网络工程研究热点范文
时间:2023-12-22 17:51:12
导语:如何才能写好一篇网络工程研究热点,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
篇1
从电脑到网络,中国的企业以大步流星的步伐走完了这一步。今天,不少企业都有自己的网络,不少人以网络创事业,但中国的网络实用型人才却有很大缺口。
面对中国网络技术人才技能水平低和就业难的问题,由劳动和社会保障部中国就业培训技术中心和清华万博联合推出的名为“1+6网络工程师职业培训”项目已在全国范围内展开。
清华万博网络的调查显示,目前,计算机软件开发、编程专业人才的培养受到公共教育和社会培训机构的重视,而网管人才的培养却是一个空白,而这方面人才的社会需求量相当大。
所谓“1+6培训”即:在一个网络平台上进行六类基础网络技术课程培训,六类课程包括:网络技术设备、网络操作系统技术、网络管理技术、网络安全技术、网络数据技术和WEB应用开发技术。去年7月,该项目已经在北京、广州、南京、福州、沈阳等十个城市率先实施,市场反应热烈,培训学员达八千余名,预计今年全国接受培训人员将达一万名以上。对于培训合格者,将由两家合作单位共同颁发统一证书。 近年国内许多教育培训机构纷纷开展软件技术人才的学历教育和职业培训,软件技术人才的培养和就业成为新的社会热点。但是,网络技术人才的培养和就业问题却被大大忽视。目前,网络技术人才的大量短缺已经成为制约中国信息化发展的主要“瓶颈”之一。
“1+6网络工程师职业培训”计划的目的是为信息化建设的主体――政府机构以及非专业IT企业单位培养合格的掌握网络技术实际应用能力的信息技术人才。因此,培训课程体系的设计覆盖较广的专业技术方向,专业技术深度适中,同时可以满足网络技术知识“零起点”学员的培训需求。这样可以使参加培训的学员通过系统学习,真正掌握网络技术知识与实际的技术应用能力,成为我国信息化过程中急需的网络工程师人才,满足一般企业对网络技术人才的基本需要。同时,学员在具备了网络工程师技能后,可以再通过学习具有相当深度的专业技术培训课程,提高在某一网络技术专业化方向的技能,从而成为一个具有专业化方向的高水平网络工程师。
篇2
[关键词]网络工程;应用能力培养;人才培养体系
[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1671-5918(2016)04-0133-02
21世纪的今天,我国已经进入高等教育普及化的初级阶段,在国家全面实现小康社会,继续发展、巩固改革开放的成果,逐渐向新型工业化道路迈进,努力开拓技术创新、人才培养创新战略的大背景下,如何构建并实施新形势下的基于应用能力的创新型和应用型人才培养体系是当前高校正在深入研究的热点课题。本文主要从网络工程专业课程的定位以及应用型创新型人才能力结构进行分析,提出了如何构建应用型网络工程人才培养方案。
一、应用型网络工程专业的基本定位
根据应用型人才培养目标不同,可将应用型人才分为工程级、技术级、技能级。其中,工程级人才主要是能将所学的专业理论知识转化为设计方案或者设计图纸的专业能力;技术级人才主要是从事产品研发,具备将设计方案与图纸转化为产品的能力,主要定位为技术工程师;技能级人才则突出应用性、实践性、创新性能力,主要依靠熟练的操作技能来完成产品的生产,将不同的设计和方案转化为不同形态的产品。
目前,计算机工程级别的能力基本上属于计算机类本科层次必备的能力。基于应用能力培养的网络工程专业学生应区别于计算机类本科人才,应用能力的培养要在具有计算机网络技术必备的基础理论知识和专门知识的基础上,重点掌握运用新型网络技术从事企业网络组建、管理、网站建设等工作。具备较熟练的网络工程实践技能、较强的学习应用掌握新知识与技术的后劲和良好的自然科学、人文科学和社会科学等综合素质的高素质技能人才。所有学生应达到最基本管理员级要求,部分学生达到工程师级别要求,少部分达到规划设计级别要求。
二、网络工程人才应用能力结构分析
网络工程人才应用能力的培养,最重要的环节是要注重学生应用实践能力的培养,人才培养思路要根据“厚基础,多方向,强能力,重实战”的原则,坚持以应用为导向,扎实专业基础,突出应用实践能力,重视创新潜质,素质协调发展。下面我从三个维度分析网络工程应用能力的培养:
(一)职业岗位能力
网络工程应用型人才能力素质包括网络管理和系统管理能力、网站开发与维护能力、网络架构和系统架构、网络组建能力和信息化管理和数据库管理能力。在职业岗位能力素质的培养过程中,我们要以网络工程设计和网络工程维护以及网络工程的管理为抓手,努力培养学生的应用技术创新,突出管理学生网络研发的能力,为了让学生的综合能力可以持续发展可以在其它课程体系中进行考核。在培养模式上,要形成“厚基础、宽口径、重技能”的培养模式,使学生能够掌握计算机网络和通信的基本思维和研究方法,并能综合运用所掌握的知识、方法和技术解决实际问题。
(二)能力单元
应用型的网络工程人才应当具有良好的科学素养,并能熟练掌握计算机网络,包括计算机硬件、软件与应用的基本理论和基本技能与方法,具有较强的网络系统管理、开发和应用能力。高职院校培养的技能层次应当以基本技能为主,在此基础上,再结合岗位特点、技能拓展进行一定的综合技能培养,在培养方向上,强调培养“复合型”人才,以强化应用能力训练为核心,同时进行工程方向的技能实操,为求使学生达到“复合型”人才所需要的知识与能力水平。为使加强学生的实际操作能力和综合业务水平能力,鼓励学生在课程学习中进行校内生产性实训基地实训,模拟企业实际运作,锻炼技术及管理技能。倡导学生参加国家或省级各类IrI’技能大赛,提升各方面能力,创新技能的自我培养意识。
(三)应用型网络工程专业核心课程体系
基于应用能力培养的网络工程专业核心课程体系包括:①操作系统与网络管理。培养学生进行网络管理和常用服务器的配置维护和实际动手能力,对各种服务器系统简单故障的诊断和处理能力。②交换和路由配置管理。掌握交换机和路由器在组网中的应用,具备独立规划、组建和维护大、中型局域网的能力。③高级网络管理。熟悉和掌握各类服务器的使用和管理维护。④楼宇智能化和综合布线。智能建筑与综合布线、常见网络传输介质选型与使用、常用布线器材选型与布线工具的使用、综合布线系统设计、综合布线施工项目管理与监理、综合布线测试与验收等。⑤网络安全技术。在计算机系统领域的知识架构和技术基础上,熟悉和掌握计算机系统安全、网络设备的配置及安全防范的核心技术,掌握关键的安全技术和安全机制、数据的备份与恢复技术、计算机取证技术等。
三、基于应用能力培养的网络工程人才培养体系构建
我国教育部在《教育振兴行动计划》中明确提出:“高等职业教育必须面向地区经济建设和社会发展,适应就业市场的实际需要,培养生产、服务、管理第一线需要的实用人才。”因此,我们要根据学校总体定位和社会需求,优化网络工程人才培养方案、创新人才培养模式、优化设置专业课程体系结构,不断提升教师教学效果、加大师资队伍的建设、着力培养学生实践和动手能力,重新挖掘新模式并形成自己的特色,着实提高毕业生的就业竞争力,为社会培养更多的应用型的高级网络工程技术人才。
(一)引入行业标准,定位应用能力培养尺度
为了提升学生的综合业务能力,使学生毕业后能迅速适应网络工程技术的变革,我们应当加强与校外企业的合作,让学生能第一时间掌握市场的动态以及专业知识的更新。通过与企业合作,聘请企业经验丰富的工程技术人员参与课程体系的设计,参照国际或者国内IT行业对网络工程人才需求的技术标准以及相关的IT认证,确定各门课程的评估标准并建立项目化的应用型人才技能评估模式和评价体系。在实践应用中,使专业课程的教学过程和技能培训过程相互融合,让课程过程考核与最终技能鉴定相结合。全面实行学生参与技能鉴定可取代对应课程考核的人才评估制度。
(二)优化人才培养方案
以适应社会需要为目标,以培养技术应用能力为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案,以“应用”为主旨和特征构建课程和教学内容体系。通过市场调研,在课程教指委的指导下,根据本专业的培养目标和工作任务特点和要求,重新细化所学内容,以任务驱动为导向精心设计教学模块,将应用技能和相关的专业知识系统地有机结合起来。以培养高等技术应用性专门人才为根本任务,按照认知过程对核心课程进行教学模块设计。
为全面提升学生在网络工程领域的综合应用能力,可根据学校的实际情况,增加在企业的顶岗实习活动,让学生在企业工程师的指导下独立完成项目。为了使学生全面可持续发展的需要,可将所有专业课程顺序化,构建以实践为主导专业课程体系课程标准。按照“教、学、做合一”的原则,充分利用校内生产性、仿真性实训基地和企业生产现场,开展以典型的任务驱动和案例分析为主线的教学手段,把理论教学与实践教学互相融合的教学活动推到最高境界。
(三)打造双师素质师资队伍
“双师型”教师队伍建设是提高高职高专教育教学质量的关键。为了让学生能接受项目实训提供技术支持和项目开发指导,按照开放性和职业性的原则,通过建立实习指导教师培养培训基地培养人才、引进人才、校企合作等方式,打造一支适应社会需要的具有双师结构的职业能力较强的教师队伍。通过鼓励学习参加顶岗实习、深入企业参加技能培训和企业在职锻炼等途径,培养出一支教学能力强、职业素质高、技艺精湛的专任教师队伍。学校与社会用人部门结合、师生与实际劳动者结合、理论与实践结合才是人才培养的基本途径。
四、结束语
篇3
摘要:随着互联网的不断发展,网络工程专业对本科生英语的要求也不断提高,“计算机网络管理”课程作为网络工程专业主干课程之一,迫切需要进行双语教学改革。本文从必要性与面临的问题入手,讨论本科生“计算机网络管理”课程的双语教学改革问题,进而提出改革思路,包括将管理作为一种互联网的思维方式开展双语教学、借鉴大规模开放在线教育思想创新双语教学平台,以及建立“教材——互动——考核”三位一体的双语教学体系。
关键词 :网络工程专业:计算机网络管理:本科生课程:双语教学:改革
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2014)02-0053-02
作者简介:徐慧,女,博士,讲师,研究方向为网络与服务管理;王春枝,女,博士,教授,硕士生导师,院长,研究方向为计算机网络、物联网、协同管理;陈宏伟,男,博士,副教授,硕士生导师,研究方向为计算机网络、P2P;刘伟,男,博士,副教授,硕士生导师,研究方向为物联网、嵌入式管理。
基金项目:本文系湖北省高等学校省级教学改革研究项目“面向物联网工程专业的网络管理与安全课程群建设”(编号:省2012273)、湖北省自然科学基金面上项目“基于P2P技术的网络安全协同管理机制研究”(编号:2012FFB00601)的阶段性成果。
教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会编制的《高等学校网络工程专业规范》建议, “网络工程专业主干课程一共有5门,即计算机网络原理、网络应用开发、网络设计与集成、网络管理与网络安全,它们涉及本专业最核心、最基础的原理、技术和实现方法等,应设置为必修课程”。湖北工业大学(以下简称“我校”)于2008年面向本科生开设网络工程专业,随着互联网的不断发展,网络工程专业对本科生英语的要求也不断提高,“计算机网络管理”课程作为网络工程专业主干课程之一,迫切需要进行双语教学改革。本文尝试从必要性、面临的问题与改革思路等三个方面讨论“计算机网络管理”课程的双语教学改革问题。
一、“计算机网络管理”课程双语教学的必要性
作为网络工程专业的主干课程之一, “计算机网络管理”课程是网络管理与安全课程群的核心课程,仅仅局限于特定的一种或几种网络管理技术的讲解,将不利于本科生更加全面地建立网络管理体系结构。因此, “计算机网络管理”课程立足于网络管理思维能力的培养,这就需要在教学过程中深刻认识到互联网的发展历程以及相应的网络管理技术更新。
随着互联网的不断发展及其网络管理技术的不断更新,“计算机网络管理”课程对英语的要求也不断提高。在这一背景下, “计算机网络管理”课程采用双语教学的模式,将有利于更好地为本科生引入并讲解网络管理的体系结构、技术现状与未来发展。
为适应高等教育国际化的发展趋势,提高教师参与国际交流合作的能力和水平,为学校发展建设培养和储备双语人才,大力推进教育国际化进程,我校已成功举办了八届双语教师英语培训班。这一措施的实施,为“计算机网络管理”课程的双语教学师资队伍建设提供了有效的保障。
二、“计算机网络管理”课程双语教学面临的问题
尽管我校的双语教师英语培训措施为“计算机网络管理”课程的双语教学师资队伍建设提供了有效的师资保障,但“计算机网络管理”课程的双语教学仍然面临着其它的一些问题,如下所述。
1.本科生能否接受双语教学。一般来说,本科生对专业课程的双语教学或多或少是有抵触心理的,很多学生认为他们的英语基础不好,对大学英语课都没兴趣,或者对大学英语四级考试都很害怕,专业课程的学习还要用到英语学习,感觉专业课就好似英语的阅读理解,从心理上不愿意接受双语课程。因此.需要从教育心理学的角度深刻理解本科生对双语教学的态度,努力帮助学生树立更为乐观的学习态度。
2.如何为双语教学选择合适的教材。“计算机网络管理”课程采用双语教学的方式,还需要选择合适的教材作为双语教学的依据。目前,国内高校计算机双语教材建设仍显滞后,外文原版优秀教材因为价格昂贵而使本科生难以承受,国内自编的专业课英文教材又相当匮乏。因此,如何为“计算机网络管理”课程的双语教学选择合适的教材,便成为一个需要仔细考虑的问题。
3.双语课程采用何种教学模式。“计算机网络管理”课程采用双语教学,但在实际教学过程中,应考虑采用何种教学模式来保证实际的教学效果。教学模式是选择全英语授课,还是英汉混合授课,或者是全汉语授课,这对任课教师而言是一个很大的难题,既要符合双语教学的指导思想,更要保证本科生对计算机网络管理专业知识的真实掌握。
4.双语课程的考核如何全面评价学习效果。本科生的课程一般都需要通过考核来获取相应的学分, “计算机网络管理”双语课程也不例外。双语课程是采取全英文考核(侧重于专业英语的理解),或者是全中文考核(侧重于专业知识的理解),还是中英混合考核(前两种方式的权衡),选择的考核方式又如何全面评价学习效果,对于“计算机网络管理”课程的双语教学而言,都是需要深入考虑的问题。
三、“计算机网络管理”课程双语教学的改革思路
《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》强调,“创新教育教学方法,倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学”。在这一背景下,综合考虑“计算机网络管理”课程双语教学的必要性与面临的问题,本文提出以下改革思路。
1.将管理作为一种互联网的思维方式开展双语教学。大数据、移动互联网和物联网等现有的热点问题都与互联网息息相关,而管理是互联网的天然属性,尽管目前大多情况下,管理仍作为互联网的一种附加功能。作为网络工程本科专业互联网管理方向的核心课程, “计算机网络管理”课程采用双语教学模式,将有利于直接获取国际上关于互联网管理的最新进展,培养本科生将管理作为一种互联网的思维方式。
2.借鉴大规模开放在线教育思想创新双语教学平台。大规模开放在线教育( Massive Open Online Course,MOOC)课程的出现,为世界范围内名师教育资源的共享提供了可行性方案,正在影响着我国的高等教育,同时也为全面提高高等教育质量带来了新的机遇。但是,这种教育革命带来的冲击和挑战也是前所未有的,无论是世界顶尖的研究型大学,还是面向教育普及的教学型大学,都需要在革命的浪潮中确定自己的位置、方向和策略,改革自身的教育系统和教学方法,利用MOOC这种新的教育模式,更好地实现教学服务的目标,进而提升学校在教育领域的贡献和地位。我校目前正从教学型高校向教学科研型高校过渡,在这个过程中,更需要牢牢树立科研服务教学的思想,通过借鉴MOOC思想,利用世界范围内名师教育资源,并引入国际上最新的科研成果,为本科生“计算机网络管理”课程的教学提供一个启发式、探究式、讨论式、参与式的双语教学平台。
3.建立“教材——互动——考核”三位一体的双语教学体系。为了帮助本科生树立更为乐观的双语课程学习态度,同时避免外文原版优秀教材的价格昂贵,笔者考虑选择一本外文原版教材的中文翻译版作为“计算机网络管理”课程双语教学的教材。候选的书目包括Cisco技术图书系列的《网络管理技术构架》和《网络管理:计费与性能管理策略》,以及Douglas E.Comer教授的《自动网络管理系统》。《自动网络管理系统》主要突出理论性,而《网络管理:计费与性能管理策略》则主要突出实践性。相比而言, 《网络管理技术构架》较好地兼顾了理论性与实践性,比较适合作为“计算机网络管理”课程双语教学的本科生教材。在以外文原版教材的中文翻译版作为教材的基础上,采取主题讲座互动的模式,通过全英文课件开展双语教学,既能保证本科生对计算机网络管理专业知识的真实掌握,又充分发挥了双语教学的优势。按照这一思路,为了更加全面地评价学习效果, “计算机网络管理”双语课程的考核选择中英文试题混合的考核:在专业知识的理解上采用中文试题,用中文作答;而在专业英语方面,采用英文试题,并且要求用英文作答。最终旨在建立“教材——互动——考核”三位一体的“计算机网络管理”课程双语教学体系。
篇4
关键词:应用型人才;实验室建设;实践中心
我院是在我国高等教育进入大众化阶段以后,于2003年经教育部批准,由大连理工大学与企业共同投资建立的独立学院,目前已经发展成有9 000余名全日制在校本科大学生的学院,其中IT类专业在读本科学生为4 500多人,所设置的IT类专业包括计算机科学与技术、软件工程、网络工程、电子信息工程、自动化等。学院的办学宗旨为:面向学生,服务社会,培养高素质应用型人才。从2004年开始,学院利用自筹资金规划和建设IT实践中心,满足培养IT类应用型人才的需要。经过6年多的努力,完成设备投资1 800余万元,建成具有36个实验和实训室的IT实践中心,形成了设备先进、门类齐全,能很好地满足实验、实训、科技创新需要的实践平台。
1 IT实践中心的建设目标与构思
随着我国经济建设的发展,需要大量的应用型和创新型人才。独立学院一般定位在培养高素质的应用型人才[1],实践平台的建设和实践教学在人才培养工作中占有重要的地位[2]。不同于一些研究型重点大学,独立学院一般要靠自筹资金建设实验室,实验室所占的空间也受到一定的制约。如何在资金和空间有限的情况下,建设满足培养应用型、创新型人才的要求,同时又具有特色的高水平实践平台,是独立学院发展中的重要课题[3]。公办大学按多层次建设实验平台已有一些成功的经验可以借鉴[4],但是,作为独立学院,如果完全照搬其经验必然受到资金的困扰并出现一些重复性的建设,同时也不能突出应用人才培养实践平台的特色。
经过广泛的调查研究和充分论证,我院IT实践中心的建设确立了“统一规划、节省资金和空间、兼顾实验实训和创新”的思路。根据学生的培养目标,IT实践中心的定位是充分满足学院计算机科学与技术、软件工程、网络工程、电子信息工程、自动化专业培养高素质应用型人才需要,具有支撑上述专业的课程实验、专业实践与实训教学、大学生科技创新活动的实践平台。
2 公共实验平台的建设
公共实验平台是指能满足我院计算机科学与技术、软件工程、网络工程、电子信息工程、自动化各专业实验实践共同需要,或者是综合运用不同专业技术的实验平台。被列入我院公共实践平台的实验室包括:电子技术实验室、微机系统与接口实验室、嵌入式系统实验室。
2.1 电子技术实验室建设方案
我院电子技术实验室的功能定位是能够完成电路、模拟电子电路、数字电路、EDA的课程实验,同时又能实现综合电路设计及电子设计与制作创新的实验实践平台。与一些院校采用针对电路、模拟电子电路、数字电路、EDA课程分别设置实验室不同,我院设置了8个相同的电子技术实验室,同时满足电路、模拟电子电路、数字电路的实验教学要求。
每个电子技术实验室配备了32套设备,每套设备包括电子技术实验箱、双路可调直流稳压电源、双踪示波器、多功能信号发生器、交流毫伏表、数字万用表。其中电子技术实验箱是按我院提出的方案,由湖北众友科技实业股份有限公司特殊生产制作的产品,它综合考虑了各门课程实验的需要,能满足电路、模拟电子电路、数字电路实验的要求,而且还配有EDA板,插到实验箱上再配上个人计算机可以进行EAD方面的实验。利用该实验箱可以任意搭接模拟电子电路、数字电路及模拟与数字混合电路,与PCB板制作设备配合可以完成综合电子设计和电子制作创新设计。
实践证明,电子技术实验室的这种建设方案既满足了实验室功能定位的要求,又节省了资金和空间,而且便于管理和排课,为学院电路、模拟电子技术、数字电路的教学改革提供了有力支撑[5]。
2.2 微机系统与接口实验室建设方案
微机系统与接口实验室的功能定位是能满足基于X86的微机原理课程实验、MCS-51单片机原理及应用课程实验、单片机设计与开发的创新实践的平台。
我院设置了3个微机系统与接口实验室,每个实验室装备了32套实验箱和个人计算机。为了满足基于X86的微机原理和MCS-51单片机系统的两类实验教学需要,实验箱选择了启东计算机厂有限公司生产的DVCC-5286NJH单片机微机仿真实验系统,该实验箱配备有8086和89C51双CPU板,在做微机原理实验时插上8086 CPU板,而在做单片机实验室时使用89C51 CPU板。此外,为了适应单片机应用设计与创新实践的需要,实验室还配备了单片机开发板,学生可以设计和开发各种单片机应用系统。
2.3 嵌入式系统实验室建设方案
嵌入式系统是近年来计算机应用的热点,也是大学生科技创新最活跃的领域,我院把嵌入式系统实验室作为重点实验室进行建设。从培养嵌入式系统实用型和应用创新型人才的角度出发,实验室的功能定位于满足嵌入式系统课程实验、实训教学以及科技创新项目的开发需要。实验室的硬件平台由“嵌入式系统实验箱+个人计算机+扩展模块+控制对象模型”构成。
篇5
关键词:网络工程;计算机导论;教学过程;教学手段
一、引言
作为高等院校网络工程专业学生的第一门与所学专业有关的入门课程,计算机导论课程的教学目标是力求使学生对所学专业有比较深入的认识,进而对专业学习产生浓厚的兴趣。与此同时,也使学生对后续课程的学习有一个概括的了解,为大学四年的课程学习建立一个宏观认识。因此,计算机导论课程的教学重点内容是全面而简要地介绍本专业的所学的专业知识与专业技能,为后期的专业课学习打下良好的基础。
但是,在计算机导论课堂教学上,普遍存在着以下一些问题,首先,这门课程面对的是一年级新生,专业知识对他们来说还是一扇尚未开启的大门,对基础知识的了解和掌握也只是处于起步阶段。其次,这门课程既是一门以方法论为目的的广度优先课程,又是一门讲解计算机科学各个领域知识的深度紧跟课程。根据以往的经验教训,这门课程在课堂教学过程中,很容易陷入既想深入讲解又担心过于听不懂的尴尬境地。
因此,在课堂教学的实施过程中,第一,教学过程的设计是关键;第二,教学手段的运用是桥梁;既要保证完整性,逻辑性和科学性,还要追求趣味性和通俗性,调动课程气氛,使学生全面理解。
二、教学过程的设计是关键
为了将这些教学内容完整有效、生动有趣的介绍给一年级的新生,采用了“首尾呼应、印象深刻”的教学过程设计。即在开始每一个新的知识点讲解之前,或在课堂教学开始的15分钟内,先播放一段视频,或者分享一个故事、或者分析一个热点新闻….,通过这些课外的内容引出本节课要讲解的重点知识,力求从课堂教学的开端部分就吸引学生的注意力。
为了达到首尾呼应,印象深刻的目的,下课前通常会布置一些与课堂开端内容有关的课后作业,让学生在课后去完成。例如,在结束计算机软硬件系统的课堂授课时,布置课后讨论题:有人说“电脑技术越来越厉害了,或许在未来的某一天,电脑最终将战胜人脑”,请问你怎么看?以前也曾让学生思考这个作业,提交上来的答案五花八门,天马行空。而在采用了首尾呼应的课堂授课之后,再次提交上来的答案就不一样了。有的学生答案是:计算机工作原理并不神秘,在其内部只会进行算术运算和逻辑运算,只会使用二进制数,并且发展至今,还一直沿用冯.诺依曼的体系思想,没有任何的发展。因此,结论是电脑不可能战胜人脑。答案虽然还有些一年级新生的幼稚,但也具有了一定的专业性。
事实证明,精彩的导入会激发学生的求知欲望,而深刻的结尾会加深学生对知识的理解与认识。
三、教学手段的运用是桥梁
从多年的教学经验来看,即使将教学手段设计的既有趣又通俗易懂,吸引学生们的注意力依然是时间有限的,教学互动能够使得学生变被动听课为主动听课,达到活跃课堂气氛的目的。因此,课堂互动的手段设计最好没有固定的时间,课前准备好几个互动的题目,或课堂一开始,或中间时段,或下课之前,都可以进行互动,注意把握时间即可。
但是,课堂间的互动如何生动有效?且不偏离课堂教学的内容,是需要好好把握的。太严肃的题目容易导致冷场,太活泼的题目又容易导致场面失控。总之,课前应仔细思考互动的题目,事先应做好各种心理准备,及时把握全局。经验告诉我们,良好的互动能达到教学相长的目的。
通过上述教学手段的采用,可以较好地帮助学生从“零基础”开始,逐步深入理解“什么是计算机科学与技术学科”,“网络工程专业学习什么内容”,“计算机网络技术为什么是计算机技术与通信技术的结合”等等内容。
四、结束语
本文探索了如何有效提高课堂教学的方法与手段,并概括介绍了部分成功的教学案例,通过两年多的实践,我们发现精彩的导入可以使得课堂教学先声夺人、引人入胜。而有趣的结尾可以启发学生思考,曲径通幽。巧妙的互动会巩固学生的拓展能力,可以环环紧扣、逐步深入,真正达到了计算机导论课堂的教学效果。
参考文献:
[1]陶永鹏,王雅轩,郭武.“计算机导论”的教学方法与教学理念探索[A].第5届教育教学改革与管理工程学术年会论文集[C].2012.
[2]刘莹莹,潘娟,张仁龙.计算机科学导论课程改革策略研究[A].2008年中国高校通信类院系学术研讨会论文集(上册)[C].2009.
[3]全,.“课堂教学有效性论纲”[J].教育研究,2015(10):90-97.
[4]刘玉,许国动.“教师教学领导力:高校课堂教学有效性视域”[J].湖南师范大学教育科学学报,2015(1):80-84.
篇6
一.课程体系和教学内容的建设与改革
1.课程体系设计
课程内容的设计,紧跟时代形势及专业发展,及时吸收专业前沿知识,不断进行内容更新;重视理论课的引导,明确计算机网络的学习目的,掌握学习方法;及时把学科最新发展成果引入教学,更新、充实教学内容,增加了“计算机网络协议”、“下一代计算机网络创新与发展”两部分内容;正确处理课程内容的基础性和先进性,经典与现代的关系;妥善处理本课程与相关课程的关系;在课堂讲授内容的安排上,强调“基础”,突出综合应用基础理论解决实际问题的思路与方法。
2.教学内容的安排
教学内容的安排上注重理论联系实际,一方面注重训练学生扎实的基本功,另一方面,注重拓宽学生的知识面,使其适应社会主义市场经济和科学技术发展需要,力争培养应用型的人才。能力的培养是教学的重点,因此,在教学内容的安排上,我们注意学生运用知识的能力,分析问题的能力,独立提出见解的能力和创新的能力的培养。在提高学生的科学文化素质的同时,我们还注重培养学生的思想道德素质,从而达到教书育人的目的。
根据计算机网络课程自身特点:基础性、多学科、实践性,依据计算机网络层次结构安排课程内容,紧密联系实践。认真落实课程建设规划,指定具体实施方案,稳步推进;突出应用型人才的培养,全面加强培养学生的动手操作能力。鉴于目前工科类学生动手能力不强的弱点,在教学内容安排上注重理论联系实际,增加实验课时的比重,并通过多种方式增强学生的实际操作能力。
3.课程改革的特色
课程改革总体上遵循科学性、实践性、前沿性的原则,重点是对计算机网络的基本知识、基本理论和基本方法的探讨,强化教学质量,提升教学层次;通过改变过去教师授课、学生记笔记为主的传统方式,以案例分析串联整个授课内容,在必要的讲授之外尽量压缩理论授课课时,加大灵活运用知识的课时,如增大案例研讨、模拟实践的课时,培养学生实际运用知识的能力;最终目的是培养宽基础、个性化、强能力的应用型计算机网络人才。加强课程设计的综合应用,使学生通过查阅各种资料,对教师提出的命题进行设计,运用搜索到的资料综合、分析、整理成自己的知识积累,从而达到理论知识的学以致用、融会贯通和灵活掌握的目的。教师在教学实践中,注意以学生为中心,注意协调教学计划、教学进程与教学手段。课程教学内容在注重基本知识与基本技能的同时,更注重培养学生的实践能力与创作能力,为全面提高教学质量提供可靠保障。
二.实验室(资料)及实践教学的建设与改革
1.基本实验设备(资料)建设
到目前为止,专门用于计算机网络实验室有3个:1个计算机网络工程实验室、1个网络安全实验室、1个计算机网络综合布线实验室。具有符合实验要求的全部设备(资料),能够满足教学需要,保证设备、仪器状态完好,使用率较高。实验仪器所能完成的实验:有线网络实验;无线网络实验、VPN实验、网络安全防火墙实验、IPv6实验等。计算机网络工程实验室配置了8个实验组;每个实验组包含了一台CCM控制台、一台三层交换机、二台二层交换机、三台中端路由器、一台语音设备以及堆叠模块、语音模块、ISDN模块等;三层交换机支持IPv6,可进行各种IPv6的实验;语音实验采用两种方式的对接,一个是语音网关方式,一个是语音模块方式,两种方式都可以让学生见识。 配置两台机箱式万兆交换机进行高端交换实验,该交换机也支持IPv6交换,并且和每组的三层交换机进行VRRP实验。该交换机放置在机房核心机柜中,一方面承担着机房的运营工作,一方面成为高端实验的实验设备; 配置两台防火墙和一台IDS进行安全实验和防火墙实验。我们为网络安全实验室专门编写实验教材,并配发各种目前流行的黑客软件,编写黑客软件的使用教程,使大家掌握黑客攻击的原理和方法,并且利用安全设备组的配置,对黑客攻击进行防范,详细描述黑客攻防的技术,是网络安全实验室的特色,也是目前国内领先的教学方法。
2.实践教学内容与方法
认真落实实践教学的各环节。制订内容具体、详实的实践大纲,根据教学计划统一安排实践,学生实践结束后写出实践报告。大多数学生态度认真,能够运用所学知识分析问题,抓好课程设计最后一关;我们积极吸纳学生参加老师的科研课题,如很多03级的学生参加了2005年校园网一期建设阶段,04级,05级学生参加了校园网2007年二期建设阶段,06级,07级学生参加了图书馆无线网络的建设工作,08级,09级同学参加了校园一卡通的建设与调试工作,大大提高了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,专业能力提升迅速。
三.教学手段的多样性
积极推进教学手段现代化,是我们孜孜以求的目标。我们对理论性强的课程内容,采用开发和应用多媒体教学课件的方法,利用信息、图、文、声等的交互作用,调动学生的各种感官,帮助教师有效地进行知识传授;对操作性强的课程内容,制作了录像带,辅助教学。为了适应现代教育及专业的最新发展,我们准备陆续购置了一些与本课程配套使用的系统的高质量的音像资料,如谢希仁教授出版的“计算机网络” 、 张公忠教授出版的“现代网络技术教程”、吴功宜教授等出版的“计算机网络教程”、“计算机网络应用技术教程”、胡道元教授出版的“网络设计师教程、 Intranet网络技术及应用”CAI光盘、录像带,并陆续上网供学生使用;同时,鼓励利用计算机网络资源和多媒体教学手段,教师根据自己的教学经验、特点与需要,选择电子素材,制作电子教案。本课程已全部使用多媒体教学。
在教学计划中的专题讲座部分开设创新思维、创新方法、计算机网络的下一代问题研究等内容。改革教学方法,减少传授式讲授的内容,增加启发式教学的比重,通过热点问题研讨、实践设计和前沿理论评价等开拓同学们的思维。作为实践性较强的课程,我们积极探索研究其他教学方法,如案例教学法、情景式教学法、讨论教学法、开放交流教学法等,取得了良好的教学效果,受到广大同学的一致好评。
四.教材的建设与改革
教材是体现教学内容、保证教学质量的重要基石。内容丰富、结合实际的高质量教材,能够极大的促进学生对课程内容的掌握,拓展其视野,能适应新的教学内容要求,搞好教材及其配套建设。2004年以来,我们主要选用教育部推荐的21世纪教材,如谢希仁教授《计算机网络》和王全民主编的《计算机网络教程》,现在使用ANDREW S.TANENBAUM 的《COMPUTER NETWORKS》。为了满足教学的实际需要,结合工科学生所应具备的特点,根据计算机网络在不同时期、不同阶段的新技术、新产品的涌现,应充分利用社会上有势力的大公司争夺市场所显露出的技术特点作为教学过程中的案例,用以达到开阔视野,领略技术前沿。从此也就加大了案例教学在本课程教学中的比重,这是我们教学改革的特色之一,同时,我们频繁与凯创、华为、思科、3com等网络学院联系或者培训,获得他们的大量资料,丰富了教学案例,从而在计算机网络课程中每一章后面都可加入配套的案例。
五.网络资源建设
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【关键词】物联网工程导论 计算机专业 专业扩展
近些年来计算机专业毕业生存在“就业难”的现象,很大一部分毕业生就业不是在自己的专业方向,另一方面相关的企业招不足需要的人才,存在着供需结构性失衡。国内外各类涉计算机专业的高校和学术团体都在积极探索计算机专业人才培养模式的改革,但由于受传统教育思想以及教学计划和本专业理论体系的影响,制订的专业教学计划仍然没有脱离原课程体系的框架,既要培养学生较强的实践能力,又要有完整的知识体系,使得一些理论深、难度大的课程在教学计划中仍占有较大的比重,一些应用性较强新兴发展的课程难以全面进入教学计划。这样一来造成了既没有达到让学生理论扎实又没有培养好熟练的实践能力,从而出现了一方面社会对计算机专业人才的大量需求,而另一方面大量的计算机专业的毕业生无法找到在本专业工作的机会。同时大学的各个专业都把计算机课程列为基础课程,计算机专业毕业生不再具有多大的专业优势。这些都对计算机专业的发展构成了挑战。
一、计算机专业面临的挑战
随着我国高等院校的数量逐年增加,在校生总数达到前所未有的数量,设有计算机专业的学校已经从20世纪60年代的50余所发展到今天的近千所,建立软件专业的学校600多所。除了计算机系(学院)外,很多学校还建立了软件职业学院、网络学院、信息工程学院等院系。随着信息技术在各行业的应用,极大地推动了人们学习计算机技术的热情,同时也给计算机专业带来巨大的挑战,信息技术的全球化,使得各国纷纷在信息产业的各个方面抢占技术制高点,谋划布局新的技术创新点。挑战催生动力,创新获得优势。在此形势下,迫使我们努力思考:计算机专业如何改变以适应发展带来的挑战?
二、物联网技术给计算机专业发展带来的新机遇
物联网的概念是在1999年提出的。IOT(The Internet Things)也就是“物物相连的网络”。“物联网”是在“互联网”的基础上,将其用户端延伸和扩展到任何物品和物品之间,进行信息交换和通信的一种网络。通过射频识别、红外感应、全球定位系统、激光扫描、各种传感器等信息感知设备,按照设定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息传输、计算、处理、知识挖掘,以实现智能识别、定位、跟踪、监控和管理,达到对物理世界实时感知控制、实时管理和科学决策的目的,实现人与人、人与物、物与物之间的信息交互和无缝连接。
物联网技术作为我国国家新型战略产业的一项支撑技术,相关的研究活动和产业应用已经成为企业研究应用的一个热点。各高校也积极设置、建设相关的专业,“物联网工程”、“物联网技术”、“物联网应用”、“传感网技术”、“智能电网”等涉物联网的相关专业应运而生,同时还有很多的院校正在积极筹备和申请进入这个行列。
物联网技术涉及的原有专业非常多,有计算机,电子、传感器,自动化,自动控制、通信等等,还有相关的行业应用特点,使得物联网技术成为一个涵盖面广,应用广泛的一个大领域。而计算机专业20多年的发展使得其变成了一个常规专业,基本上90%以上的院校都有计算机相关专业,99%以上的院校都有计算机课程。计算机专业的毕业生风光不再了,生源萎缩了,计算机专业如何在物联网大发展的形势下,进行创新获得新的生机与活力。需要将计算机专业特点和物联网的知识体系联系起来,找准自身定位,立足学生的长远发展,进行课程创新,教学计划更新。物联网工程导论是一门物联网技术的导入课,以宏观的应用视角对物联网技术的特点、发展、应用、展望进行论述,可以作为计算机专业的一个扩展,为进入物联网研究作导入。
三、物联网工程导论的课程特色
物联网工程导论课程的综合性强。作为典型的交叉学科,物联网工程导论涉及的概念、原理、技术众多,涉及计算机、通讯、电子、自动化的多个学科,具有很强的综合性。其理论体系中很多应用原理都牵涉到复杂的学科联系,很多概念也较宏观 ,这在教学上对教师的知识面要求很高。
但在强调物联网工程导论的融合背景的同时,应该看到它又是一门理论和应用关系十分密切的综合性很强的课程 , 与计算机技术有着密不可分的联系,具有较强的实践性。要求学生不仅应该知道课程所涉及内容的来源和背景 , 掌握该课程的基础知识和基本技能 , 同时还要求学生能够应用所学理论通过设计编程实现,比如在课程中学习的多种编码方法,都需要编程实现。
于此同时,物联网工程导论课程内容与很多计算机专业课有着紧密的联系,如互联网络、传感器、自动控制、数据挖掘等内容,它的发展具有深厚的信息技术基础,广泛应用于工业、农业、安保、智能家居、军事等领域。物联网不是互联网的简单接入和应用,它将催生很多具有“计算、通信、控制、协同和自治”特征的智能设备和应用,必将引发计算机、网络与信息技术在更大范围更多领域更深层次的应用,带动广泛的学科交叉与融合,为计算机与信息技术的研究与发展提供更大的空间。
四、教学方法研究与设计
(一)强调学科背景,激发学习兴趣
物联网工程导论课程中运用了大量的计算机知识以及广泛的应用前景,有众多现实的应用例子,接受起来比较容易。很容易通过现实例子和应用展望激起学生的学习兴趣。此外,由于物联网工程导论所阐述的内容基本都是宏观概念,部分学生在学习的过程中,会下意识地觉得物联网太大,是搞科学研究人员学习的内容,对就业没有什么太大的作用。这势必会影响到学生正常的学习态度,从而影响整个课程的学习效果。
因此,我们设计在第一次课时,结合物联网的学科特点以及与计算机的联系,强调随着通信和网络技术的发展 , 人类已进入了信息化的社会, 大学生需要具有全面信息观念和较好的信息处理能力,物联网工程导论正是信息技术发展的前言。因此 , 学好这门课程就显得尤为必要和重要,从而让学好这门课程成为大学生自觉的行动。
(二)因材施教,打通学科联系
物联网工程导论目前主要是针对计算机相关专业大三的学生开设,此时的学生电路、数据结构等课程已于大二上全部学习结束,与物联网工程导论同时开设的是一些专业课程,如网络工程、信息系统等。如果这时过于强调物联网工程导论中的理论知识,一方面,由于学生对理论课程的学习早已结束,部分知识已经淡忘,另一方面,刚开始接触计算机的专业课程,兴趣难免转移。为此,针对学生特点,对授课内容做了如下调整:
首先由于物联网工程导论涉及的内容很多、逻辑性很强,必须合理地筛选授课内容。在侧重基本概念、基本原理和基本方法原则指导下,重点讲授基础的或者带有普遍意义的知识点。在教学的过程中注意将授课内容与计算机学科联系,如算法对程序设计的作用,施工技术对网络性能的影响等。
其次强调概念、理论的物理意义,联系应用以培养学习兴趣。由于本课程的理论是通过多门学科交叉而来的,过度关注理论往往会使得学生感觉抽象、枯燥,渐渐造成学习兴趣的下降。针对这种情况,应在保证基本概念以及简单理论说明的前提下,淡化学科区分和界限,强调融合应用。同时增加课堂演示性实验和课后实验环节来保证学生对课程知识的理解。
(三)创新教学手段,培养学生职业技能
著名《学会生存》一书中指出:教育既有培养创造精神的力量,也有压抑创造精神的力量,这就说明了教学方法,对学生的学习效果的重要性。为此在物联网工程导论的授课过程中,除了采用传统的老师讲,学生听的授课方式,更注重发挥学生的主体作用,采用了自主学习、课堂讨论、小组研究、企业参观等手段。
如:对于RFID模块开发,首先由授课老师开发一个案例进行演示讲解,进行学生分组,布置开发作业在课后进行分析开发,然后再在课堂上分组上台进行展示解说 , 并让下面的同学提出问题 , 在互动的过程中加深对该RFID模块开发的理解,最后布置课后实践,要求学生全部会简单开发。通过自学、讨论、实践三个环节,使得学生们的学习热情很高, 纷纷花大力气查阅相关资料,积极讨论,学生的积极性得到空前激发,对所学内容有了较深的理解。
五、结束语
物联网工程导论是物联网专业的一门基础课程,也是最近几年快速发展的一个课程,笔者从计算机专业的特点以及物联网的快速发展的现状,分析了该课程的特点,从教学内容,教学方法、教学手段、学生职业能力培养、学生创业能力等方面阐述了自己的思考体会,期望能对计算机专业的发展做一些专业扩展,使计算机专业的学科建设适应社会对信息化的需求。
参考文献:
[1]吴功宜,等.物联网工程导论[M].北京:机械工业出版社,2012.
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随着物联网概念的兴起,RFID技术逐渐成为了研究和应用的热点.在不同频段的RFID标准中,900MHz频段的ISO18000-6和13.56MHz频段的ISO15693/14443最具有代表性[1],所以本实验室选取有代表性的RFID标准构建实验系统.该实验系统建设采用多标签与多读写器的架构,并辅以中继器和集中器进行组网,实现对覆盖环境内所有标签的可靠读写操作.读写器通过有线或无线方式(TD-SCDMA、WCDMA、CD-MA2000)连接现场读写设备和数据中心,向学生展现完整的RFID实验系统。多功能传感器实验系统如图3所示,主要包括各类传感器设备、数据采集设备和专用的实验软件系统.传感器的种类包括家用传感器、工业用传感器、医用传感器三大类.其中家用传感器包括温度、湿度、光强度、烟雾等;工业用传感器包括压力、速度、加速度等;医用传感器包括心率、血压、血糖等.负责数据采集的实验设备通过扩展接口分别连接上述各种传感器,通过专用的实训软件系统读取传感器测量值,并分析各种传感器的静态特性(测量范围、线性度、灵敏度、重复性、稳定性等)和动态特性.在此基础上,本实验室提供基于各种传感器的家用电器自动化控制应用案例.学生可深入学习此案例并在此基础上进行二次开发,完成工业自动控制、自助式心率/血压检测仪等应用案例的开发工作.
嵌入式系统实验平台主要包括核心嵌入式系统、嵌入式操作系统以及各种设备.核心嵌入式系统选用基于多种常用微处理器的嵌入式平台,包含各种主流嵌入式技术;操作系统方面,选择Linux、WindowsCE等主流嵌入式系统和各种定制化操作系统,使学生全面了解ARM11、ARM9和ARM7等多种嵌入式平台及其适用的操作系统.在设备的选择方面,根据工程实验中心的总体方向,选择与无线传感网络相关的外设,共同构成完整的实验平台.本实验室可作为计算机及相关专业嵌入式系统课程的专业实验室,提供与课程紧密配套的实验内容,以提升学生在嵌入式系统方面的实践能力.无线传输实验系统基于目前无线传感网络对无线传输技术的实际要求,主要包括短距离无线传输和长距离无线传输两部分.短距离无线传输实验系统基于Zigbee和Bluetooth技术[2],这是无线传感网络中最典型的无线组网及数据传输技术,主要用于本地节点间的无线网络组建和信息传输.本实验系统通过剖析Zigbee和Bluetooth的技术原理,向学生展现两种短距离无线通信技术的主要功能及性能指标.学生可在本实验平台基础上,开发基于本地无线网络的典型应用,例如与传感器实验设备结合的无线测温系统等.
长距离无线传输实验系统基于典型的3G技术(TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000)和2G技术(GSM/GPRS、CDMA)[3],向学生展示本地无线传感网接入Internet的功能.学生可在本实训平台基础上,开发基于3G和2G的典型应用系统,例如远程无线控制等.将上述的无线传输方式与嵌入式系统结合,将短距离无线传输与长距离无线传输相融合,形成基于多网融合的无线通信综合应用开发平台.学生可以通过此平台开发多种网络的互联互通,并在此基础上开发蓝牙电话网、本地无线Modem等应用系统.2.5物联网应用技术实训系统本实训室结合上述RFID、传感器、嵌入式系统和无线传输技术,以基于物联网技术的智能物流、智能医疗和智能家居等实际应用案例向学生说明物联网的实现方式和典型应用方向[4-6],并支持学生开发物联网的其它应用系统,以提高学生的创新能力和对物联网应用技术的理解.本实训室用于学生完成与物联网相关的课程设计、毕业课题、专题技术研究和应用系统开发,同时为教师在物联网技术方向的课题研究提供实验平台.
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关键词:计算机专业;实践教学;教学改革;教学型本科院校
中图分类号:G434文献标识码:A文章编号文章编号:1672-7800(2013)012-0207-03
作者简介:陈涛(1979-),男,硕士,武汉长江工商学院工学院讲师,研究方向为网络安全与管理。
0引言
我国高等教育经过近十几年的发展,规模有了很大提高,如今提高高等教学质量、增强学生的实践能力和创新能力[1]成为教育关注的热点。实践教学是专业教学中的一个重要环节,其对于培养学生的实践能力和创新能力至关重要。在高等教育和社会发展的新形势下,大部分高校应该是培养适用于不同领域、不同层次的应用型人才。另外,尤其是新建本科院校的专业建设趋同,必须从实践教学方面找到突破口,发展自身内涵和特色。
当前中国高等院校众多,将其分为研究型大学、教学研究型大学、教学型本科院校和教学型专业院校得到了相对广泛的认同[2]。计算机科学与技术专业是一门紧跟社会发展、实践性非常强的专业,近年来该专业毕业学生的实践能力遭到较多质疑,因此计算机专业的实践教学亟需改革。不同类型高校的人才培养定位应有所不同,本文以武汉长江工商学院在计算机应用型人才培养上的思路及举措为例,探讨了教学型本科院校计算机专业实践教学的改革。
1实践教学现状及存在的问题
随着当前社会、教育部门和各个高校对实践教学的重视,加强实践教学在教学环节中的地位得到了广泛的认同。然而,由于各高校环境不同,具体落实的程度不同,实践教学效果也参差不齐。当前,大多高校培养的计算机专业人才实践能力不强,与企业需要的计算机人才在专业能力上有差距,而且创新能力不足。在教学型本科院校中,计算机专业人才的培养还存在就业压力问题,部分实践能力不足的学生就业机会虽不少,但难以把握。
出现上述现状是由于计算机专业的实践教学存在如下的一些问题:①实践教学的重要性没有得到充分重视,比如培养计划中实践教学所占比重不够,教学质量评定重视理论教学的质量评定;②实践教学内容不丰富,验证性实验多,设计性、综合性实验少,实习缺乏专业深度;③教师自身缺乏专业实践经验,实践能力有所欠缺,工作中对工程实践学习投入精力不足;④实验室建设不合理,实习基地质量不高,实践教学质量监控机制不健全。
2专业人才培养定位与培养方案设计
实践教学是学生创新能力培养的关键环节,也是计算机科学与技术专业课程中的一个重要部分,但也不可能孤立存在[3]。计算机专业的实践教学必须服务于该专业的人才培养定位,因此正确定位人才培养目标是合理设计专业培养方案及实践教学体系的前提。
2.1专业人才培养定位
武汉长江工商学院是地方新建教学型本科院校,该类院校大多从事本科教学时间不长,学科建设尚不成熟,师资力量也有所不足,学生的基础相对偏弱。基于这种实际情况,教学型本科院校的人才培养定位必然不同于研究型大学、教学研究型大学对人才培养的定位,也应不同于以技能教学为主的教学型专科院校对人才培养的定位。因此,教学型本科院校计算机专业的人才培养定位应是符合本科专业的知识、能力与素质的规范要求,以工程应用能力培养为主,技能应用能力培养为补充,并结合学校自身定位及所在区域经济发展突出专业培养特色。
2.2专业培养方案设计
学校新的计算机科学与技术专业人才培养方案着重突出了“宽口径、窄方向、出特色”以及“厚基础、重实践、求创新”的培养观念。下面分别从该专业的主干课程设置、专业方向定位、实践教学体系以及实践能力培养4个方面进行探讨。
计算机科学与技术专业的主干课程符合教学指导委员会对该专业的规范要求,目的在于夯实学生基础。同时,根据该专业人才培养的定位,部分课程做了内容的整合以及上课方式的调整。在新的培养方案中,原来独立的C语言程序设计、C++面向对象程序设计合并成一门C/C++程序设计课程(84学时),且该课程的教学分散在第一学期和第二学期来完成。面向对象的程序设计能力训练主要放在必修课Java程序设计课程中。原来独立的计算机组成原理、汇编语言程序设计合并成一门计算机组成与汇编语言(68学时)。数据库原理及应用拆分成数据库原理(必修)、数据库系统设计与开发(选修)两门课程。
该专业分为软件设计与网络技术两个方向进行培养,并突出计算机专业人才培养的阶段性目标。软件设计方向强调软件开发与软件测试两方面能力的培养,主要课程有Java Web应用开发、C#程序设计、软件测试、系统分析与设计、软件项目管理。网络技术方向强调网络编程与组网工程两方面的能力培养,主要课程有网络工程、Linux基础与应用、网络应用编程、网络安全、网络管理。为了明确专业培养的阶段目标,这里以实践能力培养为主线,提出学科基础知识培养(第1学年)、基础设计能力培养(第2学年)、系统设计能力培养(第3学年)、职业发展素质培养4个阶段目标(第4学年),如图1所示。
构建“3+1”教学模式及课程体系,即前3学年完成该专业的主体课程教学,最后1学年学生灵活选择学习方式。学生在第7学期可以继续在校学习,符合条件的可以申请外出实习,实行学分制考核。计算机科学与技术专业的实践教学体系包括实验教学、实习教学、社会实践3个模块。实验教学包括课内实验、单独实验;实习教学包括认知实习、课程实习(课程设计)、毕业实习(毕业设计)等。社会实践包括社会调查、学科竞赛、科研训练、专业认证、社团活动等。本专业实践教学学分为51.5,总学分为164,实践教学占比为31.4%,实践教学的重要性得到一定的体现。
强调设计性、综合性及创新性实践教学,教学内容贴近社会生产实际,探索多样化的校企合作。80%以上课程的课内实验均设置有设计性实验,单独开设了C语言程序设计课程设计、数据结构课程设计、面向对象开发课程设计的单一性课程设计,另外开设了Web应用开发课程设计、C#程序设计课程设计、软件测序技术课程设计、网络工程课程设计、网络编程技术课程设计的综合性课程设计。在综合性课程设计中,建议由本校专业教师与一名企业工程师共同指导教学。此外,规定了8个学分的课外实践,学生需参与学科竞赛、科研训练或专业认证等获得学分。
3实践教学改革思路与措施
正确定位计算机专业人才培养方向是实践教学取得效果的根本保证,有效组织人才培养方案是实践教学体系的具体体现。此外,实践教学还应在教学内容与方法、师资队伍建设、实践环境与制度以及教学质量保证体系等方面进行改革。
3.1优化实验教学内容与方法
(1)实验内容应紧紧围绕本课程和本专业的培养目标,通过课程群合理设计实验内容。例如,在本培养方案中存在Java程序设计、网页设计与制作、数据库原理、Java Web应用开发、软件工程课程群、计算机网络、网络工程、Linux操作系统、网络安全、路由与交换技术课程群等。
(2)实验类型要体现验证性、设计性和综合性的渐进要求,在规模和难度上要有合适的取舍。验证性实验是课程内基础性实验,设计性实验需要自己提出方案,综合性实验是多门课程知识的综合应用。通过研究国外知名大学的计算机课程教育,深刻认识到在实验类型上要多设置综合性强、与生活结合紧密并侧重于培养学生动手实践能力的实验[4]。
(3)合理安排课程中理论教学与实践教学的课时比例以及课程设计的课时。根据课程内容的理论性或应用性特点,课程中理论教学与实践教学课时比例一般为3∶1至1∶1之间,实践内容丰富且特点突出的课程可以开设单独的实验课。单一性课程设计教学时间一般为1周,综合性课程设计教学时间一般为2周。
(4)实验教学应充分体现“以学生为主体,以教师为主导”的教学理念,善于激发学生的学习兴趣。教师在设计综合性实验时要考虑到学生的能力差异性,要有基本的任务要求,还应设计扩展的任务。难度大的题目可以给出部分提示、提供程序框架等,启发学生自己思考完成。教师的讲解时间不宜过多,可以仅对任务的关键部分或难点进行引导讲解。
3.2加强实践教学师资队伍建设
(1)通过政策上的引导,激发教师积极参与专业实践的热情,建设较高水平的“双师型”教师队伍。学校应鼓励教师参与各类专业技术认证并获得证书,支持教师到企业中去进行一段较长时间的锻炼,还应引导教师积极与企业合作开展应用研究。另外,学校还应建立一支优良的实验教师队伍,并调动他们的工作积极性。
(2)学校应引进实践能力强、理论知识过硬的工程师担任专兼职教师,通过不同的方式参与教学。参与教学的方式可以是完全参与教学,也可以是部分参与教学,如参与实践环节教学、参与教学设计、参与实践教学考核等。实践性较强的课程可由企业工程师来教学,综合性的课程设计可由本校教师与企业工程师共同指导。
3.3改善实践教学环境和制度
(1)加大对计算机专业实验室建设投入的力度,一些重要的实验室必须要建设,而且实验设备应采用市场主流产品,因为主流产品技术成熟、资料丰富,便于教师教学以及学生走上工作岗位后直接使用。实验设备的完好率要能得到保证,出现故障后能及时修复好。当实验室使用超过计划年限后,应进行必要的淘汰与更新。
(2)广泛征集意见与深入开展调研,合理建设实验室,将有限的建设资金发挥最大作用。从教学与经济两方面考虑,在不影响教学的情况下,有些实验室可以合并建设。贵重实验设备应采用“少台套,多循环”的策略[5] ,以节约资金。充分利用软硬结合方式,克服设备短缺问题,有效开展实验教学。
(3)建设优质、稳定的实习基地,淘汰不合符要求的实习基地,注重校企合作的效果。根据计算机专业的培养定位及特色,根据互利双赢的原则,在各区域建设不同应用方向的实习基地。注重对实习基地建设的质量评估,不断提高合作层次,对于效果较差的实习基础应该给予淘汰。
(4)实验室要在课外对学生开放,最大限度地发挥实验资源的效益,构建开放的实验学习环境。制定实验室开放的相关管理办法,引导和方便学生在课外进入实验室学习或网络远程访问学习。制定创新实践教学环节及学分要求,培养学生在开放的实验室进行研究学习的意识与能力。
3.4健全实践教学质量保障体系
(1)制定科学的实践教学管理制度与考核评价体系是保证实践教学质量的重要手段。实验教学、实习教学、社会实践均应有相应的教学指导规范及要求,包括教学材料要求、考核评价标准、教学质量分析等。通过教学指导规范与考核评价机制的实施,引导教师规范实践教学,提高实践教学的水平和效果。
(2)强调实践教学质量分析,定期召开实践教学研讨会,优化实践教学内容与方法。教学委员会应跟踪考查学生的阶段性专业实践能力,定期召开教师与学生座谈会,全面掌握实践教学的质量及问题。根据实践教学中存在的问题以及学科技术发展动态,指导教师及时调整实践教学内容与方法。
(3)制定合理的薪酬、奖励制度,有效引导,尊重教师在实践教学工作中付出的大量劳动。实验课至少不低于理论课课酬,实践教学成绩突出的教师应该给予不同形式或程度的奖励,如指导学生获得学科竞赛名次、优秀科研成果、优秀学士学位论文、专业技术认证等。并且组织教师编写高质量的实验(实训)教学手册,并付以酬劳。
4结语
实践能力与创新能力培养是当前社会对高校人才培养提出的要求,教育部门和各高校都将此作为专业人才培养的重要目标。作为一所地方新建教学型本科院校,学校就计算机专业实践教学进行了认真研讨,找准自身专业定位,制定了合适的专业人才培养方案,采取了一系列的实践教学改革措施。此改革方案在武汉长江工商学院的计算机专业人才培养中效果逐步凸显,学生就业率稳步提高,这对于其它新建教学型本科院校的计算机专业人才培养有一定的借鉴意义。
参考文献参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)[R].2010.
[2]胡建华.关于大学体系层次化的若干思考[J].清华大学教育研究,2003(4):29-32.
[3]王志英.计算机科学与技术专业实践教学体系研究[J].计算机教育,2008(3): 18-20.
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关键词:TD-LTE无线基站设备;3D-MIMO;FD互助
前言
TD-LTE 4G无线网络工程从商用建设到今天已经历四年多,网络规模布局基本形成,覆盖面广、用户发展稳定。当前的建设重点正集中在以下三点:一是城区深度覆盖的提升;二是加强热点区域的容量扩容;三是积极提升用户在速率和时延方面的体验。上述网络建设重点一方面可以从规划、设计、优化等多角度着手改善,另一方面,能适应这种发展需要的无线设备的研发商用也急需先行。同时,配合着承载各类软件功能的开发,硬件设备也应步步紧跟部署。
当前TD-LTE主流无线基站设备,均为BBU+RRU的主远端分离形式,并以F/D频段八通道设备和E频段两通道设备为主要建网设备。此外,各设备商也提供F/D频段的两通道设备、一体化微基站、微RRU、皮基站、天线RRU一体化设备和relay基站设备。今年,随着网络建设对深度覆盖、局部补点覆盖的需求增高,适应这种场景的小基站、微基站设备的需求有较大提高,且对设备的形态、适用场景提出了更多样化的要求。同时,一些特殊覆盖场景对无线设备软硬件也提出了更多特殊化的需求,业界针对特殊场景设备软硬件应用的研发力度也在逐步加大。
1 TD-LTE无线设备发展的新形态与新方案
1.1 面向深度覆盖的改善与提升
为更好地提高用户体验、优化网络,当前各本地网络均面临深度覆盖问题。对照TD-LTE 4G网络与GSM 2G网络的室内外MR覆盖率,普遍全国城区都存在约8个百分点的覆盖差距。如果我们以50米的栅格地图来统计现网弱覆盖点就会发现,低于4栅格的弱覆盖区,也就是200米范围以内的弱覆盖点,占比非常之大,且比较分散。一般这种情况,网络不会以增补新站址方式来解决这类问题。那么除了通过有效的网优手段、优化的多层立体组网方案等方式进行调整解决外,通过新设备、新技术的研发来解决补齐是一个有效手段。
FD射频互助即为当前基站设备所能提供的一个有效解决办法。其具体形态指在D频段的RRU内置F频段的接受模块,进而通过增加F频段8路接收,来实现8T16R。通过实验验证,FD互助可以有效地解决3db的上行增益。网络目前最大的商用实际案例为,在某省会城市进行了4800个8T16R站点的连片建设,对改善网络深度覆盖、补点补盲均带来较大改善。但同时我们必须看到,8T16R RRU设备的单个购买硬件成本要高于同等水平的8T8R RRU设备约12%,并且,开通FD互助还会增加对基带侧的处理资源要求,因此硬件需要额外配置基带板等硬件,这样会带来整个一个基站的硬件成本,提高约17%左右。而换来有效输出为3db的上行增益。这种成本代价与性能获得的衡量,还需要网络在建设投入与产出上均衡评估。
同时FD射频互助设备也有自己的建设局限性,即首先站址必须同时具有F和D频段设备,并且F和D频段的帧头位置需要对齐,因此要在网络建设时应充分考虑运营商之间以及对邻站的干扰影响。FD射频互助在去年由主流厂商首先提出,并在去年开始商用,取得一定效果,今年其他厂商也开始有同类产品陆续推出。
对于急待改善的深度覆盖场景,运营商可供选择的另一种快速解决方案即为增设小基站、微RRU设备。目前可供选择的微基站设备以D频段为主,也辅以F频段和E频段产品。以D频段为例,一般微RRU两通道设备的硬件价格会是宏基站两通道设备的价格的50%-70%左右,是宏基站八通道RRU设备的30%~45%左右。
微小基站设备建站既有快速性,又对选址和配套要求低,可以有效缓解深度覆盖问题。因此从去年上期工程以后,在宏基站设备基本比较成熟的情况下,业界都在着力改进推出小基站,如FAD多频段产品、内置天线、一体化集成美化产品、更微型设备等等,以满足不同覆盖场景和配套安装需要。从上期建设来看,小基站的供货占比有较大攀升,可见随着网络发展,对设备的种类需求也在变化。
目前,网络建设所使用的小基站全部为2T2R的设备,今年开始有设备厂商提出并进行研发4T4R的小基站产品,这种产品的出现改变了当前业界小基站全部为2T2R设备的态势,但对其的适用场景、终端支持情况、成本投入产出价格以及建设方式还有待进一步实践检验。
在微小基站的组网方案上,继传统的E频段室内分布基站,业界今年开始推出室外型D频段的分布式基站建网方式,通过路由器的设置,使一个基带BBU资源可以连接多个微RRU进行室外覆盖,并在需要时可以将2G网络等其他制式的网络资源整合在一起,通过射频端发送信号进行同步覆盖。总体上,当前微小基站设备的发展研发上,提升功率、减小体积、优化美化各种安装方式、整合多频段多制式是普遍的发展方向。
上面描述了基于设备形态的推新来解决覆盖问题,除了从新设备领域来提出解决方式,新的设计组网方案、一些基于软件算法的新技术研究也是必要解决的方式。
近年被提出的4G设备CRAN组网方案一直处于局部商用阶段。CRAN建设方案的提出起初最大的优势是可以降低运营商TCO,显著降低新站址获取难度,缓解基站配套建设在选址、铁塔以及传输资源方面的压力。随着该方案的研发推进,BBU的集中部署除了缓解配套建设压力之外,还可以通过高速交换设备,在基站间进行快速数据调度和干扰协同,实现基于CRAN的站间协同方案、站间CA、8R UL CoMP等,旨在消除站间干扰、提升性能进而改善用户体验。这种集中式部署的CRAN方案在现网还处于实验阶段,其网络运行效果以及在额外的高速交换设备硬件(其造价每10个BBU配置的交换硬件约等同于一个三扇区基站的硬件价格)上的成本投入,使其建设部署方式都有待进一步检验。
软件算法的运行基础需要硬件的承载,因此业界对硬件平台芯片处理速度的要求逐年攀升,这也是各设备商逐年、逐期的推出新基带板、新主控板的动因。其核心机制即为更新一代、更高运算处理能力的芯片,这不仅仅会带来基础的处理能力,比如小区数、通道数、接口速率等基础处理能力的抬升,而更多的是为在新的硬件平台上,可以开发运行更多的复杂算法来改善网络覆盖和性能、具备下一代演进能力提供了空间。
面对当前的网络需求,新的基带硬件设备的研发主要集中于提升上行接收能力、增强IR接口的传输速率、为3D-MIMO部署打下基础、更强的信令处理能力、向5G网络基础演进等方面。预计今年主流设备商均会有新的基带或主控板陆续推出。而对于运营商需要重视的是,对基带硬件板卡的能力评估也不应仅停留于对其基本标称处理指标的检验和考核,其芯片运行速度、支持复杂算法的能力、未来演进空间等都是需要考量的重点问题。
在更强大的新一代的硬件处理平台上,各类软件算法陆续的被提出和研究,如Turbo Receiver 重构译码信号算法(弱覆盖场景下,提升信道估计和链路解调能力,提升边缘用户的调度解调性能)、UL ICS联合调度(通过站间X1接口的调度,对边缘用户进行簇内多小区联合时频资源分配,控制深度覆盖用户上行噪声干扰,改善小区的上行覆盖)、UL IOT功率控制(通过小区检测,调整用户发射功率,降低系统上行干扰)等等,旨在改善上行增益、控制干扰进行站间协调、调整控制功率。
1.2 面向容量需求的提升
在容量解决方案里,当前比较可能纳入规模建网的即为3D-MIMO技术的实现。业界在今年工程上批量供货出可商用、可量产的产品也很可行。新的64T64R设备无论从安装难度和技术角度都决定了,其会以RRU集成天线的一体化形式出现,其普遍物理形态在体积与重量上,与当前的8T8R设备(RRU设备+智能天线)的尺寸相当或者略低,这也是其可规模商用安装使用的前提。
现网实验证明,3D-MIMO技术确实可以较大幅地提升容量改善覆盖。这里主要评估一下该设备规模建设一个不容忽视的问题即成本问题。虽然尚未定价,但其单个成本高于目前宏基站8T8R RRU设备四倍左右是可初步预估到的,同时3D-MIMO站开通带来的成本上升还不仅仅在于每个RRU硬件本身,其BBU侧也须具备专用的基带板,或者是配置更多倍的基带处理资源。目前网上的运行基带板基本不能支持3D-MIMO的运行或者是配置数量不够,专用基带板需具备更强的处理能力,更快的IR接口速率,以及配置更高速率的光模块(至少40G)。BBU侧还需配置支持3D-MIMO这么大量信息交互的主控板,以及S1接口。同时3D-MIMO技术的软件成本也应该计算在一个基本的单站建设之内。由此,有关方面进行了一个TCO的估算,较保守结论是五年运营成本抬升35%,如果结合上容量增益,那么每比特成本相对8T是明显下降的。但可以肯定的是其当期直接建站成本将比较高昂。另外在3D-MIMO站点的部署规划中,是否连片部署,还是单个补点替换,也都是需要考虑的问题。
同时,4G设备发展演进在容量提升这一领域,业界也在为A频段、Band41扩展频谱的可能使用做着积极的规划部署。
1.3 面向用户速率的提升
4G网络提高上下行速率,才能保证在竞争中的用户体验。设备商当前在用户速率提升上的规划和研发主要集中在软件算法的提升。
(1)UDC技术:UDC技术需要设备商与芯片厂商共同合作,在手机和网络侧预留并维护相同的数据存储器,标识空口传输信息的指针位置。对于重复发送的字节,可以在空口只发送指针,基站和UE自动识别和填充,减少空口资源占用。在发送指针信息后,网络侧检索如果信息存储存在即直接解码,无需空口传送。目前终端基本支持。
(2)UL SU-MIMO技术:该技术终端侧上行双发,实现上行发射分集、上行双流复用。目前网络侧可以具备能力,没有问题,但还受限于手机不支持。
(3)下行3CCCA+256QAM:E/F/D频段内/间三个载波聚合,来获得峰值性能提升,采用更高效调制编码,提升下行频谱效率。截止目前主流终端均已经支持。
其他当前热门的软件技术还有上下行跨BBU CA、大气波导干扰检测及消除、宏微CA、下行TM9 4*4MIMO技术、小包优化技术等等,文章这里不再一一详述。
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