[J].计算机光盘软件与应用，2012，（2）：223-224.

[2]李晓锋，王忠华.网络教学平台在高校课程教学中的应用调查研究[J].中国远程教育，2012，（2）：67-70.

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文章编号：1672-5913（2013）14-0064-04 中图分类号：G642

1 计算机网络课程教学现状

CNNIC（China Intemet Network IntbrmationCenter，中国互联网络信息中心）在《第31次中国互联网络发展状况统计报告》中指出：“截至2012年12月底，我国网民规模达到5.64亿，全年新增网民共计5090万人。互联网普及率为42.1%，较2011年底提升3.8%。当前，我国网民数量已经处于高位，网民增长和普及率进入了相对平稳的时期”。网络的不断普及早已除去了网络应用的神秘面纱，从幼儿园的孩子到七八十岁的老年人，都会使用网络上网查看资料、打游戏、看电影等。多数人对于计算机网络的理解局限于计算机操作，如能够上网看新闻、打游戏、聊天等，并且会使用简单的IE浏览器菜单式操作，这使得大学网络教育技术进入了一种尴尬的境地――网络应用不用教，网络理论教不会。

计算机网络课程作为一门计算机及通信方向的专业基础课，通常涉及网络基本组成、网络架构和网络协议，了解局域网的搭建等内容，在没有真实工程的环境下，这种学习更多偏向于模拟环境，只有部分硬件设施良好的学校可以提供实际工程应用环境。但是，这样的条件依然不能满足学生的实用主义思维形式，并且网络研究越接近底层协议，其知识点越让学生觉得生涩难懂，或者感觉学而无用，从而产生懈怠。在几次抽样调查中，得到的反馈信息是网络学习操作较简单，网络内部工作原理概念太多、范围太广，难于理解。

2 教学互动模式和策略研究中的参与式教学探讨

20世纪末期，西方兴起一种对互动模式中参与式教学设计理论的研究。自美国学者格拉泽（Robert Glaser）明确提出“教学系统”概念以及对教学系统进行设计起，“教学设计”（Instructional Design）便开始从朴素经验之“术”上升为理性之“学”与技艺之“能”的整合，逐渐成为现代教育技术的一个重要的分支学科。其中，Bela.H.Banathy、Charles M.Reigeluth等教学设计专家研究了参与式教学设计的必要性、价值与意义、方法与策略等，形成了丰富的研究成果。美国教学设计专家Bela.H.Banathy从教学设计的未来假设出发，区分出4代设计方式：第1代是“按指令设计”（Design by dictate），它通常既通过立法实施又通过自上而下推行；第2代是“为（决策者等）的设计”（Designing for），它引进顾问和专家，研究某个特定的系统问题，进行需求分析，向决策者提供解决方案；第3代是设计者与决策者“一起进行的设计”（Designingwith）或者“设计者指引的设计”（Designerguided），它是设计者和决策者通过具有实际意义的讨论而进行的；第4代是“置身于其中的设计”（Designing within），它提出“人的活动系统必须由那些处于其中的人，利用这些系统的人以及这些系统所服务的人共同来设计”。

参与式教学方法（ParticipatoryTeaching Method）是指受教育者在明确的教学目标指导下，运用科学的方法，在民主、宽容的课堂环境中，积极主动的、具有创造性的介入教学活动的每一个环节，从而接受教育、获取知识并发展能力。教师与学生以平等的身份参与教学活动，共同讨论、共同解决问题。因此，参与式教学是一种师生共同推进教学的教学形式。联合国教科文组织（UNESCO）将参与式教学方法归纳为课堂讨论、头脑风暴、示范和指导练习、角色扮演、小组活动、游戏和模拟教学、案例分析、讲故事、辩论、与他人在特定环境内练习生存技能、音频或视频活动，比如艺术、音乐、戏剧、舞蹈等决策图或者问题树。

微格教学的英文为Microteaching，在我国被译为“微型教学”“微观教学”“小型教学”等，目前国内用得较多的是“微格教学”。微格教学创始人之一，美国教育学博士德瓦埃・特・爱伦认为微格教学“是一个缩小了的、可控制的教学环境，它使准备成为或已经是教师的人有可能集中掌握某一特定的教学技能和教学内容”。在参与式教学研究中，引人微格教学的思想，旨在将一个宽泛的研究议题缩小为一个可控的教学环境之中，便于学生研究和理解。

3 参与式教学在计算机网络课程中的应用案例

计算机网络是一门既包含专业理论学习又有实践应用的课程，具有内容广、范围宽、知识点零散等特点。根据应用型本科的教学要求，课程采用以原理教学为基础，实践应用为目的的教学决策定位，学习内容包括掌握计算机网络的工作原理，学习计算机网络的体系结构、分层协议，学习局域网技术、网络互连设备及技术，学习网络新技术等，最终突出对学生实践动手能力的培养，进一步适应我国信息产业领域对通信技术应用人才的需求目标。

在计算机网络课程教学中引入参与式教学方法中的课堂讨论、头脑风暴、示范和指导练习、角色扮演、小组活动、游戏和模拟教学、案例分析、视频活动等。下面以在课堂中使用的上述几种方法的案例进行探讨。

3.1 课堂讨论与头脑风暴

在计算机网络课程的课堂教学中，为了能够激发学生的思维广度，在课堂中经常组织一些议题的讨论。通常这些讨论是没有约束的，是在自由思考下进行的。为了能够在有限的课堂中实现这样一种头脑风暴，引入了“微格”的思想，缩小议题范围，限定在一节课以内。因为经验表明，创造性较强的设想一般要在讨论开始IOM5分钟后逐渐产生。美国创造学家帕内斯指出，头脑风暴时间最好安排在30～45分钟之间。

例如，课堂上使用过的议题（包括“你能想到的通信方式有哪些？”“网络的覆盖范围究竟可以有多远？”）都属于没有范围的议题。在初始状态下，学生的状态是很茫然的，经过简单的引导后，学生会在10分钟左右进人状态，并提出各种各样的思想，有的甚至只是一种设想，课堂气氛逐渐活跃起来，甚至在课间时，还会继续进行着相关讨论。经过10分钟休息后，第二堂课会被设定为总结课。总结课可以让学生从发散性思维主动回归到总结性思维，学生会自然地延续上一堂课，发挥能动性，将头脑风暴中提出的想法予以分类归纳。在这样的课堂上，由一个“你能想到的通信方式有哪些”可以得出计算机通信中使用的通信设备、数据传输线路、数据交换技术的线路交换、报文交换和分组交换等包含网络数据通信技术整个章节的内容。

通过头脑风暴思想的引入，学生的课堂气氛得到了活跃，也更好地让他们做学习的主人，发挥了学习的主动性。

3.2 视频的引入

在多年对学生的观察中发现，网络上的社会新闻、八卦消息、游戏等充斥着学生的生活，学生对于计算机和网络在过去和未来发展等方面均没有足够的了解和学习，导致在谈到一些新科技和新技术的时候学生会体现出一种茫然，而提到某种新的手机应用时则会体现出一种关联后的释然。可是，不了解已有技术，很难适应社会对于新技术的需求，这应该也是大学课程与实际社会需求脱节的一个重要原因。

为了让学生更好地了解现有计算机和网络等技术的发展状态，又不影响有限的课堂时间，采用两堂课中间的10分钟休息时间，随机循环播放一些IBM、Cisco、微软等公司提出的过去10年技术回顾和未来5年技术预测的相关内容。这一点，在几年的教学中得到了学生的肯定，学生对于这种类型的视频很欢迎，开拓了他们的视野，让他们更好地理解计算机和网络的现状和未来。

3.3 开放式情景模拟

在枯燥的理论研究和教育中，在计算机网络课程的教学中引入角色扮演、游戏和模拟教学，采用生活中实际场景讨论和角色扮演发散学生的思维，引发学生的求知欲和兴趣。

计算机网络的发展及相关应用大多来源于现实社会，因此完全可以利用实际社会环境为模拟场景，让学生以某一特定角色为出发点，深入理解网络的相关运行原理。当然，课堂的时间总是有限的，为了在有限时间中让学生更好地理解相关思想，依然引入“微格”思想，选择引入一些角色扮演的小游戏来模拟实际生活中的真实场景。下面是一个小例子。

场景：因为某种原因要写一封信，并且得到对方的回信。

前期准备：2个信封，2张信纸。

角色选定：在这样一个场景角色中，选择3个学生，1个扮演写信人，站在教室前；1个扮演收信人；另外1个扮演邮局人员。

情景模式：扮演写信人的学生在信纸上随机写上一些内容，然后在信封上写地址，将信纸放在信封中，密封好，找到邮局人员；邮局人员将信转交给另外一位扮演收信人的学生；收信人看了信后写回信，依次在信纸上写回复、信封上写地址，密封好，交给邮局人员。

原理还原及情景模拟分析：上述开放式情景模拟是一个日常生活中很简单也很常见的寄信过程。这个过程正是一个让学生认识数据封装的原理及数据传递的情景模拟。

写在信纸上的内容就是人们要传输的数据，这里的数据是发件人和收件人都可识别和理解的，数据写在信纸上，之后放进信封，用于表述数据的一种封装形式，在封装过程中，必须按固定层次进行，不可能出现信的内容写在信封上，然后用信纸包裹的情况。信封就是数据封装中的最外层，通常使用通用语言写上收件人地址、邮编和收件人姓名，以及发件人地址、邮编和发件人姓名，这些用于表示封装中的层控制信息。

情景模拟是开放式的，这是因为教学本身是由多种要素构成的复杂系统，其中包括动态要素、人的要素和相对静止要素等。其中，动态要素是教师、学生及心理环境；人的要素包括教师和学生；相对静止的要素是教学媒体和物理环境。在场景模拟环境属于开放式场景，即在场景模拟中会出现很多不可预测的情况，如果出现不可预测的情况，将更加利于把网络的相关概念讲述清楚。比如，在写信这个开放式情景模拟中，不可预测的情况可以更好地将网络层次的内部概念讲述清楚。比如写信这个环节，有的学生使用文字，有的则使用画图，当信传给收信人的时候，会出现不可识别的现象。这时候，则是讲解协议概念的最佳时机。此外，学生有的时候会出现忘记写寄件人地址的情况，此时则是讲解封装数据中的源地址和目的地址的好时机。

当该场景学习和讲解完后，可以进一步引入下一个路由议题，比如追加一个邮寄员收到信件后如何从一个地方传送到另一个地方的情景模拟过程。

3.4 案例分析

计算机网络课程最终来源于现实生活中的真实应用，如在讲述计算机网络组网应用过程中，通常使用实际的中国电信网络接人流程作为小型局域网搭建案例进行讲解。在组网过程中，中国电信属于中国最大的ISP（Internet ServerProvider，互联网服务提供商），主要给用户提供接口。在用户内部组网中，主要使用分离器实现电话线中电话和网络的分离，调制解调器实现数模信号的转换，然后扩展网络中使用到的集线器或者交换机、路由器等设备。由于网络的普及，大部分学生家里都曾经安装过能上互联网的网络，因此，对于这个议题的讲解都比较容易理解，由这个案例，很容易引出网络的小型组网和大型组网的扩展讨论。

当然，在课堂中，还会使用到其他的参与式教学方法，例如目录树的引入、示范和指导练习、辩论等多种方式，将参与式教学方式充分在课堂中予以应用。

4 存在的问题

参与式教学确实可以提升学生主动参与的积极性，但同时也提高了对教师的要求，除了要对网络的内部概念含义有贴切的理解外，还要求教师自身对计算机和网络的已有发展和未来远景有一个透彻的了解，这些都要求教师投入更多的精力。此外，参与式教学中，特别是开放式情景模拟时，时间控制比较困难，如果时间控制不好，可能会出现情景模拟完还没来得及总结就已经到了下课时间的情况，这种情况将很不利于课程的理论深入。

由于学生多年来习惯了教师讲学生听的模式，所以在刚开始的参与式教学中，学生会出现茫然不动的情况；相反，如果过多地使用参与式教学，学生也会出现过度活泼，注重游戏本身，而忘记游戏原理回归，所以在课堂中，这些度的把握都需要予以控制。

现有课堂时间毕竟有所限制，大多数情况下，会存在课时少，课程内容多而繁杂，独立信息不容易关联起来，学生课余时间无法充分利用等问题，这些都需要借助现代化教育手段和工具帮助学生课外研究。当然这些问题，随着研究的深入探讨最终都将得到解决。

篇3

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2014）03-0101-04

中职学生有自身特点，即形象思维能力强而抽象思维能力较弱、动手操作能力强而理论学习能力较弱，愿意在经历中记忆，反感强记书本内容。中职毕业生的工作大多不是开发工作，也不直接主导大型网络设计，主要是网络管理工作。因此，中职教材、教法均应据此而定。

对于中职学生而言，网络课程不是单纯的操作类课程，而是一门通过理论指引设计简单网络，在网络管理中分析和排除错误的课程。于是，从应用的角度研究计算机网络课程的知识内容组织，以及运用相应的教学方式达成理想教学效果成为中职教师的迫切任务。

笔者从2005年开始从事中职网络基础教育，并于2008年编写了《网络基础》教材。经过第一线的教学、分析、研究工作，笔者认为，从数据寻址的角度阐述计算机网络，并作为主线开展教学，更适合分析网络故障，判断并排除网络故障，通过问题引导学生思考。从应用的角度分析，通过理解数据在网络中的寻址过程来学习计算机网络非常实用，学生容易理解，教学效果明显。

中职网络基础教学分析

（一）目标分析

各行各业都需要网络专业人才，尤其是需要大量的网络维护与安全管理方面的实用技术型人才。我校就业办对已毕业学生就业情况进行统计分析发现，网络专业毕业生主要从事工厂软硬件维护和网络维护、联想等公司硬件维修工程师、电信ADSL安装工程师等工作。根据就业情况确定网络基础的培养目标是网络管理员，即要求学生掌握网络管理、网络安全、硬件维护、软件维护等知识和技能，能够从事网络管理与维护、各种服务器架设等工作。课程目标还需要兼顾网络设备管理、网络服务器搭建、网络安全等课程的需要，以及学生可持续发展自学能力的建立。

（二）教学内容分析

中职学生学习基础差异性很大，面对“高深莫测”的教材，许多学生既听不懂也学不会，久而久之就产生逆反心理，厌倦学习。我们从应用的角度组织教学内容，同时减少文字表述，辅以直观的图形和贴近生活语言的描述。我们不使用OSI七层模型、不使用“映射”这类数学名词，直接对TCP/IP模型简化，只需建立三层的封装、解封装概念，封装内容仅仅包括地址信息。教学内容上阐述地址来源，交换设备如何根据地址处理相关的数据报（分组、帧）。教学内容以模拟以太网为实例，对ATM和ISDN等学生毕业后几乎接触不到的网络不花费精力去教。对涉及的相关技术，从宏观上把握，不纠结细节，如对“生成树技术”内容，只要学生知道生成树技术用于解决怎样的网络问题即可，不要求学生掌握交换机内部对协议实现的细节。

注重寻址导向的计算机网络基础教学设计

（一）教学内容确立

教学内容围绕几个问题展开：（1）主机A（QQ）发送数据给主机B（QQ），为什么数据不会在IE中显示？（2）主机A（QQ）发送数据给主机B（QQ），为什么不会在主机C（QQ）显示？（3）交换机为什么能够向相应的接口转发数据？（4）路由器为什么能够向相应的接口转发数据？（5）共享上网，为什么就知道哪台机器拨了ADSL？要明白上述问题，理解数据结构（端口、IP地址、MAC地址）在数据封装中的作用极其重要。其中，本机已知的数据结构是TCP/IP属性，数据传输过程就是根据这些地址的“数据包”寻址过程，所以整个教学内容围绕理解数据结构以及硬件设备根据数据结构寻找目标设备的过程。

围绕问题，是从应用程序发送数据开始思考网络的，所以根据内容组织的需要，从应用层开始，我们自顶向下组织教学内容。自顶向下组织教学内容可以强调应用，激发学生学习热情，突出内容重点。紧扣应用环境也便于学生实践，做到“做中学，学中做”。内容如图1所示。

解决上述问题的思路是：源主机发送出去的数据加上地址，相应的设备（进程）根据地址进行转发，源主机需要获取相应的地址填入；集线器相当于广播的交换机，不处理MAC地址，三层交换机相当于交换机+路由器，多口NAT转换设备相当于交换机和路由器。对基础知识的思考模式建立以后学生理解后面的部分就不难了。相关的技术，如蓝牙、IP电话、搜索引擎应用等内容可放到阅读材料中。

（二）教学模式选择

应将传统课堂教学和数字化教学两种教学模式有机整合，以更好地达成教学目标。（1）在传统教学方面。要通过课堂教学，让学生明白基本的理论部分内容，达到在模拟实训中有据可依，加强师生之间、学生之间的讨论。还要对学生进行综合测试，对理论部分进行作业强化练习。（2）在数字化教学方面。作业和每节课的小测验将会因严重加大教师工作量而变得不切实际。建立网络自学平台，开展自我检测，每节课通过网络小测，让软件自动评分，成绩虽然会立刻得出，但大部分学生会紧张。

教学过程要虚实结合。“虚”不是指理论内容的虚，而是通过虚拟软件对教学内容进行模拟，特别是对一些可观察的内容，通过模拟让学生很好地理解相关知识点。“实”，一方面，有些内容在真实环境下模拟，学生能够理解虚拟环境与真实环境是能够对接的，实训用例场景是真实的；另一方面，教学过程要理论讲解和实训交替进行，塑造学生的网状知识结构，线性的教学内容和过程重复两次更有利于学生重构知识。

教学实践

在教学中，根据教学内容灵活选择教学方式，比如对封装、解封装，我们在课堂先讲一遍理论，用虚拟软件模拟一遍，再在真实环境中抓包观察，让学生对封装和六个地址（三对）有深刻认识，毫不怀疑模拟环境，认识了再去研究源和目标地址怎么来的。对于端口地址的学习，我们采用VB开发工具、Socket控件、UDP协议编写简单聊天软件，设置多个问题促进学生对端口地址的理解。对于OSPF、RIP、静态路由、交换机交换原理、VLAN、生成树技术、链路汇聚、堆叠技术我们采用Packet Tracert软件进行模拟。现举几例加以说明。

（一）透明交换机交换原理课堂教学

对MAC地址和透明交换机部分内容的教学，我们先进行课堂理论教学。设计了如下几个问题来激发学生思考：交换机刚启动后，没有发生任何数据交换，交换机的转发表是空白的，表格如何构建？如果交换机出厂前预置，MAC地址已在网卡中，交换机生产商不知道主机用哪块网卡，所以不可能。如果是人工添加，电脑从一个接口换到另外一个接口，就要人工修改，比较麻烦。自主学习是很好的学习方式：交换机从接口接收到数据帧，数据帧中有源MAC地址，学生把源MAC地址和接口号添加到MAC地址表中。然后给出如表1所示的交换机MAC地址表进行数据帧处理规则讲解。

处理规则如下：（1）当交换机收到数据帧，先把数据帧的源地址和接收接口放入上面所示的表格中。（2）如果目标地址是广播地址则向所有接口转发，否则在表格中查找物理地址列：如果匹配成功，而且表中接口号和接收数据帧接口号不相同则按相应的接口转发数据帧；如果匹配成功，而且表中接口号和接收数据帧接口号相同则丢弃数据帧；如果查找不到，将向除了接收数据帧接口以外的全部接口转发。

之后我们配套开展一个模拟透明交换机实训，一个手工运算处理规则的作业。这样，大多数学生能够掌握透明MAC地址和透明交换机原理，建立了这样的思考方式以后理解VLAN就不再有难度了。

（二）VB编程理解端口号实训数字化教学

编程是理解传输层的最好方式，有利于学生理解端口号在寻址中的意义，理解端口在同一操作系统、同一协议下的唯一性。为了解决学生使用VB的困难，应尽量简化程序，不加入错误检测。采用UDP编写的聊天程序，加上变量定义，我们只写了十行代码。程序界面如图2所示（操作过程和程序略）。

然后设计了以下几个问题让学生联系理论知识思考，重构网状知识体系：（1）A同学没有单击监听，B同学给A发送数据，A能接收到吗？（2）同时运行两个程序实例，分别单击“监听”可以吗？为什么？（3）A同学监听4520，B同学给A同学发送数据到端口5630，A同学能接收到吗？（4）给所有同学发送信息，目标IP应该怎么配置？（5）三五个同学群聊，应该配置什么IP地址和端口号？

（三）用Packet Tracert软件模拟OSPF协议的模拟教学

路由表、网络号、路由器部分的教学我们使用CISCO的Packet Tracert进行模拟，主要使学生理解不同的路由协议需要配置什么参数，以及配置了基本参数之后路由器之间会交换路由表并重新形成自己的路由表。至于路由算法是如何实现这些过程的，中职学生并不需要关注。中职学生需要知道各种路由协议都启动了之后哪个协议具有优先级，多久能够更新路由表，从而避免工作中配置了参数却又误认为无效。在实训中让学生连线有条理，弄明白各参数对应关系，反复操作，最后一遍做到不给参数也能自己配置出同样功能网络，以更好地理解参数之间的相互关系。

配置和连线如下页图3所示（连线和参数略）。

完成上面实训后学生要回答下面问题，并记录路由表：（1）注意观察Router0，传递到网络192.168.4.0下一跳选择Router4还是Router1？（2）将Router0到Router4的最终路由表记录到如表2所示的表格中。

结语

我们经过多年探索发现，计算机网络基础选准理论切入点，以应用为标准重构知识体系，以寻址为导向，用适合中职学生的语言描述，采取灵活的教学方法，会取得很好的教学效果。学生能够建立计算机网络运行方式的思考方式，并初步建立自学能力，能够在今后的工作中进一步学习，为后续课程打下应有的理论基础。

参考文献：

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中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）19-0185-02

一、引言

《计算机网络》课程是计算机科学与技术专业学生必修的专业基础课之一。课程涉及计算机、通信、电子等多个学科领域，理论性强，概念抽象。同时，课程对学生的实践能力提出了较高的要求。目前，对该课程的教学，很多高校仍采用传统的以知识传授为主的教学方式，辅助以模拟实验和实训。从实践效果看，这种方式难以培养学生的实践能力。

二、《计算机网络》课程实践能力培养存在的问题

1.理论知识抽象，理论掌握难以深入。《计算机网络》主要内容以比较成熟的网络技术为主，系统地向学生讲授有关概念、原理和应用技术。通常按照计算机网络的体系结构依次分析各层功能及协议的工作原理，从而使学生形成对网络各层及网络体系的系统认识。但是这些理论内容较为抽象、枯燥，很难通过理论讲清楚，学生很难通过理论知识来形象地构建网络模型，从而出现学其而不知其所用的问题，影响最终的学习效果。

2.操作环节欠缺，实践能力培养不足。目前，受传统教学模式影响，《计算机网络》实践教学部分大多依靠普通的课堂教学或者实验教学实施。学生在理论教学环境中接受实践训练，难以产生真实环境所带来的特殊感受，且操作遗忘率高，难以体现学习自主性，教学效果不好。同时，学校为学生提供的用以进行专业实习、实训的实验设备数量不能满足教学需要，而且因为计算机网络设备发展很快，新型设备不断推出，受经费影响，学校也很难追随网络设备发展的步伐，不断购置新型网络设备，导致实践能力培养的环境与计算机网络技术发展，以及学生就业技能培养需求的差距不断拉大，无法帮助学生构建完备的实践技能体系。

三、微课教学应用于《计算机网络》课程的优势

微课是基于网络多媒体技术及信息处理技术，将“课”微处理化形成了一段短小生动展示并陈述、解决一个核心重点问题的教学音视频。将微课教学应用于《计算机网络》课程，不仅是课堂教学的有效补充，还适合移动学习时代知识的传播，也适合学习者个性化、深度学习的需求，并且对教师的专业发展具有长远的作用和意义。

1.时间短、内容精、容量小、易传播，适合学生自主化学习。教学视频是微课的核心组成内容，时长一般为5～8分钟左右，最长不宜超过10分钟。相对于较宽泛的传统课堂，微课突出了课堂教学中某个学科知识点中的重点、难点、疑点内容。相对于传统一节课要完成的复杂教学内容，微课内容更加精简。微课视频及配套辅助资源一般在几十兆左右，视频格式以支持网络在线播放的rm、wmv、flv等流媒体格式为主，可流畅地在线观摩，也可灵活方便地下载保存到笔记本电脑、手机、MP4等终端设备，实现移动学习，适合学生自主化学习。

2.可为学习者提供丰富的学习资源。微课的提供者可以来自本校教师，教师在教学过程中将学生难以理解的内容制作成微课给学生，为学生提供学习资源。互联网上还有许多其他教师制作的微课，学生也可以下载。此外，在互联网上，许多从事计算机网络工作的工程技术人员也制作了许多小视频，比如水晶头的连接、网络配置等方面的内容也可以当做微课来使用。

3.可有效弥补师资数量不足、教学质量不高的问题。长期以来，优秀教师始终是最宝贵的教学资源，是影响教学质量的核心因素。而受传统教学模式的影响，优质师资资源的受众只是小部分，这也是一些优秀教师的课爆满的根本原因。优质师资资源的价值没有得到更大的发挥，影响了《计算机网络》教学质量进一步提升，也造成了极大的浪费。利用微课，可以组织优秀教师将《计算机网络》课程中的核心知识点制作成微课，可以扩大优质师资资源的受众，有利于教学质量的提升。

4.有利于构建教师成长进步的新途径。网络技术发展速度很快，教师必须不断学习新技术，才能跟上技术前沿。同时，《计算机网络》课程教师还应具备丰富的网络工程实践经验。在传统教学模式下，教师也提高这两方面的能力是比较困难的。利用微课，对传统的教学与教研方法进行革新，突破传统的听评课模式，可以推动教师专业素质的发展。一方面，通过微课的制作，可以使教师全面梳理《计算机网络》课程的知识点，增强对教学重点、难点问题的理解。另一方面，为了制作好微课，教师需要对教学内容的设计，教学重点的把握以及课程的讲述等方面，不断地进行反思，将理论与实践融会贯通，才能让学生在掌握理论的同时学习到主流和先进的实用技术，达到预期的教学效果。

四、《计算机网络》课程微课教学设计原则

1.清晰定位原则。微课教学设计必须有清晰的定位，这样制作的微课才有更强的针对性。教师需要清楚微课受众的情况，需要了解的知识点是什么，关注的问题是什么，才能准确确定微课内容。同时，微课教学应定位为对一些上课没听懂的同学进行课后的解惑辅导，而不是代替课堂教学。就是说，微课制作不能像课堂上讲解新知识一样，它应是解惑而非授业。教师应以此为基点构思《计算机网络》微课的设计。

2.突出重点原则。微课时间短，不可能像课堂视频一样讲授一个完整的单元，只能是针对某个知识点或者某道习题或某个学习环节进行重点讲解。《计算机网络》微课内容的选取，应侧重于两类：一是重点、难点、理论知识点，即针对学习过程中存在困惑，或者学生自己看不明白的地方，制作微课进行讲解或引导学生完成认知过程。二是实践操作知识点。《计算机网络》课程有很多实践性知识点，对于学生而言，不具备进行课后实践的条件，而这些内容又非常重要，对于提高学生解决实际问题的能力具有关键意义。

3.多媒体呈现原则。在传统课堂上，教师与学生面对面，可以与学生之间有神态和眼神的交流，微课只是视频，更容易使学生产生疲倦感。因此，制作微课需要特别注意吸引学生的注意力，需要多使用多媒体，提升学习积极性，激发学习动力，保持学习兴趣。具体而言，要做到动静结合，给人以动态感、空间感。要注重图文并茂，增强表现亲和力，要注重颜色搭配，通常除了黑色和白色外，最多搭配3种颜色。总之，要利用好多媒体技术吸引学生的注意力。

五、《计算机网络》课程微课教学设计

1.教学目标――生成和提高实践能力。教学目标即明确教学是为培养什么类型人才而服务的。准确的教学目标是《计算机网络》课程微课教学设计成败的首要因素。计算机网络的教学目标可分为三个层次，分别为网络基本应用、网络管理员或网络工程师、网络相关科学研究。着眼实践能力的《计算机网络》课程教学目标应以第二层次为主要目标，着力培养学生掌握网络集成、网络管理、网络安全、网络编程等知识和技能，并对其中一项或若干项有所专长，可以胜任如网络规划设计、网络管理与维护、架设各种服务器和网络软硬件产品的开发等工作，使其成为基础扎实、知识面宽、能力强、素质高，可以直接解决实际问题的应用型人才。

2.教学内容――围绕重难点问题确定。要紧扣培养学生实践能力提出的需求，客观分析影响学生实践能力生成的难点，结合学生的认知水平，接受知识能力的高低，突出专业技能培养，培养学生的核心技能。按照《计算机网络》课程的实际构成，可制作以下教学内容的微课：网络组建，包括局域网组建、无线局域网组建、城域网组建、广域网组建等微课。网络互连，包括LAN-LAN互连、LAN-WLAN网互连、WLAN-WLAN网互连、LAN-WAN-LAN网互连、WAN-WAN网互连等微课。网络规化设计与网络施工，包括做网线、布线、安装网卡、安装模块与设备等，安装各种系统软件、管理软件及系统配置等微课。

3.教学手段――合理运用媒体技术。微课媒体技术，通常包括课堂实录型视频和内容演示型视频两种。对于《计算机网络》课程中知识较抽象、难理解，如分组交换、IP多播、TCP与UDP等理论知识，可使用课堂实录型视频，在讲授过程中，将之与日常生活进行类比，加深学生对理论知识的理解。对于网络中一些复杂工作原理，如分组交换、IP层分组转发、RIP工作原理、滑动窗口机制、TCP连接管理等知识应采用多媒体演示教学制作微课。对于实践性教学内容应以内容演示型视频为主制作微课。一方面，直接拍摄网线制作、网络布线、网卡安装、模块安装与设备调试等视频内容制作微课。另一方面，利用Packet Tracer等软件录制IP地址划分、域名规划、IP地址分配等知识点的示范教学，提高微课教学的效益。

六、结论

提高学生实践能力是《计算机网络》课程教学的必然要求。本文提出利用微课教学提高学生实践能力培养，研究了《计算机网络》课程微课教学设计应遵循的原则，提出了《计算机网络》课程微课教学设计应注意的问题，希望可以给《计算机网络》教学提供一些参考。

参考文献：

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0引言

    动态主机配置协议(dynamic host configure protocol , dhcp)是计算机网络应用的一种，它能够解决网络中ip地址分配的问题，对网络管理具有重要的意义。特别是如今拥有多台电脑的家庭或单位在共享接人internet时，大多使用dhcp服务进行ip地址的自动分配，以尽量减少手工设置ip地址带来的问题。因此，有必要熟练掌握该技术的运用。针对非计算机专业学生不需要掌握太多理论知识的特点，我们在教授了必备的dhcp基本概念后，主要让学生通过做实验来掌握该技术。实验教学中将dhcp实验分为验证性和设计性两类，并且不同类型的实验采用不同的教学方法。实践表明，使用这样的教学设计能够收到较好的教学效果。

1 dhcp实验教学内容

    由于dhcp服务采用客户机/服务器模式来实现ip地址、子网掩码、默认网关等信息的动态分配，所以只有掌握了客户机和服务器两部分的配置技术才能构建一个可用的dhcp服务网络。另外，若要考虑网络结构、容错以及平衡dhcp服务器负担等因素，则还要掌握复杂网络中的dhcp配置技术。因此，dhcp实验教学主要有以下几个内容:

1.1   dhcp客户机的设置

    该实验内容主要是让学生学会如何将一台计算机配置成dhcp客户机，使其能够自动的获取ip地址、子网掩码和默认网关。应特别指出让学生注意的是，dhcp客户机的配置方式是固定不变的，适合在任何提供了dhcp服务的网络中使用。

1.2单dhcp服务器设置

    单dhcp服务器，是指一个网络中只有一台dhcp服务器在工作，这是最简单的dhcp服务方式。该实验内容主要是让学生学会怎样在一台计算机上安装dhcp软件，并设定可以分配的ip地址、保留ip地址、租约等信息，使其成为dhcp服务器。

1.3多dhcp服务器设置

    多dhcp服务器，是指一个网络中有多台dhcp服务器在工作，不仅实现ip地址的自动分配，还实现了容错、平衡负担等功能。在该服务方式中，服务器的大部分配置跟单dhcp服务器方式中的相同，其关键的地方是如何让多个服务器协调工作。该实验内容主要是让学生学会如何配置多台服务器的作用域和排除地址，使它们能够互不干扰的执行各自的分配任务。

1.4多宿主dhcp服务器设置

    多宿主dhcp服务器，是指在安装了多个网络适配器、并连接多个网络的计算机上实现dhcp服务。该实验内容主要是让学生学会如何设置一台dhcp服务器的超级作用域，使其能够为多个相连网络中的dhcp客户机服务。

1.5跨网段的dhcp中继设呈

    对于有多个子网的复杂网络，往往采用在一个子网中配置一台或两台dhcp服务器为整个网络提供服务的方式来节省经费。使用这样的服务方式时，如果dhcp服务器和dhcp客户机不在同一个子网，则需要dhcp中继来充当，完成ip地址的分配。该实验内容主要是让学生学会如何将路由器或子网中的一台计算机设置为dhcp中继。

2  d日cp实验教学设计

    dhcp实验教学的目的是使学生在掌握dhcp必备理论知识的基础上，通过做实验来提高自身的动手能力，最终能够独立配置dhcp服务，解决该服务使用过程中出现的各种问题。为了达到实验教学目的，并杜绝出现以往实验教学中的不良现象，例如学生做实验时不积极思考、对实验内容一知半解、实验报告潦草等，我们设计了新的教学方案。该方案把dhcp实验教学内容分为验证性和设计性两类，强调以“学”为主、以“教”为辅的教学模式，并采用不同的教学方法来完成实验教学。

2.1验证性实验的教学设计

    验证性实验包括dhcp客户机的设置、单dhcp服务器设置、多dhcp服务器设置3个教学内容，主要采取文献[3]提出的传递式教学法进行教学。传递式教学法强调了学生的主导作用，不但要求学生进行主动学习，还让其参与“教”的活动，通过“学”和“教”的结合来达到教学目的。

根据传递式教学法的原理以及实验内容的性质，我们让学生分批进行实验，并在实验过程中要求学生独立完成配置操作。设有60人的物理教育专业班级，每次实验时按学号分为3批，并严格按照如下表1的安排进行实验。

   根据表1的安排，对于每个新的实验内容教师只需指导参加第一批实验的学生，第二、第三批的学生做实验时分别由前一批已经完成实验的学生负责指导。为了保证验证性实验的顺利进行，并达到实验教学目的，还需要做好以下几方面的工作:

(1)要求实验指导老师实验前要确保实验设备齐全，并亲自做一遍所开设的实验，以能够解决学生实验过程中出现的问题;

    (2)要求学生在实验前进行实验预习。并要求教师在每次实验前通过提问实验基本原理的方式对学生进行随机抽测，发现没预习的学生不准许其参加实验;

    (3)要求学生做实验时要遵守实验室规章制度。另外，要求做实验的学生要认真、独立思考并注意总结，进行指导的学生要负责、耐心帮助同学解决问题;

    (4)进行第一批实验时，指导教师要认真讲解实验内容、完成实验指导工作。进行第二、第三批实验时，指导教师虽然没有主要的指导责任，但其不能离开实验室，以便解决指导的学生无法回答的问题。并且还要求老师不时的进行巡视，认真观察学生进行实验，以及时发现实验中存在的不足;

    (5)要求学生实验结束后按要求完成并上交实验报告。另外，要求教师课后立即批改实验报告，如发现问题应在进行下一批实验时指出，让在场的前一批已完成实验的同学得到及时纠正，以免他们再犯同样的错误造成对另一批同学的误导。

2.2设计性实验的教学设计

    设计性实验包括多宿主dhcp服务器设置和跨网段的dhcp中继设置两个教学内容。这两个内容虽然是较为复杂的dhcp服务配置技术，但跟验证性实验的教学内容有着密切的联系，将它们作为设计性实验的目的是让学生在掌握了dhcp的基础配置技术后，能够综合运用所学的知识和实验技能独立解决新的问题。对于设计性实验可采取了任务驱动教学法进行教学，并使学生以分组的形式参与实验。另外，为了保证设计性实验的顺利进行，达到实验教学的目的，还需要做好以下几方面的工作:

    (1)教师给学生分配实验任务，并要求其在限定的时间内完成;

    (2)要求教师在实验指导书中只写明实验目的、要求和所用的设备清单，提供完成实验所需的相关资料。而学生则自行设计实验方案，确定实验方法和步骤;

    (3)要求相关实验室实行开放式管理，让学生能够根据自身情况灵活的安排时间进行实验;

    (4)要求学生做实验时要遵守实验室规章制度，要认真、独立思考并注意总结，可以互相讨论、帮助，但严禁抄袭其它小组的实验方案、方法和步骤;

    (5)要求学生实验结束后按要求完成、上交实验报告。另外，要求教师认真批改实验报告，并对其做详细的评讲，还要给出最优的实验方案、方法、步骤供学生学习。

3 dhcp实验教学效果