浅谈高校“计算机网络”课程教学问题分析及教学内容规划
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论文关键词：计算机网络 课程教学 教学规划 教学体系 知识结构
论文摘要：作为专业性及技术性很强的一门课程，如何开设能同步当前市场及网络环境的课程内容，给当前“计算机网络”课程的教学提出了新的要求。在阐述了当前“计算机网络”教学存在若干问题的基础上，提出了一种基于市场导向的“计算机网络”课程内容规划，并对课程实施提出了相关看法。
“计算机网络”课程是高等学校计算机与信息技术相关专业的专业主干课程，该课程讲解以较成熟的网络技术为主，系统介绍了有关“计算机网络”的概念、基本原理及其应用技术。通过该课程的学习使学生系统了解“计算机网络”的基本概念，掌握局域网技术和因特网技术、实用网络技术与网络安全等内容，学会跟踪目前成熟的网络实用新技术，了解网络发展前沿，为日后继续学习打下一定的基础。
伴随着当前教学以实用性、市场导向为目的的改革趋势，对当前的“计算机网络”课程教学提出了更高要求，为此“计算机网络”课程的教学内容创新构建及规划极其重要。
一、当前教学现状问题分析
1.教学体系不完整
就目前说来，“计算机网络”课程的教学体系不很完整，受到课程的限制，很多学校的“计算机网络”课程仅仅作为一门72学时的理论课程开设，部分学校开设了实验课程，可是也非常短暂。部分学校仅仅以突出理论引导为中心，而部分学校淡化了理论教学，“计算机网络”课程的教学基本上就是简单的路由和交换技术，课程开设中对于无线网络技术、网络安全模块、网络维护和管理模块、网络编程模块基本上很少问津，这样的教学体系很难满足当前“计算机网络”教学的要求。
2.教材体系构建存在问题 3.实验课程的教学平台存在落后性
由于“计算机网络”的时代性很强，开设的实验课程要体现和新技术的同步，对“计算机网络”实验室的要求很高，比如路由器和交换机，可能要使用相对较新颖的设备型号，这样才能同步教学，过老的设备可能不支持新的技术，另外学生也难以达到学以致用的目的。升级软件系统可以做到一定的扩充，但是部分硬件系统用软件还是难以替代的。所以这对“计算机网络”实验室的更新提出了要求。
4.相关网络平台及其软件的选择问题
由于存在学生的就业选择及其就业导向问题，需要面对如下问题进行选择：构建的“计算机网络”课程教学环境是基于微软的.NET平台作为网络编程开发还是基于SUN的JAVA进行？基于UNIX构建服务器还是Windows Server服务器来构建平台？数据库服务器的构建怎么做等等？
5.相关新技术的引入滞后和过时技术未能及时淘汰之间存在问题
“计算机网络”实际教学上存在的问题是，新技术往往不能很快引入实际教学环境，而已经过时的技术依然占用大量的篇幅，这样对“计算机网络”课程教学的导向性造成了障碍，目前本着以就业和市场需求为导向的教学要求，实际上没有做到同步。
该课程设计的教学内容基本上以TCP/IP网络模型进行组织，涉及的内容广泛，部分知识点跟随Internet上出现的新技术展开，如无线局域网等相关技术。另外，随着硬件技术的飞速发展，很多网络技术目前已不再使用，例如早期的共享式以太网、无盘工作站等在当前网络环境下讲述，基本上已经没有意义。组网模块中的平台问题也需要跟随市场潮流进行更换。例如服务器操作系统不再以Windows 2000 Server或者Netware为中心，客户机平台如果再以Windows 98为核心进行阐述，明显则跟不上时代潮流的要求。部分软件在后续版本上也出现了较大变化，增加了更多先进的网络和管理功能，例如数据库服务器等。
二、“计算机网络”课程的教学内容规划
为此，笔者认为重新规划“计算机网络”课程的教学内容，使该课程的教学体现先进性和市场的同步性，体现结构的完整性就尤为重要。“计算机网络”课程的教学内容规划中，基于TCP/IP模型为主线，以OSI模型为理论向导，重新规划的教学内容从如下几个模块展开。
1.概论模块
阐述网络和计算机网络的基本概念，计算机网络的发展，计算机网络的拓扑结构，计算机网络的基本模型，相关体系结构如OSI参考模型和TCP/IP模型，协议的基本概念，网络的分类方式，网络的现状和展望，计算机网络相关领域的权威组织机构和论坛等。
本模块附带的实验模块包括对相关网络组织站点的查询，掌握查询相关资料的方式，如查询RFC文档，ITU-T相关技术标准，实际网络的考察等。
2.物理层和数据链路层模块
以TCP/IP模型的主机至互联网层和OSI模型的物理层，数据链路层为核心实现展开，描述物理层的基本功能和数据链路层的基本功能，阐述IEEE802.3关于数据链路层划分为MAC层和LLC的基本要求。阐述数据通信的基本模型和一般方式。常见的数字数据数据编码方式，常见的频带传输技术及其编码方式，差错控制和流量控制技术，多路复用技术如FDM、WDM、TDM等。
本模块附带的实验模块包括数据帧的分析，差错控制和流量控制的一般算法及其语言代码实现。
3.局域网和以太网技术模块
在阐述完物理层和数据链路层的基础上，探讨局域网的基本概念、局域网的特点、拓扑结构等。阐述局域网的基本组网技术，以太网的基本概念，以太网的发展历史，常见的数据交换技术如电路交换、报文交换和分组交换等。以太网的常见技术标准，IEEE802模型及其相关标准。
实验模块包括相关物理层设备概述，如网卡等，相关数据链路层设备功能描述，如交换机——交换机的基本配置，交换机的使用、分类，交换机的配置途径及其方法。交换机构建以太网的基本过程，虚拟局域网的基本划分，Trunk技术的使用等。
常见的传输媒介及其分类：有线传输媒介，双绞线，同轴电缆，光纤等。双绞线的基本分类：UTP，STP等，双绞线的制作方法：如交叉线，直通线，反转线等。同轴电缆的基本结构，同轴电缆的分类，同轴电缆的制作方法及其测试等。 "
光纤的通信原理，光纤的分类，多模和单模光纤，光纤的基本认识，打磨和焊接等。无线传输媒介如红外线，无线电波，激光等相关知识点的介绍。
4.网络层模块
阐述网络层的基本概念，网络层的基本数据单位，分组的基本概念，路由的基本概念，路由协议和被路由协议。常见的路由协议及其算法步骤，如OSPF，RIP等。网络层的拥塞控制算法，如漏桶技术和令牌桶技术等。网络层的核心协议如IP，ARP，icmp，RARP，IGMP等。IP地址的规划方式，IPV4的地址构成方式，位数，IPV4地址的分类。IPV4地址的分配，子网划分和超网聚合，相关的VLSM和CIDR技术。IP数据包的结构及其特点分析。IPV6地址的构成及其特点等。IPv4地址和IPv6地址的配置方式等。
实验模块包括路由器的基本配置，如端口的IP配置，速率配置等，基本路由协议的配置，如静态路由的配置，浮动静态路由的配置，RIP路由协议的配置，OSPF路由协议的配置，IGRP、BGP、EIGRP等相关路由协议的配置等。
5.广域网模块
阐述广域网的基本概念，广域网的基本构成，ATM异步传输模式及其特点，ATM的信元，PPP网络，FR帧中继网络，X.25分组交换网络，基本的数据格式等。广域网的构造，广域网的基本配置，广域网交换机的基本配置，广域网相关协议的配置，PPP协议的使用，ATM网络的基本配置，X.25的基本配置，FR的基本配置等。
本模块涉及的实验部分应该以相关的模拟器软件进行演示，例如基于boson或者cisco的tracer或者华为的相关模拟器进行，实际模拟器的选择以当前采用的实验硬件系统为准进行。另外考虑到和当前市场流行技术和硬件产品同步的特征，采用的模拟器要体现先进性、真实性。另外实际的试验系统能升级的考虑升级或者扩充。
6.网络服务的配置模块
作为网络服务的终结点，服务的配置十分关键，作为应用层服务的最高体现，构建相关的网络服务对于“计算机网络”课程教学是至关重要的，网络服务的配置主要涉及相关服务器平台的构建。
实验模块包括服务器操作系统平台的基本构件、安装、基本的系统配置，如unix，windows server 2008等，系统平台的服务使用，如web服务器，FTP服务器，E-MAIL服务器，数据库服务器，远程登录和打印服务器，还有诸如域和活动目录服务，文件服务等相关服务的构建，群集服务的构建，相关的磁盘管理和文件管理服务，视频点播VOD，流媒体服务器的构建等。由于涉及到的平台不一，比如WEB服务器可能在不同版本下的服务特征不同，例如构建iis6.0和IIS7.0搭建asp.net站点环境的配置，比如在linux平台下，构建apache服务器平台，或者搭建相关的php，jsp等服务环境，这样要根据实际情况对应讲授。
考虑到实际教学环境的要求，本模块的构建应该在虚拟机平台进行，这样可以方便构建，减少实际教学环境的投资和管理成本。目前采用vmware或者virtual pc均可方便进行。
7.无线网络技术模块 8.网络编程技术
编程是网络教学的非常重要的一个模块，随着市场技术的发展变化，网络编程的范围在不断产生变化，给学生一个清晰的编程方向和编程方式极其关键。本模块应该介绍网络编程的基本概念，网络软件的基本模型，C/S和B/S的基本架构。基于客户端/服务器方式面向应用的网络编程，基于浏览器/服务器的面向应用的网络编程。编程语言的选择，相关技术的选择，如c，c++，java，c#，vb，delphi，python等，应该以当前市场趋势详细阐述技术的选择。一般说来当前c++，c#，java较为流行，另外关于面向手机等微终端平台的开发，一般选择J2ME；面向游戏的开发，选择adobe的flex等；面向浏览器的站点类应用开发格式就更多了，基本的HTML，xml，xhtml，div+css、javascript，vbscript必不可少，相关的数据库语言SQL，数据库概念及其数据库软件SQL SERVER、oracle、mysql等也在介绍的范围内。网页类开发的asp，asp.net，jsp，php，cgi等也要适当介绍。
笔者认为，实际上本章节并不是杂乱无章，以市场流行平台和语言出发，以客户端方式，浏览器方式，手机等微平台方式，游戏等处理出发组织教学内容，知识结构容易理顺。
网络编程的模块非常庞大，应该作为计算机及信息技术相关专业的一门课程来介绍，相对说来，目前缺少一门概论式的网络编程教材来介绍相关内容，学生很难明白到底该选择什么样的编程平台，什么是网络编程，选择什么平台，该章节就是要起这样一个抛砖引玉的功能。
9.网络安全模块
本模块应该以网络安全基本概念出发，涉及的内容包括网络安全的基本架构，相关安全框架，密码学和数据加密技术，访问控制技术和防火墙，黑客，病毒及其处理技术，攻击及其防范技术，vpn，数字证书，签名，SSL，SSH等。涉及的硬件系统及其配置主要包括防火墙的基本配置，NAT地址转换，ACL的配置，VPN及其配置等。实际上网络安全已经成为网络课程的一个非常重要的方向，在后续课程中可能涉及，作为知识点的扩充和延伸，应该附带该模块。
10.网络维护和管理模块
网络维护和管理是网络技术中非常关键的一个部分，涉及网络维护和管理的内容主要包括网络管理和维护的基本概念，网络管理的基本框架和基本模型，管理的基本内容，SNMP网络管理协议，网络故障及其派出技术，常见硬件和软件故障，设备故障，相关的网络管理软件，路由器，交换机的网络管理功能的配置等。
三、小结
综上所述，当前“计算机网络”课程的理论及其实验教学应该从如下几个方面进行改进：规划教学内容，对“计算机网络”课程的理论和实验教学内容进行系统规划；规划课时和课程设置安排，便于课程的详细展开；完善该课程的实验室整改，做到实验教学和理论教学同步，做到新颖性、实用性、真实性、可操作性。
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