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摘要：实验教学是“网络技术基础”课程中不可缺少的环节，是完善课堂教学所必需的。根据通信专业的特点，结合教学实践，对原来比较单一的实验内容进行补充完善，形成了个人独立完成和团队协作相结合的实验模式。实践证明，新的实验内容和实验模式有助于提高学生的综合素质。
关键词：网络技术基础；实验教学； 教学改革
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）10-2394-02
“网络技术基础”是计算机和通信专业的一门重要课程。该门课程本身属于工程性和实践性较强的课程，单纯的课堂教学远远不能达到教学目的[1]。因此，开设相关的实验是培养学生理论联系实际的动手能力的重要环节。良好的网络实验教学模式有助于学生牢固掌握理论知识，并能够培养学生独立思考、自主学习的能力。我校通信专业根据专业特色设置了与该门课程配套的网络通信实验环节——“网络通信实验与设计”实验课程，近几年不断增添新的实验内容并对实验方法进行了改革，逐步形成了个人独立完成和团队协作相结合的实验模式，并进行了教学实践。
1 通信专业“网络通信”实验的特点
计算机通信网络是计算机技术和通信技术相结合而形成的一种通信方式，因此“网络技术基础”是一门集计算机技术和通信技术为一体的综合性交叉学科，它综合这两个学科的概念和方法，形成了自己独立的体系[2]。那么，该门课程的实验环节，就更是要注重计算机技术和通信技术的结合，既强调网络通信的“网络”方面，又强调其“通信”方面。
“网络通信实验与设计”是通信专业学生构建网络和认识网络通信协议的重要教学环节。在教学过程中，既不能采用计算机专业的教学模式，重在分析网络的原理、体系结构、协议结构；又不能采用其他专业基础普及型的教学模式，重在基本网络的构建和使用。它应在计算机网络的原理基础上重点强调网络通信的具体实现。而以往的实验安排往往侧重于网络设备的配置等偏重于“网络”的实验，这不利于通信专业学生掌握网络通信的原理。因此，对网络通信实验内容进行调整、改革势在必行。
2 实验内容的设计
“网络技术基础”课程涉及了网络体系结构、各层次的典型协议及工作原理、网络互联和网络管理等知识[3-5]。按照我专业的教学要求，实验环节安排为32个学时。结合课堂教学及实验条件，共设计三个模块共9个实验，包括验证型实验和设计型综合实验。实验内容的设计注重与工程实践的紧密结合；且内容全面，从网络通信的底层开始，涉及网络通信的各个层次；在形式上，注重软件和硬件实验相结合。
实验内容结构如图1所示。
实验内容总共划分为三个模块：1）网络基本配置及组网实验；2）网络通信程序设计实验；3）基于单片机的网络通信综合实验。在各个模块中都设计了相应的子实验。网络基本配置及组网实验中包括3个子实验：网线的制作方法；简单网络的组建；复杂网络的RIP协议测试。网络通信程序设计实验中包括3个子实验：UDP通信实验；TCP通信实验；FTP通信实验。基于单片机的网络通信综合实验包括3个子实验：基于HTML的网页编程与制作；网络数据包的分析与捕获；基于C8051F单片机的WEBSERVER编程实验。
第一个模块的实验内容主要涉及物理层和网络层的相关知识与概念，第二个模块的实验内容主要涉及运输层和应用层的相关知识与概念，而第三个模块基于单片机的综合实验更是贯穿了网络体系结构的各个层次。整个实验内容的编排有助于学生掌握底层相关知识，提高实际操作能力，提高编程能力，更深刻地理解相关层次的协议，尤其是第三个模块的实验有助于学生全面掌握计算机网络的体系结构，并拓展学生更高层次的编程能力。
整体来看，实验内容的特色在于点面结合，既有针对某一层次的实验，又有面向整体的综合实验；软件与硬件相结合，既有硬件实物操作，又有软件编程实现；以及应用单片机模拟网络体系结构中数据流动的全部过程，从抽象的网络体系结构过渡到实际的数据流向。实验内容的设置有助于学生全面掌握网络通信的实质。
3 实验教学的开展
根据实验内容的特点，采取了个人独立完成和团队协作的实验模式。第二个模块的实验采用了每名学生独立完成程序设计的实验模式。第一个模块和第三个模块的实验采用了团队协作的分组实验模式。每个实验团队设置组长一名，负责全组的实验安排和实验任务分配。每位团队成员完成一个协议的理解和单片机实现协议的编程，两个模块涉及到的协议包括有TCP、IP、HTTP、UDP和ARP等协议。
我专业从2010年开始实施新的“网络通信实验与设计”教学计划，共有通信专业2008级和2009级两届学生161人（2008级78人，2009级83）参加实验，实验安排配合课程进度分散在6周分模块完成。
团队的组成由学生自由结组，每组5-6名同学，设组长一名，鼓励组织能力和动手能力强的学生自荐组长。团队协作实验采用组长负责制，组长负责全组成员的实验任务分配和实验计划实施。团队成立后，组长提交团队成员名单和实验计划安排，实验指导老师对各组的实验计划审核，最后形成正式的实验计划。实验开始后，指导老师集中讲解实验目的、实验方法和实验基本要求。听完讲解，每位学生明确自己的实验任务和目标，根据实验任务书制订自己的实验预习报告，列出实验计划和实验步骤。每位学生的预习报告经组长审核后开始实验，由学生自主完成实验任务，教师负责全面指导。
第二个模块的实验由每名学生独立完成，实验采用VB编程语言。该模块实验包括验证型实验和和设计型实验，先由一个验证型实验使学生熟悉VB编程语言，之后由学生根据实验任务书完成设计型实验。网络通信编程设计型实验只提出客户端和服务器的基本功能，形式上不做具体要求，学生可以完全根据自己的想法自主完成，教师负责总体方向的把握。
三个模块的实验全部验收完成后，对学生进行实验操作的笔试考核。考核结束后，学生整理实验记录，完成分析报告。 4 实验教学效果
设置“网络通信实验与设计”实验课程的初期，只有第二个模块的教学内容，尽管在实验内容中融入了设计型实验的思想，但实验内容涉及的层面比较单一，不能全面反映“网络技术基础”课程的教学内容，不便于学生把握课程的整体内容。此外，实验手段也比较单一，仅仅靠软件编程来模拟网络通信的过程，没有涉及到网络的整体构建，学生的工程实践能力没有得到充分的锻炼。
新的实验课程不仅在教学内容上增加了2个模块，在实验模式上也增加了团队协作的实验模式。新增加的实验模块使实验内容更为完整，贯穿了网络的全部层次。团队协作的实验模式改变了传统的教师主导的实验模式，更容易发挥学生的积极主动性，实验手段和实验计划不仅仅拘泥于同一模式。以往的实验中，学生往往参照教师指定的实验计划完成实验，只是对成形的实验过程进行模拟，很少对实验中发生的情况进行思考。而新的实验模式，学生在预习过程中投入较多，对整个实验过程了解比较清晰，被动实验变成了主动思考，解决问题的能力大大加强。
此外，采用个人独立完成和团队协作结合的实验模式，避免了动手能力差的同学不积极参与实验的情况发生。同时，操作笔试环节也能督促这类学生积极参与到实验过程中。在实验过程中，能力强的学生往往会对能力差的学生施以帮助，而为了操作笔试环节的顺利通过，能力差的学生往往会主动学习操作过程，在互帮互学的过程中实现团队的共赢[6]。
5 结束语
学好“网络技术基础”课程，仅靠课堂听讲是远远不够的，必须有相应的实验环节加深学生的理解。新的实验内容涵盖了网络体系结构中各个层次的协议，强调与工程实践结合，有助于提高学生底层编程能力。新的实验内容针对不同的实验模块分别采取个人独立完成和团队协作完成的实验模式，强调学生的主动参与意识，更加有助于开发学生的潜能。经过两年来的实践，我专业对“网络通信实验与设计”实验环节的改革是成功的，达到了较好的教学效果。
参考文献：
[1] 徐生炜.高校计算机网络实验教学模式的探讨[J]. 实验科学与技术，2012，10（6）：214-216.
[2] 彭澎.计算机网络基本原理[M].武汉：华中理工大学出版社，1999.
[3] 吴功宜.计算机网络 [M]. 2版.北京：清华大学出版社，2007.
[4] 谢希仁.计算机网络 [M]. 5版.北京：电子工业出版社，2009.
[5] Tanenbaum A S.计算机网络[M]. 4版.北京：清华大学出版社，2008.
[6] 余萍，程文清，车辚辚.“通信电子电路”团队合作实验教学探索[J].实验技术与管理，2012，29（2）：16-19.
关键词：网络技术基础；实验教学； 教学改革
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）10-2394-02
“网络技术基础”是计算机和通信专业的一门重要课程。该门课程本身属于工程性和实践性较强的课程，单纯的课堂教学远远不能达到教学目的[1]。因此，开设相关的实验是培养学生理论联系实际的动手能力的重要环节。良好的网络实验教学模式有助于学生牢固掌握理论知识，并能够培养学生独立思考、自主学习的能力。我校通信专业根据专业特色设置了与该门课程配套的网络通信实验环节——“网络通信实验与设计”实验课程，近几年不断增添新的实验内容并对实验方法进行了改革，逐步形成了个人独立完成和团队协作相结合的实验模式，并进行了教学实践。
1 通信专业“网络通信”实验的特点
计算机通信网络是计算机技术和通信技术相结合而形成的一种通信方式，因此“网络技术基础”是一门集计算机技术和通信技术为一体的综合性交叉学科，它综合这两个学科的概念和方法，形成了自己独立的体系[2]。那么，该门课程的实验环节，就更是要注重计算机技术和通信技术的结合，既强调网络通信的“网络”方面，又强调其“通信”方面。
“网络通信实验与设计”是通信专业学生构建网络和认识网络通信协议的重要教学环节。在教学过程中，既不能采用计算机专业的教学模式，重在分析网络的原理、体系结构、协议结构；又不能采用其他专业基础普及型的教学模式，重在基本网络的构建和使用。它应在计算机网络的原理基础上重点强调网络通信的具体实现。而以往的实验安排往往侧重于网络设备的配置等偏重于“网络”的实验，这不利于通信专业学生掌握网络通信的原理。因此，对网络通信实验内容进行调整、改革势在必行。
2 实验内容的设计
“网络技术基础”课程涉及了网络体系结构、各层次的典型协议及工作原理、网络互联和网络管理等知识[3-5]。按照我专业的教学要求，实验环节安排为32个学时。结合课堂教学及实验条件，共设计三个模块共9个实验，包括验证型实验和设计型综合实验。实验内容的设计注重与工程实践的紧密结合；且内容全面，从网络通信的底层开始，涉及网络通信的各个层次；在形式上，注重软件和硬件实验相结合。
实验内容结构如图1所示。
实验内容总共划分为三个模块：1）网络基本配置及组网实验；2）网络通信程序设计实验；3）基于单片机的网络通信综合实验。在各个模块中都设计了相应的子实验。网络基本配置及组网实验中包括3个子实验：网线的制作方法；简单网络的组建；复杂网络的RIP协议测试。网络通信程序设计实验中包括3个子实验：UDP通信实验；TCP通信实验；FTP通信实验。基于单片机的网络通信综合实验包括3个子实验：基于HTML的网页编程与制作；网络数据包的分析与捕获；基于C8051F单片机的WEBSERVER编程实验。
第一个模块的实验内容主要涉及物理层和网络层的相关知识与概念，第二个模块的实验内容主要涉及运输层和应用层的相关知识与概念，而第三个模块基于单片机的综合实验更是贯穿了网络体系结构的各个层次。整个实验内容的编排有助于学生掌握底层相关知识，提高实际操作能力，提高编程能力，更深刻地理解相关层次的协议，尤其是第三个模块的实验有助于学生全面掌握计算机网络的体系结构，并拓展学生更高层次的编程能力。
整体来看，实验内容的特色在于点面结合，既有针对某一层次的实验，又有面向整体的综合实验；软件与硬件相结合，既有硬件实物操作，又有软件编程实现；以及应用单片机模拟网络体系结构中数据流动的全部过程，从抽象的网络体系结构过渡到实际的数据流向。实验内容的设置有助于学生全面掌握网络通信的实质。
3 实验教学的开展
根据实验内容的特点，采取了个人独立完成和团队协作的实验模式。第二个模块的实验采用了每名学生独立完成程序设计的实验模式。第一个模块和第三个模块的实验采用了团队协作的分组实验模式。每个实验团队设置组长一名，负责全组的实验安排和实验任务分配。每位团队成员完成一个协议的理解和单片机实现协议的编程，两个模块涉及到的协议包括有TCP、IP、HTTP、UDP和ARP等协议。
我专业从2010年开始实施新的“网络通信实验与设计”教学计划，共有通信专业2008级和2009级两届学生161人（2008级78人，2009级83）参加实验，实验安排配合课程进度分散在6周分模块完成。
团队的组成由学生自由结组，每组5-6名同学，设组长一名，鼓励组织能力和动手能力强的学生自荐组长。团队协作实验采用组长负责制，组长负责全组成员的实验任务分配和实验计划实施。团队成立后，组长提交团队成员名单和实验计划安排，实验指导老师对各组的实验计划审核，最后形成正式的实验计划。实验开始后，指导老师集中讲解实验目的、实验方法和实验基本要求。听完讲解，每位学生明确自己的实验任务和目标，根据实验任务书制订自己的实验预习报告，列出实验计划和实验步骤。每位学生的预习报告经组长审核后开始实验，由学生自主完成实验任务，教师负责全面指导。
第二个模块的实验由每名学生独立完成，实验采用VB编程语言。该模块实验包括验证型实验和和设计型实验，先由一个验证型实验使学生熟悉VB编程语言，之后由学生根据实验任务书完成设计型实验。网络通信编程设计型实验只提出客户端和服务器的基本功能，形式上不做具体要求，学生可以完全根据自己的想法自主完成，教师负责总体方向的把握。
三个模块的实验全部验收完成后，对学生进行实验操作的笔试考核。考核结束后，学生整理实验记录，完成分析报告。 4 实验教学效果
设置“网络通信实验与设计”实验课程的初期，只有第二个模块的教学内容，尽管在实验内容中融入了设计型实验的思想，但实验内容涉及的层面比较单一，不能全面反映“网络技术基础”课程的教学内容，不便于学生把握课程的整体内容。此外，实验手段也比较单一，仅仅靠软件编程来模拟网络通信的过程，没有涉及到网络的整体构建，学生的工程实践能力没有得到充分的锻炼。
新的实验课程不仅在教学内容上增加了2个模块，在实验模式上也增加了团队协作的实验模式。新增加的实验模块使实验内容更为完整，贯穿了网络的全部层次。团队协作的实验模式改变了传统的教师主导的实验模式，更容易发挥学生的积极主动性，实验手段和实验计划不仅仅拘泥于同一模式。以往的实验中，学生往往参照教师指定的实验计划完成实验，只是对成形的实验过程进行模拟，很少对实验中发生的情况进行思考。而新的实验模式，学生在预习过程中投入较多，对整个实验过程了解比较清晰，被动实验变成了主动思考，解决问题的能力大大加强。
此外，采用个人独立完成和团队协作结合的实验模式，避免了动手能力差的同学不积极参与实验的情况发生。同时，操作笔试环节也能督促这类学生积极参与到实验过程中。在实验过程中，能力强的学生往往会对能力差的学生施以帮助，而为了操作笔试环节的顺利通过，能力差的学生往往会主动学习操作过程，在互帮互学的过程中实现团队的共赢[6]。
5 结束语
学好“网络技术基础”课程，仅靠课堂听讲是远远不够的，必须有相应的实验环节加深学生的理解。新的实验内容涵盖了网络体系结构中各个层次的协议，强调与工程实践结合，有助于提高学生底层编程能力。新的实验内容针对不同的实验模块分别采取个人独立完成和团队协作完成的实验模式，强调学生的主动参与意识，更加有助于开发学生的潜能。经过两年来的实践，我专业对“网络通信实验与设计”实验环节的改革是成功的，达到了较好的教学效果。
参考文献：
[1] 徐生炜.高校计算机网络实验教学模式的探讨[J]. 实验科学与技术，2012，10（6）：214-216.
[2] 彭澎.计算机网络基本原理[M].武汉：华中理工大学出版社，1999.
[3] 吴功宜.计算机网络 [M]. 2版.北京：清华大学出版社，2007.
[4] 谢希仁.计算机网络 [M]. 5版.北京：电子工业出版社，2009.
[5] Tanenbaum A S.计算机网络[M]. 4版.北京：清华大学出版社，2008.
[6] 余萍，程文清，车辚辚.“通信电子电路”团队合作实验教学探索[J].实验技术与管理，2012，29（2）：16-19.