技術(shù)報告面向“互聯(lián)網(wǎng)+”的計算機網(wǎng)絡(luò)課程改革

1、計劃類別 項目編號 項目技術(shù)報告課題名稱 項目主持人 承擔單位 題目：面向“互聯(lián)網(wǎng)+”的計算機網(wǎng)絡(luò)課程改革研究互聯(lián)網(wǎng)與各類行業(yè)結(jié)合產(chǎn)生了“互聯(lián)網(wǎng)+”，互聯(lián)網(wǎng)是關(guān)鍵核心內(nèi)容。計算機網(wǎng)絡(luò)是掌握理解互聯(lián)網(wǎng)的重要課程。因此，計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學應適應“互聯(lián)網(wǎng)+”要求，優(yōu)化教學內(nèi)容，不斷跟蹤先進技術(shù)，以適應計算機網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)之特點；實踐教學方面利用仿真和實際操作相結(jié)合，利用虛擬仿真平臺，從原理方面進行驗證，部分學生使用設(shè)備搭建實體環(huán)境，配置完成實驗，提高了學生的動手能力，達到了課程目標。關(guān)鍵詞：計算機網(wǎng)絡(luò)；實驗教學；互聯(lián)網(wǎng)+；教學體系A(chǔ)bstract：The combination of Internet

2、and various industries produces the Internet plus，where Internet is the key content.The computer network course is fundamental to understand and master Internet.Therefore，the computer network teaching shall adapt to Internet plus requirements by optimizing the teaching content and improving the prac

3、tice teaching system.Keeping track of advanced technology adapts to new technologies and new applications emerging.In practice teaching，we combine simulation with actual operation，using virtual simulation platform to verify the principle，setting up the entity environment and finishing the configure

4、experiment.Through the above two aspects of work，the computer network course can meet the requirements and improve the practical ability of students and achieve the goal of curriculum.Keywords：computer network；experiment teaching；Internet plus；teaching system1 引言（Introduction）在國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略背景下，各種新業(yè)態(tài)、新模

5、式、新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，有效激發(fā)了社會創(chuàng)造力，推動了國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展。高校作為人才培養(yǎng)的基地，當前在教育模式和教育過程中沒有很好地滿足創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)的需求1。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”概念的提出，并以前所未有的高度與各個領(lǐng)域的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)工作緊密結(jié)合，社會對熟練掌握計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)應用與開發(fā)和網(wǎng)絡(luò)管理的人才的需求越來越大，人們學習計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的熱情日益高漲。因此，計算機網(wǎng)絡(luò)就成為高等學校計算機專業(yè)開設(shè)的核心課程之一，計算機網(wǎng)絡(luò)課程在整個學科中的重要地位，以及影響社會經(jīng)濟發(fā)展的現(xiàn)實意義已經(jīng)成為不爭的事實。2 優(yōu)化教學內(nèi)容（Optimizing teaching content）作為計算機專業(yè)

6、的核心課程，計算機網(wǎng)絡(luò)教學內(nèi)容的優(yōu)化，是教學改革的基礎(chǔ)和前提。我們采用了混合層次模型。它吸取了OSI參考模型與TCP/IP參考模型二者的優(yōu)點，是一種折中的方案2。自上而下包括五層，即應用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層，最后增加了網(wǎng)絡(luò)安全內(nèi)容。與OSI參考模型相比，少了表示層與會話層。用數(shù)據(jù)鏈路層與物理層取代了TCP/IP參考模型主機與網(wǎng)絡(luò)層3。不斷跟蹤先進技術(shù)，以適應計算機網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)、新概念、新應用不斷涌現(xiàn)、快速發(fā)展之特點。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅速，我們將新技術(shù)與現(xiàn)有內(nèi)容充分融合，例如在概述部分引入了軟件定義等未來網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)，物理層引入了LiFi技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)安全部分引入了量子通信技術(shù)。為此，必須

7、不斷修訂教學大綱和充實新的教學內(nèi)容。經(jīng)過多年的修改，刪除了X.25、幀中繼技術(shù)等部分內(nèi)容，增加了寬帶接入技術(shù)等內(nèi)容4。我們安排的網(wǎng)絡(luò)課程主要內(nèi)容如表1所示。教學過程中采用了多種技術(shù)相結(jié)合的方法。（1）多媒體教學方法。利用多媒體課件將很多難以理解的知識點以直觀形象的方式演示出來，如用PowerPoint等課件將線路交換、報文交換、分組交換等知識點制作成動畫，可大大提高課堂效率。（2）小組討論法。對于有些實用性較強的知識點，首先讓學生分組討論，激發(fā)學生的主動參與意識。（3）網(wǎng)絡(luò)教學方法。針對新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，讓學生主動利用網(wǎng)絡(luò)查找了解新技術(shù)，并做出總結(jié)5。3 打造多層次、多平臺的實踐教學體系（Cons

8、tructionthe multi-level and multi-platform practiceteaching system）實踐教學之目的是優(yōu)化學生的素質(zhì)結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)和知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學生獲取知識、應用知識和創(chuàng)新知識的能力6。實踐內(nèi)容包括兩個方面：第一個層次是從原理驗證方面進行，主要采用虛擬仿真平臺完成。第二個層次是對于部分學生使用設(shè)備搭建實體環(huán)境，然后配置完成實驗。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集、傳輸管道和應用。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集包括傳感器數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)本身數(shù)據(jù)，傳輸管道主要完成數(shù)據(jù)高效實時傳輸，應用主要完成智能數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)集成等任務(wù)。網(wǎng)絡(luò)實驗室首先利用協(xié)議分析系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進行理論分析驗證，然后利

9、用網(wǎng)絡(luò)原理平臺進行網(wǎng)絡(luò)運行機制的驗證，最后利用購買的路由器、交換機搭建實際的網(wǎng)絡(luò)進行驗證和優(yōu)化。搭建網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)時必須要保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩行В虼私ㄔO(shè)了網(wǎng)絡(luò)安全實驗室強化管道的安全傳輸。網(wǎng)絡(luò)應用實驗室為學生和老師搭建了具體的實驗環(huán)境，利用該環(huán)境進行二次開發(fā)，一般以小組形式完成創(chuàng)新實驗內(nèi)容。endprint（1）網(wǎng)絡(luò)工程及組網(wǎng)實驗基于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商的二層、三層交換機、路由器等設(shè)備構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)工程實驗環(huán)境，培養(yǎng)學生對真實網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的操作配置能力，并實現(xiàn)對不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的組網(wǎng)，從而培養(yǎng)學生從事網(wǎng)絡(luò)工程師、系統(tǒng)集成工程師、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工程師等崗位技能。（2）VoIP網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)中心部署一臺SIP服務(wù)器，為語音網(wǎng)

10、關(guān)、接入路由器語音卡、IAD設(shè)備、UCA提供呼叫注冊、呼叫路由管理使用。在數(shù)據(jù)中再部署一臺語音網(wǎng)關(guān)，采用E1（R2/PRI/7號信令）接口與PSTN網(wǎng)絡(luò)互通。VOIP系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。（3）IPTV網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)中心部署一臺IPTV服務(wù)器作為視頻源，在學生實驗區(qū)部署機頂盒（可用PC裝組播客戶端軟件代替），在數(shù)據(jù)中心、核心區(qū)域上面啟用三層組播協(xié)議（PIM-SM），在匯聚區(qū)域的交換機上啟用二層組播協(xié)議（IGMP SNOOPING），從而實現(xiàn)機頂盒能夠?qū)崟r接收IPTV Server的視頻流，達到模擬實際運行的IPTV整套解決方案。（4）無線接入網(wǎng)絡(luò)（3G+WIFI）在多業(yè)務(wù)路由器上插3G無線卡，與運營

11、商的3G網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，實現(xiàn)Internet網(wǎng)絡(luò)接入。目前三種3G標準都支持（TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000），而內(nèi)部PC和打印機等辦公設(shè)備都通過WIFI無線網(wǎng)卡與多業(yè)務(wù)路由器的WIFI卡互通。在多業(yè)務(wù)路由器上啟用NAT，讓內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通過3G訪問Internet時經(jīng)過NAT轉(zhuǎn)換，保證內(nèi)部私網(wǎng)安全。整個網(wǎng)絡(luò)全部通過無線互通，避免了復雜的布線工程，使整個辦公環(huán)境整潔，系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。實驗教學不僅是理論教學的深化和補充，對于培養(yǎng)學生綜合運用所學知識，解決實際問題，加深對網(wǎng)絡(luò)理論知識的理解與應用起著非常重要的作用。為此，從加強實驗室建設(shè)、規(guī)范實驗教學環(huán)節(jié)、合理設(shè)置實驗內(nèi)容出發(fā)，對計算機網(wǎng)絡(luò)

12、的實驗教學進行改革。我們安排的網(wǎng)絡(luò)實驗課程主要內(nèi)容如表2所示。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是融計算機技術(shù)和通信技術(shù)為一體的綜合性的交叉學科，是一門理論性、系統(tǒng)性和實踐性都很強的課程，另外新的技術(shù)不斷涌現(xiàn)，在這種情況下，如何搞好計算機網(wǎng)絡(luò)課程的教學，提高教學質(zhì)量，為社會培養(yǎng)出既具有豐富的理論知識，又具有較高的分析、設(shè)計、開發(fā)、管理與應用開發(fā)技能的網(wǎng)絡(luò)人才，是一個迫切的研究課題?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”對人才的動手能力有更高的要求，必須強化實踐教育，將校內(nèi)、校外的多種資源進行整合。實踐教育既是一種教學方法，更是一個教學環(huán)節(jié)。以職業(yè)技能訓練為主要內(nèi)容，以實踐創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)為目標，采用教師指導、學生主動參與為主要教學方法，

13、是學生將知識轉(zhuǎn)化為能力、理論應用于實際的重要渠道。所以，強化實踐教育，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的重要環(huán)節(jié)。實踐教學是學生運用所學的原理知識，解決實際計算機系統(tǒng)設(shè)計問題的過程，更是檢驗教學效果的重要手段。我們在各相關(guān)課程中調(diào)整原有的實驗體系和實驗內(nèi)容，將課程實驗作為最終綜合實驗的模塊或基礎(chǔ)，既能鞏固課程中學習的原理性知識，又能作為整體綜合實驗的模塊使用，實現(xiàn)實驗體系的遞進化。提升課程設(shè)計水平，課程設(shè)計的內(nèi)容要與時俱進，密切聯(lián)系生產(chǎn)實際。設(shè)計的內(nèi)容基于企業(yè)的設(shè)計開發(fā)需求，經(jīng)過教師的升華提煉，變“滿堂灌”為“用中學”，培養(yǎng)學生運用知識、自我學習的能力，提高學生獨立的工作能力，增強學習興趣。4 結(jié)論（Conclusion）“互聯(lián)網(wǎng)+”融合了多個行業(yè)知識，在教學方法上應該有所改變，以適應學生對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)知識的需求。教學方法是制約學生創(chuàng)新能力發(fā)展的主要因素。培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才離不開改革與創(chuàng)新，以教育理念的創(chuàng)新，推動教學內(nèi)容、教學方式和教學技術(shù)的全面創(chuàng)新。教學方式必須實現(xiàn)從傳統(tǒng)的以教師為中心的知識傳授型向知識傳授與創(chuàng)新，與實踐相結(jié)合，師生互動、教學相長，并以調(diào)動學生自主學習，激發(fā)學生求知欲和創(chuàng)造性為主要目標的教學方式轉(zhuǎn)變。參考文獻（References）1 曹迪.打破傳統(tǒng)教學觀的束縛，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才J.讀寫算：教師版，2016（42）：13.2 鐘彩.計算機網(wǎng)絡(luò)課程教學改革的探討J.佳木斯職