基于工作過程系統(tǒng)化的《網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置與管理》課程的開發(fā)與實(shí)踐

劉朋 張鵬 楊巍 吳雅軒

[摘 要]課程改革是提高教學(xué)質(zhì)量的核心任務(wù)，也是教學(xué)改革的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文闡述了天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院《網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置與管理》課程實(shí)踐教學(xué)改革的做法，對應(yīng)用型本科院校課程建設(shè)具有一定的借鑒作用。

[關(guān)鍵詞]工作過程系統(tǒng)化;網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置與管理;課程開發(fā)與應(yīng)用

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.11.147

高等院校尤其是以培養(yǎng)應(yīng)用型人才作為辦學(xué)定位的應(yīng)用型本科院校，應(yīng)以提高學(xué)生的實(shí)踐動手能力以及知識能力的系統(tǒng)化作為提高教學(xué)質(zhì)量的基本抓手和根本出發(fā)點(diǎn)。傳統(tǒng)以學(xué)科體系為著眼點(diǎn)的教學(xué)模式注重知識點(diǎn)的講授，學(xué)生所學(xué)知識不少，但是缺乏知識掌握的系統(tǒng)性和連貫性，進(jìn)而無法順暢地將所學(xué)知識綜合應(yīng)用實(shí)際當(dāng)中。為解決這一問題，天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院大力推進(jìn)課程改革，選取實(shí)踐性較強(qiáng)的部分課程作為前期試點(diǎn)進(jìn)行課程開發(fā)，重在理清課程開發(fā)的思路和目標(biāo)、課程開發(fā)的實(shí)現(xiàn)方式以及課程開發(fā)的成果應(yīng)用等問題。本文主要針對《網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置與管理》課程的改革進(jìn)行闡述。

1 課程開發(fā)的思路和目標(biāo)

1.1 課程開發(fā)的思路

以工作過程為導(dǎo)向的課程講授，其要點(diǎn)和精髓在于工作過程的系統(tǒng)化，而非學(xué)科架構(gòu)的系統(tǒng)化?！毒W(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置與管理》課程授課的一般講授順序是：第一部分計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識，包括IP地址、子網(wǎng)劃分、VLSM（Variable Length Subnet Mask，可變長子網(wǎng)掩碼）、CIDR（Classless Inter-Domain Routing，無類域間路由）和以太網(wǎng)基礎(chǔ)知識;第二部分路由器相關(guān)知識，包括不同路由協(xié)議的工作原理和配制方法、訪問控制列表、NAT＼PAT技術(shù)等;第三部分交換機(jī)相關(guān)知識，包括交換原理、STP以及VLAN技術(shù)等;第四部分廣域網(wǎng)、WLAN（Wireless Local Area Networks，無線局域網(wǎng)）相關(guān)知識及配制方法;第五部分IOS（Internetwork Operating System，網(wǎng)際操作系統(tǒng)）安全配置等。針對《網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置與管理》課程的內(nèi)容及特點(diǎn)，在實(shí)際教學(xué)過程中，對授課內(nèi)容進(jìn)行整合：打破以往知識點(diǎn)的講授順序，將知識結(jié)構(gòu)進(jìn)行重構(gòu)，依托實(shí)驗教學(xué)環(huán)境，以實(shí)際應(yīng)用中網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)人員要完成的工作任務(wù)為主線，以實(shí)施任務(wù)的過程和步驟為載體，構(gòu)建工程項目任務(wù)。

1.2 課程開發(fā)的目標(biāo)

（1）構(gòu)建以提升實(shí)際動手能力為目標(biāo)的教學(xué)環(huán)境。教學(xué)軟環(huán)境的構(gòu)建包括：編寫教學(xué)大綱、教材、案例匯編等;教學(xué)硬件環(huán)境的構(gòu)建包括：模擬真實(shí)環(huán)境的場景設(shè)計、實(shí)驗環(huán)境的搭建等。

（2）構(gòu)建以提升實(shí)際動手能力為目標(biāo)的考核評價體系。在對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合的基礎(chǔ)上，探索以提高實(shí)際動手能力為導(dǎo)向的考核評價體系，促進(jìn)學(xué)生職業(yè)能力的提升。

2 課程開發(fā)的軟硬件平臺與教學(xué)方法

2.1 課程開發(fā)的軟硬件平臺

以網(wǎng)絡(luò)工程與網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗室為依托構(gòu)建課程開發(fā)的軟硬件平臺。硬件平臺：該實(shí)驗室有三層交換機(jī)12臺、二層交換機(jī)12臺、路由器12臺、防火墻6臺、無線AP6臺、CVM虛擬機(jī)3臺（可同時模擬48臺PC），上述硬件設(shè)備可同時供6組48名學(xué)生進(jìn)行開放式網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗;軟件平臺：該實(shí)驗室共有Dell品牌的PC48臺，根據(jù)需要裝有packet tracer、GNS3、HW-Routesim3等模擬環(huán)境，可支持工程類復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞拇罱ㄅc設(shè)備配置。

2.2 課程教學(xué)方法

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要，選定“某大型會議中心網(wǎng)絡(luò)接入”、“某大型企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)接入”、“某大型三甲醫(yī)院內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)接入”、“某綜合性大學(xué)校園網(wǎng)規(guī)劃”、“某智能小區(qū)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)接入”、“某連鎖快捷酒店內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)接入”、“某大型銀行網(wǎng)絡(luò)接入”、“某大型購物中心網(wǎng)絡(luò)接入”、“寬帶城域網(wǎng)匯聚層與接入層的規(guī)劃”以及“某大型綜合圖書館網(wǎng)絡(luò)接入”10個有實(shí)際應(yīng)用價值的項目，學(xué)生以小組的形式對上述項目進(jìn)行選擇，依托網(wǎng)絡(luò)工程與網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗室的軟硬件設(shè)備，將《網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置與管理》課程中所涉及的相關(guān)知識點(diǎn)進(jìn)行整合，應(yīng)用到上述項目中。下面以“某綜合性大學(xué)校園網(wǎng)規(guī)劃”為例，說明《網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置與管理》課程開發(fā)的具體過程：

某綜合性大學(xué)校園網(wǎng)規(guī)劃

（1）網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與設(shè)計。如圖所示。內(nèi)容包括：1）從模塊化和層次化兩方面來考慮網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計。模塊化設(shè)計可解決網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性及網(wǎng)絡(luò)間沖突的問題;層次化設(shè)計將網(wǎng)絡(luò)分為核心層、匯聚層和接入層三層架構(gòu)。2）IP地址的規(guī)劃應(yīng)與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相適應(yīng)，既要有效利用地址空間，又要體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性、靈活性和層次性，便于網(wǎng)絡(luò)中的路由匯聚，減少路由表的長度，同時還要考慮到網(wǎng)絡(luò)地址的可管理性。

（2）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選型。根據(jù)實(shí)際需要，查閱質(zhì)量過硬、性價比高、售后服務(wù)好得多的品牌交換機(jī)、路由器、防火墻以及無線接入等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的技術(shù)參數(shù)并進(jìn)行比較。

（3）接入層交換機(jī)的配置。接入層交換機(jī)直接與用戶節(jié)點(diǎn)相連接，是各個網(wǎng)絡(luò)模塊接入?yún)R聚層的重要設(shè)備，主要通過VLAN技術(shù)劃分子網(wǎng)，進(jìn)而隔離各模塊之間的廣播流。

（4）隔離網(wǎng)段間的互聯(lián)互通。配置三層交換機(jī)或者路由器實(shí)現(xiàn)VLAN間的連通。

（5）路由器的配置。配置靜態(tài)路由和動態(tài)路由實(shí)現(xiàn)多區(qū)域多網(wǎng)絡(luò)之間的連通。

（6）網(wǎng)絡(luò)安全配置。主要涉及交換機(jī)、路由器以及防火墻的安全配置，例如交換機(jī)的端口綁定、路由器的訪問控制列表、防火墻的過濾規(guī)則以及網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換等。

（7）其他技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的應(yīng)用。主要涉及無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。

通過對上述“某綜合性大學(xué)校園網(wǎng)規(guī)劃”項目的分析，將原有教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合，構(gòu)建基于工作過程系統(tǒng)化的《網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置與管理》任務(wù)式課程體系，開展教學(xué)活動。

3 結(jié) 論

基于工作過程系統(tǒng)化的課程建設(shè)是應(yīng)用型本科高校培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)人才的重要載體?！毒W(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置與管理》打破傳統(tǒng)的以學(xué)科體系為主線的課程結(jié)構(gòu)，以實(shí)際工程案例為背景，以模擬組建真實(shí)網(wǎng)絡(luò)為工作過程，以前后具有邏輯關(guān)系的遞進(jìn)式工作任務(wù)為驅(qū)動進(jìn)行課程體系的開發(fā)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，起到了很好的教學(xué)效果。

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