計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的建構(gòu)

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一、開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

1.教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)原則

（1）按照計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)目標(biāo)和實(shí)際工程需求，將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的開放實(shí)驗(yàn)劃分為基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)配置實(shí)驗(yàn)和綜合創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)三種類型。其中基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)的主要目標(biāo)是使學(xué)生理解課程的理論知識(shí)，熟悉計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)環(huán)境，對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)有一定的感性認(rèn)識(shí)和體驗(yàn)，為后續(xù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)作鋪墊；網(wǎng)絡(luò)配置實(shí)驗(yàn)的主要目標(biāo)是使學(xué)生加深對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理的理解，提高實(shí)際動(dòng)手能力；綜合創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的主要目標(biāo)是使學(xué)生能夠綜合運(yùn)用學(xué)到的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)、培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)工程的實(shí)踐能力。

（2）開放實(shí)驗(yàn)的目的是提高學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合解決問題的能力，因此實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)偏重于網(wǎng)絡(luò)配置實(shí)驗(yàn)和綜合創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。以綜合創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)為例，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一般只需給出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目背景和需求，要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，選擇相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，按照設(shè)計(jì)的拓?fù)鋱D進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接、網(wǎng)絡(luò)配置并測試是否達(dá)到了該網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的要求。對于這類綜合型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生需要從宏觀上考慮問題，自己去學(xué)習(xí)、借鑒和綜合運(yùn)用多方面的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)知識(shí)才能完成項(xiàng)目需求。最后學(xué)生完全可以按照自己對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的理解，對自己感興趣的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)問題進(jìn)行自主研究和探索。

（3）分專業(yè)合理安排相關(guān)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開放實(shí)驗(yàn)是面向全校所有專業(yè)開放的實(shí)驗(yàn)，因此應(yīng)根據(jù)不同專業(yè)需求開放相應(yīng)難度的實(shí)驗(yàn)，要讓參加實(shí)驗(yàn)的學(xué)生能夠完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，理解相關(guān)知識(shí)。同時(shí)，讓努力好學(xué)且知識(shí)掌握較好的學(xué)生的能力得到快速提高。

（4）合理安排開放實(shí)驗(yàn)課時(shí)和實(shí)驗(yàn)順序。蘭州交通大學(xué)在建成該計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以前，受實(shí)驗(yàn)條件限制不具備開設(shè)綜合創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的條件，同時(shí)受計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課時(shí)數(shù)限制，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容一般都由各任課教師自行決定，主要是一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容隨意性大，不能形成實(shí)驗(yàn)體系。因此，在設(shè)計(jì)開放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)應(yīng)在課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上合理安排實(shí)驗(yàn)課時(shí)數(shù)，以達(dá)到提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)手能力的目的。此外，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)具有很強(qiáng)的連貫性，在時(shí)間安排上也應(yīng)保證科學(xué)合理。

2.開放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)原則，開放實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)是對課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的擴(kuò)展。筆者針對全校所有專業(yè)的學(xué)生設(shè)計(jì)了不同層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)包括：網(wǎng)線制作、IP地址規(guī)劃與配置、常用測試工具的使用等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；網(wǎng)絡(luò)配置實(shí)驗(yàn)包括對常見網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如二層交換機(jī)、三層交換機(jī)、路由器和防火墻等設(shè)備的配置，如虛擬局域網(wǎng)（vlan）配置、靜態(tài)路由配置、動(dòng)態(tài)路由配置、訪問控制列表（ACL）配置等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；綜合創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)是對前兩種實(shí)驗(yàn)知識(shí)的綜合運(yùn)用并且做了延伸擴(kuò)展，開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有多部門企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)設(shè)計(jì)、基于防火墻的局域網(wǎng)安全設(shè)計(jì)、常見網(wǎng)絡(luò)協(xié)議工作原理分析等。

二、開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式

開放實(shí)驗(yàn)非常注重培養(yǎng)學(xué)生理解、分析、運(yùn)用多門課程解決實(shí)際問題的能力，因此需要在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開放實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中拋棄傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式，探索出一條適合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新途徑及其配套的創(chuàng)新管理機(jī)制和考核機(jī)制，這樣才能充分發(fā)揮開放實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)方面的重要作用。

1.開放實(shí)驗(yàn)的選課方式

開放實(shí)驗(yàn)不僅是實(shí)驗(yàn)時(shí)間和地點(diǎn)開放，還應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的開放、教學(xué)方式的開放和參加實(shí)驗(yàn)人員的開放。根據(jù)這一原則，開放實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師應(yīng)首先向?qū)W校實(shí)驗(yàn)室管理處提交教學(xué)實(shí)驗(yàn)室開放及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目申報(bào)表，經(jīng)審查通過后將所有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目公布到校園網(wǎng)上，學(xué)生根據(jù)自身興趣選擇合適的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。指導(dǎo)教師根據(jù)選課情況，合理分班安排開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

2.指導(dǎo)教師的教學(xué)方式

在教學(xué)方式上開放實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師采用了靈活多樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，注重啟發(fā)學(xué)生的思維，注重學(xué)生自己解決問題能力的培養(yǎng)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，指導(dǎo)教師不僅僅是講授實(shí)驗(yàn)操作的步驟和方法，讓學(xué)生去驗(yàn)證理論，更重要的是要鼓勵(lì)學(xué)生自由討論，提出解決問題的方法，幫助學(xué)生提高發(fā)現(xiàn)問題、探究問題和解決問題的能力，讓學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。因此在實(shí)驗(yàn)開展過程中，指導(dǎo)教師需全程跟蹤指導(dǎo)，鼓勵(lì)和啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用學(xué)到的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)解決遇到的難題，并將大家普遍存在的問題做好記錄，每次實(shí)驗(yàn)后，指導(dǎo)教師作整體總結(jié)點(diǎn)評，幫助學(xué)生積累經(jīng)驗(yàn)。安排具有一定實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的教師作為開放實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師，這些教師熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和相關(guān)理論知識(shí)，掌握網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置命令和組網(wǎng)方式。此外，開放實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師在承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)開放實(shí)驗(yàn)課之前都參加了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供商的系統(tǒng)化專業(yè)培訓(xùn)，這些培訓(xùn)在很大程度上提高了教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，也使得開放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更加符合當(dāng)前社會(huì)對人才的需要。

3.學(xué)生實(shí)驗(yàn)方式

在開放實(shí)驗(yàn)過程中充分賦予學(xué)生自主學(xué)習(xí)的權(quán)力，形成以學(xué)生為主體，以指導(dǎo)教師為輔助的教學(xué)方式，讓學(xué)生對學(xué)習(xí)主題產(chǎn)生興趣，能夠自覺地進(jìn)行主動(dòng)性學(xué)習(xí)。在實(shí)驗(yàn)安排上，基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)配置實(shí)驗(yàn)采用單人實(shí)驗(yàn)方式，實(shí)驗(yàn)室提供詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，給出該實(shí)驗(yàn)相關(guān)的理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、難點(diǎn)與重點(diǎn)以及注意事項(xiàng)，其目的是讓學(xué)生加深對理論知識(shí)的掌握，加強(qiáng)動(dòng)手能力的培養(yǎng)。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行團(tuán)隊(duì)型實(shí)驗(yàn)，如綜合創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)一般以小組為單位，3～4人為一組，共同使用一個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)。由學(xué)生自主選擇一個(gè)責(zé)任心強(qiáng)、實(shí)踐能力好的學(xué)生做小組長，小組成員分工合作，人盡其責(zé)，共同完成實(shí)驗(yàn)。在一些大型的創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)中，甚至可以多個(gè)小組共同協(xié)作來完成。此類實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書一般只給出實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目背景和需求，由學(xué)生自主設(shè)計(jì)完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)。

4.開放實(shí)驗(yàn)考核方式

開放實(shí)驗(yàn)的主要目的是提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。開放實(shí)驗(yàn)的考核方式區(qū)別于課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，需把它作為獨(dú)立的課外課程進(jìn)行考核。每個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先由學(xué)生自己陳述所做的工作，重點(diǎn)陳述在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及采用的解決方案，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師根據(jù)學(xué)生的陳述在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上檢查實(shí)驗(yàn)結(jié)果。課后學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)寫出內(nèi)容完整、格式規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報(bào)告及實(shí)驗(yàn)總結(jié)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的檢查和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的情況，指導(dǎo)教師給出學(xué)生該開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)成績，并上報(bào)學(xué)校實(shí)驗(yàn)室管理處備案。

三、結(jié)束語

結(jié)合蘭州交通大學(xué)人才培養(yǎng)方案，考慮了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的多方面因素，設(shè)計(jì)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。自面向全校所有學(xué)生開放以來，學(xué)生參與的熱情高漲，全校共有十幾個(gè)專業(yè)的學(xué)生參加了不同的開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，取得了良好的教學(xué)效果，同時(shí)也極大地提高了實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的利用率和教師網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。今后，我們將緊跟時(shí)代步伐，汲取優(yōu)秀的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，不斷探索新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，繼續(xù)完善該計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

本文作者：譚筠梅、李玉龍、杜永文、藍(lán)天 單位：蘭州交通大學(xué)國家級計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心