1、高職《計算機網絡技術》課程實訓教學現狀
高職《計算機網絡技術》課程是計算機類專業重要的核心課程之一,該課程具有較高的理論性和實用性,包含了先進的網絡技術方法。
課程實訓教學現狀如下:
\\(1\\)在高職《計算機網絡技術》課程教學過程中,計算機網絡技術實訓教學大都采用傳統的教學模式,以理論教材為主,圍繞教材內容制定實訓教學計劃。這種模式的主導思想就是為驗證理論而進行實訓教學。學生做實訓,往往是教師事先安排好,按照規定的步驟完成即可,根本不會將實訓過程作為獨立思考與研究的過程。缺少基于項目驅動的綜合、全面的實驗教學體系。
\\(2\\)傳統的網絡實訓室的做法是會使得網絡實訓的過程演變成了插拔線的過程。傳統做法的三個問題:一、學生的寶貴實驗時間大半浪費在插拔線上,而不是用在真正的實訓內容上,學習效果差;二、不斷地插拔線,設備的端口容易損壞。一般一個端口的標準插拔次數是有限次,而一次課可能就要插拔十多次;影響實訓教學質量。
\\(3\\)網絡技術和產品的發展更新非???,產品種類繁多。網絡實訓所需的軟硬件條件難以跟上應用的發展。另外,網絡產品的封裝性好,使用相對簡單,對網絡產品的介紹分析缺乏深度,使學生缺乏能動性,難以培養學生的創新能力。教學和考核方法單一,過程控制不足,知識與能力培養不協調傳統的教學方法是以傳授知識為主,忽視能力培養和工程設計鍛煉;傳統的考核方法有時也只是一張試卷,對實踐的考核明顯不足,考核方法單一。這樣完全沒有工程中的過程動態監控,導致知識與能力培養不協調,考核結果具有很大的不公正性。
\\(4\\)學生的個體意識強,學生幾乎沒有受到項目和團隊工作的實際訓練。在工程實踐中團隊協作、溝通的能力沒有得到有效培養,對工程的認識不夠,導致和企業需求脫鉤,不能很好地開展工作,更難于把工作做到更好、更高層次。針對以上現狀和不足,我們認為《計算機網絡技術》課程實訓教學的改革應是體現出對學生內在創新沖動及創新思維的充分調動和激發;實訓內容的設計要從新思維、新觀念的角度出發,給學生提供在完整真實的問題情境中學習創新、強化工程能力的驅動條件。
2、CDIO工程教育模式
2.1CDIO工程教育模式產生及特點
CDIO代表構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)和運作(Operate),它以產品研發到產品運行的生命周期為載體 ,讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。已有幾十所世界著名大學加入了CDIO組織,其機械系和航空航天系全面采用CDIO工程教育理念和教學大綱,取得了良好效果,按CDIO模式培養的學生深受社會與企業歡迎。
2.2CDIO工程教育模式在《計算機網絡技術》課程教學中的運用
CDIO作為國際工程教育和人才培養的創新模式,緊密圍繞“構思→設計→實現→運作”思路展開,強調學生通過項目驅動的方式實現工程能力和綜合創新能力的培養,是“做中學”和“基于項目教育和學習”的集中概括和表達。將CDIO基于項目教學的理念有機地引入《計算機網絡技術》課程教學體系設計中,經過合理科學的實施,不但能夠有效激發學生學習的主觀能動性,而且有利于培養高職學生獨立分析和解決實際問題能力。同時,實訓教學的也給學生依據自身興趣和能力水平進行發揮提供了充足的空間,是高職學生工程素質和創造性思維培養的動力源泉。
3、構建基于CDIO的課程實訓教學體系
3.1構建基于CDIO的課程實訓教學體系的原則
對照專業培養要求和《計算機網絡技術》課程所要達到的能力目標,在CDIO大綱指導下,以高職學生職業能力和網絡管理員綜合素質的培養為基本設計導向,自頂向下遵循“系統一模塊一單元”這條主線逐層展開課程實訓踐教學體系的架構,有序進行各項能力的分解和配置,并按照“學網”、“建網”、“用網”、和“管網”的順序將其細化后的能力落實到各個實踐環節。依據CDIO“構思→設計→實現→運作”這樣的理念,本課程結合云南農業職業技術學院茭菱校區校園網絡具體環境,按照茭菱校區校園網絡需求組織教學內容,在教學中以項目為中心。圍繞項目任務安排教學。把《計算機網絡技術》課程的實訓教學以基本功訓練為主,兼顧網絡發展新技術分為十三個項目化實訓。分別制定出相應的訓練內容、訓練要求、實施方法,每個項目課題間既有嚴密的邏輯聯系,又有一定的獨立性和完整性。項目化教學提高了學生獨立操作能力,形成教、學、做三位一體的教學模式,可以調動學生的學習積極性,增加學生個性發展機遇,使之自由發展、全面發展,不斷提高學生的創造性、創新意識、創新精神、創新能力,提高他們的綜合能力,為將來進入社會打下良好的基礎。
3.2構建CDIO理論下的課程學習架構
在學習之前首先對學生進行分組,一般每組4—5人,小組中的每個同學各負其責,完成相應的實訓任務。每組選出相應的項目組長,依據CDIO“構思→設計→實現→運作”這樣的理念,實訓過程中,積極思考,相互交流、溝通,增強團隊協作意識。努力突出學生的主體地位,強調學生自學能力和動手能力的培養,要求運用所學的理論知識獨立進行設計,從方案論證、原理圖設計、制作、調試,全部以項目小組的形式完成,并最終上交項目報告。項目報告以PPT和DOC格式的文檔。
4、銳捷網絡工程實訓室教學模式
銳捷網絡工程實訓室是專門提供實踐教學、實踐創新的場所。它提供真實的網絡環境,可以讓學生親自搭建網絡、親自動手調試、配置網絡設備,分析網絡狀態,讓學生全方位了解各種網絡設備和應用環境,真正達到對網絡建設技能的掌握,真正提高學生的網絡技術和實戰能力,增強他們在將來就業競爭中的優勢。島式布局是目前最流行的網絡實訓室布局方式,每個物理實訓組成為一個小島,每個組推薦6-8個學生使用。每組設備是獨立的。通過獨立的分組設計,組與組之間的成員不會相互干涉,相對獨立,避免了組與組之間的成員誤操作或惡意操作帶來的危害。在實際使用中,根據實際需求可以通過傳輸介質將若干組連接起來。每組的基礎設備為:2臺路由器、2臺三層交換機、2臺二層可網管交換機、1臺無線控制器AC、2臺無線AP、8臺PC機(配雙網卡)、1臺設備管理控制服務器(簡稱RCMS,通過八爪線分別連接8臺基礎網絡設備的Console口,對網絡設備和實驗行為進行集中管理,設備的“一鍵清”初始化自動地進行實驗的場景恢復)、1臺實驗室機柜??蓴U充的功能模塊:無線模塊、安全模塊、存儲模塊、融合通信模塊、網絡管理、網絡協議原理。每組的網絡設備集中擺放在一個機柜中,構成一個RACK組,這樣方便對各組網絡設備進行統一管理。由網絡硬件設備組成的實驗室必須考慮可管理的問題,否則無法發揮設備的作用。采用這種設備模式,組內設備自由組合,學生無需反復拔插配置口,而是通過網絡登錄RCMS對這些設備進行實驗操作,大大提高了實驗教學的效率和秩序,方便老師對實驗過程進行管理、監督、檢查。
5、Packet Tracer 教學模式
PacketTracer是思科公司開發的仿真網絡實訓平臺。是一個為網絡初學者設計的用于提供計算機網絡設計、配置和網絡故障排除模擬環境的學習平臺,支持學生和教師建立仿真、虛擬和活動網絡模型。這樣可以將網絡實驗環境拓展到學生的個人計算機上,學生可以自由安排個人的時間先通過該環境進行實訓,然后才到銳捷網絡工程實訓室進行真實的實訓。既可增加學生的實訓時間且實訓方式靈活,又減少對網絡硬件設備環境的使用時間,降低學校的辦學成本。
該軟件有下列特點:
\\(1\\)支持多協議模型:支持常用協議HTTP、DNS、TFTP、Telnet、TCP、UDP、SingleArea OSPF、DTP、VTP and STP,同時支持IP、Ethernet、ARP、wireless、CDP、Frame Relay、PPP、HDLC、inter-VLAN routing and ICMP等協議模型。
\\(2\\)支持大量的設備仿真模型:路由器、交換機、無線網絡設備、服務器、各種連接電纜、終端等。提供圖形化和終端兩種配置方法。各設備模型有可視化的外觀仿真。學生操作界面直觀,容易理解。
\\(3\\)支持邏輯空間和物理空間的設計模式:邏輯空間模式用于進行邏輯拓撲結構的實現;物理空間模式支持構建城市、樓宇、辦公室、配線間等虛擬設置。虛擬設置邏輯空間模式用干進行邏輯拓撲結構的規劃和實現。
\\(4\\)可視化的數據包工具:配置有一個全局網絡探測器,可以顯示仿真數據包的傳送路線,并顯示各種模式,前進后退,或一步步執行。
\\(5\\)數據包傳輸采用實時模式和仿真模式,實時模式與實際傳輸過程一樣,仿真模式通過可視化模式顯示數據包的傳輸過程,使用戶能對抽象的數據的傳送具體化。以上這些特點可方便快捷地進行網絡的組建、設備的配置、協議的測試等網絡技術相關的學習。
6、結束語
CDIO工程教育模式采用現代教學理論,創新教學方法,提供新的學習環境,體現了“基于項目學習”和“做中學”的理念原則。這些有利于學生掌握個人和人際技能和網絡系統構建能力,同時使學生掌握了工程科技知識;CDIO工程教育模式為培養大學生的創新能力提供了一種新的可能。云南農業職業技術學院銳捷網絡工程實訓室是專門提供實踐教學、實踐創新的場所。它提供真實的網絡環境,可以讓學生親自搭建網絡、親自動手調試、配置網絡設備,分析網絡狀態,讓學生全方位了解各種網絡設備和應用環境,真正達到對網絡建設技能的掌握,真正提高學生的網絡技術和實戰能力。
基于Packet Tracer的網絡實訓教學,對于教師來說教學設計比較容易,實現簡單,可以在課堂上做計算機網絡技術實訓。對于學生來說,要為學生提供可靠、真實而較為廉價的實訓環境。PacKet Tracer可以讓學生在自己的計算機上反復設計、練習、測試計算機網絡技術的實訓。雖然PacKet Tracer不能完全替代真正的網設備,但它方便學生練習網絡設備配置所使用的命令行操作;能模擬真實網絡系統功能,排除絡故障;還能積累計算機網絡系統中設備配置與管理的工作經驗。但是,Packet Tracer并不能模擬網絡設備的所有操作,所以采用基于PacketTracer的實訓教學方案,與銳捷網絡工程實訓室軟件或硬件設備相互結合,取長補短,共同完成實訓教學。才能夠提高《計算機網絡技術》課程的教學質量。
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