《核心路由交换技术》教学探索与实践

摘要：作为计算机网络教学的实验环节，《核心路由交换技术》的授课往往面临着实践性强、教学内容和实践难以充分结合的挑战。为了提高计算机网络实验课程的教学水平和教学质量，提高学生参与实践的主动性，基于《核心路由交换技术》授课方式和实验环境的独特条件，提出了以“问题驱动教学”为引导方法，“分组实验”为组织形式，“竞争考核”为激励机制的教学改革措施，给出了教学案例的具体过程及效果分析。

关键词:教学改革;分组教学;问题驱动教学;计算机网络实验;核心路由交换技术

中图分类号: G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)10-2306-03

Exploration and Practice of Routing and Exchange Technology Teaching

LIU Zhi-dan1, MA Shi-ling2

(1.Henan University Software College, Zhengzhou 475001, China; 2.Henan City Vocational College, Xinmi 452370, China)

Abstract: As a part of computer network teaching, the routing and exchange technology teaching usually faced with many challenges. In order to improve the teaching quality of computer network experiment and the learning initiative of the students, based on the unique conditions of network laboratory and the special teaching methods, the paper presents some teaching reform measures which include the guide method of the "problem driving teaching", the organization of the "group experimental", and the incentive mechanism of "competition assessment". Then the paper gives some specific teaching cases and effect analysis.

Key words: education reform; group teaching; problem driving teaching; the computer network experiment; routing and exchange technology

《核心路由交换技术》是网络工程、网络管理、计算机应用技术等专业课程体系中的核心课程之一。在明确当前网络技术发展的前提下，通过对网络管理职业岗位进行系统化调研与分析，形成的一门应用实践型课程。为了更好地发挥实验课堂的优势，激发学生的自主性和积极性，该文将根据教学工作中的体会，对《核心路由交换技术》课程中的教学改革措施探讨。

1本课程实验环境和授课方式的独特性

本课程对实验环境和条件要求较高，配套实验室要求具备以下条件：足量可网管交换机和路由器设备、网络实验软件平台和服务器、足量学生实验微机，以及教师多媒体教学系统。为了便于实验资源的利用，实验室往往会按照一个机柜的网络硬件设备对应一个多台微机围合实验台的方案进行布局。学院采用的具体方案是为每个六角形实验台配备六台双网卡微机。每台微机均可通过网络实验平台配置所有机架的网络设备，并可连线及测试一组机柜上的六台网络设备。实验环境的独特性成为学生分组的良好条件。实验环境如图1所示。

同时，本课程授课讲练结合，学生操作设备时间相对一致且集中，会产生设备资源不足的问题，要求教师对实验任务的安排必须考虑到同一实验台内的多名学生分工合作和轮流使用的问题。《核心路由交换技术》课程讲练结合的授课方式和设备分组、任务分工的实验环境，使得分组教学在教学过程中将得到天然的运用。

图1网络实验室拓扑示意图

2问题驱动教学的引导方法

经过调查发现，目前市面上有关路由交换技术的书籍已有不少，其特点是大多面向认证，作为技术手册可以对有一定实际操作基础的读者进行职业技能的提升。但是这类书籍也存在着固有的缺点，通篇代码的实验命令往往与网络原理联系不够紧密。如果直接用作为高校教材，偏重技术而轻原理，很难让学生主动进行深层次的思考，从而忽略网络现象的本质，达不到培养目标。学院开设《核心路由交换技术》课程的四年来，从学院的实际情况出发，根据培养目标、授课对象以及实验环境的不同要求，自编了一套实验教程作为教材使用，并在教学过程中实践了问题驱动教学方法。

“问题驱动教学法”就是根据教学内容的需要，精心设计问题，以问题为导向，让学生带着问题去学习，处于不断探索的情境之中，极大地激发学生的学习兴趣，调动学习的积极性，培养学习能力。问题驱动法强调学生独立探索、亲自完成问题的全过程，以培养学生用探究式学习方法获取知识与技能的能力以及与他人合作的能力。作为教师在教学设计时应考虑以难度适中的问题为引导，充分调动学生的主动性，激发学生的求知欲望，用问题来驱动学生的学习过程。下面以“交换机划分vlan实验”教学中某步骤为例来说明此过程。

教师讲解清楚删除vlan的命令之后，要求小组进行实践来解决教师提出的两个问题。学生可以通过show vlan命令对比查看删除动作前后端口所属vlan的不同情况，可比较直观地得到以下初步结论。

教师对学生的结论作出评价，进一步总结删除操作的注意事项。

从授课效果来看，由于学生先自己动手实验得到现象，从中总结出的注意事项更容易被理解和掌握。本节课的问题设置主要考虑到，虽然删除操作很容易掌握，但是常见失误和错误也很容易发生，了解错误可以帮助学生在以后的配置过程中避免出现类似情况。教学设计要有问题意识，有效的教学设计要突出以问题为主导的，有效的课堂教学要突出以学生为主体，从而达到举一反三的效果。

3分组实验的组织形式

所谓分组教学形式，就是通过将班级暂时划分为更多的工作组来形成小组，一起按照老师所安排的或者学生自己加工的主题工作，并将工作结果在稍后的全班的课堂阶段报告。其核心部分是小组工作，是指学习小组所要完成的、目标确定的工作任务。在小组工作中，小组成员间进行语言沟通并相互影响。

教师在课程开始时，从学生动手能力、性格气质、性别、专业课成绩等多方面考虑，根据“组内异质、组间同质”的原则分组。将全班学生划分出若干个实验组，每组4至6人，并安排各组的座次表。小组内设置组长1名，由组内推选出操作能力、沟通能力较强者胜任，或者教师参考上述因素指派。组长负责实验任务的划分、设备使用权的协调和实验结果的统计。教师将分组教学的方式和要求与向全体学生传达，带领学生逐渐适应该模式，鼓励学生更具独立性地思考、感受和行动。通过在小组中协同工作，促进学生合作沟通的能力；通过释放学生的想象力，诱发出学生创造力。

以“三层交换机实现vlan间通信实验”（图2）教学过程为例来说明此过程。

1)教师在详细讲解“三层交换机配置虚拟接口的命令”之后，将任务下发到每个小组，该实验任务是使用两台交换机分别划分三个vlan，得到隔离广播域的效果，并在三层交换机上实现不同vlan间通信。

2)教师告知各组组长，本实验需要三轮才能让六人组全部成员做完。组内成员随时可以交流讨论。

3)组长首先到分配角色，六台微机都充当测试PC（需分配IP），并分配其中两名同学A、B各申请一台二层和三层交换机。

4)同学A、B需根据本组实际情况对所需设备进行物理连线，在拓扑图上标记实际设备名和相应端口号。

5)教师巡视检查每一组的实际拓扑图与连线的正确定，分组给出修改意见。

6)申请二层交换机的A同学划分vlan、配置trunk；申请三层交换机的B同学要额外完成虚拟接口IP地址配置步骤。

图2三层交换机实现vlan间通信拓扑图

7)同学A、B配置完成后，全组六台微机使用ping命令测试互相的连通性即可。实验成功结束后，组长验收并记录A、B实验通过，并分配设备如何轮换。

8)在此期间未能分到设备的同学使用模拟器软件搭建拓扑进行实验，并配合A、B进行测试。全组完成后可以要求教师验收。

从实验效果来看，分组教学形式相比于全班教学，学生能够更积极主动地表达自己的观点，学生能够不受严肃的课堂气氛的阻碍，能够发挥他们的好奇心和创造力。更重要的是，为了共同完成一个实验，组内成员更需要独立思考，积极合作沟通，认真协同行动，诱发出学生创造力。教师对各个小组的巡视了解，也更加全面直接地对答疑解惑，更好地把握教学重点难点和教学进度。

4竞争考核的激励机制

作为一门实验课程的考核，它是评价学生学习效果和自己教学质量的标准,更重要的，它是一个激励体制,成为指导学生学习的方向和标准。本课程的考核分为三部分：平时实验成绩、考勤、期末上机考试。

其中考勤比重10%，期末上机考试比重约60%。严格考勤可以带动学生建立良好的班风，教师可以利用分组实验期间，教师巡视检查各组实验拓扑的时间进行不定时考勤。为了避免学生存在机会主义进行猜题、猜重点的现象，设计期末上机考试题目采用抽题考查，限时完成的方式。考题设计以综合运用多个知识点为宜，变化配置细节要求，建立抽题题库，防止泄题。

平时实验成绩，主要体现整个学期全部实验成绩的平均水平，建议比重30%。为了激励分组教学中每个人的积极性和责任感，教师采用竞争考核的方法对全组实验效果进行整体打分，可尝试采用随机抽取的方式验收实验操作，将评分结果当堂公布。采用随机抽取验收实验操作，主要是考虑到由于实验课程采用分组完成的方式，多人一组共同完成实验内容，往往存在一些学习态度不积极的学生，具有依赖心理而浑水摸鱼。采取随机抽取的验收方法可以在一定程度建立个人对小组的责任感。验收过程如下：

1)组内成员全部完成实验以后，可以要求教师验收小组的实验完成情况。

2)教师随机挑选某一个或某几个同学演示本次实验中的关键命令，并提问实验拓扑设计的细节问题。

3)依据被抽查学生的掌握程度，教师当堂给出本组本次的实验成绩（ABCD等级），优秀记为A；规定时间内没有通过教师验收的小组成绩记为D。

4)学期结束时统计某小组所有实验成绩，就是组内成员平时成绩的平均分。

以“制作双绞线实验”为例，教师要求每人用得到的四个水晶头完成一根交叉线和一根直连线。实验结束后统计各个小组的完成情况进行公布评比，完成数量较多的前3个小组才可以得到成绩A。后三组得到成绩D。期末时合计某组的历次实验评价全部为A的，可得平时实验成绩的满分。

这样竞争考核进行的差异化评价，会在小组之间迅速掀起竞争意识，组内成员建立集体荣誉感。小组荣誉感比较强的学生，还会主动总结课堂重难点分发给组内成员，提前做好实验的学生也会主动帮助组内其他同学解决疑难，以期全组更加顺利通过教师验收。对于个别总是拖小组后退的同学，可能因遭受组内埋怨而自暴自弃，教师应及时予以纠正、鼓励小组内的帮扶。

5结束语

通过多年的网络实验教学实践，对于路由交换技术这样实践性强、实用性强的技术课程，必须加大实践教学环节，了解学生实际操作水平和分析能力，重视引导、实践和思考的过程。在增强学生参与实验的积极性和主动性、提高学生学习兴趣和自主学习的能力方面取得了较好的成效，学生互助、合作学习的意识确实逐步形成和增强。在实践中我们同样也在总结着不足，明确今后工作的目标，力争培养出基础扎实、有就业竞争力的网络人才。

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