思科网院杯的网络工程教学改革

摘要：本文根据应用技术性型大学对人才培养的需求，以贺州学院为例，基于思科网院杯，以学科竞赛为驱动促进教学活动，结合作者多年从事网络工程专业课程教学的经验，对网络工程专业课程教学进行改革探索，并进行实践。通过对比改革前后学生竞赛成绩，结果表明，该方案能显著提高学生的学习效果。

关键词：思科网院杯；网络工程；教学改革；教学实践

“思科网院杯”全国大学生网络技术大赛是由思科网络技术学院理事会发起，在全国高校范围内展开的基于虚拟世界的网络技术竞赛，旨在正确引导高等院校在校学生参与高端网络技能培训，同时不断提升国内网络技术教育的水平，为社会输送更多优质的网络技术人才。贺州学院作为地方本科应用技术型大学，对人才的培养强调其应用型，学校培养的人才应更接近行业的需求[1]。随着科技的日新月异，网络工程专业领域对人才的需求也提出了新的要求，做好网络工程专业课程教学对培养合格的网络工程人才尤为关键[2]。如何上好网络工程专业课程显得尤为重要，贺州学院作为地方本科院校，当前正迎来向应用技术型大学转型的契机，学生自身特殊性，使得传统的教学模式的弊端在当今形势下的问题不断被放大。

一网络工程专业课程教学在问题

传统的计算机网络实践教学本身存在一些不足，特别对于像贺州学院这样的地方本科院校的学生而言，显得尤为突出。贺州学院学生具有如下特点：生源质量和一本有一定距离，部分同学的学习主动性不够。另外，我们学校执行3+1模式，即前面三年在学校学习，最后一年到企业实习。这意味着在学校的学习学时更为紧张。结合我校网络工程专业的实际情况，传统的计算机网络教学存在以下四个方面的不足之处。首先，传统的计算机网络实验课程教学模式，每次实验学生要从头搭建网络拓扑，所有网络设备的配置操作需要从头做，这样会浪费学生很多时间，而课堂的实验时间非常有限。第二，没法确保让学生按照指定的要求来完成，比如实验中要求学生配置ssh协议后，通过ssh协议登录到远程设备进行配置，而有些同学不按照要求，直接从命令行进入指定的设备进行配置操作。类似这样的问题难以杜绝。第三，对于实验中的每一个考察点，学生难以确定自己是否做对，学生难以确定自己实验进度，某个考察点做错了难以确定，影响到实验进度和对实验内容的掌握。第四，难以杜绝一些偷懒学生抄袭现象。传统的实验方式，就是每章布置实验内容，要求学生完成，书写实验报告（实验心得或总结等）。由于提交的是电子材料，有些偷懒的同学就可以拷贝其他同学的作业改为自己的姓名学号然后提交。第五，考核方式不够科学合理。传统的考核方式主要体现在期末考核，难以调动学生的积极性。

二网络工程专业课程教学改革实践

针对传统计算机网络实践教学存在的问题，本文结合作者的实践，利用PacketTracer制作.pka文件作为计算机网络实验上机操作素材可以很好的解决传统教学的弊端。（一）思科网院杯介绍“思科网院杯”全国大学生网络技术大赛是由思科网络技术学院理事会发起，在全国高校范围内展开的基于虚拟世界的网络技术竞赛，旨在正确引导高等院校在校学生参与高端网络技能培训，同时不断提升国内网络技术教育的水平，为社会输送更多优质的网络技术人才。2005年，首届“思科网院杯”全国大学生网络技术大赛在清华大学成功举行，从而为全国的高等学院在校生提供了一个交流网络理论知识与实际技能的平台，为培养更多的高端网络技术人才树立了新的标准。思科网院杯比赛分三个不同级别的项目：即ITE项目、CCENT项目、CCNA项目（或C4项目）。ITE主要是计算机基础，组装和维护等方面的内容，是最低级别的比赛，大一学生即可参加。CCENT(CiscoCertifiedEntryNetworkingTechnician，CCENT)项目即思科连网技术人员入门级认证，是第二个级别。CCNA即CiscoCertifiedNetworkAssociate,CCNA(思科认证网络工程师)。（二）PacketTracer介绍CiscoPacketTracer是由Cisco公司的一个辅助学习工具，为学习思科网络课程的初学者去设计、配置、排除网络故障提供了网络模拟环境。用户可以在软件的图形用户界面上直接使用拖曳方法建立网络拓扑，并可提供数据包在网络中行进的详细处理过程，观察网络实时运行情况。可以学习IOS的配置、锻炼故障排查能力[3]。PacketTracer补充物理设备在课堂上允许学生用的设备，一个几乎无限数量的创建网络鼓励实践，发现，和故障排除。基于仿真的学习环境，帮助学生发展创造性和批判性思维，解决问题。PacketTracer补充的网络学院的课程，使教师易教，表现出复杂的技术概念和网络系统的设计。目前最新版本是PacketTracer7.1。利用PacketTracer其强大的功能，可以设计出各类实验操作素材和实验考核素材，达到事半功倍的效果。（三）基于PacketTracer的实验素材制作PacketTracer具有非常强大的功能，可以根据教学需要设计出各种.pka文件的实验上机素材。.pka文件是搭建好的网络拓扑，根据需要让学生进行相关知识的配置操作。运行时可以看到相关要求，可以按要求进行操作即可。.pka文件可以根据需要锁定学生的相关操作功能，比如我们锁定网络拓扑，那么学生就不能更改网络拓扑，只能进行相关的配置操作。以下介绍制作.pka实验素材文件方法。1.运行PacketTracer，搭建初始网络拓扑initial.pkt。初始的网络拓扑是学生运行的时候看到的网络拓扑状态，要对学生进行考核的知识点是没有进行过任何配置的。2.在initial.pkt文件上进行配置，并另存为answer.pkt，即答案文件。3.运行answer.pkt文件，然后选择菜单中的“扩展”—“活动向导”，接着会弹出对话框“是否想将当前网络用作问答网络”，点击“是”。然后进入活动向导的设置界面。在上图中的活动向导中，可以根据需要进行如下设置即可设计出所需要的上机实验素材。①点击“说明”，可以直接导入编辑好的说明文档，即对本次实验的相关要求说明文档；②点击“问答网络”可以对实验时间设置，就是设置学生完成该内容需要多少时间，当然也可以不显示时间，也可以显示已用时间或倒计时。可以设置反馈信息：就是可以选择性地让学生看到完成的项目和得分，也可以不给学生看到。而在评估时可以设置对学生的考核点和得分点；③点击“初始网络”添加initial.pkt文件，并进行相关设置，比如锁定相关的功能选项。Initial.pkt就是学生做实验的时候打开看到的网络拓扑状态；④点击“密码”进行设置密码，否则学生便可查看答案文件；⑤点击“变量管理器”可以设置学生运行文件时生成唯一的编号，这样非常有利于预防学生偷懒。除了这五项外，其他的功能可以根据需要进行选择性设置。所有设置好后另存为.pka文件即可。（四）利用PacketTracer制作实验素材达到效果利用PacketTracer制作的.pka实验素材，非常有助于学生的上机实验，具有以下特点。1.学生无需从头搭建网络拓扑，也无需完成所有的网络配置，这在有限的上机时间对学生的实验效果非常重要；2.可以限制学生的相关功能，指定学生使用相关功能完成实验。比如要求学生学会连接配置线对网络进行配置的时候，可以把从命令行进入的功能锁定，这样学生就只能连接配置线进行配置；3.可以根据需要给学生提供相关实验要求和说明，有必要地给相应的提示。可以允许学生查看每一个考核点自己是否做对。可以让学生看到自己的分数，有助于学生把所有考核知识点都完成掌握；4.可以预防学生偷懒，因为利用PacketTracer制作.pka的上机材料可以设置学生运行的时候生成唯一的编号，这样任何一个学生都不可能拷贝其他同学的作业作为他自己的作业提交。（五）利用思科网络技术学院资源贺州学院作为思科网络技术学院成员，可以免费使用思科网络技术学院所有的教学资源。思科网络技术学院涵盖网络工程大部分课程，每门课程教师开课，把学生添加进去便可免费使用里面的资源进行学习。每门课程都提高详细的学习资料：如课程PPT，实验素材，课程规划等。在思科网络技术学院网站，学生可以进行每章节的作业，测验，单元测试等，包括理论和实践，且可以自动评分。学生做完可查看答案，且每个题目均有解析，非常有助于学生自学。（六）利用PacketTracer制作竞赛训练题通过搜集思科网院杯往年的各类竞赛试题，制作成PKA文件，对学生进行训练。由于PKA文件本身具有自动评卷功能，不需要老师进行评阅，学生做完即可知道是否做对，对于比较有难度的题目，给学生提供参考答案和解析。让学生主动自愿完成，根据学生完成的量和质给予一定的平时分加分。所以同学们都比较积极地去完成课外的竞赛题目。这对学生的提高非常有帮助。

三改革成效

贺州学院作为地方本科院校，生源、学生特点具有地方二本院校特有的一些特点。经过基于思科网院杯竞赛为驱动的教学改革实践后，效果还是比较显著的。由下表对比我校网络工程专业学生参加2016年和2017年思科网院杯全国大学生网络技术大赛的第一轮和第二轮的成绩及获奖情况可以看出改革的成效。2016年思科网院杯之前，我们还没有进行教学改革，之后进行教学改革，然后参加了2017年的思科网院杯比赛。由上表可知，改革前的第一轮比赛成绩能达到30%的人数比例只有22%，而改革后达到88%；改革前决赛获奖人数1人，占参赛总人数的1.6%，而改革后获奖人数9人，占参赛总人数的5.2%。由此课件，本文提出的计算机网络实践课程教学改革方案，通过实践证明，对于地方本科院校，特别是贺州学院学生来说，效果是比较显著的。

四结论

本文针对贺州学院学生特点，总结网络工程专业课程传统教学存在的弊端，积极探索更适合的教学方法，以思科网院杯为驱动，充分利用PacketTracer的功能，充分利用思科网络技术学院丰富的教学资源，进行改革实践，通过学生竞赛的成绩表明，提出教学改革方案的有效性。在一定程度上可以为同类院校的计算机网络类课程教学提供了可参考的价值。

参考文献

[1]陈潮,靳慧云.CDIO视野下的计算机网络实验教学探索与实践[J].计算机时代,2016(5):81-83.

[2]肖明,石泽顺.计算机网络实验课程的探索与改革[J].计算机教育,2016,256(4):103-106.

[3]杨功元.PacketTracer使用指南及实验实训教程[M].电子工业出版社,2012.

[4]邹建林.面向职业认证的网络工程实验教学改革[J].教育现代化,2017,4(03):56-57.

作者:胡元闯 谭晓东 王凤领 巫湘林 单位:贺州学院数学与计算机学院