基于工作过程系统化的《网络设备配置与管理》课程的开发与实践

[摘 要]课程改革是提高教学质量的核心任务，也是教学改革的重点和难点。本文阐述了天津理工大学中环信息学院《网络设备配置与管理》课程实践教学改革的做法，对应用型本科院校课程建设具有一定的借鉴作用。

[关键词]工作过程系统化;网络设备配置与管理;课程开发与应用

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2015.11.147

高等院校尤其是以培养应用型人才作为办学定位的应用型本科院校，应以提高学生的实践动手能力以及知识能力的系统化作为提高教学质量的基本抓手和根本出发点。传统以学科体系为着眼点的教学模式注重知识点的讲授，学生所学知识不少，但是缺乏知识掌握的系统性和连贯性，进而无法顺畅地将所学知识综合应用实际当中。为解决这一问题，天津理工大学中环信息学院大力推进课程改革，选取实践性较强的部分课程作为前期试点进行课程开发，重在理清课程开发的思路和目标、课程开发的实现方式以及课程开发的成果应用等问题。本文主要针对《网络设备配置与管理》课程的改革进行阐述。

1 课程开发的思路和目标

1.1 课程开发的思路

以工作过程为导向的课程讲授，其要点和精髓在于工作过程的系统化，而非学科架构的系统化。《网络设备配置与管理》课程授课的一般讲授顺序是：第一部分计算机网络的基础知识，包括IP地址、子网划分、VLSM（Variable Length Subnet Mask，可变长子网掩码）、CIDR（Classless Inter-Domain Routing，无类域间路由）和以太网基础知识;第二部分路由器相关知识，包括不同路由协议的工作原理和配制方法、访问控制列表、NAT＼PAT技术等;第三部分交换机相关知识，包括交换原理、STP以及VLAN技术等;第四部分广域网、WLAN（Wireless Local Area Networks，无线局域网）相关知识及配制方法;第五部分IOS（Internetwork Operating System，网际操作系统）安全配置等。针对《网络设备配置与管理》课程的内容及特点，在实际教学过程中，对授课内容进行整合：打破以往知识点的讲授顺序，将知识结构进行重构，依托实验教学环境，以实际应用中网络工程技术人员要完成的工作任务为主线，以实施任务的过程和步骤为载体，构建工程项目任务。

1.2 课程开发的目标

（1）构建以提升实际动手能力为目标的教学环境。教学软环境的构建包括：编写教学大纲、教材、案例汇编等;教学硬件环境的构建包括：模拟真实环境的场景设计、实验环境的搭建等。

（2）构建以提升实际动手能力为目标的考核评价体系。在对教学内容进行整合的基础上，探索以提高实际动手能力为导向的考核评价体系，促进学生职业能力的提升。

2 课程开发的软硬件平台与教学方法

2.1 课程开发的软硬件平台

以网络工程与网络安全实验室为依托构建课程开发的软硬件平台。硬件平台：该实验室有三层交换机12台、二层交换机12台、路由器12台、防火墙6台、无线AP6台、CVM虚拟机3台（可同时模拟48台PC），上述硬件设备可同时供6组48名学生进行开放式网络实验;软件平台：该实验室共有Dell品牌的PC48台，根据需要装有packet tracer、GNS3、HW-Routesim3等模拟环境，可支持工程类复杂网络拓扑的搭建与设备配置。

2.2 课程教学方法

根据教学内容的需要，选定“某大型会议中心网络接入”、“某大型企业内部网络接入”、“某大型三甲医院内部网络接入”、“某综合性大学校园网规划”、“某智能小区内部网络接入”、“某连锁快捷酒店内部网络接入”、“某大型银行网络接入”、“某大型购物中心网络接入”、“宽带城域网汇聚层与接入层的规划”以及“某大型综合图书馆网络接入”10个有实际应用价值的项目，学生以小组的形式对上述项目进行选择，依托网络工程与网络安全实验室的软硬件设备，将《网络设备配置与管理》课程中所涉及的相关知识点进行整合，应用到上述项目中。下面以“某综合性大学校园网规划”为例，说明《网络设备配置与管理》课程开发的具体过程：

某综合性大学校园网规划

（1）网络的规划与设计。如图所示。内容包括：1）从模块化和层次化两方面来考虑网络的拓扑结构设计。模块化设计可解决网络扩展性及网络间冲突的问题;层次化设计将网络分为核心层、汇聚层和接入层三层架构。2）IP地址的规划应与网络拓扑结构相适应，既要有效利用地址空间，又要体现出网络的可扩展性、灵活性和层次性，便于网络中的路由汇聚，减少路由表的长度，同时还要考虑到网络地址的可管理性。

（2）网络设备的选型。根据实际需要，查阅质量过硬、性价比高、售后服务好得多的品牌交换机、路由器、防火墙以及无线接入等网络设备的技术参数并进行比较。

（3）接入层交换机的配置。接入层交换机直接与用户节点相连接，是各个网络模块接入汇聚层的重要设备，主要通过VLAN技术划分子网，进而隔离各模块之间的广播流。

（4）隔离网段间的互联互通。配置三层交换机或者路由器实现VLAN间的连通。

（5）路由器的配置。配置静态路由和动态路由实现多区域多网络之间的连通。

（6）网络安全配置。主要涉及交换机、路由器以及防火墙的安全配置，例如交换机的端口绑定、路由器的访问控制列表、防火墙的过滤规则以及网络地址转换等。

（7）其他技术在网络建设中的应用。主要涉及无线网络技术等。

通过对上述“某综合性大学校园网规划”项目的分析，将原有教学内容进行整合，构建基于工作过程系统化的《网络设备配置与管理》任务式课程体系，开展教学活动。

3 结 论

基于工作过程系统化的课程建设是应用型本科高校培养应用技术人才的重要载体。《网络设备配置与管理》打破传统的以学科体系为主线的课程结构，以实际工程案例为背景，以模拟组建真实网络为工作过程，以前后具有逻辑关系的递进式工作任务为驱动进行课程体系的开发，提高学生学习的主动性和积极性，起到了很好的教学效果。

参考文献：

[1]唐灯平.基于工作过程系统化网络设备配置与管理项目式课程开发[J].常州信息职业技术学院学报，2010（10）.

[2]刘建华.基于工作过程的《网络设备配置与管理》项目课程的开发[J].电脑知识与技术，2011（11）.

[3]沈才梁.基于工作过程的“网络设备的安全配置和管理”课程教学改革和实践[J].计算机教育，2009（20）.