高职计算机网络技术专业在线实践教学体系构建探析

关键词：在线实践教学体系；虚实互补；创客教育；四个评价；计算机网络技术专业

中图分类号：TN91-4; G712.3 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）18-0131-03

0 引言

目前，线上线下混合式教学已成为高校教学的基本模式，相关研究与实践也较为丰富。谷艳华[1]认为，混合教学模式下虚拟仿真资源的研发和运用，在教学内容、教学手段、教学过程及教学效果评价方面，提升了教师教育教学能力，促进了教学改革和新工科建设。杨海波[2]认为，混合式教学的教学评价应综合考虑线下的课堂表现和书面考试状况以及学生的线上学习表现，以使最终的评价更加客观有效。尽管国内学者对线上线下混合式教学进行了较为深入的研究与实践，但关于计算机网络技术专业线上线下混合式教学的相关研究文献较少，特别是在构建计算机网络技术专业线上实践教学体系、建设在线开放实验实训室以及提升线上教学期间学生创新能力等方面提供经验借鉴的文献更是稀缺。

江阴职业技术学院计算机网络技术专业面向网络系统集成、网络应用开发、云计算系统部署与运维等职业岗位群，致力于培养具备网络搭建、服务器配置、云平台配置、网络安全软硬件配置、网络应用开发等能力的高素质技术技能人才，能够胜任网络技术支持、网络系统运维、网络应用开发、云计算系统架构与运维等工作[3]，主要开设课程包括综合布线、路由与交换、云计算架构与运维等。计算机网络技术专业的课程具有极强的实践性，如路由与交换课程，主要培养学生熟练操控网络设备、服务器、存储设备，完成网络系统安装、调试、运维的实操能力。

1 在线实践教学的困境

计算机网络技术专业在线实践教学的困境主要表现在以下4点：1） 在线实践教学期间，师生无法远程操控校内实验实训设备。由于实验实训设备通常置于校内局域网中，移动办公的师生无法从校外访问校内实验实训设备。2） 在线实践教学期间，物理设备组网不够灵活。计算机网络技术专业学生需要具备交换机、路由器、服务器和存储设备的安装、配置以及架构能力，能够根据应用需求灵活组建各种类型的网络，实现网络连通性、稳定性和安全性。然而，在线上实践教学期间，师生远程访问计算机网络硬件设备时，存在组网不便、不够灵活等问题，且在大规模实验实训时，物理设备也存在调剂不便的问题。3） 在线实践教学期间，学生创新能力的培养有待提高。线上教学期间，学习氛围，尤其是创新氛围不足，学生往往应付式学习，简单完成老师布置的学习任务，创新意识不强、创新能力不足。4） 在线实践教学期间，考核评价方式须变革。线上教学期间，师生缺乏面对面的交流、互动，难以第一时间准确把握学生的学习状况、学习态度及学习效果。因此，在线上教学期间，教师须借助大数据手段，准确把握学生课前、课中、课后的学习状态，加强过程化考核，将学生日常上课的表现作为课程考核的依据，以确保课程教学达到预期效果。

2 在线实践教学体系构建策略

面对在线实践教学的新问题、新挑战，计算机网络技术专业创新在线实践教学方法，构建虚实互补的实验实训环境，探索并实践创客教育，构建多元评价机制，以保障在线实践教学的高质量，培养学生的创新精神，并提升学生的团队协作能力和项目实践能力。在线实践教学体系如图1所示。

2.1 建成在线开放实训室，实现师生远程访问校内实验实训资源

VPN（Virtual Private Networks） 是一种远程访问技术，通过构建VPN网络，移动办公的师生可以实现对校内实验实训资源的远程访问。构建VPN网络可以通过硬件和软件两种方式实现。硬件VPN具有操作简单、数据处理能力强等特点，但价格昂贵、维护费用高。软件VPN则是通过一些商业或开源软件来完成远程访问的功能，如Windows 和Linux 平台的内置VPN组件，如Windows Server 2019的路由和远程访问服务。软件VPN作为操作系统内置组件，无须单独购买，安装和配置灵活，适用于中小企业网络。

2.2 构建虚实互补的实验实训环境，保障在线实践教学高质量

在纯硬件环境下，进行大型项目实验实训时，学生需要分组、分时段进行实验实训，存在设备调配不便的问题，尤其在线上实践教学期间，这一问题更为突出。目前市面上有很多网络仿真软件或模拟器，如Cisco Packet Tracer、H3C Cloud Lab（简称HCL） 、eNSP、VMWare Workstation、FreeNAS、Bacula等。Cisco PacketTracer是由Cisco公司开发的一款可扩展、图形化操作的网络仿真平台，允许学习者在虚拟环境下建立网络拓扑结构图，进行网络设备配置、调试相关的实验与网络行为分析[4]。H3C Cloud Lab（简称HCL） 是由新华三集团开发的一款界面图形化的全真网络模拟软件[5]。eNSP由华为提供，主要对网络路由器、交换机、防火墙、无线AC、AP进行软件仿真[6]。VMWare Work⁃station是一款操作系统仿真软件，能够在Windows或Linux 桌面上运行Windows、Linux、BSD 虚拟机。FreeNAS是一套免费的网络存储服务器软件[7]，它允许学习者在虚拟环境下建立存储服务器，以弥补物理设备价格昂贵、组网不够灵活的缺点。Bacula是一套开源跨平台的网络备份工具，支持Windows、Linux平台，支持完全备份、增量备份、差异备份，以及ext2、ext3、xfs等主流文件系统，满足学习者在虚拟环境下完成数据备份、还原的实验实训需求[8]。

2.3 探索并实践创客教育，培养学生创新精神和实践能力

创客教育是创客文化与教育教学相融合的结果。创客教育秉承“做中学、学中做”和“以学生为中心”的指导思想，强调学生创新能力的培养[9]。计算机网络技术专业从“知识建构、创意生成、项目设计、项目实施、项目测试与反思”等五个环节设计创客课程。选取Cisco Packet Tracer、HCL、eNSP作为创客工具，学生使用这些工具制作出创客作品，并结合项目方案要求完成项目实施与测试，逐步完善改进，最终完成创客作品。

3 在线实践教学体系的构建

3.1 构建虚实互补、开放共享的实验实训平台

开放共享实验实训平台旨在通过计算机网络远程控制与交互系统，使师生能够随时随地操作校内实验实训资源，进行真实实验，从而克服实验室空间的限制，充分利用实验室设备，节省实验费用。该平台包括两部分：首先是建立实验实训平台，允许校内师生在课前、课中、课后访问平台，完成相关实验实训；其次是授权校内师生、企业员工、社会人员在校外能够随时随地访问该实验实训平台。在线开放实训平台网络拓扑模型如图2所示。

1） 搭建基础实验平台。在实验服务器上部署VMware vSphere、H3C CAS或OpenStack等云平台，以搭建基础实验平台，并确保该云平台接入校园网。在基础实验平台上，部署云主机，这些云主机可以分配给师生，根据课程需求，安装不同的实验环境，以满足学生实验实训的需要。

2） 构建仿真实验实训环境。安装FreeNAS仿真平台，构建仿真数据存储服务器，完成RAID 架构、iSCSI存储、NFS、FTP等数据存储相关实验实训，使学习者在仿真环境下掌握数据存储服务器架构方面的知识与技能。安装Bacula仿真平台，构建仿真灾备服务器，实现对Windows、Linux等虚拟机的备份，满足学习者在虚拟环境下完成数据备份、还原的实验实训需求。

3） 部署VPN网络。实验实训用的服务器、存储设备接入现有校园网络中，校内师生可以直接访问实验实训设备。在防火墙设备上启用VPN功能，并设置远程访问策略，允许校外用户远程访问校内实验实训设备，以获得与校内用户相同的网络应用体验。

3.2 实践创客教育

如图3所示，计算机网络技术专业从“知识建构、创意生成、项目设计、项目实施、项目测试反思与分享”等五个环节设计创客课程。掌握必要的理论知识和基本操作是实践教学的第一步，并在项目设计、项目实施、项目反思中逐步完成知识的建构。“创意生成”阶段要求学生百花齐放，各抒己见，形成个人创意，并以项目组为单位组织专题讨论，最终形成项目小组创意。“项目设计”即创客作品原型设计，包括网络拓扑、安全性、冗余性设计，并预设问题和结果，为后续项目测试提供依据。“项目实施”阶段，完成网络连通性、功能性、安全性、冗余性等配置，检验创客作品的可行性。“项目测试、反思与分享”阶段，根据预设问题、预设结果完成项目连通性、安全性和稳定性测试，并总结经验，以项目小组为单位面向全班、全专业分享交流，项目组之间取长补短、相互学习，最终生成创客作品。

3.3 聚焦“四个评价”，构建基于学习通的全过程分析评价体系。

坚持以学习为中心，用发展的眼光看待每一位学生，关注学生的学习和发展。考核评价采用形成性评价与总结性评价相结合的方式，改进结果评价，强化过程评价，建立基于学习通的全过程分析评价模型，将学生的出勤、作业、实验、社会服务，以及学生学习态度、学习状态的转变情况等日常表现作为重要的考核指标。与此同时，深化“学分置换”“以赛代评”的弹性学分制教育教学改革，探索增值评价，建立技能竞赛、论文专利、职业技能证书、社会服务、创新创业等成果的学分置换制度，促进学生多元发展[10]。

4 结束语

计算机网络技术专业的课程具有极强的操作实践性。为了满足学生专业实践的需求，计算机网络技术专业建成了“虚实互补、开放共享”的实验实训平台。首先，基于VPN技术构建了开放共享的实验实训平台，允许师生随时随地访问校内实验实训设备，提高了实验设备的利用率，保障了实验开出率。其次，引入了Cisco Packet Tracer、H3C Cloud Lab、eNSP、VM⁃Ware Workstation、FreeNAS、Bacula等仿真实验平台，虚实结合、以虚助实、先虚后实，提高了实验实训的准确度，提升了实验实训效率。此外，设计并实施了创客教育，在教学过程中，注重培养学生的创意思维和动手能力，强调学生在体验中学习，为以后的职业生涯打下坚实的基础。最后，结合科学合理的考核方式与评价体系，加强了过程考核，促进了学生的多元发展。