计算机网络实验教学平台的建构

一、开放式实验教学内容的设计

1.教学内容设计原则

（1）按照计算机网络实验课程的教学目标和实际工程需求，将计算机网络课程的开放实验划分为基础型实验、网络配置实验和综合创新型实验三种类型。其中基础型实验的主要目标是使学生理解课程的理论知识，熟悉计算机网络实验的相关仪器设备、实验环境，对计算机网络实验有一定的感性认识和体验，为后续网络实验作铺垫；网络配置实验的主要目标是使学生加深对计算机网络原理的理解，提高实际动手能力；综合创新型实验的主要目标是使学生能够综合运用学到的网络知识、培养网络工程的实践能力。

（2）开放实验的目的是提高学生的动手能力和综合解决问题的能力，因此实验内容应偏重于网络配置实验和综合创新型实验。以综合创新型实验为例，实验项目一般只需给出实验项目背景和需求，要求学生自行设计实验网络拓扑图，选择相关的网络设备，按照设计的拓扑图进行网络连接、网络配置并测试是否达到了该网络应用的要求。对于这类综合型实验项目，学生需要从宏观上考虑问题，自己去学习、借鉴和综合运用多方面的网络技术知识才能完成项目需求。最后学生完全可以按照自己对计算机网络课程的理解，对自己感兴趣的计算机网络问题进行自主研究和探索。

（3）分专业合理安排相关实验的内容。由于计算机网络的广泛应用，计算机网络开放实验是面向全校所有专业开放的实验，因此应根据不同专业需求开放相应难度的实验，要让参加实验的学生能够完成实验任务，理解相关知识。同时，让努力好学且知识掌握较好的学生的能力得到快速提高。

（4）合理安排开放实验课时和实验顺序。兰州交通大学在建成该计算机网络实验平台以前，受实验条件限制不具备开设综合创新型实验的条件，同时受计算机网络实验课时数限制，计算机网络实验的内容一般都由各任课教师自行决定，主要是一些验证性实验，实验内容随意性大，不能形成实验体系。因此，在设计开放实验内容时应在课内实验的基础上合理安排实验课时数，以达到提高学生学习兴趣和动手能力的目的。此外，计算机网络实验具有很强的连贯性，在时间安排上也应保证科学合理。

2.开放实验内容

根据以上实验内容的设计原则，开放实验的实验内容应是对课内实验的扩展。笔者针对全校所有专业的学生设计了不同层次的实验项目，基础型实验包括：网线制作、IP地址规划与配置、常用测试工具的使用等实验项目；网络配置实验包括对常见网络设备如二层交换机、三层交换机、路由器和防火墙等设备的配置，如虚拟局域网（vlan）配置、静态路由配置、动态路由配置、访问控制列表（ACL）配置等实验项目；综合创新型实验是对前两种实验知识的综合运用并且做了延伸扩展，开设的实验项目有多部门企业内部局域网设计、基于防火墙的局域网安全设计、常见网络协议工作原理分析等。

二、开放实验教学方式

开放实验非常注重培养学生理解、分析、运用多门课程解决实际问题的能力，因此需要在计算机网络开放实验的教学过程中抛弃传统实验教学的模式，探索出一条适合计算机网络开放式实验教学的新途径及其配套的创新管理机制和考核机制，这样才能充分发挥开放实验培养学生综合素质方面的重要作用。

1.开放实验的选课方式

开放实验不仅是实验时间和地点开放，还应包括实验内容的开放、教学方式的开放和参加实验人员的开放。根据这一原则，开放实验指导教师应首先向学校实验室管理处提交教学实验室开放及实验项目申报表，经审查通过后将所有计算机网络开放实验项目公布到校园网上，学生根据自身兴趣选择合适的实验项目。指导教师根据选课情况，合理分班安排开放实验教学。

2.指导教师的教学方式

在教学方式上开放实验指导教师采用了灵活多样的实验教学方法，合理设计实验内容，注重启发学生的思维，注重学生自己解决问题能力的培养。在实验教学过程中，指导教师不仅仅是讲授实验操作的步骤和方法，让学生去验证理论，更重要的是要鼓励学生自由讨论，提出解决问题的方法，帮助学生提高发现问题、探究问题和解决问题的能力，让学生养成自主学习的习惯。因此在实验开展过程中，指导教师需全程跟踪指导，鼓励和启发学生运用学到的理论知识和实践经验解决遇到的难题，并将大家普遍存在的问题做好记录，每次实验后，指导教师作整体总结点评，帮助学生积累经验。安排具有一定实践经验的教师作为开放实验指导教师，这些教师熟悉实验内容和相关理论知识，掌握网络设备的配置命令和组网方式。此外，开放实验指导教师在承担网络开放实验课之前都参加了网络设备提供商的系统化专业培训，这些培训在很大程度上提高了教师的实验教学水平，也使得开放实验内容更加符合当前社会对人才的需要。

3.学生实验方式

在开放实验过程中充分赋予学生自主学习的权力，形成以学生为主体，以指导教师为辅助的教学方式，让学生对学习主题产生兴趣，能够自觉地进行主动性学习。在实验安排上，基础型实验和网络配置实验采用单人实验方式，实验室提供详细的实验指导书，给出该实验相关的理论知识、实验目标、实验内容、难点与重点以及注意事项，其目的是让学生加深对理论知识的掌握，加强动手能力的培养。在此基础上，引导学生进行团队型实验，如综合创新型实验一般以小组为单位，3～4人为一组，共同使用一个实验台。由学生自主选择一个责任心强、实践能力好的学生做小组长，小组成员分工合作，人尽其责，共同完成实验。在一些大型的创新型实验中，甚至可以多个小组共同协作来完成。此类实验，实验指导书一般只给出实验的项目背景和需求，由学生自主设计完成整个实验。

4.开放实验考核方式

开放实验的主要目的是提高学生的综合素质和创新能力。开放实验的考核方式区别于课内实验，需把它作为独立的课外课程进行考核。每个实验结束后，先由学生自己陈述所做的工作，重点陈述在实验过程中遇到的问题及采用的解决方案，实验指导教师根据学生的陈述在实验台上检查实验结果。课后学生根据实验写出内容完整、格式规范的实验报告及实验总结。根据实验结果的检查和实验报告的情况，指导教师给出学生该开放实验项目的实验成绩，并上报学校实验室管理处备案。

三、结束语

结合兰州交通大学人才培养方案，考虑了实验教学的多方面因素，设计了计算机网络开放实验教学平台。自面向全校所有学生开放以来，学生参与的热情高涨，全校共有十几个专业的学生参加了不同的开放实验项目，取得了良好的教学效果，同时也极大地提高了实验室设备的利用率和教师网络课程的实验教学水平。今后，我们将紧跟时代步伐，汲取优秀的教学经验，不断探索新的实验教学方法、改革实验教学内容，继续完善该计算机网络开放实验教学体系。

本文作者：谭筠梅、李玉龙、杜永文、蓝天 单位：兰州交通大学国家级计算机实验教学示范中心