高职互连设备课程的工学一体教学设计

沈廷杰　江瑞　沈玉笛

摘要：随着互连设备仿真平台相继免费开放，图形化的虚拟组网教学，解决了互连设备实训室在低投资的情况下组建的问题。但职业化教学教与学的比例不对等、教学与企业实况脱节，仅侧重软件使用和配置的仿效实操，使得学生只能提高仿做能力，不能培养出满足社会需求中的独立思考、团队协作的应用型人才。所以，整体教学收益不高。为了提高互连设备仿真教学质量，以工学一体思想，设计了高职互连设备教学。

关键词：教学设计；互连设备；行业流程；工学一体；小组形式

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）08-0132-03

Abstract： With free interconnection equipment simulation platform using， graphical and virtual network teaching grows up. It solves the problem that it's hard to establish training rooms of interconnection equipment in the case of low investment. However， professional teaching always be much teaching and less learning and don't consider application of enterprise processes. Only focusing on usage and configuration of software and imitative operation， it can just improve the ability of imitation of students but to cultivate applied talents for social needs， which could think independently and be adapt to team collaboration. So the whole teaching income is less. In order to improve it， this article discuss design of interconnection equipment teaching in work-integrated learning way.

Key words： instructional design； equipment interconnection； industry processes； integration between； group form

1 引言

實训室投入资金紧缺一直使得高职计算机教学难以开展。即使实体教学环境建成，也无法满足每个学生在同一时段使用足够的网络设备或者计算机资源的需求。在教学过程中，也可能出现设备故障、实验效率低、配置难于演示等问题。

随着互联网行业的发展，各个大型互联设备厂家为了使设备更好的销售出去，并占有一定的市场份额，相继推出了各自品牌的互联设备仿真软件，用以指导产品使用。但也同时提供了所属地区的职业化高校学生关于互联设备学习的平台。尤其是在交换机和路由器组网和实验方面，教师利用仿真软件的图形化网络拓扑和便捷的CLI，可以更好的引导学生理解和掌握相关知识。[1]

但是互联设备教学在结合仿真平台教学后，仍然没有让学生在课程上有整体性、系统性认识[2]的提高。教学过程虽然借用了直观、便捷的工具，还是孤立于企业实际流程，其导致了“整门课程的理论内容和实践实验，仅仅达到知识点了解的功效”[3，4]；并且教与学占比主要以教为主情况下，很难让学生激发自身的学习动力[5]，也很难真正掌握这些实用且中高端的信息技术；此外，目前的职业化教育模式下很难培养出企业需要的协作性应用人才[6]。这与高职教育教学的理念相距甚远。为了解决上述问题，在此以高职互连设备教学为背景，以VLAN教学为例，梳理了工学结合的教学设计[7，8]。

2 高职互连设备课工学一体教学设计

高职互联设备教学设计，引入工学一体后，需要切实执行每个环节。其至少包含两个大板块：知识点梳理和课程设计。知识点梳理要以当下实用的、适合于本门课程的内容进行组织。它包含行业背景分析、知识点模块化、知识点串接3个环节。每个环节缺一不可。课程设计与传统的不同，为了加入企业流程，让学生更好地体验和掌握实用技能，也更好地锻炼和加强团队协作精神，需要包含必要的几个环节：流程实例化、网络规划与设计、互连设备配置框架抽象与实施、教学回环应用。它们存在前驱与后继关系，环节之间不能相互颠倒顺序，否则设计出来的教学案例就失败了。

2.1 知识点梳理

为使学生在互连设备课程上，对于VLAN知识点有系统性的认识，并能够根据所学融会贯通加以应用。知识点的梳理则显得十分重要。如果相关知识点缺失、知识点过深、知识点过浅，都不能良好地引导学生理解和掌握。所以对知识点梳理要全面、难度适应与当前教学。

知识点需要以行业流程为框架填充，否则整理好的内容是脱离实际情况的。学生单单学了知识点，参照实训手册，机械的模仿了提供的实例。当下的教学任务完成了，但学生对技能的掌握也仅限于此。学生到岗任职时，学生和企业都会发现一个问题：在校学习的东西真正贴近岗位的不多；即使贴近了，由于没有流程化的串接知识，所学知识也只是停留在知其然的状态。

2.1.1 行业背景分析

每个行业在自有的流程链上，都有各自明确的人员分工。第一步，存在需求者，其对于具体的VLAN设计、建设、测试不需要特别关注，但需求描述、需求讨论、成果验收方面，却需要具备一定的专业素养。第二步，需求、设计、实施、测试、运维人员要一起反复讨论，直到达成设计思路上的共识，此时网络设计人员能够根据需求抽象和细化可能的功能，并且制定出适合的项目计划，确保整个设计在反复调整过程中能够顺利往前推进。第三步，项目技术人员根据详细的项目计划书拟定实施计划和运维计划。第四部，协调实施计划涉及的所有部门做好准备，在指定时间内完全按照实施计划书部署。第五步，测试、反馈，如果出现异常及时调整，直至顺利完成实施，否则按照预期计划中异常提案回退。第六部，如第五步中的实施正常，需求人员参与验收，运维交接。

而了解和学习这些角色定位以及分工，正好能良性引导学生成为某一类角色[4]，而不是在学生在就业时，再思考自身的角色定位而显得迷茫、无所适从、难以抉择。

2.1.2 知识点模块化

行业背景能促使教学任务中的知识点模块化。但是，知识点的模块化常常被现有的教学任务制定方式模糊化。原因有4个：任课老师由于没有行业背景，难于从知识结构中模块化出依附于行业流程的模块；能够模块化知识的教师，需要将现有的教学任务形式完全打破，从新组织，苦于没有完全适用的教材、学材；以前仅仅教材就需要几年才能出版使用的常态下，加上现有工学结合教学推进力度还不足的情况，任课老师在有限时间内全新编排出与所授几门科目完全对接的教与学材料很难；如果上述3个问题均良好解决，还需要要求教师同时具备多领域知识、多方向技能，而不是像以往的授课，一门课仅限于该门课的内容，与相关课程知识几乎独立起来。

现有教学大背景下，以上的VLAN教学是完全分散到不同课程中，并且没有完整拼装起来，让学生对所学知识与技能有清晰和完整的认识。学生在课堂上实例操作样样精通，但是就岗任职后，分析和规划能力有待提高。这也就是我国目前面临的普遍性教育问题：学难以致用。

基于工学一体的前提，以VLAN学习与配置为例，它涉及的知识模块，按照行业流程解，应至少包含如下模块：软件工程知识、计算机网络基础知识、专业英语知识、互联设备知识、网络设备测试知识、工程文档撰写知识。其实知识模块就是基于行业背景提取的，这就恰好契合了工学一体的理念。

2.1.3 知识点串接

將划分好的知识点模块串接起来，融合到所授课程中，学生才能更好的思考“为什么要学这门课”、“愿意成为哪一个流程角色”、“重点学习哪一部分更适合自身发展”等。当学生学生学习过程带着思考时，职业化教育无形中也向前迈出了一大步。所以知识点串接十分重要。但是并非互联设备课程每个讲授点都按照固定的串接链，要以实际情况和教学现状为基准设置。VLAN教学中，知识点串接如下：

知识点是为课程服务的，教授过程不要完全将知识点孤立讲解，要融合行业流程[3，4]，但也绝不能因为某个行业流程较短而剔除必要的知识点模块。教师需要根据框定好的模块，查阅、组织关于授课实例的内容，为课程设计做好充分准备。

2.2 课程设计

工学一体课程核心仍然是课程设计。课程的设计优劣直接影响着教学效果。既然工学结合的教学源自行业运作，再回归到教学[7，8]，所以它与行业流程深度匹配。整个设计过程以行业背景为主线，知识点串接与之融合。授课知识点课时比例，按照每项流程所需时间分配。从教学角度看，VLAN讲授过程需要包含：流程实例化、网络规划与设计、互联设备配置框架抽象、实例配置详解、实训操作、教学回环应用。以下是具体的实例分析。

2.2.1 流程实例化

需求分析通常来自实际需要，切忌教学中没有需求和需求分析，直接告诉学生如何做、实操后便结束课程内容。老师需要收集适当的需求案例，如：

“为方便公司财务部门成员管理，现将管理人员和普通员工安排为混合办公。原来的办公室1和办公室2分别为管理人员办公室和普通员工办公室，现改为每个办公室各有一个管理人员和若干普通员工。每个办公室沿用一台接入交换机连接办公终端，办公室与其他部门的网络结构不变，仅调整财务部两个办公室的网络结构。管理人员可相互通信，普通员工可相互通信。由于信息密级程度不一，管理人员与普通员工不能进行数据通信。”

教师授课时需要结合软件工程的知识点，讲授这部分内容，抽象和简化需求实例，也可增加实际需求，让学生练习抽象计算机网知识络所能描述的实例，并简化为最小案例。然后，指出该过程涉及到的角色和他们各自的工作范围。比如，需求者提出需求、内需或者外需人员接受需求、抽象需求、简化需求。但实际工作中，简化需求根据实际情况简化，而不是简化成最小实例。最小实例简化是仅仅限于学生初次学习的一种教学方法。实例抽象并最小化后的需求为“两台接入交换机互联，每台各自连接一台主管终端、一台员工终端，主管终端同属一个VLAN，员工终端同属一个VLAN”。

以上内容对应行业流程的需求提出和需求接收过程，涉及知识点包含软件工程（或工程规划设计）知识、人际关系与处理知识。

2.2.2 网络规划与设计

网络规划与设计过程，学生需要了解到实际工作环境，该过程需要占用整个项目的较大时间比例。期间，需要完成需求者、网络设计人员、网络实施人员、网络测试人员、运维人员的多次讨论，包含问题记录、每次TOP3或TOP5问题解决情况、新增需求等。要达到真正的工学一体，在老师讲授对应软件工程知识内容，学生也已经理解的基础上，老师需要组织学生扮演不同角色，演练这一过程。指出演练中出现的问题，也同时提取出和实际契合度高的部分。

演练多次讨论后，设计规划小组角色需要输出网络规划方案，经过几次修正讨论和教师的正确引导后确定最终版本。它需要包含人员安排计划、网络设计、时间规划、部署地点、设备选取、方案可行性分析等要素。

按照同样的形式，教师组织设计小组输出实施方案（除配置代码或脚本）。实施方案需要包含详细的实施操作步骤、协调人员与实施人员的安排、部署时间（如下次课时）、问题出现时的回退方案等要素。其中，输出的网络结构如下图所示，但注意该图信息一定是学生在教师指导下输出，而不是教师直接给出参考样例。只有通过实践学习过程中的思考，学生才能正真地掌握知识要点和相关技术，才可以举一反三。

对于仿真平台的选取，设计使用能够很好满足学习者学习网络知识的仿真平台ensp设计出网络拓扑结构[9]。互联设备中的接口连线和用户的VLAN归属，已在拓扑中给出。

此部分教学对应行业流程的需求分析、网络方案设计、网络实施方案设计，涉及知识点包含软件工程（或工程规划设计）、人际关系与处理、计算机网络基础、互联设备知识、工程文档撰写。

2.2.3 互连设备配置框架抽象与实施

根据网络实施方案，行业流程就进行到了实施人员和协调人员实施网络部署。此时，教学重心就转移到了设备配置上。教师需要对互联设备配置进行框架抽象和讲解对应互联设备原理后，再进行详尽的配置解释和演示。这样有助于学生宏观地掌握配置所需的功能块。此处以华为交换机S5700为例，抽象配置框架如下：

其中，设备激活包含设备的启动、初始化、命名；互联设备与终端连通性配置包含VLAN建立、接口类型和VLAN归属配置；互联设备间连通性配置包含接口类型、TRUNK配置和流经VLAN数据配置；测试与调整配置包含功能性测试验证、异常分析、问题定位、问题处理。针对该实例，功能测试即同属VLAN2的USER1和USER2、同属VLAN3的USER3和USER4能够相互Ping通，不同VLAN下的用户不能相互Ping通。

以上过程仍然保持小组学习、教师讲解后指导的形式。配置代码和脚本在本环节输出后需要整理到前期的实施方案中，并向学生说明后置原因是方便教学。小组方式实施完成后，设计小组、实施小组需要输出方案执行报告、运维方案以及前期准备的适用于交付和交接的资料、软件等，组织需求小组、运维小组，分别进行项目交付和运维交接。

该阶段包含了专业英语（如设备配置中的专业英语）、互联设备、网络设备测试和工程文档撰写知识点，其对应行业流程的实施、测试与运维。

2.2.4 教学回环应用

为了巩固学生所学知识，让其对技能使用加深印象，需要进行教学回环应用[4，7，8]。教学回环应用即利用所学知识完成一次全新需求的全过程处理。对于互联设备教学，就是组织一次新的需求受理和处理。但是新需求需要把握好度，要比授课时使用的最小实例大，也要适合学生目前的学习和掌握程度。回环应用中，重点把握的环节如下：

小組角色分配是行业流程上的各种角色；自主场景设计难度适中外，还需要考虑到现有仿真平台和实训室硬件设备等环境现状；小组流程交换参与是指首次教学过程中扮演原有角色的小组在教学回环应用中交换扮演新的角色，体验和练习新的角色功能和技能；小组的工学应用报告包含各种方案和报告，还需要附加应用执行过程中出现的问题，用以调整教学设计；小组互评和教师点评与引导放在最后进行，从不同的视角发现遗漏的问题，并讨论找寻解决方法或方案[4，7]。

3 结论

通过上述互联设备课程教学设计的应用，教师使用互联设备仿真平台与实训室物理设备等综合教学，学生能够更好地接受知识和掌握所学技能。教学设计融合工学一体的理念后，学生对行业流程的熟悉与体验，不仅扩展了学生的视野，也为职业化教育院校的学生顺利、快速上岗提供了前提条件，更是真正做到了提高了教学质量的提高。

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