计算机网络实验教学系统设计

软件设计开发
本栏目责任编辑：谢媛媛
计算机网络实验教学系统设计
曹杰，娄建楼，刘志颖，奚洋
（东北电力大学信息工程学院，吉林吉林132012）
摘要：计算机网络实验教学是学生理解计算机网络基本原理的一项重要培养环节，针对学生学习重点及难点，围绕着理论
与实践相结合的教学思路，我们设计了计算机网络实验教学系统，此系统的各逻辑单元设计合理、紧凑，内容安排上重点突出、主次得当，能有效的辅助计算机网络课程的实验教学。

关键词：计算机网络；实验；教学系统中图分类号：G642文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2016)05-0051-02
计算机网络是计算机专业学生必修的一门专业基础课和
核心课程，随着对计算机网络技术的研究与应用日益广泛和深入，目前从事计算机网络技术的研究、设计和教学工作的科技工作者越来越多。

社会上对计算机网络人才，特别是动手能力较强的计算机类毕业生的需求非常迫切，也给计算机网络技术课程的课堂教学与实验环节提出了更新更高的要求。

我校《计算机网络》课程为省级精品课，经过课程组教师不断总结、收集并设计实践教学环节素材，现已形成一套完整的网络教学资源。

但由于缺乏一个实验教学网络系统，不能够为学生随时随地提供这些资源，没有相应的实验网络课程，也满足不了学生的选择性学习特点。

此外，如果购买国内比较规范的计算机网络实验教学系统，费用很高，而且针对性不强，这就迫切需要我们设计并实现一个计算机网络实验教学系统，从而实现教学的资源共享，完成计算机网络实验课程的建设，并形成实验教学过程的信息化管理。

“计算机网络实验教学系统”将紧紧围绕着理论与实践相结合的教学思路，使网站的各逻辑单元设计合理、紧凑，内容安排上重点突出、主次得当，有效辅助该课程的实验教学。

在此系统中将通过理论介绍与示范案例，提出明确的实验学习目标和学习任务；并根据学生学习的不同阶段设置课后训练、自评自测，强化学习过程中的重点和难点；提供教师辅助答疑，解决学生在学习过程中的问题。

此实验教学系统的设计与实现将大大提高网络实验教学的教学质量，促进教学的过程化管理，并且经济实用，能节约资金。

1实验教学系统的总体结构
本实验教学系统内容设计将集助教、助学、助练功能于一
体，可以为学生实验的课前预习、课堂学习、课后复习和课外延伸学习，以及实践教学等环节提供全方位的服务。

设置了十二个模块，即：课程介绍、课堂教学、授课录像、电子课件、原理动画演示、课后训练、自评自测、辅导答疑、成绩统计、资源扩展、通知公告、信息管理等。

该课程实验教学系统组成结构如图1
所示：
图1《计算机网络》实验教学系统总体结构
2各功能模块设计
1）课程介绍：介绍课程目标、课程内容与要求、学习评价及
考核方式，并展示实验室的硬件设施。

2）课堂教学：内容包括计算机网络课内、课外的14个典型实验。

通过设置明确的实验目标与任务，辅助学生完成课程实验，具体包含实验理论基础介绍、实验示范案例、实验的内容与目标、实验任务与步骤、参考命令及思考题等子模块，其中各主要子模块内容介绍如下：
①理论基础：对相应实验的理论部分进行详细的介绍，例如内容概述、协
议原理、协议特点等。

通过理论基础的学习，使学生对实验涉及的理论知识有深刻的理解。

此模块中还附带“记录笔记”功能，学生通过此功能对学习中的难点、重点根据自己的理解记录笔记，从而能更有针对性的进行知识回顾。

②示范案例：在学习理论知识基础之上，用具体的示范案例说明配置步骤，
学生可以无需教师指导，参考此模块中案例配置预习相应的实验。

③实验任务及步骤：教师根据实验内容与目标布置实验任务，并给出实验
收稿日期：2016-01-10作者简介：曹杰（1978—），女，吉林吉林人，实验师，硕士，研究方向为计算机科学与技术；娄建楼（1972—），男，吉林吉林人，副教授，
硕士，研究方向为计算机科学与技术；
刘志颖（1975—），女，吉林吉林人，副教授，硕士，研究方向为计算机科学与技术；奚洋（1984—），女，吉林吉林人，讲师，硕士，研究方
向为计算机科学与技术。

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DOI:10.14004/ki.ckt.2016.0551
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Computer Knowledge and Technology 电脑知识与技术第12卷第5期(2016年2月)
步骤，以此指导学生实验过程。

实验任务有若干的子任务，各子任务难度与侧重点不同，教师可以根据学生的实际情况，选择合适的任务进行实验训练。

④参考命令列表：实验中需要很多调试命令，学生难免遗忘，通过此子块，
学生可以翻阅常用的调试命令，作为实验参考。

3）授课录像：制作课程组教师的授课录像，并可在线播放。

录像分为“理论讲解”和“操作示范”两部分，“理论讲解”部分主要讲述各个实验单元设计的理论基础知识、“操作示范”部分主要是展示如何在真实的网络设备上配置及操作以完成相应的实验，学生可根据具体需要选择播放。

4）电子课件：提供计算机网络课程实验教学所需的电子课件，并可供学生下载。

5）原理动画演示：对于实验中涉及的计算机网络相关协议，制作动画来演示相应的网络协议原理，加深学生的理解并激发学习兴趣。

6）课后训练：根据学生课内实验掌握情况，设置区分难度的10个课后训练任务，学生将训练任务的调试结果上传，教师根据上传结果及其说明做出评价并给出训练成绩。

7）自评自测：通过课堂教学及课后训练，学生已经掌握了各学习单元内容，可以通过此模块进一步检验自己的学习水平。

此模块包含了典型的自测题，涵盖了所有实验内容，并将职业认证考试题也加入题库，方便学生课后的知识扩展。

8）辅导答疑：为了能够更好地了解学生学习情况，此模块可作为师生交流互动系统，辅助教师对学生提出的有关问题答疑，及时的排除学生课上及课后解决不了的问题。

9）成绩统计：课后训练后，教师会根据学生每次实验情况给出平时成绩，根据课后训练提交的练习结果给出考试成绩，合计后作为学生每次实验单元训练的总成绩。

教师还可以查看成绩的柱形图，以了解成绩的分布，并相应调整教学内容，真正做到因材施教的过程化管理。

10）资源扩展：提供更多的学习资源，如：真实设备产品资料、路由器交换机配置手册、国内相关竞赛试题、认证考试资料等等。

11）通知公告：提供日常教学中的各种通知及常用资源，如：实验课表、实验考核文档、常用设备典型配置手册、交换路由产品介绍、常用工具下载等文件。

12）信息管理：管理员对该课程网站的用户管理及权限管理。

3系统的特点
1）结合计算机网络实验课程的特点，开发丰富的教学资源，搭建了计算机网络实验教学系统，可满足各阶段的实验教学需求，设置了课程介绍、课堂教学、授课录像、电子课件、原理动画演示、课后训练、自评自测、辅导答疑、成绩统计、资源扩展、通知公告、信息管理等学习单元，各单元相辅相成，有效的辅助实验教学的整个过程。

2）功能丰富，集助教、助学、助练功能于一体，可以为学生的实验课前预习、课堂学习、课后复习和课外延伸学习，以及实践教学等环节提供全方位的服务。

3）教学系统中的实验内容与课程教学单元学习目标一致，按主题把内容划分为合适的学习单元，各实验教学和学习单元都有明确、具体的学习目标与任务。

将充分运用文本、声音、图像、动画、图表、视频等媒体形式来表现学习单元内容，针对实验课程单元的重点、难点内容提供相应的示范案例和演示录像，能够很好地辅助学生自主学习。

参考文献：
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[3]肖宇峰.适应职场需求的计算机网络实验教学探索[J].科技资讯,2015(6).
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