摘要：本文从“计算机网络”的教学现状出发，结合自身的教学实践，提出了“虚与实”相结合的教学模式，并加以实践。该教学模式可推广到相关计算机专业课程教学上。
关键词：计算机网络；教学实践；虚与实
中国分类号：G642.42文献标识码：A
文章编号：1672-5913 (2007) 24-0058-04
1前言
近年来网络技术发展非常迅猛，网络技术的应用几乎已经深透到各个行业。对于一位计算机专业的学生来说，网络技术掌握如何，毕业后能否很快适应社会的需求来说是很重要的[1]。但一方面是IT技术人才的匮乏，另一方面是计算机专业毕业生由于缺乏计算机技术应用的实际技能和创新能力而就业困难的尴尬局面。虽然造成这尴尬局面的原因是多方面的，但其中主要原因是计算机专业教学模式受到传统教学思想的影响和支配[2]。为此，在各大高校扩招与现有师资力量的情况下，教师兼顾繁重教学任务和科研的同时，如何提高“计算机网络”课程的教学质量成为一个热点问题，有的专家/教师提出了改进/改革的建议或方案——例如案例教学法[3]，理论课与实验课分开法[4]。
然而，这些改革/改进，虽然在教学或某种特定的简陋环境下，能够收到一定的成效，但是不能满足现在科技快速发展和社会对人才需求的要求。因此，为了提高教学质量，帮助学生更好的理解和掌握“计算机网络”这门重要课程，本文提出了“虚与实”相结合的教学模式，并基于我院软件工程专业的学生进行了实践。
2“计算机网络”教学现状剖析
“计算机网络”课程现在大都还是在采用传统的教学模式，主要是以课堂教学为主、上机实习为辅，以教师教授，学生听讲为主，忽视了学生的实践能力以及学习主动性的培养，不少学生对课堂讲授的知识只是一知半解，造成理论知识与实际应用的脱节[5]。主要表现为：
(1) 教学内容缺乏重点，知识不能更新同步。对TCP/IP或OSI/RM模型的每一层相关协议根本就没有从应用的角度去让学生理解，也没有加入时下最为流行的网络技术，整个教学过程枯燥乏味。
(2) 实验内容陈旧，缺乏系统性和可行性[6，7]。“计算机网络”所需的实验环境必须要独立的计算机，相关的组网设备，还要能够和其他网络互连的设备和工具。
(3) 只重视实验条件的改革，忽视与实验条件配套的教学方法的改进与创新，教学方法与手段单一[8,9]。老师是课堂上的主角，缺少师生互动，难以激发学生的激情，加之理论抽象，学生会渐渐失去学习的兴趣，会造成沉闷的课堂氛围，教学效果自然不理想。
(4) 实验教学跟不上，甚至实验与教学分离，实践活动缺乏。只有经过实际的动手实验和实践，才能加深对网络理论的理解，掌握有关网络技术，提高动手能力。
(5) 教学与专业结合不够紧密。由于现在一些高校所开设的计算机课程与专业结合不够密切，因而在学生中产生了两种极端分化的情况：一部分学生认为计算机课程太简单，只需要死记硬背命令和程序就足够了；另一部分学生热衷于各种应用软件，在上机实习操作中，只求数量而不求质量地接触各种软件，结果学生的计算机应用能力受到影响，不利于人才的培养。
2“计算机网络”中虚与实相结合的教学模式
2.1虚与实相结合的教学模式
如图1所示，所谓的“虚”，不仅针对“理论知识”是虚的，要利用通俗简洁的语言进行描绘，而且包含了利用虚拟软件对相关知识的虚拟，特别是对于无法可视化的层面进行描述。所谓的“实”，一方面指的是教学过程中要理论与“实践”相结合，安排好学生进行相应的实验，帮助学生对理论知识的理解；另一方面是讲课的过程中，尽量能结合实际的例子进行分析和讲解，避免太过理论化，从而产生“空洞”的感觉，让学生能够“学以致用”。“虚与实”相结合的教学模式，注重的就是让理论知识如何和实际应用之间的互动和转化，重视培养学生的自学能力，发展创造性思维，开发学生智力，为终身学习奠定基础。当然，对教师的业务素质也提高了，不仅需要具备专业的理论知识，而且还需要有一定的实战经验。整个教学过程多样化，结合书本的理论与案例，辅助实验及课题研究、企业论坛、实训，让学生能够用理论知识指导实践，在实践中能对理论知识进行消化、吸收，甚至升华。
图1 虚与实相结合的教学模式
“虚与实”相结合的教学模式与其它教学模式的最大差别是它从层次性、有效性、整体性对整个教学过程进行了改进/改革。整个教学过程是一个动态的过程，注重与实际相适应，微调和反馈，也是一个“师生互动”交流的平台。
2.2“计算机网络”课程中虚与实相结合教学模式的研究
在“计算机网络”课程中应用“虚与实”相结合的教学模式，为提高教学效果，首先要高度重视教学资源建设，构建具有动态交互功能的资源丰富的网络学习平台。同时做到如下几个方面：
(1) 精选教材与编写讲义相结合，教学手段多样化、现代化。“虚”可以认为是记忆方法，“实”是实际内容。采用多媒体教学与网络化教学相结合的手段，将枯燥难懂的理论形象化、生动化。
(2) 重视每一次实验课。最好是根据相应的知识辅助练习。形式多样化，可采取观摩、硬件试验、网络规划设计、上机操作、软件编程等形式。
(3) 结合真实案例进行讲解和实验，注重兴趣的培养。教师结合实验课题进行教学，开展学生之间的互助式学习，将学生分成若干小组进行设计，使组内学生互相帮助，协助配合，共同完成教学要求。
(4) 虚拟实验。对于比较难以理解的，特别是物理上无法直接可视化的知识，可以利用相关的虚拟工具，例如NS2，OpNet等进行虚拟仿真。
(5) 教师要解放思想，提高自身的业务素质。教学活动是一个动态的过程，不是墨守成规或者静止的，可以根据不同专业，不同基础的学生进行有的放矢。可利用网络平台与学生多互动，同时，可以对于比较优秀的学生，加入到教师平时相关的课题科研中，让学生能够亲身体验负责和完成某个实验的过程。
3“虚与实”相结合教学模式在“计算机网络”课程中的实践
基于“虚与实”相结合的教学模式，应用在我院“软件工程”专业“计算机网络”的教学中，不仅掌握和收集了丰富的教学资源，而且重点改进以下几个方面。
3.1理论知识的通俗化，鼓励学生考证
所使用的教材是电子工业出版社的《计算机网络》(第四版，谢希仁编著)。授课过程中以“TCP/IP”为主线，以主流的局域网以太网、主流的广域网Internet为重点，结合计算机网络的主要应用和未来发展方向来讲解。对整个网络模型结合书本内容进行了概括(如图2所示)。通过动画和视频演示分组丢失和延迟、数据报网络、虚电路网络、CSMA/CD协议、DNS等较为复杂和抽象的概念、协议。为了使得学生对知识不会感到太过抽象，对理论知识点的描述通俗化。例如在讲述OSI/RM模型时，模型概括为一句话(如图3所示)，不仅讲述清楚层与层之间的关系，而且让学生方便于记忆。
图3 OSI/RM七层协议的通俗记忆图
同时，学校培养学生的最终目的就是要面向社会就业。为此，对于学习能力比较强的同学，建议其参加一些对网络产品和网络技术的职业认证考试，如Microsoft、Cisco、华为3Com的网络工程师认证，此类考试除了要求考生掌握基本的网络理论外，主要是针对特定产品的使用，从而拓宽学生的就业渠道和打造就业的核心竞争力。
3.2重视实验课
针对实验教材相对缺乏且内容太旧的情况，自编了实验手册。实验内容与课本知识同步，包括：网络协议与分析、路由器配置、广域网实验等5个必做实验和8个选做实验。学生以小组(4～7人/组)的形式做实验。例如让学生利用Sniffer对网络协议进行分析(如图4所示)。同时，针对该专业的特点，所布置的实验与其专业相关，或者与其所学的其它学科内容嵌套或融合，形成一个完整的实验——“一站式实验”。例如结合“软件工程”专业和其“可视化程序设计”课程，让学生基于应用层，开发一个“FTP编译器”，分析如何进行用户及密码验证。
3.3利用虚拟实验辅助教学实验
鉴于很多实验设备很难人手一份，且避免因操作不当而损坏物理实验设备，利用Sniffer、NS2、Netsim等虚拟工具进行辅助实验，使用这些软件可以建立虚拟网络实验室，可以充分拓展实际网络实验室的内涵和外延，使学生深刻理解抽象的理论知识，克服时间和空间的限制，节省投资，升级方便，使学生能够跟上网络设备更新换代的速度，掌握最新的技术。例如，为了做好路由的实际实验，先让学生基于“Cisco”的CCNP软件进行了仿真。再到实际的环境中进行“硬件”和“软件”的设置，并利用Sniffer捕获数据包，最后进行分析和相应的探讨。针对学院“无线传感器网络实验室”，拥有80个节点，但是不可能让学生直接在物理设备上进行尝试，为此，基于NS2对网络路由协议设计、实现和仿真，最后将程序烧录到物理设备上。如图5～7，针对洪泛协议，进行了分析和设计，利用NS2进行了实现，并基于nam工具进行动态模拟。
图7 基于nam的模拟
3.4实例教学，并让学生到企业中实训
为了让学生掌握知识的同时，能够对知识运用，最直接的方法就是结合实例进行讲解。针对“计算机网络”课程，收集了20多个不同的实际案例——有企业的、有校园的、有政府部门的。不仅设计书齐全，而且从招标书开始到物理的布置图都完整(如图8所示)。授课过程，学生如做实际工程项目一样。为了激发学生的思考，经常让大家基于实际问题进行讨论，例如针对我校的校园网，扩招后解决IP不足等实际问题进行了探讨和设计。
在大四阶段，安排学生到“成都某实训基地”参加实训，接受企业管理模式的洗礼，让学生把所学的知识应用到实际工作中去，并在实际操作中提高，升华；巩固所学的知识；补充在课堂上学不到的新知识及新技术，使学生真正把在课堂上学到的知识与社会实践相结合，为今后的就业打下良好的基础。对于那些有精力、有兴趣、有能力的同学加入教师的科研课题组，并为其分配一定的任务，让学生在任务的压力下，边学习边实践。
图8 某省地税内联专网
4结论
“虚与实”相结合的教学模式已经运用在我院“软件工程”专业学生“计算机网络”的必修课学习上，从学生的考察、实验和课程设计来看，学生对所学过的知识具有综合应用能力和创新能力，能独立分析问题、解决问题、并能参与团队合作，具备良好的沟通协调能力。
总之，计算机网络的教学不能只采用单一的模式，必须采用多种教学方式相结合，在课堂教学和实践教学环节注意教学内容的安排，以及加强师生的互动，调动学生的积极性，才能达到较好的教学效果。
参考文献
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[4] 张昆朋，宋振方. 计算机网络理论课与实验课分开教学的尝试[J]. 福建电脑，2007，(7):202-215.
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[9] 沈德海，于忠党. 计算机网络教学研究[J]. 四川教育学院学报，2007，4(4):88-89.
Research and Application of Teaching Model integrating Void with Fact base on Computer Network Curriculum
Abstract: It is a essence technology that every college students predominate the knowledge of computer network. And it is a hotspot how to improve the teaching quality of computer network. It not only needs ample episteme attainment, but also predominate to a certainty teaching measure and means. In this paper, we put forward the teaching model integrating void with fact from the teaching actuality of computer network, combining the teaching practice of ourselves, and carry out. The model can be generalized to the correlation curriculum of computer specialy.
Keywords: Computer Network; Teaching Practice; Void and Fact
作者简介：林惠强(1981-)，男，信息学院(软件学院) 计算机科学与工程系，助教，硕士。研究方向：无线传感器网络，信息安全。
联系方式：华南农业大学信息学院(510642)
TEL：13640737009，020-39670930
E-mail：farod@scau.edu.cnjiaoe@tom.com
基金项目：广东省21世纪教改课题——创新软件人才培养模式的构建与实践
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