網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革研究

嚴(yán)燕+蔣崢崢

摘 要： 針對網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，提出網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系模型，模型包括實(shí)驗(yàn)平臺整合、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)方法創(chuàng)新等方面。實(shí)踐表明，依照模型建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，提高了教學(xué)效果，培養(yǎng)了學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用能力。

關(guān)鍵詞： 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)； 實(shí)驗(yàn)教學(xué)； 教學(xué)改革； 實(shí)驗(yàn)方法

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2016）12-66-03

Abstract： In view of the problems existing in the experiment teaching of network communication technology course， the experiment teaching system model of network communication technology is proposed in this paper. The model includes the integration of experimental platforms， the improvement of experimental teaching methods， the design of experimental content and innovation of experimental approaches etc. Practice shows that the experiment teaching system of network communication technology in accordance with the model improves the teaching effect and cultivates students' ability of network application.

Key words： networking communication technology； experiment teaching； teaching reform； experimental approach

0 引言

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”這一新興概念和經(jīng)濟(jì)形態(tài)的產(chǎn)生，我們看到互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的緊密聯(lián)合，能夠優(yōu)化生產(chǎn)要素，更新業(yè)務(wù)體系，讓產(chǎn)業(yè)升級從而提升經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)力，最后實(shí)現(xiàn)社會財(cái)富的增加。而這些都要建立在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)之上，社會對掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用型人才的需求明顯增加。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用型人才不但要有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，而且應(yīng)具備較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐能力和解決問題的能力[1]。然而如何培養(yǎng)當(dāng)前對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用更高需求的學(xué)生，現(xiàn)有的教學(xué)缺乏對學(xué)生綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)，必須進(jìn)行教學(xué)改革，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)工程的核心課程，其改革顯得尤為必要[2]。

1 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)核心專業(yè)課程，其目的是使學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，建立起網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的基本思想和概念，掌握各種型號的交換機(jī)、路由器、防火墻等設(shè)備的選擇和配置，掌握廣域網(wǎng)的配置技術(shù)和方法，明確企業(yè)網(wǎng)的設(shè)計(jì)、配置與維護(hù)等，培養(yǎng)從事網(wǎng)絡(luò)相關(guān)行業(yè)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理和設(shè)計(jì)的高級工程技術(shù)人才。

網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)課程是學(xué)生掌握網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實(shí)踐性較強(qiáng)的一門課程，它可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力和創(chuàng)新能力，所以網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)顯得尤為重要，但目前還存在以下一些方面的問題。

⑴ 傳統(tǒng)教學(xué)方法使教學(xué)效果不明顯。傳統(tǒng)教學(xué)方式是把所有學(xué)生集中起來，先理論講授，然后上機(jī)實(shí)踐，在理論講授的過程中，由于知識量比較大，命令較多，如果學(xué)生不能及時(shí)消化吸收，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)已經(jīng)忘了大半，再加上如果基本原理沒有靈活掌握，必然造成機(jī)械性的實(shí)驗(yàn)，缺乏對問題分析和解決能力的鍛煉，時(shí)間一長，必然導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低，學(xué)習(xí)效率低，教學(xué)效果不佳。

⑵ 沒有優(yōu)化利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)平臺。目前實(shí)驗(yàn)平臺有兩個(gè)：一個(gè)是在思科模擬軟件上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，這種方法雖可以使每個(gè)學(xué)生親自完成和檢驗(yàn)配置過程，但畢竟與真實(shí)環(huán)境始終有所不同，無法模擬真實(shí)環(huán)境中遇到的各類問題，不利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動手能力和故障排查能力；另一個(gè)是在實(shí)際設(shè)備上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備是神州數(shù)碼公司的產(chǎn)品，而模擬軟件Package Tracer是思科公司的，兩者的開發(fā)命令有所不同，所以學(xué)生要在兩者之間切換使用，需要有很長時(shí)間的適應(yīng)期，而實(shí)驗(yàn)課時(shí)有限，學(xué)生不能很好地掌握；同時(shí)，實(shí)際設(shè)備的操作需要在特定的軟件環(huán)境下使用，束縛了學(xué)生思想，減少了真正接觸實(shí)際設(shè)備的機(jī)會。

⑶ 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)不合理。現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，缺少設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，僅有驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)不利于學(xué)生解決問題能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，同時(shí)學(xué)生缺少實(shí)際接觸大型網(wǎng)絡(luò)的機(jī)會，這對學(xué)生以后直接從事網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用工作帶來了困境。

⑷ 實(shí)驗(yàn)方法孤立。使用模擬軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)可以讓每個(gè)學(xué)生都得到獨(dú)立操作配置的鍛煉，而不受到有限的網(wǎng)路設(shè)備使用的約束，這是當(dāng)前很多課程采用較多的實(shí)驗(yàn)方式，這也是網(wǎng)路通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)主要采用的方式。但這種單一的實(shí)踐模式，缺少了學(xué)生對實(shí)際工作場景的接觸，缺少了對學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識、實(shí)際動手能力、問題分析能力和故障排查能力的培養(yǎng)。

這些問題會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的實(shí)際教學(xué)效果與預(yù)期之間存在一定的差距，除此以外，還有其他一些問題，如評價(jià)機(jī)制單一等等。

2 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系模型

重新構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系模型是一個(gè)復(fù)雜綜合的系統(tǒng)工程，從網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的和實(shí)驗(yàn)的本義出發(fā)，本文提出了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系模型，該模型由實(shí)驗(yàn)平臺整合、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)方法創(chuàng)新以及評價(jià)機(jī)制優(yōu)化五個(gè)模塊構(gòu)成，其目的是能夠充分利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)平臺，引入翻轉(zhuǎn)課堂[3]，讓學(xué)生不孤立的學(xué)習(xí)知識，將實(shí)際動手能力與所學(xué)知識系統(tǒng)的聯(lián)系起來。我們基于項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容[4]，建立基于理論、軟件和實(shí)際設(shè)備相融合的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)興趣和學(xué)習(xí)主動性，培養(yǎng)其實(shí)際動手能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、大型網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)能力等等，最終達(dá)到專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。

3 模型的實(shí)現(xiàn)

3.1 實(shí)驗(yàn)平臺整合

我校早在幾年前就已經(jīng)配置了8套網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，每套中包含2臺二層交換機(jī)，2臺三層交換機(jī)，4臺路由器和1臺防火墻設(shè)備，可供60名學(xué)生同時(shí)實(shí)驗(yàn)。但這些設(shè)備的使用非常不方便，必須在特定的管理軟件平臺下操作，與實(shí)際設(shè)備的使用脫離，給學(xué)生的操作帶來的一定的局限性。很多老師就舍棄了對網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的操作，而這正是學(xué)生迫切需要的，因此，需對現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行重新整合。

⑴ 改變計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的既定布線，棄用統(tǒng)一的管理軟件，讓學(xué)生直接操作交換機(jī)、路由器等設(shè)備。通過一些如交換機(jī)的基本配置、Telnet用戶的遠(yuǎn)程登錄，VLAN的劃分、簡單路由協(xié)議的配置等實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對交換機(jī)和路由器的型號選擇、接口配置有實(shí)際認(rèn)識。

⑵ 在接觸了實(shí)際網(wǎng)絡(luò)設(shè)備后，使用模擬器來完成實(shí)驗(yàn)。熟悉命令的使用，設(shè)備的選擇，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的搭建以及大型網(wǎng)路的規(guī)劃、設(shè)計(jì)與配置。每個(gè)學(xué)生可以獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。

通過對兩種實(shí)驗(yàn)平臺融合使用，學(xué)生既可以操作實(shí)際設(shè)備，又能夠規(guī)劃和配置大型網(wǎng)絡(luò)，保證了每個(gè)學(xué)生實(shí)際動手能力的培養(yǎng)。

3.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改進(jìn)

教學(xué)方法是課程教學(xué)的靈魂，好的教學(xué)方法能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高學(xué)習(xí)效果。我們對網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法做了如下改進(jìn)。

⑴ 教、學(xué)、做一體化。打破原有授課模式，在一次課堂內(nèi)完成講授和實(shí)驗(yàn)，形成以教師先進(jìn)行理論講授，然后進(jìn)行任務(wù)實(shí)施，最后學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的融教、學(xué)、做一體的教學(xué)方式，盡量做到教師邊講邊演示，學(xué)生邊學(xué)邊操作。

⑵ 翻轉(zhuǎn)課堂。網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)課程的特點(diǎn)就是知識點(diǎn)多但都很簡短，將所有知識點(diǎn)制作為視頻供學(xué)生利用課前的業(yè)余時(shí)間學(xué)習(xí)，尤其是一些提高型的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在有限的課堂時(shí)間內(nèi)，教師可以參與到學(xué)生實(shí)驗(yàn)和討論中去，與學(xué)生互動，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主觀能動性。

3.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)

從網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的出發(fā)，重新認(rèn)識實(shí)驗(yàn)在課程中的重要性，重新構(gòu)建實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓學(xué)生在這過程中能自主完成設(shè)定的教學(xué)目標(biāo)，提高綜合運(yùn)用知識的能力，全方位地培養(yǎng)綜合素質(zhì)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。我們把實(shí)驗(yàn)類型分為驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、提高型實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。

⑴ 驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)是在講授每一個(gè)知識點(diǎn)后進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性為主，老師給出實(shí)驗(yàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，學(xué)生按要求進(jìn)行配置和測試。這類實(shí)驗(yàn)占總實(shí)驗(yàn)數(shù)的百分之六十，要求學(xué)生掌握基本原理和基本知識。根據(jù)課程內(nèi)容，將驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)細(xì)分為四個(gè)模塊，分別為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、局域網(wǎng)實(shí)驗(yàn)、路由實(shí)驗(yàn)和WAN實(shí)驗(yàn)。詳細(xì)如表1所示。

⑵ 提高型實(shí)驗(yàn)。提高型實(shí)驗(yàn)是學(xué)生自學(xué)并完成的實(shí)驗(yàn)。老師將一些提高型實(shí)驗(yàn)的知識點(diǎn)制作成播客課件，由學(xué)生自己課后學(xué)習(xí)，并完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。提高型實(shí)驗(yàn)由于是學(xué)生自主學(xué)習(xí)的形式，所以更能夠鍛煉學(xué)生的判斷問題，分析問題，解決問題的能力。此類型實(shí)驗(yàn)包括：IPV6的配置；網(wǎng)絡(luò)管理軟件的使用；ARP協(xié)議的配置；多區(qū)域OSPF協(xié)議配置；BGP路由配置；PAT；VPN配置等。

⑶ 綜合型實(shí)驗(yàn)。在驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)模塊完成后，開設(shè)一到兩次的綜合性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)完每一個(gè)模塊的所有知識點(diǎn)后，綜合運(yùn)用所學(xué)知識，完成一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)。老師給出實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)需求，然后講解基本的設(shè)計(jì)思路和方法，由學(xué)生完成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的配置與測試。

⑷ 創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)；在學(xué)完全部課程后，開設(shè)一到兩次創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。學(xué)生運(yùn)用課程所學(xué)知識，完成實(shí)驗(yàn)。這類實(shí)驗(yàn)對學(xué)生的要求較高，但最能鍛煉學(xué)生。老師提出一個(gè)具體的網(wǎng)絡(luò)需求，例如一個(gè)校園網(wǎng)或一個(gè)企業(yè)網(wǎng)，學(xué)生根據(jù)需求，完成網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、設(shè)備的選型、網(wǎng)絡(luò)的配置與測試。

3.4 實(shí)驗(yàn)方法創(chuàng)新

傳統(tǒng)的一人一機(jī)使用模擬軟件實(shí)驗(yàn)的方法比較適合驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和提高型實(shí)驗(yàn)，對于綜合型和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，我們也探索了其他的實(shí)驗(yàn)方法，如可以采用小組完成的實(shí)驗(yàn)，以2到3人一組，選出一個(gè)組長，由組長帶領(lǐng)組員了解實(shí)驗(yàn)需求后分工合作，搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境，進(jìn)行配置和測試，攥寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在協(xié)調(diào)分工合作的過程中，既可以讓知識點(diǎn)掌握不好的學(xué)生得到幫助和提高，也培養(yǎng)了他們團(tuán)隊(duì)的合作能力；我們還可以安排學(xué)生參與網(wǎng)絡(luò)管理，每周安排2名學(xué)生去學(xué)校校園網(wǎng)中心輔助網(wǎng)絡(luò)管理老師適當(dāng)參與網(wǎng)路管理；還可以積極尋找企業(yè)合作讓學(xué)生參與到企業(yè)網(wǎng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)中去，讓學(xué)生獲取實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，從而培養(yǎng)符合市場需求的高層次人才。

3.5 評價(jià)機(jī)制優(yōu)化

好的評價(jià)機(jī)制能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性。為了激勵學(xué)生更積極、主動地學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效果，教師必須建立多角度的成績評價(jià)機(jī)制，具體有以下一些做法。

⑴ 增加平時(shí)成績的維度。不再簡單地以學(xué)生是否完成平時(shí)的實(shí)驗(yàn)給出平時(shí)成績，增加平時(shí)成績的維度，如學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的效率、學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)討論的積極性、回答問題的質(zhì)量等作為平時(shí)成績參考。

⑵ 小組同學(xué)相互評價(jià)。在小組完成的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)行小組成員相互打分。小組成員對每個(gè)人完成的工作量的多少，是否起到主導(dǎo)作用，是否具有團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等方面進(jìn)行打分。

⑶ 實(shí)習(xí)老師的評價(jià)。參與學(xué)校校園網(wǎng)管理以及參與企業(yè)網(wǎng)規(guī)劃和設(shè)計(jì)的學(xué)生，由實(shí)習(xí)老師給出評價(jià)，作為總評成績的重要參考。

4 結(jié)束語

完備、合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系是本科教學(xué)的重要組成部分，能顯著提高課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。本文提出網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系模型，從實(shí)施情況來看，有效地解決了以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的各種難題，取得了良好的教學(xué)效果。今后，我們?nèi)匀灰貙捤悸罚e極探索、創(chuàng)新和改革，順應(yīng)市場應(yīng)用需求，培養(yǎng)出高端的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用人才。

參考文獻(xiàn)（Reference）：

[1] 張純?nèi)荩郧铮瑓螛?面向應(yīng)用型網(wǎng)絡(luò)人才培養(yǎng)的實(shí)踐教

學(xué)改革初探[J].電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)（社科版），2008.10（4）：62-65

[2] 袁志翔，秦峰等.網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)人才培養(yǎng)與教學(xué)模式改革研

究[J].計(jì)算機(jī)教育，2010.5：70-73

[3] 李燕君.翻轉(zhuǎn)課堂模式下的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)[J].計(jì)算機(jī)

教育，2014.20：18-22

[4] 蔣崢崢，嚴(yán)燕，陳曉紅.基于項(xiàng)目驅(qū)動的”網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)”實(shí)驗(yàn)

教學(xué)實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)教育，2015.24：134-138