网络工程专业知识范文
时间:2024-03-21 17:41:19
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篇1
关键词:网络工程;知识体系;课程体系;专业方向
中图分类号:G642文献标识码:B
1前言
网络工程专业是国家教育部审定并设置的全国高校本科专业之一,是计算机专业与通信专业交叉的一门专业,也是目前我国高校计算机院(系)普遍开设的计算机科学类本科专业之一。
但应用型网络工程人培养目标如何定位,专业知识体系如何建立却一直是被受困扰的问题。网络技术是计算机技术与通信技术相结合的一门新技术,也是计算机技术与通信技术交叉的一门学科。由于计算机类各本科专业也需要开设计算机网络方向的课程,最普遍的现象是许多高校计算机院(系)将网络工程专业开设成为计算机科学与技术专业的网络方向,二者之间的培养目标相似,知识体系仅是几门课之间的差别。另一种现象就是部份高校将网络工程专业开设成为通信工程专业,沿用通信工程的知识体系再加设几门计算机专业类的课程。应该说这两种现象都没有形成网络工程专业本身的专业特色知识体系。
本文作者依据近年来从事网络工程专业的人才培养、课程知识体系建设和教学的经验,对网络工程本科专业知识体系建设进行如下探讨。
2网络工程本科专业人才培养目标的确立
专业知识体系的建设必须紧扣专业培养目标,作为网络工程本科层次的人才培养,应该定位于应用型的网络工程人才。应用型网络工程专业人才培养目标首先是具有一定的计算机基础知识,其实是其核心培养目标是具有程与网络应用的设计、规划、部署、实施、开发、管理以及销售工作,这些内容在时间关系上反映了网络工程的全过程,在业界担当“网络架构师”、“网络工程师”、“网络测试工程师”、“网络销售工程师”等角色能力的人才。
从网络工程本科专业培养目标来可以将该专业分为四个方面的能力培养:计算机应用能力、网络设计规划部署能力、网络编程与应用开发能力、网络管理能力。由于目前应用软件开发基本都是基于网络环境的应用开发,从而网络编程与应用开发能力也属于计算机类本科专业必备的能力,而且许多高校将网络编程与应用开发能力作为计算机科学与技术专业的专业方向与特色来看待。就专业特色而言,网络设计规划部署能力、网络管理能力才真正是网络工程专业有别于其它计算机类本科专业之处。
另外,网络工程专业人才培养也必须有别于通信工程专业。通信工程专业培养目标是具备通信技术、通信系统和通信网络方面的理论知识和基本实践技能;能适应通信技术与工程领域网络、系统、设备以及信息交换、传输、处理方面的科学研究、工程设计、运行维护、系统管理的高级工程技术人才。尽管网络工程和通信工程专业都涉及到网络系统知识,但二者之间确有着区别,通信工程着重于信号和通信类知识,网络工程着重于网络应用和协议类知识。换言之,通信工程着重于电信企业大网络平台的建设与管理,网络工程着重于用户端网络应用平台的建设与管理。
3网络工程本科专业知识体系的建设
网络工程本科专业知识体系可采用“平台+方向”方式建设。整个知识体系可划分为两个平台和三个基本方向。
3.1两个平台
本着“厚基础、重应用、强能力”的知识体系建设原则,为使学生具有扎实的基础知识和专业知识,本专业搭建可两个平台:公共基础课平台,包括人文和社科基础课程、理工科基础课程以及计算机基础及应用课程;专业基础课平台,包括网络设计规划部署类课程、网络管理类课程、网络应用开发类课程和专业特色类课程。以适应社会对应用型网络工程技术人才培养的基本需求。
3.2三个基本方向
三个基本方向课程以专业课程为主,其教学应在强调知识传授的同时,注重学生应用能力的培养与个性发展。通过基本方向课程学习使学生在网络工程的某一职业领域具有较强的专业基础知识和解决工程问题的实践能力。
网络设计规划部署方向主要包括组网工程、网络互联技术、通信网技术、网络性能测试等课程。组网工程主要介绍网络需求分析、工程设计、综合布线、设备选型知识。网络互联技术主要介绍路由和交换技术的配置与管理知识。通信网技术主要介绍无线网、移动网、宽带综合业务网、接入网等知识。网络性能测试主要介绍网络性能指标、测试方法、测试技术和测试设备的有关知识。
网络管理方向主要包括网站建设与管理、网络安全技术、入侵检测技术、网络协议分析等课程。网站建设与管理主要介绍网络操作系统的配置、网络管理协议与应用知识。网络安全技术主要介绍网络安全的基础知识与技术、防火墙技术与配置等知识,入侵检测技术主要介绍黑客攻击技术、入侵检测技术、计算机取证技术等知识。网络协议分析主要介绍网络协议分析方法与协议实现的知识。
网络编程与应用软件开发方向主要包括网络程序设计、WEB编程技术、J2EE应用开发与部署、网络数据库技术。网络程序设计介绍基于套接字的编程方法、进程(线程)间的通信知识。WEB编程技术主要介绍基于Java、JSP、Servlet和JDBC的编程知识。J2EE应用开发与部署主要介绍基于Servlet、Struts和Hibermate即SSH框架的编程技术,以及应用软件的部署方法。网络数据库技术主要介绍网络数据库基础知识、Oracle数据库知识。
特色类专业课程主要以新的网络应用技术为主,可选择网络并行计算技术、网格计算技术、多媒体网络技术、网络存储技术、高性能网络等方面的课程。
从网络工程三个基本方向可分析出这三个基本方向与计算机科学与技术专业、通信工程专业之间的关系如图1所示:
图1网络工程三个基本方向与其它专业知识的关系
其中人文和社科基础课程主要指政治、思想道德、体育、大学英语等课程。理工科基础课程主要指高等数学、
线性代数、数理统计与概率论、离散数学、数字电路等课程。计算机基础与应用课程主要指计算机导论、计算机组成原理、程序设计语言、数据结构、操作系统、数据库原理、计算机网络等计算机专业基础课程。
3.3网络工程本科专业核心课程体系建设
通过对网络工程专业知识体系的分析,可以得出网络工程专业核心课程体系如图2所示:
图2网络工程专业核心课程体系
鉴于在专业教学学时、教学人员和教学设施的不同,各高校在开设网络工程本科专业时,可选择三个专业方向之一并加以一定特色的专业课程来进行人才培养,以达到不同特色网络工程人才培养目标。也可以分不同年级采用不同的专业方向进行培养,以满足社会对网络工程专业各方面人才的需求。
4结束语
本科教育的专业课程知识体系并不是一层不变的,应随着科学技术的发展和社会的需求而变化,这才符合科学发展观的理论。本论文中所讨论的网络工程本科专业的专业课程知识体系,是对近几年各高校网络工程专业知识体系的归纳和分析基础上做出的一个探讨,但随着社会的进步,该专业课程知识体系也应处于一个不断完善的进程中。
参考文献:
篇2
关键词:计算机网络;工作过程;课程体系建设
中图分类号:TP393.4文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 04-0000-01
Computer Network of Professional Vocational Courses Based on the Work Process System
Ding Ming
(Heilongjiang Land Reclamation Technology College,Harbin150431,China)
Abstract:The courses system construction of Vocational College Computer Network Major,along with the development of the education concept and continuous reform and innovation.The difference with the general education is vocational courses should be the systematic pursuit of the work process rather than the disciplinary structure of the systematic,therefore,I work with the current process of vocational college courses system concept,introduced the discipline on the construction of computer networks.
Keywords:Computer network;Working process;Course system construction
一、引言
基于工作过程的课程体系建设,是在借鉴德国、澳大利亚等国先进的职业教育理念基础上,根据我国高职院校教学现状进行的课程体系的创新。其核心是开发教师教学思路,提高教师教学设计和实践教学能力,让学生在完成工作任务中不断获取知识与及技能。
对于高职院校的计算机网络专业,新的课程体系要求以职业岗位的技能培训为核心,结合当前社会对网络专业人才的需求特点,转变教师与学生在学习过程的角色,即以学生为教学的主要参与者,教师为辅助咨询者,按照企业对技术人才的需要,模拟建设真实的、可操作的学习情境,完成对计算机网络人才的培养。
二、建立以工作过程为导向的专业岗位课程体系
(一)培养网络管理工程师的课程体系
计算机网络管理员(简称网管)是一个蓬勃发展的新兴职业,在短短的几年内,已成为绝大多数企业中必设的工作岗位。网络管理员行业对网络管理员的要求基本就是大而全,不需要精通,但什么都要懂一些。所以,一个合格的网络管理员最好在网络操作系统、网络数据库、网络设备、网络管理、网络安全、应用开发等六个方面具备扎实的理论知识和应用技能,才能在工作中做到得心应手,游刃有余。
因此,在以培养网络管理工程师的课程体系建设过程中,要着重加强对网络操作系统、网络数据库、网络设备、网络管理、网络安全、应用开发六门课程的学习情境设计,适当增加上机操作课程的学时,并通过校方联系相关计算机网络企业,组织学生在实习的过程中充分掌握网络维护技能。
同时,还要鼓励学生参加网络管理员的认证考试,如MCSA认证、Sun Solaris 10操作系统认证等。前者在Microsoft Windows 2003和 Server平台环境下对现有网络及系统进行实施、管理、故障排除等工作的专业人员而设计的;后者主要考察考生是否深入掌握网络管理的技巧,需要考生在Solaris网络管理方面有比较宽的知识面,包括如何配置和管理网络接口层、网络(网际层和传输层)、网络应用和Solaris IP过滤器等。此外网络管理员认证还有中国国家软件等级考试认证、思科认证等。
(二)培养网络安全工程师的课程体系
随着互联网技术的发展,社会信息化和信息网络化突破了应用信息在时间和空间上的障碍,使信息的价值不断提高。但是与此同时,网页篡改、计算机病毒、系统非法入侵、数据泄密、网站欺骗、服务瘫痪、漏洞非法利用等信息安全事件时有发生。因而要求职业高校在计算机网络专业需要培养出能够在各级行政、企事业单位、网络公司、信息中心、互联网接入单位中从事信息安全服务、运维、管理工作的网络安全工程师。
对于这门课程的体系建设,首先要以德育为主,培养学生良好的道德风尚。其次,在教学过程中,要结合实际的网络安全漏洞、木马病毒、篡改欺骗及攻击现象等问题进行剖析,引导学生积极主动的分析问题,并提出解决方案。鼓励学生参加网络安全工程师的认证考试,如CIW网络安全认证、NISC国家信息化网络安全工程师、NSACE网络信息安全工程师认证体系、INSPC信息网络安全专业人员认证等。
(三)培养网页设计师的课程体系
网页设计师是指精通Photoshop,Corldraw,Frontpage,Dreamweaver等多项网页设计工具的网页设计人员。网页如门面,小到个人主页,大到大公司、大的政府部门以及国际组织等在网络上无不以网页作为自己的门面。当点击到网站时,首先映入眼帘的是该网页的界面设计,如内容的介绍、按钮的摆放、文字的组合、色彩的应用、使用的引导等等。这一切都是网页设计的范畴,都是网页设计师的工作。
网页设计师即是专业的设计师,又是静态网站的开发工程师,不仅要懂页面的设计、规划、排版、HTML代码、FLASH动画甚至还要多懂一些代码,必须是全能型人才,特别是现在从2008年以后,W3C的推进,对网页设计师的标准也是越来越高,越来越精确。
因此,针对当前行业特征,对于网页设计师的培养课程体系也必须提出较高的标准。首先要培养学生的审美能力与创新精神,使学生对网页的设计有一个良好的设计理念。其次,要强化学生对网页设计所必备的软件工具,如Photoshop,Corldraw,Frontpage,Dreamweaver等的实际使用能力,结合实际案例进行剖析讲解,同时注意对这些工具的使用技巧进行总结。
三、结束语
综上所述,对于当前高职院校的计算机网络专业课程建设,必须要结合社会实际岗位对技术应用的要求进行教学,通过集“教、学、做”与“反思、改进”于一体的教学活动,来实现对知识的“直接迁移”,获得完成工作任务的职业能力,从而培养出实践能力较强的网络工程师、网络安全师与网页设计师。
参考文献:
[1]张阳.基于工作过程系统化的计算机网络课程教学设计[J].科技致富向导,2010
[2]杨海澜.“基于工作过程”的高职院校计算机网络课程改革初探[J].电脑知识与技术,2009
篇3
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。
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关键词:网络工程;计算机科学与技术;科学规范
中图分类号:G642 文献标识码:B
2003年初,教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导分委员会启动了三项工作:研究计算机科学与技术本科专业发展战略,制订计算机科学与技术本科专业规范,制订计算机科学与技术本科专业教育办学评估方案。将人才培养的规格归纳为下述的三种类型、四个不同的专业方向:科学型(计算机科学专业方向)、工程型(包括计算机工程专业方向和软件工程专业方向)、应用型(信息技术专业方向),形成了计算机科学与技术本科专业四个方向的规范。这四个方向并不包含网络工程方向,因此对于众多高等学校的网络工程本科专业应该如何发展,如何规范是本文探讨的问题。
1我国高等学校网络工程本科专业的现状分析
1.1全国分布情况
我国开设网络工程本科专业的学校很多,以工科类院校为主,还有理科类院校和师范类院校。具体统计如图1所示。我国目前有143所高等学校开设了网络工程本科专业,其中大学类高校89所,211大学21所,学院类高校54所。从地理分布来看,网络工程专业覆盖全国26个省和直辖市的高校,其中广东省最多有16所高校开设了网络工程本科专业,这也从一个侧面反映了广东省对网络人才的需求极大。
1.2培养目标
随着网络的普及和应用,社会对网络专业学生的需求日益增加,开设网络工程专业的学校也不断增多,但是由于教育部对网络工程专业没有规定统一的科学规范,因此各高校开设的网络工程专业从培养目标,培养要求,教育内容和知识体系等方面参差不齐,差异较大。我们以21所开设网络工程本科专业的211高校为研究对象,对其培养目标进行了分析,归纳为两类。
(1) 电子通信邮电类高校
以北京邮电大学、西安电子科大、电子科技大学为代表的电子通信类211高校,他们开设的网络工程专业培养目标大多是将通信、网络、计算机相结合,在原有计算机学科基础上,形成软件与硬件结合、网络与通信兼顾的宽口径专业,培养学生具有现代通信基础理论、网络工程和网络系统管理等方面的知识、素质和能力,具有较宽的通信系统和网络工程的专业知识,毕业生在计算机和通信领域均可获得就业机会。
(2) 综合类高校
以国防科技大学、中山大学、大连理工大学、四川大学、华北电力大学及南京理工大学为代表的各综合211高校,开设的网络工程专业培养目标大多是掌握计算机软、硬件的基本理论、基本知识和工程应用能力,在原有计算机学科基础上,形成软件与硬件结合、网络与信息兼顾的宽口径专业,培养学生具有网络基础理论、网络管理和网络工程等方面的知识、素质和能力,具有较强的扩展知识的能力,具有较强的实践动手能力,毕业生能从事计算机软硬件系统开发与维护、计算机网络规划设计实施及开发维护、工程管理、系统分析及信息处理等领域的工作。
从这两类培养目标上,我们可以看出,网络工程专业的本科生培养一般是和计算机,通信两个专业分不开的,学生在重点学习网络理论的基础上,通信类院校加强了通信理论及应用的培养,而综合院校加强了网络系统设计开发维护及信息处理的培养。不同的培养目标决定了不同的教学内容和知识体系,也在很大程度上决定了毕业生的就业领域。
1.3教学内容和知识体系
通过分析211各高校的网络工程专业开设的主干课程,我们将教学内容和知识体系按照其主干课程的归属方向分为四类。
(1) 计算机课程:高级语言程序设计,离散数学、数据结构、计算机组成原理、操作系统原理、算法设计与分析、软件工程、数据库原理、计算机体系结构、面向对象技术、计算机网络。
(2) 网络课程:
1) 基础课程:TCP/IP协议原理、网络体系协议、信息与网络安全、Web程序设计、网络互联技术、网络设备原理、分布式系统、计算机网络体系结构、网络操作系统。
2) 方向课程:
网络软件开发方向:UNIX与网络程序设计、电子商务平台及核心技术、嵌入式系统设计与开发、网络多媒体技术、并行与分布计算、网络数据库技术。
网络规划构建方向(或网络工程方向):网络系统集成、网络管理、网络工程与组网技术、网络规划与设计、综智能合布线、光纤通信技术。
网络安全方向:计算机密码学、PKI技术及应用、网络攻防技术、网络安全应急响应、信息对抗技术、安全策略部署与实施。
无线通信方向:移动通信、无线网络、移动计算、企业计算环境、网格计算、移动程序设计。
(3) 通信课程:通信概论、现代通信原理、通信软件设计、实时通信系统设计、程控交换原理、信息论与编码、多媒体通信技术。
(4) 电子课程:数字信号处理、脉冲与数字电路、信号与系统、可编程ASIC设计技术、电路与电子技术、数字逻辑电路、DSP技术及应用、嵌入式系统原理及应用。
2网络工程专业科学规范的探讨
2.1培养目标
培养德、智、体、美全面发展,掌握自然科学基础知识,系统地掌握通信理论、计算机软硬件和网络通信系统及应用知识,基本具备本领域分析问题解决问题的能力,具备实践技能,并具备良好外语运用能力的网络专业高级专门人才。
2.2教育内容和知识体系
各专业的教育内容和知识体系都是和其培养目标想对应的,根据前面的综合分析可以得出,不同高校对网络工程的教育培养侧重面不同,但是所有对网络工程专业的培养都可以归属在四个方向上,即网络软件开发,网络规划构建,网络安全和无线通信。这四个方向涵盖了网络工程的各个方面,因此教育内容和知识体系的规范应该涵盖这四个方向,课程体系由核心课程和选修课程组成,核心课程应该覆盖知识体系中的全部核心单元及部分选修知识单元。同时,各高校可选择一些选修知识单元、反映学科前沿和反映学校特色的知识单元放入选修课程中。
(1) 知识结构的总体框架
借鉴计算机科学与技术的总体框架,网络工程本科专业的知识结构的总体框架由普通教育(通识教育)、专业教育和综合教育三大部分构成:
普通教育:①人文社会科学,②自然科学,③经济管理,④外语,⑤体育,⑥实践训练等。
专业教育:①本学科基础,②本学科专业,③专业实践训练等。
综合教育:①思想教育,②学术与科技活动,③文艺活动,④体育活动,⑤自选活动等知识体系。
对于以上三部分内容,我们侧重讨论专业教育的内容:它由专业知识体系与对应的课程设置两部分组成,下面分别介绍。
(2) 知识体系
网络工程本科专业方向知识体系划分为知识领域、知识单元和知识点三个层次,我们仅探讨知识领域部分。知识领域代表一个特定的学科子领域。每个领域由英文的缩写词表示,为了与计算机专业方向的知识领域相区别,加上前缀NE-。
NE-RS计算机网络体系结构
NE-NT网络原理
NE-SD网络系统集成
NE-NS网络操作系统
NE-PF程序设计基础
NE-SP社会与职业问题
NE-PA协议分析
NE-NS网络安全
NE-MC移动通信
NE-NI网络互联
NE-PD并行与分布计算
NE-DS分布式系统
NE-NM网络管理
NE-MC移动计算
(3) 课程设置
课程分为基础课程、主干课程、高级课程三个层次。
基础课程:程序设计基础、计算机导论、计算机网络原理,数据结构、计算机组成等。
主干课程:TCP/IP协议原理、网络体系协议、信息与网络安全、网络互联技术、网络设备原理、分布式系统、计算机网络体系结构、网络操作系统、操作系统、数据库、社会与职业问题等。
高级课程:按照不同方向,可以对应选择相应课程,也可以是旨在培养学生动手能力和团队合作能力的实践性课程。
3结束语
本文对我国开设网络工程专业本科教育的各高校进行了归类分析,以211高等学校开设网络工程专业的情况为对象,对网络工程专业的科学规范化进行了探讨,为高校新开专业提供一定的帮助,并为未来网络工程专业的规范化制订提供一些基础。
参考文献:
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1.具有扎实的自然科学基础、较好的人文社会科学基础和外语综合能力;
2.系统地掌握计算机和网络通信领域内的基本理论和基本知识;
3.掌握计算机、网络与通信系统的分析、设计与开发方法;
4.具有设计、开发、应用和管理计算机网络系统的基本能力;
5.了解计算机及网络通信领域的一些最新进展与发展动态;
6.了解信息产业、计算机网络建设及安全的基本方针、政策和法规;
7.掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有一定的科学研究和实际工作能力。
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【关键词】网络工程;人才培养;教学实践
近年来,为适应国家经济结构战略性调整的要求,实现中国网络工程技术人才的跨越式发展,我国部分高校从2001 年开始设立网络工程本科专业。由于网络工程专业是一个综合了计算机科学与技术、通信工程等多个学科的专业知识的边缘学科,又是一个新兴专业,使得各高校的人才培养模式存在一定的分歧。如何根据本专业的特点、汲取相关院校的经验、人才市场新的需求制定出适合当前需要的培养特色的人才培养方案,是我们需要研究的重要课题。
一、网络工程专业人才培养模式的思路
为充分调动学生学习的主动性与创造性,加强学生的创新精神和实践能力,以适应信息化社会对高素质的拔尖创新人才的需要。我们根据“以人为本、因材施教”的育人理念,以培养学生创新精神和实践能力为出发点,统筹本科总体培养方案。按照“理论教学与实践教学相结合、课内教学与课外培养相结合、共性培养与个性发展相结合”的原则,将培养创新人才的理念始终贯穿理论教学、实践教学和第二课堂教学中,构建“三位一体”的创新人才培养模式。在课内与课外全程全方位支持学生个性发展,使网络工程专业创新人才得以充分发挥其潜力和才能,为高素质人才的脱颖而出创造良好的成长条件。
二、理论与实践相结合
网络工程专业理论教学体系的优化主要包括:优化网络工程本科专业的培养方案,确保理论教学系统化;课程设置及教材的选用、选编力求优化;课程教学内容的优化。其总体要求是确保基本内容(基本知识、基本理论、基本原理等),兼顾发展性内容(学科发展前沿、动态以及与其他学科的联系等),强调计算机科学与Internet网络相结合,更好地服务于信息现代化,同时通过引入网络技术应用于信息现代化建设的典型案例,构建网络工程教学特色课程。
在优化调整理论教学体系,创建理论教学新模式的同时,加强实践教学建设,创建科学的实践教学环境,真正做到理论与实践的完美结合。网络工程专业培养的是应用型专业人才,课程设置、教学过程强调应用性,理论教学和技术训练的侧重点突出“学以致用”。考虑到网络工程专业毕业生在工作岗位上承担“网络与信息技术”的具体任务,在实际工程技术方面应具有较强的优势,因此,我们对学生的应用性技能尤其是动手操作能力要提出了较高的要求,整个培养过程突出了实践性,要特别注重本科学生专业技能的训练。
三、确立专业定位与培养目标,紧扣高素质应用型人才培养的主旨
将网络工程专业的人才培养目标定位为:培养德、智、体全面发展,具有系统的网络工程专业所需的计算机科学基础理论和专业理论知识,具有较强专业实践能力和较高的综合素质,具有较强创新能力,适应 21 世纪经济建设和信息产业发展需要的高级应用型人才。网络工程专业人才培养模式始终坚持以党的教育方针为指导,坚持基础牢固、支柱坚实、专业灵活的原则,坚持知识传授、能力培养、素质教育的协调统一,坚持理论联系实际、强化实践教学,最终能够培养适应 21 世纪经济建设和信息产业发展需要的高级应用型人才。
四、加大实践课程体系建设
网络工程专业实践教学力争形成较完善的实践教学课程体系,构建一系列由实验、课程设计、实习、实训等环节具体体现的实践教学体系,在教学方法上采取由入门到发展,突出综合性、专业性、设计性、创造性和研究性的教学思路,使学生真正得到动手实践的机会,提高专业实验和毕业设计的能力及创新能力。基于网络的软件开发和信息网络安全,同时考虑到了网络工程能力训练的前段、中段和后段问题。
五、课堂与就业相结合
“学有所用”是网络工程专业学生培养的终极目标,也是专业得以继续发展壮大的源在动力。应把学生的在校学习体系与学生将来的市场需求相结合,进一步体现网络工程的重要专业特色。随着我国经济和科学技术的快速发展以及开设网络工程专业的院校逐步增多,未来毕业生的就业形势会更加严峻,竞争会更加激烈。毕业生的质量是网络工程专业竞争成败的关键,是关系到我校网络工程专业能否长久生存与发展的重要因素之一。目前,各类企、事业单位对毕业生的要求不断提高,其中最重要的一点是学生动手能力要强,要善于使用新的技术,能很快为企业创造效益。
六、结语
应用型本科计算机网络专业的任务是培养适应社会经济发展和网络人才市场需求的应用型人才。网络实验是网络工程专业教学中的重要一环,而实验课程体系的建设则是网络实验教学的基础。实验课程体系架构是否完善,是否决定能否提高实验教学质量的关键。为此,在网络工程专业课程体系建设时,应充分考虑其工程特点,多方位考察社会对网络工程专业人才的需求要素,并以此为依据。
考虑实验课程体系建设的规划和设计。在实训基地建设方面,应特别注意与校内实验室在工程实践环境上的互补,选择好合作企业,为学生提供综合的工程实践环境。
参考文献:
[1]刘悦,张远,贾忠田.高等学校网络工程本科专业的科学规范探讨[J].教育与教学研究,2008(24).
[2]丰洪才,李雅琴.网络工程应用型人才培养模式探索[J].计算机教育,2010(23).
[3]姜腊林,易建勋.网络工程专业培养方案研究与实践[J].高等教育研究学报,2005,(3).
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随着计算机网络应用范围的迅速扩大和我国中小型企业信息化建设的大力推进,特别在企业搞好工业与信息化融合,推进信息化带动工业化,不断提升我国工业发展水平的现状下,我国对于能适应企业要求的实用型高级网络工程和管理技术人员的需求与日俱增,而支撑企业计算机网络应用的一个重要框架是现有的网络工程专业人才的培养模式。网络工程人才需要具备专业的基础知识和技能,网络工程专业必须围绕课程群支撑体系,以知识构建和应用能力培养为重点,选择与专业核心要素有关的基础理论知识,将职业能力与专业基础知识和专业技能重新组合,整合成新的课程结构,以项目管理为主线,创新教学模式,改革教学手段,建立评价体系,培养高质量的网络工程人才。
目前,作为信息化建设基础设施之一的网络工程广泛应用于各个领域,特别是大专院校毕业生往往没有经过专业的职业培训,缺乏网络技术的实践知识和职业技能,不能完全胜任所担负的工作,从而在网络工程类人才的供求之间形成了巨大的缺口。虽然有关的网络工程的课程在国内院校以不同的形式开设了多年,但教学效果始终不尽人意。从我们对企业的调查、学生的就业情况来看,反映出学生对网络工程项目的分析、设计方面的知识掌握欠缺、网络实践能力不强、技术水平不高,学生对网络工程项目的规划、设计、实施缺乏系统连贯性。由于学生的网络综合应用能力差,直接影响了学生的就业能力。一个优秀的网络工程技术人才不仅应具备坚实的理论基础、丰富的专业知识、良好的工程素养外,还须具备优秀的项目管理能力。尽管学生在基础理论知识和阶段动手能力的培养上积累了一定的经验,但是对其项目管理能力、工程化实施能力和职业化素质的培养却始终是一个薄弱环节。
一 基于项目管理的网络工程人才培养实践教学模式的实践探究
项目管理(PM,Project Management)是指利用现有的知识、方法和技术手段,有效地计划、调度、控制和跟踪项目的开始、执行、直止终止的过程,是项目顺利实现的有效手段。网络工程项目管理则是在项目管理的基础上,结合网络工程的实际,利用工程的概念和方法来设计、搭建、配置、管理网络等工作,最终目的是为了让网络工程的实施、管理、维护都在管理者的控制范围内。基于项目的教学是一种“行为引导式教学形式”,是以项目为主体并组织学生真实地参加项目设计、实施和管理,完全在项目实施过程中完成教学任务的过程。由于项目式教学强调项目的现场性、知识的综合性和学生全面能力的培养,其完成的形式、内容与传统实训课程有较大差异。
针对这种情况,我们采用项目管理在网络工程人才培养中的实践教学模式,在教学目标、培养方法、考核体系等方面进行了一系列的改革和尝试,其目标就是建立一个以项目管理为主线的网络工程教学体系,进一步提高学生的培养质量,使学生的专业基础知识、项目管理和创新能力等方面都得到均衡的发展。“项目管理在网络工程人才培养中的实践教学”采用“1+2+3+3”的模式。
1 一个主线
项目管理在网络工程人才培养中的实践教学采取项目小组合作的方式,以项目任务的形式来驱动学生的学习,通过主动学习所必需的知识和技能来完成项目任务,达到培养学生解决实际问题的能力。全面改革人才培养模式、调整课程结构、改进教学方法、强化过程管理和新的监控评价机制,把建立网络工程实践教学体系作为人才培养的核心任务。
2 两个模块
项目管理在网络工程人才培养中的实践教学共分两个模块,即网络设计模块和网络实施模块。网络设计模块分两个阶段进行,分别是网络需求分析阶段、网络的规划与设计阶段。在此阶段增加网络工程招投标文件的内容示例和学生的模拟答辩。网络实施模块分三个阶段进行,分别是实施与建设阶段、测试与验收阶段、管理与维护阶段。经过对传统课程的教学内容进行项目驱动改造,在真实或模拟环境下进一步培养学生的工程能力和职业素质,使学生在掌握一定专业理论知识的基础上全面提高网络的设计、规划与实施能力,真正做到学以致用。
3 三个层次
第一层次是指课内实验教学系列,主要完成深化理论知识、掌握实验基本技能和基本研究方法。第二层次是指从传统课程中剥离出来的独立实验教学系列,主要以专业技术骨干课程和应用性较强的课程为主。第三层次是指针对课程群制定的设计性、综合性和创新性实验教学,以培养学生运用综合知识、分析与解决实际问题、提高自主实验意识的能力为主。
4 三项保障措施
运用创新的教学方法。以项目为驱动,加强阶段过程控制,来提高学生的实践能力、团队合作能力等综合素质的培养。课程改革后的考核以阶段考核为主,每个阶段设置考核点,并进行答辩。答辩小组成员由老师、企业工程师、学生组成,最后给出综合成绩,并将反馈信息引入教学评估体系,以此指导网络工程的实践教学。实践模式的监控采用过程监控方法,对学生能否完成项目流程设计的内容进行监控与评价,阶段之间环环相扣,对每一个阶段的内容完成情况由任课教师讲解、指导并进行评价,及时发现问题解决问题。与此同时,邀请校外专家包括企业团队成员对教学流程进行评价、监控与指导并参与实践教学。
基础设施建设是实施工程化实践教学体系的重要保障。在实验室建设中,投资600万元完成中央财政与地方共建项目——网络综合应用实验室、综合布线实验室、网络存储实验室的建设,以网络、服务器、存储器、交换及路由设备、桌面系统为平台,构建与业界同步并在国内领先的工程化网络综合应用实验室环境,成立青海民族大学华为3COM网络学院、青海民族大学Linux实训基地和6处校外实践基地。采用加拿大和美国Co-operation Education的模式,为学生提供良好的实践机会,让学生具体参与企业运作和项目研发,体验网络工程的实施过程。
实践结果表明,项目管理在网络工程人才培养中的实践教学模式有利于促进该专业的实践性环节建设,能够达到提高教学质量,为社会培养高质量的合格的网络工程技术及网络应用人才的目的。
二 基于项目管理的网络工程人才培养实践教学模式的实施方案
1 设计课程结构构成,完善课程的系统性
以适应市场需要和突出应用型人才的培养为目标,设计网络综合实践课程的构成。课程的组成部分、各部分在课程中的地位、课程的特色应完全体现网络综合应用的新思想、新技术,总体上既符合实际的教学情况,又能够紧跟网络技术市场的前端需求。
2 构建教学模式,确立项目并划分模块
改变常规“理论+验证性实验”的模式,以项目工程开发的运作模式组织实践教学,增加多样性的实践活动形式。选取项目要以教学的内容为依据,以调动学生解决问题的积极性为本,既能将教学内容的理论与实践结合在一起,又具有一定的综合性,还要有明确的评分标准。教师和学生共同参与项目的选取并划分具体模块,尽可能选择典型实用且难易适度的网络工程项目,同时项目还要能够基本覆盖以前学习的专业课程的主要内容,要让学生能独立地在短时问内完成任务,并在遇到困难时能在教师有限的指导下自己克服。项目管理在网络工程人才培养中的实践教学网强调的是对实践性和专业化的聚合,增加学生的实战经历和技能。
3 制定项目工作方案
教师要根据项目要求以及与该项目相关的知识和学生一起讨论该项目的目标,让学生明确本项目的意义,在项目的实施过程中必须完成哪些任务,掌握哪些相关的知识。由学生提交项目计划方案书,经论证确立项目实现的功能和计划。根据项目的特点和学生的实际能力确定是由学生独立完成,还是分组合作来完成,若是分组完成则实行组长负责制,可以2到3人为一组,其标准是“组内异质协作、组间同质竞争”。
4 项目实施
项目实施时,项目组成员根据分配到的具体模块要求在复习旧知识的基础上自主学习相应新知识,以解决问题带动知识和技能的学习。而教师的主要工作是提供关键技术资料并及时指导学生解决难题,案例教学与工程实践同步进行,让学生能够真正经历网络工程设计、实施、验收的全过程。通过讲解简单的实例让学生在不同的工作角色中应用所学的知识解决各种问题,也为学生独立完成项目打下了良好的基础。项目实施中,学习过程成为一个主动的实践活动,我们注重的不是最终的结果,而是完成项目的过程。同时,在项目实施过程中,通过模拟项目监理方、用户、企业三方的招投标过程,使学生了解网络工程项目从规划设计到实施的全部流程,提高学生的交流与沟通能力。
5 在学生的成绩考核方法中引入答辩机制
在网络方案的规划、设计、模拟实施、设备选型等环节都采用答辩方式来评判学生的任务完成情况。首先,确定答辩小组成员,以7~9人作为一个答辩小组,成员有教师、工程师、学生组成,其中学生成员既是答辩评委又是答辩者,答辩的目的是发现问题,并提出问题的解决方法。在答辩的过程中老师注意激发学生的热情和兴趣,并详细记载每一个答辩学生的设计方案中发现的问题,答辩后学生针对发现的问题修改设计方案并提交给老师,然后才能进行具体的实施工作。
6 整合资源,改善教学条件
承担课程改革的教师由我校教师和企业工程师两部分构成。教师的专业理论提高通过学校来解决,而实践能力的提高通过学校和企业联合来解决。建设一支专家型的教师队伍,加快校内和校外实践教学环境的建设速度,建立真实的实践环境,成立与企业联合的网络技术开发协作体,使学生能够参与到实际的网络工程项目开发过程中。
7 在实践教学体系中强化学生的团队合作和创新精神
在实践教学中,教师的主要目标是在教授学生学习网络工程领域专业知识的同时,更要注重对实际应用能力的培养,提高学生的学习兴趣和热情,培养学生的创新精神和团队合作意识,使学生积极主动地参与其中,而不是被动地接受课堂教学。成绩考核中同时引入团队评分制,不再以个人表现来评定成绩,而是以项目团队的整体表现做为评定成绩的唯一依据,以促使学生自发地进行合作、分工和交流,深刻体会到团队协作的重要性。
参考文献
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关键词:CDIO工程教育;网络工程;教学改革;“双师型”
1 背景
2010年3月,教育部CDIO工程教育模式研究与实践课题组正式接收我院为“CDIO工程教育模式研究与实践课题组”第二批试点高校。我院是一所独立学院,工科专业优势显著,主要培养满足长三角地区社会经济快速发展的应用型、创新型人才。CDIO工程教育模式与我院办学理念相吻合。CDIO工程教育理念是将学生的培养目标分成工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面,在注重培养学生扎实的工程基础理论和专业知识的同时,努力将教育过程放到工程领域的具体情境中,经过近似于实际工程场景的实践训练,造就具有国际竞争力的优秀工程师[1]。
网络工程专业的特色主要在于以网络通信技术和计算机技术为基础,突出计算机软硬件系统、数字通信系统、计算机网络系统、网络管理技术,使本专业培养的学生具备网络通信和计算机两方面专业领域的能力。CDIO工程教育模式为我们的网络工程教学改革指明了方向,提出了新的教学要求和人才培养标准[2]。
2 网络工程教学改革
2.1 工程引入课堂,开展案例教学
案例教学法首创于哈佛大学,最早被运用于19
世纪后半叶的法律教学中,以后,被运用于医学、管理学、军事学等学科的教学之中,实践证明这是一种有效的教学手段。工程案例是将发生于工程实践中的客观事实,经过文字、数据、图表、动画等方式进行概括、整理、加工,形成可用于课堂交流或探讨的案例材料。网络基础理论教学中,工程案例被用来描述网络系统的架构与设计,阐述网络通信基础的基本原理。如通过形象地显示学院校园网的拓扑图让学生理解抽象的网络拓扑概念,通过FLASH动画对比让学生明白电路交换与分组交换。同时,我们运用工程案例来讲解网络体系结构分层协议的工作原理。例如,在讲解应用层FTP协议时,演示登陆校园网FTP服务器的操作并抓包分析,让学生理解FTP客户端与服务器之间的连接过程,FTP客户端通过DNS解析获取服务器的IP地址,经过TCP三次握手建立可靠网络连接,验证FTP用户的名称与密钥的有效性,协商服务端数据传输模式直至数据传输等。教师在教学中设计一些思考题,培养学生应用基本概念、基本理论、基本方法分析和解决实际问题的能力。运用案例教学法,教师将复杂的工程项目提炼到课堂并展示给学生,使得学生不仅深入浅出地理解抽象的协议原理,而且可以见识相关网络技术,增强学习兴趣,活跃课堂气氛,提高课堂效率[3]。
作者简介:吴许俊,男,工程师,研究方向计算机网络工程。
2.2 工程引入课堂,开展任务驱动教学
建构主义学习理论的任务驱动教学法提出,学习不是被动接受已定知识,而是学习者主动在内部建构知识的过程。教师将教学内容精心设计成若干个子任务,按照“提出任务分析任务引出教学内容讲授新知识总结评价”的过程展开教学[4]。工程项目案例以实际项目为背景,教师依据项目设计与开发的顺序进行项目实施演示,巧妙地将基础技术融合其中,并进行必要的比较和分析,便于学生模仿。自主选题的工程项目充分涵盖需求分析、网络设计、系统集成、网络测试、网络验收和网络管理与维护等全过程,这一系统化过程包含了网络系统构建的生命周期,体现CDIO提倡的“构想―设计―实施―运作”理念。如在校园网组网项目中,从用户需求分析开始,到网络方案设计、设备选型以及最后的系统调试与验收,教师指导学生实践组网的每个环节,理解并掌握相关知识。如在网络综合布线项目中,教师指导学生按照规范要求设计工作区子系统、水平干线子系统、管理间子系统、垂直干线子系统、设备间子系统等,并自行组织施工,最后组织测试验收,在实践中掌握综合布线、工程项目管理的基本方法与过程。教师以引导者的身份在学生学习的过程中提出明确的要求,给予适当建议,并适时进行引导。在教师指导下,学生理解了知识并提升了实践能力。任务驱动教学方法激发了学生的自主学习能力、创新精神和合作意识[5]。
2.3 工程引入课堂,开展仿真实验教学[6]
网络仿真是使用计算机技术构造网络拓扑结构、网络设备互联和模拟网络协议的工作过程。它能设定网络设备特性参数,模拟网络数据包在物理网络中的传输过程,对网络性能进行研究和分析。我们使用Packet Tracer网络模拟器开展仿真实验教学,通过虚拟软件技术高度仿真任意需求的网络场景。
在理论教学中运用多媒体课件动画演示的同时,使用仿真实验模拟真实网络场景,形象化演示网络协议工作原理。Packet Tracer网络模拟器在讲解绘制网络拓扑图、IP地址规划与子网划分、VLAN设置、IP路由选择协议的应用和网络综合实训等教学环节发挥了巨大作用。
在实践教学环节,我们指导学生使用网络模拟器循序渐进地独立开展网络基本实验和综合实验,让学生逐步理解网络体系结构、IP数据包的封装与传输、网络协议原理,实现对复杂网络协议的理解;逐步熟悉网络设备的配置方法,最终掌握网络实践技能。
课后,我们要求学生将网络模拟器安装到个人计算机中,开展自主学习。学生在进入网络实验室操作实际的网络设备之前,使用模拟器进行练习,降低了实际操作的难度,顺利完成理论到实践的过渡。同时,教师布置工程案例作业,引导学生开展合作式自主研究。实践证明,仿真实验教学使用网络模拟器反复操作而不会损坏,有效降低了网络实验室材料的损耗,更重要的是提供了模拟高端网络设备开展网络工程教学与实验的条件,提高了网络工程教学质量。
2.4 工程项目实战,开展校企合作教学[7]
通过加强校内外教学实践基地建设,搭建开放式实训平台,让学生切身体验企业生产环境,夯实课本理论基础,培养实际应用能力和创新能力。几年来,我们与H3C公司共建计算机网络实验室和H3C网络学院,充分利用H3C公司的优质资源,开展基于IT认证体系下的网络工程项目教学与实践,使得学生的理论知识与应用技能能够跟国际接轨。几年来,我们有几十位学生通过国家“软考”获得网络工程师证书,2006级一位学生获得思科CCIE国际认证。同时,我们选择优秀的IT培训机构、科研单位和公司企业建立密切的合作关系,为学生提供良好的学习环境,为网络工程专业建设和教学改革提供强有力的基础支撑。我们先后与苏州索迪教育、江苏无锡微软技术中心、中国电信和中国移动等多家单位签订合作协议共建实践教学基地,聘请企业技术骨干组成导师队伍指导我院学生开展各类实训项目。稳定的校企合作教学证明,企业一流的IT项目管理理念,各类主流开发平台,真实的网络生产场景,为学生提供了先进的工程实践环境,能够帮助学生获取更多的专业知识,积累初步的工程经验与社会经验,有力提高了学生开展计算机网络规划、设计和系统集成的能力,为学生日后从事网络工程师的职业工作奠定基础。
2.5 重建评价标准,突出工程能力
在工程教育中全面推行项目考核,代替传统试卷考核。CDIO将项目能力考核放在首位,用能力促知识,强化学生解决实际工程问题的能力。项目考核可以提高学生的主观能动性,从传统的自上而下的学习模式变为自下而上的学习模式,学生根据自身的兴趣及技术能力特点选择课题。项目活动更能体现CDIO能力大纲的精神:一是个性化考核。学生可以利用积累的基础知识和能力,发挥特长,进行创造性学习和思考。二是综合能力考核。项目实施为学生提供了一个很好的交流平台,可以提高学生的口头表达能力、专业实践能力和人际交往能力。在选题过程中,各组的讨论有利于成员间的知识交换,挖掘创新点。学生的基本个人能力和人际能力,产品、过程和系统构建能力及学科知识要融入专业考核之中,作为学习成果进行评估。按学习成果的不同分类将采用不同的考核方法,用丰富多样的评估方法评价多样的学习方式,以增加最终评估结果的可信度和有效性。
3 建设“双师型”教师队伍[8]
CDIO工程教育模式对专业课教师提出了更高的素质要求。授课教师需要兼备扎实的专业知识理论和丰富的网络工程阅历,不仅能够深入浅出地阐述书本知识理论,而且能够驾轻就熟地演示工程实践技术,更要能够不断拓展视野引入最新科研成果。学院领导提出建设“双师型”教师队伍是实施工程教育改革,提升工程教育质量的核心因素。为此学院采取以下措施:
1) 健全“双师型”教师培养制度。学院同时引进“211”“985”工科院校优秀毕业生与企业高级专业技术人才,实行教师资格与专业技能证书双证聘任制;同时出台政策大力培养教师队伍,鼓励教师踊跃申报各级科研项目,制定相应的激励制度和培训制度等。
2) 强化“双师型”教师队伍培训。学院每年利用假期安排青年教师到企业和科研单位参加实践,或直接挂职顶岗,或参加技术改造,或合作研发,形式多样。学院良好的政策制度有力保障教师参加工程实践锻炼,使得教师夯实理论知识之余积累工程经验,了解专业动态,丰富知识内涵,促进工程教学改革。
4 结语
基于CDIO理念的网络工程教学改革,我们还处于探讨与研究中。将先进的CDIO工程教育理念贯穿网络工程专业人才培养方案改革、课程体系建设、师资队伍建设、实践教学建设等各个方面,构建理论与实践相结合,技术与市场相结合的网络工程应用型人才培养体系,为长三角地区培养合格的网络高级专业人才,是我们教育工作者不懈追求的目标。
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Research on the Teaching Reforms of Network Engineering Based on CDIO
WU Xujun
(Taizhou Institute, Nanjing University of Science and Technology, Taizhou 225300, China)
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关键词:网络工程;通信工程;课程体系;通信类课程
网络工程专业的发展已近10个年头,目前开设该专业的院校达200多所[1],已有大批毕业生走向社会。但网络工程专业仍属于教育部颁发的本科教育目录外专业(专业代码:080613W);各高校对网络工程专业的理解还存在一定的差异,其专业定位、培养目标、课程体系等都不尽相同,缺乏统一或公认的指导性办学计划。随着网络与通信技术的飞速发展,加之社会对该领域人才的迫切需求,近些年来,网络工程专业建设的研究与报告越来越多,本文主要围绕网络工程专业如何设置通信类系列课程进行探讨。
1网络工程专业课程体系
网络工程专业是在计算机科学与技术、通信工程和电子工程等专业的基础上,通过多专业技术不断地交叉、融合,内涵不断地丰富和扩展,并在社会对各类网络人才需求不断推动下得以产生并发展壮大的一门新的学科和专业[2]。本文将它的专业课程(含专业基础课程)体系大致分为4大方面的系列课程,如图1所示。
其中,电子类课程涵盖电工、电子电路、数字逻辑设计等方面的基本理论和实验技术,是培养学生具备分析和设计计算机硬件系统、通信器件和网络设备等IT产品能力的基本课程,也是学生学习后续计算机类、通信类以及网络类课程的重要基础。由于网络
工程专业主要起源于计算机专业,而且网络和通信设备又是一种特殊而重要的计算机系统,学生只有在掌握好计算机基本原理、体系结构、程序设计的基础上,才能进一步熟悉并掌握网络系统(如交换机、路由器等)的工作原理、体系结构及系统软硬件的开发。因此计算机类课程是网络工程专业最重要的一类系列课程,它和网络类系列课程一起构成网络工程专业的骨干课程体系。
图1网络工程专业课程体系
通信类和网络类系列课程是最能体现网络工程专业特色的系列课程,是培养学生具有网络系统研发、规划、部署、集成、管理、安全防护等技术的重要课程,也是关系到网络工程专业学生是否能最终满足现代各类IT企业对网络人才要求的关键。目前,
各院校在课程设置方面存在的差异也是这两类课程及其教学内容深浅和宽窄的选定,这与各院校在学生培养的目标定位以及通信工程和计算机网络专业方向的教学实力和实验条件有关。
2网络工程专业和通信工程专业的异同点
网络工程专业与通信工程专业同属于网络与通信领域,同跨电子、通信和计算机学科,部分专业课程,尤其是专业基础课程方面开设的课程类似。例如,大多院校的两类专业均开设电工与电路基础、模/数电子技术、信号与系统、通信原理、数据结构、操作系统、数据库、计算机网络、程序设计等课程。尤其是网络工程专业的通信类课程,主要来源于通信工程专业的部分专业基础课程和专业课程,并且两者都强调动手及其工程应用能力的培养,有一定的共性。但毕竟两者的培养目标和专业特点不同,因此,在通信类课程的选定和教学内容的安排上,网络工程专业应着重考虑两者的不同点。这些不同点主要如下:
1) 在专业定位方面,通信工程专业偏重于信号编码、信息的发送、传输和处理以及通信设备、技术和系统的研发和使用;而网络工程专业则关注网络新技术新产品的研发,组网工程的设计、规划、集成,网络应用软件的开发,网络系统的管理与维护等,两者的培养目标不同。因此在内容深浅和学时安排上,两专业的通信类课程应作明显区分。
2) 在数理基础方面,通信工程专业关注信号的变换、传输、处理、检测及编码,其特有的专业基础课程有信号与系统、数字信号处理、随机信号分析、电磁场与电磁波、信息论及编码等。通过学习这些课程,学生可为后续专业课程的学习或将来进一步研发、运营、维护通信设备和系统打下理论基础。而网络工程专业除了注重让学生掌握计算机理论基础知识外,还应让学生加强学习图论、进程代数、排队论、Petri网、线性与非线性规划等知识领域相关的理论课程,为进一步研究网络协议设计、网络拥塞控制、流量控制、网络性能分析等打下基础。因此在专业理论基础方面的教学侧重点应有明显不同。
3) 从网络体系结构方面来看,通信工程专业更注重于学习和研究IP层以下的底层支撑通信网的协议、技术及相关知识点,通常开设通信电子线路或高频电子线路和低频电子线路、微波技术与天线、光纤通信、卫星通信、移动通信、数字程控交换原理等网络工程专业不开或涉及较浅的课程。而网络工程专业则注重IP层以上的网络高层协议及软件的开发和应用,重点涉及的课程有网络工程、网络协议分析、网络编程、网络管理、网络安全、Internet技术[3]等通信工程专业涉及较少的课程。可以说,通信工程专业通常着重于电信或广电等公共网络平台的建设与管理,而网络工程专业则相对偏重于互联网、企业网、专用网、IP网以及接入网络的开发、管理及应用平台的建设和维护。因此,网络工程专业的通信类课程应以基本概念、工作原理、关键技术的教学为重点,以满足网络类系列课程的教学要求为目标,而将复杂的电磁或信号处理等理论分析内容加以精简。有所为,有所不为,以体现专业特色。
4) 课程实验和课程设计的偏重点也不同。通常,通信工程专业将电子系统课程设计、DSP系统课程设计、通信原理课程设计以及通信工程综合课程设计等作为重点的课程设计内容。而网络工程专业关注的课程内容有组网工程课程设计、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[4]。这也说明了两类专业的毕业生将来要走向的工作岗位有所不同。因此,网络工程专业的实验教学也应与课程教学一样有所侧重。
最后,通信工程专业发展历史悠久,教学内容也相对集中、稳定和成熟(信息与通信工程为一级学科)。而网络工程专业则是个新兴且正在发展中的专业,涉及的知识面较广,内容较多、较新,工程性也相对较强,不但涉及网络设备或系统软、硬件的开发,还涉及网络系统的集成、运营、管理、测试、性能分析、安全等技术内容。因此,网络工程专业如何设计好自己的通信类课程体系,既要重点突出,又要适应面广,是一个非常值得探讨的问题。
3通信类系列课程的设置建议
综上所述,由于两个专业的关注点不同,因此,在网络工程专业的课程体系中开设有关通信方面的课程,应对准网络工程专业的培养目标,以够用和满足网络后续课程的学习和网络系统的研发为原则,以理解并掌握基本的通信理论、概念和工作原理并熟悉现代各种通信网络关键技术为要求,以通信类课程能否支撑网络类课程的学习和工程实践,打下坚实的基础为衡量准则。
3.1通信类专业基础课设置
在通信类专业基础课方面,可开设信号分析与处理和数据通信原理两门课程。其中信号分析与处理课程应涵盖信号与系统的大部内容和数字信号处理的部分内容。其主要知识单元应包括信号分析与处理的基本概念,连续信号分析(时域、频域、复频域),离散信号分析(时域、频域、复频域),信号处理基础,模拟和数字滤波器,信号分析与处理的MATLAB实现等内容。数据通信原理课程来源于通信工程专业的通信原理课程,主要简化了模拟通信原理的有关概念和技术。其主要内容应涵盖数据通信的基本概念(信号、噪声、信道和性能指标等),信源编码,信道编码,基带传输,频带传输,同步等主要知识单元。另外,还可在这两门课程中适当增加随机信号分析与处理基础方面的章节。教师可根据各高校特点及目标定位来设置两门课程具体的教学知识点。
3.2通信类专业课设置
在通信类专业课方面,应使学生了解和掌握现代信息社会各种常见通信网络(光纤通信网、数字程控交换网、宽带IP网络、微波和卫星通信网、移动通信网以及各种接入网等)的基本特点,协议,工作原理,关键技术以及组网和应用方面的内容。保证学生今后无论是进行核心网络还是接入网络、有线网路还是无线网络、电信网络还是IP网络的规划、设计、
运营和软硬件开发,都能具备足够的通信知识背景,并快速了解和熟悉工作环境和岗位要求。
说到具体内容,可开设现代通信网络(可涵盖数字程控交换网、光纤通信网、宽带IP网络、智能网、NGN网等),无线通信与网络(可涵盖无线通信和无线信道方面的基本概念和理论、移动通信网、微波通信和卫星通信等),接入网技术(可涵盖以太接入、xDSL网、HFC网、各种无线接入网)等3门左右的课程。在教学过程中,可简化一些理论性强、学生学习枯燥的内容(通信工程专业可能侧重的内容)。如何确定专业必修课、选修课以及选定教材、内容和知识点,各高校可灵活掌握,有条件的院校还可开设无线传感器网、物联网等新的通信技术课程。
4结语
网络工程专业横跨电子、通信以及计算机专业领域。虽然建设的时间不长,但发展很快。它与通信工程专业既有共同点也有明显的区别,其通信类专业课程主要来源于通信工程专业的有关课程。如何根据网络工程专业的培养目标来进行取舍,是一个值得探讨的问题。本文在对网络工程专业课程体系进行分类以及对网络工程专业和通信工程专业特点进行比对的基础上,给出了开设网络工程专业通信类系列课程的想法和建议,有待于在今后的教学实践中进一步丰富与完善。
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Establishment of Communication Serial Courses in Network Engineering
MAO Yu-gang, CAO Jie-nan, XU Ming
(Department of Network Engineering, School of Computer Science, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China)
篇10
关键词:民族院校;网络工程;教学方法;教改建议
中图分类号:G642.41?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)08-0071-02
随着计算机技术的发展及普及,计算机学科覆盖的范围越来越广,与其他专业交叉的范围也越来越大。计算机网络便是这样一个涵盖内容广泛的学科。而网络工程专业对学生既有理论要求,又有实践要求;既包含了计算机专业中网络、操作系统、软件等内容,又涉及通信、数学等专业。民族院校的学生,相对重点高校的学生,基础较差,但又不同于高职高专。基于这些情况,如何将这系列课程上好,使学生有效地掌握计算机网络设计方法和应用技能,以适应社会对网络工程人才的需要,为民族地区网络建设提供生力军,是摆在我们专业教学人员面前的一个重要课题。本文结合该系列课程的教学特点,就教学方法进行了分析和探讨,并提出教学改革的建议。
一、本课程教学现状及特点
1.课程特点。《网络工程设计及实施》系列课程包含两大部分:一是网络工程设计部分,二是网络工程实施部分。它们分别对应的专业必修课程为《网络工程设计》及《网络工程技术》。在网络工程设计部分,主要是构建网络工程的理论知识构架,属于工程前期设计部分。在网络工程的实施部分,延续设计部分的内容,主要是对网络工程从实施到交付用户的具体流程和操作方法进行介绍,属于工程后期实施部分。此系列课程具有连贯性,理论和实践的内容相互渗透,在实际教学中,很难完全区分设计和实施的界限。这对课程教学者来说,是一个巨大的难题,即需要在一学年中将系列课程讲授完,并在不同的部分各有侧重,达到预期教学目标。
2.学生特点。本校主要面对全国少数民族招生,生源无法与重点高校相比,学生本身专业技能素质参差不齐。要让学生从零起点成长为一名合格的网络工程专业毕业生,除了先导课程的铺垫外,在本课程教学过程中,也需要循序渐进,特别关注学生对学习的兴趣以及对知识的掌握。此外,也需要注意本科学生与高职高专学生的教学侧重点不同。北京工业大学蒋宗礼教授在2013年“高等学校计算机网络课程教学研讨会”上指出,高职高专教学应侧重应用,而本科教学应侧重开发及创新设计。在教学过程中,不能只满足于让学生学会如何操作网络设备,更需要启发学生的思维,引导学生开发及创新。
3.教学条件。作为民委直属院校,民委及学校对于教学条件的提高和教学环境的改善是很积极的。目前已逐步建成计算机网络专业实验机房、光纤实验机房等。在实验过程中,为学生提供了硬件和软件条件,充分实践网络工程相关内容,例如光纤熔接及衰减测试实验、网络拓扑图及网络布线图的设计和绘制等。但是网络工程在我校是较新的专业,实验条件还在不断建设中。目前实验室还无法做到让所有学生对交换机和路由器直接操作,所以学生仍然需要通过模拟软件模拟实验平台,练习设备配置。此外,学校目前无法为课程提供综合布线的真实实验环境,学生无法亲眼观察室内室外布线情况,仅能依靠教师课上提供的案例及图片进行学习。
二、本课程教学方法探讨
针对本课程的教学特点及学生特点,教学工作从以下几方面开展。
1.扩展知识面。《网络工程设计及实施》系列课程包含的内容非常广泛,从理论基础到具体操作,从工程规范到实施细节,知识点多而杂。在教学过程中,教师必须理清条理,抓住重点,在有限的课时内尽量补充重点知识及时效性知识,做到知识面扩展和重点突出相结合。网络工程方面的教材很多,内容接近但各有侧重。结合本校学生的实际情况,教材选择更倾向于应用。但是理论是实践和应用的基础,所以很多理论内容需要教师在授课时补充。对教材内容的补充,必须源于教材又高于教材。在教材的基础上给学生补充的内容,主要分为两个方面。一是针对网络专业发展迅速的特点,对当前主流的技术知识及前景广阔的新知识进行补充,包括已经成熟应用的技术及国内外最新的研究成果,以做到与时俱进,避免出现“学生一毕业,知识就过时”的情况。二是结合大量实际案例,把枯燥抽象的理论知识映射到具体案例中,便于学生理解。教师还能通过案例总结知识点,让学生全面掌握所学知识。
2.加强实践环节。高等本科院校网络工程的培养目标不清楚,专业课程设置不合理,实践教学环节相对薄弱,注重知识的传授而不重视能力的培养、与社会需求脱节是高等院校应当担负的责任。[1]传统的本科教学模式,注重知识传授,却往往忽略实践的重要性。本课程主要从以下两方面加强实践。①开展形式多样的实验课。本课程实验课的内容灵活多样,在课程的不同阶段组织学生进行不同的实验内容。例如,在网络结构设计阶段,主要让学生练习使用多种软件绘制规范的网络拓扑图;综合布线设计阶段,让学生学会读AutoCAD布线图,并能根据要求修改或绘制布线图;介绍传输介质时,让学生学习制作双绞线及熔接光纤,并观察光纤的衰减;在综合布线实施阶段,组织学生参观学院实验室主机房及学校网管中心主机房;在安装调试阶段,利用软件模拟路由器和交换机等设备的配置。形式多样的实验课,打破了计算机专业实验课只能对着计算机实验的限制,也让学生更加具有学习理论的积极性。在对该课程的学生调查中,这一部分也是学生印象最深刻,感觉收获最大的部分。②启发式教学,促进学生思考。教学过程中,注重对学生思维的锻炼,启发学生发现、分析、解决问题。只有经过学生独立思考的内容,学生才能记得更清楚,理解得更深刻。教师在教学时,注意知识点的前后连贯,除课前课后都对所学内容作简要回顾外,更重要的是在授课过程中,通过一些案例将零散的知识点串联起来。同时,教会学生遇到问题时的解决方法,提高学生举一反三的能力。经过一学年的锻炼,学生在遇到复杂案例时,已经能够相对容易地找到问题的突破点,并给出思路、方法甚至具体方案。此外,还能够通过一些特别的案例,启发学生思考,例如如何因地制宜地在民族地区建设计算机网络,如何克服一些复杂的地理环境实现综合布线等,让学生在没有现成案例可模仿的情况下,也能根据所学知识提出应对方案。大学教育不仅要传授知识,更重要的是传授学习方法。在知识和方法都已经教给学生的情况下,仍要注重随时启发学生思考,这样才能让学生真正“学会”网络工程的设计及实施,而不仅仅只是“知道”而已。
3.模拟工程项目。本系列课程分为设计和实施两大部分。课程开始时,给出校园网络建设的虚拟项目,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两部分完成此项目。项目以学生为主,教师为辅,难度适当,不脱离实际。模拟工程项目的教学模式主要有以下优点。①学生在课程开始时,就有了该系列课程的最终目标,则整个学习过程都是带有目的性的,而学习到的知识和方法,学生都会主动应用到项目中去。这样避免了学生不劳而获的思想,项目过程的每个细节学生都付出努力完成,一点一滴累积,实现最终目标。②让学生分组实施,以小团队的方式分工合作,完成项目。这既培养了学生的团队合作精神,也让学生在长期与他人合作的过程中,发掘自身长处。③确定项目考核细则,让考核成绩有理可依。项目完成后,师生共同对项目完成情况作出评价,总结优点与不足。
将课堂与工程实际情况结合,让教学更加系统和有条理,也让学生在项目中体验网络工程的整个过程,而项目本身的实施过程和结果也是对整个课程体系教和学的综合考查。
4.培养学生的能力及素质。本系列课程的目标是培养网络工程师,教学中除理论知识外,也要注意加深学生对网络工程师的职业理解,包括职业水平、职业素质等。学生是学习的主体,在教学中必须注重学生的个体差异、能力差异及兴趣差异,在总体教学目标不变的情况下,引导学生根据自身情况定位学习目标。教学过程中树立学生对网络工程师职业的正确认识,不断培养学生对职业的兴趣和热爱,因为只有学生首先对该门课程有清楚和全面的了解,才会发自内心地愿意学好课程。在学年末的课程调查中也可以看出,学生除了专业知识外,对职业素质也是相当重视的,特别是针对少数民族人文特点和地区特点的职业观念培养。
三、本课程教学改革建议
《网络工程设计及实施》系列课程在我院开设的时间较短,教学方法仍在不断摸索之中,如何使培养出来的网络工程毕业生具有社会竞争力,并能适应民族地区的网络建设氛围,我们从以下三方面提出课程教学改革建议。
1.合理调整课程结构。本系列课程的两大部分,本身具有连贯性,并不适合生硬地分为两门不同的课程。学生从掌握基本知识,到能够设计网络,再到能够实施网络建设,这需要在教学中注重课程的整体性。建议将现在的《网络工程设计》和《网络工程技术》两门课程合为《网络工程设计及实施》,并按侧重内容不同,分为系列课程的上和下两大部分。这样可以增强课程的连贯性,使教师在教学中不限制于上下学期严格的教材内容顺序,而可以根据教学实际需求做合理调整。由于很多学生不易接受不同课程之间的内容交叉,比起两门课程之间跨课程授课,仅在一门课程中调整教学顺序,这不仅让教师更易把握整个教学进度,也能够转变学生死啃书本、不能变通的思想。此外,教师可以更好地把握课程的最终目标,在教学过程中可以根据学生的实际学习能力,合理安排详略。一方面可以安排更多的课时讲授重点和难点内容,另一方面也可以通过让学生以“自学+讨论”的方式学习相对简单易懂的内容。这样既体现了课程的详略得当,也体现了教学方法的多样性,并能激发学生自主学习的积极性。
2.增加实践机会。网络工程是一门工程实践性极强的应用型学科,学生的技术开发和实际应用能力在今后的工作实践中非常重要,实践教学在人才培养模式中发挥着十分重要的作用。[2]现在学校能为学生提供的主要实践机会来源于与课程同步的实验课程,但是这不能与社会实践相提并论。所以教师在教学过程中尽量创造条件让学生有更多的机会接触真实的网络工程技术,学校的相关部门也积极配合。学院联系了多家公司及培训机构,让学生能够有机会接触更多真实的项目案例,这对他们的学习是相当有利的。作为任课教师,我们也在积极创造学生实践条件。目前拟申请建设综合布线工作室,让学生能够更直观地观察布线方法,甚至能亲自动手参与布线过程。此外,也通过学院积极与各部门协调,希望能将其他部门淘汰的网络设备利用起来,让学生们更接触更多型号更多种类的真实设备。
3.与专业权威认证接轨。专业权威认证是证明考试者在某领域具有相当专业水平的一个手段。我们的教学应当向专业认证靠拢,结合专业要求及学生就业特点,将体现当前的前沿水平和社会关注技术的专业权威认证相关内容引入课程教学,使其真正起到促进本科学历教育发展的作用。[3]教学与专业权威认证的接轨,是技术和理念的接轨。这大大提高了学生学习的自主性,已有数名同学在学年结束时通过了思科、微软、国家软考等认证考试。
四、结束语
综上所述,培养有能力、有特色、有专业竞争力的网络工程人才,为促进民族地区网络工程建设与发展打下基础,是我们的教学目标。所以,积极改进民族院校《网络工程设计及实施》系列课程的教学方法,提高教学质量,与时俱进,刻不容缓。
参考文献:
[1]张新有,曾华,窦军.就业导向的网络工程专业教学体系[J].高等工程教育研究,2010,(4):80.
[2]董立文.网络工程应用型人才培养实践教学改革[J].中国冶金教育,2013,(S1):80.
[3]吴韶波,马牧燕,周金和.计算机网络实践教学改革与职业资格认证的衔接[J].计算机教育,2010,(23):132.
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