基于思科網(wǎng)院CCNA課程體系的教師實踐能力培養(yǎng)

張光華，王俊社，程 欣，練沛強

（1.河北科技大學 信息科學與工程學院，河北 石家莊 050018；2.思科系統(tǒng)（中國）網(wǎng)絡技術有限公司 公共事務部，北京100022）

0 引 言

期望工科教師能夠把自己教授的理論知識與生產(chǎn)實踐相結合，在校內(nèi)的教學環(huán)節(jié)培養(yǎng)學生符合企業(yè)需求的專業(yè)技術、系統(tǒng)研發(fā)等工程能力，首先要求教師本人具備這樣的工程經(jīng)歷。大多數(shù)教師在各自的專業(yè)領域內(nèi)具有扎實的理論基礎和較好的研究能力，但是往往缺少商業(yè)環(huán)境和工業(yè)場景的經(jīng)驗。在這樣的背景下，特別是技術創(chuàng)新快速發(fā)展的今天，教師需要不斷學習新的知識和技術，特別是提高工程實踐能力，才可能培養(yǎng)好學生并為他們樹立工程師的榜樣[1]。

作為通信工程與計算機科學與技術兩個專業(yè)的交叉學科，網(wǎng)絡工程專業(yè)的內(nèi)涵包括網(wǎng)絡科學理論、網(wǎng)絡工程技術兩個方面。TCP/IP是互聯(lián)網(wǎng)技術的核心，網(wǎng)絡工程專業(yè)教育體系應以TCP/IP為基礎，并圍繞其構造完整的知識體系。《高等學校網(wǎng)絡工程專業(yè)規(guī)范》（以下簡稱為“規(guī)范”）[2]以工程思想作為教學的宗旨，從網(wǎng)絡工程專業(yè)的人才培養(yǎng)定位出發(fā)，提出了專業(yè)的能力構成以及對應的知識體系，為網(wǎng)絡工程專業(yè)的建設指明方向和目標，在關于“師資力量”的闡述中明確提出“工程背景”的要求——“教師在進行工程或者應用型課程的教學時，應該具備一定與所教內(nèi)容相關的工程背景，實際參與過工程性項目，甚至在相關企業(yè)有過工作經(jīng)歷”。但是，大部分教師不具備工程實踐經(jīng)驗和企業(yè)工作經(jīng)歷，這就使得在應用型人才的培養(yǎng)過程中，他們的校內(nèi)實踐教學、實際工程能力略顯薄弱，因此，要適應高等教育發(fā)展新常態(tài)，強化特色錯位發(fā)展，必須重視提升教師的實踐能力[3]。

為了推動適合企業(yè)需求的復合型網(wǎng)絡技術人才的培養(yǎng)，思科網(wǎng)絡技術學院（以下簡稱思科網(wǎng)院）[4]為專業(yè)教學提供了豐富的課程資源。其中，CCNA（思科認證網(wǎng)絡工程師）路由和交換課程體系[5]符合“規(guī)范”提出的能力與知識要求，貫穿組網(wǎng)工程方向人才培養(yǎng)的始終[6]，在培養(yǎng)學生的網(wǎng)絡工程能力方面，能夠起到重要的推動作用，尤其是在課程實施的全過程中，從師資培訓到校內(nèi)實踐教學、從校外項目實戰(zhàn)到國際認證等各個環(huán)節(jié)，教師的實踐能力也得到有效的提升。

1 CCNA課程體系

思科網(wǎng)院CCNA課程為教學工作提供了豐富的資源如Web課件、紙質教材、模擬軟件（Packet Tracer）、實驗資源（實驗手冊與工程文件）、學習平臺（Netacad）等，覆蓋了從專業(yè)基礎到必修選修、校內(nèi)實踐等多個環(huán)節(jié)。課程側重于實際應用，同時讓學習者獲得必要的技能和經(jīng)驗，從而能夠設計、安裝、運營和維護中小型企業(yè)以及企業(yè)和服務提供商環(huán)境中的網(wǎng)絡[7]。具體的課程內(nèi)容分為如下4個部分。

（1）網(wǎng)絡簡介，也是后續(xù)CCNA路由和交換課程的基礎，主要內(nèi)容包括網(wǎng)絡操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡協(xié)議和通信、網(wǎng)絡分層的體系結構及各層主要機制、IP編址以及小型網(wǎng)絡的各種組件及協(xié)同工作。通過本部分的學習，能夠進行基本的網(wǎng)絡設備配置與調(diào)試、IP編制方案的制訂。

（2）路由和交換基礎，主要內(nèi)容包括各種特性的原理與配置實現(xiàn)，如交換機原理、安全、VLAN，路由概念、靜態(tài)路由、動態(tài)路由，訪問控制列表及地址轉換等重要應用。通過本部分的學習，能夠在IPv4或者IPv6網(wǎng)絡環(huán)境下，完成網(wǎng)絡設備的配置與排錯，解決交換或者路由相關的常見問題。

（3）擴展網(wǎng)絡，主要內(nèi)容包括LAN冗余與聚合、無線LAN、OSPF與EIGRP的高級特性及故障排除，并引入設計高性能網(wǎng)絡所需要的層次設計模型等策略。通過本部分的學習，掌握在實際的網(wǎng)絡場景中解決STP、EIGRP等高級復雜特性的基本技能，并初步了解網(wǎng)絡設計的基本理念。

（4）連接網(wǎng)絡,主要內(nèi)容包括分層的網(wǎng)絡設計模型、在復雜網(wǎng)絡中所需要的WAN技術和網(wǎng)絡服務以及進行網(wǎng)絡故障排除的文檔、方法、工具、癥狀。通過本部分的學習，在構建網(wǎng)絡時能夠正確選擇網(wǎng)絡設備及所采用的WAN技術，熟悉并解決與數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議相關的常見問題，初步掌握復雜網(wǎng)絡環(huán)境下如VPN等安全措施的實現(xiàn)。

2 教師實踐能力培養(yǎng)

2.1 師資培訓

思科網(wǎng)院目前提供ITE（IT基礎課程）、CCNA、CCNA Security和CCNP等方面的課程。其中以CCNA開課頻率最高，是目前諸多課程中的首選課程。為了保證思科網(wǎng)院CCNA課程在各高校的專業(yè)教學中得到切實實施，同時把最新的網(wǎng)絡技術及時傳播給專業(yè)教師，CCNA課程體系被分成兩個部分，即網(wǎng)絡簡介與路由，交換基礎、連接網(wǎng)絡與擴展網(wǎng)絡，每一部分由通過嚴格考核的思科網(wǎng)院ITC講師對各高校的專業(yè)教師現(xiàn)場授課，共10天。這些講師都有著扎實的理論基礎和豐富的實踐經(jīng)驗，通過思科網(wǎng)院項目提供的理論內(nèi)容、實驗手冊、模擬軟件，引導參加培訓的專業(yè)教師從實際問題出發(fā)，利用從課程中學到的理論知識與實踐技能嘗試分析、解決網(wǎng)絡中的各種實際問題，這也是目前日趨復雜的網(wǎng)絡環(huán)境對網(wǎng)絡工程師的基本要求。除此之外，為了使網(wǎng)院的老師們能夠及時了解最新的網(wǎng)絡技術和思科網(wǎng)院的各項活動，思科網(wǎng)院有專門的技術團隊每月通過在線交流活動給予支持，對熱門內(nèi)容、教學難點不定期組織專題進行講解和討論。同時，由思科網(wǎng)院理事會牽頭成立的QQ群、微信群，也成為全國各個院校的老師互相交流、互相幫助的平臺。

以上環(huán)節(jié)的開展，使得教師在親自授課前，能夠系統(tǒng)、全面地了解并掌握CCNA內(nèi)容，并通過真實的實驗環(huán)節(jié)提升自身的實踐能力，尤其是對于之前網(wǎng)絡基礎比較薄弱的教師會有較大的促進作用。

2.2 校內(nèi)實踐教學

思科網(wǎng)院CCNA第1—4學期的課程較好地覆蓋了我校網(wǎng)絡工程專業(yè)網(wǎng)絡設計與集成方向——計算機網(wǎng)絡原理、組網(wǎng)工程、網(wǎng)絡規(guī)劃與設計等3門核心課程的大部分內(nèi)容。通過對CCNA課程以及3門專業(yè)課程的分析和比對，完成網(wǎng)絡工程專業(yè)課程與思科網(wǎng)絡技術學院CCNA課程的對接。

CCNA第1學期內(nèi)容與《計算機網(wǎng)絡(第5版)》基本對應，闡述基本網(wǎng)絡原理和機制時，在Web課件中引入了豐富的flash動畫演示，并使用Packet Tracer單機版模擬軟件完成實驗過程，豐富了教學手段和課堂內(nèi)涵。但是，考慮到考研指定教材的因素，計算機網(wǎng)絡原理還是以《計算機網(wǎng)絡(第5版)》為根本，但是針對一部分重點難點內(nèi)容，改變以往純理論教學的模式，在課堂教學環(huán)節(jié)直接通過動畫、實驗演示，基于理論知識點的應用場景以案例方式實施教學過程，提高了學生的學習興趣和課堂效果。同時，為后續(xù)的網(wǎng)絡協(xié)議分析實驗課程，打下良好的基礎。

組網(wǎng)工程的主要內(nèi)容為交換機和路由器的配置，理論課程以講述為主，配以Packet Tracer案例作為演示，實驗環(huán)境為42節(jié)點的銳捷設備。課堂教學采用CCNA第2、3學期內(nèi)容，先組織學生在實際的物理設備上進行操作，之后使用Packet Tracer工具及配套的實驗手冊、實驗文件練習詳細配置過程。網(wǎng)絡規(guī)劃與設計作為選修課程，則選取CCNA第4學期課程的部分內(nèi)容，再結合其他一些工程案例資料，開展此課程的理論與實驗教學工作。

CCNA第1—4學期的內(nèi)容主要培養(yǎng)學生具備安裝、配置、運行中型路由和交換網(wǎng)絡，并進行故障排除的能力，教學特色鮮明，配套資料豐富，理論講解詳細，每章都配有實驗、課堂練習和Packet Tracer實例練習，尤其是Packet Tracer課程項目類資源與校內(nèi)綜合性較強的課程設計環(huán)節(jié)具有較好的一致性，再輔以物理設備的實際操作，對組網(wǎng)工程、網(wǎng)絡規(guī)劃與設計的課程設計教學起到了積極的支撐作用。

以上環(huán)節(jié)的開展，使得教師能夠在教學過程中，充分利用Packet Tracer支持的實驗資源與現(xiàn)有硬件設備結合，極大地提高校內(nèi)實踐教學的效率和效果。

2.3 校外項目實戰(zhàn)

除了課堂教學的理論與實踐培訓外，思科網(wǎng)院還為高校教師提供了實踐指導師課程，即項目實戰(zhàn)混合教基礎班。培訓分為項目基礎知識在線培訓及線下集中實訓兩個部分。其中項目基礎知識在線培訓基于思科WebEx系統(tǒng)上進行，線下集中實訓在“思科實踐與創(chuàng)新中心”舉行。培訓的網(wǎng)絡實戰(zhàn)內(nèi)容以某銀行分行網(wǎng)絡建設為項目導向，構建緊密圍繞啟動、計劃、執(zhí)行、結束為關鍵環(huán)節(jié)的項目實施周期的案例實踐教學。實現(xiàn)在項目中學習、實踐、反思的過程，促進學以致用，將理論知識轉化為實踐技能，提高專業(yè)教師的綜合實戰(zhàn)能力。

以上環(huán)節(jié)的開展，把專業(yè)教師置身于一個真實的企業(yè)項目環(huán)境中，全程的指導老師均來自于一線工程師，這樣的鍛煉機會恰恰是高校教師在提升實踐能力過程中，在校內(nèi)校外所缺少而又是必需的。

2.4 其他環(huán)節(jié)

思科公司每年組織“思科網(wǎng)院杯”大學生網(wǎng)絡技術大賽CCNA賽項的比賽，檢驗、激勵大學生學習網(wǎng)絡技術的熱情，這也要求專業(yè)老師在完成基本教學任務的同時，必須能夠站在更高的專業(yè)技術高度，對參加比賽的學生給予指導。

部分學生通過前期的學習，明確把網(wǎng)絡技術作為自己以后就業(yè)的方向，或者參加CCNA的認證考試，這樣就要求專業(yè)教師在課堂講解技術知識的同時，能夠對CCNA的認證體系、要求及內(nèi)容有所了解，才能夠給予學生專業(yè)的建議。部分老師利用業(yè)余時間，考取了CCNA甚至是CCNP、CCIE的認證，這是對自身技術水平、實踐能力的極大促進。當這部分教師預想進入相關領域進行工程實踐時，這些認證對于企業(yè)有著較好的認可度。

通過競賽、認證、實踐等校外活動，教師會獲得一些與對口企業(yè)接觸的機會。通過與企業(yè)的交流，專業(yè)教師能夠更加深入地了解企業(yè)用人的技術需求，主動跟蹤行業(yè)發(fā)展動態(tài)，從而不斷發(fā)現(xiàn)并彌補自身在實踐能力方面的差距，并發(fā)過來用于教學。這些工作的開展，對于提供學生的就業(yè)競爭力、創(chuàng)造就業(yè)與實習機會，具有重要意義。

3 結 語

網(wǎng)絡工程專業(yè)教師的實踐能力在思科網(wǎng)院項目的課程實施中得以提升，教師素質的養(yǎng)成必然保證專業(yè)課程與實踐教學得以高質量完成，推動高素質應用型人才的培養(yǎng)。由此可見，教師實踐能力的獲得不能僅停留在課堂與校內(nèi)，唯有不斷追蹤本學科技術發(fā)展的前沿，緊密結合企業(yè)的發(fā)展需求，在與企業(yè)資源與實踐機會的對接中才能不斷促進教師自身的發(fā)展，從而適應當前教育對于教師工程背景的要求。

[1]丁桂芝. CDIO12個標準本土化應用專題之九本土化應用標準9: 提高教師的工程實踐能力[J]. 計算機教育, 2013(1): 101-108.

[2]教育部高等學校計算機科學與技術教學指導委員會.高等學校網(wǎng)絡工程專業(yè)規(guī)范[M]. 北京: 高等教育出版社, 2016.

[3]吳潔. 淺析新建應用型本科院校青年教師實踐能力提升研究[J].高教學刊, 2016(10): 195-198.

[4]中國思科網(wǎng)絡技術學院理事會.項目背景[EB/OL]. [2016-04-04]. http://www.catc.edu.cn/sikewangyuan/project_background.

[5]Cisco Networking Academy. Course summary[EB/OL]. [2016-09-16]. https://www.netacad.com/courses/ccna.

[6]徐明, 曹介南. 高等學校網(wǎng)絡工程專業(yè)培養(yǎng)方案[M]. 北京: 清華大學出版社, 2011.

[7]思科系統(tǒng)公司. 思科網(wǎng)絡技術學院教程[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2014.