“路由交换技术”课程教学改革的思考和研究

李江华，胡桂银，闻顺杰

（1.铜陵职业技术学院，安徽 铜陵 244000；2.安徽师范大学，安徽 芜湖 241003）

《路由交换技术》是高等院校计算机网络专业的一门专业核心和必修课程，熟练使用路由交换技术是组建计算机网络的必要条件。现阶段，各个高校的网络专业都开设了这门课程，而该课程具有知识点繁多，理论抽象深奥，实践要求高等特点[1]，学生学习的积极性普遍不高，学习效果不好。如何大大提高课堂教学的质量，是专业教师急需解决主要问题。

1 现阶段高等院校计算机网络专业 《路由交换技术》课程教学情况

目前，各高校的《路由交换技术》课程中，关于交换机和路由器的配置主要依据实训室所采用的厂商设备。早期大多的高校多以思科设备为主，随着国家实施自主可控的国家安全战略，近年来很多高校实训室建设又多以国产设备为主，如华为、中兴、锐捷、H3C等。这就形成了一种现象，学生只对所学的厂商设备有所了解，却对其他厂商的设备的配置无从下手，而真实的网络环境下，可能集成了多个厂商的设备，从而造成了教学与实践的严重脱节[2]。另外，即使同一个企业生产的设备，也存在着不尽相同的平台版本，学生课堂上学习的配置命令可能只适用于某个系列的设备，在另外的版本的设备上配置时并不一定能成功。还有交换机路由器等网络设备价格昂贵，实训室里配置的设备不足，这样就很难保证每位学生都能完成所有实验环节[3]。

2 产生的原因

造成《路由交换技术》课程在高校开展并不顺利的原因有很多，主要有实验设备不足、教学内容已经过时、教学方法过于单调、理论与实践严重脱节等。

2.1 实验设备不足，导致虚拟机、模拟器的过度使用

由于受到实验环境的制约，很难保证学生人人都有机会在真实的物理设备上进行网络配置实验，而虚拟机和模拟器的使用就很好地保证学生能够独立完成一般的网络实验任务。但是，用模拟器软件来模拟真实的物理环境必然会存在各种各样的问题，如Cisco模拟器Packer Tracer无法支持所有的交换机配置命令，也无法支持所有的路由器配置命令，很多网络实验都无法模拟[4]。另外习惯于使用模拟器的学生在组建网络时，很可能连最基本的物理连线都无法完成，更别说诊断网络故障。

2.2 教学内容过时，无法满足企业实际上的需求

计算机网络技术发展迅速，新技术层出不穷。如早期的X.25早已被帧中继所取代，而现在流行的VoIP和QoS技术在很多教材中很少提及[5]，所以在教学过程中，教师要对教学内容要有取舍，才能紧跟时代前沿技术，满足岗位实际需求。另外，高等院校使用的教材大部分无法满足日常教学活动，目前高校《路由交换技术》课程的教材多属以下两种类型，一种以厂商提供的教程为标准，多是介绍自家设备的使用手册，知识点涵盖广，专业性强，这种教材比较适合运维人员的操作和培训手册，并不适合教学使用，如Cisco的《CCNA学习指南》。第二类多以纯理论为主，对于实践及应用场景介绍较少，缺少典型项目案例，无法适应工学结合的人才培养方式。

2.3 教学方法过于单调，学生的学习效果不佳

路由交换课程中涉及到的原理和协议都较为抽象，传统的课堂理论教学都是通过黑板或者多媒体进行，学生学习的难度较高。而在实践教学中，由于实验条件的局限，很多实验都是通过虚拟机和模拟器完成，教学效果很难保证。通常教师将实验任务分发下去，学生机械地按照实验步骤来完成，教师也只能关注到实验结果，不能对整个实验过程进行精确控制和管理，教学目标很难完成[6]。

2.4 理论教学与实践教学严重脱节，学生难以学以致用

路由交换课程学习完成后，学生很难在企业中直接从事相关的网络组建工作，实践能力与企业实际需要无法做到完美对接。企业需要的是操作熟练，能够直接解决问题的人，课堂教学常常是以知识点为中心的教学方式，它虽然能够帮助学生了解相关的概念和理解基本的技术原理，却缺乏知识原理在实际网络场景中应用的实践机会，掌握的知识和原理无法在工作过程中体现出效果。

3 对策和建议

3.1 改善教学方法

3.1.1 运用案例导入方式进行教学活动

为了增强实验的有效性，实验环节设置上应保证实验内容贴近企业应用场景，学生提前熟悉所学知识在未来的应用场合，这样能够吸引学习兴趣。如在讲解到交换机访问控制列表（ACL）实验时，我们可以将应用场景设定如下：

某公司工作人员经常在上班时间访问外网，影响了工作效率，公司的网络工程师可以在交换机上配置访问控制列表，使员工上班时间只能访问内网，下班时间可以访问外网。这种案例导入式的教学可以使学生直观感受到所学知识在未来工作中的应用场景，有针对性的进行学习。

3.1.2 实训过程引入分组教学

由于在课程实践教学活动中，学生完成相关的实验需要的硬件需求量比较多，这就很难保证每位学生都能获得足够的实验硬件条件，另外，学生独立完成实验任务的难度较大，所以分组教学在路由交换课程中有很好的应用。分组可以按自愿原则进行组合，也可根据实际情况进行能力高低的搭配，这样能保证各组都能保质保量完成实验环节[7]。小组人数以4至6人较好，分组后，要选定小组的组长，负责管理整个实验项目的实施、进度的安排及人员的分工和最后实验文档的提交。分组教学的实施可以有效地调动各成员的学习积极性和主动性，成员之间分工协作，密切配合，既提高了团队的意识，也为学生未来工作中快速融入团队打下了基础。

3.1.3 项目分为子任务

通常一个网络项目都由很多实验任务构成，而教学中，教师可以将实验环节构建成一个个的子任务分别完成，如讲到网络安全技术实验时，可以将项目划分成ACL包过滤技术、网络地址转换技术（NAT）、AAA、802.1x 等子任务，待这些子任务都完成后，可以设计一个大的项目，其中包含这些关键安全技术来提高学生解决实际问题的能力。这种项目化的教学方法可以将知识点分解到多个任务中，便于学生学习接受，项目案例串联多个知识点，贴近企业实际，项目和子任务相互结合，可以很好地满足不同能力层次学生的学习情形。

3.1.4 实验的网络环境需提前组建

由于网络环境错综复杂，进行网络配置实验时通常都需要提前搭建网络环境，例如，准备好多个实验过程中必需的客户机和服务器，而主机也有不同的操作系统要求及软件的安装，网络设备间的物理连线、清空上次实验中路由和交换设备相关配置等等。这些工作如果在实验过程中来完成，一方面可能会浪费大量的时间，另一方面临时搭建可能会遇到各种无法预知的问题而难以解决，不能保证教学进度。所以在实践教学中，笔者建议提前开放网络实训室，让学生来搭建网络环境，这样既能够确保学生预习实验，了解实验内容，熟悉实验环节，还可以进一步提高他们的实践动手能力，学习的效果得到明显的提升。

3.2 教学内容的优化

路由交换课程知识点较多，教学过程中不可能做到面面俱到，所以要有取舍。在网络配置实验时，通常都会涉及到子网划分，这部分的知识在计算机网络基础相关课程中已经介绍，路由交换技术课程中就可以让学生自主复习。老师课程讲授时对于过时的网络技术如X.25、ISDN等就无需介绍，而对于流行的新技术则要着重介绍，如：VoIP、QoS、VRRP，这样学生才能了解计算机网络领域的新技术[8]。

3.3 加大实践教学的比重

路由交换课程要求学生能够熟练掌握网络设备的配置命令，对于学生而言，解决实际问题的能力相对于理论知识的掌握更为重要。所以平常教学中应多安排实践课程，实验任务的安排应遵循“由易到难、由独立到综合”的原则，即先进行简单的基础验证性实验，在掌握了基础性实验原理后，再开展整合多个知识点的综合类实验。基础验证性实验能够促进学生对理论知识的理解，而综合实验又能培养学生利用所学知识来解决真实网络环境中问题的能力。

3.4 改革考核方式

传统的考核方式多以期末理论考试为主，学生考前强化记忆也能考出好成绩，而路由交换是一门实践性很强的课程，这就要求在考核中要淡化理论考试，重视实践考核[9]。考核的形式可以在项目完成后采用学生小组答辩的形式来评判。每个实践项目完成后，教师组织答辩，让小组成员制作PPT，汇报实验的原理、实验的准备过程、实验的步骤、以及实验过程中遇到的问题及解决方法等，教师可以通过学生的汇报和提交的实验文档就能了解该组完成的情况，然后根据小组成员在实验中承担的任务和完成情况来综合评分。另外，团队负责人的意见也是各成员成绩的一个评判标准，由于负责人了解成员参与和完成项目的具体情况，这样的考核方式能够保证每位项目参与人员成绩的相对合理，也能够避免理论考试中高分低能现象的产生。而组织答辩制作PPT进行实验汇报的过程也为学生毕业论文的答辩打下良好的基础。

3.5 强化校企合作，共同培育学生

课堂教学可以使学生掌握基础的理论知识，理论的掌握是为了更好的服务于实践，而实践案例来自于企业，校企合作对于路由技术课程的学习显得尤为重要[10]。首先，与企业合作可以将有实际工程背景的案例引入教学中，提高了教学的实效性。其次，与企业合作，教师可以了解行业主流技术，及时更新教学内容，教学内容能够与时俱进。最后，校企合作可以让学生在企业里顶岗实习，学生在一线技术人员指导下积累工程经验，应对和解决具体问题的技能能够进一步提高。

3.6 鼓励学生获取职业资格证书及参与技能竞赛

为了提高学生的就业能力，教师应引导学生参加各类职业资格证书的考证工作，学生在考证学习过程中，可以对计算机网络相关知识进行复习提高，当达到相应的技术等级时，学生自然就成为了一名合格的网络技术人才。当前网络相关的考证较多，有国家相关部门组织的软考，如网络工程师、网络规划设计师等相关资格证书，还有企业行业相关的考证，如思科、华为、华三都有自己的认证体系[11]。另一方面，多引导学生参加各种各样的网络技能比赛，通过比赛促进学习。学院可以每年举办计算机网络应用大赛，在大赛中发现人才，将优秀的学生集中培训，鼓励优秀学生参加校外网络技能竞赛，学生能够在比赛中寻找差距，弥补不足。

4 路由交换课程改革效果分析

我院从2015年开始推行路由交换课程改革，随着教学改革的深入，取得的成绩也逐步显现。通过近五年对计算机网络专业学生路由交换课程的教学满意度调查，可以发现学生对课程教学的满意度在逐年提高（如表1所示），路由交换课程的改革初见成效。

表1 路由交换课程教学满意度调查表

另一方面，在期末考试课程难度相对稳定的情况下，通过分析2016—2020级计算机网络路由交换课程期末的卷面成绩，总结出学生的平均成绩、及格率、高分学生占比越来越高（如表2所示）。

表2 近五年路由交换课程期末卷面成绩分析表

5 结束语

网络新技术不断涌现，路由交换技术课程的教学改革必然是一项漫长而紧迫的任务。在教学过程中，教师只有不断总结，不断创新，才能取得较好的教学效果。当然课堂教学不能脱离企业实际，网络人才的建设需要加强与企业的合作，顺应行业发展趋势。同样，教师也要加强学习，不断完善知识结构，更新教育理念，在教学中倾听企业对人才的素质要求，改善教学方法，共同培养高素质的网络技术人才。