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【摘要】本文筆者首先分析了軌道交通運營工程檔案管理信息化建設的優點,最后提出完善軌道交通運營工程檔
案信息化建設的策略。
關鍵詞 信息化;軌道交通;檔案
在軌道交通運營快速發展的社會環境中,高效利用信息化技術加強檔案管理,不斷提高檔案管理工作效率是各個單位非常重視的問題。因此,我們應該認識到信息化技術在軌道交通運營檔案管理中的作用,促使軌道交通運營檔案管理資料更加準確、更加真實,推動軌道交通運營檔案管理朝著更加科學的方向發展[1]。
一、軌道交通運營工程檔案信息化建設的優點
(一)節約時間,提高軌道交通運營工程檔案管理工作效率。之前的軌道交通運營工程檔案管理工作主要是利用人工加強對檔案資料的整理和管理,這樣便需要花費大量的時間。這樣的工作方式效率低下,發展步伐較慢,已經無法適應當前軌道交通運營形勢發展的需要。通過在軌道交通運營工程檔案管理中應用信息化技術,能夠快速搜索到所需要的資料,從而在較大程度上提高了軌道交通運營工程檔案信息的利用效率,大量節約了花費的時間和人力資源。
(二)拓寬服務領域,提高服務質量。通過應用信息化技術能夠在較大的程度上增加軌道交通運營工程檔案管理的資源量,并且能夠將各種軌道交通運營工程檔案信息分得更加清楚,從而提高軌道交通運營工程檔案管理資料的服務質量[2]。其中主要表現在:為用戶利用軌道交通運營工程檔案資料提供便捷,實現多項信息資源共享,促使工程檔案管理由單一朝著全面的方向發展,從而確保軌道交通運營單位檔案資料管理的真實性和系統性;同時通過在檔案管理中加強計算機技術,提高了軌道交通運營工程檔案資料的利用速度,從而有利于提高軌道交通運營工程檔案資料的價值。
(三)信息存儲量大,避免了信息空間出現浪費的現象。信息化技術資源儲存量大,這個優越性是其他信息儲備載體無法比擬的。隨著科學技術的不斷進步,人民的生活、學習、工作中的信息傳播量越來越大,導致各種各樣的文件、圖像信息、技術質量等等大量生成,緊接著就必須對這些資料進行有效的整理,為以后方便、快捷地使用提供條件。信息量日益增多,而信息化技術可以很好地解決這個問題,一張光盤就能儲存幾千萬的信息,有效避免了信息空間出現浪費的現象,也降低相關成本的支出。
二、軌道交通運營工程檔案信息化建設及管理策略
(一)建設檔案數據庫系統,實現檔案管理的現代化。在今后的發展過程中,軌道交通運營工程檔案館要以收藏容量大、高密度、聯機能力強的電子檔案介質作為未來收藏的主要方式。電子檔案可以說是全新的檔案類型,通過計算機存儲之后,編程為計算機代碼進識別。軌道交通運營工程電子檔案在網絡的支持下可以隨時隨地被廣大用戶借閱。檔案網站與數字檔案的建設是實現軌道交通運營工程檔案管理現代化的主要體現,軌道交通運營工程檔案信息管理網絡的應用,利于快捷地進行查詢,有效突破了地域性的限制。城建信息資源要實現共享,將焦點集中在計算機硬件配置與軟件配置上,讓軌道交通運營工程檔案管理更加現代化。
(二)工作人員的復合化,需要更多高素質管理人才。在軌道交通運營工程檔案管理過程中,計算機技術的高效利用,能夠大大提高各項信息的搜集、整理速度,同時能夠對各項檔案管理信息快速進行分類和處理。在這樣的背景下,便需要軌道交通運營工程檔案管理工作人員具備較高的綜合素質。未來軌道交通運營工程檔案管理工作人員需要具備多種多樣的技術,這些技術不僅僅包含了堅定的政治素質,要需要未來的軌道交通運營工程檔案管理人才在計算機信息知識方面進行更加深入的研究,并且具備堅實的外語基礎,現在很多檔案管理都會與外國進行對接,很多歸檔文件都需要用到外語,這種形勢下,必須讓軌道交通運營工程檔案管理人員具備這些能力。
(三)檔案收集逐漸走向電子化,利用管理系統完善個人信息。傳統的軌道交通運營工程檔案收集是個人或集體通過記錄的方式,而未來的軌道交通運營工程檔案收集方式完全可以利用信息網絡。用戶通過登錄相應的管理系統將工程信息完善,然后通過網絡將工程信息傳輸到數據庫系統中,數據庫系統利用特定的編號方式對每一個檔案進行編號,管理人員完全可以在終端計算機前面對軌道交通運營工程檔案進行管理,而這個過程不要面對面,只需要一臺機器與一個網絡。
三、結論
在現代軌道交通運營工程建設快速發展的背景下,對軌道交通運營工程檔案資料的需求也不斷增加,傳統的軌道交通運營工程檔案資料管理方式已經無法適應現代軌道交通運營的需要,嚴重阻礙了軌道交通運營的發展。加強軌道交通運營工程檔案信息化建設與管理,能夠加快軌道交通運營工程建設的步伐,為軌道交通運營工程建設提供更多準確的數據資料。
參考文獻:
[關鍵詞]網絡工程;應用能力培養;人才培養體系
21世紀的今天,我國已經進入高等教育普及化的初級階段,在國家全面實現小康社會,繼續發展、鞏固改革開放的成果,逐漸向新型工業化道路邁進,努力開拓技術創新、人才培養創新戰略的大背景下,如何構建并實施新形勢下的基于應用能力的創新型和應用型人才培養體系是當前高校正在深入研究的熱點課題。本文主要從網絡工程專業課程的定位以及應用型創新型人才能力結構進行分析,提出了如何構建應用型網絡工程人才培養方案。
一、應用型網絡工程專業的基本定位
根據應用型人才培養目標不同,可將應用型人才分為工程級、技術級、技能級。其中,工程級人才主要是能將所學的專業理論知識轉化為設計方案或者設計圖紙的專業能力;技術級人才主要是從事產品研發,具備將設計方案與圖紙轉化為產品的能力,主要定位為技術工程師;技能級人才則突出應用性、實踐性、創新性能力,主要依靠熟練的操作技能來完成產品的生產,將不同的設計和方案轉化為不同形態的產品。目前,計算機工程級別的能力基本上屬于計算機類本科層次必備的能力。基于應用能力培養的網絡工程專業學生應區別于計算機類本科人才,應用能力的培養要在具有計算機網絡技術必備的基礎理論知識和專門知識的基礎上,重點掌握運用新型網絡技術從事企業網絡組建、管理、網站建設等工作。具備較熟練的網絡工程實踐技能、較強的學習應用掌握新知識與技術的后勁和良好的自然科學、人文科學和社會科學等綜合素質的高素質技能人才。所有學生應達到最基本管理員級要求,部分學生達到工程師級別要求,少部分達到規劃設計級別要求。
二、網絡工程人才應用能力結構分析
網絡工程人才應用能力的培養,最重要的環節是要注重學生應用實踐能力的培養,人才培養思路要根據“厚基礎,多方向,強能力,重實戰”的原則,堅持以應用為導向,扎實專業基礎,突出應用實踐能力,重視創新潛質,素質協調發展。下面我從三個維度分析網絡工程應用能力的培養:
(一)職業崗位能力
網絡工程應用型人才能力素質包括網絡管理和系統管理能力、網站開發與維護能力、網絡架構和系統架構、網絡組建能力和信息化管理和數據庫管理能力。在職業崗位能力素質的培養過程中,我們要以網絡工程設計和網絡工程維護以及網絡工程的管理為抓手,努力培養學生的應用技術創新,突出管理學生網絡研發的能力,為了讓學生的綜合能力可以持續發展可以在其它課程體系中進行考核。在培養模式上,要形成“厚基礎、寬口徑、重技能”的培養模式,使學生能夠掌握計算機網絡和通信的基本思維和研究方法,并能綜合運用所掌握的知識、方法和技術解決實際問題。
(二)能力單元
應用型的網絡工程人才應當具有良好的科學素養,并能熟練掌握計算機網絡,包括計算機硬件、軟件與應用的基本理論和基本技能與方法,具有較強的網絡系統管理、開發和應用能力。高職院校培養的技能層次應當以基本技能為主,在此基礎上,再結合崗位特點、技能拓展進行一定的綜合技能培養,在培養方向上,強調培養“復合型”人才,以強化應用能力訓練為核心,同時進行工程方向的技能實操,為求使學生達到“復合型”人才所需要的知識與能力水平。為使加強學生的實際操作能力和綜合業務水平能力,鼓勵學生在課程學習中進行校內生產性實訓基地實訓,模擬企業實際運作,鍛煉技術及管理技能。倡導學生參加國家或省級各類IT技能大賽,提升各方面能力,創新技能的自我培養意識。
(三)應用型網絡工程專業核心課程體系
基于應用能力培養的網絡工程專業核心課程體系包括:①操作系統與網絡管理。培養學生進行網絡管理和常用服務器的配置維護和實際動手能力,對各種服務器系統簡單故障的診斷和處理能力。②交換和路由配置管理。掌握交換機和路由器在組網中的應用,具備獨立規劃、組建和維護大、中型局域網的能力。③高級網絡管理。熟悉和掌握各類服務器的使用和管理維護。④樓宇智能化和綜合布線。智能建筑與綜合布線、常見網絡傳輸介質選型與使用、常用布線器材選型與布線工具的使用、綜合布線系統設計、綜合布線施工項目管理與監理、綜合布線測試與驗收等。⑤網絡安全技術。在計算機系統領域的知識架構和技術基礎上,熟悉和掌握計算機系統安全、網絡設備的配置及安全防范的核心技術,掌握關鍵的安全技術和安全機制、數據的備份與恢復技術、計算機取證技術等。
三、基于應用能力培養的網絡工程人才培養體系構建
我國教育部在《教育振興行動計劃》中明確提出:“高等職業教育必須面向地區經濟建設和社會發展,適應就業市場的實際需要,培養生產、服務、管理第一線需要的實用人才。”因此,我們要根據學校總體定位和社會需求,優化網絡工程人才培養方案、創新人才培養模式、優化設置專業課程體系結構,不斷提升教師教學效果、加大師資隊伍的建設、著力培養學生實踐和動手能力,重新挖掘新模式并形成自己的特色,著實提高畢業生的就業競爭力,為社會培養更多的應用型的高級網絡工程技術人才。
(一)引入行業標準,定位應用能力培養尺度
為了提升學生的綜合業務能力,使學生畢業后能迅速適應網絡工程技術的變革,我們應當加強與校外企業的合作,讓學生能第一時間掌握市場的動態以及專業知識的更新。通過與企業合作,聘請企業經驗豐富的工程技術人員參與課程體系的設計,參照國際或者國內IT行業對網絡工程人才需求的技術標準以及相關的IT認證,確定各門課程的評估標準并建立項目化的應用型人才技能評估模式和評價體系。在實踐應用中,使專業課程的教學過程和技能培訓過程相互融合,讓課程過程考核與最終技能鑒定相結合。全面實行學生參與技能鑒定可取代對應課程考核的人才評估制度。
(二)優化人才培養方案
以適應社會需要為目標,以培養技術應用能力為主線設計學生的知識、能力、素質結構和培養方案,以“應用”為主旨和特征構建課程和教學內容體系。通過市場調研,在課程教指委的指導下,根據本專業的培養目標和工作任務特點和要求,重新細化所學內容,以任務驅動為導向精心設計教學模塊,將應用技能和相關的專業知識系統地有機結合起來。以培養高等技術應用性專門人才為根本任務,按照認知過程對核心課程進行教學模塊設計。為全面提升學生在網絡工程領域的綜合應用能力,可根據學校的實際情況,增加在企業的頂崗實習活動,讓學生在企業工程師的指導下獨立完成項目。為了使學生全面可持續發展的需要,可將所有專業課程順序化,構建以實踐為主導專業課程體系課程標準。按照“教、學、做合一”的原則,充分利用校內生產性、仿真性實訓基地和企業生產現場,開展以典型的任務驅動和案例分析為主線的教學手段,把理論教學與實踐教學互相融合的教學活動推到最高境界。
(三)打造雙師素質師資隊伍“雙師型”
教師隊伍建設是提高高職高專教育教學質量的關鍵。為了讓學生能接受項目實訓提供技術支持和項目開發指導,按照開放性和職業性的原則,通過建立實習指導教師培養培訓基地培養人才、引進人才、校企合作等方式,打造一支適應社會需要的具有雙師結構的職業能力較強的教師隊伍。通過鼓勵學習參加頂崗實習、深入企業參加技能培訓和企業在職鍛煉等途徑,培養出一支教學能力強、職業素質高、技藝精湛的專任教師隊伍。學校與社會用人部門結合、師生與實際勞動者結合、理論與實踐結合才是人才培養的基本途徑。
四、結束語
應用型的網絡工程專業培養體系結構中,主要特點是要求學生具有較強的實踐動手操作能力,并在此基礎上還要有開拓創新的精神以及軟件研發能力,而全面的綜合業務能力的培養需要科學合理的課程體系結構支撐,也需要IT行業的實踐指導。隨著網絡技術的不斷進步,社會對網絡工程方面的人才需求日益突出,網絡工程的發展和研究也受到越來越多人的關注和討論,特別是網絡應用型人才的培養模式的合理性和科學性。多年的經驗告訴我們,只要不斷的調整適合社會發展需求的人才培養模式,探索適應社會潮流的網絡工程培養體系結構,才能夠適應社會的發展,更能體現到人才培養的目標。本文試圖建立網絡工程專業應用型人才課程體系結構,以對網絡工程教學改革起到促進作用。
參考文獻:
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關鍵詞:網絡工程;協議分析;協議測試;課程改革
網絡工程是教育部于2001年開始增設的本科專業,其目標是培養系統掌握數據通信與計算機網絡所必須的基本知識,掌握計算機網絡應用和管理的基本技能,具有規劃與設計計算機網絡系統的初步能力、較強的計算機網絡維護與管理能力和外語能力的高級專門人才。自2001年經教育部批準同意11所高校開辦本科網絡工程專業以來,據不完全統計,截止2008年大約有近140所高校開辦了這一專業。由于該專業是一個新開專業,其培養目標、課程設置、實踐環節等都處于探索階段,各學校開設的課程也存在著很大差異。由于網絡工程是計算機科學與技術專業和通信工程專業融合的適應國家對網絡人才需要的專業,所以其課程多源自于這兩個專業,且略側重于前一專業。國內學者已經開始研究網絡工程專業的培養方案和課程體系[1-2]。網絡工程專業作為獨立的特色專業,必須要有適應網絡人才培養的特色課程,然而目前還幾乎沒有文獻探討此類問題。
如何建立完善的網絡工程專業的課程體系, 開設符合培養目標的特色課程是一項值得研究和探討的問題。本文就我校開設的特色課程“協議分析與測試”,分析其設置的合理性和重要性,給出教學內容和組織模式,并結合我校具體的教學與實踐的情況,分析該門課程的實際教學效果,給出具體的教學方案。
1課程的地位和重要性分析
網絡協議是計算機網絡的核心和靈魂,要掌握計算機網絡技術并深刻理解其本質,必須了解協議的設計、分析、實現和測試方法。然而在現有的計算機學科的課程體系中,一般只有計算機網絡、Internet原理等網絡課程,沒有關于協議分析和測試的課程。在多數的網絡工程專業的課程體系中,也沒有設置和協議分析相關的課程。我們調查了全國近140所開設了網絡工程專業的高校的課程設置情況,只有11個學校設置了和協議分析、協議設計、協議工程相關的課程,開課比例不足10%。因此,該門課程的重要性并沒有引起有關院校足夠的重視。我們認為,目前廣泛開設的計算機網絡、Internet原理等課程一般只介紹網絡各層常見協議的格式、交互過程和功能,并沒有從較高的角度抽象概括網絡協議的基本原理。因此,學生在學習完這些課程之后,往往只是掌握了計算機網絡各層主要協議的功能,并不能從根本上理解協議的設計原則,甚至對協議有一種神秘感,不能獨立從事協議的開發工作。這門課程的學習對于學生真正掌握網絡協議的實質,進而培養創新能力具有重要的作用。
2課程的教學組織模式
2.1教學內容體系
此課程包括協議分析和協議測試兩個部分(圖1所示)。協議分析部分主要介紹網絡協議的形式描述語言LOTOS、Estelle,形式化分析和驗證技術,包括FSM,EFSM在協議分析中的應用。這部分內容主要培養學生了解協議的交互過程,深刻理解協議的本質,為設計和實現協議打下理論基礎,協議測試部分的教學內容主要偏重應用,包括測試例的生成,協議測試工具的原理和使用,協議測試語言TTCN-3。這部分內容偏重于工程應用,主要目的是培養學生掌握協議測試基本方法,熟悉協議測試語言,基本掌握協議測試工具的使用。
2.2實踐內容
對應于教學內容,實驗內容也包括協議分析和協議測試兩個部分(圖1所示)。協議分析部分包括協議的形式化驗證、協議內容和交互機制的解碼分析;協議測試包括協議測試工具的使用,基于TTCN-3的協議測試程序設計。實驗工具或儀器可以采用形式化協議分析驗證工具、協議分析測試工具和測試程序開發工具。
形式化協議分析驗證工具可采用SMV工具或SPIN工具。有限狀態系統分析工具SMV比較簡單,易于掌握,支持系統性質的驗證。SPIN是專業的模型檢測工具,被廣泛用于協議的分析。但該工具使用起來比較復雜,需要較長時間才能掌握,不適合作為實驗工具。
協議分析測試工具有兩種形式,一種是帶有自己的硬件設備,如福祿克網絡公司的OptiView系列網絡協議分析產品。這種硬件協議測試儀的優點是全面提供了各種網絡接口,實時性強,分析處理速度快。但價格昂貴,是專業的測試分析工具,不適合作為普及型的教學實驗儀器。另一種是純軟件的協議分析軟件,如常見的協議分析軟件有Sniffer Pro和Ethereal,它們的優點是可以直接從網卡上捕獲數據,并進行解碼分析,而不依賴特定的硬件設備。因此可以用協議分析軟件作為實驗工具。Ethereal不但在功能上和Sniffer Pro相似,可以滿足教學的需要,而且是免費的開源軟件,不存在知識產權問題。因此可以作為理想的協議分析實驗工具。協議分析軟件的一大功能是可以對協議解碼分析,層次化的樹狀圖顯示分析結果。這使得學生可以更加生動直觀地理解協議間的嵌套層次關系,加深對協議的理解。
測試程序開發工具可以使用TTCN-3的開發環境和工具。這類工具有TTworkbench等。使用這些工具可以開發基于TTCN-3的協議測試程序。
2.3教材選用
選用合適的教材是圓滿完成教學工作的前提。目前國內外關于協議分析和測試的教材或專著并不多,主要有《Design and Validation of Computer Protocols》[3]、《網絡協議的形式化分析與設計》[4]。另外,《計算機網絡協議工程》[5]、《Principals of Protocol Engineering and Conformance Testing》[6]和《通信軟件測試技術基礎》[7]可以作為該門課程的參考教材。文獻[3]是一部關于協議工程的經典教材。主要內容有協議規范和建模,協議的測試、綜合與驗證,以及協議的仿真和驗證工具。這本教材的內容偏重于理論,不完全適合應用型本科的教學。文獻[4]介紹了協議的形式化建模、分析、驗證方法,和協議測試技術,是國內學者出版的一部比較適合本科教學的教材。文獻[5]是國內第一本系統介紹協議工程的著作,論述了協議工程的定義、研究內容和研究方法,并介紹協議構造、協議模型、協議描述、協議驗證、協議綜合,協議實現和協議測試的理論和方法。文獻[6-7]的特色在于介紹了協議的形式化描述語言Estelle, SDL, LOTOS, 和協議測試語言TTCN,偏重于工業應用。我們建議根據各自學校的培養目標因材施教,自己組織教學內容,編寫教學講義。
2.4協議分析與測試課程和其他課程的關系
本課程可以看作是協議工程課程的精簡與核心。愛荷華州立大學的Thomas F. Piatkowski 教授在ICC’83會議上首次提出了“Protocol Engineering”的概念,隨后在SIGCOMM’86上又再次介紹了協議工程的發展現狀。協議工程用形式化的方法來描述在協議設計和維護中的各個活動,建立一套嚴格的協議設計方法,使協議開發的整個過程一體化、系統化和形式化,從而保證協議的完整性、正確性、安全性和可移植性。協議工程的主要內容有協議描述、協議分析、協議設計、協議實現和協議測試。考慮到學時限制和本科生的知識結構,我們從中提取出兩個重要的和適合本科生知識體系的內容,即協議分析和協議測試,組成本課程的教學內容。
國內高等院校的網絡工程本科專業一般在大二或大三已經廣泛開設了計算機網絡、TCP/IP原理與技術、Internet原理與技術等基礎課或專業基礎課。將這些課程作為本課程的先修課程,在學習了網絡各層常見的主要協議后,學習協議的分析和測試方法,從總體上把握協議的原理和本質。學習了該門課程后,還可以開設網絡故障診斷、網絡協議設計與開發等選修課程,以豐富學生的知識體系結構。
3案例分析
安徽工業大學是安徽省首批獲準開設網絡工程專業的學校之一,在安徽省率先開展了網絡工程專業學生的培養。我們積極探索了網絡工程專業人才培養模式、知識體系結構和課程體系,并承擔了安徽省高等學校省級教學研究重點項目“網絡工程專業的人才培養模式及其課程體系設置研究”。
在我校制定的課程體系中,協議分析與測試課程被設置為32學時的選修課。其中實驗為10個學時。此課程設置在第7學期,此時學生已經掌握了網絡的基本原理,學習了各層協議,但并不了解協議的內在機理,只是了解了幾個常見的協議。這門課程再從總體上介紹協議的形式化描述、分析方法,以及測試方法。可以通過教授這門課程,使學生在進入工作或繼續深造之前提升對協議的認識。
課程的教學內容和學時安排如表1所示。由于總的講課學時只有22個學時,所以我們只能把教學重點放在協議的有限狀態機模型、協議測試例的設計、測試工具使用。考慮到本專業的培養目標是培養應用型人才,對協議的形式化分析只介紹最簡單和直觀的有限狀態機模型。協議測試部分介紹測試例的生成方法、測試描述語言TTCN-3、以及協議測試分析工具的使用。
課程實驗為10個學時,安排兩次實驗。實驗一為基于SMV的協議驗證,實驗二為基于協議分析軟件的協議交互過程分析。
另外,配合實驗教改建設,我們開發了局域網協議分析軟件[8],該軟件具有數據包捕獲、協議解碼分析、網絡性能分析和主動性測試等主要功能及捕獲過濾等輔助功能。支持局域網各層常見的協議。該軟件基于Windows平臺,只要利用原有的網卡即可實現鏈路層數據的捕獲,硬件要求低,部署簡單方便,適合作為實驗工具。
通過對學生的問卷調查,總體上對該門課程的設置持肯定態度,80%的學生認為這門課程對自己很有幫助,增進了對協議本質的理解。但與此同時,90%的學生認為協議形式化分析的內容很難,不易掌握。這和這部分內容本身的難度以及學時較少,教師不容易講得透徹有關。因此,這門課程的設置得到了學生的肯定,但在教學內容和課時分配上還需要進一步調整。
4結語
如何讓學生更加深層次理解抽象的網絡協議的內在機理,進而初步具有協議分析、開發和測試的能力是長期困擾計算機網絡教學的一個重要問題。為了解決此問題,必須從整體的高度和系統的角度講授網絡協議的分析方法、測試方法。本文提出開設協議分析與測試這門課程的建議,通過安徽工業大學的教學實踐表明,該門課程可以顯著提高本科生對網絡協議機理的理解,為今后從事網絡、通信軟件的設計和開發工作打下良好的基礎。在教學過程中,我們也發現了一些教學內容、教學方法上的問題,如何在教學內容的難度和學生的理解能力之間尋求平衡,是我們今后教學過程中需要重點研究的問題。
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Exploration and Practice of the Course of Protocol Analysis and Testing
ZHENG Xiao, YUAN Zhi-xiang, QIN Feng, CHENG Ze-kai
(School of Computer Science, Anhui University of Technology, Maanshan 243002, China)
關鍵詞:計算機網絡基礎,軟件考試,教學設計
引言
計算機技術與軟件專業技術資格考試(軟考)實施多年以來,受到了社會及用人單位的普遍認可,衡量專業技術人員能力水平的公正性、客觀性得到了廣泛認同。軟考分為初中高三個層級,為計算機軟件專業人才培養提供了明確的導向作用。計算機網絡基礎教學涵蓋計算機網絡和數據通信領域的基礎知識、原理和技術,是一門基礎類課程[1-6],學生在學習過程中動力不足,有必要以軟考為驅動,激發學生的學習熱情,提高學生的實踐能力和就業競爭力。
1軟考認證的技術特點和優勢分析
軟件考試是國家人力資源和社會保障部、工業和信息化部推行實施的全國統一的專業技術資格考試,集專業技術資格、職業資格和專業技術水平于一體。軟考不僅是專業技術資格考試,也是職業資格考試,且不受資歷、學歷限制,考生可以靈活選擇適合的專業資格應試。軟考分為初級、中級和高級三個等級,取得軟考證書的人員可以應聘技術員、助理工程師、工程師和高級工程師。初級資格對應助理工程師職稱,中級對應工程師,高級對應高級工程師。根據專業類別劃分,可以分為計算機軟件、計算機網絡、信息系統等多個專業,各個專業按層次設置若干資格考試。軟考每年組織兩次,通常在5月和11月開考。每個專業一年內一般舉行一次考試,報考人數眾多的少數專業可以開考兩次。大部分考試采用筆試,一般上午考核基礎知識,下午考核應用技術。軟考不采用滾動考試形式,需要一次性達到要求才能獲得專業技術資格證書。和其他計算機類證書相比,軟考具有顯著的優勢。軟考由全國統一開考,考綱、命題、時間、評分標準、合格標準、閱卷等環節均保持高度統一,把關嚴格。通過考試的考生獲得國家人社部和工信部頒發的專業技術資格證書,權威性高,在國內外享有很高聲譽,相當于計算機專業技術人員的“高考”,可以顯著提升考生的就業擇業能力。
2軟考對計算機網絡基礎教學改革的啟示
在計算機網絡基礎教學中,教師應依靠軟考驅動教學工作的開展,激發學生的學習動力,充實教學內容,創新教學方式,將教學目標與軟考緊密結合在一起,按照軟考的要求培養高水平的計算機專業技術人才。(1)改革教學觀念。教師要提高對軟考的重視程度,充分認識到軟考的指導性價值,將軟考與實際教學工作聯系起來。要根據軟考要求合理制定教學目標,側重學生實際操作能力的培養,引導學生積極主動參與學習,在掌握計算機網絡基礎知識和原理、技術的前提下,對軟考相關知識進行理解、掌握和運用。這需要學校增加教學方面的投入,為學生的計算機操作提供便利條件,保障計算機網絡基礎教學改革的順利開展。(2)改革教材體系。教材是計算機網絡基礎教學工作開展的依據,教材質量高低直接關系到實際育人效果。目前國內計算機網絡基礎教學使用的教材普遍存在滯后性,教材知識陳舊,知識內容更新緩慢,沒有結合時展及時補充完善,更沒有結合軟考的要求進行針對性補強,導致學生的學習需求得不到有效滿足。教師需要對軟考進行研究,結合大綱對教材進行更新和補充,適當增加案例分析內容的比重,使教材與計算機網絡應用更加貼合,提高教材對軟考的適用性。要采用以證促學的方法,對教材開發進行合理規劃,在主要知識點中穿插軟考考綱中的內容,結合以往的軟考真題進行案例講解,構建與軟考相符的計算機網絡知識體系,制定與軟考要求相符的課程教學標準。以網絡管理員考試為例,網絡管理員屬于初級資格,適合低年級學生。網絡管理員考試與計算機網絡專業人才培養大綱大體一致,通過備考,可以讓學生更加明確計算機網絡教學的要求,對計算機網絡專業相關知識形成清晰、完整的認識,從備考中促進學習,實現教考共進的有利局面。教師要堅持以考促進,將軟件考試作為學生學習的主要目標之一,幫助學生制定學習計劃,將計算機網絡相關知識點串聯起來,建立較為完整的計算機網絡知識體系。對于高年級學生來說,他們大多已經建立計算機網絡的初級模型,可以嘗試備考中級資格。軟件考試中的中級資格是網絡工程師,這是學生學習的目標,也是崗位工作的現實要求。教師可以根據網絡工程師的考試大綱,對教學內容進行補充完善,引導學生根據自身情況制定學習規劃,鍛煉網絡系統構建、軟硬件調適等方面的能力。軟考高級資格不是學生階段容易達成的目標,但依然可以結合高級資格考試的內容和要求,指導優秀學生的學生,引導他們在鞏固專業知識的基礎上,熟悉應用領域的業務,鍛煉針對用戶需求和約束條件制定項目開發計劃、協調系統開發的能力。在教學工作中,教師可以結合軟考高級資格的要求,將其作為學生未來發展的目標,引導學生對網絡工程需求分析、規劃設計、評測運維等工作有深刻的認識,積極成長為高端復合型人才。(3)創新教學方式。計算機網絡基礎教學的目的在于讓學生熟練掌握并靈活運用相關知識和技能,而傳統的教學模式導致學生學習興趣不高,學習主動性不強,教學效果得不到保障。因此,教師應積極創新教學方式,結合軟考的內容和要求,使用學生喜聞樂見的方式開展教學工作,最大化發揮學生的主觀能動性。例如,軟考中的題型往往比較新穎,考試內容更新很快,且普遍與實際應用密切相關。教師可以在教學中選用軟考試題為案例,開展案例教學,帶領學生對案例進行分解,將案例與教材中的知識點相銜接,并仿照軟考的形式向學生布置作業任務,引導學生將所學知識運用到實際問題的解決之中。在教學工作中,應以軟考為目標設計教學情境,根據軟考知識點考察方式,結合教材中的知識點,設計新穎的教學情境。同時,以軟考通過標準來分析學生的能力水平,找出教學中存在的問題,使用軟考培訓和考試材料,設置學習任務和習題,豐富學生的知識儲備,拓寬學生的視野,將學生的學業水平向國家級考試水平靠攏。例如,課程實訓內容以軟考考綱為中心點,結合實際需求設計題目。在實訓報告的要求按照軟考要求進行調整,實訓報告需要包括實訓題目、設計原理圖、軟件設計流程圖、源程序代碼、實訓總結等內容,規范課程實訓報告的寫作,鍛煉學生計算機網絡系統的開發與設計能力。(4)改革考試形式。為了適應軟考的要求,計算機網絡基礎考試應采用國家統考的形式,分為筆試和計算機操作兩個部分,在考試評定工作中做到教考分離,確保考試結果的公平公正。通過這種方式,可以提升學生對課程學習的重視程度,保持積極的學習態度,以軟考為學習目標,努力提高自身的學習水平。
案例教學最初應用于法學和醫學,后來哈佛商學院將其成功應用于商學,后來又推廣到管理學等文科教學中。自上個世紀90年代中后期又進一步擴展到工學教學,事實證明它是高等工程教育的重要教學手段,它能培養學生的創新意識、工程素質和工程能力。本文對案例教學方法在通信工程專業課程中的應用展開討論與研究。
一、通信工程專業課程運用案例教學的必要性分析
1.案例教學的優勢
所謂案例教學是指在教師的指導下,根據教學目的要求,組織學生通過對案例的調查、閱讀、思考、討論和交流等活動,教給他們分析問題、解決問題的方法和理論,進而提高他們分析問題、解決問題的能力,加深他們對基本原理和概念理解的一種特定的教學方法。[1]和傳統的教學方式相比,它主要具有以下優點:
(1)它是一種啟發式、討論式、互動式的教學方式,而不是一種“填鴨式”和“滿堂灌”的教學方式,教學形式的靈活性能增強學生的學習興趣和積極性。
(2)它具有工程真實性和知識遷移性的特點。[2]案例內容來自于真實環境和工程,和實際情況相符,能增強學生的實踐能力和工程能力;案例運用中包含某種原理和概念,通過案例分析達到某種知識傳授的教學目標。
(3)它是一種以學生為主導的教學方式,教師在其中只起到引導作用,學生要完成案例討論、分析、案例實踐,需要先行學習部分知識,也需要和教師、同學進行充分的交流。因此這種教學方式能更好地發揮學生學習的主動性,也能更好地激發學生學習的潛能。
2.通信專業課程的特點
(1)通信工程是信息與通信工程、電子科學與技術、計算機科學與技術等學科交叉融合的專業,其專業課程所涉及的知識面廣。
(2)通信工程專業課程是工程性很強的課程,如“移動通信”“光纖通信”“數據通信”“程控交換”等,其知識和教學內容起源于工程實踐或者本身就是要解決工程問題。
3.通信工程師培養需要適合工程培養的教學方法
“教育回歸工程,教學回歸實踐”正成為當代高等工程教育改革的主流趨勢,[3]教育部也正在積極推行“卓越工程師計劃”和“工程認證專業”教育。通信工程專業本科教育需要培養通信工程師,即能從事通信系統和網絡的研究、設計、制造、安裝、測試和維護的工程人才,其專業課程教學貼近于工程教學,需要尋找適合于工程人才培養的教學方法,比如前面分析的案例教學法。
二、通信工程專業課程教學實施案例教學的方法
1.選取適合案例教學的專業課程和教學內容
在制訂教學大綱和構建教學體系時,要充分考慮通信工程專業各門專業課程的特點,選取適合專業課程或者某門專業課程中部分教學內容來實施案例教學。教學內容選取的原則是看案例能否通過其移植性涵蓋教學內容中的知識點和理論,以實現學習的有效遷移。通常,通信原理、信號與系統、信息論與編碼等理論性強且各知識點高度相關的專業課適合于采用傳統教學方法;而移動通信、數據通信等工程應用性課程更適合案例教學;除理論課外,部分課程設計、實習實訓也適合引入案例教學。
2.編寫或選取合適的案例
案例是完成教學目標的載體,編寫或選取合適的案例是實施案例教學的基礎。[4]通常先從課程教學內容中提煉出需要掌握的知識點,再根據知識點設計出對應的案例,這些成系列的案例關聯在一起就能完成知識建構。好的案例需要具有完備性(包括真實性、典型性、時效性和完整性)、移植參照性和綜合性。
3.把握好案例教學實施過程中的幾個要點
(1)發揮好教師的組織引導作用。在案例教學過程中,教師即要當好“演員”,又要當好“導演”。作為“演員”能解說、分析好案例,能調動學生的學習興趣,做好提問、傾聽、反饋工作;作為“導演”能把控好教學流程,能把學生引導到正確的教學軌道中,防止課堂成為一個漫無目的的閑聊場所。
(2)發揮好學生學習的主動性。要提高案例教學的效果,學生應該積極參與到案例教學過程中。學生一方面要在課前做好前期知識的儲備學習,另一方面在課中要積極參與討論,善于觀察與思考,適時給出自己的分析,多和教師以及同學進行交互,課后還要做好知識的提煉和歸納工作,為今后的工作實踐積累經驗。
(3)以多樣化的教學手段提高教學效果。教師要盡量營造與教學相長的課堂情境。教學案例的介紹與分析可以采用多媒體手段來表達,使之更形象直觀,加深學生印象,提高課堂傳遞的信息量,并保障信息傳輸的有效性。可以采用網絡討論、交流的方式延伸案例課堂教學,一方面可以彌補課堂教學的時間不足,另一方面可以給學生更充分的時間去查閱資料、思考和分析,給出的方案將會更精細、全面;方案上傳到網上表述更明確、清晰,有利于學生討論、查驗。
三、長沙學院通信工程專業的案例教學實踐
長沙學院通信工程專業定位于培養應用型工程人才,為加強其工程素質和能力培養,在專業課程教學中積極引入了案例教學實踐,主要采取了以下措施:
1.加強研究,制訂計劃,打好基礎,穩步開展案例教學方法改革
為開展好案例教學方法的改革,通信工程教研室組織專業教師進行過專題研究和學習,掌握了案例教學的基本理論、課堂場景構建方法、實施教學的具體流程、案例構建原則和方法,研究了案例教學在通信工程專業課教學的適應性問題。在2011年、2013年兩次修訂人才培養計劃和教學大綱時,在提煉教學內容和歸納知識點的基礎上,開設出一些全案例教學的專業課,如移動終端應用技術開發、移動通信網絡工程、無線網絡規劃設計與優化等;決定數據通信與計算機網絡、路由交換技術、SDH原理與技術等12門課程的部分教學內容引入案例教學。加強校企合作,聯合開發教學案例。
2.積極培養適應案例教學的師資
從以傳授知識、呈現知識為目標的傳統教學方法過渡到以培養能力為目標的案例教學方法,大部分教師也表現出不適應。為此,展開了針對性的師資培訓:一方面安排教師以兼職的形式到企業參加工程實踐,增加其工程經驗;另一方面采用觀摩、專題培訓的方式使教師掌握案例教學的流程和教學技巧。
3.建立案例教學的評價體系
評價體系分為兩個層面,一是對學生學習效果的評判,不能和傳統教學方法一樣采用試卷測試的方式來進行,需要對學生在案例分析、討論、方案提交、實踐結果等方面的表現進行綜合評價;再就是對案例教學過程與效果進行全程質量監控,包括對教師的前期準備情況、案例質量、教學實施過程和最終的教學效果進行全面評判。
四、工科教學實施案例教學的幾點思考
長沙學院的教學實踐表明案例教學適用于工科教學,能發揮很好的效能。但也要把握以下幾點:
1.抓住案例教學的本質,而不是其教學形式
智慧是不可傳授的,而是需要學習者去“悟”。案例教學提供的是一種親驗型或準親驗型教學模式,需要學生在分析、討論和實踐中去提高能力并獲得知識。不要將其簡單處理為理論課中的舉例教學以及傳統的實驗實訓,教學實踐中要突出其教學目標的明確性,案例的真實性、綜合性、啟發性和實踐性,教學過程的動態性,學生學習的主體性。[5]
2.擺脫案例教學對象的局限性,發揮其優長
研究表明,案例教學在小班教學和職業教育中能更好地發揮效能,因此它能更好地適應研究生教育和職業院校教學,在普通高等院校的本科教學中,就要盡量在高年級本科的專業課程中開設。
關鍵詞:C程序設計;CH;CGI;網絡學習系統
1 引言
C程序設計是所有從事計算機相關領域應用者的必修課程,學習者眾多,但是C語言代碼程序需要通過編譯鏈接之后才能成為可執行程序運行。這對于程序開發者的調試、初學者的學習、教學人員的教學來說就很不直觀,顯得非常繁瑣,而且每一次修改都必須重新編譯鏈接。很多初學者因此望而生畏。
另外,若臨時要運行一段C語言代碼,計算機上又沒有安裝C編譯器,就需要用戶去下載、安裝C編譯器,過程非常繁瑣。如若有一個網絡在線C語言環境能在線提交代碼,并返回執行結果就可以省去這些環節。
基于這些現狀,我們很有必要開發一個C程序設計的網絡學習系統,使用戶可以在客戶端的瀏覽器上提交C語言的源代碼,通過遠程服務器進行運行后得到運行結果和糾錯指導,快速有效地提高用戶的編程能力。
2 CH-CGI簡介
CHProfessionalEdition由知名的SoftIntegration,Inc.所開發,是一個嵌入式C語言解釋器,且提供C語言的超集。CH提供了CGI組件功能,利用其Cgi.h文件中定義的Crequest、Cresponse等各類函數實現從客戶端提取C語言源代碼在CH中執行,并將運行結果或錯誤提示經過處理后輸出到客戶端。
3 系統框架和工作原理
3.1系統框架
采用B/S體系結構,系統架構與工作流程如圖1所示:
3.2工作原理
如圖1所示的系統框架,本學習系統大致分為以下三個模塊:
(1)Web客戶端模塊
用戶在客戶端瀏覽器中編寫C語言源代碼,并通過Internet提交到Web服務器。此模塊采用普通的HTML代碼編寫而成,在一個表單中放置了兩個文本框分別用于客戶提交C語言源代碼和輸入數據。設置該表單的action屬性等于makefile.c(makefile.c文件是實現功能模塊2的核心代碼)。
(2)運行代碼模塊
通過CH-CGI接口提取客戶提交的源代碼,寫入臨時的C文件,并調用CH程序執行這個文件。如源代碼執行需要數據輸入的,則將客戶端輸入的數據寫入到一個data.dat文件中。利用CH的CGI組件功能,編寫一個makefile.c文件用來實現這塊功能。makefile.c核心代碼大致如下:
#!/bin/ch-g
#include//包含cgi.h頭文件
#defineABC
intmain(){
intcinput;//用于判斷是否需要輸入數據
chstrarrayname,value;
classCResponseResponse;
classCRequestRequest;
Response.begin();
Response.title("CGIFORMresults");
/*………………………………*/
#ifdefABC
FILE*temp,*dat;
char*tempChar,*temp1;
temp=fopen("temp.ch","w");
/*………………………………*/
fclose(temp);
#endif//提取客戶C語言源代碼,建立數據文件//temp.ch:
Response.end();
if(cinput==1)
chtemp.ch;//調用CH執行temp.ch
elseif(cinput!=1)
chtemp.ch
}
(3)結果返回模塊
將運行結果或錯誤提示經過處理后返回給客戶端。如圖1所示,舉一個簡單的例子,若在main函數后忘了輸入“()”,代碼如下:
Main
{Printf(“歡迎使用在線C語言環境!\n”);}
執行結果如圖2所示:
參照錯誤提示,修改代碼后再執行這段代碼,就可以得到正確的結果。
以上的例子只是C程序設計中諸多錯誤的縮影。要對任意的程序代碼和千變萬化的錯誤都能分析出問題真正所在,就需要建立一個強大的數據庫,收集CH的錯誤集合,收集大量的程序案例分析,要設計從CH信息到糾錯指導的映射算法,通過對運行結果的二次處理,使用戶的程序調試可操作化。
在多年C程序設計的教學過程中,我們已經積累了大量的C語言編譯錯誤集合。隨著本學習系統的投入使用,該集合越來越豐富,使得本學習系統的功能越來越強大。
4 總結
C的學習者是以一種主動的嘗試的學習方法去學習新的知識。采用B/S體系結構,無需編譯鏈接就能直接運行C代碼程序,學習者能夠擺脫繁瑣的C代碼調試過程,直觀地進行C程序設計的學習,有效地幫助用戶掌握C編程方法,提高程序設計能力。同時使得用戶在任意一臺帶網絡的PC機上進行C語言學習變為可能。
參考文獻
[1].
[2]叢春瑜,劉家勛.“C程序設計語言”智能輔導系統原型的設計與開發.計算機時代.2004.8.
[3]李華,何茜,吳中福.基于CGI的個性化學習系統.計算機工程與應用.2002.13.
基金項目:浙江省教育廳科研項目(“基于CGI的C程序設計智能學習系統” 0507121 2005-2006 );浙江理工大學重點教改項目(“基于CH-CGI的C程序設計網絡學習系統”)資助項目。
作者簡介:
CDIO模式是一種新型的工程教育模式,參考產品、過程或系統的設計運轉過程,為工程教育構建科學的教學環境,并引導學生主動學習探究,將實踐應用和理論學習相結合,提高學生的學習效率。在高職計算機網絡技術專業的教學中,應用CDIO模式,能夠在一定程度上優化教學體系,發揮學生的主體作用,提高教學的有效性。
1 明確CDIO高職計算機網絡技術專業教學目標
近年來,計算機網絡技術的發展十分迅速。結合社會需求和教學經驗,高職院校中計算機網絡技術專業教學的要點應當是培養具備專業技能和工作能力的綜合應用型人才,保證學生進入工作崗位時,能夠有能力應對工作中的問題。但是,一直以來,對于計算機網絡技術這類學科型課程的教學,普遍采用基礎知識與專業技能的教學以及實踐教學兩者結合的教學方式,這并不能對學生的工作能力進行有效培養。且在中后期的教學中,由于沒有明確定位學生的工作方向和能力需求,無法展開有效的針對性培養措施,同時,對于理論知識教學與實踐教學之間很難做到平衡處理。這就導致在高職計算機網絡技術專業的教學過程中,理論教學與實踐教學不能良好關聯,學生的主體作用不能充分地發揮出來,無法有效培養學生的專業技能和工作能力。對此,高職院校需要應用CDIO的工程教育模式,結合近幾年計算機網絡技術專業教學實際情況,根據用人單位對計算機網絡技術人才的能力要求,合理制訂教學計劃,科學構建教學模式,有效應用教學措施,綜合培養學生的理論知識和實踐能力,讓學生成為具備專業技術和工作能力的計算機網絡技術實用人才,提高計算機網絡技術專業教學的有效性。
2 基于CDIO高職計算機網絡技術專業教學模式
基于CDIO構建專業教學模式可分成兩個部分。
其一,對于工程實踐性教學體系的建立。在過去高職院校計算機網絡技術專業的教學中,常常直接參考本科院校的教學方案,但是高職院校教學周期短,如果過多的進行理論知識教學,就會導致實踐教學的不足,在這種情況下,學生由于沒有得到充分的能力培養,很難在未來的工作中應對各方面的問題,無法達到培養計算機網絡技術實用型人才的教學目標。因此,高職院校在建立教學體系時,需要注意體系中各個部分的時間安排,盡量做到在達到教學效果的同時保證時間的充分利用。基于CDIO工程教育理念,工程實踐性教學體系的建立需要注意緊密結合實踐與理論。要想將學生培養成計算機網絡技術應用型人才,不但要讓學生熟練掌握理論知識與專業技術,還要培養學生的實踐能力和職業能力。
在高職計算機網絡技術專業教學中,應用CDIO模式,需要在教授學生理論知識的同時,培養學生的實踐能力,讓學生能夠在實踐中深化知識理解。專業知識教學中要適當穿插實踐教學,在調劑單調的理論教學的同時,幫助學生鞏固所學內容,深化知識理解。在實踐教學中,可以設立合適的教學情境,讓學生在實踐過程中感悟知識應用,達到理論學習與實踐應用的有機結合,綜合提升學生的專業素養。在工程實踐性教學體系的建立過程中,并不是簡單的調整理論知識教學和實踐教學的時間分配,不能為了培養學生的實踐能力和工作能力而盲目增加實踐教學的時間,這無疑會導致理論教學的不完善,學生在理論基礎未打牢的情況下,很難在實踐中靈活應用所學知識,無法熟練掌握專業技能。工程實踐性教學體系的建立,應當在實踐教學中,適當融合學生在后期需要學習的知識內容,讓學生能夠在實踐中發現新的理論知識,提高學生的學習興趣,增強學生學習的積極性。
其二,專業教學中工程型平臺的建立。在高職計算機網絡技術專業的教學中,不僅要建立科學的工程實踐性教學體系,還要為學建立工程型平臺,讓學生有更多的實踐機會。應用CDIO工程教育模式,高職院校需要改變課程安排,在CDIO模式下,以往的多課程同步教學的方式是不適用的,應當對計算機網絡技術專業課程進行分類,按照不同課程的聯系進行教學順序的安排,做到知識的逐步深入,幫助學生建立脈絡清晰,層次分明的專業知識體系。在教學過程中,學校可以從多個方面建立工程型平臺,讓學生能夠根據學習進度,選擇相應平臺進行實踐,提高自身知識掌握熟練度,鍛煉專業技能的靈活應用。對于工程型平臺的建立,學校可以采取多種形式,吸引學生主動參與。例如,高職院校可以增設科技創新論壇,舉辦電子科技大賽,舉行計算機網絡技術主題活動等,讓學生參與這些平臺的過程中,充分應用所學專業知識,在提高知識應用能力和實踐能力的同時,增強學生對于計算機網絡技術理論知識學習的興趣,促進學生的主動學習。此外,學校應當充分發揮實驗場所、網絡部門的作用,為學生提供更多的實踐選擇,培養學生的實踐能力與職業能力,綜合建立計算機網絡技術專業工程型平臺。
3 基于CDIO高職計算機網絡技術專業教學措施
第一,應用CDIO模式,結合工程實踐教學理念,提高學生的職業能力。在CDIO模式中,工程實踐教學理念,是將工程項目的設計和實施引入教學過程中,在教學理論知識的同時,重視培養學生對知識的實際應用能力。在工程實踐教學理念下高職計算機網絡技術專業的教學中,教師與學生定位不再是教師負責教授知識,學生負責學習知識,而是將教師定位成工程項目的負責人,而學生則作為工程項目中的工作人員,兩者共同努力,完成工程項目。在這樣的教學方式中,學生的學習積極性會被充分調動起來,不但能夠有效培養學生對于理論知識的理解記憶,還能幫助學生熟練應用專業技能,提高教學效率,達到教學時間的最大化利用。計算機網絡技術專業的學生,就業時主要有三個工作方向,分別是網站開發與維護、網絡維護與管理以及網絡工程建設和系統集成。這三個工作方向之間有很大的相似性,都需要對學生的專業知識與技能、職業能力以及職業素養進行全面培養,應用工程實踐教學,可以有效培養學生的職業能力。例如,在《數據庫設計與管理》的課程教學中,應用CDIO工程實踐教學,可以把學生信息系統的設計作為教學實例,同時關聯理論與實踐,讓學生在學習的過程中,能夠充分鍛煉自身的職業能力。在實際的教學過程中,可以根據教學內容以及教學要求,合理制定教學方案,劃分教學分區。教學中,可以引入案例分析、模擬實踐以及思維殿堂等教學措施,綜合培養學生的思維能力、協作意識、實踐能力。
第二,應用CDIO模式,采取互動教學,提高學生的學習能力。在高職計算機網絡技術專業的教學中,需要培養學生的學習能力,幫助學生在未來的學習以及工作中,能夠充分發揮學習能力,快速掌握相應的學習技巧和工作技能。采取互動教學,教師可以分飾兩角,既能給學生設定工作要求,又能解答學生相應技術問題。例如,在《網絡故障檢測與分析》課程的教學中,教師可以靈活應用實驗機房,將之模擬成工作場所。教師需要首先將課程內容中網絡故障的典型種類羅列出來,針對不同故障,分別設計教學案例。然后在實際的教學過程中,教師可以進行互動教學,讓學生模擬工作人員,嘗試解決教師提出的網絡故障問題,對于案例中難度較大的部分,教師可以適當指導學生正確思考,讓學生在模擬案例的處理過程中,熟悉網絡故障檢測與分析的實際步驟,鍛煉學生相關的專業技能,提高學生的學習能力。
第三,應用CDIO模式,培養學生的文化創意思維,增強學生的創新能力。在高職計算機網絡技術專業的教學中,學生的文化創意思維是非常重要的,對于學生網頁設計能力的培養有很大意義。應用CDIO模式,教師應當引導學生積極學習其他專業范疇的有用知識。網頁設計中,學生需要具備一定的藝術思維以及文化創意思維,對此,教師可以引導學生選修關于圖像處理和動畫設計的課程,不但能夠讓學生的文化創意思維得到一定的提高,還能鍛煉學生的設計能力和操作能力。例如,在《網頁設計》的課程教學中,應用CDIO模式,教師可以在教學中融入工程項目元素,為學生設立一定的教學情境,在情境項目中,合理進行任務安排,引導學生由易到難,逐步深入網頁設計的學習。從單頁面設計到多頁面設計,再到網頁設計,教學的各個階段都要融入對學生文化創意思維的培養,在教授理論知識的同時,增強學生的思維創新能力。
第四,應用CDIO模式,通過分組教學,提高學生的團隊合作能力。在實際的工作過程中,一個人的力量通常是不夠的,需要團隊成員互相協作,共同解決出現的問題。高職學生學習基礎相對較差,在高中的學習中也缺乏鍛煉團隊合作能力的機會,所以,在高職計算機網絡技術專業教學中,對于學生團隊合作能力的培養是非常重要的。在CDIO模式下,教師可以對學生進行分組教學,將學生分為不同的團隊,制定團隊任務,培養學生的團隊能力。連麗如,在《網頁設計》的教學中,網頁設計任務操作復雜,一般是無法由單個學生獨立完成的,應用CDIO模式,教師可以將學生分為不同團隊,每個團隊作為一個模擬的公司,需要完成設計自己公司網站的任務。同時,教師還能為學生設定一定的公司背景,讓學生根據設定設計網站,學生團隊在設計過程中,需要考慮公司的各方面情況,這對于學生未來的工作能力和團隊能力的培養有很大作用。
關鍵詞:卓越計劃;電工電子類課程;教學改革
作者簡介:王業琴(1980-),女,黑龍江肇東人,淮陰工學院電子與電氣工程學院,講師;陳亞娟(1967-),女,江蘇泗陽人,淮陰工學院電子與電氣工程學院,副教授。(江蘇 淮安 223003)
基金項目:本文系淮陰工學院教學改革項目“基于實施卓越工程師教育培養計劃的電工電子類課程教學改革研究與實踐”(項目編號:JYC201106)的階段性研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)02-0063-02
2010年6月,教育部出臺了“卓越工程師教育培養計劃”,為我國高等工科院校教育教學改革指明了方向。[1,2]國內高校針對卓越計劃制定了人才培養方案,進行了相關教學改革與研究。天津大學孟昭鵬教授指導學生在對國外成功案例分析基礎上,構建了基于卓越工程師培養的產學研合作教育的新模式。寧波工程學院,傅越千副教授對電類應用型卓越工程師培養途徑進行了研究。[3]山東大學王勇教師發表文章對培養機械專業卓越工程師進行探討。[4]重慶交通大學林軍志老師,對“卓越工程師教育培養計劃”下的工程地質課程教學改革進行了研究。[5]湖南工程學院康穎安對“卓越工程師”培養目標下的理論力學教學改革進行了研究。[6]
作為地方應用型高校應緊抓機遇,積極籌備卓越計劃人才培養工作,淮陰工學院機械學院和生化學院順利獲批教育部第二批卓越計劃試點專業,電工電子類課程作為機械、生化、交通等工科專業基礎課程,包括“電工基礎”、“電工電子技術”、“電工電子實習”、“電工實習”課程,是高等院校工科非電類專業必修課程和部分文科專業的選修課程,在教學培養體系中占有重要地位,卓越計劃強調按照行業標準培養工程應用型人才,因此基于卓越計劃的專業基礎課程改革具有重要的實踐價值。[7]
一、明確培養目標,優化教學內容
本校基于卓越計劃人才培養要求,成立電工電子課程組,組織授課教師、專業教師、聘請企業工程師,根據課程特點、專業特色,以企業需求為導向,制定課程教學大綱,根據學校總體人才培養方案要求,組織教師主編或參編卓越計劃電工電子學教材,在授課內容上體現專業特色,根據專業特點要求分配學時學分。
化學工程與工藝,食品科學與工程、交通工程、物流工程、交通運輸、車輛工程、汽車服務工程、環境工程、制藥工程、生物工程、金屬材料工程專業,開設“電工電子技術2”,48學時,包含8學時實驗。使用高等教育出版社秀主編《電工電子學》教材,授課內容為教材前五章內容,主要包括電路和電路元件、電路分析基礎、分立元件基本電路、數字集成電路、集成運算放大器。信息與計算科學專業、信息技術方向開設“電子技術基礎”,56學時,包括8學時實驗,采用秦曾煌主編的《電工學》(下冊)為教材。
計算機科學與技術專業,包括軟件工程方向、網絡工程方向,分為上下兩個學期授課,第一學期開設電工部分,命名為“電工基礎”,40學時,其中含有8學時實驗,第二學期開設電子部分,命名為“電子技術基礎”,56學時,包含16學時實驗。車輛工程、材料成型及控制工程,分為兩個學期授課,第一學期開設電工部分,命名為“電工電子技術1”(上),40學時,6學時實驗,第二學期開設電子部分,命名為“電工電子技術1(下)”,40學時,4學時實驗。機械設計制造及其自動化專業,分為兩個學期授課,第一學期開設電工部分,命名為“電工基礎”,40學時,8學時實驗,第二學期開設電子部分,命名“電子技術基礎”,80學時,12學時實驗,采用秦曾煌主編的《電工學》(上下冊)為教材。
二、成立課程組,創新教學方法
高水平師資隊伍建設是培養創新應用型人才的根本,學院非常重視電工電子技術課程教師隊伍的建設,成立課程組,創造條件豐富校內專任教師的工程實踐經驗。構建了相對穩定的教學團隊,職稱結構合理,教師通過互相聽課,取長補短。在教學考核中總體成績優秀,教學方法得當,教學手段先進,在校青年教師教學大獎賽中,多位教師獲獎。
1.教學中引入多媒體、仿真軟件網絡技術
課程組組織教師完成多媒體課件制作,在教學中引入MATLAB、MULTISIM等仿真軟件,以虛擬+實物的方式提高教學效果,利用多媒體技術,借助生動的圖像、形象的動畫,增強學生對基本原理、基本概念和基礎知識的理解。
2.采用項目驅動和案例教學方法
教師采用“項目驅動”教學方式,創新教學方法,以“項目”為形式,“成果”為目標,采取團隊合作的方式,指導學生完成與教學內容密切相關的大作業。項目的創意、方案的設計、項目的實施及最終的評價,都由學生自己負責,教師只起咨詢、指導與解答疑難問題的作用。學生通過該項目的進行,學習和掌握每一環節的基本知識和了解所需的必備能力。案例教學可以為學生提供一個逼真的具體實例,使學生有了理論結合實際、鍛煉和提高自己獨立思考能力的機會,團隊式討論所特有的課堂氣氛能充分調動學生的學習積極性。選擇和設計適當的工程案例是保證案例教學成功的前提和基礎,要求教師結合專業背景選擇合適的工程案例,例如機械專業選擇數控機床電機控制案例;交通工程可以引入交通信號燈設計案例;車輛工程專業可以引入簡單的汽車電子電路設計、故障診斷案例。通過案例分析和研究,強化對學生的綜合設計訓練,培養其工程應用能力。
三、實踐環節教學改革
1.采用開放實驗教學系統,增加選做實驗項目
教師登陸實驗中心,利用開放實驗教學系統實驗項目和實驗時間,學生登陸系統,根據課程總體安排情況、專業背景、興趣,網上預約實驗時間、選做實驗項目、選擇指導教師,打破了傳統的整班預約模式,克服了教師統一安排實驗時間從而出現課程沖突等問題,最大限度地提高了實驗資源的利用率和學生的學習效率。
2.發揮仿真軟件作用,做到虛實結合
學生登陸遠程虛擬實驗教學系統,瀏覽虛擬實驗指導書,據此完成電工電子課程的實驗線路的搭建、儀器儀表的選擇,得出仿真結果,網上提交實驗報告,也可以與教師在線交流,設置留言板塊,教師及時解答學生提出的問題,通過虛擬實驗教學系統,完成實驗的預習,將虛擬仿真實驗技術與動手操作實驗相結合,做到虛實結合、虛實互動。既提高了學習興趣,又可以節省實驗時間,提高了學生的自學能力、計算機應用能力、獨立思考能力、實踐動手能力。有利于順利地完成實際實驗,解決實驗學時短與實驗教學內容多的矛盾,促進電工電子實驗課程教學質量和教學水平的全面提高。
3.優化實踐教學內容,完善考核方式
課程組按照卓越計劃培養應用型人才培養定位,制定了符合各專業人才培養目標的實驗教學大綱,編制相應的實驗指導書,在確保實驗教學質量的同時,增加提高型(綜合性、設計性、應用性等)、研究創新型實驗的比例。請企業工程師參與指導電工電子類實習,實習內容與企業緊密相關,例如車輛專業電工電子課程設計項目可以考慮汽車電子電路設計。實驗考核既是檢查學生對知識掌握情況的有效工具,又是評估教師教學水平的重要手段。教師把抽查課程實驗項目作為對學生的考核內容,從實驗操作、實驗結果、數據分析幾個方面,綜合給出考核成績,納入學生平時成績,計入期末考試總分。
四、教學質量監控措施
教學質量是高校教育教學能力和教學水平的根本標志,加強教學質量監控,是推動電工電子課程的建設和改革,保證教學質量的有力措施。
1.教學檢查制度
該制度覆蓋教學材料、課堂講授、作業批改、實驗實習實訓、輔導答疑、考試、閱卷、試卷分析、畢業設計、畢業論文等教學全過程。學校應建立教學質量檢查制度,定期公布教學檢查結果。
2.評教評學制度
學校應建立學生、教師、同行教學評教評學體系,通過學生評教、教師評學、督導同行評教及專業教學委員會考核,對教學、課程建設和教研工作做出合理的評價。
3.學生跟蹤調查制度
由學工辦向往屆畢業生、高年級在校生了解教學內容與企業需求及后續課程的緊密程度,學校根據反饋的信息及時調整教學內容并進行教學改革。
五、結束語
通過優化教學內容、創新教學方法和實踐環節的改革,最大限度調動了學生學習積極性,使學生的實踐能力、工程應用能力得到很大提高,通過一系列監控措施,保證教學質量,推動教學改革順利進行。
參考文獻:
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[3]傅越千,樓建明.電類應用型卓越工程師培養途徑的研究[J].寧波工程學院學報,2010,22(4),67-71.
[4]王勇,李劍峰.培養機械專業卓越工程師的探討[J].現代制造技術與裝備,2010,(6):69-70.
[5]林軍志,莫麗華.“卓越工程師教育培養計劃”下的工程地質課程教學改革探討[J].科技咨詢2011,(4):99-100.
Exploration and thinking of teaching patterns on Linux
Li Qiao, Ma Xiang, Peng Hao
(School of Information Science and Engineering, Hunan International Economics University, Changsha, Hunan 410205, China)
Abstract: Through the combination of case and task-driven mode, the teaching mode of Linux course is reformed to improve the students' learning enthusiasm so as to enhance their study effect. Teaching practice shows that the teaching mode and its method can not only improve the students' learning interest and learning motivation, but also strengthen the teaching effect. The abilities of analyzing and solving are also cultivated.
Key words: Linux; teaching mode; case teaching; task-driven teaching
0 引言
由于Linux具有開源、安全、免費、高效、功能強大等特點,使其成為最流行的操作系統之一,在全球擁有大量的用戶群。它具有良好的兼容性和可移植性,在嵌入式的產品開發中Linux是主流的操作系統,現在Linux已經廣泛應用在一些關鍵的行業,如政府機關、跨國企業、軍隊、金融、電信和證券等。隨著Linux在各個行業廣泛的應用和智能電子設備的出現,如智能手機等,使得企業對Linux人才的需求十分巨大,企業急需大量的Linux應用開發工程師和網絡工程師人才[1]。全國各地高等院校、科研機構以及研究人員也以Linux作為教學和研究的對象,各類高校的相關專業都開設了有關的Linux課程,我國政府也認識到Linux對于我國信息產業的發展具有重要意義,大力推廣其應用。我校為適應社會對Linux人才的市場需求,在計算科學與技術專業、電子工程、軟件工程等多個專業開設了Linux課程。
Linux是實踐性非常強的一門課程,在重視理論的同時必須注重實踐。本課程的內容由淺入深、先易后難,首先介紹Linux的基礎知識、基本命令、操作系統的管理方法,然后介紹Linux網絡服務器配置及架設的方法,包括NFS服務、Samba服務、FTP服務、DNS服務及Web服務,最后介紹Linux下進行編程的方法與Linux移植等內容。針對軟件工程方向的學生,要求其掌握Linux系統管理和Linux編程。根據Linux課程的特殊性,在課程的教學中一定要緊密聯系實際,為學生將來的工作實踐打下扎實的基礎,使學生具有一定的操作能力與程序開發能力。結合本人對這門課程的教學情況,Linux課程教學采用案例與任務驅動相結合的教學模式。
1 案例教學
“案例法”是研究者如實、準確地記錄某一事件發生、發展、變化過程并進行分析、研究的一種方法。“案例教學”描述的是教學實踐[2]。案例分析法又稱個案研究法。案例教學法起源于1920年代,由美國哈佛商學院(Harvard Business School)所倡導,當時是采取一種很獨特的案例型式的教學,這些案例都是來自于商業管理的真實情境或事件,采用此種方式,有助于培養和發展學生主動參與課堂討論,實施之后,頗具績效。這種案例教學法到了1980年代,才受到師資培育的重視,1986年美國卡內基小組提出《準備就緒的國家:二十一世紀的教師》的報告書中,特別推薦案例教學法在師資培育課程的價值,并將其視為一種相當有效的教學模式。
案例教學法強調教師在精心選擇與設計案例的基礎上,組織學生對案例進行分析和討論,讓學生從分析與討論中學到知識并啟發學生的思維。這種方法比較適用于專業性、實踐性較強的課程教學中。從上述的介紹中可知,案例教學就是教師精心挑選案例,并將案例分解與完全對案例的過程進行講解或演示給學生的一種教學方法,在案例的講解或演示的過程中將知識點或原理融入其中,相比傳統的單純理論講授更生動、更能激發學生的學習興趣,產生好的教學效果。
2 任務驅動教學
任務驅動教學法是一種建立在建構主義學習理論基礎上的教學法,它要求“任務”的目標性和教學情境的創建,使學生帶著真實的任務在探索中學習。從而將傳統的教學方式轉變為以解決問題、完成任務為主的互動式教學。
將再現式教學轉變為探究式學習,使學生處于積極的學習狀態,每一位學生都能根據自己對當前問題的理解,運用共有的知識和自己特有的經驗提出方案,解決問題。在學習的過程中,學生在教師的幫助下,緊緊圍繞一個共同的任務活動中心,在強烈的問題動機驅動下,通過對學習資源的積極主動應用,進行自主探索和互動協作的學習,并在完成既定任務的同時,教師引導學生產生一種學習實踐活動。在這個過程中,學生還會不斷地獲得成就感,可以更大地激發學生的求知欲望,逐步形成一個感知心智活動的良性循環,從而培養出獨立探索、勇于開拓進取的自學能力,在完成任務的過程中學生能在“不自覺”中掌握學習的內容,從而達到教學的目的[3]。
任務驅動教學的步驟如下。
⑴ 創建情境:主要由教師來創設特定的教學情境,使學生能在與現實情況相似或接近的情境下學習。要為學生創設與當前所學習的主題相關盡量真實的學習情境,讓學習者肩負著真實的“使命”進入學習情境,完成學習任務使學習更形象、更直觀、更有趣。
⑵ 明確任務:以學習主題為中心設計一個任務作為課堂教學的內容,讓學生去直接面對任務中的實際需要解決的問題。在解決任務中的問題時使學生更主動、更廣泛地激活原有知識和經驗,來分析與解決當前的問題,問題的解決會使學生對個人所掌握的知識進行梳理并建構新的知識體系,同時也為新舊知識的銜接、拓展提供了理想的平臺,這正是探索性學習的重要特征。
⑶ 完成任務:學生在明確自己的任務后,要進行自主的學習與分析。首先要進行分析,分析當前的任務,需要解決什么問題,掌握什么知識;然后尋求解決問題的方法,教師則只提供有關線索及材料;最后再進行同學間的交流與協作,通過不同觀點的交鋒,補充、修正,加深每個學生對當前問題解決方案的理解和認識。
⑷ 效果評價:對學生的學習效果進行評價,評價主要從兩部分進行,一方面是對學生完成當前問題的解決方案的過程和結果進行評價,另一方面是對學生自主學習及協作學習能力的評價。教師最后對學生在完成任務過程中的表現進行點評并給出相應的成績,教師點評能幫助學生全面總結與提高學習能力。
3 案例教學法在Linux教學中的應用
目前Linux的教材有很多,而且每年都有Linux教材版本更新,面對多種版本的教材,選擇也是一個難題。根據本人的教學經驗,Linux由于學生對其接觸較少,其本身實用性較強,且采用命令操作方式,所以在選取教材時要理論適度,考慮開發能力、創新能力與實踐能力的培養,應選擇典型實例較多,同時可以通過例子循序漸進的教材。我們選擇了清華大學出版社出版的《Linux應用與開發典型實例精講》。
在具體的教學過程中,可以通過案例將Linux的內容連貫起來,這樣學生既學習了基本知識,又學會了綜合運用。例如在學習用戶和用戶組管理的內容時,需要學生掌握用戶與用戶組的概念以及配置文件(/etec/passwd,/etc/shadow,/etc/group,/etc/gshow)和常用命令。在實際授課時,我們將這節課的內容整合為一個案例:新建一個用戶user1,UID=800,其余默認,設置用戶密碼為123456;新建一個用戶user2,默認主目錄為/home/abc,其余默認,觀察user1和user2用戶在/etc/passwd和/etc/shadow文件中的區別;將user1用戶名修改為newuser1,主目錄改為/test,密碼修改為abcabc;連同主目錄一起刪除user2用戶;新建一個標準組G1,選項為默認;新建一個組G2,UID=800,觀察Gl和G2組在/etc/group和/etc/gpasswd文件中的異同;將用戶user1添加到G1中,將G2改名為Group2,刪除Group2。通過以上案例,了解了系統管理的功能,又學習了用戶和組管理的相關方法。
每一次課所要講授的內容都采用案例法進行,把要學習的知識點融入到案例中。在上課前,先提出案例,然后講解案例并學習案例用到的知識或命令完成案例要求。經過實際教學的檢驗發現,該方法相比傳統的單純講授方式,學生更有興趣、有激情,學生對知識點的掌握更牢固,教學效果也更好。
4 任務驅動教學法在Linux實踐教學中的應用
基于任務驅動教學法的實踐教學模式,在每次學生上機時,將上機要求細化為具體的任務,學生通過獨立完成任務,明確必須要用到的知識點,同時注重培養學生掌握知識要點;學生學的過程是以完成任務為目標,通過聽課、查資料、試驗、同學間交流等方式掌握完成任務所需的知識點,然后及時地操作實踐,將所學知識用到實際操作中,對遇到的問題進行探索式學習,鍛煉分析問題,解決問題的能力。在這個過程中,學生通過不斷探索可以增加學習的樂趣,在不斷地獲得知識完成任務時會產生極大的成就感,從而能更大地激發其求知欲,逐步形成一個感知心智活動的良性循環,從而培養出獨立探索、勇于開拓進取的自學能力[4]。例如在學習samba服務器配置時,需要利用samba軟件包架設一臺資源共享服務器,給學生安排任務:有120個員工的H公司要組建全新的企業網絡,要在全新的服務器上為公司員工提供samba)服務,設置samba)服務器所在的工作組為work_group,samba服務器為用戶級訪問,設置共享目錄/work,只允許A用戶訪問,并且具有讀/寫權限。配置完成后,在Windows客戶端上可以訪問samba服務器上的資源,同時在Linux系統下通過samba客戶端可以訪問Windows服務器上的共享資源。通過完成上述任務使學生掌握服務器的配置方法。
給學生指定任務,將學生帶入到企業環境中解決問題,使學習更具有目的性,學生拿到任務以后,將任務與任務相關的知識點聯系起來,加深對知識點的理解,鞏固對所學知識點的掌握,教師對學生實驗結果進行評價,并對學生完成任務的能力和自主學習的能力進行評價[5]。在上機實驗過程中,對學生出現的上機操作共性問題要及時發現,幫助學生解決。通過這種任務驅動的學習模式,讓學生既解決了實際問題,又鞏固了基本知識,而且也提高了學生的操作能力。
5 改革課程的考核方式
在對教學方法進行改革后,考核就不能再用以前的那種傳統筆試方式。采用新的教學方法,其考核應該有一套完善的標準,全面考察學生的實踐動手能力和應用能力。借鑒以往學者的研究再結合本校的考試制度,我們的考核辦法具體如下:①取消傳統的理論與實驗考試,由過去只注重結果的考試變為既注重結果又注重過程的考核方法。②學生的課程考核成績由三部分組成,即平時成績、任務成績與期末成績。其中平時成績占15%,主要由教師對學生的出勤情況進行打分;任務成績占30%,主要考察學生每次任務的完成情況與教師的評價,由教師給出具體成績;期末成績占55%,該部分成績是在期末對學生完成項目或綜合任務的情況與學生答辯情況進行考核給出的成績。