臧海娟 白鳳娥 潘瑜 景征駿

摘? ? 要：考慮工程教育專業(yè)認證的基本定位，在網(wǎng)絡(luò)工程與設(shè)計課程教學(xué)中，緊密結(jié)合工程實際，經(jīng)多年教學(xué)實踐并持續(xù)改進后，逐步確定現(xiàn)今的課程培養(yǎng)目標、理論教學(xué)內(nèi)容和實驗項目。在介紹交換、路由、存儲及服務(wù)器等主流網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用由簡單驗證性實驗到企業(yè)級網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建實踐這樣逐步深入的模式組織實驗教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜工程問題;網(wǎng)絡(luò)工程與設(shè)計;工程教育認證;能力培養(yǎng)

中圖分類號：G642? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2095-7394（2018）06-0080-04

我國的高等教育目前正處于從以規(guī)模擴張為主的外延式發(fā)展轉(zhuǎn)向以質(zhì)量提高為主的內(nèi)涵式發(fā)展的轉(zhuǎn)型過程中[1]，全國絕大多數(shù)高校以工程教育專業(yè)認證為契機，全面推進本科工程教育實現(xiàn)《華盛頓協(xié)議》（以下簡稱《協(xié)議》）意義上的本科工程教育。此“國際等效”的基本定位就是培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。

對于復(fù)雜工程問題，《協(xié)議》用7個特征進行了刻畫。其中“必須運用深入的工程原理經(jīng)過分析才可能解決”第1條是必備的，它指出了復(fù)雜工程問題的本質(zhì)，第2到第7條是可選的，是復(fù)雜工程問題的深化和補充。這不僅需要我們將培養(yǎng)學(xué)生“解決復(fù)雜工程問題”的能力寫進培養(yǎng)目標和培養(yǎng)方案中去，更重要的是，需要思考如何將培養(yǎng)目標分解到每個教學(xué)環(huán)節(jié)，改進課程教學(xué)使學(xué)生真正達到這目標和要求。“網(wǎng)絡(luò)工程與設(shè)計”課程是江蘇理工學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的核心課程，近年來，從課程目標、教學(xué)內(nèi)容以及考核方式等方面進行有效探索。

1? ? 課程的教學(xué)現(xiàn)狀

對于網(wǎng)絡(luò)工程領(lǐng)域的“復(fù)雜工程問題”，國內(nèi)尚未形成統(tǒng)一的認識，從網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的現(xiàn)狀來看，國內(nèi)高校通過工程教育專業(yè)認證的專業(yè)還在個位數(shù)，絕大部分高校的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)中，落實分析和解決復(fù)雜問題等還達不到國際標準的要求。在課程教學(xué)上，理論教學(xué)缺乏工程項目成本構(gòu)成、經(jīng)濟效益等內(nèi)容，更不會涵蓋項目相關(guān)各方利益之考慮。實踐環(huán)節(jié)是設(shè)備命令使用、具體技術(shù)的驗證性居多，缺乏綜合考慮技術(shù)、工程、經(jīng)濟和法律等多方面制約因素的復(fù)雜大系統(tǒng)設(shè)計性實驗。

2? ? 理論教學(xué)內(nèi)容探索

2.1? 課程培養(yǎng)的目標

“網(wǎng)絡(luò)工程與設(shè)計”課程是在計算機網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)站設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)安全等先修課程后開設(shè)的一門綜合性設(shè)計性強的課程，要實施對專業(yè)“復(fù)雜工程問題”的支撐，就需要培養(yǎng)學(xué)生。

（1）掌握局域網(wǎng)、基本的交換與路由、廣域網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，路由器、交換機等主流網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基本配置、調(diào)試和故障排除方法，達到作為網(wǎng)絡(luò)工程師應(yīng)該具備的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基礎(chǔ)理論和實踐能力，并具有跟蹤IPV6等網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的能力。

（2）能夠針對不同網(wǎng)絡(luò)使用環(huán)境、對象和規(guī)模，設(shè)計特定需求的解決方案，并能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、安全、法律以及環(huán)境等因素。

（3）能夠針對復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、包括Visio、SecureCRT、Packet Tracer等工具，對網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜系統(tǒng)工程問題進行預(yù)測與模擬，并能夠理解實際應(yīng)用中涉及的因素可能沒有完全包含在專業(yè)標準和規(guī)范中。

（4）了解復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)工程項目成本構(gòu)成與效益，具有一定的工程質(zhì)量管理的能力，并理解工程項目相關(guān)各方利益不完全一致。

（5）有良好的分工協(xié)作意識和團隊精神。

2.2? ?理論教學(xué)內(nèi)容

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異，網(wǎng)絡(luò)工程與設(shè)計課程專用合適的教材極少，在充分調(diào)研規(guī)模企事業(yè)單位的網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)上，參考銳捷、華為和思科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院相關(guān)電子教材[2]，借鑒兄弟院校經(jīng)驗 [3-5]，課程內(nèi)容經(jīng)多年探索和6屆學(xué)生實施持續(xù)改進后，最新構(gòu)成見表1。

3? ? 實踐教學(xué)探索

3.1? ?實驗內(nèi)容由淺入深

實驗內(nèi)容安排。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驗證實驗→交換網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建→網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)→企業(yè)級網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，由淺入深，詳見表2。驗證性實驗為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基礎(chǔ)配置實驗，涉及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置命令和具體步驟，這類實驗用來讓學(xué)生熟悉交換機、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基本使用，這部分內(nèi)容已在“計算機網(wǎng)絡(luò)”課程完成。

“交換網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與配置”要求用交換機構(gòu)建有一定復(fù)雜度的局域網(wǎng)，需要滿足諸如具有VLAN、端口聚合AP與生成樹STP等功能需求。

“網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與路由器設(shè)備配置”要求用路由器有一定復(fù)雜度的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)工程，能滿足諸如針對靜態(tài)或動態(tài)路由、ACL、NAT等特殊需要。

綜合性實驗又被分成小綜合和大綜合。小綜合實驗包括交換+路由+服務(wù)器綜合實驗，實驗指導(dǎo)書中要求：采用2臺路由器+2臺交換機+2臺服務(wù)器，實現(xiàn)路由器之間實現(xiàn)OSPF，交換機實現(xiàn)多個VLAN，服務(wù)器上實現(xiàn)DNS+ WEB，這個在正常實驗課內(nèi)完成。

大綜合實驗是在課程結(jié)束后為期一周的集中實踐開展復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)工程實踐，要求學(xué)生分組完成一個企業(yè)級局域網(wǎng)項目，每組學(xué)生必須選擇有一定規(guī)模的單位（500以上信息點，企業(yè)、學(xué)?；蛘邎@區(qū)），通過調(diào)研了解被設(shè)計單位的網(wǎng)絡(luò)布局和特殊需求，設(shè)計一個網(wǎng)絡(luò)解決方案（以下簡稱方案），方案可以是全新的設(shè)計或者是現(xiàn)有的改造。（1）方案包括需求分析、設(shè)計原則、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的選型、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備選型、系統(tǒng)及應(yīng)用軟件選型、IP地址規(guī)劃、綜合布線、方案優(yōu)勢描述、報價單等內(nèi)容。（2）設(shè)計的方案核心部分必須在實驗室模擬實現(xiàn)，即按照自己的設(shè)計，對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行配置與調(diào)試，學(xué)會解決網(wǎng)絡(luò)實施過程中遇到的問題。（3）方案完成后還要求制作PPT進行匯報答辯，。將課程所學(xué)的知識與技術(shù)綜合應(yīng)用到該實際項目中，使學(xué)生掌握解決復(fù)雜工程問題的一般工程與思維，提高相互間的協(xié)作、溝通能力以及多因素不常用的應(yīng)變等能力。

3.2? ?實驗虛實接合、過程分組協(xié)作

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展快，實驗設(shè)備因資金等原因，很難及時更新。目前大多數(shù)院校的網(wǎng)絡(luò)使用都采用虛實結(jié)合的方式，而且以“虛”為多。 “虛”即通過仿真軟件模擬實際網(wǎng)絡(luò)[6]，一般采用Cisco Packet Tracer、GNS3 等模擬軟件，學(xué)生利用這些模擬軟件仿真網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互聯(lián)，完成前面提到的大綜合等較復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)配置實驗，也可以作為學(xué)生平時練習(xí)使用?！皩崱奔从谜鎸嵲O(shè)備搭建網(wǎng)絡(luò)，要求學(xué)生在實驗環(huán)境中模擬實際網(wǎng)絡(luò)，這樣更有利于提高學(xué)生工程應(yīng)用技能。江蘇理工學(xué)院是一所地方應(yīng)用型院校，注重動手實踐能力培養(yǎng)，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的實驗實踐環(huán)節(jié)以“實”居多，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)工程實驗室配備了16 組設(shè)備，每組包括6臺高配置PC（可以配置服務(wù)器）、4臺路由器、2臺二層交換機、2臺三層交換機、2個 AP、1臺無線控制器、一組存儲器、1臺防火墻、 一臺IDS及網(wǎng)絡(luò)攻防平臺等網(wǎng)絡(luò)安全實驗設(shè)備。 學(xué)生可以利用這些設(shè)備進行實際操作，搭建中小型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，仿真真實網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并學(xué)會解決設(shè)備故障、網(wǎng)絡(luò)等復(fù)雜工程問題。

在實驗課程中，采用分組協(xié)作模式，每組一般為6 人，采用分組學(xué)習(xí)的方式可以發(fā)揮團隊的作用，在培養(yǎng)學(xué)生知識技能同時，還培養(yǎng)他們的責(zé)任感和團隊合作能力。對于綜合性實驗項目，引導(dǎo)學(xué)生從設(shè)計思路、方法、特殊需求、性價比等方面著手，鼓勵同一問題多解決方案。課后積極鼓勵學(xué)有余力的學(xué)生進行個性化的創(chuàng)新實驗，參加 “中國高校計算機大賽 - 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)挑戰(zhàn)賽”、“新華三杯”等類網(wǎng)絡(luò)技術(shù)競賽，取得不錯的成績。在近年的專業(yè)競賽中，學(xué)生的參與度提高了，競賽成績也穩(wěn)步上升。

4? ? 考核方式重視過程

針對“網(wǎng)絡(luò)工程與設(shè)計”課程實踐性強的特點，探索以過程性考核為主，重在實踐操作，兼顧理論的考核方式。從形式到內(nèi)容盡力脫離“概念題、填空題、單選題、對錯判斷題、簡答題”等主觀性考試題，真正按照教學(xué)大綱規(guī)定的課程教學(xué)目標進行考核。

采用江蘇理工學(xué)院積極鼓勵的N+1方式，其中N由平時作業(yè)10%、實驗成績40%（平時實驗30%+實驗考試70%）構(gòu)成;期末考試50%。對于參與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相關(guān)競賽并取得成績給予獎勵分并計入總分，成績突出可以直接免理論考試，平時課堂和實驗有創(chuàng)新等突出表現(xiàn)可給以1至10分的獎勵分，并計入總分。

平時作業(yè)和平時實驗都有一定的占比，其目的使學(xué)生更加重視課程過程學(xué)習(xí)，而不是在期末時搞突擊;期末實驗考試與筆試結(jié)合，可以兼顧對理論知識以及實際操作的考核。課程考核同時兼顧創(chuàng)新及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相關(guān)競賽，這為后續(xù)科研創(chuàng)新工作打下良好的基礎(chǔ)，競賽優(yōu)秀成績往往可以學(xué)生進入行業(yè)名企的敲門磚，因此，作為加分項目。

5? ? 結(jié)語

解決“復(fù)雜工程問題”，需要學(xué)生能夠靈活地、綜合地、創(chuàng)造性地運用所學(xué)，并且最好落實到第一課堂中。江蘇理工學(xué)院對“網(wǎng)絡(luò)工程與設(shè)計”課程進行有益探索，提高了課程的教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也為推進工程教育認證打下了基礎(chǔ)。

參考文獻：

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