結合HCDA認證的數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡課程研究性教學設計

1、 結合hcda認證的數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡課程研究性教學設計 邵鵬飛，梁 豐（浙江萬里學院 電子信息學院，浙江 寧波 315100）摘 要：在應用型網(wǎng)絡人才培養(yǎng)中，數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡既是網(wǎng)絡通信類課程的核心基礎課程，又是面向工程的網(wǎng)絡工程師培養(yǎng)初級課程，當前的課程教學內(nèi)容和方式已無法實現(xiàn)其教學目標。文章提出將華為認證數(shù)據(jù)通信工程師（huawei certified datacom associate，hcda）認證培訓課程嵌入到該課程的教學過程中，采用網(wǎng)絡工程“項目一體化”教學設計，進行教學內(nèi)容整合優(yōu)化、教學方式方法改革和課程考核方式改革，能有效提高該課程的教學質(zhì)量，并最終實現(xiàn)“懂建管用”人才

2、培養(yǎng)目標。關鍵詞：數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡；hcda；研究性教學；教學改革基金項目：浙江省課堂教學改革項目“結合it網(wǎng)絡認證培訓的數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡課程課堂教學改革”（jx0121310900201）。第一作者簡介：邵鵬飛，男，副教授，研究方向為網(wǎng)絡通信與網(wǎng)絡控制、物聯(lián)網(wǎng)技術及其應用，cbb_bb。結合hcda認證的數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡課程研究性教學設計0 引 言在應用型網(wǎng)絡人才培養(yǎng)中，數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡是其他所有網(wǎng)絡通信類課程的核心基礎課程，又是面向工程的網(wǎng)絡工程師培養(yǎng)初級課程，因此該課程的教學質(zhì)量很重要。在實際教學中，我們對該課程的定位是“立足基礎，面向工程”。在課程教學上，理論很重要，決

3、定學生的可持續(xù)發(fā)展，實驗實踐同樣重要，能培養(yǎng)工程動手能力，因此需要精簡理論，豐富實驗實訓，理論結合實踐，實現(xiàn)“學中做，做中學”。根據(jù)“立足基礎，面向工程”的課程定位，我們確立了課程教學目標：培養(yǎng)既有扎實理論基礎又有一定工程實踐能力的學生，即具有“懂建管用”培養(yǎng)能力。懂就是懂理論，理解網(wǎng)絡原理、相關協(xié)議和標準；建和管就是學會建網(wǎng)和管網(wǎng)的工程實踐能力；用即具有更高層次的網(wǎng)絡應用開發(fā)與創(chuàng)新能力。1 教學設計思路為了實現(xiàn)教學目標，首先要解決理論教學脫節(jié)問題。目前國內(nèi)該課程主要進行了實驗實踐改革1-2，理論教學上仍采用傳統(tǒng)的“學科專業(yè)課程”模式。對于應用型人才培養(yǎng)，所學的理論知識無法達到當前社會的技術水

4、平，無法體現(xiàn)當前主要的社會應用，理論教學落后實踐。另外，當前該課程在教學方式上強調(diào)按照學科專業(yè)人才培養(yǎng)的理論知識點要求進行授課，往往面面俱到，但深度不夠，針對性不強，學生花了大量的時間精力學習，但效果不好。與之相反，it網(wǎng)絡認證培訓與資格認證由于其專業(yè)性及培訓內(nèi)容和目標的高度適應性、針對性和有效性，已經(jīng)得到了社會各行各業(yè)和國家的廣泛認可，如華為網(wǎng)絡認證3、h3c網(wǎng)絡認證4和思科網(wǎng)絡認證5等，他們的很多培訓都作為電信行業(yè)新員工上崗和技術人員水平提高必不可少的學習科目，這些it企業(yè)的網(wǎng)絡認證證書也成了從事相關行業(yè)的一塊敲門磚。然而基于企業(yè)和社會需求的以資格水平認證考試為主要目的的it網(wǎng)絡技術培訓課

5、程，過于強調(diào)能力知識點考核和考證，對基礎理論和原理強調(diào)不夠，培養(yǎng)出來的人才底子不夠扎實，發(fā)展后勁不足。表1列舉了數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡課程教學與it網(wǎng)絡認證培訓優(yōu)劣對比分析。從表1可以看出，當前數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡課程的教學現(xiàn)狀和it網(wǎng)絡認證培訓剛好是優(yōu)劣勢互補。數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡課程教學的優(yōu)點在于扎實的網(wǎng)絡通信基礎理論教學，這是學生長期發(fā)展需要的。而it網(wǎng)絡認證培訓在核心技術、實驗實踐教學設置、教學方式和考核方式等方面都具有明顯的優(yōu)勢，得到了社會和企業(yè)的認可，更利于提高學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的工程實踐能力。因此，我們的設計思路是將優(yōu)質(zhì)的it網(wǎng)絡認證培訓課程結合到該課程的教學過程中，使得理論

6、和實踐都能符合社會和企業(yè)的要求，提高課程教學質(zhì)量6。經(jīng)過長期的探索和實踐后，我們發(fā)現(xiàn)將華為認證數(shù)據(jù)通信工程師（huawei certified datacom associate，hcda）認證培訓課程嵌入到該課程的教學中能有效解決這個問題。2 教學設計方案為了使理論和實踐在教學上能夠完全統(tǒng)一，在課程教學整體設計上，采用項目一體化教學理念，即把所有教學內(nèi)容納入一個完整的網(wǎng)絡工程項目中，按照項目的實施步驟來完成相應的教學內(nèi)容，課講完了，項目也就完成了。圖1所示是網(wǎng)絡工程項目一體化課程設計，是一個企業(yè)的組網(wǎng)案例，由企業(yè)總部和分支兩個部分組成。為了組建這個網(wǎng)絡，首先需要進行網(wǎng)絡設計和ip地址規(guī)劃，這

7、就需要掌握網(wǎng)絡基礎知識，包括網(wǎng)絡協(xié)議體系結構、ip地址分類、子網(wǎng)劃分等，明確總部使用哪些ip地址段，分支使用哪些ip地址段；然后就可以組建總部和分支的內(nèi)部高速網(wǎng)絡，主要涉及局域網(wǎng)（以太網(wǎng)）、vlan、stp、vrrp等技術；內(nèi)部網(wǎng)絡建好了，接下來就是把總部和分支互聯(lián)起來，這個主要涉及廣域網(wǎng)（ppp、fr）和ip路由技術（直連、靜態(tài)、動態(tài)rip/ospf等）；最后，就是整個網(wǎng)絡的出口了，這里主要涉及網(wǎng)絡安全和網(wǎng)絡管理、網(wǎng)絡應用和服務相關的配置。這就是整門課程的教學內(nèi)容，內(nèi)容學完了，學生也就學會建網(wǎng)了。這種設計使得該課程的教學內(nèi)容和教學方式具有很強的系統(tǒng)性，重視內(nèi)容梳理，深入淺出，可使學生相對容易

8、地掌握網(wǎng)絡通信基本概念和基礎理論。3 教學內(nèi)容的整合優(yōu)化將hcda培訓課程有效結合到該課程教學中，主要涉及教學內(nèi)容組織優(yōu)化、教學方式方法改革和課程考核評價改革等。首先“圍繞基礎網(wǎng)絡理論，突出核心技術內(nèi)容”進行教學內(nèi)容的組織與優(yōu)化。“圍繞基礎理論”是指圍繞傳統(tǒng)的以網(wǎng)絡協(xié)議體系結構為綱的網(wǎng)絡通信基礎理論，講精講透；“突出核心技術”是指將hcda培訓課程的核心技術內(nèi)容（以太網(wǎng)交換、ip路由技術及網(wǎng)絡安全技術）整合到該課程教學中，并作為課程的核心內(nèi)容。整合后，該課程內(nèi)容可以歸納為基本概念、網(wǎng)絡技術與網(wǎng)絡管理3個方面。基本概念可以用網(wǎng)絡協(xié)議體系結構作為主線串起來；網(wǎng)絡技術可以分為局域網(wǎng)、骨干網(wǎng)、廣域網(wǎng)和

9、因特網(wǎng)；而廣義的網(wǎng)絡管理則包括網(wǎng)絡安全、網(wǎng)絡設計及狹義的網(wǎng)絡管理。具體地，對于理論教學，簡化和整理傳統(tǒng)的理論教學內(nèi)容，整合hcda培訓課程內(nèi)容，形成9個知識大類、3個層次（基本、中級和高級）的56個知識點，如圖2所示。局域網(wǎng)技術中的vlan、stp、wlan等，在傳統(tǒng)教學中，這些內(nèi)容少得可憐，但現(xiàn)網(wǎng)中這些內(nèi)容是重中之重。對于實驗實訓體系，結合理論教學內(nèi)容，融合該課程基礎實驗和華為/h3c網(wǎng)絡培訓實驗，設置基本、中級和高級3個層次的實驗實訓項目，如圖3所示。其中，初級主要針對網(wǎng)絡理論的驗證、分析和應用，如初步的局域網(wǎng)組網(wǎng)能力。windows系統(tǒng)下的網(wǎng)絡參數(shù)配置與網(wǎng)絡共享，采用sniffer等軟件

10、進行網(wǎng)絡協(xié)議分析，采用常用網(wǎng)絡命令分析ttl、傳輸層連接、端口及網(wǎng)絡性能等，配置常見的網(wǎng)絡應用服務平臺。初級層次的技能點是所有學習該課程的學生必須要掌握的，中級要求掌握企業(yè)級的中小型網(wǎng)絡組網(wǎng)，高級主要是綜合管網(wǎng)的開放實驗和網(wǎng)絡應用開發(fā)的創(chuàng)新實驗。中級和高級技能點主要針對網(wǎng)絡通信專門人才培養(yǎng)，網(wǎng)絡技術認證考試，及網(wǎng)絡軟件與應用開發(fā)等，通過開放實驗、創(chuàng)新實驗、素拓、網(wǎng)絡知識競賽、網(wǎng)絡考證輔導、畢業(yè)設計、課外創(chuàng)新項目等形式實現(xiàn)。4 教學方法改革1）突重點。在該課程教學中需突出兩個核心教學重點：局域網(wǎng)技術（以太網(wǎng)技術）和ip路由技術。如何教好這兩個重點，需從實際網(wǎng)絡的演進和實際問題出發(fā)，注意內(nèi)容和講課

11、的系統(tǒng)性，并設置研討和實驗。局域網(wǎng)技術（以太網(wǎng)技術）：為什么需要局域網(wǎng)互聯(lián)；從局域網(wǎng)到以太網(wǎng)；以太網(wǎng)標準；最初的共享式以太網(wǎng)（hub）；共享式以太網(wǎng)存在的問題；發(fā)展的必然：交換式以太網(wǎng)（交換機）；以太網(wǎng)交換工作原理；交換式以太網(wǎng)存在的問題；廣播域問題：vlan技術、vlan間的通信；冗余鏈路問題：stp/rstp/mstp、鏈路聚合、smartlink等。ip路由技術：為什么需要ip路由；路由器；直連路由；靜態(tài)路由；動態(tài)路由；rip/ospf。2）多形式。討論多形式，實驗教學多形式。為了加強教學效果，讓學生能夠更加深入地理解理論網(wǎng)絡與實際網(wǎng)絡的統(tǒng)一，在理論授課的基礎上，對重點難點技術加入討論內(nèi)

12、容，如局域網(wǎng)組網(wǎng)技術，網(wǎng)絡互聯(lián)ip技術等。通過小班主題討論讓學生充分理解并掌握這些主要技術及其應用。討論方式多種多樣，注重提高學生的興趣和參與度。討論課的內(nèi)容選擇原則，討論目的及衡量指標，討論方式與文檔設計采用如圖4所示的多維空間形式。在安排的3次課堂討論課中，分別對局域網(wǎng)組網(wǎng)技術、網(wǎng)絡互聯(lián)ip技術和企業(yè)網(wǎng)絡設計進行分小班討論。討論圍繞既定的主題，首先解決學生存在的疑問，然后運用所學的知識進行具體的案例實現(xiàn)，從而達到學以致用。例如，局域網(wǎng)組網(wǎng)技術首先解決學生學習這部分內(nèi)容存在的疑問，然后研討萬里學院校園網(wǎng)的組網(wǎng)結構和實現(xiàn)技術，及常見的局域網(wǎng)組網(wǎng)步驟和方法。討論方式多種多樣，如在“企業(yè)網(wǎng)絡設計”

13、主題中，設置具體案例，充分調(diào)動學生在課余時間完成物理組網(wǎng)設計（局域網(wǎng)組網(wǎng)）、ip地址分配與vlan配置規(guī)劃（網(wǎng)絡互聯(lián)）、網(wǎng)絡使用測試設計（管網(wǎng)）、企業(yè)網(wǎng)絡應用平臺搭建與服務器配置（網(wǎng)絡應用）等典型的企業(yè)網(wǎng)絡建設過程，將所學的所有重要內(nèi)容在一個主題中進行整合，然后在課堂上將完成的企業(yè)網(wǎng)絡方案進行討論，評比每種方案的技術可行性、方案合理性、實施全面性，從而實現(xiàn)“懂建管用”的教學目標。該課程針對不同的學習階段設置了實驗課，通過教學、實驗和實踐環(huán)節(jié)讓學生進一步學會用這些知識去分析和處理各種網(wǎng)絡問題。例如，全面掌握windows系統(tǒng)下網(wǎng)絡相關的配置，會運用局域網(wǎng)技術組建中小型的辦公/家用網(wǎng)絡，會進行企業(yè)

14、信息化系統(tǒng)的網(wǎng)絡部分建設，會處理常見的網(wǎng)絡故障，會開發(fā)新的網(wǎng)絡服務和應用等。為此，我們構造了由現(xiàn)代通信綜合實驗室、在線實驗以及網(wǎng)絡軟件與網(wǎng)絡命令組成的多維實驗教學方式（如圖5所示）。我們鼓勵學生尤其是在網(wǎng)絡通信方向有興趣的學生積極完成開放實驗和創(chuàng)新實驗，并積極開展橫向課題、課外素拓、考證輔導、畢業(yè)設計、創(chuàng)新計劃等拓展形式，幫助學生實現(xiàn)考證和技能培養(yǎng)目標。3）重課外。增加實驗實訓項目內(nèi)容和課時比例，通過開放的課外實驗實訓和小組合作性學習，將更多的內(nèi)容放到課外自主學習環(huán)節(jié)，以課程設計/素拓項目的方式，提高學生的網(wǎng)絡應用開發(fā)能力，完善和利用多種教學平臺和輔助系統(tǒng)，對學生考證進行專門輔導，提高學生考證

15、通過率。5 考核評價改革與其他課程的考核方式不同，根據(jù)該課程的特點和教學培養(yǎng)目標，其考核不僅要注重網(wǎng)絡通信基礎理論的掌握情況，而且要注重過程性的學生網(wǎng)絡技術和網(wǎng)絡工程管理技能實訓并對其進行考核。在實際教學中，我們采用了“學校授課+企業(yè)認證”課程考核評價方式，即學生在學校完成課程的學習，但最后由企業(yè)或社會權威認證對學生的學習情況進行考核，并且該考核作為學生成績的主要指標。我們通過“懂建管用”應用型網(wǎng)絡人才培養(yǎng)目標，嵌入hcda培訓內(nèi)容，重構教學內(nèi)容和實驗實踐體系，解決了“學校授課”問題，使得課程傳統(tǒng)教學的基礎理論性和企業(yè)高端培訓的應用針對性有效結合，學生能夠在掌握相關網(wǎng)絡理論知識和網(wǎng)絡設備的基礎

16、上，理解網(wǎng)絡中的實際應用場景，進一步增強實際動手能力，有效地拓展了學生的網(wǎng)絡工程技術知識面，提高了學生的實踐和自主解決問題能力。而將“企業(yè)認證”作為課程的主要考核方式，實現(xiàn)考教分離，不僅可以提高學生對課程的興趣（對課程重要性和有用性的認知），也使教學考核更加科學、公平（在每人一個攝像頭全監(jiān)視環(huán)境下進行考試，普爾文/vue考試中心），并能同時取得技術資格證書，有利于學生就業(yè)。我們選擇華為的數(shù)據(jù)通信工程師hcda認證作為期末考核。目前認證考試實現(xiàn)了最終考核的公平，但如何實現(xiàn)過程性評價的公平并提高學生考證通過率，需要做好圍繞hcda考證的過程把控。目前我們通過開放實驗實訓監(jiān)管及采用考證輔助測試系統(tǒng)按

17、照考證要求進行階段測試等手段來提高考核質(zhì)量。6 結 語從幾年的實踐情況看，將華為hcda培訓課程嵌入到通信與計算機網(wǎng)絡課程教學中的研究性教學設計中，不僅促進了學生對網(wǎng)絡通信技術的系統(tǒng)理解和應用場景掌握，還激發(fā)了學生的學習興趣，增強了學習的主觀能動性，培養(yǎng)了學生的動手能力和自主解決問題能力，促進了學生對專業(yè)的認同。另外，學生在學到知識方法的同時獲得相關的資格證書，為就業(yè)創(chuàng)造了更好的條件。電信、移動、聯(lián)通等多個it企業(yè)經(jīng)過考察后也對這種模式培養(yǎng)出來的網(wǎng)絡人才非?？隙?，他們表示現(xiàn)在企業(yè)上崗都需要相應的技術資格證書，只有既有能力又有扎實基礎的網(wǎng)絡人才能真正符合企業(yè)的需要。參考文獻：1 李普聰. 計算機網(wǎng)絡類課程實踐教學改革研究j. 中