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[关键词] 物联网;移动互联网;人才培养
[中图分类号] G642.0 [文献标志码] A [文章编号] 1005-4634(2014)04-0080-04
网络工程专业是随互联网的发展壮大而兴起和发展的,自 1998年被教育部列入本科专业目录以来,全国已有近 300 所高校设置了该专业,为社会培养了大批网络专业技术人才[1]。我国大多数高校的网络工程专业以计算机科学与技术专业为基础开设,在专业建设过程中,各高校本着“培养高层次的网络规划建设、网络管理维护、网络应用人才”这一专业培养目标,通过增设通信原理、互联网工程建设与规划、网络管理、网络程序设计、网络安全等课程开展专业人才培养,与原有的计算机科学与技术专业培养模式相近[2,3]。由于教学体系、教学实践经验的不足以及硬件设备更新换代的滞后,使得学生分析问题、解决问题的能力和实践工程能力相对较弱,毕业生的专业特色和优势不够明显。近些年,由于低端网络人才市场趋于饱和,本科生就业市场上出现了“网络工程专业学生就业难、用人单位招聘不到合适人才”的普遍现象,导致部分应用型高校网络工程专业出现萎缩或停招。这足以说明,“传统”网络工程专业亟需在专业内涵、人才培养目标和培养模式等方面进行重大的改革创新。
1 “新互联网”时代大潮对网络工程专业 的影响
互联网技术经过40多年的长足发展,其产业变革席卷全球,颠覆传统行业的节奏也进一步加快。2014年1月8日,在钓鱼台国宾馆召开的“2014互联网产业年会”上,互联网产业各界人士一致认为:移动互联网、物联网必然将在工业应用中扮演更加深入和广泛的角色,促进工业全产业链、全信息链的信息共享和协同集成。思科首席执行官约翰钱伯斯(John Chambers)在拉斯维加斯举办的“CES2014展会”演讲中也对物联网的发展充满信心,表示:“这一转变已经开始,它(指物联网)将改变我们生活、工作和娱乐的方式……2014年将是物联网发生关键转变的一年,并且到2017年,物联网产生的影响,将比整个互联网更为深远”。
物联网和移动互联网等新网络技术的兴起给网络工程专业带来了新的契机和挑战,只有正视这种汹涌的“新互联网”时代大潮,不断丰富和发展网络工程专业的内涵、人才培养目标和培养模式,才能适应新网络时代的要求,培养面向企业需求的实践人才,焕发专业活力。本文分析总结大连工业大学网络工程专业的培养实践经验:“突出专业特色,彰显时代特点”、“优化专业层次结构,大类培养”、“加强实践,注重校企合作”,旨在探索一条适应新技术发展的面向物联网、移动互联网的网络工程实用型人才培养的新道路。
2 “新互联网”时代下网络工程专业的建 设思路
大连工业大学于2004年开设网络工程专业,经历了传统意义上的网络工程人才培养,迄今已毕业6届、300余名网络工程专业本科生。通过对本专业毕业生就业情况的跟踪统计可知,目前网络工程专业学生的就业方向主要有四个领域:传统互联网系统设计及应用、Web软件设计与开发、嵌入式系统应用和移动互联网软件开发。随着物联网、移动互联网技术的兴起和蓬勃发展,近几年嵌入式系统应用和移动互联网应用领域的就业比例逐年上升,已渐有超过传统互联网应用这一传统就业主体的趋势。根据这种现状,大连工业大学从2010年起着手改革新的网络工程专业人才培养模式,学生就业优势明显加强。
首先,拓展传统的网络工程专业内涵,突破传统的“互联网建网、管网、用网”领域,以时代需求为导向,引入物联网、移动互联网等技术知识,拓宽专业领域;在人才培养目标方面,既要培养传统互联网络系统设计与开发、网络工程规划与设计、网络管理与维护等层次的专业人才,也要培养物联网系统设计与开发、移动互联网系统设计与开发的多领域专业人才。
其次,在课程设置上优化专业层次结构,结合计算机科学与技术专业制定“宽口基础+特色方向”的课程体系,开展大类培养。
最后,网络工程专业作为一个跨学科、实用性强、服务面广的专业,要大力加强学生实践应用能力的培养。这既需要高校本身的努力,加大教师实践能力培养、加大硬件设备的更新换代,更需要社会、企业和学校的紧密配合,探索一条群策群力培养学生实践能力的切实可行的新模式。
3 拓展专业内涵,彰显时代特点
物联网技术是在互联网技术的基础上,结合射频标签和传感器网络等技术,实现人与物、物与物智能沟通和对话的网络信息技术[4]。近几年,国内申请增设物联网相关专业的高校数量众多,但在不同程度上都存在着物联网课程体系规划不完善、教材建设计划不完备、师资力量薄弱、实验室配套设备缺乏和实验方案标准有待规范等问题。
实际上,在培养目标和专业课程设置等方面,传统网络工程专业已涵盖了大多物联网知识领域,拥有物联网网络层的学科建设优势,具备应用层的基础知识,需要补充的主要是物联网感知层的相关课程[4]。显然,传统网络工程专业与物联网专业在知识结构上有很多共性,只要适当补充和调整网络工程专业的课程设置,即可培养具有物联网技术知识的专业人才。
物联网、移动互联网是“新互联网”时代两个最热点的技术领域和应用领域,根据新技术发展和企业岗位需求,大连工业大学网络工程专业重新定位了专业内涵,调整原有的专业课程体系,补充物联网和移动互联网技术相关知识,制定了新的网络工程专业培养方案,目的是培养面向工程的具有创新精神的应用型、复合型、技能型的“新”网络工程人才。新培养方案中将网络工程专业方向设定为4个方向:(1)传统互联网方向;(2)系统集成方向;(3)物联网及移动互联网方向;(4)Web软件开发。
4 优化专业层次结构,大类培养
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010~2020年)》明确提出:“优化结构,办出特色……优化学科专业、类型、层次结构,促进多学科交叉和融合。重点扩大应用型、复合型、技能型人才培养规模。”
大连工业大学网络工程专业是以校计算机科学与技术专业为基础、依托校网络中心工程环境开展学生培养的,具有坚实的教学师资和教学资源基础。为优化网络工程专业的层次结构、培养“应用型、复合型、技能型”人才,网络工程专业采用与计算机科学与技术专业联合的交叉大类“2+2培养”模式:前两年教学内容与计算机专业保持一致,使学生具有扎实的计算机技术基础;后两年根据专业特色,按照行业技术发展和企业岗位需求,设立了“传统互联网应用”、“系统集成”、“Web软件开发”、“物联网及移动互联网应用”四个特色方向,形成合理、有时代特色的课程群体系(见表1),及有效的实践环节,从而保证学生在校学习内容和企业需求的有机接轨。
5 面向工程应用,优化实践教学模式
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010~2020年)》同样明确提出:“提高人才培养质量……加强实验室、校内外实习基地、课程教材等基本建设……强化实践教学环节……创立高校与科研院所、行业、企业联合培养人才的新机制。”
网络工程专业对学生的实践能力要求较高,实践能力的提升是培养网络工程人才工作的重中之重。根据大连工业大学网络工程专业本身的特点,笔者采取“校内+校外”、“校企联合”的创新与实践教学模式开展对学生实践工程能力的培养。
5.1 实践教学体系
实践教学体系设置坚持“面向工程应用,优化实践教学模式”原则。具体划分为“四层次、七类别”实践教学体系,见图1。“四层次”是指学生应获取基础实验和认知能力、初步设计能力、综合实践能力、创新和工程能力等四个层次的能力;“七类别”是指课程实验、课程设计、专题训练、各类实习、毕业设计、参加创新和科研课题、职业培训等七个环节[5]。
根据大连工业大学网络工程专业自身特点,针对“课程群”系列课程,开设综合性较强的专题训练实践环节,既有利于提高学生的综合实践能力,又有利于与企业实训项目相结合、置换。例如,笔者将第七学期的“网络规划与设计专题训练”、“网络安全课程设计”和“生产实习――网络管理+Linux系统运维”三个实践环节组合成一个综合性专题训练模块,引进合作企业的生产实践项目,由学校教师和企业技术人员共同对学生进行综合实训,取得了非常好的效果。
5.2 “校内+校外”、“校企联合”的创新与实践教 学模式
根据专业培养目标,充分关注行业、企业需求,密切校企合作,建立了“校内+校外”、“校企联合”的创新与实践教学模式。
1)有效利用校内资源,将教学实践与实际生产环境有机融合。网络工程专业依托大连工业大学网络中心开展校级实践活动,将教学实践落实到生产现场,开展从校网络中心到教育网地区中心全方位的教学实践活动。在这个过程中,既可以引入网络中心具有丰富实践经验的教师承担认识实习、操作实习、毕业设计等实践教学任务,将网络中心技术人员的工程实践经验更好地融入到教学环节中,还可以引导学生参与勤工俭学,通过承担一定的网络维护开发等活动,有意识地引导学生参与专业实验室、学校网络的建设维护工作,提高学生的专业认知和动手能力。通过上述方式,将网络工程专业的教学实践融入实际的生产环境中,使学生学以致用,既深化了对专业理论的理解,也提高了学生的工程实践能力,突出了网络工程专业的工程特点。
2)扩大校企合作。根据行业、企业需求,结合学校实际,笔者重新定位网络工程专业方向,建立了“企业岗位定制”教学;同时,加强校企教师的双向培训机制,与企业在学生和师资培养等方面建立长期稳定的合作关系。在图1所示的四个层次实践课程体系中,强调培养过程中的企业参与,将企业的实际项目引入专题训练环节,实现学校和企业的无缝接轨。
3)支持学生参与创新科学研究,推行产学研联合培养的“导师制”。从大学一年级入学开始,即进行专业介绍和行业发展规划,逐步引导和培养学生的专业兴趣和方向,鼓励本科学生参与科技创新实践活动,建立“导师制”师生研究室。教师带领本科生积极开展科研创新实践活动,建立了课内与课外相结合的创新与实践教学模式。目前,网络工程专业学生已参加了多项国家级大学生创新与创业项目,科研实践能力大幅提升。
4)积极开展专业竞赛,以赛促学。引导学生积极参加各种专业竞赛,以优秀获奖学生为榜样,带动更多的学生积极向上、锐意进取。同时,通过联合开办的思科网络技术学院、红帽学院,鼓励学生考取思科认证网络工程师(CCNA)、思科认证网络高级工程师(CCNP)等行业国际资格认证,极大地调动了学生的积极性和学习热情,也增强了学生的就业竞争力。
6 结论
物联网和移动互联网技术的蓬勃发展为传统网络工程专业建设带来了新的机遇,本文讨论在“新互联网”时代背景下,以《物联网“十二五”发展规划》和《卓越工程师教育培养计划》为契机,将物联网技术、移动互联网技术与高校传统网络工程专业建设有机融合,通过整合教学资源、扩展专业内涵、优化教学体系、建立创新实践教学模式等一系列举措,大力加强学生实践能力的训练,探索了一条以行业需求为目标,培养基础扎实、实践能力强、富有创新精神和团队意识的复合型、应用型网络工程人才的新思路。
参考文献
[1]曹介男,徐明,蒋宗礼,陈明.网络工程专业方向设置与专业能力构成研究[J].中国大学教学,2012,(9):31-34.
[2]岳峰,王桢.浅谈高校网络工程专业学生实践能力的培养[J].教育与职业,2012,(21):126-127.
[3]张新有,曾华,窦军.就业导向的网络工程专业教学体系[J].高等工程教育研究,2010,(4):156-160.
作为地方二本类高校,如何培养网络工程专业应用型人才是我们现在亟待需要考虑的重要问题。尽管现在很多高校已经就网络工程应用型人才的培养模式展开了广泛的讨论与实践,但目前一些重要的问题仍然十分棘手,其主要体现在以下问题。(1)网络工程应用型人才培养模式与培养方案设计问题。(2)理论教学与实践教学的合理安排与考量问题。(3)与其他计算机类专业的区别及关联性问题。(4)以就业为驱动的学生基本能力培养问题。(5)以创新为目标的学生综合能力培养问题。这些问题是地方二本类高校在培养网络工程专业应用型人才时所面临的重要问题,只有这些问题得到了解决,才有可能培养出具有特色的网络工程应用型人才。
2人才培养模式与方案设计
人才培养模式与人才培养方案的设计既能体现出一个专业设置的好与坏,也能表现出一个专业的办学特色。合理的人才培养模式与方案设计是培养符合社会特定人才需求的根本与基础,也是成功发展该专业的重要基石。人才培养模式与人才培养方案相辅相成,在合理的人才培养模式下设计符合社会实际需求的人才培养方案,才有可能培养出优秀的应用型人才。在人才培养模式上既要考虑内部的人才培养模式改革,又要考虑外部的社会需求驱动。各高等院校根据其人才培养目标不同,人才培养模式也各不相同,特别是地方二本类应用型院校人才培养多定位为培养应用技术类人才。2007年,怀化学院提出“三位一体”应用型人才培养模式[9],着重强调对学生的公共能力培养、专业能力培养和发展能力培养;同时在这种人才培养大框架下,为适应社会需求,网络工程专业首先在怀化学院提出“3+1”、“2+2”的人才培养模式,并取得了较好的成效。网络工程专业强调对应用型人才的培养,其人才培养模式与方案的设计显得尤为重要。针对怀化学院近5年来在网络工程专业的人才培养情况和经验,在人才培养模式和方案设计上还有待进一步探讨与深入,主要表现在以下两个方面。(1)从以往的人才培养方案修订经验方面,应把眼光放得更远,从更长远规划着手,高度凝练专业方向,注重学生能力培养,面向社会需求形成一套符合该专业发展的人才培养模式和机制,如5年一规划和两年一微调。一方面有利于学生在较为稳定的、良好的学习环境中成长;另一方面有利于教学与管理人员从中更好地发现、总结优点和不足,为今后制定更为成熟的人才培养模式与方案提供宝贵经验。(2)从人才培养途径方面,进一步拓宽学生的学习视野,通过入学教育、课程见习、专业见习、专业实习等途径,增强学生对专业的感性认识,激发学生的学习与创新意识,制定出一种“稳基础、重实践”的人才培养模式与方案。
3课程规划与考核
专业课程规划与考核是我们为社会培养合适人才的重要组成部分。社会需要什么样的人才,我们在最初申报专业时就应该做充分的调研,了解该专业的社会需求以及对社会的推动作用。作为地方二本类高校,我们在培养网络工程应用型人才时,要以本地为中心,向周边地带辐射,培养适合以本地为中心的专门化网络工程应用型人才,促进本地及周边地带的科技、文化和经济发展。在课程规划设置上,怀化学院网络工程专业课程已做过多次修改,公共能力培养和专业能力培养两个模块比较稳定,但主要体现在发展能力培养模块。针对社会对网络工程应用型人才需求的侧重点不同,我们需要培养满足社会所需的特定类型人才,如网络规划型、信息安全型和网络管理型人才,这也正是发展能力培养模块所存在的必然性。在课程考核方面,为适应应用型人才培养目标,我们将课程考核分为3种模式,考试、考查和认证,对于理论性较强的课程采用考试方式;对于偏重实践实训性的实用性课程采用考查方式;而对于一些培训类课程或行业类技术采用认证方式。近年来,我们在网络工程专业课程规划与考核上做过许多尝试性工作,并取得了较好的成效,从学习效果和知识掌握上看,得到了学生较好的反馈信息,但目前还面临一些问题。(1)对一些实践性较强的课程,要通过多种途径引进一些双师型教师,或者通过校企合作方式将行业内具有丰富实践经验的工程师等技术人员请进学校,增强学生的实际动手能力。(2)甄选专业课程,避免出现课程之间内容重叠或模糊现象、课程内容过于陈旧现象、课程体系设置不严谨现象等;在课程规划与设置时,往往因为教师参与过少、调研时间仓促、探讨不够深入等原因,出现专业课程设置不合理的现象。(3)考核方式应该采取多样化,考试可通过纸质方式进行,也可采用无纸化途径进行,充分利用计算机和互联网资源,开发在线考试系统来实现无纸化考试;而对于课程考查,可以通过多种途径进行,比如开卷考试、网络规划、网络程序或小型应用系统开发、撰写论文和调查报告等,通过多种考核方式,充分发挥学生的优势。
4与其他计算机类专业的关系
目前教育部公布的计算机类本科专业共9个,其中对于计算机科学与技术、软件工程、网络工程、物联网工程4个专业,有关部门不限制开设这些专业的院校类型,且特别受到培养应用型人才的地方二本类院校的青睐。地方二本类应用型院校对于这些专业在人才培养定位和课程体系设置方面还存在一定的模糊性。在人才培养研讨会上,如何把这些专业清晰地区分开,如何设置不同专业相关课程,如何培养与该专业一致的应用型人才,如何突出它们各自的优势,这些问题通常会成为大家讨论的焦点。近几年来,由于很多考生不能清晰了解各专业的主要区别,在招生过程中很多学生通常会选择传统的计算机科学与技术专业,怀化学院网络工程专业2009—2013年实际招收到的人数分别为:81、50、61、43和50,招生情况不容乐观。因此,如何区别网络工程专业与其他计算机类专业,以及把握它们之间的内在关系是我们当前必须要解决的重要问题。对于地方二本类院校,针对学校对应用型人才的培养要求以及在师资力量上所表现的薄弱性,在考虑计算机类各专业的关系时,既要抓住它们的共性,又要严格区分它们的不同点,认真规划各专业的课程体系,明确学生未来的就业去向,符合社会对各类人才的具体需求,建议如下。(1)高度凝练不同专业的共同课程。目前怀化学院有3个计算机类专业,计算机科学与技术、网络工程和软件工程,在公共能力培养和专业能力培养这两个模块中,可以考虑设置这3个专业具有共性的一些专业基础课程。尽管这3个专业的人才培养目标不同,但它们都具有相同的专业理论基础,均可设置相同的专业基础课程并特别适合在地方二本类院校实施。一方面可以避免培养出畸形人才,比如在网络工程专业原培养方案中没有考虑算法设计与分析、软件工程等核心课程;另一方面可以充分合理地利用有限的师资力量。(2)突出各专业在发展能力培养模块上对专业方向课程群的设置。对于网络工程专业,在专业方向课程群上要形成一种体系,既要考虑与计算机类相关的理论课程,又要考虑与网络通信类相关的理论课程,同时,也要考虑面向社会需求的网络管理、网络规划或网络安全等方向课程设置,还要避免在方向课程设置上与其他专业的重叠性。我们的最终目标是不仅要培养面向社会需求的网络工程应用型人才,而且也要注重拓宽学生未来的发展方向。
5学生应用能力培养
网络工程专业是一门应用性很强的专业,其强调对应用型人才的培养,这也是许多地方二本类院校开设该专业的根本原因。因此,要培养适合社会需求的网络工程应用型人才,就要以就业为驱动培养学生的基本能力、以创新为目标培养学生的综合能力。从怀化学院已毕业的两届网络工程专业学生就业情况看,大部分学生选择去IT企业、小部分学生选择对口事业单位、另有少量学生选择公务员或读研,就业情况较为乐观,这表明我们的应用型人才培养模式的前期探索工作得到了社会的初步肯定。但我们在学生应用能力培养工作上还有待进一步深入探讨,主要体现在3个方面:①以就业为驱动,加强实践性课程教学,提升学生的基本操作能力。尽管我们在教学计划中增加了大量实验课时,课时数已经达到教学计划总课时的25%,但很多实验等实践性项目较为陈旧,有的项目与课程理论知识点脱节,有的项目没有结合最新技术或实际工程应用,因此项目设计不仅要结合理论知识点,而且还要结合前沿技术和学生可能的就业需求等因素。②以创新为目标,重视学生课程设计、项目实训、学科竞赛、专业培训和毕业设计,提升学生的综合实践能力。目前,在创新环节上面临的问题是相当一部分学生热情不高,没有被引起足够重视,特别是课程设计和项目实训环节。因此,我们需要通过一系列有效措施对学生积极引导、有效监管,为学生营造一种良好的学习氛围,激发学生兴趣,增强综合实践能力。③加大校企合作力度,为学生进入对口企业参加培训或顶岗实习提供更宽的途径。我们已经在校企合作方面做了阶段性工作,前期工作争取每位大四学生能在相关计算机企业进行技术培训或顶岗实习,通过校企合作提升了学生专业实践能力,并且大部分学生能够找到比较称心的工作。在下一阶段,我们希望为该专业学生找到更多与专业对口的企业从事专业培训和顶岗实习,一方面进一步强化该专业学生的专业综合技能,另一方面更加明确该专业学生的就业方向,为社会培养有特色的网络工程应用型人才。
6结语
关键词:网络工程专业;实践教学体系;实践教学内容;网络实验室建设
1 实践教学体系建设意义
近年来,随着计算机、通信、网络及多媒体技术的发展,社会各领域需要大量网络工程应用人才。为了顺应此需要,许多院校纷纷开设网络工程专业[1],我校也是其中之一。
基于教育部有关专业指导性意见和社会对网络工程人才的需求,结合我校实际,我们制定了网络工程专业培养目标:培养基础扎实、知识面宽、具有创新精神的二十一世纪计算机网络技术发展需要的高级人才。通过四年学习,该专业的毕业生能从事网络应用软件开发、网络工程设计与规划、网络安全防护、网络运行维护与管理等工作。由于网络工程专业是实践性很强的技术,要想实现培养目标,必须高度重视实践教学体系建设[2]。因为实践教学体系是教学的重要组成部分,是课堂教学的补充和延伸,也是学生将所学理论知识与实践相结合的一个重要手段和必不可少的重要过程。因此,建设实践教学体系有利于提高教学质量,能为社会培养高质量的网络技术人才[3]。
2 实践教学内容建设
网络工程专业实践教学内容大致可以分为两大块:1)专业基础实践;2)专业方向实践。前者是计算
机科学与技术一级学科基础技能,其下所有专业都必须掌握,网络工程也不例外。如程序设计基础实践、计算机组成原理实践、操作系统实践、数据库系统实践、数据结构实践和软件工程实践等;后者则是网络工程区别于其他专业的特定技能,如计算机网络原理实践、网络工程实践、网络安全实践等。前者具有共性、后者具有特性;并且前者是基础、后者是拓展,前者是为后者服务的。由于专业基础实践体系目前已经基本成熟,有很多可以借鉴的研究和实际成果,而网络工程专业作为一个新专业,其专业方向实践教学内容还处于探索阶段,所以本文的实践教学内容以网络工程专业方向实践为主。如无特殊说明,以下的实践教学内容均指专业方向实践教学内容。图1是网络工程专业的实践教学内容。我们将网络工程的专业方向实践教学内容分为四块:1)课程实验;2)课程设计;3)专业实习;4)综合设计。下面分别介绍。
2.1 课程实验
网络工程专业方向的课程可以分为计算机网络原理、网络编程、网络安全、网络工程、网络管理和互联网应用与维护等课程。
计算机网络原理课程是网络工程专业的核心专
基金项目:国家自然科学基金(60803160);湖北省教育厅科学研究项目(Q20111110); 2011年武汉科技大学教学研究项目。
作者简介:金瑜,女,讲师,研究方向为分布式计算、P2P信任研究; 赵红武,男,副教授,研究方向为分布式数据库;顾进广,男,教授,研究方向为语义网,软件工程。
业基础课之一,着重介绍实现位于不同地点的节点之间通信的过程和原理,强调系统中软硬件之间的协商过程,即协议和分层。
因此该课程的实验重点在于解析各个层次协议包的格式、协议运行过程等。数据链路层实验有以太网链路帧格式分析;网络层实验有ARP协议分析、ICMP协议分析、IP分组分片、IP协议分析、距离向量路由算法分析、链路状态路由算法分析等;传输层实验有:UDP协议分析、TCP协议分析、TCP连接、超时重传等;应用层实验有RIP协议分析、OSPF协议分析、DNS协议分析、FTP协议分析、HTTP协议分析等。
网络编程也是网络工程专业的一门专业基础课,着重介绍在UNIX/Linux系统下基于TCP/IP网络套接字接口的基本编程方法,包括迭代与并发服务器编写方法、进程与线程编程技术、I/O编程技术、IPv4与IPv6的兼容性、原始套接口、数据链路访问技术、广播与多播技术等。可以开设的实验有Socket基本编程基础、基于TCP 的网络程序设计、基于UDP 的网络程序设计、Ping 程序设计、并发服务器程序设计、I/O 复用程序设计、Traceroute 程序设计等。
网络安全是一门涉及计算机科学、网络技术、通信技术、密码技术、信息安全技术、应用数学、数论、信息论等多种学科的综合性科学,也是网络工程专业的核心课程。该课程重点在于介绍基本网络安全理论、目前常见的网络攻击以及防御技术和工具等,开设的实验有使用Ethereal(或Sniffer)网络嗅探工具分析网络通信、漏洞扫描及入侵、网络隐身、木马攻击、DoS攻击、ARP欺骗攻击、Windows操作系统平台的安全设置、Windows 2000 Server操作系统平台主机的安全配置方案、网段安全实用防护、利用IPSec:筛选表屏蔽危险端口、利用PGP软件实现电子邮件加密、windows 2003 Server的Web证书服务、使用基于主机的入侵检测系统Blackice、数据备份与恢复等。
网络工程课程主要是从工程角度来描述构建网络系统所需要掌握的技术。重点阐述网络体系结构、交换机和路由器等通信设备功能、选型及应用,网络工程规划与设计,综合布线系统设计与施工技术,网络测试,以及相关工程标准与规范等。该课程的实验可以分为双绞线电缆的制作及简单以太网组网、交换机初步使用、交换机中VLAN配置、路由器的使用、路由器中的静态路由配置、路由器中OSPF的配置、ACL配置、NAT配置、小型网络的规划与设计等。
网络管理主要培养学生面向网络管理员岗位的核心职业能力和职业素质,是一门面向职业岗位的技术应用类课程。它介绍计算机网络管理系统的基本概念和实际应用,以SNMP协议为基础详细讨论网络管理系统的体系结构、管理功能域、协议规范、管理信息库组成、远程网络监视功能和安全机制,开设的实验有网管软件使用(如SNMPUtil,StarView,SNMPc,华为的Quidview)、SNMP基本原理验证、网络拓扑发现、性能管理、Windows 2003网络管理、应用WinSNMP进行网络管理编程等。
互联网应用与维护课程主要涉及在互联网中流行的应用以及对这些应用服务器的配置和管理。实验包括DNS服务器配置和使用、Active Directory安装管理、Web服务器配置和作用、FTP服务器配置和使用、电子邮件系统配置和使用、DHCP服务器配置和使用、Telnet服务器配置和使用、磁盘管理、备份和还数据、IE浏览器配置和使用、远程终端服务配置和使用。
2.2 课程设计
课程设计是对实验课程的进一步巩固和深入,可以从深度和广度上对实验教学进行扩展,能弥补实验教学上的实验环境和师资力量上的不足,更进一步地让学生理解和掌握所学的理论知识。鉴于计算机网络原理、网络安全、网络工程这三门课程在网络工程专业的核心和基础地位,我们认为网络工程专业方向应该开设这三门课程的课程设计,让学生加深对这几门课程的理解。
计算机网络原理可以开设的课程设计题目有计算校验和、帧封装、模拟Ethernet帧的发送过程、发送ARP包、解析ARP包、解析IP包、IP地址的合法性及子网判断、利用WinpCap进行协议分析等;网络安全课程设计的题目有端口扫描编程实现、服务器扫描编程实现、多线程扫描编程实现、网络数据包生成编程、入侵检测编程等;网络工程课程设计的题目可以为中型网络系统规划和设计,包括网络规划与设计需求分析、网络系统体系结构设计、网络地址和命名模型设计、系统中路由协议设计、网络安全设计、网络中服务器设计等。
2.3 专业实习
专业实习是让学生亲身参与实际项目开发过程,让学生对项目设计与开发有切身体会,毕业后能快速适应公司的环境和业务。根据所需技能程度,网络工程专业实致分为三种:计算机软硬件集成实习;网络工程专业方向生产实习;网络工程专业方向毕业实习。计算机软硬件集成实习要求的技能最低,一般只需学生对计算机的软硬件有感性认识,能够独立完成计算机系统的安装;生产实习对学生的技能要求次之,一般需要学生在指导老师的帮助下,熟悉利用软件工程或网络工程思想设计和开发实际项目的流程;毕业实习对学生技能要求最高,面向就业,要求学生能独立设计和实现实际项目的一个模块。
计算机软硬件集成实习对于计算机科学与技术学科的所有专业都是相同的,一般在学校的工程训练中心完成;而后两种实习要体现网络工程专业特色,我们通过与实训公司合作,让学生参与实际的网络应用或网络工程项目的开发过程,使学生对网络工程专业的专业技能和就业方向有更深刻的认识。
2.4 综合设计
综合设计要求学生利用所学理论和实践知识,解决本领域内实际问题,要求学生具有一定钻研和创新精神。综合设计按照题目大小和难易程度又分为专业方向课程设计和毕业设计,前者一般用三周完成,解决一个实际小问题,或者是大问题的一个小模块;而后者完成时间一般为三个月,利用软件工程或网络工程的思想完整地实现一个网络应用或系统。
根据学生不同兴趣(或者就业行业不同),综合设计题目大致可以分为三个方向:网络应用系统开发、网络工程规划与设计、网络管理。网络应用系统开发对学生的要求最高,就业方向是网络公司或软件公司的网络应用开发工程师;网络工程规划与设计次之,就业方向是系统集成工程师;而网络管理对学生的要求最低,就业方向一般为企事业单位的网络管理员。指导老师可以根据学生能力、兴趣、就业期望为学生制定个性化综合设计题目,让每个学生都能各尽其能并增长理论和实际动手能力,实现网络工程专业的培养目标。
3 网络实验室建设
为了满足网络工程专业学生以及全院本专科计算机网络教学需要,我们网络工程系在锐捷网络有限公司的帮助下,组建了网络实验室。
整个网络实验室共有8组设备,一台服务器、一套协议分析软件。每组设备由4 台路由器、2台三层交换机、2台二层交换机、8 台PC机及一个RCMS控制系统组成。RCMS对组内的8个设备进行统一管理(4台路由器和4台交换机),每次可以容纳64人同时实验。学生可以通过访问RCMS控制系统,对组内任意路由器和交换机进行配置,实现设备间的平滑切换。教师也可以通过远程访问RCMS系统,对组内设备进行快捷管理,如可以对组内所有设备进行一键清,自动删除所有配置,为下次实验做好准备工作。并且每个实验设备组都有一套插口槽,代替部分路由器和交换机以及所有PC机的端口,学生做实验室时,一般情况下都不用在路由器和交换机上插拔线缆,这可以保证设备端口的使用寿命。
网络实验室承担的教学任务有计算机网络原理、网络编程、网络安全、网络工程、网络管理等课程的实验教学,还有网络工程专业的课程设计、专业实习和综合设计等实践环节的教学工作。为了让学生更充分地利用网络设备,我们正在建设开放实验室,目前相应管理软件正在开发中。
4 师资队伍建设
网络工程专业具有实践性强等特点,如果教师缺乏实践经验,科研和工程能力差,培养学生的实践能力就会成为一句空话。因此我们非常重视师资队伍建设,主要采取如下措施。
1) 坚持师资培训。为了加强教师们的实践动手能力,我们持续派骨干教师参加全国网络相关精品课程培训以及著名网络公司专项培训;选派教师参加全国网络工程专业相关会议,去年,我们参加了在国防科技大学举办的第二届网络工程专业研讨会,今年参加了在东南大学举办的第三届会议。专家们对网络工程专业设置的经验可以为我们建立实践教学体系指引方向。
2) 科研促进教学。鼓励教师将科研融入到教学中,让学生了解本领域内前沿,跟上社会和学科发展步伐。目前,我们网络工程系成立了很多兴趣小组并吸引学生参加,如网格计算、云计算、P2P计算、无线网络、协议分析可视化等,教学效果较好。为了让更多学生加入教师的科研团队,我们提出了一个新举措,即“本科生导师制”。与硕士、博士导师制相类似,每个教师指导2~4个网络工程专业本科生。教师要为学生的学习和就业提供指导性意见,学生要定期向教师汇报工作进展。
5 结语
为了与网络工程专业理论教学体系相配合,我们提出了实践教学体系建设方案,为后期的精品课程建设奠定基础。虽然我们在实践教学体系建设中已经取得了一定成绩,但还有很多地方需要我们落实和完善,今后我们准备从以下几个方面加强实践教学:1)继续组建新的实验室,如网络安全实验室、实时工业网络实验室等;2)将理论教学与实践教学更紧密地结合起来。有些理论非常枯燥,教与学都很困难,在这种情况下,我们可以到实验室去教学,边讲授理论边进行实验验证,如在计算机网络原理课程里,协议报文格式对学生来说很难理解,更谈不上识记,但当他们在实验中编辑或截获报文后,字段含义对他们来说就很好理解了,学生掌握了报文的关键字段,教学的效果就会更好。
参考文献:
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Preliminary Exploration of the Construction of Practice Teaching System for Network Engineering
JIN Yu, ZHAO Hongwu, GU Jinguang
(School of Computer Science, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430081, China)
国内外的经验表明,CDIO的理念和方法先进可行,适合工科教育[3-4]教学过程各个环节的改革。自2000年至今,“CDIO”模式已取得显著成效,得到产业界高度评价。作为一个以培养应用型人才为目标的本科院校,白云学院进行网络工程专业的CDIO改革是可行的,并且,我们有以下条件的支持。1)政策支持。CDIO教学在国外已取得巨大成功,CDIO教学在国内高校也已取得初步成效,作为一个应用型本科院校,白云学院也于今年开始对全院的课程教学进行改革,成立了以董事会主要领导牵头的工作组,协调全院所有部门支持该项改革,并在2010年7月组织专家对全院员工进行CDIO理念培训学习,以支持全院CDIO改革。2)市场就业需求支持。围绕网络工程生命周期,目前及未来5~10年,网络工程专业培养的人才主要分为科研型、工程型和应用型三个层次,且应具有以下5方面的技能。
1)网络设备的设计与制造技术;2)网络协议的设计与实现技术;3)网络应用系统的设计与开发技术;4)网络系统的规划设计与施工技术;5)网络系统的管理与维护技术。其中1)、2)属于科学研究型人才,3)、4)属于工程型人才,5)属于应用型人才。其中,后两种人才需求人数最多,由此可见,掌握网络工程技术的工程型、应用型毕业生将会有更好的就业前景。3)师资支持。在广东白云学院计算机系,从事网络工程课程教学的教师有8名,其中2名教授、2名系统分析师,他们从事网络工程教学多年,有丰富的教学经验,另外,多位教师都有在企业工作经历,具有大中型网络工程项目的开发、设计和实施能力。经过CDIO学习培训,教师都具有了进行CDIO教学改革的能力。4)实验设备支持。白云学院计算机系有普通机房10多个、网络机房2个、在建网络机房1个,锐捷交换机和路由器几十套。对于网络工程专业课程相关的网络拓扑结构的设计、路由的设计、网络服务的部署、网络可靠性与安全性方案的设计与实施、综合布线方案、网络施工方案以及网络测试与验收方案设计、网络性能评价与优化、网络安全防范等网络工程项目实验,我们均具有很好的支持环境。
网络工程教学改革的实践
2005年,广东白云学院开始设置网络工程专业,作为应用型本科院校,应用型网络工程人才培养目标如何定位,专业知识体系如何建立一直是困扰我们的两个问题。对此,我们借助CDIO教育理念,在工程学科培养目标能力结构(如图1所示)框架思想的指导下,结合白云学院具体实际和我国的学科背景,确立了网络工程本科教育的培养理念和目标[5-6]。应用型网络工程专业人才首先要具有计算机网络基础知识,而其核心培养目标是具有编程与网络应用的开发、设计、规划、部署、实施、管理以及销售工作的能力,在业界,他们担当“网络架构师”、“网络工程师”、“网络开发工程师”、“网络测试工程师”、“网络销售工程师”等角色。根据市场需求,网络工程人才不仅要具备社会责任感、具有良好道德,还要有运用外语的能力,同时,还要掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有获取信息的能力,同时,他们还要具有计算机网络的基本理论及网络工程的应用技术,了解网络协议体系、网络互联技术、组网工程、网络性能评估、网络管理等相关知识,具有较强的分析问题、处理问题的能力,了解与计算机网络有关的法规,了解信息科学与技术的发展动态,能从事计算机网络规划设计、研究、开发、网络运行管理和性能分析、网络工程设计及维护等工作。根据CDIO能力结构(如图1所示),我们构建理论、实践教学和素质培养的结构模块。在网络工程人才培养中,理论教学为基础,实践教学为过程,素质提升为要素,组成人才培养的立体坐标。在立体人才培养坐标系中,工程项目是粘合剂,它将理论、实践、素质粘合在一起。工程项目可以验证课堂理论的正确性,又可以在课堂理论的基础上实践创新,而在这一活动过程中,学生的协作精神、素质水平也得到提升。
在人才培养立体坐标(图2)中,各部分内容以时间和空间相联系。根据理论、实践和素质的具体内容及相互关系,我们可以看到社会需求和CDIO规划创建的人才培养进程。在学习的进程中,知识、能力和素质的发展犹如树木成长的过程,这种人才培养进化链可以用图4的树形图表示[9-10]。入学阶段,学生接受“安全、心理和专业教育”,目的是使其具有成为网络工程人才的“支撑素质”,即兴趣、刻苦、耐心、自信、专注组织、安全意识和自我约束。在学生具备“支撑素质”以后,我们对其进行基础课程教学,培养其“C”能力。通过“基本项目”训练,我们进一步使学生具备成才的“基本素质”,即交流、表达、管理、协作、人文知识、自学、技术知识与推理。在大二、大三阶段,我们通过专业课程形成网络工程的二级项目,并对学生进行培养,以培养其“C/D”能力,使其具备成为网络工程人才的“重要素质”,即团队精神、分工、互助,定位、责任心,专业能力与素质。在大三、大四阶段,我们通过专业课程、项目课程形成网络工程的一级项目并对学生进行培养,使其具备“C/D/I”能力和网络工程人才“核心素质”,即自学、团队合作、创新、交流沟通工程推理和问题求解、解决问题、实验和知识创新、系统化思维、隔热能力与素质。在大四后半段,通过毕业设计,“网络规划与设计师、网络架构师、系统分析师”的认证激励,培养学生的“C/D/I/O”能力,使其具备成才的“人才素质”,即行为、仪表,法律、法规,职业道德、企业与业务的关联、构思和工程系统、设计、制作、运行。
课程体系建设是高校教学改革的核心和关键,课程是实施专业人才培养的主要载体。我们必须按照学生的认知规律、能力培养规律和素质形成规律,明确课程与知识、能力、态度培养、素质之间的关系。考虑到人才市场需求的变化,我们将网络工程人才培养分为网络架构方向和网络开发方向,将专业课程分为专业必修课、专业方向课和专业选修课,其中,必修课主要是反映网络工程专业核心能力的课程,方向课和选修课是为了适应就业岗位变化设置的课程,学生可根据自己的职业生涯发展规划和人才市场需求情况选修课程。两个基本方向课程以专业课程为主,其教学应在强调知识传授的同时,注重学生应用能力的培养与个性发展。通过基本方向课程学习使学生在网络工程的某一职业领域具有较强的专业基础知识和解决工程问题的实践能力。我们借助CDIO理念,形成富有“应用型本科”教育特色的计算机专业教育知识体系[11]。#p#分页标题#e#
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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[作者简介]
【关键词】就业导向 网络工程 改革与探索
【基金项目】本论文为哈尔滨理工大学教育教学研究项目(项目编号:B201300004)阶段性研究成果。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)09-0231-02
随着计算机网络的普及和知识经济的飞速发展,以及国家十二五纲要提出的信息化建设,提高社会信息化的认知水平等关于网路信息化方面的相关要求,为了适应社会的需求和信息产业化的发展要求,十年来,我国已经有180余所高校成立了网络工程专业,但是随着毕业生的步入社会,网络工程专业的毕业生就业情况并不十分理想。根据多年走访用人单位,很多用人单位反馈网络工程专业的毕业生,理论基础不扎实,实际动手解决问题的能力也不能满足要求,因此,严重制约了网络工程专业毕业生的就业走向。本科院校如何加强网络工程专业“应用型人才培养”的实践教学体系改革与研究这一点,成为处于转型期的各个高校亟需解决的问题。本文针对这一热点问题,深入分析了当前网络工程专业人才培养方面所存在的主要问题,并通过走访相关院校和专业,结合用人单位的反馈意见,提出了网络工程专业课程设置改革目标,并给出了一套理论结合实际的改革方案。
一、我国的网络工程专业的人才培养模式存在的主要问题
1.教学内容脱离社会实际需求
本科毕业生在就业时会发现课堂所学的理论知识不能直接运用于生产实际当中,不能很好的解决实际工作当中的问题。这主要是由两方面原因造成的:其一是网络工程专业的专业课设计过于陈旧,没有根据实际社会需要与时俱进。这就要求课程设置方面要注重专业的理论知识要和生产实际相结合,符合学生就业时所面临的社会需求。其二是课程体系结构不能满足当今社会人才的需求,我国已经进入到了十二五发展规划,而很多课程设置还是相对滞后,缺乏对创新型网络技术人才培养相适应的课程设置。
2.教学方法、手段与社会需求不相适应
近年来,高校的师资队伍不断发展壮大,教师的学历水平越来越高,科研能力不断提升,但是投入到实际应用当中的时间却越来越少,很多老师在讲课的时候只注重理论知识的传授,而对实验课程的设置不够重视,逐渐与社会实际应用脱节,因此在实践教学环节中的教学方法相对滞后,导致教学体系中理论与实践脱节,内容枯燥,不易被学生理解,不能引起学生的学习兴趣。
3.考核方式与社会需求脱节
网络工程专业成立十多年来,经过不断积累,已经形成一套评价和考核机制,但是经过走访相关院校和对本校相关专业的考核方式的研究,总结出目前多数网络工程专业的主干课程的考核方式还是以理论知识为主,学生存在生搬硬套,死记硬背的情况,这大大影响了学生对于相关知识的理解和应用。针对目前全球信息化,产业化的大环境,高校培养的人才应与社会需求相符,应该具有一定的理论知识和相应的实践动手能力,因此,当前的考核方式难免会导致企业需求与学校就培养目标的不一致性。
二、 网络工程专业课程定位体系改革的目标
1.网络工程专业体系的课程定位体系改革原则
网络工程专业体系的课程定位体系必须与实践相结合,致力于培养具有较高文化素养、较高社会责任感,并且掌握相应的网络工程应用和相关专业的理论知识,较强的工程实践能力,能够独立从事计算机网络系统的建设,符合社会实际需求的高素质应用型人才。
2.网络工程专业实践教学体系改革方案设定
网络工程专业要培养符合社会实际需求的人才,就必须走入实际应用环境,充分利用校企合作平台,搭建符合本专业特色的实践教学平台,作为改革的最主要因素,本平台应该包含了本专业实践教学体系架构中的三个层次,如图1所示。即:在基础层次、提高层以及科研创新层方面,坚持校内外实习,实验,实践相结合的课程设置体系,为本专业培养的毕业生提供坚实的理论教学体系和社会实践平台,以便将来可以更好的满足社会需求,满足用工单位的需求。
图1网络工程专业实践教学体系架构
三、网络工程专业实践教学体系改革的具体措施
1.为了培养应用型人才,学生在校期间必须要多多投入到实际应用当中,因此,在专业课程设置的时候必须考虑到实验教学的必要性,必须加强实验环节,为学生提供更优化的实践教学平台,使学生在掌握坚实理论基础的同时,掌握更多的实验操作能力,因此在实验室建设方面就要有更大投入,根据历年经验,我系建设了四个网络工程专业方面的实验室,在网络工程应用,综合布线应用以及信息安全和仿真实验四个方面增加学生的实验能力。在教学思路上,不断的拓宽视野,经常走访在网络工程专业具有丰富经验的兄弟院校,学习先进的教育理念,一起商讨课程改革方向,交流经验,并协调资源构建数量丰富的专业教学案例库,设置符合实际要求的实习实训项目,并根据学生的专长,分组进行实验教学,开展实验项目。并且经常深入企事业用人单位,尝试将实际应用项目融合到教学实践中,组织学生参加项目小组,解决实际的应用问题,使学生在完成实验的过程中了解更多的理论应用并掌握更多的解决实际问题的能力,从而提高学生对网络工程建立和应用的实际流程有更深入的了解,具有更高的社会适应性。
2.通过把企业项目组负责人具有丰富工程实践经验的企业资深工程师引入课堂教学环节,增加课堂教学的实际应用效果,从而对提高学生的工程实践能力提供了很大的帮助。并且在学生的毕业设计环节中安排了相应的企业实践活动,使学生在不同的层面深入到企业活动当中,实际参加项目开发过程。让学生在“做”项目的过程中,有针对性的“学”专业知识和技能。让学生在在“做”的过程中主动地发现问题并共同分析问题,最终有效地解决问题。让他们在做项目的过程中亲身认识并切实体会到团队合作的价值和意义,从而培养和锻炼他们的团队精神,提升每一名学生的信心和能力,培养他们主动探索的创新精神。
3.加强产学研的合作,培养双师型教师梯队建设。经过走访兄弟院校和企业院所,创立了一套行之有效的措施。主要包括:(1)聘请用人单位和校内教师共同制定网络工程专业培养规划;(2)聘请企业技术骨干共同进行本专业的相关理论课程和实践课程的建设,合作开发符合实际应用需求的应用案例库;(3)在用人单位搭建实验实训平台;(4)双方共同组成科研团队,搭建研究平台,就企业迫切需要解决的技术瓶颈进行重点技术攻关,既促进了专业教师科研水平的提高,也增强了企业的竞争力。
4.制定符合用人单位实际需求的考核制度。在和用人单位以及企事业单位详细沟通后,制定一套具有实际意义的考核方案,使学生不是单纯的掌握理论知识,而是能够掌握更多的实际动手解决问题的能力,把企业的考核制度引入教学评价体系当中,把学生置身于实际的工作环境中,即能考核学生的应变能力,也能考核学生的实践能力,可以说由企业和学校共同为学生给出学习评价,是解决当前学生理论和实践相脱节最好的方法,既能提高学生的动手能力,也能提高网络工程专业理论与实践的耦合关系。
四、结论
能力培养是高等工程应用型专业学生培养的首要任务,强化能力培养需要有完善的理论教学体系和实践教学体系, 并且尽可能做到与用人单位需求的无缝衔接。本文提出的网络工程专业教学改革目标就是致力于加强学生的实践能力,并能够巩固学生对于理论知识的掌握。该教学体系在我院2012级网络工程专业学生培养过程中进行了试点, 已经初步看到了成效,在与用人单位的多次沟通和反馈过程中得到了不错反馈,当然该教学改革体系在具体运行过程中还是会有一定的问题展现出来,还需要不断的进行完善和修正。
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[关键词]网络工程 职业资格认证 认证体系
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)02-0366-02
引言
“职业资格认证”是国际上通行的一种对技能人才的资格认证,是国家各行各业从业人员规定的职业准入标准,是劳动就业、用人制度的一项重要内容。国家职业(行业)资格证书随着就业准入制度的完善必将成为劳动力就业的门槛,因此,国家职业(行业)标准对高等教育目标的确定,课程内容和教学方法的选择有指导和引领的作用,同时职业资格的考核与鉴定为高等教育教学方法、教学手段和教学质量评价体系的改革提供了重要的参考依据。
随着计算机网络技术日新月异的发展,网络工程专业的培养目标、专业课程体系、专业教学内容与企业实际应用往往存在着比较A大的落差,跟不上国家职业(行业)标准的要求,在教学内容、人才培养目标和教学团队方面没有形成与国家职业(行业)标准相融合、相匹配的教学机制。应用型本科院校的培养目标是面向生产、建设、管理、服务第一线的应用型人才,需按照社会和经济发展的要求进行人才培养。
本文旨在进一步系统地分析研究应用型本科网络工程专业相关课程教学内容与国家职业(行业)标准相衔接的课程体系建设,试图构建一个以就业为导向,以国家职业资格标准为核心,以职业综合能力为培养目标,以“双证书”职业资格证书和学历证书为纽带的专业教学体系。
1 职业资格认证发展概述
西方等发达国家高等教育的一个非常重要的特征就是在劳动就业方面有强有力的国家和行业的资格标准框架,此框架既约束高等院校规范人才培养行为,也约束人才就业市场规范就业行为。国外职业资格证书起步早、发展快,相应法规和保障体系健全,执行有力有序,就业准入制度也比较完善,有些国家如英国、德国、美国等发达国家对高等教育系统以及职业培训间有一套完善的衔接体系。作为传统欧洲大陆教育系统的代表,德国拥有完善的教育体系,其中完善的资格证书体系是保证教育系统正常运行和发展的重要基础。德国资格证书种类繁多、系统庞大复杂。根据职业资格等级和认证书目的两个标准,这些职业资格证书可以划分为以下五类:高校入学资格证书、双元制职业培训学校颁发的职业资格证书、高中层次的全日制职业培训学校颁发的职业资格证书、高等教育机构颁发的资格证书、在高教系统外获得的以推动职业升迁和发展为目标的高级职业资格证书。德国双元制职业教育的特点表现在:①同生产紧密结合;②企业的广泛参与;③互通式的各类教育形式;④培训与考核相分离的考核办法。
台湾职业教育普遍实行“证照制度” ,台湾“证照制度”的主要依据是《职业训练法》中的有关规定。“证照制度”目前主要可分两大系统:一是“考试院”办理的专门职业及技术人员考试,共分高级考试、普通考试及特种考试三类;二是“行政院劳委会职训局”办理的技术士技能鉴定,共规范162个职类,实施办理124个职类,每个职类分甲、乙、丙三级。职业资格证书主要用于就业机会及保障、薪资晋级和职业升迁、免试雇佣的优待等,门类齐全,分类细致合理,对此,我们可予以借鉴。
长期以来,我国高等教育的人才培养工作与就业市场严重脱节,这种脱节制约了高等教育的发展,究其根源是由于相关课程脱离了实际,培养出来的毕业生并不能为市场所用。国务院在《关于大力推进职业教育改革与发展的决定》中明确提出“严格实施就业准入制度,完善学历证书、培训证书和职业资格证书制度”。我国自1993年推行职业资格证书制度以来,职业资格证书在我国人才就业市场己开始发挥“就业直通车”的作用。但是高等教育课程与国家职业(行业)标准的衔接上仍存在如下问题:
(1)至今也没有明确的模式来指明高等教育课程与国家职业(行业)资格标准的衔接问题,尤其是在应用型本科教育领域中。
(2)高等教育要满足市场对人才的需要,在人才培养规格定位上未能积极适应国家职业(行业)标准的要求。
(3)未能通过某个切合点将高等教育与职业培训衔接起来,只有发挥两者的优势,才能更好的培养适应市场需求的就业人才,以便更好的发挥教育为经济建设服务的功能。
(4)社会上职业资格认证种类繁多,没有形成一个统一的体系,很多认证缺乏与高等教育的互动。
2 网络工程相关专业职业资格认证
网络工程专业是一个工程性很强的专业,其人才培养目标是面向地区经济建设和社会发展,适应市场实际需要培养生产服务第一线的高层次应用型工程技术及管理人才。目前,国内网络工程相关专业资格认证主要包括以软考为代表的国家职业认证系列和以思科为代表的企业级专业认证系列两大类。
2.1 国家级职业资格认证
①软考证书:是由国家人事部和信息产业部领导下的国家级考试。这种考试是职业资格考试。包括初级-网络管理员、中级-网络工程师和高级-网络规划师,该考试认证面向社会群体,主要用于国企和事业单位,软考现在相当于资格考试,与评职称相关,在中国业界认可非常广泛的。
②全国信息化工程师项目NCIE证书:是在信息产业部领导下组织实施的国家级IT专业政府认证体系,由网络、信息安全、数据库、信息资源管理、电子商务、信息工程监理等一系列认证考试构成。其认证体系力求内容厂商中立、技术知识先进、面向职业市场、通用知识和动手操作能力并重。
③OSTA的网络工程师证书:是由劳动和社会保障部组织的考试。国家职业资格等级由低到高分为五级,分别为:国家职业资格五级(初级)、国家职业资格四级(中级)、国家职业资格三级(高级)、国家职业资格二级(技师)、国家职业资格一级(高级技师)。适用于中专、大专等应用技能型人才。
2.2 企业级专业认证
企业级认证各大网络设备制造商都有,Cisco、华为、H3C等,Cisco是认可度比较高的,其他的和Cisco都类似,只是命令上的不同。Cisco分为CCNA、CCNP、CCIE等几个等级。这些认证在其设备应用领域认可,价格比较贵,一般都是通过各自企业或依托高校培训完成。
3 “学历证书+职业资格证书” 融合课程体系的构建
广东科技学院依据人才培养目标和社会对网络工程人才的需求,把行业权威职业资格证融入常规教学认证体系将学历证书与职业资格证书的内容进行融合,改革教学计划和课程体系理论课程设置以“够用”为原则,选择市场认可度高、操作性比较强的。Cisco认证系列、华为认证系列和软考的网络工程师认证作为参照,引人它们的课程体系。并与国家教育部高等教育司颁布的网络工程专业培养目标及核心能力要求相结合,采用课程嵌套的模式,把主流认证考试内容引人进来,让学生在课程学完后既能完成教学大纲的要求,又能通过相应的认证,获得相应职业资格。
构建的课程体系中,选择网络工程专业领域应用最为广泛的内容,配合实践实训教学环节,用岗位职业能力规范来描述人才规格。课程构成上,分为公共基础课程、专业基础课程、专业核心课程、专业限制性选修课程等模块,同时辅以工程实践实训、学科竞赛与科研训练、讲座等共同构成完整的课程体系。引入研究性教学、合作性学习,以及职业资格认证,使得实践课程的考核结构发生了变化,适当分离基础内容和创造性内容的考核、基础理论和实际动手能力的考核才是必要而科学的考核。
4 结语
通过贯彻将职业资格认证融入网络工程专业人才培养全过程的实践,使得校内专业课程内容、职业资格认证要求、就业岗位需求高度统一,实现了应用型专业人才的培养目标。有利于学校教育与人才市场的紧密沟通加强职业认证教育是提高学生实践水平、增强动手能力、提升毕业生竞争力的必要手段,对于当前学校深化教育改革亦有着十分重要的意义。
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作者简介:
1 陈强(1976―),男,江西南昌,广东科技学院副教授,研究方向:Web网络应用;
关键词:网络工程;建设;发展;教育
在现今信息交流如此频繁的时代,社会发展的各个行业对于信息技术高端型人才的需求量越来越大,对其的技术水平要求也越来越高,而在各大高校中所培养出的信息技术人才的能力都有着极大的差异。
1以学生为中心的网络工程建设原则
为了将网络工程教学的教学内容能够更加满足社会的需求,所以需要在突破以往的教学模式,展现出一种开放性的教学方式,而学生正是网络工程教育的载体,按根据各个学生的不同爱好、基础能力以及自身特性,来对学校的教育课程和内容进行相应调整,使得学生的个人能力能够得到有效的发挥,让学生的能够更好的满足社会对网络工程人才的需求[1]。在社会的需求方面,对于网络工程的人才需求各有不同,也使得在进行教学中的课程与工作岗位也有很多,但是学生没有时间与精力去学习如此之多的内容,只有按照自身的兴趣爱好与知识能力水平,决定想要学习的内容知识以及以后发展的就业岗位的能力。因此,在进行网络工程专业课程体系完善时,要给予学生不同方向的发展选择机会,让每个学生能够根据自身的兴趣来继续抉择。而在人才的划分中,应用型人才所培养的目标与教学内容不同也分成了工程型、技术型以及技能型。工程型人才,主要是进行生产管理经营与产品的开发;技能型人才主要是通过熟练的技巧来进行应用与实践完成相应的产品研发,但是社会最为需要的还是,创新型人才与复合型人才的需求。
2对网络工程人才的认识
根据社会所需的人才,不仅仅是理论与实践相互结合,还需要学习与创新并在,综合型创新技术人才。学校在进行教学模式优化改革中,不仅仅要充分考虑到毕业生在以后从事相关工作时应该承担单位工作任务,还应该加强对技术型人才的应用技能培养,特别是实践能力的培养对于学生以后在企业中工作能够提供许多的经验,并且专业性技能的训练也是必不可少的[2]。正是随着我国经济增长的同时,科学技术也在不断的创新,所选择网络工程学习的学生也越来越多,让社会的就业岗位一下达到了快要饱和的状态,也正是由于在进行就业岗位间的竞争,使得企业在选择人才时所比较就是人才技术的高低,也成了网络工程专业竞争岗位成败的原因。因此,需要不断了解到市场的发展需求,将创新与技术相结合起来,成为一名全面型发展、创新、实践的网络工程专业技术人才,才能够更好的满足社会发展的需求。就网络工程专业的毕业生对以后的工作岗位,成为现代信息网络办公师、计算机维修工程师、网络管理员、售后服务工程师、综合布线工程师、技术支持工程师、操作系统工程师、网络架构工程师、网络安全工程师、网络工程师、网站维护工程师、网站设计开发工程师、计算机维修工程师等。总的来说,只有通过加强网络工程专业学生的技能培养,让其进行锻炼、实践与思考,才能够满足社会的发展需求成为一名优秀的网络工程人才。
3网络工程专业的发展
计算机大力发展的同时,也让网络工程这一词进入了人们的视线中,使得网络工程专业得到了追捧,从专业的命名、所培养的人才以及专业课程的内容都是为了满足网络工程的建设而制定的专业。在当下许多大学都不能修改相关专业的名称,却将其所培养的目标定位成了计算机网络技术专业,来满足社会各界的广泛需求。为了满足信息相关产业以及其他国民经济部门所从事有关于各类网络系统与计算机通信系统教学、研发等工作的人才需求,就需要各个高校将网络工程专业培育出掌握网络工程的基本理论与计算机技术、网络技术等方面的知识,来解决出现在实际情况中的实际问题[3]。计算机网与通信网的结合是一门新型的专业,不同于以往的高校,在许多网络公司、电信运营商、系统集成商、银行等事业单位的网络技术部门,他们所从事网络规划师、网络工程师、售前技术工程师、售后技术工程师、网络管理员等岗位的相关技术型人才,都是不可或缺的也是社会发展所需要的人才[4]。而在现在的社会发展需求,网络工程是通过学习和锻炼,将网络的理论知识与实践操作相结合的网络技术人员,他们一般所进行的事计算机信息系统的设计、运行与维护等工作,但是现在的网络工程一般都是向着软件方向进行发展,其发展的种类也分成了许多,包括常用操作系统、应用软件及公司所开发的软件安装、调试、维护等,软件开发不同于网络开发。但是随着计算机的远程信息处理控制应用被大为广泛的推广使用,使得网络工程专业成为了经济发展的前进的强大动力。因此,网络工程专业有着其强大的生命力和创造力,在未来所起到的推动作用是不可小觑的。
4结语
网络工程的发展已经融入到人们日常的生产、工作、学习中,使得人们的日常生活水平得到了显著的提高,在进行信息化建设的同时也使得网络基础设备与操作系统的建设水平得到相应的提高,因此为了更好的满足社会的发展需求,应该将自身的技术与能力不断的提升,才能给社会发展增添一份动力,使得网络工程能够在未来发展的道路上更加突出。
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关键词:职业认证;应用能力;工程角色;工程验收;网络工程实验
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)42-0277-03
一、引言
网络工程的应用与普及越来越广泛,技术也是层出不穷,变化很快,如何结合网络工程理论与实践,让学生能创造性地学好网络工程、应用网络工程技术,而不是仅仅学习空洞的理论,成为摆在广大高校网络工程教师面前的一个难题[1]。
传统的网络工程实验的主要问题[2]有:(1)实验与理论不匹配。网络实验需要特定的设备才能开展,但由于网络设备投入不足等原因,经常造成学习的理论由于缺乏条件而无法开出。(2)实验缺少职业能力支撑。开设的实验存在内容与职业能力脱节的现象,学生仅仅为了实验而实验,无法转换为实际的工程能力。(3)实验管理不科学。存在学生一起实验,但仅有某些同学动手的情况,实验效果和学生积极性都不好。而企业更看重专业扎实、具有一定工程技术实践背景的应用型网络人才[3]。所以,在校期间获,得计算机软件专业资格水平考试和网络行业职业资格证书的毕业生,受到了企业用人单位的青睐[4]。这些含金量较高的“就业敲门砖”为当下激烈竞争的学生就业市场开启了一条便捷通道。因此,非常有必要改革网络工程实验来提升教学质量,锻炼学生的网络工程职业能力。
二、网络工程实验条件
我校的信息科学与工程学院拥有计算机科学与技术、信息管理与系统和网络工程3个专业,每个专业都开设了网络工程实验(实验学时为16),每届实验人数达到200~300人。网络方面的实验室有与湖南蓝狐网络科技公司共建网络工程实验室1个,还拥有原有的网络安全实验室和网络工程实验室各1个,共3个实验室。通过与湖南蓝狐网络科技公司的通力合作,网络工程实验室充分发挥在职业能力培养方面的特色,已拥有环形网络工程实验台8个(每个配6台计算机),还拥有10余台Cisco交换机和6台Cisco路由器。组织网络教研室教师,编写了面向职业认证的实验指导书。
三、网络工程实验方案
网络工程实验方案采用虚拟+真实结合的方式,利用现有实验资源同时借助模拟软件Packet Tracer和Sniffer,结合网络工程教材对应设计应用性强的10个网络工程实验项目,并以工程方式进行指导和评价。
1.实验项目。实验项目体现了职业能力的培养。实验项目来源于现实生活场景,项目所用技术取自课堂教学,项目实施可以依据学生创新能力和对技术的理解进行扩充,项目之间技术可以融合、扩张,以适应复杂的应用需要,项目拓展可以设计不同的类似场景,让学生比较、分析、设计、实施、总结,以提高学生对工程的应用能力。实验项目共计10项,适合安排16个左右学时的网络工程实验。其中包括配置路由器支持Telnet,VLAN,VLAN/802.1Q-VLAN间通信,配置动态路由RIP,利用NAT实现外网访问内网服务器,协议抓包及分析等。
下面给出以其中两个实验项目为例,描述实验项目的内容、职业应用和对应的理论知识等方面的具体内容。VLAN和采用802.1Q实现VLAN间通信是单位或企业需要隔离多个部分,保证信息安全和避免广播风暴,提升网络性能的重要技术。在实际运用中,要分析部门职能,灵活动态地规划VLAN和管理VLAN,能体现学生的动手、动脑及职业技术能力。所以设置了“VLAN/802.1Q-VLAN间通信”这一实验项目。它的实验内容是:①同一VLAN里的计算机系统能跨交换机进行相互通信。②不同VLAN里的计算机系统也能进行相互通信。实验的职业应用是:①单位多个部门的信息选择性隔离。②单位使用第3层交换跨虚拟局域网通信。对应的理论知识是:①第3层交换机设备选择和连接;②交换机的tag VLAN模式;③网关的配置和虚拟接口技术。
网络地址转换(NAT)作为解决网络地址紧缺的技术之一,在实际中得到了广泛使用。所以,“利用动态NAPT实现局域网访问互联网”这一实验项目体现了一项重要职业能力。实验内容是:①路由器基本配置及缺省路由配置;②配置动态NAPT映射;③验证测试与维护。它的实验的职业应用是:①公司只向ISP申请了一个公网IP地址,希望全公司的主机能够访问外网。②端口号区分的复用内部全局地址转换。对应的理论知识是:①端口号;②转换地址池与公网IP;③网络地址转换;④NAPT。
为了展示实验项目面向职业的执行过程,以实验“配置动态路由RIP”为例进行说明。实验项目来源于学校网络与电信网络经RIP路由进行网络通信,要求学生进行调研,进行需求分析,得到如图1所示的网络拓扑图。局域网部分设计了计算机系和外语系,经实验楼路由器访问外网,外网分别连接了电信局和备份路由器,再模拟了远端用户E,电信局路由器下有两个服务器。学生可以按照不同单位或公司的实际情况,创造性地设计网络拓扑。实验项目所用技术取自课堂教学中的RIP协议、路由信息表和路由算法等内容。实验项目实施要求学生统筹规划,合理设置,包括如下实施过程:网段与路由器接口IP地址规划与配置,RIP协议基本配置与测试,故障分析与处理,路由协议信息的查看与诊断,测试与运行,数据记录和总结。实验项目拓展结合已学技术,设计不同的类似场景(如益阳政务网、中小学网络等),以提高学生对工程的职业能力和适应能力。
2.指导方式。指导方式体现工程特色。每个实验小组按工程项目的角色分工。角色有:项目经理,经理助理,网络工程师,售前工程师,售后工程师。项目经理负责整体项目的规划设计、工作进度控制与管理、协调与管理团队。经理助理协助项目经理,并负责网络项目的资料、文档处理,设备采购。网络工程师负责网络组建与配置、网络调试、网络测试。售前工程师负责与甲方沟通,完成需求分析,协助项目经理构建系统整体方案。售后工程师负责技术培训、咨询服务、设备维护等。每次实验的角色分工轮换,做到每个学生能体验到不同的岗位及其职责,培养学生的协作能力。
3.实验评价。实验评价按工程验收标准执行。实验验收按照实验小组的角色分工进行技术方面和设计方面的材料验收与答辩两个方面。材料验收需要展示实验的功能,给出对应的文档和报告。答辩在材料验收基础上提出存在的问题或不足,要求学生进行解答或者整改。材料验收检查学生整理材料,完成技术工作的质量,答辩验收对学生的实验项目进行提升或改善,同时培养其表达能力和检查其对技术的理解和运用能力。
四、网络工程实验改革的效果
通过两年的改革与建设,网络工程实验改革取得了明显的成效。在实验的覆盖率和职业认证性实验比例方面,相比以前的网络工程实验整体质量大大提高。前者指所开的实验覆盖了网络工程课程理论知识的比例;后者表示所开的实验中有应用背景,能转换为职业能力所占的比例;两者相比改革前均有很大的提升,分别从67%提升到90%和37%提升到83%。我院的网络工程专业于2013年以“优秀”等级通过了本科专业评估,表明网络工程的教学质量显著提高。学生考取网络工程师和从事网络相关工作的人数大大增长,表明学生网络职业能力也得到了显著提高。
五、结束语
由于实验经费投入和应用缺乏,造成了网络工程的实验与理论与市场需求和职业能力的脱节。为了解决上述问题,对网络工程实验进行面向职业认证的改革。改革采用虚拟+真实结合的方式,利用现有实验资源同时借助模拟软件Packet Tracer和Sniffer,结合网络工程教材对应设计应用性强的10个网络工程实验项目,并以工程方式进行指导和评价。在与湖南蓝狐网络科技公司共建的网络工程实验室上实施改革方案,职业认证性实验比例和实验覆盖率相比改革前均有很大的提升,网络工程的教学质量和学生应用能力得到了显著提高。故面向职业认证的网络工程实验教学改革的成功经验值得向其他院校进行推广和应用。
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【关键词】应用型本科 应用人才培养 网络工程专业 实践教学体系改革
【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2013)27-0005-03
一 引言
随着互联网、物联网、云计算、普适计算等新技术的蓬勃发展,以及国家实施的第十个五年计划的信息化建设,社会信息化的认知水平、信息基础设施的建设水平、网络应用水平与普及程度、网络教育水平都有了很大的提高。应用型本科院校如何加强网络工程专业“应用型人才培养”的实践教学体系改革与研究,成了当前应当迫切思考的问题。
实践教学体系是指围绕专业人才培养目标,运用系统科学的理论和方法,对组成实践教学的各个要素进行整体设计,通过课程设置和实验、课程设计、实习、毕业设计、科技创新、社会实践等实践环节的合理配置,建立起来的与理论教学体系相辅相成的结构和功能最优化的教学内容体系。网络工程专业是一种实践性极强的工程性学科,应着重培养学生的技术开发和工程应用能力,如果缺乏丰富的实践基础,将导致毕业生不能胜任实际工程项目需求,不符合业界需求。
二 当前应用型本科网络工程专业的实践教学体系问题反思
在目前的新形势下,网络工程专业的实践教学体系在建设方面存在以下问题。
1.教学内容与社会需求不相适应
主要表现为本科毕业生面临就业时,发现所学知识不能对解决就业问题带来很大的帮助。其主要原因体现在两个方面:其一是教学内容老化,没有及时更新。网络工程专业的特点是核心技术发展日新月异,变化多端,这也就需要专业的理论和实践教学内容随之进行相应的更新。如果教学内容没有及时更新,学生在就业时就会面临所学知识跟不上社会需求的状况。其二是受专业定位滞后的影响,课程体系结构不能满足当前社会人才需求。网络专业建立之时,网络工程专业的课程体系大多以组网为主。而如今我国已进入第十二个五年计划,信息化发展的重点在于如何发挥信息化的作用以及如何保障信息的安全,并且物联网也成了发展的重点产业技术,网络工程专业的培养定位使毕业生大多仅具备网络规划、设计、构建、选型及安全管理和维护方面的能力,而缺乏网络技术应用与网络技术服务为主的能力培养。同样,其专业的实践教学体系也不能满足社会对网络技术应用与服务方面日益增长的能力要求。
2.教学方法、手段与社会需求不相适应
近几年来,各个高校的教师队伍不断发展壮大,越来越多的高学历人才走上讲台,成为教学工作的主力军,他们兢兢业业地将长期在理论研究上积累的丰富经验反哺于日常教学中,取得了丰富的教学成果。但是,由于长期不在生产第一线的缘故,实践经验相对缺乏,在重视理论教学的同时,没有加强实践教学环节中教学方法的革新,依然采用理论教学中相对封闭的教学模式,使教学方法与手段落后于社会需求,导致理论教学体系改革跟不上实践教学体系的改革。
3.考核评价体系与社会需求不相适应
网络工程专业是一个实践性很强的专业,而应用型本科主要是以应用为先导,培养具有创新能力的高等技术应用型人才为目标。经过十多年的发展,应用型本科院校的网络工程专业积累了一定的培养经验,也培养了一大批社会急需的网络技术应用型人才,为信息产业的发展做出了巨大的贡献。但应用型本科院校培养的网络技术人才是否真正合格,最终是需要用人单位来进行评价与下结论,如果不与企业相结合,自己制定一套考核评价体系,难免会导致企业需求与高校培养不平衡的矛盾产生。因此,大多数应用型本科院校都比较注重校企合作平台和产学研合作平台的建设,其目的都是力争缩小培养方案与实际需求之间的差距。但是,对于如何合作才能满足要求却仍在摸索与探索之中。
结合以上几点,上海电机学院网络工程系在教育部应用型本科教育通用标准指导下,结合我校“技术立校、应用为本”的人才培养方略,与高校、企业等深度合作,探索应用型人才培养新模式,构建具有创新性、科学性和可操作性的网络工程专业高等技术型人才培养方案和相应的课程体系,构建突显“3+1”的、新的实践教学体系新模式。
三 网络工程专业实践教学体系改革的思路与举措
1.应用型本科网络工程专业实践教学体系的改革原则
第一,专业培养目标与定位相结合的原则。上海电机学院网络工程专业的人才目标定位于培养能为社会主义现代化建设服务,德智体全面发展,具有较高文化素质修养、敬业精神和社会责任感,掌握网络工程及相关专业的基本理论知识,具有较强的自学能力和工程实践能力,能从事计算机网络系统的设计与组建、管理与维护、应用与开发的高等技术应用型人才。在此培养目标定位的基础上构建课程体系模
与之相对应的实践教学体系培养目标是:在掌握本专业领域与专业方向的专业知识,了解本专业学科的发展现状和发展趋势的基础上,具有较强的计算机网络系统的设计与组建能力、管理与维护能力、应用与开发能力,具有一定的工程意识和效益意识,具备较强的解决网络技术实际问题的动手能力。其中应有开发能力的培养是为适应当前社会对网络技术应用与服务方面日益增长的人才需求。
第二,社会需求与能力培养相结合的原则。要以社会需求为导向,充分考虑本专业培养人才所面向的企业特点,清楚了解各个企业的需求,并对这些需求进行分析与归纳,而后确定人才培养的具体规格,构建与之相适应的实践教学体系与教学内容,使培养的学生在校期间就能掌握当地企业所需要的知识与技能。
网络工程专业的人才能力需求可以分解为网络设备研究与设计实现、网络协议分析与设计、实现、网络应用系统设计与开发、网络工程规划设计与实施、网络系统管理与维护以及网络系统安全保障等六个方面,如图2所示。这六项能力覆盖了网络互联软硬件设备的设计、研发、生产、测试,网络应用系统的设计与开发,网络组网工程的方案设计、论证、施工与调试,网络应用系统的使用、管理、维护和安全防范。而根据应用型本科院校的人才培养目标与定位以及社会对应用型本科专业人才的需求层次,应注重网络工程规划与设计、网络应用设计与开发、网络系统管理与维护这三大能力的培养。其中网络应用系统设计与开发能力是近几年来越来越受到重视的能力与社会需求。
第三,学校与企业,教师与学生都达到“多赢”的原则。网络工程专业实践教学体系改革的内涵是通过提高专业实践教学水平,达到有效地帮助学生们提高工程实践能力、满足社会与企业对专业人才需求的目的。首先,应是优化教学实验平台,最大化实现其功能。其次,应积极联合企业和其他高校,以学生为中心,以企业受益为准绳,以加强高校合作为前提,调动一切可以调动的资源,让学生在实践课程中领悟所学课程的知识内容。最后,应通过产学研合作方式,充分调动教师的积极性,发挥教师的主观能动性,最大程度地提高教学水平。只有这样,才能达到学校、企业、教师、学生都各有所获的目的。
2.实践教学体系改革思路与保障措施
第一,实践教学体系改革的具体思路是构建具有应用型人才培养特色的“3+1”的实践教学体系,其含义是充分利用高校合作、校企合作以及产学研合作三大平台,共同支持本校网络工程专业的实践教学平台,如图3所示。其中“3+1”中的“1”是指本校的实践教学平台,是改革中的最关键因素,它包含了本专业实践教学体系架构中的四个层次,如图4所示。其本质为坚持校内实验、校外实习和社会实践相结合,由基础性实践课程、专业性实践课程、研究创新性实践课程、社会实践课程共同组成,包括课内实验、课程设计、认识实习、生产实习、毕业实习、综合实验、综合实训、毕业设计、社会实践、素质拓展等环节。此外,“3+1”中的“3”是指高校合作、校企合作、产学研合作的三大支撑平台,其宗旨就是通过三个平台的建设来为“3+1”中的“1”,即本校的实践教学平台质量提高打下坚实的基础。
一是加强高校实验教学合作,提高实践教学条件。在上述实践教学体系的基础上,我们进行了“3+1”模式的教学改革研究。首先,优化实验平台,争取最大化实现其功能,先后根据理论课程的内容需要,建设了四个网络工程专业实验室,分别是网络工程实验室、综合布线实验室、协议仿真实验室、信息安全实验室,尽量满足理论教学的所有实验要求。但这并不能解决所有问题,因为网络实验教学目前尚处在探索阶段,计算机网络领域发展速度极快,相关知识和教学内容更新速度也很快,在教学思路、教材选用和实验设备配置上仍是仁者见仁,智者见智。
网络工程专业的实验教学改革在全国各个高等院校中都是主要任务,所有的院校也都在改革中积累了不少的经验与教训,同行业的教师们也因此经常在一起商讨改革方向,交流经验教训,取长补短、共同进步。我们应充分利用这种机会和平台,积极参加高校教师教学研讨会,虚心学习长处,吸取经验教训,在现有的基础上,精心构建实验案例库和实训项目,根据不同能力的特点,组织教师开展了一系列实践教学改革项目。如在“网络设备与集成”的课程设计中,尝试进行项目化、案例化教学,把各高校总结出的实际问题融入课程设计项目,使学生在完成一门课程设计后,能较好地掌握网络设备与集成完整的设计流程,提高综合实践应用能力,并适时地把一些反映当代网络工程技术发展趋势的内容
充实到实验教学中,从而对整个实验教学体系的教学内容进行合理的取舍,使建成的网络专业实验室功能得到充分的利用。
二是加强校企之间的深度合作,提高专业实践水平。网络工程实践教学改革面临的另一个困难就是如何解决实践教学与社会需求脱钩的现状。一方面社会对网络人才的需求迅猛增加;另一方面对他们的应用能力提出了越来越高的要求。因此,在应用型本科办学过程中,如何加强实践教学、培养动手能力,积极适应市场发展的需求是需要努力探索和解决的问题。
共建校企合作实习教学基地是校企合作人才培养的一项重要举措。要保证实践教学的先进性以及与技术发展的同步性,需要在实践教学基地的建设上投入大量的人力、物力和财力,这单靠应用型本科院校是不可能完成的。而且,自行建设的实践教学基地与实际工作部门的职业环境存在差异,容易与社会生产实践的需求脱节。因此,充分利用校外资源,校企合作共建实习教学基地是拉近学校与社会距离的最有效举措之一。这些实习基地既是教学基地,又是就业基地,既承担教学计划规定的实践性教学任务,又是学生进行暑期实习、社会实践等的重要场所。
截至2012年,上海电机学院网络工程专业已建成与教学相匹配的校外实习基地13个,与一些企业建立了长期合作伙伴关系,并聘请企业工程技术人员参与学生实习和毕业设计的教学指导工作,以本科毕业设计课题中企业课题数为例,2008级的本科毕业设计课题中企业课题数只占总课题数的31%;而到了2009级企业课题上升到占总课题数的60%。这些校企合作实习基地不仅满足了培养学生实践应用能力的需要,也在用人单位和毕业生之间搭建了沟通的桥梁,为毕业生的就业奠定了良好的基础,学生的就业率也得到了很大的提高,学生、学校,企业三方达到了“多赢”的目的。
三是加强产学研合作,提高双师型队伍建设。作为一所行业背景强大的全日制普通本科院校,学校独特的管理体制造就了良好的产学研机遇和环境。近几年来,在学校的鼓励和支持下,先后开展了网络工程专业的实践教学体系综合改革,通过产学研合作平台功能的拓展,企业可以直接参与人才培养过程。行之有效的措施主要包括:(1)聘请企业科技专家与校内教师一同制订本专业培养规划;(2)聘请企业技术骨干担任兼职教师,双方共同进行专业理论课程和实践课程的建设,合作开发专业实践教学的技术案例;(3)企业和学校共建实验室,基础实验室建在学校,专业实验室建在企业,校企共享实验实训资源;(4)双方共同组成科研团队,搭建研究平台,就企业迫切需要解决的技术瓶颈进行重点技术攻关,既促进了专业教师科研水平的提高,也增强了企业的竞争力。
四是定期组织教师到企业生产单位调研、学习,帮助他们熟悉企业的工作环境和技术要求;选送青年教师到企业进行挂职锻炼,为他们加盟企业技术创新团队创造条件;选拔骨干教师到国(境)内外学习深造,促进教师转变教育观念,提高学术水平等。这种“走出去”和“请进来”的方式,一方面让学生真正获得了实践教学的效果,让校内教师们拓展了个人发展途径,提高了教学水平;另一方面,使企业的工程师们将实际经验转化为理论知识,获得了相当的成就感,也使得学校与企业之间共同建立了一支熟悉社会需求、教学经验丰富、专兼职结合的双师型教学团队。
五是辅以高效的过程管理和课内实践教学考核改革。实践教学体系一般是由实践教学目标、实践教学内容、实践教学管理、实践教学保障和实践教学评价体系等构成。“3+1”的实践教学体系同样离不开教学过程管理与教学评价体系的改革。为此,在“3+1”的实践教学体系中,高效的过程管理包括实验室管理、实验项目管理、实习基地管理等,其中实验项目的管理又包括基本操作型实验以预习形式完成,进阶技能实验在课内完成,大型综合性实验在课后完成的管理方式。
课内实践教学评价体系包括两大方面:一是过程考核,包括平时考勤、实验课表现以及实验报告撰写等。二是能力考核,包括设计方案、实施结果、口头表达与相互评分等。通过这两方面的考核,来综合评定学生的工程实践能力,完善实践教学评价体系,达到有效提高教学效果的目的。
四 结束语
应用型本科网络工程专业的实践教学体系一直应用于上海电机学院网络工程专业的日常教学当中,取得了良好的效果,也获得了经验与教训。总体来看,影响是多方面的,对学生的影响是获得了相关工作经验,毕业之后能很快适应企业的生产实际要求;对教师的影响是开阔了教学思路,提高了教学实效,并且能从繁重的备课中腾出时间进行新课程改革;对企业的影响是有针对性地培养符合本企业要求的人才,获得了直接的生产效益;对学校的影响是降低了实验室建设改造的成本,获得了办学经验,为学生就业创造了条件。
参考文献
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如今,我国已进入第十二个五年计划,信息化发展的重点在于如何发挥信息化的作用和保障信息的安全,并且物联网也成为发展的重点产业技术,网络工程专业的培养定位使得毕业生大多仅具备网络规划、设计、构建、选型、安全管理和维护方面的能力,而缺乏以网络技术应用与网络技术服务为主的能力。课程内部结构缺乏系统性,不能满足本专业师生共同进步的需求。网络工程专业是一个涉及面广及分支众多的学科体系,其中,光是专业基础知识就涉及计算机基础理论、通信原理、网络原理等各个方面。大多数院校的课程体系由几十门课组成,内部结构不明确,眉毛胡子一把抓。这一方面使学生对教与学的目的性不甚明确,另一方面也不利于每个教师依据课程群组成相应的教学团队,以便共同提高教学质量。课程之间内容重复,能力培养缺乏连贯性。
目前,大多数院校的网络工程专业都是简单采用与计算机科学与技术、通信工程、软件工程等专业完全相同或相近的课程设置,课程内容完全相同。这样,在总课时的限制下,就无法开设所需的专业课程,不仅如此,还导致课程内容交叉过多、重复开设,学生对所学课程渐渐失去兴趣,严重影响教学效果。此外,针对学生的某一种能力培养断断续续,不能从大一贯穿至大四,缺乏连续性。例如,对于编程能力的培养,在大一、大二学习期间都开有相应的编程能力培养课程,但在大三学习期间却中断了编程课程,而到大四每个学生都需要利用某一种编程语言完成毕业设计课题。如果能在学生四年的学习期间一直贯穿编程能力的培养,当他们面临毕业设计课题时,就能选择一种自己比较熟悉的编程语言完成毕业设计课题。理论讲授为主,实验课时不充分。教学模式老化,理论课时与实验课时不和谐,本科院校的网络工程专业普遍采用的人才培养模式大多还是以课堂传授理论知识为主,实验课时时间较少。
而网络工程专业的突出特点就是它的工程性特点,结合应用型本科教育的性质,网络工程专业应从工程性特点出发,培养学生的工程素养和面向工程的思维方式,让其掌握解决实际工程问题的科学方法,以便更加贴近社会实践的需要。基于以上种种问题,必须对现行的课程体系进行改革和创新,必须架构具有应用型人才培养特色的课程教学体系。近几十年来,为了满足社会对网络工程应用型人才培养的需求,各个国家的高等教育机构纷纷出台相应的课程体系改革计划[4-6],而我国一些高校尤其是技术应用型本科也纷纷出台相应的教学体系改革方案。据不完全统计,近几年在一些综合性或专业性教学与科研期刊上发表的关于教改的文章呈大幅度上升趋势[7-9]。
课程体系改革的思路与举措
任何专业的课程体系改革都是高等院校课程体系改革研究的主要任务,网络工程专业也不例外。如今,网络工程专业的内涵与外延都大大拓展,但对于应用人才培养来说,其专业课程设置应着重从网络工程层面上的全过程来考虑,核心内容包括网络工程的规划、设计、设备选型、系统布线、组网、测试、运营、管理、维护、应用开发等,这些内容在时间关系上反映了网络工程层面的全过程[2]。如果不分模块而随意开设兼顾各个方面的课程,将难以协调课程之间的关系,并且课程之间的体系结构也不够明确,导致开设课程计划性不强、结构混乱。因此,应将课程体系中具有相同性质的若干课程组合成一个课程群,形成“课程体系→课程群→主干课程”的课程体系内部结构。原有的网络工程专业主要分为两大模块,即“网络工程规划”与“网络管理维护”。如今网络技术的发展已进入第三阶段,网络应用技术服务从基本的Telnet、FTP、E-mail等发展至网络视频、网络电视、网络地图等等,可以说网络应用技术服务在整个网络工程中的地位越来越重要。因此,企业对网络技术开发与应用人才的需求也日益增长,网络工程专业的课程体系中,网络应用与开发模块成为其第三大模块,也是最具特色的模块。侧重应用型人才培养方案的网络工程专业课程体系三大模块分别为:1)网络规划与设计。主要包括网络设备选型与采购、网络组网与集成技术、网络规划与设计、综合布线技术等内容。2)网络管理与安全。主要包括计算机网络安全技术、网络管理与维护、协议分析与跟踪技术、网络性能评价等内容。3)网络应用与开发。主要以网络编程技术为主,在掌握一般的计算机程序设计前提下,熟悉1~2种编程环境下的网络程序设计方法(如基于C/S的网络应用软件开发、基于Web的网络应用软件开发等)。课程体系模块化不仅有利于学生明确学习目标和学习内容,也有利于提高师资教学水平。以课程群为基础,鼓励青年教师参与由老教师和教学经验丰富的教师组成的教学团队,并给予他们明确的培养目标和培养任务,使其掌握本学科发展的前沿动态信息,随时把握专业改革和课程改革的方向。
网络工程专业的应用型人才能力可以分为网络规划与设计能力、网络管理与维护能力、网络技术应用与开发能力三个方面。网络工程专业的知识结构可按公共基础课、专业基础课、专业方向课和专业选修课四个层次来构建,如图2所示。课程内容既要涵盖网络工程的基本内容,又要区别于社会上的职业培训,在强调基础理论和系统性的同时,突显专业的应用型特点。公共基础课可与计算机科学与技术等其它工科电子信息类专业相似,在优化课程内容的基础上与其它专业使用相同的教学平台,但是必须按照专业需求来优化改革课程内容,减少不必要的重复。具体可从原有课程之间的内容进行整合,进一步明确各课程的知识范畴和技能架构,比如原有的“计算机组成原理”和“计算机体系结构”可以整合成一门课,“微型机原理和接口技术”和“汇编语言”可以整合成一门课,“线性代数”、“离散数学”及“概率论和数理逻辑”可以整合成“计算数学”一门课等等。专业基础课和专业方向课参考网络工程人才的职业需求和国家的相关职业资格要求,涵盖网络工程的基本内容。专业基础课主要分为计算机基础、网络通信基础、计算机网络基础和技术平台四大模块。计算机基础模块主要包括计算机组成原理与体系结构、数据结构、操作系统原理、面向过程/面向对象程序设计、数据库原理等内容;网络通信模块主要包括数据通信原理、网络交换技术等内容;计算机网络基础模块主要包括计算机网络原理(层次结构模型与协议集)、TCP/IP协议集与Internet技术等网络基础内容。专业方向课主要分为网络规划与设计、网络管理与安全、网络应用系统开发三大模块。每个模块可选择一种主流平台(.net/Java)作为技术支撑,各模块中的主要课程将以此平台为基础,构成专业方向所需的知识框架。专业选修课以强化适应性和扬长教育为主导。由于大学四年的学习时间有限,学分也有限,学生不可能学完所有网络工程专业的课程,所以在专业选修课方面,教师可以根据学生的兴趣与能力,考虑学生将来不同的发展方向和就业岗位,将选修课分为三大方向。1)与规划设计相关的,如综合布线技术和网络协议分析等。2)与管理维护相关的,如网络安全系统部署和网络安全事故维护等。3)与应用开发相关的,如J2ee与中间件技术和Web编程技术等。还可在第7学期开设新技术讲座,介绍关于物联网和云计算方面的新技术,并且所有专业选修课都配有课内实验和课程设计等实践课时,以提高学生对理论的认识与理解。#p#分页标题#e#
在网络工程专业的四年本科教育中,应参考网络工程人才的职业需求和国家的相关职业资格要求,贯穿各种能力的培养。如在本科一年级和二年级分别开设高级程序设计语言、面向对象程序设计及汇编语言课程,在二年级和三年级分别开设数据结构、Java程序设计和网络编程技术等课程,为学生毕业设计与实习中的软件开发能力打下基础,使程序设计能力和软件开发能力培养贯穿于整个大学四年的学习过程中。再比如在一、二年级开设电路基础、电子技术、微机原理与接口技术课程,在三、四年级开设包含网络工程需求分析、规划、设计、施工、管理和维护等的基础知识课程,以及综合布线系统的设计、施工、测试和维护等课程,逐步建立计算机硬件和网络硬件的基础知识,培养学生软件和硬件相结合的知识体系结构;开设操作系统原理、大型数据库管理、软件工程及网络管理与安全等课程,从管理的角度培养学生更高级的系统管理能力和开发能力;强调实践能力的贯穿培养,从大一新生的认识实习开始,直到大四的毕业实习,每一学期都有相应的课内实验、课程设计、综合实训等一系列的实践能力培训课程,使学生逐步了解和熟悉未来就业的工作岗位和环境,初步掌握相应的技术和技能。总之,在制定完整的人才培养计划基础上,以培养各种能力为目标,采取循序渐进的方式,逐步提高学生的理论基础和实践能力。
课程内部理论教学与实验教学的课时分配,需参照教高[2007]2号文件中“实践教学环节累计学时一般不少于总学时的25%”的基本要求,但是作为技术应用型人才的培养,应突出应用性的特点,所以尽可能地提高实验教学的课时比例,给学生创造更多的实验和技能训练机会。要做到网络工程专业的理论课时和实验课时相互和谐,应重点抓以下三点。1)紧密结合网络发展的核心技术,以实用性和前沿性为建设目标,深入分析网络工程专业的市场需求,着眼于企业界普遍关心的核心技术,动态调整设置实验课程内容,使实验课程内容紧密结合理论课程内容,满足技术发展的需要,更加贴近实际项目,为培养出业界更为需要的人才打牢基础。2)加强教师队伍培训,利用假期为教师提供职业培训机会,有条件的学校还可以委派教师到企业挂职锻炼,使负责实验课程的主讲教师都具有一定的网络工程研究和开发经验,部分教师还可以成为网络工程的一线科研人员。具有实战经验的教师队伍不仅保证课程的课堂讲述与实践工程相结合,而且强调各部分知识内容的具体应用,在课堂教学中,更加注重工程思维的培养,变灌输式学习为启发式学习。3)及时跟踪分析并参照国内外一些著名大学相关课程的开设情况,调整理论和实验课程的课时安排。
关键词:高校网络;工程专业;教学改革;模式探讨
引言
互联网、云计算、大数据信息时代的到来使得信息化成为我们生活生产的一大必然趋势,而其更催生了网络工程专业的热度,高校相继开设了网络工程专业课程教学。信息技术的迅猛发展与科技的瞬息万变又加剧网络工程教学的难度,如何综合教学实际及高校课程设置提出有效的改革思路直觉决定着高校网络工程专业教学有效性,更关系到高校该专业学生的未来就业与人生定位。
一、高校网络工程专业教学不足及根源剖析
(一)理论讲解比例过大,教学实践关注不足
当前高校网络工程专业教学带有明显的重理论轻实践趋向,更侧重知识性人才的培养,书本理论讲解占据课程主体,学生实践及动手能力培养不足。在教学模式上沿袭理论课到实验课的单一模式,实验与理论的结合不够紧密,而实验课上更多的是教师的实验演示,学生按照教师提示操作,教师对实验操作情况点评。这使得网络工程人员脱离时展需求,难以满足企业对网络设计的客观需求。
(二)理论脱离教学实际,理论实践衔接不当
高校网络工程专业教学涵盖软件、硬件及网络三方面,因此教学过程中必须确保理论与实践的有效结合,注重学生网络专业理论学习的基础上做好学生实践技能的培养关注,为社会输出高素质的网络工程技术专员。但目前高校的网络工程课程教学往往将理论与实践割裂开来,在开展理论教学时弱化实践操作,在开展实践教学时弱化理论讲解,理论与实践脱节严重,学生的网络工程学习要么理论占主导,要么实践占主导,难以实现两者的均衡兼顾。授课学习上的不均衡使得学生综合技能的培养不尽人意。
二、高校网络工程专业教改的几点举措
(一)依托信息环境做好教学理念创新转变
信息技术的迅猛发展催生网络技术的变革,但高校网络专业教学往往滞后于科技变革,无论是理论研究还是实践教学都难以做到科技的与时俱进。因此在开展网络工程专业课程教学时必须坚持与时俱进,将科技的最新发展融入到课程教学中,网络工程课程教学更契合网络环境与教学需求。此外理论与实践并重,提升网络实战与应用价值。理论学习作为网络认识的突破口,引导学生获得对网络优化与管理的全面认识。实践教学是理论教学的最终归宿,在教学中引导学生动手动脑,掌握网络操作技能,理论与实践紧密融合,达到理想教学预期。教学理念对教学具有源头性影响,因此教学理念的创新是网络工程专业教改的当务之急。
(二)高瞻远瞩做好教学定位明确培养目标
网络工程专业作为信息环境下的特色专业,在现行教育评价体系的支持下,更倾向于知识技能复合型人才的培养,更侧重网络工程的运用与实践教学,因此其人才培养目标也应该更加细化具体。目前网络技术的发展已经实现了技能分类的细化,也为具体的人才培养指明了专业化方向。网络建设与管理、网络信息安全、无线网络管理等,这也意味着教学计划的制定应该本着“宽口径,强方向”的原则细分课程,强化专业教学,着力打造“平台+模块”的专业培养体系。而这种新型办学体系的建构必须以院校资源、学校资源及学生素质同步提升为前提,强化业界合作,以企业发展与市场需求为依托,做好专业人才的教学培养。
(三)内调控外监督建构教学质量保障体系
高校办学规模的扩大对办学质量的要求也不断提升,要想实现高校网络工程课程教学优化必须以完善的体系为保障。为高校网络工程专业教学指明方向,明确教学计划并起到有效的教学监督指导作用。教学质量保障体系的建构需要课程委员会与考试委员会共同努力。其中课程委员会根据教学计划与教学大纲,综合网络发展实况聘请专家学者建就网络工程专业教学目标进行明确,教学目标既要满足教学既定需求,更应该结合企业网络需求,定期反馈教学情况,最终设置教学计划。网络工程教学的特殊性又要求该专业教学必须及时修订教学计划与大纲。考试委员会主要负责考试的监督,通过外部检查确保考试客观公正,定期抽检起到良好的监督作用。内调控外监督建构起的教学保障体系是网络工程课程改革的重要方面之一。
(四)发挥网络教学优势做好教学方法改革
网络工程专业在遵循高校教育一般性规则的基础上必须充分发挥网络教学优势,带动网络工程专业课程改革。其一努力建设课程教学网络平台,尝试课程网站平台的新模式,任课教师全权负责,涵盖课程介绍、教学大纲、教学资源、课件分享、作业上传等多方面内容,提升教学互动性,变僵化的教学模式为主动参与。其二创新教材与课件。电子教材的教学优势也可以在网络工程专业教学中体现,借助计算机、网络、多媒体等教学软件实现电子教学,网络探讨与分享,将课程核心与重点融入到课后互动中,以图文并茂的形式组织教学答疑,教学效率得以提升,教学互动性增强。其三注重实验教学的改革,网络实验是网络工程专业教学的重中之重,实验室建设则是教学实施的前提,创建高标准、权威性的实验室,满足网络工程专业多元的教学需求,并以此为指导做好实验室的有效规划。
结束语
网络工程作为高等教育新兴热门专业,就业前景广阔。而网络工程专业教学有效程度直接关系到未来该专业学生未来职业定位,因此做好该专业的课程教学改革十分必要。本文在分析论述高校网络工程技术专业教学不足的基础上,从理念创新、实验室建设、保障体系建构及培养目标明确四个方面提出了课程改革的思路,而其也将极大地推动网络工程专业教学。
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摘要:本文以河南省郑州市中原工学院的“网络工程”本科专业为实例,通过对该校网络工程专业5年多来的建设经验的剖析,提出了依托校内、外实训基地,课堂内、外实践环节的符合该专业工程化训练要求的实用的实践环节建设方案。
关键词:网络工程专业;工程化训练;实践环节建设
中图分类号:G64 文献标识码:B
中原工学院计算机学院从2003年起开设了网络工程本科,定位于“工程型”的网络工程专业对工程训练的要求较高,但由于地处中部地区,郑州在信息技术各领域的发展跟沿海地区相比差距很大,想借助与企业结合、将学生下放到企业中进行工程训练难度很大,这是该专业培养中面临的一个较大问题。针对这一难题,我们从充分利用校内资源的角度出发,提出了“充分利用校内,最大化利用校外”资源、“充分利用课堂内,最大化利用课堂外”时间的实现工程训练、实习实训各环节较圆满完成的解决方案。
1网络工程专业实践环节建设思路
我院将网络工程专业的学生的培养目标定位在“工程型”人才,工程型人才需要考虑基本理论和原理的综合应用,工程专业的特点就是要侧重实践和工程化,这一点是毋容置疑的。但同时,网络工程专业又是计算机科学与技术、通信通讯相关的边缘专业,网络工程专业的学生应该同时具备计算机科学与技术的基本知识和网络工程专业的工程技能,因此我院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工程能力,使得我们的毕业生就业可以从软件开发、网络系统的规划设计、建设、管理和维护、网络安全系统的设计、审核等几个层面进行,同时对学生将来进一步的深造提供了坚实的基础。
实践教学是我院根据党和国家的高等教育目标、结合网络工程专业的实际情况以及网络工程专业本科教学计划而设置的一个重要的教学环节。它是在学生修完主要专业课程后,以增强学生的感性认识、实际操作能力为目的,并尝试将所学理论知识与实际工作相结合而开设的一门以实践为主的实践教学。它是学校教学的一个重要组成部分,是课堂教学的补充和延伸。
2网络工程专业实践环节体系
目前网络工程专业的实践相关环节包含的课程如下所述。
实验系列:计算机网络原理、数据通信原理、网络操作系统及配置管理、TCP/IP原理与应用、网络安全技术、网络规划与设计、计算机网络管理、综合布线技术、局域网技术与组网工程、密码学与应用、网络设备调试等;
课程设计系列:TCP/IP原理与应用课程设计、网络安全课程设计;
实习:校园网维护实习、网络施工实习;
实训:网络工程实训、网络应用实训。
实践课程体系也分成两大块,如下所述。
学科实践技能
学科基础实验及课设――帮助学生完成基本的学科实践技能,针对对计算机学科学生非常重要的编程能力,我们追加设置了C++课设环节,保证学生学科工具的掌握。
一级学科平台实验及课设――帮助学生完成作为计算机科学与技术一级学科的学生所必备的实践技能,该部分同该学科的其他专业学生掌握的内容基本相同,设置中同样是对于需重点掌握的内容追加课程设计环节。
专业实践技能
专业平台实验及课设――针对网络工程专业的特点,体系上分为网络技术、网络操作系统、网络应用、网络管理、网络安全几块。同时考虑到了网络工程能力训练的前段、中段和后段问题:
1) 网络工程生命周期的前段:需求分析、设计、规划(工程规范、量化指标);
2) 网络工程生命周期的中间实施阶段:网络的布线、组网、设备的安装、调试、配置等环节;
3) 网络工程生命周期的后段:网络运行、维护、开发、协议分析、性能测量;
工程化训练实习、实训
实验体系如下图所示。
3网络工程专业实践环节特点
(1) 充分利用校内,最大化利用校外
本专业的工程性特性使得对学生具有网络工程实际动手能力的要求比较高,而由于网络工程项目具有一定的时间特性,使得网络工程实训基地具有一定的“流动性”。即不管郑州市什么地方有施工,只要我们能够联系上,我们就会将它作为暂时的实训基地,将学生拉过去进行工程实习。目前我们已经在郑广电、南校区的部分建筑等多个项目中进行了实训,另外我们还有部分固定的校外实习、实训基地,主要包括郑广电基地、电业局基地、郑州航天金穗、中安公司(正在洽谈)。这些基地给我们学生的毕业实习、校外毕业设计环节提供了一定的保证;同时由于我们的校园网有着绝大部分企业所没有的优势:局域网结点多,网络足够大,学生如果以校园网为基地进行网络维护、网络管理和网络应用,将会取得非常好的效果。目前我们已经和网络中心合作,以校园网和网络中心为实习基地,开展校园网络(主要是学生宿舍)的维护、管理和应用开发工作。要求每个学生写出校园网基地实习的日志和实习报告。
(2) 充分利用课堂内,最大化利用课堂外
由于网络工程专业的工程特性,要取得很好的成效难度更大。应用、工程层次学生的实践能力培养仅仅靠计划学时内的实验、课程设计环节是远远不够的,学生必须在课堂外花更多的时间进行编程能力、实践能力的训练。针对该专业,我们通过学风建设、专业建设狠抓了学生课堂外的实践环节学习,通过一系列的教学改革和环节设置,给学生提供具体的任务要求和必要的条件,例如开放专业实验室、建立科技活动室等方式给学生提供更多的条件。通过科研学分、毕业设计的改革等一系列具体过程环节,给学生提出具体的要求。根据校园网维护实习、网络工程实训等一系列环节,给学生工程上的训练。通过CCNA、CIW等培训上的引导,让我们培养的学生更符合社会的需求。
(3) 分阶段教学,保证从基本技能到工程化能力的培养
实践教学方案垒起“网络工程师”阶梯。在时间上分三个阶段。第一阶段为基本技能实践,第二阶段为专业技能实践,第三阶段为校内外工程化训练阶段。这三个阶段的划分体现了不同时期学生的特点和教学要求,遵循由易到难、由认识到应用、步步推进的原则。每一个同学都在毕业前参加过一个实际网络工程的设计或施工。
(4) 分层次教学,保证各层次人才的培养
在实践体系实施的组织上采取按照内容层次化进行的方式,每方面实验分为基础实验与提高实验两个部分,同时对于有重要实践要求的课程采用实验与课设兼顾的方式。这样可以使我们的毕业生未来能够根据不同类型用户的需要,规划、设计、开发满足要求的中小型网络工程系统;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。一部分人可以在这类系统的构建中起关键作用,一部分人可以起骨干作用或者承担高水平维护的工作,也可以参与大型系统的开发与维护。
4网络工程专业实践环节师资队伍建设思路
由于教师的工程能力是我们师资的一大弱点,而网络工程专业的教师如果工程能力弱,学生的培养更无从谈起。我们在师资队伍建设中采取了以下措施。
加大培训力度――针对网络工程专业课程的教师队伍建设采用课程组负责制,每门课程配备课程组主讲教师,同时负责课程的实践环节建设。为了锻炼教师的实践动手能力,我们派教师参加CCNA、CIW及网络相关等各类培训,目前部分教师获得了CCNA、CIW等资格认证。
科研融入教学――为了让老师紧跟科研的前沿,将科研融入教学,让学生能紧跟社会的发展,网络工程专业教研室组建了“网络安全技术”、“TCP/IP原理与应用”、“计算机网络管理”、“网络规划与设计”和“局域网技术与组网工程”等科研小组,便于集中精力从事专门领域的研究工作,以促进教学。
教研活动不断线――网络工程专业各课程组按照实践教学的需要进行各类教研活动,涉及的领域主要有实践教学手段、课程建设与教材建设、学生创新能力培养、实践内容更新、实验基地和实验室建设等,并提出相应的教改措施和建设。本学期提出将实践教学单独成体系的改革建议,目前正在进一步规划、实施中。
5网络工程专业实验室建设
网络工程专业的性质决定了必须通过大量的实际操作和动手练习才能使学生掌握专业技能,因此建立设备完善、功能全面的实验、实训基地是极其重要的。
(1) 网络实验室
网络实验室主要承担计算机网络工作原理、网络规划设计、网络设备配置和管理等课程的学习。网络实验室有10组网络工程实验的设备,每组由2台路由器、2台交换机和4个计算机组成,每组4人,总共每次可容纳40名学生。网络实验室承担的教学任务有“计算机网络原理”、“网络操作系统”、“网络规划与设计”、“综合布线技术”、“计算机网络管理”、“局域网技术与组网工程”、“网络设备调试”、“CCNA”、“CCNP”等课程及课程设计、网络工程实训、网络应用实训、开放实验室、毕业设计等。
(2) 布线实验室
布线实验室主要承担网络布线、网络测试、工程实习实训等课程的学习。综合网络布线、网络工程等内容是网络工程教学的一部分,是必须通过实践环节才能够真正掌握的教学环节。我系网络工程专业开设的“网络应用实训”和“网络工程实训”两个实训环节,“校园网维护实习”和“网络施工实习”两个实习环节,是该专业主要的实践环节。因此布线实验室相当重要,其中包括了线柜、各种光纤、双绞线等传输介质、各种接入设备、施工工具、检测工具、结构化工程布线施工等。
6保证实践环节实施的重要措施
实践教学是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。计算机学院通过“开放性实验室”、“校园网络维护”和“网络工程施工”等活动保证了实践教学的质量。
6.1开放实验室措施
课堂上的学时毕竟有限,我们不可能在课堂上将所有的实践环节全部照顾到,同时不同学生的理解能力也不同,因此有部分学生在课堂上往往完不成相关的实践环节。为兼顾好、差两类学生,给学生创造一个良好的实验环境,“网络实验室”和“网络布线实验室”以开放实验室的形式向计算机学院的所有学生免费全天开放。只要学生有学习的兴趣,我们就提供实验环境。目前,此实验室开放已经有半年的时间,学生普遍反映学院给了他们学习上最大的关注,使得他们在动手能力上得到了更好地强化。
6.2参加网络工程施工
计算机学院针对网络工程专业的校外实习基地挂牌的目前有两个:河南省计算机中心和河南省电子规划研究院。网络工程专业本科的实习应与网络相关内容相关,这两个公司网络方向的实习能力不够,需要寻找可接收网络方向学生实习的新的实习基地。
为了保障工程能力的培养,我们目前与郑州广电有限公司联系,在他们承包地网络布线的工程项目中让学生作为参与者进入项目,同时,对于校内校外我们能够联系到的工程类项目让学生参与进去。目前,与郑州广电公司的实习基地挂牌工作正在洽谈中。当然,由于这种工程不是随时都有的,所以我们在教学计划中将这个工程类训练环节的实习时间安排为一年,只要有工程,学生就马上停掉部分其他课程,去完成这个工程训练的环节。下一步的工作,我们准备发动学生的能动性,让一部分有门路的学生自己完成这个训练环节。
6.3校园网维护实习
为保障学生工程训练环节的正常进行,我们在实践环节的设置上做了全面的考虑,首先是课程设计、实训涵盖所有教学环节的考虑。我们设置了网络工程专业特有的TCP/IP原理课程设计――加深学生对七层协议的理解;网络工程实训――作为局域网组网工程、网络规划与设计课程的实践环节,加强学生校内工程训练的环节;网络应用实训―作为计算机网络管理、网站程序设计的实践环节,加强学生网络应用及编程能力的培养。
在校内实习基地方面,为保障学生对网络故障等基本实践技能的训练,我们在教学中增加“网络维护”系列讲座的环节。我们聘请了校内在网络维护方面有专长的专家给学生开设讲座,同时将学生分批、分组送到网络中心参与校园网的维护。通过与网络中心的合作,我们将学生分配到不同的学生宿舍楼进行网络维护,一方面缓解了学校网络维护人员不足的问题,另一方面也使学生掌握了网络维护的知识和实际操作技能,我们期盼着这个实践环节会对学生的基本动手能力有所帮助。
6.4增加认证环节
思科系列认证作为权威的国际认证,一直是各类学子进入IT领域的敲门砖。将思科认证融入教学体系,会使学生的就业竞争力大大提高,并且能够锻炼学生的实践技能,增强自信心。
我们与思科学院合作开办了思科网络技术学院。一方面,我们的部分老师获得了免费培训的机会,并获得相应证书,同时,我们的学生参加思科相关认证考试可以3折优惠。
6.5组建科技活动小组
为了活跃学生的科技活动,加强动手能力的培养,加强对学生学习的指导,提高学生学习的主动性,我院组建了多个由十几至几十个学生组成的科技小组,在教师的指导下参与到老师的项目中,使他们掌握基本的项目研发技能,同时也对所学的知识进行了具体的应用,使学习的知识得到了升华,加强了实践能力。
6.6科研学分、部分导师制等其他措施
除了上述针对网络工程专业的特定措施以外,计算机学院还实施了其他一些促进实践教学的重要措施,如科研学分、部分导师制、毕业设计延长一年等,这里不再赘述。
关键词:网络工程专业 学科规范 课程体系
1、引言
随着计算机网络技术的迅速发展和应用领域的不断扩大,计算机网络已渗入人们工作和生活的方方面面。据中国互联网络信息中心报告显示,截至 2012 年 6 月底,中国网民规模已达到5.38亿[1]。在网民数量激增的同时,越来越多的企事业单位开始建立基于自身业务的网络系统,并开发基于网络的应用和业务。目前,国内高校的网络工程专业大体分为两大类:一类是以原有的计算机本科专业为基础,课程体系[2]沿用计算机本科体系,无法体现网络工程专业特色。例如:以编程类课程来说,计算机专业[3]强调的是语言编程,而网络工程专业强调的是网络管理编程及其底层协议通信。因此,这样的课程设置泛而不专,不能体现一专多能的作用。另一类是以通信工程为主体,强调计算机网络与原有电信网络相结合,主要体现在各个邮电学院的培养计划中。这两类都不符合目前网络工程专业的发展需求,没有给出清晰的专业定位,造成教学质量和效率下降。
目前各行各业需要什么样的网络技术人才呢?而国内的高等院校网络工程专业培养的人才能否完全满足这些需求呢?为此,我们一方面调查并分析了多个典型行业对网络工程专业人才的技术与技能要求,另一方面跟踪分析了包括清华、北大、上海交大、美国 MIT、加州大学伯克利分校、西点军校、CC2005、加拿大 Dalhousie 大学、澳大利亚昆士兰大学和国立大学、瑞士联邦理工学院等多所国内外知名院校当前网络工程或相关专业的培养方案,并以此为依据,确定网络工程专业涉及到的知识领域及对应的知识点,然后制定覆盖各知识点的课程体系和教学计划。
2、网络工程专业的培养目标
高等教育的目的是培养高等技术人才,网络工程专业主要是为了培养网络工程师,目前网络工程专业的培养方向主要有网络工程管理与规划设计、网络维护与管理以及网络应用程序开发等方向[4-8]。根据普通工科高校办学层次和培养对象,我们立足于“宽口径,厚基础,高素质,强能力,突出创新意识”的教学理念,确立该专业的培养目标为:培养系统掌握计算机技术、通信技术及网络技术的基本理论、基本知识,掌握计算机网络系统分析和设计的基本方法,具备计算机应用、网络编程与应用开发、网络规划设计部署、网络管理等基本能力,具有较强创新意识的计算机网络工程技术人才。
3、制订专业培养方案的方法
在制定专业培养方案时,可以采用“需求驱动”的方法。首先,对人才市场进行需求分析,确定本专业的培养目标;然后,根据培养目标和人才需求分析,得到了本专业人才应具备的专业理论知识和专业技能,大致确定本专业的专业课程;根据这些专业课程又需要哪些专业基础课程的支持,从而大致确定本专业的专业基础课程;通过分析这些专业基础课程应该得到哪些基础课程的支持,大致确定本专业的基础课程;最后,根据培养目标和培养方案的制订原则,仔细、合理地调整各模块内容和学分分配。
4、网络工程专业课程体系设计
4.1课程体系设计的原则
课程体系的设计必须分析网络工程的专业特性,且与当前社会的需求紧密结合。基于网络的社会需求众多,网络技术日益复杂,因此,最好根据需求,将这些特性分类,设计网络工程专业方向,然后为不同专业方向设计不同的课程体系。网络技术是计算机科学与通信技术结合的产物,我们从两个学科的本质出发,从硬件和软件两个方面划分社会需求,分为网络设备的研发与制造产业、网络系统软件的完善与拓展、基于网络的应用软件与工程设计 3 个方面。第 1 方面属于硬件领域,第 2 和第 3 方面属于软件领域的系统软件与应用软件。在网络设备的研发与制造产业,目前最具有代表性的公司有 CISCO、华为、H3C、中兴等;在网络系统软件的完善与拓展方面,有代表性的领域有下一代互联网的协议研究、无线通信协议的研究、网络安全相关协议的研究等;基于网络的应用软件与工程设计有 Web程序设计、防火墙和 IDS 软件的研发、网络规划与设计等。
4.2调整课程结构,优化课程体系
对专业基础课程及专业课程进行知识点的归类整合,在工科学生培养的框架内,重新组织课程,增强课程教学的一致性和连贯性,减少不必要的重复。在课程结构调整方面,以课群为基础组织和建设课程内容,这样既便于同类相关课程之间的知识衔接,又便于在课群内组织任课教师开展课程建设等教学研究活动。同时,专业课群也体现了培养目标所确定的学生应具备的主要技能,便于在课群的基础上通过修订课程内容,调整学生的知识结构,完善培养目标的具体内涵。
4.3课程体系强化方向性
网络工程专业作为一门新型的交叉学科,虽然与计算机、通信工程专业相近,但具有其鲜明的专业特色。网络工程专业的教学计划,虽然总在调整,但总体而言,没有实质性的突破。很多高校网络专业教师为了提高学生的综合能力,尝试以任务驱动及实例教学为主,通过学习和模仿,制作出一个相对完整的、能够完成一定操作的程序(或应用软件)。这种尝试,在提高学生的动手能力及学生的学习兴趣方面虽收到一定的效果,但改革力度是不够的。建立切实可行、符合本校特色的教学计划、培养方案和课程体系是网络工程专业建设的基础,教学内容和课程结构体系要瞄准人才培养目标,通过现代教育技术手段浓缩课时,科学合理地整合课程,构建合理的知识结构。对培养应用型本科来说石家庄铁道学院网络课程体系结构以四大专业主干课程为基础,三大专业方向为主导的课程体系。基础主干课程涵盖了电子科学技术、计算机科学技术、网络技术与通信技术和信息安全技术四大专业体系,保证了本科教学的宽基础平台。
4.4加强专业技能的培养
网络工程专业是一门工程性很强的专业,必须加强实践环节,IEEE-CS和ACM任务组在CC2001报告中也特别强调了将专业实践并人课程中的必要性。1999年,全国开始扩大本科生招生规模,IT类本科学生数量急增,这在一定程度上缓解了IT市场的人才紧缺状况。然而,从近两年的毕业分配情况看,许多学生找不到合适的工作单位,而许多IT类企业找不到合适的毕业生。其原因主要有两个:一是IT技术及其应用发展迅速,知识更新速度加快;二是学生专业技能掌握得不够。根据人才市场需求调查的结果,目前大学本科毕业的学生能够马上胜任本专业某个领域工作的人为数不多,在专业技能方面有些还不如高职毕业生,需要单位进行岗前培训,而高职毕业生,专业理论知识又不够,因此必须对本科毕业生进行正确定位,对本科培养方案作适当调整,以满足社会需求。
4.5专业课程的设置
教学计划以计算机网络规划、网络管理及应用开发能力培养为特色,加强包括计算机网络总体规划设计、网络管理、网站开发设计及维护等教学环节,涉及网络协议与路由技术、网络与信息安全、网络系统应用软件的设计开发等内容。专业课程主要分为以下三个课群:1)网络设计与规划课群;2)网络管理课群;3)网络应用技术课群。学校还应加强前沿与特色选修课程的开设。随着网络的普及,网络安全问题成为当前面临的紧迫问题。我校在网络工程专业课程体系设置中,强化网络安全特色方向,通过该专业特色方向的学习,使学生具有网络安全应用的配置和开发能力。
4.6加强实验室建设
对于实验室建设,我们遵循两个步骤:确定实验内容和实验方式、确定实验环境和实验设备。根据课程体系确定网络工程专业学生必须掌握的实验内容包括:网络组建/规划、网络设备配置/设置、网络操作系统使用/配置、网络管理、网络协议分析。对于实验方式,应采用分组进行,这样既便于实验课管理,也具有较好的课堂气氛,并且学生可以独自动手在真实设备上操作、配置,教师可以控制和检查学生配置、实验结果是否正确。但由于设备的各种接口易损坏,所以需要限制教师和学生此类操作。
5、结语
作为本科院校,在网络工程专业培养模式制定过程中,我们以为企、事业单位培养从事网络工程技术、网络管理及网络应用与开发工作的工程技术人才为目标,以专业培养目标为基础,以社会需求为导向,体现专业特色,加强实践教学环节,注重专业技能、动手能力、应用能力和创新能力的培养。
参考文献:
[1] 张东. 大话存储: 网络存储系统原理精解与最佳实践[M]. 北京: 清华大学出版社, 2008.
[2]潘旭华,鲁声清,尉斌.电子商务专业人才培养模式与课程体系设置探析[C]//电子商务理论、应用和教学研究论文集[D].重庆:重庆大学出版社,2007.
[3]教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会.高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)[S].北京:高等教育出版社,2006.
[4] 吴怡,蔡坚勇,洪亲. 论网络工程专业实践环节教学体系及改革方案[J]. 电气电子教学学报,2007,29(3):87-89.
[5] 焦炳连,浦江. 网络工程专业实验室的建设[J]. 实验室研究与探索,2006,25(3):315-318.
[6] 王亚文,容晓峰,范会敏,等. 论网络工程独立实验课程的建设[J]. 实验科学与技术,2009,7(4):122-125.
1.网络工程课程所涉及的网络知识较其他计算机课程广泛
计算机网络工程课程学习的重要前提是掌握并使用计算机网络及TCP或是IP的理论基础知识,网络工程建设课程具有极强的理论性以及实践性。计算机网络工程的课程主要涵盖:局域网基本概念、软件系统、硬件系统、综合布线技术、常用技术、局域网安全及管理、局域网规划及设计、网络常见故障的排除等。
2.计算机网络工程课程从业教师需要具备的素质要求较高
因为网络工程课程中包含网络的设计及规划、连接网络设备的调试及安装、综合布线的合理性及实践,这就要求从业教师具有丰富的实际网络安装经验,熟悉最新软件的操作,并且有相应的驾驭能力,可以对网络文档进行编写。除此之外,网络工程教师还应具备科学的思维方式、良好的网络工程素养,对教学的模式及方法有一定的看法及创新精神,还要有严谨的工作态度及以学生发展为本的工作作风。
3.网络工程课程对于实验室的要求较高,校方对此项投资较大
网络工程的实验室及实训教学的内容决定校方需要设立专门的操作基地,因涉及的内容较多,使用的设备也较为繁杂,故此,实验室的投入相对较大。
二、现阶段我国电大计算机网络工程课程中存在的不足
1.相关的教材比较匮乏
目前市面上涉及网络类的教程相对比较繁杂,内容也是参差不齐,但是适用于电大教学的课程较少。网络工程方面的教程多为多册教程,不适用于电大的网络工程教材。而网络系统集成方面的书籍通常关注于网络的规划设计,在设备配置上的内容相对欠缺;电大的计算机教学中缺少将网络工程设置为中心内容的网络设计方法及过程、具体故障的排除方法及局域网的案例设置过于简化等问题。
2.考核的方式过于单一
因为传统教学环境的限制,网络工程课程的考核内容基本上是将笔试作为重点的,考核的方式过于单一。这样传统的考核模式仅仅能对书本上的知识点进行考试,对于网络工程最重要的实践性及操作性并没有做到具体的考核,进而导致学生的实际操作能力偏低,传统的考核模式需要改进。
3.网络工程教师的综合素养有待提升
现在电大计算机教师多注重书本上的知识,一部分网络工程教师的能力偏低,对教学的效果产生了不利的影响。在提升任课教师能力基础之上对传统的教学模式加以改进,将传统的注重理论知识转化为工程教学的实用性为主。并且还存在着一部分教师把教学的重心倾注于网络工程的设计及建设上,进而对工程中部分环节关注不够,导致工程类课程所具有的特性不能全部展现。
三、改进措施
1.对于教学内容的改革
需要在现在的网络工程教学课程外开设网络技术及物联网工程教学的内容。针对课程的内容多为抽象理论及学生素质偏低的问题,增加动手实训,提升学生自主学习的积极性,以此培养学生的动手能力及对具体事件处理的能力,提升学生在社会就业方面的竞争能力。(1)无线网络工程传统的计算机网络最为有利的补充即为无线网络技术,其自身特有的特点,是其他网络形式所不具备的优点。无线网络不但可以达到移动及特殊应用领域的要求,还包括有线网络难以覆盖的区域,使区域内获得网络信号。(2)物联网工程物联网以互联网和电信网络为载体,使全部能够进行独立寻址的普通物理对象达到互联互通的网络即为物联网。其具有普通对象的设备化、自治终端互联及服务智能三个特点。在物联网的应用中,可以将任何一个物体寻址,所有的物体都能够进行通信,全部都可以控制。信息产业时代继计算机、移动通信及互联网之后的又一个突破性进展就是物联网,已经被国家作为新时代下的新兴发展产业之一,其应用的范围甚至可以覆盖全部行业。针对物联网的应用范围愈加广泛,对其学习也愈加重要,可适当增设有关的理论及实验内容。例如,远程终端视频控制实验,以此可以掌握物联网工程的设计及实验内容;TinyOS的串口组件通信实验,以此掌握通信模块的操作;NS2仿真软件安装及使用,掌握NS2在实验环境之下的安装及基本操控。
2.优化教学模式
网络项目涉及网络需求的分析、设计、施工测试、管理及维护等方面的内容。故此,从业人员需要对系统集成的规律进行掌握,对其相应的结构、标准及体系充分了解,并且要掌握当下主流的使用设备,其自身所具有的复杂性对于从业人员提出了较高的技术要求。因为学生自身所具有的差异性,对于网络工程项目中的各具体环节掌握情况也各不相同,故此,集中授课方式及上机实验对于学生实际操控能力的提升有相应的负面影响,使学生在学习的过程中产生厌倦心理,造成教学质量不理想的结果。(1)小班教学模式的构建从学生个体具有的差异性出发,对学习个体给予高度的关注。实行小班教学,使教师能够迅速对学生加以了解,建立师生感情,提升教学效率,此种教学模式在西方国家已经被普遍应用。网络工程课程重点强调的是学生能否切实掌握教学中的知识,教师可以将学生分成多个组,每组3~5人,对项目教学法进行充分的利用,教师辅佐学生完成独立的项目。(2)对考核的模式进行改进传统的考核方式过于单一,不能够达到网络工程教学内容的考核要求,需要对此加以改进。教师在项目的实际操作中,根据学生的实际操作情况进行考核,提升学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,注重其动手能力的培养;更加关注理论联系实际的考核,其中包括文档的编写能力。
3.建材的建设