时间:2023-06-25 09:22:16
序论:速发表网结合其深厚的文秘经验,特别为您筛选了11篇网络工程的基本知识范文。如果您需要更多原创资料,欢迎随时与我们的客服老师联系,希望您能从中汲取灵感和知识!
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;
结合高校优势学科培养网络工程专业人才
不同的发展历史、相异的学科建设等因素使得每一所大学都有自己的品牌专业、强势学科以及与其培养目标相配套的软硬件资源的建设与积累。物联网有着非常广泛的应用范围,高校在计算机网络工程专业物联网方向的专业定位上可以结合自身现有的优势学科,参考人才市场的用人需求,改革网络工程专业的课程体系,因地制宜地制定具有本校重点学科特色的培养方案和教学内容。网络工程(物联网)培养模式可以从专业定位、知识结构、创新能力培养和人才培养模式评价体系四个方面进行讨论。其中,专业定位和知识结构将在下一节论述。在复合型工程应用人才的创新能力培养上,需要转变以往的以传授知识为主导的教育模式,注重学生的创新思维和自主学习能力的培养,强化教学实践环节。例如:开设具有行业背景的工程训练课程,开展个性化的创新能力培养研究,提高实验和培训课程的比重,扩展大学生创新实践基地建设[5]等,形成以行业应用为背景的立体化培养模式。完善的评价体系可以实现人才培养模式与质量的跟踪与评价,依据评价结果可以适时地调整教学内容,有利于提高人才的适应性。从行业应用出发,可以分别从学生的综合素质能力培养、学生知识结构优化、工程实践与创新能力培养等方面对研究成果进行评价。计算机网络工程专业物联网方向人才培养模式如图1所示。将传统网络工程专业的课程设置与学校的优势学科的专业知识有机结合,使得毕业生不仅能够从事计算机网络方面的工作,也能直接从事行业背景下的物联网工程领域的工作,增强毕业生的工程实践能力,拓宽其就业范围。以天津科技大学为例,学校建有“食品营养与安全”、“工业发酵微生物”2个教育部重点实验室和1个教育部“食品生物技术工程研究中心”,在食品科学和生物工程等领域的研究与教学处于全国前列。依托天津科技大学的食品、生物等优势学科和应用背景,笔者认为,目前计算机学院的网络工程专业可以以食品安全和生物发酵与菌种保藏控制物联网为应用领域,融合食品学院和生物学院相关专业的教学资源,拓展网络工程专业的培养方向。通过多学科的交叉融合,建设以轻工行业物联网应用为特色的计算机网络工程专业培养体系。
优化网络工程专业培养目标和课程体系
由于物联网技术下的网络工程专业需要融入不同专业学科,所以,在确立了以轻工行业物联网应用为特色的网络工程专业培养目标的基础上,调整教学大纲,对原有专业的课程配置进行科学地增补和取舍。结合学校的优势学科的应用背景,依照网络工程专业物联网方向的培养目标设置相应的课程内容和实践环境,形成特色教育,增强毕业生的就业竞争力。
1.专业培养目标物联网技术下的计算机网络工程专业面向现代信息处理技术,主要培养学生良好的科学素养,使学生毕业后可在轻工行业、信息产业、科研单位从事物联网应用相关技术开发和研究,成为具备行业知识和专业技能的高级应用型人才。培养的学生具备通信技术、网络技术、传感技术的基本理论和应用能力,能进行系统集成及相关技术的开发和应用推广,具有物联网工程实践能力。专业能力培养要求:掌握计算机科学与技术和网络工程等方面的理论和方法,具有扎实的理论基础知识;掌握传感器技术、无线通信网等物联网感知层关键技术的基本知识和基本技能;具备各类网络系统的运维能力和一定的分析、设计和开发能力,拥有较强的软件编程功底;具备从事轻工行业物联网领域的科学研究能力;了解计算机网络及物联网的行业发展动态和技术标准,掌握文献检索、资料查询的基本方法,熟悉利用Internet获取信息的手段,具有获取信息的能力。
2.主干课程网络工程专业物联网方向的课程设置以专业培养目标为向导,注重学生动手能力和创新思维的提高。学生可以通过对计算机网络及物联网的基本理论和基本知识的学习,掌握网络分析和设计的基本方法,掌握物联网应用的基本技能。物联网中的感知层主要用来感知和采集现实世界中的信息,网络工程专业物联网方向的课程设置可以在现有计算机物理层的相关课程基础上,融合通信原理、传感器技术基础和射频技术与无线通信等课程,提高学生在物联网感知层理论知识的理解。对于物联网网络层方面,传统的网络工程专业已包含该领域涉及的大部分知识,需要增加无线传感网络和无线自组网理论课程,强化学生对物联网网络层的理解。物联网应用层的主要作用是依据各行业的实际需求开发信息管理平台,并根据行业应用的特点集成相应的内容服务[6]。结合应用层的特点,各院校可结合自身优势学科增设具有行业特色的物联网信息处理技术、无线自组网应用和物联网应用程序设计等课程。有关物联网安全技术的课程,不仅涉及物联网的三个层次,也关系到嵌入式知识的相关课程。网络工程专业物联网方向的课程体系结构如图2所示。综合考虑现有网络工程专业的课程设置,计算机网络工程专业物联网方向的专业课程主要有:离散数学、数据结构、计算机组成原理、操作系统、计算机网络、数据库原理、物联网技术概论、物联网应用程序设计、无线传感网络、嵌入式系统概论、嵌入式操作系统、网络系统集成、网络程序设计、网络管理、射频技术与无线通信、物联网安全技术、无线自组网理论及应用、物联网信息处理技术等。
1、计算机科学与技术专业主要培养具有良好的科学素养,系统地、较好地掌握计算机科学与技术包括计算机硬件、软件与应用的基本理论、基本知识和基本技能与方法,能在科研部门、教育单位、企业、事业、技术和行政管理部门等单位从事计算机教学、科学研究和应用的计算机科学与技术学科的高级科学技术人才。主干学科有算法、数据结构、操作系统、编译原理、计算机组成原理、计算机体系结构、计算机网络等。
2、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。培养掌握网络工程的基本理论与方法以及计算机技术和网络技术等方面的知识,能运用所学知识与技能去分析和解决相关的实际问题,可在信息产业以及其他国民经济部门从事各类网络系统和计算机通信系统研究、教学、设计、开发等工作的高级网络科技人才。主干学科是计算机科学与技术。交叉学科是信息与通信工程。
(来源:文章屋网 )
作者简介:胡中栋(1958-),男,江西婺源人,江西理工大学信息工程学院,教授;涂燕琼(1981-),女,江西南昌人,江西理工大学信息工程学院,讲师。(江西 赣州 341000)
基金项目:本文系江西省教育厅教改资助课题(项目编号:JXJG-10-6-33)的研究成果。
中图分类号:G642?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)31-0017-02
“卓越工程师教育培养计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020 年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020 年)》的重大改革项目,也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措。[1]工程师作为新生产力的重要创造者和新兴产业的开拓者,在当今社会扮演着越来越重要的角色。如何持续高效地培养工程师,从而提高国家的竞争力、造福人类社会是世界各国政府关心的重要议题。[2]随着互联网的迅猛发展,对网络工程师人才的需求量相当大。几十年来,我国培养了大批工科毕业生,可是满足社会需要的工程师仍然显得紧缺。[3]我国工程教育存在的“学术化”取向使工科学生在读期间以理论课为主,缺少工程实践。[4]而很多学生毕业后到了工作单位又很难适应岗位的需求;用人单位也反映本科生动手能力差、再培训的经费支出较大的问题。针对此问题,根据长期以来对网络工程专业人才培养的实践,探讨网络工程专业卓越工程师人才培养方案。
一、确定网络工程专业人才培养目标
网络工程专业应用型“卓越工程师培养计划”的主要培养目标是通过“知识—能力—素质”一体化培养的课程体系,培养创新能力强、适应我国经济社会发展需要的高级网络工程技术人才,系统地培养学生掌握网络工程技术的基本理论及专业知识,为社会培养出具有现代高级网络工程师的知识、能力和素质,具有可持续发展潜力的新世纪卓越工程师。培养的网络工程专业学生应具有较好的获取知识和综合应用知识的能力,具有在大、中、小企业网络与骨干网络等方面从事网络系统的规划、设计、实施、管理与维护等的能力,同时具备网络应用软件的开发能力,以满足国家与社会经济发展的需求。
二、改革人才培养方案与课程体系
本着基本知识、基本技术和基本技能培养的要求,将知识点和实训能力的训练模块化、目标任务化、项目工程化,课程体系更加优化。教学内容要保持先进,要及时反映本学科领域的最新科技成果。要不断改革教学内容和体系,注意随时更新知识内容。将培养标准进一步细化为知识能力大纲,针对大纲中的各要素设计所需要开设的相关课程和教学环节,形成适合《卓越工程师培养计划》的教学大纲、培养方案、课程体系、教学环节。网络工程专业课程体系设计了八个课程模块,分别是:素质教育模块、基础模块、网络与计算机基础模块、路由交换模块、网络应用软件模块、网络安全与视频监控模块、数据中心与存储模块、工程实训模块,如图1所示。
素质教育模块包含思想道德与法律基础、中国近现代史纲要、职业规划、形势与政策、创业教育、创新教育等;基础模块包含高等数学、工程数学、大学物理、电路分析、模拟电子技术、数字电路与逻辑设计、大学英语等课程;网络与计算机基础模块包含计算机基础、C程序设计、计算机网络、构建中小企业网络等;路由交换模块包含高性能园区网络、大规模网络路由技术、构建广域网等课程;网络应用软件模块包含JAVA语言程序设计、WEB技术开发、数据库系统、软件工程等课程;网络安全与视频监控模块包含安全防火墙系统、构建安全VPN网络、入侵防御系统与安全审计、IP视频监控系统等课程;数据中心与存储模块包含数据中心网络、存储基本原理、Neocean网络存储技术等课程;工程实训模块是强化学生工程能力的模块,紧密结合企业现场的研究与应用环境,进行网络工程认识实习、构建中小型企业网与高性能园区网络实训、网络安全技术实训、数据中心实训、数据库开发实训、Java方向(或DotNet方向)软件开发实训等。
三、改革教学模式与教学方法
一、前言
如今社会快速发展,计算机的应用领域非常广泛,社会生产力也不断地发展,人们的生活方式也随之改变。在教育管理中,如何使师生员工的工作、学习和生活变得非常便捷、舒适和高效,更不必浪费大量的时间去图书馆查找资料,是一项必须解决的问题。显而易见,教育管理者必须培养全体师生员工懂得网络技术势在必行,例如,搜索网络便可查出自己所需要的大量重要信息和资料;在网络上你就可以看书、查未知领域的资料、听名校名师的精彩讲座等,不仅如此,还可以通过办公软件来处理一些日常事务,避免琐碎与繁杂。计算机网络管理已经成为人们生活、工作和学习的一部分,并时刻发挥着重要的作用。
二、教育管理者必须了解计算机领域,培养社会需求人才
了解计算机领域,是教育管理者必须掌握的。所谓计算机就是一种按事先存储的程序,自动,高速的对数据进行输入,处理,输出和存储的装置。一个计算机系统包括硬件和软件两大部分。计算机可以广泛的应用于科学计算,数据处理,实时控制,人工智能,计算机辅助和辅助教育,娱乐与游戏等领域。
在业余时间,对于计算机管理者,最好了解和学习一些基本课程。
主要课程如:电路原理、模拟电子技术、数字逻辑、数字分析、计算机原理、微型计算机技术、计算机系统结构、计算机网络、高级语言、汇编语言、数据结构、操作系统、计算方法、离散数学、概率统计、线性代数以及算法设计与分析等。
近年来,教育管理对人才的要求有:
1. 掌握计算机科学与技术的基本理论、基本知识和基本技能,特别是数据库,网络和多媒体技术;
2. 掌握计算机应用系统的分析和设计的基本方法;
3. 具有熟练地进行程序设计和开发计算机应用系统的基本能力和开发CAI软件的能力;
4. 具有创新意识、创新精神和良好的教师职业素养,具有从事计算机教学及教学研究的能力,熟悉教育法规,能够初步运用教育学和心理学的基本原理,具有善于与人合作共事的能力;
5. 了解计算机科学与技术的发展动态;
6. 掌握文献检索、资料查询的基本方法,具有独立获取知识和信息的能力。
三、教育管理者必须了解计算机专业方向,培养复合型人才
计算机科学与技术是一门研究领域广阔的专业,下分多个学科方向。如网络工程、数字媒体技术、计算机控制、人工智能、软件工程等等。作为教育管理者,必须洞察当前计算机迅速发展的方向:网络工程和数字媒体技术,在当前教育管理中显得尤为突出。
——网络工程
网络工程就是以计算机网络系统、数字通信系统、网络通信技术和计算机技术为基础的一门学科。它的主要内容是总结、研究和网络设计、实施和维护有关的概念和客观规律。该学科方向有其明显的特征,首先是有非常明确的网络建设目标,在工程开始之前就必须确定。然后,工程有详细的规划和正规的依据。例如国家标准、行业标准或是地方标准等等。
学习网络工程需要掌握网络工程的基本理论与方法以及计算机技术和网络技术等方面的知识,需要接受网络工程技术应用的基本训练,同时要具有运用所学知识与技能去分析和解决相关实际问题和进一步学习网络工程领域新理论、新技术及创造性思维的能力。该方向的主要课程:高等数学、线性代数、数字逻辑与数字系统、离散数学、算法与数据结构、计算机组成与系统结构、计算机网络、网络工程、信息与网络安全、通信软件设计等等。
网络工程所做的事得到了人们的喜爱,同样数字媒体技术也一样。数字媒体是指以二进制数的形势记录、处理、传播、获取过程的信息载体。这些载体包括数字化的文字、图形、图像、声音、视频影像和动画等感觉媒体,和表示这些感觉媒体的表示媒体等的统称为逻辑媒体,以及存储、传输、显示逻辑媒体的实物媒体。
——数字媒体(即软件工程)
数字媒体在我们的日常生活中都会用到,比如数码相机拍的照片、摄像机拍的影像、音乐、图像、动画、用3D制作软件制作出来的动画角色等等。简单来讲,“数字媒体”一般就是指“多媒体”,是由数字技术支持的信息传输载体,其表现形式更复杂,更具视觉冲击力和互动特性。
数字媒体技术发展迅速,成为全产业发展的驱动力。在某种程度上,数字媒体产业的发展体现了一个国家在信息服务、传统产业升级换代及前沿信息技术研究和集成创新方面的实力和产业水平。例如:英国高度重视数字媒体产业的发展,数字媒体产业每年的产值占英国GDP的8%。美国权威统计机构的最新数据显示,数字媒体产业在美国已发展成重要的支柱产业,据了解,美国现在的数字媒体产业发展水平超过了以往任何一个时代,不仅规模巨大,而且产业细化、全球扩张。
数字媒体技术学科方向要求学生掌握数字媒体中各类媒体的基本知识和行业知识。主要的课程有:C++程序设计、计算机图形学、计算机动画基础、计算机游戏基础、JAVA语言、数字逻辑、微机原理与接口技术、多媒体技术基础等等。
四、教育管理者必须培养社会高需求尖端人才
未来几年,国内外高层次软件人才仍将供不应求。软件工程专业毕业生主要在各大软件公司、企事业单位、高等院校、各大研究所、国防等重要部门从事软件设计、开发、应用与研究工作。有数据表明,我国软件出口规模达到215亿元,软件从业人员达到72万人,在中国十大IT职场人气职位中,软件工程师位列第一位,软件工程人才的就业前景十分乐观。
五、结束语
新时代赋予新的历史使命,教育管理者要有不断创新的教学管理模式,更要要有符合当代高校的创新理念,培养先进管理人才时,要不断加强实训和各种技能比赛。教育具有多元化,博采众长,集思广益,只有不断地更新管理模式,与时俱进,才能培养好优秀的员工和一流的学生。
参考文献:
[1]王移芝,罗四维.大学计算机基础教程[M].北京:高等教育出版社,2004
[2]杨振山,龚沛曾.大学计算机基础(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2004
现有的课程教学手段单一,内容多为陈旧的中文教材,这与“卓越工程师”计划中要求的“积极引进国外先进工程教育资源”“积极组织学生参与国际交流”不相符。对此,我们提出在现有网络工程课程教学中,选用合适的英文教材作为辅助教材,采用中文、英文相结合的教学模式,为培养“具有国际合作能力的工程师”奠定基础。现有的网络工程教学大多运用传统的教学手段,这不利于培养学生的学习兴趣,很难达到良好的教学效果。基于此,我们采用先进的教学手段,制作精良的多媒体课件,化抽象难懂的概念为直观清晰的影像,使原本抽象枯燥的教学内容变得活泼生动。此外,在网络工程实验课程教学中,我们采用虚实结合的虚拟仿真实验平台,这种虚拟仿真实验教学体系与传统实物操作型实验教学体系相互融合,将原本无法开出的实验通过虚拟仿真的形式直观呈现在学生面前,能有效地帮助学生夯实基本知识,培养基本能力,提高基本素质,成为具有创新精神和实践能力的应用型、复合型和创新型人才,确保“培养具有创新精神和实践能力的高素质人才”培养目标的实现。
1.2设置面向“卓越计划”的教学内容
由于课程的教学以概念介绍为主,缺乏合适的工程案例教学,使现有的教学效果很难达到“卓越工程师”计划的培养要求。对此,笔者提出设置面向“卓越工程师计划”的教学内容,将案例教学法引入网络工程课程教学,将复杂抽象的概念用具体案例进行解释,同时在教学中穿插介绍各种与课程中各个知识点相关的新技术和新方法,让学生学到国内外先进的规范化网络工程方法,掌握新工具软件的使用,为培养具有较强工程实践能力的网络工程师奠定基础。
1)案例教学。对于每种网络类型,课程中要提供数个工程案例,从不同侧面进行定性和定量分析,而且尽可能实现网络原理和网络工程两门课程之间的良好衔接。通过案例教学可以明显提高课堂上“教”和“学”的效率,达到事半功倍的教学效果;同时,教师可将案例教学与课堂讨论结合起来,通过课堂讨论深入分析和研究案例。例如,在学完需求分析知识点后,我们以学生都熟悉的“家庭局域网”为讨论案例,经过小组深入讨论后,将讨论的结果整理出书面化的需求说明文档。这种“大家讲”式的讨论课大大激发了学生对网络设计项目的兴趣,提高了他们参与工程项目的积极性和能动性,增强了他们发现、分析和解决实际问题的能力。
2)开放式教学。教师可在日常教学中引入企业常用的网络设计工具,以实现学校培养与企业需求的无缝对接。例如,在讲授综合布线系统设计时,我们补充工程化布线技术及相应工具PacketTracer、Visio等;在讲服务质量分析与设计时,引入Qos流量控制机制、Qos队列调度技术等;同时,在课堂教学中还结合相关的知识点,介绍分布式系统、IPv6、网络管理技术、云计算、网络测试技术等较新的网络技术,使学生了解当前网络设计和发展的方向。
3)面向工程教学。笔者结合多年的网络工程教学经验和网络工程设计经验,在课堂上介绍了大量的系统设计方法、技术参数、设计图表和工程案例分析。例如,在讲授集群技术时,以华为3Com公司推出的IRF(智能弹性架构)集群技术为例,告诉学生通过IRF技术可将多台交换设备构建为一个联合设备,这样既实现了设备的扩展性,又实现了设备的可靠性和可管理性。这些新技术案例的引入使教学具有很好的工程实用性,而掌握了这些工程技术将大大提高学生的工程应用能力。
4)全面教学。网络工程课程从结构设计、性能设计、安全设计、物理设计等各个侧面探讨网络设计方法,教学范围涉及局域网、园区网、接入网、传输网、广域网等,讨论的网络工程设计案例包括以太网、存储网、IP电话网、工业以太网、无线局域网、固定无线网、SDH网、DWDM网等几十种网络类型。除了上述主流技术和方法,课程教学中也会涉及实用新型网络技术并介绍这些技术的实际应用情况。例如,在讲解VPN技术时,以安徽大学教师在校外通过VPN技术访问学校图书馆文献资源为例,介绍远程访问VPN技术。
1.3采用面向“卓越计划”的课程考核机制
在现有网络工程传统理论考核的导向下,学生对实践经验并不看重,甚至有时会出现高分考生连基本的组网设计都不会的情况。对此,我们提出设置以能力考核为主的新课程考核方式,提出以课堂测试、课堂讨论、课外作业、课程设计、卷面成绩等多种方式相结合的综合考核方式,这些环节的得分以灵活的权重体现在总评成绩中。
(1)计算机网络实验课程不是一门独立的课程。网络工程专业中的计算机网络原理课程是网络安全、网络工程、网络编程等专业核心课程的前导课程,在网络工程专业的课程体系中属于专业基础核心课程。同理,计算机网络实验课程也是上述专业核心课程的实验前导课程。因此,计算机网络实验课程在课程内容的设置上,应摒弃大而全的指导思想,重点在于引导学习者理解计算机网络原理中体系结构思想,了解网络工程专业的课程体系结构。
(2)计算机网络的实验课程应协调与相应原理课程的衔接,在内容和模式上辅助学习者加深对网络原理的认知和理解。当前,计算机网络原理课程在教学模式与内容上主要采用“自顶向下”和“自底向上”两种方式,如果计算机网络实验课程同样在内容与模式上与原理课程相对应,实验课程的设置紧跟原理课程需求,不仅可以消除对计算机网络原理的抽象感,还可以使原理课程教学达到最好的效果。
1计算机网络实验课程在专业课程体系中的地位
计算机网络实验课程是培养技能型、应用型人才的基础,也是网络工程专业所有专业核心课程实验的基础。通过对大多数应用型本科院校关于计算机网络实验教学改革方面的文章进行分析,可得出以下结论:应用型高等院校在如何搞好计算机网络实验教学的过程中,大多采用建立宽口径、分层次、突出前沿的实验教学体系思路,将实验类型设置成基础验证型实验、配置操作型实验、编程设计型实验、综合提高型实验四大类,详见表1。在计算机网络实验课时非常有限的情况下,做到面面俱到是一件艰难的任务,即使采用网络仿真模拟器的形式来增加学生课后练习的时间,也很难保证达到所要求的实验效果。因此首先应明确,无论是原理课程,还是实验课程,高等院校网络工程专业的计算机网络课程都属于该专业的核心基础课程,一般开在第二学年的第四学期,或者第三学年的第五学期。它为后续学期的专业核心课程(如网络工程技术、网络安全技术、网络编程技术、网络操作系统等)打下坚实基础。仔细分析表1不难发现,第一大类基础验证型实验中,部分实验内容可以放在网络操作系统实验课程中;第二大类配置操作型实验中,部分实验内容可以放在网络工程技术实验课程中;第三大类编程设计型实验,部分实验内容可以放在网络编程技术课程中。许多应用型本科院校在第四学年专门开设了一门综合实训课程,表1中的第四大类实验更是可以放在网络工程专业的综合实训课程中进行。计算机网络原理课程的教学目的是使学习者了解计算机网络的基本概念、网络体系结构模型以及网络协议工作原理等。因此,计算机网络实验课程的设置,首先应明确该门课程在整个网络工程课程体系中的位置与作用;其次,应结合该门课程原理课程的教学模式与内容,以达到通过实验辅助理论教学,提高学习者动手能力的目的。
2“自底向上”的教学模式与实验课程的结合
目前,计算机网络原理课程普遍采用两种教学模式:“自底向上”和“自顶向下”,即基于OSI参考模型和TCP/IP参考模型的混合层次结构,由底层(物理层)向高层(应用层),或者由高层(应用层)向底层(物理层)展开讲解。两种教学模式各有特点。“自底向上”教学模式一般采用Tanenbaum编著的教材《ComputerNetworks(4thEdition)》是计算机网络的经典教材之一,属于典型的“自底向上”教学组织形式。该模式的特点在于强调通信原理,注重物理层与数据链路层的具体实现技术,注重计算机网络发展历史,内容包含较为全面。因此,在此基础上的计算机网络实验课程的内容设置,从底层的基础实验作为起点较为符合原理课程的需求。“自底向下”的教学模式对学习者的基础理论要求较高,强调通信原理基础理论的重要性。网络工程专业学生尚未学习过,或者刚刚开始学习通信原理课程,在对底层基础技术细节理解中感觉难度较大,实验验证的难度也较大。因此,第一次实验内容建议以增强学生的自信心和兴趣为主,例如网线制作与网络连接实验,鼓励学生大胆尝试用自己动手制作的网线进行电脑间的连接。实验虽然简单,但却非常容易激发学生的兴趣,同时也引导学生了解计算机网络诞生的目的。第二次实验开始于原理课程讲解数据链路层的知识,重点在于理解数据帧的概念以及了解网络中间设备的知识。建议实验内容以计算机网络的中间设备以及数据帧的概念为主,例如采用多台电脑通过网线接入集线器或交换机,进行交换机配置。使学生了解到数据帧既可以在总线结构的网络上进行总线广播,使总线上所有的终端都可以接收到数据帧;也可以通过网络中间设备进行转发,使互连的多台电脑可以接收到数据帧。当原理课程进入到网络层知识的讲解时,协议分析的重要性凸显出来。第三次实验内容建议以使用协议分析器进行数据包捕获、流量监控、IP报头分析为主,直观地将复杂与抽象的网络协议展现在学生面前,强调网络协议在计算机网络体系结构中的重要性,加深对计算机网络理论知识的理解。当“自底向上”的原理课程讲解到网络传输层时,原理课程重点在于介绍TCP协议与UDP协议的各自特点,因此,第四次实验设置建议使用协议分析器捕获HTTP协议,分析其中的TCP三次握手的连接过程的,以及四次握手的关闭过程,帮助学生理解TCP协议与UDP协议二者之间的相同与不同之处。计算机网络的最后一层是应用层,建议第五次实验内容重点分析应用层的协议,例如通过Socket的基本知识与某种高级语言结合,去实现某个经常使用的应用软件或命令,比如实现Ping命令。鼓励学生通过实验了解如何用程序实现Ping命令的运行过程,尤其是实现Ping请求与应答报文,进一步加深理解网络通信的具体实现过程。通过上述每一层的实验内容设置,可以较好地帮助学生从底层开始,逐步向上深入理解计算机网络的体系结构与协议的重要性,理解计算机网络的基本知识与工作原理,使实验课程和原理课程的教学模式达到良好契合。
3“自顶向下”的教学模式与实验课的结合
“自顶向下”的教学模式从计算机网络的体系结构上来看,内容组织形式正好相反,从网络的体系结构概述开始,依次到网络的应用层、运输层、网络层、数据链路层、物理层,较为经典的教材是Kurose&Ross编著的《ComputerNetworking:ATop-DownApproach(5thEdition)》,属于典型的“自顶向下”教学组织形式。“自顶向下”教学模式的特点是注重应用,以Internet为对象,强调理论联系实际应用,内容重点突出。实验内容的设置以结合Internet应用为主,教学方式以激发学生热情,提高学生学习热情为目的。本着实验的目的是为了理论知识学习服务的指导思想,笔者所在学校的网络工程专业,在采用“自顶向下”的教学模式前提下,第一次实验内容的设置通常是利用某种高级语言,结合Socket函数,设计大多数学生在Internet应用中曾经用过的应用软件。例如用于文件处理的FTP客户端应用程序设计,实验题目看似较难,但对于已经是本科三年级的学生来说,在学习计算机网络课程之前通常已经学过高级语言程序设计、面向对象程序设计、操作系统、数据库原理等课程,只需在实验课上稍微补充一些Socket函数的知识,并且不需要复杂的网络底层知识,在简单的硬件设备(例如PC)上,就可以实现该实验。在实验教师的指导下,学生们自己动手设计并实现了一个网络应用程序,并且该网络应用与现实生活中的网络应用结合,极大地激发了学生对计算机网络后续课程学习的热情与兴趣。通过第一次实验,学生对网络应用层的理论知识也有了初步理解,例如学生们在设计FTP客户端程序时,注意到FTP服务器使用熟知端口来提供服务,而客户端使用临时端口来发送请求,在程序设计过程中,需仔细设计不同的端口号。同时,对应用层的其他协议也能很好地掌握,学习能力较好的学生甚至利用课余时间练习设计其他协议的客户端,如HTTP、POP3等。随着原理课程的逐步深入,同第二节中“自底向上”的教学模式一样,每一层设计一个实验内容,紧随原理课程的进度与要求。实验内容的设置遵循3个原则:①实验不求多而全,但要力求使每个实验有代表性和启发性,能够启发学生解决一类问题或能触类旁通,促进学生思考;②每个实验都紧紧围绕原理课程的知识进行设计,争取做到边讲解边做实验验证;③实验项目的设计虽然有一定的难度,但能增加学生学习的自信心与兴趣。
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。
关键词:网络工程;实践教学环节;创新能力
作者简介:李阿丽,女,讲师,研究方向为计算机网络;邹海林,男,教授,研究方向为图像处理与模式识别。
当前的高等教育必须把加强学生能力培养放到首位,努力提高学生的就业竞争力。网络工程专业培养的是社会上急需的网络人才,更应着重培养学生对网络技术的理解能力、设计能力、操作能力、应用能力和创新能力。只有这样,才能适应社会需求,为我国的信息产业培养出合格的人才[1]。实践教学环节对于培养学生的实践和创新能力起着关键的作用。为了全面提高学生的实践和创新能力,提高学生的就业能力,我院近几年来在实践教学环节上进行了深入研究改革,采取了一系列措施,取得了一定的成果。
1 网络工程专业培养目标
鲁东大学信息科学与工程学院从2004年起开设了网络工程本科专业。我院将网络工程本科专业的培养目标定义为“具有较为扎实的专业基础知识,系统地掌握计算机网络的基本理论和网络工程的实用技术,具有较强创新意识和实践能力的知识面较宽、综合素质较高的适应区域经济社会发展需要的高级应用型人才。毕业后可在科研、教育、企事业、技术和行政管理等部门从事计算机网络工程方面的应用研究、技术开发和经营管理等工作”。我们培养的网络工程专业的学生一方面要求具有计算机科学与技术学科的基本知识;另一方面具有网络工程的实用技术,使我们的毕业生将来可以从事软件开发、网络系统的规划设计、建设、管理和维护,为将来进一步深造打下坚实的基础。我们以此培养目标为指导思想,充分重视实践教学环节。在实践教学中,既重视学生的计算机科学与技术学科的基本知识的传授,又重视网络工程的实用技术的专门深入讲解。
2 网络工程专业实践教学内容体系
目前我院网络工程专业实践教学内容体系包括两大部分。
1) 学科实践技能。学科基础实验及综合设计――帮助学生完成基本的学科实践技能,所涉及到的课程有计算机科学导论、高级语言程序设计、电路与电子学、数据结构等。
2) 专业实践技能。包括专业平台实验及课程设计――帮助学生完成专业实践技能。所涉及到的课程有计算机组成原理、操作系统、计算机网络、数据库原理、高级计算机网络、面向对象程序设计、毕业设计、专业实习等。
从课程形式上来看,可划分为以下几个系列。
1) 对大多数课程增加实验课,目前已经开设实验课的课程有计算机科学导论、高级语言程序设计、电路与电子学、数据结构、计算机组成原理、操作系统、计算机网络、高级计算机网络、TCP/IP协议分析、网络安全、网络操作系统、网络数据库、计算机组网、网络编程。
2) 实验内容注重学生创新能力的培养。以往一些课程设计的实验内容主要是验证性实验,实验的设计比较简单,与实际工程有一定的差异,学生缺乏主动思考的空间,不利于学生分析和解决问题能力的培养,更奢谈创新能力的培养。针对这一现象,我们增加了许多综合性和设计性实验,开出率达到90%以上,在一定程度上提高了学生独立思考的能力。
3) 对部分课程增加课程设计。如计算机网络和高级计算机网络,课程设计的题目多样化,有网络工程配置方面的,有的侧重于底层编程,有的侧重应用编程,有的侧重系统开发。
4) 增加培训环节。培训内容较课堂内容有较大的延伸,学生可以根据自己的兴趣选择参加培训。
5) 加强实习环节。对于网络工程专业的学生实践能力的培养,仅仅靠计划内的实验、课程设计是不够的,学生必须在课堂外花更多的时间进行编程能力和实践能力的训练。针对该专业,我们充分重视实习环节,通过学风建设和专业建设狠抓学生课堂外的实践环节学习,采取一系列措施,保证实习环节的质量。
在课程与学时数上,以学科基础建立学科基础平台课,以专业核心课和专业方向设立专业课,并辅以选修课作为专业课程的补充。在课程性质上,属于核心或主流技术领域的教学内容,采用必修课;属于新兴技术领域的内容,采用选修课。
3 网络工程专业实践教学的手段与形式
实践教学对学生能力的培养有重要作用,是整个教学工作的重要组成部分,是对理论教学的验证、丰富和扩展。为此,经过网络工程教研室长期的探讨,我们采取了一系列保障措施,如改革实验课授课方式,举办网络工程师讲座,开放实验室,成立科技创新小组等,保证了实践教学的顺利进行。
1) 实验课授课方式。
为了避免了以往学生数太多,老师指导不过来的现象发生,实验授课采用小班授课制,老师对学生逐个指导,及时解决学生的问题。实验授课过程中,由教师先进行讲解,并进行演示。学生分组进行实验,每个实验台指定组长,负责协调整个小组的实验和指导。先前选派能力较强的学生担任,并进行一定的指导,能够承担小组内同学部分问题的指导。
2) 举办网络工程师讲座。
我们举办了网络工程师认证考试专题讲座,给学生介绍华为认证和思科认证的考试内容、考试形式、就业前景,并在教学过程中把常用的一些模拟软件环境也介绍给同学,并利用课余时间组织同学们自学,相互讲解,共同学习,开放实验室,给兴趣小组相应的课题,让他们相互协作完成。
3) 开放实验室。
为了全面利用专业实验室的条件,给学生提供提高实践动手能力的机会,网络工程专业实验室向计算机学院的学生全天免费开放。实验室配备专门的实验指导老师,及时对学生实验中出现的问题进行指导。学生在此可以完成实验课上没有完成的实验任务,另外,实验室还有课外的实验任务,可以有选择地自己去进行实验,随时向老师请教。教学相长,开放式实验室不仅为学生们提供更多的实践机会,让学生更好的掌握和巩固专业知识,提高其动手能力和创新实践能力,同时也可充分发挥广大教师的能动作用,和学生一同探究课题,解决实验中的问题,增强教师的教学效能感。
4) 成立科技创新小组。
为了加强学生的实践能力,活跃学习气氛,我们采取自愿报名的方式,吸收学生到科技小组中来,并积极申报科技创新项目,几年来,多名学生成功申报了校创新基金项目,从而获取了资助资金。这些项目有系统开发方面的,也有网络工程总体设计、配置等,在老师的指导下,学生成功地完成了项目,掌握了项目开发的一些方法,提高了综合应用知识的能力,增加了实践动手能力,为将来的就业和深造打下了坚实的基础。
5) 课程设计和毕业实习全程指导。
课程设计期间,实验室免费开放,老师全天指导,及时解决学生的问题。通过三年的专业学习,安排学生半年的实习周期,到企业中进一步增加自己的实践动力能力。毕业实习由学院专门联系对口的公司企业,为学生定制增强动手能力的项目,由专业教师全程带队指导,最后由公司企业出具实习成绩合格或优秀的证明,实习成绩记入学生的档案。通过采取这一系列的措施,学生思想上足够重视,行动积极,对学过的专业知识有了更充分的理解和掌握。
4 搞好网络工程专业实践教学应解决的几个问题
4.1 实验室建设
学科基础课程可以同其他专业共同使用原有的实验室,完成软件应用和软件设计类实验。此外,还要建立适合教学科研需要的现代化的网络工程专业实验室。专业实验室是保障专业实验的重要条件。专业实验室与传统机房的区别在于专业实验室面向专业课程,而传统机房面向计算机基础教学。专业网络实验室为传授从网络原理到网络实际构建和应用的各类实验而准备的实验室。在专业实验室中可以让学生能清晰地接触到网络布局中的各个环节,学习各种网络模块构建的知识[2]。
1) 网络工程实验室。实验室有8组H3C网络设备,每组有路由器4台、交换机4台(2台二层,二台三层),控制台一个和PC机6台,总共可同时容纳48名同学做实验。实验室承担着网络工程专业和其他计算机专业的计算机网络、数据通信网基础、局域网组网与设计和网络安全等主要的课程的实验教学,并承担着网络工程师培训、毕业设计、创新基金等。
2) IPv6协议分析实验室。网络协议仿真教学系统结合高校教育的实际情况,将网络方面的理论知识通过软件来实现,让学生在实践的过程中更深入地掌握网络方面的基础理论知识本实验室主要完成IPv6的协议分析,该实验室支持吉大中软网络协议仿真教学系统(IPv6 版)。本系统能够使学生清楚理解和掌握网络的内部结构和协议,通过编辑各种协议的数据包深入学习计算机网络的内部原理,同时也可以很好地辅助网络编程的调试。网络协议仿真教学系统作为一门独立的课程体系,以实验为主,强调学生的主动性和设计能力,能够拓宽学生的思路,达到真正的教学互动。
4.2 师资队伍建设
我院重视对师资队伍的培养,全面提高教师的授课能力,并采取了以下措施。
1) 配备科研能力强的教授担任网络工程专业教研室主任,全面负责网络工程专业的培养方案的制订,实践教学改革,不遗漏任何一个值得注意的环节。
2) 采取课程组负责制,每门课程由专门的主讲教师,负责课程的建设、实验课程的指导。由主讲教师负责编写实验指导书,亲自指导学生实验。
3) 对老师定期进行专业培训,一方面派出专业老师到公司企业学习最新的知识,加强网络工程方面的能力,再是请外面的专家到学院进行授课,全面提高教师的编程实践能力。目前,我院有两名老师拿到了华为公司NE和SE的证书。
4) 科研融入教学。在教研室主任的带动下,定期开展科研活动,让老师提高了自己的科研能力,将科研融入教学,让学生能紧跟社会的发展。目前,网络工程教研室在复杂网络和网络安全等研究方向取得了一定的成果,使各位老师提高了自己的科研能力,取得了良好的教学效果[3]。
5) 开展教研活动。网络工程教研室定期开展教研活动,针对以下方面进行探讨:实验内容的更新、实验室建设、培训内容和安排、学生创新项目的申请、课程建设与教材建设等,力求找出目前存在的问题,提出新的改革措施和建议。
6) 注重对青年教师的培养。在学校和学院的帮助下,我们近两年每年派出1~2名教师攻读博士学位。
4.3 教学中的几个问题
1) 注重课堂演示。实验教学过程中为了便于学生理解,要注重实物操作和示范演示,教学过程中边讲边练,讲练结合,提高教学效果。
2) 实验内容的开设要做到以下两点:一是每个实验是独立的,在规定的每次实验的时间内能基本做完;二是每个实验之间又是连续的,每个实验又对应于网络工程实施的相应步骤,从而使所有的实验又构成了一个系统的整体,便于学生对整体内容的把握[4]。
3) 严格实习考核,确保实习质量。实习考核采取实习报告、现场操作、理论考试、设计和答辩等多种形式全面检查,由学校和企业联合考核,不仅要考核学生的素质、能力和水平,而且要考核学生的工作业绩。
5 取得的效果
实践结果表明,该实施方案有利于促进该专业的实践教学环节的实施,能够达到提高教学质量,为社会培养高质量的网络工程技术及网络应用人才的目的。学生普遍反应通过一系列的实践环节,增强了自己的动手能力。一部分同学在考取研究生后,以较强的动手能力,受到导师的青睐。
1) 实验课内容充实,实物演示,激发了学生的学习兴趣,实验成绩大大提高。
2) 从2004级以来,不少同学考取了CCNA和CCNP的思科认证证书,以及华为HCNE和HCSE的认证证书,部分同学考取了CCIE的认证证书,增加了就业机会。
3) 学生的实习成绩优秀率高,受到实习单位的一致好评。
4) 实验室开放,课程设计由老师全程指导,使得学生的课程设计和毕业设计水平高,答辩成绩良好以上的比例增大。
5) 专业实验室的建设提供了良好的实验条件,既满足了学生的实验需求,又让学生了解了最先进的网络技术。
6 结语
总体来说,目前我们在网络工程专业的实践教学中已经取得了一定的成就,针对工科专业的特点,我们采取了一系列提高学生能力的措施,经过几年的努力,学生的就业情况明显好转。将来我们要进一步提高我们的实践教学能力,并已做出以下规划。
1) 积极申办思科或华为网络学院,目前以学院的实验条件申办是完全可以的。网络学院与高等院校在课程建设、师资培训、职业认证等方面开展深入合作。参加网络技术学院项目的学生能够了解网络行业中最新的知识、产品和技术,并学习如何利用其开发出富有创新性的应用,这将帮助推动众多高等院校和职业学院的职业化教育,使学生在走出校门后可以更好地迎接职场中的机遇和挑战。一方面可以让老师获得免费培训的机会;另一方面学生参加相关的认证考试可以获得优惠。
2) 加强校企合作,为学生争取更多的到企业实习的机会。目前我们的实习基地主要是以锻炼学生网络应用编程能力为主,还应该争取更多的网络工程方面的实习基地。这些基地有我们校内没有的资源优势,可以让学生参与网络工程系统的规划、设计和开发,从事相应的网络维护、网络管理和网络应用,参与一些网络施工,增强网络工程方面的能力。
3) 进一步加强实验室的建设。学校重视工科专业的发展和建设,即将为学院启用新的教学实验大楼,将来我们有更好的教学硬件设施。为了进行了进一步的实验室规划,打算构建网络安全实验室,IPv6综合实验室,网络存储实验室,从而建立设备完善,功能全面的实验室。
参考文献:
[1] 郭海儒,刘沛骞,袁玲玲. 网络工程专业人才培养模式的研究与实践[J]. 中国西部科技,2006(19):42-43.
[2] 王春茹,谢云,何小敏,等. 网络工程专业实验室的建设与管理[J]. 广东工业大学学报:社会科学版,2008(8):243-244.
[3] 苗凤君,郑秋生,潘磊. 网络工程专业实践环节建设的研究与实践[J]. 计算机教育, 2008(13):83-94.
[4] 卢中宁,邵,史小松. 网络工程专业实践教学的改革[J]. 科技信息,2008(19):186-187.
Construction on Network Engineering Practical Training
LI Ali, ZOU Hailin
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)13-0242-02
计算机网络是一门交叉学科,涵盖内容广泛。随着社会应用需求的发展,对网络工程专业的学生,除了要求理论知识外,还要求具有实践动手能力。本校结合学生学习和就业实际情况,将网络工程专业教育主要分为网络工程方向和网络信息安全方向,抓住方向共性,突出方向特性,不断加强方向性建设,已取得初步成效。由于本学科发展迅速,理论和技术不断更新,这要求我们在进行网络工程专业方向横向建设的同时,也要进行两个方向的纵向建设,既在做出专业特色的同时,也与时俱进。
一、网络工程专业方向划分
目前高等院校基于网络工程教学的人才培养模式主要有研究型人才、应用型人才和技能型人才三种。自教育部《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》以来,开展实践教学活动,强化学生的实践动手能力已经成为构建新教学体系的重要目标。[1]根据社会对网络工程人才的需求以及教育部对学生培养教育的指导思想,我们将本校网络工程专业划分为两大主要方向:网络工程方向及网络信息安全方向。其中,网络工程方向主要培养学生的工程实践能力、网络规划设计能力和网络文档编写能力。网络信息安全方向主要培养学生思维研究能力、实际动手能力和网络管理能力。在师资配备方面,两个方向分别有教授、副教授及讲师组成的教师梯队,结合自身研究水平及专业特长,承担不同教学任务及学生能力培养。
二、方向性建设的共性与特性
(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。
三、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。
四、结语
综上所述,网络工程专业需要培养应用型人才,培养方案、课程设置和实验室建设等内容,都将决定人才培养的效果。而方向性建设,是为了培养更专业的综合素质人才,只有有特长有能力的人才,才是具有社会竞争力的,这是我们教学改革的目标。根据近几年的学科竞赛、职业资格证书考取及就业情况来看,我们的教改是成功的。在未来的教学改革中,我们将继续加强实践条件,拟建网络工程综合布线实验室、信息安全竞赛模拟平台等,并不断更新教学内容,与时俱进,理论实践结合,培养更加优秀的网络工程人才。
参考文献:
天津理工大学是一所以工为主,工理结合,工、理、管、文、艺等学科协调发展的多科性大学。学校坐落于天津市西青区宾水西道391号,总占地面积160.85万平方米、建筑面积75.01万平方米。本科以上全日制在校生26482人。现有专业学院17个,还设有继续教育学院、工程训练中心、体育教学部、信息技术研究所等机构。现有本科专业62个、一级学科硕士点15个、二级学科硕士点69个、一级学科博士点3个、一级学科博士后科研流动站2个。四种专业学位类别,分别为工程硕士、翻译硕士、社会工作硕士、工程管理硕士,其中工程硕士学位授权领域13个、翻译硕士专业学位授予权2个。7个一级学科(计算机科学与技术、材料科学与工程、管理科学与工程、电子科学与技术、化学工程与技术、控制科学与工程、电气工程)被评为天津市重点学科,一个学科(软件工程)被列入重点培育学科。 (数据截至2015年9月1日)
二、学院简介
聋人工学院是天津市政府和中国残联于一九九一年合作创办,面向全国招收听障学生的高等工科特殊教育学院,是中国第一所、世界第四所聋人高等工科院校。经原国家教委批准,聋人工学院招生实行单独命题,单独考试录取。
聋人工学院现有教师42人,副高级以上职称教师占1/3,具有博士、硕士学位教师占70%以上,正教授4人,硕士生导师3人。
学院内设置四个专业,计算机科学与技术专业、网络工程专业、服装与服饰设计专业、产品设计专业。
学院现有专业实验室27个,面积达6000平方米,其中包括图形图像工作站实验室、双屏计算机实验室、单屏计算机实验室、计算机硬件实验室、网络集成实验室、摄影实验室、服装设计与制作实验室3个(各类新式多功能缝纫机、大型激光裁床、电脑绣花机、整体熨烫系统等专业设备)、立体裁剪实验室、针织编织实验室、丝网印刷实验室和手工制作实验室。各类实验室为专业教学奠定了良好的基础,为学生提高实践动手能力提供了完善的设备条件。
三、专业介绍
1.聋人工学院开设专业
1)计算机科学与技术专业(按计算机类招生)
本专业培养德、智、体全面发展,具有系统、扎实的理论基础和在信息的获取、传递、处理及应用等方面具有较宽的专业知识、较强的实践动手能力,良好的人文素质和创新精神,并在软件开发、图形图像与多媒体技术、网络应用技术等方面具有特色,能在信息技术产业部门,科研部门、教育部门和企事业单位从事计算机教学、图形图像处理、网站管理、软硬件设计、集成、开发、以及应用工作的应用型高级专门人才。
本专业主要学习计算机科学与技术的基础理论和专业知识,各种程序设计语言,计算机操作系统、数据库技术及应用、图像处理、多媒体技术、动画设计、软件工程、动态网站技术、组网技术等课程。
本专业学制四年。授工学学士学位。
2)网络工程专业(按计算机类招生)