基于信息化教学的《路由交换》课程教学设计

闻顺杰 刘杰 李江华

摘要：《路由交换》课程为大专院校计算机网络技术专业主要课程，在所有网络课程体系中处于承上启下的地位。从教学分析、教学设计、教学过程、教学反思等方面探索《路由交换》课程的信息化教学，主要以《路由交换》课程中的“交换机的端口隔离”部分为例进行分析。

关键词：路由交换：计算机网络;教学分析;教学设计;教学过程;教学反思

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）29-0160-03

1 教学分析

1.1 课程说明

《路由交换》课程为大专院校计算机网络技术专业主要课程[1]，前期课程为《计算机网络基础》《局域网组建与管理》，后期课程为《构建中小型企业网络》《构建高性能园区网络》《网站建设综合实训》等专业课程，因此，《路由交换》课程在所有网络的课程体系中处于承上启下的地位。教材选自清华大学在2018年7月出版的《路由交换技术详解与实践第2卷》[2]。依据高职院校专业教学标准，铜陵职业技术学院的《计算机网络技术专业人才培养方案》，对接企业岗位实际需求，重组教学内容。将教学内容分成入个部分：第一部分是交换机的基本配置与管理;第二部分是交换机的端口隔离;第三部分是管理网络中的冗余链路;第四部分是利用访问控制列表管理网络流量;第五部分是路由器的基本配置;第六部分是路由协议的配置;第七部分是网络管理应用;第八部分是静态NAT地址转换。主要以第二部分“交换机的端口隔离”为例进行分析，该部分共计10个学时。

1.2学情分析

《路由交换》课程的授课对象是计算机网络技术专业一年级下学期的学生。这些学生均为普高学生且均为00后。学生喜欢玩计算机、手机等电子产品，对网络知识有一定的兴趣爱好，但是喜欢独来独往，缺乏团队合作意识。

在理论基础上，学生们已经学习了计算机网络技术专业相关课程，具备一定计算机网络基础知识。但学生们缺乏真实的项目实践，校企合作参与度不高。

1.3教学目标

根据学情分析，将课程的教学目标设置为知识目标，能力目标，素质目标[3]。在知识目标方面，要求学生了解VLAN基本理论知识和VLAN技术的作用，熟悉VLAN的分类，掌握VLAN的相關配置，熟悉交换机端口的链路类型。在能力目标方面，要求学生理解VLAN原理，掌握VLAN的基本配置以及VLAN的划分。在素质目标方面，要求学生具有良好的职业道德，较强的口头和书面表达能力，具有团队合作精神和敬业精神。

1.4教学重难点

根据所要完成的教学目标，将教学重难点分割成以下两个部分：VLAN的基本配置是教学重点;VLAN的划分是教学难点。

2 教学设计

2.1 教学策略

主要采用企业调研、工单驱动、分组讨论、参加竞赛等方法，通过企业调研调动学生参与实践的主动性，利用工单驱动，逐个突破，激发学生学习兴趣，分组讨论，培养团队合作意思，参加竞赛，以赛促教、以赛促学，结合学习内容对接工作岗位，将网络意识和工匠精神贯穿始终。

2.2 教学资源

使用H3C交换机和路由器配套的H3C模拟器软件[4]，利用丰富的慕课网资源，借助职教云平台[5]，实时监测学习进度，利用校企合作实验室，与企业无缝对接。从而将课前自主学、课中互助学、课后拓展学紧密结合。

3 教学过程

3.1 课前准备阶段

教师带领学生前往校企合作单位进行调研中小型企业可能存在的网络问题，学生以小组为单位分别进行调研，并填写调研记录表。小组组长在调研活动结束后，在职教云上上传调研记录表，分享调研成果。教师查阅学生课前提交的调研报告，发现企业存在这样的一个问题，问题描述如下：某小型企业主要有两个部门分别是研发部和销售部，存在这样的一个现象，研发部的每个员工的计算机分散连接，员工之间需要进行网络通信，但是考虑数据的安全性，需要将研发部和技术部的计算机进行相互隔离，如何帮助企业解决实际问题呢？教师要求学生进行分组讨论，利用网络和学校图书馆等途径搜集相关资料，思考解决方案，并将解决方案写好后提交于职教云平台，并做好课中展示准备。

3.2 在课堂实施环节

3.2.1 确立企业问题的解决方案

环节一：小组解决方案展示

小组代表在平台展示解决方案，并进行发言，小组间互赏互评，教师根据小组汇报成果进行记录、点评、纠正错误，再次引导。最后主要形成两大解决方案：配置VLAN解决和购买硬件设备解决。

环节二：确定解决方案

教师将两个解决方案提交给校企合作单位，企业反馈由于受疫情影响，经济效益不好，降低设备投资，综合考虑，最终确定解决方案为配置VLAN来解决。这个方案的主要思路是将企业的两个的部门研发部和销售部在交换机上划分为两个VLAN。

环节三：下发任务工单

教师通过云平台下发任务工单，学生可以通过手机端和pc端接收并查看任务工单。

3.2.2 VLAN配置

环节一：学习VLAN知识

教师通过职教云平台发布的VLAN微课视频，学生通过观看VLAN微课视频，自学VLAN的定义和作用。在微课视频观看结束后，教师要求学生以小组为单位，谈谈对VLAN的认识，然后根据学生们的回答，加以补充说明，进一步加强了学生们对VLAN基础知识的理解，从而为后面的学习做好理论铺垫。

环节二：学习VLAN命令

由于配置VLAN需要用到的命令比较多，学生难以记忆。为了解决该问题，教师制作了类似于连连看的小游戏，将操作和命令分别设置成两个组别，学生可以通过连线的方式，将操作和命令进行连线，当连线正确时，即选择的操作就是其命令，提示“恭喜你，你真棒！”;当连线错误时，即选择的操作不是其对应的命令，提示“很遗憾，请再接再厉！”。通过制作的小游戏，增加了课程学习的趣味性，从而帮助学生更好地记忆VLAN配置中需要涉及的命令。

环节三：配置VLAN

根据企业的实际问题，教师引导学生，将研发部员工的计算机分别用PCA和PCC模拟，销售部员工的电脑统一用PCB模拟，SwitchA模拟企业的交换机。所有设备的物理连接可以描述如下：PCA连接到SwitchA交换机上的Ethernet 0/1端口上，PCC连接到SwitchA交换机上的Ethernet 0/3端口上，PCB连接到SwitchA交换机上的Ethernet 0/2端口上。由于研发部和销售部在交换机上划分为两个VLAN，因此配置的具体要求为：创建VLAN2和VLAN3。将PCA与PCC划分到VLAN 2，PCB划分到VLAN 3。（在H3C交换机上VLANI既不能创建也不能被删除），如图1所示。

教师利用理实一体化教室中的教师机上的红蜘蛛软件对整个教室的学生机进行广播控制后，为了加强学生的举一反三的能力，教师在H3C模拟器上只演示PCA的VLAN2的配置过程，要求学生通过观看教师演示操作后，以类比的方法配置出PCB和PCC的VLAN。其中VLAN2主要操作步骤如下：

[SwitchA]sys

[SwitchA]vlan 2

[SwitchA-vlan2]port ethernet 0/1

[SwitchA-vlan2]quit退出

教师演示完成后，学生以小组为单位，展开练习。教师现场巡视，找出学生薄弱环节，进行重点指导。最后，学生在教师的帮助下总结出PCB和PCC的VLAN主要操作步骤：

[SwitchA]interface ethernet0/3

[SwitchA interface-eth0/3]port access vlan2

[SwitchA-vlan2]vlan 3

[SwitchA-vlan3]port ethernet 0/2

判断是否配置成功的标准是同- VLAN下的计算机之间能够进行通信，不同VLAN下的计算机之间不能够进行通信，也就是说PCA与PCC之间能够互相pmg通，但是PCA与PCB之间不能够互相pmg通并且PCB与PCC之间也不能互相ping通。学生以小组为单位完成所有VLAN的配置后，教师要求每组学生选出一个代表到教师机进行演示整个过程，整个演示过程进行录屏且进行计时。教师将每组操作视频，发布到云课堂上，学生通过云课堂进行观看，最终选出操作规范，配置成功且用时最少的小组为最佳小组。最佳小组将获得平时分加分的奖励。教师通过这种方法来激励学生，从而进一步提高学生们的团队合作精神，增加学生学习《路由交换》课程的兴趣。

3.3 课后拓展

实践是检验真理的唯一标准。为了进一步巩固所学知识，课后学生在企业导师的带领下前往企业机房，在企业授权的前提下，在企业的交换机上部署VLAN。在课中，学生们主要是利用H3C模拟器来模拟真实交换机和计算机来进行VLAN配置。而真实环境和模拟环境存在着一些差异，因此，在部署前，企业导师为学生们讲解企业网络的真实架构和部署VLAN需要注意的相关事项，防止学生误操作导致企业整个网络瘫痪，给企业造成不必要的经济损失。

教师要求学生撰写VLAN配置的实验报告。实验报告主要内容为实验目标，实验步骤，实验心得等。学生完成实验报告后，在职教云平台提交，便于教师在任何时间和任何地点通过职教云后台查看学生提交实验报告情况，并且对实验报告进行批阅。

4 教学反思

《路由交换》课程采用丰富多样的信息技术进行教学，与传统的教学模式相比，效果更加明显。

（1）知识来源多样化

传统课堂上，学生的知识主要来源于课本和教师的传授。教师讲解多少，学生学习多少。采用信息化教学后，知识来源变得丰富化。学生可以通过多媒體课件，微课小视频，慕课，教师制作的小游戏等资源进行学习，开阔了视野。

（2）学生学习情况数据化

相比于传统课堂，无法及时准确掌握学生的学习情况，一般通过作业或者测试，这样非常麻烦。借助于职教平台后，学生的学习情况数据化，能够清楚掌握每个学生的学习情况，如发布的视频和PPT是否观看，观看了多少时间，作业是否提交，课堂参与讨论的积极性等情况，均能第一时间掌握。

（3）以学生为中心，提高学生主动性

与传统的课堂教学相比，教师不再充当“演员”的角色，而是充当“导演”的角色。教师的主要功能不再是单纯地向学生灌输知识，而是引领学生自主学习，自己摸索，进一步提高学生自我学习的能力。以学生为中心，提高了学生学习的主动性和积极性。

（4）以真实项目进行实践，提升职业素养

通过任务驱动教学法，以真实的行业项目任务人手，借助于H3C模拟器平台，将其转化为理实一体化课程任务，培养学生学以致用、勇于探索的自学能力，学生在任务实施过程中找到学习方法，能够在完成某任务后触类旁通。以真实项目进行实践，让学生明白所学知识用处，增加了学习知识的兴趣。校企合作单位发来反馈，学生为其配置的VLAN有效解决了企业存在的实际问题，并且满足了降本增效的企业要求，企业认同感也越来越强。

（5）参加竞赛，以赛促教、以赛促学、学赛结合

学生在全国和安徽省职业技能大赛中都获得了较好成绩。这些都是采用信息化教学后，教学效果好的明显体现。

（6）课程考核方式多元化

传统教学模式下，课程考核主要以期末笔试成绩为主。《路由交换》课程在采取信息化教学后，课程考核更专注于过程性评估。课前职教云上提交企业实际问题解决方案、课中小组汇报、学生互动表现，小组互评、教师评价，课后拓展企业导师根据学生实训情况综合评价，完成了线上和线下融合、过程性评价的多元化评价机制，有效地提高了学生的参与度，增强了课堂教学效果。

参考文献：

[1]李英伟.浅析高职院校《路由交换技术》课程的教学改革[J].南方农机，2019，50（17）：185，195.

[2]新华三大学.路由交换技术详解与实践一第2卷[M].北京：清华大学出版社，2018.

[3]欧军，基于工作过程的《交换机与路由器配置》课程研究[Jl.吉林省教育学院学报（上旬），2013，29（2）：153-154.

[4]余翠兰，杨群林.基于网络模拟器和虚拟机的高职计算机网络课程实验体系构建[J].计算机时代，2013（7）：66-67，70.

[5]陈梅，刘江越，李自臣.基于“智慧职教云”的混合式教学探索[J].黑龙江科学，2019，10（1）：25-27.

【通联编辑：梁书】

作者简介：闻顺杰（1988-），男，安徽池州人，硕士，助教，研究方向为计算机网络和网络安全;通讯作者：刘杰（1983-），男，安徽铜陵人，硕士，副教授，研究方向为计算机网络和系统安全研究;李江华（1977-），男，安徽安庆人，硕士，讲师，研究方向：网络安全。