网络工程综合课程设计范文

时间:2023-10-07 18:08:42

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网络工程综合课程设计

篇1

关键词: 网络工程课程 综合实验设计 应用能力 动力实践能力

1.引言

网络工程是指按计划进行的以工程化的思想、方式、方法,设计、研发和解决网络系统问题的工程。很多高校计算机科学与技术专业及网络工程专业开设了网络工程方向课程。该类课程的特点是“专业务实、学以致用”,通过该课程的学习,学生加深了对网络基础知识的理解,充分掌握了路由器、交换机等网络设备的基础配置方法,全面理解了网络与实际生活的联系及应用。实践是该课程教学的重要环节之一,在实践教学中设计综合实验环节可以进一步培养学生理论联系实际的设计思想,训练综合运用所学的计算机网络基础理论知识,结合实际网络设备,解决在设计、安装、调试网络中所遇到的问题,从而使基础理论知识得到巩固和加深。学生通过综合实验学习掌握网络设计中的一般设计过程和方法,熟悉并掌握运用二层交换机、三层交换机、路由器和防火墙的配置技术。另外通过实验,可以掌握组建计算机网络工程的基本技术,特别是网络规划、交换机路由器等网络设备的基本功能与选型及网络应用服务器的基本配置,同时提高学生的应用能力和动手实践能力。

2.实验要求及知识点说明

通过该实验要求学生掌握小型企业综合网络设计的一般方法,实现企业内部网络的设计与互联、实现企业内部网络中的重要部门网络逻辑隔离、企业数据中心网路配置与优化、成功配置企业网络服务器、实现企业网络与互联网络的接入功能、实现异地办公用户的远程安全接入等。

该实验涉及的主要知识点说明:(1)Vlan(Virtual Local Area Network)即虚拟局域网。VLAN可以把同一个物理网络划分为多个逻辑网段,因此,Vlan可以抑制网络风暴,增强网络的安全性。(2)VTP(Vlan Trunk Protocol)即VLAN中继协议。VTP通过网络(ISL帧或cisco私有DTP帧)保持VLAN配置统一性。VTP在系统级管理增加、删除、调整的VLAN,自动地将信息向网络中其他的交换机广播。此外,VTP减小了那些可能导致安全问题的配置,便于管理,只要在vtp server做相应的设置,vtp client就会自动读取vtp server上的vlan信息。(3)STP的全称是spanning-tree protocol,是一个二层的链路管理协议,它在提供链路冗余的同时防止网络产生环路,与VLAN配合可以提供链路负载均衡。(4)WLAN(无线局域网)提供企业员工通过无线方式接入企业网络。(5)静态路由和动态路由。(6)网络地址转换(NAT,Network Address Translation)被广泛应用于各种类型Internet接入方式和备种类型的网络中。原因很简单,NAT不仅完美地解决了lP地址不足的问题,而且有效避免了来自网络外部的攻击,隐藏并保护了网络内部的计算机。NAT的实现方式有三种,即静态转换Static Nat、动态转换Dynamic Nat和端口多路复用OverLoad。(7)ACL(Access Control List,访问控制列表),简单说就是包过滤,根据数据包的报头中的IP地址、协议端口号等信息进行过滤。利用ACL可以实现安全控制。(8)VPN,虚拟专用网络(Virtual Private Network,简称VPN)指的是在公用网络上建立专用网络的技术。(9)动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol,DHCP)是一个局域网的网络协议,使用UDP协议工作,主要有两个用途:给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址,给用户或者内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段。

3.实验步骤

(1)通过资料查阅和学习,研究部分企业网络设计案例,了解园区网络规划、设计的一般方法。

(2)完成需求分析,并根据需求分析完成企业网络的总体方案设计,确定网络逻辑拓扑结构和所采用的网络技术、主要设备的性能指标,进而完成设备的选型,并选用相应的网络连接技术。

(3)根据设计内容与具体要求,采用Packet Tracer 5.0模拟软件实现企业网络拓扑结构,完成网内的逻辑连接,完成IP地址规划和分配,并完成Web服务器、FTP服务器、电子邮件服务器的部署。

(4)在Packet Tracer 5.0模拟软件中,完成对网络设备的配置,具体地可以按照以下顺序进行配置:①VTP创建;②VLAN配置;③WLAN配置;④路由器互联配置;⑤服务器配置;⑥VPN配置;⑦DHCP服务及配置。

4.示范方案

为了完整地体现实验的综合性,特设计如下示范案例,其拓扑见下图,在该案例中,由一个路由器1841和电信服务商相连,该路由器主要负责外部连接和内部主机;从路由器向下连接一个三层交换机,在该三层交换机上实现VTP管理和跨交换机间的VLAN之间通讯;企业部门办公电脑采用级联在三层交换机上的二层交换机汇聚;网络中提供一个链接在三层交换机上的AccessPoint-PT提供企业网络无线接入;内部服务器连接在一个二层交换机上,通过路由器向企业内部和外部服务。针对该范例,具体可按以下步骤实施:(1)在Switch0、1、2上利用VTP设置创建跨交换机VLAN;(2)配置三层交换机实现VLAN之间的通讯;(3)配置AccessPoint-PT实现无线连接;(4)配置路由器实现网络互连;(5)配置路由器Router0实现内部网络通过NAT访问互联网;(6)配置路由器内网服务器的Web服务(内部服务器不能访问互联网);(7)配置路由器的VPN访问服务;(8)在路由器上配置DHCP服务(为VLAN01和VLAN02的PC提供DHCP服务),同时在交换机上配置DHCP。

图 网络工程示范案例拓扑图

篇2

近两年来,我系邀请了一些知名IT企业人员来校进行课程设计指导,其中,先后两次邀请了长沙“蓝狐网络技术培训中心”人员来校协助指导2007级、2008级网络工程专业学生“计算机网络工程”课程设计,公司派来了项目经理和技术人员,与我系的任课教师一起进行为期2周的课程设计指导工作。课程设计以“CDIO”(Conceive构思、Design设计、Implement实施、Operate运作)工程教育理念为指导[2],主要包括以下三个环节:课程设计题目的确定、课程设计的教学过程和课程设计的成绩评定。课程设计题目的确定。随着网络技术的发展,计算机网络工程课的内容不断更新和完善,内容很“泛”,且与其他课交叉的内容较多,不同的教材其内容大不一样[3-5]。我们目前使用的是石炎生主编、电子工业出版社出版的《计算机网络工程实用教程》(第2版)。

在选题时我们重点考虑了以下几方面:一是要体现“目标性”,从网络工程专业的培养目标上整体考虑该课程要培养学生哪些素质和能力;二是要体现“工程性”,计算机网络工程是名副其实的工程性质的课程,是需要在实验室动手操作的;三是要体现“可行性”,包括实验条件的可行性和学生知识能力的可行性;四是要体现“自主性”,对课程设计题目教师只划定一个大致框架,要求学生自主确定设计题目。最后,我们确定此次课程设计的主题是“XX公司/学校网络设计方案”,可以是一个校园网设计,也可以是一个企业网的设计。要完成该课题的设计任务需要综合运用所学的计算机网络原理知识和计算机网络工程知识,如网络需求分析、网络规划、设备选型、交换机/路由器的配置、网络安全、网络管理等。课程设计的教学过程。计算机网络工程课程设计教学过程包括选题、专题讲座、项目实验、规划方案撰写、答辩等几个环节。(在确定选题后,由公司人员进行5个专题讲座,每个讲座3~4课时,内容包括:①网络技术行业分析与企业网络规划,②企业远程接入网络解决方案,③企业分支本地网络解决方案,④企业总部本地网络解决方案,⑤广域网数据链路层协议HDLC与PPP。每一讲均有精致的PPT,图文并茂,站在企业的角度讲解,介绍大量工作经验和案例,传播企业文化。专题讲座并非理论课的重复,而是进一步扩展了教材内容,更加贴近社会实际,学生听了之后收获很大,初步了解了公司在做什么,社会需要什么样的人才,进而知道自己应该具备什么样的知识结构和能力素质。

(每一专题讲座之后,要进行1~2个项目实验。蓝狐网络技术培训中心结合实际编写了较详细的网络工程实验指南,还开发了用于实验的模拟器。每一专题讲座之后,需要在模拟器上完成1~2个项目实验,如“小型企业局域网项目实验”、“企业分支局域网项目实验”、“企业总部局域网项目实验”、“小型企业广域网项目实验”、“小型企业网OSPF项目实验”、“企业网Internet接入与NAT项目实验”等[6]。所有实验(包括模拟实验和真实实验)全部安排在网络工程实验室进行。学生可以在实验室的电脑上做模拟实验,也可以用真实的网络设备来做实验。在实验时我们加强了实验指导力量,公司技术人员和任课教师、实验教师一起来指导实验,保证了实验效果。如果课堂上没有完成实验任务或者需要巩固实验内容,学生还可以回寝室在自己的电脑上安装模拟器,继续做实验。(学生完成专题项目实验后,基本上掌握了构建企业网的技术要领,可以进行网络方案设计了。教师给学生提供几个网络设计案例参考,并简述其基本框架,使学生明了设计方案从结构上应包含哪些模块。我们按学号顺序分组,每4人一组,按学号顺序分组可避免成绩优秀的学生集中在几个组而成绩差的集中在另几个组。

设计方案完成后,学生需要进行公开答辩,4位同学分别扮演不同的角色,以模拟网络公司的形式设计一个网络规划竞标方案,并设“总经理”、“售前工程师”、“项目经理/技术总监”和“售后工程师”4个角色,每个同学扮演一个角色在讲台上演讲,并现场回答提问。学生充当上述角色时感到兴奋且有压力。他们积极性非常高,小组人员既分工又合作;既发挥各自的聪明才智,又发挥集体的力量,共同攻克难关,认认真真讨论技术要点,加班加点写设计方案。(方案初稿形成后,指导教师进行审阅,经反复修改后打印成册,参加课程设计答辩。每个小组答辩时间在20分钟以内,均要做好答辩PPT,4个人分别扮演不同的角色陈述各自的内容,并现场回答答辩组的提问,评委根据答辩情况给出答辩成绩。课程设计的成绩评定。课程设计的成绩是根据出勤、实验和规划方案撰写及答辩情况综合评定的。其中出勤占30%,实验情况占30%,网络规划方案的撰写及答辩情况占40%。成绩评定客观合理,较好地反映了学生课程设计的情况。

基于校企联合的计算机网络工程课程

设计的特色上面是我校基于校企联合的计算机网络工程课程设计的一些做法,从两届课程设计的实施过程来看,它体现了一些特色——“二一一”特色,即“二合”、“一作”、“一演”。“二合”是指“校企联合”和“虚实结合”,“一作”是指“小组协作”,“一演”是指“角色扮演”。校企联合,互利多赢。我系已在多门课程中实施校企联合式的课程设计,并取得了很好的效果。高校必须紧跟社会需求,请IT行业的公司来校指导课程设计,以达到校企双方多赢的目的。首先,它确保了课程设计的质量,切切实实使学生的知识、能力和素质得到提升,这是我们开展校企联合式课程设计的初衷。其次,学生足不出门就了解到IT行业的行情,了解项目开发的最新技术,从而能早一点看到自己存在的差距,明确该往哪些方面去努力。第三,高校教师有高学历高职称,但不一定有高技能。对于地方本科院校来说,需要一批“双师型”(“教师”和“工程师”)师资,像网络工程这样的工程型专业,需要教师具有工程能力,我们通过“走出去,请进来”提高这种能力。

#p#分页标题#e# 请企业人员协助指导课程设计也可以帮助我们的教师了解行情,改进教法,提高项目开发能力。第四,公司派人协助指导大学课程设计是一次宣传自己公司的好机会,公司可以物色优秀学生,也可以吸引学生去公司实习实训,带动经济效益。虚实结合,实验为本。计算机网络工程课程设计需要一个良好的实验环境。建一个中档次的网络工程实验室一般需要40~60万元,而且台件数受经费的限制不会太多。进行网络工程课程设计,需要用到大量的网络设备,建设多个网络工程实验室成本高。为此,我们通常采取“虚实结合”的办法来解决,“虚”是指用仿真软件来进行虚拟实验,“实”就是用真实设备来进行真实实验,两者结合可以构建出良好的实验环境。通过“虚”来解决台件数不够的问题,节约投资成本;通过“实”来解决一个真实可信的问题,使学生眼见为实。如Cisco公司的PacketTracer是一个很好仿真软件[7]。蓝狐网络技术培训中心也开发了一款很优秀的虚拟软件,在课程设计时我们用这款虚拟软件进行了专题项目实验,效果很好,由此构成的虚实结合的网络实验环境为课程设计的顺利开展创造了良好的条件。

小组协作,共同攻关。前面讲到,计算机网络工程课程设计是分组进行的,按学号顺序每4人一组,每组一个设计课题。小组同学之间共同探讨、取长补短,共同攻克难关。IT行业本身需要团队协作精神,而这种协作的机会在平时的学习中是不多的。课程设计的任务比较艰巨,要解决的问题比较多,需要小组成员一起协作,与个别化学习相比,协作学习有利于促进学生高级认知能力的发展,并有利于同学们健康情感的形成。从实施效果看,小组成员之间团结友爱,互相帮助,确实营造出了一种良好的协作学习的氛围。特别是平时学习积极性不高的同学,在课程设计中不甘示弱,热情高涨,以一种崭新的姿态参与课程设计。角色扮演,各显神通。课程设计结束时需要进行答辩,答辩时每个同学将扮演不同的角色,小组成员需要全程参与方案的形成过程,并从不同的角度进行讲解。“总经理”、“售前工程师”、“项目经理/技术总监”和“售后工程师”4个角色,小组成员可以“因人择岗”,选择一个更适合自己的角色,以便充分发挥各自的潜能。实践表明,尽管各组成员素质参差不齐,但每位同学都表现得相当突出,尽情施展自己的才华,过了一把“总经理瘾”,尝了一次“工程师味”,也长一次见识。

篇3

网络工程专业的通信类课程主要源自通信工程专业相应的课程,实验内容和手段丰富、成熟,主要问题是如何适当取舍。目前较常用的课内通信实验工具有两类:一是“教学实验箱+常用仪表”,二是通信仿真软件或系统。两者均可开展包括信号变换、编/解码、基带和频带传输、多路复用、无线信道衰落以及电信、移动等各类通信网络主要技术方面的实验,实验项目基本可涵盖理论教学中的所有重要知识点,并可与课堂教学同步展开;实验层次可囊括从基础验证实验到综合设计和创新实验,以及从综合课程设计到本科毕业设计课题;实验方法和技术都是长期教学经验的结晶和科研成果的浓缩。利用硬件实验箱或系统不但可以加深学生对知识点的理解,还可熟悉实验工具的使用,提高动手能力。利用通信仿真软件,如MATLAB和SystemView等,界面直观明了,实验开展更加丰富灵活。例如,通过拖拽SystemView功能元件库中的图符块(Token)并配置好参数,就可构成各式各样的仿真系统,对相应信号频域和时域的波形进行动态观察及分析,概念、原理和现象显示清晰明了,分析窗口还可给出眼图、星座图及BER等曲线图,非常有利于学生加深理解和掌握课堂理论知识。实验教学体系一般可分为基础验证、综合设计和研究创新三个层次。课内实验项目大多以验证性实验为主,综合设计性实验为辅,目的是为了加深对课程理论知识的理解,增强基本专业技能的训练。根据文献[2],由于专业定位、数理基础、学时限制等原因,网络工程专业通信类系列课程可设置在5门左右(见图1)。主要教学内容以基本的通信理论和电信、卫星、光纤、移动等通信网的关键技术原理为主,对一些复杂而抽象的信号变换、电磁传播等数学知识仅作介绍。课程理论及实践教学的基本要求是能支撑网络类系列课程的学习和实践。因此实验项目的设置也应与之相适应。我们根据教学实践经验,提出如下几点看法:1)实验内容除了开设一些重要且较抽象的通信原理或技术方面的实验外,建议尽量设置一些与计算机类或网络类课程关联较大的实验内容。这样,不仅可提高学生的学习兴趣,也有助于加强和巩固计算机和网络类课程知识。例如,除了专门设置调制解调、码分扩频等实验外,可选择数字信号编码(如CRC、HDB3编码)、计算机数据传输通信系统测试(见图2)等实验。在图2中,两台计算机通过通信原理实验箱连接,实验内容涉及计算机通信软件的设置与使用、RS232接口、数据通信控制规程、不同速率下的系统性能测量、信道误码和调制解调方式对通信性能的影响等知识点。2)插图2具体实验项目安排要注意循序渐进、先易后难、先模块后系统。例如,在图2中,可先单独做BPSK/DBPSK实验和汉明编码实验,再做计算机数据传输系统测试实验。对于BPSK/DBPSK实验,如采用SystemView仿真软件,可先做BASK/BFSK的验证性实验,即给出完整的原理框图及所有图符模块和参数配置,实验目的是验证原理和熟悉仿真软件的使用。做BPSK/DBPSK实验时,则抽掉部分功能模块或仅给模块不给参数,让学生自己根据原理,设计、配置和调试系统,锻炼学生的综合设计能力。被抽掉的模块和参数最好是对应于学生容易忽视但又重要的知识点。3)不同的实验项目可采用不同的实验工具,有利于学生了解和掌握更多的实验手段,也为今后毕业设计、创新研究甚至将来深造或科研打下一定基础。例如,“信号分析与处理”使用MATLAB工具,“数据通信”等其他课程就采用通信实验箱或SystemView仿真软件。在上述调制解调实验中采用SystemView,则在计算机数据传输系统实验中使用原理实验箱。如果条件允许,还可购置程控交换机、SDH设备、移动通信等实用设备,构建出真实的通信实训环境,通过开设演示验证、设备操作、配置、管理以及互通测试等各种类型的实验,使学生能尽快地建立真实、完整的通信和网络系统概念和掌握系统工作原理。验证性或综合性实验能够使学生尽快熟悉并掌握实验设备,为后续进阶型及自主设计型实验打下良好的基础;使学生从实验中逐步增强发现问题、分析问题、解决问题、积累实用经验的能力。通过实验不但能够加深对基本理论知识的理解,还能提高工程实践素质,激发创新意识。

2综合课程设计和创新实验设置

通过提供高水平的实验系统或仿真平台,开设综合课程设计、本科毕业设计、创新项目竞赛等实验项目,使学生能进一步巩固基础知识、接触科研前沿、锻炼科研能力、提高工程素质、培养创新精神。网络工程专业知识领域较广,口径较宽,需要开展和加强的实践项目也较多。因此根据专业培养目标,目前大多数院校开设的综合课程设计主要对应的是网络类系列课程,如网络工程课程设计、网络协议或应用软件开发课程设计、网络管理课程设计、网络攻防课程设计等。因此,如何在有限的实践学时内,开展通信类系列课程的综合课程设计及创新研究也是值得探讨的问题。我们认为可采取以下思路:1)开展一些相对简单且与计算机或网络类知识紧密结合的综合课程设计,便于学生上手,提高积极性。例如,将计算机编程、仿真及硬件相结合,利用集成的仿真工具,通过电路原理图及硬件描述语言设计出通信电路,编译仿真后下载到实验板芯片上,并完成从设计、仿真到制作、验证的整个实验过程。2)在网络工程等综合课程设计中增加一些与通信类知识单元有关的综合设计内容。通过购置一些程控交换设备、SDH光纤网设备、宽带接入网等设备,并集成入网络实训系统中,开设从底层通信到上层网络协议及应用,从语音到数据,从管理到传输,从接入网到核心网等综合课程设计内容。3)结合毕业设计环节和创新研究竞赛,根据指导老师所从事的科研项目,如无线传感网、RF网、认知无线电等,开展一些有关通信新技术方面的研究和创新项目,并将这些科研项目设备融入到实验室网络与通信综合实验平台中,由此不断积累经验,完善系统,开设更多的综合或创新实验项目,丰富整个实验体系。另外,也要加强实验教学管理,制定灵活的实验室开放和成绩评定等制度,提高学生课内学时实验效率,并鼓励学生利用课余时间加强和丰富实验内容。

3结语

篇4

关键词: 网络工程; 实践教学; 实践平台; 课程体系

中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1006-8228(2012)07-69-02

0 引言

网络工程专业的建立源于网络技术发展,网络应用普及和企事业单位对网络系统建设、管理和维护的强大需求。国家教育部在2002年设立了目录外专业——网络工程[1]。该专业的目标是为了适应社会对网络专业人才的需求,培养系统地掌握计算机、通信和网络方面的基本理论、知识和技能,具有良好工程素质,并能运用所学知识去分析和解决相关的实际问题,能在信息产业、企事业单位、行政管理部门从事计算机网络系统的规划、设计,网络系统的安全管理与维护,以及网络应用系统的设计、开发、集成和项目管理的高级工程技术人才。

网络工程专业和计算机其他相关专业相比,具有明显不同的特点。该专业人才的能力可以分解为网络设备研究和设计,网络协议分析、设计与实现,网络应用系统设计与开发,网络工程规划、设计与实施,网络系统管理与维护,网络系统安全保障等六个方面的能力。这六个方面的能力就相当于六个维度,每个维度的培养内容除了包含基本理论知识,更重要的是实践能力的培养。

从目前情况看,国内的网络工程专业在专业定位、培养模式等方面均不成熟,甚至存在争议。

我校的网络工程专业是在本校计算机科学与技术学科的基础上发展而来的。根据教育部《面向21世纪教育教学内容和课程体系改革》的要求,为保证人才培养质量,适应快速发展的信息产业对人才的需求,我们近几年一直坚持网络工程专业人才的教学改革与实践,取得了一些成效,积累了一些经验。

1 网络工程专业人才能力分析

网络工程的知识技能覆盖网络互联的软硬件设计、研发、生产、测试,网络应用系统的设计开发,网络组网工程的方案设计、论证、施工和调试,网络与应用系统的使用、管理、维护和安全防范等方面。据此我们可以认为,网络工程专业人才的能力可分解为网络设备的研究和设计,网络协议分析、设计和实现,网络应用系统设计与开发,网络工程规划、设计与实施,网络系统维护和安全保障六个方面的能力。在教学过程中,需要在专业课程的基本原理和方法讲解的基础上引入大量实践环节,以培养学生理论联系实践的能力和对知识的综合运用的能力,提高其自主研究性学习、创新性研究和科研训练的能力。

2 网络工程专业实践教学体系

网络工程专业实践性很强,为了充分培养学生的实践能力,在课程建设中,我们注意到以下几个方面的问题。

第一,在专业课程中包含适量的专业课内试验环节,目的是让学生更好地理解和掌握专业课程的基本原理和基本方法。

第二,针对各课程设计综合性实践环节,以培养学生理论联系实际的能力和在各个专业方向上的专业知识综合运用能力。

第三,为了培养学生自学和创新能力,鼓励学生在高年级参与自主研究性学习、创新研究和科研训练环节。

第四,为了缩短学生岗前培训和实习时间,满足第一任职需求,还设置了毕业前的实训和毕业设计环节,针对学生第一任职过程中可能遇到的知识、技术、技能、平台工具进行训练。

由此,我们在专业实践中基本形成了以课内实验为基础、以课程设计为中心、以各类竞赛和创新活动为重要环节、以实习实训为核心的实践教学体系[2],如图1所示。

每个课内实验一般分配2学时,目的是让学生加深、巩固对相关原理的理解和掌握。课内实验一般是由验证型实验、操作配置类实验和简单设计类实验组成,适合于在计算机网络原理、TCP/IP协议、无线通信技术等课程的学习过程中进行,以加深学生对原理的理解、为后继实验打好基础。这类实验一般可分为软件设计类和硬件设计类实验。软件类主要是进行基本的网络应用程序的设计和开发,满足未来网络工程建设中的网络应用系统设计和应用系统间的通信和互联、数据库访问、动态网页设计等应用系统集成需求。通过这样的环节让学生初步了解网络应用系统的开发思路。硬件类主要是在硬件已有模块基础上的总体设计、组装和仿真等实验,目的是让学生熟悉网络硬件系统设计和开发过程,掌握相关的设计、开发和仿真分析工具的使用方法,为将来在硬件方面的相关工作打下良好基础。

课程设计分配16个学时,内容是专业方向知识的综合应用,具有一定难度。一般由老师提供软硬件系统的总体框架,由学生完善各部分功能,并进行总装和集成,最后完成设计目标。在实验组织方面以4到8人组成的小组为单位进行。学生必须完成书写完整的实践报告,包括遇到的问题、实践收获和体会等内容。通过在专业方向上的综合性课程实践环节能够进一步培养学生理论联系实际的能力和对专业知识的综合应用能力。

为了进一步提高学生的实践能力,扩大知识面,我校积极鼓励有能力的学生在老师的指导下,利用业余时间和假期参与老师的科研项目、参加学校、企事业单位、省、教育部的各种级别的大学生学科或专业竞赛。

实训和实习的主要目的是缩短第一任职岗前培训时间,为此,需要让网络工程专业的学生学习和掌握将来主要就业行业和领域中可能遇到的主流软硬件系统开发工具、网络软硬件产品功能和配置方法、网络应用平台使用方法等。学生的实训任务可通过在企业、事业单位的见习、在校内实验和实训基地完成;实习任务可通过和校外企业或培训基地合作,让学生参与的实习环节来完成。毕业设计是大学生专业知识学习后的一次综合性专业技术实践锻炼机会,毕业生通过对经典类和创新类项目的毕业设计,实践能力能进一步得到提升。

篇5

关键词:工程教育专业认证;网络工程专业;人才培养方案

我国高等工程教育“科学化”“工程性弱化”等问题导致所培养人才工程实践和创新能力弱,明显滞后于新技术引领的新经济发展需求。为此,各高校相继开展工程教育专业认证,以期培养具有较强工程实践和创新能力的高素质复合型工程人才。网络工程专业是计算机科学与技术、信息与通信工程学科融合而成的新工科专业,是新经济发展的重要基础。探索以工程教育专业认证指导网络工程专业人才培养路径,以培养具有较强理论基础、工程实践和创新能力的高素质复合型网络工程人才,对网络工程专业教育有着重要的现实意义。

一、人才培养方案的制定

1.科学定位人才培养目标。“世界经济论坛”2016年报告《未来的工作(TheFutureofJobs)》指出,到2020年,对工程人才“复杂问题解决能力”的需求(36%)将远远超过对“认知能力”的需求(15%)。显然,理论学习与工程实践紧密结合的特点,对新工科领域人才培养提出了更高要求。制定网络工程专业人才培养目标既要充分考虑学校定位、社会需求和办学条件外,还应着眼于人才成长的全过程,将其现阶段专业学习与未来“全面发展”相结合,并形成专业特色。因此,根据网络工程专业质量规范和认证标准的要求,某高校将网络工程专业培养目标制定为:具有良好的思想品德、高度的社会责任感和基本的人文素养;能够将数学、自然科学和计算机科学与技术等学科基础知识和方法运用于计算机网络和云计算的工程实践中;具有工程思想与工程意识,能够将计算机网络和云计算专业知识、技术与方法运用于工程实践中;具有计算机网络系统和云计算平台规划与设计、部署与实施、运行与管理,以及应用开发等方面的工程实践能力;具备工程师所需的学习与创新、沟通与表达、合作与交流能力,具有良好职业发展力和适应力。对云计算技术的强化是该培养目标的专业特色。2.学习成果明确毕业要求。工程教育专业认证以成果为导向的教育(Outcomebasededucation,OBE)理念需要将培养目标分解为对毕业生专业能力、综合素质“明确、可衡量、全覆盖”的具体要求。因此,详细分析支撑培养目标的能力结构,逆向分解为对培养对象专业知识、能力和素质的具体要求,再将其有形化为学生毕业时应获得的学习成果,以完全覆盖对培养目标的支撑需求。网络工程专业毕业生应具备的“专业能力”要求描述如下。(1)工程知识:掌握数学、自然科学、工程基础和专业知识,能够将其理论和方法运用于解决计算机网络及云计算领域的复杂工程问题。(2)问题分析:能够运用数学、自然科学和工程科学的基本原理,识别、表达、并通过文献研究分析计算机网络及云计算领域的复杂工程问题,以获得有效结论。(3)设计/开发解决方案:能够针对计算机网络及云计算领域的复杂工程问题设计解决方案,设计满足特定需求的系统、功能模块或工作流程,并能够在设计环节中体现工程创新意识,考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。(4)问题研究:能够基于科学原理并采用科学方法对计算机网络及云计算领域的复杂工程问题进行研究,包括设计实验、分析与解释数据,并通过信息综合得到合理有效的结论。3.指标点细化毕业要求。面对工程问题的特殊性和复杂性,毕业要求应根据能力需求的内在逻辑关系逐项分解为“经过选择的,能够反映毕业要求内涵,且易于衡量”的指标点。各指标点的达成由若干课程教学、实践环节或其他辅助教学过程支撑。指标点分解也是培养目标进一步细化为更具体、明确、可评价表述的过程,应体现解决本专业复杂工程问题能力培养的逻辑和建构路径,以引导教师组织教学,学生有计划学习。对网络工程专业“工程知识”毕业要求作指标点分解如下。工程知识:掌握数学、自然科学、工程基础和专业知识,能够将其理论和方法运用于解决计算机网络及云计算领域的复杂工程问题中。指标点1-1:掌握数学与自然科学知识,能够将其用于计算机网络和云计算复杂工程问题的定义与描述。指标点1-2:掌握本学科基础知识与方法,能够将其用于计算机网络和云计算复杂工程问题的定义与描述。指标点1-3:掌握网络工程基础知识、技术与方法,能够用于计算机网络和云计算复杂工程问题的分析与理解。指标点1-4:能够将学科知识、网络工程基础知识、技术与方法用于计算机网络和云计算复杂工程问题的解决中。4.课程体系规范与优化。培养目标确定毕业要求,毕业要求决定指标点分解,并通过指标点清晰、明确引导专业核心课程设置、师资及教学资源配置,培养目标的达成最终依赖课程体系来实现。课程设置的科学合理,直接决定学生专业知识、能力与素质的构建和培养目标的达成。培养目标的特色性,由课程群(或模块)明确并在课程学时学分数、教材选择等中加以呈现。表3是网络工程专业“工程知识”指标点与支撑课程对应关系。完整的课程体系,包括核心课程名称、学时学分、授课学期等,还需要依据高等学校计算机类专业教学指导委员会编制的高等学校网络工程专业规范和网络工程专业工程教育认证要求进行优化与规范。网络工程专业“工程知识”各指标点所对应支撑课程如下。指标点1-1:高等数学Ⅰ,大学物理(含实验),线性代数,离散数学,概率论与数理统计。指标点1-2:大学计算机基础,程序设计,面向对象程序设计,计算机原理,电子技术基础,数据结构与算法,数据库原理与应用,操作系统。指标点1-3:计算机通信技术,计算机网络,路由与交换技术,云计算技术,Web技术基础,移动通信与无线网络,网络安全技术,软件工程。指标点1-4:Linux操作系统,网络工程设计与系统集成,云平台部署与管理,网络程序设计,计算机网络,路由与交换技术,云计算技术,计算机网络管理,移动通信与无线网络,网络安全技术,网络综合布线工程训练,数据库应用课程设计,软件工程训练课程设计,组网工程训练,云平台部署与实践课程设计,数据结构与算法课程设计,专业见习,生产实习,毕业实习,毕业设计。

二、培养目标评价与持续改进

目前,中国工程教育认证协会并未出台有关达成度评价的指导性文件,需要高校根据自身情况自行设计相关系统。1.达成度评价指标体系。通过一系列指标考查学生的学习成果、课程内容、教学方法和考核方式等是否与对应的培养目标、毕业要求、课程目标相匹配。根据主体不同,可分为校内评价与校外评价两部分。(1)校内评价:包括毕业要求达成度评价、课程目标达成度评价。由校内专业教师和管理人员依据评价指标考查学生通过学习所达成能力的情况。课程目标达成度评价主要考查学生对相关课程知识的掌握程度和应用能力;毕业要求达成度评价主要考查学生通过系统的课程和实践环节学习,在毕业时是否具备所要求的知识、能力及素质。(2)校外评价:主要是培养目标达成度评价,通常由社会人士、用人单位、行业代表或毕业校友完成,主要考查学生毕业后5年左右所达到的职业和专业成就是否符合培养目标的要求。评价指标包括应届生毕业率、一次就业率、毕业生职业和专业成就调查、用人单位满意度调查、社会舆论调查等。2.建立稳定长效的达成度改善机制。根据达成度评价结果,逆向梳理出培养目标、毕业要求、课程体系、教学内容和方法需要改进的地方,并通过优化课程体系、改进教学方法、改善教学手段加以完善。因此,建立稳定长效的达成度评价机制是持续提升人才培养质量的重要保障,也是工程教育专业认证的核心。以下为某高校达成度评价与反馈系统,包括:(1)课程目标达成度评价:在课程教学完成后,评价课程目标是否达成,并根据结果对教学内容和模式给出改进建议,以提升教学质量。体现为对课程教学目标的完善和后续教学过程的控制。(2)毕业要求达成评价:在学生完成本科学习时,依据所有课程目标达成评价数据,对本届毕业生是否达成毕业要求进行评价,并给出改进建议。体现为对课程体系的改进及对毕业要求的修订。(3)培养目标达成评价:是基于社会需求、已经工作五年的毕业生状态、用人单位意见以及毕业要求达成度评价等对培养目标达成情况进行分析和评价。培养目标评价所给出的建议,体现为对专业培养目标的调整,保障毕业生能持续适应社会需求的变化,使整个评价机制成为一个长效的闭合系统。

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关键词:网络工程;柔性化;实践教学

作者简介:赵治国(1977-),男,湖南邵东人,南华大学计算机学院,讲师;谭邦(1973-),男,湖南隆回人,南华大学计算机学院,讲师。(湖南衡阳421001)

基金项目:本文系2011年湖南省普通高等学校教学改革研究项目(项目编号:湘教通2011-315-193)、湖南省2009年研究生精品课程项目(项目编号:KC2009B021)、南华大学2009年高等教育研究与改革项目(项目编号:2009ZZ027)的研究成果。

中图分类号:G642.0     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)10-0110-02

网络技术的迅猛发展和互联网的普及带动了与此相关的网络工程专业人才需求的大幅增长,网络工程专业顺应人才市场潮流成为各类院校开设的热门专业之一。然而,各院校人才培养模式趋同,网络工程专业难以办出特色,这种现象必将导致该学科毕业生就业压力增大,大量毕业生步入社会却得不到用人单位的青睐。[1]网络工程专业是面向计算机网络规划、组建、安装、管理、维护与应用的专业,培养具有计算机通信与网络基本理论、网络软(硬)件开发技术,从事网络信息安全应用、计算机网络管理与维护、计算机网络系统设计与开发工作的高层次专业技术人才,是一个实践性很强的专业。因此,网络工程专业的实践教学在学生的专业培养中一直是重中之重,必须将原有的比较呆板的“刚性化教学体系”改变为适应学生个性化发展的“柔性化实践教学体系”。[2,3]如何开展网络实践教学课程,规范实践教学,建立与理论教学相协调的实践体系,保证和提高实践教学质量,是值得探讨和研究的问题。

一、正确定位理论与实践教学关系, 突出实践与创新能力培养

作为应用型本科院校,应将实践能力、创新精神和创新能力的培养作为学生专业培养中的重中之重。但在实际实施时也不能过分强调实践教学而完全淡化理论教学,如果只教学生如何做而不告诉学生为什么这样做,将学生培养成机械工、操作手,学生所学知识僵化。当环境、条件稍有变化时,他们往往无所适从,影响学生在今后工作中的发展空间。[4]正确的方法是根据社会对人才的需求,确定实践教学内容,以实践教学内容定位理论教学内容,对理论教学内容做大胆而合理的取舍,使学生既有扎实的网络工程专业理论知识,同时又具有实际动手操作能力、符合单位要求的实践性高科技专业人才。

二、构建柔性化的实践教学体系,适应就业需求

柔性化培养模式并不是简单地减少课程数量,更不是降低培养质量,放任学生不管,而是摒弃传统培养模式过于刚性化所造成的不足,使得学生对课程模块、对专业方向的选择空间和自由度增大。

1.以社会需求为指导准则灵活地调整实践课计划

高校培养人才的专业和素质必须面向社会的需要,根据人才市场需求和实习单位的反馈意见,针对教学重理论、轻实践的现象,将理论课程与实践课程进行均衡,保留计算机学科经典原理与算法的基础理论课,精简那些内容陈旧的必修课程,增加选修课。同时,增加了实践课的课时与学分,将实践教学惯穿于整个教学过程的各个教学环节,加强课堂中的案例教学,并对实践课的评价机制进行了调整,严把实践课质量关。

2.构建柔性化的实验课程模块

我们根据当前网络工程专业的市场需求,灵活设置课程,既重视计算机基础理论又突出实践应用。构建模块化课程体系的主要思路就是将网络工程专业的知识分解成一个个知识点,再将各个知识点按其内在的逻辑关系组合成相对独立的单元,然后按必修课、选修课加以组合,构成模块,由不同模块的有机结合形成课程体系。[1]通过调整、增删单元和模块,实现教学内容的新陈代谢,通过调整模块化的组合方式,实现专业方向的调整。模块式的课程结构模式能够较好地解决传统课程体系过于强调“刚性”的不足,使课程设计体现灵活柔化。

在网络工程专业中设置大量的实验课程模块,加强学生基本实践能力的培养,这既考虑到了知识本身的逻辑体系,同时还兼顾了学生的身心发展规律和兴趣、爱好。我们将网络工程专业的实验教学中的实验设计分为基础实验、综合实验和创新实验三个层次。按照“基础适宜,应用具体”的原则,将以上三个层次的实验设计围绕五个实验模块来开展实验教学,即网络设备模块、网络环境组建模块、网络程序设计模块、网络仿真模块以及网络系统设计模块,从而形成了具有本校特色、结构合理的实验课程体系。

3.构建柔性化的层次实践教学体系

网络工程是一门非常重视学生实践动手能力的培养和需要实践教学环境的专业,专业基础课和专业课都开设了实验课。此外,还设置大量的实践课程模块,加强学生的实践能力、综合能力和素质的培养。

我们将实践教学惯穿于整个教学过程的各个教学环节,包括认知实习、大型作业、各相关专业课的实验课、课程设计、毕业实习、毕业设计、岗前培训、公司实习、参与老师项目和参加大型竞赛等。针对不同阶段、不同能力的学生,我们采用层次实践教学方式,即安排不同层次的实践内容与不同的教学方法,从而形成柔性化层次实践教学体系。实践教学是为了培养学生的操作能力、应用开发能力和研究创新能力。根据能力层次性特点,将柔性化实践教学体系结构分为三个层次,如图1所示。

(1)基本实践。基本实践是整个柔性化实践教学的基础,培养学生的基本操作能力,主要包括认知实习、相关课程的基础实验和大型作业。认知实习一般安排在大二的第一学期,组织学生去企业参观学习,通过见习让学生对计算机行业有一些感性体验,避免学生由于不了解从业素质而对一些经典原理性的基础理论课不重视的现象发生,使学生尽可能将学习内容和实际应用结合起来,明确自己的兴趣与特长,实现对自己的职业定位。基础实验是对基本理论知识的验证,加深学生对书本基本理论知识的理解。布置大型作业是考查学生对某课程或已学课程知识的连贯应用起来,从而能解决一个实际小问题。

(2)综合实践。综合实践是整个柔性化实践教学的关键,该层主要是培养学生应用开发及工程实践技能的综合能力,主要实践模块包括相关课程的综合实验、课程设计、毕业实习、毕业设计、岗前培训、公司实习。综合实验是考查学生对所学课程理论的综合运用,实验可以设计一个人单独完成或小组协作完成;课程设计要求每一个学生独立设计并完成一个课题;毕业实习是在大四期间由学校统一安排在校外实习基地进行而公司实习由学生自己在大四期间联系进行,学生在实习单位老师或师傅的带领下参与网络工程相关项目的设计与建设过程,是学习网络工程综合实践技能和提高工程实践能力的有效途径;岗前培训是学生在大四期间自愿选择一个有实力的IT培训公司进行路由与交换技术、网络设备与管理技术、网络应用软件开发、嵌入式Linux等培训,提高学生的就业竞争力,缩小了与用人单位实际要求的差距,也缩短进入工作状态的周期。

(3)创新实践。创新实践包括研究型性和应用性实践。研究性实践主要结合相关课程的创新实验、湖南省大学生研究性学习与创新性实验计划项目、参与老师的课题与项目、参加ACM竞赛和大型网络竞赛等,对相关领域的前沿问题或研究热点问题展开研究。应用性实践是将所学理论在社会相关领域中推广应用的实践,或针对社会存在问题进行的科学研究,把知识转化为生产力,培养学生社会实践应用能力。[6]这类实践主要发挥学生的主观能动性,使他们大胆提出不同的观点和见解,通过科学研究,获得新的结论,培养学生的创新精神和自主研究创新能力。

三、实践教学平台的实施

1.校内网络实验室

网络实验的硬件和软件配置是实践教学的关键。基于整个校园的网络环境我们采用了华为和思科两种不同厂商的设备建立了中心机房结构图。(如图2)一个华为S8505中心交换机通过光纤架连接南北校区,通过华为S2403交换机连接局域网内计算机;一个CISCO3600路由器通过防火墙与校内中心交换机相连。专业实验室和基础实验室通过交换机与中心机房相连。内部网络拓扑结构图如图3所示。

针对现在网络设备更新速度太快和设备保养的原因,开发了基于构件的虚拟网络实验平台,通过软件仿真网络设备使学生在模拟真实网络环境自由进行网络实验。这样可以培养学生的实验创新能力,通过自己分析完成实验,也可以改进实验和设计实验,在这个基础上,再通过教师教学,真实实验,加深学生对专业知识的理解和掌握,使他们在学习过程中就受到科学实验的初步训练,以提高学生分析问题和解决问题的能力,并促使学生学习的理论知识能够学以致用。

2.校外实训基地

由于就业岗位发展变化很快,校内的实践条件不可能完全满足实践教学要求,为了提高应届毕业生的就业竞争能力以及更快地适应公司的就业岗位,南华大学通过与湖南省、江苏省、上海、广东省等沿海一些著名的与网络工程相关的IT公司和通信企业合作,建设了一批适合互联网与通信行业发展和适合信息产业对网络技术人才要求的校外实训基地,补充学校实训条件的不足和缺陷。校外实训主要是培养学生的综合实践能力,学生在实训单位中通过了解IT企业的产品研发过程,将学校课堂上所学的专业理论知识和实际IT产品研发相结合,加深对理论知识的理解和掌握,为培养高水平网络工程人才创造了必要的实践教学条件。

四、结束语

通过对国内外著名计算机院校的网络工程专业实验教学体系和方法以及国内对网络工程专业人才知识结构、人才规格需求的调研,整合各种实验课程的教学内容和方法,构筑网络工程专业实验设置的框架,确立了理论和实践、能力和知识相结合的实践性人才培养规格,既按网络工程专业的培养计划培养人才,同时又根据社会的需要设置柔性化的实验教学体系,并按这种柔性化的实验教学体系培养出具有扎实的专业理论基础、素质全面、实践动手能力和创新能力强的现代社会急需的高级网络工程技术和网络应用人才。

参考文献:

[1]谭敏生,李忆华.计算机学科柔性化人才培养模式研究[J].计算机教育,2009,(23):70-73.

[2]孙爱东.以柔性的教学计划培养创新人才[J].教育与职业,2008,(8):65-66.

[3]仝兴华,刘衍聪.探索柔性培养机制 创新人才培养模式[J].中国大学教学,2006,(9):46-47.

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能力培养是高校工程应用型专业学生培养的首要任务,强化能力培养需要有完善的理论教学体系和实践教学体系,并尽可能做到与用人单位需求的“无缝衔接”。

1)课程设置和教学方法要与市场接轨

目前很多高校网络工程专业的课程体系只注重理论知识的培养,实用技能的训练相对不足,尤其是课程内容滞后于专业技术的更新与发展,案例教学、项目教学内容极少,导致学生在实际工作中分析问题和解决问题的能力较弱。在教学方法方面,很多高校虽然基本上采用了理论与实践相结合的授课方法,但对学生职业技能及动手能力的培养相对不足。社会需要的网络技术人才应具有较高的职业素质、较强的实践能力,因此,传统方法的学生难以满足职业岗位的要求,唯有产学结合,寻求行业的支持,将学生派出去,将工程师请进来。计算机网络技术的快速发展要求从业人员必须不断更新自己的知识,因此,必须建立与企业长期、稳定合作的产学研机制,基于岗位技能分析,将课程针对岗位群组织成模块,让学生有明确的学习路线图,能够按需应变、结合个人兴趣进行选择;实行“点面”结合,重点突出动手能力,按照市场和企业对学生要求的实际技能设置课程,少一点原理溯源、定律推导,多一点具体设计、编码规范、组网配置、故障排除、网络攻防、测控方法等实用知识。

2)课程体系要遵循企业主流技术

课程体系指对专业课程结构设置的思路,包括开设的主干课程、课程深度、教学特色、教学安排等;一流大学的网络工程专业往往利用名牌大学的各方面资源,例如在授课上,请国外专家讲学,采用双语教学等;在课程设置上,根据国际先进技术的发展,动态地调整专业方向和课程设置;实践上,将充分利用国家级大型实验室等;同时和一些有实力的大型软件企业合作建立实践基地,充分体现其雄厚实力,培养项目经理和架构师等高级人才。但是,对以培养技术应用型为主要任务的一般地方高校而言,强调的是毕业生与企业需求的接轨,应以实用、够用、管用的思想进行,遵循企业项目开发的技术路线来开设专业课程,拟订网络工程专业的教学计划。

3)专业设置要顺应职业招聘趋势

根据网络工程专业人才职业岗位需求分析,结合对部分企业人士和毕业生的访谈调查结果,适合地方高校学生学习的计算机网络应用技能有:嵌入式网络终端设计、网络攻防、网络安全管理、网络程序设计等。地方高校要服务于地方产业经济,其专业设置应适应当地经济发展状况,根据当地产业结构和毕业生就业面向,设置相关的专业方向[3],配置不同组别的课程达成各个技能方向的培养目标。

4)基于企业实际环境建设课堂教学环境和实验实训环境

为了使学生在毕业时能趋近企业要求,必须尽可能使我们的实验室软硬件环境接近或等同企业开发环境,譬如我们采用与企业同样的网络实训环境;让学生按网络工程规范进行基于真实项目的模拟实训。

5)强化项目设计和课程设计

在教学设计上,我们强调在教学中增加案例分析以及以项目设计带动教学的理念,提高培养效率。例如,强调以学期为单元打通主干专业课程,以一体化思想连接每学期的课程设计,用综合实训项目设计取代以前各科分离的课程设计,为每门课程准备来自企业案例的实训项目,同时,采用多种手法进行互动式教学。现代企业分工不断细化,强调团队合作,为了培养学生的团队合作精神,感受企业真正的工作流程,我们尽量让课程项目采用真实企业案例教学,帮助学生在毕业后更快地融入企业工作环境。

6)加强技能型教师队伍建设

很多高校老师理论水平高,而实践技能相对薄弱。为提高教师的职业实践经验、新技术实践能力以及案例教学、项目教学、创新教学、互动教学的能力,应该有计划有步骤地实施教师培训,鼓励学校教师与企业网络工程师沟通研讨,加速技能的培养。与此同时,应多渠道充分利用社会资源充实教师队伍,如聘请计算机网络相关行业的工程技术人员担任兼职教师,聘请有经验的IT企业技术人才举办讲座、指导学生实践课程等,实现教师队伍的多元化。

2就业能力培养的探索与实践

华南农业大学在探索与实施就业能力培养方案中以学生工程实践能力培养为重点。对于工程实践能力培养,我们主要采取4种方式:聘请企业资深工程师为学生授课、深入企业进行实习和实践、科技创新项目驱动教学方式和学科竞赛驱动教学方式。此外,在部分实践教学环节中,我们将以上4种方式中的2种或3种结合在一起,形成综合的实践方式。

2.1聘请企业资深工程师授课

通过和企业共同研究,我们主要以提升学生的潜质和发展后劲为培养目标,但是单纯通过学校讲授课程很难达到这样的效果。企业资深工程师擅长网络工程标准与规范、网络工程项目管理、网络工程师职业认证、网络工程师职业道德与责任等课程,因此,在第二和第三学年,我们聘请具有丰富工程实践经验的企业资深工程师为学生授课。该类课程具有很强的工程色彩和实践特点,有利于提高学生的工程实践能力。

2.2深入企业进行实习和实践

在大学四年的培养计划中,我们将专业认知与实践中的部分内容以及专业实习、企业实践和毕业设计几个环节安排在企业中进行,让学生在不同层面和企业进行最直接的接触,参与企业的活动甚至参与企业的项目开发。第一学年,我们安排学生进入校内外实习基地真实接触和了解各种不同规模的网络。第二学年,我们陆续聘请工程技术人员开展一些工程基础类课程的讲授,然后安排专业实习,带领学生进入企业实习基地全面接触和了解企业工程项目的设计和施工过程,树立工程化理念。第三学年,我们聘请工程技术人员指导学生提高工程实践能力。典型的工程实践教学包含专业实习、企业实践和毕业设计3个环节。专业实习从工程的角度加深学生对专业知识的理解和掌握,为后续专业课程和实践教学环节的开展奠定基础,该环节安排在第二学年末或第三学年初。企业实践安排在第三学年末或第四学年初。我们采取以合作企业实践基地为主,学校或学生自选实习单位为辅的方式,学生和实习单位进行双向选择,将学生分散到不同的企业进行顶岗实习。在整个企业实践过程中,通过参与实际工程项目和应用系统开发,学生可以初步具备实际工程项目的分析、设计、实施、管理和维护能力。我们注重将企业实践与毕业设计相结合,引导和鼓励学生在进行企业实践的单位选择合适的指导教师和合适的毕业设计题目。

2.3科技创新项目驱动教学方式

科技创新项目驱动教学方式将学生的学习活动与实际的创新项目和工程项目相结合,通过教师的激发和引导,让学生在“做”项目的过程中,有针对性地“学”专业知识和技能,在“做”的过程中主动发现问题并共同分析问题,最终有效地解决问题[5],因此,应大力鼓励与培养学生主持和参与科技创新项目。我们选择具有较强工程实践背景的专业导师担任学生的项目指导老师,每人负责3~5个项目组,具体项目来源可以是学院、学校、省和国家立项的科技创新项目,也可以和校内外实习基地一起精选合适的工程项目。为提高学生的创新实践能力,我们鼓励学生定期主办、承办和参与科技创新活动,这些科技创新活动包括:华南农业大学校园IT文化节、华南农业大学程序设计比赛、华南农业大学嵌入式比赛、华南农业大学科技创新项目、华南农业大学“红满堂计划”项目、华南农业大学“挑战杯”选拔赛、信息学院软件学院的优秀毕业设计作品比赛、软件作品设计比赛等。

2.4学科竞赛驱动教学方式

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[关键词]网络工程;社会需求;人才培养;理论教学;实践教学;改革与创新

中图分类号:TB-4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)36-0001-01

1 引言

网络工程专业是综合了计算机技术、网络技术和通信技术的一个新型专业,是一门由多个学科交叉渗透的新兴综合性专业。随着网络应用环境的日趋复杂,国家信息化建设的推进,培养面向社会需求的网络工程专业人才就显得尤为重要,加强对网络工程专业人才培养教学模式的创新与改革,对培养具备网络规划与设计,网络应用系统开发,网络管理维护,网络测试,网络构架等能力的高素质网络人才,具有重要的理论意义与应用价值。

2 理论教学方面

在培养学生具有良好的职业道德、行为规范、创新意识和团结协作精神的同时,还应具有本学科、专业必需的基础理论、基本知识,基本技能,一定的人文科学、自然科学和社会科学等综合素质。

2.1 突出专业特色

网络工程专业是一门具有扎实的数学基础和电子技术基础,并力争培养具有计算机与通信应用系统开发及应用,掌握网络工程的基本理论和技能的专业性人才的综合性学科, 与传统的计算机相关专业相比,更强调实践性、应用性和技术性,具有知识面宽, 就业面广,工作上手快, 发展后劲足, 社会适应型强的特点。依据本专业的特点,除坚持传统基本课程的教授外,增加了《网络操作系统》、《局域网技术与组网工程》、《计算机网络安全》、《计算机网络管理》等专业必修课程。

2.2 培养计划系统化

根据学校的指导思想、基本原则、具体要求和培养目标设计科学合理的课程体系,专业课程的设置要少而精,课程内容要精而新,能够反映科技的进步和发展。并从专业培养目标,专业定位与特色,培养要求,修业年限,主干学科及主要课程,学位课程,毕业标准及学位要求,教学进程安排等方面系统化的制定培养方案。

2.3 教学内容与课程体系改革

(1)基础课方面

加强基本知识、基本理论及基本技能的积累。网络工程专业的课程体系基本涵盖了计算机硬&软件、数据传输与通信、计算机网络等方面的内容,压缩或调整了原有计算机学科的部分课程,设置了《离散数学》、《面向对象程序设计》、《数据结构》、《数字电子技术》、《数据库原理及应用》、《Oracle数据库应用》等课程。

(2)必修课方面

从培养网络工程人才的需要出发,面向社会需求设置了网络系统构建、网络安全管理、网络应用开发等多个方向,学生可以根据自己的兴趣特长选择相应方向的课程学习。除开设传统课程《计算机组成原理》、《计算机网络》、《Java程序设计》等必修课外,还依据专业特点开设了《网络通讯基础》、《网络操作系统》、《计算机网络安全》、《计算机网络管理》等课程。

(3)选修课方面

除开设《网络协议工程》《网络编程》等专业选修课外,还开设了系列跨专业任选课供学生选修,如自然科学类、人文社科类等,着重培养学生的思维能力和创新能力。所设各门课程中,选修课占20%,符合人才培养的实际需要。

2.4 建设高素质教师队伍

高校师资队伍建设是大学的第一源泉,鼓励和引导广大教师研究、学习新的教育理念,加强教学方法的探索和运用;鼓励讲授与自学相结合、辅导与研究相结合、理论与实践相结合的授课方式,具体从以下几个方面加强师资队伍建设:

(1)进一步在年龄结构、人员结构、学缘结构,知识结构,职称结构等方面优化师资队伍建设。

(2)培养行业拔尖人才、学术骨干、学术带头人,加大教师培训力度,适应多学科相互渗透、科技不断进步的综合性的发展趋势。

①委托培养方式:学校定期选派一些骨干教师到企业中参与相关工作,比如网络相关企业中参与某项目的开发研究和实施,开拓教师视野,丰富教学内容,改进教学效果。

②职业资格认证:鼓励和支持网络专业教师,参与CISCO,锐捷,华为3COM等网络专业学习,培训和认证。

3.健全教师管理机制,改革教师评价制度。

教学质量监控体系是教学质量保障体系的核心,只有形成了长效机制并不断发展和完善,才能保证教学质量不断提高。

4.加强师德师风建设

3 实践教学方面

实践教学是培养网络工程专业特色人才的重要途径。根据专业特点,制定培养计划时,设置了以实验操作为基础、课程设计为主线的实践教学内容体系。在网络工程专业的理论课程体系中,80%以上的专业基础课程与专业方向课程都安排了相应的实验或上机环节,在专业教学过程中系统地培养学生的实验技能。以技术应用能力培养为目标改革实验教学环节,通过实践教学培养学生完成知识的串联和解决实际问题的综合能力。

3.1 以社会需求为导向,定位网络工程人才培养

随后网络日新月异的发展,对网络工程的人才培养提出了更多和更高的要求,学生除需具有较为宽厚的理论基础和扎实的实践动手能力外,还需具备较强的终身学习能力和独立处事能力、创新意识和创新能力。

3.2 深化教学改革,培养创新能力

在实验类型上,将每门课程的实验分成验证性实验,综合性实验和设计性实验三个层次,

在教学方法上,采用问题,任务和案例,项目实施等方式,培养学生能够提出问题,设计方案,方案实施,设备调试,撰写文档,沟通与协作等方面能力,从而全面加强学生工程素质和工程实践能力。

3.3 开设专题讲座

从企业聘请具有一定的工程背景,工程意识和实战经验的工程师来学校开设专题讲座,譬如大数据,云计算,物联网,IOS,微信研发等方面,使学生了解本学科,本专业的前沿动态和发展趋势。

3.4 加大实验室的建设和开放力度

与当今比较流行的网络培训和认证公司建立合作关系,譬如CISCO,吉大中软,锐捷,华为3COM等资深网络企业合作,定期把教师派到企业进行培训锻炼和技术交流。延长实验室开放时间,提高学生的专业实践能力,并为学生胜任网络工程师,网络架构师,网络管理员等角色打下基础。建立一个由基础课实验、专业课实验和课程设计、专业实训和毕业设计、课外活动和社会实践等组成的、较完整的梯次递进的实践教学体系。

4 结论

网络工程专业培养主要从事掌握网络工程的一般设计、开发、组建、管理和维护,深刻理解网络内部的结构、运作方式,对网络的工作原理有深刻的认识,掌握网络信息的管理技能的人才。所以网络工程专业应该根据社会需求、学校特点、专业特点、师资特点和学生特点,确定准确、具体的专业培养目标,并围绕该目标开展有效的教育教学活动,以实现在社会需求多样性和办学条件差异性条件下的各类教育资源充分的利用化和能力培养的最大化。本文从培养目标、课程设置、实践环节等方面进行了一些研究与探索,并针对各种现象和问题提出了一些改革建议,提出并实践符合网络工程专业人才培养的理论体系与实践环节,探索出一条以提高学生学习能力,实践能力和创新精神为核心的网络工程专业人才培养道路。

参考文献

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1.教学过程与专业证书考试相结合

目前许多单位招聘往往对有专业证书的毕业生优先考虑,与网络类课程相关的证书有很多,特别是国家人事部和信息产业部对全国计算机与软件专业技术人员进行的职业资格和专业技术资格认定考试中的网络工程师考试。参加这种考试并取得相应级别的资格证书,是大多数用人单位聘用计算机技术与软件专业工程师系列职务的前提。为了使学生在校期间通过网络工程师考试,具有网络工程师资格,在计算机网络类教学过程中,将教学内容和网络工程师考试大纲结合起来,在教学过程中突出网络工程师考试的重点,并且将历年试题按知识点区分后在课堂教学中对学生提问检查,一方面可以加强和学生的互动,另一方面可以加深学生对知识点的理解和记忆。例如在计算机网络课程中讲到信号编码时,理论的编码规则和编码效率计算等学生不容易掌握,可在理论知识介绍完后在课件中加入网络工程师中的真题,对学生进行提问加深理解。此外,网络工程师考试中还涉及了编码中的汉明码、双极性码和NRZ-1码等,这些内容教材没有涉及,在课堂中补充后对学生参加网络工程师考试有很大的帮助。

除了网络工程师考试外,还有思科认证的CCNA、CCNP和CCIE考试,华为3COM的认证考试和计算机等级考试新增的四级网络工程师考试等。教师熟悉这些试题后穿插在教学过程中,不但可以丰富教学内容,而且对学生通过专业证书考试有极大的帮助。

2.实践教学与提高动手能力相结合

许多单位在招聘时希望尽量缩短新员工的培训时间,员工一到工作岗位上就能马上接手工作。目前的大学教学过程中理论教学时间多于实践教学时间,造成了大多数学生动手能力不强的现实问题。实际上,坚实的理论基础与实践能力是相辅相成、紧密联系的。作为本科教学不可缺少的一部分,实践教学有着自身的独到特点[2]。在实践教学中让学生动手参与,对提高学生动手能力和竞争能力起着重要作用。大学教育中实践教学由实验、课程设计和校外实习组成,目前多数学校存在着三者各自为政、不能形成一个统一体系的问题,无法让学生从局部到整体全面掌握,学生的动手能力无法得到系统的提高,走上工作岗位易与实际脱节。我们在计算机网络类课程实践教学改革中,把实验、课程设计和校外实习三者结合起来,学生对网络重点知识和各种规模的网络均有一定的动手实践,形成一个统一的具体的认识体系。例如,网络中的服务器和重要协议等内容在实验中让学生动手理解和掌握;小型局域网网络组建和设备配置等内容在课程设计中完成;在校外实习中通过参观操作等方法让学生了解广域网相关设备配置、运行和维护。学生通过实验室中的实验配置,不但理解了网络中的重要知识点,而且动手能力有较大的提高;通过课程设计的学习,掌握了小型网络的组建,了解到了最新的设备种类、信息和配置方法;通过校外实习的学习,了解到了大型网络运行使用设备情况,不仅培养了动手能力和创新能力,而且进一步加深了对基础知识的掌握,打下了坚实的理论基础。

将实验、课程设计和校外实习三者结合,让学生参与到实践中,提高了学生的动手能力,为学生能更好地适应工作岗位做好了准备。[来

3.教学过程与提高综合能力相结合

在激烈的就业竞争下,应届毕业生不仅要有专业文化知识,还要有良好的表达能力、学习能力、交际能力、管理能力和创新能力等。21世纪需要能够充分发挥自己的综合能力,能够发现问题、解决问题、善于沟通,能够提出构想、更好地适应多种工作岗位的人才。笔者在几年的教学过程中发现,一些学生的表达能力和创新能力不足,学生习惯了固定的思维模式,习惯了规规矩矩地做事、答题,甚至出现了不敢贸然作答的谨慎心理,这种现象不是个别的,而是普遍存在的[3]。为了多方面培养学生,教师在教学过程中应有意识地加入一些互动元素等,以提高学生的综合能力。在教学过程中,分组讨论、课堂游戏和学生讲述等均能使学生的综合能力有一定的提高。例如,在讲述网络信息传递时,传统的讲授方式较抽象,学生不易理解,改用游戏方式,把一张纸作为需要传递的信息,学生扮演网络中的节点和层次结构,通过学生之间传递纸张模拟信息的传递,学生在传递的同时讲述自己扮演角色的作用。这种方式不仅能增加课堂的趣味性,而且对学生的表达能力和表现能力有很大的帮助。在讲述局域网组网方式时,学生分成两组,分别准备自己的组网方案,在课堂上首先互相辩论各自方案的优缺点,最后达成一种统一的方案。这种方式能锻炼学生的组织能力和管理能力等。过去“教师教,学生学;教师讲,学生记;教师想,学生听”的教育方式限制了学生创新能力的发展,教师让学生自己组织一个教学知识点,在课堂上讲述给同学,可以给学生自由发挥的空间,锻炼学生的学习能力、创新能力和表达能力等。

教师是课堂上的主导,不仅起到传授知识的作用,更重要的是引导学生思维,带动学生思考,启发学生探索、创新[3]。教师有意识地与学生互动,建立交互式的学习法,对学生综合能力的提高有极大的帮助。

4.教学过程与新知识新技术相结合

网络的飞速发展带动了网络技术和网络知识的快速发展,传统的书本知识无法满足实际应用飞速发展的需要,部分学生有“学校学习无用”等论调。教师在教学过程中除了让学生掌握课程的基本理论和基本方法外,还应让学生了解目前的科技发展趋势,掌握本学科的发展动态,了解前沿的研究领域等,这样能开阔学生的视野,扩大学生的知识面,为学生更好地走上工作岗位做准备。例如,在计算机网络教学中,教材中没有涉及3G、WiFi和蓝牙通信等,但在实际中有很多应用,一些毕业生工作会从事相关工作,教师在教学过程中,增加这些知识点的介绍,不但能提高学生的学习兴趣,而且能使学生了解实际应用的知识。此外,新知识新技术的介绍也可以为进一步深造的学生提供一些研究方向的参考。

此外,教师在教学过程中应充分调动学生学习的主动性和积极性,指导学生参与科研项目,使学生尽快完成从被动学习者到主动思考者的转变,为在就业竞争中具有较大优势做充分的准备。

论文关键词:就业网络类课程教学改革

论文摘要:在严峻的就业形势下,如何改革教学过程,使学生在就业竞争中具有较大优势是一个突出的问题。针对这一问题,本文作者将教学过程改革与专业证书考试、提高学生动手能力、提高学生综合能力和扩大学生知识面相结合。经过几年的教学实践证明,该改革提高了学生的动手能力和综合能力,对促进学生就业起到了积极作用。

参考文献:

[1]21世纪经济报道.一季度高校毕业生签约两到三成[EB/OL].http:///jjbd/2009/04/24/6187206.shtml,2009-04-24.

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(一)方向共性

网络工程方向及网络信息安全方向,都注重人才培养,响应国家培养工程型、创新型、实践性人才号召,从过去的“以教为主”向“以学为主”转变,提高学生学习积极性和主动性。拓宽学生在专业方向上的视野,提高学生对专业技术的兴趣,教学目标不仅仅停留在学生学会书本内容,更要让学生通过专业知识的学习而提高实际动手的能力。在课程设置方面,通过主流专业课程教育培养学生基本技能及专业技能;通过各专业课程内容的交叉涵盖,培养学生的综合技能;最后通过前沿性课程及课外实践发掘和提高学生创新技能。以网络工程专业为依托,除计算机本科大类基础课程外,还设置了5门专业核心课程,突出网络工程专业特色,体现专业需求,为两个方向建立系统的专业知识结构打下基础。此外,还提供13门网络工程专业课程作为任意选修,两个方向的学生都可以根据兴趣和专业规划进行选择。课程主要内容见表1。

(二)方向特性

在课程设置上,两个方向各有三门具有代表性和方向性建设的专业课程。这三门课程是作为该方向学生学习的专业必选课程,同时也作为另一方向的可选课程。课程主要内容见表1。网络工程专业实践教学体系主要包括验证性实验、综合性实验、自主实验、课程设计、认识实习、生产实习、毕业实习、毕业设计、创新创业训练、大学生学科竞赛等环节[2],在提高学生实际技能和人才竞争力方面,两个方向通过课内外多项实践,达到对学生个人能力的提升。1.网络工程方向。①模拟招投标:学生在进入方向学习的初期,就获得模拟项目目标,要求学生在一学年内按照网络设计招投标和网络安装调试及测试两部分完成此项目。项目以学生为主,教师为辅,在整个方向课程的学习过程中都带有目的性,而学习到的知识和方法,学生都会主动应用到项目中去。分组实施,团队分工合作的方式,也培养了学生的团队合作精神,让学生在长期与他人合作的过程中,发掘自身长处。项目完成后,由多名专业教师共同对项目完成情况作出评价,总结优点与不足。[3]②具体工程项目参与:利用学校机房建设的机会,让学生到工程现场参观学习,并直接参与到工程进行和验收过程,担任网络工程监理、工程测试员及工程验收员的角色。让学生真正地将课程所学应用到工程项目中,实际基础项目流程,积累大量实践经验。③与专业认证结合:结合专业要求及学生就业特点,课程内容与权威专业认证接轨,实现课程与网络工程技术前沿性和理念先进性的接轨。截止目前,已有各年级多名同学通过了国家软考、思科、微软等认证考试并取得证书。2.网络信息安全方向。①专业实验项目:网络信息安全方向建立了信息安全实验室和网络攻防实验室,有完整系统的实验内容和项目,学生可根据课程要求进行验证性实验,也可以结合多个知识点进行综合性实验。并将网络管理与网络具体项目要求相结合,提高网络管理的实际操作性。②开展和参与学科竞赛:积极组织学生参加校级、省级、国家级的信息安全相关竞赛,在巩固基本知识的同时,更多地接触网络安全新技术和新理论,拓宽视野。学生在竞赛过程中,激发学习主动性,从被动接受逐渐变为主动学习,从简单应用逐步实现创新。整个竞赛过程中,学生是主体,教师只起方向性指导和思维启发的辅助作用。

二、专业方向的横向建设与纵向建设

(一)横向建设

网络工程专业两个方向,既有区别又有联系,专业方向的横向建设旨在让两个方向各有侧重分别建设,注重专业的深度和广度,建出专业方向特色。两个方向在课程内容制定和方面,注重课程之间的联系和知识结构的完整性,力求建立完整的专业知识体系。这不仅需要关注两个方向的共同点,也要区别两个方向的特性,兼顾发展。例如网络工程方向在工程后期实施和维护,离不开网络管理;网络安全也与网络初期设计及组网息息相关。两个方向分别建立了专项实验室,其目标不仅仅是针对课程,更重要的是培养学生实际动手能力。例如网络信息安全方向的信息安全实验室,可以完成网络攻击、计算机病毒、身份验证、访问控制、信息隐藏、加密通信、安全操作系统、防火墙技术、入侵检测技术、网络扫描、协议分析等一般实验室无法完成的实验。例如网络工程方向的组网实验室,通过真实交换机、路由器等设备,完成网络组建实验。这些实验室的建立,学生能够在实验室的教学环境中,接触到社会工作岗位上正在应用的主流知识和技术,全面掌握应对职业岗位的技术技能,加强对学生实际动手操作技能的培训,从而弥补了专业技术人才培养与社会实际需求之间的差距。

(二)纵向建设

纵向建设主要注意各专业方向的与时俱进。网络工程专业发展迅速,不断有新技术新概念出现。这就要求我们在专业建设中不断改进课程设置和培养方案。在课程设置上,每一次新的培养方案都会将目前最主流的技术和内容放在最重要的位置,或将这些内容加入到已有的课程中。大胆地去掉一些已经过时的内容,并将暂露头角的新内容安排到任意选修中。在实验室建设上,我们正在建设网络工程综合布线实验室和网络测试实验室,一方面加强学生工程实践能力,一方面为学生实训和开展创新创业提供平台。在新实验室的建设上,力求使将来实验内容由验证性实验和综合性实验,拓展到学生自主实验,让学生能对学习内容举一反三,激发对专业的热爱和兴趣,缩短学校培养和社会需求之间的差距。

三、结语