陳寧，王雙明，李忠

項目學習模式在計算機課程教學中的應用
——以網(wǎng)絡系統(tǒng)集成課程為例

陳寧，王雙明，李忠

以計算機網(wǎng)絡工程專業(yè)課程教學改革為載體，依托H3C云平臺和改造后的實驗室，將信息技術提供的廣闊學習空間和教學平臺應用到具體的項目學習中，從主題、目標、過程、評價4個方面對項目學習模式進行設計。實踐表明，充分利用現(xiàn)有信息技術的項目學習模式取得了較好的效果。

項目學習法；信息技術；教學模式；云平臺

隨著信息技術和網(wǎng)絡的高速發(fā)展及其在教育領域的廣泛應用，教學的內(nèi)容、方式都發(fā)生了重要的變革。最突出的是教學逐漸由以教師“教”為中心向以學生“學”為中心轉(zhuǎn)變。人們越來越關注怎樣使學生更有效地學習以及如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新實踐能力。項目學習作為一種教學模式引入到課程教學中，引導學生把“學”與“用”融合在一起，主動學習知識與技能，理解并運用所學知識解決問題，為學生更好地適應社會做好準備。

在此前提下，課程組結(jié)合計算機網(wǎng)絡工程專業(yè)課程教學改革，充分利用現(xiàn)有信息技術，基于項目學習模式以網(wǎng)絡系統(tǒng)集成課程為試點，作出實踐嘗試。

一、傳統(tǒng)課程教學模式的不足

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡系統(tǒng)集成課程教學模式，一般以教師課堂授課后學生做實驗的方式進行，每個學生做同樣的實驗，這種方式對學生工程實踐能力的培養(yǎng)效果并不理想。原因有如下幾點：一是實驗室設備數(shù)量有限，導致多設備組網(wǎng)運用受限。因成本太高且場地受限，高校一般不可能為每個學生配備一套從交換、路由、安全到NGN、無線等產(chǎn)品。二是未形成以項目為導向的團隊協(xié)作方式開展實驗，學生只局限于單人、單類設備的配置調(diào)試，對于多種類設備的多人配合完成的綜合性實驗較少，但這是用人單位最看重的一點。

基于以上教學模式，學生對單類設備、單個知識點的掌握一般較好，但對于多個知識點在多類設備的復雜網(wǎng)絡中的靈活運用就顯得力不從心。從學生參加由企業(yè)舉辦的各類大賽以及用人單位反饋回來的信息中，均反映出傳統(tǒng)教學模式與企業(yè)實際需求之間存在差距和不足。

二、項目學習模式的設計

在廣泛調(diào)研的基礎上，課程組將項目學習模式引入到課程教學中，以項目為驅(qū)動，學生分組實施。

（一）完善支撐條件

為保證基于項目學習模式的實施，對實驗室相關支撐條件作了相應的完善。

1.改造實驗室

將傳統(tǒng)的一張桌子配一臺電腦的計算機實驗室改造為一張八邊形桌子配8臺電腦以及中間配一個實驗平臺的桌子。這樣既能滿足8名學生同時獨立完成實驗，也方便每組成員間的相互協(xié)作。

2.整合設備

在實驗桌改造的基礎上，對實驗設備作了重新整合。每組配備一個基礎組機柜（見圖1），內(nèi)有交換、路由、安全、無線和NGN客戶端設備，整個實驗室再配備一個綜合組機柜（見圖2）?？紤]到網(wǎng)絡設備的數(shù)量有限，在每臺電腦上安裝下文介紹的HCL（見圖3），學生可以將實際設備和云實驗平臺中的虛擬設備組合運用。同時，組員間還可以通過云實驗平臺進行文件關聯(lián)以構(gòu)建大型、復雜網(wǎng)絡，這樣就能很好地解決網(wǎng)絡設備臺套數(shù)不夠，大型、復雜網(wǎng)絡拓撲無法構(gòu)建的問題。

圖1　基礎組設備

圖2　綜合組設備

3.協(xié)作共享

具體實施項目時，充分利用現(xiàn)有信息技術，采用杭州華三公司（下文簡稱H3C公司）的云實驗室軟件——華三云實驗室（H3C Cloud Lab，下文簡稱HCL），以增強項目的協(xié)作共享。

HCL是一款界面圖形化的全真網(wǎng)絡模擬軟件，用戶可以通過該軟件實現(xiàn)H3C公司多個型號的虛擬設備的組網(wǎng)，是用戶學習、測試H3C公司新一代網(wǎng)絡操作系統(tǒng)——Comware V7平臺的網(wǎng)絡設備的必備工具。HCL可實現(xiàn)以下組網(wǎng)需求：同臺PC上虛擬設備之間組網(wǎng)、通過本地主機Host實現(xiàn)虛擬設備與宿主機之間組網(wǎng)、通過本地主機Host實現(xiàn)虛擬設備與物理設備之間組網(wǎng)、通過遠端虛擬網(wǎng)絡代理Remote實現(xiàn)跨PC組網(wǎng)。

對于普通驗證性實驗類的小項目，我們可采用同臺PC虛擬設備組網(wǎng)的方式進行或通過本地主機Host實現(xiàn)虛擬設備與宿主機之間組網(wǎng)。

（二）實訓項目設計

將大綱中的實踐環(huán)節(jié)由以往的傳統(tǒng)單一實驗轉(zhuǎn)變成實訓項目的方式，即由易到難，根據(jù)工程項目的大小進行重新設計。在項目改造、設計過程中，注意汲取實際工程案例的經(jīng)驗，保證主題明確、目標清晰。

以網(wǎng)絡系統(tǒng)集成課程中廣域網(wǎng)和VPN的知識點為例，進行實訓項目的改造設計。按照項目名稱、訓練目標、項目背景、實驗設備、實驗步驟、問題與思考和體會建議的環(huán)節(jié)對每個項目進行設計。其設計流程如下：

1.項目名稱

基于L2TP的廣域網(wǎng)VPN設計。

2.訓練目標

通過在云平臺上進行靜態(tài)路由規(guī)劃、配置二層隧道協(xié)議L2TP VPN、配置ACL訪問控制和安全控制，讓學生掌握手動指定路由信息、通過L2TP VPN方式保證結(jié)點與結(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴⑼ㄟ^ACL對接入層進行病毒防護和各部門之間的權(quán)限控制，以培養(yǎng)學生規(guī)劃實施廣域網(wǎng)VPN（L2TP）的能力，同時利用HCL云平臺的跨主機運用，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力。

圖3　改造后的實驗室拓撲

3.項目背景

某銀行系統(tǒng)目前已實現(xiàn)了業(yè)務的電子化和辦公自動化，并基本完成了全省范圍內(nèi)各級公司間的2M專線（數(shù)字線路）連接，保障了各地區(qū)分公司之間業(yè)務的順利進行。隨著金融網(wǎng)點之間競爭的加劇，為保障各地金融網(wǎng)點間信息傳輸?shù)陌踩?，決定規(guī)劃實施基于L2TP的廣域網(wǎng)VPN網(wǎng)絡建設。如圖4所示為某銀行系統(tǒng)內(nèi)部大型網(wǎng)絡拓撲。

圖4　某銀行企業(yè)內(nèi)部大型網(wǎng)絡拓撲

4.實驗設備

根據(jù)HCL云實驗平臺的現(xiàn)有設備進行選擇。設備包括：3臺MSR36-2的路由器；3臺S5820的交換機；6臺實驗PC。

5.實驗步驟

（1）每位同學需要完成的內(nèi)容包括：在HCL云平臺中根據(jù)實際拓撲，自行規(guī)劃設計實驗拓撲，并在設備中添加連線；啟動設備；登錄設備，根據(jù)需求配置路由器、交換機和PC；基本連通性測試及驗證；配置L2TP、VPN功能；對L2TP、VPN功能進行測試驗證。

（2）小組協(xié)同需要完成的內(nèi)容包括：將每個分公司設備在一臺PC上配置實現(xiàn)；將總公司設備在一臺PC上配置實現(xiàn)；各設備間實現(xiàn)組網(wǎng)互連。

6.問題與思考

（1）請描述L2TP原理。

（2）請結(jié)合測試結(jié)果理解L2TP建立過程。

7.體會和建議

該項目完成后，你的體會和建議？

（三）項目實施和評價

具體實施時，將學生以組為單位，各組組長在接受教師布置的項目后，根據(jù)所在組的實際情況，對項目任務進行2次分派。在這個過程中，對于基礎知識點的掌握，即小項目的實施要求每名學生能獨立完成。而對于大項目的完成，則要求組長為同組成員合理分派任務，組員間協(xié)作完成。

在項目實施過程中，采用過程與結(jié)果相結(jié)合的評價方式。首先，組長對同組成員項目實施的情況進行考評，包括平時實作和考勤，對于基礎較差的成員，要采取幫扶措施。各組組長通過網(wǎng)絡，使用實驗室FTP服務器，定期向教師提交本組成員的項目實施情況記錄表。任課教師對組長直接進行考評，對同組成員采用抽查的方式進行考評。其次，在項目結(jié)束后，采用答辯的方式考核每名學生的實訓情況，同時根據(jù)組長提交的平時記錄，以及教師對組長的考核，最后對每名學生進行綜合評定給分。

學生根據(jù)實訓課程中的項目需求，通過HCL云實驗平臺和真實設備的組合運用，特別是在大型拓撲構(gòu)建過程中，充分發(fā)揮團隊協(xié)作的作用，使實訓任務按要求完成，達到了既定的實訓效果。對于網(wǎng)絡工程體系的相關知識有了進一步的理解，并能將其運用于實際項目中，對學生工程實踐能力的提升有了很大的幫助。

三、結(jié)語

課程組的改革在我校2011、2012級計算機網(wǎng)絡方向的學生中試行，取得了較好的效果，連續(xù)2屆學生參與全國大學生網(wǎng)絡技術大賽以重慶賽區(qū)特等獎的成績進入全國決賽。多名學生通過H3CNE、SE認證考試，順利進入了心儀的實習單位，就業(yè)質(zhì)量也有了大幅度提高。

實踐表明，利用現(xiàn)有信息技術的項目學習模式在網(wǎng)絡系統(tǒng)集成課程改革中的運用，取到了較好的效果，為高校大學生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了有益的參考和借鑒。

［1］丁良峰.通用技術課程中項目學習模式的應用與思考［J］.教育研究與評論（技術教育），2013（1）.

［2］劉懷望，劉秀敏.網(wǎng)絡環(huán)境下項目學習動機激發(fā)策略的設計研究［J］.商丘職業(yè)技術學院學報，2012（5）.

［3］王生玉.基于項目學習的課程教學實踐研究：以《多媒體教學軟件設計與開發(fā)》課程為例［J］.軟件導刊（教育技術），2012（12）.

［4］常冬.通過項目學習培養(yǎng)學生探究學習的能力［J］.黑龍江教育學院學報，2012（11）.

［5］高志軍，陶玉鳳.基于項目的學習（PBL）模式在教學中的應用［J］.電化教育研究，2009（12）.

（編輯：劉姝）

G423.07

A

1673-1999（2016）07-0124-03

陳寧（1973-），男，碩士，重慶科技學院（重慶 401331）高級工程師，研究方向為網(wǎng)絡管理、網(wǎng)絡安全及無線自組網(wǎng)。

2016-05-12

重慶市教育科學規(guī)劃課題（2013-JS-038）。