網絡工程設計課程實踐教學方法研究

　　摘要：針對網絡工程設計課程實踐教學現狀，圍繞實踐教學方法進行討論，在分析現有實踐教學方法的基礎上，闡述網絡工程設計課程實踐教學過程中的現有做法，提出構建梯度遞進模式的實驗體系，并改善教學方法。實踐證明，該方法在課程實驗方面取得了較為顯著的教學效果。
　　關鍵詞：網絡工程設計；實踐教學；案例教學
　　作者簡介：蘭飛，男，講師，研究方向為網絡管理；胡超，男，講師，研究方向為計算機網絡；王娜，女，講師，研究方向為通信與信號系統。
　　
　　實踐教學是培養學生工程能力、創新能力的一種重要方法和途徑，是其他任何教學形式都無法替代的。網絡工程設計課程注重實踐，著重培養學生的工程開發和技術應用能力，因此，在實踐教學中應當貫徹“以學生為本”和“厚基礎、強實踐、重創新”的人才培養理念和“以能力培養為核心”的實驗教學觀念，培養學生實踐能力、創新能力，提高實驗教學質量。通過實踐環節的培養和鍛煉，幫助學生夯實理論基礎，提高分析解決問題和綜合實踐能力。
　　1確立“點線面”統一結合的教學實施原則
　　實踐教學可以鞏固和深化學員所學的理論知識、培養學以致用的素質、提高分析問題解決問題能力。在深化實踐教學過程中，我們著重將實踐教學與理論教學相結合，課程實驗與技能訓練相結合，創新實踐與科研需求相結合，共性實踐教育與特長實踐教育相結合的理念，從三個層面入手，確立實踐與實際能力的統一結合，達到通識教育實踐、學科專業教育實踐、綜合素質拓展實踐三個層面的有機統一，形成理論教學與實驗教學統籌協調、相互交叉、彼此滲透、同步發展的理念與氛圍，制定切實可行的實踐實施計劃，合理設計實踐教學內容，加強實踐教學條件建設，努力提高實踐教學質量和效益。
　　2構建新型實踐教學體系，開展梯度遞進式教學
　　傳統的專業實踐教學一般以課程或單一知識為中心構建實踐教學體系，各項實踐教學環節相互獨立，難以形成一個目標一致的有機整體。通過實踐，學生似乎學了很多，但面對實際問題卻感到無從下手，無法綜合運用所學解決問題。為了改善這一狀況，提升學生的實踐能力，積累實踐經驗，我們嘗試在實踐教學中，采用分層模式，構建梯度式的實踐教學方式，引入具體的工程項目。精心設計的典型工程案例把原本分散的知識點和能力要素串接起來，工程案例不僅可以滿足一個層次的能力培養，還可以橫跨多個模塊、多個層次的教學內容。在實踐過程中，循序漸進地引導學生進行更加深入的學習。在梯度式的實踐中，每層次包含若干個教學模塊，每個模塊有明確的實驗內容和實驗目的，在梯度結構中，模塊之間有著必要的聯系，在梯度間的模塊有著上下之間的繼承性，通過有目的地對基礎實踐的訓練，在教學模塊之間進行選擇與組合，逐步培養學生工程設計能力、項目實現能力及創新能力。
　　2.1合理設計實驗項目，調整實驗類別，滿足梯度實踐教學
　　從人才培養體系整體出發，建立以能力培養為主線，分層次、多模塊、相互銜接的科學系統的實驗教學體系，與理論教學既有機結合又相對獨立。依照驗證性實驗、自主實踐性實驗和設計性實驗分類標準，我們立足實驗場地及實驗設備，設計相應的實驗來滿足梯度教學。建立分層次實驗教學體系，涵蓋基本型實驗、綜合設計型實驗、研究創新型實驗等，其中基本型實驗數量不超過60%；綜合設計型實驗及研究創新型實驗不少于40%。綜合性、設計性實驗占實驗教學比例的50%[3]。為了保證實驗教學質量，教學過程中，我們首先以驗證性實驗作為實踐教學前期過渡，學生完成所有的驗證性實驗后，就能夠積累一定的實踐經驗，熟悉并掌握相關的理論基礎，為自主性實驗的開展打下基礎，在應對自主性實驗時便會游刃有余。實驗教學內容應與科研、工程、社會應用實踐密切聯系，形成良性互動，實現基礎與前沿、經典與現代的有機結合。
　　2.2深化以內容為核心的實踐教學，構建梯度實踐教學模式
　　實踐教學模式由實踐內容和實踐形式組成。在實踐內容設計上，遵循梯度原則，注重以網絡規劃設計理論與網絡工程實踐緊密結合的教學思路，將復雜網
　　
　　絡的設計，分解為基本組網技能、中型網絡設計、網絡設備配置和大型網絡設計四個實踐模塊，由簡單趨向復雜來安排實驗內容。從調動學生的學習積極性為出發點，按照學以致用、即學即用的宗旨，對照各個實踐模塊設計了“具有幾臺PC的小型局域網à具有幾十臺到幾百臺PC的中型局域網à覆蓋一個樓宇的網絡à覆蓋幾個樓宇的網絡à覆蓋幾個園區的網絡”的實踐教學主線[2]。
　　我們以網絡工程設計課程的實踐教學為例，介紹如何通過實踐環節使學生掌握搭建復雜網絡的技能。如圖1所示，網絡工程設計課程實踐以最終實現較為復雜的三層拓撲網絡結構為目標，實踐內容分解在三個不同階段，每個實驗項目之間存有遞進關系，通過實施引導訓練，讓學生在不同的實踐階段積累經驗，逐步掌握相應技能，最終完成復雜的綜合性實驗。
　　首先，基本組網技能模塊能為學生提供制作雙絞線的實踐機會，激發學生實踐動手興趣，學生使用制作好的雙絞線搭建小型局域網，在實踐過程中學生不但積累了實踐經驗，也激發了實踐的興趣，基本組網實踐的成功會增強學生學習的自信心，吸引他們進行更為深入的學習。
　　 圖1網絡工程設計實驗體系結構
　　
　　 其次，中型網絡設計和網絡設備配置實踐內容將進一步提升學生的實踐能力，在這一模塊中，學生利用網絡實驗臺自主實現具有中等規模的網絡，實踐形式由單人獨立完成轉變為多人分工協作完成。網絡設備配置實驗采用虛實結合的方式，使用PacketTracer模擬器配合實施，不但節約了實驗成本，也增強了實驗的擴展性和靈活性。
　　最后，通過大型網絡的設計和規劃，對學生的網絡綜合設計和工程實踐進行全面鍛煉。大型網絡的設計實施立足于之前模塊掌握的基礎之上，實踐內容屬于設計性實驗項目，學生通過積累的實踐經驗及掌握的理論知識，根據實施要求設計出涵蓋網絡綜合設計內容的三層網絡結構，并采用虛實結合的實驗平臺，實現設計方案。
　　2.3更新考核觀念，以實踐考核為標準
　　針對課程以實踐為主的特點，進行課程考核方式改革，優化考核內容，建立以衡量綜合素質為依據的評分標準。從平時成績、一般性實驗操作和設計性實驗三方面綜合評測學生學習效果。采用“20+30+50”的課程考評模式，即平時成績20分，一般性實驗30分，設計性實驗50分，學生必須通過每一項實踐環節，才能最終通過本門課程的學習考核。占考核比重最大的設計性實驗，對學生綜合能力的考核最為全面：首先，學生根據實驗要求撰寫出詳細設計方案并使用工具軟件繪制甘特圖和網絡拓撲圖，由教師審核通過并給出設計方案成績，學生根據自行設計的方案實施實驗，利用網絡實驗臺搭建具有三層拓撲結構的網絡，在實踐過程中根據實際情況，完善調整設計方案，實現三層網絡的設計要求，實驗結果驗收通過后，學生依照實踐過程撰寫實驗報告，教員結合驗收結果和遞交的實驗報告給出最終設計性實驗成績。
　　在綜合實驗實施過程中，我們還需要準確定位教師角色，教師是考核評價執行者，但對于學生實驗實施不應置之不理，也不應當一手包辦。作為引導者，教師對學生所面對的具體問題的解決和所采取的方案抉擇應給與啟迪、幫助和分析，鼓勵學生通過調查研究自己做出判斷，要讓學生知其所以然，培養學生解決問題的思路，提高學生的綜合能力。
　　3不斷完善實踐教學形式及教輔手段
　　3.1廣泛開展多種實踐活動，增強實驗教學的廣度與深度
　　
　　基于.net平臺，綜合運用C++、Java和C#等編程語言以及FLASH技術開發網絡虛擬實驗室，網絡虛擬實驗室打破學時、實驗室及設備條件的限制，延伸了網絡實驗的時間和空間。學員在校園網上隨時可以完成網絡實驗，使得虛擬實驗室成為了網絡實驗臺的必要補充，在不影響實驗質量的前提下大大降低了實踐的硬件開銷。利用校園網學生能獲取實驗項目內容，做好實驗預習準備工作，課下與線上的交流能夠開闊學生思維[1]。
　　3.2完善實驗室環境，以學生科技競賽活動為依托，培養學生創新能力
　　制定開放實驗室條例，完善運行機制及運行模式，根據實際實驗教學需要進行開放式管理。對實驗室開出的實驗教學內容、網上輔導材料、互動平臺、電子實驗報告、教學日歷等進行實驗教學管理。教師可通過網絡組織開放教學。學生可持校園卡在進入實驗室前通過刷卡派位終端完成刷卡、選擇實驗內容，系統自動派位，或者根據預約情況直接刷卡進入實驗室，完成學生進出開放實驗室的管理。開放式實踐與學院SRT(本科學員科技訓練計劃)科技競賽活動有機結合，不但可以作為SRT及卓越杯等科技競賽的實踐場地，也可以作為教師展開實踐指導的平臺。
　　4結語
　　網絡工程設計是一門應用型的課程，其突出的特點就是實踐性很強，因而實踐教學環節的建設在整個課程建設中尤為重要，強調素質教育和能力培養是目前本科教育的趨勢，實踐環節的嚴格把關是素質教育和能力培養的關鍵，雖然我們針對這些特點提出了新的教學方法，但我們認為實踐教學的研究過程是一個仍然需要仔細摸索、循序漸進、不斷創新的過程。
　　參考文獻：
　　[1]