三全育人视域下《企业网高级路由技术》课程实验教学改革研究与实践

吴湘华

（湖南城市学院信息与电子工程学院，湖南 益阳413000)

0 引言

中共中央、国务院印发的《关于加强和改进新形势下高校思想政治工作的意见》强调：“坚持全员全过程全方位育人。把思想价值引领贯穿教育教学全过程和各环节。”[1]将课程思政的新理念用于教书育人，已经在各高校全面展开，进行了一系列卓有成效的教学实践，取得了良好的育人效果。实验教学是高校教学体系的一个重要环节，课程实验教学与课程教学紧密联系。新时代，高校课程实验教学也必将紧紧围绕立德树人的根本任务，对学生思想政治教育，围绕高校课程实验教学目前存在的问题，以地方应用型本科高校《企业网高级路由技术》课程实验教学为例，进行研究与实践，为解决三全育人背景下地方应用型本科高校课程实验教学的问题提供一个方案。

1 课程实验教学存在的主要问题

1.1 实验教学文件不能适应新的发展需求

实验教学文件是用于指导实验教学的纲领性文件，是规范、组织、实施实验教学工作和进行实验教学质量评估的重要依据，主要包括专业人才培养方案、实验教学大纲、实验教材、实验指导书、实验项目、实验教学执行计划、实验教学过程管理材料等。其不适应新时代地方应用型本科高校课程实验教学的需要，目前主要表现在如下几个方面：一是专业人才培养方案没有按标准进行人才培养方案的修订。二是“三全育人”理念没有贯穿实验教学全过程。三是实验教学大纲修订不及时，不能完全符合人才培养方案的要求，有些课程实验教学大纲内容不完整。四是实验教材和实验指导书存在内容陈旧、编制不规范、针对性不强等问题。课程与课程之间的实验项目，缺乏系统性，相互之间的逻辑性不强，甚至出现相同或者相似的实验出现在不同的课程实验教学中。

1.2 传统课程实验教学模式不能充分满足教学的需求

很多地方应用型本科高校往往受实验室建设经费投入的限制，容易存在实验设备设施老旧、数量不够、更新换代率低等问题，这些客观因素严重制约高校课程实验教学，导致学生在实验过程中能够充分动手的机会不多，往往浅尝辄止。实验室开放时间也往往受限制，学生一般仅仅在实验课进入实验室完成实验，课后，一方面实验室可能不能随时对任何学生开放，另一方面学生主观上进实验室的可能性也不大，这些因素均不利于学生对实验的反复打磨，不利于按要求培养学生的实验动手能力。传统课程实验教学一般都是在实验室线下进行，实验受时间和空间的限制，要在规定的时间和地点完成相应的实验，采用传统的教学模式：“学生预习→老师讲解→学生动手→老师评价”，不适合以学生为中心的实验教学理念。

1.3 课程实验过程管控难度较大

随着近年招生规模扩大，实验室人员的增加难以适应学生人数的大幅增加，尽管采用了分批分组等措施，现实情况是每次实验的学生数量还是比较多，较少的指导老师要完成对较多学生的指导，往往会顾此失彼。有的学生实验预习不充分甚至不预习，进行实验的时候滥竽充数，不认真完成实验，课程实验走过场，甚至出现抄袭别人实验结果和实验报告等问题。课程实验的时间一般为2 至4 课时，时间比较短。上述这些因素导致老师对实验过程管控难以到位，学生的实验效果参差不齐。

1.4 科学评定学生实验成绩方法有待改进

一般情况下，实验指导教师完成对学生实验成绩的评定，传统的方式一般通过考勤、检查学生实验预习情况、检查学生实验操作、查看学生实验结果和学生实验报告等综合评定，这种评定方式费时费力，也不够客观公正。如何客观公正评定学生实验成绩是一个值得思考的问题。每个学生对实验掌握程度到底如何？每个学生的实验动手能力到底怎么样？指导老师仅仅通过实验课堂的表现和批阅实验报告等因素，是难以客观掌握的。如果没有科学评定学生课程实验成绩，学生会认为实验课程无关紧要，实验做得好坏也没什么关系，会慢慢影响学生参与实验的积极性，甚至严重影响实验教学效果，形成恶性循环。

2 课程实验教学改进措施

2.1 系统修订课程实验教学文件

对照《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》、专业认证及《普通高等学校本科教育教学审核评估实施方案(2021-2025年）》等文件，以课程思政为抓手，自始至终贯穿“三全育人”理念，修订本科专业人才培养方案，有力推进课程思政，全面落实立德树人根本任务，根据本专业人才培养特点和专业能力素质要求[2]，挖掘课程实验中的思政元素，科学设计思政内容，将思政教育有机融入课程实验大纲和课程实验教育教学各环节，实现思政教育与专业教育的有机统一，实现课程实验思政全覆盖。根据人才培养方案的要求，将培养目标中对实践能力和思政要素的要求分解到课程实验教学大纲，按照标准完善好各课程实验教学大纲。修订实验教材和实验指导书，剔除内容陈旧部分，并根据的需求增加新的内容，严格按照标准与规范进行。理顺本专业课程与课程之间的关系，合理安排开课顺序，审查各专业课课程实验开设项目，对出现在不同课程中相似或者类似的实验项目进行调整，确保专业课程体系实验项目开设的科学性。具体到本课程的实施，人才培养方案修订主要考虑到本课程所支持的专业能力、职业定位、职业素养、社会能力、自我发展等方面的培养目标，以及涉及职业规范、工程知识、问题分析、设计和开发解决方案、研究、使用现代工具能力、工程与社会、环境和可持续发展、个人和团队、沟通、项目管理、终身学习[3]等方面对毕业的基本要求。实验教学大纲的修订主要考虑实验课程目标对毕业要求指标点的支撑；实验项目中剔除单区域OSPF 路由配置等先修课程中完成的实验内容。该课程实验基本情况如表1所示。

表1 《企业网高级路由技术》实验开设基本情况表

系统性修改实验教学文件，同时解决顶层设计与具体实施的问题，关键在于靶向设计课程思政，将课程思政有机映射与融入各实验项目中，达到传授知识与课程育人的双重效果。OSPF多区域路由实验场景中设置等价路由，学生掌握OSPF 多区域路由配置与验证，通过等价路由配置，理解网络性能优化，引导学生放眼全局看问题，不要满足于局部的最优。OSPF邻接关系实验，通过配置加密链路抓包分析，学生掌握OSPF邻接关系建立过程以及相应的OSPF报文，引导学生根植网络安全意识，遵守网络法规。OSPF 区域内路由实验，学生深入理解OSPF 区域内路由配置及计算过程，引导学生在解决问题的过程中学会抓住主要矛盾，提升解决问题的能力。OSPF 域间路由实验，学生掌握OSPF区域间路由的配置，深入理解区域间路由的计算过程、区域间路由信息传递的规则，引导学生树立以问题为导向的思想。OSPF外部路由实验，学生掌握OSPF外部路由的引入配置和验证，深入理解外部路由引入的计算过程，对比进行路由汇聚前后的效果，培养学生树立工匠意识，精益求精。OSPF特殊区域实验，学生掌握配置STUB 区域、完全STUB区域、NSSA 区域配置和验证，深入理解各区域OSPF报文的产生、泛洪与转换情况，引导学生培养一丝不苟、认真细致的科学精神。OSPF故障处理实验，学生掌握处理OSPF 故障的流程和方法，培养学生善于运行信息，提高观察、分析、处理问题的能力。

2.2 实现线上线下课程实验翻转课堂混合教学

为了实现课程实验翻转课堂教学，老师根据课程实验教学大纲的要求录制视频，提出实验要求，讲解实验步骤和实验过程；将包括实验教学大纲、实验教学任务书、实验教学计划、实验指导书和实验教学视频等资料发布到智慧树、雨课堂等教学平台，供学生实验预习。课程实验教学不再进行实验过程的讲解，采用翻转课堂教学模式，重点进行师生的互动与交流，解决课程实验教学中深层次的问题。

近几年，教育部印发了《关于开展国家虚拟仿真实验教学项目建设工作的通知》[4]，中共中央、国务院印发了《中国教育现代化2035》，这些文件的发布有力有效提高了高校实验平台和实验教学育人体系，虚拟仿真技术广泛应用于各学科专业实验教学中，为线上实验教学提供了良好的支撑。 《企业网高级路由技术》是网络工程专业的专业课程，华为eNSP、EVENG、GNS3、Packet Tracert等虚拟仿真平台对完成该课程实验提供良好的支撑，在该课程实验教学中，选用华为的eNSP，它是一款免费的虚拟仿真平台软件，具有强大的网络设备模拟功能，能有多种设备导入包，能够进行大量的网络类实验，只需要一台配置中等的电脑就可以安装并进行实验；同时，它还提供了强大的试卷工程能力，提供制卷、自动阅卷功能等功能。在课程实验教学中，学生根据实验教学的相关要求，通过虚拟仿真平台完成实验，并可以利用空余时间反复练习，不断打磨，不受实验室时间和空间约束，甚至可以自主设计实验，有利于提高了学生动手实践的能力和创新的能力。为了解决虚拟仿真实验真实性欠缺的问题，在虚拟仿真平台完成实验后，学生可以申请进行线下实验，一来提高学生实验的真实体验感，二来可以大幅度提高实验室的利用率。

将线上线下翻转课堂混合教学模式引入课程实验教学，在线上进行虚拟仿真实验，并对实验结果进行检验；在线下可以用现实设备对实验进行再实现，同时，对于超出虚拟仿真平台功能的实验进行实现。以拓展实验时间和空间，提高实验效率，提高学生主动意识，增强学生获得感。

2.3 课程实验过程有效管控

课程实验翻转课堂教学，学生必须课前进行充分预习，并比较熟练地掌握实验过程。课堂上，师生进行交互，老师基本上能把握学生的准备情况以及存在的问题。针对每个实验预先制好试卷，将实验步骤的重要观测点体现在试卷中。将试卷通过网络分发给每位学生，并要求学生在规定的时间内各自独立完成，然后将答卷上传至指定的位置，待学生完成实验后，对照事先做好标准答卷进行自动阅卷，该过程一般只需要1~2 分钟就能完成；阅卷完成后，会自动生成一个结果文件，该文件有每位同学实验得分、标准答案以及学生答案对照表等内容。最后将结果文件共享给学生，让每个学生各自知道自己对实验的掌握程度。同时，针对实验中出现的问题进行分析与讲解，形成课程实验课堂的闭环管理。在课程实验课堂上，时间大致分配如下：师生交互占40%、学生动手实验占40%、实验分析占20%。课后，学生将实验报告提交到线上教学平台，老师对学生提交的实验报告进行查重和批阅。

通过上述对实验过程的有效管理，通过翻转课堂教学和技术手段，使得每位学生实验预习、实验过程等都必须独立完成，没有抄袭的时间和空间，大大提高课堂实验教学效果。

2.4 科学评定学生课程实验成绩

根据各课程实验的特点，通过实验预习、实验过程交互、实验操作、实验报告等进行综合评分。笔者对《企业网高级路由技术》课程实验设定实验预习成绩占比20%，实验过程交互成绩占比20%，实验操作成绩占比50%，实验报告10%。其中，智慧树等线上教学平台能够提供实验教学视频等学习资源学生学习情况数据，可以直接导入该数据作为学生实验预习部分的成绩，这部分成绩比较客观。实验过程交互主要包括实验课堂交互和线上教学平台交互，成绩采用基准分法，首先根据学生对实验的整体掌握程度设定基准分，然后通过交互过程中的表现进行加分和减分，这部分成绩具有一定的随机性、主观性。实验操作是实验成绩最重要的组成部分，这部分成绩比较客观。其中，实验工具的使用设10分，根据使用仿真工具和实验装置开展实验的能力进行打分；实验方案设计设10分，根据学生运用所理论知识和科学的方法，结合实验条件，设计切实可行的实验方案情况打分；实验观测点准确性设80分，根据学生正确采集实验数据，运用图表准确记录，仿真实验数据，数据翔实，并能对数据进行分析，给出合理解释，提出见解，得到有效结论，主要数据来源于学生提交的答卷成绩。实验报告成绩，首先对实验报告进行作业查重，对实验报告雷同的计0分，重复程度大的赋低分，报告由指导老师评阅给出成绩，主要考查学生根据实验指导书要求撰写实验报告的能力，根据报告叙述清楚程度，逻辑性，结构完整，层次分明，图表规范，是否提出独到见解等评定成绩，这部分成绩兼具客观性与主观性。

3 结束语

课堂实验教学改革效果的评价是衡量改革成败的重要依据，也是教学改革进行优化的重要依据。对实验指导老师进行主体性评价，主要包括对老师的课程思政建设意识、思政元素挖掘能力、对学生的引领能力、专业知识传授能力、线上线下课程实验翻转课堂混合教学能力、与学生的交互情况、教学工作实效等方面。对学生进行育人成效评价，主要包括学生完成实验的准确性、主动性、创造性、学生知识获得感和思想上的获得感等方面。通过构建SWOT矩阵，用系统分析的思想，综合上述因素加以分析，从中得出最终评析结果[5]。并将该结果动态反馈到下一轮课程实验教学过程中，形成实验教学改革的动态闭环机制，以实现教学目标的最优化和教学效果的最大化，真正把全员育人、全过程育人、全方位育人的任务在课程实验教学过程中落细落实。