三全育人視域下《企業網高級路由技術》課程實驗教學改革研究與實踐

吳湘華

（湖南城市學院信息與電子工程學院，湖南 益陽413000)

0 引言

中共中央、國務院印發的《關于加強和改進新形勢下高校思想政治工作的意見》強調：“堅持全員全過程全方位育人。把思想價值引領貫穿教育教學全過程和各環節。”[1]將課程思政的新理念用于教書育人，已經在各高校全面展開，進行了一系列卓有成效的教學實踐，取得了良好的育人效果。實驗教學是高校教學體系的一個重要環節，課程實驗教學與課程教學緊密聯系。新時代，高校課程實驗教學也必將緊緊圍繞立德樹人的根本任務，對學生思想政治教育，圍繞高校課程實驗教學目前存在的問題，以地方應用型本科高?！镀髽I網高級路由技術》課程實驗教學為例，進行研究與實踐，為解決三全育人背景下地方應用型本科高校課程實驗教學的問題提供一個方案。

1 課程實驗教學存在的主要問題

1.1 實驗教學文件不能適應新的發展需求

實驗教學文件是用于指導實驗教學的綱領性文件，是規范、組織、實施實驗教學工作和進行實驗教學質量評估的重要依據，主要包括專業人才培養方案、實驗教學大綱、實驗教材、實驗指導書、實驗項目、實驗教學執行計劃、實驗教學過程管理材料等。其不適應新時代地方應用型本科高校課程實驗教學的需要，目前主要表現在如下幾個方面：一是專業人才培養方案沒有按標準進行人才培養方案的修訂。二是“三全育人”理念沒有貫穿實驗教學全過程。三是實驗教學大綱修訂不及時，不能完全符合人才培養方案的要求，有些課程實驗教學大綱內容不完整。四是實驗教材和實驗指導書存在內容陳舊、編制不規范、針對性不強等問題。課程與課程之間的實驗項目，缺乏系統性，相互之間的邏輯性不強，甚至出現相同或者相似的實驗出現在不同的課程實驗教學中。

1.2 傳統課程實驗教學模式不能充分滿足教學的需求

很多地方應用型本科高校往往受實驗室建設經費投入的限制，容易存在實驗設備設施老舊、數量不夠、更新換代率低等問題，這些客觀因素嚴重制約高校課程實驗教學，導致學生在實驗過程中能夠充分動手的機會不多，往往淺嘗輒止。實驗室開放時間也往往受限制，學生一般僅僅在實驗課進入實驗室完成實驗，課后，一方面實驗室可能不能隨時對任何學生開放，另一方面學生主觀上進實驗室的可能性也不大，這些因素均不利于學生對實驗的反復打磨，不利于按要求培養學生的實驗動手能力。傳統課程實驗教學一般都是在實驗室線下進行，實驗受時間和空間的限制，要在規定的時間和地點完成相應的實驗，采用傳統的教學模式：“學生預習→老師講解→學生動手→老師評價”，不適合以學生為中心的實驗教學理念。

1.3 課程實驗過程管控難度較大

隨著近年招生規模擴大，實驗室人員的增加難以適應學生人數的大幅增加，盡管采用了分批分組等措施，現實情況是每次實驗的學生數量還是比較多，較少的指導老師要完成對較多學生的指導，往往會顧此失彼。有的學生實驗預習不充分甚至不預習，進行實驗的時候濫竽充數，不認真完成實驗，課程實驗走過場，甚至出現抄襲別人實驗結果和實驗報告等問題。課程實驗的時間一般為2 至4 課時，時間比較短。上述這些因素導致老師對實驗過程管控難以到位，學生的實驗效果參差不齊。

1.4 科學評定學生實驗成績方法有待改進

一般情況下，實驗指導教師完成對學生實驗成績的評定，傳統的方式一般通過考勤、檢查學生實驗預習情況、檢查學生實驗操作、查看學生實驗結果和學生實驗報告等綜合評定，這種評定方式費時費力，也不夠客觀公正。如何客觀公正評定學生實驗成績是一個值得思考的問題。每個學生對實驗掌握程度到底如何？每個學生的實驗動手能力到底怎么樣？指導老師僅僅通過實驗課堂的表現和批閱實驗報告等因素，是難以客觀掌握的。如果沒有科學評定學生課程實驗成績，學生會認為實驗課程無關緊要，實驗做得好壞也沒什么關系，會慢慢影響學生參與實驗的積極性，甚至嚴重影響實驗教學效果，形成惡性循環。

2 課程實驗教學改進措施

2.1 系統修訂課程實驗教學文件

對照《普通高等學校本科專業類教學質量國家標準》、專業認證及《普通高等學校本科教育教學審核評估實施方案(2021-2025年）》等文件，以課程思政為抓手，自始至終貫穿“三全育人”理念，修訂本科專業人才培養方案，有力推進課程思政，全面落實立德樹人根本任務，根據本專業人才培養特點和專業能力素質要求[2]，挖掘課程實驗中的思政元素，科學設計思政內容，將思政教育有機融入課程實驗大綱和課程實驗教育教學各環節，實現思政教育與專業教育的有機統一，實現課程實驗思政全覆蓋。根據人才培養方案的要求，將培養目標中對實踐能力和思政要素的要求分解到課程實驗教學大綱，按照標準完善好各課程實驗教學大綱。修訂實驗教材和實驗指導書，剔除內容陳舊部分，并根據的需求增加新的內容，嚴格按照標準與規范進行。理順本專業課程與課程之間的關系，合理安排開課順序，審查各專業課課程實驗開設項目，對出現在不同課程中相似或者類似的實驗項目進行調整，確保專業課程體系實驗項目開設的科學性。具體到本課程的實施，人才培養方案修訂主要考慮到本課程所支持的專業能力、職業定位、職業素養、社會能力、自我發展等方面的培養目標，以及涉及職業規范、工程知識、問題分析、設計和開發解決方案、研究、使用現代工具能力、工程與社會、環境和可持續發展、個人和團隊、溝通、項目管理、終身學習[3]等方面對畢業的基本要求。實驗教學大綱的修訂主要考慮實驗課程目標對畢業要求指標點的支撐；實驗項目中剔除單區域OSPF 路由配置等先修課程中完成的實驗內容。該課程實驗基本情況如表1所示。

表1 《企業網高級路由技術》實驗開設基本情況表

系統性修改實驗教學文件，同時解決頂層設計與具體實施的問題，關鍵在于靶向設計課程思政，將課程思政有機映射與融入各實驗項目中，達到傳授知識與課程育人的雙重效果。OSPF多區域路由實驗場景中設置等價路由，學生掌握OSPF 多區域路由配置與驗證，通過等價路由配置，理解網絡性能優化，引導學生放眼全局看問題，不要滿足于局部的最優。OSPF鄰接關系實驗，通過配置加密鏈路抓包分析，學生掌握OSPF鄰接關系建立過程以及相應的OSPF報文，引導學生根植網絡安全意識，遵守網絡法規。OSPF 區域內路由實驗，學生深入理解OSPF 區域內路由配置及計算過程，引導學生在解決問題的過程中學會抓住主要矛盾，提升解決問題的能力。OSPF 域間路由實驗，學生掌握OSPF區域間路由的配置，深入理解區域間路由的計算過程、區域間路由信息傳遞的規則，引導學生樹立以問題為導向的思想。OSPF外部路由實驗，學生掌握OSPF外部路由的引入配置和驗證，深入理解外部路由引入的計算過程，對比進行路由匯聚前后的效果，培養學生樹立工匠意識，精益求精。OSPF特殊區域實驗，學生掌握配置STUB 區域、完全STUB區域、NSSA 區域配置和驗證，深入理解各區域OSPF報文的產生、泛洪與轉換情況，引導學生培養一絲不茍、認真細致的科學精神。OSPF故障處理實驗，學生掌握處理OSPF 故障的流程和方法，培養學生善于運行信息，提高觀察、分析、處理問題的能力。

2.2 實現線上線下課程實驗翻轉課堂混合教學

為了實現課程實驗翻轉課堂教學，老師根據課程實驗教學大綱的要求錄制視頻，提出實驗要求，講解實驗步驟和實驗過程；將包括實驗教學大綱、實驗教學任務書、實驗教學計劃、實驗指導書和實驗教學視頻等資料發布到智慧樹、雨課堂等教學平臺，供學生實驗預習。課程實驗教學不再進行實驗過程的講解，采用翻轉課堂教學模式，重點進行師生的互動與交流，解決課程實驗教學中深層次的問題。

近幾年，教育部印發了《關于開展國家虛擬仿真實驗教學項目建設工作的通知》[4]，中共中央、國務院印發了《中國教育現代化2035》，這些文件的發布有力有效提高了高校實驗平臺和實驗教學育人體系，虛擬仿真技術廣泛應用于各學科專業實驗教學中，為線上實驗教學提供了良好的支撐。 《企業網高級路由技術》是網絡工程專業的專業課程，華為eNSP、EVENG、GNS3、Packet Tracert等虛擬仿真平臺對完成該課程實驗提供良好的支撐，在該課程實驗教學中，選用華為的eNSP，它是一款免費的虛擬仿真平臺軟件，具有強大的網絡設備模擬功能，能有多種設備導入包，能夠進行大量的網絡類實驗，只需要一臺配置中等的電腦就可以安裝并進行實驗；同時，它還提供了強大的試卷工程能力，提供制卷、自動閱卷功能等功能。在課程實驗教學中，學生根據實驗教學的相關要求，通過虛擬仿真平臺完成實驗，并可以利用空余時間反復練習，不斷打磨，不受實驗室時間和空間約束，甚至可以自主設計實驗，有利于提高了學生動手實踐的能力和創新的能力。為了解決虛擬仿真實驗真實性欠缺的問題，在虛擬仿真平臺完成實驗后，學生可以申請進行線下實驗，一來提高學生實驗的真實體驗感，二來可以大幅度提高實驗室的利用率。

將線上線下翻轉課堂混合教學模式引入課程實驗教學，在線上進行虛擬仿真實驗，并對實驗結果進行檢驗；在線下可以用現實設備對實驗進行再實現，同時，對于超出虛擬仿真平臺功能的實驗進行實現。以拓展實驗時間和空間，提高實驗效率，提高學生主動意識，增強學生獲得感。

2.3 課程實驗過程有效管控

課程實驗翻轉課堂教學，學生必須課前進行充分預習，并比較熟練地掌握實驗過程。課堂上，師生進行交互，老師基本上能把握學生的準備情況以及存在的問題。針對每個實驗預先制好試卷，將實驗步驟的重要觀測點體現在試卷中。將試卷通過網絡分發給每位學生，并要求學生在規定的時間內各自獨立完成，然后將答卷上傳至指定的位置，待學生完成實驗后，對照事先做好標準答卷進行自動閱卷，該過程一般只需要1~2 分鐘就能完成；閱卷完成后，會自動生成一個結果文件，該文件有每位同學實驗得分、標準答案以及學生答案對照表等內容。最后將結果文件共享給學生，讓每個學生各自知道自己對實驗的掌握程度。同時，針對實驗中出現的問題進行分析與講解，形成課程實驗課堂的閉環管理。在課程實驗課堂上，時間大致分配如下：師生交互占40%、學生動手實驗占40%、實驗分析占20%。課后，學生將實驗報告提交到線上教學平臺，老師對學生提交的實驗報告進行查重和批閱。

通過上述對實驗過程的有效管理，通過翻轉課堂教學和技術手段，使得每位學生實驗預習、實驗過程等都必須獨立完成，沒有抄襲的時間和空間，大大提高課堂實驗教學效果。

2.4 科學評定學生課程實驗成績

根據各課程實驗的特點，通過實驗預習、實驗過程交互、實驗操作、實驗報告等進行綜合評分。筆者對《企業網高級路由技術》課程實驗設定實驗預習成績占比20%，實驗過程交互成績占比20%，實驗操作成績占比50%，實驗報告10%。其中，智慧樹等線上教學平臺能夠提供實驗教學視頻等學習資源學生學習情況數據，可以直接導入該數據作為學生實驗預習部分的成績，這部分成績比較客觀。實驗過程交互主要包括實驗課堂交互和線上教學平臺交互，成績采用基準分法，首先根據學生對實驗的整體掌握程度設定基準分，然后通過交互過程中的表現進行加分和減分，這部分成績具有一定的隨機性、主觀性。實驗操作是實驗成績最重要的組成部分，這部分成績比較客觀。其中，實驗工具的使用設10分，根據使用仿真工具和實驗裝置開展實驗的能力進行打分；實驗方案設計設10分，根據學生運用所理論知識和科學的方法，結合實驗條件，設計切實可行的實驗方案情況打分；實驗觀測點準確性設80分，根據學生正確采集實驗數據，運用圖表準確記錄，仿真實驗數據，數據翔實，并能對數據進行分析，給出合理解釋，提出見解，得到有效結論，主要數據來源于學生提交的答卷成績。實驗報告成績，首先對實驗報告進行作業查重，對實驗報告雷同的計0分，重復程度大的賦低分，報告由指導老師評閱給出成績，主要考查學生根據實驗指導書要求撰寫實驗報告的能力，根據報告敘述清楚程度，邏輯性，結構完整，層次分明，圖表規范，是否提出獨到見解等評定成績，這部分成績兼具客觀性與主觀性。

3 結束語

課堂實驗教學改革效果的評價是衡量改革成敗的重要依據，也是教學改革進行優化的重要依據。對實驗指導老師進行主體性評價，主要包括對老師的課程思政建設意識、思政元素挖掘能力、對學生的引領能力、專業知識傳授能力、線上線下課程實驗翻轉課堂混合教學能力、與學生的交互情況、教學工作實效等方面。對學生進行育人成效評價，主要包括學生完成實驗的準確性、主動性、創造性、學生知識獲得感和思想上的獲得感等方面。通過構建SWOT矩陣，用系統分析的思想，綜合上述因素加以分析，從中得出最終評析結果[5]。并將該結果動態反饋到下一輪課程實驗教學過程中，形成實驗教學改革的動態閉環機制，以實現教學目標的最優化和教學效果的最大化，真正把全員育人、全過程育人、全方位育人的任務在課程實驗教學過程中落細落實。