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【关键词】 网络工程生命周期 课程改革 项目教学法
【中图分类号】 G423 【文献标识码】 A 【文章编号】 1006-5962(2012)03(b)-0038-02
1 课程改革的背景和意义
1.1 背景
2010年12月25日,工业和信息化部在北京召开2011年全国工业和信息化工作会议。此次会议提出,“十二五”期间,在加快通信业创新转型方面,要求加快3G和光纤宽带网络发展,加快TD-LTE研发和产业化并开展区域性试验示范;加快推进三网融合,推动广电、电信业务双向进入,加快业务推广和网络建设改造,推动上下游产业发展;加强电信市场监管,强化互联互通和资费服务监管。在互联网管理方面,强调“安全”环节,要求加强码号、域名、IP地址、网站准入和接入服务管理,做好网络信息安全顶层设计,加强网络安全防护,加强IPv6、三网融合、云计算、物联网的信息安全问题研究等。
广西壮族自治区“十二五”发展规划中强调,全面提高信息化水平。建设覆盖城乡的信息基础设施,加快经济社会各领域信息化。实现电信网、广播电视网、互联网“三网融合”,构建宽带融合安全的下一代信息基础设施。启动物联网建设布局,建设数字化城市管理信息系统。
随着柳州市城市化进程的推进,网络覆盖面的增加、新城区的开发、旧城区的改造等等因素,网络工程的工作量会逐年稳步增加,因此对网络工程方面人才的需要量在未来几年也会随之稳步增加。
1.2 意义
1.2.1 打破当前网络专业教学中的学科体系,使教学真正适应中级技能型人才培养的需要。
1.2.2 以企业的实际需求为目标,以技术应用能力的培养为主线制定培养方案,建立起一套以网络工程工作任务为导向的教学体系。通过课题研究与实践,开发出以网络工程生命周期为核心的递进式项目教学的实施方案。
1.2.3 提升网络专业教师的教学能力及相关专业技能。
2 课程改革的目标和主要内容
2.1 预期目标
通过按照网络工程生命周期实施教学的递进式项目化网络工程课程改革,每个项目都有明确的教学目标,针对网络工程有选择性地构建教学内容,为网络工程方向教学服务,培养网络工程施工、网络管理、系统管理等技术岗位专业人员,提高学生的职业素养和岗位能力,提升计算机网络技术专业网络工程专门化方向学生就业质量。
2.2 主要内容
(1)充分进行市场调查和人才需求调查,研究并明确作为网络工程实施、网络管理、系统管理等技术岗位专业人员应掌握的基本知识、基本技能以及应具备的职业素养、综合职业能力。在此基础上打破学科体系,按照由浅入深、由简到繁的认知规律设计若干个网络工程项目,以项目为核心整合所有知识、技能、态度、方法,制定出网络工程方向递进式项目教学的教学方案及课程标准、实训指导书。
(2)会同行业专家研究制定在各项目教学中,对学生进行考核的方式及评价标准。
(3)从本校计算机网络技术专业网络工程方向2010级开始进行递进式项目教学的实践,研究并总结适应递进式项目教学的典型教学方法和教学流程。
(4)整合教师资源,组建并培训一支能进行该递进式项目化教学的教师团队。
2.3 研究重点
(1)制定网络工程方向递进式项目教学的教学方案及课程标准、实训指导书。
(2)制定在各项目教学中,对学生进行考核的方式及评价标准。
3 课程改革的实施
3.1 第一阶段:调查阶段
到网络企业调研、分析网络工程施工、网络管理、系统管理等技术岗位专业人员应具备的基本知识、基本技能、基本素养、基本职业能力;到网络工程专门化方向毕业生就业单位调研、分析毕业生知识结构、综合素质的不足;撰写调查报告和递进式项目化教学的可行性报告。
3.2 第二阶段:制定草稿
结合前期调查信息及查阅有关资料,研究确定中职学校计算机网络技术专业网络工程方向学生应掌握的基本知识、基本技能、基本素养、职业道德、基本职业能力,在此基础上打破学科体系,按照由浅入深、由简到繁的认知规律设计若干个网络工程项目,以项目为核心整合所有知识、技能、态度、方法,制定出网络工程方向递进式项目教学的教学方案及课程标准、实训指导书。
3.3 第三阶段:评审定稿
邀请行业专家、教育专家共同对教学方案、课程标准、实习实训指导书进行论证和修改,研究制定对学生的考核方式和评价标准、确定实施性教学方案及其标准、实训指导书。
3.4 第四阶段:实践教学
在本校计算机网络技术专业2010级开始进行的按照网络工程生命周期实施递进式项目教学的实践,在实践中整合教师资源,打造进行递进式项目教学的教师团队,总结适合于递进式项目教学的典型教学方法和教学流程以及团队管理模式,制作并收集教学资源包。
3.5 第五阶段:实习推荐
进一步联系单位和推荐学生到相关公司进行项岗实习,并与用人单位建立紧密的联系,及时了解用人单位对学生的反馈信息和优化和完善该教学体系的信息。
3.6 第六阶段:项目总结
对项目进行总结,整理相关文档,进一步优化和完善递进式项目化教学体系。
4 预期成果及保障措施
4.1 按照网络工程生命周期实施递进式项目教学的课程改革的项目总结报告。
4.2 教学方案,课程标准,实习指导书,学生考核方式及评价标准,教学资源包。
网络工程专业主要课程
高等数学、线性代数、概率与统计、离散数学、电路与电子学、数字逻辑电路、数据结构、编译原理、操作系统、数据库系统、汇编语言程序设计、计算机组成原理、微机系统与接口技术、通信原理、通信系统、计算机网络、现代交换原理、TCP/IP原理与技术、计算机网络安全、计算机网络组网原理、网络编程技术、计算机网络管理、网络操作系统、Internet技术及应用、软件工程与方法学、数字信号处理、网格计算技术、计算机系统结构等。
网络工程专业就业前景
随着计算机的远程信息化处理应用的高速发展和广泛应用,网络已成为经济发展的强大动力。计算机网络工程是计算机技术和通信技术密切结合而形成的新兴的技术领域,尤其在当今互联网迅猛发展和网络经济蓬勃繁荣的形势下,网络工程技术成为信息技术界关注的热门技术之一,也是迅速发展并在信息社会中得到广泛应用的一门综合性学科,网络工程师正是这一学科的主宰力量。
该专业学生毕业后可以从事各级各类企事业单位的企业办公自动化处理、计算机安装与维护、网页制作、计算机网络和专业服务器的维护管理和开发工作、动态商务网站开发与管理、软件测试与开发及计算机相关设备的商品贸易等方面的有关工作。
网络工程专业是讲计算机科学基础理论、计算机软硬件系统及应用知识、网络工程的专业知识及应用知识。网络工程专业具有创新意识,具有本专业领域分析问题和解决问题的能力,具备一定的实践技能,并具有良好的外语应用能力的高级研究应用型专门人才。
毕业生应获得以下几方面的知识和能力:
1.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;
2.系统地掌握计算机和网络通信领域内的基本理论和基本知识;
3.掌握计算机、网络与通信系统的分析、设计与开发方法;
4.具有设计、开发、应用和管理计算机网络系统的基本能力;
5.了解计算机及网络通信领域的一些最新进展与发展动态;
6.了解信息产业、计算机网络建设及安全的基本方针、政策和法规;
毕业生应具备的知识和能力:
1、系统地掌握计算机和网络通信领域内的基本理论和基本知识;
2、掌握计算机、网络与通信系统的分析、设计与开发方法;
3、具有设计、开发、应用和管理计算机网络系统的基本能力;
4、了解计算机及网络通信领域的一些最新进展与发展动态;
网络工程专业人才培养遵循由浅入深、由点到面、逐步深入的规律,通过多层次的实践训练,实现应用能力的逐步提高。高等院校毕业生实践能力的培养主要通过相关课程的实践教学体系去完成,网络工程专业实践培养环节方案,大致分为课程内实验及网络实训两方面。课程内实验包括:C++、JAVA、数据库原理、数据结构、软件工程、操作系统、TCP/IP协议、嵌入式系统编程、通信原理、计算机组成原理、计算机接口及综合布线。网络实训是网络工程专业非常重要的实验课程,如网络工程实训、网络应用系统设计实训、构建中小企业网络、交换与路由技术实训、网络多媒体通信技术等。
2网络工程专业实践教学体系建设
2.1校内网络实验环境构建方案
网络工程专业校内实验环境的搭建可采用以下三种模式:1)最大化利用现有资源对于开发设计及软件应用类实验,如数据库原理、程序设计、软件工程等,可在现有机房开展。2)建设专用硬件实验室计算机接口、组成原理等专业性较强课程,可建设专用实验室。3)建设网络工程实训综合实验室搭建一个真实的网络环境,实验室应配备路由器、交换机、防火墙、网络管理系统等设备,可以大大提升学生对网络专业课程所涉及网络设备的感性认知,并可让学生根据实验要求去规划、搭建一个真实的网络环境。通过该综合实训平台的建设,可以极大提高学生的对网络的规划、设计、运维管理等各方面的综合能力。
2.2校外实训基地建设方案
网络飞速发展,校内网络实验室的设备更新速度远远跟不上网络新技术的发展,校外实训基地建设主要是为了培养学生的网络工程实践能力,通过与大型通讯行业合作,建设校外实训基地,弥补校内网络实验室在真实网络环境构建方面的不足。
3网络工程专业实验教学实施方法
3.1建立层次化的网络实验教学体系
网络工程专业实验教学改革的重点是建立科学的、层次化的实验教学体系,从培养学生的工程实践能力、应用能力、创新能力入手进行网络实验教学改革。首先开设基本技能实验课程,主要面向计算机网络基础开展教学,包括网络接入、基本网络故障定位与排除;其次开设常见网络协议仿真实验,主要面向计算机网络原理课程开展教学;第三层开设网络规划、构建及管理实验环节。经过以上三个层次的实验教学,使学生能从网络知识、相关应用、故障定位排查、监控管理等方面初步具备网络工程师所需技能。
3.2拓展网络实验教学内容
针对网络工程专业覆盖面大、涉及内容多的特点,通过实验环节,可提高学生对网络规划、设计、管理与监控等方面能力。实践教学体系改革应从学校的实际情况出发,从以下四个方面组织实施:验证、规划设计、创新、延伸四个层面组织实施实验教学。验证型实验侧重网络基本知识、基本技能的掌握;设计型实验关注对学生的操作技能、分析及综合设计应用能力的培养;研究型实验目的是引导学生对网络技术前沿知识的探索,培养学生综合素质、开拓创新精神与科研能力;拓展型实验注重引导学生对当前网络规模应用的了解及生产实践。主要实验内容如下:验证型实验1)网络构建和配置。如双绞线RJ45接头的制作,光缆尾纤的跳接,交换机等网络设备的安装;路由器及交换机的调试、配置;VLAN(虚拟局域网)的划分和路由表的创建。通过该环节使学生对网络拓扑及网络设备有一个直观的认识,并能对路由器、交换机等网络设备进行基本配置,掌握调试步骤。2)网络应用实验。在不同操作系统平台上安装和配置WEB、域名系统(DNS)、动态主机设置协议(DHCP)等网络服务。3)对等局域网实验。结合实际网络环境,从网络协议的安装选择,局域网的设置,服务器及访问策略的配置,使学生完成局域网的构建。设计型实验1)Server的安全管理,通过模拟常见网络攻击方式,让学生掌握常见网络攻击与防范。2)路由协议、虚拟局域网的划分、访问控制列表(ACL)及网络地址转换(NAT)实验。通过学生对路由配置、设计ACL等操作,提高网络规划能力和应用水平,培养综合网络管理计能力。3)网络安全与管理。网络管理及分析软件的实际操作使用,掌握基本网络故障定位及排除方法及步骤。通过常用的网络安全工具,掌握目前黑客常用的攻击方法和手段,使学生对信息系统及网络安全有一个比较系统、全面的了解,达到对网络安全的基本概念、防护原理及使用有一定程度的理解和掌握。创新型实验1)分多种场景,如学生宿舍、办公大楼、实验室机房等,要求学生根据实际情况设计网络解决方案,提高学生网络规划能力。2)IPV6实验。结合本校已开通IPV6网络的实际网络环境,在此环境中进行网络协议的安装,局域网的构建,IPV4与IPV6的互访等操作。此部分实验建立在与通信、IT企业联合建立综合网络实验室或校外实习基地的基础上,通过参观、学习,接触业内当前新技术的应用1)了解通信行业的组织结构、操作规程、验证标准,将所学理论知识与实际相结合,加深对所学网络理论知识的理解,提高实际网络运用水平。2)了解相关通信企业的应用发展方向及其在行业中所处的技术水平3)通过组织学生实习实践,实际参与企业生产活动或企业改造项目实施。
4结束语
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
[1]王移芝,罗四维.大学计算机基础教程[M].北京:高等教育出版社,2004
[2]杨振山,龚沛曾.大学计算机基础(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2004
[3]张尧学等.计算机操作系统教程[M].北京:清华大学出版社,2002
关键词:实践教学体系;网络工程;双师型教师
中图分类号:G642文献标识码:B
随着计算机技术、通信技术、网络技术及多媒体技术的发展,社会各领域对网络工程应用人才有大量的需求,近年来许多院校纷纷开设网络工程专业。根据教育部有关专业指导性意见和社会对网络工程应用人才的需求,我们认为网络工程专业的培养目标应为:培养掌握计算机技术、通信技术和网络工程相关基础理论知识人才,使之能够具备网络规划、设计、开发、维护与管理等基本技能,能够从事网络工程、电子商务、电子政务、办公自动化、信息管理等行业的研发、教学、管理、维护等专业技术工作。该培养目标要求学生通过四年的课程学习,掌握网络工程中的实用技术;了解网络协议体系、网络互联技术、组网工程、网络性能评估、网络编程与管理等相关知识;具有较强的分析问题、解决问题的能力。
计算机网络技术的成熟和普及,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,如何理顺理论教学和实践教学的关系,解决实践教学与社会需求脱钩的现状,加强实践教学、培养动手能力,积极适应市场发展的需求,这是需要努力探索和解决的问题。我们认为,抓好实践教学的关键,除了要有一批专业、敬业的师资队伍,还必须建立合理、科学的实践教学体系。结合我校实际,提出了该专业的实践建设方案并逐步创造条件予以实施。
1网络工程专业实践体系建设思路
我院将网络工程专业的学生的培养目标定位在“应用型与工程型”人才,其特点就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应用能力,使得我们的毕业生达到我们的培养目标。
目前高校在教学过程中,实验教学越来越受到得到重视。目前以“培养学生实验能力、提高学生实验素质”为主线的思路得到很多高校教师的认同,构建新的实践教学体系提到议事日程上来。在该项目的实施过程中,以培养与提高学生的科学实验与工程实践素质和应用能力为目标,更新实验实训内容,按层次化、模块化、开放化的要求组织实践教学,着力构建以“条件支撑(基地建设)”为基础,实验室功能和教学环节重组为重点,双师型师资为关键的实践教学体系。
2网络工程专业实践课程设置
网络工程专业培养方案中的实践环节,一般分为课程内实验、实验课程、集中实践三大模块。
课程内实验包括:程序设计语言(C)、面向对象程序设计(C++)、数据库原理、Web程序设计技术、Java程序设计、数据结构、软件工程、TCP/IP协议、网页设计与网站开发、综合布线系统、局域网络技术与组网工程、通信原理、网络路由原理及计算机组成原理等。课程内实验的目的主要是为了加深对课程理论知识的理解,加强一些基本专业技能的训练,课内实验必须在课内学时完成。
实验课程是为了让学生系统掌握专业技能而开设的专门实验课程,如网络工程实训、工程制图等。
集中实践包括金工实习、毕业实习、课程设计、毕业设计等环节。如计算机硬件综合课程设计、构建中小企业网络(含网站设计)、IP交换与路由技术等课题。
3网络工程专业实践环节体系建设
3.1实验室的设置
网络工程专业的校内实验室建设可采用以下三种模式共存的方式,利用计算机机房进行软件应用及开发设计类实验;针对原理性很强的验证性实验建设独立的专用实验室;整合专业课的实验,建设综合实验室。
(1) 充分利用现有资源
对于软件应用及软件开发设计类实验,如程序设计、数据库原理与应用、软件工程等,可以在现有的公用计算机机房内开设。
(2) 建设独立的专用实验室
对于计算机组成原理、计算机体系结构、计算机接口技术等原理性比较强的课程,可以分别建设各自独立的专用实验室。利用一些模拟实验设备,比如实验箱、模拟操作台等,用于学生基础理论课程的学习及研究。这些实验以验证性实验为主,配合少量的综合性和设计性实验,学生在课内学时里完成。
上面两类可以利用原有的计算机相关专业的实验室,并且这些课程都是计算机类课程的基础课,在其他专业前期建设的过程中都已经建设并正在使用。
(3) 网络工程综合实验室
网络工程专业有自己的专业基础课和专业课,有自己的特色,并满足高年级学生对实践环境的要求,那么对于这些方面的实验内容要建立自己的实验室。为此,2006年,我院申请“中央――陕西省共建资金”建设网络工程训练中心实验室,成功获批,并已经建设完成。中心建筑面积约160m2,拥有网络路由器32台、交换机36台、无线路由器8台、防火墙2台、入侵检测系统2台、服务器3台、网络管理平台软件一套、网络协议仿真分析平台40台套(软硬件设备)、网络语音模块实验设备4套、学生实验用PC机65台,可以同时满足8组共64名学生同时进行广域网、局域网、路由协议、设备配置、VoIP语音、网络安全等各类型网络实验。这些设备的投入使用,极大地改变了我们的实验设备层次,有利于网络工程专业实践教学的展开。
3.2教学环节的重组
目前,大多数的网络工程专业都是简单采用与计算机科学与技术、软件工程等专业完全相同或相近课程设置,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,还导致课程之间的过度重复、关系不明等问题。
从专业发展的长远角度看,必须按照专业需求来优化改革课程内容,具体可从以下几个方面来优化:
(1) 原有课程之间的内容整合;
(2) 新课程的内容规范;
(3) 各门课程中理论教学与实践教学内容的优化;
(4) 各门课程中工程化思想的体现;
(5) 新技术的融入。
通过课程内容优化,在减少不必要重复的基础上,进一步明确各课程的知识范畴和技能架构,将相近课程合并形成新的课程。比如,原来沿用计算机科学与技术专业的“计算机组成原理”和“计算机体系结构”课程,就可以整合为“计算机原理与体系结构”一门课程;原来的“汇编语言”和“微型接口技术”整合成新的“微机原理”一门课;“离散数学”由原来的两个学期的教学改成一个学期,这样,所节省的课时可以开设必须的专业课程。
参照《教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》(〔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,合理规划专业基础课和专业课的理论教学课时与实验教学课时比例,在实验条件允许的前提下,尽可能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。例如我们“网络工程实训”由最初的16学时,根据文件和教学的需要改成了32学时,提高学生的实训机会。
3.3双师型师资的培养
“双师型”师资匮乏是实践教学的“软肋”。所谓“双师型”是为了强调实践性教学环节的重要性,促使理论教学和实践教学正确定位,有机结合,适应以能力培养为主线的理念而提出来的。在目前的教学过程中,存在以下情况:一是知识结构错位,许多教师理论有余而实践不足,因而在教学过程中表现出热衷与偏好理论教学的倾向。二是教学过程错位。理论教学和实践教学是两拨人,不能融合沟通,造成各自为政的教学局面。三是知识传导错位。两种课型被人为割裂与肢解,知识传授陷入怪圈和盲区,造成实践需要的理论知识没讲或少讲,实践不需要的却讲了许多,做了很多无用功。我们对“双师型”教师的理解,基本内涵有二点:一是认为教师既能从事理论教学,也能从事实践教学;二是认为教师既能担任教师,也能担任专业技术人员。简言之,“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”。
为了使我院的实践教学更快更好的开展,建设一支“双师型”教师队伍,是全面提高网络工程专业实践教学质量的关键。
安排专业教师到项目中进行锻炼、进行专业实践。在平常的教学过程中,让教师积极的申请纵向项目,并参加横向项目的开发研制等,提高自己的科研水平,在科研过程中锻炼提高自己的实践水平;同时也可使老师把在实践过程中碰到的问题带到课堂或者实践的教学过程中,增强学生的认知能力。
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,尽量结合实际,真题真做,提高教师的专业实践能力和技术开发能力。
每年的暑假,安排专业老师参加思科、神州数码等专业培训,或者聘请师资培训基地专家和具有丰富实践经验
的专业技术人员做教员给我们教师上课,提高老师的实践水平。
除了安排专业老师进行学习培训之外,积极引进相关单位或公司中有丰富实践经验和教学能力的工程技术人员来校做兼职教师,他们可以给学校带来在实际的工程中的遇到的问题。他们在和学校教师共同进行教学活动中,可以促进学校教师向“双师型”转化。目前建设一支相对稳定的兼职教师队伍,改善教师结构,以适应人才培养和专业变化的要求。
4结论
作为网络方向的应用型本科专业,除了要在基础理论的教学上花大力气外,更应从就业的角度理顺理论教学与实践教学的关系,办出自己的特色。通过对网络实践教学体系探索与实践,指出了在日常的教学过程中加强实践教学的途径,其目的是增强学生面对社会需求的动手能力,提高学生的社会竞争力。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,能够达到提高教学质量,为社会培养高质量的合格的网络工程技术及网络应用人才的目的。
参考文献:
[1] 西安工业大学计算机科学与工程学院. 网络工程专业培养计划(内部)[Z],西安:西安工业大学计算机科学与工程学院,2005.
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。
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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:CDIO;网络工程;教学模式
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)10-2470-03
"Network Engineering" Course Teaching Reform in the CDIO Study of Teaching
QIU Shu-wei
(Anhui Institute of Architecture and Industry Information & Network Center, Hefei 230022, China)
Abstract: The "Network Engineering Technology" characteristic of the course is analyzed. According to CDIO engineering education model,the computer network project of teaching reformation scheme is proposed,and we improved on model of teaching,and the pilot reform program to improve their engineering quality and teamwork, and achieved good results Practice has proved that the implementation of better teaching practice.
Key words: CDIO; network engineering; teaching model
在计算机网络技术迅猛发展和应用的今天,网络工程技术基本知识与基本操作技能成了计算机网络及通信专业类学生必不可少的专业素质,因此《网络工程技术》这门核心课程在人才培养过程中就显得尤为重要。网络工程专业必须围绕课程群支撑体系,为了使本课程的教学更有实效,在该课程的建设过程中,以知识构建和应用能力培养为重点,在此基础上进行网络工程技术实践教学体系的构建,选择与专业核心要素有关的基础理论知识,将应用能力与专业基础知识和专业技能重新组合,整合成新的课程结构,以工程化为主线,教学过程推行“工程案例式”,“目标任务驱动法”和“工程项目教学”法教学,使教学过程的针对性更强。同时依托自身的实验基地和学院信息网络中心、校内外实训基地开发建设,提供良好的工程实训环境,保证动手应用能力的培养;推行“教学外置”,鼓励学生参与学院实践的工程项目,使参与学生得到了很大的锻炼;考核过程注重“过程考核”,加大实训所占比例,使实训效果更加明显。
CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate)工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果,是由美国麻省理工学院、瑞典哥德堡查尔姆斯技术学院、瑞典皇家技术学院和瑞典林雪平大学4所工程技术大学发起的一项工程教育改革计划。目前已经有来自全世界30多个国家的大学加入CDIO国际组织,并在各自的工程院系实施CDIO模式[1]。在国内,教育部CDIO工程教育模式研究与实践课题组成立后,已经在多所高校进行试点。
1 网络工程技术课程的特点
网络工程技术是网络工程专业和网络系统管理类的一门核心课程,本课程的主要任务是以网络工程的国际标准和国家标准为依据,从本科专业的认知能力出发,阐述网络工程的设计技术、施工技术、施工工程管理技术、网络测试技术、工程验收和管理维护等内容,围绕工程实践中的具体案例进行分析,突出学生在结构化综合布线技术、系统集成技术和网络管理与运营技术的工程施工和管理等实践能力的培养。使学生掌握各种网络工程和园区网设计、网络工程和园区网施工方案撰写、项目管理和积累工程实践经验。毕业后能够很快胜任网络工程工程师、网络管理员等职业岗位。
2 CDIO工程教育模式
CDIO以产品生命周期上的四个环节――构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)和运行(Operate)代表四个教育和实践训练环节[2]。其理念是以产品的从研发到运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间存在有机联系的方式学习工程,也有人称之为“做中学和学中做”。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面,大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标[3]。并理解研究和技术发展对社会的重要性和战略地位。CDIO不仅提出以能力培养为目标的CDIO大纲,而且系统地提出能力培养、实施指导、实施过程和结果检验的12条标准,有很强的可操作性。
瑞典国家高教署(Swedish National Agency for Higher Educa 2tion) 2005年采用这12条标准对本国100个工程学位计划进行评估,结果表明,新标准比原标准适应面更宽,更利于提高质量,尤为重要的是新标准为工程教育的系统化发展提供了基础[4]。清华大学在数据结构和数据库系统原理两门课中采用CDIO教学方法,取得了满意的教学效果。
签于CDIO工程教育模式特别适合计算机网络和网络工程相关专业的教学,因此在教学过程中逐步推广应用于网络工程专业的《网络工程技术》等课程中。
3 实施面向CDIO的实践教学改革
3.1 教学思路
在教学过程中采用按照高等学校计算机应用型人才培养模式进行,研究和借鉴应用型大学人才培养模式,采用模块化教学将“以知识为本位”转变为“以能力为导向”的教学体系。模块描述的是围绕特定主题或内容的教学活动的组合,即一个模块是一个内容上和时间上自成一体的教学单位,它可以由不同的教学活动组合而成,可以对其进行定性(内容)和定量(学分)地描述,它还能够被评判(通过考试)。一个模块是一个专业中最小的教学构成单位,在这个专业中的每一个模块都具有特定的功能。
作为主干课程网络工程技术课程可以是一个模块,而该课程中每个章节就是一个子模块。每个子模块培养一定的专业能力,子模块包含培养这些专业能力所需要的知识及知识应用等相关教学内容。
教学过程按照OSI参考模型从低层到高层逐步展开,如物理层(综合布线)、数据链路层(交换技术)、网络层(路由和三层交换)、高层(网络应用服务、网络管理、网络安全)以及网络故障排除顺序进行教学,最后对整体大型工程案例进行综合分析。
3.2 课程实践环节依据的CDIO 标准
1) 标准1:以CDIO为基本环境。网络工程项目实施以项目工程生产周期作为工程管理的环境。基于工程项目需求要求学生从项目需求、项目设计、项目实施、项目验收和测试作四个环节,完成一个实际项目开发。项目小组由3至4名学生组成,结合阶段评审答辩。
2) 标准2:学习目标。要求运用网络工程技术理论、网络工程项目的管理标准和规范,系统掌握网络工程技术基础知识,具备计算机技术、网络规划与设计、网络管理技术、网络分析技术和网络安全技术实践应用能力[5]。掌握网络工程建设的各阶段(用户需求分析、网络规划、设计、实施、运行与维护)实际需求,并设计符合该项目的《网络工程设计标准和技术实施方案》标准的文档,达到中小型园区网设计和实施专业技术人才要求。
3) 标准3:一体化课程设置。网络工程专业的课程培养计划中突出网络的工程特点。从安徽建筑工业学院学生的定位来说,将网络工程专业的培养目标定位在“工程型”人才,按网络工程前段、中段和后段三个阶段设置课程,每个阶段都有相应的支撑课程。根据市场调研及时调整部分课程,通过网络工程一体化生命周期的专业学习,学生具有网络规划、设计、构建、维护、管理和开发等能力。
4) 标准4:工程导论。在网络工程技术课程之前,学生已经完成作为工程导论的计算机网络原理课程、TCP协议等课程学习,已理解计算机网络相关知识,并已具备初步网络工程项目的建设能力。
5) 标准5:设计和制作实践。网络工程技术课程可以要求学生安装园区网结构化综合布线项目、园区网络的系统集成项目和园区网运维管理项目建设周期进行构思、设计、实现以及运作。
6) 标准6:工程实践场所。实践环节通过校园网及校信息网络中心、校外实训基地和实际网络工程设计与施工现场教学,提供学生对网络系统集成实践能力锻炼的机会。在实训教学过程中部分学生参与校园网工程建设和后期网络运行工程。同时采用教师带领网络专业的学生走出校门,到真实的网络工程设计与施工现场,对《网络工程技术》课程实行实训和实际工程相结合。
7) 标准7:集成化教学过程。首先是构建集成化课程体系,在构建课程体系的过程中,重点对专业核心课程进行重构,以适应基于项目的做中学、做中练、做中教的教学模式,即课程以“做项目”为主线来组织课程,以“用”导“学”,选择实际工程项目来做主线,教师全程指导。
8) 标准8:主动学习。首先要使学生明确学习课程的目的,培养学生学习的毅力。使学生主动参与工程项目的实施、评审。让学生进行相应角色转换参与项目,让学生主动提出思路,再经小组讨论和全班讨论,充分激发学生的积极性。从而实现由学生被动转为学生主动学习。同时教师要注意对学生的思路加以引导,对学生所提的方案加以鼓励,帮助学生树立创新意识,学会从多角度思考问题。
9) 标准9:教师CDIO能力的提升。主讲教师通过参加思科、华为和锐捷等网络公司组织的各类师资培训来提升自身的CDIO能力,也通过与企业的横向项目合作来进一步提高教师的工程经验。此外还邀请华为和锐捷资深工程师为学生开设短期培训。
10) 标准10:教师教学能力的提高。首先要提高教师自身的基本教学能力和技能,同时要加强教师的教育科研能了的提高。并通过组织课程组教学研讨会,来提高教学在集成化教学过程、运用案例教学和基于项目的教学方法以及学生考核等方面的能力。
11) 标准11:学生考核。各个小组由小组长负责组织、分工、控制进度等,制定分阶段、互评定的二次考核体系。课程考核由三部分组成理论考核、实践考核和平时考核,实践成绩的评定包括小组成绩和个人成绩两部分;小组成绩由各个小组阶段成绩的平均值与完成的项目的最终验收的情况组成(主要包括工程实施和项目管理的汇报情况、系统工程的质量的抽检报告、项目文档等)。小组的阶段性成绩由教师和该项目组之外的其他项目组共同评定;个人成绩由教师根据小组每个成员的答辩成绩来评定,答辩的内容为小组成员在项目开发中所完成的任务,其中,评定项目负责人个人成绩时,还应考查其项目开发的组织、管理能力。
12) 标准12:专业评估。本课程通过实施CDIO后,学生在后续的课程,如岗位实践课程以及毕业设计项目中应用和理解网络原理、项目设计与工程实施相比实施前的学生明显提高。
3.3 本课程按照CDIO标准来分析,研究采用以下三种教学模式
1) 基于实践知识主导的案例教学模式
进行对比分析实践知识主导的案例教学模式和理论知识主导的案例教学模式,实践模式通过模拟真实实践情景,可为学生提供一种融会贯通所学知识的境遇性体验[6]。同时,实践模式能使学生在积累实践经验的过程中,体验知识的主观性、境遇性和生成性。可以在学生中创建共同的交流平台,营造一种促进学生经验学习的气氛,让学生在案例讨论中合作性地解决问题,保证每个学生在模拟实践的情况下,都会基于自己经验背景,建构与问题相关的实践知识。
按照此教学模式可以搭建网络教育互动平台,使学生学会在网络环境中合作解决问题。
2) 基于目标导向式教学模式
基于网络的目标导向式教学模式强调的是目标导向性,即教师在授课前,应根据有关课程的教学大纲和工程项目案例,在吃透教材的基础上理清该课程的知识体系,并明确各知识点及其所要达到的学习目标。在进行各知识点单元教学前,需预先告知同学们这个知识点所要达到的教学目标,如何应用在具体的工程项目中。使学生形成一种对学习目标的心理准备,从而做到有备而来。而在实现教学目标的过程中,可以通过涵盖各个知识点的案例和工程项目,不断地设法引导学生向既定的教学目标接近,并在实现教学目标后与学生一起进行课堂总结,以便学生巩固提高。
这种教学模式的教学目标明确,具有循序渐进的特点,适合于提高学生的学习主动性和激发参与意识。
3) 网络技术课程的项目教学模式
在项目教学模式中,学校和企业共同组成项目小组,深入实际,在解决问题的同时,学习和应用已有的知识,在实践的第一线培养解决问题的能力。在建构主义理论的指导下,师生通过共同实施一个完整的“项目”工作而进行的教学活动。通过示范项目让学生掌握基础的知识,并架起学习新知识的支点,然后运用知识迁移、协作讨论等方式来完成对知识的意义建构。通过完成相应的项目达到培养解决实际问题的能力。
项目教学模式提高了学生运用计算机网络原理、综合布线技术和网络工程技术等知识解决实际问题的能力。采用这种模式,使学生掌握各种网络工程和园区网设计、网络工程和园区网施工方案撰写、项目管理和积累工程实践经验。毕业后能够很快胜任网络工程工程师、网络管理员等职业岗位。
4 结束语
通过在网络工程技术课程实践教学中实施了CDIO,取得了良好的教学效果。通过整合网络工程师认证技术资源,按照CDIO能力大纲以及12条标准进行面向CDIO实践教学改革后,同时不断深化教学模式的研究,改进教学模式和教学方法后,学生普遍反映能够较好地理解并掌握综合布线理论知识、交换路由实用配置、操作系统各类服务器的架设,网络安全常规安全硬件防火墙等的方法和技术,通过在CDIO环境中学习,学生工程素质、团队合作能力都得到明显提高,更重要的是它增强了学生在今后求职过程中的信心。
参考文献:
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