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【摘要】针对计算机网络实验课堂传统“演示+模仿”教学组织模式的弊端，提出了“假定应用情境五步教学组织”模式，并对该教学组织模式进行了详细的分析。最后，通过具体教学案例的应用，证明这种教学组织模式在计算机网络实验课堂教学过程中的应用效果良好。
【关键词】计算机网络；实验课堂；教学组织模式；问题情境
【中图分类号】G642 【文献标识码】B【文章编号】2095-3089(2012)03-0023-02
引言
计算机网络是与计算机技术、通信原理等学科内容紧密联系的交叉学科，是一门理论性和实践性要求都很高的课程，它涉及的许多基本概念、技术原理、网络协议等理论知识对于初次接触的学生来讲十分晦涩难懂。为加强学生对计算机网络理论知识的理解和灵活应用，几乎所有开设计算机网络课程的高校都同步的开设了计算机网络实验教学课。作为理论教学的重要补充，实验教学是知识内化的有效途径，有助于学生逐步深化对理论知识的理解和掌握，使认知结构不断优化，从而能够熟练地应用所学知识进行创造性活动［1］。因此，对于学生来讲，无论是加深计算机网络理论知识的理解和掌握，还是提高实践和应用能力，良好教学效果的计算机网络实验课堂教学组织模式都是十分重要的。
1 传统教学组织模式分析
随着国家培养高素质应用型实践人才教育体制的大力提倡，及实践教学经费的加大投入。国内高校都相应的建立了自己的专业实验室，计算机网络实验课堂教学也相应的配备了专业的网络实验室，实验教学的软硬件教学条件得到了极大的改善［2］。然而，根据最近几年高校计算机专业毕业生走向社会的网络应用实践能力来看，计算机网络实验课堂教学的效果和质量并没有随着软硬件教学条件的改善而得到足够的提高。这其中的原因，归根到底是计算机网络实验课堂教学组织模式没有进行实质性的变革，依然采取的是过去传统的教学模式组织进行，传统教学组织模式下的计算机网络实验课堂教学组织形式单一，整个课堂过程可以概括为“演示+模仿”。这种模式下的计算机网络实验课堂教学，首先,由教师根据理论课程知识的关联和需要，根据实验教材和讲义，先给学生简单的介绍本次实验项目的内容、目的、要求等，接着，教师对实验项目做实验过程演示。最后，剩下的事情就是学生依据教师的实验过程演示，机械式的重复一次实验操作的内容，并在此基础上填写实验报告。这种组织形式单一的实验课堂，学生对实验涉及内容的理解和体会非常浅显，有的甚至根本不懂实验原理，只是一味的“照葫芦画瓢”重得一次教师的操作。这种教学组织模式的实验课堂,学生对实验内容的掌握情况可想而知,严重影响到了培养高质量应用型实践人才培养的目标。
由于按传统教学模式组织的计算机网络实验课堂教学简单的采用讲解演示教学法进行，学生课堂纪律、效果、学习积极性等都得不到有效的保证，不利于学生的实践动手能力、工程应用能力以及独立思考解决问题能力的培养，因此，有必要对其进行适当的教学改革研究。
2 假定应用情境五步教学组织模式
针对计算机网络实验课堂教学在传统教学组织模式下的不足之处，论文在这部分提出一种新的教学组织模式——假定应用情境五步教学组织模式，这种新的教学组织模式将按照以下五个步骤进行组织教学，力求提高课堂教学质量。
课堂导入，由教师课前根据课堂实验项目的内容设定恰当的应用情境,并向学生解释说明，要求学生根据实验教材或讲义相关章节的内容思考，如何运用本节实验项目的知识解决假定情境下的应用。用这种方式导入实验课堂来代替传统教学组织模式下教师介绍实验项目的内容、目的、要求等内容来导入课堂，优点是学生对实验内容的用途更加明确，学习起来的针对性、积极性和求知欲将更强。
学生按学号进行分组，根据每组实验设备的数量可将若干名学生组成一个小组，每个小组成员指定一套固定的实验设备,这里的实验设备和学生关系可以是一对多的关系，如果实验室设备数量有限，一套实验设备可以由多个学生共用，力求做每个学生都对应到一套实验设备。然后要求分小组讨论，针对课堂实验内容对应的问题情境得出小组一致的解决方案。这样做的好处培养学生相互合作、共同思考解决问题的能力，以及培养学生保护相应实验设备安全的责任意识，同时又方便教师对学生后面实验操作实践的监督指导。
各小组成员，按照自己所在小组得出的解决方案，进行编码调试实现解决方案。在这过程当中，教师可以从旁细心的观察发现学生实验过程中的一些问题，并对一些有代表性的问题做适当的记录。
小组方案实现完毕，针对学生调试过程中出现的一些问题，以及教师在第（3）三个步骤当中发现的一些有代表性的问题，师生共同讨论。
教师做完整过程的实验参考答案演示，在这个过程中，学生可以参照教师的实验参考答案，通过对比，总结自己所在小组实验方案的优点，发现自己所在小组实验方案的不足和需要改进之处，最后教师总结结束实验课堂。
这种新的计算机网络实验课堂教学组织模式，综合利用了问题应用情境假设教学法、分组讨论教学法、启发式教学法等多种教学方法，有利于培养学生独立思考、共同合作发现解决问题的能力，以及独立动手操作的工程实践应用能力。
3 案例应用
论文这部分以“虚拟局域网的设计与实现”实验项目为例，介绍运用“假定应用情境五步教学组织模式”组织课堂教学的完整过程。
（1）假定应用情境。假设某公司销售部有PC1、PC2两台电脑，财务部有PC3、PC4两台电脑，销售部和财务部的电脑通过一台交换机Switch_2960搭建成一个小型局域网以实现对外网的共同访问。但是，为了数据安全起见，要求销售部和财务部互相隔离，即PC1与PC2同在销售部可以相互Ping通，PC3与PC4同在财务部可以相互Ping通，PC1、PC2與PC3、PC4不在同一个部门不可以相互Ping通。要求在交换机Switch_2960上做适当的虚拟局域网设计以实现此目的，问题应用情境拓扑结构如图1所示。 图1 问题应用情境拓扑结构
（2）学生分小组讨论实验，得出实验方案。首先按学号给每个学生指定一套实验设备一个实验小组，例如学生张三学号为2009141201，隶属于第一个实验小组且使用第一个小组的第一套实验设备，可表示为2009141201->Z1->Z1_PC1,其中Z1表示第一个小组编号、Z1_PC1表示第一个小组的第一套实验设备,按这种方式进行实验分组后，各小组得出的实验解决方案为Sx。
（3）小组成员按自己所在小组的实验解决方案Sx进行实验操作，并记录操作过程中小组出现的问题，同时，教师记录小组普遍都出现的代表性问题。
（4）针对（3）中的问题，师生展开讨论，逐一解决。
（5）实验参考答案演示，针对“虚拟局域网的设计与实现”实验项目，PC1、PC2、PC3、PC4的IP地址分别设为192.168.1.2、192.168.1.3、
192.168.1.4、192.168.1.5，Switch_2960的设计如图2所示。实验最终结果表明从PC1 Ping PC2通信正常、从PC1 Ping PC3/PC4不通，从PC3 Ping PC4通信正常、从PC3 Ping PC1/PC2不通。
图2 Switch_2960的设计
按照上述步骤组织的“虚拟局域网的设计与实现”课堂教学组织结构如图3所示。
在该例实验中，由于每小组只有一台PC机可以通过Console口配置Switch_2960交换机，为保证小组成员都可以有动手配置交换机的机会，可以在没有连接上交换机Console口的PC机上安装Cisco Packet Tracer模拟软件，当小组一个成员在通过Console口配置交换机的时，小组其他成员可以先在Cisco Packet Tracer模拟软件上运行实施方案，直到正在Console口配置的成员实验完毕其他成员再轮流通过Console口对交换机进行配置实验，这样可以保证每个小组成员都有机会熟悉模拟软件和实体交换机两种实验配置方式。总之，实验课堂教学的环境各有差异，教师可根据实际情况灵活调整。
4 结束语
计算机网络实验课堂教学是《计算机网络》理论教学的重要的补充，是学生深入掌握基本概念、组网原理、网络协议等理论知识的关键，良好效果的教学组织模式有助于学生独立思考问题、解决问题、工程实践应用等各方面综合能力的提高。因此，针对传统“演示+模仿”教学组织模式的不足之处，本文提出了一种新的教学组织模式——假定应用情境五步教学组织模式。通过对所教授两个同层次班级
图3 “虚拟局域网的设计与实现”课堂教学组织结构
近一年来的教学分析表明，采用这种新教学组织模式进行教学的班级学生对计算机网络相关知识的掌握情况普遍比采用传统“演示+模仿”教学组织模式进行的班级学生要好得多。然而，任何一个教师的任何一种教学组织模式效果都不可能是绝对好、适应任何教学背景的，各高校教师需要根据所教授班级的具体情况、学校的实验条件等综合因素进行经常性的改革，寻求适合自己的有效教学组织方式，这才是保证教学质量的根本。
参考文献
［1］魏楚元,张翰韬,吕橙.计算机网络开放式实验教学与创新实践能力的培养［J］.实验室研究与探索,2007,26(6):9～13.
［2］傅文明.计算机网络课程实验的教学改革探索［J］.电大理工,2010(3):58～62.
［3］彭雅莉,于芳.计算机网络课程实验教学改革的探索［J］.计算机教育,2011(4):23～25.
［4］劉杰彦,易发胜.“计算机网络”课程的实验教学探索［J］.计算机教育,2008(22):57～58.
［5］吕立坚,赵明,李静滨.计算机网络课程实验的改革与实践［J］.高教论坛,2006(3):138～139.
【关键词】计算机网络；实验课堂；教学组织模式；问题情境
【中图分类号】G642 【文献标识码】B【文章编号】2095-3089(2012)03-0023-02
引言
计算机网络是与计算机技术、通信原理等学科内容紧密联系的交叉学科，是一门理论性和实践性要求都很高的课程，它涉及的许多基本概念、技术原理、网络协议等理论知识对于初次接触的学生来讲十分晦涩难懂。为加强学生对计算机网络理论知识的理解和灵活应用，几乎所有开设计算机网络课程的高校都同步的开设了计算机网络实验教学课。作为理论教学的重要补充，实验教学是知识内化的有效途径，有助于学生逐步深化对理论知识的理解和掌握，使认知结构不断优化，从而能够熟练地应用所学知识进行创造性活动［1］。因此，对于学生来讲，无论是加深计算机网络理论知识的理解和掌握，还是提高实践和应用能力，良好教学效果的计算机网络实验课堂教学组织模式都是十分重要的。
1 传统教学组织模式分析
随着国家培养高素质应用型实践人才教育体制的大力提倡，及实践教学经费的加大投入。国内高校都相应的建立了自己的专业实验室，计算机网络实验课堂教学也相应的配备了专业的网络实验室，实验教学的软硬件教学条件得到了极大的改善［2］。然而，根据最近几年高校计算机专业毕业生走向社会的网络应用实践能力来看，计算机网络实验课堂教学的效果和质量并没有随着软硬件教学条件的改善而得到足够的提高。这其中的原因，归根到底是计算机网络实验课堂教学组织模式没有进行实质性的变革，依然采取的是过去传统的教学模式组织进行，传统教学组织模式下的计算机网络实验课堂教学组织形式单一，整个课堂过程可以概括为“演示+模仿”。这种模式下的计算机网络实验课堂教学，首先,由教师根据理论课程知识的关联和需要，根据实验教材和讲义，先给学生简单的介绍本次实验项目的内容、目的、要求等，接着，教师对实验项目做实验过程演示。最后，剩下的事情就是学生依据教师的实验过程演示，机械式的重复一次实验操作的内容，并在此基础上填写实验报告。这种组织形式单一的实验课堂，学生对实验涉及内容的理解和体会非常浅显，有的甚至根本不懂实验原理，只是一味的“照葫芦画瓢”重得一次教师的操作。这种教学组织模式的实验课堂,学生对实验内容的掌握情况可想而知,严重影响到了培养高质量应用型实践人才培养的目标。
由于按传统教学模式组织的计算机网络实验课堂教学简单的采用讲解演示教学法进行，学生课堂纪律、效果、学习积极性等都得不到有效的保证，不利于学生的实践动手能力、工程应用能力以及独立思考解决问题能力的培养，因此，有必要对其进行适当的教学改革研究。
2 假定应用情境五步教学组织模式
针对计算机网络实验课堂教学在传统教学组织模式下的不足之处，论文在这部分提出一种新的教学组织模式——假定应用情境五步教学组织模式，这种新的教学组织模式将按照以下五个步骤进行组织教学，力求提高课堂教学质量。
课堂导入，由教师课前根据课堂实验项目的内容设定恰当的应用情境,并向学生解释说明，要求学生根据实验教材或讲义相关章节的内容思考，如何运用本节实验项目的知识解决假定情境下的应用。用这种方式导入实验课堂来代替传统教学组织模式下教师介绍实验项目的内容、目的、要求等内容来导入课堂，优点是学生对实验内容的用途更加明确，学习起来的针对性、积极性和求知欲将更强。
学生按学号进行分组，根据每组实验设备的数量可将若干名学生组成一个小组，每个小组成员指定一套固定的实验设备,这里的实验设备和学生关系可以是一对多的关系，如果实验室设备数量有限，一套实验设备可以由多个学生共用，力求做每个学生都对应到一套实验设备。然后要求分小组讨论，针对课堂实验内容对应的问题情境得出小组一致的解决方案。这样做的好处培养学生相互合作、共同思考解决问题的能力，以及培养学生保护相应实验设备安全的责任意识，同时又方便教师对学生后面实验操作实践的监督指导。
各小组成员，按照自己所在小组得出的解决方案，进行编码调试实现解决方案。在这过程当中，教师可以从旁细心的观察发现学生实验过程中的一些问题，并对一些有代表性的问题做适当的记录。
小组方案实现完毕，针对学生调试过程中出现的一些问题，以及教师在第（3）三个步骤当中发现的一些有代表性的问题，师生共同讨论。
教师做完整过程的实验参考答案演示，在这个过程中，学生可以参照教师的实验参考答案，通过对比，总结自己所在小组实验方案的优点，发现自己所在小组实验方案的不足和需要改进之处，最后教师总结结束实验课堂。
这种新的计算机网络实验课堂教学组织模式，综合利用了问题应用情境假设教学法、分组讨论教学法、启发式教学法等多种教学方法，有利于培养学生独立思考、共同合作发现解决问题的能力，以及独立动手操作的工程实践应用能力。
3 案例应用
论文这部分以“虚拟局域网的设计与实现”实验项目为例，介绍运用“假定应用情境五步教学组织模式”组织课堂教学的完整过程。
（1）假定应用情境。假设某公司销售部有PC1、PC2两台电脑，财务部有PC3、PC4两台电脑，销售部和财务部的电脑通过一台交换机Switch_2960搭建成一个小型局域网以实现对外网的共同访问。但是，为了数据安全起见，要求销售部和财务部互相隔离，即PC1与PC2同在销售部可以相互Ping通，PC3与PC4同在财务部可以相互Ping通，PC1、PC2與PC3、PC4不在同一个部门不可以相互Ping通。要求在交换机Switch_2960上做适当的虚拟局域网设计以实现此目的，问题应用情境拓扑结构如图1所示。 图1 问题应用情境拓扑结构
（2）学生分小组讨论实验，得出实验方案。首先按学号给每个学生指定一套实验设备一个实验小组，例如学生张三学号为2009141201，隶属于第一个实验小组且使用第一个小组的第一套实验设备，可表示为2009141201->Z1->Z1_PC1,其中Z1表示第一个小组编号、Z1_PC1表示第一个小组的第一套实验设备,按这种方式进行实验分组后，各小组得出的实验解决方案为Sx。
（3）小组成员按自己所在小组的实验解决方案Sx进行实验操作，并记录操作过程中小组出现的问题，同时，教师记录小组普遍都出现的代表性问题。
（4）针对（3）中的问题，师生展开讨论，逐一解决。
（5）实验参考答案演示，针对“虚拟局域网的设计与实现”实验项目，PC1、PC2、PC3、PC4的IP地址分别设为192.168.1.2、192.168.1.3、
192.168.1.4、192.168.1.5，Switch_2960的设计如图2所示。实验最终结果表明从PC1 Ping PC2通信正常、从PC1 Ping PC3/PC4不通，从PC3 Ping PC4通信正常、从PC3 Ping PC1/PC2不通。
图2 Switch_2960的设计
按照上述步骤组织的“虚拟局域网的设计与实现”课堂教学组织结构如图3所示。
在该例实验中，由于每小组只有一台PC机可以通过Console口配置Switch_2960交换机，为保证小组成员都可以有动手配置交换机的机会，可以在没有连接上交换机Console口的PC机上安装Cisco Packet Tracer模拟软件，当小组一个成员在通过Console口配置交换机的时，小组其他成员可以先在Cisco Packet Tracer模拟软件上运行实施方案，直到正在Console口配置的成员实验完毕其他成员再轮流通过Console口对交换机进行配置实验，这样可以保证每个小组成员都有机会熟悉模拟软件和实体交换机两种实验配置方式。总之，实验课堂教学的环境各有差异，教师可根据实际情况灵活调整。
4 结束语
计算机网络实验课堂教学是《计算机网络》理论教学的重要的补充，是学生深入掌握基本概念、组网原理、网络协议等理论知识的关键，良好效果的教学组织模式有助于学生独立思考问题、解决问题、工程实践应用等各方面综合能力的提高。因此，针对传统“演示+模仿”教学组织模式的不足之处，本文提出了一种新的教学组织模式——假定应用情境五步教学组织模式。通过对所教授两个同层次班级
图3 “虚拟局域网的设计与实现”课堂教学组织结构
近一年来的教学分析表明，采用这种新教学组织模式进行教学的班级学生对计算机网络相关知识的掌握情况普遍比采用传统“演示+模仿”教学组织模式进行的班级学生要好得多。然而，任何一个教师的任何一种教学组织模式效果都不可能是绝对好、适应任何教学背景的，各高校教师需要根据所教授班级的具体情况、学校的实验条件等综合因素进行经常性的改革，寻求适合自己的有效教学组织方式，这才是保证教学质量的根本。
参考文献
［1］魏楚元,张翰韬,吕橙.计算机网络开放式实验教学与创新实践能力的培养［J］.实验室研究与探索,2007,26(6):9～13.
［2］傅文明.计算机网络课程实验的教学改革探索［J］.电大理工,2010(3):58～62.
［3］彭雅莉,于芳.计算机网络课程实验教学改革的探索［J］.计算机教育,2011(4):23～25.
［4］劉杰彦,易发胜.“计算机网络”课程的实验教学探索［J］.计算机教育,2008(22):57～58.
［5］吕立坚,赵明,李静滨.计算机网络课程实验的改革与实践［J］.高教论坛,2006(3):138～139.