“局域網技術與組網工程”課程教學改革研究

　　摘要：針對“局域網技術與組網工程”課程的特點以及課程目前存在的問題，闡述課程改革的設想、方法以及具體實踐，從課程安排和講解、教材建設、實驗室和實踐教學建設、學科競賽等方面加以論述，并對進一步的研究實踐進行展望。
　　關鍵詞：組網工程；課程特色；教學改革；學科競賽
　　
　　局域網作為行政機關、企事業單位等的信息平臺，在人們的日常工作、學習、娛樂以及生活中發揮著很大的作用。隨著網絡新技術的發展和企事業新的應用需求，社會急需大量的局域網工程技術人才，尤其是具有比較豐富的設計經驗和管理維護經驗的高級網絡工程師。“局域網技術與組網工程”是我院針對以上情況，為網絡工程專業和計算機科學與技術專業網絡方向的學生開設的主要專業課程之一。該課程比較全面地介紹了局域網的相關技術以及網絡設計、網絡故障排除等工程技術。筆者根據多年的教學實踐，從課程改革、教學組織形式、教材建設、實驗室建設、學科競賽建設等方面進行闡述。
　　1課程特點
　　1) 課程涉及的網絡知識比較廣泛。
　　學習該課程的前提是學生具備計算機網絡和TCP/IP的基礎理論知識。局域網技術與組網工程是一門理論性和實踐性都很強的課程。課程主要包括局域網的基本概念、硬件系統、軟件系統、常用技術、綜合布線系統、局域網安全與管理、局域網規劃與設計、局域網常見故障排除等內容。
　　
　　2) 課程對教師的網絡工程能力和經驗要求比較高。
　　由于該課程涉網絡規劃與設計、網絡設備(交換機、路由器等)的配置和調試，服務器的安裝配置、綜合布線系統的實施和測試，要求教師具備相應的軟硬件運用能力、網絡工程能力、編寫網絡文檔的能力。教師需要具備主要的知識、能力和素質如表1所示[1]。
　　3) 課程對實驗室建設要求比較高，投入大。
　　課程的實驗和實訓教學需要建設網絡實驗室和網絡布線實驗室，設備資金的投入比較大。如思科或神州數碼的交換機和路由器，福祿克(Fluke)的網絡測試儀等。
　　2課程存在的問題
　　1) 教材相對缺乏。
　　目前的局域網類書籍比較繁雜，但合適的本科教材比較缺乏。網絡工程師系列類的書籍一般都是多冊，不適合做本科生的教材；網絡系統集成類的書籍一般注重網絡規劃設計，但缺乏必要的設備配置內容；本科、高職類的書籍一般有缺乏以網絡工程為核心的網絡設計方法和過程、網絡故障排除以及局域網案例過于簡單等問題。
　　2) 實驗室建akMQgrAUICxMREBceImmkA==設和實驗內容開發不夠。
　　由于網絡實驗室投入比較大，所以為了充分利用網絡設備資源，提高實驗教學效果，需要對網絡實驗進行分類，如驗證型、設計型和綜合型實驗，并且需要開發足夠的實驗數量，包括自主性試驗。這些都是課程實驗教學需要，但實際實驗教學過程中開出不足的。
　　3) 考核方式單一。
　　由于環境限制，傳統的網絡課程考核以筆試為主，考核方式單一。這種考核方式只是對一些知識點進行了考核，沒有體現該課程的工程特色，并且對學生的實際能力考核不夠。這種考核模式需要改革[2]。
　　4) 教師工程能力有待提高。
　　部分教師的網絡工程能力比較弱，直接影響了講課效果。課程組認為在提高教師工程能力的基礎上，改進教學方法和內容。從傳統的偏重理論教學向以理論教學為基礎，強化工程教學方向轉化。
　　3課程改革的設想和方法
　　下面從課程安排和講解、教材建設、實驗實踐教學、專業競賽等幾個方面對課程改革的設想、方法以及實踐進行闡述。
　　3.1課程安排和講解表現為三個突出
　　3.1.1課程突出局域網技術、產品和解決方案
　　以校園網和企業網為起點，使學生對局域網的主流技術、主流產品以及完整的解決方案有所掌握。要求學生掌握若干知名廠商的產品線，并且進行對比，完成大作業或者報告，其簡單對比如表2所示，為后面的網絡規劃設計打下良好基礎。
　　3.1.2課程突出網絡規劃設計的核心地位
　　以網絡工程的生命周期(如圖1所示)引領局域網的需求分析、規劃設計過程以及相關網絡文檔的編寫。要求學生以網絡實驗室或者校園網建設為案例需求，完成需求分析、邏輯設計、物理設計、網絡實施(模擬軟件和虛擬機)、測試等過程；完成可行性報告、需求分析說明書、設計說明書等文檔的工作；需要學生掌握Project項目管理軟件、Visio繪圖軟件等工具。考核方式不再以試卷為主，而是以學生最終提交的完整文檔作為主要考核依據，同時強調和鼓勵團隊合作完成項目。
　　3.1.3課程突出局域網安全和管理
　　對于局域網的安全和管理，教師從常見的網絡安全和管理的相關技術、軟硬件產品開始，講解到完整的局域網安全解決方案。圖2是用Visio繪制的教學當中使用的局域網安全和管理教學案例[3]。
　　3.2建材建設
　　教材建設是課程建設的核心之一，“局域網技術和組網工程”課程的教材建設從授課和實驗的角度看，涉及教學教材和實驗教材；從內容的角度看涉及路由器與交換機、網絡綜合布線、網絡操作系統和服務器、網絡規劃與設計、網絡安全和管理等技術。我院結合自身授課經驗和教學條件，在清華大學出版社的“21世紀高等院校計算機網絡工程專業規劃教材”系列中出版了《局域網技術與組網工程》一書，加強了課程的建設力度。我校重點規劃建設教材《網絡工程實驗和實訓教材》正在建設當中，內容將涵蓋課程的實驗內容。
　　由于該課程內容繁多，所以教材建設不僅僅是這一門課程教材的建設，而應該形成網絡工程課程的教材體系。以謝希仁教授為首的團隊，在機械工業出版社出版的“網絡工程技術叢書”；以施曉秋教授為首的團隊，在高等教育出版社出版的“高等學校網絡工程系列教材”(浙江省重點教材建設項目)以及劉曉輝高級工程師在電子工業出版社出版的“網管寶典系列”都對該課程有極高的價值和借鑒意義。
　　3.3實驗和實踐教學改革
　　針對網絡實驗室及網絡實驗存在的問題，我院組建了神州數碼網絡實驗室，其拓撲結構如圖3所示。
　　網絡實驗室能夠為學生提供本地以及遠程網絡實驗。學生不僅可以在實驗室完成實驗，也可以在寢室遠程完成實驗。
　　教師設計的實驗內容更加豐富和實用，網絡實驗室能夠開設路由器實驗30個，交換機實驗20個，綜合實驗10個。開設的部分網絡實驗如表3所示。這些實驗一方面比較全面，另一方面根據難度和學生能力進行層次教學，同時鼓勵教師和學生開發自主性實驗。
　　3.4考核方式改革
　　該課程的考核從單一試卷考試發展為以校園網或企業規劃設計的案例為主。要求在設計中體現網絡設計的主要生命周期；更加注重對理論聯系實際的能力考核，包括編寫文檔能力。傳統的卷面考試作為輔助手段，考察學生對重點知識點的理解和掌握。
　　3.5教師工程能力提高的改革
　　課程教學質量的提高，很大程度上取決于教師自身工程能力的提高。為了調動教師的積極性，一方面加強教師的著名廠商的專業認證考試，如思科、華為的專業認證；另一方面給教師參加培訓創造條件，為此我校出臺了教師可以到公司進行為期3～6個月的帶薪工程能力培養以及鼓勵教師積極參加網絡公司實際項目的優惠政策，極大提高了教師的積極性和專業素質[4]。