模塊化遞進式計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學體系之構(gòu)建

　　摘要：按網(wǎng)絡(luò)基本實驗、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)實驗、服務(wù)器配置實驗、網(wǎng)絡(luò)安全實驗、綜組網(wǎng)綜合實驗五個模塊優(yōu)化組合實驗內(nèi)容；設(shè)計由基礎(chǔ)知識驗證、基本技能訓練、綜合應(yīng)用到創(chuàng)新拓展組成遞進式實驗項目；全面引進模擬軟件和虛擬機技術(shù)，擴展實驗開放教學功能，完善與之相適應(yīng)的教學手段和考核評價方式，健全實驗室管理制度，加強教學資源建設(shè)，切實提高實驗教學質(zhì)量。
　　關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)實驗；虛擬實驗；實驗教學；教學質(zhì)量
　　計算機網(wǎng)絡(luò)實驗是計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)的核心課程，又是其他相關(guān)專業(yè)如電子信息、物聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)等專業(yè)的基礎(chǔ)學科。計算機網(wǎng)絡(luò)實驗作為培養(yǎng)學生網(wǎng)絡(luò)實踐能力的有效方式和途徑，它可以培養(yǎng)學生的動手能力、適應(yīng)能力和創(chuàng)新能力[1]。這就從根本上決定了計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學在培養(yǎng)多個專業(yè)高職學生的職業(yè)能力中的重要地位。
　　目前計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學中存在的問題有：（1）實驗內(nèi)容設(shè)計不合理，實驗教學內(nèi)容與理論教學內(nèi)容沒有必然聯(lián)系，因此實驗教學不能起到幫助理解理論知識的目的；同時還存在不同的網(wǎng)絡(luò)課程的實驗內(nèi)容重復(fù)；實驗內(nèi)容固定不變，沒有隨著網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的更新而更新實驗內(nèi)容[2]；實驗項目沒有整體性，實驗受實驗設(shè)備和實驗成本的制約，開設(shè)的實驗有限、學生重復(fù)練習的機會少。（2）實驗內(nèi)容與任務(wù)驅(qū)動項目化教學缺乏關(guān)聯(lián)；缺乏大項目小任務(wù)序列實驗項目；課程都沒有網(wǎng)絡(luò)實驗指導(dǎo)書，學生做實驗沒有依據(jù)；實驗報告內(nèi)容格式由任課老師自行設(shè)計；同時缺少學生課后練習的平臺；（3）開出的實驗項目存在著實驗項目設(shè)置、復(fù)雜度設(shè)置由任課教師個人確定，通常存在合理性不強，實用性、創(chuàng)新性不夠，基礎(chǔ)型、應(yīng)用型和綜合型實驗間層次不連貫，對實驗所需硬件設(shè)備的要求投入大，不能體現(xiàn)先進性，教學質(zhì)量監(jiān)控不到位，實驗開放性不大等問題。
　　在繼續(xù)深入進行教學改革的探索中，打破專業(yè)、課程界限，構(gòu)建模塊化遞進式的計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學體系，優(yōu)化整合實驗項目，更新實驗內(nèi)容，加大教學資源建設(shè)，革新教學手段，健全考核方式，全面提高教學質(zhì)量，有其緊迫性。
　　本文針對計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學中存在的問題，提出了模塊化遞進式計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學體系，以蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院網(wǎng)絡(luò)實驗教學為例，對該實驗教學體系進行研究與探索。從初步的實踐情況來看，該教學體系的實施改善了本校的網(wǎng)絡(luò)實驗教學質(zhì)量，提高了教師的實驗教學水平，完善了實驗室管理制度，創(chuàng)新了實驗?zāi)Ｊ胶涂己嗽u價方式，使計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學形成了一個較為合理的教學模式，在培養(yǎng)學生網(wǎng)絡(luò)實驗?zāi)芰?、提高學生的職業(yè)素養(yǎng)方面發(fā)揮了重要作用。
　　一、編排層次遞進的計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學模塊
　　1.打破課程界限進行實驗項目的重組與整合
　　根據(jù)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗課程的培養(yǎng)目標，專業(yè)教師與業(yè)界專家共同探討梳理了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實驗項目。將不同專業(yè)、不同課程的實驗項目按照實驗技能進行分類，建立遞進開放式實驗教學體系。由基本技能訓練項目到綜合實驗項目，再延伸到結(jié)合地方經(jīng)濟轉(zhuǎn)型升級和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展前沿的設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗項目，組成序列，實施循序遞進訓練項目。將計算機網(wǎng)絡(luò)各門課程，按“計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)”、“交換機路由器配置”、“計算機網(wǎng)絡(luò)安全”、“實用組網(wǎng)技術(shù)”等課程的實驗項目進一步優(yōu)化整合。以項目式課程三個項目模塊“組建宿舍網(wǎng)絡(luò)”、“組建小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)”、“中型校園網(wǎng)絡(luò)”為依托，按網(wǎng)絡(luò)基本實驗、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)實驗、服務(wù)器配置實驗、網(wǎng)絡(luò)安全實驗、綜合實驗編排成五個模塊；設(shè)計覆蓋一門或多門課程教學內(nèi)容的選做實驗項目。
　　2.打破專業(yè)界限設(shè)計網(wǎng)絡(luò)實驗項目
　　打破專業(yè)界限，兼顧不同專業(yè)教學要求。如：計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機應(yīng)用技術(shù)、信息管理以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等專業(yè)學生對計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的知識技能有要求。因此實驗項目的設(shè)計涵蓋多個專業(yè)的計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)、服務(wù)器配置與管理、實用組網(wǎng)技術(shù)等多門課程實驗教學內(nèi)容。解決了因不同專業(yè)教學要求不同、開設(shè)實驗不同所帶來的差異以及對實驗環(huán)境的要求不同所帶來的問題。
　　3.結(jié)合模擬軟件和虛擬機的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)實驗項目
　　創(chuàng)新實驗項目，充分挖掘現(xiàn)代技術(shù)為教學服務(wù)。充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，開發(fā)虛擬工廠、虛擬工藝、虛擬實驗[3]。利用虛擬機和模擬器開設(shè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)實驗、服務(wù)器配置實驗及網(wǎng)絡(luò)安全實驗等實驗項目。如在一臺真實的物理主機上運行多個虛擬主機，在不需要其他聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的情況下，虛擬主機之間的連網(wǎng)實現(xiàn)在同一臺物理主機中虛擬主機和真機間組建網(wǎng)絡(luò)、安裝防火墻、實現(xiàn)遠程訪問等網(wǎng)絡(luò)實驗。利用Packet Tracer模擬軟件，為學習者提供了直觀的實驗環(huán)境[4]，對學生理解網(wǎng)絡(luò)OSI七層模型概念提供便利的實驗環(huán)境。它不但可以模擬交換機、路由器、集線器、無線設(shè)備、主機等設(shè)備，而且使用這些設(shè)備可以完成網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、建立、配置、排故等網(wǎng)絡(luò)模擬實驗，并通過分析數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)層間的傳輸情況模擬過程，進行網(wǎng)絡(luò)原理實驗教學。在模擬軟件和虛擬機技術(shù)，為新型實驗教學體系的構(gòu)建提供了技術(shù)保障，使大部分網(wǎng)絡(luò)實驗變得簡單易行，學生重復(fù)強化訓練變?yōu)榭赡堋?br/>　　二、實施遞進開放式網(wǎng)絡(luò)實驗教學模式
　　針對模塊化的實驗項目，設(shè)計網(wǎng)絡(luò)實驗的教學模式。（1）在課堂教學中采用遞進訓練法。由學生預(yù)習實驗內(nèi)容，指導(dǎo)教師示范演示，指導(dǎo)學生動手訓練操作，按指導(dǎo)書進行實驗訓練，根據(jù)模擬軟件和虛擬機特點完成設(shè)計創(chuàng)新實驗；在計算機網(wǎng)絡(luò)實驗室，根據(jù)實驗教學大綱開發(fā)示范演示實驗、模擬實驗多媒體教學軟件。在課內(nèi)基本技能訓練熟練程度達不到規(guī)范要求的學生，利用課余時間強化訓練；學有余力、愿意進行新的實驗搭建和探究試驗的學生申請在開放實驗室完成。全面引進模擬軟件和虛擬機技術(shù)，廣泛使用計算機輔助實驗教學軟件和多媒體課件進行實驗教學。（2）在課后采用開放式學生自主學習方式。學生除在實驗室完成課內(nèi)實驗教學外，利用裝有模擬器的個人電腦進一步作基本技能訓練和創(chuàng)新性實驗。在使用模擬軟件完成的實驗中，學生進行探索性學習，再移植到學校所提供的開放實驗室進行真實環(huán)境的實驗學習，大大提高了實驗室設(shè)備的使用率。
　　三、建立模塊化遞進式計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學體系
　　根據(jù)人才培養(yǎng)目標、專業(yè)培養(yǎng)方案和課程教學目標，依據(jù)模塊化遞進式教學模式，設(shè)計實驗項目；確定實驗?zāi)Ｊ?，采取實驗手段，利用合適的實驗方法和科學的實驗評價，對照實驗項目的要求，綜合評價實驗教學效果。
　　1.實驗項目、任務(wù)的設(shè)計和選擇原則
　　在實驗項目、任務(wù)的設(shè)計和選擇上，在堅持以實際網(wǎng)絡(luò)工程項目和體現(xiàn)職業(yè)崗位能力為原則的大前提下，注意以下幾點：（1）實驗內(nèi)容出現(xiàn)的先后與組網(wǎng)課程教學項目基本保持一致，兼顧知識的系統(tǒng)性，技能訓練的實效性，以保證整個實驗教學體系的系統(tǒng)性和完整性。（2）實驗的方式和環(huán)境要求，根據(jù)具體實驗內(nèi)容和條件的不同，采用真實環(huán)境和模擬環(huán)境，物理設(shè)備和虛擬設(shè)備兼用。（3）充分發(fā)揮模擬軟件的實時、模擬功能設(shè)計知識理解和技能訓練實驗內(nèi)容。（4）實驗項目設(shè)計考慮可擴展性，使學生有探究的空間[5]。
　　2.模擬化遞進式計算機網(wǎng)絡(luò)實驗的教學內(nèi)容
　　模擬化遞進式計算機網(wǎng)絡(luò)實驗課程采取了“寬基礎(chǔ)、活模塊”的設(shè)計思路，“寬基礎(chǔ)”為畢業(yè)生提供了可持續(xù)發(fā)展的機會，模塊式的課程結(jié)構(gòu)強化了專項技能，項目課程可使學生在與工作任務(wù)的聯(lián)系中學習知識，掌握完整的工作過程[6]，如圖1所示。
　　3.實驗教學質(zhì)量保證體系
　　從多方面入手建立教學質(zhì)量保證體系。由多名一線骨干教師共同編寫實驗大綱及實驗指導(dǎo)教材，根據(jù)硬件設(shè)備及最新模擬軟件進行設(shè)計實驗項目；保證實驗設(shè)備完好，保證模擬軟件及虛擬機運行順暢；加強網(wǎng)絡(luò)教學資源及模擬實驗課件的建設(shè)，利用教學平臺實現(xiàn)學生隨時隨地可進行模擬實驗；培養(yǎng)一支具有實踐經(jīng)驗的實驗教師隊伍。狠抓實驗教學規(guī)范，提高實驗教學質(zhì)量。定期對照課程教學計劃、實驗課計劃安排表、實驗教學記錄、實驗教學進度、學生實驗報告、階段綜合實驗情況等進行檢查，及時總結(jié)、反饋。實驗教學考核采用過程考核，根據(jù)學生實驗操作規(guī)范性、成功率、完成時間、實驗的理解及實驗報告等進行綜合打分。為實現(xiàn)全面提高計算機網(wǎng)絡(luò)教學質(zhì)量的目的，制定過程考核方案?；驹u價指標有兩項：實驗過程與實驗結(jié)果。評價體系包括組內(nèi)成員互評、小組間互評和教師評價[7]。
　　四、結(jié) 語
　　計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學應(yīng)該緊密結(jié)合生產(chǎn)實際，為地方經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展服務(wù)，跟蹤網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級前沿。以構(gòu)建學生的必備基本技能為核心，以培養(yǎng)學生綜合能力為主線，構(gòu)建層次遞進的計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學體系。在計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學過程中實施遞進訓練，建立與新的教學體系相適應(yīng)的靈活、開放、創(chuàng)新教學模式，廣泛使用計算機輔助實驗教學軟件和多媒體課件進行實驗教學，推進虛擬、仿真實驗與場景實驗的結(jié)合，建立基于網(wǎng)絡(luò)平臺計算機網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗，完善實驗室管理制度和考核評價方式，可提高教師的實驗指導(dǎo)能力，全面提高計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學質(zhì)量。
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