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關鍵詞:網絡工程;通信工程;課程體系;通信類課程
網絡工程專業的發展已近10個年頭,目前開設該專業的院校達200多所[1],已有大批畢業生走向社會。但網絡工程專業仍屬于教育部頒發的本科教育目錄外專業(專業代碼:080613W);各高校對網絡工程專業的理解還存在一定的差異,其專業定位、培養目標、課程體系等都不盡相同,缺乏統一或公認的指導性辦學計劃。隨著網絡與通信技術的飛速發展,加之社會對該領域人才的迫切需求,近些年來,網絡工程專業建設的研究與報告越來越多,本文主要圍繞網絡工程專業如何設置通信類系列課程進行探討。
1網絡工程專業課程體系
網絡工程專業是在計算機科學與技術、通信工程和電子工程等專業的基礎上,通過多專業技術不斷地交叉、融合,內涵不斷地豐富和擴展,并在社會對各類網絡人才需求不斷推動下得以產生并發展壯大的一門新的學科和專業[2]。本文將它的專業課程(含專業基礎課程)體系大致分為4大方面的系列課程,如圖1所示。
其中,電子類課程涵蓋電工、電子電路、數字邏輯設計等方面的基本理論和實驗技術,是培養學生具備分析和設計計算機硬件系統、通信器件和網絡設備等IT產品能力的基本課程,也是學生學習后續計算機類、通信類以及網絡類課程的重要基礎。由于網絡
工程專業主要起源于計算機專業,而且網絡和通信設備又是一種特殊而重要的計算機系統,學生只有在掌握好計算機基本原理、體系結構、程序設計的基礎上,才能進一步熟悉并掌握網絡系統(如交換機、路由器等)的工作原理、體系結構及系統軟硬件的開發。因此計算機類課程是網絡工程專業最重要的一類系列課程,它和網絡類系列課程一起構成網絡工程專業的骨干課程體系。
圖1網絡工程專業課程體系
通信類和網絡類系列課程是最能體現網絡工程專業特色的系列課程,是培養學生具有網絡系統研發、規劃、部署、集成、管理、安全防護等技術的重要課程,也是關系到網絡工程專業學生是否能最終滿足現代各類IT企業對網絡人才要求的關鍵。目前,
各院校在課程設置方面存在的差異也是這兩類課程及其教學內容深淺和寬窄的選定,這與各院校在學生培養的目標定位以及通信工程和計算機網絡專業方向的教學實力和實驗條件有關。
2網絡工程專業和通信工程專業的異同點
網絡工程專業與通信工程專業同屬于網絡與通信領域,同跨電子、通信和計算機學科,部分專業課程,尤其是專業基礎課程方面開設的課程類似。例如,大多院校的兩類專業均開設電工與電路基礎、模/數電子技術、信號與系統、通信原理、數據結構、操作系統、數據庫、計算機網絡、程序設計等課程。尤其是網絡工程專業的通信類課程,主要來源于通信工程專業的部分專業基礎課程和專業課程,并且兩者都強調動手及其工程應用能力的培養,有一定的共性。但畢竟兩者的培養目標和專業特點不同,因此,在通信類課程的選定和教學內容的安排上,網絡工程專業應著重考慮兩者的不同點。這些不同點主要如下:
1) 在專業定位方面,通信工程專業偏重于信號編碼、信息的發送、傳輸和處理以及通信設備、技術和系統的研發和使用;而網絡工程專業則關注網絡新技術新產品的研發,組網工程的設計、規劃、集成,網絡應用軟件的開發,網絡系統的管理與維護等,兩者的培養目標不同。因此在內容深淺和學時安排上,兩專業的通信類課程應作明顯區分。
2) 在數理基礎方面,通信工程專業關注信號的變換、傳輸、處理、檢測及編碼,其特有的專業基礎課程有信號與系統、數字信號處理、隨機信號分析、電磁場與電磁波、信息論及編碼等。通過學習這些課程,學生可為后續專業課程的學習或將來進一步研發、運營、維護通信設備和系統打下理論基礎。而網絡工程專業除了注重讓學生掌握計算機理論基礎知識外,還應讓學生加強學習圖論、進程代數、排隊論、Petri網、線性與非線性規劃等知識領域相關的理論課程,為進一步研究網絡協議設計、網絡擁塞控制、流量控制、網絡性能分析等打下基礎。因此在專業理論基礎方面的教學側重點應有明顯不同。
3) 從網絡體系結構方面來看,通信工程專業更注重于學習和研究IP層以下的底層支撐通信網的協議、技術及相關知識點,通常開設通信電子線路或高頻電子線路和低頻電子線路、微波技術與天線、光纖通信、衛星通信、移動通信、數字程控交換原理等網絡工程專業不開或涉及較淺的課程。而網絡工程專業則注重IP層以上的網絡高層協議及軟件的開發和應用,重點涉及的課程有網絡工程、網絡協議分析、網絡編程、網絡管理、網絡安全、Internet技術[3]等通信工程專業涉及較少的課程。可以說,通信工程專業通常著重于電信或廣電等公共網絡平臺的建設與管理,而網絡工程專業則相對偏重于互聯網、企業網、專用網、IP網以及接入網絡的開發、管理及應用平臺的建設和維護。因此,網絡工程專業的通信類課程應以基本概念、工作原理、關鍵技術的教學為重點,以滿足網絡類系列課程的教學要求為目標,而將復雜的電磁或信號處理等理論分析內容加以精簡。有所為,有所不為,以體現專業特色。
4) 課程實驗和課程設計的偏重點也不同。通常,通信工程專業將電子系統課程設計、DSP系統課程設計、通信原理課程設計以及通信工程綜合課程設計等作為重點的課程設計內容。而網絡工程專業關注的課程內容有組網工程課程設計、網絡協議或應用軟件開發課程設計、網絡管理課程設計、網絡攻防課程設計等[4]。這也說明了兩類專業的畢業生將來要走向的工作崗位有所不同。因此,網絡工程專業的實驗教學也應與課程教學一樣有所側重。
最后,通信工程專業發展歷史悠久,教學內容也相對集中、穩定和成熟(信息與通信工程為一級學科)。而網絡工程專業則是個新興且正在發展中的專業,涉及的知識面較廣,內容較多、較新,工程性也相對較強,不但涉及網絡設備或系統軟、硬件的開發,還涉及網絡系統的集成、運營、管理、測試、性能分析、安全等技術內容。因此,網絡工程專業如何設計好自己的通信類課程體系,既要重點突出,又要適應面廣,是一個非常值得探討的問題。
3通信類系列課程的設置建議
綜上所述,由于兩個專業的關注點不同,因此,在網絡工程專業的課程體系中開設有關通信方面的課程,應對準網絡工程專業的培養目標,以夠用和滿足網絡后續課程的學習和網絡系統的研發為原則,以理解并掌握基本的通信理論、概念和工作原理并熟悉現代各種通信網絡關鍵技術為要求,以通信類課程能否支撐網絡類課程的學習和工程實踐,打下堅實的基礎為衡量準則。
3.1通信類專業基礎課設置
在通信類專業基礎課方面,可開設信號分析與處理和數據通信原理兩門課程。其中信號分析與處理課程應涵蓋信號與系統的大部內容和數字信號處理的部分內容。其主要知識單元應包括信號分析與處理的基本概念,連續信號分析(時域、頻域、復頻域),離散信號分析(時域、頻域、復頻域),信號處理基礎,模擬和數字濾波器,信號分析與處理的MATLAB實現等內容。數據通信原理課程來源于通信工程專業的通信原理課程,主要簡化了模擬通信原理的有關概念和技術。其主要內容應涵蓋數據通信的基本概念(信號、噪聲、信道和性能指標等),信源編碼,信道編碼,基帶傳輸,頻帶傳輸,同步等主要知識單元。另外,還可在這兩門課程中適當增加隨機信號分析與處理基礎方面的章節。教師可根據各高校特點及目標定位來設置兩門課程具體的教學知識點。
3.2通信類專業課設置
在通信類專業課方面,應使學生了解和掌握現代信息社會各種常見通信網絡(光纖通信網、數字程控交換網、寬帶IP網絡、微波和衛星通信網、移動通信網以及各種接入網等)的基本特點,協議,工作原理,關鍵技術以及組網和應用方面的內容。保證學生今后無論是進行核心網絡還是接入網絡、有線網路還是無線網絡、電信網絡還是IP網絡的規劃、設計、
運營和軟硬件開發,都能具備足夠的通信知識背景,并快速了解和熟悉工作環境和崗位要求。
說到具體內容,可開設現代通信網絡(可涵蓋數字程控交換網、光纖通信網、寬帶IP網絡、智能網、NGN網等),無線通信與網絡(可涵蓋無線通信和無線信道方面的基本概念和理論、移動通信網、微波通信和衛星通信等),接入網技術(可涵蓋以太接入、xDSL網、HFC網、各種無線接入網)等3門左右的課程。在教學過程中,可簡化一些理論性強、學生學習枯燥的內容(通信工程專業可能側重的內容)。如何確定專業必修課、選修課以及選定教材、內容和知識點,各高校可靈活掌握,有條件的院校還可開設無線傳感器網、物聯網等新的通信技術課程。
4結語
網絡工程專業橫跨電子、通信以及計算機專業領域。雖然建設的時間不長,但發展很快。它與通信工程專業既有共同點也有明顯的區別,其通信類專業課程主要來源于通信工程專業的有關課程。如何根據網絡工程專業的培養目標來進行取舍,是一個值得探討的問題。本文在對網絡工程專業課程體系進行分類以及對網絡工程專業和通信工程專業特點進行比對的基礎上,給出了開設網絡工程專業通信類系列課程的想法和建議,有待于在今后的教學實踐中進一步豐富與完善。
參考文獻:
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Establishment of Communication Serial Courses in Network Engineering
MAO Yu-gang, CAO Jie-nan, XU Ming
(Department of Network Engineering, School of Computer Science, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China)
關鍵詞:網絡工程;方向性建設;人才培養;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)13-0242-02
計算機網絡是一門交叉學科,涵蓋內容廣泛。隨著社會應用需求的發展,對網絡工程專業的學生,除了要求理論知識外,還要求具有實踐動手能力。本校結合學生學習和就業實際情況,將網絡工程專業教育主要分為網絡工程方向和網絡信息安全方向,抓住方向共性,突出方向特性,不斷加強方向性建設,已取得初步成效。由于本學科發展迅速,理論和技術不斷更新,這要求我們在進行網絡工程專業方向橫向建設的同時,也要進行兩個方向的縱向建設,既在做出專業特色的同時,也與時俱進。
一、網絡工程專業方向劃分
目前高等院校基于網絡工程教學的人才培養模式主要有研究型人才、應用型人才和技能型人才三種。自教育部《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》以來,開展實踐教學活動,強化學生的實踐動手能力已經成為構建新教學體系的重要目標。[1]根據社會對網絡工程人才的需求以及教育部對學生培養教育的指導思想,我們將本校網絡工程專業劃分為兩大主要方向:網絡工程方向及網絡信息安全方向。其中,網絡工程方向主要培養學生的工程實踐能力、網絡規劃設計能力和網絡文檔編寫能力。網絡信息安全方向主要培養學生思維研究能力、實際動手能力和網絡管理能力。在師資配備方面,兩個方向分別有教授、副教授及講師組成的教師梯隊,結合自身研究水平及專業特長,承擔不同教學任務及學生能力培養。
二、方向性建設的共性與特性
(一)方向共性
網絡工程方向及網絡信息安全方向,都注重人才培養,響應國家培養工程型、創新型、實踐性人才號召,從過去的“以教為主”向“以學為主”轉變,提高學生學習積極性和主動性。拓寬學生在專業方向上的視野,提高學生對專業技術的興趣,教學目標不僅僅停留在學生學會書本內容,更要讓學生通過專業知識的學習而提高實際動手的能力。在課程設置方面,通過主流專業課程教育培養學生基本技能及專業技能;通過各專業課程內容的交叉涵蓋,培養學生的綜合技能;最后通過前沿性課程及課外實踐發掘和提高學生創新技能。以網絡工程專業為依托,除計算機本科大類基礎課程外,還設置了5門專業核心課程,突出網絡工程專業特色,體現專業需求,為兩個方向建立系統的專業知識結構打下基礎。此外,還提供13門網絡工程專業課程作為任意選修,兩個方向的學生都可以根據興趣和專業規劃進行選擇。課程主要內容見表1。
(二)方向特性
在課程設置上,兩個方向各有三門具有代表性和方向性的專業課程。這三門課程是作為該方向學生學習的專業必選課程,同時也作為另一方向的可選課程。課程主要內容見表1。
網絡工程專業實踐教學體系主要包括驗證性實驗、綜合性實驗、自主實驗、課程設計、認識實習、生產實習、畢業實習、畢業設計、創新創業訓練、大學生學科競賽等環節[2],在提高學生實際技能和人才競爭力方面,兩個方向通過課內外多項實踐,達到對學生個人能力的提升。
1.網絡工程方向。①模擬招投標:學生在進入方向學習的初期,就獲得模擬項目目標,要求學生在一學年內按照網絡設計招投標和網絡安裝調試及測試兩部分完成此項目。項目以學生為主,教師為輔,在整個方向課程的學習過程中都帶有目的性,而學習到的知識和方法,學生都會主動應用到項目中去。分組實施,團隊分工合作的方式,也培養了學生的團隊合作精神,讓學生在長期與他人合作的過程中,發掘自身長處。項目完成后,由多名專業教師共同對項目完成情況作出評價,總結優點與不足。[3]②具體工程項目參與:利用學校機房建設的機會,讓學生到工程現場參觀學習,并直接參與到工程進行和驗收過程,擔任網絡工程監理、工程測試員及工程驗收員的角色。讓學生真正地將課程所學應用到工程項目中,實際基礎項目流程,積累大量實踐經驗。③與專業認證結合:結合專業要求及學生就業特點,課程內容與權威專業認證接軌,實現課程與網絡工程技術前沿性和理念先進性的接軌。截止目前,已有各年級多名同學通過了國家軟考、思科、微軟等認證考試并取得證書。
2.網絡信息安全方向。①專業實驗項目:網絡信息安全方向建立了信息安全實驗室和網絡攻防實驗室,有完整系統的實驗內容和項目,學生可根據課程要求進行驗證性實驗,也可以結合多個知識點進行綜合性實驗。并將網絡管理與網絡具體項目要求相結合,提高網絡管理的實際操作性。②開展和參與學科競賽:積極組織學生參加校級、省級、國家級的信息安全相關競賽,在鞏固基本知識的同時,更多地接觸網絡安全新技術和新理論,拓寬視野。學生在競賽過程中,激發學習主動性,從被動接受逐漸變為主動學習,從簡單應用逐步實現創新。整個競賽過程中,學生是主體,教師只起方向性指導和思維啟發的輔助作用。
三、專業方向的橫向建設與縱向建設
(一)橫向建設
網絡工程專業兩個方向,既有區別又有聯系,專業方向的橫向建設旨在讓兩個方向各有側重分別建設,注重專業的深度和廣度,建出專業方向特色。兩個方向在課程內容制定和方面,注重課程之間的聯系和知識結構的完整性,力求建立完整的專業知識體系。這不僅需要關注兩個方向的共同點,也要區別兩個方向的特性,兼顧發展。例如網絡工程方向在工程后期實施和維護,離不開網絡管理;網絡安全也與網絡初期設計及組網息息相關。兩個方向分別建立了專項實驗室,其目標不僅僅是針對課程,更重要的是培養學生實際動手能力。例如網絡信息安全方向的信息安全實驗室,可以完成網絡攻擊、計算機病毒、身份驗證、訪問控制、信息隱藏、加密通信、安全操作系統、防火墻技術、入侵檢測技術、網絡掃描、協議分析等一般實驗室無法完成的實驗。例如網絡工程方向的組網實驗室,通過真實交換機、路由器等設備,完成網絡組建實驗。這些實驗室的建立,學生能夠在實驗室的教學環境中,接觸到社會工作崗位上正在應用的主流知識和技術,全面掌握應對職業崗位的技術技能,加強對學生實際動手操作技能的培訓,從而彌補了專業技術人才培養與社會實際需求之間的差距。
(二)縱向建設
縱向建設主要注意各專業方向的與時俱進。網絡工程專業發展迅速,不斷有新技術新概念出現。這就要求我們在專業建設中不斷改進課程設置和培養方案。在課程設置上,每一次新的培養方案都會將目前最主流的技術和內容放在最重要的位置,或將這些內容加入到已有的課程中。大膽地去掉一些已經過時的內容,并將暫露頭角的新內容安排到任意選修中。在實驗室建設上,我們正在建設網絡工程綜合布線實驗室和網絡測試實驗室,一方面加強學生工程實踐能力,一方面為學生實訓和開展創新創業提供平臺。在新實驗室的建設上,力求使將來實驗內容由驗證性實驗和綜合性實驗,拓展到學生自主實驗,讓學生能對學習內容舉一反三,激發對專業的熱愛和興趣,縮短學校培養和社會需求之間的差距。
四、結語
綜上所述,網絡工程專業需要培養應用型人才,培養方案、課程設置和實驗室建設等內容,都將決定人才培養的效果。而方向性建設,是為了培養更專業的綜合素質人才,只有有特長有能力的人才,才是具有社會競爭力的,這是我們教學改革的目標。根據近幾年的學科競賽、職業資格證書考取及就業情況來看,我們的教改是成功的。在未來的教學改革中,我們將繼續加強實踐條件,擬建網絡工程綜合布線實驗室、信息安全競賽模擬平臺等,并不斷更新教學內容,與時俱進,理論實踐結合,培養更加優秀的網絡工程人才。
參考文獻:
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傳統網絡工程專業與物聯網專業在知識結構上有很多共性,只要適當補充和調整網絡工程專業的課程體系,就能夠達到物聯網專業人才培養的目標。因此,在計算機網絡工程專業中設置物聯網方向是切實可行的。近兩年,國內申請增設物聯網相關專業的高校數量眾多,但他們在不同程度上存在著物聯網課程體系規劃不完善、教材建設計劃不完備、師資力量薄弱、實驗室配套設備缺乏和實驗方案標準有待規范等問題。區別于部分高校現開設的物聯網工程專業,學校在計算機網絡工程專業開設物聯網方向時可以在該專業多年積累的教學資源的基礎上,結合本校獨特的優勢學科制定具有行業物聯網應用特色的戰略性新興產業人才培養方案。計算機網絡工程專業開設物聯網方向的專業目標是要讓學生在具備一定的數學和計算機科學理論知識的基礎上,系統地掌握計算機網絡以及物聯網的相關原理和應用技能。筆者認為計算機網絡工程專業物聯網方向的學生對有關物聯網感知層的基本知識和基本技能達到掌握程度即可,重點是要結合各高校的優勢學科及地方人才市場需求,讓學生在充分掌握計算機網絡技術的基礎上,強化對物聯網應用層關鍵技術的理論學習和應用實踐。
結合高校優勢學科培養網絡工程專業人才
不同的發展歷史、相異的學科建設等因素使得每一所大學都有自己的品牌專業、強勢學科以及與其培養目標相配套的軟硬件資源的建設與積累。物聯網有著非常廣泛的應用范圍,高校在計算機網絡工程專業物聯網方向的專業定位上可以結合自身現有的優勢學科,參考人才市場的用人需求,改革網絡工程專業的課程體系,因地制宜地制定具有本校重點學科特色的培養方案和教學內容。網絡工程(物聯網)培養模式可以從專業定位、知識結構、創新能力培養和人才培養模式評價體系四個方面進行討論。其中,專業定位和知識結構將在下一節論述。在復合型工程應用人才的創新能力培養上,需要轉變以往的以傳授知識為主導的教育模式,注重學生的創新思維和自主學習能力的培養,強化教學實踐環節。例如:開設具有行業背景的工程訓練課程,開展個性化的創新能力培養研究,提高實驗和培訓課程的比重,擴展大學生創新實踐基地建設[5]等,形成以行業應用為背景的立體化培養模式。完善的評價體系可以實現人才培養模式與質量的跟蹤與評價,依據評價結果可以適時地調整教學內容,有利于提高人才的適應性。從行業應用出發,可以分別從學生的綜合素質能力培養、學生知識結構優化、工程實踐與創新能力培養等方面對研究成果進行評價。計算機網絡工程專業物聯網方向人才培養模式如圖1所示。將傳統網絡工程專業的課程設置與學校的優勢學科的專業知識有機結合,使得畢業生不僅能夠從事計算機網絡方面的工作,也能直接從事行業背景下的物聯網工程領域的工作,增強畢業生的工程實踐能力,拓寬其就業范圍。以天津科技大學為例,學校建有“食品營養與安全”、“工業發酵微生物”2個教育部重點實驗室和1個教育部“食品生物技術工程研究中心”,在食品科學和生物工程等領域的研究與教學處于全國前列。依托天津科技大學的食品、生物等優勢學科和應用背景,筆者認為,目前計算機學院的網絡工程專業可以以食品安全和生物發酵與菌種保藏控制物聯網為應用領域,融合食品學院和生物學院相關專業的教學資源,拓展網絡工程專業的培養方向。通過多學科的交叉融合,建設以輕工行業物聯網應用為特色的計算機網絡工程專業培養體系。
優化網絡工程專業培養目標和課程體系
由于物聯網技術下的網絡工程專業需要融入不同專業學科,所以,在確立了以輕工行業物聯網應用為特色的網絡工程專業培養目標的基礎上,調整教學大綱,對原有專業的課程配置進行科學地增補和取舍。結合學校的優勢學科的應用背景,依照網絡工程專業物聯網方向的培養目標設置相應的課程內容和實踐環境,形成特色教育,增強畢業生的就業競爭力。
1.專業培養目標物聯網技術下的計算機網絡工程專業面向現代信息處理技術,主要培養學生良好的科學素養,使學生畢業后可在輕工行業、信息產業、科研單位從事物聯網應用相關技術開發和研究,成為具備行業知識和專業技能的高級應用型人才。培養的學生具備通信技術、網絡技術、傳感技術的基本理論和應用能力,能進行系統集成及相關技術的開發和應用推廣,具有物聯網工程實踐能力。專業能力培養要求:掌握計算機科學與技術和網絡工程等方面的理論和方法,具有扎實的理論基礎知識;掌握傳感器技術、無線通信網等物聯網感知層關鍵技術的基本知識和基本技能;具備各類網絡系統的運維能力和一定的分析、設計和開發能力,擁有較強的軟件編程功底;具備從事輕工行業物聯網領域的科學研究能力;了解計算機網絡及物聯網的行業發展動態和技術標準,掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法,熟悉利用Internet獲取信息的手段,具有獲取信息的能力。
2.主干課程網絡工程專業物聯網方向的課程設置以專業培養目標為向導,注重學生動手能力和創新思維的提高。學生可以通過對計算機網絡及物聯網的基本理論和基本知識的學習,掌握網絡分析和設計的基本方法,掌握物聯網應用的基本技能。物聯網中的感知層主要用來感知和采集現實世界中的信息,網絡工程專業物聯網方向的課程設置可以在現有計算機物理層的相關課程基礎上,融合通信原理、傳感器技術基礎和射頻技術與無線通信等課程,提高學生在物聯網感知層理論知識的理解。對于物聯網網絡層方面,傳統的網絡工程專業已包含該領域涉及的大部分知識,需要增加無線傳感網絡和無線自組網理論課程,強化學生對物聯網網絡層的理解。物聯網應用層的主要作用是依據各行業的實際需求開發信息管理平臺,并根據行業應用的特點集成相應的內容服務[6]。結合應用層的特點,各院校可結合自身優勢學科增設具有行業特色的物聯網信息處理技術、無線自組網應用和物聯網應用程序設計等課程。有關物聯網安全技術的課程,不僅涉及物聯網的三個層次,也關系到嵌入式知識的相關課程。網絡工程專業物聯網方向的課程體系結構如圖2所示。綜合考慮現有網絡工程專業的課程設置,計算機網絡工程專業物聯網方向的專業課程主要有:離散數學、數據結構、計算機組成原理、操作系統、計算機網絡、數據庫原理、物聯網技術概論、物聯網應用程序設計、無線傳感網絡、嵌入式系統概論、嵌入式操作系統、網絡系統集成、網絡程序設計、網絡管理、射頻技術與無線通信、物聯網安全技術、無線自組網理論及應用、物聯網信息處理技術等。
3.主要專業實驗專業實驗的設置將使得學生具有一個計算機網絡技術和物聯網技術學習、開發與實驗的綜合平臺,有利于提高學生的創新能力和實際動手能力,便于學生熟悉和掌握網絡工程與物聯網的原理和實際應用。網絡工程(物聯網)專業的實踐環節可以從畢業實習、計算機基礎練習、課程設計、生產實習和畢業設計(論文)五個方面進行。專業實驗主要包括:C語言課程設計、面向對象課程設計、數據結構課程設計、無線傳感器網絡課程設計、網絡系統集成課程設計和物聯網綜合應用課程設計等。
【關鍵詞】應用型本科 網絡工程專業 多源項目平臺 三步式教學模式
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2015)23-0044-03
隨著互聯網技術的迅猛發展,各類網絡新技術以及工程項目被應用到各行各業,而計算機網絡技術的快速普及離不開網絡工程專業人才的支持。在培養專業人才重要階段的高校,傳統的網絡工程專業教學模式已越來越難以適應現代網絡技術的發展趨勢,必須從社會的實際應用出發,調整和改革網絡工程專業課現有的教學體系和方法,重新設計一套符合當前需求的網絡工程專業教學模式。
依據上海電機學院“技術立校,應用為本”的辦學方略,以“網絡技術服務”為特色,面向社會,面向先進制造業和現代服務業,培養能在各行業單位從事各類計算機網絡系統的應用與開發、設計與組建、管理與維護的網絡工程高等技術應用型人才。根據上述人才的培養定位和目標,本文提出融合多重案例平臺的項目驅動和反饋式的教學模式,以期能對當前高校網絡工程的人才培養模式提供一些借鑒。
一 網絡工程專業傳統教學方法存在的問題
在當前新技術的背景下,網絡工程專業課程教學內容和模式存在以下問題。
1.教學內容不夠新穎,與社會實際應用不太適應
網絡工程專業課程體系大多是由專業基礎課和專業課構成,專業課基本上都是從計算機網絡課開始,讓學生先學習網絡基本概念和分層體系結構等知識,然后逐步進入到專業方向課。在這個過程中,許多傳統的教學方式往往只關注概念,實例或一般項目舉例卻講解不夠,這一方面使得學生不能較好地理解網絡專業課基本理論,另一方面也難以體會課程理論在實際項目案例中的應用。而當前的網絡技術日新月異、不斷改進,課程教學內容卻難以及時跟上,主要原因在于專業統編教材內容更新較慢以及教師自身知識更新不及時或者缺乏企業項目經歷,這就直接導致大四學生在畢業實習或畢業工作應聘時,用人單位普遍感覺學生實際動手能力較差,對最新的網絡工程知識了解較少。
2.教學模式和方法較單一,與社會實際項目結合較少
隨著社會的發展,高校教師隊伍的學歷層次也越來越高,一般普通本科大學的博士教師比例大幅上升。然而,大多數博士教師以前主要從事較高強度的研究工作,對應用型大學本科教學模式和方法了解不夠。并且,博士教師在讀博期間大多在實驗室做基礎性研究,對社會實際項目開發和實施過程不太了解,進入高校從教后,如果沒有高校單位的企業產學研踐習經歷,則會導致只按照教材知識點以及個人的理解教授課程,沒有真正的實際項目支撐。
然而,網絡工程專業課程要求緊貼社會發展,培養的是高素質的工程應用人才,只有理論知識的講授,沒有實際項目導入是遠遠不夠的。在教學模式和方法上,當前許多高校仍然采用傳統的課堂加小實驗的教學方式居多,對各類項目案例的操作和討論課安排較少,學生只聽不練,被動接受知識,主動參與的意識不夠,不能夠通過項目的討論和實施來增強對課程知識的理解和掌握。
針對上述問題,本著上海電機學院應用型技術人才的培養思想,通過網絡工程專業課教學實際的總結和分析,設計了一種新的網絡工程專業項目教學模式,應用在實際教學中,并且形成了一種反饋機制,對專業課教學起到較好的促進作用。
二 網絡工程專業項目教學模式設計
根據上海電機學院網絡工程專業課程體系設置,在專業學科基礎課的模塊之上,針對項目驅動教學特點,提取了網絡工程專業主要核心和特色專業課作為研究對象,設計了基于多源項目的三步式網絡工程專業項目教學模式:項目匹配和導入、項目教學實效反饋和項目源自調整,如圖1所示。
1.項目匹配和導入
上海電機學院網絡工程專業開設的主要核心和特色專業課程有:計算機網絡、網絡工程設計、網絡設備與配置、綜合布線技術、網絡協議與分析、網絡管理與維護、網絡編程技術、JAVA EE與中間件以及網絡安全技術。這些課程在不同的學期開設,核心課程在前、專業特色課程在后。根據各門課程的主要內容、特點和教學實踐分析,結合本校網絡工程專業目前本科實踐教學平臺,我們構建了五大教學項目源:課程教材案例、校企合作平臺項目、教師科研項目、開源社區平臺項目以及優秀畢業設計案例。
根據上述網絡工程不同專業課程的內容和特點,從多項目源中選取與課程知識點相匹配的項目案例,比如計算機網絡課程重理論,主要從相關教材中汲取豐富的案例以及教師科研項目充實課堂和實驗教學;網絡工程設計、網絡設備與配置以及綜合布線技術課程知識點偏重具體網絡設備與技術、綜合項目等,因此選擇校企合作平臺項目,導入合作企業的部分真實項目到課堂進行講解。網絡協議與分析、網絡管理與維護中既有理論又有實踐應用的知識點,選擇教材案例和校企平臺項目相結合的項目。網絡編程技術、JAVA EE與中間件課程內容知識點更新較快且要求實際編程的應用,可以導入校企合作平臺以及開源社區平臺項目,可以最大程度地使課堂教學內容跟上現代技術發展的趨勢。網絡安全技術也是當前較新的課程,涵蓋知識點較廣,可以導入企業真實項目,這樣對課程理論的理解比較直觀。
2.項目教學實效反饋
在網絡工程專業課教學中導入與課程內容匹配的項目源,教師在課堂理論教學時將項目案例貫穿入相應的知識點,增加項目討論環節作為平時成績的重要部分,在有課內實驗的專業課程中,增加項目部分模塊的練習,教師和企業工程技術人員共同指導,這樣就解決了教學素材源和教學基本方法的問題。接下來就是分析多源項目教學的實際效果、學生對項目的理解和掌握程度,這些可以根據平時的測試和期末考試的結果進行總體分析。最后將總結分析以條文記錄的形式反饋到相應的案例和項目源平臺中,以使項目源能夠更貼進本科課程的教學實際。
3.項目源自調整
根據網絡工程專業課項目實際教學效果,對相應的案例和項目源平臺進行更新調整,對難度較大、學生不易掌握的項目進行簡化。例如,教師科研項目大多是理論性較強的課題,很多涉及研究生的課程理論,本科生不易理解,但對應用型本科學校來講,主要強調的還是課程理論的應用,教師可以將自身科研課題中晦澀難懂的公式定理略去,保留一般性的直觀的流程圖和基本算法,使學生能夠較好地結合教材和科研課題進行理解和討論。對于那些應用性的企業項目,可以增加一些最新的項目實例,刪除那些過時的案例,使學生能夠接觸到最新的網絡技術應用,對教師來講也能擴展教學思路和眼界。開源平臺項目是一種能夠很好學習與跟進最新技術的方式,需要教師知識和技能較強。這就要求教師在平時備課中,不斷學習新的網絡編程、開發以及設備配置技術等,以引導和發現學生的學習興趣和方向,較好地跟蹤網絡專業最新技術應用。在平時的專業課程教學中,教師要善于總結項目案例,進行歸納和改進,充實到大四學生的畢業設計中,形成成功的畢業設計項目案例,同時,優秀的畢業設計成果也可以進一步在大二、大三的專業課教學中采納,形成課堂―項目案例―畢業設計成果之間的良性循環。
三 項目教學方法的具體實施
多源項目的三步式網絡工程專業項目教學模式可在實際專業教學中轉化為具體的實施步驟,共分為項目源確定、項目的選取、項目教學內容和形式以及項目教學評價四個方面。
1.項目源確定
為推進專業課課堂和實驗教學項目案例的建設,各高校大多根據自身優勢和特點來構建各自的專業實踐平臺。上海電機學院網絡工程專業經過多年的積累,已形成了市級和校級精品和重點課程建設資源庫,教材項目案例較豐富。我們還與多個企業建立了長期的合作關系,共建校企合作平臺,聘請了企業技術人員參與課程實踐教學、畢業設計,使學生能盡可能直接通過項目進行學習。在教師能力提升、反哺教學方面,我們每年選拔一線教師進行產學研踐習,直接參與企業單位項目開發和實施,這樣不但能提高教師的項目實踐能力,而且更重要的是教師可以在專業教學中傳授實際的項目經驗。教師平時也不斷加強開源平臺項目和技術的鉆研,在課堂中講解前沿項目案例,增加學生對專業課學習的興趣。
2.項目的選取
項目源的選取可以基于我們提出的五個項目案例平臺,通過分析網絡工程專業課各自特點以及學生學習能力,從網絡規劃與設計、網絡管理與安全以及網絡應用開發三個方向來分類專業課程,進而對接五個項目案例平臺,盡可能地選取與各門專業課相匹配的項目案例。
3.項目教學的內容和形式
根據本校網絡工程專業培養本科生六方面能力的要求,我們優化了核心和特色專業課群,進行了“3+1”模式的實踐項目教學改革研究:高校合作平臺、校企合作平臺、產學研合作平臺一起構成一個本科實踐教學平臺。我們改進專業課課堂教學形式為教師講授、項目小組討論、課堂展示、教師評點以及學生參與度評測;課內和單開實驗以及課程設計方面,我們充分利用本專業的網絡工程實驗室、綜合布線實驗室、協議仿真實驗室、信息安全實驗室四個實驗平臺,可以較好地滿足本專業課程的項目實踐需要。對于部分專業實踐課程,我們還聘請了企業工程技術人員進行指導,通過實際項目的講授,進一步加深學生對專業課程理論的理解。
4.項目教學評價
通過課堂和實踐課中對學生參與項目討論的積極性、項目展示、成果提交等進行評價,平時表現占40%,期末提交項目成果或考試占60%。通過評價,客觀上反映出學生對項目教學模式的學習效果,同時也促進教師進一步改進教學過程和形式,反饋和調整項目源,進一步提高項目教學質量。
四 結束語
對應用型本科網絡工程專業教學模式的改進一直以來都是許多高校探討的課題之一。以項目為載體進行教學可以加深學生對網絡工程專業課理論的理解,從而進一步提高教學質量。本文提出三步式網絡工程專業項目教學模式的設計,對以項目驅動的教學方法進行了新的探索,并應用在上海電機學院網絡工程專業的實際教學中取得了一定的實效。
參考文獻
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關鍵詞: 網絡工程; 網絡安全與管理; 知識結構; 課程體系
中圖分類號:G642 文獻標志碼:A 文章編號:1006-8228(2013)10-62-02
0 引言
網絡工程專業從1998年教育部批準開設以來,發展十分迅速。截止2012年,全國已有329所高等學校設置了網絡工程專業,其中重點院校超過50所。經過十多年的發展,網絡工程從原來計算機專業的一個專業方向發展成為全國性的大專業。2011年教育部將網絡工程專業列入高等學校本科專業基本目錄,標志著網絡工程專業已經成為一個穩定發展的基本本科專業[1]。
網絡工程專業在快速發展的同時,也面臨著一些普遍性的困難與問題。比如:網絡工程專業與計算機科學與技術、軟件工程、信息安全等其他信息類專業的差異區分不夠明顯,辦學特色不夠鮮明。因此,有必要從專業方向和課程體系建設入手,結合自身辦學優勢,制定特色鮮明的網絡工程專業人才培養方案。這樣,才能培養出合格的網絡工程專業人才。
筆者所在學院2012年獲批了中央支持地方高校發展專項資金,重點建設“網絡與信息安全”實驗室,改善網絡工程專業的實踐教學條件。網絡工程系以此為契機,結合已有的信息安全師資優勢,凝練出網絡安全與管理方向,并開展相應的專業課程體系改革。本文以此為背景,探討網絡工程專業網絡安全與管理方向的人才培養方案。
1 網絡安全與管理方向人才培養要求
與其他信息類專業類似,網絡工程專業網絡安全與管理方向的人才培養要求從素質和能力兩方面入手。
1.1 基本素質
網絡工程專業人才要求具備的基本素質包括思想政治素質、人文素質、職業道德素質、專業素質、心理素質和身體素質等[2]。
思想政治素質要求政治立場堅定,熱愛祖國,增強社會責任感,樹立崇高理想,培養高尚情操,養成正確的人生觀和價值觀。人文素質要求具有深厚的文化底蘊,高雅的文化氣質,良好的人際交往能力和團隊合作精神。職業道德素質要求遵紀守法,遵守社會公德,堅持職業道德的底線,具備實事求是,堅持真理的品格,具有愛崗敬業的精神,一絲不茍的作風,以及服務社會的意識。專業素質要求掌握科學的思維方式和研究方法,養成良好的學習習慣和工作風格,具備較好的創新思維和踏實嚴謹的實干精神。心理素質和身體素質要求具有健康的體魄,樂觀向上的心態,堅忍不拔的毅力和身體力行的風格。
1.2 基本能力
網絡工程專業人才要求具備的基本能力包括學習能力、分析解決問題的能力、閱讀寫作能力、協同工作能力、專業適應能力、創新能力[2]。
學習能力是指自學能力,即知識和技術的獲取能力、理解能力與應用能力。分析解決問題的能力是指通過專業調研、理論分析、設計開發、仿真實驗等方法解決網絡工程領域實際問題的能力。閱讀寫作能力是指專業技術文檔的閱讀能力與寫作能力。協同工作能力包括專業表達能力、問題溝通能力、協作能力、組織管理能力。專業適應能力是指在學習網絡工程專業知識和技術的基礎上,能夠從事并適應相關領域的研究、開發與管理工作,并能適應網絡工程專業技術和市場不斷發展變化的能力。創新能力包括創新思維能力和創新實踐能力。
1.3 專業能力
網絡安全與管理專業方向的人才培養除了滿足網絡工程專業人才培養基本要求外,還需要注重培養兩方面的專業能力:網絡系統安全保障能力和網絡管理維護能力[3]。網絡系統安全保障能力是指熟悉信息安全基本理論和常見網絡安全技術的工作原理,掌握主流網絡安全產品的安裝、配置和使用方法,能初步設計開發網絡安全產品。網絡管理維護能力是指熟悉常見網絡設備與系統的工作原理,掌握網絡管理的主流模型、系統功能、以及各類管理技術與方法,能初步管理和維護網絡與信息系統。
2 網絡安全與管理方向專業課程體系
2.1 知識結構
網絡工程專業網絡安全與管理專業方向人才要求具備的知識可分為三大類:公共基礎知識、專業基礎知識、專業知識。
公共基礎知識相對固定,具體知識包括政治理論知識、人文社科知識、自然科學知識。其中,政治理論知識包括基本原理、中國近現代史綱要、思想和中國特色社會主義理論。人文社科知識包括大學英語、大學生心理健康、思想道德修養與法律基礎、社會和職業素養、軍事理論、體育。自然科學知識包括高等數學、線性代數、概率論與數理統計、大學物理、大學物理實驗。
專業基礎知識根據網絡工程專業人才的專業能力要求制定,具體包括電子技術基礎、計算技術基礎、計算機系統基礎。其中,電子技術基礎包括數字電路、模擬電路和電路基礎,技術技術基礎包括數據結構、離散數學、程序設計、算法分析與設計,計算機系統基礎包括計算機組成原理、操作系統、數據庫原理、軟件工程。
專業知識相對靈活,通常根據所在院校的專業特色和辦學條件制定,具體包括專業核心知識、專業方向知識、專業實踐環節[1]。下面重點討論這部分內容。
2.2 課程體系
依據上述知識結構,結合筆者所在學院的師資力量、辦學條件和專業特色,制定了網絡工程專業網絡安全與管理方向的專業課程體系,如圖1所示。由于公共基礎課程基本固定不變,在此不再列出。
2.3 專業方向課程知識點
網絡工程專業網絡安全與管理方向可分為網絡安全和網絡管理兩個分支。其中,網絡安全分支課程包括信息安全基礎[4]、網絡安全技術[5]、網絡攻防技術,每門課程的主要知識點如表1所示。網絡管理分支課程包括網絡管理[6]、網絡性能測試與分析、網絡故障診斷與排除,每門課程的主要知識點如表1所示。
3 結束語
本文以筆者所在學院的網絡工程專業建設為背景,分析了網絡工程專業人才培養的基本要求。在此基礎上,說明了網絡安全與管理專業方向人才培養的專業能力要求,進而得出與之相適應的知識體系結構和課程體系內容。最后重點介紹了網絡安全與管理專業方向主要課程的知識單元與相應的知識點。接下來的工作是將該課程體系落實到網絡工程專業培養方案中,并在具體實施過程中發現問題,解決問題,分段調整,逐步完善。希望本文所作的研究與探討能給兄弟院校的網絡工程專業建設提供有價值的參考。
參考文獻:
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關鍵詞:需求驅動;西部高校;網絡工程;人才培養
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)12-0055-03
《國務院關于加快發展現代職業教育的決定》指出,采取試點推動、示范引領等方式,引導一批普通本科高等學校向應用技術類型高等學校轉型,重點舉辦本科職業教育。西部普通高校應用技術轉型是西部地區適應經濟社會發展新常態、經濟發展方式轉型升級的人力資源支點[1]。“互聯網+”行動計劃推動了移動互聯網、云計算、大數據、物聯網等與現代制造業結合,促進電子商務、工業互聯網和互聯網金融健康發展,引導互聯網企業拓展國際市場,特別是對信息技術、網絡技術類人才提出了更多要求,促使高校對現有網絡工程專業人才培養方案進行調整與改進。
一、現狀分析
1.網絡專業人才的需求現狀。參考李校紅[2]等所做的市場需求調查,結合我院近年來的就業情況的統計分析,得出以下結論:(1)從畢業分流來看,就業與讀研是兩大選擇。就業比例占絕大多數,考研、讀研比例較低,但呈上升趨勢。(2)從就業崗位需求(未考慮少數不從事本專業工作的情形)來看,主要分為以下三類:網絡安全工程師,網絡管理與維護工程師,網絡研發與測試工程師。(3)從專業能力需求來看,熟悉網絡通訊原理(如TCP/IP協議),熟悉Cisco、HC等設備的安裝、調試,熟悉某種數據庫和操作系統,具有CCNP、HCNP、網絡工程師(中級)等證書,有較強的網站或手機APP開發能力,往往會被優先考慮。(4)從通識能力需求來看,有較強的表達溝通能力及團隊協作能力,有較強的項目規劃、技術方案制定能力,有較好的學習能力,能夠發現、分析與解決問題,有較好的英語水平等,往往會被優先考慮。
2.西部高校的現狀。一些文獻調研分析了西部普通高校的現狀,結合我們自己的調研分析與體會認識,認為西部普通高校具有如下幾個特點:(1)高等教育經費投入不足,學校總體發展水平相對緩慢。盡管近年來國家不斷地提高對西部地區高校經費的投入,但受限于西部高校發展的基礎和地區地方財力,以及高校擴招的影響,西部地區高校生均教育經費低于全國平均水平[3]。(2)師資隊伍整體層次不高,教師職稱結構整體偏低,高層次人才引進困難。從2014年分地區普通高等學校(機構)情況(2014年)[4]統計數據可以得到,2014年全國正高級、副高級教師占專任教師的比例分別為12.33%、29.24%,而廣西的相應比較為10.60%、27.23%,差距較為明顯。而西部高校受制學校總體發展水平、地區發展水平和地區工資待遇,較難引進或留住高層次人才。(3)西部地區基礎教育相對薄弱,生源質量整體相對偏低。西部地區大多地處偏僻地帶,盡管近年的發展較快,但受制于長期以來的地域環境和經濟發展狀況,西部地區教育發展的速度較慢。以廣西為例,每年全國統招分數線明顯低于平均水平,而廣西高校所招收的學生絕大部分為廣西生源。(4)西部地區高校技術類企業較少,學生在本地企業開展工程實踐的機會較小,而到東部相關企業開展工程實踐,面臨費用、安全、管理等諸多困難。
3.網絡工程專業特點。網絡工程專業具有以下幾個特點:(1)行業發展迅速。網絡技術日新月異,云計算、物聯網、可見光通信、軟件設計網絡等新技術令人應接不暇;“互聯網+”行動計劃也給網絡工程專業帶來新的機遇與挑戰。(2)應用領域廣泛,涉及學科面廣。網絡已經應用于生活的方方面面,在“互聯網+”的時代背景下,網絡與信息技術貫穿于各大學科門類和各個工、農、商業領域。(3)畢業生就業面廣。網絡工程專業學生可以面向網絡工程、網絡安全與網絡開發三個大方向選擇就業崗位;同時,小到個體企業,大到大型企事業單位,都需要各種各樣的網絡管理與應用人才。(4)畢業生就業競爭壓力大。m然就業面廣,但就業人數眾多,除了網絡工業專業本身的競爭,還需要與幾乎所有計算機、通信、電信類的畢業生競爭就業崗位。現在一些非計算機專業也開設了計算機網絡基礎課程,再加上自身的專業知識與能力,這些畢業生在網絡應用方面也具有一定的競爭優勢。
4.西部高校網絡工程專業人才培養現狀。西部普通高等院校網絡工程專業人才培養主要存在以下問題:(1)與企業需求對接不準,人才培養目標與標準模糊;(2)對學生的個性化需求考慮不足,培養方案與目標較為單一,不足以適應學生與社會的多元化需求;(3)實踐體系不夠完善,管理不夠科學,未能充分發揮實驗設施與師生的潛能;(4)實踐力度不夠,工程、應用等實踐機會不多,創新能力不強。
二、網絡工程專業人才培養體系規劃
1.分層次人才培養模式。國家中長期教育改革和發展規劃綱要[5]提出了“721”人才培養模式,它基于梯級、分級、多元策略,將人才分為應用型、復合型和創新型3種,大約符合7∶2∶1的比例。我們借鑒其分層次培養思想,將培養目標分為學術型與應用型兩個層次,目前以應用型層次為主。對于學術型人才,在課程體系上偏向于基礎理論與方法,注重學術研究方法訓練,培養學生的學習能力和創新能力。對于應用型人才,以就業為導向,強化專業基礎和實踐能力。圖1展示了我們的網絡人才培養層次。
2.“3+5+3”課程要求體系。分層次培養體系,也就對應著分層次的課程設置體系,與網絡工程相關的課程,可以分為專業基礎、專業核心和專業選修三大類,其中專業選修課程較多。如何保障知識體系的完整性,又將師生從繁重的課程任務中解放出來,是迫切需要解決的問題。除了增加師生配置比例,引導學生合理選擇選修課之外,還需要從課程知識的要求入手。一般來說,一門課程的內容,可以從如下三個問題入手:What is it(它是什么),Why to use it(為什么要用它),How to do(怎么實現它),Where to use(可以用在哪兒)及Where to go(將來的發展前景與方向如何)。針對三類課程的這五個問題,我們推薦了三個層次(重點把握、熟悉、了解)的要求,如表1所示。對于每門課程的各個具體知識點,我們也推薦任課教師合理規劃認識層次,突出重點。
3.用為主,兼顧學術。考慮到學校與學生的基礎與發展,我們將培養目標定位為:以培養應用型人才為主,兼顧學術型人才培養。因此,整個課程體系的設計主體上是以培養應用型人才為目標的。為培養學術型人才培養,激發學生的考研熱情,提升學生的教研通過率,提升了專業選修課所占比例,約占總學分為39.7%。另一方面,開設專業選修課《考研數學綜合1》、《考研數學綜合3》、《考研專業基礎》及《考研專業綜合》4門,共計23學分。
4.網絡工程、安全與開發三條主線。對社會需求的調研結果表明網絡工程人才的需求主要體現在如下三個方面:網絡安全、網絡工程與網絡開發。網絡安全主要體現在網絡安全配置、故障診斷和信息安全防護等方面,網絡工程主要體現在網絡設備選型、配置、管理與維護等方面,網絡開發主要體現在Web網站開發、手機APP開發和網絡通信編程等方面。網絡工程專業課程體系從“網絡工程”、“網絡安全”、“網絡開發”三條主線進行教學規劃,專業核心課程包括《操作系統》、《計算機網絡》、《TCP/IP 協議體系結構》、《計算機組成原理》、《路由與交換技術》及《算法分析與設計》。其中《計算機網絡》與《TCP/IP協議體系結構》是三條主線的共同基石;《計算機組成原理》與《操作系統》支撐網絡案例;《算法分析與設計》支撐網絡開發;《計算機組成原理》與《路由與交換技術》支撐網絡工程。在專業選修課中,《網絡安全技術》、《計算機密碼學》與《網絡攻擊與防護》突出網絡安全方向;《高級網絡路由技術》、《高級網絡交換技術》、《無線網絡技術》與《網絡性能優化》突出網絡工程方向;《Linux操作系統》、《Java程序設計》、《移動編程技術》與《軟件工程》突出網絡開發方向。
三、三級協同培養
針對目前網絡工程專業人才在工程實踐能力和創新能力培養上的欠缺,借鑒湖北工業大學計算機學院提出的校內-校企-企業三級協同培養方案[6],考慮到西部一些高校學生較難獲得企業工程教育實踐的機會,結合學校科技企業園和學院自身的特點,我們規劃了自己的三級協同培養方案,如圖2所示。
三級培養體系中,三級培養目標是層次遞進的,都以需求為驅動,以能力為導向。第一級依托于課堂教學與實踐,重在基礎知識、基本技能訓練,并培養學習方法與能力;第二級從相關企業的實際需求與工程應用出發,重在培養分析問題、解決問題的能力,培養初步的工程應用能力;第三級以學生興趣為紐帶,依托于開放實驗室、科研設備或科技產業園設施,以參加各類學科競賽,完成科研項目或工程項目為目標,重點培養學生的團隊意識、創新意識,增強學生的動手能力與工程能力。
四、結束語
此次網絡工程專業人才培養方案規劃結合了市場需求與學校發展現狀,開展了廣泛調研,聽取了部分同行和部分相關行業人士的意見,遵循以需求為導向、以崗位定能力、以能力定課程的原則,重點培養網絡行業急需的工程性和實踐性人才,同時兼顧學生的繼續深造需求。所提出的“3+5+3”課程要求體系還有待實踐檢驗。
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作為地方二本類高校,如何培養網絡工程專業應用型人才是我們現在亟待需要考慮的重要問題。盡管現在很多高校已經就網絡工程應用型人才的培養模式展開了廣泛的討論與實踐,但目前一些重要的問題仍然十分棘手,其主要體現在以下問題。(1)網絡工程應用型人才培養模式與培養方案設計問題。(2)理論教學與實踐教學的合理安排與考量問題。(3)與其他計算機類專業的區別及關聯性問題。(4)以就業為驅動的學生基本能力培養問題。(5)以創新為目標的學生綜合能力培養問題。這些問題是地方二本類高校在培養網絡工程專業應用型人才時所面臨的重要問題,只有這些問題得到了解決,才有可能培養出具有特色的網絡工程應用型人才。
2人才培養模式與方案設計
人才培養模式與人才培養方案的設計既能體現出一個專業設置的好與壞,也能表現出一個專業的辦學特色。合理的人才培養模式與方案設計是培養符合社會特定人才需求的根本與基礎,也是成功發展該專業的重要基石。人才培養模式與人才培養方案相輔相成,在合理的人才培養模式下設計符合社會實際需求的人才培養方案,才有可能培養出優秀的應用型人才。在人才培養模式上既要考慮內部的人才培養模式改革,又要考慮外部的社會需求驅動。各高等院校根據其人才培養目標不同,人才培養模式也各不相同,特別是地方二本類應用型院校人才培養多定位為培養應用技術類人才。2007年,懷化學院提出“三位一體”應用型人才培養模式[9],著重強調對學生的公共能力培養、專業能力培養和發展能力培養;同時在這種人才培養大框架下,為適應社會需求,網絡工程專業首先在懷化學院提出“3+1”、“2+2”的人才培養模式,并取得了較好的成效。網絡工程專業強調對應用型人才的培養,其人才培養模式與方案的設計顯得尤為重要。針對懷化學院近5年來在網絡工程專業的人才培養情況和經驗,在人才培養模式和方案設計上還有待進一步探討與深入,主要表現在以下兩個方面。(1)從以往的人才培養方案修訂經驗方面,應把眼光放得更遠,從更長遠規劃著手,高度凝練專業方向,注重學生能力培養,面向社會需求形成一套符合該專業發展的人才培養模式和機制,如5年一規劃和兩年一微調。一方面有利于學生在較為穩定的、良好的學習環境中成長;另一方面有利于教學與管理人員從中更好地發現、總結優點和不足,為今后制定更為成熟的人才培養模式與方案提供寶貴經驗。(2)從人才培養途徑方面,進一步拓寬學生的學習視野,通過入學教育、課程見習、專業見習、專業實習等途徑,增強學生對專業的感性認識,激發學生的學習與創新意識,制定出一種“穩基礎、重實踐”的人才培養模式與方案。
3課程規劃與考核
專業課程規劃與考核是我們為社會培養合適人才的重要組成部分。社會需要什么樣的人才,我們在最初申報專業時就應該做充分的調研,了解該專業的社會需求以及對社會的推動作用。作為地方二本類高校,我們在培養網絡工程應用型人才時,要以本地為中心,向周邊地帶輻射,培養適合以本地為中心的專門化網絡工程應用型人才,促進本地及周邊地帶的科技、文化和經濟發展。在課程規劃設置上,懷化學院網絡工程專業課程已做過多次修改,公共能力培養和專業能力培養兩個模塊比較穩定,但主要體現在發展能力培養模塊。針對社會對網絡工程應用型人才需求的側重點不同,我們需要培養滿足社會所需的特定類型人才,如網絡規劃型、信息安全型和網絡管理型人才,這也正是發展能力培養模塊所存在的必然性。在課程考核方面,為適應應用型人才培養目標,我們將課程考核分為3種模式,考試、考查和認證,對于理論性較強的課程采用考試方式;對于偏重實踐實訓性的實用性課程采用考查方式;而對于一些培訓類課程或行業類技術采用認證方式。近年來,我們在網絡工程專業課程規劃與考核上做過許多嘗試性工作,并取得了較好的成效,從學習效果和知識掌握上看,得到了學生較好的反饋信息,但目前還面臨一些問題。(1)對一些實踐性較強的課程,要通過多種途徑引進一些雙師型教師,或者通過校企合作方式將行業內具有豐富實踐經驗的工程師等技術人員請進學校,增強學生的實際動手能力。(2)甄選專業課程,避免出現課程之間內容重疊或模糊現象、課程內容過于陳舊現象、課程體系設置不嚴謹現象等;在課程規劃與設置時,往往因為教師參與過少、調研時間倉促、探討不夠深入等原因,出現專業課程設置不合理的現象。(3)考核方式應該采取多樣化,考試可通過紙質方式進行,也可采用無紙化途徑進行,充分利用計算機和互聯網資源,開發在線考試系統來實現無紙化考試;而對于課程考查,可以通過多種途徑進行,比如開卷考試、網絡規劃、網絡程序或小型應用系統開發、撰寫論文和調查報告等,通過多種考核方式,充分發揮學生的優勢。
4與其他計算機類專業的關系
目前教育部公布的計算機類本科專業共9個,其中對于計算機科學與技術、軟件工程、網絡工程、物聯網工程4個專業,有關部門不限制開設這些專業的院校類型,且特別受到培養應用型人才的地方二本類院校的青睞。地方二本類應用型院校對于這些專業在人才培養定位和課程體系設置方面還存在一定的模糊性。在人才培養研討會上,如何把這些專業清晰地區分開,如何設置不同專業相關課程,如何培養與該專業一致的應用型人才,如何突出它們各自的優勢,這些問題通常會成為大家討論的焦點。近幾年來,由于很多考生不能清晰了解各專業的主要區別,在招生過程中很多學生通常會選擇傳統的計算機科學與技術專業,懷化學院網絡工程專業2009—2013年實際招收到的人數分別為:81、50、61、43和50,招生情況不容樂觀。因此,如何區別網絡工程專業與其他計算機類專業,以及把握它們之間的內在關系是我們當前必須要解決的重要問題。對于地方二本類院校,針對學校對應用型人才的培養要求以及在師資力量上所表現的薄弱性,在考慮計算機類各專業的關系時,既要抓住它們的共性,又要嚴格區分它們的不同點,認真規劃各專業的課程體系,明確學生未來的就業去向,符合社會對各類人才的具體需求,建議如下。(1)高度凝練不同專業的共同課程。目前懷化學院有3個計算機類專業,計算機科學與技術、網絡工程和軟件工程,在公共能力培養和專業能力培養這兩個模塊中,可以考慮設置這3個專業具有共性的一些專業基礎課程。盡管這3個專業的人才培養目標不同,但它們都具有相同的專業理論基礎,均可設置相同的專業基礎課程并特別適合在地方二本類院校實施。一方面可以避免培養出畸形人才,比如在網絡工程專業原培養方案中沒有考慮算法設計與分析、軟件工程等核心課程;另一方面可以充分合理地利用有限的師資力量。(2)突出各專業在發展能力培養模塊上對專業方向課程群的設置。對于網絡工程專業,在專業方向課程群上要形成一種體系,既要考慮與計算機類相關的理論課程,又要考慮與網絡通信類相關的理論課程,同時,也要考慮面向社會需求的網絡管理、網絡規劃或網絡安全等方向課程設置,還要避免在方向課程設置上與其他專業的重疊性。我們的最終目標是不僅要培養面向社會需求的網絡工程應用型人才,而且也要注重拓寬學生未來的發展方向。
5學生應用能力培養
網絡工程專業是一門應用性很強的專業,其強調對應用型人才的培養,這也是許多地方二本類院校開設該專業的根本原因。因此,要培養適合社會需求的網絡工程應用型人才,就要以就業為驅動培養學生的基本能力、以創新為目標培養學生的綜合能力。從懷化學院已畢業的兩屆網絡工程專業學生就業情況看,大部分學生選擇去IT企業、小部分學生選擇對口事業單位、另有少量學生選擇公務員或讀研,就業情況較為樂觀,這表明我們的應用型人才培養模式的前期探索工作得到了社會的初步肯定。但我們在學生應用能力培養工作上還有待進一步深入探討,主要體現在3個方面:①以就業為驅動,加強實踐性課程教學,提升學生的基本操作能力。盡管我們在教學計劃中增加了大量實驗課時,課時數已經達到教學計劃總課時的25%,但很多實驗等實踐性項目較為陳舊,有的項目與課程理論知識點脫節,有的項目沒有結合最新技術或實際工程應用,因此項目設計不僅要結合理論知識點,而且還要結合前沿技術和學生可能的就業需求等因素。②以創新為目標,重視學生課程設計、項目實訓、學科競賽、專業培訓和畢業設計,提升學生的綜合實踐能力。目前,在創新環節上面臨的問題是相當一部分學生熱情不高,沒有被引起足夠重視,特別是課程設計和項目實訓環節。因此,我們需要通過一系列有效措施對學生積極引導、有效監管,為學生營造一種良好的學習氛圍,激發學生興趣,增強綜合實踐能力。③加大校企合作力度,為學生進入對口企業參加培訓或頂崗實習提供更寬的途徑。我們已經在校企合作方面做了階段性工作,前期工作爭取每位大四學生能在相關計算機企業進行技術培訓或頂崗實習,通過校企合作提升了學生專業實踐能力,并且大部分學生能夠找到比較稱心的工作。在下一階段,我們希望為該專業學生找到更多與專業對口的企業從事專業培訓和頂崗實習,一方面進一步強化該專業學生的專業綜合技能,另一方面更加明確該專業學生的就業方向,為社會培養有特色的網絡工程應用型人才。
6結語
[關鍵詞]網絡工程;實踐教學體系;實踐能力
為推動網絡工程專業的發展,我們在人才培養模式、培養方案和課程體系等方面進行了改革與完善。本文旨在探索研究如何構建網絡工程實踐教學體系方面的一些做法。
一、人才培養目標的定位
(一)技能型人才的認識
從人才需求的多樣性角度看,網絡人才可分成創造型、研究型和技能型。從職業角度看,技能型人才主要從事網絡工程與網絡應用的部署、實施、管理以及銷售工作,在業界擔當“網絡管理員”、“助理網絡工程師”、“網絡技術服務員”、“網絡銷售工程師”等角色;從人才規格角度看,他們應具有根據用戶的應用需求,利用現有技術構建網絡平臺、部署網絡應用、實施網絡工程項目和管理網絡系統的知識、能力與素質,除學習能力、溝通能力與團隊意識等三個層次人才的共性要求外,對他們的技術操作及應用能力、工程實施與工程管理能力有著較高的要求。
(二)技能型人才實踐能力的分析
根據技能型人才的定位,我們提出了“以工程化思想為指導,強化技能操作,突出技術應用能力,素質協調發展”的人才培養思路。為有利于實踐課程體系的結構化設計,我們從技術構成、功能構成和梯度構成三個特征維度對技能型人才的實踐能力進行分析與分解,如圖1。
二、實踐教學體系構建
(一)實踐教學平臺的構建
構建網絡工程方向實踐教學體系,離不開實驗教學平臺、實訓教學平臺等的支撐。網絡實驗(訓)平臺的設計和搭建遵循系統性、先進性、實用性、開放性、發展性的原則,網絡工程方向的性質決定了必須通過大量的實際操作和動手練習才能使學生掌握專業技能,因此建立設備完善、功能全面的實驗、實訓基地是極其重要的。
1.網絡實驗室
網絡實驗室主要承擔計算機網絡工作原理、網絡規劃設計、網絡設備配置和管理等課程的學習。網絡實驗室設計有8組網絡工程實驗的設備,每組由2臺路由器、2臺交換機和6臺計算機組成,每組6人,總共每次可容納48名學生。網絡實驗室承擔的教學任務有“網絡規劃與設計”、“計算機網絡管理”、“局域網技術與組網工程”、“網絡設備調試”、“CCNA”、“CCNP”等課程及課程設計、網絡工程實訓、網絡應用實訓、開放實驗室、畢業設計等。
2.綜合布線實訓室
綜合布線實驗室主要承擔網絡布線、網絡測試、工程實習實訓等課程的學習。綜合布線、網絡工程等內容是網絡工程教學的一部分,是必須通過實踐環節才能夠真正掌握的教學環節。因此布線實訓室相當重要,其中包括了線柜、各種光纖、雙絞線等傳輸介質、各種接入設備、施工工具、檢測工具等。目前我系的綜合布線實訓室只進行了一期建設,應加快進行二期工程建設,使之更好的服務于實踐教學。
(二)實踐教學環節師資隊伍建設
“雙師型”師資匱乏是實踐教學的“軟肋”。教師的工程能力是我們師資的一大弱點,而網絡工程方向的教師如果工程能力弱,學生的培養更無從談起。因此迫切需要采取如下措施進行師資隊伍建設。
1.加大培訓力度。針對網絡工程專業課程的教師隊伍建設采用課程組負責制,每門課程配備課程組主講教師,同時負責課程的實踐環節建設。為了鍛煉教師的實踐動手及技術能力,應定期派教師參加CCNA、北大青鳥等各類培訓。
2.安排專業教師到企業掛職鍛煉,在工作任務和企業項目中進行鍛煉、進行專業實踐。在此過程中鍛煉提高自己的實踐水平;同時也可使老師把在實踐過程中碰到的問題帶到課堂或者實踐的教學過程中,增強學生的認知能力。
3.專業教師要積極承擔實踐教學任務,在指導課程設計、畢業設計和實訓教學中,盡量結合實際,真題真做,以此提高自己的專業實踐能力和技術開發能力。
三、需要進一步研究的問題
(一)加強校企合作,建立一批校外實訓基地
由于社會崗位發展變化很快,校內的實習實訓條件不可能完全滿足實踐教學要求,而且也不可能搞大而全、小而全。讓學生到生產崗位進行實訓、比模擬崗位更加具有真實性,可以使學生更快適應生產一線的要求,更加適應地方經濟建設的需要,也可以補充學校實訓條件的不足和缺陷。但由于我院所在地域的IT行業欠發達,一直沒有較對口的、穩定的校外實訓基地,給我們的實踐教學帶來很大的制約因素。如何打破原有思維方式,跨過地域及行業限制,實行“走出去、引進來”戰略,建立一批穩定的校外實訓基地是我們今后努力的方向。
(二)實踐教學評價體系的建立
為了確保實踐教學體系的教學質量,必須建設實踐教學評價體系,采取實驗室建設與管理評估、實驗課程評估、實踐教學各環節的質量監控等多種方式全方位地考察和監控各個實踐教學環節的教學質量。在此方面,我專業已經做出了一些有益的嘗試,有待進一步深化和完善實踐教學各項管理規章制度和科學的實踐教學評價體系。
通過對網絡工程方向實踐教學體系探索與實踐,明確在日常的教學過程中加強實踐教學的途徑,最終目的是增強學生面對社會需求的動手實踐能力,提高學生的就業競爭力。在網絡工程專業課程體系建設時,應充分考慮其工程特點,多方位考察社會對網絡工程專業人才的需求要素,并以此為依據考慮實踐教學體系的構建。
[參考文獻]
關鍵詞:網絡工程;CDIO;課程設計
中圖分類號:G434 文獻標識碼:A 文章編號:16727800(2012)011015603
作者簡介:單家凌(1979-),男,碩士,廣東白云學院計算機系講師,研究方向為網絡工程、網絡安全。
0 引言
為了應對經濟全球化形勢下產業發展對創新工程人才的大量需求,以美國麻省理工學院(MIT)為首的世界幾十所大學展開了CDIO工程教育模式改革。從2000年起,麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學組成的跨國研究獲得Knut and Alice Wallenberg基金會近2 000萬美元巨額資助,經過4年的探索研究,創立了 CDIO 工程教育理念,并成立了以 CDIO命名的國際合作組織。CDIO代表構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)和運作(Operate),它以產品研發到產品運行的生命周期為載體,讓學生以主動的、 實踐的、 課程之間有機聯系的方式學習。
1 傳統《網絡工程》課程設計不足
1.1 課堂理論教學存在的問題
《網絡工程》課程設計理論教學是整個教學環節的輔助階段,講課的地點一般放在實驗室,其手段采用多媒體方式,其目的是教會學生完成課程設計所必備的理論知識,對整個的課程設計起指導作用。但是以往教師在課堂講授時,教學的內容跟不上時代的步伐,一些新的理論、新的技術與方法在網絡工程領域得以應用,卻在課堂教學的內容中沒能體現出來。課堂理論的教學相對比較枯燥難懂,很多課堂的教學內容很少與實際的工程應用相聯系,學生學習的興趣不高,學的東西難于致用。課程設計的效果達不到目的。
1.2 實踐教學環節存在的問題
目前網絡工程本科畢業生存在的主要問題在于實踐能力不強,需要企業進行崗前培訓才能勝任工作。實踐過程是課程設計的主體,但是在以往的課程設計實踐環節中,老師設計的實驗缺少實際工程性的內容,教學內容很少與實際的工程應用相聯系,達不到社會對網絡工程人才的崗位需求。甚至有些教師只是把所學過的實驗讓學生重做一遍,既激發不了學生主動學習的意愿,也達不到好的教學效果。忽略了對學生創新能力和工程實踐能力的培養。在教學中,《網絡工程》課程設計的實驗有時需要多臺設備連成網絡的形式,需要體現學生之間共同協作的能力,但在實驗中,由于一些自主性差的學生往往只在旁邊觀看,沒有進行實際的操作,導致動手能力欠缺。針對上述問題,文章將CDIO教學理念引入到《網絡工程》課程設計中,進行了認真的研究、探索與實踐,取得了很好的效果,對于培養大學生的學習主動性、實際動手能力、創新能力以及團隊協作精神具有重要的意義。
2 基于CDIO課程設計改革探索
根據CDIO教學模式的理念,結合廣東白云學院學生的實際情況,對計算機科學與技術專業的《網絡工程》課程設計進行了探索與實踐。課程設計的流程如圖1所示。
2.1 課程設計人才培養目標的設計
課程設計以實踐教學為主要方式,是對《網絡工程》課程教學理論與實驗的延伸和補充,是對理論知識的綜合應用,其目的是發揮學生的主動性,加深學生對該課程所學內容的進一步理解與鞏固,提高學生分析實際問題、解決問題的能力,并培養學生的綜合設計能力、創新意識。針對應用型人才,應該首先將教學重點放在培養學生適應崗位需要的實踐能力上面。要保證影響學生就業的關鍵性的實踐能力的培養,使學生不需要接受企業崗前培訓就可以直接工作,從而增強學生在就業市場上的競爭力。通過引入企業實際工程項目,使學生具備如下能力:①了解網絡工程的現狀和未來發展趨勢,具有繼續深造和從事本網絡工程項目開發和設計的知識結構;②懂得工程項目中有關管理、工程經濟、合同法等知識;③掌握網絡工程中基本形態、典型技術、核心概念和網絡工程項目整個生命周期中各階段的工作流程。
2.2 教學方法設計
把企業實際的工程項目引入課程設計的教學中來,根據工程項目的整個生命周期制定基于CDIO理念的教學大綱,在師生課程設計教與學過程中貫徹該大綱,在教學過程中采用以下方法。
(1)工程項目法。課程設計突出網絡工程特點。從我校學生的定位來說,我們將網絡工程專業的培養目標定位在“工程型”人才,按網絡工程前段、中段和后段三個階段設置實踐內容,每個階段都有相應的支撐核心能力培養。通過具體的網絡工程項目(包括產品、生產流程和系統),從項目的構思、設計到項目的實現和運行的生命周期為整體,讓學生主動地參與理論到實踐的轉化過程中來。
(2)真實環境法。按照真實性學習理論,以來源于企業的項目為中心組織項目課程,能最大限度地發揮項目課程的功能。學校與企業比較起來,在培養學生實踐能力方面存在著不足。很多教師已經意識到,學生在學校里三年都學不會的技能,很可能在企業不到三個月就學會了。主要原因是企業里有真實的工作項目、真實的工作環境以及真實的工作壓力,這都是學校無法復制的。于是我們把源于企業的真實的工程項目引入課程設計的內容,教師參照企業內組織結構情況,挑選一到兩個學生做項目經理,負責整個項目的生命周期,分工,協調等工作都由該項目經理完成。每個學生的實踐過程像在真實企業的員工一樣,使學生將來能“零距離”上崗。
(3)量體裁衣法。教師要了解學生的實際情況,尊重學生的學習興趣,選擇合適的崗位和項目,對于不同學生群體不同的專業定位,其關鍵的實踐能力也不同。為了防止興趣過散情況的發生,教師可以根據工程項目情況劃分幾個項目小組,由學生根據自己的興趣愛好、專業特長挑選相應的項目組。實際的過程就像企業員工根據自己的專業特長、興趣愛好應聘實際的工作崗位一樣。如果專業定位于培養網絡工程師,那么組建網絡的能力就是這個專業的關鍵實踐能力;如果專業定位于培養網絡管理人員,那么使用網絡操作系統進行網絡管理的能力就是這個專業的關鍵實踐能力。
2.3 教學內容設計
《網絡工程》課程設計的教學內容要以就業為導向,在實踐過程中應進行廣泛深入的社會調查,參照如圖2所示的CDIO能力結構。
明確用人單位對本專業人才有哪些崗位能力方面的要求,其中哪些是核心能力,哪些是一般能力,要圍繞核心能力并根據CDIO理念制定《網絡工程》課程設計的教學大綱。教學大綱中要體現怎樣通過具體的網絡工程項目(包括產品、生產流程和系統),從項目的構思、設計到項目的實現和運行的生命周期為整體,讓學生主動地參與理論到實踐的轉化過程中來。在《網絡工程》課程設計教學中,教師要深刻理解CDIO的理念,既注重抽象理論知識的“教”和“學”,又強調了教學過程中“做”的重要意義;設計怎樣的課程考核體系既增強了學生的動手能力,又培養了學生的創新意識、項目設計的能力和團隊協作的精神。CDIO的 12 項標準都是圍繞如何實現 CDIO 大綱目標的,進行 CDIO改革,將帶來從理念到課程到教學到評估的整體改革。標準 5 是“培養設計經驗”, 要求課程計劃中包含兩個或兩個以上的培養設計經驗的內容,包括一個基本水平和一個高級水平;在《網絡工程》課程設計時我們采用二、三級項目教學體系,在實踐活動中學生有機會參與產品、過程和系統的構思、設計、實施和運行;標準 8 是“主動學習”, 主動學習是學生直接參與到思考問題解決問題的活動中,不提倡被動的知識傳授,我們采用“角色”培養法,讓學生充當實際的企業員工,讓學生運用知識去操作、應用、分析和評測。這些標準在培養大學生創新能力方面有很大的作用。所以在設計基于CDIO理念的《網絡工程》課程設計教學內容時,我們基于以下幾點考慮。
(1)實踐項目具有一定新穎性。教師在設計《網絡工程》課程設計的項目時,應該隨著技術的發展而變化,項目的選取內容要注意更新,不能一成不變,要使用網絡工程行業當前的先進技術、主流技術,保持與行業發展同步,使學生在畢業后知識能力滿足社會和企業發展的要求。
(2)課程設計題目的多樣性。企業的工程項目較多,教師要根據學生的實際情況,因材施教,合理安排實踐內容,根據市場調研及時調整部分知識結構,題目既要緊密圍繞課本知識點,又要結合學生實際情況,難易程度不等、形式多樣。整個過程始終遵循CDIO“做中學”的原則,引導學生完成從理解問題、構思設計、實施到運作的整個過程。這樣,既達到對所學知識的學習、理解,同時培養學生學習興趣、分析解決問題的能力以及創新能力。
(3)項目是真實地來源于企業。按照真實性學習理論,以來源于企業的實際項目為中心組織《網絡工程》課程設計,能最大限度地發揮CDIO模式教學的優勢。課程設計的實踐項目最好來自產業第一線,是企業真正需要解決的問題。學生在校可以“零距離”接觸企業崗位,畢業后不用培訓就可上崗。
(4)實踐過程分工與合作。開設課程設計的目的主要是培養學生的動手操作能力和團隊協作精神,鼓勵學生互相溝通、共同探討、共同參與。課程設計是獨立的實驗環節,是對理論知識的綜合應用,正好符合CDIO強調的項目完整性與綜合性。一個基于項目的課題設計,一個學生很難在短時間內完成,因此通常考慮分組合作的形式,每個小組由組長負責與指導老師溝通、匯報以及整個課題的完成進度。這種形式從開始的查閱資料、需求分析、整體方案的設計、詳細設計、編碼、測試驗收、運行與維護以及整個過程中不斷地討論、不斷地解決問題,每一個環節都可以鍛煉學生的溝通能力、解決問題能力、團隊協作精神。
2.4 考核方式設計
《網絡工程》課程設計結束之前,指導老師要對課程的完成情況進行考核。考核的形式多樣,標準11是“學生CDIO能力的考核”,CDIO大綱所要求的能力的考核方法必須與 CDIO的理念相一致,考核方法包括筆試、口試、學生行為觀察、等級量表、學生反思、日記、檔案袋評價、同學評價和自我評價等。為此,我們在《網絡工程》課程設計的教學過程中,結合學校的實際情況,采用兩級考核方式,教師(充當用戶或是驗收專家的角色)考核、組長(充當項目經理的角色)考核,考核設計的成績表如表1所示。
3 實踐結果分析
實踐與探索表明,用CDIO理念引導該課程的課程設計,效果良好。如表2所示。
在《網絡工程》課程設計中應用CDIO教學模式,真正達到了“做中學”,鍛煉學生從構思、設計到實現的整合過程。大大提高了大學生的分析問題、解決問題的能力,提高了學生的綜合素質,對基于工程項目的學習有著非常重要的意義,達到了社會對網絡工程人才的崗位要求。
4 結語
對于應用型本科《網絡工程》課程設計教學,需要不斷探索教學方法策略,CDIO工程教育模式采用現代教學理論,創新教學方法,提供新的學習環境,從項目的構思、設計、實現和運作過程教學,有利于學生掌握個人和人際技能,提高學生的團隊協助能力,提高學生分析問題、解決問題以及創新能力,同時使學生掌握了專業必備科技知識,讓學生走出校門之前在心理上和職業素質上具備了企業的崗位能力。
參考文獻:
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