摘要：作者結(jié)合自己多年的教學(xué)實(shí)踐，探討了教學(xué)內(nèi)容、教材編寫、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及考評(píng)方式。經(jīng)實(shí)踐證明效果良好，形成了自己的特色。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)工程；教學(xué)方法；教學(xué)改革；網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)；實(shí)踐；探索

中圖分類號(hào)：TP391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-5913 (2007) 22-0005-04

1教學(xué)內(nèi)容的選擇

一些高校在網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中，選擇了國內(nèi)外知名網(wǎng)絡(luò)公司的設(shè)備及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案，如思科、華為等。這些公司負(fù)責(zé)提供全套的實(shí)驗(yàn)講義、課件及師資培訓(xùn)，相當(dāng)于是其大學(xué)計(jì)劃的一部分。顯然，實(shí)用程度及難度系數(shù)無庸置疑。問題是，高校主要以大班教學(xué)為主，而實(shí)驗(yàn)設(shè)備又不可能買得太多(網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一般價(jià)格比較昂貴)，學(xué)生多設(shè)備少，怎么辦？作者認(rèn)為，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備只能作為部分學(xué)生提高的輔助資源，不能作為網(wǎng)絡(luò)工程教學(xué)的主要資源，與培訓(xùn)中心的小班教學(xué)是不能等同的。

另外，還有一些高校將課程內(nèi)容定位在網(wǎng)絡(luò)工程的招投標(biāo)、網(wǎng)絡(luò)工程的規(guī)劃與設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)工程的組織與實(shí)施，網(wǎng)絡(luò)工程的驗(yàn)收與服務(wù)等方面。作者認(rèn)為，這些內(nèi)容只需要通過少量的學(xué)時(shí)加以介紹，重點(diǎn)還是技術(shù)?！熬W(wǎng)絡(luò)工程”課程設(shè)置的初衷是提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，如果純粹介紹文字，不僅教學(xué)枯燥無味，實(shí)驗(yàn)也無法開展，因此，不應(yīng)成為重點(diǎn)。

另外，由于學(xué)時(shí)有限，不可能面面俱到，必須有所取舍。在36+18的有限學(xué)時(shí)里，究竟講些什么，我們考慮了很久。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是該課程的前導(dǎo)課，通過統(tǒng)一修訂大綱，做到了兩門課一方面銜接緊密，另一方面又不允許在實(shí)驗(yàn)和授課內(nèi)容上有重復(fù)。像數(shù)據(jù)包的截獲與分析放在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，并且作為重點(diǎn)，雙絞線的制作則拿出來放到網(wǎng)絡(luò)工程中。另一方面，由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)博大精深，內(nèi)容必須有所定位?？紤]到園區(qū)網(wǎng)是日常生活中隨處可見的網(wǎng)絡(luò)，因此該課程定位為園區(qū)網(wǎng)。一般的網(wǎng)絡(luò)書都會(huì)講到，按地理范圍劃分，分為局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)三種。園區(qū)網(wǎng)屬于介于局域網(wǎng)與城域網(wǎng)之間的一種網(wǎng)絡(luò)，目前的大中型企業(yè)、政府部門、學(xué)校、商場(chǎng)、小區(qū)等所屬的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，都屬于園區(qū)網(wǎng)。園區(qū)網(wǎng)通常跨越多個(gè)建筑物，由多個(gè)小的局域網(wǎng)構(gòu)成并與Internet連接，會(huì)用到多種常用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，例如VLAN和WLAN等。校園網(wǎng)是最典型的園區(qū)網(wǎng)。由于大部分學(xué)生接觸廣域網(wǎng)的機(jī)會(huì)很小，加之實(shí)驗(yàn)條件有限，因此像FR、ATM、ISDN等廣域網(wǎng)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)工程中不再介紹。

2教材的選擇與編寫

好的教學(xué)必須有好的教材。課程開設(shè)之初，我們就一直努力尋找教材，遺憾的是沒有找到。有關(guān)網(wǎng)絡(luò)工程的書很多，但作為教材都不太合適?；蛘咂卦斫榻B，或者工程實(shí)例太少，或者內(nèi)容過于簡(jiǎn)單，或者太過于專業(yè)，或者以認(rèn)證考試為主，或者只是介紹網(wǎng)絡(luò)工程招投標(biāo)?；ㄙM(fèi)了大量時(shí)間去學(xué)習(xí)，而最后仍無法管理一個(gè)簡(jiǎn)單的園區(qū)網(wǎng)，原因是學(xué)習(xí)內(nèi)容偏且不全。能否有一本教材講述園區(qū)網(wǎng)中所涉及到的常用技術(shù)并且用理論指導(dǎo)實(shí)踐呢？

作者開始自編講義，從如下的思路展開，介紹在園區(qū)網(wǎng)(如校園網(wǎng)、小區(qū)網(wǎng))中，如何組建和配置有線局域網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、虛擬局域網(wǎng)，包括協(xié)議配置和連通性測(cè)試；如何讓多個(gè)本地局域網(wǎng)之間互連互通，以Cisco硬件路由器和Microsoft 路由和遠(yuǎn)程訪問服務(wù)組件(RRAS)軟件路由器介紹路由的配置，重點(diǎn)闡述路由的原理，即配置哪些參數(shù)，至于如何配置并不重要，沒有硬件路由器也能掌握路由的基本原理；如何讓多個(gè)遠(yuǎn)程局域網(wǎng)(如多個(gè)校區(qū))之間互連互通，介紹目前最經(jīng)濟(jì)便捷的互連方式VPN；如何讓使用保留IP地址的局域網(wǎng)PC通過一條Internet鏈路共享上網(wǎng)，介紹兩種典型的方式——代理和網(wǎng)關(guān)，重點(diǎn)闡述它們的本質(zhì)區(qū)別；如何保證園區(qū)網(wǎng)的安全和遠(yuǎn)程管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與服務(wù)器等等，由于網(wǎng)絡(luò)安全開設(shè)有獨(dú)立的選修課，在這里只重點(diǎn)介紹防火墻。除此之外，以我校校園網(wǎng)及學(xué)院真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為例，講述如何進(jìn)行二級(jí)區(qū)域的委派和域名轉(zhuǎn)發(fā)；如何在一臺(tái)服務(wù)器上搭建多個(gè)web站點(diǎn)，即虛擬主機(jī)技術(shù)和泛域名解析技術(shù)；如何搭建可通過web和pop3進(jìn)行郵件收發(fā)的郵件服務(wù)器；如何建立基于用戶的FTP站點(diǎn)；如何搭建流媒體服務(wù)器以實(shí)現(xiàn)視頻點(diǎn)播，這些都是園區(qū)網(wǎng)中目前最實(shí)用的內(nèi)容，學(xué)完就可以用。最后，為了更好地激發(fā)大家的學(xué)習(xí)興趣，還留了少量時(shí)間給大家簡(jiǎn)要介紹一些網(wǎng)絡(luò)工程領(lǐng)域的新技術(shù)，如VoIP、P2P、IPv6等。這些內(nèi)容逐年補(bǔ)充更新，并在作者的個(gè)人網(wǎng)站上發(fā)布。

考慮部分同學(xué)可能將來要考CCNA的認(rèn)證，同時(shí)考慮到思科的設(shè)備最為普及，配置方法最具代表性，配置復(fù)雜度也最高，所以在介紹交換機(jī)和路由器的配置時(shí)是以部署在園區(qū)網(wǎng)中的最常見的思科設(shè)備為例。同時(shí)，在講義編寫時(shí)主要做了以下幾點(diǎn)考慮：

(1) 內(nèi)容實(shí)用新穎，可操作性強(qiáng)。定位于園區(qū)網(wǎng)，只講述目前正在使用的最新技術(shù)，如共享上網(wǎng)、基于用戶的FTP管理等。過時(shí)的、不用的一律不談。很多經(jīng)典問題，如VLAN路由、無線局域網(wǎng)、局域網(wǎng)共享等都自成一章。

(2) 有上機(jī)實(shí)驗(yàn)，便于組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)。網(wǎng)絡(luò)工程重在實(shí)踐，如何安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)是重中之中，每一章都設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，有難有易。

(3) 強(qiáng)調(diào)理論對(duì)實(shí)踐的指導(dǎo)，不是簡(jiǎn)單的配置手冊(cè)。每一章都有大量的思考題，不僅闡述how to configure，更重要是闡述why to configure，使學(xué)生做到舉一反三，觸類旁通。如局域網(wǎng)共享上網(wǎng)，不能簡(jiǎn)單講解一個(gè)共享上網(wǎng)軟件如何使用，而是進(jìn)行歸納比較，進(jìn)行理論的提升，隨便找一個(gè)共享上網(wǎng)，看看幫助，也應(yīng)該能配置，這才是要追求的理想教學(xué)效果。經(jīng)反復(fù)試用和修改，講義已于05年正式出版。

3教學(xué)方法的設(shè)計(jì)

本課程與“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”原理課程不同，更強(qiáng)調(diào)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，操作性很強(qiáng)，在講授基本原理的前提下，更多的是通過邊講解邊演示的教學(xué)方法讓學(xué)生有更多的直觀感受，實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊跟其后，能夠讓學(xué)生對(duì)所學(xué)技能有一個(gè)深刻的理解而因此產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。

由于很多內(nèi)容演示如軟路由需要幾臺(tái)計(jì)算機(jī)才能完成，大班授課一般在教室進(jìn)行，搭建這么一個(gè)環(huán)境是很不方便的，于是作者在實(shí)驗(yàn)室搭建一個(gè)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)環(huán)境，然后在教室(有投影設(shè)備)通過筆記本電腦訪問到這個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，通過Windows 2000自帶的終端服務(wù)登錄到這個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境就可以進(jìn)行演示了。

如圖1所示，所有計(jì)算機(jī)均安裝Windows 2000 Server操作系統(tǒng)，并提前安裝好必要的服務(wù)組件，如終端服務(wù)、RRAS、IIS、DNS、DHCP服務(wù)等。安裝2~3塊網(wǎng)卡，并按照下面的標(biāo)識(shí)修改網(wǎng)卡的接口名稱。為防止配置過程中網(wǎng)絡(luò)中斷，必須保證每一臺(tái)計(jì)算機(jī)至少有一塊網(wǎng)卡是多媒體教室的計(jì)算機(jī)可以訪問的，其他網(wǎng)卡可隨意配置。

注意，在搭建局域網(wǎng)PC共享上網(wǎng)和局域網(wǎng)互連的演示環(huán)境時(shí)，將上述四塊網(wǎng)卡的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)去掉或?qū)④S點(diǎn)數(shù)改為2，否則會(huì)造成演示無法成功。

4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及環(huán)境的設(shè)計(jì)

除VLAN必須用到交換機(jī)之外，其他實(shí)驗(yàn)基本上可用Windows 2000 Server中的組件或第三方軟件完成，因此，實(shí)驗(yàn)室主要設(shè)備就是計(jì)算機(jī)，安裝Windows 2000 Server操作系統(tǒng)，并提前安裝好IIS、DNS、RRAS等服務(wù)。另有十套Cisco2621路由器和Catalyst 2950交換機(jī)供學(xué)有余力的學(xué)生選做。為了做到靈活、機(jī)動(dòng)、真實(shí)，主機(jī)全部放在桌子上，便于加裝網(wǎng)卡，每臺(tái)電腦有四個(gè)分區(qū)(含一個(gè)Linux分區(qū))，不裝硬盤保護(hù)卡，每次實(shí)驗(yàn)前利用Ghost重做系統(tǒng)。信息面板安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，便于插拔，由于軟路由等實(shí)驗(yàn)需要多網(wǎng)卡，因此預(yù)留的信息點(diǎn)數(shù)要多于計(jì)算機(jī)數(shù)量的一半，所有信息點(diǎn)連到交換機(jī)，并通過路由器連到校園網(wǎng)。實(shí)驗(yàn)室放置一些小的HUB，以及雙絞線實(shí)驗(yàn)留下的直通線和交叉線，供需要時(shí)使用。圖2為實(shí)驗(yàn)室的基本拓?fù)錁?gòu)圖，表面看并無特別之處，真正實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)根據(jù)需要改變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。由于多組同時(shí)實(shí)驗(yàn)，要注意IP地址的設(shè)置不能沖突，計(jì)算機(jī)名稱不能重復(fù)。

實(shí)驗(yàn)過程中，要注意幾個(gè)問題。不贊成在實(shí)驗(yàn)室上課，更不要教師一邊操作學(xué)生一邊操作，一定要讓學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中遇到問題不要輕易回答，鼓勵(lì)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，讓學(xué)生學(xué)會(huì)思考，實(shí)在解決不了再回答。盡量少用甚至不用模擬軟件，如思科的路由模擬軟件，因?yàn)闊o論多么逼真，仍會(huì)有差異。不要讓學(xué)生簡(jiǎn)單驗(yàn)證課本上的實(shí)驗(yàn)，要讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)明白其中的道理。比如，做局域網(wǎng)共享上網(wǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)充分體會(huì)到代理與網(wǎng)關(guān)的真正異同，比如，如果某一個(gè)FTP站點(diǎn)限制來自同一個(gè)IP的登錄線程數(shù)，通過實(shí)驗(yàn)應(yīng)該能夠明白，無論代理還是網(wǎng)關(guān)，實(shí)驗(yàn)效果是一樣的，因?yàn)樵谕饨缈磥矶际峭粋€(gè)IP。

另外，改革了答疑方式。開學(xué)初安排好所有要做或可以選做的實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)時(shí)間可以做任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)，不安排答疑，有一個(gè)常見問題答疑庫，學(xué)生自己查詢，最后一次實(shí)驗(yàn)安排答疑，并根據(jù)問題難易程度打分，問題越簡(jiǎn)單得分就越低，著力培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力。

我們還在實(shí)驗(yàn)改革上做了大量的探索，壓縮了驗(yàn)證型基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，增加綜合性、創(chuàng)新型及設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。針對(duì)不同層次的學(xué)生，大面積增加需要自學(xué)才能完成的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，如Linux下局域網(wǎng)共享上網(wǎng)的實(shí)驗(yàn)，并作為考核的重要內(nèi)容，成績(jī)?cè)谥械纫陨险撸仨氂幸粋€(gè)以上獨(dú)立設(shè)計(jì)完成的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在考核評(píng)價(jià)過程中，從傳統(tǒng)的面向?qū)嶒?yàn)結(jié)果的考評(píng)到面向?qū)嶒?yàn)過程的考評(píng)，也就是重點(diǎn)考察學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析。如果認(rèn)真實(shí)驗(yàn)，不可能發(fā)現(xiàn)不了問題。教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，平時(shí)問問題越多的學(xué)生反而是學(xué)習(xí)最好的學(xué)生。

對(duì)于更加專業(yè)的交換機(jī)與路由器的更深入內(nèi)容，我們開設(shè)了每班限20人的選修課“網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與管理實(shí)踐”，供有志于網(wǎng)絡(luò)管理方向的學(xué)生選修，并設(shè)置一定的門檻，保證教學(xué)質(zhì)量。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)工程中提到的網(wǎng)絡(luò)安全內(nèi)容，我們開設(shè)了“網(wǎng)絡(luò)與信息安全”選修課，除防火墻外，其他內(nèi)容在該門課程中不做重點(diǎn)講授。

我們下一步擬借鑒亞威科技(www.ccxx.net)的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室思想，將購買的10套設(shè)備做成一個(gè)機(jī)架，進(jìn)行網(wǎng)上預(yù)約，遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)，開放式管理，使資源充分利用。我們還組織學(xué)生積極申請(qǐng)學(xué)校的學(xué)生科研立項(xiàng)和實(shí)驗(yàn)室基金項(xiàng)目，如搜索引擎、P2P應(yīng)用、嵌入式的無線路由器等等。

5考評(píng)方式的嘗試

最后一個(gè)問題就是如何考核學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。經(jīng)過幾輪嘗試，從最初的純筆試、純上機(jī)考試、筆試加上機(jī)考試改為目前的筆試加面試。

純筆試的考試形式不適合實(shí)踐類課程，好處是評(píng)分簡(jiǎn)單；純上機(jī)考試盡管適合實(shí)踐類課程，但不易操作，如一個(gè)學(xué)生考試30分鐘，評(píng)分15分鐘，按100人計(jì)算，時(shí)間和工作量大得驚人，實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果五花八門，不好評(píng)分，學(xué)習(xí)好壞區(qū)分不明顯；筆試加上機(jī)考試在一定程度上減小了評(píng)分誤差。隨著實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的深入，最后提出了筆試加面試的考評(píng)方式。筆試考察一些基本技能的掌握程度。面試是針對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中的現(xiàn)象提出一些回答，讓學(xué)生即席回答，時(shí)間約20分鐘，每4人一組。實(shí)際上，這與上機(jī)考試相差無幾，試想，如果都說不清楚，怎能在電腦上調(diào)通。這種考核方式使得學(xué)生在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)中能夠不需要監(jiān)督自覺實(shí)驗(yàn)，關(guān)注實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，而不能光追求一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)際上，結(jié)果并不重要，重要的是過程。

鼓勵(lì)學(xué)生自己設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)，并利用互聯(lián)網(wǎng)上的資料，結(jié)合最新的軟硬件技術(shù)，跨學(xué)科的做一些綜合性實(shí)驗(yàn)。做得越好，分?jǐn)?shù)越高。真正把能力提高放在第一位，考試放在第二位。此前，一些學(xué)生把精力放在如何考試上，考試的心理壓力大于求知欲?，F(xiàn)在的考核方式，使得學(xué)生可以完全“輕松”去學(xué)，學(xué)得好，分?jǐn)?shù)一定高。真正做到了以考促學(xué)、以考促教。

6結(jié)束語

網(wǎng)絡(luò)工程的課程教學(xué)改革是一項(xiàng)復(fù)雜而艱巨的任務(wù)。1300多名學(xué)生的實(shí)踐證明，我們的摸索的確取得了一些成效，形成了自己的特色。從最初的連教學(xué)大綱都沒有到現(xiàn)在出版了兩本教材，并于2004年通過了學(xué)校的課程驗(yàn)收。我們把幾年摸索出來的經(jīng)驗(yàn)和一些思考介紹給大家，希望能對(duì)大家有所啟發(fā)。

Teaching Study and Exploration for Practical Course of Network Engineering

Abstract：According to teaching exploration for many years， teaching content、textbook writing、teaching method、experimental content and test method were talked about . Practice proved that the teaching effect was good and obvious feature was formed.

Keywords：network engineering，teaching method，teaching reform， network experiment ， practice exploration

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作者簡(jiǎn)介

徐遠(yuǎn)超(1975-)，男，講師，博士研究生，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、嵌入式系統(tǒng)。

關(guān)永(1966-)，男，教授，博士，院長(zhǎng)，研究方向：智能信息處理。

通信方式：北京市801信箱信息工程學(xué)院217室100037徐遠(yuǎn)超

E-mail：xuyuanchao@263.net

Tel：13366629272

基金項(xiàng)目：北京市高等學(xué)校2005年度教育教學(xué)改革立項(xiàng)項(xiàng)目(2005075)