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关键词:网络工程;实践教学体系;课程实验;课程设计;实训
中图分类号:TE82-4 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 21-0000-02
随着科学技术的发展,社会的进步,企业对人才的要求也在不断变化,因此,大学本科教育应从精英教育逐步转向大众教育,从“理论型”转向“应用创新型”人才培养,根据对IT市场对网络工程专业人才的需求调研以及对网络工程专业实践教学环节进行的反复论证,设计了网络工程实践课程与教学内容,制定了相应的实践环节教学体系。
1 网络工程专业实践体系的建设思路
网络工程专业在2012年教育部新专业目录中已被确定为一级学科,根据国家科技发展战略及我校对网络工程专业人才培养的定位和要求,以及网络工程专业对实践要求相对较多,因此,将网络工程专业人才培养目标定位于“应用创新型”。应用创新主要体现在教会学生如何将网络工程的基本理论和原理应用到工程实践中,人才培养的实践环节侧重于培养学生的实践动手能力及工程能力。网络工程专业学生除掌握必备的理论知识,更需具有较强的工程技能,在校期间较为完善的工程实践训练,使得网络工程专业毕业生的就业可以是网络工程的规划设计、建设、管理和维护;网络安全系统的设计等多领域、多行业。
目前,我国高等教育人才培养方案大多主要由普通教育(又称通识教育)、专业基础教育、专业教育(通常包括专业必修课、专业方向选修课及专业任选课)等组成。在人才培养方案制定的总体原则和框架指导下,制定了网络工程专业的人才培养方案,其中实践教学环节的比例达到了40%以上,为了达到实践教学的效果,精心设计了实践教学体系,制定了实践教学四年不断线的主体思路,结合网络工程专业实践性较强的特点及社会对网络工程专业人才的要求,认真研究并改革课程内实验教学的实验内容、实验方法及实验手段,适当增加综合性、设计性及创新性实验的比例,加强学生实验创新能力的培养和训练;对专业基础课、专业课的课程设计及毕业设计(或论文)的选题方式、选题范围等充分与生产、科研及社会实际相结合,真正做到题目来源于实际,最后再应用到实际中;每个暑假设置为工作学期,从大一到大三的三个工作学期,对学生安排适当的社会实践任务,大一的工作学期通常安排学生到IT企业或市场进行调研,完成调研报告,主要了解目前网络工程相关的产品行情及IT行业对网络工程专业人才的要求;大二的工作学期安排学生到IT相关企业进行认识实习,对专业有整体和初步的认识;大三的工作学期主要安排学生到IT企业完成与专业相关的工作,进入顶岗实习阶段,使学生体会到:什么是工作、自己目前对社会能做什么贡献等,使学生更加明确学习的目标和存在的不足,以便更好地完成大四的收尾学习。
网络工程专业的实践教学是本专业人才培养的重要组成部分,是理论教学的必要补充及延伸,也是学生将所学的专业理论知识与实践相结合的重要手段和必不可少的重要过程,更是校企联合实践基地建设的一个重要环节。
2 网络工程专业实践体系的具体内容
从课程体系来看,网络工程专业的实践课程体系主要包括课程实践技能培养、专业实践技能培养和专业综合能力培养三个部分,每个部分下面都含有若干实践环节。网络工程专业实践课程体系总体框架如图1所示。
2.1 基础实践技能培养:(1)专业基础课程内实验。专业基础课程内实验主要以辅助专业基础理论课程教学为目的,使学生更深层次地理解所学课程的理论知识,并能有一定应用创新。实验主要分为验证性实验、设计性实验、综合性实验及创新性实验等,主要完成网络工程专业基本的实践技能培养。(2)专业基础课的课程设计。专业基础课的课程设计主要目的是帮助学生理解、掌握、应用课程中所学的知识,综合运用所学知识解决一定的实际问题,课程设计选题以实际应用为主,提高学生应用创新能力。
2.2 专业实践技能培养。主要针对网络工程专业实践性较强的特点,从体系上划分为专业课程内实验、课程设计、实习实训、专业认证培训、综合训练等五大模块。网络工程专业实践教学体系五大模块的具体内容如图2所示。
(1)课程内实验:涉及课程内包含实验的课程主要有软件设计基础、C++程序设计、面向对象程序设计、数据结构、数字电子与数字逻辑、计算机硬件基础、操作系统原理、计算机网络、数据库原理及应用、ORACLE数据库、计算机网络编程、广域网及接入网技术、网络安全、网络管理、网络协议、Linux系统管理与应用等。(2)课程设计:安排的课程设计主要有数据结构课程设计、面向对向程序设计课程设计、数据库原理及应用课程设计、广域网及接入网技术课程设计、计算机网络编程课程设计、网络协议课程设计、网络安全课程设计、网络工程课程设计。(3)实习:认识实习(科技方法训练)、生产实习(网络工程项目实践)(包括校园网维护实习、网络施工实习等)、毕业实习。(4)实训:安排二个较为集中的实训,大型网络工程项目综合实训和工作学期(顶岗实习)。大型网络工程项目综合实训安排在第7学期,主要完成校企合作教育,由学校与企业共同完成培养方案,针对不同的学生给出较为个性的培养方案,以期使学生毕业后能尽快适应工作岗位。工作学期(顶岗实习)主要安排在大三的暑期,一般为期3个月左右,也是与企业合作,安排学生到企业一线去工作,把在校所学的理论知识和实践知识应用到企业,到企业解决实践问题,同时找出自身的不足和欠缺,以利最后一年的学习提升。(5)专业认证培训:主要与H3C、思科、红帽等合作,目前已成立了H3C网络学院、红帽学院等,在校期间完成H3C的H3CNE、H3CSE认证教育,思科的CCNA、CCNP认证教育、红帽的RHCSA、RHCE认证教育,鼓励学生通过考试获取1-2个专业资格认证证书,以拓宽就业面,提高就业层次。(6)毕业设计:毕业设计是大学生涯的最后环节,是检验学生对大学四年所学知识的综合应用能力和水平,为今后走上工作岗位做好必要的准备。
3 网络工程专业实践体系的实施与保障
3.1 实验室的建设。学院网络工程专业实验室目前主要有软件实验室(主要完成程序设计、数据库实验、计算机硬件实验、网络安全实验模拟、网络管理实验等)、H3C实验室(主要完成网络搭建、网络配置、网络工程、综合布线实验等实验)、网络协议实验室(主要完成TCP/IP协议族的相关实验)等,信息安全实验室(主要完成信息安全实验)。(1)软件实验室。设有4个软件实验室(与软件学院的软件工程专业共同使用),每个实验室由60台计算机组成,每次实验可容纳60名学生,可以完成软件程序设计类实验、网络安全模拟、网络管理、Linux系统实验等。实验室配置了实验管理平台,学生通过访问控制管理服务器可对教师提问、提交作业等,教师可对学生的实验过程进行监控和管理。(2)H3C实验室。H3C实验室有10组实验设备,每组由2-4台路由器、4-5台交换机和6台计算机组成,每组6名学生,每次实验可容纳60名学生,可以完成中小型网络设计、局域网技术、广域网及接入技术、网络工程、网络规划与设计、网络工程项目实训、毕业设计等教学任务。(3)网络协议实验室。网络协议实验室由1套主控设备和60个节点组成,每6个节点组成一组,共有10组,可同时容纳60人完成实验。网络协议实验室主要承担TCP/IP协议族的网络协议实验和部分网络管理实验,该实验室可完成40多个网络协议实验。同时,实验室配置了网络协议的综合实验管理平台,学生通过实验管理平台可对本组网络设备进行配置,无须手工插拔线缆即可灵活变换网络拓扑结构,从而保证了网络设备端口的使用寿命。
3.2 实践基地的建设。实践基地建设分校内和校外两部分,校内实践基地有学院实验室,主要开展校园网络的维护、管理和应用实习教学。目前已建立了17家校外实践基地,学生在各校外实践基地主要完成认识实习、生产实习、工作学期(每年暑假学生进入企业的工作学期)、网络工程项目实训等教学任务。
3.3 实训基地的建设。软件学院与东软集团、大连华信、大连中软、大连海辉、北京金源万博、沈阳东鹏电子、北京亚思晟、北京亚嵌、ORACLE中国公司、无锡NIIT等公司签订了实训基地协议,学生在这些校外合作的公司里可完成网络规划、设计与集成、网络应用软件的开发、网络设备的管理、网络的运行与维护等方面的实训工作。从网络工程专业2006级学生开始已完成了4届学生的网络工程综合实习、实训任务,并取得了良好的实习、实训效果。
3.4 专业认证教育。根据目前企业对学生要求毕业即能上岗的需求,国内IT类的资格认证较大幅度地增加了对实践能力的考核,而用人企业对具有专业认证证书的学生也给予优先录用,因此,在专业教育的同时,也引导学生有针对性地参加一些专业认证方面的培训,既可提高学生实践能力,同时又通过认证考试获取资格认证证书,为将来就业提供更多、更好的机会。软件学院网络工程专业已开展了H3CNE、H3CSE、CCNA、RHCSA、RHCE、网络设计师(国家软考)等相关认证教育,并已有100多名学生取得了专业认证资格,拓宽了学生的就业面,提高了他们的初次就业层次。
3.5 师资队伍的建设。“青出于蓝而胜于蓝”,学生的能力来源于教师,将来胜于教师。但如果我们的教师工程实践能力弱,又如何能培养出学生的较强的实践能力。因此,师资队伍的建设是第一步。(1)加强师资培训。每年的寒暑假,我们都会派出2-4名青年教师到其他高校或IT企业参加实践教学研讨、会议、课程培训等活动,目的是提高教师的实践能力。鼓励教师积极参加各种认证考试,目前部分教师已获得了H3CNE、H3CSE、RHCSA、RHCE等专业认证证书,对实践教学的开展起到了示范作用。(2)鼓励教师将科研融入教学。教师将自身的科研项目纳入到教学中,既可以增加学生学习知识的热情和积极性,也可以使学生能紧跟专业学科的前沿和社会的发展。目前,软件学院网络工程系已组建了网络架构、网络协议安全、无线网络、信息安全等科研小组,学生也成立了网络技术协会,积极组织学生参与到教师的科研工作中,以科研促进教学。
3.6 实验室的开放。因为学生对课堂所授知识的理解能力各不相同,有些学生在实验课上可能无法完成全部实验,而且教学安排的实验学时也很有限,因此为了更好地完成网络工程专业实践教学且兼顾所有学生的学习,同时给学生提供一个宽松、良好的实验环境,除必要的正常教学外,学院各个实验室全部对学生开放,学生可利用课余时间继续完成课内、外的实验,鼓励尝试创新性实验。
4 网络工程专业实践教学体系的特点
4.1 逐级强化的实践教学模式。网络工程专业以注重基础理论、强调综合实践能力为办学理念,实践教学模式采用“理论、实验、课程设计、实习、实训、毕业设计”等逐级强化方式。
4.2 提高校内外资源利用率。尽量在学院内的实验室和实验设备上完成课程内实验、中小企业网络的模拟建设(含着网络的规划、设计、实施、维护、管理和应用软件的开发等)。到东软集团、同方股份等校外知名的IT企业联合建立的实习实训基地完成专业基础理论知识与工程实践的紧密结合。
4.3 提高课外时间和资源利用率。网络工程专业实践性较强,如果没有充足的实践保障,很难取得较好的成效。学生的应用创新能力、实践能力的培养仅靠教学计划学时内的实验、课程设计等环节无法满足要求,因此,学院尽一切可能为学生提供良好的条件,教师通过给学生布置具有一定难度的作业和任务,积极引导、强化学生将课外时间更多地花到实验室中,在实验中寻找学习的乐趣,在实验中收获学习的成果。
4.4 充分体现实践教学体系的层次和模块。网络工程专业的实践教学体系划分基础课、专业基础课、专业课、专业选修课等多个层次和模块。而且每门课程的实验都包括验证性实验、设计性实验、综合性实验等,对于实践要求较强的课程采用实验与课程设计联合的方式完成。为了锻炼学生综合运用知识的能力,给出了“网络工程综合课程设计”,该课程设计涉及到计算机网络、局域网技术、广域网及接入网技术、网络管理、网络安全、网络工程、计算机网络编程等多门课程所讲授的知识,可以用它来检验学生的综合能力和水平。这样可以使我们的毕业生在今后能够根据不同类型用户的需要,可从事网络工程的规划、设计、开发;开发基于网络的计算机软件;从事信息网络安全工程的设计和维护等。
5 结语
针对网络工程专业实践性较强的特点,根据企业、行业对人才需求的要求,构建了网络工程专业由课程内实验、课程设计、实习、实训、毕业设计等环节的实践教学体系,并建设了相关的实验室和实习、实训基地,在4届网络工程专业学生实践中取得了较好的实践效果。在今后的网络工程专业教学实践与改革中,将主要从以下几个方面加强实践教学体系的建设:(1)组建新的实验室,如信息安全、无线网络技术、网络工程综合实训等实验室;(2)选取部分具有前后相关性的、实践性较强的课程进行一体化实践教学,如计算机网络、网络协议、网络工程等课程可以进行联合实践教学,重新整合实验部分,授课在实验室完成,边讲边练、讲练结合,最后到企业实施检验教学效果;(3)进一步加强、拓宽校企合作教育实践基地的建设,提高校企合作教育层次,探讨校企合作教育的深度和广度,为培养“卓越工程师”做准备。
参考文献:
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[4]袁志祥,秦锋,郑啸,程泽凯,赵娟.网络工程专业人才培养与教学模式改革研究.计算机教育.2010(5)
[作者简介]
专业基础课程的设置体现了学科之间的交叉与融合,使学生能够具备扎实的数理基础、计算机基础、较强的逻辑思维能力。专业必修课程涉及到网络工程专业必修的一些核心课程,能够培养学生良好的专业意识,为分方向教学打下坚实的基础。专业限选课程按照专业方向分别进行设置。一般来说,网络工程专业有以下五个人才培养目标:(1)网络硬件设备的设计与开发;(2)网络协议的设计与实现;(3)网络应用系统的设计与开发;(4)网络工程设计、规划与实施;(5)网络系统的管理、维护与评估。其中(1)、(2)培养科学研究型人才,(3)、(4)培养工程型人才,(5)培养则应用型人才。【2】作为新升本科院校,其中的部分方向,我们不具备相应的实验条件、师资力量,并且根据我省经济社会的发展状况,省内对网络工程人才的需求,最终我们开设了“网络应用与开发”与“网络设计与管理”两个方向,学生可任选其中一个方向,完成该方向所要求的所有课程,获得网络设计、部署与管理能力或网络应用系统的设计与开发能力,最终成为“工程应用型”的人才。专业任选课程是专业课程的补充和延伸,通过专业任选课程的学习,可以拓宽学生的知识面同时培养学生自主学习的意识。
长久以来,计算机及类似专业教学均存在“重理论轻实践”的通病,这对我们培养工程应用型人才是极为不利的,如何更好地将理论与实践相结合,培养学生的动手能力、创新意识,实现从理论到实践,从知识到能力,从抽象到具体的飞跃是我们必须解决的问题。根据专业培养目标、社会需求及本校实际条件,围绕理论课程,构建了一套以课程实验为基础、课程设计做提高、毕业设计做综合,创新实践为补充的多层次实践教学体系。课程实验大部分专业课程设置了课程实验。在培养“工程应用型”人才目标的指导下,为了增强学生的实际操作能力,将尽量设置独立的实验课程;加大课内实验学时;改革实验内容,减少验证型实验,增加设计型、综合型实验。通过以上方法,使学生进一步巩固课堂所学理论知识,提高实际动手能力。课程设计课程设计包括:程序设计课程设计、数据结构课程设计、以及网络应用与开发方向上的Web综合开发课程设计和网络设计与管理方向上的网络系统集成课程设计。课程设计是学生学习完一门课程或若干门课程后,对所学知识的全面总结和综合应用,这也是学生第一次较为全面的、规范的进行设计训练。在课程设计的过程中,以案例法驱动教学,用实际例子引导学生分析问题、解决问题,提高自我学习的意识和能力。通过课程设计,使学生能够得到充分的工程训练,巩固相关课程的理论知识,掌握解决实际问题的方法和手段、初步具有查阅文献以及撰写设计报告的能力。
为了能够让学生适应学校和工作单位的差异,将掌握的知识尽快应用在工作岗位上,我们采用了以下几种方法:1)减少模拟毕业设计,要求教师将科研项目分解,作为学生毕业设计选题,使学生能够在实际工程背景下进行毕业设计;2)充分利用校内资源,与学校内部网络中心和图书馆加强联系与合作,每年安排部分学生到两部门进行毕业实习及毕业设计,既能帮助两部门处理一些力所能及的工作,又能让学生在完成毕业设计的过程中得到锻炼。3)与本地一定规模的网络技术公司或企事业单位进行合作,建立校外实习基地,输出学生进行实习实训,由公司技术人员与学校老师联合指导学生的毕业设计,让学生解决实际问题,提高就业能力。4)鼓励已签约学生去单位进行毕业设计,结合单位背景,自行选择毕业设计题目,这样的模式,有利于学生尽快适应企业文化,培养专业意识。创新实践创新能力的培养需要丰富多彩的创新实践活动,我们通过设置创新学分的形式要求学生参与创新实践活动,只有获得一定的创新学分才能顺利毕业。具体创新实践活动包括:参加各级各类的科技竞赛;参加各种网络认证考试;参加教师的科研团队;参与学术讲座;参加院级科研兴趣小组;自主创业等等。通过创新学分促使学生参加活动,通过参加活动让学生找到自己的专业方向,培养自己的专业兴趣,从而更加主动参加创新实践活动,形成良性循环,从而促进学生综合素质和创新能力的提高。
西部地方高校不能照搬发达地区高校网络工程专业建设的已有模式,应结合当地社会需求,建设具有本地特色的网络工程专业。该文根据实际情况,对网络工程专业课程体系建设模式进行了探讨,今后将不断发现问题,总结、调整、优化,做更进一步的探索。
作者:苏文莉 叶晟 单位:遵义师范学院
课程体系是专业培养方案的核心内容,是培养目标的具体体现,很大程度上决定了学生的知识结构。按照学校整体的人才培养特色,结合学院目前的学科发展状况,按照“宽口径、厚基础、重实践、有特色”的培养原则,在课程设置方面认真考虑了以下几点:(1)由于网络工程是多学科交叉融合的新兴专业,因此,在计算机科学技术、数字通信技术、信息处理等方向上,设置了对应的专业核心基础课程,以提高学生的适应性。(2)课程设置强调了公共基础和学科基础的重要性,对重要的基础课程给予了充足的学时。(3)将方向的选修课程分为网络规划设计及管理、网络信息处理两部分,以适应社会对网络工程专门人才的需求。网络工程专业课程体系如表1。作为工科专业,公共基础课程的设置与其它工科专业类似,开设大学英语、数理、政治理论基础和计算机基础等课程。学科基础课程除了电类基础和计算机软硬件系统基础外,增加了网络工程导论、计算机网络和数字通信原理等课程,以补充学生在数字通信领域上的基础知识,为进一步学习网络工程的后继课程打下良好的基础。针对网络规划设计方向,在专业主干课和专业选修课中设置了现代通信技术、网络操作系统、网络规划设计、现代网络技术、网络系统集成、网络设备等课程,以培养学生在网络组网和网络规划设计方面的能力;针对网络信息处理方向则设置了网络编程、网络协议、网络互联技术、Linux系统管理、Linux程序设计、Java程序设计等课程,以培养学生在网络应用程序设计与开发方面的能力。
课程内实验所有的学科基础课程、专业主干课程和专业选修课程都设置了一定比例的实验,课程内实验以加深、巩固对基本原理的理解和掌握。课程内实验以实验项目的形式来组织,每个实验项目占2学时或4学时,实验项目分为基础性实验项目、设计性实验项目或综合性实验项目,一般设计性或综合性实验项目的学时数占课程内实验学时的30%~40%。基础性实验项目主要是对课程所涉及到的基本原理与过程、基本方法进行实验验证,以消除学生对课程基本原理理解上的抽象性和神秘感。综合性实验项目以基础性实验项目的掌握为基础,综合运用课程涉及到的知识,以增强学生对课程基本原理的掌握并融会贯通,适用于数字通信原理、网络操作系统、网络规划设计、现代网络技术、网络系统集成、网络设备等课程学习过程中进行,为后继的综合课程设计打下基础。设计性实验项目也是以基础性实验项目的掌握为基础,提出实验任务与要求,由学生自主设计完成实验任务的方案、实验步骤和方法,适用于程序设计、计算机网络、网络编程、网络协议、数据库系统原理等课程学习过程中。通过设计类实验项目的锻炼,学生可以初步了解网络应用系统开发的思路,掌握网络程序设计的基本方法,培养学生的创新能力。
综合课程设计综合性的课程设计是一个重要的实践环节,其目的是进一步培养学生理论联系实际的能力和专业知识综合运用的能力。从第四学期开始至第七学期,开设了基础软件综合设计、基础硬件综合设计、网络工程综合设计、网络通信综合设计、网络应用综合设计等综合课程设计。每个综合课程设计集中安排在学期末,占2周时间,为了更好满足学生的兴趣,采用教师给出多个设计题目供学生选择这种双向选择的方式。同时要求课程设计指导教师的最多指导学生的人数不能超过30人,以保证教师对学生的指导效果。为培养学生的论文书写能力,要求学生书写完整的综合设计报告,包括课题背景、设计简介及设计方案论述、详细设计、设计结果及分析、总结等内容;为保证综合设计的质量,安排了综合设计答辩环节,答辩中由学生先对设计的内容进行阐述和演示,然后答辩教师针对设计内容随机提问,以考察设计完成情况。综合设计成绩评判由平时表现、完成情况、报告质量和答辩情况等内容按照一定比例组成,能比较客观地评价学生完成综合设计质量。
摘 要:文章探讨网络工程专业实践教学环节的建设。以鲁东大学的网络工程专业为例,介绍初见成效的实践教学内容体系、实践教学的手段与形式、实践教学过程的实验室建设、师资队伍建设等应解决的问题,最后对下一步工作作出规划。
关键词:网络工程;实践教学环节;创新能力
作者简介:李阿丽,女,讲师,研究方向为计算机网络;邹海林,男,教授,研究方向为图像处理与模式识别。
当前的高等教育必须把加强学生能力培养放到首位,努力提高学生的就业竞争力。网络工程专业培养的是社会上急需的网络人才,更应着重培养学生对网络技术的理解能力、设计能力、操作能力、应用能力和创新能力。只有这样,才能适应社会需求,为我国的信息产业培养出合格的人才[1]。实践教学环节对于培养学生的实践和创新能力起着关键的作用。为了全面提高学生的实践和创新能力,提高学生的就业能力,我院近几年来在实践教学环节上进行了深入研究改革,采取了一系列措施,取得了一定的成果。
1 网络工程专业培养目标
鲁东大学信息科学与工程学院从2004年起开设了网络工程本科专业。我院将网络工程本科专业的培养目标定义为“具有较为扎实的专业基础知识,系统地掌握计算机网络的基本理论和网络工程的实用技术,具有较强创新意识和实践能力的知识面较宽、综合素质较高的适应区域经济社会发展需要的高级应用型人才。毕业后可在科研、教育、企事业、技术和行政管理等部门从事计算机网络工程方面的应用研究、技术开发和经营管理等工作”。我们培养的网络工程专业的学生一方面要求具有计算机科学与技术学科的基本知识;另一方面具有网络工程的实用技术,使我们的毕业生将来可以从事软件开发、网络系统的规划设计、建设、管理和维护,为将来进一步深造打下坚实的基础。我们以此培养目标为指导思想,充分重视实践教学环节。在实践教学中,既重视学生的计算机科学与技术学科的基本知识的传授,又重视网络工程的实用技术的专门深入讲解。
2 网络工程专业实践教学内容体系
目前我院网络工程专业实践教学内容体系包括两大部分。
1) 学科实践技能。学科基础实验及综合设计――帮助学生完成基本的学科实践技能,所涉及到的课程有计算机科学导论、高级语言程序设计、电路与电子学、数据结构等。
2) 专业实践技能。包括专业平台实验及课程设计――帮助学生完成专业实践技能。所涉及到的课程有计算机组成原理、操作系统、计算机网络、数据库原理、高级计算机网络、面向对象程序设计、毕业设计、专业实习等。
从课程形式上来看,可划分为以下几个系列。
1) 对大多数课程增加实验课,目前已经开设实验课的课程有计算机科学导论、高级语言程序设计、电路与电子学、数据结构、计算机组成原理、操作系统、计算机网络、高级计算机网络、TCP/IP协议分析、网络安全、网络操作系统、网络数据库、计算机组网、网络编程。
2) 实验内容注重学生创新能力的培养。以往一些课程设计的实验内容主要是验证性实验,实验的设计比较简单,与实际工程有一定的差异,学生缺乏主动思考的空间,不利于学生分析和解决问题能力的培养,更奢谈创新能力的培养。针对这一现象,我们增加了许多综合性和设计性实验,开出率达到90%以上,在一定程度上提高了学生独立思考的能力。
3) 对部分课程增加课程设计。如计算机网络和高级计算机网络,课程设计的题目多样化,有网络工程配置方面的,有的侧重于底层编程,有的侧重应用编程,有的侧重系统开发。
4) 增加培训环节。培训内容较课堂内容有较大的延伸,学生可以根据自己的兴趣选择参加培训。
5) 加强实习环节。对于网络工程专业的学生实践能力的培养,仅仅靠计划内的实验、课程设计是不够的,学生必须在课堂外花更多的时间进行编程能力和实践能力的训练。针对该专业,我们充分重视实习环节,通过学风建设和专业建设狠抓学生课堂外的实践环节学习,采取一系列措施,保证实习环节的质量。
在课程与学时数上,以学科基础建立学科基础平台课,以专业核心课和专业方向设立专业课,并辅以选修课作为专业课程的补充。在课程性质上,属于核心或主流技术领域的教学内容,采用必修课;属于新兴技术领域的内容,采用选修课。
3 网络工程专业实践教学的手段与形式
实践教学对学生能力的培养有重要作用,是整个教学工作的重要组成部分,是对理论教学的验证、丰富和扩展。为此,经过网络工程教研室长期的探讨,我们采取了一系列保障措施,如改革实验课授课方式,举办网络工程师讲座,开放实验室,成立科技创新小组等,保证了实践教学的顺利进行。
1) 实验课授课方式。
为了避免了以往学生数太多,老师指导不过来的现象发生,实验授课采用小班授课制,老师对学生逐个指导,及时解决学生的问题。实验授课过程中,由教师先进行讲解,并进行演示。学生分组进行实验,每个实验台指定组长,负责协调整个小组的实验和指导。先前选派能力较强的学生担任,并进行一定的指导,能够承担小组内同学部分问题的指导。
2) 举办网络工程师讲座。
我们举办了网络工程师认证考试专题讲座,给学生介绍华为认证和思科认证的考试内容、考试形式、就业前景,并在教学过程中把常用的一些模拟软件环境也介绍给同学,并利用课余时间组织同学们自学,相互讲解,共同学习,开放实验室,给兴趣小组相应的课题,让他们相互协作完成。
3) 开放实验室。
为了全面利用专业实验室的条件,给学生提供提高实践动手能力的机会,网络工程专业实验室向计算机学院的学生全天免费开放。实验室配备专门的实验指导老师,及时对学生实验中出现的问题进行指导。学生在此可以完成实验课上没有完成的实验任务,另外,实验室还有课外的实验任务,可以有选择地自己去进行实验,随时向老师请教。教学相长,开放式实验室不仅为学生们提供更多的实践机会,让学生更好的掌握和巩固专业知识,提高其动手能力和创新实践能力,同时也可充分发挥广大教师的能动作用,和学生一同探究课题,解决实验中的问题,增强教师的教学效能感。
4) 成立科技创新小组。
为了加强学生的实践能力,活跃学习气氛,我们采取自愿报名的方式,吸收学生到科技小组中来,并积极申报科技创新项目,几年来,多名学生成功申报了校创新基金项目,从而获取了资助资金。这些项目有系统开发方面的,也有网络工程总体设计、配置等,在老师的指导下,学生成功地完成了项目,掌握了项目开发的一些方法,提高了综合应用知识的能力,增加了实践动手能力,为将来的就业和深造打下了坚实的基础。
5) 课程设计和毕业实习全程指导。
课程设计期间,实验室免费开放,老师全天指导,及时解决学生的问题。通过三年的专业学习,安排学生半年的实习周期,到企业中进一步增加自己的实践动力能力。毕业实习由学院专门联系对口的公司企业,为学生定制增强动手能力的项目,由专业教师全程带队指导,最后由公司企业出具实习成绩合格或优秀的证明,实习成绩记入学生的档案。通过采取这一系列的措施,学生思想上足够重视,行动积极,对学过的专业知识有了更充分的理解和掌握。
4 搞好网络工程专业实践教学应解决的几个问题
4.1 实验室建设
学科基础课程可以同其他专业共同使用原有的实验室,完成软件应用和软件设计类实验。此外,还要建立适合教学科研需要的现代化的网络工程专业实验室。专业实验室是保障专业实验的重要条件。专业实验室与传统机房的区别在于专业实验室面向专业课程,而传统机房面向计算机基础教学。专业网络实验室为传授从网络原理到网络实际构建和应用的各类实验而准备的实验室。在专业实验室中可以让学生能清晰地接触到网络布局中的各个环节,学习各种网络模块构建的知识[2]。
1) 网络工程实验室。实验室有8组H3C网络设备,每组有路由器4台、交换机4台(2台二层,二台三层),控制台一个和PC机6台,总共可同时容纳48名同学做实验。实验室承担着网络工程专业和其他计算机专业的计算机网络、数据通信网基础、局域网组网与设计和网络安全等主要的课程的实验教学,并承担着网络工程师培训、毕业设计、创新基金等。
2) IPv6协议分析实验室。网络协议仿真教学系统结合高校教育的实际情况,将网络方面的理论知识通过软件来实现,让学生在实践的过程中更深入地掌握网络方面的基础理论知识本实验室主要完成IPv6的协议分析,该实验室支持吉大中软网络协议仿真教学系统(IPv6 版)。本系统能够使学生清楚理解和掌握网络的内部结构和协议,通过编辑各种协议的数据包深入学习计算机网络的内部原理,同时也可以很好地辅助网络编程的调试。网络协议仿真教学系统作为一门独立的课程体系,以实验为主,强调学生的主动性和设计能力,能够拓宽学生的思路,达到真正的教学互动。
4.2 师资队伍建设
我院重视对师资队伍的培养,全面提高教师的授课能力,并采取了以下措施。
1) 配备科研能力强的教授担任网络工程专业教研室主任,全面负责网络工程专业的培养方案的制订,实践教学改革,不遗漏任何一个值得注意的环节。
2) 采取课程组负责制,每门课程由专门的主讲教师,负责课程的建设、实验课程的指导。由主讲教师负责编写实验指导书,亲自指导学生实验。
3) 对老师定期进行专业培训,一方面派出专业老师到公司企业学习最新的知识,加强网络工程方面的能力,再是请外面的专家到学院进行授课,全面提高教师的编程实践能力。目前,我院有两名老师拿到了华为公司NE和SE的证书。
4) 科研融入教学。在教研室主任的带动下,定期开展科研活动,让老师提高了自己的科研能力,将科研融入教学,让学生能紧跟社会的发展。目前,网络工程教研室在复杂网络和网络安全等研究方向取得了一定的成果,使各位老师提高了自己的科研能力,取得了良好的教学效果[3]。
5) 开展教研活动。网络工程教研室定期开展教研活动,针对以下方面进行探讨:实验内容的更新、实验室建设、培训内容和安排、学生创新项目的申请、课程建设与教材建设等,力求找出目前存在的问题,提出新的改革措施和建议。
6) 注重对青年教师的培养。在学校和学院的帮助下,我们近两年每年派出1~2名教师攻读博士学位。
4.3 教学中的几个问题
1) 注重课堂演示。实验教学过程中为了便于学生理解,要注重实物操作和示范演示,教学过程中边讲边练,讲练结合,提高教学效果。
2) 实验内容的开设要做到以下两点:一是每个实验是独立的,在规定的每次实验的时间内能基本做完;二是每个实验之间又是连续的,每个实验又对应于网络工程实施的相应步骤,从而使所有的实验又构成了一个系统的整体,便于学生对整体内容的把握[4]。
3) 严格实习考核,确保实习质量。实习考核采取实习报告、现场操作、理论考试、设计和答辩等多种形式全面检查,由学校和企业联合考核,不仅要考核学生的素质、能力和水平,而且要考核学生的工作业绩。
5 取得的效果
实践结果表明,该实施方案有利于促进该专业的实践教学环节的实施,能够达到提高教学质量,为社会培养高质量的网络工程技术及网络应用人才的目的。学生普遍反应通过一系列的实践环节,增强了自己的动手能力。一部分同学在考取研究生后,以较强的动手能力,受到导师的青睐。
1) 实验课内容充实,实物演示,激发了学生的学习兴趣,实验成绩大大提高。
2) 从2004级以来,不少同学考取了CCNA和CCNP的思科认证证书,以及华为HCNE和HCSE的认证证书,部分同学考取了CCIE的认证证书,增加了就业机会。
3) 学生的实习成绩优秀率高,受到实习单位的一致好评。
4) 实验室开放,课程设计由老师全程指导,使得学生的课程设计和毕业设计水平高,答辩成绩良好以上的比例增大。
5) 专业实验室的建设提供了良好的实验条件,既满足了学生的实验需求,又让学生了解了最先进的网络技术。
6 结语
总体来说,目前我们在网络工程专业的实践教学中已经取得了一定的成就,针对工科专业的特点,我们采取了一系列提高学生能力的措施,经过几年的努力,学生的就业情况明显好转。将来我们要进一步提高我们的实践教学能力,并已做出以下规划。
1) 积极申办思科或华为网络学院,目前以学院的实验条件申办是完全可以的。网络学院与高等院校在课程建设、师资培训、职业认证等方面开展深入合作。参加网络技术学院项目的学生能够了解网络行业中最新的知识、产品和技术,并学习如何利用其开发出富有创新性的应用,这将帮助推动众多高等院校和职业学院的职业化教育,使学生在走出校门后可以更好地迎接职场中的机遇和挑战。一方面可以让老师获得免费培训的机会;另一方面学生参加相关的认证考试可以获得优惠。
2) 加强校企合作,为学生争取更多的到企业实习的机会。目前我们的实习基地主要是以锻炼学生网络应用编程能力为主,还应该争取更多的网络工程方面的实习基地。这些基地有我们校内没有的资源优势,可以让学生参与网络工程系统的规划、设计和开发,从事相应的网络维护、网络管理和网络应用,参与一些网络施工,增强网络工程方面的能力。
3) 进一步加强实验室的建设。学校重视工科专业的发展和建设,即将为学院启用新的教学实验大楼,将来我们有更好的教学硬件设施。为了进行了进一步的实验室规划,打算构建网络安全实验室,IPv6综合实验室,网络存储实验室,从而建立设备完善,功能全面的实验室。
参考文献:
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[3] 苗凤君,郑秋生,潘磊. 网络工程专业实践环节建设的研究与实践[J]. 计算机教育, 2008(13):83-94.
[4] 卢中宁,邵,史小松. 网络工程专业实践教学的改革[J]. 科技信息,2008(19):186-187.
Construction on Network Engineering Practical Training
LI Ali, ZOU Hailin
(School of Computer Science and Technology, Ludong University, Yantai 264025, China)
关键字:CDIO模式;教学改革;网络工程课程群
1 国内外网络工程专业课程群现状
1.1国外现状
国外普遍采用“宽口大类”专业设置方式,专业划分较粗,无网络工程专业。这反映其本科培养目标是面向较宽的应用领域,有些学校甚至在硕士研究生阶段才明显地体现出专业的差异或偏向。重视基础理论,包括数学基础的培训,重视基本能力的培训(课程设计和实践部分的分量较重;考试所占比例较轻 )。
国外计算机网络相关的课程的开设情况:本科网络课程数量少,授课内容多数属于综合性专业基础课。硕士生网络课程较多,某些学校本科与硕士生课程可共选,本科网络课程属于综合性和基础性课程,硕士生的网络课程较强调计算机网络的不同技术侧面。
1.2国内现状
国内大学在专业设置问题上同时存在“宽口大类”与“窄口小类”划分两种模式,而我国现状是“宽口大类”的“计算机科学与技术”和“窄口小类”的“网络工程专业”并存的局面,不同专业设置思路,对计算机网络技术相关的课程设置必然会不同,差异很大。
国内有网络工程专业的学校,网络工程设置基本分为两大类,一类是设在计算机科学相关学院,另一类是设在通信类相关学院。表1列出国内一些有网络工程专业的学校的情况。
表1 国内开设网络工程专业情况
1.3国内外网络工程专业课程群情况小结
计算机网络技术是源于计算机科学技术和通信技术并涉及多学科而发展起来新兴学科分支,已经很难用计算机科学与技术或通信技术覆盖其技术内涵,从某种意义上讲,已经羽翼丰满,具有相对的独立性。现设置的“网络工程专业”容易误导为“建网专业”,远不能适应培养“计算机网络技术本身和广泛的网络应用”专业人才的需要,宜把它看作一个独立的分支学科或作为“宽口大类”的“计算机网络专业”来探讨和建设。在计算机专业和计算机网络课程的设置上,国外、港台大学较重视实践教学环节,配合课程教学都设置较多的课程设计和实验环节,有利于培养学生分析问题、解决问题的能力,对学生进行素质教育,值得借鉴。
2 网络工程专业课程群建设方案
2.1网络工程专业定位
经过多年的毕业生就业情况跟踪和调研,以及对网络工程专业培养人才的分析,按照2:7:1的比例进行人才培养,即20%的毕业生应该继续深造,攻读研究生;70%的毕业生应该从事与本专业相关的工作;10%的毕业生毕业后从事他(她)喜欢的工作。同时按照网络设备研发,到利用网络设备构建网路,再到在网络上开发相关系统的过程,我们培养相关网络工程师,如图1所示。
图1网络工程专业培养人才定位
针对前面的分析,网络工程培养的目标和定向为:
(1)培养进一步深造的学生,目前网络工程专业的毕业生考研率为10%左右,今后三年考研率要达到20%。(2)针对IT企业,首先针对网络设备研发制造厂商,如:华为、中信、迈普等企业,每年为这些企业输送到这些企业参与研发的在毕业生总数的5%,同时为这些企业输送15%的毕业生到这些企业参与设备测试,成为这些企业的测试工程师。(3)为华为、迈普、锐捷等网络设备厂商提供20%的毕业生,参与这些企业的售前售后服务,成为这些企业的研发测试、销售部门的组网与配置工程师和维护工程师。(4)为各个行业的相关部门培养网络管理技术人员。根据这几年毕业生统计分析,网络工程专业大约有5%左右的毕业生,毕业后到银行、税务、公检法等部门,担任这些部门的网络管理技术人员。(5)每年大约30%的毕业生,到一些IT高新企业和一些事业单位,成为这些企业和部门的网络应用平台的开发人员。
2.2课程群方案设计
2.2.1设计理念
根据工科人才培养注重综合素质,教育模式正朝着综合化和个性化的趋势科学发展,按照CDIO工程教育理念,围绕着学生“成长、成材和成功”的目标,注重培养学生在扎实理论基础上的较为过硬的实践能力和解决问题的思路及方法;注重提高人文素养与科学素养为内涵的学生的综合素质;注重培养学生的技术知识和推理能力,拥有职业能力和正确态度,具备工程技术能力、自主学习能力、“三创(即创意、创新和创业)”能力、组织及协同工作能力、系统调控能力和综合竞争能力为目标,构建适合学生终身发展(学习)的创新人才培养方案。
2.2.2模式设计
我们学校的网络工程专业主要定位在计算机科学大类下的计算机网络应用技术。将网络工程专业分为网络设计与服务和网络应用开发两个方向。同时,在网络设计与服务又按照“网络设备开发”、“网络测试”和“网络系统集成”三条主线培养人才,在网络应用开发方向中又按照“基于.NET方向”和“基于JAVA方向”两条主线培养人才。学生可根据自己的兴趣爱好来选择专业方向和技术主线。其中网络测试方向是国内第一个将网络测试引入本科教学课堂,是第一个和国际知名企业合作开发的专业。
2.2.3优化网络工程专业培养模式
我校的网络工程专业从2008年开始就在准备实施CDIO工程教育模式,2009年正式开始实施。该专业学生的培养立足我国信息产业和计算机科学技术发展的需要,结合创新工程教育的社会需求,通过专业建设与行业应用的紧密结合,在“课堂内 + 课堂外一体化创新环境”中,在真实的“构思设计实现运作(CDIO)”过程的工程背景下,构建分方向培养网络工程应用型人才的CDIO创新工程教育模式。培养的学生具有扎实的理论基础、创新能力、工程技术能力和综合竞争能力,尤其是项目组织、设计、开发和实施能力,以及较强的沟通能力和协调能力。
2.3网络工程课程群建设
2.3.1建设思路
网络工程专业长期以来高度重视教学内容和课程体系的改革。根据学校对本科人才培养的定位,积极摸索高等学校扩招后人才培养的模式。进行课程体系、教学内容、教学方法和教学手段的改革。分模块设置课程,引入新的课程设置理念,明确每个模块的作用,突出不同的方向特色。合理解决课程内容的衔接,将新知识、新技术引入课程教学之中。特别在学生实践能力的培养方面,探索出一套切实可行的办法,将科技大赛、学生创新项目等和学生第二课堂结合起来,将工程理念传授给学生。
2.3.2建设目标
按照“夯实基础、加强动手”的原则,进一步进行课程体系改革。课程体系的改革更有针对性,更适应信息产业、地方经济建设和网络行业的需要;课程内容的改革有利于提高学生对新技术的应用能力和创新能力培养。保持已有的优势和特色,进一步提高教学质量,争取获得更多的教学成果。
课程建设。重点建设“计算机网络”、“网络设备配置与管理”、“《网络服务配置与管理》” “网络系统集成”、 “网络测试技术”和“Web应用开发技术”等课程。
教材建设。出版系列规划教材,已出版的有《网络服务配置与管理》、《网络设备配置与管理技术》、《网络系统集成》、《网络测试技术》。
2.3.3具体措施
(1)优化课程体系。按照“以网络应用为核心,向网络设计与服务和网络应用开发的相应知识点逐步扩张”的一体化课程体系设计原则进行实施。图2为网络工程专业的工程能力培养计划和课程体系鱼骨图。本专业课程体系按照CDIO理念,通过项目将知识、素质和能力结合起来。将CDIO项目按规模和范围划分为三级:一级为包含本专业主要核心课程理论和能力要求的项目;二级为包含一个课程群理论和能力要求的项目;三级为单门课程内为增强该门课程能力与理解而设的项目。如图4所示。
图2 网络工程专业的工程能力培养计划和课程体系鱼骨图
(2)建立“基础综合研究创新”的多层次实验教学体系。
网络工程专业非常重视实践环节的建设,建立完成了“基础综合研究创新”的多层次实验教学体系。建立了以计算机网络、网络设计及系统集成、网络服务配置与管理、网络安全技术、网络存储技术、网络协议与分析和网络测试技术为主线的完整网络设计实验教学内容;建立了以网络应用技术、网络设备配置与管理、网络系统设计、网络测试为主线的完整网络系统应用设计与开发的实验教学内容;并基于这两方面内容建立了多角度、多层次、全方位地体现网络设计与应用的实验教学体系结构。根据不同培养阶段的需求,不同的培养目标采用分层次地对学生进行因材施教并制定了与之对应的实践方案,确保实验室能够在最大程度上发挥作用。
3 结束语
经过两年的改革调整,已经初具成效。现在我校的网络工程专业是四川省省级特色专业,网络测试作为一个方向,创新性的引入教学体系。这两年网络设备生产厂商对网络测试人员需求与日俱增,而国内还没有几所高校开设相关方向的课程,我校网络工程专业与美国SIGMA公司联合在大四学生中培养相关的工程师,受到了企业的好评。目前网络测试人才就业已经远远超过传统的网络集成。美国劳工部统计局2006年报告对美国网络系统与数据通信分析员人员(设计,测试与评估企业信息系统)2004—2014年需求预测结论:相关人才需要量将增加54.6%,在IT行业中人才需求增加比例占第2位。
参考文献:
[1]顾配华,沈民奋等.从CDIO到EIP—CDIO[J].高等工程教育研究,2008.
[2]李飞.结合CDIO工程教育理念构建培养网络工程人才教育平台[J].教育理论与实践,2009(10).
【关键词】物联网 计算机网络工程专业 学科建设
物联网技术在现代信息技术领域有着独特的优势,引领着互联网在新时代的要求下不断进步,高校在建设计算机网络工程专业的时候需要构建符合技术特点的结构体系,在培养人才的道路上既要利用高校的优势学科,又要明确该学科的发展方向。
1网络工程专业设置物联网方向
物联网技术的自身原理和计算机技术有着很大的共通性,这种网络信息系统有着很强的技术基础,并且在融入高校的相关专业时需要充分分析传感器网络技术,这样学生在学习的过程中才能充分了解该技术的技术构成。通过分析高校计算机网络工程专业的现有状况发现该专业课程主要集中在物联网的网络层和应用层,并且该专业有很多的基础知识是适用于物联网技术的,因此在二者的结合过程中还需要增加感知层方面的知识,这样才能使计算机网络工程专业从整体上具有运用物联网技术的可能性。在高校中设置物联网方向并不是要彻底改变该专业的人才培养目标,教师在开展教学的时候可以适当调整具体的内容,这样使二者有效地结合。在高校的网络工程专业中增设物联网方向要充分考虑当地的市场需求,有些高校只是盲目地效仿其他高校的做法,没有结合自身的师资力量和教材的特色,因此在实践过程中很难制定符合标准的专业培养方案。
2利用高校的学科优势培养网络工程人才
不同区域的市场对于网络人才有着不同的要求,学校在开设物联网技术方向的相关课程时需要建立符合技术特点的课程体系,而课程结构的合理性要根据学校的硬件设备和优势专业来判定。和其他的专业方向一样,网络工程专业也要在自身的发展过程中不断创新,教师在教学过程中不仅要加强专业知识的讲解,而且还要创造一定机会让学生进行实践操作,进行专业的实践训练需要学校提供现代化的实验室,通过实践基地的建设可以提高复合型人才的综合素质。在开展评价工作时要根据行业的具体要求进行,很多计算机行业对于人才的个性化特点有很大的要求,因此学校不仅要通过教学优化学生的知识结构,更要使学生在解决专业问题的时候运用创新的思维方式,这样的方式培养出来的毕业生在工作岗位上才能完成行业的操作。高校在运用物联网技术时需要专门教材的配合,建设有自己特色的教材不仅要求发挥专业教师的作用,而且还可以通过和企业开展合作来加强教材的针对性,专业的教材需要将理论知识和实际运用有效结合,这样才能使培养出来的人才符合岗位的要求。
3完善网络工程专业培养目标和课程内容
3.1专业培养目标
高技能人才不仅要有科学的素养,而且还能从事多领域的技术研发工作,这种应用型的人才在很多行业都有很大的需求,比如说在信息产业和轻工行业。高校物联网技术方向的培养目标包括很多方面技术的掌握,不仅包括通信技术和传感技术,还要有技术推广的能力,这种技术的推广主要表现在学生实践能力的提升。衡量该专业能力的标准有很多方面,其中掌握计算机技术和网络工程的理论是最基础的环节,而物联网感知层的相关知识的获得是制定和实现教学目标的关键关节,除此之外,学生还要学会检索文件,了解一些基本的软件编程程序,综合这些方面可以有效地评价目标的实现程度。
3.2课程设置
物联网方向的课程需要根据现实社会的信息来设置,除了已有的网络层和应用层知识的传授,感知层的相关知识也要纳入到计算机网络技术的课堂中去,网络技术的知识不仅包括原理的分析,还需要了解一些基本程序的设计。对于物联网三个层次的知识的掌握,该专业在课程结构上要突出行业的特点,并且适当增加一些网络课程,比如说无线自组网应用课程,这些课程的加入可以学生的技术处理能力。
3.3专业实验
物联网技术是一门操作性很强的技术,成熟技术能力的掌握需要学校根据自身的特点来设置专业的实验,这样可以让学生有机会巩固自己的理论知识。在进行专业实验时要按照标准的步骤进行,首先要完成毕业实习,在设计课程之前要进行计算机基础练习,企业的生产实习要在学生的论文之前完成。物联网的实验有很多种课程设计,高校可以根据自身的学科优势选择适合自己的课程,比如说网络系统集成课程设计是一种运用很广泛的专业实验。
4结语
综上所述,高校人才培养因物联网应用领域的高速扩张而迎来了新的机遇和挑战。本文通过分析网络工程专业设置物联网方向,结合高校优势学科培养网络工程专业人才的新思路及利用高校的学科优势培养网络工程人才,分析总结出完善网络工程专业培养目标和课程内容。并且社会的发展在各个领域都对物联网的技术有很大的需求,而高校作为专业人才的培养场所要认真分析自己的学科优势,从而为复合型应用人才的培养制定有特色的方案。以上的浅显之见希望能给相关的业内人士提供一点参考借鉴。
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关键词:网络工程;教学体系
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)08-1839-02
1 实践教学体系构建的基本理念
1.1 夯实理论基础,增强实训培养
实践教学是要培养学生的知识、能力与素质结构,并能将这些灵活地融入到技术的实践应用中去。以往的实践教学课程都是依附在理论教学课程之下的,随着社会对应用型人才要求的提高,学校的实践课程设计也逐步在朝独立方向发展,但是实践能力的培养离不开理论知识的支持,因此,对于诸如计算机网络原理、数据通信系统原理等计算机网络基础知识与网络管理基础知识,也应夯实巩固,继而根据网络工程专业的培养目标,构建出包括课程设计、课程实验、实习实训等实践教学的高质量教学体系,使学生在掌握现代通信基本原理的同时,能够灵活运用网络工程的使用技术。
1.2 注重课程间的联系性与实践性
网络工程专业教学体系的构建,一则在于教学内容的选择,二则在于对教学内容的组建。网络工程专业的课程与课程之间存在着相互的联系,在对教学课程进行排课时,只有清楚地把握住了课程直接的紧密联系,才能在课程计划的实施中,合理安排学期的课程,使不同的任课教学可以在教学中紧密配合,将课程内容衔接起来,做到知识的融会贯通,从而减少重复,提高课堂教学效率。另外,在课程的设计中,要做到合理分配基础课、专业必修课、专业选修课及其他选修课的学时,设立培养方案时,要更多地考虑学生将来的发展如考研或者就业,综合提高学生的适应、自学及创新能力。
2 实践教学体系教学内容及课程的选择与设计
2.1 实践教学体系的构建框架
网络工程专业旨在培养在网络信息安全、网络管理与维护、网络系统开发与集成方面的高层次的网络工程应用型人才,学生要通过学习掌握住包括网络协议、网络编程与管理、网络规划、网络性能评估、组网工程规划、网络安全以及网络的运行与维护等方面的实用型知识。为了适应社会对网络工程人才需求的发展,在确定网络工程实践教学内容上,要进行适当取舍,第一,改革教程内容,将其中比较陈旧的知识,如FDDI网络、令牌总线网、帧中继等技术进行压缩与调整。第二,在教学内容中增加实用知识的教学比例,比如网络组建、安装、测试,网络攻防等在实际中应用较多的知识等。首先,在教学内容的选择中,我们可由大及小,逐层划分,比如根据网络工程教学的功能,我们可以将教学内容分成网络工程、网络测试与网络应用开发三大块。其次,在所分的三大块的基础之上,再根据实际能力的技术构成进行分枝,比如“网络工程”下可分为无线网络、交流与路由、IP组网、IP服务、IP多媒体网络、网络安全等科目,具体对于科目的设计则要考虑学校的教学目标及对人才需求的区域或者行业特征来进行。其中具体科目的设置中,既要反映网络的核心技术与主流技术,也要将现实兴起的热点技术纳入其中,网络工程在技术上可以划分为局域网、城域网和广域网三个部分,具体包纳了TCP技术、IP技术、移动网技术、无线网技术、交换技术、通信技术等等。再次,则是对具体科目教学内容的设计、教学方法及课程学时的选择与安排了,课程的具体规划如图1所示。
2.2 教学内容及教学方法的选择
具体科目教学内容的选择有赖于教材内容的编写,受教学培养目标及实践人才需求的影响。对于网络工程专业的学生来说,他们在学校里要学到的知识主要包括网络原理、网络协议分析、数据通信系统原理、网站开发建设等方面的理论知识及应用知识的能力;网络管理及网络信息安全等专业理论知识的设计与开发能力;有关网络设备、网络数据库的集成开发、Web应用等方面的设计、调试、维护及管理能力;有关技术的开发设计、整理归纳及分析实验能力与创新能力。学生的实践能力水平按梯度分层可分为基本技能的培养、综合技能的培养以及创新能力的培养。其中,基本技能是指学生对于某种技术或者某几种技术点的掌握及实践应用能力;综合技术应用能力顾名思义是指对多种技术的综合应用及整合应用能力;而创新技能则是指学生对现有技术响应的敏捷度,能够在原有技术的基础上推陈出新,培养学生的创新能力,也是应用型人才可持续发展的重要标志之一,也是人才培养成功的最终标致。明确了教学培养目标,教材的编写就必须紧密结合各科目的体色,有针对性地进行编写,对于传统教材体系结构和内容须进行大胆的改革与探索,在教材内容中,要多引用实例来介绍网络应用知识,理论与实际相结合。由于课程与课程之间是紧密联系,各个科目不是孤立存在的,因此,在教学方法上,除了各科教师教学水平的提高外,更重要的是要做到师资队伍的团队化,组建团队教学,将各科教学内容紧密联系起来开展,以此提高教学效率与效果。在实验教学的软环境上,应跳出书本理论知识,加强应用型、综合型及创新型的实验项目,使学生可将所学的理论知识融会贯通,综合灵活运用,独立发现并解决问题。
3 加强实验与实训平台的建设
3.1 实践教学实验教学平台的构建
俗话说,实践出真知,实验及实训平台对于培养学生的应用能力及创新能力有很大的帮助。网络工程的实验教学主要在校实验室进行,实验室环境主要包括硬件环境与软件环境。在硬件设施上,实验室必须提供网络管理、网络组建、网络设计与开发及网络安全与应用等层次的硬件环境,另外,对于高水平的网络和通信实验,还需要有一些融合当前网络与通信技术发展的高端设备,平台可进行数据的开发、音频视频的应用等实验,可完成从边缘的接入层、汇聚层到核心交换层的全套网络实验过程。
由于网络专业实践教学课程较多,要组建一个适合多个课程的网络实验平台是一项非常复杂的工作,在其构建中必须遵循系统、实用、开发、发展四项原则,实验平台要最大地采用当前最流行、应用最广的先进技术,同时也要保证该技术是成熟、实用的。计算机上可安装交换机模拟软件、路由模拟软件、网络协议分析软件、操作系统模拟软件等软件,尽可能地保证一个真实的网络环境,使学生在可操作的前提下学习,利用多种软件进行各种网络架构的设计与测试。
3.2 实践教学实训平台的构建
网络工程专业的实训主要包括如下四大块:网络组建、网络应用编程、网络综合布线与测试、网络攻防,其中前两者是根据学生的具体设计方案,提供相应的设备以供学生独立完成方案的构建、调试及运行,后两者则需要再固定的网络环境中进行,否则将会威胁到使用的网络。网络综合布线与测试实训环境需要学校专门构建一个实训环境,包括演示教学、基本技能训练、工程项目训练三个方面。网络攻防实训环境一般采用的是安全沙盒模拟平台,该平台将用虚拟的技术和简单的设备来对复杂的系统、网络环境进行模拟,进行网络的安全攻击及防御实训。
结论:网络工程实践教学主要是为了增强学生对网络技术专业知识水平的掌握度,提高他们对网络的感知能力、实践能力及创新能力。在教学体系的构建中,要明确教学理念及教学目标,划分教学内容与科目,构建实验及实训训练平台,将实践教学从理论教学中分离出来,形成独立的教学系统。同时,为了保证培养出应用型人才,可加强校企合作,建立校外实习基地,培养学生的实际应变能力及对知识的运用与创新能力,这也有利于提高学生将来的就业竞争力。
参考文献:
1.1科学定位,确定培养目标
随着我国经济与信息化建设的发展,社会对网络技术人才的数量与质量也在不断的发生变化,网络工程专业的人才培养目标也要不断地丰富和发展。2012版的普通高等学校本科专业目录和专业介绍中将网络工程专业培养目标确定为“本专培养德、智、体等方面全面发展,掌握数学和其他相关的自然科学基础知识以及计算机和通信基础理论,掌握计算机网络系统的规划设计、维护管理、安全保障和应用开发相关的理论、知识、技能和方法,具有一定的工程管理能力和良好综合素质,能承担计算机网络系统设计、开发、部署、运行、维护等工作的高级专门技术人才”。新建本科院校以产业的需求为导向,以培养工程应用型人才为目标,构建基于工程教育的人才培养模式,培养社会急需的有责任感的实践能力强的与企业需求相匹配的高级工程型人才。学校要与企业深度合作,结合地方特色与学校的师资、科研、实验等条件,细化人才培养专业方向,建立分层的多目标的人才培养多元目标模式,能充分发挥学生的专长与兴趣,提高学生的工程能力,提高人才产出质量。
1.2网络工程专业人才能力构成
随着我国信息化建设从横向规模发展转向纵向深度应用发展,社会对网络工程专业人才能力的需求正在发生变化。徐明等人依据社会对专业人才的能力需求、不同类型的人才培养目标、学科发展等方面将网络工程专业人才专业能力归纳为“网络设备、网络协议、网络应用系统的设计与开发,网络工程规划、设计,网络系统管理与维护以及网络安全保障”等能力。新建应用型本科院校依据人才培养目标,重点培养工程应用型人才,网络工程专业人才着重培养工程应用与创新能力。专业能力主要包括:工程基础能力(认知能力、软硬件基础设计能力),网络管理与维护、网络工程规划设计与实施、网络应用系统设计与开发、网络信息管理与处理等专业核心能力,专业专长能力与创新、创业的能力。
1.3课程体系模块化模型
依据网络工程专业的发展潮流、产业的发展需求、学校与地方的特点以及学生工程能力的培养,构建模块化的课程体系。网络工程专业的工程教育是为了培养具有熟练技术基础,善于构思、设计、构思和运行网络产品或系统的能力,能够适应网络行业发展的网络工程师。在课程体系建设中要坚持以产业需求为导向、应用为目标、能力为核心,形成以培养网络工程能力为核心的课程体系,充分体现“做中学”的教育模式。以能力培养为核心的网络工程课程模块。每一个模块由若干课程群(子模块)组成完成特定能力的培养,形成“主干课程->课程群->课程模块->课程体系”的结构。每一个子模块由若干相关的课程组成,完成特定的主题,以培养学生特定的能力。课程群中各种课程打破课程之间的界限,统一设计课程目标,将内容整合,便于学生对知识的综合应用。前两年学生在校学习基础课程学习,重点培养学生的综合能力(价值判断能力、身心调适能力、交流沟通能力等)、数理基础、专业认知与专业基础能力等;第三年企业与学校共同完成教学过程,有针对性指导学生完成项目、专业方向相关内容的学习;最后一年,学生进入企业进行实习、项目开发、毕业设计等。通过“产、学、研”深度联动,校企合作共同制订人才培养目标、课程体系,企业全程参与专业人才的培养,使“教、学、需”一致。以项目为驱动,通过“做中学”,将“知识、能力、探索兴趣、解决问题能力和社会责任感”的培养融入到教学过程中,培养社会急需的有责任感的实践能力强的与企业需求相匹配的高级工程型人才。
1.4基于CDIO的工程能力培养
CDIO(Conceive、Design、Implement、Operate)是由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所前沿工程大学自2000年起经过四年的探索研究而创立的工程教育模式。CDIO代表构思、设计、实现和运行,它以任务驱动,构建以项目为主导的知识、能力和创新培养一体化的教学体系。CDIO通过“做中学”,激发学生的学习兴趣,强调工程实践训练,强化能力的培养,着重培养学生工程基础知识、个人能力、团队合作能力和工程应用能力。通过“做中学”实现学生能力的培养基于CDIO的“做中学”人才培养模式,通过分层的项目训练,帮助学生进行知识学习与能力的培养,同时帮助学生提高自主学习、团队合作以及创新应用的能力。主要体现在:1)通过专业认知与“做”激发学生的学习兴趣;2)分层递进的能力培养,避免了重复技能的训练;3)通过综合课程设计与项目实践,提升了综合运用知识的能力,培养学生工程意识,并且培养学生合作协商的能力;4)通过素质拓展训练,提升学生创新、创业与终生学习的能力。通过CDIO的“做中学”最终实现学生专业能力的培养。
1.5实践教学体系建设依托
校内外实践基地、产学研合作企业,整合校内实验资源,构建“两大平台、四个模块”的分层实践教学体系。两大平台即校内教学实训平台与校外工程实训平台,四个模块即工程基础能力实训、专业核心能力实训、专业专长能力实训、创新创业能力实训,构成逐层递进的实践教学。
2结论
关键词:移动开发;网络工程;教学研究;课程改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)11-0147-02
一、课程背景
近年来,随着智能手机和平板电脑的普及,Android操作系统已成为智能手机和平板电脑的市场主导力量[1],各种Android程序已深入到大众生活之中,使得移动应用编程成为程序开发的一个非常重要的方向。由于Android在国内发展时间不长,人才稀缺问题较为严重。为了满足市场对人才的需求,我国许多院校的计算机相关专业都将Android应用开发作为一门重要的专业课程[2]。
移动应用开发作为网络工程专业毕业生应具备的网络软件开发能力之一[3],我校该专业在2011年开设《移动应用程序开发》课程,除了培养学生移动应用开发基本技能外,还结合了网络专业的特点,着重培养学生的移动网络开发能力,通过开发PC-Android、Web-Android程序,将网络应用程序开发、Web开发和移动开发有机结合起来,在深化学生网络开发技能的同时,使学生能熟练掌握移动网络应用程序的开发流程和技巧,为在“互联网+”的技术浪潮中奋勇搏击奠定了坚实的基础。
二、课程设置
(一)课程定位
网络工程专业学生应具备的网络应用软件开发能力一般有网络应用程序开发、网站开发、移动应用程序程序开发三个方面[3],见表1所示。
围绕上述能力的培养,我们的《移动应用程序开发》课程不同于其他计算机专业仅定位移动平台应用开发本身,而是使其成为与其他2门专业课程交叉融合的综合型课程,注重培养学生移动平台网络开发以及不同平台间通信开发的能力,使得课程更能贴近市场需求,提高学生毕业时的竞争力。本课程在大二下学期和大三上学期学生学完Web开发和网络程序开发后,于大三下学期开设比较合适。该课程也可以看作是对整个网络应用软件开发能力的整合和提升。
(二)课程的目标
通过本课程的学习,使学生具备Android平台开发的基本知识,在此基础上掌握Android上网络应用开发的相关知识,如使用WiFi或蓝牙实现移动终端之间的通信,使用TCP/UDP实现PC服务器与Android客户端间的通信,以及使用HTTP实现Web服务器与Android客户端间的通信等,达到能够独立开发小型移动网络终端应用软件的能力。
(三)课程内容设计
结合Android平台网络开发人员所需的技术技能,按照循序渐进原则将课程的学习内容分为Android平台基本开发技术和Android平台应用通信开发技术两个部分,如下页图1所示,由上至下,由左至右依次递进。
三、教学方法和手段
(一)实施范例教学和项目引导教学相结合
课程采用范例教学和项目引导与驱动教学相结合的教学方式。所谓范例教学,即是对各章的重要编程方法,通过简单易懂的小范例进行演示,有利于学生快速掌握编程要领。而项目引导与驱动教学则是从一个工程项目,如“移动点餐系统”入手,以项目为线索,结合课程内容,从移动点餐系统的开发环境搭建、界面设计、数据存储、后台服务逐步过渡到局域网和互联网点餐等各项功能的实现,起到深化编程方法,提高学生综合应用能力,获得更好的工程实践体验的作用。
这种将范例和项目结合,由浅入深的方法,既改变了以往课程中单纯知识讲解及简单例子模拟的教学方法,防止学生“只见树木,不见森林”,又解决了直接使用实际项目模拟因涉及各模块和功能间的整合往往代码复杂,使基础较差的学生难于理解,易形成畏难情绪的问题。同时,授课教师可以根据所教对象的层次和接受能力合理选择内容和案例,达到因材施教的目的。
(二)重视实践教学
以往的教学往往重理论、轻实践[4],该课程则大力加强了学生的实践教学环节。首先,使实践学时和理论学时的比例达到2∶1;其次,使实践环节从课内实验、课程设计延伸到综合课程设计、生产实习、毕业设计,在各个层次培养学生的移动平台网络开发能力,形成一个从单一到综合的有梯度、有层次的实践教学过程。以移动平台上的网络笔记本程序为例,课内实验编写一个基于TCP或者HTTP协议的网络笔记本,实现单用户文字的上传下载;课程设计则扩展到多移动客户端的网络笔记本系统,并增加文件传输功能;综合课程设计再增加标签、笔记查找、用户多客户端平台同步等功能;毕业设计则在前面功能上实现一个仿“有道云笔记”的网络笔记软件,既夯实了实践基础,又激发了学生的兴趣,进而逐步提高其实践能力。
(三)推行课内外实践相结合
在重视课内实践的同时,通过加强校企合作、建立创新实验室、开展多种APP大赛等形式提升学生移动平台软件开发能力。在校企合作方面同中软国际、达内科技等著名软件培训企业建立长期良好的合作关系,近年来他们通过对APP开发感兴趣的学生进行实习培训,从实际出发,以企业完成的成功案例为线索,指导学生体会移动应用软件开发过程;在创新实验室建设方面,让动手能力强且对APP开发怀有热情的学生大二即进入创新实验室移动开发组,提前接受APP培训和参与项目工作,或在教师指导下参与校内外多种APP大赛。通过创新实验室的锻炼,这些同学的实践能力普遍强于其他同学,在后面的课程学习中起到了带动作用。
四、考核方法和手段
《移动应用程序开发》作为一门实践性很强的课程,我们摒弃传统考核通常以学生卷面成绩为主的方法,采用过程考核、结果考核与实践考核相结合的方法。其中,过程考核和结果考核按4∶6的比例用于主课程,实践考核则用于该课程的课程设计。过程考核主要考核学生的出勤和每次实践课任务完成情况,结果考核采用试卷、上机等多种方式,主要考核学生对教材主要知识点和教学案例的掌握情况。实践考核则要求学生单独或以小组为单位完成一个小型的移动网络应用项目,通过项目演示、答辩和设计报告全面考核学生的学习效果。
五、结束语
网络工程专业虽然肩负着培养学生网络软件开发能力的使命,但又不能像软件工程等其他计算机专业那样设置较多的软件专业课程,因此如何在有限的软件课程中最大限度地提高学生开发能力的确是一个值得探讨的问题。本文探讨了我校网络工程专业的《移动应用程序开发》课程结合专业培养特点,以移动网络开发为主线将有限的软件专业课程融合提升的内容体系,以及更重视实践能力培养的多样化教学和考核方法。经过这几年的实践证明,上面方法收到了很好的效果,提高了学生的学习兴趣和实际动手能力,但也对教师提出了更高的要求。在未来的教学改革中我们将进一步完善课程体系,以更多样化的形式探索提高学生网络开发能力的方法,以期达到更好的培养效果。
参考文献:
[1]张建兵,范江波.面向Android移动开发的编程思维能力训练与培养研究[J].计算机教育,2015,(14):1-4.
[2]刘成明,李玮玮.Android手机开发课程的案例教学法[J].计算机教育,2014,(14):37-40.