网络工程虚拟化范文

时间:2023-12-14 17:47:46

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网络工程虚拟化

篇1

从2013年开始国家试点地方应用技术类大学,为地方经济转型升级培养具有工程技术应用和创新能力的高素质应用型人才。但地方院校受办学条件、师资水平和学生素质等条件的制约,亟待探索出一条适应实际的提升学生创新实践能力的途径。而网络工程专业因其与实践结合紧密,自然成为探索的首要专业。目前地方院校网络工程专业实践创新培养方面还存在一些困难,主要有:设备缺乏、师资不足、与市场结合不足等。本文旨在解决上述问题,并提出具体的网络工程专业培养学生创新实践能力的有效途径。

二、网络工程专业学生创新实践能力培养途径

网络工程虚拟化实验是指利用计算机软件模拟出网络实验所需的实验设备,并进行网络组织、部署、设计和测试等的实验方式。它能够降低实验的成本,提供所需的各种设备,能完成复杂的、设计性的实验。显然,网络工程虚拟化实验具有低成本、无破坏性、高效率、无维护等优点,能够解决之前提高的网络工程实验面临的问题和挑战。通过使用网络工程虚拟化实验教学的研究和实践,取得了良好的效果,下面阐述其实施要点。

1.虚拟化实验教学目标。虚拟化实验教学的目标是让学生达到如下要求:整体把握完整的计算机网络系统工作过程和方式;练习使用网络中最核心的路由技术和交换技术;融会贯通网络管理和网络安全知识;熟悉网络应用的建设过程等。

2.虚拟化实验教学的组织形式。虚拟化实验教学以虚拟仿真形式提供,仿真实验场景并在此场景中完成市场和社会所需的网络技术和网络案例。虚拟仿真软件可以采用PacketTracer,GNS3等,这样能模拟出Cisco公司的各种主流的设备,并且按需使用、无维护、也无破坏性,更重要的是能解决设备的不足,还能提高实验的效率。实验包括实验前的预习和准备,要求同学们了解到将要做的实验的背景、意义、具体步骤和过程。实验实施时要求同学们对中间结果的检查并记录实验记录,并回答实验相关的问题。实验结束后需要同学们进行实验过程的陈述,并作出实验报告,并由教师进行实验评分,作为课程成绩的一部分。

3.虚拟化实验项目设计。以虚拟化技术组织实验教学能化繁为简、低投入高产出地实施网络实验,对提升网络工程实验的效果确实起到了很好的帮助,但这仅仅是其中的一个方面。另一个重要的方面就是如何设计具有市场价值的实验项目,即从项目内容方面来考虑激发学生的兴趣和学习动力。为此,对实验教学的内容选取了市场上迫切的、或者应用广泛的,工程中必备的一些项目作为虚拟化实验教学的实现项目。这样做的目的,一方面,为学生将来的就业打下基础。另一方面,为学生考取职业资格证书打下基础。因此,这样的利益驱动能带来学生学习的积极性和能动性。每个实验项目设计为:案例,技术背景,实验内容,实验步骤等四个部分。案例指本项实验在企业或市场中应用的情况,以引起学生对项目的期望。技术背景则介绍本项实验所需的技术要点,作为实验前的准备,帮助学生快速而针对性的完成实验。实验内容给出实验任务,实验拓扑等信息;而实验步骤则包括实验的详细步骤和说明,也包括实验的中间结果和实验中的注意或者需要学生思考的问题等等。经过多年的对虚拟化网络工程实验的研究和实践,目前已经设计了如下一些较为经典的实验项目。它们分别是:VLAN设计、配置与管理、WLAN;STP生成树协议;路由器技术配置和管理;案例:路由器实现VLAN间通信;PPP(PointtoPointProtocol)数据链路层协议与安全PAP,CHAP;帧中继FrameRelay;网络地址转换(NAT);ACL配置;DHCP中继配置等。

4.虚拟化网络工程实验的实践效果。通过近年来在湖南城市学院网络工程专业学生中开展虚拟化实验的效果来看,学生学习积极性高,能够很好地完成面向职业导向的各个实验项目,且实验室以低成本,低维护成本的方式运作,既克服了地方本科院校资源不足的困难,又紧扣市场需要,开出了应用性强的实验项目。无论是学生还是教师,均体会到了虚拟化网络工程实验的好处和便捷。

三、结语

篇2

[关键词]网络工程;实验室建设;实验教学

[中图分类号]TB-01 [文献标识码] A [文章编号] 1009 — 2234(2012)04 — 0194 — 02

1 引言

网络技术的飞速发展已成为承载信息经济运转的高效平台, 从而也带来了对网络技术人才需求量的不断增长。然而,网络技术人才的培养依赖于一定的办学环境和优良的师资条件〔1〕。严格的课程管理、优质的课程资源和合理的人才培养方案固然是办好网络工程专业的前提条件, 但网络工程实验室的建设也非常紧迫和重要〔2〕。

我校网络工程专业自开办以来取得了一些成绩,但网络工程实验室的建设跟经济发展的速度相比还比较滞后。一个完善的网络工程实验室建设要考虑到许多方面,其中,实验室建设规划和软性教学服务为最重要的环节。

学校结合本专业的实际情况和其它学科的发展状况,将特色和创新作为网络工程实验室建设的目标。于2011年建立了全新的网络工程实验室,希望它不仅成为人才培养的摇篮,而且成为任课教师专业发展及科研工作的重要基地。

2 网络工程实验室建设目标

网络工程实验室的建设整体框架分4横1纵。4个横向层次相互关联,分别为上层提供服务,形成横向层次关联,为整个计算机网络工程专业示范性学科建设的整体部份。1纵关联4个横向层次建设,为实验室日常运维管理,它是保证整个实验室顺利开展、高效利用的基础。网络工程实验室建设的主要目标是:

(1)满足学校人才输出的需要。基于学生个性、能力区别,高等院校计算机网络人才输出基本为设计咨询人员、项目实施人员、网络管理人员、业务销售、商务助理等几类〔3〕。实验室建成后整体上可为以上几类输出人才提供教学、设备实操、项目演练、技能训练,以及为学生提供专业的培训服务,以增强个人专业素养和职业能力。

(2)满足学校建立多样化实验环境的需要。考虑到IT行业正按行业细分性发展,各行业对人才的行业理解能力日益突出。实验室的建设要满足学校相关学科的需要,从教学体系到硬件设备可模拟行业进行实验〔4〕。如金融、政务、电子商务、企业信息化等行业实验,打造行业技术突出的专业化精细人才。同时,提供标准的技术接口,学科可引入配套的实验应用系统,进行整体信息化的设计与项目演练,打造应用细分化实验,突破传统实验仅限于网络层和系统层的应用局限〔5〕。

(3)满足专业教师学习网络、从事网络技术研究和应用系统开发的需要。除了引入传统网络实验的交换、路由、安全等技术外,网络工程实验室还引入3G、数据中心、云虚拟化等前沿技术实验。一方面可以为精英式学生、学校教师提供前沿技术学习了解、专研的平台条件,同时,也为引入完善的行业项目实验提供了如3G接入,数据中心、信息安全设计等实验支撑平台,使实验中心有条件模拟全面的综合实验项目。

(4)满足实习基地建设的需要。为了使网络工程学科能正常高效开展起来,学校学科建设和人才培养中,提供认证、双师培训、置换教材、技能竞赛、行业实验等服务,配合学校进行精英式教学课程、人才培养建设。同时提升建设效率,在短时间内即有明显、创新的发展提升。同时加紧建设底层的硬件实验设备,完全采用行业标准设备,技术全面、产品质量稳定。

3 网络工程实验室建设规划

如图1所示,本实验室共分为5个部份:连接区、教学管理区、学生区、教学实验区、出口区。

(1)连接区。负责将整个实验室各区域互联,融合成有机的一体,实现数据共享,远程操作管理。

(2)教学管理区。教师及管理员对整个实验室资源、实验课程进行统一分配、管理。

(3)学生区。参加实验课程的学生区域。

(4)教学实验区。实验室实验设备放置、连接、仿真区域。

(5)出口区。实验室可通过出口区互联到校园网,实验室内学生可访问教育网或者互联网资源,同时将实验室资源对外开放,进行远程实验。

学校网络实验室建设中,网络实验室的基本配置为7组标准实验台,可完成网络交换及路由方面的全部实验。在每个标准实验为基础构架,扩展功能实验设备,建立细分型功能实验组,进行相关内容实验。

学校网络工程实验室建成后,应当满足以下几点要求:

(1)能够与行业网络设备、安全设备在统一管理下联动进行实验,可以通过拓扑管理功能灵活搭建网络拓扑环境;

(2)可以提供多种网络攻防实验环境、行业特色业务实验环境,能够与其他设备配合模拟真实行业应用业务系统及其网络环境;

(3)提供灵活可靠的管理方式,所有设备管理信息、拓扑信息可以快捷高效的统一进行配置管理;

(4)完善的远程实验功能,全部实验室本地进行的实验均可通过远程实验完成,提高实验室利用效率。

4 网络工程实验室教学规划

网络工程实验室采用RG-CVM1000锐捷云虚拟实验平台,云虚拟实验平特的虚拟化技术能使设备将硬件性能发挥到最佳,并能够完善的支持各种信息安全、应用系统的环境。它为高校的网络工程实验室提供了高性能、易使用、丰富实验扩展的解决方案。

篇3

关键词:新工科;网络工程;教学改革;实践体系;新型网络技术

一新工科的内涵和网络工程专业发展背景

2017年,教育部高教司推出一系列“新工科”发展计划,如“复旦共识”、“天大行动”、“北京指南”等,了指导性文件。[1]在此基础上,高校纷纷提出结合自身特色的新工科建设规划与实施方案。新工科建设所涉及的新的理念与现代信息技术紧密融合,如产学合作,协同育人,学科交叉等。新工科背景下的教学实践体系应更加着重于培养学生掌握前沿知识和综合技能的能力。使网络工程专业毕业生具有解决实际网络工程问题、网络架构设计、网络安全防护、团队沟通交流和创新创业等综合能力。经过20多年的发展,网络工程专业的教学和实践体系不断完善。2016年,参照国际知名ACM/IEEE教程,网络工程专业教学指导工作组了《高等学校网络工程专业规范》。[2]该规范对网络工程专业的架构进行了设计,主要包含以下内容:1.网络工程专业涵盖了知识领域12个,知识单元112个,知识点478个;2.包含的核心课程有:计算机网络,网络应用开发、网络设计与集成、网络管理与网络安全;3.网络工程专业人才培养的专业能力包括:网络工程规划、设计与实施能力,网络应用系统设计与开发能力,网络管理、维护与评估能力,网络安全能力,网络协议分析与设计能力以及网络硬件设备研发能力。随着信息技术的不断进步,传统网络工程技术已经越来越难以适应瞬息万变的新技术需求。网络工程技术已经是融合通信技术、计算机系统、软硬件编程、社会伦理学、信息安全技术等在内的综合系统。通过多样的网络接入技术,如互联网、蜂窝网、传感网等,实现人机物在物理世界、信息网络与社会网络之间的融合。然而,大多数高校的网络工程专业人才培养目标尚定位在狭窄的工程型人才培养上,过于关注传统网络技术,如计算机网络,网络组建与维护技术、Web应用技术等。作为信息基础设施的网络系统,复杂度和新技术的快速融合加入,使得网络工程人才的需求内涵发生了巨大变化。从路由与交换、协议分析、局域网规划与设计、网络系统集成、网络安全等传统核心技术,延展到数据中心与云计算、虚拟化与云存储、IoT、软件定义网络、无线移动网络等新兴技术。新时期的新兴人才需求更加侧重于具有新型网络技术的人才,如网络金融人才、网络安全人才、网络大数据分析人才等。因此,网络工程人才培养中教学实践体系的转型与发展升级已经势在必行。

二网络工程专业目前面临的困境

当前,普通高校网络工程专业在教学和实践环节都面临多重困境。[3,4]

(一)专业课程教学在培养目标,课程设置和师资力量方面都有不足

1.与应用型人才目标定位上没有区分度,专业缺少人才培养特色和专业辨识度,教学实践体系停留在传统的培养模式框架下,与高职人才培养差异较小,未体现出专业特长和专业优势。2.专业课程体系大幅落后网络技术的发展。课程设置仍聚焦传统网络技术,对当前信息基础设施和网络系统解决方案的核心尚欠缺教学资源,如数据中心网络、云计算、虚拟化与云存储、物联网、软件定义网络等当前热门的新兴技术。3.课程特色不明显。即使很多高校的网络工程的专业方向已经从网络互联、网络管理与维护、网络编程等,转向了网络安全、物联网等比较热门的专业方向,但专业课内容调整上尚有不足,有些课程的名称变得更加先进,但授课内容可能还沿袭之前的课程内容。4.师资力量较为薄弱。很多教师对传统网络技术非常娴熟,教学资源丰富,可以深入浅出地呈现给学生,而对新出现的技术需要一个学习的过程,且新兴技术缺少教学资源,导致相关课程的设置变得困难重重。

(二)实践教学在实践环境、规模、内容、创新性等方面稍显不足

1.资金受限,设备更新慢。由于建设网络实验室需要购置大量网络设备,如计算机网络实验室的交换机、路由器设备等,和系统软件,如计算机网络实教学系统、网络安全实验室的网络攻防系统等,价格昂贵且软件更新周期短。[5]2.网络相关实验的实验规模有限。网络工程专业需培养的的实际能力在于能够基本实现企业、政府、校园、数据中心等多种类型网络的搭建与配置。传统的实验室环境往往仅能搭建简单的网络拓扑,进行简单的局域网内协议分析等,存在实践与实际需求脱节的问题。3.实验内容连贯性较差。网络工程相关课程的实验内容大多较为分散,往往是对某知识点的单独实验,缺少网络拓扑架构整体设计相关的实验。4.实验设施较为陈旧,缺少针对新技术的创新环境。传统网络实验室已经实现模块化,在实验室建设时就会设计好实验内容和实验步骤,学生只是按部就班地按照实验指导书所设计好的实验内容和步骤进行重复性的实验,缺少创新性,综合性的实验环节,约束了学生的思考创新能力。

三新工科背景下“网络工程”专业创新探索

(一)理论课程教学体系结构优化思路

1.重新梳理课程知识体系,对课程体系进行新旧转换。根据网络工程新技术与能力培养新要求的相关性和连续性,将传统课程与新课程结合来重构课程体系,如计算机网络,网络架构设计,软件定义网络,云数据中心网络等课程按照先后顺序构建课程群,根据培养标准和能力分级列出核心知识点,并通过课程设计或实习项目来培养学生的职业技能素质。2.构建校企合作的课程体系,产学融合,协同育人。针对缺少新技术师资力量的问题,通过校企合作的方式,聘请企业导师对前沿应用技术进行培训,或者直接外聘教师开展教学工作。使师生掌握新技术的要点,了解相关企业的新需求。通过企业导师对实际工程项目的讲授,全面锻炼学生的工程实践和创新能力。3.加强理论教学师资力量的更新与培训。由于课程内容紧跟网络信息技术的发展,师资力量的理论积累也要不断完善。高校专业教师对快速发展的计算机和网络技术的技术积累不足,需要通过培训来学习最新的技术和理念,让教师接触更多的新技术、新思维,并应用到教学当中。4.引入先进的教学和培养方法。采用翻转课堂、基于问题和项目的探究式学习、体验式学习等各种主动式学习方法,培养学生主动积极学习的习惯。提供多样的学习资料给学生,有助于提升学生自主学习能力和时间管理能力。从而使单纯的课堂环节延伸到课前预习、课堂学习、在线复习、课后作业等多环节,促使学生的学习模式从被动教育转换到主动学习模式。

(二)实践体系结构优化思路

1.提升实践环节质量。实践内容的先进性对学生素质的培养至关重要,特别是核心专业课程的实践内容要随着时代的需求及时更新,来体现科技的进步和发展。2.加强实践环节师资力量的建设。为弥补高校教师的不足,应积极探索院校和企业联合培养人才的机制。让企业参与实践类课程的建设,构建与社会需求相适应的实践教学体系。另外,聘请企业中的工程师对新技术进行与项目相结合的培训,也会大幅提高学生的实践能力和前沿视野。3.开拓校企合作,共建多层次实践实习基地。学生培养工作不应局限于相关院系的老师,更应该开展多层次的合作,创造开放式的人才培养环境,如建设校企实习实训基地,外聘企业导师进行实践培训等。4.使用虚拟仿真平台提升实践技能。虚拟仿真教学可以应对部署网络实验室花费巨大的难题,[6]还能够给学生提供直观的大型数据中心的现场效果,实现大型网络设备可视场景和命令行交互式仿真的有效融合,将三维网络仿真与二维人机交互接口相结合,有效提升学生开展大型网络架构实验的学习效率,降低实验设备门槛,提高实验效果与学生体验,并且能显著扩大学生开展实践训练的范围。5.开展多样化的实践教学模式。引入“项目驱动”的实践教学方式,让学生以核心课程为基础,独立完成课程项目训练。鼓励有科研能力或科研课题的专业教师积极将本科生引入课题,在项目开展的过程中,因材施教,培养研究型和应用型的网络工程专业人才。

篇4

为了加强职业教育与企业的联系,提高专业教师实践水平,培养“双师”型专业骨干教师,学校安排专业教师暑期到企业实践活动。我作为计算机专业教师,有幸参加了上海中软计算机系统工程有限公司系统架构师岗位的企业实践工作。专业教师下企业锻炼是提升教师综合素质的重要举措。教师通过下企业锻炼,了解企业生产、经营全过程,提高动手能力,为专业建设与中职培养目标做好市场调研。转眼间,两个月的企业实践已经结束,现将企业实践所见、所闻、所得总结如下:

一、实践时间:2019年7月1日—2019年8月30日

二、实践基地简介

上海电子信息职业教育集团和上海中软计算机系统工程有限公司共建的教师企业实践基地自2013年以来已连续六年成功组织实施了教师企业实践培训活动。六年中上海中软实践基地共接待了来自上海信息技术学校、上海市工程技术管理学校、上海新闻出版职业技术学校、重庆安全技术职业学院、云南楚雄技师学院等20所院校,共计38名学员教师参与了企业实践活动。

上海中软基地为上海市中等职业学校信息技术类专业教师提供互联网应用设计师、系统集成架构师等企业实践岗位,旨在满足教师的企业实践需求,使教师通过岗前培训、原厂商技术知识培训、优秀项目的实地观摩学习、先进设备的参观、实体项目的参与和顶岗实践、学习成果的交流、总结与评审等实践内容,缩短教师理论知识与实际应用之间距离,提升教学内涵。

参培教师通过了解企业工作规范,将相关理念融入到学生培养过程中;了解新技术的发展趋势,进行专业教学知识的更新;及时掌握本专业、学科发展的前沿动态及实际应用情况,努力提升教师的创新、实践能力;通过感受企业文化,了解职业素养,让教师贴近职场,了解企业对人才的需求,将实践的成果转化到课堂教学中去,有效改进教学内容及方法,促进专业教学改革及专业人才培养。

三、实践岗位

系统集成架构师,岗位实践具体内容:

1)参与项目方案的设计或者实施,了解理论知识是如何在系统集成架构设计和部署中体现的,了解理论知识是如何实现项目需求功能;

2)与企业实训集成团队共同探讨,结合最新网络技术、虚拟化技术、软件技术和教师多年教学经验,形成更适合院校的专业发展的成果;

3)参加公司、厂商、合作培训机构举行的技术交流会和产品展示活动,了解新技术以及未来的发展趋势。

四、实践目的和内容

1、实践目的

目的主要是进行现场观摩、上岗操作,熟悉相关专业领域的新知识,切实感受日常教学活动和企业对职工专业素质要求之间的差距,为在日后的教学工作中更好地发挥教学能动性、积极促进教学改革具有深远的现实意义,为计算机专业下一步的专业课程教学做准备。

2、实践内容

本次企业实践我申报的是系统集成架构师项目,项目包含三个阶段,分别是网络工程、虚拟化建设、网络安全。

首先是第一阶段的学习,带教师傅周寅生针对系统架构中最基础的网络工程,给我做了培训。我所实践的工作地点是上海市税务局临江计算机机房,首先周老师带我熟悉了网络架构。

培训内容切合主题,周老师作为企业工程师,对网络工程有很深入的见解。上图中VRRP协议在政府机关的应用是我双项目的学习目标,这个内容是我的学习重点。配合生动幽默的讲解,让我很快的进入状态,结合自己的所学将其应用到网络工程中去。培训中我们学习了网络工程的特点是明确设计目标、详细设计方案、根据权威的设计依据、完备技术文档、完善实施机构。了解网络工程各个层次的专业定位,以及网络工程师需要具备的组织和实施工程的能力,与不同用户进行沟通的能力,独立解决问题的能力及很强的团队协作精神。最后总结了网络系统的集成步骤分别是规划、设计、实施、验收。通过这几次培训,我掌握了网络项目实施中的各个元素,了解了各个知识点如何对应企业当中的岗位,从中总结出更有针对性的教学方案。

网络工程中运维工作具有举足轻重的地位,只有良好的运维才会产生良好的用户体验,下面我着重对运维工作进行总结。通过对实践岗位运维工作的学习,我发现网络运维更适合我们职校学生去胜任,它要求有较高的动手能力,这点恰恰符合我们中职学生的特点。日常运维工作主要包括终端部分和网络部分,终端部分包括客户端电脑的硬件排障,系统及应用软件层面的维护,客户端外设打印机等设备的安装,互联,运维,协助排除税务专网终端电脑系统及生产环境下使用故障,抽查并更新各单位终端资产统计,信息及安全统计,制定终端应用故障Q&A等。网络部分包括接入层,汇聚层网络交换设备,物理链路层信息点维护,内外网用户接入问题,协助服务器维护,核心网络设备维护,网络设备巡检工作。日常运维工作琐碎复杂,如何进行工作绩效,运维工作的数据统计与分析就尤为重要了。

通过对工作内容的量化数据分析,可以直观的反映出工作状态,对今后的工作安排可以合理的安排人力配置,此部分内容需要中职生格外重视,光是有技能是不够的,还要学会工作方法与技巧。

接下来,在经历两周第一阶段网络课程的实践学习后,我们进入第二阶段虚拟化的课程学习。整个学习过程贴近实际,带教师傅周老师从虚拟化的基础架构介绍到虚拟化的实施过程,并为我们展示了服务器虚拟化的架构界面以及虚拟化在实际当中的应用。由于参加学习的各位老师,或多或少都接触过虚拟化。学习过程中,老师们踊跃提问,积极讨论。针对实际需要,向企业专家咨询。通过这一过程,真正的将理论转换为实际。培训完成后,企业专家还热心的给我们提供了很多虚拟化方面的资料,让我们能更深入的学习。我通过这次培训,大概的了解了虚拟化的配置过程,在接下来的实践中,我准备自己动手创建虚拟服务器,将所学转化为成果。

在接下来的培训中,师傅给我们部署了一个网络实践的虚拟环境,并提供了多种类的网络设备的配置方案,让我们进行了网络配置的实践。演示过程,我们结合行政管理学校虚拟化环境的搭建与维护的实施方案,进行了讨论,效果明显。此外,大家对师傅部署的这样一个实践环境,非常感兴趣,希望将这样一个环境作为虚拟实训环境应用到教学中去。这个虚拟实践平台eve-ng,部署在liunx环境底下,其中的实训设备主要是CISCO及华为。所有的网络设备都是使用真实的设备系统运行的,效果更接近于真实环境。师傅给我们提供了大部分的网络设备系统,便于我们实现虚拟网络部署,检验我们的网络实施方案是否可行。通过实训,我们即学到了网络部署方案的撰写及实施,又认识并学习了一个网络实训平台,对今后的工作起到了更好的促进作用。

最后,就是第三阶段的网络安全的学习,企业师傅带我熟悉了企业中日常防护网络攻击的方法,如:arp病毒查找攻击源主机的方法,稽查一局网络事件应急预案V1.1等。

不可否认,网络是把双刃剑。在现今社会,网络越来越普及的情况下,各类网络犯罪日益增多。网络安全不得不引起人们的重视,作为从事信息化管理的人来说,更是工作重点。近期国家安全部提出的等级保护制度,就是网络信息安全的一种监管措施。

本次实践活动,正好给我们提供了这样一个平台,让我们深入企业,了解安全防护的各项知识。分别从系统安全及网络安全对我们进行了培训。在系统安全方面,企业专家整体描述了安全防护的必要性及安全防护的种类。最后,在两类常用于服务器部署的系统中,演示了安全加固的一些实践操作内容。非常实用,很有针对性,整个过程涉及到攻与防。从演示中,我们学到了服务器安全加固的必要性及操作方法,收获很大。

在网络安全方面企业专家根据不同学校的实际情况,对目前常用的几类安全设备进行了分类讨论。总结出不同设备在安全防护中的作用,以及部署的必要性。让我们更加直观的了解网络安全的重要性,在今后的各类项目建设中,安全将成为我们首要考虑的因素。

总结这段时间的实践学习,感触最深的就是,企业的先进技术以及规范的管理理念。一个好的企业,要能成功,一定要有规范的流程,成熟的项目实施经验,完善的管理,合作无间的团队。而我作为计算机教师,同时兼任信息中心的工作,在今后的项目实施中,可以借鉴企业学习到的经验,更好的、规范的管理项目实施。此外,围绕本次实践活动的成果目标,我将总结学习到的知识,跟随项目工程师,将虚拟化的技术应用到教学当中。为学校的信息化建设尽一份力,为学校的信息化教学尽一份力。

五、实践体会

本次实践项目目前都已经圆满结束,整个过程虽然有点苦,有点累,但收获良多,通过这次培训,我开阔了眼界;思考问题能站在更高的境界;许多疑问得到了解决或启发;业务素质得到了进一步的提升。有几点体会如下:

1、企业文化应和职业学校校园文化对接,企业文化的目的,就是要在企业内部倡导和营造一种积极健康、活泼和谐的精神氛围,职业学校的校园里也需要这种精神氛围,应该让学生提前感受到企业文化,通过校园文化感受到企业员工工作纪律性要求和工作态度的严谨作风,使学生在校园内就能在一定程度上了解、熟悉并认同企业文化。企业文化也是培养学生形成良好职业素养的一条重要途径,为今后在企业的立足和发展奠定基础。

2、学生的技能应与企业要求对接,通过这次企业实践,使我了解到职业学校学生在校所掌握的知识与企业需求仍有较大的差距,计算机是一个高速发展的行业,物联网、大数据、人工智能等新的技术手段无时无刻不在影响和改变人们的生产和生活,这就要求我们的教学设备和相关技能要赶上时展的需求,课本上的知识远远不能满足现代行业、企业发展的要求,更多要求学生在专业知识的基础上能够学会应对社会发展的变化。

篇5

课程实践教学在应用型人才的技术应用与实践能力培养上有着理论教学所不可替代的作用,但同时又要与理论教学紧密结合,才能使学生知其然并知其所以然。计算机专业开设的网络类课程通常包括通信原理、计算机网络、广域网技术、网络工程等,着重以培养网络工程技能为目的。大量前期课程中的知识点和分散的验证性实验教学成果,都集中反映在网络工程的实践教学环节。因此,在这样一个课程体系中,网络工程实践教学环节对学生网络工程技能的培养起着关键的总结和检验作用。而从以往的经验来看,网络工程实践教学过程中,存在着学生提不起兴趣,教学效果难以达成等问题。笔者通过长期从事网络技术相关课程的教学工作,总结出导致上述问题的原因有以下几点:(1)实验内容不合理,复杂的网络原理和对设备的陌生,使学生们无所适从。(2)实验设备过于陈旧,和现实工程中的设备不匹配,无法切合实际应用,从而使学生们觉得学无所用。(3)实验平台的网络拓扑过于简单,无法满足学生们对网络综合应用的知识需求。(4)实验形式单一,单兵作战无法激起学生的责任感和培养团队合作能力。综上所述,选用合适的设备构造一个合理的实验环境,以此为基础,科学地编排实验内容与实验形式,成为构建网络工程实践教学体系的关键因素。目前,大量的一线教学工作者及教学管理人员对网络类课程的实践教学模式进行了大量的研究,提出了多种教学方法、教改模式及课程群建设思路。文献[2]提出一种培养创新性思维的教学方法,把课程知识点、探究性的问题、师生互动和实验内容统一考虑,以系统性的角度进行教学内容的优化。文献[3-4]则从网络工程课程群实践教学体系建设的角度出发,涉及实验内容与教学方法、实践教材建设、实验室建设等方面。文献[5]则从实践项目的具体设计出发,定义了能够满足网络工程师职业能力的实践教学内容。文献[6]从实验教学内容和教学环境两方面出发,对重实践、创环境的教学体系进行研究。文献[7-8]的主要研究内容是实践教学平台的规划和设计,以网络教学的方式弥补课堂教学的不足。文献[9]结合学生技术实践能力与创新能力培养目标,对网络工程实践课程体系的规则、设计进行了探讨。文献[10]从课程群建设的角度出发,介绍了计算机专业课程的实践环节设计和实施。文献[11-12]的研究内容是符合学生职业技能培养目标的计算机网络课程群建设,从课堂教学到实践教学分别进行了讨论。文献[13]研究了网络课程群建设过程中的结合企业需求的技术型人才培养模式。相关学者的研究,对网络技术类课程的实践体系建设有极大的启发意义。总之,了解企业需求,合理的设计实践教学内容和方法,完善课程资源建设以满足学生多种学习方式,定义操作性强的网络工程实践教学模式,势在必行。

2网络工程实践教学设计思路

CDIO工程教育模式的培养大纲将工科毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、团队能力和工程系统能力4个层面。我国的“卓越工程师教育培养计划”强调工程教育中的3个特点:校企合作、行业标准培养工程人才、强化培养学生的工程能力和创新能力。可以看出,无论是CDIO模式还是“卓越计划”其实都以培养具有实际工程能力和职业素养的工科人才为最终目标。我们可以分析企业需求,理清知识和技能培养目标,形成可操作性强、可持续的教学内容及方法,并在相关专业课程中由浅入深,由点及面的贯彻。首先,要明确课堂教学和实践教学是不可分割的整体,知识点的定义和分解要从全局出发;其次,通过教学资源的建设以及合理的组织,形成满足学生需要的多阶段、多形式的学习模式;最后,设计实践教学内容和方法,并在完成实践教学后,通过反馈信息进行新一轮整改。2.1知识点定义与分解如何定义企业需求,是培养应用型人才过程中需要解决的首要问题。单源信息可能存在片面性和特殊性。因此可以结合就业服务网站、企业实地调研、学生反馈、网络工程师资格认证和厂商的技能认证达标要求等信息,结合专业培养目标,对网络技术类课程的知识点进行定义和分解,形成课程群知识点AOE图,以确定每个知识点所需教学时间和知识点间的进度关系。进一步结合学校的开课情况,把上述知识点拓扑图进一步分解成以课程为单位的线索知识树森林,完成知识点的定义与分解。每完成一个线索知识树的内容即可进行单元考核。最后通过理论分析和实践总结,不断调整图和树的结点内容和关系。企业需求重点体现在要求学生有实际动手能力、团队合作能力和沟通能力。这就要求我们在知识建设过程中除了要落实知识点的定义和分解,还要充分考虑采用合理的教学模式和考核模式,及教学过程组织方式,来突出沟通能力和团队合作能力的培养。2.2构建多阶段、多形式的学习过程根据我们的经验,学生动手能力的培养不可能只依赖有限的课堂时间完成。要求学生课前预习所要完成的实践内容及其涉及的理论知识,可以提高实践环节的效率,同理可以让学生知其然并知其所以然。而课后对已经掌握的知识进行重复演练,则可巩固所学知识,使整个实践环节保持连贯性。这就需要我们提供可以满足学生多阶段学习的资源和环境。因此,建设一个服务于实践教学的Web平台,既能打破时间和空间上的学习限制,又能使教师了解学生的关注重点。有条件的学校可以建设教学、实验、考核一体化的教学资源平台。上述工作中建立的课程知识拓扑图和线索知识树,也可以体现在平台内容的组织过程,通过超链等形式,体现实践过程中理论知识的相互联系,使学生自主地回溯学习。

3实践教学环节

课程群实践教学体系建设过程中,教学环节的重要程度不言而喻。而能否落实设计好的教学内容则需要满足要求的实践环境,因为网络设备种类繁多并更新较快,对大多数学校而言,不可能投入大量资金购买昂贵的网络硬件设备。因此,我们利用软件和硬件结合,搭建了性价比较高、实用性较强的实践平台,并在实践教学内容和环节的设计,以及教学过程和考核方式的组织上,充分考虑对学生沟通能力、责任感和团队合作能力的培养。3.1结合虚拟实践平台与真实设备搭建实践环境针对在网络工程实践教学中存在的问题,我们可以通过改变教学环境、改善教学形式相结合,重点着手于设计循序渐进的教学过程,逐步提高学生们的学习兴趣和降低学习难度。通过长期的教学经验总结,结合对网络工程教学目标的分析与相关认证的技能需求调研,我们选用了几款优秀的网络工程模拟软件,构成虚拟实验平台,详细介绍如下:(1)PacketTracer是由Cisco公司的一个辅助学习工具,为学习CCNA课程的网络初学者去设计、配置、排除网络故障提供了网络模拟环境。学生可在软件的图形用户界面上建立网络拓扑,观察网络实时运行情况。(2)BosonNetSim可以模拟路由器和部分交换机,而且是它最先提出自定义网络拓扑的功能,且反应时间较小,实验内容丰富。(3)GNS3是一款优秀的具有图形化界面的多平台网络模拟器,可以在PC上实现网络拓扑。主要特点是通过加载不同设备的IOS,可以真实地模拟网络设备,配置该设备支持的所有功能。但当设备较多时,会占用大量内存和CPU时间。(4)Aspire是思科工作公司出品的一款RPG游戏,在游戏中,玩家扮演一名网络工程师,完成各种网络工程相关的任务,无论设备的购买、安装、配置、调试、验收都有合理的情节模拟。对于学生来讲,这种寓教于乐的软件有相当的吸引力。(5)真实设备构成的网络工程实践教学环境:由3台思科2950交换机,2台思科2600路由器,1台思科3550三层交换机组成,拓扑如图1所示。上述设备价格适中,属于经典型号的思科设备,比较有代表性。可以在机柜上做一套配线架,网络的拓扑可根据学生的设计,在配线架上做改变,又不至于因为频繁的接线而损坏设备接口,减少了对实验设备的损耗。3.2实践教学实施过程根据上述虚拟实验平台和真实设备构成的实验环境,我们把网络工程实践教学的过程分为4个阶段。前3阶段为组网技能实训阶段,属于逐步深入、层层递进的教学模式,第4阶段为网络设计能力培养阶段,具体流程如下。1)熟练阶段。这个阶段的教学目标是让学生先接触网络工程模拟软件,结合各软件不同的特点,了解网络设备与其配置方法,设计如下:(1)让学生通过BOSONNetsim模拟器熟悉常用网络设备基于CLI的设置,完成软件附带的实验指导书中CCNA考试部分若干个实验即可,而且可以排除ISDN、帧中继这些已过时的实验内容。(2)在学生对典型网络设备熟悉的基础上,通过PacketTracer软件完成无线网络、NAT等实验的操作,这些实验是BOSON软件所不能提供的。利用PT的图形界面,减少实验耗时。(3)所有的模拟软件中,只有GNS3是真实的模拟网络设备,但需要用户自己准备IOS,可以在教学资源网站提供下载。通过使用这一软件,可以完成诸如HSRP(HotStandbyRouterProtocol)这类高级应用。2)巩固阶段。这个阶段可以让学生独立或分组完成Aspire游戏的攻略制作,更全面地体验网络工程的各个实施环节,对于非英语母语国家的学生来讲,能够理解游戏中的网络需求,完成各种设备的采购和实施。可以加深其对网络工程理论知识的理解,巩固专业英语,并进一步提高学习兴趣。3)实战阶段。通过上述实践教学环节的实施,学生应该已经消除了对网络设备、网络拓扑的陌生感。在本阶段,建议采用分组、开放的实验形式,学生3人1组,讨论自己想完成的实验内容并自主设计网络拓扑,或组间的合作与协调。不但能够锻炼学生真实的组网能力,同时也体验了团队合作和沟通的过程。4)网络设计阶段。首先要设计实践教学中的网络系统集成案例,这一实践过程,应该有如下特点:(1)案例的设计符合行业实践需求,同时案例的规模适于8个课时的实践教学过程。(2)案例的实施贯穿网络设计的需求分析、规划、设计、选型和实施及测试的全过程。(3)明确项目结题时提供的文档,如网络系统需求分析与可行性报告、网络拓扑图、网络设备选型明细表,虚拟软件中的网络实施过程、网络测试计划和总结报告。对这一阶段的教学形式,建议如下:(1)以电子文档的方式下达网络集成项目的要求和验收标准。(2)分组竞赛的模式,由4~6名学生组成网络工程组,接受任务后能够分工明确、团队合作,最后根据答辩内容确定最优方案若干。(3)教师交替地以客户与顾问的角色与每组的组长进行沟通和指导。组内成员分阶段汇报进度和讲解自己的工作进展。具体的实验内容与学时安排如表1。课后需要学生最后上交网络工程实训报告、网络设计报告、网络设计答辩PPT,以此作为实践课程的主要考核依据。

4结语

篇6

关键词:交换与路由;实践教学;虚拟实验平台

0 引言

2012年7月,教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会了《高等学校网络工程专业规范(试行)》,这也是首次对网络工程专业内涵等的统一认识与界定。网络工程专业在培养目标上,侧重网络的设计、规划、管理、维护等5大层面。作为构建网络连通性的交换技术和路由技术,是上述专业目标得以实现的基础[2]。交换与路由技术关注于建立网络的连通性,是把各种网络物理设备连接在一起的纽带,是各种网络上层应用得以实施的底层基础。交换与路由课程内容在网络层次模型上的落脚点是TCP/IP模型中的数据链路层和网络层。

顾名思义,交换与路由课程在内容上由交换技术和路由技术两部分组成。其中交换技术研究园区网环境下的数据交换技术,在物理设备上围绕二层、三层交换机展开;路由技术侧重互联网中通信子网的网络连通性,通常属于运营商的管理范围,在物理设备上围绕路由器、三层交换机展开。交换与路由课程的前修课是计算机网络原理课程,是针对计算机网络原理中IP路由、局域网、广域网等章节内容的深化和实践。合理的计算机网络原理的知识结构和知识内容,是交换与路由课程开展的必要支撑。交换与路由课程的后续课包括有网络工程、网络管理、网络安全、网络协议分析等。综上可以看出,交换与路由是一门实践类课程,是在计算机网络原理基础上的应用环节。教育部推出的“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)旨在培养适应社会经济发展需要的各类型高质量工程技术人才,重点强调培养学生的实践能力。就交换与路由课程而言,与这一目标十分贴切。

1 交换与路由课程内容

北京林业大学网络工程专业在交换与路由知识的学习上,共涵盖两门课程:交换与路由(56学时)、交换与路由综合实验(40学时),理论学习与实践操作并重。两门课程独立考核,总学时数高达96学时,可以反映出交换与路由技术对网络工程专业的重要程度。56个学时的交换与路由课程包含了46学时的理论、10学时的课程实验。理论部分专注原理剖析,主要知识点包括路由协议基础、距离向量路由协议、链路状态路由协议、路径向量路由协议、RIPv1/2路由协议原理、OSPF路由协议原理、BGP路由协议原理、访问控制列表、路由控制、交换基础、交换知识点(VLAN、STP、VTP等)。10学时的课程实验属于针对课堂理论讲解的验证性实验。40学时的交换与路由综合实验课程是对理论学习的综合性实验,从复杂拓扑结构人手、建立分散的知识点之间的关联。

2 交换与路由课程教学过程

2.1 课程特点及教材选用

交换与路由作为网络工程专业的核心课程,不仅在教育科研领域深受重视,在工业界也扮演着重要角色。网络设备生产商中,华为、思科(Cisco)、詹博(Juniper)3家企业占据市场绝大部分份额,也都建立起了面向网络工程师的针对交换和路由方向的网络认证考试。其中,思科公司在网络教育以及网络知识普及上所做出的贡献尤为突出,和国内众多高校合作建立思科网络技术学院。思科出版社也出版发行了各个网络教育层次的教材,但通常以认证为导向。国内也有部分高校出版了“交换与路由”相关教材,但从调研来看,目前还没有成熟度较高的经典教材。鉴于此,我们在为北京林业大学学生授课过程中,参考业界领先的思科网络教育学院教材,在其基础上对内容进行裁剪,形成适合北京林业大学网络工程专业学生特点的教学讲义。自编教材首先要符合本科教学学时数;教学内容上原理和实践并重,既侧重原理,又不能光说不练,但也不以企业认证为目标。教学实践表明,枯燥的网络协议等理论知识,只有和实践操作结合在一起,才会更容易被吸收消化。交换与路由课程与计算机程序设计语言课程有很大的相似性,只记住理论,而不动手实践,便毫无意义。要动手实践,必须依托目前主流网络设备生产商的产品。

2.2 网络实验室实践条件

截止2012年,北京林业大学网络工程实验室有25台Cisco 2821路由器、12台Cisco Catalyst2950二层交换机、13台Cisco Catalyst 3650三层交换机、一台PC服务器。设备数量总体较少,以一个标准班30人计算,也不足以让每个学生都在一个较大的拓扑上进行操作。实验室的建设需要一个过程,在资金投入有限、设备不能立即到位的前提下,我们划分了两个阶段,充分利用网络实验的教学资源,具体做法是:课程初期,让学生在网络实验室中了解、认知网络物理设备,用较少的设备就可以完成一些基本的验证性实验;课程后期:我们把网络设备整合成5套拓扑,每个拓扑由5台路由器和2台三层交换机组成,可以满换与路由课程全部教学内容的实验要求。实验室采取开放策略,学生可以预约时间随时操纵物理设备。教学实践表明,这种方案一定程度上弥补了由于设备数量不足所带来的教与学的困境。

2.3 构建虚拟平台

在熟悉对网络物理设备的连接、配置以后,课上的理论讲解、课下的自主学习,都切换到Dynamips虚拟平台。Dynamips仿真了部分型号思科路由器硬件环境,加载真实的思科网络操作系统iOS,类似于VMware、VirtualBox等可以加载PC操作系统。Dynamips启动以后,通过Telnet方式连接Console口来登录路由器,之后的操作就和登录到真实物理设备完全一致了。基于此,我们编写了如何构建网络虚拟平台的教学文档,内容涵盖了GNS3、Dynamips、Wireshark、Vware、VirtualBox、JUNOS、PIX防火墙、ASA、IDS,全面讲解了在GNS3集成环境下,各网络软件的配置、使用,在学期初就下发给学生并学习。在GNS3环境下,借助于Dynamips等虚拟机,学生可以在自己的笔记本电脑上构建一个包含二层交换机、三层交换机、帧中继交换机、ATM交换机、路由器、防火墙、IDS等设备较完整的Intemet环境。GNS3提供了以鼠标拖曳方式构建拓扑,在网络运行中,也可以动态地改变拓扑结构,具有较强的灵活性。96学时的教学实践表明,Dynamips实验环境可以支撑本科阶段交换与路由课程中路由部分的全部内容、交换部分的大部分内容。学生可以不受时间、实验室的限制,自主学习。

2.4 课堂教学

课堂教学由两部分组成:理论讲解、现场实验验证。教师在课堂环境现场实验来验证协议原理及交互过程是本课程教学的特色之一。其中理论讲解环节采用多媒体方式,围绕路由协议原理的分析、协议特性进行讲解;鼓励学生把笔记本电脑带进教室,既可以做电子笔记,动手能力强的学生还可以随时跟进教师的课堂实验验证;鼓励学生进行问题攻击,在攻击性问题的讲解过程中,往往能让全部学生都集中注意力。在动手实践环节,每次讲解完一个知识点,马上就当场实验验证。路由协议的工作原理,反映在路由协议的数据包封装上,而GNS3环境下Dynamips和Wireshark做了很好的集成,直接在拓扑结构的链路上实施数据包捕获,可以查看协议的交互完整过程和数据包封装细节。把枯燥的协议和鲜活的协议数据包有机结合在一起,提升了学生学习积极性。不仅是记住原理,还要启发学生这个协议是怎么实现的,和生活中哪些场景有关联。

2.5 分解实验

交换与路由在教学内容上,各章节的知识点相对独立,自成体系。以路由为例,在讲解完路由基本原理,让学生了解了DV型路由协议、LS路由协议、PV型路由协议的基本原理以后,就可以独立讲解RIP、OSPF、路由控制、ISIS、BGP等各个协议。各个协议在知识结构上相互独立,通过路由控制把各个协议重新组合在一起,进行互操作。为此,我们为每个章节都单独给出了分解实验,并且给每个实验文档加以4位数字的编号,同一类型知识点文档的数字中第一个数字相同,学生可以快速索引到关于相关知识点的文档。除了分解实验之外,会提供给学生一个综合的拓扑,可以有机地把分解知识组合在一起,即知识点模块化、系统化。通过阅读大量的分解实验文档,也可以培养学生自主学习的良好习惯。以BGP路由协议的学习为例,属性是BGP协议的核心,也是BGP强大的选路能力的重要支撑,这部分作为学习重点。我们设定了同一个拓扑结构,根据具体需求,不断调整各种属性,来实现不同的选路,而每种属性都做了实验分解。

2.6 考核环节

交换与路由课程在教学效果评估上,采取了阶段考核方式。整个学期在交换与路由理论课环节包括3个阶段性考试,依次按30%、30%、40%的计分比例汇入总成绩。各阶段考试均采用无纸化方式,提供拓扑结构、需求分析的pdf文档,学生根据需求完成配置,并回答若干关键问题。为防止抄袭,每个学生在配置拓扑结构时,都要把自己的学号作为接口IP地址中4个十进制数中的一个。3个阶段的考试,可以让学生整个学期都保持对这门课程的预习、复习和课外的实践操作,从而在知识点的掌握、认知能力的提高上,有很大的促进作用。

3 交换与路由教学总结

3.1 存在的问题

在教学实践过程中,最大的问题就是课程进度滞后于大纲安排,分析原因如下:①不习惯教师边讲解理论边做实验的教学方式。许多学生已经习惯被动地“收听”,而本课程要求边听课边做电子笔记,涉及实验还要动手实践,精神和注意力高度集中,如果中间某个环节跟不上,就会造成脱节。教学方式、教学风格的变化需要重新形成并建立一种新的学习习惯,这需要一个适应过程。②部分学生对前修课程计算机网络的基础知识掌握不扎实,具体表现在:对TCP/IP层次模型了解不充分,对数据包的流动过程以及所涉及的协议没有一个清晰的认识,对IPv4私有地址、公有地址、组播地址、广播地址了解不充分。③全英文多媒体课件使部分学生阅读理解起来会有一定的困难。交换与路由是在网络工程专业大三第一学期开设,大部分学生已经通过了大二下学期的英语四级考试,但仍然有部分学生跟不上节奏。

3.2 收获

从教学反馈来看,主要包含以下两点:从学生层面看,一定程度上改变了学生的学习观念。理论和实验并重的教学方式,学习强度大,让课程学习真正成为一个持续地过程,学习不再是为了考试,避免了考前临时突击的现象。从教师层面看,摸清了学生在前修课计算机网络课程上所欠缺和掌握不扎实的知识点,使得网络教研组教师之间课程交流内容更加明确,进而对专业培养目标的定位也逐渐清晰。

4 结语

作为一门以实践应用为导向的课程,交换与路由课程的建设是一个逐步深化的过程。下一步要做的工作包括:总结教学经验,在不断完善自编教学讲义的基础上,规划出版教材;继续扩充分解实验的数量,网络教研组的教师共同讨论,使实验内容能够跟上网络技术的快速变化;外出调研,多和其他同行交流,不断提高本课程的教学质量。

参考文献:

[1]教育部高等学校教学计算机科学与技术指导委员会.网络工程专业规范(试行)[M].北京:高等教育出版社,2012:1.

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1、安全技术人员:每家IT公司都需要安全技术人员应对可能发生的网络攻击。如果你的简历里有CTIA的安全认证,想必获得一份工作会变得轻松许多。

2、虚拟系统管理员:虚拟化和自动化技术搭乘云计算获得飞速发展,今后系统管理员也要与之接轨。

3、网络工程师:网络工程师作为传统的一项职位,依然十分强势。由于资讯和竞争的需要,未来几年中社会交往和协作会更加密切。这一切要求网络技术和网络工程师发挥更多的作用。

4、开源技术人员:免费、开源产品越来越受到人们的欢迎。公司依靠此类产品能迅速占领用户市场,然后形成一系列付费功能维持运营体系。这一切都需要熟悉开源程序的开发人员才能实现。

5、质量保障工程师:一个成功的产品或服务,除了技术开发以外,还需要服务保障人员的努力才能完善。IBM惠普等大公司都在部门内部建立类似确保产品生命周期正常运转的职位。

6、电子商务经理:因为电子商务的日益发展,使企业的经营形态发生了根本改变。经营形态改变以后,电子商务的份额不断扩大,电子交易经营人员就显得尤其重要。

7、项目管理人员:这个行当要求你具备整体管理项目的能力,包括做计划、项目实施、日程管理、预算、资源分配和商品交付质量管理等。所需技能有管理大型、复杂与并行项目的能力。包括计划开发、项目实施和客户管理的经验。最好有较强的Internet技术应用和软件开发背景。

8、IT审计师:IT审计师目前已成为全球范围最抢手的高级人才。这些人才一般都具备全面的计算机软硬件知识,对网络和系统安全有独特的敏感性,并且对财务会计和单位内部控制有深刻的理解。控制计算机环境风险和信息系统运行风险将成为管理资咨询和服务的重点。

篇8

作者简介:彭静,女,副教授,研究方向为计算机网络及安全;齐林,男,讲师,研究方向为网络系统集成。

摘要:在“卓越工程师计划”的背景下,分析“组网工程”课程传统教学模式的不足,提出以组网工程项目为切入点实施教学过程,使学生明确课程学习的目的性,激发兴趣,培养学生的实践动手能力、工程能力、创新能力和团队合作意识,培养满足社会需求的卓越网络工程师。

关键词:“卓越工程师计划”;“组网工程”课程;项目式教学

2010年6月23日,教育部在天津召开“卓越工程师教育培养计划”启动会,联合有关部门和行业协(学)会,共同实施“卓越工程师教育培养计划”, 该计划就是要培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才[1]。“卓越计划”其中两个重要特点:一是学校按通用标准和行业标准培养工程人才;二是强化培养学生的工程能力和创新能力[2]。

在“卓越工程师计划”背景下,作为地方本科院校的网络工程专业,我们的培养目标定位在“面向一线,服务地方”的“卓越网络工程师”,“卓越”绝不是少数、精英,而是指高素质、高质量[1]。当今,网络是信息社会的支撑平台,人才需求量大,但是,企业找不到适合的人才,而毕业生就业难,其原因是学生在校所学和毕业所用脱节,理论不能联系实践,这个问题亟待解决,学校应该按照社会应用标准培养人才,培养学生的工程能力和创新能力[3]。

“组网工程”课程是网络工程专业的一门主干专业课,这门课程的培养目标是使本专业的学生能够完成园区网的设计、实施、维护和管理等一系列的工作,这是网络工程师的基本技能,它不仅要求学生有较强的设计和实践动手能力,还要有团队协作精神。为达到培养目标,我们对传统的,以课堂讲授为主的教学模式进行改革,将工程教育理念引入组网工程的课程改革,对教学计划、课内课外的教学内容和教学方式做重新设计[4],经过一个学期的教学实施过程,验证效果较好。

1 传统的教学设计存在的问题

1.1 理论学习和工程实践脱离

“组网工程”通常的教学内容是从网络基础知识入手,讲解常用的网络设备,如交换机、路由器、传输介质、以太网组建的基本原理,在讲解这些基础知识的基础上,第二部分讲解交换机和路由器的基本配置命令,通过课堂的讲解和实验使学生掌握这些基本的配置命令。第三部分是Intranet服务器的基本配置。第四部分是网络安全技术应用,通常每个部分都是通过课上讲解和课下实验的形式来完成。

通过这四个部分的学习,学生了解网络的组建过程,通过学习掌握组网技术的基本知识,最终能够组建和维护园区网络。教学的内容从表面上看似没有问题,每个部分的内容都是学习组网工程必备的,然而,在整个教学过程中,理论与实践脱离,学生会感觉内容枯燥,针对性和目的性不明确,以至于缺乏兴趣,积极性不高,不能达到预期的教学目标,因而无法达到学以致用的目的。

1.2教学方式单一

课堂教学缺乏学生的参与,教学过程属于知识灌输,学生处于被动学习状态,不能体现以学生为主体的思想,学生的能力培养不够。学生没有参与项目的机会,团队意识和沟通能力得不到培养,与作为一个基本合格网络工程师的距离相差甚远。我们认为应该把工程化教育思想引入整个教学过程,在教学过程中引入组网工程项目案例,学生以分组的形式完成项目,可以激发学习兴趣,培养团队合作意识 。

2 面向工程师培养的课程教学设计

课程的设计分为三个环节:课堂教学、实验教学和课程实训。三个环节均以网络工程项目为主线,以学生为主体完成教学过程。项目设计如图1所示。

每次课堂讲授的内容以网络工程项目为切入点,项目按照三层网络模型的思想设计校园网模拟图,使学生了解校园网的概况并对课程有总体的认识,后续

的项目在模拟图的基础上,按照网络设计层次的概念,实现每个层次的功能。

我校现有的教学条件是理论教学在多媒体教室,实践教学环节在网络工程实验室,采用星网锐捷的网络产品。在理论教学环节,以网络工程项目为导引,通过软件模拟实现项目案例,同时讲解涉及的理论知识;课程实验的地点是网络工程实验室,以小组为单位互相协作完成,课堂上软件模拟实现的项目在真实的网络设备上调试通过;课程实训的内容是实现课程中讲解的网络项目,时间安排在课程结束后的一周时间,以小组的形式合作完成网络的设计和实现,包括网络设备的配置、服务器的配置、新闻系统的实现。

3 面向工程师培养的课程实施

3.1 课堂教学环节

利用教师机和投影仪等现有的教学资源,采用Cisco Packet Tracer软件(教室没有网络设备)模拟实际网络环境,从第一次授课开始,一边讲解、一边画出校园网的模拟图,学生可以自带或者和他人合用笔记本电脑,和老师同步在软件中画出同样的网络图。如图2所示。

图2是课堂上学生完成的第一个任务,它完成了在模拟器中绘制校园网模拟图,通过老师的讲解,学生了解到校园网的结构和课程的总体内容,激发了学习兴趣,课下,同学之间还会围绕图中不理解的知识点主动讨论,因此,下次课还会带着问题听课。

随后的课堂内容都围绕这张图展开,如项目二VLAN的划分与VLAN间路由,如图3所示。根据实际应用需求,按单位部门划分虚拟局域网,通过三层交换机实现虚拟局域网(部门)之间的通信。在Cisco Packet Tracer中的模拟实现如图3所示。

3.2 课堂在实验环节

此环节在网络工程实验室完成,实验室采用星网锐捷网络设备,4个同学一组完成课上的每个项目并对课堂项目进行扩展实现,项目完成后组内讨论遇到的问题和解决的方法,并在项目报告中记录下来。这个环节强调组内同学协作完成,互相交流心得,总结经验。

3.3 课程设计环节

课程设计完成一个相对完整的项目,包括设备的配置、服务器的配置、WWW服务器上完成新闻系统的实现,组内同学分工合作完成,完成后提交设计报告并最后以分组为单位答辩,教师根据报告的内容和答辩的表现给出成绩。

通过课程设计的教学实施,学生经历了网络的设计、实施过程,完成不同平台服务器的配置,完成新闻系统的实现。新闻系统的实现是在Web程序设计课程中讲解的,通过完成这样一个综合的项目,学生不仅能总结整个课程内容,还能把不同课程之间的内容联系在一起。

4 结语

综上所述,以组网工程项目案例为基础,组网工程课程改革完成了以下四个方面内容。

第一,修改了原先授课的顺序、方式及授课内容;第二,整个教学过程以项目实现为导引;第三,协调并连接了不同的课程的联系;第四,实现了基于需求分析、设计和实施的完整的系统集成案例。将组网工程项目引入课堂,以项目为基础的教学设计,贯穿整个教学过程,实现了以学生为主体的“做中学”教学方式,做到了理论和实践的有机结合,培养了学生主动学习的能力、实践能力、创新精神、团队协作能力,为培养优秀的网络工程师打下基础。

参考文献:

[1] 韩廷斌. 校企联合能力为重踏上建设工程教育强国新征程[J]. 中国高等教育,2010(13):74.

[2] 王少怀,刘羽,黄培明,等. 实施“卓越工程师教育培养计划”打造“双师型”教学团队[J]. 中国地质教育,2010(4):63.

[3] 李曼丽. 优秀工程师成长历程中的关键阶段及其影响因素:一个质化研究[J]. 清华大学教育研究,2010(6):80-89.

[4] 顾学雍. 联结理论与实践的CDIO:清华大学创新性工程教育的探索[J]. 高等工程教育研究,2009(1):11-23.

Teaching Reform and Practice of Network Engineering Course for

“A Plan for Educating and Training Outstanding Engineers”

PENG Jing, QI Lin, CAI Hongli, DING Renshuang

(College of Information Science and Engineering,Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050018,China)

篇9

计算机网络工程的全面信息化管理指的是以计算机信息管理软件作为平台,用计算机网络作为传输介质,对工程项目上的各种信息资源进行全面的收集、整理、转换、存储、传递和应用的一系列过程。它可以极大的提高工程项目的信息采集效率与信息沟通水平,实现对工程项目海量信息的有效管理。计算机网络工程全面信息化管理具体是指在工程项目管理中所涉及到的各个主体和各个阶段广泛采用计算机技术来整理开发工程项目的信息资源,以促进整个工程管理水平的不断提高。由于计算机网络信息管理技术自身发展速度非常快,工程项目又非常复杂,因此,它具有非常丰富的计算机网络信息化内涵。工程项目的全面信息化具有信息收集自动化、数据传输实时化和网络化、数据存储数字化、数据信息检索查询的工具化和信息利用的科学化的特征。

2计算机网络工程全面信息化管理的特点

2.1工程项目管理全面信息化的优势对工程项目实施全面信息

化管理可以打破原来项目组织管理的空间界限,方便的实现数字化沟通和协调,实现经济技术指标的协调,以及工程进度、质量和成本之间的优化。实现各部门之间信息资源的优势互补,从而按照市场化的形式,构建一种跨组织、跨职能的团队,实现组织的虚拟化。除了能够实现组织的虚拟化之外,全面的信息化管理还可以对大量复杂的信息进行及时的处理和传送,从而大大减少信息处理和传输的层次,为组织的扁平化奠定基础。在传统的工程项目管理模式下,各种工程项目的数据统计均为静态数据,统计较为粗略,且数据的时滞性较为明显。而基于计算机网络的工程项目的全面信息管理全能够通过工程日报子系统对项目进行及时的跟踪,并通过资源编码、项目编码和活动编码等方式来对项目信息进行筛选、分组和管理,进而实现对工程项目进度、成本、质量、人力以及采购管理的全方位控制。自然,对工程项目实施全面的信息化管理使得工程项目的无纸化管理,促进了各部门之间的沟通效率,降低了沟通成本,并且信息传输质蘑好、安全性高,并且能够有效避免信息的不对称现象的发生,进而保证整个工程项且的顺利执行。

2.2工程项目管理全面信息化的困难尽管工程项目管理的全面

信息化得到了政府和企业的高度重视,但是,从现实情况看,其进展仍然较为缓慢,其全面信息化的过程仍然存在着重重的困难和阻力。首先,统一的信息工程项目管理信息化标准尚没有形成。所以各部门都针对自身的特点开发出的信息化管理软件不仅成本高,而且彼此交互性不强,导致信息在系统中流动不畅,不能有效发挥项目的全面信息化的管理功能。其次,由于很多工程项目地处通信条件比较差的山区,又是临时性的组织,致使项目的全面信息化管理缺少良好的计算机网络支撑。无法实现工程项目管理的全面信息化。第三,目前尚不能对工程项目的全面信息化管理提供全面的定量投资回报分析,就让组织的决策管理者动用大量的人力、物力进行管理信息系统的开发是不现实的。第四,当前很多公司对电子文件的合法性和可靠性依然缺乏信任,出于安全考虑,往往采用的传统的信息管理模式,从而导致电子信息化管理系统较难得到应用和普及。

3计算机网络工程全面信息化管理的重要意义

在工程项目中采用全面的网络管理主要有以下几个方面的重要意义:首先,在工程项目中实施全面的信息化网络管理能够实现对各种书籍的及时的采集,适应工程项目管理对信息海量增长的需要,并可对某些关键项目的信息做到实旋采集,以便对工程项目各项工作的督促和检查,提高工程项目的管理质量。其次,工程项目管理实施全面的信息化管理之后,可以加速各项目信息的交流速度,减轻工程项目参见人员的日常工作负担,并能够方便工程管理人员对工程的进展情况和进行监督,以便及时发现问题,做出调整。另外,工程的信息管理系统还可以为工作人员提供各种准确而完整的历史信息,方便用户查询,并且这些数据支持复制、粘贴,能够大大减少用户的重复抄写工作,提高了工作效率。第三,由于工程项目的全面信息化管理使用同一个信息管理平台,因此,可以轻松实现信息的共享和工作的协同,保证各部门和各层级之间的信息沟通畅通,它不仅能够有效项目参与人之间的信息交流次数,它还能保证整个信息交流过程的及时快捷。进而提高整个项目的工作管理效率。第四,工程项目的全面信息化管理能够实现对工程项目相关的全部信息进行数字化,并且能够对其进行方便的存储和研究利用,通过对所有数据科学的分析和研究,能够为工程项目管理进行科学的决策提供依据第五,由于当今的工程项目越来越大,技术含量越来越高,面对日益激烈的市场竞争,导致整个工程项目的风险越来越大,但是在工程项目实施了全面的信息化管理之后,它可以搜集大量有关工程风险的信息,并对其进行科学的处理,从而成为降低工程风险的一个重要手段和工具,大大提高工程项目的风险管理能力和水平。

4计算机网络工程全面信息发展趋势与展望

随着网络技术的不断发展,网络安全方面的研究开发也会不断深化,工程项目信息管理系统的数据安全性也会不断加强,为其安全高效地发挥作用提供保障。基于计算机网络技术的工程项目全面信息化管理系统使用功能进一步加强,如在线视频监控、在线视频会议等功能将不断地被加入到系统中,远程管理控制得以实现。工程项目信息化管理系统的建设开发将形成自己的行业标准,如统一的网络标准平台、统一数据库标准平台、统一系统开发标准的要求等,进而使不同信息管理系统交换性不断加强,实现信息无边界的标准化共享。PM-ASP((ProjectManagement-ApplicationServiceProvider)将是工程项目信息化管理的未来趋势,网络经济的不断发展与社会分工的日益细化,将促使专业的工程项目信息管理服务供应商产生,从而大大降低工程项目信息管理的管理成本,更好地发挥信息作用随着电子信息技术及网络技术的不断发展,工程项目的电子信息化管理系统也会不断完善。信息是在网络经济时代仅次于人才的重要战略资源,基于计算机网络技术的工程项目全面信息化管理将会对整个项目的高效有序运行提供保障与支持。全面信息化管理不断推动企业管理的信息化进程,从而促使企业收集并建立企业资源信息库,全面提高自身管理水平,为迎接国际竞争的挑战,迎接真正的电子商务时代做好准备。通过对计算机网络工程全面信息化管理的一番探索,笔者认为计算机网络工程全面信息化管理可以提高信息的处理效率,不仅能够为工程的顺利运行提高报障,还能为保证工程的质量,可以说工程全面信息化管理是发展的必然趋势。全面信息化管理不仅可以推动单位管理的信息化进程,而且可以提高单位的自身管理水平。虽然,目前我国的信息技术还存在一定的漏洞,但笔者相信,随着我国科技的发展,信息技术一定会不断的完善,为工程信息安全提供靠保障。

作者:刘常宏 单位:河北省中小企业信息中心

参考文献

[1]张猛,曾德成.谈网络时代的工程项目管理[j].建筑经济,2009(2):21

[2]崔惠钦,工程项目管理信息化建设模型和方法的实践与探索[j].施工技术,2Ol0

[3]温智红.建设工程项目管理信息化发展问题研究[j].现代情报,2011、7

[4]李宁远.浅谈工程项目管理的信息化[j].市场周刊理论研究,2012、3

[5]陶庆,王红春.工程项目管理信息化现状分析与对策研究[j].北京建筑工程学院学报,2009、9

篇10

社会各行业对网络规划、网络建设、网络管理以及网络应用技术和开发人才的需求量日渐增大。面对如此形势,为社会培养大量不仅具有扎实理论基础而且具备较强实践能力的网络技术人才便成为了应用型本科高校更为紧迫的任务。面对不断涌现的计算机网络新技术和新应用,以及当前本科教育的应用型职业化趋势[1],《计算机网络》课程作为网络工程专业(春季)的学位课,其教学内容、教学方式和教学手段如何能够与时俱进便成为《计算机网络》课程教学改革的新课题。

2学生情况分析

网络工程专业(春季)的生源为中等职业学校,学生的学习习惯较夏季本科学生而言,虽不适合传统以理论教学为主的本科教学模式,但他们已具备良好的动手操作能力,所以春季班的学生在向应用型本科过度的过程中获得更大的优势。

3教学方式转变

随着向应用型本科转型工作的不断推进,《计算机网络》课程教学也正在由以前注重单纯理论向理论和实践并重迈进,因而实验课教学的开展越来越受到重视。根据网络工程专业(春季)班学生的情况,对《计算机网络》课程理论课和实验课的开展进行了相应的调整,并对学生的课外活动进行积极的鼓励和引导。

3.1理论课的开展

根据不同章节采取不同的教学方法,由于构成计算机网络的四大要素分别是:计算机、网络互连设备、通讯介质、通讯协议,而前三大要素都属于硬件设备,在工程实践中常用到交换机、路由器、双绞线、水晶头、光线等,对于此类内容的教学宜采用实物教学[2];而对于通讯协议部分,如数据在各层的封装和解封、CSMA/CD工作原理、TCP三次握手、滑动窗口实现流量控制、域名查询等内容[3],教师应利用一切资源精心制作多媒体课件进行授课,因为多媒体技术集图像、文字、动画于一体,图文并茂,形式多样,使用灵活,信息量大,教师可以边讲解边演示能让学生更直观更形象的理解本来抽象复杂的网络协议原理。此外,要充分利用网络进行教学活动的开展,学网络关键是用网络,通过网络可以将课堂带到任何地方。具体可以采取的方式有:第一,利用学院提供的网上综合教学平台系统,让学生在线学习系统上传的资源,并提供在线交流,教师可以出模拟训练题,学生可以在线答题,教师分配任务,学生自己搜索相关资源完成任务并提交报告;第二,可以建立微信、QQ的群和讨论组等,在群和讨论组里进行师生的讨论交流。通过这些方式使学生能将课本知识与实践应用紧密结合,从而充分调动学生的积极性、能动性,让学生带着浓厚的兴趣参与到解决实际问题中,并在求解的过程中学到知识,培养了分析能力和解决问题的能力。

3.2实验课的开展

网络技术的快速发展对实验设备的要求越来越高,学院实验中心具备网络实训实验室、物联网实验室及在建中的网络协议分析实验室,可以为学生提供优越的实验环境。此外,虚拟网络实验技术的发展为网络实验教学改革提供了新的思路,使学生做实验免受时间和地点的诸多限制,学生使用虚拟机Vmware在一台计算机上就可以组建虚拟局域网,完成虚拟机之间、虚拟机与主机的网络连接,实现各种操作系统的安装、服务器的搭建和软件的开发调试的实验;使用模拟软件PacketTracer可以完成交换机、路由器、无线网络设备、服务器、各种电缆和终端等的连接和配置,所用操作界面和配置命令同真实设备几乎完全一致,利用虚拟的网络实验平台,学生可随时进行各种网络实验训练而不必担心网络设备的损坏,可以迅速搭建虚拟网络并配置和调试,还可以一个人完成较复杂的设计性和综合性实验[3]。真实实验和虚拟实验相互结合,可以极大地提高学习效率和资源的利用率,定会取得良好的教学效果。

3.3第二课堂的开展

为了丰富学生第二课堂的生活,将课堂所学理论知识和实验操作更好的应用到实际生活中,学院成立了网络协会,由协会的学生负责全院乃至全校的网络咨询和服务,协会定期举办相关活动,并安排相关老师进行指导,这样可以使学生充分利用课余时间来学习计算机网络相关的知识,并且可以提高学生解决问题、处理问题的能力,从而使得第二课堂的活动真正成为课堂教学的辅助和提升,到达学以致用的效果。

4考核方式转变

以往《计算机网络》课程的考核大都将期末理论考试成绩与平时成绩及实验报告相结合的方式作为对该门课最终的成绩的评定[4],这种方式不能客观的考核学生的实际到手能力和解决实际问题的能力。为了让学生对实验操作能力的提高和实际解决问题能力的培养引起足够的重视,并加快向应用型人才培养方式的转变,在考核学生时引入实验操作能力的考试及课程设计的评定,加之平时作业、实验报告及课堂表现,给出最终的考核成绩。

5总结