網絡工程虛擬化范文

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從2013年開始國家試點地方應用技術類大學，為地方經濟轉型升級培養具有工程技術應用和創新能力的高素質應用型人才。但地方院校受辦學條件、師資水平和學生素質等條件的制約，亟待探索出一條適應實際的提升學生創新實踐能力的途徑。而網絡工程專業因其與實踐結合緊密，自然成為探索的首要專業。目前地方院校網絡工程專業實踐創新培養方面還存在一些困難，主要有:設備缺乏、師資不足、與市場結合不足等。本文旨在解決上述問題，并提出具體的網絡工程專業培養學生創新實踐能力的有效途徑。

二、網絡工程專業學生創新實踐能力培養途徑

網絡工程虛擬化實驗是指利用計算機軟件模擬出網絡實驗所需的實驗設備，并進行網絡組織、部署、設計和測試等的實驗方式。它能夠降低實驗的成本，提供所需的各種設備，能完成復雜的、設計性的實驗。顯然，網絡工程虛擬化實驗具有低成本、無破壞性、高效率、無維護等優點，能夠解決之前提高的網絡工程實驗面臨的問題和挑戰。通過使用網絡工程虛擬化實驗教學的研究和實踐，取得了良好的效果，下面闡述其實施要點。

1．虛擬化實驗教學目標。虛擬化實驗教學的目標是讓學生達到如下要求:整體把握完整的計算機網絡系統工作過程和方式;練習使用網絡中最核心的路由技術和交換技術;融會貫通網絡管理和網絡安全知識;熟悉網絡應用的建設過程等。

2．虛擬化實驗教學的組織形式。虛擬化實驗教學以虛擬仿真形式提供，仿真實驗場景并在此場景中完成市場和社會所需的網絡技術和網絡案例。虛擬仿真軟件可以采用PacketTracer，GNS3等，這樣能模擬出Cisco公司的各種主流的設備，并且按需使用、無維護、也無破壞性，更重要的是能解決設備的不足，還能提高實驗的效率。實驗包括實驗前的預習和準備，要求同學們了解到將要做的實驗的背景、意義、具體步驟和過程。實驗實施時要求同學們對中間結果的檢查并記錄實驗記錄，并回答實驗相關的問題。實驗結束后需要同學們進行實驗過程的陳述，并作出實驗報告，并由教師進行實驗評分，作為課程成績的一部分。

3．虛擬化實驗項目設計。以虛擬化技術組織實驗教學能化繁為簡、低投入高產出地實施網絡實驗，對提升網絡工程實驗的效果確實起到了很好的幫助，但這僅僅是其中的一個方面。另一個重要的方面就是如何設計具有市場價值的實驗項目，即從項目內容方面來考慮激發學生的興趣和學習動力。為此，對實驗教學的內容選取了市場上迫切的、或者應用廣泛的，工程中必備的一些項目作為虛擬化實驗教學的實現項目。這樣做的目的，一方面，為學生將來的就業打下基礎。另一方面，為學生考取職業資格證書打下基礎。因此，這樣的利益驅動能帶來學生學習的積極性和能動性。每個實驗項目設計為:案例，技術背景，實驗內容，實驗步驟等四個部分。案例指本項實驗在企業或市場中應用的情況，以引起學生對項目的期望。技術背景則介紹本項實驗所需的技術要點，作為實驗前的準備，幫助學生快速而針對性的完成實驗。實驗內容給出實驗任務，實驗拓撲等信息;而實驗步驟則包括實驗的詳細步驟和說明，也包括實驗的中間結果和實驗中的注意或者需要學生思考的問題等等。經過多年的對虛擬化網絡工程實驗的研究和實踐，目前已經設計了如下一些較為經典的實驗項目。它們分別是:VLAN設計、配置與管理、WLAN;STP生成樹協議;路由器技術配置和管理;案例:路由器實現VLAN間通信;PPP(PointtoPointProtocol)數據鏈路層協議與安全PAP，CHAP;幀中繼FrameRelay;網絡地址轉換(NAT);ACL配置;DHCP中繼配置等。

4．虛擬化網絡工程實驗的實踐效果。通過近年來在湖南城市學院網絡工程專業學生中開展虛擬化實驗的效果來看，學生學習積極性高，能夠很好地完成面向職業導向的各個實驗項目，且實驗室以低成本，低維護成本的方式運作，既克服了地方本科院校資源不足的困難，又緊扣市場需要，開出了應用性強的實驗項目。無論是學生還是教師，均體會到了虛擬化網絡工程實驗的好處和便捷。

三、結語

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［關鍵詞］網絡工程；實驗室建設；實驗教學

［中圖分類號］TB-01 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1009 — 2234（2012）04 — 0194 — 02

1 引言

網絡技術的飛速發展已成為承載信息經濟運轉的高效平臺, 從而也帶來了對網絡技術人才需求量的不斷增長。然而，網絡技術人才的培養依賴于一定的辦學環境和優良的師資條件〔1〕。嚴格的課程管理、優質的課程資源和合理的人才培養方案固然是辦好網絡工程專業的前提條件, 但網絡工程實驗室的建設也非常緊迫和重要〔2〕。

我校網絡工程專業自開辦以來取得了一些成績，但網絡工程實驗室的建設跟經濟發展的速度相比還比較滯后。一個完善的網絡工程實驗室建設要考慮到許多方面，其中，實驗室建設規劃和軟性教學服務為最重要的環節。

學校結合本專業的實際情況和其它學科的發展狀況，將特色和創新作為網絡工程實驗室建設的目標。于2011年建立了全新的網絡工程實驗室，希望它不僅成為人才培養的搖籃，而且成為任課教師專業發展及科研工作的重要基地。

2 網絡工程實驗室建設目標

網絡工程實驗室的建設整體框架分4橫1縱。4個橫向層次相互關聯，分別為上層提供服務，形成橫向層次關聯，為整個計算機網絡工程專業示范性學科建設的整體部份。1縱關聯4個橫向層次建設，為實驗室日常運維管理，它是保證整個實驗室順利開展、高效利用的基礎。網絡工程實驗室建設的主要目標是：

（1）滿足學校人才輸出的需要。基于學生個性、能力區別，高等院校計算機網絡人才輸出基本為設計咨詢人員、項目實施人員、網絡管理人員、業務銷售、商務助理等幾類〔3〕。實驗室建成后整體上可為以上幾類輸出人才提供教學、設備實操、項目演練、技能訓練，以及為學生提供專業的培訓服務，以增強個人專業素養和職業能力。

（2）滿足學校建立多樣化實驗環境的需要。考慮到IT行業正按行業細分性發展，各行業對人才的行業理解能力日益突出。實驗室的建設要滿足學校相關學科的需要，從教學體系到硬件設備可模擬行業進行實驗〔4〕。如金融、政務、電子商務、企業信息化等行業實驗，打造行業技術突出的專業化精細人才。同時，提供標準的技術接口，學科可引入配套的實驗應用系統，進行整體信息化的設計與項目演練，打造應用細分化實驗，突破傳統實驗僅限于網絡層和系統層的應用局限〔5〕。

（3）滿足專業教師學習網絡、從事網絡技術研究和應用系統開發的需要。除了引入傳統網絡實驗的交換、路由、安全等技術外，網絡工程實驗室還引入3G、數據中心、云虛擬化等前沿技術實驗。一方面可以為精英式學生、學校教師提供前沿技術學習了解、專研的平臺條件，同時，也為引入完善的行業項目實驗提供了如3G接入，數據中心、信息安全設計等實驗支撐平臺，使實驗中心有條件模擬全面的綜合實驗項目。

（4）滿足實習基地建設的需要。為了使網絡工程學科能正常高效開展起來，學校學科建設和人才培養中，提供認證、雙師培訓、置換教材、技能競賽、行業實驗等服務，配合學校進行精英式教學課程、人才培養建設。同時提升建設效率，在短時間內即有明顯、創新的發展提升。同時加緊建設底層的硬件實驗設備，完全采用行業標準設備，技術全面、產品質量穩定。

3 網絡工程實驗室建設規劃

如圖1所示，本實驗室共分為5個部份：連接區、教學管理區、學生區、教學實驗區、出口區。

（1）連接區。負責將整個實驗室各區域互聯，融合成有機的一體，實現數據共享，遠程操作管理。

（2）教學管理區。教師及管理員對整個實驗室資源、實驗課程進行統一分配、管理。

（3）學生區。參加實驗課程的學生區域。

（4）教學實驗區。實驗室實驗設備放置、連接、仿真區域。

（5）出口區。實驗室可通過出口區互聯到校園網，實驗室內學生可訪問教育網或者互聯網資源，同時將實驗室資源對外開放，進行遠程實驗。

學校網絡實驗室建設中，網絡實驗室的基本配置為7組標準實驗臺，可完成網絡交換及路由方面的全部實驗。在每個標準實驗為基礎構架，擴展功能實驗設備，建立細分型功能實驗組，進行相關內容實驗。

學校網絡工程實驗室建成后，應當滿足以下幾點要求：

（1）能夠與行業網絡設備、安全設備在統一管理下聯動進行實驗，可以通過拓撲管理功能靈活搭建網絡拓撲環境；

（2）可以提供多種網絡攻防實驗環境、行業特色業務實驗環境，能夠與其他設備配合模擬真實行業應用業務系統及其網絡環境；

（3）提供靈活可靠的管理方式，所有設備管理信息、拓撲信息可以快捷高效的統一進行配置管理；

（4）完善的遠程實驗功能，全部實驗室本地進行的實驗均可通過遠程實驗完成，提高實驗室利用效率。

4 網絡工程實驗室教學規劃

網絡工程實驗室采用RG-CVM1000銳捷云虛擬實驗平臺，云虛擬實驗平特的虛擬化技術能使設備將硬件性能發揮到最佳，并能夠完善的支持各種信息安全、應用系統的環境。它為高校的網絡工程實驗室提供了高性能、易使用、豐富實驗擴展的解決方案。

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關鍵詞：新工科；網絡工程；教學改革；實踐體系；新型網絡技術

一新工科的內涵和網絡工程專業發展背景

2017年，教育部高教司推出一系列“新工科”發展計劃，如“復旦共識”、“天大行動”、“北京指南”等，了指導性文件。[1]在此基礎上，高校紛紛提出結合自身特色的新工科建設規劃與實施方案。新工科建設所涉及的新的理念與現代信息技術緊密融合，如產學合作，協同育人，學科交叉等。新工科背景下的教學實踐體系應更加著重于培養學生掌握前沿知識和綜合技能的能力。使網絡工程專業畢業生具有解決實際網絡工程問題、網絡架構設計、網絡安全防護、團隊溝通交流和創新創業等綜合能力。經過20多年的發展，網絡工程專業的教學和實踐體系不斷完善。2016年，參照國際知名ACM/IEEE教程，網絡工程專業教學指導工作組了《高等學校網絡工程專業規范》。[2]該規范對網絡工程專業的架構進行了設計，主要包含以下內容：1.網絡工程專業涵蓋了知識領域12個，知識單元112個，知識點478個；2.包含的核心課程有：計算機網絡，網絡應用開發、網絡設計與集成、網絡管理與網絡安全；3.網絡工程專業人才培養的專業能力包括：網絡工程規劃、設計與實施能力，網絡應用系統設計與開發能力，網絡管理、維護與評估能力，網絡安全能力，網絡協議分析與設計能力以及網絡硬件設備研發能力。隨著信息技術的不斷進步，傳統網絡工程技術已經越來越難以適應瞬息萬變的新技術需求。網絡工程技術已經是融合通信技術、計算機系統、軟硬件編程、社會倫理學、信息安全技術等在內的綜合系統。通過多樣的網絡接入技術，如互聯網、蜂窩網、傳感網等，實現人機物在物理世界、信息網絡與社會網絡之間的融合。然而，大多數高校的網絡工程專業人才培養目標尚定位在狹窄的工程型人才培養上，過于關注傳統網絡技術，如計算機網絡，網絡組建與維護技術、Web應用技術等。作為信息基礎設施的網絡系統，復雜度和新技術的快速融合加入，使得網絡工程人才的需求內涵發生了巨大變化。從路由與交換、協議分析、局域網規劃與設計、網絡系統集成、網絡安全等傳統核心技術，延展到數據中心與云計算、虛擬化與云存儲、IoT、軟件定義網絡、無線移動網絡等新興技術。新時期的新興人才需求更加側重于具有新型網絡技術的人才，如網絡金融人才、網絡安全人才、網絡大數據分析人才等。因此，網絡工程人才培養中教學實踐體系的轉型與發展升級已經勢在必行。

二網絡工程專業目前面臨的困境

當前，普通高校網絡工程專業在教學和實踐環節都面臨多重困境。[3,4]

（一）專業課程教學在培養目標，課程設置和師資力量方面都有不足

1.與應用型人才目標定位上沒有區分度，專業缺少人才培養特色和專業辨識度，教學實踐體系停留在傳統的培養模式框架下，與高職人才培養差異較小，未體現出專業特長和專業優勢。2.專業課程體系大幅落后網絡技術的發展。課程設置仍聚焦傳統網絡技術，對當前信息基礎設施和網絡系統解決方案的核心尚欠缺教學資源，如數據中心網絡、云計算、虛擬化與云存儲、物聯網、軟件定義網絡等當前熱門的新興技術。3.課程特色不明顯。即使很多高校的網絡工程的專業方向已經從網絡互聯、網絡管理與維護、網絡編程等，轉向了網絡安全、物聯網等比較熱門的專業方向，但專業課內容調整上尚有不足,有些課程的名稱變得更加先進，但授課內容可能還沿襲之前的課程內容。4.師資力量較為薄弱。很多教師對傳統網絡技術非常嫻熟，教學資源豐富，可以深入淺出地呈現給學生，而對新出現的技術需要一個學習的過程，且新興技術缺少教學資源，導致相關課程的設置變得困難重重。

（二）實踐教學在實踐環境、規模、內容、創新性等方面稍顯不足

1.資金受限，設備更新慢。由于建設網絡實驗室需要購置大量網絡設備，如計算機網絡實驗室的交換機、路由器設備等，和系統軟件，如計算機網絡實教學系統、網絡安全實驗室的網絡攻防系統等，價格昂貴且軟件更新周期短。[5]2.網絡相關實驗的實驗規模有限。網絡工程專業需培養的的實際能力在于能夠基本實現企業、政府、校園、數據中心等多種類型網絡的搭建與配置。傳統的實驗室環境往往僅能搭建簡單的網絡拓撲，進行簡單的局域網內協議分析等，存在實踐與實際需求脫節的問題。3.實驗內容連貫性較差。網絡工程相關課程的實驗內容大多較為分散，往往是對某知識點的單獨實驗，缺少網絡拓撲架構整體設計相關的實驗。4.實驗設施較為陳舊，缺少針對新技術的創新環境。傳統網絡實驗室已經實現模塊化，在實驗室建設時就會設計好實驗內容和實驗步驟，學生只是按部就班地按照實驗指導書所設計好的實驗內容和步驟進行重復性的實驗，缺少創新性，綜合性的實驗環節，約束了學生的思考創新能力。

三新工科背景下“網絡工程”專業創新探索

（一）理論課程教學體系結構優化思路

1.重新梳理課程知識體系，對課程體系進行新舊轉換。根據網絡工程新技術與能力培養新要求的相關性和連續性，將傳統課程與新課程結合來重構課程體系，如計算機網絡，網絡架構設計，軟件定義網絡，云數據中心網絡等課程按照先后順序構建課程群，根據培養標準和能力分級列出核心知識點，并通過課程設計或實習項目來培養學生的職業技能素質。2.構建校企合作的課程體系，產學融合，協同育人。針對缺少新技術師資力量的問題，通過校企合作的方式，聘請企業導師對前沿應用技術進行培訓，或者直接外聘教師開展教學工作。使師生掌握新技術的要點，了解相關企業的新需求。通過企業導師對實際工程項目的講授，全面鍛煉學生的工程實踐和創新能力。3.加強理論教學師資力量的更新與培訓。由于課程內容緊跟網絡信息技術的發展，師資力量的理論積累也要不斷完善。高校專業教師對快速發展的計算機和網絡技術的技術積累不足，需要通過培訓來學習最新的技術和理念，讓教師接觸更多的新技術、新思維，并應用到教學當中。4.引入先進的教學和培養方法。采用翻轉課堂、基于問題和項目的探究式學習、體驗式學習等各種主動式學習方法，培養學生主動積極學習的習慣。提供多樣的學習資料給學生，有助于提升學生自主學習能力和時間管理能力。從而使單純的課堂環節延伸到課前預習、課堂學習、在線復習、課后作業等多環節，促使學生的學習模式從被動教育轉換到主動學習模式。

（二）實踐體系結構優化思路

1.提升實踐環節質量。實踐內容的先進性對學生素質的培養至關重要，特別是核心專業課程的實踐內容要隨著時代的需求及時更新，來體現科技的進步和發展。2.加強實踐環節師資力量的建設。為彌補高校教師的不足，應積極探索院校和企業聯合培養人才的機制。讓企業參與實踐類課程的建設，構建與社會需求相適應的實踐教學體系。另外，聘請企業中的工程師對新技術進行與項目相結合的培訓，也會大幅提高學生的實踐能力和前沿視野。3.開拓校企合作，共建多層次實踐實習基地。學生培養工作不應局限于相關院系的老師，更應該開展多層次的合作，創造開放式的人才培養環境，如建設校企實習實訓基地，外聘企業導師進行實踐培訓等。4.使用虛擬仿真平臺提升實踐技能。虛擬仿真教學可以應對部署網絡實驗室花費巨大的難題，[6]還能夠給學生提供直觀的大型數據中心的現場效果，實現大型網絡設備可視場景和命令行交互式仿真的有效融合，將三維網絡仿真與二維人機交互接口相結合，有效提升學生開展大型網絡架構實驗的學習效率，降低實驗設備門檻，提高實驗效果與學生體驗，并且能顯著擴大學生開展實踐訓練的范圍。5.開展多樣化的實踐教學模式。引入“項目驅動”的實踐教學方式，讓學生以核心課程為基礎，獨立完成課程項目訓練。鼓勵有科研能力或科研課題的專業教師積極將本科生引入課題，在項目開展的過程中，因材施教，培養研究型和應用型的網絡工程專業人才。

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為了加強職業教育與企業的聯系，提高專業教師實踐水平，培養“雙師”型專業骨干教師，學校安排專業教師暑期到企業實踐活動。我作為計算機專業教師，有幸參加了上海中軟計算機系統工程有限公司系統架構師崗位的企業實踐工作。專業教師下企業鍛煉是提升教師綜合素質的重要舉措。教師通過下企業鍛煉，了解企業生產、經營全過程，提高動手能力，為專業建設與中職培養目標做好市場調研。轉眼間，兩個月的企業實踐已經結束，現將企業實踐所見、所聞、所得總結如下：

一、實踐時間：2019年7月1日—2019年8月30日

二、實踐基地簡介

上海電子信息職業教育集團和上海中軟計算機系統工程有限公司共建的教師企業實踐基地自2013年以來已連續六年成功組織實施了教師企業實踐培訓活動。六年中上海中軟實踐基地共接待了來自上海信息技術學校、上海市工程技術管理學校、上海新聞出版職業技術學校、重慶安全技術職業學院、云南楚雄技師學院等20所院校，共計38名學員教師參與了企業實踐活動。

上海中軟基地為上海市中等職業學校信息技術類專業教師提供互聯網應用設計師、系統集成架構師等企業實踐崗位，旨在滿足教師的企業實踐需求，使教師通過崗前培訓、原廠商技術知識培訓、優秀項目的實地觀摩學習、先進設備的參觀、實體項目的參與和頂崗實踐、學習成果的交流、總結與評審等實踐內容，縮短教師理論知識與實際應用之間距離，提升教學內涵。

參培教師通過了解企業工作規范，將相關理念融入到學生培養過程中；了解新技術的發展趨勢，進行專業教學知識的更新；及時掌握本專業、學科發展的前沿動態及實際應用情況，努力提升教師的創新、實踐能力；通過感受企業文化，了解職業素養，讓教師貼近職場，了解企業對人才的需求，將實踐的成果轉化到課堂教學中去，有效改進教學內容及方法，促進專業教學改革及專業人才培養。

三、實踐崗位

系統集成架構師，崗位實踐具體內容：

1）參與項目方案的設計或者實施，了解理論知識是如何在系統集成架構設計和部署中體現的，了解理論知識是如何實現項目需求功能；

2）與企業實訓集成團隊共同探討，結合最新網絡技術、虛擬化技術、軟件技術和教師多年教學經驗，形成更適合院校的專業發展的成果；

3）參加公司、廠商、合作培訓機構舉行的技術交流會和產品展示活動，了解新技術以及未來的發展趨勢。

四、實踐目的和內容

1、實踐目的

目的主要是進行現場觀摩、上崗操作，熟悉相關專業領域的新知識，切實感受日常教學活動和企業對職工專業素質要求之間的差距，為在日后的教學工作中更好地發揮教學能動性、積極促進教學改革具有深遠的現實意義，為計算機專業下一步的專業課程教學做準備。

2、實踐內容

本次企業實踐我申報的是系統集成架構師項目，項目包含三個階段，分別是網絡工程、虛擬化建設、網絡安全。

首先是第一階段的學習，帶教師傅周寅生針對系統架構中最基礎的網絡工程，給我做了培訓。我所實踐的工作地點是上海市稅務局臨江計算機機房，首先周老師帶我熟悉了網絡架構。

培訓內容切合主題，周老師作為企業工程師，對網絡工程有很深入的見解。上圖中VRRP協議在政府機關的應用是我雙項目的學習目標，這個內容是我的學習重點。配合生動幽默的講解，讓我很快的進入狀態，結合自己的所學將其應用到網絡工程中去。培訓中我們學習了網絡工程的特點是明確設計目標、詳細設計方案、根據權威的設計依據、完備技術文檔、完善實施機構。了解網絡工程各個層次的專業定位，以及網絡工程師需要具備的組織和實施工程的能力，與不同用戶進行溝通的能力，獨立解決問題的能力及很強的團隊協作精神。最后總結了網絡系統的集成步驟分別是規劃、設計、實施、驗收。通過這幾次培訓，我掌握了網絡項目實施中的各個元素，了解了各個知識點如何對應企業當中的崗位，從中總結出更有針對性的教學方案。

網絡工程中運維工作具有舉足輕重的地位，只有良好的運維才會產生良好的用戶體驗，下面我著重對運維工作進行總結。通過對實踐崗位運維工作的學習，我發現網絡運維更適合我們職校學生去勝任，它要求有較高的動手能力，這點恰恰符合我們中職學生的特點。日常運維工作主要包括終端部分和網絡部分，終端部分包括客戶端電腦的硬件排障，系統及應用軟件層面的維護，客戶端外設打印機等設備的安裝，互聯，運維，協助排除稅務專網終端電腦系統及生產環境下使用故障，抽查并更新各單位終端資產統計，信息及安全統計，制定終端應用故障Q&A等。網絡部分包括接入層，匯聚層網絡交換設備，物理鏈路層信息點維護，內外網用戶接入問題，協助服務器維護，核心網絡設備維護，網絡設備巡檢工作。日常運維工作瑣碎復雜，如何進行工作績效，運維工作的數據統計與分析就尤為重要了。

通過對工作內容的量化數據分析，可以直觀的反映出工作狀態，對今后的工作安排可以合理的安排人力配置，此部分內容需要中職生格外重視，光是有技能是不夠的，還要學會工作方法與技巧。

接下來，在經歷兩周第一階段網絡課程的實踐學習后，我們進入第二階段虛擬化的課程學習。整個學習過程貼近實際，帶教師傅周老師從虛擬化的基礎架構介紹到虛擬化的實施過程，并為我們展示了服務器虛擬化的架構界面以及虛擬化在實際當中的應用。由于參加學習的各位老師，或多或少都接觸過虛擬化。學習過程中，老師們踴躍提問，積極討論。針對實際需要，向企業專家咨詢。通過這一過程，真正的將理論轉換為實際。培訓完成后，企業專家還熱心的給我們提供了很多虛擬化方面的資料，讓我們能更深入的學習。我通過這次培訓，大概的了解了虛擬化的配置過程，在接下來的實踐中，我準備自己動手創建虛擬服務器，將所學轉化為成果。

在接下來的培訓中，師傅給我們部署了一個網絡實踐的虛擬環境，并提供了多種類的網絡設備的配置方案，讓我們進行了網絡配置的實踐。演示過程，我們結合行政管理學校虛擬化環境的搭建與維護的實施方案，進行了討論，效果明顯。此外，大家對師傅部署的這樣一個實踐環境，非常感興趣，希望將這樣一個環境作為虛擬實訓環境應用到教學中去。這個虛擬實踐平臺eve-ng，部署在liunx環境底下，其中的實訓設備主要是CISCO及華為。所有的網絡設備都是使用真實的設備系統運行的，效果更接近于真實環境。師傅給我們提供了大部分的網絡設備系統，便于我們實現虛擬網絡部署，檢驗我們的網絡實施方案是否可行。通過實訓，我們即學到了網絡部署方案的撰寫及實施，又認識并學習了一個網絡實訓平臺，對今后的工作起到了更好的促進作用。

最后，就是第三階段的網絡安全的學習，企業師傅帶我熟悉了企業中日常防護網絡攻擊的方法，如：arp病毒查找攻擊源主機的方法，稽查一局網絡事件應急預案V1.1等。

不可否認，網絡是把雙刃劍。在現今社會，網絡越來越普及的情況下，各類網絡犯罪日益增多。網絡安全不得不引起人們的重視，作為從事信息化管理的人來說，更是工作重點。近期國家安全部提出的等級保護制度，就是網絡信息安全的一種監管措施。

本次實踐活動，正好給我們提供了這樣一個平臺，讓我們深入企業，了解安全防護的各項知識。分別從系統安全及網絡安全對我們進行了培訓。在系統安全方面，企業專家整體描述了安全防護的必要性及安全防護的種類。最后，在兩類常用于服務器部署的系統中，演示了安全加固的一些實踐操作內容。非常實用，很有針對性，整個過程涉及到攻與防。從演示中，我們學到了服務器安全加固的必要性及操作方法，收獲很大。

在網絡安全方面企業專家根據不同學校的實際情況，對目前常用的幾類安全設備進行了分類討論?？偨Y出不同設備在安全防護中的作用，以及部署的必要性。讓我們更加直觀的了解網絡安全的重要性，在今后的各類項目建設中，安全將成為我們首要考慮的因素。

總結這段時間的實踐學習，感觸最深的就是，企業的先進技術以及規范的管理理念。一個好的企業，要能成功，一定要有規范的流程，成熟的項目實施經驗，完善的管理，合作無間的團隊。而我作為計算機教師，同時兼任信息中心的工作，在今后的項目實施中，可以借鑒企業學習到的經驗，更好的、規范的管理項目實施。此外，圍繞本次實踐活動的成果目標，我將總結學習到的知識，跟隨項目工程師，將虛擬化的技術應用到教學當中。為學校的信息化建設盡一份力，為學校的信息化教學盡一份力。

五、實踐體會

本次實踐項目目前都已經圓滿結束，整個過程雖然有點苦，有點累，但收獲良多，通過這次培訓，我開闊了眼界；思考問題能站在更高的境界；許多疑問得到了解決或啟發；業務素質得到了進一步的提升。有幾點體會如下：

1、企業文化應和職業學校校園文化對接，企業文化的目的，就是要在企業內部倡導和營造一種積極健康、活潑和諧的精神氛圍，職業學校的校園里也需要這種精神氛圍，應該讓學生提前感受到企業文化，通過校園文化感受到企業員工工作紀律性要求和工作態度的嚴謹作風，使學生在校園內就能在一定程度上了解、熟悉并認同企業文化。企業文化也是培養學生形成良好職業素養的一條重要途徑，為今后在企業的立足和發展奠定基礎。

2、學生的技能應與企業要求對接，通過這次企業實踐，使我了解到職業學校學生在校所掌握的知識與企業需求仍有較大的差距，計算機是一個高速發展的行業，物聯網、大數據、人工智能等新的技術手段無時無刻不在影響和改變人們的生產和生活，這就要求我們的教學設備和相關技能要趕上時展的需求，課本上的知識遠遠不能滿足現代行業、企業發展的要求，更多要求學生在專業知識的基礎上能夠學會應對社會發展的變化。

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課程實踐教學在應用型人才的技術應用與實踐能力培養上有著理論教學所不可替代的作用，但同時又要與理論教學緊密結合，才能使學生知其然并知其所以然。計算機專業開設的網絡類課程通常包括通信原理、計算機網絡、廣域網技術、網絡工程等，著重以培養網絡工程技能為目的。大量前期課程中的知識點和分散的驗證性實驗教學成果，都集中反映在網絡工程的實踐教學環節。因此，在這樣一個課程體系中，網絡工程實踐教學環節對學生網絡工程技能的培養起著關鍵的總結和檢驗作用。而從以往的經驗來看，網絡工程實踐教學過程中，存在著學生提不起興趣，教學效果難以達成等問題。筆者通過長期從事網絡技術相關課程的教學工作，總結出導致上述問題的原因有以下幾點：（1）實驗內容不合理，復雜的網絡原理和對設備的陌生，使學生們無所適從。（2）實驗設備過于陳舊，和現實工程中的設備不匹配，無法切合實際應用，從而使學生們覺得學無所用。（3）實驗平臺的網絡拓撲過于簡單，無法滿足學生們對網絡綜合應用的知識需求。（4）實驗形式單一，單兵作戰無法激起學生的責任感和培養團隊合作能力。綜上所述，選用合適的設備構造一個合理的實驗環境，以此為基礎，科學地編排實驗內容與實驗形式，成為構建網絡工程實踐教學體系的關鍵因素。目前，大量的一線教學工作者及教學管理人員對網絡類課程的實踐教學模式進行了大量的研究，提出了多種教學方法、教改模式及課程群建設思路。文獻[2]提出一種培養創新性思維的教學方法，把課程知識點、探究性的問題、師生互動和實驗內容統一考慮，以系統性的角度進行教學內容的優化。文獻[3-4]則從網絡工程課程群實踐教學體系建設的角度出發，涉及實驗內容與教學方法、實踐教材建設、實驗室建設等方面。文獻[5]則從實踐項目的具體設計出發，定義了能夠滿足網絡工程師職業能力的實踐教學內容。文獻[6]從實驗教學內容和教學環境兩方面出發，對重實踐、創環境的教學體系進行研究。文獻[7-8]的主要研究內容是實踐教學平臺的規劃和設計，以網絡教學的方式彌補課堂教學的不足。文獻[9]結合學生技術實踐能力與創新能力培養目標，對網絡工程實踐課程體系的規則、設計進行了探討。文獻[10]從課程群建設的角度出發，介紹了計算機專業課程的實踐環節設計和實施。文獻[11-12]的研究內容是符合學生職業技能培養目標的計算機網絡課程群建設，從課堂教學到實踐教學分別進行了討論。文獻[13]研究了網絡課程群建設過程中的結合企業需求的技術型人才培養模式。相關學者的研究，對網絡技術類課程的實踐體系建設有極大的啟發意義。總之，了解企業需求，合理的設計實踐教學內容和方法，完善課程資源建設以滿足學生多種學習方式，定義操作性強的網絡工程實踐教學模式，勢在必行。

2網絡工程實踐教學設計思路

CDIO工程教育模式的培養大綱將工科畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、團隊能力和工程系統能力4個層面。我國的“卓越工程師教育培養計劃”強調工程教育中的3個特點：校企合作、行業標準培養工程人才、強化培養學生的工程能力和創新能力。可以看出，無論是CDIO模式還是“卓越計劃”其實都以培養具有實際工程能力和職業素養的工科人才為最終目標。我們可以分析企業需求，理清知識和技能培養目標，形成可操作性強、可持續的教學內容及方法，并在相關專業課程中由淺入深，由點及面的貫徹。首先，要明確課堂教學和實踐教學是不可分割的整體，知識點的定義和分解要從全局出發；其次，通過教學資源的建設以及合理的組織，形成滿足學生需要的多階段、多形式的學習模式；最后，設計實踐教學內容和方法，并在完成實踐教學后，通過反饋信息進行新一輪整改。2.1知識點定義與分解如何定義企業需求，是培養應用型人才過程中需要解決的首要問題。單源信息可能存在片面性和特殊性。因此可以結合就業服務網站、企業實地調研、學生反饋、網絡工程師資格認證和廠商的技能認證達標要求等信息，結合專業培養目標，對網絡技術類課程的知識點進行定義和分解，形成課程群知識點AOE圖，以確定每個知識點所需教學時間和知識點間的進度關系。進一步結合學校的開課情況，把上述知識點拓撲圖進一步分解成以課程為單位的線索知識樹森林，完成知識點的定義與分解。每完成一個線索知識樹的內容即可進行單元考核。最后通過理論分析和實踐總結，不斷調整圖和樹的結點內容和關系。企業需求重點體現在要求學生有實際動手能力、團隊合作能力和溝通能力。這就要求我們在知識建設過程中除了要落實知識點的定義和分解，還要充分考慮采用合理的教學模式和考核模式，及教學過程組織方式，來突出溝通能力和團隊合作能力的培養。2.2構建多階段、多形式的學習過程根據我們的經驗，學生動手能力的培養不可能只依賴有限的課堂時間完成。要求學生課前預習所要完成的實踐內容及其涉及的理論知識，可以提高實踐環節的效率，同理可以讓學生知其然并知其所以然。而課后對已經掌握的知識進行重復演練，則可鞏固所學知識，使整個實踐環節保持連貫性。這就需要我們提供可以滿足學生多階段學習的資源和環境。因此，建設一個服務于實踐教學的Web平臺，既能打破時間和空間上的學習限制，又能使教師了解學生的關注重點。有條件的學校可以建設教學、實驗、考核一體化的教學資源平臺。上述工作中建立的課程知識拓撲圖和線索知識樹，也可以體現在平臺內容的組織過程，通過超鏈等形式，體現實踐過程中理論知識的相互聯系，使學生自主地回溯學習。

3實踐教學環節

課程群實踐教學體系建設過程中，教學環節的重要程度不言而喻。而能否落實設計好的教學內容則需要滿足要求的實踐環境，因為網絡設備種類繁多并更新較快，對大多數學校而言，不可能投入大量資金購買昂貴的網絡硬件設備。因此，我們利用軟件和硬件結合，搭建了性價比較高、實用性較強的實踐平臺，并在實踐教學內容和環節的設計，以及教學過程和考核方式的組織上，充分考慮對學生溝通能力、責任感和團隊合作能力的培養。3.1結合虛擬實踐平臺與真實設備搭建實踐環境針對在網絡工程實踐教學中存在的問題，我們可以通過改變教學環境、改善教學形式相結合，重點著手于設計循序漸進的教學過程，逐步提高學生們的學習興趣和降低學習難度。通過長期的教學經驗總結，結合對網絡工程教學目標的分析與相關認證的技能需求調研，我們選用了幾款優秀的網絡工程模擬軟件，構成虛擬實驗平臺，詳細介紹如下：（1）PacketTracer是由Cisco公司的一個輔助學習工具，為學習CCNA課程的網絡初學者去設計、配置、排除網絡故障提供了網絡模擬環境。學生可在軟件的圖形用戶界面上建立網絡拓撲，觀察網絡實時運行情況。（2）BosonNetSim可以模擬路由器和部分交換機，而且是它最先提出自定義網絡拓撲的功能，且反應時間較小，實驗內容豐富。（3）GNS3是一款優秀的具有圖形化界面的多平臺網絡模擬器，可以在PC上實現網絡拓撲。主要特點是通過加載不同設備的IOS，可以真實地模擬網絡設備，配置該設備支持的所有功能。但當設備較多時，會占用大量內存和CPU時間。（4）Aspire是思科工作公司出品的一款RPG游戲，在游戲中，玩家扮演一名網絡工程師，完成各種網絡工程相關的任務，無論設備的購買、安裝、配置、調試、驗收都有合理的情節模擬。對于學生來講，這種寓教于樂的軟件有相當的吸引力。（5）真實設備構成的網絡工程實踐教學環境：由3臺思科2950交換機，2臺思科2600路由器，1臺思科3550三層交換機組成，拓撲如圖1所示。上述設備價格適中，屬于經典型號的思科設備，比較有代表性?？梢栽跈C柜上做一套配線架，網絡的拓撲可根據學生的設計，在配線架上做改變，又不至于因為頻繁的接線而損壞設備接口，減少了對實驗設備的損耗。3.2實踐教學實施過程根據上述虛擬實驗平臺和真實設備構成的實驗環境，我們把網絡工程實踐教學的過程分為4個階段。前3階段為組網技能實訓階段，屬于逐步深入、層層遞進的教學模式，第4階段為網絡設計能力培養階段，具體流程如下。1）熟練階段。這個階段的教學目標是讓學生先接觸網絡工程模擬軟件，結合各軟件不同的特點，了解網絡設備與其配置方法，設計如下：（1）讓學生通過BOSONNetsim模擬器熟悉常用網絡設備基于CLI的設置，完成軟件附帶的實驗指導書中CCNA考試部分若干個實驗即可，而且可以排除ISDN、幀中繼這些已過時的實驗內容。（2）在學生對典型網絡設備熟悉的基礎上，通過PacketTracer軟件完成無線網絡、NAT等實驗的操作，這些實驗是BOSON軟件所不能提供的。利用PT的圖形界面，減少實驗耗時。（3）所有的模擬軟件中，只有GNS3是真實的模擬網絡設備，但需要用戶自己準備IOS，可以在教學資源網站提供下載。通過使用這一軟件，可以完成諸如HSRP（HotStandbyRouterProtocol）這類高級應用。2）鞏固階段。這個階段可以讓學生獨立或分組完成Aspire游戲的攻略制作，更全面地體驗網絡工程的各個實施環節，對于非英語母語國家的學生來講，能夠理解游戲中的網絡需求，完成各種設備的采購和實施?？梢约由钇鋵W絡工程理論知識的理解，鞏固專業英語，并進一步提高學習興趣。3）實戰階段。通過上述實踐教學環節的實施，學生應該已經消除了對網絡設備、網絡拓撲的陌生感。在本階段，建議采用分組、開放的實驗形式，學生3人1組，討論自己想完成的實驗內容并自主設計網絡拓撲，或組間的合作與協調。不但能夠鍛煉學生真實的組網能力，同時也體驗了團隊合作和溝通的過程。4）網絡設計階段。首先要設計實踐教學中的網絡系統集成案例，這一實踐過程，應該有如下特點：（1）案例的設計符合行業實踐需求，同時案例的規模適于8個課時的實踐教學過程。（2）案例的實施貫穿網絡設計的需求分析、規劃、設計、選型和實施及測試的全過程。（3）明確項目結題時提供的文檔，如網絡系統需求分析與可行性報告、網絡拓撲圖、網絡設備選型明細表，虛擬軟件中的網絡實施過程、網絡測試計劃和總結報告。對這一階段的教學形式，建議如下：（1）以電子文檔的方式下達網絡集成項目的要求和驗收標準。（2）分組競賽的模式，由4~6名學生組成網絡工程組，接受任務后能夠分工明確、團隊合作，最后根據答辯內容確定最優方案若干。（3）教師交替地以客戶與顧問的角色與每組的組長進行溝通和指導。組內成員分階段匯報進度和講解自己的工作進展。具體的實驗內容與學時安排如表1。課后需要學生最后上交網絡工程實訓報告、網絡設計報告、網絡設計答辯PPT，以此作為實踐課程的主要考核依據。

4結語

篇6

關鍵詞：交換與路由；實踐教學；虛擬實驗平臺

0 引言

2012年7月，教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會了《高等學校網絡工程專業規范（試行）》，這也是首次對網絡工程專業內涵等的統一認識與界定。網絡工程專業在培養目標上，側重網絡的設計、規劃、管理、維護等5大層面。作為構建網絡連通性的交換技術和路由技術，是上述專業目標得以實現的基礎[2]。交換與路由技術關注于建立網絡的連通性，是把各種網絡物理設備連接在一起的紐帶，是各種網絡上層應用得以實施的底層基礎。交換與路由課程內容在網絡層次模型上的落腳點是TCP/IP模型中的數據鏈路層和網絡層。

顧名思義，交換與路由課程在內容上由交換技術和路由技術兩部分組成。其中交換技術研究園區網環境下的數據交換技術，在物理設備上圍繞二層、三層交換機展開；路由技術側重互聯網中通信子網的網絡連通性，通常屬于運營商的管理范圍，在物理設備上圍繞路由器、三層交換機展開。交換與路由課程的前修課是計算機網絡原理課程，是針對計算機網絡原理中IP路由、局域網、廣域網等章節內容的深化和實踐。合理的計算機網絡原理的知識結構和知識內容，是交換與路由課程開展的必要支撐。交換與路由課程的后續課包括有網絡工程、網絡管理、網絡安全、網絡協議分析等。綜上可以看出，交換與路由是一門實踐類課程，是在計算機網絡原理基礎上的應用環節。教育部推出的“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”）旨在培養適應社會經濟發展需要的各類型高質量工程技術人才，重點強調培養學生的實踐能力。就交換與路由課程而言，與這一目標十分貼切。

1 交換與路由課程內容

北京林業大學網絡工程專業在交換與路由知識的學習上，共涵蓋兩門課程：交換與路由（56學時）、交換與路由綜合實驗（40學時），理論學習與實踐操作并重。兩門課程獨立考核，總學時數高達96學時，可以反映出交換與路由技術對網絡工程專業的重要程度。56個學時的交換與路由課程包含了46學時的理論、10學時的課程實驗。理論部分專注原理剖析，主要知識點包括路由協議基礎、距離向量路由協議、鏈路狀態路由協議、路徑向量路由協議、RIPv1/2路由協議原理、OSPF路由協議原理、BGP路由協議原理、訪問控制列表、路由控制、交換基礎、交換知識點（VLAN、STP、VTP等）。10學時的課程實驗屬于針對課堂理論講解的驗證性實驗。40學時的交換與路由綜合實驗課程是對理論學習的綜合性實驗，從復雜拓撲結構人手、建立分散的知識點之間的關聯。

2 交換與路由課程教學過程

2.1 課程特點及教材選用

交換與路由作為網絡工程專業的核心課程，不僅在教育科研領域深受重視，在工業界也扮演著重要角色。網絡設備生產商中，華為、思科（Cisco）、詹博（Juniper）3家企業占據市場絕大部分份額，也都建立起了面向網絡工程師的針對交換和路由方向的網絡認證考試。其中，思科公司在網絡教育以及網絡知識普及上所做出的貢獻尤為突出，和國內眾多高校合作建立思科網絡技術學院。思科出版社也出版發行了各個網絡教育層次的教材，但通常以認證為導向。國內也有部分高校出版了“交換與路由”相關教材，但從調研來看，目前還沒有成熟度較高的經典教材。鑒于此，我們在為北京林業大學學生授課過程中，參考業界領先的思科網絡教育學院教材，在其基礎上對內容進行裁剪，形成適合北京林業大學網絡工程專業學生特點的教學講義。自編教材首先要符合本科教學學時數；教學內容上原理和實踐并重，既側重原理，又不能光說不練，但也不以企業認證為目標。教學實踐表明，枯燥的網絡協議等理論知識，只有和實踐操作結合在一起，才會更容易被吸收消化。交換與路由課程與計算機程序設計語言課程有很大的相似性，只記住理論，而不動手實踐，便毫無意義。要動手實踐，必須依托目前主流網絡設備生產商的產品。

2.2 網絡實驗室實踐條件

截止2012年，北京林業大學網絡工程實驗室有25臺Cisco 2821路由器、12臺Cisco Catalyst2950二層交換機、13臺Cisco Catalyst 3650三層交換機、一臺PC服務器。設備數量總體較少，以一個標準班30人計算，也不足以讓每個學生都在一個較大的拓撲上進行操作。實驗室的建設需要一個過程，在資金投入有限、設備不能立即到位的前提下，我們劃分了兩個階段，充分利用網絡實驗的教學資源，具體做法是：課程初期，讓學生在網絡實驗室中了解、認知網絡物理設備，用較少的設備就可以完成一些基本的驗證性實驗；課程后期：我們把網絡設備整合成5套拓撲，每個拓撲由5臺路由器和2臺三層交換機組成，可以滿換與路由課程全部教學內容的實驗要求。實驗室采取開放策略，學生可以預約時間隨時操縱物理設備。教學實踐表明，這種方案一定程度上彌補了由于設備數量不足所帶來的教與學的困境。

2.3 構建虛擬平臺

在熟悉對網絡物理設備的連接、配置以后，課上的理論講解、課下的自主學習，都切換到Dynamips虛擬平臺。Dynamips仿真了部分型號思科路由器硬件環境，加載真實的思科網絡操作系統iOS，類似于VMware、VirtualBox等可以加載PC操作系統。Dynamips啟動以后，通過Telnet方式連接Console口來登錄路由器，之后的操作就和登錄到真實物理設備完全一致了?；诖耍覀兙帉懥巳绾螛嫿ňW絡虛擬平臺的教學文檔，內容涵蓋了GNS3、Dynamips、Wireshark、Vware、VirtualBox、JUNOS、PIX防火墻、ASA、IDS，全面講解了在GNS3集成環境下，各網絡軟件的配置、使用，在學期初就下發給學生并學習。在GNS3環境下，借助于Dynamips等虛擬機，學生可以在自己的筆記本電腦上構建一個包含二層交換機、三層交換機、幀中繼交換機、ATM交換機、路由器、防火墻、IDS等設備較完整的Intemet環境。GNS3提供了以鼠標拖曳方式構建拓撲，在網絡運行中，也可以動態地改變拓撲結構，具有較強的靈活性。96學時的教學實踐表明，Dynamips實驗環境可以支撐本科階段交換與路由課程中路由部分的全部內容、交換部分的大部分內容。學生可以不受時間、實驗室的限制，自主學習。

2.4 課堂教學

課堂教學由兩部分組成：理論講解、現場實驗驗證。教師在課堂環境現場實驗來驗證協議原理及交互過程是本課程教學的特色之一。其中理論講解環節采用多媒體方式，圍繞路由協議原理的分析、協議特性進行講解；鼓勵學生把筆記本電腦帶進教室，既可以做電子筆記，動手能力強的學生還可以隨時跟進教師的課堂實驗驗證；鼓勵學生進行問題攻擊，在攻擊性問題的講解過程中，往往能讓全部學生都集中注意力。在動手實踐環節，每次講解完一個知識點，馬上就當場實驗驗證。路由協議的工作原理，反映在路由協議的數據包封裝上，而GNS3環境下Dynamips和Wireshark做了很好的集成，直接在拓撲結構的鏈路上實施數據包捕獲，可以查看協議的交互完整過程和數據包封裝細節。把枯燥的協議和鮮活的協議數據包有機結合在一起，提升了學生學習積極性。不僅是記住原理，還要啟發學生這個協議是怎么實現的，和生活中哪些場景有關聯。

2.5 分解實驗

交換與路由在教學內容上，各章節的知識點相對獨立，自成體系。以路由為例，在講解完路由基本原理，讓學生了解了DV型路由協議、LS路由協議、PV型路由協議的基本原理以后，就可以獨立講解RIP、OSPF、路由控制、ISIS、BGP等各個協議。各個協議在知識結構上相互獨立，通過路由控制把各個協議重新組合在一起，進行互操作。為此，我們為每個章節都單獨給出了分解實驗，并且給每個實驗文檔加以4位數字的編號，同一類型知識點文檔的數字中第一個數字相同，學生可以快速索引到關于相關知識點的文檔。除了分解實驗之外，會提供給學生一個綜合的拓撲，可以有機地把分解知識組合在一起，即知識點模塊化、系統化。通過閱讀大量的分解實驗文檔，也可以培養學生自主學習的良好習慣。以BGP路由協議的學習為例，屬性是BGP協議的核心，也是BGP強大的選路能力的重要支撐，這部分作為學習重點。我們設定了同一個拓撲結構，根據具體需求，不斷調整各種屬性，來實現不同的選路，而每種屬性都做了實驗分解。

2.6 考核環節

交換與路由課程在教學效果評估上，采取了階段考核方式。整個學期在交換與路由理論課環節包括3個階段性考試，依次按30%、30%、40%的計分比例匯入總成績。各階段考試均采用無紙化方式，提供拓撲結構、需求分析的pdf文檔，學生根據需求完成配置，并回答若干關鍵問題。為防止抄襲，每個學生在配置拓撲結構時，都要把自己的學號作為接口IP地址中4個十進制數中的一個。3個階段的考試，可以讓學生整個學期都保持對這門課程的預習、復習和課外的實踐操作，從而在知識點的掌握、認知能力的提高上，有很大的促進作用。

3 交換與路由教學總結

3.1 存在的問題

在教學實踐過程中，最大的問題就是課程進度滯后于大綱安排，分析原因如下：①不習慣教師邊講解理論邊做實驗的教學方式。許多學生已經習慣被動地“收聽”，而本課程要求邊聽課邊做電子筆記，涉及實驗還要動手實踐，精神和注意力高度集中，如果中間某個環節跟不上，就會造成脫節。教學方式、教學風格的變化需要重新形成并建立一種新的學習習慣，這需要一個適應過程。②部分學生對前修課程計算機網絡的基礎知識掌握不扎實，具體表現在：對TCP/IP層次模型了解不充分，對數據包的流動過程以及所涉及的協議沒有一個清晰的認識，對IPv4私有地址、公有地址、組播地址、廣播地址了解不充分。③全英文多媒體課件使部分學生閱讀理解起來會有一定的困難。交換與路由是在網絡工程專業大三第一學期開設，大部分學生已經通過了大二下學期的英語四級考試，但仍然有部分學生跟不上節奏。

3.2 收獲

從教學反饋來看，主要包含以下兩點：從學生層面看，一定程度上改變了學生的學習觀念。理論和實驗并重的教學方式，學習強度大，讓課程學習真正成為一個持續地過程，學習不再是為了考試，避免了考前臨時突擊的現象。從教師層面看，摸清了學生在前修課計算機網絡課程上所欠缺和掌握不扎實的知識點，使得網絡教研組教師之間課程交流內容更加明確，進而對專業培養目標的定位也逐漸清晰。

4 結語

作為一門以實踐應用為導向的課程，交換與路由課程的建設是一個逐步深化的過程。下一步要做的工作包括：總結教學經驗，在不斷完善自編教學講義的基礎上，規劃出版教材；繼續擴充分解實驗的數量，網絡教研組的教師共同討論，使實驗內容能夠跟上網絡技術的快速變化；外出調研，多和其他同行交流，不斷提高本課程的教學質量。

參考文獻：

[1]教育部高等學校教學計算機科學與技術指導委員會.網絡工程專業規范（試行）[M].北京：高等教育出版社，2012：1.

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1、安全技術人員：每家IT公司都需要安全技術人員應對可能發生的網絡攻擊。如果你的簡歷里有CTIA的安全認證，想必獲得一份工作會變得輕松許多。

2、虛擬系統管理員：虛擬化和自動化技術搭乘云計算獲得飛速發展，今后系統管理員也要與之接軌。

3、網絡工程師：網絡工程師作為傳統的一項職位，依然十分強勢。由于資訊和競爭的需要，未來幾年中社會交往和協作會更加密切。這一切要求網絡技術和網絡工程師發揮更多的作用。

4、開源技術人員：免費、開源產品越來越受到人們的歡迎。公司依靠此類產品能迅速占領用戶市場，然后形成一系列付費功能維持運營體系。這一切都需要熟悉開源程序的開發人員才能實現。

5、質量保障工程師：一個成功的產品或服務，除了技術開發以外，還需要服務保障人員的努力才能完善。IBM惠普等大公司都在部門內部建立類似確保產品生命周期正常運轉的職位。

6、電子商務經理：因為電子商務的日益發展，使企業的經營形態發生了根本改變。經營形態改變以后，電子商務的份額不斷擴大，電子交易經營人員就顯得尤其重要。

7、項目管理人員：這個行當要求你具備整體管理項目的能力，包括做計劃、項目實施、日程管理、預算、資源分配和商品交付質量管理等。所需技能有管理大型、復雜與并行項目的能力。包括計劃開發、項目實施和客戶管理的經驗。最好有較強的Internet技術應用和軟件開發背景。

8、IT審計師：IT審計師目前已成為全球范圍最搶手的高級人才。這些人才一般都具備全面的計算機軟硬件知識，對網絡和系統安全有獨特的敏感性，并且對財務會計和單位內部控制有深刻的理解?？刂朴嬎銠C環境風險和信息系統運行風險將成為管理資咨詢和服務的重點。

篇8

作者簡介：彭靜，女，副教授，研究方向為計算機網絡及安全；齊林，男，講師，研究方向為網絡系統集成。

摘要：在“卓越工程師計劃”的背景下，分析“組網工程”課程傳統教學模式的不足，提出以組網工程項目為切入點實施教學過程，使學生明確課程學習的目的性，激發興趣，培養學生的實踐動手能力、工程能力、創新能力和團隊合作意識，培養滿足社會需求的卓越網絡工程師。

關鍵詞：“卓越工程師計劃”；“組網工程”課程；項目式教學

2010年6月23日，教育部在天津召開“卓越工程師教育培養計劃”啟動會，聯合有關部門和行業協（學）會，共同實施“卓越工程師教育培養計劃”， 該計劃就是要培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才[1]?！白吭接媱潯逼渲袃蓚€重要特點：一是學校按通用標準和行業標準培養工程人才；二是強化培養學生的工程能力和創新能力[2]。

在“卓越工程師計劃”背景下，作為地方本科院校的網絡工程專業，我們的培養目標定位在“面向一線，服務地方”的“卓越網絡工程師”，“卓越”絕不是少數、精英，而是指高素質、高質量[1]。當今，網絡是信息社會的支撐平臺，人才需求量大，但是，企業找不到適合的人才，而畢業生就業難，其原因是學生在校所學和畢業所用脫節，理論不能聯系實踐，這個問題亟待解決，學校應該按照社會應用標準培養人才，培養學生的工程能力和創新能力[3]。

“組網工程”課程是網絡工程專業的一門主干專業課，這門課程的培養目標是使本專業的學生能夠完成園區網的設計、實施、維護和管理等一系列的工作，這是網絡工程師的基本技能，它不僅要求學生有較強的設計和實踐動手能力，還要有團隊協作精神。為達到培養目標，我們對傳統的，以課堂講授為主的教學模式進行改革，將工程教育理念引入組網工程的課程改革，對教學計劃、課內課外的教學內容和教學方式做重新設計[4]，經過一個學期的教學實施過程，驗證效果較好。

1 傳統的教學設計存在的問題

1.1 理論學習和工程實踐脫離

“組網工程”通常的教學內容是從網絡基礎知識入手，講解常用的網絡設備，如交換機、路由器、傳輸介質、以太網組建的基本原理，在講解這些基礎知識的基礎上，第二部分講解交換機和路由器的基本配置命令，通過課堂的講解和實驗使學生掌握這些基本的配置命令。第三部分是Intranet服務器的基本配置。第四部分是網絡安全技術應用，通常每個部分都是通過課上講解和課下實驗的形式來完成。

通過這四個部分的學習，學生了解網絡的組建過程，通過學習掌握組網技術的基本知識，最終能夠組建和維護園區網絡。教學的內容從表面上看似沒有問題，每個部分的內容都是學習組網工程必備的，然而，在整個教學過程中，理論與實踐脫離，學生會感覺內容枯燥，針對性和目的性不明確，以至于缺乏興趣，積極性不高，不能達到預期的教學目標，因而無法達到學以致用的目的。

1.2教學方式單一

課堂教學缺乏學生的參與，教學過程屬于知識灌輸，學生處于被動學習狀態，不能體現以學生為主體的思想，學生的能力培養不夠。學生沒有參與項目的機會，團隊意識和溝通能力得不到培養，與作為一個基本合格網絡工程師的距離相差甚遠。我們認為應該把工程化教育思想引入整個教學過程，在教學過程中引入組網工程項目案例，學生以分組的形式完成項目，可以激發學習興趣，培養團隊合作意識 。

2 面向工程師培養的課程教學設計

課程的設計分為三個環節：課堂教學、實驗教學和課程實訓。三個環節均以網絡工程項目為主線，以學生為主體完成教學過程。項目設計如圖1所示。

每次課堂講授的內容以網絡工程項目為切入點，項目按照三層網絡模型的思想設計校園網模擬圖，使學生了解校園網的概況并對課程有總體的認識，后續

的項目在模擬圖的基礎上，按照網絡設計層次的概念，實現每個層次的功能。

我校現有的教學條件是理論教學在多媒體教室，實踐教學環節在網絡工程實驗室，采用星網銳捷的網絡產品。在理論教學環節，以網絡工程項目為導引，通過軟件模擬實現項目案例，同時講解涉及的理論知識；課程實驗的地點是網絡工程實驗室，以小組為單位互相協作完成，課堂上軟件模擬實現的項目在真實的網絡設備上調試通過；課程實訓的內容是實現課程中講解的網絡項目，時間安排在課程結束后的一周時間，以小組的形式合作完成網絡的設計和實現，包括網絡設備的配置、服務器的配置、新聞系統的實現。

3 面向工程師培養的課程實施

3.1 課堂教學環節

利用教師機和投影儀等現有的教學資源，采用Cisco Packet Tracer軟件（教室沒有網絡設備）模擬實際網絡環境，從第一次授課開始，一邊講解、一邊畫出校園網的模擬圖，學生可以自帶或者和他人合用筆記本電腦，和老師同步在軟件中畫出同樣的網絡圖。如圖2所示。

圖2是課堂上學生完成的第一個任務，它完成了在模擬器中繪制校園網模擬圖，通過老師的講解，學生了解到校園網的結構和課程的總體內容，激發了學習興趣，課下，同學之間還會圍繞圖中不理解的知識點主動討論，因此，下次課還會帶著問題聽課。

隨后的課堂內容都圍繞這張圖展開，如項目二VLAN的劃分與VLAN間路由，如圖3所示。根據實際應用需求，按單位部門劃分虛擬局域網，通過三層交換機實現虛擬局域網（部門）之間的通信。在Cisco Packet Tracer中的模擬實現如圖3所示。

3.2 課堂在實驗環節

此環節在網絡工程實驗室完成，實驗室采用星網銳捷網絡設備，4個同學一組完成課上的每個項目并對課堂項目進行擴展實現，項目完成后組內討論遇到的問題和解決的方法，并在項目報告中記錄下來。這個環節強調組內同學協作完成，互相交流心得，總結經驗。

3.3 課程設計環節

課程設計完成一個相對完整的項目，包括設備的配置、服務器的配置、WWW服務器上完成新聞系統的實現，組內同學分工合作完成，完成后提交設計報告并最后以分組為單位答辯，教師根據報告的內容和答辯的表現給出成績。

通過課程設計的教學實施，學生經歷了網絡的設計、實施過程，完成不同平臺服務器的配置，完成新聞系統的實現。新聞系統的實現是在Web程序設計課程中講解的，通過完成這樣一個綜合的項目，學生不僅能總結整個課程內容，還能把不同課程之間的內容聯系在一起。

4 結語

綜上所述，以組網工程項目案例為基礎，組網工程課程改革完成了以下四個方面內容。

第一，修改了原先授課的順序、方式及授課內容；第二，整個教學過程以項目實現為導引；第三，協調并連接了不同的課程的聯系；第四，實現了基于需求分析、設計和實施的完整的系統集成案例。將組網工程項目引入課堂，以項目為基礎的教學設計，貫穿整個教學過程，實現了以學生為主體的“做中學”教學方式，做到了理論和實踐的有機結合，培養了學生主動學習的能力、實踐能力、創新精神、團隊協作能力，為培養優秀的網絡工程師打下基礎。

參考文獻：

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Teaching Reform and Practice of Network Engineering Course for

“A Plan for Educating and Training Outstanding Engineers”

PENG Jing, QI Lin, CAI Hongli, DING Renshuang

(College of Information Science and Engineering，Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050018,China)

篇9

計算機網絡工程的全面信息化管理指的是以計算機信息管理軟件作為平臺，用計算機網絡作為傳輸介質，對工程項目上的各種信息資源進行全面的收集、整理、轉換、存儲、傳遞和應用的一系列過程。它可以極大的提高工程項目的信息采集效率與信息溝通水平，實現對工程項目海量信息的有效管理。計算機網絡工程全面信息化管理具體是指在工程項目管理中所涉及到的各個主體和各個階段廣泛采用計算機技術來整理開發工程項目的信息資源，以促進整個工程管理水平的不斷提高。由于計算機網絡信息管理技術自身發展速度非?？欤こ添椖坑址浅碗s，因此，它具有非常豐富的計算機網絡信息化內涵。工程項目的全面信息化具有信息收集自動化、數據傳輸實時化和網絡化、數據存儲數字化、數據信息檢索查詢的工具化和信息利用的科學化的特征。

2計算機網絡工程全面信息化管理的特點

2.1工程項目管理全面信息化的優勢對工程項目實施全面信息

化管理可以打破原來項目組織管理的空間界限，方便的實現數字化溝通和協調，實現經濟技術指標的協調，以及工程進度、質量和成本之間的優化。實現各部門之間信息資源的優勢互補，從而按照市場化的形式，構建一種跨組織、跨職能的團隊，實現組織的虛擬化。除了能夠實現組織的虛擬化之外，全面的信息化管理還可以對大量復雜的信息進行及時的處理和傳送，從而大大減少信息處理和傳輸的層次，為組織的扁平化奠定基礎。在傳統的工程項目管理模式下，各種工程項目的數據統計均為靜態數據，統計較為粗略，且數據的時滯性較為明顯。而基于計算機網絡的工程項目的全面信息管理全能夠通過工程日報子系統對項目進行及時的跟蹤，并通過資源編碼、項目編碼和活動編碼等方式來對項目信息進行篩選、分組和管理，進而實現對工程項目進度、成本、質量、人力以及采購管理的全方位控制。自然，對工程項目實施全面的信息化管理使得工程項目的無紙化管理，促進了各部門之間的溝通效率，降低了溝通成本，并且信息傳輸質蘑好、安全性高，并且能夠有效避免信息的不對稱現象的發生，進而保證整個工程項且的順利執行。

2.2工程項目管理全面信息化的困難盡管工程項目管理的全面

信息化得到了政府和企業的高度重視，但是，從現實情況看，其進展仍然較為緩慢，其全面信息化的過程仍然存在著重重的困難和阻力。首先，統一的信息工程項目管理信息化標準尚沒有形成。所以各部門都針對自身的特點開發出的信息化管理軟件不僅成本高，而且彼此交互性不強，導致信息在系統中流動不暢，不能有效發揮項目的全面信息化的管理功能。其次，由于很多工程項目地處通信條件比較差的山區，又是臨時性的組織，致使項目的全面信息化管理缺少良好的計算機網絡支撐。無法實現工程項目管理的全面信息化。第三，目前尚不能對工程項目的全面信息化管理提供全面的定量投資回報分析，就讓組織的決策管理者動用大量的人力、物力進行管理信息系統的開發是不現實的。第四，當前很多公司對電子文件的合法性和可靠性依然缺乏信任，出于安全考慮，往往采用的傳統的信息管理模式，從而導致電子信息化管理系統較難得到應用和普及。

3計算機網絡工程全面信息化管理的重要意義

在工程項目中采用全面的網絡管理主要有以下幾個方面的重要意義：首先，在工程項目中實施全面的信息化網絡管理能夠實現對各種書籍的及時的采集，適應工程項目管理對信息海量增長的需要，并可對某些關鍵項目的信息做到實旋采集，以便對工程項目各項工作的督促和檢查，提高工程項目的管理質量。其次，工程項目管理實施全面的信息化管理之后，可以加速各項目信息的交流速度，減輕工程項目參見人員的日常工作負擔，并能夠方便工程管理人員對工程的進展情況和進行監督，以便及時發現問題，做出調整。另外，工程的信息管理系統還可以為工作人員提供各種準確而完整的歷史信息，方便用戶查詢，并且這些數據支持復制、粘貼，能夠大大減少用戶的重復抄寫工作，提高了工作效率。第三，由于工程項目的全面信息化管理使用同一個信息管理平臺，因此，可以輕松實現信息的共享和工作的協同，保證各部門和各層級之間的信息溝通暢通，它不僅能夠有效項目參與人之間的信息交流次數，它還能保證整個信息交流過程的及時快捷。進而提高整個項目的工作管理效率。第四，工程項目的全面信息化管理能夠實現對工程項目相關的全部信息進行數字化，并且能夠對其進行方便的存儲和研究利用，通過對所有數據科學的分析和研究，能夠為工程項目管理進行科學的決策提供依據第五，由于當今的工程項目越來越大，技術含量越來越高，面對日益激烈的市場競爭，導致整個工程項目的風險越來越大，但是在工程項目實施了全面的信息化管理之后，它可以搜集大量有關工程風險的信息，并對其進行科學的處理，從而成為降低工程風險的一個重要手段和工具，大大提高工程項目的風險管理能力和水平。

4計算機網絡工程全面信息發展趨勢與展望

隨著網絡技術的不斷發展，網絡安全方面的研究開發也會不斷深化，工程項目信息管理系統的數據安全性也會不斷加強，為其安全高效地發揮作用提供保障。基于計算機網絡技術的工程項目全面信息化管理系統使用功能進一步加強，如在線視頻監控、在線視頻會議等功能將不斷地被加入到系統中，遠程管理控制得以實現。工程項目信息化管理系統的建設開發將形成自己的行業標準，如統一的網絡標準平臺、統一數據庫標準平臺、統一系統開發標準的要求等，進而使不同信息管理系統交換性不斷加強，實現信息無邊界的標準化共享。PM-ASP((ProjectManagement-ApplicationServiceProvider)將是工程項目信息化管理的未來趨勢，網絡經濟的不斷發展與社會分工的日益細化，將促使專業的工程項目信息管理服務供應商產生，從而大大降低工程項目信息管理的管理成本，更好地發揮信息作用隨著電子信息技術及網絡技術的不斷發展，工程項目的電子信息化管理系統也會不斷完善。信息是在網絡經濟時代僅次于人才的重要戰略資源，基于計算機網絡技術的工程項目全面信息化管理將會對整個項目的高效有序運行提供保障與支持。全面信息化管理不斷推動企業管理的信息化進程，從而促使企業收集并建立企業資源信息庫，全面提高自身管理水平，為迎接國際競爭的挑戰，迎接真正的電子商務時代做好準備。通過對計算機網絡工程全面信息化管理的一番探索，筆者認為計算機網絡工程全面信息化管理可以提高信息的處理效率，不僅能夠為工程的順利運行提高報障，還能為保證工程的質量，可以說工程全面信息化管理是發展的必然趨勢。全面信息化管理不僅可以推動單位管理的信息化進程，而且可以提高單位的自身管理水平。雖然，目前我國的信息技術還存在一定的漏洞，但筆者相信，隨著我國科技的發展，信息技術一定會不斷的完善，為工程信息安全提供靠保障。

作者：劉常宏 單位：河北省中小企業信息中心

參考文獻

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篇10

社會各行業對網絡規劃、網絡建設、網絡管理以及網絡應用技術和開發人才的需求量日漸增大。面對如此形勢，為社會培養大量不僅具有扎實理論基礎而且具備較強實踐能力的網絡技術人才便成為了應用型本科高校更為緊迫的任務。面對不斷涌現的計算機網絡新技術和新應用，以及當前本科教育的應用型職業化趨勢[1]，《計算機網絡》課程作為網絡工程專業（春季）的學位課，其教學內容、教學方式和教學手段如何能夠與時俱進便成為《計算機網絡》課程教學改革的新課題。

2學生情況分析

網絡工程專業（春季）的生源為中等職業學校，學生的學習習慣較夏季本科學生而言，雖不適合傳統以理論教學為主的本科教學模式，但他們已具備良好的動手操作能力，所以春季班的學生在向應用型本科過度的過程中獲得更大的優勢。

3教學方式轉變

隨著向應用型本科轉型工作的不斷推進，《計算機網絡》課程教學也正在由以前注重單純理論向理論和實踐并重邁進，因而實驗課教學的開展越來越受到重視。根據網絡工程專業（春季）班學生的情況，對《計算機網絡》課程理論課和實驗課的開展進行了相應的調整，并對學生的課外活動進行積極的鼓勵和引導。

3.1理論課的開展

根據不同章節采取不同的教學方法，由于構成計算機網絡的四大要素分別是：計算機、網絡互連設備、通訊介質、通訊協議，而前三大要素都屬于硬件設備，在工程實踐中常用到交換機、路由器、雙絞線、水晶頭、光線等，對于此類內容的教學宜采用實物教學[2]；而對于通訊協議部分，如數據在各層的封裝和解封、CSMA/CD工作原理、TCP三次握手、滑動窗口實現流量控制、域名查詢等內容[3]，教師應利用一切資源精心制作多媒體課件進行授課，因為多媒體技術集圖像、文字、動畫于一體，圖文并茂，形式多樣，使用靈活，信息量大，教師可以邊講解邊演示能讓學生更直觀更形象的理解本來抽象復雜的網絡協議原理。此外，要充分利用網絡進行教學活動的開展，學網絡關鍵是用網絡，通過網絡可以將課堂帶到任何地方。具體可以采取的方式有：第一，利用學院提供的網上綜合教學平臺系統，讓學生在線學習系統上傳的資源，并提供在線交流，教師可以出模擬訓練題，學生可以在線答題，教師分配任務，學生自己搜索相關資源完成任務并提交報告；第二，可以建立微信、QQ的群和討論組等，在群和討論組里進行師生的討論交流。通過這些方式使學生能將課本知識與實踐應用緊密結合，從而充分調動學生的積極性、能動性，讓學生帶著濃厚的興趣參與到解決實際問題中，并在求解的過程中學到知識，培養了分析能力和解決問題的能力。

3.2實驗課的開展

網絡技術的快速發展對實驗設備的要求越來越高，學院實驗中心具備網絡實訓實驗室、物聯網實驗室及在建中的網絡協議分析實驗室，可以為學生提供優越的實驗環境。此外，虛擬網絡實驗技術的發展為網絡實驗教學改革提供了新的思路，使學生做實驗免受時間和地點的諸多限制，學生使用虛擬機Vmware在一臺計算機上就可以組建虛擬局域網，完成虛擬機之間、虛擬機與主機的網絡連接，實現各種操作系統的安裝、服務器的搭建和軟件的開發調試的實驗；使用模擬軟件PacketTracer可以完成交換機、路由器、無線網絡設備、服務器、各種電纜和終端等的連接和配置，所用操作界面和配置命令同真實設備幾乎完全一致，利用虛擬的網絡實驗平臺，學生可隨時進行各種網絡實驗訓練而不必擔心網絡設備的損壞，可以迅速搭建虛擬網絡并配置和調試，還可以一個人完成較復雜的設計性和綜合性實驗[3]。真實實驗和虛擬實驗相互結合，可以極大地提高學習效率和資源的利用率，定會取得良好的教學效果。

3.3第二課堂的開展

為了豐富學生第二課堂的生活，將課堂所學理論知識和實驗操作更好的應用到實際生活中，學院成立了網絡協會，由協會的學生負責全院乃至全校的網絡咨詢和服務，協會定期舉辦相關活動，并安排相關老師進行指導，這樣可以使學生充分利用課余時間來學習計算機網絡相關的知識，并且可以提高學生解決問題、處理問題的能力，從而使得第二課堂的活動真正成為課堂教學的輔助和提升，到達學以致用的效果。

4考核方式轉變

以往《計算機網絡》課程的考核大都將期末理論考試成績與平時成績及實驗報告相結合的方式作為對該門課最終的成績的評定[4]，這種方式不能客觀的考核學生的實際到手能力和解決實際問題的能力。為了讓學生對實驗操作能力的提高和實際解決問題能力的培養引起足夠的重視，并加快向應用型人才培養方式的轉變，在考核學生時引入實驗操作能力的考試及課程設計的評定，加之平時作業、實驗報告及課堂表現，給出最終的考核成績。

5總結