尹建璋

（浙江長征職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)系，浙江 杭州310023）

本文從虛擬環(huán)境出發(fā)，對網(wǎng)絡(luò)組建目前常用的幾種模擬器進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上探討項(xiàng)目化教學(xué)模式的網(wǎng)絡(luò)組建課程項(xiàng)目教學(xué)資源庫建設(shè)問題，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源庫共享。

一、網(wǎng)絡(luò)組建課程主要教學(xué)目標(biāo)分析

一門課程的教學(xué)目標(biāo)是與該課程所在專業(yè)相關(guān)的，專業(yè)人才培養(yǎng)方案確定了人才培養(yǎng)目標(biāo)，而課程的設(shè)置是為實(shí)現(xiàn)這個(gè)人才培養(yǎng)目標(biāo)服務(wù)的。所以，同一門課程在不同的專業(yè)中的教學(xué)目標(biāo)會有所不同。本文主要針對高等職業(yè)教育中的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)組建課程進(jìn)行分析。高等職業(yè)教育，培養(yǎng)的是高端技能型應(yīng)用人才，強(qiáng)調(diào)的是動(dòng)手能力，而理論知識以“夠用”為度。因此，課程的教學(xué)目標(biāo)側(cè)重在動(dòng)手能力的培養(yǎng)上。具體對網(wǎng)絡(luò)組建課程來說，主要教學(xué)目標(biāo)應(yīng)包括以下一些內(nèi)容：

1.簡單網(wǎng)絡(luò)的連接、配置與測試

這里所說的簡單網(wǎng)絡(luò)是指節(jié)點(diǎn)大約在十個(gè)以內(nèi)的小網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)在個(gè)人、家庭及小型單位最常見。比如一個(gè)家庭有兩到三臺電腦，將它們通過一臺無線路由器連接起來，共用一個(gè)帳號連接到互聯(lián)網(wǎng)。通過這種簡單網(wǎng)絡(luò)的連接、配置與測試，學(xué)生可實(shí)現(xiàn)的知識目標(biāo)有：理解網(wǎng)絡(luò)、通信協(xié)議（特別是TCP/IP協(xié)議）等概念，了解IP地址分類、子網(wǎng)掩碼等。學(xué)生可實(shí)現(xiàn)的技能目標(biāo)有：雙絞線的制作、網(wǎng)絡(luò)的物理連接方法、TPC/IP屬性配置方法、網(wǎng)絡(luò)連通性檢測方法、架設(shè)Web服務(wù)、DHCP服務(wù)、FTP服務(wù)等。

2.交換機(jī)的連接、基本配置與測試

交換機(jī)是局域網(wǎng)組建的重要設(shè)備。利用交換機(jī)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，常采用樹形結(jié)構(gòu)。而為了增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全性、壯健性，通常又會考慮劃分VLAN及交換的冗余連接。這里，學(xué)生要實(shí)現(xiàn)的知識目標(biāo)有：交換機(jī)的工作原理、交換機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方式、交換機(jī)端口安全、路由交換原理、最小生成樹概念、網(wǎng)關(guān)冗余和負(fù)載平衡等。學(xué)生要實(shí)現(xiàn)的技能目標(biāo)有：交換機(jī)的基本配置方法、交換機(jī)IOS恢復(fù)、密碼恢復(fù)、VLAN配置、TRUNK配置、VTP配置、EtherChannel配置、STP配置、VLAN間路由配置等。

3.路由器的連接、基本配置與測試

路由器能起到隔離廣播域的作用，還能在不同網(wǎng)絡(luò)間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。它應(yīng)用于各種骨干網(wǎng)內(nèi)部連接、骨干網(wǎng)間互聯(lián)和骨干網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通。對于高職學(xué)生來說，這部分要實(shí)現(xiàn)的知識目標(biāo)主要有：理解路由器基本結(jié)構(gòu)及工作原理、路由器IOS、靜態(tài)路由、動(dòng)態(tài)路由、RIP、OSPF、ACL、DHCP、NAT、VRRP 等。要實(shí)現(xiàn)的技能目標(biāo)主要有：IOS基本命令的使用方法、密碼恢復(fù)和 IOS的恢復(fù)、靜態(tài)及動(dòng)態(tài)路由配置方法、ACL、DHCP、NAT、VRRP等配置方法。

二、實(shí)現(xiàn)主要教學(xué)目標(biāo)可采用的模擬器分析

要實(shí)現(xiàn)以上教學(xué)目標(biāo)，最重要的教學(xué)環(huán)節(jié)是實(shí)踐。如果能有真實(shí)的路由交換設(shè)備組成實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)然是最理想的，但這不是本文研究的內(nèi)容，本文研究的是采用模擬器實(shí)現(xiàn)相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

1.實(shí)現(xiàn)簡單網(wǎng)絡(luò)教學(xué)目標(biāo)可采用的模擬器分析

簡單網(wǎng)絡(luò)教學(xué)目標(biāo)最關(guān)鍵的是要在每臺計(jì)算機(jī)上配置TCP/IP屬性，配置Web、DHCP、FTP等常用的服務(wù)。盡管是簡單網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組至少需要兩臺計(jì)算機(jī)。若要一個(gè)教學(xué)班級每位同學(xué)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，計(jì)算機(jī)數(shù)量更要翻倍。如何做到不增加硬件設(shè)備而每位同學(xué)都能獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)?zāi)?？虛擬機(jī)技術(shù)提供了較好的解決方案?，F(xiàn)在比較流行的虛擬機(jī)軟件有VMware公司的VMware Workstation和微軟的Vrtual PC。VMWare Workstation是一個(gè)“虛擬PC”軟件，它可以使你在一臺機(jī)器上同時(shí)運(yùn)行兩個(gè)或更多Windows、DOS、LINUX系統(tǒng)，在這些虛擬機(jī)上配置所需服務(wù)如同在真實(shí)計(jì)算機(jī)上配置一樣。微軟在win7下已經(jīng)內(nèi)置了Windows XP Mode，使用起來比較方便。另外還有VirtualBox(虛擬機(jī))，它是德國一家軟件公司InnoTek所開發(fā)的虛擬系統(tǒng)軟件。采用哪款軟件，還得根據(jù)各自單位目前的硬件及軟件條件來決定。

2.實(shí)現(xiàn)交換機(jī)、路由器相關(guān)教學(xué)目標(biāo)可采用的模擬器分析

由于交換機(jī)、路由器設(shè)備的費(fèi)用較高，如果要滿足一個(gè)教學(xué)班同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，就得購置多組相同的設(shè)備，這樣，硬件的投入就更高了。所以，很多資金不太充足的學(xué)校常采用相關(guān)的模擬器進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)。較常用的交換機(jī)、路由器模擬器有：Cisco Packet Tracer，它是由Cisco公司發(fā)布的一個(gè)輔助學(xué)習(xí)工具，主要面向CCNA課程，學(xué)生可在圖形用戶界面上直接使用拖曳方法建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，并允許學(xué)生配置設(shè)備，觀察網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)運(yùn)行情況。GNS3是可以運(yùn)行在多平臺（包括Windows，Linux和MacOS等）的網(wǎng)絡(luò)虛擬軟件，主要面向CCNA、CCNP、CCIE等Cisco認(rèn)證課程，學(xué)生可以通過它來完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)?zāi)M操作，也可以用于虛擬體驗(yàn)Cisco網(wǎng)際操作系統(tǒng)IOS或者是檢驗(yàn)將要在真實(shí)的路由器上部署實(shí)施的相關(guān)配置。相比Cisco Packet Tracer，GNS3需要更多的計(jì)算機(jī)資源（內(nèi)存、磁盤空間等）。H3C路由器交換機(jī)模擬器，是針對華為設(shè)備的模擬器。此外還有Dynamips模擬器等，版本及主要面向的對象各不相同。根據(jù)筆者的實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，課程目標(biāo)是CCNA時(shí)，可采用Cisco Packet Tracer；課程目標(biāo)是 CCNP、CCIE 時(shí)，需要采用GNS3；而針對華為設(shè)備的學(xué)習(xí)，最好采用H3C。

三、網(wǎng)絡(luò)組建課程項(xiàng)目化教學(xué)資源庫內(nèi)容分析

要建設(shè)資源庫，首先要對資源庫所要承載的內(nèi)容有充分的了解。根據(jù)《教育資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范》（征求意見稿），常見的資源類型有：①媒體素材：文本素材、圖形（圖像）素材、音頻素材、視頻素材、動(dòng)畫素材；②試題庫；③試卷；④案例；⑤課件與網(wǎng)絡(luò)課件；⑥常見問題解答；⑦資源目錄索引；⑧網(wǎng)絡(luò)課程。對于高職高專的學(xué)生，較適合的是項(xiàng)目化教學(xué)方式，而這些項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，要充分體現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)要求。

根據(jù)以上分析，網(wǎng)絡(luò)組建課程的項(xiàng)目可分為三大塊進(jìn)行設(shè)計(jì)：第一塊是基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)連接與配置，這塊內(nèi)容可采用基于VMware Workstation的項(xiàng)目設(shè)計(jì)；第二塊是面向CCNA素質(zhì)要求的項(xiàng)目，可采用基于Cisco Packet Tracer的項(xiàng)目設(shè)計(jì)；第三塊是面向CCNP、CCIE素質(zhì)要求的項(xiàng)目，可采用基于GNS3的項(xiàng)目設(shè)計(jì)。每一塊中的具體項(xiàng)目，可以根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)要求及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，及時(shí)補(bǔ)充和更新內(nèi)容。有了項(xiàng)目，再來探討適合表現(xiàn)這些項(xiàng)目資源的類型。將所有項(xiàng)目匯總在一起，就形成了網(wǎng)絡(luò)組建課程的資源庫主體——項(xiàng)目任務(wù)資源。如何完成這些項(xiàng)目，就需要對項(xiàng)目的操作過程做必要的講解和演示，這種講解和演示可制作成網(wǎng)絡(luò)課件。項(xiàng)目操作過程及項(xiàng)目中所涉及的知識要點(diǎn)也可以制作成指導(dǎo)書、視頻、動(dòng)畫等表現(xiàn)形式，即媒體素材。將項(xiàng)目所涉及到的知識要點(diǎn)和技能要點(diǎn)以試題的形式表現(xiàn)出來，并按題型分類（如：選擇題、判斷題、填空題、簡答題、論述題、操作題等）形成試題庫。再根據(jù)試題庫，按要求隨機(jī)抽取各種類型的試題組合成試卷。所以，網(wǎng)絡(luò)組建課程項(xiàng)目化教學(xué)資源庫的內(nèi)容結(jié)構(gòu)可由下圖表示。

四、基于模擬器的項(xiàng)目教學(xué)資源庫建設(shè)方案探討

根據(jù)以上分析，網(wǎng)絡(luò)組建課程項(xiàng)目教學(xué)資源庫建設(shè)與其它資源庫的不同在于：其一，該門課程的項(xiàng)目資源，分層次采用不同的模擬器。其二，這些模擬器都是單機(jī)版本。根據(jù)以上特點(diǎn)，筆者對網(wǎng)絡(luò)組建課程項(xiàng)目教學(xué)資源庫的建設(shè)方案進(jìn)行如下探討：

1.資源庫展示技術(shù)的選擇

由于課程的項(xiàng)目資源采用了不同的模擬器，而且這些模擬器目前都是單機(jī)版本，因此所設(shè)計(jì)出來的項(xiàng)目資源只能在本地機(jī)上運(yùn)行，且本地機(jī)上要安裝相應(yīng)的模擬器。這樣，資源庫提供的資源應(yīng)是在相應(yīng)模擬器上運(yùn)行通過的資源，并提供在相應(yīng)模擬器上制作的素材。這些資源的表現(xiàn)形式是文本或圖片，用戶將根據(jù)文本或圖片的說明，在本地機(jī)上完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。所以，Web技術(shù)是最佳選擇。Web 2.0是互聯(lián)網(wǎng)上的下一代應(yīng)用程序，其特點(diǎn)是：用戶貢獻(xiàn) （網(wǎng)站的內(nèi)容和價(jià)值來源于用戶的貢獻(xiàn)）、網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)（發(fā)揮每個(gè)用戶之間的關(guān)聯(lián)）、長尾效應(yīng)（成千上萬的普通參與者所帶來的效應(yīng)）、共同創(chuàng)作（成果的形成不是一個(gè)人的智慧，而是多人修改完善的結(jié)果）、去中心化（用戶擁有多種多樣的、分布在網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)角落的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)）。它是以Blog、Tag、RSS、SNS、Wiki等應(yīng)用為核心， 依據(jù)六度分割、AJAX、XML等新理論和新技術(shù)實(shí)現(xiàn)的互聯(lián)網(wǎng)新一代模式。

2.資源庫的開放性

教學(xué)資源庫建設(shè)的主要目的是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共建共享。要共建共享，資源庫就需具備一定的開放性。什么是開放性？其內(nèi)涵是具有開放性質(zhì)的措施和形式。它是相對于封閉性來說的。我們說教學(xué)資源庫具有開放性，意思就是對用戶來說是允許他們介入的，通過用戶的介入，更深刻地理解和闡釋甚至新增資源庫內(nèi)容，在給定條件下形成信息源，通過用戶的不斷介入，達(dá)到向外輻射出信息的目的。資源庫開放性的具體體現(xiàn)是：（1）用戶貢獻(xiàn)。也就是資源庫網(wǎng)站只是提供一個(gè)框架，具體內(nèi)容由用戶提供。比如，簡單網(wǎng)絡(luò)的連接、配置與測試項(xiàng)目，網(wǎng)站初建時(shí)可提供幾個(gè)典型的實(shí)例，讀者可對這些實(shí)例進(jìn)行評價(jià)并提出修改意見，逐步達(dá)到完善該項(xiàng)目的目的。再進(jìn)一步，由用戶提交更好的能實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的項(xiàng)目到資源庫，以充實(shí)資源庫內(nèi)容。（2）共同創(chuàng)作。當(dāng)一個(gè)用戶提交了一個(gè)教學(xué)項(xiàng)目后，由另一個(gè)用戶對它進(jìn)行完善，多人的參與最終使這個(gè)項(xiàng)目達(dá)到最佳效果。

3.資源庫功能模塊設(shè)計(jì)

根據(jù)以上分析研究，基于模擬器的網(wǎng)絡(luò)組建課程項(xiàng)目教學(xué)資源庫應(yīng)包括：項(xiàng)目資源管理模塊、搜索引擎、資源庫系統(tǒng)管理模塊、用戶管理模塊等。

（1）項(xiàng)目資源管理模塊。項(xiàng)目資源管理模塊對資源庫的所有項(xiàng)目資源進(jìn)行有效的管理，保證資源的安全性、可靠性、可用性。在這個(gè)模塊中，系統(tǒng)管理員具有較大的權(quán)限，他可以通過應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)資源的批量上傳與下載；對用戶上傳的項(xiàng)目資源進(jìn)行審核以確定是否發(fā)布該資源；對不符合要求的資源以及過時(shí)的資源實(shí)施刪除操作等，確保資源庫資源的可用性、可靠性。在這個(gè)模塊中，用戶可通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在瀏覽器中下載資源庫中的資源，也能對資源庫中的資源提出建議和修改意見，系統(tǒng)管理員對這些建議和意見審核后作出相應(yīng)的處理。

（2）搜索引擎。采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)，使搜索引擎及時(shí)搜索到已發(fā)布的資源。搜索引擎分為站內(nèi)搜索與站外搜索。站外搜索可借用現(xiàn)有的搜索引擎，如百度、谷歌等；站內(nèi)搜索可采用基于Lucene自行設(shè)計(jì)適合于個(gè)性教學(xué)資源庫的搜索引擎。

（3）資源庫系統(tǒng)管理模塊。該模塊負(fù)責(zé)資源庫系統(tǒng)的維護(hù)工作，確保系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，并具備可擴(kuò)展性。在資源庫初始化后，對系統(tǒng)資源的各種屬性進(jìn)行設(shè)置，控制系統(tǒng)用戶同時(shí)訪問的數(shù)量，監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行情況并及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，及時(shí)處理異常現(xiàn)象。可采用防火墻、入侵檢測系統(tǒng)等手段防止系統(tǒng)受到攻擊，安裝防病毒軟件以保證系統(tǒng)不受病毒侵蝕。

（4）用戶管理模塊。網(wǎng)絡(luò)組建課程項(xiàng)目教學(xué)資源庫有其特定的用戶群，不同的用戶對同一資源應(yīng)具有不同的權(quán)限。系統(tǒng)管理員對資源庫具有完全的控制權(quán)，對不同的用戶賦予相應(yīng)的權(quán)限。如對于教師或某方面的專家，賦予審核某個(gè)子模塊內(nèi)容的權(quán)限；對于普通用戶，賦予對某類項(xiàng)目發(fā)表看法、提出修改意見的權(quán)限等。而對所有用戶，都默認(rèn)賦予最小權(quán)限，僅可以瀏覽、查詢和上傳資源。

對于基于模擬器的網(wǎng)絡(luò)組建課程項(xiàng)目教學(xué)資源庫，具體項(xiàng)目內(nèi)容應(yīng)包括：基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)連接與配置項(xiàng)目模塊、面向CCNA素質(zhì)要求的項(xiàng)目模塊以及面向CCNP、CCIE素質(zhì)要求的項(xiàng)目模塊。

4.資源庫建設(shè)步驟

基于模擬器的網(wǎng)絡(luò)組建課程項(xiàng)目教學(xué)資源庫建設(shè)，應(yīng)以系統(tǒng)理論為指導(dǎo)，遵循國家頒布的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，其具體建設(shè)步驟如下：

（1）到相關(guān)企業(yè)進(jìn)行調(diào)研。通過調(diào)研，明確企業(yè)對網(wǎng)絡(luò)組建的知識和技能要求，并收集網(wǎng)絡(luò)組建的實(shí)際案例，為資源庫的建立提供最原始的源于生產(chǎn)工作實(shí)際的素材。

（2）根據(jù)到企業(yè)調(diào)研的情況，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)組建課程教學(xué)大綱，確定資源庫建設(shè)的具體內(nèi)容模塊。

（3）根據(jù)教育部現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育辦公室頒布的《現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育資源建設(shè)規(guī)范》確定網(wǎng)絡(luò)組建課程項(xiàng)目教學(xué)資源庫建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

（4）制定資源的評價(jià)指標(biāo)，以此作為后期資源評價(jià)、審查、分類的依據(jù)，以確保資源庫中資源的質(zhì)量及可用性。

（5）組織課程組成員，對內(nèi)容模塊分工，按要求設(shè)計(jì)項(xiàng)目任務(wù)。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、完成項(xiàng)目的過程指導(dǎo)書、檢測項(xiàng)目是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的方法、制作項(xiàng)目教學(xué)視頻、制作項(xiàng)目操作演示動(dòng)畫等。

（6）組織專家對設(shè)計(jì)出來的項(xiàng)目內(nèi)容進(jìn)行評價(jià)。

（7）根據(jù)以上分析及各成員提供的資源庫內(nèi)容，利用Web技術(shù)設(shè)計(jì)、創(chuàng)建資源網(wǎng)站。

（8）運(yùn)行維護(hù)教學(xué)資源庫網(wǎng)站，及時(shí)更新、完善資源庫內(nèi)容。

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