高职院校计算机网络实验室建设初探*

2012-05-15蔡向东

湖州职业技术学院学报 2012年3期

蔡向东

(湖州职业技术学院信息工程分院, 浙江湖州 313000)

1 网络教学的现状及存在的问题

这几年来，笔者一直从事计算机网络专业的教学工作，2010年夏带队参加了在杭州举办的全省神州数码杯高职院校网络技术大赛， 2011年12月笔者有幸参加了北京神州数码公司在杭州临平对高职院校教师的网络技术认证讲师培训，也多次与省内外其它院校网络课教师等进行了沟通，考察了其它院校网络实验室的建设情况，感到目前学院计算机网络专业教学中存在着以下几个问题：

1.1 网络实验室的建设问题

至今学院还没有一个真正意义上的网络实验室，网络课中一些稍有些专业性的实验，只能在XP平台上安装的思科和华为模拟器来完成，与真实的网络环境存在着较大的差异，缺乏真实感。有时遇到省里或省外举行的一些有关网络技术比赛时，没有这方面的设备和环境，只能到市内的一些兄弟院校去东借西借，临时拼凑一个真实环境，让学生去训练，竞赛成绩难免不佳。

1.2 教材问题

单从目前有实力的出版社公开发行的教材去选择网络技术课程方面的教材，结果难以与实验环境相匹配，造成了理论教学与实验实践比较严重的脱节，常常是教材归教材、实验归实验，也难以从目前的实验条件来设计一些能解决实际问题的实验来训练学生的动手能力，实验也只能到思科模拟器上去做；而省内外有真正网络实验室的院校所采用的网络技术课程教材、实验手册等均是由承建实验室的网络公司来提供。他们的教材、实验手册是根据社会上网络技术岗位所需及所提供的网络设备的性能、功能来配套，置换掉出版社的教材，使实验课的内容与教材、理论与实践达到无缝对接，教学的针对性强，有的放矢，事半功倍，解决了“二张皮”的问题，教学质量自然就上去了。

1.3 教师自身问题

教师普遍存在对目前主流的网络新技术了解不足，自身知识能力、实力也有限，单打独斗难以适应社会上对计算机网络专业迅猛发展的要求。因此，必须要与国内有品牌有实力、且致力于高职教育的网络公司合作，共同开发教材，采取共建网络实验室和共办网络大学，对现有教师进行大力培训，更多地采取请进来、走出去的策略培训任课老师，更新、丰富教学实践内容，提升教师自身水平，才能提高教学质量。

以上三个问题归根到底，其实就是一个问题，就是“钱”的问题，是“谁”来投资的问题，下面笔者从网络实验室的功能、目标，以及如何与致力于高职教育的网络公司合作等作些探讨。

2 网络实验室的功能、目标

通过参赛及参加培训等，笔者基本了解了省内其它高职院校网络实验室的构成情况，其基本思路是在网络实验室中，将学生分成6-8组，每组网络设备构成相同，可以让5-6人一起相互配合做实验。每组中网络设备有二层、三层交换机各2台，路由器中、高端的各1台，防火墙1台，无线接入设备1台，modern池1个，有序固定在综合机柜里，这些设备在不同实验中由双绞线(直通线、交叉线)和光缆根据实验中的网络环境需要灵活有序地联结到不同设备上的相应端口，构成要求的拓扑结构，完成对应章节的理论教学的实验。方便高效、科学合理地构成了硬件联结之后，学生在实验用的PC机上有配套的实验软件对硬件网络整体进行调试，软件主界面上一个图标对应机柜里的某台网络设备，做实验时单击这个图标就可以控制或配置某一台设备的某一具体的端口或某一部件，从逻辑层到物理层，完成一个实验任务。网络功能的实现完全通过这一系列的操作来实现。机房里的各组设备、计算机由局域网统一进行管理，在教师机上可以监控到每个小组的实时情况。上课所讲的网络原理、联网过程等环节能真实地通过学生实际的动手操作加以实现，学习效果良好，学生能很快地领悟到网络技术的精髓；并且通过做线、联线、调试、配置、浏览等把现实中的网络岗位所要求的硬件配置能力和软件控制能力统一得以实践。学习中通过做20多个实验相当于把10多本书中所讲的网络技术加以融会贯通，有了真刀实枪的操练，学习效果、教学质量等才能够真正落实到位。

以上是自己通过亲历对网络实验室的一些体会。那么，目前社会上到底需要高职网络专业的学生达到一个怎样的水平？笔者感到国家人事部和工信部在全国计算机水平考试中对网络专业的人员分三个层次进行了具体规定，很有权威性和代表性，很值得参考。其中，对网络管理员的要求是：本考试的合格人员能够进行小型网络系统的设计、构建、安装和调试，中小型局域网的运行维护和日常管理；根据应用部门的需求，构建和维护Web 网站，进行网页制作；具有助理工程师(或技术员)的实际工作能力和业务水平[1]。对网络工程师的要求是：通过本考试的合格人员能根据应用部门的要求进行网络系统的规划、设计和网络设备的软硬件安装调试工作，能进行网络系统的运行、维护和管理，能高效、可靠、安全地管理网络资源，作为网络专业人员对系统开发进行技术支持和指导，具有工程师的实际工作能力和业务水平，能指导网络管理员从事网络系统的构建和管理工作[2]。对网络规划师的要求是：通过本考试的合格人员应具备以下能力：(1)熟悉所涉及的应用领域的业务。(2)能够进行计算机网络领域的需求分析、规划设计、部署实施、评测、运行维护等工作。(3)能指导制订用户的数据和网络战略规划，能指导网络工程师进行系统建设实施。(4)具有高级工程师的实际工作能力和业务水平[3]。网络规划师对高职学生而言没有7-8年以上的实践历练难以达到，而网管、网工通过学生的努力还是有希望的。从网管、网工要求来看，对网络实践动手能力的要求很多、很高、很全，这些能力也只能通过动手做来领悟，有了一个真正意义上的网络实验室就可以将以上要求落到实处，网络技能的掌握必须通过做实验才能训练出来的，所以笔者认为有必要加强网络实验室的建设。

通过网络实验室的建设，可以极大地提高学生的动手能力，更好地进行教学改革和专业建设，提高教学质量。职业教育的根本任务是培养有较强实际动手能力的技能型人才，完成这一任务的关键就在于要加强职业教育的实验基地建设。

网络实验室的实验内容，必须涵盖网络技术，应具备这几大块功能：网络配置管理、网络性能管理、网络故障管理、网络安全管理、网络认证计费管理以及网络建设和维护，要突出通过网络软件对硬件体系结构的调试配置能力；通过这一系列近30多个网络实验之后，学生可以结合一些大中型企业的应用现状，对网络进行规划、设计及构建，维护大中型企业的网络，成为人才市场上比较紧俏和缺乏的网络蓝领。一个职业化、专业化的网络技术实验室，在功能上可以满足大一、大二、大三的学习需要，还可以对外承接培训。通过网络实验室的建设，可以丰富、提升教师的技能，更好地将理论与实践有机的结合起来，提高教的水平和能力。培养出具有动手能力极强的网络专才，提高学生就业率，增升学校声望，生源大幅度提高，形成良性循环。

3 网络实验室建设所要考虑的问题

首先，如何保证实验室网络设备等的可扩展性和先进性？①构建一个网络实验室要投入大量的资金，来采购相应的硬件和软件，而网络硬件的更新，特别是中低端的产品的更新换代的周期一般是不到3年，如何避免采购的硬件设备在未来几年内不被淘汰能够自然升级，必须要考虑。②由于网络的市场需求层出不穷，如何保证所采购的网络硬件设备能满足主流的网络技术要求，也必须要考虑。③网络从10 M升级到100 M用了不到5年的时间，从100 M升级到1 000 M更是不到3年的时间，在未来的几年网络将会迎来万兆时代，是否采购的核心交换机支持万兆跟上时代的步伐，已成为笔者们选择网络核心设备时必须要考虑的问题。

其次，如何保证所涉及方案和实验内容满足教学和科研需求？①为了培养网络专业性强的人才，实验室要满足前面几个方面的说过的几大块功能要求。②如何能够让现有的师资队伍迅速达到育人的水平？是否能够借助厂商和校方合作的方式提高本校的教师队伍的实力而达到双赢？

第三，如何将这个网络实验室建成有特色的培训和科研基地？为进一步提高学院的知名度，让更多的大中型企业界同行、社会的网络爱好者进入网络实验室，得到正规、丰富、有特色的实验内容，达到学有所用、全面提高计算机的网络教学水平也是笔者们在进行建设网络实验室必须考虑的问题。

4 网络实验室建设对策和建议

一个真正意义的网络实验室，不单只是在硬件上完成，而是除硬件之外，在教材上，在教学的组织和理念上，在与社会、人才市场上的接轨上，软件方面也要有个质的改变，单靠学校自身力量难免不足，需要选择合适的致力于高职教育的网络公司进行合作，这个公司除了提供网络设备外，实验室硬件建设支持外，还要提供这些网络设备的实验手册、课程教案，对老师有专业的师资培训，对学生有职业规划指导，最终联合建立网络技术学院，成为长期的合作伙伴。进行包括网络认证，联合开发教材，共同申报示范性实验基地等全系列深入合作；合作初期，可以采用替换课程的方式，将实验性课程替换掉原来的理论性的课程，再逐渐从课程入手引入配套的课程体系进行更为彻底的修订。这类网络公司，他们对网络新技术、社会对岗位要求等了如指掌，同时又是一个致力于高职教育的网络公司，如：目前的北京神州数码公司的网络大学、福建锐捷网络公司的网络大学等。这些公司的网络大学，在国内已有上百家大学和高职院校合作成功的案例。

4.1 网络实验室设计方案

神州数码网络公司采用专业的串行通信设备----串口控制服务器CCM-16作为每个实验组的控制中心。每个实验组配置一台CCM作为实验组的核心设备，通过CCM上的网络接口将所有的实验组互联到实验室中心的交换机上，形成一个整体的实验室。

每个逻辑实验组分别完成不同类型的实验，神州数码网络公司均有标准的推荐清单。如果实验室的空间有限，可以将多个逻辑实验组可以合并到一个物理组中，形成综合实验组。模块化的实验室设计思路可以方便灵活地进行扩展。

神州数码网络公司网络实验室配套实验室管理系统LinkManager Netcollege，该系统是神州数码网络公司专为实验室用户研制开发的产品。LinkManager NetCollege是一款基于WEB的远程网络实验室软件，用来更方便的管理设备、辅助教学。软件提供网络实验室可视化拓扑图以及“一键恢复”功能，方便管理；提供远程模拟串口登陆设备功能，满足学习的需要；提供多人共享同一台设备，以小组方式学习的功能，同时教师还可以实时打断学生的操作，用来指导；还提供系统的管理、维护、运行状态实时统计更新等功能。

为了方便教学，在网络实验室中使用多媒体教学管理系统，可以提供广播教学、语音对讲、学生演示、监控转播、屏幕录制、文件分发、电子举手、分组教学、语音讨论等丰富功能，使教学过程更加有效，该系统推荐安装在教师机中。

为了方便学生参加考试，在实验室中安装一台考场服务器，同时也可以作为文件服务器，为整个实验室提供服务。

神州数码为高职院校设计的网络实验室拓扑结构如图1所示。

图1 网络实验室拓扑结构图

4.2 网络实验室组成

神州数码网络实验室的基本组成如下：1)LinkManager NetCollege网络实验室统一管理控制平台：实验室的核心部分；2)CCM：串口控制服务器，是每个实验台的核心；3)实验室互联设备，包括中心交换机等；4)实验设备：实验用的交换机、路由器、防火墙等网络设备；5)教学管理系统和考场管理系统；6)教师机和学生机。