结合HCDA认证的数据通信与计算机网络课程研究性教学设计

邵鹏飞+梁丰

摘要：在应用型网络人才培养中，数据通信与计算机网络既是网络通信类课程的核心基础课程，又是面向工程的网络工程师培养初级课程，当前的课程教学内容和方式已无法实现其教学目标。文章提出将华为认证数据通信工程师（Huawei Certified Datacom Associate，HCDA）认证培训课程嵌入到该课程的教学过程中，采用网络工程“项目一体化”教学设计，进行教学内容整合优化、教学方式方法改革和课程考核方式改革，能有效提高该课程的教学质量，并最终实现“懂建管用”人才培养目标

关键词：数据通信与计算机网络；HCDA；研究性教学；教学改革

0 引言

在应用型网络人才培养中，数据通信与计算机网络是其他所有网络通信类课程的核心基础课程，又是面向工程的网络工程师培养初级课程，因此该课程的教学质量很重要。在实际教学中，我们对该课程的定位是“立足基础，面向工程”。在课程教学上，理论很重要，决定学生的可持续发展，实验实践同样重要，能培养工程动手能力，因此需要精简理论，丰富实验实训，理论结合实践，实现“学中做，做中学”。根据“立足基础，面向工程”的课程定位，我们确立了课程教学目标：培养既有扎实理论基础又有一定工程实践能力的学生，即具有“懂建管用”培养能力。懂就是懂理论，理解网络原理、相关协议和标准；建和管就是学会建网和管网的工程实践能力；用即具有更高层次的网络应用开发与创新能力。

1 教学设计思路

为了实现教学目标，首先要解决理论教学脱节问题。目前国内该课程主要进行了实验实践改革，理论教学上仍采用传统的“学科一专业一课程”模式。对于应用型人才培养，所学的理论知识无法达到当前社会的技术水平，尤法体现当前主要的社会应用，理论教学落后实践另外，当前该课程在教学方式上强调按照学科专业人才培养的理论知识点要求进行授课，往往面面俱到，但深度不够，针对性不强，学生花了大量的时间精力学习，但效果不好。与之相反，IT网络认证培训与资格认证由于其专业性及培训内容和目标的高度适应性、针对性和有效性，已经得到了社会各行各业和国家的广泛认可，如华为网络认证、H3C网络认证和思科网络认证等，他们的很多培训都作为电信行业新员工上岗和技术人员水平提高必不可少的学习科目，这些IT企业的网络认证证书也成了从事相关行业的一块敲门砖。然而基于企业和社会需求的以资格水平认证考试为主要目的的IT网络技术培训课程，过于强调能力知识点考核和考证，对基础理论和原理强调不够，培养出来的人才底子不够扎实，发展后劲不足。表1列举了数据通信与计算机网络课程教学与IT网络认证培训优劣对比分析。

从表1可以看出，当前数据通信与计算机网络课程的教学现状和IT网络认证培训刚好是优劣势互补。数据通信与计算机网络课程教学的优点在于扎实的网络通信基础理论教学，这是学生长期发展需要的。而IT网络认证培训在核心技术、实验实践教学设置、教学方式和考核方式等方面都具有明显的优势，得到了社会和企业的认可，更利于提高学生的学习兴趣，培养学生的工程实践能力。

因此，我们的设计思路是将优质的IT网络认证培训课程结合到该课程的教学过程中，使得理论和实践都能符合社会和企业的要求，提高课程教学质量。经过长期的探索和实践后，我们发现将华为认证数据通信工程师（HuaweiCertified Datacom Associate，HCDA）认证培训课程嵌入到该课程的教学中能有效解决这个问题。

2 教学设计方案

为了使理论和实践在教学上能够完全统一，在课程教学整体设计上，采用项目一体化教学理念，即把所有教学内容纳入一个完整的网络工程项目中，按照项目的实施步骤来完成相应的教学内容，课讲完了，项目也就完成了。图1所示是网络工程项目一体化课程设计，是一个企业的组网案例，由企业总部和分支两个部分组成。为了组建这个网络，首先需要进行网络设计和IP地址规划，这就需要掌握网络基础知识，包括网络协议体系结构、IP地址分类、子网划分等，明确总部使用哪些IP地址段，分支使用哪些IP地址段；然后就可以组建总部和分支的内部高速网络，主要涉及局域网（以太网）、VLAN、STP、VRRP等技术；内部网络建好了，接下来就是把总部和分支互联起来，这个主要涉及广域网（PPP、FR）和IP路由技术（直连、静态、动态RIP/OSPF等）；最后，就是整个网络的出口了，这里主要涉及网络安全和网络管理、网络应用和服务相关的配置。这就是整门课程的教学内容，内容学完了，学生也就学会建网了。

这种设计使得该课程的教学内容和教学方式具有很强的系统性，重视内容梳理，深入浅出，可使学生相对容易地掌握网络通信基本概念和基础理论。

3 教学内容的整合优化

将HCDA培训课程有效结合到该课程教学中，主要涉及教学内容组织优化、教学方式方法改革和课程考核评价改革等。首先“围绕基础网络理论，突出核心技术内容”进行教学内容的组织与优化。“隔绕基础理论”是指围绕传统的以网络协议体系结构为纲的网络通信基础理论，讲精讲透；“突出核心技术”是指将HCDA培训课程的核心技术内容（以太网交换、IP路由技术及网络安全技术）整合到该课程教学中，并作为课程的核心内容。

整合后，该课程内容可以归纳为基本概念、网络技术与网络管理3个方面。基本概念可以用网络协议体系结构作为主线串起来；网络技术可以分为局域网、骨干网、广域网和因特网；而广义的网络管理则包括网络安全、网络设计及狭义的网络管理。

具体地，对于理论教学，简化和整理传统的理论教学内容，整合HCDA培训课程内容，形成9个知识大类、3个层次（基本、中级和高级）的56个知识点，如图2所示。局域网技术中的VLAN、STP、WLAN等，在传统教学中，这些内容少得可怜，但现网中这些内容是重中之重。

对于实验实训体系，结合理论教学内容，融合该课程基础实验和华为/H3C网络培训实验，设置基本、中级和高级3个层次的实验实训项口，如图3所示。其中，初级主要针对网络理论的验证、分析和应用，如初步的局域网组网能力。Windows系统下的网络参数配置与网络共享，采用Sniffer等软件进行网络协议分析，采用常用网络命令分析TTL、传输层连接、端口及网络性能等，配置常见的网络应用服务平台。初级层次的技能点是所有学习该课程的学生必须要掌握的，中级要求掌握企业级的中小型网络组网，高级主要是综合管网的开放实验和网络应用开发的创新实验。中级和高级技能点主要针对网络通信专门人才培养，网络技术认证考试，及网络软件与应用开发等，通过开放实验、创新实验、素拓、网络知识竞赛、网络考证辅导、毕业设计、课外创新项目等形式实现。endprint

4 教学方法改革

1）突重点。

在该课程教学中需突出两个核心教学重点：局域网技术（以太网技术）和IP路由技术。如何教好这两个重点，需从实际网络的演进和实际问题出发，注意内容和讲课的系统性，并设置研讨和实验。

局域网技术（以太网技术）：①为什么需要局域网互联；②从局域网到以太网；③以太网标准；④最初的共享式以太网（Hub）；⑤共享式以太网存在的问题；⑥发展的必然：交换式以太网（交换机）；⑦以太网交换工作原理；⑧交换式以太网存在的问题；⑨广播域问题：VLAN技术、VLAN间的通信；⑩冗余链路问题：STP/RSTP/MSTP、链路聚合、SmartLink等。

IP路由技术：①为什么需要IP路由；②路由器；③直连路由；④静态路由；⑤动态路由；⑥RIP/OSPF。

2）多形式。

讨论多形式，实验教学多形式。为了加强教学效果，让学生能够更加深入地理解理论网络与实际网络的统一，在理论授课的基础上，对重点难点技术加入讨论内容，如局域网组网技术，网络互联IP技术等。通过小班主题讨论让学生充分理解并掌握这些主要技术及其应用。讨论方式多种多样，注重提高学生的兴趣和参与度。讨论课的内容选择原则，讨论目的及衡量指标，讨论方式与文档设计采用如图4所示的多维空间形式。

在安排的3次课堂讨论课中，分别对局域网组网技术、网络互联IP技术和企业网络设计进行分小班讨论。讨论围绕既定的主题，首先解决学生存在的疑问，然后运用所学的知识进行具体的案例实现，从而达到学以致用。例如，局域网组网技术首先解决学生学习这部分内容存在的疑问，然后研讨万里学院校园网的组网结构和实现技术，及常见的局域网组网步骤和方法。讨论方式多种多样，如在“企业网络设计”主题中，设置具体案例，充分调动学生在课余时间完成物理组网设计（局域网组网）、IP地址分配与VLAN配置规划（网络互联）、网络使用测试设计（管网）、企业网络应用平台搭建与服务器配置（网络应用）等典型的企业网络建设过程，将所学的所有重要内容在一个主题中进行整合，然后在课堂上将完成的企业网络方案进行讨论，评比每种方案的技术可行性、方案合理性、实施全面性，从而实现“懂建管用”的教学目标。

该课程针对不同的学习阶段设置了实验课，通过教学、实验和实践环节让学生进一步学会用这些知识去分析和处理各种网络问题。例如，全面掌握Windows系统下网络相关的配置，会运用局域网技术组建中小型的办公/家用网络，会进行企业信息化系统的网络部分建设，会处理常见的网络故障，会开发新的网络服务和应用等。为此，我们构造了由现代通信综合实验室、在线实验以及网络软件与网络命令组成的多维实验教学方式（如图5所示）。我们鼓励学生尤其是在网络通信方向有兴趣的学生积极完成开放实验和创新实验，并积极开展横向课题、课外素拓、考证辅导、毕业设计、创新计划等拓展形式，帮助学生实现考证和技能培养目标。

3）重课外。

增加实验实训项目内容和课时比例，通过开放的课外实验实训和小组合作性学习，将更多的内容放到课外自主学习环节，以课程设计/素拓项目的方式，提高学生的网络应用开发能力，完善和利用多种教学平台和辅助系统，对学生考证进行专门辅导，提高学生考证通过率。

5 考核评价改革

与其他课程的考核方式不同，根据该课程的特点和教学培养目标，其考核不仅要注重网络通信基础理论的掌握情况，而且要注重过程性的学生网络技术和网络工程管理技能实训并对其进行考核。在实际教学中，我们采用了“学校授课+企业认证”课程考核评价方式，即学生在学校完成课程的学习，但最后由企业或社会权威认证对学生的学习情况进行考核，并且该考核作为学生成绩的主要指标。我们通过“懂建管用”应用型网络人才培养目标，嵌入HCDA培训内容，重构教学内容和实验实践体系，解决了“学校授课”问题，使得课程传统教学的基础理论性和企业高端培训的应用针对性有效结合，学生能够在掌握相关网络理论知识和网络设备的基础上，理解网络中的实际应用场景，进一步增强实际动手能力，有效地拓展了学生的网络工程技术知识面，提高了学生的实践和自主解决问题能力。而将“企业认证”作为课程的主要考核方式，实现考教分离，不仅可以提高学生对课程的兴趣（对课程重要性和有用性的认知），也使教学考核更加科学、公平（在每人一个摄像头全监视环境下进行考试，普尔文/VUE考试中心），并能同时取得技术资格证书，有利于学生就业。我们选择华为的数据通信工程师HCDA认证作为期末考核。

目前认证考试实现了最终考核的公平，但如何实现过程性评价的公平并提高学生考证通过率，需要做好围绕HCDA考证的过程把控目前我们通过开放实验实训监管及采用考证辅助测试系统按照考证要求进行阶段测试等手段来提高考核质量。

6 结语

从几年的实践情况看，将华为HCDA培训课程嵌入到通信与计算机网络课程教学中的研究性教学设计中，不仅促进了学生对网络通信技术的系统理解和应用场景掌握，还激发了学生的学习兴趣，增强了学习的主观能动性，培养了学生的动手能力和自主解决问题能力，促进了学生对专业的认同。另外，学生在学到知识方法的同时获得相关的资格证书，为就业创造了更好的条件，电信、移动、联通等多个IT企业经过考察后也对这种模式培养出来的网络人才非常肯定，他们表示现在企业上岗都需要相应的技术资格证书，只有既有能力又有扎实基础的网络人才能真正符合企业的需要。

参考文献：

[1]李普聪，计算机网络类课程实践教学改革研究[J].中国教育信息化，2007（21）：74-76.

[2]董毅骅，陈盈，吴雀屏.计算机网络实验群的规划与建设[J].计算机教育，2012（3）：98-101.

[3]华为.华为培训[EB/OL].[2013-10-19].http：∥support.huawei.com/leaming/NavigationAction！createNavi#navi[id]=TRAIN.

[4]H3C.H3C网络培训认证体系：技术认证[EB/OL].[2013-10-19].http：∥www.h3c.com.cn/Training/Training-and-Certification/ Technology—Certification_System/.

[5]思科.思科培训与认证[EB/OL].[2013-10-19].http：∥www.cisco.com/web/CN/leamings/training-index.html.

[6]邵鹏飞，杨亚萍，李翠莲.嵌入IT企业培训认证提高本科网络类课程教学质量[J].中国大学教学，2013（7）：70-73.

（见习编辑：刘丽丽；编辑：彭远红）endprint