思科網(wǎng)院杯的網(wǎng)絡(luò)工程教學(xué)改革
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摘要：本文根據(jù)應(yīng)用技術(shù)性型大學(xué)對人才培養(yǎng)的需求，以賀州學(xué)院為例，基于思科網(wǎng)院杯，以學(xué)科競賽為驅(qū)動促進(jìn)教學(xué)活動，結(jié)合作者多年從事網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)課程教學(xué)的經(jīng)驗，對網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)課程教學(xué)進(jìn)行改革探索，并進(jìn)行實踐。通過對比改革前后學(xué)生競賽成績，結(jié)果表明，該方案能顯著提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
關(guān)鍵詞：思科網(wǎng)院杯；網(wǎng)絡(luò)工程；教學(xué)改革；教學(xué)實踐
“思科網(wǎng)院杯”全國大學(xué)生網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大賽是由思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會發(fā)起，在全國高校范圍內(nèi)展開的基于虛擬世界的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)競賽，旨在正確引導(dǎo)高等院校在校學(xué)生參與高端網(wǎng)絡(luò)技能培訓(xùn)，同時不斷提升國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教育的水平，為社會輸送更多優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才。賀州學(xué)院作為地方本科應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)，對人才的培養(yǎng)強(qiáng)調(diào)其應(yīng)用型，學(xué)校培養(yǎng)的人才應(yīng)更接近行業(yè)的需求[1]。隨著科技的日新月異，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)領(lǐng)域?qū)θ瞬诺男枨笠蔡岢隽诵碌囊?，做好網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)課程教學(xué)對培養(yǎng)合格的網(wǎng)絡(luò)工程人才尤為關(guān)鍵[2]。如何上好網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)課程顯得尤為重要，賀州學(xué)院作為地方本科院校，當(dāng)前正迎來向應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)轉(zhuǎn)型的契機(jī)，學(xué)生自身特殊性，使得傳統(tǒng)的教學(xué)模式的弊端在當(dāng)今形勢下的問題不斷被放大。
一網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)課程教學(xué)在問題
傳統(tǒng)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實踐教學(xué)本身存在一些不足，特別對于像賀州學(xué)院這樣的地方本科院校的學(xué)生而言，顯得尤為突出。賀州學(xué)院學(xué)生具有如下特點：生源質(zhì)量和一本有一定距離，部分同學(xué)的學(xué)習(xí)主動性不夠。另外，我們學(xué)校執(zhí)行3+1模式，即前面三年在學(xué)校學(xué)習(xí)，最后一年到企業(yè)實習(xí)。這意味著在學(xué)校的學(xué)習(xí)學(xué)時更為緊張。結(jié)合我校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的實際情況，傳統(tǒng)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)存在以下四個方面的不足之處。首先，傳統(tǒng)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗課程教學(xué)模式，每次實驗學(xué)生要從頭搭建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置操作需要從頭做，這樣會浪費學(xué)生很多時間，而課堂的實驗時間非常有限。第二，沒法確保讓學(xué)生按照指定的要求來完成，比如實驗中要求學(xué)生配置ssh協(xié)議后，通過ssh協(xié)議登錄到遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行配置，而有些同學(xué)不按照要求，直接從命令行進(jìn)入指定的設(shè)備進(jìn)行配置操作。類似這樣的問題難以杜絕。第三，對于實驗中的每一個考察點，學(xué)生難以確定自己是否做對，學(xué)生難以確定自己實驗進(jìn)度，某個考察點做錯了難以確定，影響到實驗進(jìn)度和對實驗內(nèi)容的掌握。第四，難以杜絕一些偷懶學(xué)生抄襲現(xiàn)象。傳統(tǒng)的實驗方式，就是每章布置實驗內(nèi)容，要求學(xué)生完成，書寫實驗報告（實驗心得或總結(jié)等）。由于提交的是電子材料，有些偷懶的同學(xué)就可以拷貝其他同學(xué)的作業(yè)改為自己的姓名學(xué)號然后提交。第五，考核方式不夠科學(xué)合理。傳統(tǒng)的考核方式主要體現(xiàn)在期末考核，難以調(diào)動學(xué)生的積極性。
二網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)課程教學(xué)改革實踐
針對傳統(tǒng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實踐教學(xué)存在的問題，本文結(jié)合作者的實踐，利用PacketTracer制作.pka文件作為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實驗上機(jī)操作素材可以很好的解決傳統(tǒng)教學(xué)的弊端。（一）思科網(wǎng)院杯介紹“思科網(wǎng)院杯”全國大學(xué)生網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大賽是由思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院理事會發(fā)起，在全國高校范圍內(nèi)展開的基于虛擬世界的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)競賽，旨在正確引導(dǎo)高等院校在校學(xué)生參與高端網(wǎng)絡(luò)技能培訓(xùn)，同時不斷提升國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教育的水平，為社會輸送更多優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才。2005年，首屆“思科網(wǎng)院杯”全國大學(xué)生網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大賽在清華大學(xué)成功舉行，從而為全國的高等學(xué)院在校生提供了一個交流網(wǎng)絡(luò)理論知識與實際技能的平臺，為培養(yǎng)更多的高端網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才樹立了新的標(biāo)準(zhǔn)。思科網(wǎng)院杯比賽分三個不同級別的項目：即ITE項目、CCENT項目、CCNA項目（或C4項目）。ITE主要是計算機(jī)基礎(chǔ)，組裝和維護(hù)等方面的內(nèi)容，是最低級別的比賽，大一學(xué)生即可參加。CCENT(CiscoCertifiedEntryNetworkingTechnician，CCENT)項目即思科連網(wǎng)技術(shù)人員入門級認(rèn)證，是第二個級別。CCNA即CiscoCertifiedNetworkAssociate,CCNA(思科認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)工程師)。（二）PacketTracer介紹CiscoPacketTracer是由Cisco公司的一個輔助學(xué)習(xí)工具，為學(xué)習(xí)思科網(wǎng)絡(luò)課程的初學(xué)者去設(shè)計、配置、排除網(wǎng)絡(luò)故障提供了網(wǎng)絡(luò)模擬環(huán)境。用戶可以在軟件的圖形用戶界面上直接使用拖曳方法建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌⒖商峁?shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中行進(jìn)的詳細(xì)處理過程，觀察網(wǎng)絡(luò)實時運行情況?？梢詫W(xué)習(xí)IOS的配置、鍛煉故障排查能力[3]。PacketTracer補充物理設(shè)備在課堂上允許學(xué)生用的設(shè)備，一個幾乎無限數(shù)量的創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)鼓勵實踐，發(fā)現(xiàn)，和故障排除?；诜抡娴膶W(xué)習(xí)環(huán)境，幫助學(xué)生發(fā)展創(chuàng)造性和批判性思維，解決問題。PacketTracer補充的網(wǎng)絡(luò)學(xué)院的課程，使教師易教，表現(xiàn)出復(fù)雜的技術(shù)概念和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計。目前最新版本是PacketTracer7.1。利用PacketTracer其強(qiáng)大的功能，可以設(shè)計出各類實驗操作素材和實驗考核素材，達(dá)到事半功倍的效果。（三）基于PacketTracer的實驗素材制作PacketTracer具有非常強(qiáng)大的功能，可以根據(jù)教學(xué)需要設(shè)計出各種.pka文件的實驗上機(jī)素材。.pka文件是搭建好的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，根?jù)需要讓學(xué)生進(jìn)行相關(guān)知識的配置操作。運行時可以看到相關(guān)要求，可以按要求進(jìn)行操作即可。.pka文件可以根據(jù)需要鎖定學(xué)生的相關(guān)操作功能，比如我們鎖定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，那么學(xué)生就不能更改網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，只能進(jìn)行相關(guān)的配置操作。以下介紹制作.pka實驗素材文件方法。1.運行PacketTracer，搭建初始網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋓nitial.pkt。初始的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫菍W(xué)生運行的時候看到的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錉顟B(tài)，要對學(xué)生進(jìn)行考核的知識點是沒有進(jìn)行過任何配置的。2.在initial.pkt文件上進(jìn)行配置，并另存為answer.pkt，即答案文件。3.運行answer.pkt文件，然后選擇菜單中的“擴(kuò)展”—“活動向?qū)А?，接著會彈出對話框“是否想將?dāng)前網(wǎng)絡(luò)用作問答網(wǎng)絡(luò)”，點擊“是”。然后進(jìn)入活動向?qū)У脑O(shè)置界面。在上圖中的活動向?qū)е校梢愿鶕?jù)需要進(jìn)行如下設(shè)置即可設(shè)計出所需要的上機(jī)實驗素材。①點擊“說明”，可以直接導(dǎo)入編輯好的說明文檔，即對本次實驗的相關(guān)要求說明文檔；②點擊“問答網(wǎng)絡(luò)”可以對實驗時間設(shè)置，就是設(shè)置學(xué)生完成該內(nèi)容需要多少時間，當(dāng)然也可以不顯示時間，也可以顯示已用時間或倒計時?？梢栽O(shè)置反饋信息：就是可以選擇性地讓學(xué)生看到完成的項目和得分，也可以不給學(xué)生看到。而在評估時可以設(shè)置對學(xué)生的考核點和得分點；③點擊“初始網(wǎng)絡(luò)”添加initial.pkt文件，并進(jìn)行相關(guān)設(shè)置，比如鎖定相關(guān)的功能選項。Initial.pkt就是學(xué)生做實驗的時候打開看到的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錉顟B(tài)；④點擊“密碼”進(jìn)行設(shè)置密碼，否則學(xué)生便可查看答案文件；⑤點擊“變量管理器”可以設(shè)置學(xué)生運行文件時生成唯一的編號，這樣非常有利于預(yù)防學(xué)生偷懶。除了這五項外，其他的功能可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇性設(shè)置。所有設(shè)置好后另存為.pka文件即可。（四）利用PacketTracer制作實驗素材達(dá)到效果利用PacketTracer制作的.pka實驗素材，非常有助于學(xué)生的上機(jī)實驗，具有以下特點。1.學(xué)生無需從頭搭建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，也無需完成所有的網(wǎng)絡(luò)配置，這在有限的上機(jī)時間對學(xué)生的實驗效果非常重要；2.可以限制學(xué)生的相關(guān)功能，指定學(xué)生使用相關(guān)功能完成實驗。比如要求學(xué)生學(xué)會連接配置線對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置的時候，可以把從命令行進(jìn)入的功能鎖定，這樣學(xué)生就只能連接配置線進(jìn)行配置；3.可以根據(jù)需要給學(xué)生提供相關(guān)實驗要求和說明，有必要地給相應(yīng)的提示?？梢栽试S學(xué)生查看每一個考核點自己是否做對?？梢宰寣W(xué)生看到自己的分?jǐn)?shù)，有助于學(xué)生把所有考核知識點都完成掌握；4.可以預(yù)防學(xué)生偷懶，因為利用PacketTracer制作.pka的上機(jī)材料可以設(shè)置學(xué)生運行的時候生成唯一的編號，這樣任何一個學(xué)生都不可能拷貝其他同學(xué)的作業(yè)作為他自己的作業(yè)提交。（五）利用思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院資源賀州學(xué)院作為思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院成員，可以免費使用思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院所有的教學(xué)資源。思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院涵蓋網(wǎng)絡(luò)工程大部分課程，每門課程教師開課，把學(xué)生添加進(jìn)去便可免費使用里面的資源進(jìn)行學(xué)習(xí)。每門課程都提高詳細(xì)的學(xué)習(xí)資料：如課程PPT，實驗素材，課程規(guī)劃等。在思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院網(wǎng)站，學(xué)生可以進(jìn)行每章節(jié)的作業(yè)，測驗，單元測試等，包括理論和實踐，且可以自動評分。學(xué)生做完可查看答案，且每個題目均有解析，非常有助于學(xué)生自學(xué)。（六）利用PacketTracer制作競賽訓(xùn)練題通過搜集思科網(wǎng)院杯往年的各類競賽試題，制作成PKA文件，對學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練。由于PKA文件本身具有自動評卷功能，不需要老師進(jìn)行評閱，學(xué)生做完即可知道是否做對，對于比較有難度的題目，給學(xué)生提供參考答案和解析。讓學(xué)生主動自愿完成，根據(jù)學(xué)生完成的量和質(zhì)給予一定的平時分加分。所以同學(xué)們都比較積極地去完成課外的競賽題目。這對學(xué)生的提高非常有幫助。
三改革成效
賀州學(xué)院作為地方本科院校，生源、學(xué)生特點具有地方二本院校特有的一些特點。經(jīng)過基于思科網(wǎng)院杯競賽為驅(qū)動的教學(xué)改革實踐后，效果還是比較顯著的。由下表對比我校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生參加2016年和2017年思科網(wǎng)院杯全國大學(xué)生網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大賽的第一輪和第二輪的成績及獲獎情況可以看出改革的成效。2016年思科網(wǎng)院杯之前，我們還沒有進(jìn)行教學(xué)改革，之后進(jìn)行教學(xué)改革，然后參加了2017年的思科網(wǎng)院杯比賽。由上表可知，改革前的第一輪比賽成績能達(dá)到30%的人數(shù)比例只有22%，而改革后達(dá)到88%；改革前決賽獲獎人數(shù)1人，占參賽總?cè)藬?shù)的1.6%，而改革后獲獎人數(shù)9人，占參賽總?cè)藬?shù)的5.2%。由此課件，本文提出的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實踐課程教學(xué)改革方案，通過實踐證明，對于地方本科院校，特別是賀州學(xué)院學(xué)生來說，效果是比較顯著的。
四結(jié)論
本文針對賀州學(xué)院學(xué)生特點，總結(jié)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)課程傳統(tǒng)教學(xué)存在的弊端，積極探索更適合的教學(xué)方法，以思科網(wǎng)院杯為驅(qū)動，充分利用PacketTracer的功能，充分利用思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院豐富的教學(xué)資源，進(jìn)行改革實踐，通過學(xué)生競賽的成績表明，提出教學(xué)改革方案的有效性。在一定程度上可以為同類院校的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)類課程教學(xué)提供了可參考的價值。
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作者:胡元闖 譚曉東 王鳳領(lǐng) 巫湘林 單位:賀州學(xué)院數(shù)學(xué)與計算機(jī)學(xué)院