高职计算机网络课程实验教学探讨
随着互联网的快速发展，互联网技术也越来越为人们所重视，同时也带来了社会对IT人才特别是计算机网络方面人才的大量需求。所有企业非常注重人才的综合素质，需要综合应用型人才，这就要求学校在专业培养目标上不能只注重每个单门课程的教授，而必须注重教授综合性应用课程，多开设开放式综合实验课程。如何大力改革实验课程，推陈出新，如何改进已有实验模式并在此基础上向更加规范和科学的实验模式过渡，是摆在高职计算机网络类课程教学改革面前的一项重要任务。任何一门实验课程的开设都要根据课程的特点进行缜密科学的规划、组织和实施，特别是对与多门课程相关的综合型实验更是如此[1]。本文以钟山职业技术学院计算机网络类课程实验教学为例，探讨高职计算机网络类实验课程如何采用开放式实验和综合性实验教学模式，以使学生通过实验更好地将所学的多门课程知识串联起来加深理解，从而提高教学质量。
1 目前网络实验模式与存在问题
钟山学院计算机网络实验室建设采用了锐捷的网络实验室方案。此方案是把实验室中所有网络设备组成独立的一个个实验台单元。每个实验台都是一组完整的教学模块，每组中配置2台三层交换机，2台二层交换机，4台路由器，还有1台访问控制管理服务器RCMS，这样构成一个网络实验基本单元RACK。选用锐捷网络实验室方案主要是因为这样可使得在做计算机网络实验时有别于传统网络实验。传统网络实验往往采用直接对网络设备插拔配置线的实验方法，而相对于传统的网络实验教学，我们的学生在进行网络实验时，只需通过网络页面登陆到实验台的访问控制管理服务器，输入相应设备的名称就可以轻松登录到任何一台设备进行实验，无须来回插拔控制线，并能在任何一个RACK内完成所有实验内容，达到较好的教学效果。
钟山学院在各计算机及通信类专业均开设了“计算机网络基础”课程，在计算机网络技术专业还开设有“路由技术”、“交换技术”、“网络安全”、“网络构建”等课程，与之配套开设的网络实验有：交换机/路由器设备的基本配置，VLAN划分、不同VLAN的通信、生成树、静态路由、动态路由、访问列表、NAT地址转换、防火墙等。学生对网络实验普遍具有较高的兴趣，教学效果良好。但开设的相关实验都是依附于相应的而课程进行的，没有形成独立综合的实验课程，因此在实验教学过程中也发现了一些问题。
1.1 实验教学完全依附于课堂教学。现在的网络实验要求学生在两节课时间内完成指定的内容。一般在学生实验前，教师要进行详细讲解和操作示范，这使得在实验中，学生不需要太多的主动思维和创新，只需按实验指导书“依样画葫芦”就可以得到结果。显然这样的实验成为了一种操作训练，大多属于验证性实验，削弱了培养和提高学生动手能力的作用。
1.2 实验课内容完全围绕课堂理论教学内容进行。实验内容整体处于次要的地位，同时每个实验呈现单一孤立特征，当在课堂讲到某个理论内容时安排相应内容的实验。如讲到VLAN知识时安排VLAN划分实验，讲授到网络互连及路由器时安排静态和动态路由实验。这样的结果是，可能每个实验学生都学的很好，学会了各种设备的配置方法，但学生对整个网络构建不甚清楚，综合运用所学知识进行网络整体架构的能力有所欠缺。
1.3 在实验教学中，还存在教师是传授知识和技能的主体，而学生则被动地接受知识和技能的状况。实验课题的选择、实验步骤的制定等都由教师进行，实验时学生只需按规定的步骤机械地操作即可。同时一些网络实验教材把实验拓扑、实验步骤和验证命令及结果交代得过于详细，使学生失去了思维和构想的空间，很多学生完全按照教材进行操作。如教材拓扑结构示例交换机端口F0/5连PC机，学生就只会PC连F0/5，再如实验步骤中示例配置某端口IP地址为172.16.1.1，则学生也机械按教材把端口IP地址配置为172.16.1.1。
2 网络实验教学改进探讨
实验教学就是要求对学生的专业能力、职业能力、社会能力以及个性能力进行全面的培养，使之成为一个综合型人才。通过实验教学可以使学生加深对所学知识的理解，同时又能起到拓展知识面、锻炼动手能力的作用。重视和完善实验教学也是保证和提高教学质量的重要环节。在高职计算机网络实验教学中，诸如路由知识与技术、交换知识与技术、网络管理技术等专业能力的培养，中小企业双出口网络综合实验、广域网VOIP网络综合实验等专业技能的培养，对学生毕业后能否很快适应企业的需求显得尤为重要。以下从高职计算机网络实验教学自身特点，就完善网络实验内容和改进网络实验模式等方面进行探讨。
2.1 完善网络实验内容
以我院为例，目前高职网络实验偏重网络架构的搭建、设备的调试及配置。虽说内容上没有问题，但在某些方面需要补充完善。计算机网络的核心是协议，当今主流的互联网协议是网络课程的主要内容，其中大部分以软件形式存在，对初学网络的高职学生来说协议内容理解起来比较抽象，如果能增加一些相对简单实用的实验内容帮助学生理解协议，将有助于提高教学质量。例如理论教学中每当讲到各层协议的“协议数据单元”时，学生只知道它们在网络中传输但不能直观地看到，因此对“协议数据单元”的格式及各字段的作用如过眼烟云印象并不深刻。如果此时能进行相关实验，让学生亲手捕获并分析“协议数据单元”，一定会有深刻的印象。
目前互联网上有许多免费的网络协议分析工具，都能实现网络数据包的捕获和分析，如：wireshark、ethereal、sniffer、TCPDUMP、IRIS等，可根据各个软件的不同特点，选择进行不同层次“协议数据单元”的实验。上述软件都具有直观的图形界面，容易使用，其中有些可以截包修改后再发送，有些则可以进行TCP会话重组查看。
可以设想这样一个实验，使用浏览器访问网站，通过捕获往来数据包并进行该分析，可以向学生生动地展示：以太网数据帧、IP分组、TCP报文及连接建立过程，HTTP报文等，对提高教学质量一定有帮助。另外，还可以将软件分发给学生，进行课外实验。
2.2 实行开放式实验教学模式
开放式的实验教学可以给学生更大的自由发展和自主学习的空间，使其各方面的能力得到充分的锻炼和培养，有利于学生创新素质和创新能力的培养[2]。开放式实验教学要从实验时间、实验内容以及实验管理都向学生提供自主学习和创新实践的条件。时间开放可使学生拥有相对自由的学习时间，而内容开放可使学生自主选择实验项目，这样就可使不同能力不同特长不同兴趣的学生都能挑选到适合自己的实验，教师只在提供实验资料、解答实验问题等方面为学生提供服务。而实验教材也采用只向学生提出实验任务和要求，对步骤只提出思路而不作详细说明。学生在实验教学过程中有较大的思考空间和活动空间，因而给学生提供较大的创新思维的自由空间。作为实验教学主体的学生，可以充分运用自己所掌握的知识和技能，淋漓尽致地发挥自己的聪明才智。
以我院为例，网络实验室软硬件条件都具备开展开放式实验的条件，我们选择“计算机网络基础”、“计算机网络交换技术”、“路由技术”课程实验为试点。首先我们结合理论课程的教学进度，制定相应的实验模块。如：基本网络构建模块、虚拟局域网模块、路由模块等等。学生根据所学的理论知识选择相应模块，可以以小组协作方式也可以个人独立完成方式，设计出网络实验拓扑，完成设备配置等一系列实验过程。实验室利用下午时间进行开放，让学生根据自己课程学习的课余时间安排进行网络实验，这样对学生而言有充分的时间去完成实验项目而不是局限于两课时时间。
2.3 开展综合网络实验课程
对于一次实验课只教授一个实验，各个实验孤立单一的问题，解决的方法就是开设综合实验课程，这样有利于提高学生综合运用知识进行整体网络构建的能力。网络实验平台给我们提供了很好的综合性实验和设计性实验的环境。综合性实验，是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验；设计性实验，是指给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。
我院开设了综合网络实验课程，以实际案例为实验指导素材，给学生以综合型的训练。比如告诉学生某一个大型企业的情况，网络的需求如何、共有多少人、哪些部门、网络地理分布如何、管理水平如何等等，让学生根据这些背景，运用所学的知识，去设计这个大型企业的网络拓扑结构。设计完成后让学生用实验室里的设备，按照自己设计的拓扑图把这个企业的网络架构搭建起来。搭建完还要学生对网络架构中的设备进行调试，最后运用综合掌握的技能去优化这个网络，这样完成一个综合性实验[3]。可以确信，如果学生能从头到尾完成这样一个大型企业网设计的综合实验，无论是他们的网络专业知识、专业技能都能在一定程度上得到提高，这为学生将来的就业打下良好的基础。
3 结束语
经过几年来的努力，我们在高职计算机网络实验中积累了不少宝贵的经验，也取得了较好的教学效果。当然，还应该看到存在的问题，随着网络技术发展的日新月异，如何与技术发展保持同步，如何将技术的进步体现在实验教学当中，是当前教师需要面对的问题。另外，如何利用实验教学直观的优势来激发学生的学习兴趣，提高学生专业技能水平，也是我们要努力研究解决的问题。
