面向職業(yè)認(rèn)證的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

費(fèi)雄偉，歐陽(yáng)艾嘉，陳偉宏

（1.湖南城市學(xué)院 信息科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 益陽(yáng) 413000；2.湖南大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410082）

面向職業(yè)認(rèn)證的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

費(fèi)雄偉1，歐陽(yáng)艾嘉2，陳偉宏1

（1.湖南城市學(xué)院 信息科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 益陽(yáng) 413000；2.湖南大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410082）

針對(duì)網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的實(shí)驗(yàn)與理論不匹配、缺乏職業(yè)能力和管理不科學(xué)等問(wèn)題，提出了面向職業(yè)認(rèn)證的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方案。方案設(shè)計(jì)了10個(gè)有職業(yè)能力的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，給出了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的應(yīng)用和對(duì)應(yīng)的理論知識(shí)，并以工程項(xiàng)目的角色分工進(jìn)行指導(dǎo)和工程驗(yàn)收方式進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過(guò)與湖南藍(lán)狐網(wǎng)絡(luò)科技公司的合作，改革后應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)比例和實(shí)驗(yàn)覆蓋率得到了極大的提升。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)質(zhì)量和效果顯著提高，學(xué)生職業(yè)能力得到了顯著增強(qiáng)。

職業(yè)認(rèn)證；應(yīng)用能力；工程角色；工程驗(yàn)收；網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)

一、引言

網(wǎng)絡(luò)工程的應(yīng)用與普及越來(lái)越廣泛，技術(shù)也是層出不窮，變化很快，如何結(jié)合網(wǎng)絡(luò)工程理論與實(shí)踐，讓學(xué)生能創(chuàng)造性地學(xué)好網(wǎng)絡(luò)工程、應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)，而不是僅僅學(xué)習(xí)空洞的理論，成為擺在廣大高校網(wǎng)絡(luò)工程教師面前的一個(gè)難題[1]。

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)的主要問(wèn)題[2]有：（1）實(shí)驗(yàn)與理論不匹配。網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)需要特定的設(shè)備才能開(kāi)展，但由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投入不足等原因，經(jīng)常造成學(xué)習(xí)的理論由于缺乏條件而無(wú)法開(kāi)出。（2）實(shí)驗(yàn)缺少職業(yè)能力支撐。開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)存在內(nèi)容與職業(yè)能力脫節(jié)的現(xiàn)象，學(xué)生僅僅為了實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)，無(wú)法轉(zhuǎn)換為實(shí)際的工程能力。（3）實(shí)驗(yàn)管理不科學(xué)。存在學(xué)生一起實(shí)驗(yàn)，但僅有某些同學(xué)動(dòng)手的情況，實(shí)驗(yàn)效果和學(xué)生積極性都不好。而企業(yè)更看重專業(yè)扎實(shí)、具有一定工程技術(shù)實(shí)踐背景的應(yīng)用型網(wǎng)絡(luò)人才[3]。所以，在校期間獲，得計(jì)算機(jī)軟件專業(yè)資格水平考試和網(wǎng)絡(luò)行業(yè)職業(yè)資格證書(shū)的畢業(yè)生，受到了企業(yè)用人單位的青睞[4]。這些含金量較高的“就業(yè)敲門(mén)磚”為當(dāng)下激烈競(jìng)爭(zhēng)的學(xué)生就業(yè)市場(chǎng)開(kāi)啟了一條便捷通道。因此，非常有必要改革網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)來(lái)提升教學(xué)質(zhì)量，鍛煉學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)工程職業(yè)能力。

二、網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)條件

我校的信息科學(xué)與工程學(xué)院擁有計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、信息管理與系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)工程3個(gè)專業(yè)，每個(gè)專業(yè)都開(kāi)設(shè)了網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)為16），每屆實(shí)驗(yàn)人數(shù)達(dá)到200～300人。網(wǎng)絡(luò)方面的實(shí)驗(yàn)室有與湖南藍(lán)狐網(wǎng)絡(luò)科技公司共建網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室1個(gè)，還擁有原有的網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)室和網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室各1個(gè)，共3個(gè)實(shí)驗(yàn)室。通過(guò)與湖南藍(lán)狐網(wǎng)絡(luò)科技公司的通力合作，網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室充分發(fā)揮在職業(yè)能力培養(yǎng)方面的特色，已擁有環(huán)形網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)臺(tái)8個(gè)（每個(gè)配6臺(tái)計(jì)算機(jī)），還擁有10余臺(tái)Cisco交換機(jī)和6臺(tái)Cisco路由器。組織網(wǎng)絡(luò)教研室教師，編寫(xiě)了面向職業(yè)認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)。

三、網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)方案

網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)方案采用虛擬+真實(shí)結(jié)合的方式，利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)資源同時(shí)借助模擬軟件Packet Tracer和Sniffer，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)工程教材對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)應(yīng)用性強(qiáng)的10個(gè)網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并以工程方式進(jìn)行指導(dǎo)和評(píng)價(jià)。

1.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目體現(xiàn)了職業(yè)能力的培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目來(lái)源于現(xiàn)實(shí)生活場(chǎng)景，項(xiàng)目所用技術(shù)取自課堂教學(xué)，項(xiàng)目實(shí)施可以依據(jù)學(xué)生創(chuàng)新能力和對(duì)技術(shù)的理解進(jìn)行擴(kuò)充，項(xiàng)目之間技術(shù)可以融合、擴(kuò)張，以適應(yīng)復(fù)雜的應(yīng)用需要，項(xiàng)目拓展可以設(shè)計(jì)不同的類似場(chǎng)景，讓學(xué)生比較、分析、設(shè)計(jì)、實(shí)施、總結(jié)，以提高學(xué)生對(duì)工程的應(yīng)用能力。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目共計(jì)10項(xiàng)，適合安排16個(gè)左右學(xué)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)。其中包括配置路由器支持Telnet，VLAN，VLAN/802.1Q-VLAN間通信，配置動(dòng)態(tài)路由RIP，利用NAT實(shí)現(xiàn)外網(wǎng)訪問(wèn)內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器，協(xié)議抓包及分析等。

下面給出以其中兩個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為例，描述實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容、職業(yè)應(yīng)用和對(duì)應(yīng)的理論知識(shí)等方面的具體內(nèi)容。VLAN和采用802.1Q實(shí)現(xiàn)VLAN間通信是單位或企業(yè)需要隔離多個(gè)部分，保證信息安全和避免廣播風(fēng)暴，提升網(wǎng)絡(luò)性能的重要技術(shù)。在實(shí)際運(yùn)用中，要分析部門(mén)職能，靈活動(dòng)態(tài)地規(guī)劃VLAN和管理VLAN，能體現(xiàn)學(xué)生的動(dòng)手、動(dòng)腦及職業(yè)技術(shù)能力。所以設(shè)置了“VLAN/802.1Q-VLAN間通信”這一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。它的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是：①同一VLAN里的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能跨交換機(jī)進(jìn)行相互通信。②不同VLAN里的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)也能進(jìn)行相互通信。實(shí)驗(yàn)的職業(yè)應(yīng)用是：①單位多個(gè)部門(mén)的信息選擇性隔離。②單位使用第3層交換跨虛擬局域網(wǎng)通信。對(duì)應(yīng)的理論知識(shí)是：①第3層交換機(jī)設(shè)備選擇和連接；②交換機(jī)的tag VLAN模式；③網(wǎng)關(guān)的配置和虛擬接口技術(shù)。

網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）作為解決網(wǎng)絡(luò)地址緊缺的技術(shù)之一，在實(shí)際中得到了廣泛使用。所以，“利用動(dòng)態(tài)NAPT實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)”這一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目體現(xiàn)了一項(xiàng)重要職業(yè)能力。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是：①路由器基本配置及缺省路由配置；②配置動(dòng)態(tài)NAPT映射；③驗(yàn)證測(cè)試與維護(hù)。它的實(shí)驗(yàn)的職業(yè)應(yīng)用是：①公司只向ISP申請(qǐng)了一個(gè)公網(wǎng)IP地址，希望全公司的主機(jī)能夠訪問(wèn)外網(wǎng)。②端口號(hào)區(qū)分的復(fù)用內(nèi)部全局地址轉(zhuǎn)換。對(duì)應(yīng)的理論知識(shí)是：①端口號(hào)；②轉(zhuǎn)換地址池與公網(wǎng)IP；③網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換；④NAPT。

為了展示實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目面向職業(yè)的執(zhí)行過(guò)程，以實(shí)驗(yàn)“配置動(dòng)態(tài)路由RIP”為例進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目來(lái)源于學(xué)校網(wǎng)絡(luò)與電信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)RIP路由進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，要求學(xué)生進(jìn)行調(diào)研，進(jìn)行需求分析，得到如圖1所示的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。局域網(wǎng)部分設(shè)計(jì)了計(jì)算機(jī)系和外語(yǔ)系，經(jīng)實(shí)驗(yàn)樓路由器訪問(wèn)外網(wǎng)，外網(wǎng)分別連接了電信局和備份路由器，再模擬了遠(yuǎn)端用戶E，電信局路由器下有兩個(gè)服務(wù)器。學(xué)生可以按照不同單位或公司的實(shí)際情況，創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?shí)驗(yàn)項(xiàng)目所用技術(shù)取自課堂教學(xué)中的RIP協(xié)議、路由信息表和路由算法等內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施要求學(xué)生統(tǒng)籌規(guī)劃，合理設(shè)置，包括如下實(shí)施過(guò)程：網(wǎng)段與路由器接口IP地址規(guī)劃與配置，RIP協(xié)議基本配置與測(cè)試，故障分析與處理，路由協(xié)議信息的查看與診斷，測(cè)試與運(yùn)行，數(shù)據(jù)記錄和總結(jié)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目拓展結(jié)合已學(xué)技術(shù)，設(shè)計(jì)不同的類似場(chǎng)景（如益陽(yáng)政務(wù)網(wǎng)、中小學(xué)網(wǎng)絡(luò)等），以提高學(xué)生對(duì)工程的職業(yè)能力和適應(yīng)能力。

圖1 配置動(dòng)態(tài)路由RIP的實(shí)驗(yàn)拓?fù)鋱D（示范）

2.指導(dǎo)方式。指導(dǎo)方式體現(xiàn)工程特色。每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組按工程項(xiàng)目的角色分工。角色有：項(xiàng)目經(jīng)理，經(jīng)理助理，網(wǎng)絡(luò)工程師，售前工程師，售后工程師。項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)整體項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)、工作進(jìn)度控制與管理、協(xié)調(diào)與管理團(tuán)隊(duì)。經(jīng)理助理協(xié)助項(xiàng)目經(jīng)理，并負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目的資料、文檔處理，設(shè)備采購(gòu)。網(wǎng)絡(luò)工程師負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)組建與配置、網(wǎng)絡(luò)調(diào)試、網(wǎng)絡(luò)測(cè)試。售前工程師負(fù)責(zé)與甲方溝通，完成需求分析，協(xié)助項(xiàng)目經(jīng)理構(gòu)建系統(tǒng)整體方案。售后工程師負(fù)責(zé)技術(shù)培訓(xùn)、咨詢服務(wù)、設(shè)備維護(hù)等。每次實(shí)驗(yàn)的角色分工輪換，做到每個(gè)學(xué)生能體驗(yàn)到不同的崗位及其職責(zé)，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力。

3.實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)按工程驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收按照實(shí)驗(yàn)小組的角色分工進(jìn)行技術(shù)方面和設(shè)計(jì)方面的材料驗(yàn)收與答辯兩個(gè)方面。材料驗(yàn)收需要展示實(shí)驗(yàn)的功能，給出對(duì)應(yīng)的文檔和報(bào)告。答辯在材料驗(yàn)收基礎(chǔ)上提出存在的問(wèn)題或不足，要求學(xué)生進(jìn)行解答或者整改。材料驗(yàn)收檢查學(xué)生整理材料，完成技術(shù)工作的質(zhì)量，答辯驗(yàn)收對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行提升或改善，同時(shí)培養(yǎng)其表達(dá)能力和檢查其對(duì)技術(shù)的理解和運(yùn)用能力。

四、網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)改革的效果

通過(guò)兩年的改革與建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)改革取得了明顯的成效。在實(shí)驗(yàn)的覆蓋率和職業(yè)認(rèn)證性實(shí)驗(yàn)比例方面，相比以前的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)整體質(zhì)量大大提高。前者指所開(kāi)的實(shí)驗(yàn)覆蓋了網(wǎng)絡(luò)工程課程理論知識(shí)的比例；后者表示所開(kāi)的實(shí)驗(yàn)中有應(yīng)用背景，能轉(zhuǎn)換為職業(yè)能力所占的比例；兩者相比改革前均有很大的提升，分別從67%提升到90%和37%提升到83%。我院的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)于2013年以“優(yōu)秀”等級(jí)通過(guò)了本科專業(yè)評(píng)估，表明網(wǎng)絡(luò)工程的教學(xué)質(zhì)量顯著提高。學(xué)生考取網(wǎng)絡(luò)工程師和從事網(wǎng)絡(luò)相關(guān)工作的人數(shù)大大增長(zhǎng)，表明學(xué)生網(wǎng)絡(luò)職業(yè)能力也得到了顯著提高。

五、結(jié)束語(yǔ)

由于實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)投入和應(yīng)用缺乏，造成了網(wǎng)絡(luò)工程的實(shí)驗(yàn)與理論與市場(chǎng)需求和職業(yè)能力的脫節(jié)。為了解決上述問(wèn)題，對(duì)網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)進(jìn)行面向職業(yè)認(rèn)證的改革。改革采用虛擬+真實(shí)結(jié)合的方式，利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)資源同時(shí)借助模擬軟件Packet Tracer和Sniffer，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)工程教材對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)應(yīng)用性強(qiáng)的10個(gè)網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并以工程方式進(jìn)行指導(dǎo)和評(píng)價(jià)。在與湖南藍(lán)狐網(wǎng)絡(luò)科技公司共建的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室上實(shí)施改革方案，職業(yè)認(rèn)證性實(shí)驗(yàn)比例和實(shí)驗(yàn)覆蓋率相比改革前均有很大的提升，網(wǎng)絡(luò)工程的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生應(yīng)用能力得到了顯著提高。故面向職業(yè)認(rèn)證的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的成功經(jīng)驗(yàn)值得向其他院校進(jìn)行推廣和應(yīng)用。

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G642.0

A

1674-9324（2014）42-0277-03

湖南城市學(xué)院教學(xué)改革研究項(xiàng)目“網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)職業(yè)認(rèn)證化教學(xué)改革和實(shí)踐”，湖南省高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目（湘教通[2011]315號(hào)345）。

費(fèi)雄偉（1980-），男，湖南祁陽(yáng)人，碩士，講師，研究方向：網(wǎng)絡(luò)與信息安全，并行計(jì)算；歐陽(yáng)艾嘉（1975-），男，湖南婁底人，博士，講師，研究方向：并行計(jì)算；陳偉宏（1976-），女，湖南益陽(yáng)人，碩士，副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。