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摘要：路由交换技术是云计算应用技术专业重要的专业基础课程。要让学生通过该课程的学习，学会对网络的搭建、设备的管理维护，以便更好地理解后续专业课程和掌握分布式计算方式，前期必须为学生打好网络基础，故此对教学的要求也相应提高。本文以中山市技师学院教学实践为例，介绍如何通过对路由交换技术课程的探索，以及对教学内容和方式方法的改进，增强该专业课程的教学效果。
关键词：路由交换技术;实验设计;云计算;技工院校
近年来，随着“互联网+”的快速发展，云计算、大数据、人工智能等技术不断进入普通人的视野，人们对网络的依赖也越来越强烈。但是不管网络如何变化，基础骨干网络中的路由交换产品仍是支撑各大电信运营商和企业网的主要硬件设备。作为云计算专业的前导课程——路由交换技术，需要学生较好地掌握路由器交换机的硬件配置和网络协议知识，以便学生更好地学习后续课程，如虚拟化技术和分布式处理等。因此，在多年的教学实践中，笔者不断改进教学方法，结合微课、翻转课堂的理念，录播实操过程，吸引学生主动学习，把复杂、专业、抽象的理论知识通过实验带进学生所使用的网络中，从而让学生更加牢固地掌握主流技术的知识，为企业培养出有理论依托、有动手操作能力的技能型人才。
一、充分分析大纲，内容结构化模块化呈现
路由交换技术被充分应用在接入网、传输网、通信网中，所以各大网络设备生产厂商开设了相应的分层认证体系用以提高从业人员的技能。例如华为的HCNA认证、思科的CCNA认证以及新华三公司的H3CNE认证。这些认证都是定位于对中小企业网络基本配置操作和设备维护，包括网络基础知识、流行网络的布线结构、网络连接方法、网络的建构、网络故障的排除、无线网络的建设、网络布线与网络互连实践和路由交换设备的安装与调试。笔者所在学院云计算专业的学生为初中生源。这个年龄的学生刚刚摆脱应试教育的填鸭式教学，逃离了天天考试的压力和大量书写作业的负担。同时由于缺乏自主学习和独立思考的能力，所以路由交换技术安排开设在二年级，让学生有一个过渡期来培养专业知识学习技巧和思维方式。根据学生的现状，依托认证的教材，以及对当前互联网教育方式的借鉴吸收，笔者将路由交换技术课程的知识通过文本、图片、视频以结构化、模块化的形式重新整合，并结合以就业为导向、职业为本位的职业教育目标要求，将教学知识分为以下四个主要模块：第一，网络知识导入。重点介绍OSI七层参考模型网络架构、TCP/IP四层模型、IP地址规划与网络技术应用，让初次了解网络的学生有一个层次概念，占总课时的18%。第二，设备基础操作模块。重点指导学生通过多种方法连接配置路由器、交换机硬件设备，利用学院实训室现有的硬件设备，让学生对网络设备不陌生，看拓扑接线不混乱，可占总课时的28%。第三，关联各项协议和功能模块。重点是将所学知识逐步应用到网络中，重点知识较多，如VLAN划分、路由配置、访问控制及各种服务和权限配置等，占总课时的40%。第四，综合应用模块。重点包含网络故障的排除，小型企业网搭建等操作实践内容，占总课时的14%。
二、精心设计教学，案例阶梯状个性化掌握
为提高教学效果，让学生真正学到知识并具有动手能力，除了知识点的讲解传授，还必须让学生通过实操训练来验证原理并加强掌握设备配置。具体可设计为四个阶段。第一阶段是用真交换机来搭建简单的局域网。通过配置合适的IP地址，实现终端设备互通，资源共享，也让学生掌握IP规划的技巧和用法。实验时，可将学生分组，各组分配一定数量的交换机和路由器，把学生自带的笔记本连接到交换机上后，指导学生配置不同的IP地址和子网掩码，不断变换各种类型的IP规划方案，让学生通过解决实际问题来学习IPv4、IPv6及传输介质知识。具体实验分为C类网络连接配置、A/B类子网划分连接配置、直通/交叉双绞线制作、网关的配置和作用和无线网络部署及应用。第二阶段是配置路由器、交换机设备。由于课堂时间有限，设备也无法人手一套，因此需要分组训练，让学生熟练各种不同设备接口和传输介质的连接，路由器、交换机和终端设备的配置查看以及基础配置命令。当学生熟练掌握接线、操作、查看设备后，就可以使用模拟器软件模拟网络连接配置，这样每位学生就可以不限时间和地点来进行独立练习。具体实验可以分六个，比如网络设备连线配置调试、交换机路由器连接、广域网路由器接口配置、广域网协议配置HDLC和PPP、用模拟器配置路由器交换机。第三阶段是路由交换技术的核心。重点介绍TCP/IP模型下的各种中小型企业网络中所用到的技术和协议，内容多，难以理解，但在网络中又使用的很普遍，因此可以按TCP/IP的四层模型架构，把理论融入到实验中。由于网络接口层已经在第一模块中做好了铺垫，所以可以直接从网络层进行。具体实验很多，比如VLAN划分及配置、STP解决环路、链路聚合实现负载分担、路由技术中的静态路由、多种动态路由配置、网络安全ACL配置、NAT地址转换等实验，然后上升到传输层和应用层的实验。这部分的实验对硬件设备需求较多，只能在模拟器中完成实现。最后一个阶段需要综合运用所学路由交换技术知识，解决实际工作中网络问题，因此模拟实验设置了三个，比如进行小型网络规划设计、企业网部署实施等，让学生把所学知识在综合案例中充分运用。
三、实验演示剖析，延伸专业知识
为了满足教育改革和新世纪社会对技能型人才的需求，在教学中发展学生智力，培养动手能力，大力加强实验教学是提高学生技能和素质的重要措施。路由交换技术是一门以动手配置为基础的课程，让学生上好实验课，独立完成设备配置，是学好云计算专业课程的基础。数据的传输要通过实验来验证，协议的功能要靠实验来证明，上好实操课，对巩固理论知识，培养学生的动手操作能力和创新意识是很有帮助的。具体教学过程中，主要通过以下方法来调动学生们的学习热情：教师在实验前向学生交代清楚实验内容、目的及原理，告诉学生应该查看什么，怎样抓捕数据，分析数据的状态，通过实验现象的分析，认真铺设一些疑问，激发学生思考。学生开始实验后，通过情景导入法，设置用户需求，然后把实验网络模拟环境准备好，让学生想办法解决客户的困难，问题逐步提出，也逐层解决。实验过程中，老师起引导、指导作用，学生学会查阅参考资料，从中找到解决方法。实验完成后，按组编写实验报告，包含实验设备、技术原理、配置命令，并做出思维导图。总之，实验教学具有调动学生学习积极性、培养自学能力、培养动手能力等功能。比如在学习VLAN这个知识点时，提前发给学生有关VLAN的阅读资料和教学微课视频让学生自学，实操课堂上分配实验拓扑图和命令指导，解释VLAN技术可以隔离广播域，增强局域网安全等原理，然后提出客户需求，引导学生从需求中提炼出配置要求；接着分析怎么解决，老师会解释说明命令及各项参数的用法。学生开始尝试给交换机进行配置，有故障时，老师可以来指导。如果有学生配置正确，就安排学生作为辅导助手；如果大部分人进度较慢，老师就演示具体配置过程，尽量做到每人都实现需求。最后总结原理，学生们讨论归纳，配置原因、工作原理是什么，有没有其他方案可以实施，教师进行总结评判。老师也可以在现有的网络环境下，改变一下链路连接情况和需求，又可以让学生进阶挑战实验，做到举一反三。在整个课堂中，学生忙于实验配置、分析、相互协作指导，不会打瞌睡，玩游戏；老师在周围指导配置，没有一味地讲理论，每个实验都有理论依托，每个理论都有实验验证，教学效果大大增强。基于这样的教学方式，本专业的学生对路由交换技术掌握较好，为他们后续学习分布式计算、虚拟化技术、大数据存储与分布等课程打下良好基础。除了后续课程的学习，毕业实习的学生也可以依靠扎实的路由交换技术，找到好的实习岗位。有些毕业生很快就表现出既有理论依托又有实操技能，迅速做到技术总监职位或者网络设备品牌区域总的岗位，还有一些毕业生经过社会锻炼就能独立承担网络工程项目任务，在企业中迅速成长起来。
四、考核学生实操能力，有效保障学习效果
技工教育以培养学生实操能力为主，因此在路由交换技术的学期考核中，可以按照“理论+实操”的考核方法进行操作。理论是最常见的考核，重点是考察学生对专业知识点的理解记忆，而实操考核才是真正检验学生对技能的掌握情况。实操考核是，在重要知识点选择4～6个独立实验，让学生随机抽题，利用模拟器软件独立完成实验拓扑图建立，网络设备的配置，功能需求的实现，成功实现网络互通，完成实验。综上所述，通过长期的教学实践，对于路由交换技术课程实验的设置和在教学中的实践检验，可以有效提高教学效果，让大部分学生对网络技术产生兴趣，并乐于钻研其中更深层次的知识，为培养更多更优秀的计算机网络技术蓝领人才打下了良好的基础，也为后续云计算专业课程的教学做好了铺垫。
参考文献：
[1]王丰.浅谈路由交换技术课程教学改革[J].计算机光盘软件与应用,2013(18).
[2]郑瑞银.浅谈计算机网络路由交换的技术应用和发展[J].信息与电脑,2014(12).
[3]曾春月.计算机网络路由交换技术应用和发展[J].新媒体研究,2016(3).
作者:程丽 单位:中山市技师学院