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网络工程概念精选(九篇)

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网络工程概念

第1篇:网络工程概念范文

实践教学方面1、用于实验教学的网络设备台套数无法满足学生同时实验的要求;2、实验教学网络环境配置多变,网络连接不可靠,网络运行不稳定。这不仅降低了学生实验的效率,更增加了学生完成实验的难度;3、实验项目种类单一,仅提供一些验证性实验,缺乏设计性、综合性实验;4、分组安排实验,增加了教学安排的复杂性;5、强调小组实验的配合、协作,淡化了个人基本实操能力的训练[2]。

课程教学目标与内容改革

CDIO从产业对工程人才的需求出发,把构思-设计-实现-运行作为工程教育的环境背景,由此构造出一系列详细而合理的教学目标[3]。《计算机网络工程》的课程内容改革源于CDIO的教学目标导向。

1课程教学目标计算机网络工程是包括工程管理、网络设计和网络实现技术在内的、实践性很强的一门专业基础课程。通过理论教学,使学生了解网络工程的相关概念和基本过程,了解各类网络设备的品牌、技术性能,了解计算机网络工程领域的相关技术标准,了解有关计算机信息网络方面的法律、法规,了解网络工程招、投标的基本过程;掌握网络工程需求分析的主要内容和需求描述方法,掌握现代网络工程设计方法和具体设计技术,初步掌握网络工程规划、设计、招投标以及工程验收等各环节的技术文档编写规范和具体编写方法。具备为一般中小型网络工程提供整体设计方案的能力。通过实验教学,使学生掌握主要网络设备的安装、配置与管理技术,掌握综合布线的基本方法,具备按照网络工程设计(实施)方案进行具体的技术配置、测试和管理的能力。

2课程教学内容1、理论教学方面,各学校在内容安排和组织方面差异较大,有关教材也没能形成比较一致的内容结构,因此,教学过程中,我们从CDIO工程教育理念出发,依据网络工程各环节的知识要求组织教学内容,主要内容包括:计算机网络工程概述,主要介绍网络工程的基本概念、基本方法(系统集成)、基本过程、技术基础、网络工程的相关标准与规范、网络工程的组织与管理、计算机网络设计方法等内容。网络工程需求分析,主要介绍需求分析的相关概念、网络工程需求获取的主要途径和方法、网络功能需求分析、网络环境需求分析、网络性能需求分析、网络工程文档编制等内容。网络拓扑结构设计,以分层设计为基础,介绍分布式结构服务模型和集中式服务模型的结构设计,在此基础上,介绍网络扩展设计的主要内容,包括接入能力扩展设计、处理能力扩展设计、带宽扩展设计、网络规模扩展设计等。网络性能设计,主要介绍网络带宽设计、流量设计、服务质量设计以及负载均衡设计等内容。网络安全设计,在交换机端口安全技术、ACL技术、防火墙技术的基础上,重点介绍DMZ设计、IDS与IPS安全设计、网络隔离设计、VPN网络安全设计等内容。网络物理设计,从产品角度介绍常用网络设备和传输介质,同时介绍综合布线系统规范、中心机房系统设计以及设备互联技术等。应用网络设计,主要介绍服务子网的设计方法,存储网络设计方法以及各类内部网络与Internet的互联方法等。网络性能分析与故障排除,主要介绍影响网络性能的技术指标、网络故障的诊断与排除方法、网络性能分析方法及分析工具介绍等。网络工程验收与鉴定,简要介绍网络工程的验收方式、验收准备、验收标准、验收内容、验收程序、文档资料以及资料验收、布线系统验收、设备(安装)验收、网络系统验收、工程综合验收等内容。这种组织方式,不仅有利于学生的渐进式学习,也有利于培养学生在学习知识、提出问题、思考问题、解决问题的螺旋式往复过程中独立思考的能力2、实践教学方面,以网络设计与实现能力培养为主线组织实验内容,分为验证型实验、设计型实验和综合型实践三个层次。课程实验教学主要承担验证型和设计型实验教学任务,主要实验包括VLAN通信的设计与配置、交换机端口聚合的设计与配置、ACL的设计与配置、NAT的设计与配置、RSTP配置、三级交换网设计与配置、三级路由网设计与配置等。课程设计主要完成综合型实践教学任务,课程设计的教学内容以实际的工程项目为设计案例,包括需求分析、网络结构设计、网络性能设计、设备选型与报价、配置实现、网络测试等各方面知识的综合运用。

教学方法改革

根据《计算机网络工程》课的教学目标要求,结合该课程覆盖面宽、知识点多、实践性强、工程特征显著等特点,兼顾学生的实际情况,围绕案例教学法,针对不同教学任务,综合运用多种教学方法(如图1),完成不同要求的教学任务。

1案例教学法该方法是《计算机网络工程》课程教学设计的基本方法。对于基础知识类内容,尽可能对照各类网络实物(如双绞线、同轴电缆、光纤、以太网收发器、各种网卡、交换机、路由器等网络设备)现场讲解传输介质、组网设备以及网络互连设备的组成、结构、工作原理等内容,现场演示路由器和交换机的配置过程和方法,帮助学生更直观、更有效地了解和掌握各类传输介质的异同、交换机和路由器配置的原理和技术等。对于设计性内容,主要以精简的本校校园网扩建工程为例,讲解网络工程设计过程、设计方法以及用到的网络工程技术(如表1),便于学生全面理解网络工程。

2基于案例的任务驱动教学法简化案例的引入为教学过程创建了一种与现实情况基本一致或相类似的网络工程情境,在此情境下,选择与当前学习主题密切相关的真实性事件或问题(任务)作为学习的中心内容,让学生面临一个需要立即去解决的现实问题[4]。为了细化教学内容,训练学生的实践能力,在以案例为主线的教学实施过程中,除了课堂介绍“zqu校园网”对应案例内容外,将案例内容简化成学生能够自主完成的独立的实验实践任务,课程设计内容以选题为基础形成综合性设计任务,各项任务均以任务书的形式布置、提交和考核。学生自主支配时间,利用GNS3等模拟器进行设计和配置实现。

3基于案例的探究教学法探究教学是指在教师引导下,学生主动参与到发现问题,寻找答案的过程中,以培养学生解决问题能力的教学活动[5]。课程教学过程中,面对综合型、设计型教学任务(如课程设计),任课教师首先根据教学目标和要求,精心组织教学内容,构造与教学内容密切相关的、有实用价值的网络工程项目素材,创设出工程案例,提出多种类型的设计命题,向学生提出将要调查研究的领域。学生根据“目标性、工程性、可行性、自主性”原则[6]结合自身优势进行选题,教师确认选题后统一下达课程设计任务书。学生则根据任务书中工程案例发现并提出问题。教师则注重把握问题的难度,并引导学生分清主次,集中精力对一、两个问题进行重点研究。根据已确认的问题,由学生思考、讨论解决方案,然后开始进行具体的需求分析、网络设计、配置、测试等活动,在解决当前问题的过程中发现新问题,提出新设计。教师在课程教学计划中,安排时间进行交流,教师就基础知识、理解能力、分析能力、设计能力、创新能力以及存在问题等进行点评。探究教学方法的引入,极大地调动了学生学习的积极性,提高了学生综合素质以及独立分析问题、解决问题的能力,使学生感受到自主求解问题的乐趣和成就感。#p#分页标题#e#

4模拟与图形解析教学法为了提高实践教学质量和效率,采用网络模拟器GNS3或PacketTracer来模拟网络拓扑设计和技术配置过程,利用网络协议分析器wireshark或Sniffer软件实时捕获协议报文,并对捕获到的网络报文进行各种分析,给出直观的图形显示结果,方便学生理解和掌握各种网络协议。这种方法,可进一步提高教学内容的直观性,便于学生正确理解网络报文的组成以及不同层次之间的相互关系。

5网络多媒体教学法该方法是理论教学的主体方法,以图、文、声、视融合方式多形式展示教学内容,通过启发、提问、讨论、案例介绍分析、点评等环节实施课堂教学,以调动学生的学习积极性,课后通过网络QQ答疑辅导。

6及时点评教学法对学生的作业、实验报告、课程设计报告等,做到及时批改,及时点评。这样有助于学生及时了解自己的学习情况,知道错在哪里,对在哪里,并及时纠正相应错误。

教学支撑环境建设

1教学平台建设我们以学校的“精品课程中心2006”为依托,创建了校级精品课程《计算机网络工程》教学支撑平台,地址为210.38.176.32/ec2006/C109/Index.htm。该平台提供了本课程的课程介绍、教学大纲、教学方法、日常教学文件、教学课件、实验指导、参考资料、教学录像、工具软件、课程设计、课程复习、相关法律法规等内容的浏览和下载功能,同时开设网上讨论群组,由任课教师负责网上答疑。这样,学生可以在任何时候提出问题,教师的回答可以同时让多个学生从信息共享中受益。基于校园网络的教学平台辅助学生在课外自主学习。

第2篇:网络工程概念范文

本环节重点在于培养学生树立正确的价值观,良好的职业道德和职业精神,以及人际交往技能,团队协作和交流的技能。具体来说,首先要求学生培养良好的职业道德和职业精神,正直、富有责任感;同时职业行为规范,遵纪守法,遵守行业准则,能够主动规划个人职业方向与发展,与时俱进,同世界网络工程界保持同步。其次,要培养学生共同协作的团队精神、团队管理及组织协调能力,实际工作中确保工作进度,善于技术分工和协作,共同完成目标;还要求学生培养丰富的团队管理经验,善于调动团队积极性,激发团队战斗力,同时还要培养良好的组织能力以及冲突协调能力。再者,要培养学生交流与沟通的意识和能力,建立与网络工程相关方进行交流的组织结构,具备运用写作、图表、电子和多媒体进行交流的能力;善于口头表达,能够组织报告和会议进行交流。这里还要求学生能够运用英语进行交流;具备参加国际专业合作项目的初步能力,能运用英语查阅相关文献。此外,个人价值观还要培养学生的社会责任和企业责任,能用发展的全球观,能够正确认识现时的焦点,认识网络工程建设对社会以及环境的影响,自觉遵守社会对工程建设的规范要求;从企业责任上讲,这要求学生能够认识不同的企业文化,并参与企业文化的建设,为实现企业的策略、目标和计划而努力。

2网络工程实践能力的培养

本环节重点在于培养学生在工程项目设计实施运行中的能力。具体来讲,首先要培养学生的网路工程设计能力,这要求学生熟练掌握网络工程设计原理、过程与方法,熟悉常用网络设备的功能及设计原理,了解相关的法律法规及标准、规范。并能综合利用这些知识来编制项目的施工组织设计和关键工程的专项施工方案和措施。其次,要培养学生网络工程实施的能力。这要求我们的学生了解初步方案设计、技术设计、拓扑设计与网络规划图设计的过程,熟悉工程建设项目的前期准备工作,以及招投标过程,掌握工程项目施工阶段各环节的原理、方法;熟悉各种网络设备的工作原理参数和适用范围、设备试运转的内容和要求,以及工程项目各个层次的验收要求、内容及组织。再者,要培养学生网络工程运行与维护的能力。此项内容要求学生掌握工程项目全寿命周期的概念和原理,熟悉工程项目维护及改进的方法以及工程项目的运营和管理。

3分析问题、解决问题能力的培养

本环节重点培养学生选用解决工程实际问题的能力,以及对工程项目的评价、分析与决策能力。首先要求学生认识和系统表述网络工程项目中设计、施工、管理问题,具备初步规划研发、建立网络工程项目的分析模型的能力;能够判断和定性分析网络工程项目,识别及分析网络工程项目的不确定性因素、风险因素,可以系统性地提出解决问题的方法和建议。其次要求学生熟悉互联网和计算机网络行业的标准与规范,具备查询相关资料或者电子文献的能力;能够掌握相关实验操作技能,分析实验数据,书写实验报告与归纳总结。同时,此项内容要求培养学生的工程系统思维,学会运用整体思维,全局考虑网络工程项目系统的综合能力;能够梳理网络工程项目系统内的关键问题、难点以及影响因素;针对解决问题的方案进行论证、总结并得出结论。分析问题、解决问题能力的培养还要求学生具备积极探索网络工程领域的新问题、新发展的思想,保持求知欲和终生学习的态度,能够结合具体条件善于运用灵活方式合理解决问题。

4网络工程创新能力的培养

本环节重点在于培养网络工程人员的创新能力,具体包括以下几个方面:首先,培养学生选择国内外相关技术信息的能力。其次,积极鼓励学生参与项目实践和评估,提出改进建议,掌握正确的项目评估方法,了解项目评估的过程,培养发现问题并及时提出改进意见的能力。此外,培养学生较强的创新意识和进行网络工程施工技术产品开发和技术改造与创新的初步能力。包括:培养学生发现问题的能力、创新的意识、掌握创新所需的专业知识以及一定的创新方法。

第3篇:网络工程概念范文

关键词:网络工程;虚拟仿真;实验教学;教学改革

通过对招聘市场上网络工程专业的需求调查发现,网络工程专业招聘岗位包括网络工程师、网络管理员、系统管理员、运维工程师、系统工程师、系统集成工程师等等,这些岗位对发现问题、解决问题的实践性要求都很高。这就要求学生在大学期间除了掌握基本的理论知识外,还要提高实践技能。因此对于网络工程专业的学生而言,实验教学就显得尤为重要。如果学生仅停留在理论知识的学习、在实践环节欠缺,将导致学生就业遇到很大的困难。为弥补这方面的不足,我们研究开发了网络工程专业虚拟仿真实验平台,并针对新平台下的实验内容,对课程进行了改革。

一、传统实验教学的特点与不足

1.搭建小型化的实验场地。参照实际场景,铺设线路,搭建设备,构造微缩版的实验场景。缺点在于实验场地大小受限,仅能实现试验台式的模拟,很难模拟广阔场景下的网络工程实验。导致学生缺乏楼宇、楼群网络工程整体概念,缺乏整体性的概念。

2.采购实际网络设备,搭建实验环境。虽然学生可以在真实的设备上进行配置实验,但是设备更新慢,不能紧跟市场需求的变化。目前高校采购的实验设备至少使用5年,有的甚至10年都难以得到更换或升级,尤其对于一些非重点高校该问题更显突出。

3.搭建实验环境相对复杂。由于采用真实的网络设备,每次实验前教师都需要根据实验环境,对设备进行初始配置。学生练习后还需要将配置初始化。配置上的初始与还原浪费了老师和学生宝贵的学习时间。

4.由于采购资金的限制,设备的数量也是有限的,仅能模拟网络环境相对简单的实验,即便如此也不能同时满足大批量的学生同时实验。实验场地、时间都受到了限制。

5.由于每次实验都需要教师提前配置网络设备搭建环境,学生的实验内容相对单一,只能在设定的网络拓扑下进行实验操作,学生缺乏创新性的实验环境。

二、虚拟仿真实验教学平台的优势

当前虚拟仿真技术得到快速的发展,其应用领域也在不断拓展,涉及了虚拟场景漫游、虚拟汽车、轮船、飞机驾驶、虚拟作战指挥、虚拟制造等等。该技术解决了真实世界中操作成本高、风险大的难题,以先进的技术实现低成本的虚拟实验,同时又能有身临其境的感受。网络工程专业的虚拟仿真实验教学平台可以很好地解决一些受场地、资金、人力限制的实验场景的搭建,并能提供一种虚拟的但真实体验度很好的实验环境。其优势具体体现在以下几点。

1.利用计算机建模技术,我们可以实现任何楼宇、建筑群的环境搭建。当学生进入系统后,可以在实验场景里虚拟漫游,实际体验度较高。同时也能激发学生设计与解决问题的兴趣。

2.环境中所有的实验设备都可以通过安装不同厂家设备的虚拟机来实现。目前华为、思科等主流网络设备的厂商都提供设备的操作系统文件,我们可以通过模拟器运行相应的设备的操作系统实现网络设备调试模拟。只要有新的设备出来,我们就可以利用模拟器虚拟一台设备出来供学生实验使用,完美地解决了设备老旧以及数量限制的问题。

3.虚拟的实验场景,虚拟新设备的使用,更能激发学生的兴趣。同时学生在虚拟场景下可以自己设定实验场景,有利于提高学生的创新能力。

三、网络工程专业虚拟仿真实验教学平台的搭建

目前通过自主开发,已经实现了网络工程与综合布线实验的虚拟仿真,而这两门课程是对实践能力要求较高的课程。系统实现了教师可以针对学生的特点与兴趣搭建适合的虚拟场景,学生在虚拟环境中完成整个工程的需求分析、系统设计、系统预算与三维场景下的施工操作。学生完成实验后,教师可以在教师管理端随意浏览学生实验完成情况,并在线给予评价与成绩。有了该实验系统的支持,学生了实现随时随地接入校园网就可以完成实验的全部内容。这只是搭建网络工程专业虚拟仿真实验平台的一部分,随着开发的推进,将逐步实现网络工程专业涉及的网络协议仿真、网络安全仿真、通信仿真与信号处理仿真等等。实验平台当前是运行在一台高性能的服务器上,学生通过客户端程序连接服务器进行虚拟仿真的网络工程与综合布线的实验。随着实验系统的不断完善与丰富,同时为了提供性能更高的服务,实验服务端将搭建在一台云服务器上,并开放广域网访问权限。这样学生做实验将不局限于在实验室内,而是可以在任何可以访问网络的地方登陆虚拟仿真实验平台,进行实验环境的搭建并进行实验。教师可实现随时随登录教师端查看同时在线人数以及学生实验的进度与内容,及时发现学生的问题并指导。由于云服务器的特点,可以根据同时在线实验人数的增加动态扩充云服务器的内存、CPU配置,以提供更高性能的可靠、稳定实验环境。为保障实验环境安全性,在云服务器端安装网络防火墙与网络防入侵检测系统,在保证学生、教师正常访问的前提下对服务器实施严格的网络防护。系统运行的模拟图如下图所示:

四、在虚拟仿真环境下的实验教学改革

基于网络工程与综合布线的虚拟仿真实验教学系统,已经实施了4个学期的实践教学,可以明显感受到学生对课程实验的兴趣度得到了提高,并且通过对学生的考核与调查表明,他们对于知识的理解与掌握相对传统实验而言也有了较大的提高。最重要的一点就是学生实现了在以往传统实验环境中无法实现的实验在虚拟仿真环境下得到很好的体验。结合这两门课程的虚拟仿真的实验教学实践,制定了新环境下实验教学模式。

1.首先增加实验教学的课时。因为网络工程与综合布线本身对实践能力的要求就较高,模拟整个建筑或建筑群的需求分析、系统设计、三维施工的工作量就比较大,传统分配的课时相对不足。

2.将理论知识讲解与实验教学相结合,从课堂教学课时中划拨一部分课时在实验教学中进行讲解。课堂上,老师通过PPT给学生讲电信间、设备间、水平子系统、工作区子系统等概念时,学生很难理解,而通过虚拟仿真系统,在虚拟的三维场景下就相对简单多了。

3.由于虚拟仿真系统提供了一个虚拟的实验场景,比如酒店、公寓、商场等场景,我们的教学也需要利用虚拟仿真的优势,逐渐由课堂教学转向情景教学,吸引学生的注意力,对于提高学生对知识的理解与掌握也将起到很好的作用。

4.个性化定制实验内容。针对每个学生的兴趣点,可以为学生量身打造实验场景与需求。由于系统设计时提供场景库与各种需求的模板,教师可以自由组合出多种实验环境,并且教师只是通过简单的选择、确认就可以了,而不用像传统实验那样连接、调试设备。个性化的实验场景设定相对统一的实验环境而言更能针对学生的不足通过实验过程进行弥补,对于提高学生整体的实践能力将有很大的帮助。

5.课程的后期阶段,将鼓励学生自己搭建实验场景,自己设定所需要的设备类型与数量,教师只需要进行适当的指导。通过这样的练习,将明显提高学生的设计能力与独立思考的能力。

第4篇:网络工程概念范文

随着我国信息系统工程建设的全面展开以及信息系统建设中暴露出的诸多问题,信息产业部颁发了相关文件,规定了信息系统工程监理单位资质与监理人员资格的管理办法。国务院并且规定了哪些信息系统工程需要实施工程监理。这样,信息系统工程监理作为我国信息化建设中的一项新生事物,已经得到了政府和社会的认可,信息系统工程监理行业逐渐崭露头角,随之而来的就是监理人才的供需矛盾。毕竟我国现阶段具有资质的信息系统监理公司不太多,并且专业的信息系统监理师更是缺少。为此不少的高职院校在网络系或其他相关院、系中都设立了《信息系统工程监理》或《网络工程监理》课程。天津电子信息职业技术学院在计算机网络技术系开设了《网络工程监理》课程。经过多年的教学,积累了很多宝贵经验。就《网络工程监理》课程的内容而言,按照传统的教学方法在课堂上讲解就避免不了枯燥、乏味,使得学生的学习兴趣慢慢的消失,最后只是为了应付考试背诵一下了之,这样致使本课程达不到开设的目的,为此必须开辟新的教学途径、教学方式来提高学生的学习兴趣。

二、《网络工程监理》教学情境探讨

为避免教学中的枯燥、乏味问题,在教学中采用了情境式教学方法。根据本课程的培养目标以及社会对专业监理人员的需求,把整个课程分解成为三个模块,每个模块下又分为几个教学情境,在每个教学情境中都插入实际的案例内容,这些实际案例是根据人才培养方案与社会专业工程监理公司共同研究而确定。这样使学生学习起来就如同亲临其境,使学生的自主学习兴趣大大提高。同时通过本课程的学习之后,在以后的实际工作中运用自如,更适应社会的需要。多年的教学实践,也验证了本方法是确实可行的。图1是本课程教学情境图示,三个模块分别是:模块一:信息系统工程监理基本概念;模块二:信息系统监理的主要内容;模块三:信息系统建立实战。

(一)信息系统监理基本概念。

1.主要内容。监理单位与人员的资质管理、中华人民共和国招投标法、监理工作三个主要指导文件编制。带领学生走近真实的网络工程项目工作环境,使学生对网络工程施工有初步了解、介绍招投标过程、提供网络工程招投标书样板,审阅与编辑投标文件、提供监理工作三个主要文件样板。

2.能力目标。一是能够理解和运用有关法律法规、行业标准、施工规范和安全条例等。二是能够了解网络工程监理的职责与工作内容。三是能够看懂和分析网络工程的招投标书及技术资料。四是能够归纳招投标书的结构和要点。五是掌握招标和设计阶段监理工作的技术特点。六是监理大纲、监理规划、监理实施细则的编制。

3.主要教学情境。一是审阅教师提供的招投标文件。将同学分成小组,以小组为单位尝试自己编写投标的标书。二是审阅教师提供的三个文件,同样以小组为单位尝试自己编写。

(二)信息系统监理内容。

1.主要内容。当一个监理公司取得了监理合同之后,将要进入实质的监理阶段。在这阶段里的主要内容即是所谓的:质量控制、进度控制、投资控制、变更控制、合同管理、信息管理、安全管理与组织协调“四控、三管、一协调”。在本部分提供实际的网络综合布线合同及与本合同相关的文件,使同学身临其境审阅学习这些文件。

2.能力目标。一是掌握工程各个阶段的质量控制、质量控制点的设置、质量控制常用的方法手段。二是掌握进度控制常用的技术、影响进度的因素。三是掌握投资控制的过程及失控的原因、掌握变更控制的基本原则及信息系统工程变更的工作程序。四是掌握信息系统工程合同的内容、合同违约管理、合同索赔程序与处理原则。五是熟悉信息系统工程监理中产生的主要文档及管理方法。六是掌握信息系统安全的定义、信息系统安全管理的内容。

3.主要学习情境。一是根据实际案例拟定网络综合布线系统施工合同。二是分组审阅教师提供的已经完成的网络综合布线系统的质量控制文件,尝试自己设置质量控制点。三是进度控制甘特图绘制。教师给出实际的综合布线工程和工期或其他项目,同学尝试用MicrosoftOfficeExcel绘制甘特图表。

(三)信息系统监理实战。

1.主要内容。因为现在的建设方通常是在工程招标之前就聘请了监理公司,因此监理的内容往往要提前到帮助建设方编写可行性分析报告、编制招标文件、根据投标标书选择优秀的承建方、可能还要起草工程合同等。因此信息系统工程监理实战内容包括以上所述部分并称之为工程前期准备阶段的监理。当选定了承建方之后进入工程设计与实施阶段监理,以及系统验收阶段的监理。

2.能力目标。一是熟悉投标标书中实质性要求的评审。例如:注册资金、系统集成资质、安全资质、质量管理体系等内容。二是熟悉招投标文件中技术性要求的评审。三是熟悉综合布线六个子系统的设计要点、监理的主要内容。四是测试验收网络工程并能写出工程建设分析总结。五是验收的原则与组织,验收测试的条件和主要工作。六是验收的准则,验收报告的内容。

3.主要学习情境。一是按小组分配到校企合作的监理公司,实际参与工程前期准备阶段的工作。二是按小组分配到校企合作的监理公司,下工地实际参与施工阶段监理工作。三是按小组分配到校企合作的监理公司,实际参与工程的验收工作。

三、结语

第5篇:网络工程概念范文

(一)方向共性

网络工程方向及网络信息安全方向,都注重人才培养,响应国家培养工程型、创新型、实践性人才号召,从过去的“以教为主”向“以学为主”转变,提高学生学习积极性和主动性。拓宽学生在专业方向上的视野,提高学生对专业技术的兴趣,教学目标不仅仅停留在学生学会书本内容,更要让学生通过专业知识的学习而提高实际动手的能力。在课程设置方面,通过主流专业课程教育培养学生基本技能及专业技能;通过各专业课程内容的交叉涵盖,培养学生的综合技能;最后通过前沿性课程及课外实践发掘和提高学生创新技能。以网络工程专业为依托,除计算机本科大类基础课程外,还设置了5门专业核心课程,突出网络工程专业特色,体现专业需求,为两个方向建立系统的专业知识结构打下基础。此外,还提供13门网络工程专业课程作为任意选修,两个方向的学生都可以根据兴趣和专业规划进行选择。课程主要内容见表1。

(二)方向特性

在课程设置上,两个方向各有三门具有代表性和方向性建设的专业课程。这三门课程是作为该方向学生学习的专业必选课程,同时也作为另一方向的可选课程。课程主要内容见表1。网络工程专业实践教学体系主要包括验证性实验、综合性实验、自主实验、课程设计、认识实习、生产实习、毕业实习、毕业设计、创新创业训练、大学生学科竞赛等环节[2],在提高学生实际技能和人才竞争力方面,两个方向通过课内外多项实践,达到对学生个人能力的提升。1.网络工程方向。①模拟招投标:学生在进入方向学习的初期,就获得模拟项目目标,要求学生在一学年内按照网络设计招投标和网络安装调试及测试两部分完成此项目。项目以学生为主,教师为辅,在整个方向课程的学习过程中都带有目的性,而学习到的知识和方法,学生都会主动应用到项目中去。分组实施,团队分工合作的方式,也培养了学生的团队合作精神,让学生在长期与他人合作的过程中,发掘自身长处。项目完成后,由多名专业教师共同对项目完成情况作出评价,总结优点与不足。[3]②具体工程项目参与:利用学校机房建设的机会,让学生到工程现场参观学习,并直接参与到工程进行和验收过程,担任网络工程监理、工程测试员及工程验收员的角色。让学生真正地将课程所学应用到工程项目中,实际基础项目流程,积累大量实践经验。③与专业认证结合:结合专业要求及学生就业特点,课程内容与权威专业认证接轨,实现课程与网络工程技术前沿性和理念先进性的接轨。截止目前,已有各年级多名同学通过了国家软考、思科、微软等认证考试并取得证书。2.网络信息安全方向。①专业实验项目:网络信息安全方向建立了信息安全实验室和网络攻防实验室,有完整系统的实验内容和项目,学生可根据课程要求进行验证性实验,也可以结合多个知识点进行综合性实验。并将网络管理与网络具体项目要求相结合,提高网络管理的实际操作性。②开展和参与学科竞赛:积极组织学生参加校级、省级、国家级的信息安全相关竞赛,在巩固基本知识的同时,更多地接触网络安全新技术和新理论,拓宽视野。学生在竞赛过程中,激发学习主动性,从被动接受逐渐变为主动学习,从简单应用逐步实现创新。整个竞赛过程中,学生是主体,教师只起方向性指导和思维启发的辅助作用。

二、专业方向的横向建设与纵向建设

(一)横向建设

网络工程专业两个方向,既有区别又有联系,专业方向的横向建设旨在让两个方向各有侧重分别建设,注重专业的深度和广度,建出专业方向特色。两个方向在课程内容制定和方面,注重课程之间的联系和知识结构的完整性,力求建立完整的专业知识体系。这不仅需要关注两个方向的共同点,也要区别两个方向的特性,兼顾发展。例如网络工程方向在工程后期实施和维护,离不开网络管理;网络安全也与网络初期设计及组网息息相关。两个方向分别建立了专项实验室,其目标不仅仅是针对课程,更重要的是培养学生实际动手能力。例如网络信息安全方向的信息安全实验室,可以完成网络攻击、计算机病毒、身份验证、访问控制、信息隐藏、加密通信、安全操作系统、防火墙技术、入侵检测技术、网络扫描、协议分析等一般实验室无法完成的实验。例如网络工程方向的组网实验室,通过真实交换机、路由器等设备,完成网络组建实验。这些实验室的建立,学生能够在实验室的教学环境中,接触到社会工作岗位上正在应用的主流知识和技术,全面掌握应对职业岗位的技术技能,加强对学生实际动手操作技能的培训,从而弥补了专业技术人才培养与社会实际需求之间的差距。

(二)纵向建设

纵向建设主要注意各专业方向的与时俱进。网络工程专业发展迅速,不断有新技术新概念出现。这就要求我们在专业建设中不断改进课程设置和培养方案。在课程设置上,每一次新的培养方案都会将目前最主流的技术和内容放在最重要的位置,或将这些内容加入到已有的课程中。大胆地去掉一些已经过时的内容,并将暂露头角的新内容安排到任意选修中。在实验室建设上,我们正在建设网络工程综合布线实验室和网络测试实验室,一方面加强学生工程实践能力,一方面为学生实训和开展创新创业提供平台。在新实验室的建设上,力求使将来实验内容由验证性实验和综合性实验,拓展到学生自主实验,让学生能对学习内容举一反三,激发对专业的热爱和兴趣,缩短学校培养和社会需求之间的差距。

三、结语

第6篇:网络工程概念范文

关键词:网络管理与安全课程群;综合课程设计;项目角色划分;协同设计

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2013)29-0094-03

作者简介:徐慧,女,博士,讲师,研究方向为网络与服务管理;邵雄凯,男,博士,教授,硕士生导师,教学副院长,研究方向为计算机网络、移动数据库技术和Web信息服务;陈卓,女,博士,教授,硕士生导师,研究方向为信息安全;阮鸥,男,博士,讲师,研究方向为网络安全。

作为一所地方工科院校,湖北工业大学(以下简称“我校”)目前面向本科生稳步推进“721”梯级、分类、多元人才培养模式改革:针对70%左右的本科生,以就业为导向,实施以培养实践动手能力为主体、创新创业精神为两翼的高素质应用型人才培养模式;针对20%左右的本科生,培养具有一专多能、湖北工业经济发展急需的复合型中坚人才;针对10%左右的本科生,扎实推进卓越工程师项目计划,培养高素质创新型的、未来湖北工业经济发展的领军人物。在这一背景下,网络工程专业与物联网工程专业在培养方案设置和修订的过程中,考虑利用科研平台、培训、竞赛等方式,切实加强实践环节的设计,进一步推进我校“721”人才培养模式改革,并以此为契机,进行培养和提高学生的创新精神和实践动手能力的教学改革与实践。本文旨在讨论网络工程专业与物联网工程专业的网络管理与安全综合课程设计的改革实践。

一、网络管理与安全综合课程设计的定位

按照“721”梯级、分类、多元人才培养模式改革思路,我校依据学科专业特点探索实施“实验教学――实习实训――毕业设计(论文)――创新教育――课外科技活动――社会实践”六元结合的实践教学体系。在这一实践教学体系的规划下,网络工程专业与物联网工程专业的人才培养方案都明确规定六大内容的基本要求和学分,并分为基础层次(基础课程实验、生产劳动、认知实习等)、提高层次(学科基础实验、课程设计、专业实习或生产实习、学年论文等)、综合层次(设计性实验及科研训练、学科竞赛、毕业实习、毕业设计或论文等)三个层次,从低年级到高年级前后衔接,循序渐进,贯穿整个本科生培养过程,旨在增强本科生的创新意识,提高他们的实践能力。

面向网络工程专业本科生的网络管理与安全课程群,主要包括“信息安全概论”、“应用密码学”、“计算机网络管理”、“网络防御技术”、“网络性能分析”和“网络安全编程与实践”这六门专业课程。在课程安排上,“信息安全概论”课程首先引入信息安全的基本概念和基本原理,包括消息鉴别与数字签名、身份认证、操作系统安全、数据库安全技术以及数据的备份与恢复等知识点;而“应用密码学”课程则介绍密码学基本概念、基本理论以及主要密码体制的算法与应用;更进一步,“计算机网络管理”课程以协议分析为导向讲授网络管理的相关理论,包括功能域、体系结构、协议规范、信息表示等知识点;“网络防御技术”课程以统一网络安全管理能力作为培养目标,阐述网络攻击的手段和方法以及网络防御的基本原理;在此基础上,“网络性能分析”课程着重讨论网络性能管理的理论与应用;“网络安全编程与实践”课程讨论网络安全编程实现的基本技术。值得注意的是,网络工程专业的网络管理与安全课程群建设成果,目前正在为面向物联网工程专业的相关课程体系设置与教学方法改革所借鉴。

网络管理与安全综合课程设计介于实践教学体系中提高层次到综合层次的过渡阶段,作为网络工程专业与物联网工程专业本科生第四学年实践能力培养的一个重要环节,有利于深入培养相关专业本科生的网络管理与安全综合实践能力。

二、基于项目角色划分的实施方案

为了培养网络工程专业与物联网工程专业本科生的工程实践能力,网络管理与安全综合课程设计实施过程的改革思路是:采用自主团队方式,选择并完成一个网络管理与安全项目。对于相关专业本科生而言,因为是自由组成团队,项目角色划分显得尤为重要。在这一背景下,提出基于项目角色划分的网络管理与安全综合课程设计实施方案。

网络管理与安全综合课程设计并不是要求本科生在短时间内便可以完成一个很大的网络管理与安全项目,主要是希望他们能够利用已有网络管理与安全课程群的知识基础,按照软件工程的思路合作完成一个规模适中的网络管理与安全项目,提高网络管理与安全综合实践能力。基于不太大的项目规模,网络管理与安全综合课程设计的项目角色划分与相应职责见表1。

三、网络工程专业与物联网工程专业的协同设计

作为一所地方工科院校,我校自2008年开始面向本科生开设网络工程专业,并于2012年面向本科生开设物联网工程专业,同时已获批“湖北省高等学校战略性新兴(支柱)产业人才培养计划本科项目”。网络工程专业与物联网工程专业虽然是两个不同的专业,却具有一定的关联性,如何保证网络管理与安全综合课程设计的实施方案对于这两个专业的协同设计,是专业改革实践过程中需要考虑的问题。图1给出网络管理与安全综合课程设计在实施过程中网络工程专业与物联网工程专业的协同设计方案:

如图1所示,网络工程专业的网络管理与安全综合课程设计的选题主要包括四个方向,即“信息安全与密码学”、“网络防御技术”、“计算机网络管理”与“统一网络安全管理”。其基本的选题思路在于帮助本科生熟悉常用的网络管理与安全编程开发包,并掌握网络管理与安全项目实践的基本技术,为将来从事网络管理与安全方面的研发工作打下一定的基础,各方向的参考选题见表2。

更进一步,较之网络工程专业,物联网工程专业具有更强的整合性与自身的特色,见图1,物联网工程专业的网络管理与安全综合课程设计的选题主要包括两个方向,即“物联网安全”与“物联网管理”,各方向的参考选题如表3所示。[1,2]

按照我校“721”梯级、分类、多元人才培养模式改革思路,作为实践教学体系中提高层次到综合层次过渡阶段的一个重要环节,网络管理与安全综合课程设计在改革实践过程中,考虑采用基于项目角色划分的实施方案,并尝试实现该方案在网络工程专业与物联网工程专业的协同设计,同时给出这两个专业不同方向的参考选题。

参考文献:

第7篇:网络工程概念范文

关键词:Internet;虚拟实验室系统;架构设计

1 网络工程虚拟实验室的内涵

虚拟实验室(Virtual Laboratory)的概念,最早是由美国费吉尼亚大学的威廉-沃尔夫教授在1989年提出来的,它描述的是一个计算机网络化的虚拟实验室环境。网络工程虚拟实验室是虚拟实验室家族的一个成员,它是针对网络原理、网络工程、网络安全等进行学习、设计、管理和研究的虚拟实验系统。网络工程虚拟实验室的主旨是在网络工程实验体系架构下,利用虚拟仿真技术、网络技术和软件技术等计算机技术,建立虚拟的工程实验环境,运行各种现实或虚拟的网络设备,对建立起来的实验拓扑进行设计和管理,构成新型的教学实验。网络工程虚拟实验室是对传统网络工程实验教学的一种扩展和延伸。它很好地满足了学习者个性化学习和自主学习的需要,保证了学习者在任何时间、任何地点都能得到实时学习和指导,从而更好地达到学习网络技能的目标。

2 网络工程虚拟实验室的架构设计

网络工程虚拟实验室是一种异构的问题解决方案,学生无论身在何处都可以进行实验。它要求参与实验者共享实验环境和实验要求。Web无疑为网络工程虚拟实验室的架构提供了一种技术平台,这就需要我们首先解决系统的结构问题。

2.1 基于C/S的两层结构

客户机/服务器(Client/Server,简称C/S)结构是出现早、应用范围广的一种两层结构,C/S结构将任务合理分配到客户端和服务器端,前后台计算分离,从而降低了系统的通讯开销,可以充分利用两端硬件环境的优势。早期的软件系统多以此作为首选设计标准。由于C/S结构下应用程序必须安装到每一台客户机,数据库系统的动态库文件也必须驻留在客户端,这给系统更新、升级和维护带来了很大的麻烦。并且C/S结构的应用系统可扩充性、可维护性及安全性都较差,这使得C/S结构的应用领域受到很多的限制。

2.2 基于B/S的三层结构

浏览器/服务器(Browser/Server,简称B/S)结构,把C/S结构中的客户端程序简化为一个通用的浏览器软件,它把C/S结构中的服务器端分解为一个数据库服务器和一个Web服务器,从而构成三层的B/S体系结构。B/S结构极大简化了客户端的工作,服务器将担负更多的工作。客户端使用浏览器,通过HTTP协议向Web服务器提出访问数据库的要求,Web服务器接受客户端请求后,将这个请求转化为SQL语法交给数据库服务器,数据库服务器得到请求后,验证其合法性并进行数据处理,然后将处理结果返回给Web服务器,Web服务器再一次将得到的所有结果进行转化,变成HTML文档形式转发给客户端浏览器,以友好的Web页面形式显示出来。

通过以上对C/S和B/S两种系统结构的比较分析,依据我们所要开发的虚拟实验室设计要求,我们最终选择了B/S三层结构进行网络工程虚拟实验室系统的开发。本系统包括客户端、应用Web服务器、模拟器运行服务器三部分,如图1所示。应用Web服务器负责处理客户端实验网络拓扑配置请求,完成客户端与模拟器运行服务器之间的通信转接。模拟器运行服务器采用GNS3软件模拟实际的设备,通过采用应用Web服务器生成拓扑所需要的参数,管理和维护需要模拟的设备。客户端通过浏览器完成与用户的交互,完成拓扑网络的设计和虚拟设备的配置交互等。

3 网络工程虚拟实验室的解决方案

网络工程虚拟实验室以B/S为架构设计。它是一个在线进行自我学习、自我测试和实验操作与管理的虚拟实验室系统,其中网络课程和开放实验平台模块是亮点。该系统的功能结构如图2所示。

网络课程模块将Cisco网络技术学院的教材以Web技术为基础,辅以诸如Flash、音频、视频等技术工具制作而成的教材内容,学生可以在教室、宿舍、家里登录访问教材,学生可以根据自身的情况调整学习进度、阅读电子教材、观看视频或其它可视化技术讲解,实现个性化的学习。

另外,开放实验平台模块中的远程实验平台是一个真实工作环境的在线调试实验平台。它通过Cisco ACS实验台来同时管理和控制8~16台真实的网络设备。不需要进行控制线的拔插,用户利用IE浏览器访问Cisco ACS,通过图形界面的形式对设备进行访问和配置,简单方便。

随着计算机技术、虚拟仿真技术的迅速发展,构建网络工程虚拟实验室已成为我国高校网络技术相关专业实验教学发展的必然趋势。这不仅可以为学生自主学习提供良好条件,还可以对改善实验环境、优化教学过程产生深远的影响。

[参考文献]

[1]Charles E Perkins,EiiZabeth M Royer.Ad Hoc On-Demand Distance Vector Touting[C]. In:Proceedings of the 2nd IEEE workshop on Mobile ComPuting Systems and Applications,New Orleans,LA,1999.90-100.

第8篇:网络工程概念范文

[关键词]广电网络;工程建设;质量控制;对策

中图分类号:G220.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)08-0214-01

引言:作为广电业务实施的核心基础,广电网络工程项目质量控制必须从质量指控策略上创新,引入现代知识型项目质量控制思想,并通过软件技术手段将这些思想融入软件应用系统中,通过软件可以对项目报批、计划编制、设计、施工、验收、结算及器材等各个方面进行规范管理,动态反馈工程项目的进展状态,解决在实施过程中引起的信息不及时、项目延期、费用增加等问题,进而最大化的保证工程项目的建设质量。基于此研究背景,本文提出并进行广电网络工程建设质量控制分析,旨在通过刊相关研究内容的分析,获取广电网络工程建设质量控制的流程和策略,为保证建设质量的基础上,尽可能的降低成本,提高工作效率。

1 广电网络工程建设质置

工程建设生产的产品是“竣工的工程项目”。质量主要包括对于工程的安全性、可靠性、经济型、实用性及观赏性等通过法律法规、技术规范、设计文件和一些签订的合同对其提出了相应的标准和要求。工程项目在进行承包建设时,必须根据合同具体的要求严格执行,也就是说,在合同的条件下形成了工程质量。合同中对于工程的项目的实际性能、实用性;设计、施工的质量都做出了明确、详细的规定,不仅要根据国家所规定的法律程序和基本规范严格执行,也要满足客户的实际需要,这些都包含在工程项目的质量内容的范围之内。

广电网络工程的建设质量水平和广播电视信号的顺利传送有着非常重要的联系,直接决定了工程的实用性,与人们的生活品质息息相关。不管是城市广电网络或是农村户户通网络,要想保证工程建设的高质量,那就必须投入较大的成本和费用,从而实现高品质的工程产品,如果质量不能得到有效保证,万一出现质量问题,还必须进行一系列的返修、加固等措施,加大了人员及相关设备器材的额外投人;同时,必须让用户承担较大一部分改造费用。另外,不仅会影响工程的使用期限,又加重了用户的经济负担;同时,如果工程质量不达标,也会使国家和用户受到不同程度的损失。所以,只有从根本上提升广电网络工程建设的质量水平,才能更好地推动我国广播电视行业稳定持续的发展。因此,必须全面认识到工程项目质量的重要性,并进行系统全面的研究,从根本上提高工程的质量。

2 广电网络工程建设质量控制的实现

广电网络工程建设项目施工过程质量控制作为一个系统过程,根据系统工程的原理,可以将现场施工质量的评价分两个方面来评价,即工程项目实体评价和过程管理体系的评价。并对两方面的相关因素分析,逐步建立多因素并逐层分级、逐层量化,并附以各级权重加以分配,最终形成工程项目过程质量的评价模型。以广电网络工程建设实体质量评价为例,由五级子项,根据相关评价标准进行打分评价,并乘以赋以的权重系数,统计到四级子项之中,四级子项再乘以四级权重系数,统计到三级子项中,依次计算,最后计算出最终评价得分。从总体上,评价出工程项目施工过程质量的控制水平,这样,就把整个抽象的系统、动态工程项目质量概念具有可操作性及应用价值。

3.1 广电网络工程建设施工过程的质量控制流程

施工阶段的质量控制是一个动态的过程,控制过程的流程如下所示:(1)首先要明确质量控制目标,制定质量规划,在实施过程中要不断对控制对象进行检查,纠偏。(2)施工阶段的质量控制包括对影响广电网络工程建设工程质量形成的各种因素的全面控制,具体可分为对施工人员的控制、对施工及生产机械的控制、对建筑材料的控制、对施工方法的控制和对施工环境的控制。(3)在工程施工过程中,不管对于施工单位还是监理公司,质量控制、质量管理都是一项很重要的内容。广电网络工程建设施工阶段的质量控制工作是项目监理总工程师的领导下,由现场监理工程师或质量控制工程师来具体实行的。由于质量检查人员的主要工作是检查工程质量并填写质量检查表,所以质检表中的数据是最基本最重要的信息。质量检查人员不但需要收集和整理这些数据,而且需要对这些数据进行分析,判断工程的质量,分析影响施工质量的原因。

3.2 质量控制的主要职责

对于整个环节进行分析得知,广电网络工程建设施工质量评定主要有三部分的内容,分别是:分项工程、分部工程及单位工程质量的评定。质量控制所涵盖的主要职责包括以下四点。一是对材料质量管理的环节主要是材料分别进行人库、验收、分配、验收等整个环节,实施全过程的管理。质量的控制主要是对材料的进场环节进行严格检查并进行记录;材料实验报告、混凝土、砂浆的质量控制;将相应的数据信息总结、整理,最终制作成表格。二是设备质量,对设备质量日标制定的管理。三是委托加工设备和设计质量的管理;对设备开箱验收,做好登记工作、安装调试、试运行质检记录的管理。四是质量事故管理主要有:对工程出现的事故进行作以记录和研究、找出解决的措施,其主要作用是工程质量事故数据输人、输出评定和查询统计等。

4 结束语

文章探讨了在广电网络工程建设施工过程中的质量控制的重要性,指出对广电网络工程建设施工过程的质量控制能够有效地实现预控目标;广电网络工程建设质量问题对我国广播电视事业的发展有着直接而重大的影响。

本文对广电网络工程建设质量进行分析,进一步广电网络工程建设施工过程的质量控制的基本环节及其主要职责进行分析和探讨,希望能够为我国电视广播事I的发展带来积极作用。

参考文献

[1] 侯伟.广电网络工程建设质量控制对策探析[J].工程技术:引文版,2016(7):00082.

[2] 纪效蜀.广电网络工程建设质量控制分析[J].西部广播电视,2016(15):249.

[3] 龚政.广电网络工程建设质量控制分析[J].科学与财富,2015,7(33):93

第9篇:网络工程概念范文

关键词:实验教学;虚拟仿真;网络工程;多元协同;虚实互动

实验教学作为学生实践能力和创新能力培养的重要载体,需要有相应的实验教学平台作为支撑。传统的实验教学平台采用实体形式,以物理空间中的实体设备、器件和材料为实验对象或载体,具有真实、直观、直接的优点,但存在更新运维成本高、规模与复杂度受限、可扩展性差、开放共享难等不足。虚拟仿真实验教学综合运用信息与通信技术,在信息空间中构建高度仿真的实验操作环境和实验对象,提供类似于实体实验教学的体验与效果,具有近似、抽象和间接的特点,并在可视性、交互性、安全性、可扩展性与可共享性等方面具备优势,是对实体实验教学的有益补充与完善。

一、虚拟仿真实验教学中心建设需要解决的关键问题

作为专业人才培养的重要教学保障和优质实验教学资源共享的主要载体,虚拟仿真实验教学中心建设不能简单停留在对实体实验教学项目的信息化再现或资源堆砌,必须思考并解决以下六方面的关键问题。

第一,建设理念。涉及虚拟仿真实验教学中心的基本指导思想、建设目标、服务面向,以及在专业人才培养中所应承担的角色或发挥的作用。

第二,建设内涵。与指导思想、建设目标与服务面向相适应,涉及虚拟仿真实验教学中心建设的教育教学品质与特色,例如是以基础研究与教学为特色,还是以工程研发或工程应用教学为特色。

第三,建设主线。涉及虚拟仿真实验教学中心建设的核心线索或体系,需要系统而有效地组织有关的实验教学资源,以满足中心的服务功能与特色。

第四,建设方法与途径。通过什么样的方法与途径实施虚拟仿真实验教学中心建设,是院校单独建设,还是校内外协同;是自主开发,还是购买服务,抑或是多方面结合。

第五,使用模式。如何将虚拟仿真实验教学中心资源运用于课内外教学,其与实体实验之间是什么关系,如何发挥各自的优势与长处,以提高实验教学的实效。

第六,开放共享机制。虚拟仿真实验教学中心如何实现优质实验教学服务的开放共享,包括服务的对象与范围、策略与机制以及服务能力等。

二、面向工程应用型人才培养的虚拟仿真实验教学中心建设思路

作为地方本科院校,温州大学网络工程专业以培养工程应用型人才为目标。为此,针对前述六大关键问题,我们提出了“学生发展为中心、工程应用为特色、能力培养为导向、多元协同为抓手、虚实互动增成效、开放共享促辐射”的基本建设思路。

(1)学生发展为中心,解决建设理念问题。服务于网络工程专业工程应用型人才培养目标,作为该专业实践教学平台的重要组成部分,虚拟仿真实验教学中心立足学生创新精神、综合素质与实践能力的协调发展,支撑问题分析、问题研究、解决方案设计以及现代工具使用等相关毕业要求与培养标准的达成,并促进学生的自主性学习与个性化学习。

(2)工程用为特色,解决建设内涵问题。虚拟仿真实验教学中心建设内涵与品质必须和网络工程专业工程应用型人才的培养目标与特色相契合,并着重在三个层面上予以把握:一是教学内容有效覆盖网络工程生命周期的主要应用环节,包括规划与设计、部署与开发、运行与维护等;二是实验平全支持当前主流的网络设备厂商及其产品,与业界主流网络技术及其应用无缝对接;三是综合性、设计性和创新性虚拟仿真实验教学项目都来源于网络工程实际问题或相关项目案例。

(3)能力培养为导向,解决建设主线问题。改变传统的以课程为核心的教学组织框架,体现以能力为导向,围绕工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力培养,针对递进性的分级能力培养目标,对虚拟仿真实验教学资源在实现技术、方式和手段等方面进行系统而精细地设计与开发。

(4)多元协同为抓手,解决建设方法与途径问题。为了落实能力培养核心与工程应用特色,依托高校与企业、教学与科研、教学研究与教学实践的多元协同,建立由教师、研究人员与工程师组成的专业化团队,融合虚拟仿真实验教学相关的教育、科技与工程优质资源,深度协作致力于虚拟仿真中心的开发与建设。

(5)虚实互动增成效,解决使用模式问题。充分发挥虚拟仿真实验教学与实体实验教学各自的优势,改革单纯基于实体实验教学资源的传统模式,结合分级能力培养目标,构建与实施虚拟实体高度互补、线上线下有机互动的新型实验教学模式,贯穿课内课外的各项教学活动,全面提高实验教学效果。

(6)开放共享促辐射,解决推广机制问题。建立管理服务与技术服务的“双轮驱动”机制,促进虚拟仿真中心的开放共享。在管理服务方面,面向兄弟院校、业界企业的团体与个人用户提供“Lab as a Service”形态的虚拟仿真实验教学云计算服务,为兄弟院校提供以全面降低使用门槛在技术服务方面,利用先进的虚拟数据中心网络技术提供安全、稳健、灵活的虚拟仿真实验教学服务,充分保障虚拟仿真实验教学服务的品质。

三、网络工程国家级虚拟仿真实验教学中心建设实践

依据上述基本建设思路,温州大学网络工程国家级虚拟仿真实验教学中心主要进行了以下建设实践。

1.能力培养为导向的虚拟仿真实验教学体系

以“专业基本技能一综合实践能力一工程实践能力一工程设计/创新能力”的递进式模型为主线,围绕综合分析和解决复杂网络工程问题的能力进行了虚拟仿真实验教学体系建设,如下表所示。

其中,专业基本技能培养阶段的虚拟仿真实验以演示认知型、分析验证型以及基础操作型等形式为主,以对少量技能点的认知或理解为教学目标,以可视性、交互性表现突出的软件仿真技术为主要实现途径,网络工程问题复杂度低;综合实践能力培养阶段的虚拟仿真实验以综合训练型为主,以对数个领域的大量技能点的整体掌握为教学目标,以仿真程度高的硬件虚拟技术为主要实现途径,网络工程问题复杂度较高;工程实践能力培养阶段的虚拟仿真实验以工程演练型为主,以掌握真实网络工程项目的部署与实施、测试与验证为主要教学目标,以仿真程度高的硬件虚拟技术为主要实现途径,网络工程问题复杂度高;工程设计/创新能力培养阶段的虚拟仿真实验以创新设计型为主,以掌握真实网络工程项目的规划、设计与开发为主要教学目标,结合软件仿真技术与硬件虚拟技术实现,网络工程问题复杂度最高。

2.工程应用为特色的虚拟仿真实验教学项目库

在虚拟仿真实验教学项目库的建设中,主要通过以下三种途径实现工程应用内涵与特色。

(1)虚拟仿真实验教学项目的技术与产品覆盖面接轨当前网络工程行业的热点应用领域与主流产品。包括网络互连、网络安全、无线局域网、协作网络、数据中心网络、运营商网络等,支持对这些领域各主流厂商设备的软件仿真或硬件虚拟。

(2)虚拟仿真实验教学项目的能力点定位与设计源于网络工程应用的实际需要,根据当前网络工程生命周期各阶段对工程能力要求的分布,对实验教学内容进行细致的梳理与筛选。每门课程精选出若干能力点,并依据规划与设计、部署与开发、测试与验证、运行与维护等不同阶段内能力点之间的关联性,有针对性地设计虚拟仿真实验教学项目的能力点组合方案。

(3)在虚拟仿真实验教学内容的组织与设计上,以能力点目标组合方案为出发点,以网络工程案例为背景素材,以实际需求和工程问题为导向,进行虚拟仿真实验教学项目的设计,保障其真实性、时效性以及针对性。网络工程案例主要来源于合作企业工程师参与或主持的工程项目,经过有丰富经验的工程师根据分级能力目标对复杂网络工程问题的分解、梳理与萃取。

当前,虚拟仿真中心建成的306个实验教学项目对应于分级能力培养目标的项目数量比例大致为4:4:1:1,其中直接来源于实际网络工程案例合计占总数的一半以上。

3.多元协同的虚拟仿真实验教学中心开发与建设方式

多元协同的开发与建设方式体现在三个方面,即高校与企业协同、教学与科研协同、教学研究与教学实践协同。

首先,通过与两家业界领军企业(思科系统与思博伦通信)的校企协同,在技术层面获得了网络功能虚拟化的授权,解决了对网络系统进行高度虚拟和仿真的核心技术难题,同时获得了工程师的加盟,增强了开发与建设队伍的整体技术实力;在资源层面得到了企业一线工程师队伍的宝贵经验,解决了虚拟仿真实验教学项目案例主要来源的关键问题;在管理层面借鉴了企业在线实验室开放与管理模式,解决了虚拟仿真实验教学服务的安全性和稳健性问题。

其次,充分利用高校教师队伍教学与科研并举的优势,依托教学与科研协同实现了科研反哺虚拟仿真实验教学。一是通过学生课外科技与创新活动等形式,将科研成果直接或间接转化成虚拟仿真实验教学项目,此类项目占总数近14%;二是在虚拟仿真中心的开发与建设中,转化了许多虚拟化与云计算领域的科研成果,到目前为止直接实施应用的发明专利共有6项,主题涉及网络服务质量、虚拟机资源配置以及云计算调度等。

最后,依托教学研究与教学实践的协同解决了虚拟仿真中心建设各个层面的多个关键理论问题。例如,针对虚拟仿真中心硬件平台的建设,先后依托两项浙江省提升地方高校办学水平专项资金项目开展了主题为“多租户虚拟数据中心网络建设”的研究;针对虚拟仿真中心软件平台的建设,依托浙江省高校实验室工作研究重点项目开展了主题为“‘实验教学即服务’的云计算模式构建”的研究;针对虚拟仿真实验教学的应用,依托浙江省高等教育课堂教学改革项目开展了主题为“依托虚拟仿真实验教学平台的混合式实践教学模式探索”的课题研究;针对校企合作开发与建设虚拟仿真中心的机制,依托浙江省高等教育教学改革项目开展了主题为“基于企业生态系统的分布式工程实践教育中心建设模式探索与实践”的课题研究。

4.虚实互动的实验教学资源使用模式

相对于传统的网络工程实体实验教学,网络工程虚拟仿真实验教学在以下方面具有明显的优势,对实体实验教学起到补足与增强作用。

首先,弥补了实体实验教学在开放时间、地点和方式上的不足,实现在任意安装有浏览器的终端设备上随时随地访问虚拟仿真实验教学资源以及实体实验教学资源进行练习,为自主性学习和个性化提供充分的保障。

其次,克服实体实验教学可见性与交互性差的弱点,实现对网络协议和网络系统工作原理的交互式可视化呈现,促进对基本技能点的J知、理解与掌握。

再次,克服实体实验教学在拓扑规模、网络特性以及管理便捷性等方面的局限,以低成本构建特性更丰富、结构更复杂的虚拟仿真实验教学环境,进而实现简捷高效的连接与配置管理,提高综合性实践教学的品质。

最后,克服实体实验教学由于成本因素而明显滞后于工程应用发展水平的局限,支持跨厂商、多系列高端网络设备,支持对复杂网络系统连接与配置的多视角可视化交互管理,用于在专业实习或毕业设计环节中对实际复杂网络工程项目进行快速概念验证。

为充分发挥虚拟仿真实验教学在支撑实践能力培养目标的不同维度上的优势,结合能力分级目标的特点,依据两者之间的内在逻辑关系,可以将实验教学资源的组合使用模式分为四种:虚辅实主、虚实并举、虚主实辅以及纯虚拟仿真。

(1)虚辅实主模式。利用上述第一与第二项优势,适用于专业基本技能培养阶段。虚拟仿真实验教学项目是对实体实验教学项目的近似仿真,虚拟仿真实验平台用于课前预习以及课后练习,而在课堂中使用实体实验平台与虚拟仿真实验相互印证。

(2)虚实并举模式。利用上述第一与第三项优势,适用于综合实践能力培养阶段。虚拟仿真实验教学主要面向开放实验项目、学生科技创新项目、专业技能竞赛等课外教育活动,而实体实验教学面向日常课堂。

(3)虚主实辅模式。利用上述第一与第三项优势,适用于工程实践能力培养阶段。虚拟仿真实验平台用于前期耗时较长、不依赖于实体设备的建模与部署环节,实体实验平台用于后期耗时较短、依赖于实体设备的验证与测试环节。

(4)纯虚拟仿真模式。利用上述第一与第四项优势,适用于工程设计/创新能力培养阶段。学生在进入企业学习阶段后,用于大规模复杂网络工程解决方案的概念验证,包括规划与设计、建模与开发,用于新建网络解决方案的展示、客户网络割接方案的预演以及客户网络故障排错方案的验证等。

当前,虚拟仿真中心所有实验教学项目覆盖10门专业课程、5门综合实践课程、4大类课外教育活动以及专业实习与毕业设计,时间跨度从大二下到大四。从整体人才培养过程来看,随着专业教育阶段的逐步深入,实践能力培养目标逐步提升,所涉及的工程问题复杂度随之提升,对实验教学平台支持能力的要求越来越高。相应地,所依托的实验教学环境也由以实体中心为主逐渐演变为虚实结合,最终过渡到以虚拟仿真中心为主。

5.虚拟仿真实验教学开放共享的实现与推广

虚拟仿真中心对外开放共享提供虚拟仿真实验教学服务的内涵包括管理服务与技术服务两个方面。在管理服务方面,使用高级服务调度引擎将所有虚拟仿真实验教学资源整合起来,以“实验教学即服务”(Lab as a Service,LaaS)的形态统一对外提供开放共享。此外,对于兄弟院校与行业企业等团体用户,为其提供专有的管理门户,便于自我管理。在技术服务方面,构建了安全、健壮、高效、可扩展的技术平台架构。其中,软件仿真前端提供可视化的实验教学体验;而硬件虚拟后台创建虚拟仿真网络的运行实例并提供远程配置与管理手段,而云监控与管理、云备份与安全提供充分的服务质量保障。