路由交換技術立體化教材建設與實踐

張玉軍， 吳建勝， 孫良旭， 尹 航

(遼寧科技大學 軟件學院 網絡工程系， 遼寧 鞍山 114051)

路由交換技術立體化教材建設與實踐

張玉軍， 吳建勝， 孫良旭， 尹 航

(遼寧科技大學 軟件學院 網絡工程系， 遼寧 鞍山 114051)

立體化教材能最大限度地滿足教師教學需要和學生學習需要，基于現代教育理念和網絡技術平臺，針對路由交換技術課程存在的不足，融合多種教學資源，開展立體化教材建設，主要包括主教材、實踐教材和課程教學網站，有效提高了教學質量并激發了學生的學習興趣。

路由交換技術； 立體化教材； 教學質量

立體化教材是指依托現代教育技術，以能力培養為目標，以紙質教材為基礎，以多媒介、多形態、多用途及多層次的教學資源和多種教學服務為內容的結構性配套教學出版物的集合[1-4]。立體化教材強調學生是主體，要圍繞教師教學和學生學習2個中心進行建設，構建可以讓學生自由探索和自主學習的真正意義上的學習環境，從而有效提高教學質量，激發學生學習興趣，提高學生自主學習能力。

我校主編的《路由交換技術》教材，強調理論和實踐相結合、案例驅動，突出實踐能力培養，于2010年6月由清華大學出版社出版，2014年獲評“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材。在此基礎上，課程教學團隊經過多年積累和教學實踐，編寫了與之配套的《路由交換技術實踐教程》， 2014年4月由清華大學出版社出版，并制作了與課程配套的網絡版多媒體課件，該課件2013年獲全國多媒體課件大賽三等獎。

1 準確定位，強調教材實用性

當下，我國高校教材的建設存在教材建設體系僵化、教材目標不明確、教材缺乏科學性等問題[5]。教材建設與課程建設一樣，都應該立足于學校的人才培養定位[6-8]。我校網絡工程專業主要培養網絡工程技術人才，而路由交換技術課程體現網絡工程核心，講述的路由器、交換機技術是網絡工程實施中的關鍵技術[9]，因此該課程教學內容與專業人才培養相適應。

路由交換技術課程與TCP/IP體系結構、網絡系統管理、組網技術共同構成網絡工程專業核心體系，這些課程內容相輔相成、聯系緊密、前后貫通。2010年以前，關于路由和交換技術的教材并不多見，有的也主要是針對高職高專或職業技能培訓的教材，除此之外，基本都是認證的書籍，這些書籍的組織形式和內容并不適合作為高校教學的教材使用。教材建設必須建立在教學實踐基礎上[10]。課程教學團隊結合我校網絡工程專業現狀，針對學生自主學習能力較差、教學資源匱乏，為滿足本校人才培養需求編寫教材，并開展了路由交換技術立體化教材建設。

2 主教材建設

2.1 理論與實踐相結合

《路由交換技術》教材通過將路由器和交換機相關技術作為理論主線、并行的實驗和習題作為實踐主線，強調理論和實踐相結合，注重現實應用背景，意在啟發和引導學生能將重要的網絡1～3層的概念、形式及理論付諸實踐，從而幫助學生全面掌握安裝、配置、測試和運營局域網、廣域網和接入服務所需的實踐技能，真正做到學以致用。主要內容包括IOS配置基礎、接口與管理配置、IP特性配置、廣域網配置、網絡安全配置、單播路由協議配置、接口與VLAN配置、生成樹協議與干線配置、管理與流量控制配置、VOIP配置等。

教材的實驗和習題可以在提供的完整網絡拓撲圖中完成，配置經過實際設備調試通過，規范準確、步驟詳細完整，內容并不獨立，體現技術之間的聯系。教材各章結構統一，體現理論—實驗—習題的教學規律，符合學生學習特點。教材針對網絡工程專業本科學生編寫，圖文并茂，案例豐富，分析透徹，可操作性強。教材中基本概念來自互聯網協議標準RFC文檔，概念準確科學，學術規范符合國家、國際標準。

2.2 案例驅動，突出實踐能力培養

案例驅動是教材的突出特色，課程教學團隊結合科研項目，精心設計了2組完整教學案例，一組用于課堂講授、一組用于課后習題，每組教學案例被拆分到各個章節中，學完全部章節后，也就掌握了一套完整的案例，有效地處理了理論與實踐的統一，更加突出對學生實踐能力的培養。課堂講授綜合案例拓撲圖見圖1。

圖1 課堂講授綜合案例拓撲圖

2.3 教材使用及獲獎情況

《路由交換技術》教材于2010年6月由清華大學出版社出版，被列入普通高等學校網絡工程專業規劃教材，全書共計印刷8 000冊。其中，2010年6月第一次印刷4 000冊，2011年8月第二次印刷，再印2 500冊，2013年6月第3次印刷，再印1 500冊。

出版單位不定期對教材使用情況進行統計，統計結果如下：2011年3月，該教材被11所院校選用，2011年6月，該教材被15所院校選用，2014年3月，該教材被30余所院校選用，同時國內幾十所高校的圖書館選用本書作為館藏圖書。《路由交換技術》教材在2012年榮獲遼寧科技大學精品教材，2013年榮獲中國冶金教育學會優秀教材，2014年先后榮獲“十二五”普通高等教育本科遼寧省規劃教材和“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材。

3 構建立體化教材

為了支持學生主動探索和自主學習，實現以“教”為中心向以“學”為中心的轉變、從“傳授模式”向“學習模式”的轉變[11]，需要在學生學習過程中為其提供相關資源。因此，本教材在注重紙質教材建設的同時，更加注重立體化教材建設，真正把教材建設的質量工程和“以學生為中心”的教學理念落到實處[12]。以《路由交換技術》紙質教材為核心，同時提供《路由交換技術實踐教程》、路由交換技術網絡課堂網站等多種教學資源，提出《路由交換技術》課程的整體教學解決方案，最大限度地滿足教師教學需要和學生學習需要。

作為《路由交換技術》教材配套的實踐教材，《路由交換技術實踐教程》以Cisco的中低端路由器和交換機為核心，全面介紹路由交換技術，內容包括IOS配置基礎、接口與管理配置、IP特性配置、廣域網配置、網絡安全配置、動態路由協議配置、交換機基本配置、虛擬局域網、生成樹、虛擬網間路由和綜合案例。本教材在內容上設計多個知識點案例和一個綜合案例，注重工程實踐應用背景，意在啟發和引導學生能將所學的路由與交換技術原理及技術應用于實踐，幫助學生真正掌握安裝、配置、調試和運營局域網及廣域網所需的實踐技能，做到學以致用。本教材具有如下特點：

(1) 知識點覆蓋面廣。知識點涵蓋從數據鏈路層到應用層的重要網絡配置需求。

(2) 重點突出。重點講解基礎的、實用的和主流的路由和交換技術的實踐。

(3) 知識點案例與綜合案例相結合。教材知識點案例闡述準確、清晰和簡潔，綜合案例設計典型、可操作和貼近實際。

(4) 結構完整統一，設計合理科學。教材每章包括基礎知識和知識點案例實驗兩大部分，基礎知識部分簡單扼要地講解相關理論知識，知識點案例實驗部分重點從多個不同的知識點講解相關的技術應用。最后教材設計綜合案例章節選取校園網典型案例，綜合應用前面各章內容完成實際案例配置需求。

(5) 例題講解配置完整，解釋清晰。全書案例都提供完整的拓撲圖、命令配置、測試輸出和解釋說明，使讀者知其然，更知其所以然。

為配合課堂教學、輔助學生課外學習，本課程建設了自己的課程網站，網站內容不僅包括教學大綱、授課計劃、PPT、習題解答、實驗指導等教學文檔，也包括認證考試學習視頻、電子書籍、試題題庫等輔助資料，還包括在線測試與輔導、在線學習和實訓等內容。網站內容與《路由交換技術》紙質教材知識點同步，并結合思科認證要求，進行必要的擴展和補充，既支持教師課堂理論教學或者實驗教學需要，也支持學生課外學習或者認證學習需要。

課程網站知識內容范圍完整，知識體系結構合理，邏輯結構清晰，層次性強，充分發揮教師主導、學生主體的作用，注重培養學生解決問題能力和創新能力，有較好的人機交互，有教師和學生、學生和學生的交互討論，配有各種學習輔助資料，能夠對學生自主學習效果進行評價，課程網站操作方便、靈活，交互性強，已經在學校得到廣泛應用，取得了良好的應用效果，有較大推廣價值。與教材配套的PPT課件獲第十一屆全國多媒體課件優秀獎，該課程構建的網絡課件獲第十三屆全國多媒體課件大賽三等獎。我校路由交換技術課程網站首頁如圖2所示。

圖2 路由交換技術課程網站首頁

在課堂教學中，授課教師注重學做結合，堅持“學中做、做中學”的原則，通過應用模擬器軟件，在課堂上構建真實的實踐環境，這種邊學習、邊實踐的教學手段，改變了傳統的單向傳授、生硬的教學方式，有利于啟發學生創新思維和激發學生學習熱情。

4 結束語

幾年來，課程教學團隊深入開展課程改革與實踐，不斷充實課程資源，目前，路由交換技術課程已經建設成為校級精品課和校級精品資源共享課，正在積極申報省級精品資源共享課。路由交換技術立體化教材建設盡管取得了一定成效，但仍然還有許多問題需要進一步在教學實踐中探索，尋求更加合理的解決方案，從而促進教學質量的提高，激發學生學習興趣，增強學生實踐能力，培養學生自主學習能力。

References)

[1] 魏江江.立體化教材建設的思考與實踐[J].科技與出版,2011(9):30-32.

[2] 劉曉文,薛雪,陳桂真，等.電路實驗立體化教材的建設與實踐[J].實驗技術與管理，2013,30(12):18-21.

[3] 王佳,陳志新,張雷.建筑電工學立體化教材建設思考與實踐[J].實驗技術與管理，2010,27(11):303-305.

[4] 曹海平.實驗課程群的立體化教材建設[J].實驗室研究與探索，2011,30(5)：104-107.

[5] 張喜英.高校教材建設與創新型人才培養的思考[J].出版廣角,2014(18):80-81.

[6] 周范林.淺談高校精品教材建設[J].中國大學教學,2009(9):93-95.

[7] 梁前德,王青林.應用型本科教材建設的基本依據和價值取向[J].中國大學教學,2008(6):94-95.

[8] 郝云霞.對當前教材建設存在問題的思考[J].出版發行研究,2009(8):39-41.

[9] 孫良旭,吳建勝.工程實踐驅動的“路由交換技術”課程教學環境構建研究[J].實驗技術與管理,2014,31(9):212-215.

[10] 張劍宇.教材建設若干問題淺析[J].中國職業技術教育,2013(5):75-77.

[11] 劉獻君.論“以學生為中心”[J].高等教育研究,2012,33(8):1-6.

[12] 秦磊華,馮丹.計算機專業教材建設的新視角[J].科技與出版,2013(5):40-43.

Construction and practice of tridimensional teaching materials of routing switching technology

Zhang Yujun, Wu Jiansheng, Sun Liangxu, Yin Hang

(College of Software Engineering,University of Science and Technology Liaoning,Anshan 114051, China)

Tridimensional teaching materials can best meet the needs of teachers and students. Based on the modern education concept and information network technology platform, aiming at the deficiencies in Routing and Switching course, this article integrates a variety of teaching resources to carry out the construction of tridimensional teaching materials, including primary materials, practice textbooks and teaching sites.The practice shows that it can effectively improve the teaching quality and stimulate students’ interest in learning.

routing switching technology; tridimensional teaching materials; teaching quality

2015- 01- 04 修改日期：2015- 03- 10

遼寧省普通高等教育本科教學改革研究項目“網絡工程專業特色發展的研究與實踐”(UPRP20140385)；遼寧省工程人才培養模式改革試點專業(GM201410)

張玉軍(1977—)，男，遼寧凌源，碩士，副教授，遼寧科技大學軟件學院網絡工程系主任，主要從事計算機網絡方向的教學與研究.

E-mail：1997zyj@163.com

G642.0；G423.3

A

1002-4956(2015)8- 0163- 03