基于項目的網絡互聯技術實驗教學設計與實踐

劉易 郭麗

摘? 要：技能實驗評價由于內容分散、過程長、主觀性強，是高校課程評價改革發展的主要難點之一。為了能夠對學生在技能學習掌握方面進行全面、清晰、準確的評價，文章以課程“網絡互聯技術”為典型案例，圍繞技能實驗的設計與教學運用，遵循先總體后細節、邊實踐邊改進的研究思路，確立了聚焦課程目標、覆蓋課程內容、耦合教學過程的多層級評價內容，包含了面向知識點與技能點的“技能點”、面向局部任務的“任務項”以及面向復雜工程的“綜合項目”三個遞進層次，為高校計算機類技能實驗設計和評價改革提供了一套相對完整的方法借鑒。

關鍵詞：網絡技術；實驗設計；學習評價

中圖分類號：TP393；G434? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2023）18-0185-06

Design and Practice of Experimental Teaching of Network Interconnection Technology Based on Project

LUI Yi， GUO Li

（Beijing Information Technology College， Beijing? 100018， China）

Abstract： Skill experiment evaluation is one of the main difficulties in the development of curriculum evaluation reform in colleges and universities due to its scattered contents， long process and strong subjectivity. In order to make a comprehensive， clear and accurate evaluation of students' mastery of skills， the paper takes the course “Network Interconnection Technology” as a typical case， focuses on the design and teaching application of skills experiments， follows the research idea of first general and then detailed， practicing while improving. It establishes a multi-level evaluation content which is focusing on course objectives， covering course content and coupling teaching process. And it includes three progressive levels： “Skill Points” for knowledge and skill points， “Task items” for partial tasks， and “Integrated projects” for complex projects， which provides a relatively complete set of methods for reference for the design and evaluation reform of computer skills experiments in colleges and universities.

Keywords： network technology; experimental design; learning assessment

0? 引? 言

黨的二十大報告中明確指出：“完善學校管理和教育評價體系”，對構建中國式教育評價體系、加快推進教育現代化、建設教育強國、辦好人民滿意的教育具有重要意義。教育評價改革是我國教育領域綜合改革進入“深水區”的標志，被喻為“關鍵一役”和“最硬一仗”。職業教育的目標就是培養出更多高素質技術技能人才，而技能培養的關鍵在于技能實驗的設計與學生評價。本文以“網絡互聯技術”課程為例，闡述基于項目的實驗設計過程和評價方法。

“網絡互聯技術”是計算機網絡技術、信息安全技術應用和云計算技術應用專業的一門核心課程。課程面向建設網絡強國的國家戰略需求，以企業網絡搭建的實際工作任務為載體，重點面向網絡工程師的相關崗位，通過中小型園區網的交換機和路由器的配置與調試，培養不同應用場景下典型網絡系統的組建、調試、管理和排障等能力的高素質技術技能人才。課程三維目標如下：1）使學生掌握局域網知識（VLAN、VLAN間路由、STP）、路由知識（靜態路由、RIP、OSPF）、廣域網知識（PPP及認證）和網絡安全技術（ACL和NAT）等知識；2）培養學生面向應用需求的組網方案設計能力，掌握企業局域網的組建、配置、調試與管理技能，具備網絡故障診斷與解決能力；3）引導學生建立規范嚴謹的工作作風與精益求精的工作態度，樹立網絡安全意識，激發學生的勤于探索、敢于求變的創新精神。

“網絡互聯技術”課程基于華為設備的命令集開展教學，使用模擬器eNSP軟件進行拓撲預搭建，并對網絡設備進行配置、聯調測試、抓包驗證等工作，實現真實工作項目中所遇到的各類網絡拓撲，突破傳統實驗室，設備數量和種類的限制，使學生時時、處處都能實驗學習。然而，目前大部分的技能實驗教學設計存在如下問題：1）技能實驗內容涉及技能點多，每個實驗僅重點練習一個課程模塊的相關技能點，導致學生到期中或期末考試時，僅對新的技能點掌握較好，時間久遠的技能點都遺忘了。2）技能實驗中教師僅給出相關參數，對實際工作任務描述不夠，導致學生只會針對不同參數進行配置，遇到實際工作任務，不會處理。3）技能點之間的關聯性學生不夠了解，對應綜合性的實驗項目，沒有頭緒，無從下手。4）在技能實驗評價方面，由于內容散、過程長、主觀性強，帶來很大的評判難度。很難給學生針對性的反饋，學生實驗后沒有實驗反饋環節，碰到類似的問題，仍然不會處理。

1? 技能實驗整體設計

課程以陽光紙業公司園區網為項目背景，緊密結合網絡工程師崗位，提煉出典型工作任務，按照由易到難、從小型網絡到中型網絡的邏輯順序，設計了4個項目13項任務，融入52個技能點，在每個典型任務中融入網絡故障排查的內容，使學生能夠勝任常見網絡設備的配置、管理與排障工作。課程綜合項目、任務項、技能點的對應關系如圖1所示。

項目1：微型網絡設計與管理，根據企業需求和組織結構，為陽光紙業公司設計IP地址，設備選型報價，運用eNSP軟件設計拓撲圖，并對網絡設備進行基本的安全訪問設置，為了方便網絡管理員的管理需求，需要實現北京和上海網絡設備的遠程管理配置。

項目2：小型局域網設計與實現，此項目主要以北京總部為背景開展，由于總部各個部門的業務不同，為了保證各部門數據的安全性，防止廣播數據全網傳播，需選擇適合的局域網技術，實現不同部門之間的數據安全，同時保證不同部門之間的數據共享。

項目3：中小型局域網設計與實現，企業總部和上海、廣州分公司有互通需求，使用不同的路由協議，實現總部內部、總部與分公司之間的互聯互通。

項目4：廣域網互聯與安全實現，為了提高公司人員的辦公效率，實現在規定的工作時間內，工作電腦不能訪問Internet，僅能訪問公司內部網絡。通過公網地址，實現內部員工對外部網絡的訪問，以及外網用戶能夠成功訪問公司內部服務器的WWW服務和FTP服務。

2? 技能實驗教學設計

課程采用“三層遞進”的技能培養模式，即通過課中微型拓撲（技能點）、任務小型拓撲（任務項）、項目綜合拓撲（綜合項目），點面結合，反復磨煉，使學生逐步實現從掌握命令到分析拓撲再到診斷故障的技能跨越。項目采用“嵌套交叉、迭代遞進”的方式，學過的技能點會成為學生的短時記憶，不經過反復訓練和及時復習就會遺忘。將已學過的技能點在后續的多個任務中進行迭代訓練，將短時記憶變為長時記憶，不僅提高了學生對單一技能點的熟練程度，還大大增強了學生對多項技能點的綜合應用能力。下面以課程模塊“VLAN技術”為例，講解“三級遞進”技能實驗設計過程。

2.1? 課中微型拓撲設計

課中采用微型拓撲完成課堂小練，如圖2所示。學生首次學習新技能點后，對配置命令不熟悉，對配置參數理解不夠。教師會在課中帶著學生完成拓撲搭建，進行新技能點的配置。

微型拓撲中網絡設備的數量一般不超過2臺，強調對單一技能點的配置，通過改變參數，幫助學生理解不同配置命令中，參數如何使用等。配置過程中，為了掌握學生的配置進度，教師會發布討論，學生每完成一步，會在討論中發相應的配置步驟和命令的筆記和配置截圖，教師通過討論的帖子數量，了解學生的進度，通過查看學生提交的配置截圖，發現學生的理解偏差、配置難點和易錯點等，對學生的技能點掌握情況有一個初步了解。在配置過程中，通過教師示范、學生演示、生生互動、現場糾錯等方式，實現專業技能達到“能干”的水平。

2.2? 任務小型拓撲設計

技能內化的主要方式是讓學生在反復的實驗訓練中，掌握解決問題的流程模式，并逐步獲得獨立完成復雜任務的能力。“網絡安全連通”是實驗的核心任務。圍繞“網絡安全連通”，課程提煉出技能實驗配置流程模式，如圖3所示。

每個課程模塊教師會設置一個與工作任務相關的小型拓撲，在實驗課前會先發布實驗要求在討論中，學生可預先進行拓撲分析和技術分解，并進行測試樣例的設計。學生基于專業知識（術語、概念、原理等）的理解進行正確任務規劃，適應不同的應用場景進行任務分解；并落實每臺設備上的技術點，捋清配置步驟和配置命令。分析每臺設備的配置步驟和配置命令，并能在eNSP模擬器上實施配置，如圖4所示。

課程模塊“VLAN技術為例”的任務名稱為小型局域網互聯（VLAN技術）。任務背景如下：陽光紙業總部有多個部門，由于人員擴充，原行政部和財務部在1號樓的2層工作，兩個部門連接到一臺二層交換機；新擴充的行政部和財務部人員在1號樓的5層工作，連接到另一臺二層交換機，兩臺交換機通過信息中心的一臺三層交換機實現連通。為了保證數據的安全性，要求工程師實現兩個部門的員工的廣播流量不能互通，但是兩個樓層相同部門的人員有互通的需求。通過真實工作背景的描述，讓學生能更好地理解VLAN技術應用的場景。任務小型拓撲如圖3所示。

此項任務設置了7項工作任務，每項任務點考核了學生專項技能和關鍵能力兩個方面的內容，如表1所示。

學生根據工作任務要求，在虛擬仿真模擬器上，在規定的時間內，進行預設故障的診斷排除，并完成工作任務要求。配置完成后，根據自己設計的測試用例，落實測試命令的應用，在設備終端之間無法連通時，通過故障診斷定位故障點，排除故障。學生實驗中遇到問題，可提交到討論區，學生和教師共同解決。實現專業技能升級到“會干”的水平。

教師在教學過程中注重反饋、形成改進、舉一反三。利用自主開發的技能實驗評價系統針對每一次的實驗數據，對學生進行有針對性的反饋，針對配置結果，表彰進步，點出不足。隨著課程的進展，學生能夠不斷改進、以點知面、融會貫通。

反饋分為兩個部分，技能操作部分和職業素養部分。針對技能操作，根據學生的典型問題和共性問題，通過工作任務分析，命令參數分解等方式解析要點。針對職業素養，分析學生實驗中的不良習慣可能導致將來工作中的問題進行提前預警，幫助學生建立工作中的高素質。

2.3? 項目綜合拓撲設計

項目綜合拓撲是每個項目的最后一項任務。學生學習完每個項目的所有技能點后，會設計一個綜合性的項目對學生的綜合應用能力進行強化訓練。

項目2“小型局域網設計與實現”的綜合項目，設備由3臺設備，增加到4臺設備，且設置了11項工作任務，考核了項目2的80%以上的技能點。其任務背景如下：陽光紙業總部有多個部門，各個部門的業務不同，且IP網段也不相同。為了公司業務發展，現在需要行政部、財務部、制造部和質檢部四個部門的員工能夠進行互訪。行政部和財務部通過一臺三層交換機實現互通、制造部和質檢部通過一臺路由器實現互通。作為網絡工程師，現在需要將1號車間和1號樓相應部門的用戶連通，實現四個部門之間（不同VLAN）的相互訪問。綜合項目拓撲如圖5所示。

綜合項目的11項任務點考核了學生14項技能點和12項職業素養兩個方面的內容。綜合項目的設置有點像項目綜合考核，便于學生對已經學習過的技能點進行綜合應用。實現專業技能升級到“善干”的水平。

3? 實驗教學效果分析

對兩個年級七年一貫制的網絡互聯技術課程技能實驗的期末分數進行分析，每個學年選課學生人數為40～80人不等。18貫通班采用傳統技能實驗方式，19貫通采用“三級遞進”技能實驗訓練。期末技能考核試題包為綜合性試題，考核的課程模塊如表2所示。19貫通班總共考核8個課程模塊的相關技能點，而18貫通班僅考核7個課程模塊的相關技能點，網絡設備數量均為4臺路由器和1臺交換機。

技能實驗的分數由兩部組成，一是技能學習評價系統自主評判，占比90%左右，二是測試用例由授課老師按照評價標準評判，占比10%左右。取期末技能實驗成績、成績段人數分布、優良率和及格率統計如表3所示。可以看出，通過“三級遞進”技能訓練的19貫通班的成績明顯上升，平均分提升了15分，優良率和及格率都有明顯的上升。期末技能考核是綜合性較強的項目，對每個課程模塊的技能點和任務項的掌握程度要求較高。但是19貫通班通過平時實驗中對技能點的迭代訓練，即使期末技能考核中，考核的課程模塊增加了1個，但是仍能夠較好地完成任務。

4? 結? 論

通過虛擬仿真實驗進行迭代型教學，在多層次、多場景的實驗中反復迭代，實現知識綜合應用。計算機類課程的實驗設計多以當次課的技術點為重點進行練習，而對于前序知識與技能的應用有所忽略。“網絡互聯技術”課程教學設計中秉承以新帶舊、新舊結合的應用原則，在每次新技能實驗中會反復應用前序內容，使用后浪推前浪的方式，不斷積累擴充學生的技能工具箱，一步步提升學生對大型拓撲的解決能力。培養學生的質量意識，引導學生在不斷地迭代遞進中，及時總結歸納，實現專業技能從“能干”升級到“會干”。通過分組比賽、積分激勵，鼓勵學生探索最優技術方案，并樹立“追求最優解”的職業意識。

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作者簡介：劉易（1981—），女，漢族，湖南常德人，副教授，碩士，主要研究方向：計算機網絡技術、信息化教學設計；郭麗（1981—），女，漢族，山東聊城人，講師，碩士，主要研究方向：網絡服務與安全、信息化教學設計。