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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
计算机网络管理工作有利于确保社会的稳定发展一般而言,社会保险、社会救济、社会福利、优抚安置等是社会保障体系的主要内容,近年来国家逐渐加大了社会保障体系构建力度,通过完善伤亡、生育、养老、教育等各方面的保障措施来为推进社会的稳定发展,原有的社会保障工作也是非常琐碎的,人工管理中很容易出现各种失误,因而利用信息技术构建完善的社会保障计算机网络管理体系,将社会每个成员的详细信息记录起来,而通过对其相关信息的定期核对来保障社会保障工作的具体落实。只有保证应该享有相应的社会保障的社会成员能够及时享有其权益,社会成员才会充分感觉到国家政府对其的公平关爱,这种公平性的社会保障体系更有利于为社会的稳定发展提供保障。
二、人力资源与社会保障计算机网络管理工作的具体落实
(一)完善人力资源信息管理平台
1.强化各高校与人力资源管理部门的公共信息平台的构建人力资源管理中高校毕业生是主要的管理人群,目前高校发展中虽然构建了一定的就业信息管理平台,但多数高校与区域人力资源管理部门的就业信息消息的更新存在一定的不一致性,高校不能全面的掌握相关工作岗位的信息,影响了学生对就业信息的准确获取。未来发展人力资源与社会保障部门的工作中应加大与高校的专业计算机网络管理平台的构建,及时为区域内各高校提供更加准确的就业信息以为学生的择业提供便利。2.构建社会人员的信息管理平台除了大学毕业生外,社会上有还有很多失业或待业人员,人力资源罗永荃吉林省梅河口市人社局135000与社会保障计算机网络管理中应为社会人员提供构建专项的信息管理平台,将其详细的信息输入到网络中,这些信息中会涉及到这些人员的就业意向,而一旦招聘企业中有相应的岗位,信息管理系统便会及时将这些信息通过短信、电子邮件等方式将信息发给就业人员,以为其提供更多的找工作的机会。3.加强人力资源与区域内各行业的联合信息平台的构建通过计算机网络管理构建区域内的信息交流平台,区域人力资源与社会保障部门应加大与区域内各类型的企业的联系力度并共同构建信息交流平台,人力资源管理部门能够及时将各种求职信息公布到信息平台中,而企业的人力资源管理部门可以通过该平台对相关的求职人员的情况进行简单的了解,这便为具体的人力资源管理工作提供了极大的便利。
(二)完善社会保障信息管理平台
通过计算机网络完善社会保障信息管理需要遵循三步走战略:第一步:加大对社会成员相关信息的考察与甄别,社会保障体系发展中每种保障都有严格的规范要求,因而为确保各项保障措施能够落实到真正需要的人的身上,在进行构建信息管理平台时工作人员要深入基层对各项情况进行全面的了解,以确保输入到信息管理平台上的信息真实有效。第二步:完善信息管理平台的数据资料,将各种社会保障信息及时输入到计算机网络中来,并及时对这些数据信息进行核对与更新,以确保信息的真实性。第三步:构建社会保障体系内部的综合讨论平台,社会保障实际发挥作用时会出现很多保障规范没有涉及的情况,因而为确保突发事件的及时合理解决,要在信息管理平台上单独构建内部的综合讨论平台,一旦工作人员遭遇不能及时解决的棘手问题便可以将其分享到讨论平台中,每个工作人员会从不同的角度出发得出不同的解决对策,这样更有利于促使各项保障工作的具体落实。
(三)完善人力资源与社会保障公共网络服务平台
目前我国的人力资源与社会保障方面的信息管理工作尚未实现公开化,人力资源管理信息、社会保障工作的实际落实情况的透明度不足,会在一定程度上影响社会成员的政府工作的信任力度,因而新时期相关部门应加大人力资源与社会保障公共网络服务平台的构建,在该平台上社会成员只要通过正规的途径进行申请注册,便可获得进入该信息系统的权益,然后进入自己关注的具体平台中进行查看,这样其才能及时掌握人力资源与社会保障等方面的最新信息。通过计算机网络拓宽网络服务内容及方式,开通就业、社会保障等业务的网上办理窗口,具体可包含网上报名、网上缴费、网上申请、网上查询等业务,这样不但强化了人力资源与社会保障工作的透明度,还为社会成员提供了方便,使其足不出户便可完成各项业务的办理。
三、总结
1.1电子信息工程的准确性高
电子信息工程还具有信息处理的准确性高的特点。我们在利用电子信息工程处理信息时,通过设置处理结果检查命令能够很方便地对信息处理的过程和结果进行监控,实现信息的准确处理。而我们在运用人工进行信息处理时,处理结果一般错误较多、难以及时发现,并且在发现之后难以进行追踪改正,准确性大幅下降,给信息的进一步利用造成了障碍。
1.2电子信息工程涵盖面广
电子信息工程的主要作用决定了其涵盖面广的特点。电子信息工程的主要目的是信息处理和应用,而信息处理和应用是各个行业都需要的,并且随着社会发展的加速,信息资源也变得越来越重要,这也就意味着电子信息工程能够在各行各业中发挥优势,并且优势作用会越来越明显。
2计算机网络技术在电子通信工程中的应用
随着科技的不断发展,我们能够感到的是信息获取越来越方便,时间越来越来短,效率越来越高,这离不开计算机网络技术在电子通信工程中的应用。通过将计算机网络技术应用于通信工程之中,我们能够方便地实现信息的获取、处理、传播和交流等,在提高了信息处理质量的同时又缩短了信息获取的时间,一举两得。同时,计算机网络技术在电子通信工程中的应用能够提高电子通信工程的安全性。
2.1计算机网络技术在电子通信工程中的应用
缩短了信息获取的时间和的时间,提高了信息质量通过计算机网络技术我们能够很方便地获得其他网络用户的各种各样的信息,并且能够实现信息的处理和快速,实现信息利用效率的最大化。通过计算机网络技术的引入,我们不仅提升了信息处理的速度,而且拓宽了信息的来源渠道,使得信息获取量和获取范围更加地广泛,处理效率更高,利用更加便捷等。
2.2计算机网络技术在电子通信工程中的应用
能够提高电子通信工程的安全性计算机网络技术在电子通信工程中的应用一方面给电子通信工程带来了风险,使得通信过程和通信能够容易被监听、窃取和修改等,但是,我们对计算机网络技术进行有效地完善,却能够大幅度地提高电子通信工程的安全性。在互联网的开放性环境下,电子通信工程容易遭到各种类型的攻击,我们同样地可以在开放的互联网环境下提高计算机网络安全防护技术例如开发高性能的防火墙技术等,对各电子通信主体实现保护,使得电子通信技术的安全性能能够不断地得到提高,最终实现电子通信工程安全性的整体提高。同时,通过在计算机网络服务器上进行电子通信内容自主备份等,也能够大幅提高电子通信工程的安全性。
3计算机网络技术在电子信息工程中的应用
计算机网络技术在电子信息设备的开发和设备联网上的应用十分广泛。计算机网络技术能够促进电子信息设备的开发和联网功能的实现,这表现在电子信息设备在开发和应用方面对于互联网的依赖。随着计算机网络技术在电子信息设备中应用的加强,绝大多数电子信息设备都具备联网功能,而新的电子信息设备的开发也越来越注重联网功能。在新电子信息设备开发过程中,按照互联网的服务协议,数据传输标准以及分层方式等来进行设备设计,使得开发出来的电子信息设备能够接入互联网,并且能够直接使用互联网进行信息的快速高效处理以及信息的,使用户获得更好的信息处理体验。计算机网络技术在电子信息工程安全上的应用。计算机网络技术不仅能够通过设立防火墙对电子信息工程进行安全防护,还能够及时发现电子信息工程安全上的漏洞,及时修护,更能够对电子信息内容进行备份,避免数据被恶意篡改和数据丢失造成损失。
4结束语
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体系,就能够达到物联网专业人才培养的目标。因此,在计算机网络工程专业中设置物联网方向是切实可行的。近两年,国内申请增设物联网相关专业的高校数量众多,但他们在不同程度上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。区别于部分高校现开设的物联网工程专业,学校在计算机网络工程专业开设物联网方向时可以在该专业多年积累的教学资源的基础上,结合本校独特的优势学科制定具有行业物联网应用特色的战略性新兴产业人才培养方案。计算机网络工程专业开设物联网方向的专业目标是要让学生在具备一定的数学和计算机科学理论知识的基础上,系统地掌握计算机网络以及物联网的相关原理和应用技能。笔者认为计算机网络工程专业物联网方向的学生对有关物联网感知层的基本知识和基本技能达到掌握程度即可,重点是要结合各高校的优势学科及地方人才市场需求,让学生在充分掌握计算机网络技术的基础上,强化对物联网应用层关键技术的理论学习和应用实践。
结合高校优势学科培养网络工程专业人才
不同的发展历史、相异的学科建设等因素使得每一所大学都有自己的品牌专业、强势学科以及与其培养目标相配套的软硬件资源的建设与积累。物联网有着非常广泛的应用范围,高校在计算机网络工程专业物联网方向的专业定位上可以结合自身现有的优势学科,参考人才市场的用人需求,改革网络工程专业的课程体系,因地制宜地制定具有本校重点学科特色的培养方案和教学内容。网络工程(物联网)培养模式可以从专业定位、知识结构、创新能力培养和人才培养模式评价体系四个方面进行讨论。其中,专业定位和知识结构将在下一节论述。在复合型工程应用人才的创新能力培养上,需要转变以往的以传授知识为主导的教育模式,注重学生的创新思维和自主学习能力的培养,强化教学实践环节。例如:开设具有行业背景的工程训练课程,开展个性化的创新能力培养研究,提高实验和培训课程的比重,扩展大学生创新实践基地建设[5]等,形成以行业应用为背景的立体化培养模式。完善的评价体系可以实现人才培养模式与质量的跟踪与评价,依据评价结果可以适时地调整教学内容,有利于提高人才的适应性。从行业应用出发,可以分别从学生的综合素质能力培养、学生知识结构优化、工程实践与创新能力培养等方面对研究成果进行评价。计算机网络工程专业物联网方向人才培养模式如图1所示。将传统网络工程专业的课程设置与学校的优势学科的专业知识有机结合,使得毕业生不仅能够从事计算机网络方面的工作,也能直接从事行业背景下的物联网工程领域的工作,增强毕业生的工程实践能力,拓宽其就业范围。以天津科技大学为例,学校建有“食品营养与安全”、“工业发酵微生物”2个教育部重点实验室和1个教育部“食品生物技术工程研究中心”,在食品科学和生物工程等领域的研究与教学处于全国前列。依托天津科技大学的食品、生物等优势学科和应用背景,笔者认为,目前计算机学院的网络工程专业可以以食品安全和生物发酵与菌种保藏控制物联网为应用领域,融合食品学院和生物学院相关专业的教学资源,拓展网络工程专业的培养方向。通过多学科的交叉融合,建设以轻工行业物联网应用为特色的计算机网络工程专业培养体系。
优化网络工程专业培养目标和课程体系
由于物联网技术下的网络工程专业需要融入不同专业学科,所以,在确立了以轻工行业物联网应用为特色的网络工程专业培养目标的基础上,调整教学大纲,对原有专业的课程配置进行科学地增补和取舍。结合学校的优势学科的应用背景,依照网络工程专业物联网方向的培养目标设置相应的课程内容和实践环境,形成特色教育,增强毕业生的就业竞争力。
1.专业培养目标物联网技术下的计算机网络工程专业面向现代信息处理技术,主要培养学生良好的科学素养,使学生毕业后可在轻工行业、信息产业、科研单位从事物联网应用相关技术开发和研究,成为具备行业知识和专业技能的高级应用型人才。培养的学生具备通信技术、网络技术、传感技术的基本理论和应用能力,能进行系统集成及相关技术的开发和应用推广,具有物联网工程实践能力。专业能力培养要求:掌握计算机科学与技术和网络工程等方面的理论和方法,具有扎实的理论基础知识;掌握传感器技术、无线通信网等物联网感知层关键技术的基本知识和基本技能;具备各类网络系统的运维能力和一定的分析、设计和开发能力,拥有较强的软件编程功底;具备从事轻工行业物联网领域的科学研究能力;了解计算机网络及物联网的行业发展动态和技术标准,掌握文献检索、资料查询的基本方法,熟悉利用Internet获取信息的手段,具有获取信息的能力。
2.主干课程网络工程专业物联网方向的课程设置以专业培养目标为向导,注重学生动手能力和创新思维的提高。学生可以通过对计算机网络及物联网的基本理论和基本知识的学习,掌握网络分析和设计的基本方法,掌握物联网应用的基本技能。物联网中的感知层主要用来感知和采集现实世界中的信息,网络工程专业物联网方向的课程设置可以在现有计算机物理层的相关课程基础上,融合通信原理、传感器技术基础和射频技术与无线通信等课程,提高学生在物联网感知层理论知识的理解。对于物联网网络层方面,传统的网络工程专业已包含该领域涉及的大部分知识,需要增加无线传感网络和无线自组网理论课程,强化学生对物联网网络层的理解。物联网应用层的主要作用是依据各行业的实际需求开发信息管理平台,并根据行业应用的特点集成相应的内容服务[6]。结合应用层的特点,各院校可结合自身优势学科增设具有行业特色的物联网信息处理技术、无线自组网应用和物联网应用程序设计等课程。有关物联网安全技术的课程,不仅涉及物联网的三个层次,也关系到嵌入式知识的相关课程。网络工程专业物联网方向的课程体系结构如图2所示。综合考虑现有网络工程专业的课程设置,计算机网络工程专业物联网方向的专业课程主要有:离散数学、数据结构、计算机组成原理、操作系统、计算机网络、数据库原理、物联网技术概论、物联网应用程序设计、无线传感网络、嵌入式系统概论、嵌入式操作系统、网络系统集成、网络程序设计、网络管理、射频技术与无线通信、物联网安全技术、无线自组网理论及应用、物联网信息处理技术等。
3.主要专业实验专业实验的设置将使得学生具有一个计算机网络技术和物联网技术学习、开发与实验的综合平台,有利于提高学生的创新能力和实际动手能力,便于学生熟悉和掌握网络工程与物联网的原理和实际应用。网络工程(物联网)专业的实践环节可以从毕业实习、计算机基础练习、课程设计、生产实习和毕业设计(论文)五个方面进行。专业实验主要包括:C语言课程设计、面向对象课程设计、数据结构课程设计、无线传感器网络课程设计、网络系统集成课程设计和物联网综合应用课程设计等。
【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。
参考文献:
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[4]杜祥岭,刘加宁.构建高校物联网专业与实训中心探析[J].辽宁工业大学学报(社会科学版),2011(04).
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1 概述
目前,在我国很多高校开设了网络信息安课程,该课程是信息安全专业的一门基础课,也是网络工程专业的一门必修课。网络信息安全课程理论性强,实践性强,并且教学内容随着信息技术的发展也在不断地变化,这给教学工作带来很大挑战。由于专业性质不同,为了使网络信息安全课程的教学符合网络工程专业的特点,并且跟上信息技术瞬息万变的步伐,达到培养人才的目标,我们在多年教学实践的基础上,不断地进行总结和探索。
2 网络工程专业特点
网络工程是将计算机技术和通信技术紧密结合而形成的新兴的技术领域,尤其在当今互联网技术以及互联网经济迅速发展的环境下,网络工程技术已经成为计算机乃至信息技术界关注的重要领域之一,也是在现代信息社会中迅速发展并且应用广泛的一门综合性学科。网络工程专业自从上世纪90年代起,陆续在我国很多本科高校中都有开设。
网络工程专业的培养目标是:掌握常用操作系统的使用、网络设备的配置,深入了解网络的安全问题,具有综合性的网络管理能力,可以胜任中小企业的网络管理工作,并具备发展成为网络工程设计专家的能力[1]。以商丘学院(以下简称“我校”)为例,该专业是我校重点建设的专业之一,计算机网络课程现已成为校级精品课程,所属计算机网络实验室被评为河南省级重点实验室。在校学生一二年级主要学好程序设计、网络原理、操作系统等专业基础课,三四年级主要学习网络设备管理、综合布线、网络组建、网络信息安全等专业核心课程。在学生学习的时间安排上留有余地,引导学生扩大知识面,关注学科前沿,鼓励学生利用好实验室来培养自己的实践能力和创新能力。因此,网络信息安全成为我校高年级学生的一门必修课。结合网络工程专业特色,网络信息安全课程多年来在我校网络工程专业一直开设并收到很好的效果。
3 网络信息安全课程开设现状
网络信息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学科。信息安全是国家重点发展的新兴交叉学科,具有广阔的发展前景。由于我国在信息安全技术方面的起点还较低,国内只有少数高等院校开设“信息安全”专业,信息安全技术人才奇缺。网络信息安全课程在信息安全专业是必不可少的核心课程。
目前,我校网络工程专业网络信息安全课程的开设还是以理论教学为主,实践教学为辅的教学模式。在学时分配上我们采用“34学时理论+18学时上机”的模式。在考核方式上采用“20%平时表现+80%理论考试”来计算总成绩。结合信息安全技术发展迅速的特点,在教材的选用上我们不断更新教材,以求跟上时代和技术的潮流。我校先后选用吴煜煜[2]、周明全[3]、石志国[4]、袁津生[5]等人主编的教材,这样教师也在不断地学习最新知识和专业技能。由于该课程是一门交叉性综合性学科,学好这门课程要求学生必须具备良好的程序设计能力,过硬的数学、操作系统和网络知识。该课程的先修课程为:高级程序设计(C、C++、Java)、计算机网络(TCP/IP)、操作系统(Unix和Windows)、数据库系统。该课程教学内容主要包括:网络安全的基本概念、加密与解密、公钥体系、TCP/IP协议安全、应用层安全、攻击与防御、网络站点的安全、操作系统系统与数据库的安全。
网络信息安全这门课程是一门理论和实践相结合,应用性很强的交叉性综合性课程。理论知识涉及面广且抽象,实践问题规模难度大。这样的特点不仅要求教师具备过硬的专业技能和授课水平,而且要求学生具备扎实的理论功底和和较强的实践能力。该课程在我校是网络工程专业开设的一门必修课程,它既不能像信息安全专业开设的专业课那么详尽和深入,也不能像普及网络安全知识一样成为公共选修课那样浅尝辄止。这就要求教师必须在有限的学时内将网络信息安全课程最基本的原理、最常用的技能传授给学生,使学生能够解决最常见的网络安全问题,成为能够学以致用,能够解决实际问题的人才。因此,必须结合网络工程专业特色和我校学生水平进行教学,才能使教和学的效果都达到最优化,达到培养人才的目标。
目前,现有的教学模式仍然停留在重理论、轻实践的层次上。学生在课堂上与老师的互动性不强,特别是学生的学习积极性不高,对信息安全课程学习的兴趣不持久,实践能力不强,而且现有的考核方式已不适应课程的发展。通过近几年的教学实践,结合目前网络工程专业开设的网络信息安全课程在教学中存在的问题,从培养应用型、创新型信息技术人才的角度来出发,我们尝试对网络信息安全课程进行改革和探索。
4 教学改革与探索
4.1 翻转式教学模式
互联网的普及和计算机技术在教育领域的应用,使“翻转课堂式”教学模式[6]变得可行和现实。学生可以通过互联网去使用优质的教育资源,不再单纯地依赖授课老师去教授知识。在课堂上,学生和老师的角色则发生了变化。老师更多的责任是去理解学生的问题和引导学生去运用知识。我们在课堂教学的组织中参考林地公园高中的经验:一、创建教学视频。我们根据上课的内容和教学目标,使用录屏软件将课件和讲课声音录制下来,然后将课件或视频通过网络分发给学生。让学生在上课前进行先行学习并收集好学生反馈的问题。二、组织课堂教学。教学内容在课外传递给学生后,课堂内更需要高质量的学习活动,让学生有机会在具体环境中应用所学内容。这样学生先自我学习或通过讨论来掌握知识点,结合学生反馈的问题,在课堂上再由教师主导开展关键问题的研讨,安排相应的课程实践。该方法在国防科学技术大学徐明的论文[7]中提到,可以作为改革教学模式的一种方法来学习使用。
4.2 理论与实践相结合的教学模式
理论授课均在多媒体教室进行,理论授课要与上机实践相结合,网络安全实验均在我校计算机网络实验室完成,学生上机操作并提交实验报告。计算机网络实验室是我校网络工程专业的专业实验室,实验室采用圆桌模式分为8组,每组8位同学,能同时满足64位学生做实验。我们结合近几年的教学经验,参考袁津生[5]等教材,安排了如下实验:①VMware虚拟机与网络分析器的使用;②RSA加密算法的分析与实现;③加解密算法的分析与实现(DES、AES等);④Hash算法MD5;⑤剖析特洛伊木马;⑥使用PGP实现电子邮件安全;⑦X-SCANNER扫描工具;⑧用SSL协议实现安全的FTP数据传输。除了正常安排的16个上机学时之外,增加实验室开放时间,为对网络安全有兴趣的学生提供更多的实践机会。通过在计算机网络实验室的学习和实践,使学生加深对网络信息安全原理和技术的认识,提高网络技能和实践能力,增加他们在将来的就业竞争中的优势。另外,工学结合,引进第二课堂,创建实训基地,争取在网络安全相关的企业和公司建立实训基地,加强合作,让学生有实践的机会,提高实践能力和就业能力,这是我们以后也要逐步探索的教学方式之一。
4.3 教学方法的一些改进
兴趣是最好的老师。多讲一些实例,可以采用任务驱动的方式培养学生的兴趣。比如上课前提出一个问题再开始讲课。例如:假如你是一个公司新任的网络管理员,需要对某台路由器进行相应的配置,但是你不知道该路由器的enable密码,该怎么办?这样就能驱动学生主动思考完成任务的方法,主动学习。一定要结合学生实际,避免“填鸭式”教学方法,做好师生互动。另外授课要尽可能地生动、幽默。
课堂知识、搜索引擎、论坛和专业站点、期刊论文(CNKI),这些都是学好网络信息安全的重要资源。在教学过程中,一定要利用好搜索引擎、论坛、期刊论文等,关注前沿的信息安全领域发展动向。
增加先驱课程知识的讲解。网络信息安全涉及到的数学知识我们参考裴定一教材[8]。例如,数据加密与认证技术的内容涉及到模运算、矩阵置换等数学知识,在讲解相应的数据加密知识时一定要将涉及到的先驱课程知识讲解清楚。
以就业为导向,鼓励学生积极参加网络信息安全工程师认证考试。鼓励对网络安全有兴趣的同学进行更加深入、更加专业的学习。
4.4 加大投入、完善网络信息安全专业实验设施
完善的网络信息安全实验平台[9]应该以网络为基础,将网络原理、网络程序设计、信息安全技术和网络实践类等课程集成在同一平台上,采用群组动态交互式实验方法,利用共享网络墙形成公共实验载体,实现网络实验从单设备组网到不断叠加和扩展,使学生从规模化的网络中理解路由协议和网络效率。在这样的实验平台下,利用共用服务器,各个群组组成网络攻防、信息战等实际场景,根据现场不断变化的信息实时设计技术方案,灵活应对网络的动态变化,做出快速的反应与调整,以培养学生高度的应变设计能力。
4.5 改革课时分配和考核权重
网络信息安全是一门理论与实践并重的课程,在今后的教学中,要逐渐增加实践课程的教学。为了增加学生对实践能力的重视,要合理分配理论考试和实践考试的权重,在现有考核模式的基础上逐步增加实践成绩的权重。在考核的形式上,综合卷面成绩和平时表现成绩,平时表现的成绩注重关注实验小组讨论的表现,个人实践的表现等。
5 结论
网络信息安全的形式随着信息技术的发展在日新月异的变化,网络信息安全课程也是一门发展变化很快的课程。根据该课程的特点,我们在以后的教学过程中要不断的学习最新科学知识,关注网络信息安全领域前沿动态,结合课程内容,合理设计授课内容、授课模式以及考核方式。今后,大规模开放在线课程(MOOC)的教学方式随着新一轮的教育改革浪潮也会逐步地应用到网络信息安全系列课程的教学上。总之,网络信息安全课程的教学要在教学实践中不断总结、改革和探索。
关键词:网络工程; 精品课
一、 课程建设的原则、目标与思路
1.1建设原则:
适应网络类及其相关专业为培养高素质人才的需要,遵循本课程的教学规律,明确精品课程建设的意义及质量目标和评审指标体系。
(1)以《网络工程设计与实施》精品课程为引擎,带动其他课程建设以及教学工作的全面发展,着力打造、精心培植《网络工程设计与实施》精品课程的建设,用2-3年的时间,使《网络工程设计与实施》教学成为我校精品课程,乃至全省、全国具有一定特色的示范性课程。
(2)在《网络工程设计与实施》精品课程建设过程中,以坚持体现现代教育思想,遵循教育教学的普遍规律为指导思想和基本原则,恰当运用现代教学技术、方法与手段,使《网络工程设计与实施》精品课程具有科学性、先进性和鲜明的特色,在严格的措施管理下,确保搞好《网络工程设计与实施》精品课程建设工作。
(3)全国高职技能大赛是一项由教育部高等教育司主办的大学生技能竞赛活动,其获奖情况已经成为衡量高职教学水平的量化指标之一,各校都十分重视。而这项赛事网络组就是网络工程设计与实施为基础的。因此搞好《网络工程设计与实施》课程建设,对争取全国高职技能大赛的较好的名次也是有很大关系的。
1.2建设目标:
(1) 人才目标
1)、坚持执行课程负责人与主讲教师制度。
2)、坚持组织结构合理;教学团队注重现有教师的培养和提高,定期选派部分教师到国内外进修学习,更新知识,提高学术水平。将本课程教师队伍建设成学术水平一流、教学水平较高,教师风范好的队伍。
3)、注重促进教师教学改革与教学研究,及时总结教学改革的创新成果,发表高质量教研教改论文,坚持申报和主持各级科研课题。
(2) 质量目标
1)力争做到本课程教学内容新颖、信息量大;内容中及时体现教研教改成果和学科最新发展;课程内容的基础性与先进性,经典与现代的关系要处理恰当。
2)严密组织安排教学内容。将《网络工程设计与实施》与计算机网络技术实际应用相联系,融知识传授、能力培养、素质教育于一体,为社会培养合格的网络技能型技术人才。
3)积极教学实践。尝试运用以学生为主体、教师为主导的新型教学模式,完善教学方法,加强实践性教学,通过教学实践激发学生的学习热情,挖掘学生的思维潜力,充分调动学生动手动脑的积极性,锻炼和培养学生自己主动获取知识和实际应用知识的能力。加强职业技能竞赛培训活动,通过职业技能竞赛活动,促进学生的学习主动性,加强本门课的学习动力。
4)形成立体化的教学内容体系:安排教学内容时,将授课、讨论、作业、实验、实践、考核、教材等教学环节作为一个整体统筹考虑,充分利用现代化教育技术手段和教学方式,形成立体化的教学内容体系;
5)进一步加强实验室建设,最终实现完全开放实验室的目标。
6)争取在全省、全国高职技能竞赛中,获得更好的成绩。
7)加强校企合作,同步建设校外实训基地,建立起学生实习实训、毕业设计与就业三位一体的实施运作机制。
1.3建设思路:
努力建立一流师资队伍;创建一流的教学内容;加强和完善学生创新能力的培养形成一流的教学方法;理论教学与实验教学并重,引进和吸引更多高水平的企业专业人员参加《网络工程设计与实施》课程的建设,弥补在校教师工程实践经验不足的欠缺,争取出版立体化的教材。即建成一流的教师队伍、一流的教材、一流的教学方法和一流的网络课件。
二、 课程建设的内容与特色
2.1课程性质与作用
课程性质:
《网络工程设计与实施》是计算机网络专业及计算机相关专业开设的专业课程,重点讲解网络实用技术,是一门以培养学生技能为主的课程,也是理论与实操紧密联系的课程。主要包括网络基础知识、局域网、广域网、网络管理、网络工程实践等技术。面向的岗位群包括:网络施工人员、网络管理员,网络工程师等。课程的目标是为企事业单位培养具备计算机网络基础设施建设、网络运行、管理与维护能力的高技能人才。
课程的作用:
通过本课程的理论学习与项目实践,学生能够掌握计算机网络的基本原理,能够设计并构建中小型企业网络,能够配置网络设备并维护网络设备及服务器,能够判断并排查常见的网络故障。通过项目实践,学生能够融会贯通所学知识,强化技能。
本课程对学生的职业能力培养起到了主要支撑和促进作用,是Cisco网络大学、锐捷网络大学,互联、网络安全、局域网管理技术、网络操作系统等专业课程必修的课程。
2.2课程特色:
改革注入式教学,实施启发式教学,强调学生的自主性学习,我们将充分运用投影仪、电子教案、网络课件、网络答疑等多种多媒体教学手段,增加了课堂教学的信息量,提高了教学效果。
加强实验教学的改革,实验教学从以教师为中心转变成以学生为中心,从强调学术性转变为强调理论与实践相结合和应用性。
大力开展学生课外技能比赛活动,参加全省、全国高职技能大赛。引导优秀学生参与网络工程项目的设计与施工。建立优秀设计实例展室,展示利学生的一些优秀网络设计作品,使学生拥有一定的成就感,提高他们对网络技术基础课程的学习兴趣。
主讲教师定期开展教学研究和讨论,每位副教授以上职称的主讲教师每年至少要向学生作两次学术讲座,向学生介绍该领域的最新进展,同时主讲教师还特别要求注重课程教学内容的更新,聘请企业尖端人才及时将前沿科学和工程技术的最新发展引入教学。
最终培养以区域服务为主,辐射全国的计算机网络工程技术应用型人才
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:
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论文摘要:教育管理者培养的人才必须具有扎实的自然科学基础、较好的人文社会科学基础和外语综合能力;能系统地掌握计算机网和通信网技术领域的基本理论、基本知识;更要培养师生获得计算机软硬件和网络与通信系统等基本技术 ,培养更多懂得计算机网络技术领域管理人才。
一、前言
如今社会快速发展,计算机的应用领域非常广泛,社会生产力也不断地发展,人们的生活方式也随之改变。在教育管理中,如何使师生员工的工作、学习和生活变得非常便捷、舒适和高效,更不必浪费大量的时间去图书馆查找资料,是一项必须解决的问题。显而易见,教育管理者必须培养全体师生员工懂得网络技术势在必行,例如,搜索网络便可查出自己所需要的大量重要信息和资料;在网络上你就可以看书、查未知领域的资料、听名校名师的精彩讲座等,不仅如此,还可以通过办公软件来处理一些日常事务,避免琐碎与繁杂。计算机网络管理已经成为人们生活、工作和学习的一部分,并时刻发挥着重要的作用。
二、教育管理者必须了解计算机领域,培养社会需求人才
了解计算机领域,是教育管理者必须掌握的。所谓计算机就是一种按事先存储的程序,自动,高速的对数据进行输入,处理,输出和存储的装置。一个计算机系统包括硬件和软件两大部分。计算机可以广泛的应用于科学计算,数据处理,实时控制,人工智能,计算机辅助和辅助教育,娱乐与游戏等领域。
在业余时间,对于计算机管理者,最好了解和学习一些基本课程。
主要课程如:电路原理、模拟电子技术、数字逻辑、数字分析、计算机原理、微型计算机技术、计算机系统结构、计算机网络、高级语言、汇编语言、数据结构、操作系统、计算方法、离散数学、概率统计、线性代数以及算法设计与分析等。
近年来,教育管理对人才的要求有:
1. 掌握计算机科学与技术的基本理论、基本知识和基本技能,特别是数据库,网络和多媒体技术;
2. 掌握计算机应用系统的分析和设计的基本方法;
3. 具有熟练地进行程序设计和开发计算机应用系统的基本能力和开发CAI软件的能力;
4. 具有创新意识、创新精神和良好的教师职业素养,具有从事计算机教学及教学研究的能力,熟悉教育法规,能够初步运用教育学和心理学的基本原理,具有善于与人合作共事的能力;
5. 了解计算机科学与技术的发展动态;
6. 掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有独立获取知识和信息的能力。
三、教育管理者必须了解计算机专业方向,培养复合型人才
计算机科学与技术是一门研究领域广阔的专业,下分多个学科方向。如网络工程、数字媒体技术、计算机控制、人工智能、软件工程等等。作为教育管理者,必须洞察当前计算机迅速发展的方向:网络工程和数字媒体技术,在当前教育管理中显得尤为突出。
——网络工程
网络工程就是以计算机网络系统、数字通信系统、网络通信技术和计算机技术为基础的一门学科。它的主要内容是总结、研究和网络设计、实施和维护有关的概念和客观规律。该学科方向有其明显的特征,首先是有非常明确的网络建设目标,在工程开始之前就必须确定。然后,工程有详细的规划和正规的依据。例如国家标准、行业标准或是地方标准等等。
学习网络工程需要掌握网络工程的基本理论与方法以及计算机技术和网络技术等方面的知识,需要接受网络工程技术应用的基本训练,同时要具有运用所学知识与技能去分析和解决相关实际问题和进一步学习网络工程领域新理论、新技术及创造性思维的能力。该方向的主要课程:高等数学、线性代数、数字逻辑与数字系统、离散数学、算法与数据结构、计算机组成与系统结构、计算机网络、网络工程、信息与网络安全、通信软件设计等等。
网络工程所做的事得到了人们的喜爱,同样数字媒体技术也一样。数字媒体是指以二进制数的形势记录、处理、传播、获取过程的信息载体。这些载体包括数字化的文字、图形、图像、声音、视频影像和动画等感觉媒体,和表示这些感觉媒体的表示媒体等的统称为逻辑媒体,以及存储、传输、显示逻辑媒体的实物媒体。
——数字媒体(即软件工程)
数字媒体在我们的日常生活中都会用到,比如数码相机拍的照片、摄像机拍的影像、音乐、图像、动画、用3D制作软件制作出来的动画角色等等。简单来讲,“数字媒体”一般就是指“多媒体”,是由数字技术支持的信息传输载体,其表现形式更复杂,更具视觉冲击力和互动特性。
数字媒体技术发展迅速,成为全产业发展的驱动力。在某种程度上,数字媒体产业的发展体现了一个国家在信息服务、传统产业升级换代及前沿信息技术研究和集成创新方面的实力和产业水平。例如:英国高度重视数字媒体产业的发展,数字媒体产业每年的产值占英国GDP的8%。美国权威统计机构的最新数据显示,数字媒体产业在美国已发展成重要的支柱产业,据了解,美国现在的数字媒体产业发展水平超过了以往任何一个时代,不仅规模巨大,而且产业细化、全球扩张。
数字媒体技术学科方向要求学生掌握数字媒体中各类媒体的基本知识和行业知识。主要的课程有:C++程序设计、计算机图形学、计算机动画基础、计算机游戏基础、JAVA语言、数字逻辑、微机原理与接口技术、多媒体技术基础等等。
四、教育管理者必须培养社会高需求尖端人才
未来几年,国内外高层次软件人才仍将供不应求。软件工程专业毕业生主要在各大软件公司、企事业单位、高等院校、各大研究所、国防等重要部门从事软件设计、开发、应用与研究工作。有数据表明,我国软件出口规模达到215亿元,软件从业人员达到72万人,在中国十大IT职场人气职位中,软件工程师位列第一位,软件工程人才的就业前景十分乐观。
五、结束语
新时代赋予新的历史使命,教育管理者要有不断创新的教学管理模式,更要要有符合当代高校的创新理念,培养先进管理人才时,要不断加强实训和各种技能比赛。教育具有多元化,博采众长,集思广益,只有不断地更新管理模式,与时俱进,才能培养好优秀的员工和一流的学生。
参考文献
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关键词:网络管理类课程;本科教学;协议分析;能力培养模式
文章编号:t672-5913(2013)14-0013-04 中图分类号:G642
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》提出“建立高校分类体系,实行分类管理”这一高等学校发展思路,即“发挥政策指导和资源配置的作用,引导高校合理定位,克服同质化倾向,形成各自的办学理念和风格,在不同层次、不同领域办出特色,争创一流”。作为一所地方工科院校,湖北工业大学在网络工程专业与物联网工程专业都设置了网络管理类课程。为了培养本科生的网络管理能力,一方面不能局限于网络配置和服务器管理,另一方面将网络管理协议开发作为培养目标对于本科生而言难度过高。在这一背景下,我们将网络管理能力的培养定位在应用开发层面。
文献[2]介绍了北京工业大学计算机学院以目标为导向实施网络管理课程的教学实践。文献[3]给出了徐州师范大学计算机学院以问题为导向和以实践为导向进行网络管理课程教学的思路。考虑到湖北工业大学的具体情况,并结合实际的教学经验,笔者提出以协议分析为导向的本科生网络管理能力培养模式。由于湖北工业大学物联网工程专业于2012年才开始招生,目前网络管理类课程的教学工作尚未面向本科生实施,本文主要结合湖北工业大学网络工程专业网络管理类课程的教学经验展开探讨。
1 本科生网络管理能力培养目标
湖北工业大学网络工程专业自2008年开始招生,主要开设了两门网络管理类课程,即计算机网络管理和网络性能分析,目前已经为2008级、2009级和2010级3个年级的本科生进行了讲授。为了合理地安排这两门网络管理类课程的侧重点,引入以协议分析为导向的培养模式贯穿其中。
在课程安排上,首先通过计算机网络管理课程讲授网络管理的相关理论,在此基础上,通过网络性能分析课程集中讨论网络管理理论在网络性能管理方面的应用,最终旨在更好地培养湖北工业大学网络工程专业本科生在应用开发层面的网络管理能力。表1给出湖北工业大学网络工程专业本科生的网络管理能力培养目标。
为了实现利用协议分析思维解决网络管理中的实际问题这一能力培养总体目标,笔者将结合实际,具体说明以协议分析为导向的类比教学法和发散教学法在湖北工业大学网络管理类课程教学中的应用实践。
2 以协议分析为导向的类比教学法
理论上,管理功能应是网络设计的一个天然属性,然而在计算机网络中,管理功能更多情况下是作为一种附加功能存在的。在实际教学过程中,既要以协议分析为导向,重点讲解网络管理的功能域、体系结构、协议规范、信息表示等核心内容,同时还要充分考虑学生在已有网络工程专业相关课程的基础上理解网络管理这一概念的实际能力。因此,我们提出以协议分析为导向的类比教学法。下面将从网络管理的功能域、体系结构、协议规范和信息表示这4大核心内容的角度,具体说明如何利用以协议分析为导向的类比教学法培养本科生的网络管理能力。
2.1 网络管理的功能域
面向本科生的计算机网络管理教材一般会先介绍网络管理的体系结构,再介绍网络管理的功能域。将这个思路应用于实际教学,会令学生对网络管理的初步印象比较模糊、不太具体。
为了帮助学生对网络管理这一概念有一个更好的初步认识,在教学过程中,考虑以协议分析为导向,通过“健康护理――网络,你的头号病人”和“举办一个聚会”类比,引入并通过具体实例说明网络管理的一个比较正式的定义,即“网络管理指的是与联网系统的运营、管理、维护和供应相关的活动、方法、规程与工具”。尽管其实质是介绍网络管理的功能域,但在教学过程中,更多的是通过引导学生类比,帮助学生逐步形成“什么是网络管理”这一基本问题的答案。
2.2 网络管理的体系结构
在学生对网络管理的功能域有了一定理解的基础上,进一步采用协议分析思维讨论网络管理的体系结构。通过类比一般网络应用的“客户一服务器”(Client-Server)模型,为学生比较自然地引入网络管理的“管理者一”(Manager-Agent)模型,见表2。
2.3 网络管理的协议规范
采用以协议分析为导向的教学法面向本科生讲授网络管理类课程,一个关键性的内容便是协议规范。协议是计算机网络的灵魂,对于网络工程专业的学生,之前已开设了计算机网络、TCP/IP协议原理等课程,对协议分析已有一定的认识。因此,采用类比教学法会变得容易,首先从应用层协议规范的角度引入TCP/IP网络管理语言――SNMP的报文格式、报文应答序列以及报文的发送和接收,从而为学生建立网络管理协议规范的初步印象。
从湖北工业大学教学实践情况来看,较之计算机网络管理教材一般采用的先介绍信息表再引入协议规范的思路,这种通过以协议分析为导向的类比教学法更有利于学生理解网络管理协议规范,不会因为对信息表示这一网络管理的特色内容理解不透彻而对网络管理协议规范这一TCP/IP共性内容失去信心。
2.4 网络管理的信息表示
以协议分析为导向的网络管理类课程~个具有特色的教学内容是网络管理的信息表示。由于这一部分内容涉及很多新的概念,在教学过程中,采用以协议分析为导向的类比教学法介绍网络管理的信息表示,通过与学生相对更为熟悉的可扩展标记语言(eXtensible Markup Language,XML)技术和工具的类比,帮助学生更好地理解这些相关概念的含义,并进一步理顺它们之间的关系,见表3。
3 以协议分析为导向的发散教学法
网络管理是网络设计中一个必不可少的功能,尽管在计算机网络中,管理功能更多情况下是在网络设计之后的一种附加功能,但不可否认的是,管理功能正逐步成为各类网络设计中的一个天然属性。因此,在湖北工业大学网络工程专业本科生已有知识体系的基础上,我们在网络管理类课程的教学过程中进一步采用以协议分析为导向的发散教学法指导学生拓展网络管理思路,见图1,最终旨在提高本科生面向未来发展的网络管理能力。
图1所示的采用以协议分析为导向的发散教学法拓展网络管理思路,虚线左侧显示大的拓展方向,虚线右侧是采用以协议分析为导向的发散教学法应用过程中,本科生在已有的知识体系条件下实际比较容易接受的具体选题。表4列举出湖北工业大学网络工程专业2010级本科生拓展网络管理思路选题的相关数据。
在拓展网络管理思路选题的基础上,我们指导学生利用现有资源,按照“资料名称一资料来源一资料要点”的模式整理以协议分析为导向的发散学习思路。为了更加真实地掌握学生拓展网络管理思路的实际效果,我们没有采用小论文的形式,而是要求学生提交PPT格式的学习笔记,内容突出个人理解,主要是希望展示本科生在这一发散学习过程中的体会。
4 结语
网络管理类课程是网络工程专业与物联网工程专业的一类重要课程,旨在培养相关专业本科生的网络管理能力。作为一所地方工科院校,湖北工业大学将相关专业本科生的网络管理能力培养定位在应用开发层面。结合实际教学经验,提出以协议分析为导向的本科生网络管理能力培养模式。为了实现利用协议分析思维解决网络管理中的实际问题这一能力培养总体目标,笔者具体说明以协议分析为导向的类比教学法和发散教学法在湖北工业大学网络管理类课程教学中的应用。经过几年教学实践,网络工程专业本科生的网络管理能力有了一定程度的提升。下一步,我们考虑将这一模式应用于物联网工程专业本科生的网络管理能力培养,深入探讨湖北工业大学物联网工程这一新专业网络管理类课程的具体教学实施方案。
参考文献:
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国家教育部从20世纪8O年代后期开始,对大学的专业设置进行了一系列的调整,由原来的800多个减少为200多个,主要目的是使得培养的学生成为厚基础、宽理论、强创新技能、高素质的新一代人才,重点强调创新与实践教学在培养学生技能方面的重要地位和作用。实践证明,创新与实践性教学在培养学生技能的同时,具有培养学生综合素质的重要作用,是培养学生创新意识和创造能力的重要手段和措施[1]。随着我国IT产业的迅猛发展,IT人才短缺正成为日益突出的社会问题。据有关专家预测,在今后的十几年内,我国对IT人才的需求每年至少40万。其中网络系统工程师和网络应用工程师是IT业最急需的人才。但一方面是IT技术人才的匿乏,另一方面是计算机专业毕业生由于缺乏计算机技术应用的实际技能和创新能力而就业困难的尴尬局面。虽然造成这尴尬局面的原因是多方面的,但其中主要原因是长期以来计算机专业教学受传统教育思想的影响和支配,强调知识的基础、理论的基础学习,忽视学生计算机实际技能、协作能力和创新能力和主动参与与实践意识的培养,使学生的主观能动性和对计算机网络技术应用的实际技能的掌握受到较大程度地限制。我们将以我校计算机网络教学实验基地为基础,采用集教学、训练和创新活动为一体的新型教学模式,对计算机专业人才创新与实践教学模式进行了探索,并取得初步成效。
二、加强计算机网络教学实验基地的建设,营造良好的创新实践教学环境
高等学校的教学实验基地是进行实验教学、开展科学研究的重要基地,实验基地在教学中的地位与重要性日益得到重视,在培养学生的创新意识、动手能力、分析问题和解决问题能力方面有着不可替代的重要作用[2]。计算机网络技术的发展要求我们的计算机网络教学实验基地的建设规划、实践教学方法、人才培养目标必须与其行业发展规划一致,既要脚踏实地,实事求是,又必须满足社会对人才需求变化、创新人才的培养。计算机专业的人才培养若不能满足社会对人才需求,就不能说我们的人才培养是成功的。我们将计算机网络教学实验基地的建设整体规划和目标确定为:建立一流的由计算机网络工程及应用综合实验及计算机网络安全和网络管理设计综合实验两个实验系列构成的计算机专业网络实验体系,既满足计算机专业教学大纲要求,又适应当今计算机网络及应用技术及其教学发展需求的多功能的、开放性的计算机网络教学实验基地。我们在04年已完成的计算机网络工程及应用实验室基础上,06年利用浙江省教育厅省属高校实验室建设专项资金完成了计算机网络安全及管理综合实验室和无线网络实验室建设,形成了功能完善、适应计算机专业创新人才培养的计算机网络教学实验基地,为我校与计算机网络相关的5个专业共3千余名学生开设网络工程、网络应用和网络安全等方面的基础性、综合性、设计性、系统性网络工程、网络应用和安全管理实验,培养了学生的创新意识和创新能力,使得我校在IT人才的培养上能适时的向社会输出适用的人才,提高了本校学生的就业率和社会适应程度。
三、重组实践教学课程体系,培养学生的创新能力和实践动手意识
实践课程体系建设的目标是培养创造性人才。实验的设置要让学生成为实验的主角和与专业基础理论学习相联系的主动者,能激发学生的创造性,有专业知识纵向和横向自主扩展和创新的余地。因此我们设计的实践体系是开放式的、有层次的和与基础课及专业基础课密切配合的[3]。实验教学的主要内容包括必修、选修和自拟项目。我们反复认真研究了教育部制定的本科计算机专业培养大纲及社会对计算机专业教学提出的最新基本要求。根据专业的特点,充分考虑目前IT企业与公司对人才的强烈需求,为计算机专业的计算机网络技术教学制定出由以下两个实验系列构成的计算机专业网络实验体系。计算机网络工程体系:主要面向本科生和研究生的基础性计算机网络实验教学,以及基础的网络技术培训。包括:局域网实验、广域网实验、无线网实验、各种网络接口的应用和网络应用实验。计算机网络信息安全及管理体系:面向本科生和研究生的基础性计算机网络安全管理实验教学,以及基础的网络安全管理技术培训,包括:防火墙配置实验、网络管理实验、入侵抵御系统应用实验、用户安全实验和网络流量管理和优化实验。在学生熟练掌握基本操作和技能的基础上,我们增加了对基本训练要求较高、对综合素质培养有利的综合性实验。综合实验中既有物理硬件设备,又有综合测试分析;既有基本操作的反复训练,又有知识综合应用。如“网络日志审计综合性实验”中要求学生首先通过路由器、交换机、BAS等网络设备进行组网,然后根据要求采集不同类型的网络流量信息,并通过聚合、分析与统计,提供用户行为审计、流量异常监控和网络部署优化的数据。另外我们还增设了设计研究性实验,这类实验着重训练学生运用所学理论知识,独立进行科学研究的能力,为将来的毕业设计打下坚实的基础。实验内容可在实验教材中选用,也可根据实验教师的科研题目,学生根据所学知识并查阅文献,自行设计合理的实验方案,经实验教师审阅批准后,独立完成实验,最后以报告或小论文的形式提交。通过这类实验充分发挥了学生在实验中的主观能动性,提高了学生对实验的兴趣、积极性和动手能力,也提高了学生分析问题、解决问题的能力,同时学生的实际创造能力得到了提高,创新能力得到全面培养。为了提高实验课的教学质量,提高对学生综合实验能力和科学素质,我们还实行了多种形式的开放实验教学。我们的开放实验教学包括开放实验室和开放实验内容两方面。开放实验室是指课余时间在教师监督和指导下,让学生有计划、有目的地进入实验室,重复课堂上的演示实验;重做失败的实验;操作自己设计的微型实验;以及参与教师所做的课题实验等[4]。通过开放式实验教学,我们为学生提供了广阔的天地,学生在自觉学习和锻炼过程中,不再是消极的知识接受者,而是主动的求知者、参与者、探索者。学生的应变能力、创新意识和创造能力在不断地解决问题和积极主动的参与过程中得到培养[5]。
四、强化管理,实行教师负责制
新的人才创新与实践教学模式的实施必须要有全新的管理模式。我们的计算机网络教学实验基地和实验课程的管理采取课程负责人和实验室主任统一协调下的教师责任制。在两大实验系列的基础上,根据实验内容的布局进一步分为4类(计算机网络基础应用,网络工程,计算机网络应用系统开发、网络安全与管理)进行管理。原则上,实验设施的管理及实验科目的开放由相应专业理论课的教师负责,其责任的内容包括:组织设备的安装调试,设备使用规范细则的制定,实验指导书的编写等。在教学实验基地建设完成后,教学实验基地的管理将逐步由实验教师接任,其责任包括:设备的维护和保养,使用规范和记录执行情况的监督,组织对必修和选修科目实验指导书的更新,组织实验室开放及辅导教师的安排,完善实验室开放的实施细则等。计算机网络教学实验基地是开放式的。结合基础实验室的开放经验和计算机专业实验的特点,要求学生在完成实验计划和熟悉了设备使用规范细则的条件下,对其全面开放。对非计算机专业学生的开放,采取提前申请,统一完成必要的基础培训后再安排实验的方式。同时将针对一些专业的特点编写与之相适应的实验教材。
五、取得的初步成果
计算机网络教学实验基地通过近一年来的运行,实现了预期建设目标,成效显著,取得如下初步成果:
1.在计算机网络教学实验基地建设的促进下,为适应计算机专业创新人才的实验教学,我们调整了教材的选用范围。计算机网络主干课教材立足选用国内外的优秀教材,特别是国外能反映计算机网络技术发展现状及方向的先进教材,我们还组织教师编撰能反映学生实际技能、协作能力和创新能力培养的计算机网络实训教材的编写,力图使实验教材能配合实验教学培养目标,启发学生的想象力和创造力,尤其是诱发学生的原发性创新能力乃至创新冲动。
2.对本科计算机网络系列课程的教学计划、教学大纲和教材进行了深入研究和调整,并充分考虑了实验课与理论课的有机结合。通过对实验课及其内容进行整合更新,使实验更具综合性。使学生在独立设计出企业网络方案的同时,能对企业网络进行实际组网、实时网络流量和安全的综合分析和基本的网络应用编程。
3.所有的实验根据专业基础课的进度分段对各年级学生随时开放。学生根据已掌握的专业理论知识和实验指导书选择实验项目,提出实验路线。鼓励学生对可提供的实验设施作自拟的整合,促进学生对实验课程的全身心的投入。在实验成绩的评定上,不简单地看实验结果的正确与否,同时注重实验方案的合理性和创造性,注重是否能对实验现象有较敏锐的观察、分析和处理能力。
4.将计算机网络实验室建设成为计算机专业本科生的网络技术实习基地,为此,我们和华为3COM网络公司合作成立中国计量学院华为3COM网络学院,并针对计算机专业、通信专业和电信专业学生举办了5期华为3COM网络学院网络工程师(HCNE)认证培训班,取得了良好的效果。同时也为项目中计算机专业校企联合模式探索打下了坚实的基础和实施的经验。
关键词:工程;案例;互动;团队合作
中图分类号:G642 文献标识码:A
随着计算机网络技术的高速发展及广泛应用,社会对网络人才的需求量迅猛增加,对他们的应用能力也提出了更高的要求。然而,业界普遍认为现在计算机网络专业学生的理论有余而实际动手能力不足,真正能够胜任网络规划与设计、网络管理与维护工作的人才较少。因此,在应用型本科计算机网络专业的教学过程中,如何加强实践性教学环节,提高学生的实践知识和实际动手能力,以适应社会对应用型网络人才的要求,是相关院校必须探索和亟待解决的问题。近年来,许多高校在这方面进行了有益的探索与尝试,并取得了一些宝贵经验。
自2007年招收本专业首批本科生以来,我院始终重视实践教学,积极开展网络工程专业实验教学改革的研究,根据专业的工程特点和培养目标,汲取重点大学的先进办学理念和经验,并结合我校实际,提出了该专业的实验建设方案,逐步创造条件予以实施。初步实践结果表明,该实施方案有利于促进该专业的实践性环节建设,能够提高教学质量,为社会培养高质量合格网络工程技术及网络应用人才。
1 “案例”教学的性质
案例教学是教师根据课堂教学目标和教学内容需要,通过设置具体工程案例,引导学生参与分析、讨论、表达等活动,进而提高学生分析问题和解决问题能力的一种教学方法,其本质是理论与实践相结合的互动式教学。
与传统教学方法不同,案例教学不单指向教,也涵盖学。其可贵之处在于,它从来自社会实践案例中的问题出发,启动特有的教学程序,并在教学系统结尾,又回归到问题的解决之上。与传统的“从概念到概念”的灌输、“填鸭式”教学方法相比,案例教学法显示出理论联系实际、促使学生尊重社会实践的优越性。
2案例教学的必要性
培养学生实践和创新能力是当前应用型本科教学的中心任务。进行工程化实践教学有利于培养学生的工程实践和创新能力,其最有效的教学活动就是结合案例实际进行的实践教学。学生在工程化实验的过程中不仅能验证理论知识,提高实验技能,也能够培养学生观察、动手、分析和解决实际问题的能力。实际工程中所涉及的实验一般都具有很强的探索性和研究性,将这些实验作为实验课的内容,就能从根本上改变传统的实验单纯用于理论验证的状况。同时,由于以工程为背景,实验更具有针对性,实验内容更加鲜活,学生不仅能了解局部,更能了解全局,以促使学生积极地思考,激发学生的学习兴趣和主观能动性的发挥,从而提高创新能力。
3工程化实践教学体系的架构
计算机网络专业的工程化实践教学,就是在该专业与网络相关课程的实践教学中,以计算机网络工程为背景,结合计算机网络规划设计、安装、运行与维护的实际开展各种网络实践教学活动。要将工程化实践教学贯穿教学过程的各个教学环节,包括各相关专业课的实验课、课程设计、专业实习、毕业实习和毕业设计,从而形成工程化实践教学体系。工程化实践教学体系的构架中包含四个层次。
(1) 基础层:基础层是整个体系的基础,也是工程化实践教学的基础,为各种工程化实验、实习与实训提供条件,是实现工程化实践教学的关键。它包括基础实验室工程化网络实验室、校外实习基地和高素质/双师型教师队伍。
(2) 实验层:该层为工程化实践教学提供实践技能和经验,包括了相关课程的主要实验。这些实验包含在计算机网络原理、网络工程和网络管理与网络安全课程中。除网络原理与网络技术实验属于验证性实验外,其他实验都是设计性或研究性实验。这些实验都与工程密切相关,都要在工程化网络实验室进行。
(3) 实践层:实践层是在学完相关课程并完成了必要的实验之后而进行的实习或实践,是重要的工程化实践性教学环节。课程设计是独立开设的实践课程,也是专门为提高设计能力和实践能力而开设的课程,课程设计还是在工程化网络实验室进行,要求每一组学生(大约七人)设计并完成一个课题。专业实习和毕业实习都要到校外实验基地进行,要在实习单位老师或师傅的带领下,参加实际网络工程建设过程,这是学生学习工程实践技能,提高工程实践能力的有效途经。
(4) 设计层:设计层的任务是完成毕业设计。这是学生在学校的最后一次综合性实训机会,要求学生利用四年所学知识完成一个实际网络工程项目或以实际工程为背景的网络工程课题。这是一次直接与将来工作接轨的实践训练,也是一次走向工作岗位前的实战演习。相信经过工程化实践教学体系训练的学生,将成为合格的、适应社会需要的应用型人才。
4案例驱动式的教学实验方式
鼓励学生自主学习,网上模拟训练和实验室的开放活动要与课程结合。通过任务、项目计划书引导学生自主思考和工程实践。根据企业对网络操作系统的最典型应用,按照教育规律设计出实验内容。实践教学包含单人实验和小组配合实验两部分内容。单人实验侧重于基本的安装配置训练,实验指导书中给出了详细的实验任务和参考步骤,实验课上由主讲教师专门辅导。小组配合实验的目的是对学生进行项目训练,侧重培养学生职业岗位的综合应用能力,以及团队合作精神。
整套实践教学方案,兼顾基础性、职业性和综合性,有效地培养了学生分析问题、解决问题的能力。通过任务单,项目计划书引导学生自主思考和工程实践。
另外,可鼓励学生参加相关的网络认证考试,以加强其动手能力和缓解就业的巨大压力。我院和锐捷网络大学合办了锐捷网络学院,学生可利用业余时间参加活动小组,加强实践能力,考取相关的证书,如RCNA、PCCP等,在毕业实习和就业时可优先到相关的公司进行工作。
5案例驱动式的实验内容
将工程化实践教学具体应用于教学过程的各个环节。
(1) 计算机网络原理的工程化实践教学
在网络原理的教学过程中,可以以网络应用为背景来介绍网络原理与各层协议的功能。各种网络应用实际上都是系统工程,如WWW应用和电子邮件系统等。在这些网络应用中,完全可以体现网络的各个层次,各层协议功能和信息传输过程。以网络应用为背景介绍各层网络协议的作用,网络协议就从抽象而空洞的概念变成了具体而鲜活的实体,这不仅使学生容易理解和记忆,也能提高学生的学习兴趣。
(2) 网络工程课程的工程化实践教学
网络工程课程的主要内容包括网络规化设计、网络设备、网络施工等。网络工程课程是和工程紧密结合的课程。在该课程开始时,老师就可以给每组或每个学生布置一个网络工程设计任务。在网络工程的教学过程中,可以边学习边实施,学完规划设计后,学生就可以按照要求规划设计自己的网络。学习了网络设备后就可以根据课题需要为自己的网络选择设备。学习了网络施工后,就让学生在工程化网络实验中心亲自动手在服务器和工作站安装网卡,制作各类网线,进行安装与连接,还要训练学生按照结构化布线规范进行施工。然后再由学生自己动手安装各种网络软件并进行网络配置。最后由老师进行检查验收,肯定学生的成绩,指出存在的问题。再由学生进行改进提高,最后完成整个设计任务。
(3) 网络管理与网络安全课程的工程化实践教学
网络管理与网络安全课程的任务是对学生进行网络运行管理与网络安全防范等方面的训练。通过课堂教学教授学生网络管理的任务和方法及网络安全防范的技术和手段。进而在工程化网络实验中心进行网络管理的实际操作,包括进行网络检测、网络性能分析、网络故障排除、网络安全策略配置等实训,以提高学生网络运行管理与网络安全管理的能力。
(4) 网络互联课程的工程化实践教学
在组网技术的教学中,可以让学生使用不同的组网技术组成不同类型的网络,使学生了解不同类型的网络所具有不同的特点和功能。在网络互连技术的教学中,可以让学生亲自动手,利用路由器将不同的网络互连起来,进行适当配置之后,实现不同网络之间的数据通信和资源共享。
(5) 专业实习与毕业实习的工程化实训
专业实习与毕业实习是让学生走出校门进行工程化实地训练的过程。学校可以组织学生到实习基地或相关的企业、公司进行实习。这些公司或企业都是从事网络工程承包、建设和施工的单位,其任务就是为网络用户进行规划、设计、安装与运营。学生进入这些单位后,要和实习单位的老师或师傅一起从事各项实际工程建设活动,学生会接触到当前工程中正在使用(但教课书上不一定有)的新技术、新方法和新设备,学到实习单位老师或师傅的协作精神、敬业精神和吃苦耐劳精神。通过实习,学生不仅能提高工程实践能力和动手能力,还能提高分析和解决工程问题的能力,提高创造性工作的能力。
(6) 毕业设计的工程化实训
毕业设计是在学生完成理论课学习的基础上,综合利用多门课程知识解决实际问题的重要环节,是培养和提高学生分析问题和解决问题能力的一次训练。毕业设计也是学生在学校的最后一次实训机会,要给每一个学生一个以实际工程项目为背景的网络工程课题。课题要有一定的深度和难度,明确所设计网络工程的规模、目的与功能,并让学生在独立完成任务的同时撰写毕业设计论文。毕业设计的场所是工程化网络实验中心,有条件的可以参与设计实际工程。当然,任何工程化网络实验中心也不可能为每个学生提供一套网络工程的设备和材料,不过这些设备和材料都是可以重复使用的,只要在毕业答辩前让学生将所设计的网络完整地连接配置好,并达到毕业设计课题的要求就可以了。在毕业设计期间,指导老师要重点检查学生的设计思路、设计方法和设计方案,要保证设计方案的科学性、先进性、经济性和可扩展性。
6结束语
应用型本科计算机网络专业的任务是培养适应社会经济发展和网络市场需求的人才。网络实验是网络工程专业教学中的重要一环,而实验课程体系的建设则是网络实验教学的基础。实验课程体系架构是否完善,是决定能否提高实验教学质量的关键。为此,在网络工程专业课程体系建设时,应充分考虑其工程特点,多方位考察社会对网络工程专业人才的需求要素,并以此为依据考虑实验课程体系建设的规划和设计。在实训基地建设方面,应特别注意与校内实验室在工程实践环境上的互补,选择好合作企业,为学生提供综合的工程实践环境。
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The Exploration of the Teaching Pattern That It Based on The Network Project Experiment
LI Fang, XIA Yu
(Computer School, Huangshi Institute of Technology, Huangshi 435003, China)
关键词:网络工程;实践教学体系;课程实验;课程设计;实训
青岛理工大学计算机学院在原有计算机科学与技术专业网络技术方向的基础上组建了网络工程专业。在组建该专业时我们对市场做了充分调研,并根据教育部《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》(以下简称《规范》)等规范[1-3],结合我院原有的办学资源,制定并多次修订本专业的培养计划,特别对实践环节进行了反复的论证,并参考了兄弟院校的一些做法[4-6],制定出了相应的实践环节教学体系。经过多年的实践,我们取得了许多的经验和体会,下面做一简要介绍。
1网络工程专业实践环节建设思路
根据《规范》的相关要求,结合我校的办学指导思想,我院将网络工程专业的学生的培养目标基本定位在“信息技术”型人才,需要考虑基本理论和原理的综合应用,特别是要侧重实践和工程化。但同时网络工程专业又是计算机科学与技术、通信通讯相关的交叉、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、通信技术的基本知识和网络工程专业的工程技能,使得毕业生就业可以从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、软件开发、网络应用等几个层面进行,从而为学生将来进一步深造打下坚实基础(即学科基础课程应涵盖硕士生入学考试大纲所要求的全部内容)。
本专业培养计划由通识课、学科基础与专业基础平台课、专业课(包括必修课、方向选修课及专业任选课)等组成,因此实践教学体系应做到基础实践教学、专业实践教学、综合实践教学“三个层面”的有机结合。应结合专业特点与社会需求,认真研究并改革实验教学的内容、方法和手段,增加综合性、设计性和创新性实验的比例;改革课程设计、毕业设计(论文)模式,加大与生产、科研、社会实际结合的力度;改革实习、社会实践环节的设置,加强校企合作,鼓励学生走出校门,融入社会;积极鼓励学生参加各种科技竞赛活动和相关社团活动。
总之,实践教学体系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,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。
2网络工程专业实践体系的具体内容
从学科平台角度来看,网络工程专业实践课程体系主要包括以下两大部分(如图1所示)。
(1) 学科实践技能。包括:
学科基础实验及课程设计――帮助学生完成基本的学科实践技能,涉及到的课程主要包括计算机导论、计算机程序设计、数据结构、数字逻辑、C++面向对象程序设计等。
一级学科平台实验及课程设计――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,本部分同本学科的其他专业(包括计算机科学与技术、网络工程、软件工程等专业,以下简称3个专业)的学生掌握的内容基本相同,设置中同时考虑实验和课程设计,某些课程还同时设有实验和课程设计环节。涉及课程有计算机组成原理、操作系统、计算机网络、数据库系统概论、软件工程等。
(2) 专业实践技能。包括:专业平台实验及课程设计――针对网络工程专业的特点,体系上分为网络规划与设计、网络管理与维护、网络信息安全、电子商务、网络程序设计等几块。
从课程形式形式上来看,可划分为以下几个系列(如图2所示)。
(1) 实验系列(以下课程均包含实验内容):计算机导论、计算机程序设计、数据结构、数字逻辑、计算机组成原理、C++面向对象程序设计、操作系统、计算机网络、网络管理、网络程序设计、网络信息安全技术、Web系统与技术、网络系统设计与规划、数据库系统概论、软件工程、网站规划与实现、电子商务、J2EE企业级开发技术、网络互联技术、Intranet组建与管理、计算机网络协议分析。
(2) 课程设计系列:计算机程序设计(C)课程设计、数据结构课程设计、C++面向对象课程设计、数据库系统课程设计、操作系统课程设计。
(3) 实习:认识实习、生产实习(包括校园网维护实习、网络施工实习等)、毕业实习。
(4) 实训:专业方向综合实训、网络应用实训。
(5) 认证培训:包括CCNA、CCNP、网络安全认证等(可选)。
(6) 毕业设计:对大学四年所学知识的综合应用,同时也为今后工作作好准备。
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。根据“基本技能初步综合技能高级综合技能创新技能”的梯度模式,设置课内实验、课程设计、实训,外加认识实习、专业实习、毕业设计,同时全程一直设有开放实验。其中,必修与选修学时占总学时的19%,加上公共基础课与学科基础课中的实践学时,约占总学时的21%。
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;属于能力外延扩展或深度提高的教学内容,采用课外的开放实验。
3网络工程专业实践体系的建设与管理
3.1实验室建设
我院原有计算机硬件实验室、组成原理实验室、软件机房,在此基础上,我们又新建了网络实验室,综合布线实训室正在组建中。
3.1.1网络实验室
网络实验室有4组网络工程实验的设备,每组由4台路由器4台交换机和8个计算机组成,每组4人,总共每次可容纳32名学生。实验室还配置了实验管理平台,学生通过访问控制管理服务器可实现对网络设备的实验配置,实现在多个网络实验设备之间的平滑切换。教师可通过访问控制管理服务器对每个试验组进行方便、快捷的监控和管理,无须手工线缆插拔,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、网络管理、网络系统设计与规划、网络互联技术、网络信息安全技术、计算机网络协议分析、网络程序设计、Intranet组建与管理等课程及课程设计、网络工程实训、网络应用实训、开放实验室、毕业设计等。
3.1.2综合布线实训室
综合布线实训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。“网络工程实训”、“网络施工实习”等环节就在本实验室完成。
网络综合布线实训室建设的目的不仅仅是为了让学生掌握简单的工具使用,更重要的是通过“课堂教学+实训锻炼”培养学生按规范进行预算、设计、施工、测试、竣工等工程设计的习惯。学生只有养成了按标准进行工程实施的习惯,才能在激烈的竞争中立于不败之地!
3.2实践基地建设
目前我们已经和学校网络中心合作,以校园网和网络中心为实习基地,开展校园网络的维护、管理和应用工作。同时我校正在进行新校区的建设,其网络建设工程也是相当繁重的,我院正在与校方协商,让学生参与到校园网的建设当中。我们还与青岛本地较大的网络公司建立了良好联系,定期介绍学生到他们那里实习。
3.3实训基地建设
我院主要与青岛软件产业园建立了实训基地协议,学生在那里主要进行网络应用、网络程序开发等方面的实训。目前已完成了多批次的实训任务,并取得了良好的效果。
3.4资格认证
目前,国内计算机方面的资格认证较以前有了很大的改革,大大增加了对实践能力的考核。因此引导学生有针对性的参加一些资格认证方面的培训,可以提高同学们的动手、动脑能力,在提高实践能力的同时又可获得某一方面的资格证书,为将来走上社会提供一个更好的机会。
3.5师资队伍建设
如果网络工程专业的教师工程实践经验较少,或者工程能力较弱,那么学生的培养就无从谈起。因此必须加强师资队伍建设,我们主要采取了以下措施。
(1) 加大培训力度。为了锻炼教师的实践动手能力,我们派教师到水平较高的高校参加某些课程的培训,派教师参加企业的专向培训,还鼓励教师参加在全国召开的与网络工程有关的各种会议或培训。目前部分教师获得了CCNA、国家网络安全工程师等资格认证。
(2) 科研融入教学。鼓励教师将科研融入教学,让学生能紧跟社会的发展和学科的前沿。网络工程专业教研室组建了“网络安全技术”、“网络规划与设计”和“无线自组网技术”等科研小组,便于集中精力从事专门领域的研究工作,促进教学。
(3) 加强“双师型”师资的培养。我们认为“双师型”教师就是教师既能从事理论教学,也能从事实践教学;既能担任教师,也能担任专业技术人员。即“双师型”教师应同时拥有“教师资格证书”和“专业技术职务证书”。
在平常的教学过程中,让教师积极参加纵向、横向项目的申请和开发研制。专业教师要积极承担实践教学任务,在指导课程设计、毕业设计和实训教学中,要结合实际,真题真做,提高教师的专业实践能力和技术开发能力。同时安排专业教师到青岛市软件产业园进行定期实训,并鼓励教师参加各种专业技术培训,考取专业技术职务证书。
3.6开放实验室措施
课堂上的学时毕竟有限,老师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。
4网络工程专业实践环节特点
本实践体系主要有以下特点。
(1) 本专业的办学理念为注重理论、强调实践,突出能力,面向社会 ,采用“理论+实验+实战(实训)+综合设计”等多级强化教学模式。
(2) 充分利用校内,最大化利用校外资源。充分发挥实验设备、实验室的潜能,选取尽可能多的课程在实验室教学。和学校网络中心合作,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。与青岛软件产业园等实习、实践基地联合,实现基础理论、专业知识与工程实践应用密切结合。
(3) 最大化利用课堂外时间与资源。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、课程设计等环节是远远不够的,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。为此我们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。
(4) 分阶段渐进式教学。实践教学分三个阶段。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。最后所有学生通过毕业设计环节完成对大学期间所学知识(理论+实践)的总体检测和评估。
(5) 层次化、模块化教学。从学科基础、专业平台、专业方向、专业选修等层次、模块组织实践体系的教学。每门课程的实验部分都包括基础性实验、验证性实验和综合性、创新性实验,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。为锻炼学生综合运用知识的能力,我们特意设计了一个综合课程设计,它涉及的课程包括计算机网络原理、网络管理、网络安全、网络程序设计等。对于每一个专业方向(主要包括网络应用、网络工程、无线网络等),我们都设计了一个5周的综合设计。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总结
目前我们已在实践体系的建设中取得了一些成果,针对网络工程专业实践性强的特点,构建了由实验、课程设计、实习、实训、毕业设计等环节具体体现的实践教学体系,并建设了相关的实验室和基地,提出并实施了有关的执行和管理措施,取得了较好的效果。在以后的教学实践与改革中,我们将从以下几个方面加强实践教学:(1)继续组建新的实验室,如信息安全、协议分析等实验室;(2)选取部分实验教学比重较大的课程进行一体化教学,即将实验室作为课堂,边讲边练,讲练结合,提高教学效果;(3)进一步加强实验教学管理,提高实验教学的效率和质量。
参考文献:
[1] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会. 计算机科学与技术本科专业规范[M]. 北京:高等教育出版社,2006.
[2] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会. 计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程[M]. 北京:高等教育出版社,2007.
[3] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会. 计算机科学与技术专业实践教学体系与规范[M]. 北京:清华大学出版社,2008.
[3] 施晓秋. 应用型人才培养的网络工程实践课程体系构建[J]. 中国大学教育,2008(12):35-37.
[5] 肖锋,唐俊勇,容晓峰. 网络工程专业实践教学体系的探索与实践[J]. 计算机教育,2008(12):180-182.
[6] 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):87-92.
Research and Implementation of Practice Teaching System for Network Engineering
LI Dao-quan, XUE Wei-hua, JIANG Mei, ZHANG Jun-hu
(College of Computer Engineering, Qingdao Technological University, Qingdao 266033, China)
“计算机网络管理”课程旨在为相关专业学生引入网络管理的基本概念,并讲解网络管理的应用技术。结合我校的实际情况,本课程教学内容在设计上特别强调对网络管理事实上的协议标准———简单网络管理协议(SimpleNetworkManagementProtocol,SNMP)的理论与技术进行系统讲解,以SNMP为线索讨论网络管理概念、网络管理信息、网络管理语言、远程网络监控和网络管理技术发展等主题,如表1所示。
2综合实验设计
较之高职高专院校,普通本科院校更强调理论知识的教学,在这种情况下,教学过程中容易产生重理论轻实践的倾向。为了结合以SNMP为核心的网络管理教学内容,我校“计算机网络管理”课程在实践环节采用分层次渐进式的综合实验设计方案,如表2所示。如表2所示,“计算机网络管理”课程的综合实验设计方案分为以下三个层次渐进式地展开:第一层次要求学生熟悉网络管理的实用技术,主要包括操作系统提供的网络管理命令和工具的使用方法,特别是网络配置和服务器管理,排除网络故障[2];第二层次要求学生能够使用基于SNMP标准的网络管理协议工具对计算机网络进行监控与分析,解决计算机网络管理中的实际问题;第三层次要求学生利用开源包开发基于SNMP标准的网络管理应用[3]。
3自主学习指导
为了适应基于SNMP的网络管理的新发展、新的网络管理协议及其相关技术发展、应用新技术或新思想的网络管理解决方案与针对新型网络的网络管理解决方案等,值得注意的是,“计算机网络管理”课程的核心内容今后还将会引入到我校物联网工程专业本科生网络管理相关课程的教学中,因此,本课程教学有必要指导学生进行自主学习拓展网络管理思路。首先,本课程为学生提供自主学习的选题指导,主要包括以下几个方面:(1)基于SNMP的网络管理的新发展,如SNMP与对等(Peer-to-Peer,P2P)技术的融合;(2)新的网络管理协议及其相关技术发展,如网络配置(NETworkCONFiguration,NETCONF)协议;(3)应用新技术或新思想的网络管理解决方案,如基于云计算的网络管理;(4)针对新型网络的网络管理解决方案,如面向物联网的网络管理。在此基础上,依据具体的选题,指导学生利用我校云计算开放实验室RESTfulWeb服务环境下自主学习云系统,有针对性地查找相关资源(包括白皮书、产品试用版、开源工具软件、RFC、标准草案、正式发表的各类论文等)。在这个过程中,还需要指导学生应用科学的文献阅读方法,并按照学习思路和个人理解完成自主学习报告。
4教学过程管理与平时成绩考核
为了加强“计算机网络管理”课程的教学过程管理,本课程在平时成绩考核方面逐步形成一定的导向性。表3列出我校网络工程专业08、09和10级学生的平时成绩考核方案。
5结语