摘要：分析了非计算机专业“计算机网络”课程教学的特点，指出目前教学限制和对于学生应用能力培养的不足，分别从教学目标、课程内容体系、教师队伍建设、教学方法和手段以及实践教学环节等方面进行讨论和改进。
关键词：非计算机专业；计算机网络课程；教学改进
作者简介：钱开国（1979-），男，云南丽江人，昆明学院物理科学与技术系，讲师；苏征远（1957-），男，满族，辽宁大连人，昆明学院物理科学与技术系，讲师。（云南 昆明 650214）
基金项目：本文系云南省教育厅科学研究基金（基金编号：2011Y238）的研究成果。
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）35-0145-02
一、研究背景
随着Internet的普及，计算机网络给人类社会带来了深远影响，其作用不亚于工业革命，广泛应用于人们的生产、安全监控、网络办公、远程教育、远程医疗等各种领域中，社会各领域都在迅速地网络化和信息化。[1]社会除需要精通计算机网络研究、设计、规划和建设的专业人才外，更需要大批量的计算机网络管理和维护人才，对各个单位的网络进行管理维护，这类人才不一定是计算机网络专业的毕业生，也不一定是各单位的专职计算机网络维护人员，因此各高校理工科专业适当开设“计算机网络”课程，在计算机网络理论的基础上，适当增加计算机网络管理、维护和安全方面的内容就很有意义。目前多数高校的电子、通信、机械等工科专业开设了“计算机网络”课程，但是笔者通过查阅一些高校的教学大纲和翻阅市面上的计算机网络教材，内容一般都由计算机网络概论、体系结构和协议、OSI七层模型分层理论知识构成，对计算机网络管理和维护、计算机网络安全介绍很少。其二随着多媒体网络、无线网络和移动网络技术的成熟应用和无线传感器网络、物联网的深入研究，传统计算机网络的教学内容显得陈旧跟不上计算机网络技术的更新和发展。其三是在非计算机专业理工科计算机网络的教学过程中，由于经费的限制，很多几乎没有专业的计算机网络实验室或者只能做简单的计算机网络实验，使得计算机网络课程教学一般只能“照本宣科”地进行。笔者在多年的课程教学中常常反思非计算机专业理工科计算机网络教学实践存在的问题和如何在有限的实验条件下提高教学质量和学生的能力培养。本文从教学内容更新设计、实验实践开展、教师培养和教学方法等多个层面提出一些看法。
二、计算机网络课程教学现状分析
大部分高校非计算机专业的计算机网络课程一般占3学分，54个课时，教材几乎是面对计算机专业编写的教材，在OSI七层体系的各层涉及的原理知识介绍十分详细，而很少涉及计算机网络管理、维护和安全以及无线网络、多媒体网络和物联网等最新的内容。对于计算机专业的学生，其还有后续网络设计、管理和维护以及信息安全等课程，可能计算机网络的设计还相对合理，但对于非计算机专业的学生，课程内容的设计对于其知识面以及其后可能兼职单位的网络维护等工作就不相适应；计算机网络本身是技术性非常强的领域，并不是每个高校计算机网络教师都具备设计、管理维护经验和能力或者从事计算机网络科研工作，[2]未参与过网络设计、管理维护或者从事相应科研工作，其教师的知识只能通过理论的学习来掌握，必定缺乏网络形态和网络设备的感性认识，在教学中就难以结合实践进行教学；高校非计算机专业在计算机网络实验室建设上重视不够，经费投入不足，很多非计算机专业就没有计算机网络实验室或者只有简单的计算机构组件而成的网络，在教学过程中难以开展相关的计算机网络实验，必然使得学生没有实战能力，同时受教师能力和实验实条件的限制，在教学模式上也只能采取以教材和教师为中心的传统的教学模式，[3]教师先读懂课本，再将课本内容在课堂上灌输给学生，导致学生难以理解抽象的计算机网络知识，更谈不上能力培养，最为重要的教学目标各专业难以界定，很难明确。
三、非计算机专业计算机网络课程教学探索
针对目前非计算机专业存在的问题，我们从以下几个方面进行了探索和改进，取得了很好的效果。
1.明确教学目标和学生培养目标
高校一般以“知识、能力、素质”为学生的培养目标，[4]非计算机专业的计算机网络课程教学对于培养理工科学生知识和能力是重要的一环，但并不是必要的，因此没有明确的目标，便按照计算机专业的目标来进行教学，计算机专业的教学目标并不适合非计算机专业的学生。因此非计算机专业应根据学生培养目标，制定适宜的计算机网络课程教学目标。一般来说，非计算机专业开设计算机网络课程的目的在于在拓宽学生的知识面和技能，学生毕业后熟练应用计算机网络开展工作，进一步就是掌握一定的（非精通）计算机网络管理和计算机网络安全管理技能，能在从事单位网络管理和维护。如我们从事的电子商务专业、教育技术专业等的学生开始这们课程，是要求同学理解计算机网络原理，掌握一般计算机网络管理和计算安全管理的技能，熟练使用计算机网络从事电子商务活动和进行现代网络教学等，能从事简单的计算机网络维护和计算机网络安全管理工作。
2.课程内容体系规划和设计
课程体系设计服务于教学目标。对于非计算机专业的计算机网络课程教学，计算机网络课程基本不会开始后续如网络设计管理和维护、移动通信和多媒体网络、无线传感器网络和物联网等后续课程，而这些技术的广泛应用又要求学生了解或理解这些内容。因此在课程内容体系设计中应在完成该门课程教学的前提下将这部分内容整合进来。从而要简化传统的计算机网络专业的OSI七层原理知识的精讲内容，如丢弃模拟数据编码技术、脉冲编码技术、信道复用的详细细节，而加入多媒体网络、无线通信和移动网络技术、无线传感网和物联网技术以及计算机网络管理维护和计算机信息安全技术，从而实现学生应用能力的培养，表1是笔者针对非计算机专业设置的计算机网络课程内容教学体系。
表1 非计算机专业计算机网络课程内容教学体系
教学章节内容设计
第一章 概论和体系结构网络的形成和发展、网络的结构及其拓扑、网络的体系结构和协议、OSI参考模型、TCP/IP参考模型、网络管理机构
第二章 物理层物理层协议、数据通信技术、数据编码技术、基带传输技术、频带传输技术、多路复用技术
第三章 数据链路层和局域网数据链路层功能和协议、差错控制技术、面向字符和面向比特的数据通信技术
第四章 网络层网络层基本概念、IP地址、路由算法、IP协议、地址解析、路由器和多层交换技术、ICMP和IGMP协议
第五章 传输层传输层的基本功能、用户数据报协议、传输控制协议、进程通信
第六章 应用层应用层协议原理、HTTP协议、SMTP电子邮件协议、FTP文件传输协议、P2P文件共享、DNS目录服务
第七章 多媒体网络多媒体应用、流式音频和视频、实时交互应用协议、内容分发网络、调度和监管机制、综合服务和区分服务
第八章 无线、传感和物联网无线链路及网络特征、802.11无线LAN、蜂窝因特网接入、移动网络技术、无线传感器网络技术、物联网技术
第九章 小型网络设计和管理技术小型网络设计技术、网络设备、局域网及其组建、网络简单配置、网络管理技术
第十章 网络安全及防范技术网络加密技术、防火墙技术、网络攻击与入侵检测技术、网络文件备份与恢复技术、网络防病毒技术
3.教师队伍建设
网络技术的飞速发展，从事计算机网络课程教学的教师一定要具备从事相应科研或者工程的能力。这样才能紧跟计算机网络技术发展的速度，掌握前沿的计算机网络技术，如目前的物联网技术，在教学中才能突破“照本宣科”，引导学生把握住时代技术发展的需求。另一方面教师应掌握现代教学手段（如多媒体教学）和网络仿真软件的应用，从而在教学过程中有能力采用多种教学手段，深入浅出的展现计算机网络课程内容。如计算机网络的路由协议，采用一般的原理讲授，较为抽象，初接触的学生难以理解。如使用计算机网络仿真软件NS-2，可再现网络协议工作的场景，数据包的选路过程，通过trace文件的分析，可以理解网络协议的各自行为和路由协议的性能评价，学生不用花太多的精力就能掌握网络协议的工作原理，教学效果很好。
4.教学方法和教学手段的合理应用
科学的教学方法和先进的教学手段能激发学生的学生兴趣，能生动形象的呈现抽象的理论知识，能构建“教”与“学”的互动，收到更好的教学效果。教师应根据教学内容和目标，可采用多种教学方法和合理应用多种教学手段。在教学中，我们特别注意了采用下列几种方法来改进教学。
（1）传统讲授。受到非计算机专业的计算机网络课时量的限制，传统的“灌输式”讲授方法有利于课程内容的完整教学，是必不可少的教学手段。但在教学过程中注意应用实例引导，使学生对抽象的理论知识有直观的感性人事，如网络分层的体系结构时，类比日常生活的邮件系统。
（2）问题驱动。问题驱动的教学模式是指通过老师和学生提出的与课程相关的问题，建立学习动因，驱动学生主动研究问题，寻求问题的解决。在问题的解决过程中，学生掌握理论知识和提高实践技能。笔者在计算机网络教学的第一节课，在学生都知道www服务的前提下，提出各种Internet网络应用是如何实现的？让学生带着这个问题进入课程教学，多采用自顶向下[5]的方式讲授，在课程中逐步分层的和学生回答这一问题，在课程结束时，再来总结梳理问题的答案，往往收到较好的课程教学效果。
（3）任务驱动。计算机网络本身是一种技术，其实践性非常强，但对于非计算机专业的学生，往往没有条件去动手做网络设计项目。因此教师在讲授过程中，可以虚拟一些项目环境，如30台左右的局域网，让学生自行根据以太网、令牌环网的拓扑结构去设计，讲授Internet服务时，建议学生搭建自己的个人网站等任务，从而培养学生的技能和网络应用能力。
为了将抽象的网络原理知识转化为形象的场景再现，有助于学生理解问题，提高教学效果。在教学中，我们采用了下列一些教学手段来辅助教学。
（1）利用多媒体。多媒体技术是计算机、网络、电子技术发展的产物，集图像、文字、声音、动画于一体。教师可以利用这一技术，在课前制作好计算机网络工作原理的直观演示课件，如TCP/IP的工作原理，能起到事版功备的教学效果。
（2）利用各种工具软件。利用各种抓包软件、Ping命令工具以及NS-2等网络仿真软件，分析网络数据报的选路过程和数据碰撞后，计算机网络的处理流程等较深层的计算机网络原理知识，从而使学生更深刻的理解计算机网络原理知识。
（3）利用网络资源。计算机网络发达的今天，网络上的学习资源非常丰富，教学过程应能充分利用这些资源，同时计算机网络教师可以建立课堂教学论坛，在论坛上提供学习资源、问题讨论，在课下灵活时间实现教师和学生的互动，加强课堂教学效果。
5.合理的实践教学
计算机网络的工作原理相对来说比较抽象，学生在学习过程中感到枯燥和抽象，难以接受，在讲授过程注意实践教学的配合，如在讲以太网的原理时，可以让学生认识网卡，制作网线等基本技能。在将应用层的服务时，让学生配置IIS服务器，学生自然就理解Internet的工作原理。对于非计算机专业的计算机网络课程教学，不可能做项目驱动的实验，但在教学过程中，根据教学内容，合理引入实践教学，在实践验证理论的过程中，学生更容易理解抽象的协议和具体实现的关系，从而较轻松的掌握网络基础知识。
四、结束语
教无定法，学也无定法。紧跟技术发展和教学对象，对教学过程进行反思和改进，其目的均是提高教学质量和提高学生知识能力。本文是笔者在多年非计算机专业计算机网络教学过程中的一些思考，在教学过程中根据教学内容灵活安排使用教学方法和教学手段，起到了一定的效果。
参考文献：
[1]王呼生,王济鸿.计算机网络专业的人才需求分析及其实践教学的探索[J].实验室科学,2007,(6):174-175.
[2]王晓喃.计算机网络教学的思考与探索[J].常熟理工学院学报,2008,(12):123-124.
[3]邵明珠,李伟峰,刘丹.面向工程应用的计算机网络课程教学改革探索[J].河南机电高等专科学校学报,2011,3(2):107-109.
[4]张泉方,陆魁军,黄正谦,等.计算机网络基础课程教学改革的探索与实践[J].计算机教育,2008,(10).
[5]James F.Kurose,Keith W.Ross.计算机网络——自顶向下方法与Internet特色[M].陈鸣,译.北京:机械工业出版社,2007.
（责任编辑：麻剑飞）
