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1、计算机网络实验教学体验 本文主要介绍作者在计算机网络课程实验教学中的体验，特别是在实验内容的选择、难度把握及考核方法等方面的经验与建议。给出具体的实例和实验情景、可操作性强，对其他课程的实验教学有一定的参考价值。 计算机网络课程作为网络工程专业核心基础课程之一，专业开办之初就已开设，先后经历数次改革，建设最为完整。教材的选择、教学内容的组织、PPT的制作、教案的编写、重点内容教学法的应用，无不承载了几代计算机网络课程教学人的经验与智慧。而这项工作还远没有结束，在每一届的教学中，我们都会根据学生新的特点按需调整，为他们量身订做教学计划。本文的后继章节是我们在计算机网络课程实验部分教学过程中的一些
2、体验，以及几个小的技巧介绍。 1实验内容的选择与安排 在实验内容的选取方面，我们所遵从的原则与标准是内容覆盖课程重要知识点、难易程度呈阶梯式上升、验证性实验为基础、探索性实验为提升1、以理解原理知识为重、以锻炼动手能力为重、以引导深入思考为重2。具体的做法如下。 针对普通层次的学生，我们选用的教材是谢希仁编写的计算机网络第5版，本书以从底至顶的顺序介绍网络的原理知识，而且延续先版的风格讲解详尽，对于初学者很适合。实验教材是自编的，主要是针对各层的重要协议和重要网络设备设计的实验。计算机网络原理课程实验课时为10，一共安排了5个小实验，基本上每个协议层1个，其中基础实验多为验证性的，学生基本能按
3、要求完成，提高实验多为探索性、综合型的，实验方法与步骤是缺省的，学生根据自己兴趣与能力选择实现的3，通常安排1到2个实验，由学生自己抽时间完成。表1列出了计算机网络原理课程开设的实验。 表1计算机网络原理课程实验安排 实验层次 知识范围 实验内容 实验要求 开设实验 基础实验 链路层 1Ethernet II帧格式分析； 2ARP协议分析； 3交换机与集线器的工作方式分析。 实验工具wireshark、PacketTracer 实验要求 1用wireshark分析捕获的分组，根据Ethernet II帧格式，列出一个选定的帧中各字段的值。 2观察ARP协议运行过程，ARP表的变化过程,画出AR
4、P协议的包交换序列。 3观察交换机与集线器分别在处理广播与单播数据包时的区别。 网络层 1IP报文结构分析； 2路由器与路由选择协议配置。 实验工具wireshark、PacketTracer 实验要求 1用wireshark捕获并分析IP分组，对照IP报文结构，列出一个选定的IP报文中各字段的值。 2在PacketTracer中搭建好网络环境，对网络中的路由器进行配置，选择并配置好路由选择协议，实现网络的连通。 运输层 1分析TCP连接建立过程 实验工具wireshark 实验要求 1观察TCP连接建立过程中的包交换序列，分析包中Seq、SYN、ACK等字段的值。 2观察与分析TCP协议的流
5、量控制与拥塞控制的实现。 续表 实验层次 知识范围 实验内容 实验要求 开设实验 基础实验 应用层 1Ping程序分析 实验工具eclipse 实验要求 1分析采用UDP协议实现的ICMP协议中的Ping源程序，了解如何用程序模拟Ping程序的运行过程。特别是实现Ping请求与应答报文收发方法。 提高实验 小型网络设计 1给定一个网络设计情景，在PacketTracer中建立好网络模型 实验工具PacketTracer 实验要求 1根据网络需求规划好网络拓扑； 2进行IP地址规划； 3网络设计配置与路由协议选择; 4网络连通性测试。 简单协议设计 1编写简单的网络应用程序 实验工具eclips
6、e 实验要求 1参照Ping程序的实现方法，编程实现Traceroute程序的功能。 2实验难度分级建议 我们对学生的特点进行分析，其结果显示从掌握知识的角度看，学生大致可划分为三个层次20%的学生能提出质疑并主动思考；60%的学生理解了知识；20%记住了要点。从学习积极性的角度看，同样可划分为三个级别30%自觉性较强，能主动完成任务；60%在督促下完成任务；10%不能按要求完成任务4。因此，在设计实验内容时，我们在难易程度上要准确把握，要让大部分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快速提高5。下面以配置路由器路由选择协议为例，介绍在实验难度区分上的经
7、验。 基础实验设计，实验目的与要求1)深入理解路由选择协议的工作原理。2)掌握配置RIP协议的方法。具体设计(1)给出如图1所示的网络拓扑结构图，并说明使用的网络设备类型。 (2)规划好IP地址，说明IP地址配置方法。(3)RIP路由选择协议配置方法。(4)检测配置是否正确的方法。学生按照实验指导书上的实验步骤操作，完成验证性实验，达到了理解RIP路由选择协议的工作原理与具体的配置方法的目的。上述是对本实验最低的要求，要求所有学生都能完成实验。通过前面基础实验的锻炼，学生应学会基本的路由选择协议配置方法。此时，要求学生改用静态路由选择协议完成实验，学生根据对静态路由选择协议的理解，应能顺利完成
8、实验，然后，稍微改动网络的拓扑结构，如去掉拓扑图中的一条连接。分别观察在上述两种配置下网络的变化，并让他们分析两种路由选择协议的区别。通过实验，进一步加深学生对路由选择协议的理解。 图1网络拓扑结构 为了进一步检测学生对知识的理解程度，加强运用知识的能力。我们设计了提高实验，设计一个小型网络的综合型的实验，实验内容融合了网络拓扑规划、IP地址规划、路由协议选择与配置等方面的知识。由于这部分实验难度相对较高，不要求所以学生都会。具体的实例一所大学有4个学院，学院名称用Ui表示，其中i=14。每个学院拥有多个系，Ui学院下属的系用名称Uij表示，其中j=1n。各系需连网的设备数U1(1-4)分别为
9、50,34,42,28，U2(1-3)分别为30,25,18，U3(1-2)分别为31，28，U4(1-2)分别为29,23。实现的网络管理的要求是各系内部通信频繁，与同一学院的其他系的通信稍少。与大学其他系的通信更少。为了增加设计难度，还可进一步假设各系所处的 建筑物和楼层、房间等。大学申请的IP地址块为206.0.68.0/22。根据以上要求，确定网络的拓扑结构，采用的网络设备、IP地址规划及路由选择协议等，借助PacketTracer网络模拟器实现上面的网络设计目标。 通过合理的设计实验难度级别，让不同知识层次的学生均得到不同程度的锻炼，从整体上提高实验的效果。 3实验的考核办法 从以往
10、的经验来看，学生往往对实验课的重视程度不够，无论是动手做实验，还是实验报告的书写都存在作假与抄袭的现象，这与实验的考核方法有一定关系。以往大多考核都是逐一检查所有学生，查看其实验结果是否正确，对实验报告的要求更低。因此，出现少部分学生直接拷贝他人的实验来应对检查，上交的实验报告更是千篇一律。为了改变这种现象，我们设计了下面是一些小的技巧。 1) 采取抽查加询问的方式检查实验。由于学生太多，很难一一详细检查每个人的实验。为了体现公平，我们采用抽签的方法抽查30%左右的实验。检查方法上，不仅要看实验结果是否正确，还要针对某些重要部分询问学生实现细节，这样不仅可以了解学生是否是自己动手完成的实验，还
11、能看出学生在实验过程中是否进行了思考，是否真正理解了知识。 2) 重视实验报告的书写。以往学生上交的实验报告中仅有少数人是认真书写的，而且内容上大多照抄了实验教材上的内容。为了减少抄袭现象，我们曾要求学生上交手写的实验报告，但是这种做法并没有收到太好的效果。上交的实验报告内容上很形式化，而且格式上很不规范。另外，实验课程教学中出现一个有趣的现象，学生对自己在实验中犯的错误很难发觉，但很容易找出他人在实验中的失误。因此，我们把往届学生书写的实验报告随机分发给学生，让他们根据自己的实验经验判断实验报告中提出的问题、方法是否正确合理，判断遇到的新问题是否是实验中的失误，等等。然后，根据具体的情况修改与完善实验报告，以此达到互相学习的目的。 4结语 开设实验课的主要目标在于加强学生对理论知识的理解与动手能力的锻炼。因此，在设计实验时，我们在内容选择与难度把握方面应紧紧围绕这个目标，让各个层次的学生均得到提高。此外，实验课的组织管理也很重要，我们应采取合适的方法，调动学生的积极性，正确地引导学生，激发他们的思考潜能。 第 9 页