網絡工程綜合課程設計范文

時間:2023-10-07 18:08:42

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網絡工程綜合課程設計

篇1

關鍵詞: 網絡工程課程 綜合實驗設計 應用能力 動力實踐能力

1.引言

網絡工程是指按計劃進行的以工程化的思想、方式、方法,設計、研發和解決網絡系統問題的工程。很多高校計算機科學與技術專業及網絡工程專業開設了網絡工程方向課程。該類課程的特點是“專業務實、學以致用”,通過該課程的學習,學生加深了對網絡基礎知識的理解,充分掌握了路由器、交換機等網絡設備的基礎配置方法,全面理解了網絡與實際生活的聯系及應用。實踐是該課程教學的重要環節之一,在實踐教學中設計綜合實驗環節可以進一步培養學生理論聯系實際的設計思想,訓練綜合運用所學的計算機網絡基礎理論知識,結合實際網絡設備,解決在設計、安裝、調試網絡中所遇到的問題,從而使基礎理論知識得到鞏固和加深。學生通過綜合實驗學習掌握網絡設計中的一般設計過程和方法,熟悉并掌握運用二層交換機、三層交換機、路由器和防火墻的配置技術。另外通過實驗,可以掌握組建計算機網絡工程的基本技術,特別是網絡規劃、交換機路由器等網絡設備的基本功能與選型及網絡應用服務器的基本配置,同時提高學生的應用能力和動手實踐能力。

2.實驗要求及知識點說明

通過該實驗要求學生掌握小型企業綜合網絡設計的一般方法,實現企業內部網絡的設計與互聯、實現企業內部網絡中的重要部門網絡邏輯隔離、企業數據中心網路配置與優化、成功配置企業網絡服務器、實現企業網絡與互聯網絡的接入功能、實現異地辦公用戶的遠程安全接入等。

該實驗涉及的主要知識點說明:(1)Vlan(Virtual Local Area Network)即虛擬局域網。VLAN可以把同一個物理網絡劃分為多個邏輯網段,因此,Vlan可以抑制網絡風暴,增強網絡的安全性。(2)VTP(Vlan Trunk Protocol)即VLAN中繼協議。VTP通過網絡(ISL幀或cisco私有DTP幀)保持VLAN配置統一性。VTP在系統級管理增加、刪除、調整的VLAN,自動地將信息向網絡中其他的交換機廣播。此外,VTP減小了那些可能導致安全問題的配置,便于管理,只要在vtp server做相應的設置,vtp client就會自動讀取vtp server上的vlan信息。(3)STP的全稱是spanning-tree protocol,是一個二層的鏈路管理協議,它在提供鏈路冗余的同時防止網絡產生環路,與VLAN配合可以提供鏈路負載均衡。(4)WLAN(無線局域網)提供企業員工通過無線方式接入企業網絡。(5)靜態路由和動態路由。(6)網絡地址轉換(NAT,Network Address Translation)被廣泛應用于各種類型Internet接入方式和備種類型的網絡中。原因很簡單,NAT不僅完美地解決了lP地址不足的問題,而且有效避免了來自網絡外部的攻擊,隱藏并保護了網絡內部的計算機。NAT的實現方式有三種,即靜態轉換Static Nat、動態轉換Dynamic Nat和端口多路復用OverLoad。(7)ACL(Access Control List,訪問控制列表),簡單說就是包過濾,根據數據包的報頭中的IP地址、協議端口號等信息進行過濾。利用ACL可以實現安全控制。(8)VPN,虛擬專用網絡(Virtual Private Network,簡稱VPN)指的是在公用網絡上建立專用網絡的技術。(9)動態主機配置協議(Dynamic Host Configuration Protocol,DHCP)是一個局域網的網絡協議,使用UDP協議工作,主要有兩個用途:給內部網絡或網絡服務供應商自動分配IP地址,給用戶或者內部網絡管理員作為對所有計算機作中央管理的手段。

3.實驗步驟

(1)通過資料查閱和學習,研究部分企業網絡設計案例,了解園區網絡規劃、設計的一般方法。

(2)完成需求分析,并根據需求分析完成企業網絡的總體方案設計,確定網絡邏輯拓撲結構和所采用的網絡技術、主要設備的性能指標,進而完成設備的選型,并選用相應的網絡連接技術。

(3)根據設計內容與具體要求,采用Packet Tracer 5.0模擬軟件實現企業網絡拓撲結構,完成網內的邏輯連接,完成IP地址規劃和分配,并完成Web服務器、FTP服務器、電子郵件服務器的部署。

(4)在Packet Tracer 5.0模擬軟件中,完成對網絡設備的配置,具體地可以按照以下順序進行配置:①VTP創建;②VLAN配置;③WLAN配置;④路由器互聯配置;⑤服務器配置;⑥VPN配置;⑦DHCP服務及配置。

4.示范方案

為了完整地體現實驗的綜合性,特設計如下示范案例,其拓撲見下圖,在該案例中,由一個路由器1841和電信服務商相連,該路由器主要負責外部連接和內部主機;從路由器向下連接一個三層交換機,在該三層交換機上實現VTP管理和跨交換機間的VLAN之間通訊;企業部門辦公電腦采用級聯在三層交換機上的二層交換機匯聚;網絡中提供一個鏈接在三層交換機上的AccessPoint-PT提供企業網絡無線接入;內部服務器連接在一個二層交換機上,通過路由器向企業內部和外部服務。針對該范例,具體可按以下步驟實施:(1)在Switch0、1、2上利用VTP設置創建跨交換機VLAN;(2)配置三層交換機實現VLAN之間的通訊;(3)配置AccessPoint-PT實現無線連接;(4)配置路由器實現網絡互連;(5)配置路由器Router0實現內部網絡通過NAT訪問互聯網;(6)配置路由器內網服務器的Web服務(內部服務器不能訪問互聯網);(7)配置路由器的VPN訪問服務;(8)在路由器上配置DHCP服務(為VLAN01和VLAN02的PC提供DHCP服務),同時在交換機上配置DHCP。

圖 網絡工程示范案例拓撲圖

篇2

近兩年來,我系邀請了一些知名IT企業人員來校進行課程設計指導,其中,先后兩次邀請了長沙“藍狐網絡技術培訓中心”人員來校協助指導2007級、2008級網絡工程專業學生“計算機網絡工程”課程設計,公司派來了項目經理和技術人員,與我系的任課教師一起進行為期2周的課程設計指導工作。課程設計以“CDIO”(Conceive構思、Design設計、Implement實施、Operate運作)工程教育理念為指導[2],主要包括以下三個環節:課程設計題目的確定、課程設計的教學過程和課程設計的成績評定。課程設計題目的確定。隨著網絡技術的發展,計算機網絡工程課的內容不斷更新和完善,內容很“泛”,且與其他課交叉的內容較多,不同的教材其內容大不一樣[3-5]。我們目前使用的是石炎生主編、電子工業出版社出版的《計算機網絡工程實用教程》(第2版)。

在選題時我們重點考慮了以下幾方面:一是要體現“目標性”,從網絡工程專業的培養目標上整體考慮該課程要培養學生哪些素質和能力;二是要體現“工程性”,計算機網絡工程是名副其實的工程性質的課程,是需要在實驗室動手操作的;三是要體現“可行性”,包括實驗條件的可行性和學生知識能力的可行性;四是要體現“自主性”,對課程設計題目教師只劃定一個大致框架,要求學生自主確定設計題目。最后,我們確定此次課程設計的主題是“XX公司/學校網絡設計方案”,可以是一個校園網設計,也可以是一個企業網的設計。要完成該課題的設計任務需要綜合運用所學的計算機網絡原理知識和計算機網絡工程知識,如網絡需求分析、網絡規劃、設備選型、交換機/路由器的配置、網絡安全、網絡管理等。課程設計的教學過程。計算機網絡工程課程設計教學過程包括選題、專題講座、項目實驗、規劃方案撰寫、答辯等幾個環節。(在確定選題后,由公司人員進行5個專題講座,每個講座3~4課時,內容包括:①網絡技術行業分析與企業網絡規劃,②企業遠程接入網絡解決方案,③企業分支本地網絡解決方案,④企業總部本地網絡解決方案,⑤廣域網數據鏈路層協議HDLC與PPP。每一講均有精致的PPT,圖文并茂,站在企業的角度講解,介紹大量工作經驗和案例,傳播企業文化。專題講座并非理論課的重復,而是進一步擴展了教材內容,更加貼近社會實際,學生聽了之后收獲很大,初步了解了公司在做什么,社會需要什么樣的人才,進而知道自己應該具備什么樣的知識結構和能力素質。

(每一專題講座之后,要進行1~2個項目實驗。藍狐網絡技術培訓中心結合實際編寫了較詳細的網絡工程實驗指南,還開發了用于實驗的模擬器。每一專題講座之后,需要在模擬器上完成1~2個項目實驗,如“小型企業局域網項目實驗”、“企業分支局域網項目實驗”、“企業總部局域網項目實驗”、“小型企業廣域網項目實驗”、“小型企業網OSPF項目實驗”、“企業網Internet接入與NAT項目實驗”等[6]。所有實驗(包括模擬實驗和真實實驗)全部安排在網絡工程實驗室進行。學生可以在實驗室的電腦上做模擬實驗,也可以用真實的網絡設備來做實驗。在實驗時我們加強了實驗指導力量,公司技術人員和任課教師、實驗教師一起來指導實驗,保證了實驗效果。如果課堂上沒有完成實驗任務或者需要鞏固實驗內容,學生還可以回寢室在自己的電腦上安裝模擬器,繼續做實驗。(學生完成專題項目實驗后,基本上掌握了構建企業網的技術要領,可以進行網絡方案設計了。教師給學生提供幾個網絡設計案例參考,并簡述其基本框架,使學生明了設計方案從結構上應包含哪些模塊。我們按學號順序分組,每4人一組,按學號順序分組可避免成績優秀的學生集中在幾個組而成績差的集中在另幾個組。

設計方案完成后,學生需要進行公開答辯,4位同學分別扮演不同的角色,以模擬網絡公司的形式設計一個網絡規劃競標方案,并設“總經理”、“售前工程師”、“項目經理/技術總監”和“售后工程師”4個角色,每個同學扮演一個角色在講臺上演講,并現場回答提問。學生充當上述角色時感到興奮且有壓力。他們積極性非常高,小組人員既分工又合作;既發揮各自的聰明才智,又發揮集體的力量,共同攻克難關,認認真真討論技術要點,加班加點寫設計方案。(方案初稿形成后,指導教師進行審閱,經反復修改后打印成冊,參加課程設計答辯。每個小組答辯時間在20分鐘以內,均要做好答辯PPT,4個人分別扮演不同的角色陳述各自的內容,并現場回答答辯組的提問,評委根據答辯情況給出答辯成績。課程設計的成績評定。課程設計的成績是根據出勤、實驗和規劃方案撰寫及答辯情況綜合評定的。其中出勤占30%,實驗情況占30%,網絡規劃方案的撰寫及答辯情況占40%。成績評定客觀合理,較好地反映了學生課程設計的情況。

基于校企聯合的計算機網絡工程課程

設計的特色上面是我校基于校企聯合的計算機網絡工程課程設計的一些做法,從兩屆課程設計的實施過程來看,它體現了一些特色——“二一一”特色,即“二合”、“一作”、“一演”。“二合”是指“校企聯合”和“虛實結合”,“一作”是指“小組協作”,“一演”是指“角色扮演”。校企聯合,互利多贏。我系已在多門課程中實施校企聯合式的課程設計,并取得了很好的效果。高校必須緊跟社會需求,請IT行業的公司來校指導課程設計,以達到校企雙方多贏的目的。首先,它確保了課程設計的質量,切切實實使學生的知識、能力和素質得到提升,這是我們開展校企聯合式課程設計的初衷。其次,學生足不出門就了解到IT行業的行情,了解項目開發的最新技術,從而能早一點看到自己存在的差距,明確該往哪些方面去努力。第三,高校教師有高學歷高職稱,但不一定有高技能。對于地方本科院校來說,需要一批“雙師型”(“教師”和“工程師”)師資,像網絡工程這樣的工程型專業,需要教師具有工程能力,我們通過“走出去,請進來”提高這種能力。

#p#分頁標題#e# 請企業人員協助指導課程設計也可以幫助我們的教師了解行情,改進教法,提高項目開發能力。第四,公司派人協助指導大學課程設計是一次宣傳自己公司的好機會,公司可以物色優秀學生,也可以吸引學生去公司實習實訓,帶動經濟效益。虛實結合,實驗為本。計算機網絡工程課程設計需要一個良好的實驗環境。建一個中檔次的網絡工程實驗室一般需要40~60萬元,而且臺件數受經費的限制不會太多。進行網絡工程課程設計,需要用到大量的網絡設備,建設多個網絡工程實驗室成本高。為此,我們通常采取“虛實結合”的辦法來解決,“虛”是指用仿真軟件來進行虛擬實驗,“實”就是用真實設備來進行真實實驗,兩者結合可以構建出良好的實驗環境。通過“虛”來解決臺件數不夠的問題,節約投資成本;通過“實”來解決一個真實可信的問題,使學生眼見為實。如Cisco公司的PacketTracer是一個很好仿真軟件[7]。藍狐網絡技術培訓中心也開發了一款很優秀的虛擬軟件,在課程設計時我們用這款虛擬軟件進行了專題項目實驗,效果很好,由此構成的虛實結合的網絡實驗環境為課程設計的順利開展創造了良好的條件。

小組協作,共同攻關。前面講到,計算機網絡工程課程設計是分組進行的,按學號順序每4人一組,每組一個設計課題。小組同學之間共同探討、取長補短,共同攻克難關。IT行業本身需要團隊協作精神,而這種協作的機會在平時的學習中是不多的。課程設計的任務比較艱巨,要解決的問題比較多,需要小組成員一起協作,與個別化學習相比,協作學習有利于促進學生高級認知能力的發展,并有利于同學們健康情感的形成。從實施效果看,小組成員之間團結友愛,互相幫助,確實營造出了一種良好的協作學習的氛圍。特別是平時學習積極性不高的同學,在課程設計中不甘示弱,熱情高漲,以一種嶄新的姿態參與課程設計。角色扮演,各顯神通。課程設計結束時需要進行答辯,答辯時每個同學將扮演不同的角色,小組成員需要全程參與方案的形成過程,并從不同的角度進行講解。“總經理”、“售前工程師”、“項目經理/技術總監”和“售后工程師”4個角色,小組成員可以“因人擇崗”,選擇一個更適合自己的角色,以便充分發揮各自的潛能。實踐表明,盡管各組成員素質參差不齊,但每位同學都表現得相當突出,盡情施展自己的才華,過了一把“總經理癮”,嘗了一次“工程師味”,也長一次見識。

篇3

網絡工程專業的通信類課程主要源自通信工程專業相應的課程,實驗內容和手段豐富、成熟,主要問題是如何適當取舍。目前較常用的課內通信實驗工具有兩類:一是“教學實驗箱+常用儀表”,二是通信仿真軟件或系統。兩者均可開展包括信號變換、編/解碼、基帶和頻帶傳輸、多路復用、無線信道衰落以及電信、移動等各類通信網絡主要技術方面的實驗,實驗項目基本可涵蓋理論教學中的所有重要知識點,并可與課堂教學同步展開;實驗層次可囊括從基礎驗證實驗到綜合設計和創新實驗,以及從綜合課程設計到本科畢業設計課題;實驗方法和技術都是長期教學經驗的結晶和科研成果的濃縮。利用硬件實驗箱或系統不但可以加深學生對知識點的理解,還可熟悉實驗工具的使用,提高動手能力。利用通信仿真軟件,如MATLAB和SystemView等,界面直觀明了,實驗開展更加豐富靈活。例如,通過拖拽SystemView功能元件庫中的圖符塊(Token)并配置好參數,就可構成各式各樣的仿真系統,對相應信號頻域和時域的波形進行動態觀察及分析,概念、原理和現象顯示清晰明了,分析窗口還可給出眼圖、星座圖及BER等曲線圖,非常有利于學生加深理解和掌握課堂理論知識。實驗教學體系一般可分為基礎驗證、綜合設計和研究創新三個層次。課內實驗項目大多以驗證性實驗為主,綜合設計性實驗為輔,目的是為了加深對課程理論知識的理解,增強基本專業技能的訓練。根據文獻[2],由于專業定位、數理基礎、學時限制等原因,網絡工程專業通信類系列課程可設置在5門左右(見圖1)。主要教學內容以基本的通信理論和電信、衛星、光纖、移動等通信網的關鍵技術原理為主,對一些復雜而抽象的信號變換、電磁傳播等數學知識僅作介紹。課程理論及實踐教學的基本要求是能支撐網絡類系列課程的學習和實踐。因此實驗項目的設置也應與之相適應。我們根據教學實踐經驗,提出如下幾點看法:1)實驗內容除了開設一些重要且較抽象的通信原理或技術方面的實驗外,建議盡量設置一些與計算機類或網絡類課程關聯較大的實驗內容。這樣,不僅可提高學生的學習興趣,也有助于加強和鞏固計算機和網絡類課程知識。例如,除了專門設置調制解調、碼分擴頻等實驗外,可選擇數字信號編碼(如CRC、HDB3編碼)、計算機數據傳輸通信系統測試(見圖2)等實驗。在圖2中,兩臺計算機通過通信原理實驗箱連接,實驗內容涉及計算機通信軟件的設置與使用、RS232接口、數據通信控制規程、不同速率下的系統性能測量、信道誤碼和調制解調方式對通信性能的影響等知識點。2)插圖2具體實驗項目安排要注意循序漸進、先易后難、先模塊后系統。例如,在圖2中,可先單獨做BPSK/DBPSK實驗和漢明編碼實驗,再做計算機數據傳輸系統測試實驗。對于BPSK/DBPSK實驗,如采用SystemView仿真軟件,可先做BASK/BFSK的驗證性實驗,即給出完整的原理框圖及所有圖符模塊和參數配置,實驗目的是驗證原理和熟悉仿真軟件的使用。做BPSK/DBPSK實驗時,則抽掉部分功能模塊或僅給模塊不給參數,讓學生自己根據原理,設計、配置和調試系統,鍛煉學生的綜合設計能力。被抽掉的模塊和參數最好是對應于學生容易忽視但又重要的知識點。3)不同的實驗項目可采用不同的實驗工具,有利于學生了解和掌握更多的實驗手段,也為今后畢業設計、創新研究甚至將來深造或科研打下一定基礎。例如,“信號分析與處理”使用MATLAB工具,“數據通信”等其他課程就采用通信實驗箱或SystemView仿真軟件。在上述調制解調實驗中采用SystemView,則在計算機數據傳輸系統實驗中使用原理實驗箱。如果條件允許,還可購置程控交換機、SDH設備、移動通信等實用設備,構建出真實的通信實訓環境,通過開設演示驗證、設備操作、配置、管理以及互通測試等各種類型的實驗,使學生能盡快地建立真實、完整的通信和網絡系統概念和掌握系統工作原理。驗證性或綜合性實驗能夠使學生盡快熟悉并掌握實驗設備,為后續進階型及自主設計型實驗打下良好的基礎;使學生從實驗中逐步增強發現問題、分析問題、解決問題、積累實用經驗的能力。通過實驗不但能夠加深對基本理論知識的理解,還能提高工程實踐素質,激發創新意識。

2綜合課程設計和創新實驗設置

通過提供高水平的實驗系統或仿真平臺,開設綜合課程設計、本科畢業設計、創新項目競賽等實驗項目,使學生能進一步鞏固基礎知識、接觸科研前沿、鍛煉科研能力、提高工程素質、培養創新精神。網絡工程專業知識領域較廣,口徑較寬,需要開展和加強的實踐項目也較多。因此根據專業培養目標,目前大多數院校開設的綜合課程設計主要對應的是網絡類系列課程,如網絡工程課程設計、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。因此,如何在有限的實踐學時內,開展通信類系列課程的綜合課程設計及創新研究也是值得探討的問題。我們認為可采取以下思路:1)開展一些相對簡單且與計算機或網絡類知識緊密結合的綜合課程設計,便于學生上手,提高積極性。例如,將計算機編程、仿真及硬件相結合,利用集成的仿真工具,通過電路原理圖及硬件描述語言設計出通信電路,編譯仿真后下載到實驗板芯片上,并完成從設計、仿真到制作、驗證的整個實驗過程。2)在網絡工程等綜合課程設計中增加一些與通信類知識單元有關的綜合設計內容。通過購置一些程控交換設備、SDH光纖網設備、寬帶接入網等設備,并集成入網絡實訓系統中,開設從底層通信到上層網絡協議及應用,從語音到數據,從管理到傳輸,從接入網到核心網等綜合課程設計內容。3)結合畢業設計環節和創新研究競賽,根據指導老師所從事的科研項目,如無線傳感網、RF網、認知無線電等,開展一些有關通信新技術方面的研究和創新項目,并將這些科研項目設備融入到實驗室網絡與通信綜合實驗平臺中,由此不斷積累經驗,完善系統,開設更多的綜合或創新實驗項目,豐富整個實驗體系。另外,也要加強實驗教學管理,制定靈活的實驗室開放和成績評定等制度,提高學生課內學時實驗效率,并鼓勵學生利用課余時間加強和豐富實驗內容。

3結語

篇4

關鍵詞: 網絡工程; 實踐教學; 實踐平臺; 課程體系

中圖分類號:G642 文獻標志碼:A 文章編號:1006-8228(2012)07-69-02

0 引言

網絡工程專業的建立源于網絡技術發展,網絡應用普及和企事業單位對網絡系統建設、管理和維護的強大需求。國家教育部在2002年設立了目錄外專業——網絡工程[1]。該專業的目標是為了適應社會對網絡專業人才的需求,培養系統地掌握計算機、通信和網絡方面的基本理論、知識和技能,具有良好工程素質,并能運用所學知識去分析和解決相關的實際問題,能在信息產業、企事業單位、行政管理部門從事計算機網絡系統的規劃、設計,網絡系統的安全管理與維護,以及網絡應用系統的設計、開發、集成和項目管理的高級工程技術人才。

網絡工程專業和計算機其他相關專業相比,具有明顯不同的特點。該專業人才的能力可以分解為網絡設備研究和設計,網絡協議分析、設計與實現,網絡應用系統設計與開發,網絡工程規劃、設計與實施,網絡系統管理與維護,網絡系統安全保障等六個方面的能力。這六個方面的能力就相當于六個維度,每個維度的培養內容除了包含基本理論知識,更重要的是實踐能力的培養。

從目前情況看,國內的網絡工程專業在專業定位、培養模式等方面均不成熟,甚至存在爭議。

我校的網絡工程專業是在本校計算機科學與技術學科的基礎上發展而來的。根據教育部《面向21世紀教育教學內容和課程體系改革》的要求,為保證人才培養質量,適應快速發展的信息產業對人才的需求,我們近幾年一直堅持網絡工程專業人才的教學改革與實踐,取得了一些成效,積累了一些經驗。

1 網絡工程專業人才能力分析

網絡工程的知識技能覆蓋網絡互聯的軟硬件設計、研發、生產、測試,網絡應用系統的設計開發,網絡組網工程的方案設計、論證、施工和調試,網絡與應用系統的使用、管理、維護和安全防范等方面。據此我們可以認為,網絡工程專業人才的能力可分解為網絡設備的研究和設計,網絡協議分析、設計和實現,網絡應用系統設計與開發,網絡工程規劃、設計與實施,網絡系統維護和安全保障六個方面的能力。在教學過程中,需要在專業課程的基本原理和方法講解的基礎上引入大量實踐環節,以培養學生理論聯系實踐的能力和對知識的綜合運用的能力,提高其自主研究性學習、創新性研究和科研訓練的能力。

2 網絡工程專業實踐教學體系

網絡工程專業實踐性很強,為了充分培養學生的實踐能力,在課程建設中,我們注意到以下幾個方面的問題。

第一,在專業課程中包含適量的專業課內試驗環節,目的是讓學生更好地理解和掌握專業課程的基本原理和基本方法。

第二,針對各課程設計綜合性實踐環節,以培養學生理論聯系實際的能力和在各個專業方向上的專業知識綜合運用能力。

第三,為了培養學生自學和創新能力,鼓勵學生在高年級參與自主研究性學習、創新研究和科研訓練環節。

第四,為了縮短學生崗前培訓和實習時間,滿足第一任職需求,還設置了畢業前的實訓和畢業設計環節,針對學生第一任職過程中可能遇到的知識、技術、技能、平臺工具進行訓練。

由此,我們在專業實踐中基本形成了以課內實驗為基礎、以課程設計為中心、以各類競賽和創新活動為重要環節、以實習實訓為核心的實踐教學體系[2],如圖1所示。

每個課內實驗一般分配2學時,目的是讓學生加深、鞏固對相關原理的理解和掌握。課內實驗一般是由驗證型實驗、操作配置類實驗和簡單設計類實驗組成,適合于在計算機網絡原理、TCP/IP協議、無線通信技術等課程的學習過程中進行,以加深學生對原理的理解、為后繼實驗打好基礎。這類實驗一般可分為軟件設計類和硬件設計類實驗。軟件類主要是進行基本的網絡應用程序的設計和開發,滿足未來網絡工程建設中的網絡應用系統設計和應用系統間的通信和互聯、數據庫訪問、動態網頁設計等應用系統集成需求。通過這樣的環節讓學生初步了解網絡應用系統的開發思路。硬件類主要是在硬件已有模塊基礎上的總體設計、組裝和仿真等實驗,目的是讓學生熟悉網絡硬件系統設計和開發過程,掌握相關的設計、開發和仿真分析工具的使用方法,為將來在硬件方面的相關工作打下良好基礎。

課程設計分配16個學時,內容是專業方向知識的綜合應用,具有一定難度。一般由老師提供軟硬件系統的總體框架,由學生完善各部分功能,并進行總裝和集成,最后完成設計目標。在實驗組織方面以4到8人組成的小組為單位進行。學生必須完成書寫完整的實踐報告,包括遇到的問題、實踐收獲和體會等內容。通過在專業方向上的綜合性課程實踐環節能夠進一步培養學生理論聯系實際的能力和對專業知識的綜合應用能力。

為了進一步提高學生的實踐能力,擴大知識面,我校積極鼓勵有能力的學生在老師的指導下,利用業余時間和假期參與老師的科研項目、參加學校、企事業單位、省、教育部的各種級別的大學生學科或專業競賽。

實訓和實習的主要目的是縮短第一任職崗前培訓時間,為此,需要讓網絡工程專業的學生學習和掌握將來主要就業行業和領域中可能遇到的主流軟硬件系統開發工具、網絡軟硬件產品功能和配置方法、網絡應用平臺使用方法等。學生的實訓任務可通過在企業、事業單位的見習、在校內實驗和實訓基地完成;實習任務可通過和校外企業或培訓基地合作,讓學生參與的實習環節來完成。畢業設計是大學生專業知識學習后的一次綜合性專業技術實踐鍛煉機會,畢業生通過對經典類和創新類項目的畢業設計,實踐能力能進一步得到提升。

篇5

關鍵詞:工程教育專業認證;網絡工程專業;人才培養方案

我國高等工程教育“科學化”“工程性弱化”等問題導致所培養人才工程實踐和創新能力弱,明顯滯后于新技術引領的新經濟發展需求。為此,各高校相繼開展工程教育專業認證,以期培養具有較強工程實踐和創新能力的高素質復合型工程人才。網絡工程專業是計算機科學與技術、信息與通信工程學科融合而成的新工科專業,是新經濟發展的重要基礎。探索以工程教育專業認證指導網絡工程專業人才培養路徑,以培養具有較強理論基礎、工程實踐和創新能力的高素質復合型網絡工程人才,對網絡工程專業教育有著重要的現實意義。

一、人才培養方案的制定

1.科學定位人才培養目標。“世界經濟論壇”2016年報告《未來的工作(TheFutureofJobs)》指出,到2020年,對工程人才“復雜問題解決能力”的需求(36%)將遠遠超過對“認知能力”的需求(15%)。顯然,理論學習與工程實踐緊密結合的特點,對新工科領域人才培養提出了更高要求。制定網絡工程專業人才培養目標既要充分考慮學校定位、社會需求和辦學條件外,還應著眼于人才成長的全過程,將其現階段專業學習與未來“全面發展”相結合,并形成專業特色。因此,根據網絡工程專業質量規范和認證標準的要求,某高校將網絡工程專業培養目標制定為:具有良好的思想品德、高度的社會責任感和基本的人文素養;能夠將數學、自然科學和計算機科學與技術等學科基礎知識和方法運用于計算機網絡和云計算的工程實踐中;具有工程思想與工程意識,能夠將計算機網絡和云計算專業知識、技術與方法運用于工程實踐中;具有計算機網絡系統和云計算平臺規劃與設計、部署與實施、運行與管理,以及應用開發等方面的工程實踐能力;具備工程師所需的學習與創新、溝通與表達、合作與交流能力,具有良好職業發展力和適應力。對云計算技術的強化是該培養目標的專業特色。2.學習成果明確畢業要求。工程教育專業認證以成果為導向的教育(Outcomebasededucation,OBE)理念需要將培養目標分解為對畢業生專業能力、綜合素質“明確、可衡量、全覆蓋”的具體要求。因此,詳細分析支撐培養目標的能力結構,逆向分解為對培養對象專業知識、能力和素質的具體要求,再將其有形化為學生畢業時應獲得的學習成果,以完全覆蓋對培養目標的支撐需求。網絡工程專業畢業生應具備的“專業能力”要求描述如下。(1)工程知識:掌握數學、自然科學、工程基礎和專業知識,能夠將其理論和方法運用于解決計算機網絡及云計算領域的復雜工程問題。(2)問題分析:能夠運用數學、自然科學和工程科學的基本原理,識別、表達、并通過文獻研究分析計算機網絡及云計算領域的復雜工程問題,以獲得有效結論。(3)設計/開發解決方案:能夠針對計算機網絡及云計算領域的復雜工程問題設計解決方案,設計滿足特定需求的系統、功能模塊或工作流程,并能夠在設計環節中體現工程創新意識,考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素。(4)問題研究:能夠基于科學原理并采用科學方法對計算機網絡及云計算領域的復雜工程問題進行研究,包括設計實驗、分析與解釋數據,并通過信息綜合得到合理有效的結論。3.指標點細化畢業要求。面對工程問題的特殊性和復雜性,畢業要求應根據能力需求的內在邏輯關系逐項分解為“經過選擇的,能夠反映畢業要求內涵,且易于衡量”的指標點。各指標點的達成由若干課程教學、實踐環節或其他輔助教學過程支撐。指標點分解也是培養目標進一步細化為更具體、明確、可評價表述的過程,應體現解決本專業復雜工程問題能力培養的邏輯和建構路徑,以引導教師組織教學,學生有計劃學習。對網絡工程專業“工程知識”畢業要求作指標點分解如下。工程知識:掌握數學、自然科學、工程基礎和專業知識,能夠將其理論和方法運用于解決計算機網絡及云計算領域的復雜工程問題中。指標點1-1:掌握數學與自然科學知識,能夠將其用于計算機網絡和云計算復雜工程問題的定義與描述。指標點1-2:掌握本學科基礎知識與方法,能夠將其用于計算機網絡和云計算復雜工程問題的定義與描述。指標點1-3:掌握網絡工程基礎知識、技術與方法,能夠用于計算機網絡和云計算復雜工程問題的分析與理解。指標點1-4:能夠將學科知識、網絡工程基礎知識、技術與方法用于計算機網絡和云計算復雜工程問題的解決中。4.課程體系規范與優化。培養目標確定畢業要求,畢業要求決定指標點分解,并通過指標點清晰、明確引導專業核心課程設置、師資及教學資源配置,培養目標的達成最終依賴課程體系來實現。課程設置的科學合理,直接決定學生專業知識、能力與素質的構建和培養目標的達成。培養目標的特色性,由課程群(或模塊)明確并在課程學時學分數、教材選擇等中加以呈現。表3是網絡工程專業“工程知識”指標點與支撐課程對應關系。完整的課程體系,包括核心課程名稱、學時學分、授課學期等,還需要依據高等學校計算機類專業教學指導委員會編制的高等學校網絡工程專業規范和網絡工程專業工程教育認證要求進行優化與規范。網絡工程專業“工程知識”各指標點所對應支撐課程如下。指標點1-1:高等數學Ⅰ,大學物理(含實驗),線性代數,離散數學,概率論與數理統計。指標點1-2:大學計算機基礎,程序設計,面向對象程序設計,計算機原理,電子技術基礎,數據結構與算法,數據庫原理與應用,操作系統。指標點1-3:計算機通信技術,計算機網絡,路由與交換技術,云計算技術,Web技術基礎,移動通信與無線網絡,網絡安全技術,軟件工程。指標點1-4:Linux操作系統,網絡工程設計與系統集成,云平臺部署與管理,網絡程序設計,計算機網絡,路由與交換技術,云計算技術,計算機網絡管理,移動通信與無線網絡,網絡安全技術,網絡綜合布線工程訓練,數據庫應用課程設計,軟件工程訓練課程設計,組網工程訓練,云平臺部署與實踐課程設計,數據結構與算法課程設計,專業見習,生產實習,畢業實習,畢業設計。

二、培養目標評價與持續改進

目前,中國工程教育認證協會并未出臺有關達成度評價的指導性文件,需要高校根據自身情況自行設計相關系統。1.達成度評價指標體系。通過一系列指標考查學生的學習成果、課程內容、教學方法和考核方式等是否與對應的培養目標、畢業要求、課程目標相匹配。根據主體不同,可分為校內評價與校外評價兩部分。(1)校內評價:包括畢業要求達成度評價、課程目標達成度評價。由校內專業教師和管理人員依據評價指標考查學生通過學習所達成能力的情況。課程目標達成度評價主要考查學生對相關課程知識的掌握程度和應用能力;畢業要求達成度評價主要考查學生通過系統的課程和實踐環節學習,在畢業時是否具備所要求的知識、能力及素質。(2)校外評價:主要是培養目標達成度評價,通常由社會人士、用人單位、行業代表或畢業校友完成,主要考查學生畢業后5年左右所達到的職業和專業成就是否符合培養目標的要求。評價指標包括應屆生畢業率、一次就業率、畢業生職業和專業成就調查、用人單位滿意度調查、社會輿論調查等。2.建立穩定長效的達成度改善機制。根據達成度評價結果,逆向梳理出培養目標、畢業要求、課程體系、教學內容和方法需要改進的地方,并通過優化課程體系、改進教學方法、改善教學手段加以完善。因此,建立穩定長效的達成度評價機制是持續提升人才培養質量的重要保障,也是工程教育專業認證的核心。以下為某高校達成度評價與反饋系統,包括:(1)課程目標達成度評價:在課程教學完成后,評價課程目標是否達成,并根據結果對教學內容和模式給出改進建議,以提升教學質量。體現為對課程教學目標的完善和后續教學過程的控制。(2)畢業要求達成評價:在學生完成本科學習時,依據所有課程目標達成評價數據,對本屆畢業生是否達成畢業要求進行評價,并給出改進建議。體現為對課程體系的改進及對畢業要求的修訂。(3)培養目標達成評價:是基于社會需求、已經工作五年的畢業生狀態、用人單位意見以及畢業要求達成度評價等對培養目標達成情況進行分析和評價。培養目標評價所給出的建議,體現為對專業培養目標的調整,保障畢業生能持續適應社會需求的變化,使整個評價機制成為一個長效的閉合系統。

篇6

關鍵詞:網絡工程;柔性化;實踐教學

作者簡介:趙治國(1977-),男,湖南邵東人,南華大學計算機學院,講師;譚邦(1973-),男,湖南隆回人,南華大學計算機學院,講師。(湖南衡陽421001)

基金項目:本文系2011年湖南省普通高等學校教學改革研究項目(項目編號:湘教通2011-315-193)、湖南省2009年研究生精品課程項目(項目編號:KC2009B021)、南華大學2009年高等教育研究與改革項目(項目編號:2009ZZ027)的研究成果。

中圖分類號:G642.0     文獻標識碼:A     文章編號:1007-0079(2012)10-0110-02

網絡技術的迅猛發展和互聯網的普及帶動了與此相關的網絡工程專業人才需求的大幅增長,網絡工程專業順應人才市場潮流成為各類院校開設的熱門專業之一。然而,各院校人才培養模式趨同,網絡工程專業難以辦出特色,這種現象必將導致該學科畢業生就業壓力增大,大量畢業生步入社會卻得不到用人單位的青睞。[1]網絡工程專業是面向計算機網絡規劃、組建、安裝、管理、維護與應用的專業,培養具有計算機通信與網絡基本理論、網絡軟(硬)件開發技術,從事網絡信息安全應用、計算機網絡管理與維護、計算機網絡系統設計與開發工作的高層次專業技術人才,是一個實踐性很強的專業。因此,網絡工程專業的實踐教學在學生的專業培養中一直是重中之重,必須將原有的比較呆板的“剛性化教學體系”改變為適應學生個性化發展的“柔性化實踐教學體系”。[2,3]如何開展網絡實踐教學課程,規范實踐教學,建立與理論教學相協調的實踐體系,保證和提高實踐教學質量,是值得探討和研究的問題。

一、正確定位理論與實踐教學關系, 突出實踐與創新能力培養

作為應用型本科院校,應將實踐能力、創新精神和創新能力的培養作為學生專業培養中的重中之重。但在實際實施時也不能過分強調實踐教學而完全淡化理論教學,如果只教學生如何做而不告訴學生為什么這樣做,將學生培養成機械工、操作手,學生所學知識僵化。當環境、條件稍有變化時,他們往往無所適從,影響學生在今后工作中的發展空間。[4]正確的方法是根據社會對人才的需求,確定實踐教學內容,以實踐教學內容定位理論教學內容,對理論教學內容做大膽而合理的取舍,使學生既有扎實的網絡工程專業理論知識,同時又具有實際動手操作能力、符合單位要求的實踐性高科技專業人才。

二、構建柔性化的實踐教學體系,適應就業需求

柔性化培養模式并不是簡單地減少課程數量,更不是降低培養質量,放任學生不管,而是摒棄傳統培養模式過于剛性化所造成的不足,使得學生對課程模塊、對專業方向的選擇空間和自由度增大。

1.以社會需求為指導準則靈活地調整實踐課計劃

高校培養人才的專業和素質必須面向社會的需要,根據人才市場需求和實習單位的反饋意見,針對教學重理論、輕實踐的現象,將理論課程與實踐課程進行均衡,保留計算機學科經典原理與算法的基礎理論課,精簡那些內容陳舊的必修課程,增加選修課。同時,增加了實踐課的課時與學分,將實踐教學慣穿于整個教學過程的各個教學環節,加強課堂中的案例教學,并對實踐課的評價機制進行了調整,嚴把實踐課質量關。

2.構建柔性化的實驗課程模塊

我們根據當前網絡工程專業的市場需求,靈活設置課程,既重視計算機基礎理論又突出實踐應用。構建模塊化課程體系的主要思路就是將網絡工程專業的知識分解成一個個知識點,再將各個知識點按其內在的邏輯關系組合成相對獨立的單元,然后按必修課、選修課加以組合,構成模塊,由不同模塊的有機結合形成課程體系。[1]通過調整、增刪單元和模塊,實現教學內容的新陳代謝,通過調整模塊化的組合方式,實現專業方向的調整。模塊式的課程結構模式能夠較好地解決傳統課程體系過于強調“剛性”的不足,使課程設計體現靈活柔化。

在網絡工程專業中設置大量的實驗課程模塊,加強學生基本實踐能力的培養,這既考慮到了知識本身的邏輯體系,同時還兼顧了學生的身心發展規律和興趣、愛好。我們將網絡工程專業的實驗教學中的實驗設計分為基礎實驗、綜合實驗和創新實驗三個層次。按照“基礎適宜,應用具體”的原則,將以上三個層次的實驗設計圍繞五個實驗模塊來開展實驗教學,即網絡設備模塊、網絡環境組建模塊、網絡程序設計模塊、網絡仿真模塊以及網絡系統設計模塊,從而形成了具有本校特色、結構合理的實驗課程體系。

3.構建柔性化的層次實踐教學體系

網絡工程是一門非常重視學生實踐動手能力的培養和需要實踐教學環境的專業,專業基礎課和專業課都開設了實驗課。此外,還設置大量的實踐課程模塊,加強學生的實踐能力、綜合能力和素質的培養。

我們將實踐教學慣穿于整個教學過程的各個教學環節,包括認知實習、大型作業、各相關專業課的實驗課、課程設計、畢業實習、畢業設計、崗前培訓、公司實習、參與老師項目和參加大型競賽等。針對不同階段、不同能力的學生,我們采用層次實踐教學方式,即安排不同層次的實踐內容與不同的教學方法,從而形成柔性化層次實踐教學體系。實踐教學是為了培養學生的操作能力、應用開發能力和研究創新能力。根據能力層次性特點,將柔性化實踐教學體系結構分為三個層次,如圖1所示。

(1)基本實踐。基本實踐是整個柔性化實踐教學的基礎,培養學生的基本操作能力,主要包括認知實習、相關課程的基礎實驗和大型作業。認知實習一般安排在大二的第一學期,組織學生去企業參觀學習,通過見習讓學生對計算機行業有一些感性體驗,避免學生由于不了解從業素質而對一些經典原理性的基礎理論課不重視的現象發生,使學生盡可能將學習內容和實際應用結合起來,明確自己的興趣與特長,實現對自己的職業定位。基礎實驗是對基本理論知識的驗證,加深學生對書本基本理論知識的理解。布置大型作業是考查學生對某課程或已學課程知識的連貫應用起來,從而能解決一個實際小問題。

(2)綜合實踐。綜合實踐是整個柔性化實踐教學的關鍵,該層主要是培養學生應用開發及工程實踐技能的綜合能力,主要實踐模塊包括相關課程的綜合實驗、課程設計、畢業實習、畢業設計、崗前培訓、公司實習。綜合實驗是考查學生對所學課程理論的綜合運用,實驗可以設計一個人單獨完成或小組協作完成;課程設計要求每一個學生獨立設計并完成一個課題;畢業實習是在大四期間由學校統一安排在校外實習基地進行而公司實習由學生自己在大四期間聯系進行,學生在實習單位老師或師傅的帶領下參與網絡工程相關項目的設計與建設過程,是學習網絡工程綜合實踐技能和提高工程實踐能力的有效途徑;崗前培訓是學生在大四期間自愿選擇一個有實力的IT培訓公司進行路由與交換技術、網絡設備與管理技術、網絡應用軟件開發、嵌入式Linux等培訓,提高學生的就業競爭力,縮小了與用人單位實際要求的差距,也縮短進入工作狀態的周期。

(3)創新實踐。創新實踐包括研究型性和應用性實踐。研究性實踐主要結合相關課程的創新實驗、湖南省大學生研究性學習與創新性實驗計劃項目、參與老師的課題與項目、參加ACM競賽和大型網絡競賽等,對相關領域的前沿問題或研究熱點問題展開研究。應用性實踐是將所學理論在社會相關領域中推廣應用的實踐,或針對社會存在問題進行的科學研究,把知識轉化為生產力,培養學生社會實踐應用能力。[6]這類實踐主要發揮學生的主觀能動性,使他們大膽提出不同的觀點和見解,通過科學研究,獲得新的結論,培養學生的創新精神和自主研究創新能力。

三、實踐教學平臺的實施

1.校內網絡實驗室

網絡實驗的硬件和軟件配置是實踐教學的關鍵。基于整個校園的網絡環境我們采用了華為和思科兩種不同廠商的設備建立了中心機房結構圖。(如圖2)一個華為S8505中心交換機通過光纖架連接南北校區,通過華為S2403交換機連接局域網內計算機;一個CISCO3600路由器通過防火墻與校內中心交換機相連。專業實驗室和基礎實驗室通過交換機與中心機房相連。內部網絡拓撲結構圖如圖3所示。

針對現在網絡設備更新速度太快和設備保養的原因,開發了基于構件的虛擬網絡實驗平臺,通過軟件仿真網絡設備使學生在模擬真實網絡環境自由進行網絡實驗。這樣可以培養學生的實驗創新能力,通過自己分析完成實驗,也可以改進實驗和設計實驗,在這個基礎上,再通過教師教學,真實實驗,加深學生對專業知識的理解和掌握,使他們在學習過程中就受到科學實驗的初步訓練,以提高學生分析問題和解決問題的能力,并促使學生學習的理論知識能夠學以致用。

2.校外實訓基地

由于就業崗位發展變化很快,校內的實踐條件不可能完全滿足實踐教學要求,為了提高應屆畢業生的就業競爭能力以及更快地適應公司的就業崗位,南華大學通過與湖南省、江蘇省、上海、廣東省等沿海一些著名的與網絡工程相關的IT公司和通信企業合作,建設了一批適合互聯網與通信行業發展和適合信息產業對網絡技術人才要求的校外實訓基地,補充學校實訓條件的不足和缺陷。校外實訓主要是培養學生的綜合實踐能力,學生在實訓單位中通過了解IT企業的產品研發過程,將學校課堂上所學的專業理論知識和實際IT產品研發相結合,加深對理論知識的理解和掌握,為培養高水平網絡工程人才創造了必要的實踐教學條件。

四、結束語

通過對國內外著名計算機院校的網絡工程專業實驗教學體系和方法以及國內對網絡工程專業人才知識結構、人才規格需求的調研,整合各種實驗課程的教學內容和方法,構筑網絡工程專業實驗設置的框架,確立了理論和實踐、能力和知識相結合的實踐性人才培養規格,既按網絡工程專業的培養計劃培養人才,同時又根據社會的需要設置柔性化的實驗教學體系,并按這種柔性化的實驗教學體系培養出具有扎實的專業理論基礎、素質全面、實踐動手能力和創新能力強的現代社會急需的高級網絡工程技術和網絡應用人才。

參考文獻:

[1]譚敏生,李憶華.計算機學科柔性化人才培養模式研究[J].計算機教育,2009,(23):70-73.

[2]孫愛東.以柔性的教學計劃培養創新人才[J].教育與職業,2008,(8):65-66.

[3]仝興華,劉衍聰.探索柔性培養機制 創新人才培養模式[J].中國大學教學,2006,(9):46-47.

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能力培養是高校工程應用型專業學生培養的首要任務,強化能力培養需要有完善的理論教學體系和實踐教學體系,并盡可能做到與用人單位需求的“無縫銜接”。

1)課程設置和教學方法要與市場接軌

目前很多高校網絡工程專業的課程體系只注重理論知識的培養,實用技能的訓練相對不足,尤其是課程內容滯后于專業技術的更新與發展,案例教學、項目教學內容極少,導致學生在實際工作中分析問題和解決問題的能力較弱。在教學方法方面,很多高校雖然基本上采用了理論與實踐相結合的授課方法,但對學生職業技能及動手能力的培養相對不足。社會需要的網絡技術人才應具有較高的職業素質、較強的實踐能力,因此,傳統方法的學生難以滿足職業崗位的要求,唯有產學結合,尋求行業的支持,將學生派出去,將工程師請進來。計算機網絡技術的快速發展要求從業人員必須不斷更新自己的知識,因此,必須建立與企業長期、穩定合作的產學研機制,基于崗位技能分析,將課程針對崗位群組織成模塊,讓學生有明確的學習路線圖,能夠按需應變、結合個人興趣進行選擇;實行“點面”結合,重點突出動手能力,按照市場和企業對學生要求的實際技能設置課程,少一點原理溯源、定律推導,多一點具體設計、編碼規范、組網配置、故障排除、網絡攻防、測控方法等實用知識。

2)課程體系要遵循企業主流技術

課程體系指對專業課程結構設置的思路,包括開設的主干課程、課程深度、教學特色、教學安排等;一流大學的網絡工程專業往往利用名牌大學的各方面資源,例如在授課上,請國外專家講學,采用雙語教學等;在課程設置上,根據國際先進技術的發展,動態地調整專業方向和課程設置;實踐上,將充分利用國家級大型實驗室等;同時和一些有實力的大型軟件企業合作建立實踐基地,充分體現其雄厚實力,培養項目經理和架構師等高級人才。但是,對以培養技術應用型為主要任務的一般地方高校而言,強調的是畢業生與企業需求的接軌,應以實用、夠用、管用的思想進行,遵循企業項目開發的技術路線來開設專業課程,擬訂網絡工程專業的教學計劃。

3)專業設置要順應職業招聘趨勢

根據網絡工程專業人才職業崗位需求分析,結合對部分企業人士和畢業生的訪談調查結果,適合地方高校學生學習的計算機網絡應用技能有:嵌入式網絡終端設計、網絡攻防、網絡安全管理、網絡程序設計等。地方高校要服務于地方產業經濟,其專業設置應適應當地經濟發展狀況,根據當地產業結構和畢業生就業面向,設置相關的專業方向[3],配置不同組別的課程達成各個技能方向的培養目標。

4)基于企業實際環境建設課堂教學環境和實驗實訓環境

為了使學生在畢業時能趨近企業要求,必須盡可能使我們的實驗室軟硬件環境接近或等同企業開發環境,譬如我們采用與企業同樣的網絡實訓環境;讓學生按網絡工程規范進行基于真實項目的模擬實訓。

5)強化項目設計和課程設計

在教學設計上,我們強調在教學中增加案例分析以及以項目設計帶動教學的理念,提高培養效率。例如,強調以學期為單元打通主干專業課程,以一體化思想連接每學期的課程設計,用綜合實訓項目設計取代以前各科分離的課程設計,為每門課程準備來自企業案例的實訓項目,同時,采用多種手法進行互動式教學。現代企業分工不斷細化,強調團隊合作,為了培養學生的團隊合作精神,感受企業真正的工作流程,我們盡量讓課程項目采用真實企業案例教學,幫助學生在畢業后更快地融入企業工作環境。

6)加強技能型教師隊伍建設

很多高校老師理論水平高,而實踐技能相對薄弱。為提高教師的職業實踐經驗、新技術實踐能力以及案例教學、項目教學、創新教學、互動教學的能力,應該有計劃有步驟地實施教師培訓,鼓勵學校教師與企業網絡工程師溝通研討,加速技能的培養。與此同時,應多渠道充分利用社會資源充實教師隊伍,如聘請計算機網絡相關行業的工程技術人員擔任兼職教師,聘請有經驗的IT企業技術人才舉辦講座、指導學生實踐課程等,實現教師隊伍的多元化。

2就業能力培養的探索與實踐

華南農業大學在探索與實施就業能力培養方案中以學生工程實踐能力培養為重點。對于工程實踐能力培養,我們主要采取4種方式:聘請企業資深工程師為學生授課、深入企業進行實習和實踐、科技創新項目驅動教學方式和學科競賽驅動教學方式。此外,在部分實踐教學環節中,我們將以上4種方式中的2種或3種結合在一起,形成綜合的實踐方式。

2.1聘請企業資深工程師授課

通過和企業共同研究,我們主要以提升學生的潛質和發展后勁為培養目標,但是單純通過學校講授課程很難達到這樣的效果。企業資深工程師擅長網絡工程標準與規范、網絡工程項目管理、網絡工程師職業認證、網絡工程師職業道德與責任等課程,因此,在第二和第三學年,我們聘請具有豐富工程實踐經驗的企業資深工程師為學生授課。該類課程具有很強的工程色彩和實踐特點,有利于提高學生的工程實踐能力。

2.2深入企業進行實習和實踐

在大學四年的培養計劃中,我們將專業認知與實踐中的部分內容以及專業實習、企業實踐和畢業設計幾個環節安排在企業中進行,讓學生在不同層面和企業進行最直接的接觸,參與企業的活動甚至參與企業的項目開發。第一學年,我們安排學生進入校內外實習基地真實接觸和了解各種不同規模的網絡。第二學年,我們陸續聘請工程技術人員開展一些工程基礎類課程的講授,然后安排專業實習,帶領學生進入企業實習基地全面接觸和了解企業工程項目的設計和施工過程,樹立工程化理念。第三學年,我們聘請工程技術人員指導學生提高工程實踐能力。典型的工程實踐教學包含專業實習、企業實踐和畢業設計3個環節。專業實習從工程的角度加深學生對專業知識的理解和掌握,為后續專業課程和實踐教學環節的開展奠定基礎,該環節安排在第二學年末或第三學年初。企業實踐安排在第三學年末或第四學年初。我們采取以合作企業實踐基地為主,學校或學生自選實習單位為輔的方式,學生和實習單位進行雙向選擇,將學生分散到不同的企業進行頂崗實習。在整個企業實踐過程中,通過參與實際工程項目和應用系統開發,學生可以初步具備實際工程項目的分析、設計、實施、管理和維護能力。我們注重將企業實踐與畢業設計相結合,引導和鼓勵學生在進行企業實踐的單位選擇合適的指導教師和合適的畢業設計題目。

2.3科技創新項目驅動教學方式

科技創新項目驅動教學方式將學生的學習活動與實際的創新項目和工程項目相結合,通過教師的激發和引導,讓學生在“做”項目的過程中,有針對性地“學”專業知識和技能,在“做”的過程中主動發現問題并共同分析問題,最終有效地解決問題[5],因此,應大力鼓勵與培養學生主持和參與科技創新項目。我們選擇具有較強工程實踐背景的專業導師擔任學生的項目指導老師,每人負責3~5個項目組,具體項目來源可以是學院、學校、省和國家立項的科技創新項目,也可以和校內外實習基地一起精選合適的工程項目。為提高學生的創新實踐能力,我們鼓勵學生定期主辦、承辦和參與科技創新活動,這些科技創新活動包括:華南農業大學校園IT文化節、華南農業大學程序設計比賽、華南農業大學嵌入式比賽、華南農業大學科技創新項目、華南農業大學“紅滿堂計劃”項目、華南農業大學“挑戰杯”選拔賽、信息學院軟件學院的優秀畢業設計作品比賽、軟件作品設計比賽等。

2.4學科競賽驅動教學方式

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[關鍵詞]網絡工程;社會需求;人才培養;理論教學;實踐教學;改革與創新

中圖分類號:TB-4 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)36-0001-01

1 引言

網絡工程專業是綜合了計算機技術、網絡技術和通信技術的一個新型專業,是一門由多個學科交叉滲透的新興綜合性專業。隨著網絡應用環境的日趨復雜,國家信息化建設的推進,培養面向社會需求的網絡工程專業人才就顯得尤為重要,加強對網絡工程專業人才培養教學模式的創新與改革,對培養具備網絡規劃與設計,網絡應用系統開發,網絡管理維護,網絡測試,網絡構架等能力的高素質網絡人才,具有重要的理論意義與應用價值。

2 理論教學方面

在培養學生具有良好的職業道德、行為規范、創新意識和團結協作精神的同時,還應具有本學科、專業必需的基礎理論、基本知識,基本技能,一定的人文科學、自然科學和社會科學等綜合素質。

2.1 突出專業特色

網絡工程專業是一門具有扎實的數學基礎和電子技術基礎,并力爭培養具有計算機與通信應用系統開發及應用,掌握網絡工程的基本理論和技能的專業性人才的綜合性學科, 與傳統的計算機相關專業相比,更強調實踐性、應用性和技術性,具有知識面寬, 就業面廣,工作上手快, 發展后勁足, 社會適應型強的特點。依據本專業的特點,除堅持傳統基本課程的教授外,增加了《網絡操作系統》、《局域網技術與組網工程》、《計算機網絡安全》、《計算機網絡管理》等專業必修課程。

2.2 培養計劃系統化

根據學校的指導思想、基本原則、具體要求和培養目標設計科學合理的課程體系,專業課程的設置要少而精,課程內容要精而新,能夠反映科技的進步和發展。并從專業培養目標,專業定位與特色,培養要求,修業年限,主干學科及主要課程,學位課程,畢業標準及學位要求,教學進程安排等方面系統化的制定培養方案。

2.3 教學內容與課程體系改革

(1)基礎課方面

加強基本知識、基本理論及基本技能的積累。網絡工程專業的課程體系基本涵蓋了計算機硬&軟件、數據傳輸與通信、計算機網絡等方面的內容,壓縮或調整了原有計算機學科的部分課程,設置了《離散數學》、《面向對象程序設計》、《數據結構》、《數字電子技術》、《數據庫原理及應用》、《Oracle數據庫應用》等課程。

(2)必修課方面

從培養網絡工程人才的需要出發,面向社會需求設置了網絡系統構建、網絡安全管理、網絡應用開發等多個方向,學生可以根據自己的興趣特長選擇相應方向的課程學習。除開設傳統課程《計算機組成原理》、《計算機網絡》、《Java程序設計》等必修課外,還依據專業特點開設了《網絡通訊基礎》、《網絡操作系統》、《計算機網絡安全》、《計算機網絡管理》等課程。

(3)選修課方面

除開設《網絡協議工程》《網絡編程》等專業選修課外,還開設了系列跨專業任選課供學生選修,如自然科學類、人文社科類等,著重培養學生的思維能力和創新能力。所設各門課程中,選修課占20%,符合人才培養的實際需要。

2.4 建設高素質教師隊伍

高校師資隊伍建設是大學的第一源泉,鼓勵和引導廣大教師研究、學習新的教育理念,加強教學方法的探索和運用;鼓勵講授與自學相結合、輔導與研究相結合、理論與實踐相結合的授課方式,具體從以下幾個方面加強師資隊伍建設:

(1)進一步在年齡結構、人員結構、學緣結構,知識結構,職稱結構等方面優化師資隊伍建設。

(2)培養行業拔尖人才、學術骨干、學術帶頭人,加大教師培訓力度,適應多學科相互滲透、科技不斷進步的綜合性的發展趨勢。

①委托培養方式:學校定期選派一些骨干教師到企業中參與相關工作,比如網絡相關企業中參與某項目的開發研究和實施,開拓教師視野,豐富教學內容,改進教學效果。

②職業資格認證:鼓勵和支持網絡專業教師,參與CISCO,銳捷,華為3COM等網絡專業學習,培訓和認證。

3.健全教師管理機制,改革教師評價制度。

教學質量監控體系是教學質量保障體系的核心,只有形成了長效機制并不斷發展和完善,才能保證教學質量不斷提高。

4.加強師德師風建設

3 實踐教學方面

實踐教學是培養網絡工程專業特色人才的重要途徑。根據專業特點,制定培養計劃時,設置了以實驗操作為基礎、課程設計為主線的實踐教學內容體系。在網絡工程專業的理論課程體系中,80%以上的專業基礎課程與專業方向課程都安排了相應的實驗或上機環節,在專業教學過程中系統地培養學生的實驗技能。以技術應用能力培養為目標改革實驗教學環節,通過實踐教學培養學生完成知識的串聯和解決實際問題的綜合能力。

3.1 以社會需求為導向,定位網絡工程人才培養

隨后網絡日新月異的發展,對網絡工程的人才培養提出了更多和更高的要求,學生除需具有較為寬厚的理論基礎和扎實的實踐動手能力外,還需具備較強的終身學習能力和獨立處事能力、創新意識和創新能力。

3.2 深化教學改革,培養創新能力

在實驗類型上,將每門課程的實驗分成驗證性實驗,綜合性實驗和設計性實驗三個層次,

在教學方法上,采用問題,任務和案例,項目實施等方式,培養學生能夠提出問題,設計方案,方案實施,設備調試,撰寫文檔,溝通與協作等方面能力,從而全面加強學生工程素質和工程實踐能力。

3.3 開設專題講座

從企業聘請具有一定的工程背景,工程意識和實戰經驗的工程師來學校開設專題講座,譬如大數據,云計算,物聯網,IOS,微信研發等方面,使學生了解本學科,本專業的前沿動態和發展趨勢。

3.4 加大實驗室的建設和開放力度

與當今比較流行的網絡培訓和認證公司建立合作關系,譬如CISCO,吉大中軟,銳捷,華為3COM等資深網絡企業合作,定期把教師派到企業進行培訓鍛煉和技術交流。延長實驗室開放時間,提高學生的專業實踐能力,并為學生勝任網絡工程師,網絡架構師,網絡管理員等角色打下基礎。建立一個由基礎課實驗、專業課實驗和課程設計、專業實訓和畢業設計、課外活動和社會實踐等組成的、較完整的梯次遞進的實踐教學體系。

4 結論

網絡工程專業培養主要從事掌握網絡工程的一般設計、開發、組建、管理和維護,深刻理解網絡內部的結構、運作方式,對網絡的工作原理有深刻的認識,掌握網絡信息的管理技能的人才。所以網絡工程專業應該根據社會需求、學校特點、專業特點、師資特點和學生特點,確定準確、具體的專業培養目標,并圍繞該目標開展有效的教育教學活動,以實現在社會需求多樣性和辦學條件差異性條件下的各類教育資源充分的利用化和能力培養的最大化。本文從培養目標、課程設置、實踐環節等方面進行了一些研究與探索,并針對各種現象和問題提出了一些改革建議,提出并實踐符合網絡工程專業人才培養的理論體系與實踐環節,探索出一條以提高學生學習能力,實踐能力和創新精神為核心的網絡工程專業人才培養道路。

參考文獻

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1.教學過程與專業證書考試相結合

目前許多單位招聘往往對有專業證書的畢業生優先考慮,與網絡類課程相關的證書有很多,特別是國家人事部和信息產業部對全國計算機與軟件專業技術人員進行的職業資格和專業技術資格認定考試中的網絡工程師考試。參加這種考試并取得相應級別的資格證書,是大多數用人單位聘用計算機技術與軟件專業工程師系列職務的前提。為了使學生在校期間通過網絡工程師考試,具有網絡工程師資格,在計算機網絡類教學過程中,將教學內容和網絡工程師考試大綱結合起來,在教學過程中突出網絡工程師考試的重點,并且將歷年試題按知識點區分后在課堂教學中對學生提問檢查,一方面可以加強和學生的互動,另一方面可以加深學生對知識點的理解和記憶。例如在計算機網絡課程中講到信號編碼時,理論的編碼規則和編碼效率計算等學生不容易掌握,可在理論知識介紹完后在課件中加入網絡工程師中的真題,對學生進行提問加深理解。此外,網絡工程師考試中還涉及了編碼中的漢明碼、雙極性碼和NRZ-1碼等,這些內容教材沒有涉及,在課堂中補充后對學生參加網絡工程師考試有很大的幫助。

除了網絡工程師考試外,還有思科認證的CCNA、CCNP和CCIE考試,華為3COM的認證考試和計算機等級考試新增的四級網絡工程師考試等。教師熟悉這些試題后穿插在教學過程中,不但可以豐富教學內容,而且對學生通過專業證書考試有極大的幫助。

2.實踐教學與提高動手能力相結合

許多單位在招聘時希望盡量縮短新員工的培訓時間,員工一到工作崗位上就能馬上接手工作。目前的大學教學過程中理論教學時間多于實踐教學時間,造成了大多數學生動手能力不強的現實問題。實際上,堅實的理論基礎與實踐能力是相輔相成、緊密聯系的。作為本科教學不可缺少的一部分,實踐教學有著自身的獨到特點[2]。在實踐教學中讓學生動手參與,對提高學生動手能力和競爭能力起著重要作用。大學教育中實踐教學由實驗、課程設計和校外實習組成,目前多數學校存在著三者各自為政、不能形成一個統一體系的問題,無法讓學生從局部到整體全面掌握,學生的動手能力無法得到系統的提高,走上工作崗位易與實際脫節。我們在計算機網絡類課程實踐教學改革中,把實驗、課程設計和校外實習三者結合起來,學生對網絡重點知識和各種規模的網絡均有一定的動手實踐,形成一個統一的具體的認識體系。例如,網絡中的服務器和重要協議等內容在實驗中讓學生動手理解和掌握;小型局域網網絡組建和設備配置等內容在課程設計中完成;在校外實習中通過參觀操作等方法讓學生了解廣域網相關設備配置、運行和維護。學生通過實驗室中的實驗配置,不但理解了網絡中的重要知識點,而且動手能力有較大的提高;通過課程設計的學習,掌握了小型網絡的組建,了解到了最新的設備種類、信息和配置方法;通過校外實習的學習,了解到了大型網絡運行使用設備情況,不僅培養了動手能力和創新能力,而且進一步加深了對基礎知識的掌握,打下了堅實的理論基礎。

將實驗、課程設計和校外實習三者結合,讓學生參與到實踐中,提高了學生的動手能力,為學生能更好地適應工作崗位做好了準備。[來

3.教學過程與提高綜合能力相結合

在激烈的就業競爭下,應屆畢業生不僅要有專業文化知識,還要有良好的表達能力、學習能力、交際能力、管理能力和創新能力等。21世紀需要能夠充分發揮自己的綜合能力,能夠發現問題、解決問題、善于溝通,能夠提出構想、更好地適應多種工作崗位的人才。筆者在幾年的教學過程中發現,一些學生的表達能力和創新能力不足,學生習慣了固定的思維模式,習慣了規規矩矩地做事、答題,甚至出現了不敢貿然作答的謹慎心理,這種現象不是個別的,而是普遍存在的[3]。為了多方面培養學生,教師在教學過程中應有意識地加入一些互動元素等,以提高學生的綜合能力。在教學過程中,分組討論、課堂游戲和學生講述等均能使學生的綜合能力有一定的提高。例如,在講述網絡信息傳遞時,傳統的講授方式較抽象,學生不易理解,改用游戲方式,把一張紙作為需要傳遞的信息,學生扮演網絡中的節點和層次結構,通過學生之間傳遞紙張模擬信息的傳遞,學生在傳遞的同時講述自己扮演角色的作用。這種方式不僅能增加課堂的趣味性,而且對學生的表達能力和表現能力有很大的幫助。在講述局域網組網方式時,學生分成兩組,分別準備自己的組網方案,在課堂上首先互相辯論各自方案的優缺點,最后達成一種統一的方案。這種方式能鍛煉學生的組織能力和管理能力等。過去“教師教,學生學;教師講,學生記;教師想,學生聽”的教育方式限制了學生創新能力的發展,教師讓學生自己組織一個教學知識點,在課堂上講述給同學,可以給學生自由發揮的空間,鍛煉學生的學習能力、創新能力和表達能力等。

教師是課堂上的主導,不僅起到傳授知識的作用,更重要的是引導學生思維,帶動學生思考,啟發學生探索、創新[3]。教師有意識地與學生互動,建立交互式的學習法,對學生綜合能力的提高有極大的幫助。

4.教學過程與新知識新技術相結合

網絡的飛速發展帶動了網絡技術和網絡知識的快速發展,傳統的書本知識無法滿足實際應用飛速發展的需要,部分學生有“學校學習無用”等論調。教師在教學過程中除了讓學生掌握課程的基本理論和基本方法外,還應讓學生了解目前的科技發展趨勢,掌握本學科的發展動態,了解前沿的研究領域等,這樣能開闊學生的視野,擴大學生的知識面,為學生更好地走上工作崗位做準備。例如,在計算機網絡教學中,教材中沒有涉及3G、WiFi和藍牙通信等,但在實際中有很多應用,一些畢業生工作會從事相關工作,教師在教學過程中,增加這些知識點的介紹,不但能提高學生的學習興趣,而且能使學生了解實際應用的知識。此外,新知識新技術的介紹也可以為進一步深造的學生提供一些研究方向的參考。

此外,教師在教學過程中應充分調動學生學習的主動性和積極性,指導學生參與科研項目,使學生盡快完成從被動學習者到主動思考者的轉變,為在就業競爭中具有較大優勢做充分的準備。

論文關鍵詞:就業網絡類課程教學改革

論文摘要:在嚴峻的就業形勢下,如何改革教學過程,使學生在就業競爭中具有較大優勢是一個突出的問題。針對這一問題,本文作者將教學過程改革與專業證書考試、提高學生動手能力、提高學生綜合能力和擴大學生知識面相結合。經過幾年的教學實踐證明,該改革提高了學生的動手能力和綜合能力,對促進學生就業起到了積極作用。

參考文獻:

[1]21世紀經濟報道.一季度高校畢業生簽約兩到三成[EB/OL].http:///jjbd/2009/04/24/6187206.shtml,2009-04-24.

篇10

(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建設的專業課程。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。

二、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。

三、結語