“路由交換技術(shù)”課程教學(xué)改革的思考和研究

李江華，胡桂銀，聞順杰

（1.銅陵職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 銅陵 244000；2.安徽師范大學(xué)，安徽 蕪湖 241003）

《路由交換技術(shù)》是高等院校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的一門專業(yè)核心和必修課程，熟練使用路由交換技術(shù)是組建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的必要條件?，F(xiàn)階段，各個(gè)高校的網(wǎng)絡(luò)專業(yè)都開設(shè)了這門課程，而該課程具有知識(shí)點(diǎn)繁多，理論抽象深?yuàn)W，實(shí)踐要求高等特點(diǎn)[1]，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性普遍不高，學(xué)習(xí)效果不好。如何大大提高課堂教學(xué)的質(zhì)量，是專業(yè)教師急需解決主要問題。

1 現(xiàn)階段高等院校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè) 《路由交換技術(shù)》課程教學(xué)情況

目前，各高校的《路由交換技術(shù)》課程中，關(guān)于交換機(jī)和路由器的配置主要依據(jù)實(shí)訓(xùn)室所采用的廠商設(shè)備。早期大多的高校多以思科設(shè)備為主，隨著國家實(shí)施自主可控的國家安全戰(zhàn)略，近年來很多高校實(shí)訓(xùn)室建設(shè)又多以國產(chǎn)設(shè)備為主，如華為、中興、銳捷、H3C等。這就形成了一種現(xiàn)象，學(xué)生只對(duì)所學(xué)的廠商設(shè)備有所了解，卻對(duì)其他廠商的設(shè)備的配置無從下手，而真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，可能集成了多個(gè)廠商的設(shè)備，從而造成了教學(xué)與實(shí)踐的嚴(yán)重脫節(jié)[2]。另外，即使同一個(gè)企業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備，也存在著不盡相同的平臺(tái)版本，學(xué)生課堂上學(xué)習(xí)的配置命令可能只適用于某個(gè)系列的設(shè)備，在另外的版本的設(shè)備上配置時(shí)并不一定能成功。還有交換機(jī)路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備價(jià)格昂貴，實(shí)訓(xùn)室里配置的設(shè)備不足，這樣就很難保證每位學(xué)生都能完成所有實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)[3]。

2 產(chǎn)生的原因

造成《路由交換技術(shù)》課程在高校開展并不順利的原因有很多，主要有實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足、教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)過時(shí)、教學(xué)方法過于單調(diào)、理論與實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)等。

2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足，導(dǎo)致虛擬機(jī)、模擬器的過度使用

由于受到實(shí)驗(yàn)環(huán)境的制約，很難保證學(xué)生人人都有機(jī)會(huì)在真實(shí)的物理設(shè)備上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置實(shí)驗(yàn)，而虛擬機(jī)和模擬器的使用就很好地保證學(xué)生能夠獨(dú)立完成一般的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)任務(wù)。但是，用模擬器軟件來模擬真實(shí)的物理環(huán)境必然會(huì)存在各種各樣的問題，如Cisco模擬器Packer Tracer無法支持所有的交換機(jī)配置命令，也無法支持所有的路由器配置命令，很多網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)都無法模擬[4]。另外習(xí)慣于使用模擬器的學(xué)生在組建網(wǎng)絡(luò)時(shí)，很可能連最基本的物理連線都無法完成，更別說診斷網(wǎng)絡(luò)故障。

2.2 教學(xué)內(nèi)容過時(shí)，無法滿足企業(yè)實(shí)際上的需求

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅速，新技術(shù)層出不窮。如早期的X.25早已被幀中繼所取代，而現(xiàn)在流行的VoIP和QoS技術(shù)在很多教材中很少提及[5]，所以在教學(xué)過程中，教師要對(duì)教學(xué)內(nèi)容要有取舍，才能緊跟時(shí)代前沿技術(shù)，滿足崗位實(shí)際需求。另外，高等院校使用的教材大部分無法滿足日常教學(xué)活動(dòng)，目前高校《路由交換技術(shù)》課程的教材多屬以下兩種類型，一種以廠商提供的教程為標(biāo)準(zhǔn)，多是介紹自家設(shè)備的使用手冊(cè)，知識(shí)點(diǎn)涵蓋廣，專業(yè)性強(qiáng)，這種教材比較適合運(yùn)維人員的操作和培訓(xùn)手冊(cè)，并不適合教學(xué)使用，如Cisco的《CCNA學(xué)習(xí)指南》。第二類多以純理論為主，對(duì)于實(shí)踐及應(yīng)用場(chǎng)景介紹較少，缺少典型項(xiàng)目案例，無法適應(yīng)工學(xué)結(jié)合的人才培養(yǎng)方式。

2.3 教學(xué)方法過于單調(diào)，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不佳

路由交換課程中涉及到的原理和協(xié)議都較為抽象，傳統(tǒng)的課堂理論教學(xué)都是通過黑板或者多媒體進(jìn)行，學(xué)生學(xué)習(xí)的難度較高。而在實(shí)踐教學(xué)中，由于實(shí)驗(yàn)條件的局限，很多實(shí)驗(yàn)都是通過虛擬機(jī)和模擬器完成，教學(xué)效果很難保證。通常教師將實(shí)驗(yàn)任務(wù)分發(fā)下去，學(xué)生機(jī)械地按照實(shí)驗(yàn)步驟來完成，教師也只能關(guān)注到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不能對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行精確控制和管理，教學(xué)目標(biāo)很難完成[6]。

2.4 理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)嚴(yán)重脫節(jié)，學(xué)生難以學(xué)以致用

路由交換課程學(xué)習(xí)完成后，學(xué)生很難在企業(yè)中直接從事相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)組建工作，實(shí)踐能力與企業(yè)實(shí)際需要無法做到完美對(duì)接。企業(yè)需要的是操作熟練，能夠直接解決問題的人，課堂教學(xué)常常是以知識(shí)點(diǎn)為中心的教學(xué)方式，它雖然能夠幫助學(xué)生了解相關(guān)的概念和理解基本的技術(shù)原理，卻缺乏知識(shí)原理在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景中應(yīng)用的實(shí)踐機(jī)會(huì)，掌握的知識(shí)和原理無法在工作過程中體現(xiàn)出效果。

3 對(duì)策和建議

3.1 改善教學(xué)方法

3.1.1 運(yùn)用案例導(dǎo)入方式進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)

為了增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的有效性，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)設(shè)置上應(yīng)保證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容貼近企業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景，學(xué)生提前熟悉所學(xué)知識(shí)在未來的應(yīng)用場(chǎng)合，這樣能夠吸引學(xué)習(xí)興趣。如在講解到交換機(jī)訪問控制列表（ACL）實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們可以將應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)定如下：

某公司工作人員經(jīng)常在上班時(shí)間訪問外網(wǎng)，影響了工作效率，公司的網(wǎng)絡(luò)工程師可以在交換機(jī)上配置訪問控制列表，使員工上班時(shí)間只能訪問內(nèi)網(wǎng)，下班時(shí)間可以訪問外網(wǎng)。這種案例導(dǎo)入式的教學(xué)可以使學(xué)生直觀感受到所學(xué)知識(shí)在未來工作中的應(yīng)用場(chǎng)景，有針對(duì)性的進(jìn)行學(xué)習(xí)。

3.1.2 實(shí)訓(xùn)過程引入分組教學(xué)

由于在課程實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)需要的硬件需求量比較多，這就很難保證每位學(xué)生都能獲得足夠的實(shí)驗(yàn)硬件條件，另外，學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)的難度較大，所以分組教學(xué)在路由交換課程中有很好的應(yīng)用。分組可以按自愿原則進(jìn)行組合，也可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行能力高低的搭配，這樣能保證各組都能保質(zhì)保量完成實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)[7]。小組人數(shù)以4至6人較好，分組后，要選定小組的組長，負(fù)責(zé)管理整個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)施、進(jìn)度的安排及人員的分工和最后實(shí)驗(yàn)文檔的提交。分組教學(xué)的實(shí)施可以有效地調(diào)動(dòng)各成員的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，成員之間分工協(xié)作，密切配合，既提高了團(tuán)隊(duì)的意識(shí)，也為學(xué)生未來工作中快速融入團(tuán)隊(duì)打下了基礎(chǔ)。

3.1.3 項(xiàng)目分為子任務(wù)

通常一個(gè)網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目都由很多實(shí)驗(yàn)任務(wù)構(gòu)成，而教學(xué)中，教師可以將實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)構(gòu)建成一個(gè)個(gè)的子任務(wù)分別完成，如講到網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以將項(xiàng)目劃分成ACL包過濾技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)（NAT）、AAA、802.1x 等子任務(wù)，待這些子任務(wù)都完成后，可以設(shè)計(jì)一個(gè)大的項(xiàng)目，其中包含這些關(guān)鍵安全技術(shù)來提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。這種項(xiàng)目化的教學(xué)方法可以將知識(shí)點(diǎn)分解到多個(gè)任務(wù)中，便于學(xué)生學(xué)習(xí)接受，項(xiàng)目案例串聯(lián)多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，貼近企業(yè)實(shí)際，項(xiàng)目和子任務(wù)相互結(jié)合，可以很好地滿足不同能力層次學(xué)生的學(xué)習(xí)情形。

3.1.4 實(shí)驗(yàn)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境需提前組建

由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置實(shí)驗(yàn)時(shí)通常都需要提前搭建網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，例如，準(zhǔn)備好多個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中必需的客戶機(jī)和服務(wù)器，而主機(jī)也有不同的操作系統(tǒng)要求及軟件的安裝，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間的物理連線、清空上次實(shí)驗(yàn)中路由和交換設(shè)備相關(guān)配置等等。這些工作如果在實(shí)驗(yàn)過程中來完成，一方面可能會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間，另一方面臨時(shí)搭建可能會(huì)遇到各種無法預(yù)知的問題而難以解決，不能保證教學(xué)進(jìn)度。所以在實(shí)踐教學(xué)中，筆者建議提前開放網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)室，讓學(xué)生來搭建網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，這樣既能夠確保學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，熟悉實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，還可以進(jìn)一步提高他們的實(shí)踐動(dòng)手能力，學(xué)習(xí)的效果得到明顯的提升。

3.2 教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

路由交換課程知識(shí)點(diǎn)較多，教學(xué)過程中不可能做到面面俱到，所以要有取舍。在網(wǎng)絡(luò)配置實(shí)驗(yàn)時(shí)，通常都會(huì)涉及到子網(wǎng)劃分，這部分的知識(shí)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)相關(guān)課程中已經(jīng)介紹，路由交換技術(shù)課程中就可以讓學(xué)生自主復(fù)習(xí)。老師課程講授時(shí)對(duì)于過時(shí)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)如X.25、ISDN等就無需介紹，而對(duì)于流行的新技術(shù)則要著重介紹，如：VoIP、QoS、VRRP，這樣學(xué)生才能了解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的新技術(shù)[8]。

3.3 加大實(shí)踐教學(xué)的比重

路由交換課程要求學(xué)生能夠熟練掌握網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置命令，對(duì)于學(xué)生而言，解決實(shí)際問題的能力相對(duì)于理論知識(shí)的掌握更為重要。所以平常教學(xué)中應(yīng)多安排實(shí)踐課程，實(shí)驗(yàn)任務(wù)的安排應(yīng)遵循“由易到難、由獨(dú)立到綜合”的原則，即先進(jìn)行簡單的基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，在掌握了基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)原理后，再開展整合多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的綜合類實(shí)驗(yàn)?；A(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虼龠M(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，而綜合實(shí)驗(yàn)又能培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)來解決真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中問題的能力。

3.4 改革考核方式

傳統(tǒng)的考核方式多以期末理論考試為主，學(xué)生考前強(qiáng)化記憶也能考出好成績，而路由交換是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，這就要求在考核中要淡化理論考試，重視實(shí)踐考核[9]?？己说男问娇梢栽陧?xiàng)目完成后采用學(xué)生小組答辯的形式來評(píng)判。每個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目完成后，教師組織答辯，讓小組成員制作PPT，匯報(bào)實(shí)驗(yàn)的原理、實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備過程、實(shí)驗(yàn)的步驟、以及實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及解決方法等，教師可以通過學(xué)生的匯報(bào)和提交的實(shí)驗(yàn)文檔就能了解該組完成的情況，然后根據(jù)小組成員在實(shí)驗(yàn)中承擔(dān)的任務(wù)和完成情況來綜合評(píng)分。另外，團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人的意見也是各成員成績的一個(gè)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，由于負(fù)責(zé)人了解成員參與和完成項(xiàng)目的具體情況，這樣的考核方式能夠保證每位項(xiàng)目參與人員成績的相對(duì)合理，也能夠避免理論考試中高分低能現(xiàn)象的產(chǎn)生。而組織答辯制作PPT進(jìn)行實(shí)驗(yàn)匯報(bào)的過程也為學(xué)生畢業(yè)論文的答辯打下良好的基礎(chǔ)。

3.5 強(qiáng)化校企合作，共同培育學(xué)生

課堂教學(xué)可以使學(xué)生掌握基礎(chǔ)的理論知識(shí)，理論的掌握是為了更好的服務(wù)于實(shí)踐，而實(shí)踐案例來自于企業(yè)，校企合作對(duì)于路由技術(shù)課程的學(xué)習(xí)顯得尤為重要[10]。首先，與企業(yè)合作可以將有實(shí)際工程背景的案例引入教學(xué)中，提高了教學(xué)的實(shí)效性。其次，與企業(yè)合作，教師可以了解行業(yè)主流技術(shù)，及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容能夠與時(shí)俱進(jìn)。最后，校企合作可以讓學(xué)生在企業(yè)里頂崗實(shí)習(xí)，學(xué)生在一線技術(shù)人員指導(dǎo)下積累工程經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)對(duì)和解決具體問題的技能能夠進(jìn)一步提高。

3.6 鼓勵(lì)學(xué)生獲取職業(yè)資格證書及參與技能競賽

為了提高學(xué)生的就業(yè)能力，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生參加各類職業(yè)資格證書的考證工作，學(xué)生在考證學(xué)習(xí)過程中，可以對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)提高，當(dāng)達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)等級(jí)時(shí)，學(xué)生自然就成為了一名合格的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的考證較多，有國家相關(guān)部門組織的軟考，如網(wǎng)絡(luò)工程師、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)師等相關(guān)資格證書，還有企業(yè)行業(yè)相關(guān)的考證，如思科、華為、華三都有自己的認(rèn)證體系[11]。另一方面，多引導(dǎo)學(xué)生參加各種各樣的網(wǎng)絡(luò)技能比賽，通過比賽促進(jìn)學(xué)習(xí)。學(xué)院可以每年舉辦計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用大賽，在大賽中發(fā)現(xiàn)人才，將優(yōu)秀的學(xué)生集中培訓(xùn)，鼓勵(lì)優(yōu)秀學(xué)生參加校外網(wǎng)絡(luò)技能競賽，學(xué)生能夠在比賽中尋找差距，彌補(bǔ)不足。

4 路由交換課程改革效果分析

我院從2015年開始推行路由交換課程改革，隨著教學(xué)改革的深入，取得的成績也逐步顯現(xiàn)。通過近五年對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)學(xué)生路由交換課程的教學(xué)滿意度調(diào)查，可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)課程教學(xué)的滿意度在逐年提高（如表1所示），路由交換課程的改革初見成效。

表1 路由交換課程教學(xué)滿意度調(diào)查表

另一方面，在期末考試課程難度相對(duì)穩(wěn)定的情況下，通過分析2016—2020級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)路由交換課程期末的卷面成績，總結(jié)出學(xué)生的平均成績、及格率、高分學(xué)生占比越來越高（如表2所示）。

表2 近五年路由交換課程期末卷面成績分析表

5 結(jié)束語

網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，路由交換技術(shù)課程的教學(xué)改革必然是一項(xiàng)漫長而緊迫的任務(wù)。在教學(xué)過程中，教師只有不斷總結(jié)，不斷創(chuàng)新，才能取得較好的教學(xué)效果。當(dāng)然課堂教學(xué)不能脫離企業(yè)實(shí)際，網(wǎng)絡(luò)人才的建設(shè)需要加強(qiáng)與企業(yè)的合作，順應(yīng)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。同樣，教師也要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，不斷完善知識(shí)結(jié)構(gòu)，更新教育理念，在教學(xué)中傾聽企業(yè)對(duì)人才的素質(zhì)要求，改善教學(xué)方法，共同培養(yǎng)高素質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才。