职业活动导向的计算机网络实验教学改革

[摘 要]针对社会对信息管理与信息系统（以下简称信管）专业人才的需求,以该专业学生毕业后所从事的职业活动应该具备的知识和技能为导向,以“应用驱动”的方式设计、更新和完善计算机网络实验教学内容和方式,从而加强学生创新能力与实践能力培养.

[关 键 词]信息管理与信息系统；计算机网络；企业活动；实验教学

doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2012.24.061

[中图分类号]G64[文献标识码]A[文章编号]1673-0194（2012）24-0103-02

1引言

计算机网络技术已被广泛地应用到各个领域,包括政府机构、企事业单位、学校等,社会对网络技术人才的需求也与日俱增.计算机网络是信息管理与信息系统专业学生的一门必修课程,它具有理论性强、实践性强、知识更新快的特点.长期以来对该课程实验的设置是专业教师和实验技术人员研究的一个主题.笔者在多年的信息管理与信息系统专业计算机网络课程教学中,针对该专业学生的特点,从不同的角度进行了实验课程的多方面的尝试.本文首先对信息管理与信息系统专业的定位及计算机网络课程的定位进行介绍,然后对信管专业的就业趋势以及社会对信管专业人才需求变化进行分析,最后以该专业学生毕业后所从事的职业活动应该具备的知识和技能为导向,以“应用驱动”的方式设计、更新和完善计算机网络实验教学内容和方式,加强学生创新能力与实践能力培养.

2专业定位与课程定位

2.1信息管理与信息系统专业定位

信息管理与信息系统专业是管理科学与工程一级学科下设的本科专业之一.信息管理与信息系统本科专业教育是为政府和企事业单位等各种组织培养信息系统开发、信息资源管理、信息系统项目管理与监理、信息系统管理与维护等方面的专业人才.毕业生应掌握计算机科学与技术、管理学和经济学的基础理论,掌握信息系统分析、设计和实施的基本方法,熟悉相关政策与法规,有较强的信息获取、文字表达和人际沟通能力,了解本专业发展前沿动态,具备分析和解决企事业单位或其他组织中信息管理实际问题和从事信息系统开发工作的基本能力.

信息管理与信息系统专业具有多学科交叉的特点,与计算机学科的联系甚为密切,但又不同于计算机学科.信息管理与信息系统专业重点培养复合型信息人才.复合型信息人才既要懂技术,更要懂管理,思路开阔,长于创新,理解与表达、协调应变能力强,善于合作.信息管理与信息系统专业就是针对这种复合型信息人才的培养需求而建设和发展的.毕业生应具备现代管理科学的理论和知识,熟练掌握现代信息技术,能够运用系统科学和系统工程的方法从事各种信息系统的建设和管理工作以及各领域的信息资源管理与开发工作,为走上工作岗位参与信息化建设与管理打下坚实的基础.

2.2计算机网络课程定位

计算机网络是信息管理与信息系统专业10门核心专业课之一,它的教学目标是培养大量熟练掌握计算机网络知识、网络系统规划、设计、建设和维护的专业技术人员.学生通过计算机网络实验课程的学习,可以提高计算机网络方面的技能.同时计算机网络又是一门实践性很强的专业课程,其实验教学与实践环节不仅仅是对理论教学的深化和补充,而且对培养学生综合运用所学知识,解决实际问题的能力,也起着非常重要的作用.因此,在信管专业开设计算机网络实验课程,要充分体现课程理论性与实际应用性相结合的特点,让学生走向社会后,在工作岗位上能够用到实验课、实践操作课所学的内容,而并不仅仅局限于理论知识的验证性学习.

如何在计算机网络课程实验内容上体现上述应用型的特点,内容的应用性、合理性、充实性、拓展性尤为重要.实验内容的设计既要围绕理论课程教学,又能让学生能够学以致用,同时还要及时追踪本专业最新的技术发展趋势.

2.3计算机网络实验目前存在的问题

目前全国很多高校信息管理与信息系统专业在计算机网络课程中设置实验课程,在计算机网络实验教学中,目前存在以下问题：

（1）信管专业学生计算机网络硬件知识和理论知识相对薄弱.由于很多高校的信管专业是设置在经济管理学院,以北京科技大学信息管理与信息系统专业为例,该专业在2010年以前是工商管理类大类招生,大一、大二主要是工商管理类公共课程的学习,大三开始分专业后才开始专业课程的学习,而且前续课程只有计算机原理一门.另外,信管专业计算机网络课程的重点是以网络基础知识和应用为导向,对网络体系结构和分层协议等理论内容相对弱化,因此学生对计算机网络硬件和复杂协议等理论知识掌握相对薄弱.

（2）网络实验设备不能满足教学需求.目前很多高校计算机网络实验室设备严重不足,因为一套完整的网络试验设备包括各种型号的交换机、路由器以及各种相关配套器材和专业管理软件,非常昂贵.因此计算机网络课程所针对的硬件设备的实验,如局域网的建立、虚拟局域网的划分、各种路由协议的实现、网络安全等实验很难开设.

（3）缺少合适的实验教材.网络实验教材千差万别,没有适合信息管理与信息系统专业的实验教材.实验内容要么过于简单、陈旧.要么包含大量的编程实验,并且实验内容要求的实验环境过于复杂,对硬件条件要求很高.

3职业活动导向的计算机网络实验内容设计

3.1信管专业就业趋势分析与社会对信管专业的需求

目前信管专业的本科毕业生主要是3大出路：

（1）继续深造（进入硕士、博士学习）.以北京科技大学信息管理与信息系统专业毕业生为例,该专业接近1/3的本科生毕业后进入了研究生学习.2009年该专业毕业生64人,其中22人进入硕士学习；2010年该专业毕业生58人,其中17人进入硕士学习；2011年该专业毕业生51人,其中19人进入硕士学习.（2）从事信息系统应用和管理工作.以北京科技大学信管专业毕业生为例,约有1/3的学生毕业后进入企事业单位,他们主要从事企业与事业单位信息系统的管理、运行、维护等方面的技术工作,以及在计算机与软硬件企业中从事系统集成或售前售后服务的技术工作.

（3）从事信息系统开发、测试与应用实施等相关的工作.包括电子商务网站开发、维护等.对他们的要求不仅要精通某种开发语言,而且要有所专长,例如熟悉J2EE架构及Web应用；精通一种应用服务器部署（WebSphere,WebLogic或Tomcat）；熟悉ORACLE或SQLServer数据库开发与维护等等.

综上可以看出,社会对信管专业人才需求呈多元化特点：一方面是专业人才的需求；另一方面是IT基础设施建设、IT管理、电子商务等应用型人才以及高级研究人才.

基于网上招聘的内容对信管专业人才需求分析也表明,网络技术已成为信管专业人才的一项重要技能：在针对网络架构与维护、网络设备管理、网站开发与管理、TCP/IP协议、DNS等技术的调研中,其中有56.6%的企业要求有网络架构与维护技能,有52.83%的企业要求有网络设备管理技能.这些比例相当大.随着互联网的发展,计算机网络在企业中的应用越来越普及,相关的组网技术和网络维护能力已成为信息系统与技术类人才的一项重要的技能.

3.2计算机网络实验内容设置

针对信管专业人才需求特点,结合本专业的实际情况,在北京科技大学计算机网络实验教学改革中,实验内容设置主要基于以下3方面：

（1）针对计算机网络技术与应用快速发展的趋势,基于计算机网络相对成熟的知识体系与处理问题的思维方式,结合当前网络技术领域新的概念、应用和研究的发展,更新完善实验教学内容与教学方式.

（2）针对社会对信息管理与信息系统（以下简称信管）专业人才的需求,以该专业学生毕业后所从事的职业活动应该具备的知识和技能为导向,以“应用驱动”的方式设计、更新和完善实验教学内容和方式,从而加强学生创新能力与实践能力培养.

（3）针对经管学院大类招生中信管专业学生的知识和技能特点,针对性地对该课程的实验教学内容与教学方式进行研究,激发学生主动学习的热 情,提高学习效果.

基于上述考虑,计算机网络实验课程主要设置3个方面的内容：

第一部分是计算机网络应用层实验,如Web服务器安装使用,各种网络应用软件的使用、动态网页编程等.本课程的具体实验名称为Web服务器配置与管理,内容包括：

（1）用IIS配置和管理Web服务器；

（2）用Frontpage做一个静态主页和一个动态主页；

（3）用Apache配置和管理Web服务器；

（4）用Dreamweer做一个动态网站.

第二部分是通过网络监控、管理和分析,以直观的方式实现对抽象的网络协议的理解.

通过常用的网络监测工具,如Sniffer,Ethereal、IPtools等对截获的数据包进行分析,可以使学生对TCP/IP、HTTP、FTP、POP3、TP、DNS、ARP等协议进行深入了解.实际应用中这些工具可以帮助网络管理者深入了解网络当前的运行状况,以便找出所关心的网络中潜在的问题.本实验具体内容可包括：

（1）在IE中输入.ustb.edu.,分析相应TCP连接的前10个报文的TCP头、IP头,分析其工作过程；

（2）抓取WWW服务的HTTP包,找到HTTP协议的典型数据请求和接收包,截取抓包结果,分析关键字段如标志字段的值；

（3）通过IE登录收发邮件,截取抓包结果,分析TP/POP3协议交互过程；

（4）抓取一个FTP或者其他网络服务的TCP包,找到TCP三次握手和四次挥手的包,截取抓包结果,分析关键字段如序列号、标志字段的变化规律；

（5）抓取一个DNS或者其他网络服务的UDP包,读取其包信息,截取抓包结果,分析包结构；

（6）捕获并分析地址解析协议（ARP）；

（7）发PING检测报文,捕获ICMP请求数据包和应答数据包,截取抓包结果,分析各字段的含义.

第三部分是常用网络测试命令与局域网构建.

网络测试命令是网络管理员最常用的工具,通过常用的网络测试命令可以了解网络状态,快速定位网络故障.因此,掌握常用的网络测试命令是学习计算机网络的最基本要求.本实验的主要目的是让学生了解和掌握常用的网络测试命令的功能和作用,能够熟练地使用ping,ipconfig,tracert,stat,route等网络命令,从而能够快速地检测网络状态以及判断网络故障所在.

针对局域网构建和操作部分,鉴于计算机网络设备更新快、购置成本昂贵的特点,本课程在具体的实验中采用了计算机网络模拟软件来模拟在计算机网络课程原来所有在真正在路由器和交换机上才能完成的实验.目前,国外很多公司都推出了各种实验模拟环境,例如思科网络学院的FLASH版模拟实验器、Routersim、Boson实验模拟器等.本实验将以Boson实验模拟器为例进行相关的实验.具体的实验内容包括：

（1）用Boson实验模拟器进行网络设计及配置；

（2）对交换机的设置以及VLAN划分；

（3）对路由器的设置以及静态路由和动态路由实验.

上述3部分实验内容,不仅覆盖了计算机网络的基本理论和知识点,而且实用性强,与实际应用结合紧密,更重要的是这些实验不需要专业的实验室设备,硬件只需一台联网的计算机,软件全部采用开源软件,而且可供参考的资料非常丰富,非常易于实现.通过在北京科技大学信管专业计算机网络课程实验进行尝试,取得了较好的教学效果.

4总结

本文结合信息管理与信息系统专业《计算机网络实验教学》课程的实际教学情况,从信管专业的就业趋势、社会对信管专业人才需求的变化以及计算机网络技术发展的最新趋势等几个方面进行了总结,并提出了针对经管大类招生背景下计算机网络实验的内容设计与实施.在实际教学实践中,并不是每一个专业的学生都适用,还需要不断地探索,以达到更好的教学效果.

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