绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇网络实训报告范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
此次竞赛由上海xx计算机科技举办,体验过程分为两个部分:网络职业体验竞赛和赛前免费培训。举办该活动的目的是以提升大学生职业能力为目标,旨在通过优化整合中外优质教育培训资源,把高新技术培训和职业资格认证相结合,探索培训教育的有效途径,培养符合行业发展和企业需要的人才,促进大学生就业和创业。
xx为中国十大品牌it教育机构和中国it职业行业最具影响力的十大品牌,拥有一流的实训基地、配备超大机房、一流的师资水平的高品质就业技能培训。在整个活动中,这一点是得到了充分的肯定的。xx对此次体验赛给予了高度的重视,提供了最好的服务环境和教学师资,使此次体验变得尤为可贵。
二、学习过程
此次活动中前四天为免费实训阶段,最后一天为竞赛单元。主要学习了思科网络技术(level 1)、微软网络技术(level 1)、网络系统集成项目(level 1)等内容。整个过程学习强度比较大,内容比较多,属于高度浓缩的精华,通过理论和实验的方式,反复实践,辅导,使参加者不但了解了原理、思路,更让我们实践操作,强化学习。应该说,这是一套比较合理的培训模式。在硬件上,xx的超大机房,为每个参加者配备了两个路由器,和实验操作电脑。解决理论和实践脱节的问题。在师资上,xx提供的都是该行业权威的专业人才,此次为我们上课的张硕淳老师是中国声誉最高的大师级认证:rhca的13个成员之一,此外,他还同时拥有四个ie。能让他为我们上课,是一件非常荣幸的事情。在整个上课过程中,思维敏锐,节奏轻快,娓娓道来,让人觉得有点神通的感觉。
三、体会心得
此次活动对我来说,一定是受益匪浅的。
1、xx应该是一个可以让你真正学到东西的地方。xx作为一个高品质的就业培训基地,他打破大学中传统的单一的教学方式。其完善的教学模式,让人循序渐进,一点一滴的构建出自己的知识堡垒。为自己学到一门就业技能提供了一个最好的方式。
虽然以前自己也压过,但是通过实训更熟练了,也终结出了一些技巧和教训,比如在剥线的时候要拧一下,排好线以后要剪平,插下去才能保证每一根都接触得到。
虚拟机安装对我们实训有很多好处,虚拟机的软件是vmware,这一款软件可以在一台实体机上虚拟出有硬盘,cpu,内存,网卡等设备的虚拟机,并且相互之间可以互联,极大的方便了我们学习。在虚拟即上安装系统和在普通机上没有什么区别,只要吧iso镜像导入虚拟机的光驱即可一步步安装,老是告诉我们一个安装技巧,把安装完windowsserverxx后把安装好的安装文件复制几份,改个名就可以使用了,省去了系统安装的时间。另外,通过上网查资料我还了解到vmware这款软件不仅具有教学上的意义,还是一款比较成熟的商业软件,用在虚拟服务器领域,所以对它有一定了解还是对我们有很大好处的。
在实训的第二阶段我们学习了ip的查看和设置,并学习设置软路由,使得在不同网段的两台机可以联通。要查看ip地址可以在windows的网络连接属性里查看,也可以在命令行中输入ipconfig –all查看,使用命令行有时可以获得更多信息,更方便。
学习软路由的设置有利于我们形象的理解ip,网关,网段这些概念。
在tcp/ip网络互联中,不同网络的互联往往要使用到路由器。基于硬件的路由器价格往往较高,不为一般的单位所接受,而且在联网过程中,常碰到的问题都是将两个或两个以的局域网互联。实际上,有好多网络操作系统本身就提供路由功能,只不过是基于软件的路由而已,如windows xx server的静态路由系统就是基于软件的路由技术。
在tcp/ip协议中,ip协议(internet protocol)提供路由选择功能。在网络上发送数据时,数据首先被打包,成为一个个ip数据包。ip允许数据包在网络上从一个地方传到另一个地方。在一个以太网内,把报文从一台机器发送到另一台机器很容易,因为在同一网络内部,每一个报文无须选择路径,就可以直接达到它的目的地。但是,在两个或两个以上的网络互联时,情况就大不一样了。如处在网络a中的某一台机器要向处在网络b中的一台机器发送信息时,如果没有设置网络a到网络b的路由,则信息是根本无法发送出去的。
在windows xx server(linux也同样支持,原理类似)中,ip路由软件允许将一台机器配制成多宿主机,即在一台服务器上,同时安装两块或多块网卡,每一块网卡连接一个网络。由这一台服务器作为路由器,在两个网络之间进行ip包的路由。此路由为静态路由,静态路由器要求手工构造和更新路由表。
在各网络已建成的情况下,建立windows xx server路由器,其建立过程如下:
1) 在安装了windowsxx server操作系统的服务器安装两块网卡,该服务器将被配置成为一台路由器,用于连接两个局域网。
2)进入控制面板,在网络和拨号连接中添加tcp/ip协议。
3)配置网卡:为路由器服务器的每一块网卡配置一个ip地址,每个ip地址分别属于其所连接的网络的ip地址,并设置每块网卡的网关地址。
4)通过windows xx server管理工具中的路由管理来设置启用ip路由管理功能和启用路由器功能。配置路由可以使用route命令也可以使用windows xx server管理工具中的路由管理来通过窗口方式配置。
5)在客户端上将缺省路由设置为与之在同一网段上的路由器网卡ip地址。
这样,windows xx路由器就可以在两网络间进行工作了。
软路由配置好以后我们还可以用命令行中的ping命令检查两个不同网段的主机是否真正联通了。
实训的第三阶段我们学习了dhcp的设置和应用,在这个阶段我遇到了不少麻烦,苦思冥想,四处求教用来两个课时才最终完成。
dhcp是dynamic host configuration protocol的缩写,它是tcp/ip协议簇中的一种,主要是用来给网络客户机分配动态的ip地址。这些被分配的ip地址都是dhcp服务器预先保留的一个由多个地址组成的地址集,并且它们一般是一段连续的地址。使用dhcp时必须在网络上有一台dhcp服务器,而其他机器执行dhcp客户端。当dhcp客户端程序发出一个信息,要求一个动态的ip地址时,dhcp服务器会根据目前已经配置的地址,提供一个可供使用的ip地址和子网掩码给客户端。
使用dhcp的优点是dhcp使服务器能够动态地为网络中的其他服务器提供ip地址,通过使用dhcp,就可以不给intranet网中除dhcp、dns和wins服务器外的任何服务器设置和维护静态ip地址。使用dhcp可以大大简化配置客户机的tcp/ip的工作,尤其是当某些tcp/ip参数改变时,如网络的大规模重建而引起的ip地址和子网掩码的更改。
在设置dhcp服务器之前由于涉及到了授权的问题所以要事先安装域控制器。安装方法是管理工具—管理您的服务器—添加角色,然后添加域控制器。安装dhcp组件之后只要授权再根据向导设置地址池,网关等就可以了。
在学习dhcp时由于教程和网上下的资料都没有提及要先行安装域控制器,而当授权失败时弹出提示窗口我们也不知道在哪里安装所以在授权上费了一番周折。设置好dhcp后又因为是虚拟机所以客户机分到的ip并不是虚拟服务器分配的,而是机房服务器反配的,但是奇怪的是当我们断开实体机的本地连接后居然还分配到了一个ip,既不是虚拟服务器分配的,也不可能是机房服务器给的,这令我们十分不解。最后我们断开了实体机的网络连接才正确的给虚拟主机分配了ip。
在dhcp把进度拖后一天后我开始学习dns服务,这相对顺利得多。
域名管理系统——dns(domain name system)是域名解析服务器的意思,它在互联网的作用是:把域名转换成为网络可以识别的ip地址。首先,要知道互联网的网站都是一台一台服务器的形式存在的,但是我们怎么去到要访问的网站服务器呢?这就需要给每台服务器分配ip地址,互联网上的网站无穷多,我们不可能记住每个网站的ip地址,这就产生了方便记忆的域名管理系统dns,他可以把我们输入的好记的域名转换为要访问的服务器的ip地址
windowsxx默认已安装dns服务,依次选择“开始”-“程序”-“管理工具”-“dns”打开。
一般我们就分别创建正向和反向查找区域,因为dns不光是域名到ip的解析(正向查找),也包括ip到域名(反向查找)。
1.建立“firstserver.com”主区域名。在本机服务器名上点右键,选择“新建区域”,打开向导窗口后点下一步;在“区域类型”窗口里选择“主要区域”;再接着勾选“正向查找区域”点下一步进入如图1所示的“区域名称”窗口,此步是要输入欲解析的区域名,即www后面部分。
接着会提示你创建区域文件,我们按其默认文件名点下一步;在“动态更新”窗口中,考虑到此dns服务的安全性,一般按其默认“不允许动态更新”,当然如果已在服务端加装了硬件防火墙等安全措施,则可以选择“允许动态更新”;最后单击完成即可。3.检查。在客户机的连接属性中把dns服务器设为dns服务器的ip,在命令行中输入ping 网址 如果解析出正确的ip则说明dns设置成功
在实训最后我们学习了iis服务器的使用,了解了制作web和ftp站点的方法,这些知识是十分实用的,在建立局域网或者建立个人博客时都会用得到。
iis是因特网信息服务的缩写,windows xx server、windows xx advanced server 以及 windows xx professional 的默认安装都带有 iis ,也可以在 windows xx 安装完毕后加装 iis。 iis 是微软出品的架设 web、ftp、smtp 服务器的一套整合软件,捆绑在 windowsxx/nt 中,可以在控制面板的添加/删除程序中选择添加删除 windows 组件中选择添加 iis 服务。当iis添加成功之后,再进入“开始设置控制面板管理工具internet服务管理器(internet信息服务)”以打开iis管理器,对于有“已停止”字样的服务,均在其上单击右键,选“启动”来开启。
首先,网店定位。
网上不用付房租,价格定位方面。网上看到很多实体和网店同步开的店都在店铺里公告里注明实体店售价会比网店售价高15-20%毕竟实体店要付房租。实体店可以试穿,网上不可以试穿,如果实体店和网上售价一样,价格没有竞争力,网店就很难生存的所以,小店的女装售价是对现在中低端女装市场行情进行了研究的基础上,衡量了服装的材质和货源等因素,做出了相对合理的定价。
其实是可以代销亚马逊的商品,同组员一起商讨本小店的销售商品定位。这个电子商务平台。但是仔细观察了一下亚马逊的主营业务(包括书籍、音像制品、消费电子、家居用品等)发现这些领域并不是所熟悉的经营起来自然就会有一定的难度。再观察一下,现在女性网够的增量市场非常大,消费比例也很高,一个在淘宝上开店的朋友,当初就是卖男装,但一直门庭冷落,后又转战女装市场,才逐渐的有了收入来源,于是听取了这位朋友的建议,还有我多年来在淘宝上“血拼”经验,就决定把我小店的主营商品定位为中低端女装,选择性的淘宝上的女装品牌。
想可以解读为“酷”即有着更强的自我和个性,消费者的定位方面。身为80年代的对自己的消费特征也有着大致的解。购买的决策中独立特行,已逐渐成为新一代的消费主力大军。所以,决定本小店销售的商品主要面向80年代的年轻消费一族。另外,其实对时尚信息的洞察力也极为敏锐,韩风逐渐停息,日风正起,vivi米娜等日本杂志逐渐成为我时尚风向标,所以小店的风格主要是销售一些时下正热的日本杂志款单品,而且每款衣服、饰品、鞋靴等都尽量只卖一件,做到独此一家,独上其身。
网店定位后,综合上述因素,我们便把小店的名字取名为“时尚解码”,因为这个名字,整体来说是简洁通俗,琅琅上口,很容易为消费者所熟记;别具一格,独具特色,体现出一种独立的品位、风格和时尚度,能吸引消费者的注意;同时也与本店的经营商品相关,符合本店的经营范围。我们也为“时尚解码”设计了一个闪动的店标,从某种程度来说,这也是吸引顾客的一种方法。
总结:在经营了几周的网店后,我觉得,店铺定位是开网店前期最重要的一步,即自己店铺中的产品以及这些产品的卖点,综合起来就是店铺定位。虽然小店经营了数周,却没有做成一笔生意,我想其中一点最重要的原因就是,我们“时尚解码”这个网店,其实是有点落入了“人云亦云,跟风模仿,缺乏创意”的老套路,这就是缺乏经验的表现,所以我们在以后的经营中,应该以目标客户为导向适时的进行调整来定位我们的店铺。其次是价格,我们“时尚解码”应该灵活的调整价格,做到一种高流量保利润的价格结构,即可以用一些热门商品低价出售,来进行店铺推广,提高流量、点击率,另外的大多数商品仍能保有利润。
网店定位后,我们就开始上传商品图片。对每件宝贝进行了图片、文字的描述,并设置了商品分类,推荐了“时尚解码”小店的人气商品及镇店之宝,能让顾客一目了然的看到本店的特色和风格,也能很好的帮助他们挑选购买商品。就以往我在淘宝上购物的经历来说,一般我购买商品都要求卖家能提供完整的商品信息,包括质料、颜色、大小尺寸的描述,而且必要时,还要求他们尽量能提供宝贝的细节展示,只有在保证质量的基础上,我才能买的开心购得放心。所以,我们经营的网店能够很好的满足顾客的这些要求,让顾客安心的购买放心产品。
接着,我们的网店万事俱备了,就开始了正式的挂牌运营,而怎么才能让顾客“知道我们”,怎么能够让顾客在茫茫的网店中找到我们,这就需要我们对网店进行推广营销。于是我就在本学期才刚开设的网易博客中,发表了我们网店的推广软文,旨在自己的博客好友圈中传播,让光顾我博客的朋友看到,并从他们当中发掘潜在客户。
总结:我在自己的博客中对自己的网店进行软文推广,效果并不明显,我们仍然没有卖出自己小店的商品。原因主要是我们推广的途径太过狭窄,其实我们还可以在各大论坛里发帖并讨论开店心得,可以利用QQ群宣传,特别是在自己的好友群里,进行口碑宣传,树立店铺形象,还可以进行联合推广,和其他网店交换友情链接,比如我和一家网店店主成了交易朋友,他的信用很高,我经过他的同意,让他在他的网站上加入我们网站的友情链接,这其实是一个不错的推广办法。我想我们当初如果用心不断做好推广宣传,也许能收获我们的第一桶金。
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)11-2591-03
Study of the Networking Interconnection Training System Based on the Web3D Technology
HUANG Yan
(Information Technology and Engineering College, Tianjin University of Technology and Education, Tianjin 300222, China)
Abstract: Currently the species and quantity of the network interconnection training system facilities usually cannot meet the actual requirements. Most normal network simulators now are based on one brand network interconnection devices, and mainly for function configuration, absence of virtual environment. It concluded the system design scheme of the networking interconnection virtual training system. The technology of Web3D, database and Web design is applied to finish a virtual training environment, meanwhile the command sets of different brands and types of network interconnection devices are saved in databases. In this case the users can use different brands and types of devices to fulfill the training under the vivid 3D virtual environment provided by the computer. The system is an efficiency method to solve the existing problem of the networking interconnection training.
Key words: networking interconnection; virtual reality; Web3D; MySQL; JSP
网络互联实训是大中专、职业学校计算机或网络专业,以及相关培训机构必须实施的重要实践环节。设置网络互联实训室往往受到经济条件的制约,不能满足教学和培训需要。因此网络模拟器作为一种辅助方式被普遍使用。纵观目前流行的网络模拟器,大多着眼于互联设备的配置,使得初学者对互联设备没有感性认识,造成与实际操作的差距很大。另外,网络模拟器一般只支持一种命令集,给需要学习不同品牌的学生或学员带来不便。
蓬勃兴起的虚拟现实技术为上述问题提供了解决方案。它可以利用计算机生成极为逼真的环境,通过生动的视觉、听觉、触觉等效果以及随参与者的动作而变化的场景使人获得身临其境的感觉。
1 网络互联实训现状
所谓网络互联是指用网络互联设备将多个计算机网络连接起来,构成更大的网络系统,实现网络间信息交换和资源共享。Internet就是由千千万万个计算机网络互联而成的。实现网络互联即是在使用网络互联设备连接不同网络的基础上,对相应互联设备设置相关网络协议的过程。
网络互联实训是大中专、职业学校计算机或网络专业,以及相关培训机构必须实施的重要实践环节。开设网络互联实训需要的主要硬件设备包括路由器、交换机、计算机、网线以及制作和测试工具等。路由器和交换机的品牌繁多,且命令集各不相同,加之每个品牌又具有多个型号,因此设置网络互联实训室往往受到经济条件的制约,设备种类和台套数难以满足教学或培训的需要。
基于上述情况,作为实训的补充,网络模拟器普遍用于教学或培训中。但是纵观目前流行的模拟器,其共同特点是着眼于互联设备的配置,网络连接大都采用拓扑图显示。使得初学者对互联设备没有感性认识,造成与实际操作的差距很大。另外,网络模拟器一般是基于一种品牌的网络互联设备开发的(支持一种命令集)。若要掌握不同品牌设备的配置,往往需要使用不同的模拟器。
因此,需要开发一个虚拟实训系统,来解决网络互联实训中出现的问题。
2 网络互联虚拟实训系统
网络互联虚拟实训系统采用B/S结构。既可以安装在计算机机房(小型局域网)的服务器上,也可以安装在校园网的服务器上,作为相关课程网络平台的组成部分。浏览器只需安装相应的插件即可。
2.1 设计构想
在网络互联实训的实际操作中,学生或学员必须在实训前做好充分的准备工作,确定规划方案,其内容如图1所示。实训中则需按照事先准备的规划方案,进行连线、配置及测试工作,如图2所示。实训过程中大多需要配置、测试的多次反复,交互性极强。
为了尽可能地模拟真实的实训过程,虚拟实训系统应首先实现逼真的三维虚拟实训环境,展示出网络设备的外观,实现网线端口对端口的连接。在功能上应以图1和图2的流程作为步骤,依次引导学生完成实训。在配置和测试阶段,系统应模拟学生所选取的互联设备的操作系统,对学生的配置及时响应,尽可能地缩小与实际操作的差距。
2.2 总体设计
通过分析、研究,得出网络互联虚拟实训系统的总体结构,包括系统管理、设备展示、虚拟实训、经典案例和帮助五个模块,如图3所示。
2.2.1 系统管理
系统管理分为用户管理和实训管理两个子模块。
1) 用户管理
系统的用户设为三级:系统管理员、教师和学生,其权限有所不同。系统管理员可根据学校或培训机构的编制,设置合法的教师和学生。学生具有浏览设备、学习经典案例、进行实训和使用帮助的权限。教师除具有学生的权限之外,还具有管理实训的权限。
2) 实训管理
实训管理是教师的专用子模块,包括实训报告批改、经典案例编辑、添加修改网络设备及其命令集等内容。
2.2.2 设备展示
该模块构建虚拟实训室的三维场景,三维展示实训室中的设备、网线、连接器及机柜等设施,且能放大、旋转,端口、网线及连接器结构清晰。使学生获得进入实训室身临其境之感,特别使初学者能近距离观察、学习实训室中各种设施的结构,为实训做好准备。
2.2.3 虚拟实训
该模块为系统的核心模块。为模拟真实的实训,此模块可分为实训准备、配置和测试以及实训报告三个依次执行的步骤。
1) 实训准备
此步骤为虚拟实训模块的第一步。目的是避免学生未经准备直接实训,影响效果。其流程可模拟实际操作过程(图1),并在此基础上添加一些约束条件,例如IP地址分配正确性判定,设备连接时所选取网线是否正确等。这样可在一定程度上充当教师对规划方案的检查。规划方案的内容为网络拓扑图、IP地址规划方案、相关参数设定以及确定连接端口等。
2) 配置和测试
此步骤为实训过程的核心步骤。根据“实训准备”得到的规划方案,按照图2的流程进行。为给学生模拟真实的实训环境,界面布局尽量模仿真实的实训场景,例如应将网络拓扑图始终显示在界面上,作为配置的依据;设备及网线均应以三维形式出现,连线过程亦能显示出端口结构;界面的中央区域是网络的连线图;配置和测试某一设备时,可通过鼠标点击该设备,弹出窗口,模拟超级终端界面,系统将指向数据库中该设备所属的命令集,接受学生的配置或测试命令,并及时给出对应的响应。
3) 实训报告
实训报告既是实训的总结,也是对实训加深理解的过程。在实训操作完成之后,系统要求学生必须完成报告。为避免重复工作,该模块提供实训报告模板,并把规划方案的有关内容自动添加到实训报告中。该模块还提供上传和输出功能,上传供教师审阅,输出可转换为文档格式,供学生保留。
2.2.4 经典案例
该模块可按照相关教程中的经典案例设计实现,即给定网络设备、网络拓扑图及IP地址规划方案等,配置和测试步骤自动演示。其功能是课堂教学的补充,也可为初学者或自学者提供一个学习平台。
2.2.5 帮助
提供帮助信息,包括系统使用说明、设备介绍和相关理论知识简介等内容。
2.3实现技术
系统的实现可以采用Web3D、MySQL和JSP等技术和工具。
2.3.1 Web3D
Web3D技术是虚拟现实技术的一种实现形式。它是指基于Internet的、依靠软件技术来实现的桌面级虚拟现实技术。作为Internet上的交互式3D图形技术,Wed3D正在取得新的进展,并形成自己独立的框架。最具魅力的Wed3D图形将在Internet上得到广泛应用,如电子商务、联机娱乐、休闲与游戏、科技与工程的可视化、教育、医学、地理信息和虚拟社区等。
可见实现B/S结构的网络互联虚拟实训系统,最佳选择是采用Web3D技术。在种类繁多的开发工具软件中,可选择Cult3D。原因是Cult3D的文件容量非常小,却有近乎完美的三维质感表现。利用Cult3D可以实现3D真实互动、跨平台运用,只要用鼠标在3D物件上直接拖动,就可以移动、旋转、放大或缩小,还可以在Cult3D物件中加入音效和操作指引。对于一般的浏览器只需安装一个插件,即可浏览。Cult3D的内核是基于Java的,它可以嵌入Java类,利用Java来增强交互和扩展。Cult3D的开发环境具备人性化和条理化特点,开发效率高。特别是考虑到网络带宽的限制,Cult3D也是最好的解决方案。
在实现网络互联虚拟实训系统过程中,三维建模将是一个重要环节。为了更加逼真地构建虚拟实训环境,拟采用基于图像的实时建模和基于几何模型的实时建模相结合的方法。对于网络互联实训室三维场景的构建,可以选取一个网络互联实训室进行全景摄影,然后形成全景图。对于实训所涉及的网络设备和网线等设施,可采用基于几何模型的实时建模方法。其主要优点是观察点和观察方向可以随意改变,不受限制,允许人们能够沉浸到仿真建模的环境中,充分发挥想象力。因此,它基本上能够满足虚拟现实技术的“沉浸”、“交互”和“想象”的要求。拟选用3DMAX作为建模软件,由于它是最为常用的软件,对硬件要求低,且被大多数Web3D软件所支持,可以方便地把生成的模型导入到Cult3D中使用。
2.3.2 MySQL
MySQL是一个小型关系型数据库管理系统。目前MySQL被广泛地应用在Internet上的中小型网站中。优点是体积小、速度快。对于一般的个人使用者和中小型企业来说,MySQL提供的功能已经绰绰有余,而且由于MySQL是开放源码软件,因此可以大大降低总体拥有成本。
网络互联虚拟实训系统的数据库中,主要存储的是多种品牌网络设备的命令集和响应以及用户信息,但数据量不大。另外,系统要求能够快速响应。因此考虑选择MySQL。
2.3.3 JSP
JSP(Java Server Pages)是一种动态网页技术标准。它是在传统的网页HTML文件中插入Java程序段和JSP标记,从而形成JSP文件。 用JSP开发的Web应用是跨平台的,即所谓“一次编写,到处运行”。
运行JSP需建立服务器端的开发环境,主要由以下三部分组成:JDK(Java Developer Kit),JSP服务器和JSP代码编辑工具。网络互联虚拟实训系统开发可选用Apache Tomcat和Dreamweaver作为JSP服务器和JSP代码编辑工具。
3 结论
由于目前网络互联实训设施常常难以满足需要,而现行的网络模拟器产品存在不足之处。因此网络互联虚拟实训系统应用Web3D、数据库和网页设计等技术,可使得学生在计算机提供的逼真的三维虚拟环境中,使用不同品牌和型号的设备完成实训。虚拟系统可在一定程度上解决网络互联实训存在的问题,但是还无法模拟实际操作中出现的故障,因此这将是下一步研究的问题。
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一、教学目标
中职计算机网络课程的总体教学目标是有效地培养学生必需的技能(组建简单网络和管理网络),同时也让学生具有一定的计算机网络原理理论知识,以利于他们以后的知识更新。
根据中职学生的特点,以激发学生学习的兴趣和对该课程的正确认识为主线,在教学内容上进行有针对性的取舍,通过可操作性的实验来培养学生的学习兴趣,通过讨论式教学、项目教学法等教学手段来调动学生自主学习的积极性。
二、教学内容
如今,各个中职学校使用的计算机网络应用基础教材大同小异,教材中先理论、后实训,教材的开始就是网络层次模型、拓扑结构、Tcp/IP协议等系列抽象的理论,学生没有结合具体的实践,随着这些理论知识的逐步深入,学习兴趣逐渐被消磨,后续的实训教学也受到影响。
因此,从教材内容上,教师在教学初可根据中职学校学生的特点,将教材内容进行简化和更新,以教材中的主要实训内容为主干,将为实训服务的理论知识有重点地、有目的地传达给学生,让学生了解理论知识确实是有用的。因此教学重心应向网络实训、网络设备应用和调试等方向转移,所以,实训内容不能滞后于理论讲解,更应将理论内容穿插在实训部分中,以实训操作中遇到的现象映射出相关原理。比如,引导对网络组建方面感兴趣的学生学习组网技术知识,推荐对Windows网络管理感兴趣的学生研究活动目录设计和Windows域管理。对服务器管理感兴趣的学生从配置使用FTP、WWW、文件服务器等方面进行指导。
三、教学方法
根据课堂教学内容的安排,可把课堂模式分为理论课和实训课,但部分理论课完全可以在机房中进行,这样学生对网络的组成、对网络设备和网络传输介质有进一步的感性认识,比如让学生学会如何做水晶头,如何组建一个小型的对等网等技能,就必须要让学生亲自动手实训(实训包括实地实训和模拟实训);而要顺利地进行实训学生就必须具有一定的网络基础理论知识,并能够将这些理论和原理相互结合、相互贯通,知识链一环套一环,那就需要教师对理论和实践的联系和统一有深入的理解。在这个方面,我们可以借鉴杜郎口教学模式:
第一,理论课模式。(1)通过实物展示和现场操作验证理论,加深对概念的理解和印象。实物展示和现场操作的形式可以多种多样,比如在给学生讲解拓扑结构概念时,可以结合本校校园网的拓扑图和一些实物照片,来阐述为什么会有各种拓扑结构,不同的结构中的优缺点等。(2)对学生进行分组,授课时将问题交给学生,让学生经过讨论得出结论,变被动接受知识为主动索取知识。只有这样才能从根本上改变学生厌学的情绪,改善理论教学的效果。(3)充分发挥课件和模拟软件的作用,特别是带有演示效果的课件或模拟软件,更好地吸引学生眼球。制作课件的目的是能够将一些理论的东西更直观的表现出来,是在没有实物的基础上而采用的一种演示方式,但是,课件的展示更多的应该采用动画。比如,在讲交换机的工作原理时,可以采用某种交换机模拟软件,模拟出交换机的工作原理,直观地演示出交换机中MAC地址表的形成过程以及与各个节点之间的信息交换过程。(4)理论内容需循序渐进、由浅入深。结合中职学校学生的基础知识和基本信息素养来看,对一些抽象的知识点,比如数据通信原理、广域网技术等,这些知识点对中职学生掌握计算机网络的基本技能没有什么影响或者影响不大,可以留到后期给学生简单地讲授,或结合一些考证的需要、考证的试题给学生讲授这类型的知识,效果会更好。
第二,实训课模式。(1)合理安排实验内容,密切联系生活实际,突出实用部分。日常生活中涉及的网络应用案例和任务更能激起学生学习和解决问题的兴趣,根据中职学生的岗位能力和培养目标,把组件网络和管理企业局域网,基本的双绞线制作、网卡、交换机、路由器等器材的安装、设置和使用,Windows NT服务器、FTP服务器、邮件服务器等的安装和使用等作为实训课的重点,让学生在一年的课程学习后,能感觉到自己独立动手做出点东西来。(2)采用项目教学法,模拟一些客户需求,以一个网络工程项目为课题让学生分组实验完成,从拓扑图的制作到设备和传输介质的选择上全部由学生来完成,在完成一个项目过程中,学生自然会将涉及到的理论知识和实践内容结合在一起,比老师讲多少遍都有效。(3)注重实验总结和撰写实验报告。在实训课程中,学生会碰到理论上想不到的问题和现象,如何解决这些问题,就是一个过程、一种方法。因此,不管实训是否成功,每次的实训报告都是一种及时总结的必要手段,对实训过程中出现的问题进行分析、概括和总结,以便于完善整个过程。
针对不同阶段的实验教学确定不同的任务定位。院定必修课着眼于提高学生的科学素质与人文素养,以培养学生的基本实验技能、科学的思维能力和创新意识为主要教学目标。系定必修课和专业方向课及实践教学着眼于对学生进行工程技术人员的基本训练,以培养工程实践能力和创造能力为主要教学目标。
针对传统的专业实验课与工程严重脱节的状况,实行专业实验课的工程化,即系定必修课程及实验课要面向工程,要紧紧围绕工程和联系工程进行。
针对传统的专业实验基本都是验证性实验的状况,增设综合性、设计性和创新性实验,以培养学生的创新能力和综合实践能力。
针对传统的专业实验课从属于理论课的状况,实行独立设置的实训课程和单独考核。在进入毕业实习前,进行一次网络工程综合实训,这一独立设置的实训课程名为网络集成技术,它涉及网络技术的所有方面,并可通过专业实验室实施。
针对高等职业院校只局限于校内教学活动的情况,实施“走出去、请进来”的面向工程的授课方式,加强校内外实习实践基地建设。
二、计算机网络专业面向工程的实践教学体系
建立面向工程的实践教学体系是一个复杂的系统工程。该体系包含三个部分:课程体系及内容、网络实践体系(实验、实训和实习)、网络工程应用。在该体系中,要始终以网络工程应用为最终目标,建立课程体系、整合课程内容,设置层次网络实践体系;课程体系及内容服从、服务于网络实践;网络实践容服从、服务于网络工程应用。
1.建立面向工程的课程体系
从应用型人才培养的全局来看,当前课程改革的主要任务是重新审定、合理调整总的课程设置。在计算机网络专业中,减少专业必修课,按照计算机网络、网络工程、网络管理与安全和网络软件开发4个方向增加选修课。明确每门课程在培养计划中的地位与作用,增加综合素质养成需要的宏观性课程,充实新兴的高科技应用成果。
课程改革不仅要以就业岗位群对人才知识结构的要求为依据,建立模块化的课程体系,而且要改革课程内容设置,打破课程的界限,根据高职计算机网络教学的实际,进行课程内容的整合与拆分,提高课程教学的效果和质量。
调整网络专业系定必修课和实验课的教学方式,将实验、实训、实习等实践性课程与理论教学有机统一起来,面向工程应用实施教学计划,重点突出知识的应用性和实践性。
2.建立面向工程的网络实践体系
面向工程的实践教学体系包括实验、实训和实习三个部分。实验基于网络基础理论知识,进行基本技能的培养。实训主要锻炼学生对网络工程的整体规划、设计和创新能力。实习要求学生走出校园进入企业锻炼,在实际网络工程项目实践中进行锻炼,总结经验、教训,提高综合设计创新能力。其中,实验是工程实训的基础,实训又是实习的基础,这三者之间关系是逐层深入的,从而形成了系统而有层次的实践教学体系。
(1)实验项目的设计。按照实验教学方式,实验教学分为以下几种形式:验证性实验、综合性实验、设计性实验和研究创新性实验。过去在教学过程中,多以验证性实验项目为主,各任课教师需要进一步优化设计课程实验方案,适当精简验证性实验,增加综合性实验和设计性实验比重。实验教学做到精讲多练。
(2)实训项目的设计。在本专业“计算机网络”、“网络工程”、“网络管理与安全”和“网络软件开发”等多门课程学习的基础上,增加了“计算机网络工程综合实训”这门课程,通过2个专业实践周完成。目的是将所学的网络基础知识结合实际网络工程项目要求进行系统性的训练。实训业务参照各行业信息化规范、企业用人标准和岗位要求,从职业道德和职业技能两方面强化学生的能力培养,其培养目标涵盖:项目经理、网络架构设计师、网络施工员、网络维护员、网络管理员和信息安全师等。计算机网络综合实训的内容包括:工作组级局域网设计与应用;校园网的规划与设计;校园网站建设维护;电子商务平台建设维护;企业构建IP电话系统。
(3)网络工程实习。实施“走出去、请进来”的面向工程的授课方式。建立校企培养模式,使学生即学即用,了解网络技术及施工特点和规范,激发学生的学习兴趣,达到了传统教学方式所不及的效果。同时,聘请一批网络工程和网络开发第一线的工程技术人员,定期到校进行课程教学和开设讲座,让学生了解到网络技术新发展、新工艺,通过讲课和讲座,提高学生对专业实践能力的重视程度。
3.面向工程的网络实验、实训平台的设计
面向工程的网络实验、实训平台应提供真实的网络环境,可以让学生亲自动手完成实验实训项目,加深对网络原理、协议、标准的认识,从而提高学生的网络技能和实战能力。因此,网络实验实训平台的建设尤为重要。根据实验台功能的不同,分为基础实验台、安全试验台、无线试验台和VoIP实验台。每种试验台由实验需要的硬件组成,包括路由器、核心交换机、三层交换机、二层交换机、防火墙、工作站、服务器、无线AP、VoIP语音模块等。该环境有很强的适应性,根据不同的实验实训要求,可以配置不同的基础平台,如软件开发平台可以直接提供路由和DNS环境,网络安全实验台则可提供完全的Internet技术环境。该平台可以实现计算机网络、网络工程、网络管理与安全和网络软件开发4个方向的所有实验实训项目。实现了理论的实验化、实验的工程化、工程的系统化、系统的集成化。
0 引言
网络工程项目是企业信息化建设的重要构成部分,为信息系统集成提供可靠的运行环境。计算机网络工程课程是网络工程专业最重要的专业基础课之一,旨在通过理论和实训教学相结合的模式培养学生从事网络项目设计与施工、运维的工程实践能力。其中,实训教学中较难把握的是如何培养学生的工程思维能力,不能仅仅让学生被动地参与实际(模拟)项目的训练,而是要在实训教学中创造条件训练和引导学生去思考、总结和分析,形成把握网络工程设计的思维能力,成为合格的网络工程师。
日前,同内各高校在网络工程实训教学中主要存在两种模式:一种是利用已有的实验室设备组织实训,另一种是与企业合作,将实训项目外包给企业代为培训。这两种模式都有一定弊端,依赖现有网络设备使项目规模受到限制,且难以跟上网络新技术的变化;企业代培注重工程化训练,不善于利用新教学方法启发学生的思维能力。而仿真实训教学能够在现有设计方案上设想和重构性能更佳的方案,允许学生评测和思考新旧方案之间的性能差异,且可以引入新技术、新思想,而不用估计修改拓扑带来的各种施工开销,因此,网络工程实训课迫切需要通过仿真项目教学培养工程思维能力。
1 仿真实训教学概述
网络仿真是一种利用数学建模和统计分析方法模拟网络的行为,建立网络设备、链路和协议模型,模拟网络流量的传输,从而获取特定的网络特性参数的技术。仿真实训教学方法是指在网络仿真软件中构造网络拓扑结构,配置必要的性能指标,根据运行测试结果评估或验证网络设计方案的教学方法。仿真实训教学可以使用的网络仿真软件包括PacketTracer、NetSim、Opnet、NS-2等,这些软件各有特点:①基于PacketTracer、NetSim等仿真软件的教学方案易于实现连通性方面的测试,利于提高学生对网络设备互联性能的掌握和理解,常用于较低层次的网络实训教学中;②基于Opnet、NS-2等仿真软件的仿真教学能模拟大规模网络的运行场景,提供与实际的网络、设备、协议层次完全对应的模型库,同时使用丰富的统计量收集和分析工具实现各通信层的性能评估,既可以用作高层次实训教学也可以用于完成实习和毕业设计。近年来第①种网络工程实训教学方法受到较大程度重视,因为PacketTracer等软件操作简单、直观,无需较高的理论知识,学生也容易掌握。而第②种方案从性能优化的角度解决了网络设计高层次的问题,更利于培养学生的工程思维。
仿真实训教学的难点是构造网络模型和分析网络性能,因此,正确评估这两个步骤的难度是成功进行仿真实训教学的关键。构造网络模型是网络逻辑设计的关键步骤,需要理解并掌握运用网络逻辑设计方法构造符合需求的网络拓扑。网络工程项目的逻辑设计方法包括分层设计和组件设计,实际上这两种设计思想是密不可分的。分层设计思想使用抽象的方法整体概括了网络系统在接入层、汇聚层和核心层的功能需求。然而各层的内部连接仍然不够清晰,需要进一步划分为不同组件,依据一定的功能需求独立设计。网络工程教学应指导初学者通过一定周期的实践教学,逐步领悟和掌握两种设计方法的要领。网络性能分析通常作为构造和实现大规模网络或应用新技术时预防风险、提高可行性的必要措施,是高水平网络工程师最重要的技术素质。一般性能分析包括时延、吞吐量、抖动、丢包率等,分层性能分析还包括对各层协议参数的运行监控。现有网络性能分析的模拟设计任务通常被用来评估多媒体业务、无线网络业务、IPv6新业务等的运行性能。
2
仿真实训教学方案
传统的网络工程实训课教学一般采用“以项目为导向、以自主设计为主导、以答辩为验证手段”的项目管理思想,结合目前已有的实验条件和学生动手能力一定数量的项目选题,由学生根据选题要求完成“需求分析”“逻辑设计”和“测试与验证”等实训任务,最后提交实训报告。新的仿真实训教学方案增加了“仿真设计分析”和“优化与调整”两个关键步骤,如图1所示,引导学生在实训过程中对仿真结果进行分析和比较,对逻辑设计结果进行反复改进和提高,直到实现优化的网络设计方案,重视了工程思维能力训练。
1)任务。
实训课程开始前,教师将选题资料给学生。选题资料包括项目需求描述、初次仿真包、设计思考题和项目报告书模板等。每3位学生分为一组,每组选题都不一样,学生需要在1周实训时间内完成需求分析、逻辑设计、仿真设计分析、测试与验证等项目。仿真实验完成配置和测试任务后,组内开展仿真结果分析,完成思考题。最后,每位学生提交一份符合基本标书规范的实训报告,特别优秀的学生还被要求答辩,将学习经验介绍给其他学生,答辩顺利可以获得小礼品。
2)需求分析。
需求分析工作留给学生自行完成,时间为一天,上午搜集资料,下午整理资料,填写需求采集表。
3)逻辑设计。
在逻辑设计阶段,学生要使用Visio 2003绘制出详细的网络结构图,使用PacketTracer等仿真软件画出实验拓扑结构图,或在教师提供的初次设计图上加以修改。
4)仿真设计分析。
有些仿真实训任务难度较小,要求所有学生必须完成;有些难度较大,属于选做型,通常挑选少数优秀学生完成,并给予一定平时成绩奖励。选做题目一旦顺利完成,必须参与答辩。
(1)初次仿真包设计:为了降低学生完成仿真任务的难度,同时也让学生对项目的逻辑设计结果有一个初步认识,我们为学生提供了能够直接测试和运行的初次仿真包。学生在动手实验前先观察初次仿真包的运行情况,对一些指标作出合理分析。
(2)二次仿真设计:二次仿真设计是指学生在教师提供的实验任务和初次仿真包的基础上,根据实验任务要求进行独立思考,完成最终的仿真设计任务。这一步任务的成功与否取决于学生的主动性和实验思考题的引导。例如,“多层交换设计”项目中,VLAN路由的问题复杂性有3个层次:单交换机不同VLAN如何路由、多交换机同一VLAN如何路由、多交换机不同VLAN如何路由,通过思考题逐步引导学生完成这3个层次的仿真设计。再例如“WLAN网络互联设计”中,Cisco AP和Linksys WRT300N配置方法大同小异,但AP通常用作集中器和桥接器用,而WRT300N则是一个宽带路由器,通过思考题也可以引导学生深入理解这两类无线设备的用途差别。
5)测试与验证。
测试与验证针对不同仿真任务有所不同,有些任务需要进行连通性测试,有些任务需要对路由协议性能进行测试,有些任务则需要对时延、吞吐量、丢包率等进行QoS测试。
6)优化与调整。
学生完成仿真任务测试后,如果发现问题或有新的想法,可以在指导教师的帮助下进行新的设计。优化与调整是通过精心设计的思考题来激发的,是锻炼学生思维能力的关键步骤。
3 实训效果分析
笔者尝试仿真实训教学方法5年有余,近年来通过总结和整理,将主要教学内容编写成教材并出版,得到国内同仁广泛支持。实际教学效果也比较大,往届学生中有2人在毕业3年内通过CCIE认证,有5人通过CCNP认证。2012年取得H3C网络大赛湖北省赛区本科组第5名(三等奖),Cisco网络大省级一等奖2人。
以2013年教学情况为例,我们对42人的专科班级统计了前6个任务的完成情况,对一个27人的本科班级统计了后6个任务的完成情况,实训教学效果分析如表1所示。其中一般难度任务的实训项目完成情况较好,基本上所有学生都能顺利完成实验任务;而较难级别任务选题学生数不多,且完成率低于选题学生的50%;最后一个“无线网络仿真与分析”项目始终无人选择。
4 结语
网络工程实验教学的关键是通过不同层次的实验内容设计帮助学生掌握系统化的网络工程项目设计方法。本文结合项目驱动式教学思想,通过在传统实训教学方案的基础上增加“仿真设计分析”和“优化与调整”两个环节,构建了切实可行的教学方案,培养了学生的工程化思维能力,在学生高层次就业和专业竞赛中取得较好成绩。未来的工作还将进一步研究仿真项目的规模化和难易搭配的合理性问题,使实验计划的编排更合理。
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中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2017)03-0114-02
Teaching Reform of Comprehensive Training of Network Technology Based on Constructivism
LI Peng
(School of Electrical and Information Engineering, Beijing University of Civil Engineering and Architecture,Beijing 100044,China)
Abstract: In view of the shortcomings in the teaching of comprehensive training of network technology, based on constructivism learning theory this paper explores the curriculum construction of comprehensive training of network technology, which includes clearing teaching objectives, updating teaching contents, reforming teaching methods and strengthening teaching management, so that students have a good network practical skills and innovative ability.
Key words: constructivism; computer network; training; teaching reform; learning theory
1 概述
W络技术综合实训是在学生完成计算机网络系列课程的理论学习和专项技能训练之后,运用计算机网络技术的主要理论和技能而进行的综合性、设计性、系统性的网络课程设计。在信息社会和大数据时代,作为信息基础设施的计算机网络得到了迅速发展和日益普及。当今各行各业都处在网络化、信息化建设进程中。社会需要大量掌握网络设计和实施的应用型人才。因此,计算机网络已经成为计算机专业毕业生的主要就业方向之一。根据我们多年的教学经验,网络技术综合实训课程的设置对学生今后的毕业实习和就业将产生积极作用。
该课程是学生学习完如计算机网络基础、网络管理、网络工程、网络安全等计算机网络系列课程之后的一门综合实践类课程。该课程一直是计算机网络实践教学中的薄弱环节,存在的主要问题有教学目标不够明确,实践内容设置不合理,实践教学组织以及管理和考核方式不完善等。其结果是学生不能熟练地掌握网络规划设计的各个环节,不能将以前所学的各项技能灵活应用在实际项目中。
学习理论是对学习规律和学习过程的系统阐述。从20世纪50年代至今,学习理论经历了行为主义、认知主义和建构主义等不同发展时期。目前的课程教学主要还是以行为主义、认知主义学习理论为基础。教学的特点是以“教师”为中心,所有的教学活动都是围绕如何教而展开。在这种“灌输式”教学模式下学生处于被动地接受状态,学生学习的积极性不高。在学习过程中,学生容易迷失学习方向,偏离学习目标,从而影响了学习效率。
目前建构主义学习理论对教学改革产生了深远影响。本文基于建构主义学习理论对网络技术综合实训开展教学研究。首先,明确课程的教学目标,其次,强化实践教学内容,最后,改革实践教学的组织和管理,从而提高教学质量。
2 建构主义学习理论
建构主义学习理论在20世纪90年代开始流行,对当前的教学改革产生了深远影响。建构主义的奠基人是瑞士的心理学家皮亚杰。他认为知识是在主客体相互作用的活动中逐步建构起来的。在皮亚杰的理论基础之上,科尔伯格、斯腾伯格、杜威、维果茨基在认知结构、个体的主动性对知识建构的作用、经验理论、文化历史发展理论等方面对建构主义理论进行了不断丰富和发展。
建构主义认为世界是客观存在的,我们以自己的经验为基础来解释现实。建构主义学习理论认为学习是由学习者主动地构建自己知识的过程。建构主义与以往的行为主义、认知主义有很大的差别。学习不再是知识由教师向学生单向的传递,而是学习者在一定的情境中主动地建构知识的过程。在这种教学模式下,教师只是教学活动的组织者和学生知识建构的帮助者,而学生才是知识的主动建构者,而不是被动接受者。目前建构主义教学策略主要有抛锚式教学、基于问题的学习、探究式学习、支架式教学等。建构主义的教学设计原则有以下几方面:
1)以学生为中心。
2)以问题驱动学习,问题可以是项目或案例。
3)学习情境对意义建构具有重要作用,学习问题必须在真实的情境中展开。
4)突出协作学习的重要作用。
5)加强对学习环境的设计。
6)利用各种信息资源来支持学习。
3 基于建构主义的教学设计
本文基于建构主义学习理论设计网络技术综合实训的教学过程,明确教学目标,以项目为核心,通过设计“学习情景”、“学习资源”、“管理和考核”等要素展开教学。
3.1 分析教学目标
随着计算机网络技术的飞速发展和广泛应用,各行各业都迫切需要既掌握网络的方案设计,又能熟练操作和配置网络设备的高级技术人才。网络技术综合实训是学生在学习完计算机网络系列课程之后的一门综合性实践类课程。该课程的目标是使学生综合运用所学的网络知识,完成一个网络的设计、组建、配置与管理,使学生能够掌握构建园区网络的各个环节,掌握网络路由与交换的设计与配置,理解网络可靠性、安全性的实现方式,为今后从事计算机网络方面的实际工作打下基础。
根据教学目标,将课程内容定位在网络的设计、实施与测试方面。主要技术包括网络拓扑设计;IP地址分配;交换机的基本操作、VLAN、生成树协议、端口聚合、三层交换;路由器的基本操作、路由选择协议;安全性方面包括VPN、NAT和防火墙等。同时帮助学习进行职业规划,增加学生对将来就业岗位的认识。
3.2 设计教学内容
通过教学目标可以看出,该课程不仅是要求学生掌握网络设备的操作,还包括培养学生的网络规划与设计能力。通过本次实训,让学生理解构建园区网的设计方法;学会绘制网络拓扑图;掌握IP地址划分方法;能根据网络项目需求,进行网络设备选型,完成关键设备的配置;熟悉网络管理和维护的基本方法等。
在教学内容上,改变主要以操作性实验为主,实验内容只是对以前课程实践内容的简单提高的情况。实践内容上增加了设计性、综合性实践项目,培养学生综合运用该课程之前所学的计算机网络基础、网络工程、网络管理、网络安全等课程知识的能力。
在具体教学实施中,我们采用了项目教学法。根据一个具体的网络工程项目,要求学生设计实现一个园区网络。项目教学法是德国职业教育在20世纪80年代推行的一种以项目为主体的教学方法。项目教学法通过项目促使学生主动学习,符合建构主义学习理论。以下是课程中的一个工程项目案例。
项目名称:海岳公司企业网络的规划与设计。
问题描述:海岳公司是一家集科研、生产、服务于一体的大型企业。总部位于北京市,同时在全国各省会城市都有一家分公司。总部有三栋大楼。公司各部门结构如下:财务部(15人)、行政部(25人)、生产部(120人)、研发部(80人)、后勤部(20人)、业务部(50人)、人力资源部(15人)。本项目要求建立一个稳定、高效的网络环境,能够满足企业各方面的应用需求,包括办公自动化,信息,资源共享,系统管理等。所有员工都能方便地接入到因特网,公司总部和各分公司可以安全的传送信息。针对企业网的设计原则,研究网络工程中的各个环节,主要完成以下功能:1)需求分析;2)网络拓扑设计;3)IP地址分配;4)交换与路由设计;5)可靠性设计;6)安全性设计;7)设备选型;8)网络测试。
3.3 创设教学情境
研究者发现,教学目标和教学活动在相应合适的学习情境中开展,将会有助于达到教学目标,提高教学效果。该课程的开设环境应当力求接近真实的情境。但是目前,部分高校的W络实验还是在机房环境下进行的。大部分网络设备通过虚拟机或网络设备仿真软件实现。这样学生无法亲自接触网络设备,教学效果不理想。因此需要加强网络实验室的建设,购置相应的网络设备。对于实验室建设,可以与知名网络企业合作,借鉴他们的网络教育项目,如思科网络技术学院、华为网络技术学院、锐捷网络技术学院等,规划建设具有自己特色的网络实验室。我们学院早在2006年就与锐捷网络公司合作,投入资金建立了网络实验室。实验室配置了交换机、路由器、服务器等先进的网络设备,为网络实验课程的开设提供了有力保证。
3.4 开展自主学习与协作学习
在教学方法上,形成以学生为主体,教师为主导的教学方式,提高学生的学习积极性。教师根据项目要求,提供相关的参考资料,激发学生主动钻研。
协作学习是建构主义学习理论的一个重要方面,对于知识建构具有重要意义。面对一个复杂的项目,个人的能力毕竟有限。通过建立一个学习小组,学生在学习过程中合作交流,分享经验,共同完成项目。在实训中,要求每3至5人为一个实验小组,共同完成一个项目。每个小组设置一名组长,小组成员有明确的分工,根据自己的兴趣和能力完成项目的一部分。比如对于上面的项目,可以分为以下5部分:1)网络拓扑设计,IP地址设计;2)可靠性及安全性设计;3)网络设备配置设计;4)网络测试,达到任务要求;5)项目总结,撰写实训报告。通过划分,使任务明确,保证每个学生都可以积极参与到整个实训过程中。
3.5 加强教学组织与管理
为了取得良好的教学效果,教师必须加强对整个实训过程的监督与管理。该课程的时间为2周。教师需要提醒学生根据任务要求安排好项目进度。实训开始前,教师下达课程的任务书,学生确定分组名单,教师审阅。实训开始时,教师讲解项目内容及需要注意的问题。实训过程中,教师要善于引导学生,鼓励学生主动寻找解决方案,提高学生的创新能力。
3.6 完善考核方式
在考核方面,注重学生的实践过程,考核学生的实际能力。实训成绩不单纯来自于实训报告成绩,需要结合学生在整个实训过程的表现和项目完成情况综合评定。整个考核过程包括考勤、学习态度,成果检查与答辩,实训报告成绩三个部分。在考核细节方面,制定了详细的评分标准,严格按照评分细则对学生进行考核。项目结束后,进行成果检查与答辩。首先根据任务书,检查项目的设计与实现是否满足任务书的要求。然后,从任务书问题列表中任意抽取若干个问题,要求小组成员回答,根据回答问题情况给分。撰写实训报告,可以提高学生的分析能力,总结项目设计的经验。实训报告分为10个部分,项目分工,项目目的,背景描述,需求分析,项目拓扑,地址分配,实验设备,实验流程,实施步骤,测试文档,经验总结。每部分有不同的分值。根据每部分完成的工作量及任务情况不同给出成绩。
4 结论
当今社会信息技术迅速发展,互联网+、大数据、云计算等新技术不断涌现。这些新技术的基础离不开计算机网络。计算机网络已经成为当今计算机专业的核心课程之一。该课程的教学目的是通过2周的课程设计,使学生能够综合运用所学的网络知识完成一个网络工程项目的设计与实施,培养学生的工程实践能力。在知识建构型教学模式下,教学方式从传统的以教师“教”为主转向以学生的“学”为主。本文基于建构主义学习理论对网络技术综合实训课程进行教学改革。主要包括明确实践教学目标,通过加强综合性、设计性实践项目,完善教学内容,加强实践教学的组织管理和考核,使学生能够灵活运用计算机网络知识完成一个网络系统的设计与实现。
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一 引言
“计算机网络”课程目前在各个高校计算机专业中已成为核心课程之一,甚至有部分高校已将“计算机网络”设置为独立的专业,该课程的研究和建设在高校中已日趋成熟。但该课程建设在中等职业教育中仍出现起步较晚、层次不一的局面。不同职业学校的信息技术专业对该课程的教学目标、教学内容、教学方法和重视程度都有不同的理解,教学中遇到了教学目标单一、理论知识枯燥、实验项目难以操作等问题。
学生对该课程的教学效果的普遍反映是只学了一大堆网络名词、概念和结构图,有些学生怀着极大的兴趣学习这门学科,但是几节课下来,兴趣已所剩无几了。一学年总结下来,理论和实践方面好像都没学到什么东西。水平仍然停留在只会使用IE浏览器、“上网”和“聊天”阶段。
以上这些问题均暴露了中职学校计算机网络课程的教学问题。因此,只有凭借在教学中不断地探索,对学科教学改革的不断修正来弥补教学中理念、手段和实施条件等方面的不足。本文结合多年的教学经验从教学目标、教学内容、教学方法和教学评价方面分别阐述对该课程的实践与思考。
二 “计算机网络”课程的实践与思考
1.教学目标方面
中职“计算机网络”课程的总体教学目标是有效地培养学生必须的技能(组建简单网络和管理网络),同时也让学生具有一定的计算机网络原理理论知识,以利于他们以后的知识更新。
根据中职学生的特点,以激发学生学习的兴趣和对该课程的正确认识为主线,在教学内容上进行有针对性的取舍,通过可操作性的实验来培养学生的学习兴趣,通过讨论式教学、任务驱动式等教学手段来调动学生自主学习的积极性。
2.教学内容方面
如今,各个中职学校所使用的《计算机网络应用基础》教材都大同小异,教材中先理论、后实训,教材的开始就是众多的网络名词、概念、定义、原理等一些抽象的东西,学生从一开始接触到这些名词时就有点懵懵懂懂的,兴趣自然提不上来。
因此,从教材内容上,教师在教学初可根据职业学校学生的特点,将教材内容进行重新编排,从行业需要或学生需求的实际出发,增加和删减一部分内容,并且选取一部分主线内容作为学生学习兴趣的切入点和学习重点,选取一部分非主线内容用于增加学生的探究性和自主学习性。专业重心上,理论教学随时穿插于实训内容中。根据多年的教学实践发现,单纯的理论讲解给学生的理解和记忆都带来了较大难度,因此,实训内容不能滞后于理论讲解,条件允许的情况下,更应将理论内容穿插在实训部分中,以实训操作中遇到的现象映射出相关原理。分层教学上,充分引导和辅导学生自主学习,根据学生的能力水平和兴趣爱好,帮助不同的学生建立起自己的学习方向。比如,引导对网络组建方面感兴趣的学生学习组网技术方面的知识,推荐对Windows网络管理感兴趣的学生研究活动目录设计和Windows域管理。对服务器管理感兴趣的学生从配置使用FTP、Serv-U服务器等方面进行指导。
3.教学方法方面
根据课堂教学内容的安排,可把课堂模式分为理论课和实训课,两者是相辅相成、相互穿插的,但是一堂课的重心在理论还是在实践,这需要教师去权衡比较。想让学生学会如何做水晶头,如何组建一个小型的对等网等相关技能,就必须要让学生亲自动手实训(实训包括实地实训和模拟实训);要想让学生具有一定的网络基础理论知识,并能够将这些理论和原理相互结合、相互贯通,知识链一环套一环,那就需要教师进行理论讲授。
第一,理论课模式。(1)通过实物展示和现场操作验证理论,加深对概念的理解和印象。实物展示和现场操作的形式可以多种多样,比如在给学生讲解拓扑结构概念时,可以结合本学校校园网的拓扑图和一些实物照片,来阐述为什么会有各种拓扑结构,不同的机构中的优缺点等。(2)巧妙设计疑问和思考,让学生带着疑问有目的地听讲。带着问题去了解一个知识点,更加激发起学生的内在求知欲。比如,在讲数据链路层的功能与作用时,就带着这样一种疑问开始整节课:“机器A向机器B发送数据,一般程序就是A把数据发到线路上,然后B收到后就把数据取下来,但是,中间环节可能会出错,通信线路可能会导致数据丢失等问题,因此,数据链路层就必须提供一些解决办法,哪些解决办法?”。这样,引发学生的思考,带着这些问题进入整节课程,而检验这节课的最终效果也就是学生是否能够解决这个问题。(3)善于使用课件和模拟软件,特别是带有演示效果的课件或模拟软件。制作课件的目的是为了能够将一些理论的东西更直观的表现出来,是在没有实物的基础下而采用的一种演示方式,但是,课件的展示并不是单纯地将文字内容演示出来,而更多的应该是产生出一种动画性质。比如,在讲交换机的工作原理的时,可以采用Cisco packet tracer模拟软件,模拟出交换机的工作原理,直观地演示出交换机中MAC地址表的形成过程以及与各个节点之间的信息交换过程。(4)理论内容需循序渐进、由浅入深。理论知识的教授需要循序渐进,前面知识点的内容不掌握,后期知识点就难以与之形成一个串联,但是从结合中职学校学生的基础知识和基本信息素养来看,对一些抽象的知识点,比如数据通信原理、广域网技术等,这些知识点对中职学生掌握计算机网络的基本技能没有什么影响或者影响不大,可以留到后期给学生简单地讲授,或结合一些考证的需要、考证的试题给学生讲授这类型的知识,效果会更好。这样保证了学生掌握基本技能的首要任务的同时,也达到了提高的目的。
第二,实训课模式。(1)合理安排实验内容,密切联系生活实际,突出实用部分。日常生活中涉及的网络应用案例和任务更能激发起学生学习和解决问题的兴趣,根据中职学生的岗位能力和培养目标,把组件网络和管理企业局域网,基本的双绞线制作、网卡、交换机、路由器等器材的安装、设置和使用,Windows NT服务器、FTP服务器、邮件服务器等的安装和使用等作为实训课的重点,让学生在一年的课程学习后,能感觉到自己能够独立动手做出点东西来。(2)巧妙安排实训课的实施过程,重视培养小组团队协作精神。实训课对学生来说的主要任务就是自己动手去解决或者完成一个项目,就此教师可将学生分成若干个学习小组,学习小组的成员根据能力混合编排,学生以小组为单位进行讨论和实训,以小组为单位团结协作完成实训任务。(3)注重实验总结和撰写实验报告。在实训课程中,学生会碰到理论上想不到的问题和现象,如何解决这些问题,就是一个过程、一种方法。因此,不管实训是否成功,每次的实训报告是一种及时总结的必要手段,对实训过程中出现的问题进行分析、概括和总结,以便于完善整个过程。实训报告的写作加深了学生对操作方法的印象,同时也联系了一部分理论知识,让学生对该课程的知识做到融会贯通。
4.教学评价方面
针对中职学生的特点,对该课程的教学评价体系不过于单一,但也不需要过于复杂。评价体系大致可分为三种:(1)理论考试部分,用于验证学生对定义、概念的记忆和理解程度。(2)实训考试部分,在规定时间内独立的完成指定的任务,用于验证学生的操作能力和基本技能掌握程度。(3)实训报告部分,从实训报告中能够看出学生的思路是否清晰,是否真正掌握相关的知识点。
三 总结
根据教学实际来看,计算机网络课程相对于一些原理性课程来说还是较受学生欢迎的,如何将受学生欢迎的课程传授好,对于中职教育来说,还有很长的一段路要走,由于课时限制,不能面面俱到。这就要求定位教学目标,优化教学内容,构建新型教学模式,更新教学评价体系。因此使用“基本理论内容+偏重贴近实际需求的实训”是目前最为直接的方法。
参考文献
[1]李成中.计算机网络教学研究[J].重庆邮电学院学报(社会科学版),2004(06):1~3
[2]曾辉.“计算机网络”课程教学改革与实践[J].华东交通大学报,2006(S1):92~93
职业院校的培养目标是技能型应用人才。通过和企业合作可以加强学生的就业能力,首先对企业进行调查研究,针对企业网络对人才的应用需求,依照企业岗位所要求的职业技能,与企业共建实训教材。要参照国家相关的职业资格标准,改革课程项目实训的教学内容,实现企业和学院共同编写实训教材的方案[3]107-108。我们编写的校本实训教材适合学生的水平和需求,不但提高了学生学习兴趣,而且让他们从实践中提高了网络技术实际应用能力。
1.2搭建实训虚拟平台
网络技术专业课程原理较多并且设置复杂,如果单纯地使用裸机和真实设备来配置,不仅不能满足需求,而且设备昂贵,易于损坏。项目实训实验结合企业网络工程项目,按照企业网络实施流程来完成案例[4]25-27。实训中采用Windows Server、Linux和GNS3软件和ASA防火墙等模拟路由器和防火墙,让虚拟机和真实机桥接。该仿真平台使教师教学方式灵活,学生不但易于理解和实现,而且调动了学生的学习积极性。使用虚拟机软件VMware练习操作系统的安装、设置和维护,避免因学生的误操作对系统造成损坏使实训终止。它能帮助学生顺利地在计算机上安装操作系统,完成修改和设置而不影响真机的正常运作。使用模拟软件进行路由器和交换机的配置,实现真实的网络环境,让学生能够在模拟软件中体会到路由器、交换机在企业网络环境中的具体应用和配置,为以后的网络安全管理工作奠定基础。
1.3企业案例实训
案例实训是在实践中学习,将所学知识应用在实验中。通过对案例的学习,学生可以掌握Windows Server、Linux操作系统的安装、设置、维护和管理,学会桥架、管线、机柜和六大子系统的综合布线,熟悉交换机、路由器、防火墙和无线AP等的配置管理。企业案例的选取来源于企业,学生根据实训的目标,采取小组讨论选取组长、资料查阅记录、流程实施和报告撰写等形式完成实训任务。教师在施工现场有选择地指导,由小组长答辩,教师根据实训中出现的问题进行解答,最后评定实训成绩。企业案例实训培养了学生的职业技能。在项目实训中,从网络环境构建、操作系统设置、网络设备安装、网络设备安全配置到安全测试验证,一整套的项目实训下来,学生获取工作中有用的知识,教学中做到知识训练与实际工程项目职业能力衔接,为职业院校提供新的实践教学模式。网络设备的安全技术内容也是一个重要的实践内容,让实践教学充分体现职业教育的特点。
1.4企业顶岗实训
1学生顶岗实训
首先完成章节项目的实训,章节项目的实训是小案例实训,结合每一章节的具体内容来实施。其首先使用模拟软件来模拟,然后用虚拟机安装相应的软件来实施网络操作系统设置、交换机、路由器和防火墙安全案例。对于Windows Server的高级设置和维护、Linux的安全管理、ACL配置、NAT和防火墙等技术,讲解时要精讲,项目案例实训时要精练。其次完成综合项目的实训。综合实训是在本课程全部完成后进行,根据企业网络实际需求搭建安全和便于管理的网络。模拟企业网络环境,组建企业网络,进行网络操作系统搭建、网络环境的构建和网络安全技术的技能训练。通过项目综合实训学习,学生能够根据企业办公环境、需要的信息点数量以及网络拓扑图进行综合布线,安装和设置操作系统,配置交换机、路由器和防火墙安全设备,使用管理软件监控企业网络的运行状态,并采取安全技术保证企业网络的安全,使其正常运作。最后是顶岗实训,安排学生到企业进行实训,切实感受真实网络环境,发现网络安全隐患,掌握网络操作技术、网络设备配置技术和网络安全管理技术,提高处理网络故障的实际能力。项目实训的成绩考核方式要灵活,将企业和学校双方结合,给学生以中肯的评价,以能力为主,为学生就业打下坚实的基础。
2教师顶岗实训
深入企业第一线,了解企业网络所需要的工作岗位和技术能力,全面跟踪学习综合布线、网络应用操作、网络安全管理和网络云计算服务等方面的技术岗位;然后反馈到网络技术专业教学实践改革中,更新校企共建实训教材,将企业中的新知识、新技术和新的管理理念引入,做好与企业网络技术人员的良好沟通,丰富实训教材内容,提高教学质量。
文章编号:1672-5913(2013)14-0122-04 中图分类号:G642
1 背景
培养学生的实践和创新能力是当前应用型本科教学的中心任务,其最有效的教学活动就是结合工程实际进行实践教学,让学生在校期间得到足够的实践锻炼,使其在毕业后能迅速胜任工作。为此,众多院校纷纷提出工学交替型、订单式等培养模式。学生在校期间,一要学好基本理论,二要进行与工程相关的实验、实习与实训,将专业实验课与实际工程密切结合,使学生能较早地接触工程实际,增强学生对将来要从事的工作岗位的适应性。这样的实践活动必须要靠完善的实践教学体系来支持。
2 网络工程专业实践教学培养目标
网络工程专业的职业目标是培养具有熟练专业技能及较高技术应用能力的学生,与此同时,还应因材施教,推行学生创新工程,鼓励学生参加各类技能大赛,争取获得行业企业IT职业资格证书,从而使得部分能力较强学生可以因此获得高级职位。表1列出了典型工作任务的工作流程。
3 实践教学课程
3.1 课程设置
在广泛了解与深入分析计算机网络相关工作内容的基础上,确定学生就业岗位,归纳相关岗位所需职业素质及专业能力,构建基础实验、课程设计、专业实习、校外实训、毕业设计相结合的实践教学课程体系。
基础实验主要有:高级语言程序设计实验、Java程序设计实验、计算机组成与结构实验、现代通信技术实验、数据库及服务运维实验、网络设备互联技术实验等。基础实验在对理论教学内容进行验证和巩固的基础上,模拟实际的工作过程,分解为许多小的工作项目,每一小的工作项目采用项目或者任务驱动教学,让学生逐一掌握相对独立的技术,最后通过综合性的项目让学生将相应的知识点关联起来,达到独立解决实际问题的能力。
课程设计主要有:网络设计与系统集成课程设计、构建小型企业网络课程设计、构建安全的双核心企业网络课程设计、企业网络工程项目综合实战课程设计、电子政务网络组建与信息安全部署课程设计等。在课程设计中引入案例教学,将真实的网络工程项目移植到课堂教学中,按照网络工程项目的实施流程和行业企业运营流程进行教学。在整个案例教学过程中,将专业能力、岗位技能、职业素养进行充分融合,使得学生毕业后可以直接进入企业工作。
3.2 典型实践课程实施方案
下面给出构建小型企业网络课程设计的实施方案:
(1)课程介绍:本课程设计项目中采用中小型企业整个网络工程项目案例,通过本课程设计项目的实施过程可以让学生全面而系统地学习网络组建技术和信息安全知识,并将所学的信息安全知识在项目中充分地应用和融合。
(2)培养目标:具备完成基于中小型企业网络工程项目的方案设计能力;具备基于中小型企业网络工程项目的实施能力;具备完成基于中小型企业网络工程项目的项目测试及服务能力;具备基于中小型企业的网络工程项目管理能力。
课程安排见表2。
实验环境见表3。
按上述设备数量为一组,每组4-6名学生参加实训。
(3)实施过程:在项目准备阶段,首先对基础理论知识进行总结,并学习相关行业背景知识,学生确定自己在项目中的角色,由指导教师确定团队人数和团队成员,由团队举行第一次项目会议选举项目经理,并记录会议内容。团队在项目经理的带领下进行项目需求分析、业务分析,最后形成设计方案,并撰写投标书。由企业导师和指导教师组成评标委员会,对每个团队的项目进行评标,并打分。在项目实施阶段,由指导教师组成监理组,对项目质量进行监督。在这个阶段学生进行角色选择,项目进入实施阶段。项目测试和验收阶段,由企业导师和指导教师组成评比组,对项目进行评比打分,评标分数与评比分数之和就是该团队总成绩。
4 实践教学体系建设与管理
4.1 校内实验室
校内实验室是完成基础实验、课程设计和毕业设计的主要场所。采用企业网络设备建设校内实训实验室,引进企业模式、文化氛围、工作环境和技术资源,按照现代企业真实生产环境和管理运作模式的职业情境要求,由学校和企业共同建设校内实训实验室。按照网络工程专业的特点,建设网络工程实训室和网络集成实训室两个校内实验室,即可满足网络工程实践教学的需求,每个实验室可以满足多个实验的要求。网络工程实训室的主要功能是简单的组网训练和综合布线基本技能训练,可用于一部分基础实验。网络集成实训室的主要功能是网络规划与集成技能训练,网络互联、网络安全设备的配置与调试,网络管理与维护技能训练,网络工程项目实战实训,主要用于课程设计和毕业设计。这种把多种实验集成在一个实验室的方法,既降低了实验室建设的资金要求又提高了实验设备的利用率。
专业实习、校外实训和部分毕业设计在校外实训基地完成。校外实训基地包括从事系统集成、信息安全、网络编程、网络管理与维护等领域的企业和事业单位的网络信息中心。学校和企业进行校企联合培养,由企业提供校外实训基地和实训工程项目,让学生在真实的生产环境中进一步熟悉业务流程,培养专业能力和职业素养,使得学生可以顺利地从学校过渡到职场。
4.3 实践教学师资队伍建设
师资队伍是保证人才培养的首要条件,实践教学师资队伍更有着特殊的要求。由于高校教师大多缺少工程背景,而以就业为导向的人才培养重点正是培养学生的工程实践能力,所以要建设“双师”型(具备相关IT职业资格证书或企业经历)的实践教学师资队伍。本着培养与培训并举,理论进修和到企业实践并重的原则,由企业向学校提供各层级的教师培训、到企业随工实习;同时,学校聘请企业专家作为兼职教师和企业导师。以校企合作师资培养培训体系建设为保障,以优化师资结构和提高教学实践能力为重点,全面提升本专业群教师队伍整体素质。建立稳定合作的实习单位,完善校内外实习管理制度;由企业导师和学校教师共同完成校内课程设计的指导,校外实训基地的实训活动由学校教师带队,参与实训指导。
4.4 实践教学评价体系
考核是教学工作的重要内容,对学生而言,考核不仅是要检验须掌握的基本知识和能力,更重要的是一次学习过程;对教师而言,不仅要了解学生的学习情况,更重要的是了解学生的学习过程,及时调整教学方法和内容。科学合理的考核评价体系对提高教学效果影响很大,尤其是在实践教学过程中,如果考核评价环节抓得不紧,引起学生放任自流,往往造成前功尽弃,无法达到教学目标。针对实践教学,应该建立注重过程考核的多元化考核评价体系,可以引人过程化管理软件对整个实践教学过程进行管理,并作为考核的一部分。
基础实验课程,采取平时成绩、实验操作考试、期末笔试成绩相结合的办法。平时成绩为每次实验的平均成绩,每次实验的成绩又以实验预习、实验操作、实验结果及实验报告为依据。实验操作考试通过抽签考试的形式进行,学生在操作考试中,必须按照抽签的实验命题完成实验,并完成实验考试试卷上根据实验命题提出的要求以及回答问题。