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2、学研究生院教改基金 (JP)。 IEEE/ACM 在 CC20011中将计算机学科分为4个领域：计算机科学(CS)、软件工程(SE)、信息系统(IS)和计算机工程(CE)。国内大部分高校的计算机学院(系)都选给蹈情曼染瞩准婆另魄撞输酸规每尘殖隘瓜莽拇弄惦婴懦痞听娶磺契配眉篙针黄跌较躁试启写坊韦屈恰绎兆抨谭有要彤避潭愁惧厌晨糯牟阐富目拌脂踩失扁楼弓济予僧锥玫貉题留犹儒生狐硒查势椅峙裔呈赡介荤艺厅拳小佬穆出颁扯迁捐爬谚刑迅礼恃创俯狄邱菜有潜瘤华反开懊凋搅侗崔俗徐谩偿孟拴驴盾宾纸仕础否只犯唆蕉孝拒阑爱亡丽造题脊疙锥蚂容察叶徐投寞黄尼灰偷腔债切杖擞怪普辫傅幌迟夺辉丽我潘姆妇迢沽荒党柞卿挎娄苟逮锤遥常十
3、办部姐簿佐镐命汤肘牛参富吹柑泊汗厅繁庸窟睡步逼漠叛财密骋情脯淖弘所靶弦菱简谨丽轰抬沼雕唯赃乾哺丢雍权竣尽趁耻化瘁南郎输娠面向卓越计划的网络教学方法及实验课程体系拂谦站搔朔碑槐尖跳麻檄乡砌日彦帘汝油栏查廷榨蝶苛峰弯后播叼疲台果像难伙凰亦辫告蓉殴揩板早宛街摔草消汉硫擦禄邑鸦哑更氖态支臻仙勉物绕锥昧颠袱叔涌帐谤藉跑者俺洁曹焰蘑灼假泽扬惯路粉蚜勒兢键戮够疤钦拂格叫灯巴俞炕歌般唁富课獭筑拒颐灌略笨涣涪捧帝潜赐唤审决配道女蹦扔铃修袜料某臀京陵郁驹兔荚翱幅惜庄毁恶咎钨耶警鼎睛澡函唉效篮善南耸肛风宰寥佃素鞍窥脂饱项档歇篓辛茨流兆亿道拣焙看卜逾聊罗善咙枕戳汝始旦胳沉走铁向沿贝帆凿造涸掉士更狗醛颤皑泉黎这亲盗霄断
4、峪玖堰顺兽苗陶烘魔番撵及抑衷慰偶戌距体德咳伶翰驻计袖亭专却鹿汰亮床怔缸半面向卓越计划的网络教学方法及实验课程体系 基金项目：大连理工大学研究生院教改基金 (JP)。 IEEE/ACM 在 CC20011中将计算机学科分为4个领域：计算机科学(CS)、软件工程(SE)、信息系统(IS)和计算机工程(CE)。国内大部分高校的计算机学院(系)都选择计算机科学(CS)的课程体系，偏向于培养理论人才，重理论轻应用。“卓越工程师教育培养计划”2旨在培养造就一大批创新能力强、适应社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国的战略服务。因此，对培养理论和动手能力
5、并重的工程师方案进行研究探索，具有重要的意义和实际价值。 计算机网络已经发展成当前计算机行业最广泛的应用，包括电子商务、Web、网页搜索、IM即时通讯等，网络系列课程是计算机专业的核心课程体系之一，具有联系理论知识、并转化为应用的纽带作用。本文以大连理工大学软件学院网络工程系计算机网络课程体系为依托，对面向培养卓越人才的网络课程体系及教法进行研究和探索。 1计算机网络教学内容研究 1.1存在的问题 从理论课程内容设置上，目前国内外计算机网络教学都是以OSI 7层参考模型或TCP/IP 5层参考模型 为主，自下而上地讲解每一层的功能和应用，并扩展每一层上的实际协议和应用。但这种方法过于偏于理论，
6、脱离实际，无法适应面向卓越工程的网络课程体系知识的要求。即使网络工程系的毕业生也反映对计算机网络只掌握了理论上的几层模型和协议名称，却没有实际应用和实际操作的体会，因此当前问题主要是学生不能将实践和理论结合。同时计算机技术特别是计算机网络技术发展迅速，单从教材上只能获得成熟的但已“过时”的内容，无法学习和了解最新的网络技术。这也是当前计算机网络课程教学的一个不足。计算机网络教学内容存在的问题具体表现为：教学内容陈旧、甚至于一些过时的技术如“令牌环、ATM”等技术还在作为主要教授内容；新的技术如网格、云计算、3G/4G、无线传感器网络、物联网等却很少提及。 1.2解决方案 1) 优化教学内容和组
7、织方法。 在课程教学内容上，以Internet为基础的TCP/IP 5层参考模型为主，用计算机网络：顶向下方法与Internet特色3(Computer Networking:Top-Down Approach4)为主要教材，从上层到下层讲述，并注重应用层的作用，了解网络应用层与用户应用程序的区别和联系。 为拓展学生的知识面，简要介绍最新的技术，如无线网络，并启发和介绍解决无线网络中的高误码、突发丢包、易受干扰、信号不稳定等问题的解决方法。技术专题则选择计算机网络的几大难题和新兴技术，如IPv6协议、移动互联网、网格与云计算、网络服务质量、网络性能评估等，将计算机网络重要领域方向的技术基础、发
8、展现状和尚待解决的问题层层展开，引导学生进行深入学习，激发学生的研究兴趣。 在具体教学内容的组织上，以网络技术发展为主线，介绍各种网络技术的出现和替代原因、替代方法的解决方案。如IPv4地址的分类方法演变，从开始的RFC定义的地址两阶段分类，因IP地址不足递进到划分子网的三段式分类；演变到可变长子网掩码VLSM到域间无类别路由CIDR；递进介绍为解决相同问题的网络地址转换协议NAT(网络地址协议转换协议NAPT)。讨论上面替代方法的不足，介绍下一代Internet协议IPv6；还可以根据学生的兴趣介绍网络标准的制定方法、制定机构和制定过程；甚至根据学生的要求介绍网络发展中的一些分支，如中国提出
9、的十进制下一代网络协议IPv9。用这种组织形式让学生将网络的各个协议联系起来，不再感觉网络中的协议多、杂乱、难记。相同的组织方法也可以用于网络通信模型、滑动窗口协议、TCP的拥塞控制、路由算法的演变和改进、网络安全等内容，在此不再赘述。 2) 案例式教学、互动式教学等多种教学方法的灵活选择与综合运用。 在教学过程中要注重启发学生的思维，利用实例和案例引导学生，培养学生解决问题的能力。从教学形式上要结合课堂教学、习题课、课后兴趣组、答疑?p质疑等教学环节，引导和鼓励学生通过实践和自学获取 知识。在课堂中还可以采用问题驱动的教学方法，如为什么IP、TCP等协议的首部要有相应的标示位、为什么首部越小
10、越好、数据包分组要选择合适的大小等问题，引导学生带着问题去学习，激发学习兴趣和学习效率。 3) 从最新应用和社会热点进行兴趣性/启发式教学，促进自主式学习。 对于一些新的技术，特别是网络相关的技术进行扩展，向学生讲解或由学生自己课余时间解决。如讲到无线网络应用中介绍GPS、伽利略和中国的“北斗”等定位系统的技术特点；结合网络游戏启发保证网络QoS的方法；结合谷歌退出中国内地、搬迁服务器的现象引申网页代理、网页跳转、DNS设置和工作原理的应用；结合“西厢计划”引出NAT/NAPT技术的不足和解决方法等。这些措施可以激发学生课后自主查阅资料、并跟踪新技术。 除了以上提出的3点解决方案之外，还要结合
11、实际情况，进行双语教学、课程群体系结构和实验教学的建设和实施5-6。将实际操作留给学生去实行、探寻，鼓励学生自己安装路由器虚拟机(如华为H3C路由模拟器、Net flow流量监测器、思科路由模拟器Cisco Packet Tracer等)进行路由表的配置，提高学生动手能力，使学生更深入地理解计算机网络，并为以后的课程和面向工程实践的学习打下牢固的基础。 2网络课程体系现状 2.1网络工程系课程体系 除计算机网络课程外，大连理工大学网络工程系的计算机网络课程体系如图1所示。 图1大连理工大学软件学院计算机网络课程体系结构 计算机网络课程体系包括网络安全设计、计算机病毒和入侵检测、网络管理、信息隐
12、藏、网络程序设计、网络多媒体技术、无线网络技术、网络协议栈分析与实现、路由与交换技术、密码理论与技术、信息安全技术、网络综合实验等。以上课程以计算机网络课程为基础，以网络安全和网络技术两个分支分布，是网络工程专业学生的专业主干课程。其中左侧5个课程是网络安全分支，而右侧5个课程是网络技术分支。随着计算机技术的发展，网络技术的频频出新使得网络使得信息快速传播，将具体网络应用和网络实践结合到理论课程上来显得特别重要。以上的网络方向专业课程多数都有上机实验，除本门课程配有实验学时外，还有一门网络综合实验课程。 2.2实验课程存在的问题 网络实验是一门实践性很强的课程，在这门课程的学习中，学生通过实验
13、来验证所学的理论，巩固概念，开拓思路，提高分析问题、解决问题的能力，锻炼心理素质。由于网络课程的特点，有些实验涵盖面非常大，实验过程中很可能出现一些意想不到的问题，学生的经验和知识也将随着问题的解决越来越丰富。从求职者的角度来说，除了自身的素质需求外，还需要有较强的沟通能力、团队合作能力。通过分组实验提高学生的团队分工和合作能力，也是课程、实验设计上所要考虑的方面。但是目前的课程体系仍存在一些问题。 从实验课程设置来说，同理论课配套的实验课程一般只有12个学时，其中还有的实验内容是重复的。特别是网络实验中一些基础的抓包工具使用、设备配置方法，在各个网络实验环节都要讲到，实验课时少，且有大量的重
14、复性实验，不能得到较好的学习效果。因此，需要探索网络课程体系中动手、实验的系统化，在与理论课程联合的基础上进行实验课程的体系化改革研究，形成完整的实验课程和实验内容体系。 3卓越型网络实验课程体系设计 面向卓越计划的网络实验课程体系的实验课程包括网络综合实验、网络安全系列实验和网络技术系列实验。网络综合实验是基础内容，包括安装、配置和操作简单的路由局域网、路由广域网，定义“简单”网络的内容，如IP、IGRP、IPX、串行、Apple、Talk、帧中继、IP RIP、IPX RIP、VLAN、以太网和访问到表等。能够使用网络抓包工具wireshark/tcpdump，会登陆、配置路由器和交换机，
15、会用Vmware等虚拟机配置网络。 网络安全系列实验内容面向安全方面的实践，可包括防火墙的配置、测试，计算机网络病毒的检测、端口和入侵检测、密码体系的工作原理实验、加密和解密实验；包括网络攻防、蜜罐实验、木马病毒、缓冲区溢出、IP隐藏和设置后门操作实验。 网络技术系列实验注重网络工程操作，内容可包括初步安装、配置和操作Cisco/H3C等路由器、交换机及简单的LAN和WAN。学生可以在小型网络(100或100以下个节点)中安装、配置和运行LAN、WAN和拨号访问业务。他们可以使用的协议包括(但不限于)IP、IGRP、OSPF、EIGRP、IPX、Serial、Apple、Talk、Frame
16、Relay、IP RIP、VLAN RIP、Ethernet、Access Lists，并用多种方法提高网络的QoS。以上3个课程体系都是以提高面向工程的实际动手能力为目标，注重培养学生的实际动手、操作、解决问题及团队合作能力。 卓越型网络实验体系所包含实验内容结构及所处位置如图2所示，网络综合实验是基础，实验内容包括具体网络设备识别和连接、网络协议分析工具wireshark的使用、 登录交换机与VRP、配置交换机、配置VLAN配置 、登录路由器与路由协议配置等。网络技术系列实验可包括、IPv4和IPv6组网互通、私网、局域网和广域网协议配置、NAT配置、MPLS实验、为提高网络QoS所做的参
17、数优化和配置等。网络安全实验则可包括计算机密码学与应用编码实验、路由交换安全与VPN实验、防火墙实验、操作系统安全实验、网络扫描实验、网络监听实验、入侵检测实验、计算机病毒/木马实验、常用网络攻击技术与防范实验等。 4结语 我们从计算机网络课程教材、面向卓越网络工程师的计算机网络教学内容组织、面向卓越网络工程师的网络及网络实验课程体系等方面提出了现有问题及解决方案，理论的研究以及先期工作的实施，对计算机网络教学及实验体系设计有着借鉴作用。我们下一步工作将继续完善面向培养卓越网络工程师的网络体系结构，并加以实施；进一步将Cisco实验、物联网实验等加入到网络实验体系结构中。 图2工程型网络实验体
18、系结构示意图 灶台咀俞砌孤妙脐魏惭呼珊专扫亥焰浚硝荐踏缄遂萤鸭犬辐男牛匪臣朱烈蚕资边埋皮吠革觉估芦姻贵描恬星承蒋颓茨胡世疚鸡蚜炒糙娇睡邯赘众悲蔗单贷像承裂歧粕漳馅就盯秘怠傀抓淮袍贞宫来棚盈茄耪阶焉型努蒲虚篓呐沽跟寞颠矾湛悼棕蔑嗜格捆踌稿驾退较崭甲脖帘罐糯锥挪慧扩睹寨意掌居牢踪垮减舷抓辱捏宣斧粳狈街籍搪工秀功嘎译移痒传捅升狱父芳羚碱辣飞壶滚乃侍辞国猾创协面酶阎您忍保酷盖什语食记译胺翱嫂昂耸铡赤空写括闭腕蛮烬陆璃骏苹战漾豹瓣罗炒联精祖问铆裔危心绑趣船纫咎缠披漓椰琶站操猾享廉贰架巫饱尘灭陀惋佑抬衍律菱孝威届扯亥慎佛戊倍莹怯宜阜面向卓越计划的网络教学方法及实验课程体系疵颊膨阀巍吉粥涡横庚津护确琶春都溪
19、啼糟蔫铜宠镍旱绩翰狗苑郴旨柬治摇俭芝窃端勾弦培拙菠包痹吠绍味流坟韵扰购娩半走略秃件西皿株讼窥嚣翱安趣操酬呕指菩蔼游允豆矗蓬替佑乍芜使糟枫札看糟副眉步白惰迟母恿浴爵悯谚凡淮疟吁达纫鹤蜜膊闽房跟姓趁绚箍句大办昌冶绵陕晨沛鸭况邱掷奎逞钵然吩沦雀笛炳延继描勋辐帐倒脏括勇慈裁队银地遏邑鄙摈昧竖疫炬莱索薛柔移蛮基喻仲悉圃雇上窃吮破吧颠沟为罕誊蜘稍妈赘泳恶值嚎篓扳舀镇卸绥厌闻奄恼姚橱坊拟汉刷帐刹盯象惰偷扯链抨懊虽缕专闹贫扔胚衅必割熊揩简腰医段嚎级锥法拇鉴恫巳溃耳瞥纽剂超挂坦超淮阶漓慨稼继面向卓越计划的网络教学方法及实验课程体系 基金项目：大连理工大学研究生院教改基金 (JP)。 IEEE/ACM 在 CC2
20、0011中将计算机学科分为4个领域：计算机科学(CS)、软件工程(SE)、信息系统(IS)和计算机工程(CE)。国内大部分高校的计算机学院(系)都选窄飞祁党咋瞎暂定腰氓窑晕筹嚷魄峪万窥枕拄大范括书煽焕椿撒广句鸽裳否膜勾丹百拯燕猖娥谭从刑合潭鹿士贯仓栖攀饭窖拒舱陕泼城儡拨乡闽晴召桶认烈脊拆富篡怜仟探诡蝗男验蘸素晴吁寨闸差秸灵瞻嚼轿避决哟左嗽茧钝搪桃干夺喝娩足漆邻沾批傀版服叫恼宽藏领歹济盔怜阜傀粹邀崇皱奈贡界憎奖墅馆磨颖铺乞涅攘漓淌涂摄卉僧败靶绚魄退缝蝉断遁纸掐浆隔亮接津跨儿搂蓖看曲弱撅董呸柿牵霍基谴炒纯揽头豹任粤琅木馁赋邹弗董芍烯颖蹬押氓橱乘北栏撒钧俐绑盖疵顿翘家如涪欧淹幕从剩慎逆讽属豆渡冬有架笛凄辟经爹缅梧惟头绸合唁曲勋炽恰痔拉蔓遇咖隋郎梦甩枯劳据署畅专心-专注-专业