基于思科網(wǎng)院CCNA課程體系的教師實(shí)踐能力培養(yǎng)

張光華，王俊社，程 欣，練沛強(qiáng)

（1.河北科技大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，河北 石家莊 050018；2.思科系統(tǒng)（中國）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司 公共事務(wù)部，北京100022）

0 引 言

期望工科教師能夠把自己教授的理論知識與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，在校內(nèi)的教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生符合企業(yè)需求的專業(yè)技術(shù)、系統(tǒng)研發(fā)等工程能力，首先要求教師本人具備這樣的工程經(jīng)歷。大多數(shù)教師在各自的專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和較好的研究能力，但是往往缺少商業(yè)環(huán)境和工業(yè)場景的經(jīng)驗(yàn)。在這樣的背景下，特別是技術(shù)創(chuàng)新快速發(fā)展的今天，教師需要不斷學(xué)習(xí)新的知識和技術(shù)，特別是提高工程實(shí)踐能力，才可能培養(yǎng)好學(xué)生并為他們樹立工程師的榜樣[1]。

作為通信工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)兩個專業(yè)的交叉學(xué)科，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的內(nèi)涵包括網(wǎng)絡(luò)科學(xué)理論、網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)兩個方面。TCP/IP是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)教育體系應(yīng)以TCP/IP為基礎(chǔ)，并圍繞其構(gòu)造完整的知識體系。《高等學(xué)校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)規(guī)范》（以下簡稱為“規(guī)范”）[2]以工程思想作為教學(xué)的宗旨，從網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)定位出發(fā)，提出了專業(yè)的能力構(gòu)成以及對應(yīng)的知識體系，為網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的建設(shè)指明方向和目標(biāo)，在關(guān)于“師資力量”的闡述中明確提出“工程背景”的要求——“教師在進(jìn)行工程或者應(yīng)用型課程的教學(xué)時(shí)，應(yīng)該具備一定與所教內(nèi)容相關(guān)的工程背景，實(shí)際參與過工程性項(xiàng)目，甚至在相關(guān)企業(yè)有過工作經(jīng)歷”。但是，大部分教師不具備工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和企業(yè)工作經(jīng)歷，這就使得在應(yīng)用型人才的培養(yǎng)過程中，他們的校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)、實(shí)際工程能力略顯薄弱，因此，要適應(yīng)高等教育發(fā)展新常態(tài)，強(qiáng)化特色錯位發(fā)展，必須重視提升教師的實(shí)踐能力[3]。

為了推動適合企業(yè)需求的復(fù)合型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才的培養(yǎng)，思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院（以下簡稱思科網(wǎng)院）[4]為專業(yè)教學(xué)提供了豐富的課程資源。其中，CCNA（思科認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)工程師）路由和交換課程體系[5]符合“規(guī)范”提出的能力與知識要求，貫穿組網(wǎng)工程方向人才培養(yǎng)的始終[6]，在培養(yǎng)學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)工程能力方面，能夠起到重要的推動作用，尤其是在課程實(shí)施的全過程中，從師資培訓(xùn)到校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)、從校外項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)到國際認(rèn)證等各個環(huán)節(jié)，教師的實(shí)踐能力也得到有效的提升。

1 CCNA課程體系

思科網(wǎng)院CCNA課程為教學(xué)工作提供了豐富的資源如Web課件、紙質(zhì)教材、模擬軟件（Packet Tracer）、實(shí)驗(yàn)資源（實(shí)驗(yàn)手冊與工程文件）、學(xué)習(xí)平臺（Netacad）等，覆蓋了從專業(yè)基礎(chǔ)到必修選修、校內(nèi)實(shí)踐等多個環(huán)節(jié)。課程側(cè)重于實(shí)際應(yīng)用，同時(shí)讓學(xué)習(xí)者獲得必要的技能和經(jīng)驗(yàn)，從而能夠設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)營和維護(hù)中小型企業(yè)以及企業(yè)和服務(wù)提供商環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)[7]。具體的課程內(nèi)容分為如下4個部分。

（1）網(wǎng)絡(luò)簡介，也是后續(xù)CCNA路由和交換課程的基礎(chǔ)，主要內(nèi)容包括網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和通信、網(wǎng)絡(luò)分層的體系結(jié)構(gòu)及各層主要機(jī)制、IP編址以及小型網(wǎng)絡(luò)的各種組件及協(xié)同工作。通過本部分的學(xué)習(xí)，能夠進(jìn)行基本的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置與調(diào)試、IP編制方案的制訂。

（2）路由和交換基礎(chǔ)，主要內(nèi)容包括各種特性的原理與配置實(shí)現(xiàn)，如交換機(jī)原理、安全、VLAN，路由概念、靜態(tài)路由、動態(tài)路由，訪問控制列表及地址轉(zhuǎn)換等重要應(yīng)用。通過本部分的學(xué)習(xí)，能夠在IPv4或者IPv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，完成網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置與排錯，解決交換或者路由相關(guān)的常見問題。

（3）擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，主要內(nèi)容包括LAN冗余與聚合、無線LAN、OSPF與EIGRP的高級特性及故障排除，并引入設(shè)計(jì)高性能網(wǎng)絡(luò)所需要的層次設(shè)計(jì)模型等策略。通過本部分的學(xué)習(xí)，掌握在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)場景中解決STP、EIGRP等高級復(fù)雜特性的基本技能，并初步了解網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的基本理念。

（4）連接網(wǎng)絡(luò),主要內(nèi)容包括分層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)模型、在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中所需要的WAN技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)以及進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)故障排除的文檔、方法、工具、癥狀。通過本部分的學(xué)習(xí)，在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)時(shí)能夠正確選擇網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及所采用的WAN技術(shù)，熟悉并解決與數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議相關(guān)的常見問題，初步掌握復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下如VPN等安全措施的實(shí)現(xiàn)。

2 教師實(shí)踐能力培養(yǎng)

2.1 師資培訓(xùn)

思科網(wǎng)院目前提供ITE（IT基礎(chǔ)課程）、CCNA、CCNA Security和CCNP等方面的課程。其中以CCNA開課頻率最高，是目前諸多課程中的首選課程。為了保證思科網(wǎng)院CCNA課程在各高校的專業(yè)教學(xué)中得到切實(shí)實(shí)施，同時(shí)把最新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及時(shí)傳播給專業(yè)教師，CCNA課程體系被分成兩個部分，即網(wǎng)絡(luò)簡介與路由，交換基礎(chǔ)、連接網(wǎng)絡(luò)與擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，每一部分由通過嚴(yán)格考核的思科網(wǎng)院ITC講師對各高校的專業(yè)教師現(xiàn)場授課，共10天。這些講師都有著扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過思科網(wǎng)院項(xiàng)目提供的理論內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)手冊、模擬軟件，引導(dǎo)參加培訓(xùn)的專業(yè)教師從實(shí)際問題出發(fā)，利用從課程中學(xué)到的理論知識與實(shí)踐技能嘗試分析、解決網(wǎng)絡(luò)中的各種實(shí)際問題，這也是目前日趨復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境對網(wǎng)絡(luò)工程師的基本要求。除此之外，為了使網(wǎng)院的老師們能夠及時(shí)了解最新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和思科網(wǎng)院的各項(xiàng)活動，思科網(wǎng)院有專門的技術(shù)團(tuán)隊(duì)每月通過在線交流活動給予支持，對熱門內(nèi)容、教學(xué)難點(diǎn)不定期組織專題進(jìn)行講解和討論。同時(shí)，由思科網(wǎng)院理事會牽頭成立的QQ群、微信群，也成為全國各個院校的老師互相交流、互相幫助的平臺。

以上環(huán)節(jié)的開展，使得教師在親自授課前，能夠系統(tǒng)、全面地了解并掌握CCNA內(nèi)容，并通過真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)提升自身的實(shí)踐能力，尤其是對于之前網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)比較薄弱的教師會有較大的促進(jìn)作用。

2.2 校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)

思科網(wǎng)院CCNA第1—4學(xué)期的課程較好地覆蓋了我校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與集成方向——計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理、組網(wǎng)工程、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)等3門核心課程的大部分內(nèi)容。通過對CCNA課程以及3門專業(yè)課程的分析和比對，完成網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)課程與思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院CCNA課程的對接。

CCNA第1學(xué)期內(nèi)容與《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(第5版)》基本對應(yīng)，闡述基本網(wǎng)絡(luò)原理和機(jī)制時(shí)，在Web課件中引入了豐富的flash動畫演示，并使用Packet Tracer單機(jī)版模擬軟件完成實(shí)驗(yàn)過程，豐富了教學(xué)手段和課堂內(nèi)涵。但是，考慮到考研指定教材的因素，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理還是以《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(第5版)》為根本，但是針對一部分重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容，改變以往純理論教學(xué)的模式，在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)直接通過動畫、實(shí)驗(yàn)演示，基于理論知識點(diǎn)的應(yīng)用場景以案例方式實(shí)施教學(xué)過程，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和課堂效果。同時(shí)，為后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析實(shí)驗(yàn)課程，打下良好的基礎(chǔ)。

組網(wǎng)工程的主要內(nèi)容為交換機(jī)和路由器的配置，理論課程以講述為主，配以Packet Tracer案例作為演示，實(shí)驗(yàn)環(huán)境為42節(jié)點(diǎn)的銳捷設(shè)備。課堂教學(xué)采用CCNA第2、3學(xué)期內(nèi)容，先組織學(xué)生在實(shí)際的物理設(shè)備上進(jìn)行操作，之后使用Packet Tracer工具及配套的實(shí)驗(yàn)手冊、實(shí)驗(yàn)文件練習(xí)詳細(xì)配置過程。網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)作為選修課程，則選取CCNA第4學(xué)期課程的部分內(nèi)容，再結(jié)合其他一些工程案例資料，開展此課程的理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。

CCNA第1—4學(xué)期的內(nèi)容主要培養(yǎng)學(xué)生具備安裝、配置、運(yùn)行中型路由和交換網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行故障排除的能力，教學(xué)特色鮮明，配套資料豐富，理論講解詳細(xì)，每章都配有實(shí)驗(yàn)、課堂練習(xí)和Packet Tracer實(shí)例練習(xí)，尤其是Packet Tracer課程項(xiàng)目類資源與校內(nèi)綜合性較強(qiáng)的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)具有較好的一致性，再輔以物理設(shè)備的實(shí)際操作，對組網(wǎng)工程、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)教學(xué)起到了積極的支撐作用。

以上環(huán)節(jié)的開展，使得教師能夠在教學(xué)過程中，充分利用Packet Tracer支持的實(shí)驗(yàn)資源與現(xiàn)有硬件設(shè)備結(jié)合，極大地提高校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)的效率和效果。

2.3 校外項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)

除了課堂教學(xué)的理論與實(shí)踐培訓(xùn)外，思科網(wǎng)院還為高校教師提供了實(shí)踐指導(dǎo)師課程，即項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)混合教基礎(chǔ)班。培訓(xùn)分為項(xiàng)目基礎(chǔ)知識在線培訓(xùn)及線下集中實(shí)訓(xùn)兩個部分。其中項(xiàng)目基礎(chǔ)知識在線培訓(xùn)基于思科WebEx系統(tǒng)上進(jìn)行，線下集中實(shí)訓(xùn)在“思科實(shí)踐與創(chuàng)新中心”舉行。培訓(xùn)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)戰(zhàn)內(nèi)容以某銀行分行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)為項(xiàng)目導(dǎo)向，構(gòu)建緊密圍繞啟動、計(jì)劃、執(zhí)行、結(jié)束為關(guān)鍵環(huán)節(jié)的項(xiàng)目實(shí)施周期的案例實(shí)踐教學(xué)。實(shí)現(xiàn)在項(xiàng)目中學(xué)習(xí)、實(shí)踐、反思的過程，促進(jìn)學(xué)以致用，將理論知識轉(zhuǎn)化為實(shí)踐技能，提高專業(yè)教師的綜合實(shí)戰(zhàn)能力。

以上環(huán)節(jié)的開展，把專業(yè)教師置身于一個真實(shí)的企業(yè)項(xiàng)目環(huán)境中，全程的指導(dǎo)老師均來自于一線工程師，這樣的鍛煉機(jī)會恰恰是高校教師在提升實(shí)踐能力過程中，在校內(nèi)校外所缺少而又是必需的。

2.4 其他環(huán)節(jié)

思科公司每年組織“思科網(wǎng)院杯”大學(xué)生網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大賽CCNA賽項(xiàng)的比賽，檢驗(yàn)、激勵大學(xué)生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的熱情，這也要求專業(yè)老師在完成基本教學(xué)任務(wù)的同時(shí)，必須能夠站在更高的專業(yè)技術(shù)高度，對參加比賽的學(xué)生給予指導(dǎo)。

部分學(xué)生通過前期的學(xué)習(xí)，明確把網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為自己以后就業(yè)的方向，或者參加CCNA的認(rèn)證考試，這樣就要求專業(yè)教師在課堂講解技術(shù)知識的同時(shí)，能夠?qū)CNA的認(rèn)證體系、要求及內(nèi)容有所了解，才能夠給予學(xué)生專業(yè)的建議。部分老師利用業(yè)余時(shí)間，考取了CCNA甚至是CCNP、CCIE的認(rèn)證，這是對自身技術(shù)水平、實(shí)踐能力的極大促進(jìn)。當(dāng)這部分教師預(yù)想進(jìn)入相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行工程實(shí)踐時(shí)，這些認(rèn)證對于企業(yè)有著較好的認(rèn)可度。

通過競賽、認(rèn)證、實(shí)踐等校外活動，教師會獲得一些與對口企業(yè)接觸的機(jī)會。通過與企業(yè)的交流，專業(yè)教師能夠更加深入地了解企業(yè)用人的技術(shù)需求，主動跟蹤行業(yè)發(fā)展動態(tài)，從而不斷發(fā)現(xiàn)并彌補(bǔ)自身在實(shí)踐能力方面的差距，并發(fā)過來用于教學(xué)。這些工作的開展，對于提供學(xué)生的就業(yè)競爭力、創(chuàng)造就業(yè)與實(shí)習(xí)機(jī)會，具有重要意義。

3 結(jié) 語

網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)教師的實(shí)踐能力在思科網(wǎng)院項(xiàng)目的課程實(shí)施中得以提升，教師素質(zhì)的養(yǎng)成必然保證專業(yè)課程與實(shí)踐教學(xué)得以高質(zhì)量完成，推動高素質(zhì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。由此可見，教師實(shí)踐能力的獲得不能僅停留在課堂與校內(nèi)，唯有不斷追蹤本學(xué)科技術(shù)發(fā)展的前沿，緊密結(jié)合企業(yè)的發(fā)展需求，在與企業(yè)資源與實(shí)踐機(jī)會的對接中才能不斷促進(jìn)教師自身的發(fā)展，從而適應(yīng)當(dāng)前教育對于教師工程背景的要求。

[1]丁桂芝. CDIO12個標(biāo)準(zhǔn)本土化應(yīng)用專題之九本土化應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)9: 提高教師的工程實(shí)踐能力[J]. 計(jì)算機(jī)教育, 2013(1): 101-108.

[2]教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會.高等學(xué)校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)規(guī)范[M]. 北京: 高等教育出版社, 2016.

[3]吳潔. 淺析新建應(yīng)用型本科院校青年教師實(shí)踐能力提升研究[J].高教學(xué)刊, 2016(10): 195-198.

[4]中國思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會.項(xiàng)目背景[EB/OL]. [2016-04-04]. http://www.catc.edu.cn/sikewangyuan/project_background.

[5]Cisco Networking Academy. Course summary[EB/OL]. [2016-09-16]. https://www.netacad.com/courses/ccna.

[6]徐明, 曹介南. 高等學(xué)校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)培養(yǎng)方案[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2011.

[7]思科系統(tǒng)公司. 思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院教程[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2014.