項目驅動教學模式下的網絡工程實訓室的研究與探索

【摘要】傳統的網絡工程類實訓室建設不能很好地滿足目前人才的培養目標，本文通過分析網絡工程課程的特點和授課環境需求，探索項目驅動教學模式下的網絡工程實訓室建設的特點，提出建設符合項目教學特點的網絡工程實訓室思路。通過建設“還原于現場”的網絡工程綜合布線實訓室，學生真正掌握現實應用中綜合布線工程技術流程，將理論教學與實驗、實訓、實踐相統一。通過網絡工程理論學習與實踐操作，學生提高對網絡工程技術的興趣，并在實踐操作過程中具有成就感，提高實踐經驗和動手能力。

【關鍵詞】項目驅動；工程項目管理；實訓室

一、網絡工程實訓課程的簡況

在中職教育的環節中，理論教學與實踐之間相互依存，缺一不可。網絡工程師考試是全國計算機技術與軟件專業技術資格（水平）考試（以下簡稱計算機軟件考試）中最受考生歡迎和業界認同的考種之一。2017年經國務院批準，國家人力資源和社會保障部公布（人社部發！2017"68號），計算機軟件考試納入國家職業資格考試目錄，由國家人力資源和社會保障部、工業和信息化部聯合主辦，是職業資格、專業技術資格（職稱）和專業技術水平“三合一”的考試，是目前IT行業僅有的國家級考試。考試采用綜合知識與實際操作相結合的模式。因此，網絡工程實訓室的改革勢在必行。

二、中職院校計算機網絡工程實訓室的建設現狀及制約因素

目前，傳統的網絡工程實訓室的功能建設已經顯得十分落后，新一代符合工學結合教學模式特點的網絡工程實訓室越來越顯出先進性和科學性。

（一）離散式網絡實驗室

其特點為：沒有實驗室的基本框架，以基礎網絡知識培訓、網絡設備認知為主要目的，滿足最初級課程的教學需求，但網絡實驗室設備單一、功能有限，設備臺套數不夠，學生實驗效果不好，僅停留在對網絡的認知階段實驗，實驗管理處于離散的狀態。

（二）集中式網絡實驗室

集中式網絡實驗室的解決方案是實驗室建設史上的一大飛躍。除了為基礎教學服務外，還可進行較復雜的技術驗證過程和初始化實驗環境，推出了實驗室設備管理控制服務器，對網絡設備和實驗行為進行集中管理。對設備的操作也采用了圖形的界面，使學生的實驗更為直觀和方便。

（三）綜合型網絡實驗實訓室

綜合型網絡實驗實訓室是集中式實驗室的升級，不僅可以實現全部技術方向的網絡實驗，而且可以實現實驗室的全面建設與管理。綜合性實訓項目在這個階段已經被專業教師所認識和開發，但整個實訓項目教學過程管理，項目的選擇等環節缺乏系統性和科學性。

（四）專業細分網絡實驗實訓室

該類型的網絡實驗室為各高校根據專業細分的需求提供了更為貼近科學發展、更為適應細分人才的培養的整套教學服務體系解決方案。該階段的網絡實驗室有一個顯著的特點就是在實驗室框架建設。因此，教學模式、教學管理等功能方面繼承了第三階段的全部優點。

三、項目驅動教學模式下建設網絡工程實訓室的探索

項目驅動教學模式是指在教學過程中以一個項目的不斷擴展和層層推進來帶動課程的學習，它強調教學內容的系統的連貫性，注重通過實際的工作過程，對學生實踐技能、綜合能力加以培養。該教學模式用于網絡工程實訓課程，還體現出一系列項目工程的特性，即教學過程中將學生按項目團隊進行分工，完整地模擬出工程項目的各個工作環節和技術實現，最終產生一個網絡工程項目成果，并以此作為學生成績的評估重點。

四、案例分析

網絡系統結構設計的合理性決定了整個網絡系統的優劣。下面分別通過小型規模和大型規模兩個網絡案例來說明網絡系統層次結構的應用。

（一）小型網絡的拓撲結構

小型網絡就是指規模和地理范圍較小的局域網，網絡結構通常采用的是星狀的拓撲結構和布線，這樣做的好處在于結構明了、管理和維護方便、擴展性好，且便于安裝和調試等工作。因為規模較小，所以網絡結構設計時就沒有必要進行分層。如圖1所示。

對于像一幢辦公大樓的網絡系統的設計采用三層交換主連和二層交換干/子連的方式即可，其網絡連接可以參照結構化布線的思想，將各工作區子系統通過水平系統連接到管理間子系統，各層樓的管理間子系統再通過垂直子系統連接到設備間子系統。完成基本連接后，要根據性能、安全和管理等方面的要求，選擇相應合適的網絡設備。如有必要，需安排確定無線接入區域。整個網絡應以統一的出口與外網或公網連接，一般是因特網。

這類網絡設備和布線的指導思想有如下五點。

（1）水平子系統的布線可采用5類或超5類的UTP，保證100Mbps到桌面。

（2）水平系統的網絡設備使用二層交換機，可降低系統的成本。

（3）垂直子系統的傳輸介質可采用MMF（多模光纖）或6類的UTP，使各樓層的交換機與核心交換機之間有千兆級帶寬。

（4）核心交換機應采用三層交換機以確保系統性能。

（5）整個網路系統通過核心交換機連接路由器，再連接至外部公網，做到有效隔離，方便統一管理，保證安全。

（二）大型網絡的拓撲結構

規模和地理范圍較大的大型網絡系統就要采用層次化的網絡結構，其層次化特性是最為重要的考慮要素。即具體體現在實際接入點的設計、匯聚點的布置安排以及核心層的形式結構。要切實依據實際建設的網絡系統的規模和地理環境情況來進行，所以應嚴格按照接入層、匯聚層和核心層的方式進行組織和管理，從而達到結構清晰、施工調測方便、管理維護規范化，確保網絡安全之目的。如圖2所示。

圖2是在綜合分析、考察后的某個大型網絡系統最終設計的結構連接示意圖。這類網絡系統的網絡結構設計的指導思想包括下列幾個要點。

（1）核心層的網絡設備之間要架設萬兆級帶寬的連接鏈路，核心層與匯聚層之間可以采用千兆級連接，匯聚層與接入層之間用千兆級鏈路，而接入層與接入點設備之間可鋪設百兆級鏈路。

（2）接入層設備與接入點設備間的傳輸介質可用5類或5類以上的雙絞線，或多模光纖（MMF）。

（3）整個網絡由統一出口與外網連通，內防火墻外的區域屬于非軍事區（DMZ），外網只能訪問該區的對外服務器群，不允許訪問內部網絡。

（4）內、外防火墻的架設是為了加強網絡的安全性。

（5）核心層與匯聚層之間均采用點對點的連接方式。

（6）核心層交換機之間需要冗余鏈路，并采用鏈路聚合技術以增加帶寬，實現負載均衡，提高系統的可靠性。

（7）內服務群有核心交換機或第三層交換機連入核心層。為了提高可靠性，該服務器應有兩條不同線路連接至核心層設備。同樣，內防火墻也應有兩條不同鏈路連接到核心層來提高系統的安全性。

（8）匯聚層的三層交換機一般要負責廣播域、多播域以及虛擬局域網（VLAN）的定義和管理，以及內部網絡的安全。

（9）通常由于受到成本和地理范圍的限制，匯聚層的三層交換機并不能夠都采用冗余鏈路的方式和核心層相連。

五、未來網絡類實訓室的發展趨勢

高職院校新一代網絡工程類實訓室的建成，必將帶動整個網絡通信專業方向各專業實驗室的建設。例如，后期隨著網絡專業的深度細化，需要建設網絡安全實訓室，以項目驅動教學模式為教學方法，可以依照一系列的網絡攻防實戰實例為教學綜合項目，貫穿全部實訓知識點，將學生按角色進行分工，最終模擬出現實網絡技術領域中的黑客事件及安全防護案例，充分調動學生的創造力，產生更高水平的實訓成果。那么，該實訓室的建設也可以參照網絡工程實訓室的建設思路。另外，如何整合實訓室資源平臺、如何實現跨平臺教學與管理也是未來實訓室建設中我們需要繼續探索的方向。最后，實訓過程的考核也會隨著實訓室的建設發展成更標準化、人性化、系統化和自動化，最終實現考評維度的量化和考評工作的科學性。

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作者簡介：沈一平（1987.01—），女，漢族，浙江嘉興人，碩士，工程師，研究方向：教育研究。