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网络工程课程论文样例十一篇

时间:2022-06-17 20:41:01

序论:速发表网结合其深厚的文秘经验,特别为您筛选了11篇网络工程课程论文范文。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!

网络工程课程论文

篇1

一、对目前网络课程实践的调查

进入90年代以来,网络技术的发展日新月异,开设网络课程已成为一个全球化的大趋势。国内外一些大学甚至一些信息技术公司纷纷设计网络课程来进行教学或培训,它们开发出各种网络课程数据库来管理教学,开发出各种工具来组织教学活动。

目前已开发的网络课程种类繁多,涉及各个学科领域,从网络课程的应用来看,主要有两种形式,一种是基于课堂的教学,网络课程只是作为课堂教学的一种补充方式;另一种是网络课程作为整个教学过程的主要形式。

但是,从当前实践来看:当前网络课程的开展,许多活动的展开还没有充分利用网络的优势,许多学校都正在积极地开设网上课程,但是还没有形成一个浓厚的远程学习的气候;从教学模式上来看,网络课程是相对于教室课堂教学而提出的,远程教学和基于校园的课程在教学法上以及对学生与教师的要求等方面是不同的,当前的远程教学和课堂教学基本上是一种混合的模式,随着网络技术和通讯技术的不断应用和发展,远程教学和基于校园的课堂教学之间的界限也就越来越模糊了;从网络技术的应用来看,目前网络技术的应用还只是停留在课程内容的上,网络只是一种信息传递的媒体,而没有当作一种通讯平台来使用,尽管某些课程充分考虑了网络更高层次的应用,但基本上处于尝试阶段。

二、网络课程的基本功能结构

众所周知,网络课程的设计应依据建构主义学习理论的思想,是以学习者为中心的设计,网络课程的教学设计应当对教学活动和学习环境作重点设计,二者缺一不可。由于网络课程在很大程度上依赖于学生的自主学习,所以网络课程的基本功能结构也应按学生自主学习的要素来设计。作者认为,网络课程的基本结构如图所示:

网上课程基本功能结构模块

网络是一种通讯工具,处于异地的师生利用网络可以实现同步的或异步的交流。如Email,异步的基于文本的计算机视频会议(包括LotusNotes系统,FirstClass或者基于Internet的系统包括Usenet新闻组,基于Web的会议),同步的基于文本的系统(包括Internet延时聊天,MOOs等,基于Internet的视频会议、音频会议)。

学生通过网络可进行一系列的学习活动,如自学、讨论、实践活动、作业提交、考试等;还可进行网上资源搜索、资料查询等活动。另一方面,网络可记录学生的学习活动,学生可以查询自己的学习记录,从而对学习起到一个督促和自我管理的作用。

另外,网络各个数据库的建设也是至关重要的。针对学生自主学习的学习资料库、FAQ库、素材库、文献库的建设应是开放的,动态的,各个库之间是相互联系的。如学生上交的作业或者电子作品可以收集进入资料库中,以供交流和共享。

一般来说,进入网上课程的学习,都有一个比较固定的学习界面。网上学习活动和课程内容都在这个界面里有所体现。只需输入用户名和密码就可进入个性化的学习界面,这个界面可为特定层次、特定阶段的学习者特制的,也可为一个小组或班级成员而共用的,它提供许多学习工具,使学生能更加自由地学习。若有疑问,可以发Email给老师,也可以向在线的学伴或专家咨询,亦或查看FAQ等等。下面使用一个界面作为示例。

所示界面是肯特州立大学提供的一个网上课程的浏览样本,从界面上看,主要有三大功能区,一个是确定身份模块;二是学习活动模块,有大纲、资源、讲座、作业、考试、实验室等栏目;三是为了通讯交流而设置的一些交流、咨询和搜索工具,其中有课程的常见问题回答(FAQ)、Email,聊天(主题相关或主题无关)以及搜索项。可以说,肯特州立大学的这个网上课程的样本是典型的网络课程的样本。

肯特州立大学网上课程的样例

三、网络课程的分析和设计

网络课程在内容呈现、学习交互方式以及信息资源,教学方法上明显区别于传统课程的教学。下面从课程内容、师生角色、在线资源以及教学活动组织方面来分析:

(1)课程内容的呈现

从目前来看,网络课程的教学内容基本上都是在Web上以文本的方式表现出来,具体包括课程的大纲,讲座,笔记,在线资源,活动内容以及学生与教师交互的内容(FAQ、讨论内容等)。从教学内容的表现形式来看,可以形式多样,可以有文本、图像、表格、Email、Listserv、FTP、MOO/MUD、Internet视频会议以及一些远程呈现软件。考虑到带宽的原因,较大的视频文件放置到网上是不太合适的,解决方法是通过下载的方式,让学习者下载到本地机上再进行播放。

(2)教师、学生角色的转变

从一定意义上来讲,网络学习对教师和学生提出了更高的要求。一方面,教师除了要掌握本学科的专业知识和一定的教学技能之外,还要吸收先进的计算机和网络技能,不断地学会应用网络资源为教学服务,从而在开展网络教学时不至于无从下手,还可以对学生遇到的技术问题给予快速的解决;另一方面,网络学习对于学生各方面的素质都提出了更高的要求,学生不应当只停留在被动地接受知识的状态上,应积极地利用网络资源和通讯手段,吸收和共享各种资源和服务。此外,在网络化教学环境中教师和学生的角色是一种相对的概念,知识更新的速度之快,科学技术的发展之迅速,教师在某些特定的方面接受新事物的速度往往没有学生那么迅速,此时学生就充当了教师的角色。

(3)在线资源、在线资料的建设

网上资源的设计是一个很重要的问题。学习者要使用检索、查询等,少不了资源库、资料库的建设。随着网络课程在学科教学中地位的提高,在线资源、在线资料的作用也相应地提高了。网络资源库、资料库在内容上丰富多样,不仅可以加深学生对知识的理解,拓宽学生的视野,还可以部分地代替单一的传统教学形式。

(4)教学活动的组织

从学生的组织来看,网络教学的虚拟性使得学生的组织形式多样化,既可以针对具体的学生的认知风格和学习进度进行个别化教学,还可以在小组间进行一些协作式活动。从具体的教学活动方式来看,主要有以下一些类型:

教学信息:通过电子邮件,教师和学生之间异步交流,既方便了提问和回答的方式,也方便了教师对学生课程意见的统计和评价;

开展电子论坛:教师在网上开展同步讨论,指导各种课程的相关活动,确定新的学习任务,进行教学指导;

进行多用户对话(MUD):网上教学活动中文本的交互为学习者之间提供了实时对话的环境,多用户对话创建了一种动态的环境,学生在其中可以进行角色扮演的学习;

计算机视频会议:计算机视频会议可使学习小组对特定的主题进行讨论,在学科教师的参与下,进行有组织的讨论活动;

对话聊天的记录:记录和来自于电子论坛或者视频会议的基于文本的对话,可以为以后的浏览和分析提供基础;

网页制作:学生参与教学内容的制作集成过程,允许学生建立自己的网站,参与信息、教学主题的开设,使得教学内容更为广泛,更为全面。

四、网络课程的教学模式

利用网络技术来进行教学,按不同的维度来分有许多种。如果按照学习者的组织形式来看,可以有个别化学习、小组学习;按照通讯角度来讲,有同步教学和异步教学;按照课程材料媒体种类来看,有多种媒体(录像带、录音带)参与的混合或者仅利用web媒体的单一形式。

应用Web来进行教学的网络课程的教学模式,这里列举6种:

(1)信息传递式:信息传递式是指利用Web教学信息,Web只用于呈现教学大纲,课程内容或者讲座笔记,作业细节和百科全书,加上在线信息资源的超链接,学生可以在没有和教师或者同伴交流下完成学习任务。这种模式是目前网络课程最普遍和最有限的方式。

(2)辅助学习式:这种课程模式的特点是辅助学习者的学习,它提供指导、讨论等服务;采用Email、电子论坛或计算机视频会议来实现电子对话;辅助学习模式还可以确定参数来建立多用户对话环境。

(3)合作学习模式:合作学习模式主要强调的是学生之间的交流活动。它通过创设支持式环境,使得班级学生成员之间可进行提问、解答和资源共享等合作活动;Email、电子论坛、计算机视频会议或多用户对话环境作为辅助方式来支持合作交流活动。

(4)学徒角色(专家指导):指学习者充当某一知识领域的学徒,通过Email、电子论坛、计算机视频会议等多种渠道接受外部专家的指导。这种模式要求学习者有足够的自觉性和自主性,通过Web来寻求外部支援和帮助,从而学得新的知识和技能。

(5)内容生成式:内容生成式指的是学生自主寻找、建立、组织或重组具体知识领域的内容,实现信息资源的同化、交互和综合。具体的活动是学生设计开发网页,通过网络资源和链接按照学生自己的方式将信息内容再现。这种模式中,学生是信息资源内容的重要来源。

(6)模拟角色扮演式:这种课程模式是通过多用户对话环境(MUD)来方便教师确定中心主题、角色个性和人员因素,在电子化的环境中模仿相关的示例;或者在MUSE或MUD这样的环境中提供交互式的指导;也可以在网上交互式的任务或事例提供完成行为模仿或者角色扮演的要求等等。这种模式中学习者在具体创设的情境中通过模仿和模拟来习得知识,获得技能。

五、网络课程的发展趋势

网络课程以其灵活的、开放的、基于资源的特点使得它在继续教育、素质教育及职业教育方面都将有很大的优势。虽然有人对网络教育的有效性持怀疑态度,认为网络课程不能有效地刺激学生去学习,但是不断增长的学生需求和网络所提供的开放的学习机会是网络课程的优势所在。我认为基于Web的网络课程在将来的发展有以下几个趋势:

第一,资源渐趋丰富,服务形式更多样

据统计,美国目前已有450多所大学建立了网上虚拟学校,开设了200多个专业,学生数量达10多万人。将来的网上课程门类齐全,有自主学习课程、成人教育课程、学位/非学位课程、学科教育课程;提供的服务形式也越来越多样,学生可以网上快速地检索出自己所需要的课程节目信息或学习资料。

第二,以内容为中心的设计转向以学习环境和活动为中心的设计

以课堂教学为基础的课程强调课程的内容设计,而以Web为基础的教学不应是传统课程内容的照搬。今后网络课程的设计应结合Web的具体特点(资源共享、交流通讯的特点),是以Email答疑、电子论坛、计算机视频会议等学习活动为中心的设计。

第三,以Web的低级应用设计转向Web高级应用的设计

随着Web技术和教学设计理论的发展,网络课程的开发必将从信息传播的低级应用阶段转向Web高级应用。目前出现的一些网络课程工具平台(如WebCT),这种平台的设计开发为基于Web的课程在制作、管理和应用上都迈进了一个新的台阶,是Web应用于课程教学的必然趋势所在。

参考文献

1、BrenaBannan-RitlandandWilliamD.Miheim.(1996).ExistingWBICoursesandtheirDesign;

2、ManalEl-Tigi,RobertMaribe.(1997).Designingforinteraction,LearningControlandfeedbackDuringWeb-basedLearning,EducationalTenology/May-June1997;

3、《基于Web的远程教学和我国的发展对策》,《电化教育研究》1998年第2期;

Title:thefunctionalstructureofwebcoursesanditsglimpseofinstructionalmodels

Name:xuyingshi

Address:DepartmentofEducationalInformationTechnologyinEastChinaNormalUniversity,Shanghai200062,China

Tel:(021)62223742

E-mail:xuyingshi@

KeyWords:Web,WWW,webcourses,instructionalmodels

Abstract:

Withthedevelopmentofnetworktechnology,ithasbeenputintoeducationfieldsprogressivelysince1990s.Ithasbecomeaglobaltendencytodevelopwebcourses.Basedonobservingthepresentsituationofwebcourses,theauthorgeneralizesthebasicfunctionalconstruction;describestheelementsofcontents,rolesoftheteacherandstudent,online

resourcesandwaysofinstructionalactivities,putsforwardsixmodelsofcurrentwebcourses.Finally,thepapertakesaglanceintothefutureofwebcourses.

1.Snapshotofcurrentpractice.

Developingwebcoursesisakindofglobaltrend.Inproportiontoclassroom-basedcourses,WebcoursesrefertoinstructionbyWWW.Someinstitutionsaredevotingtoexploitingonlinecoursespresently.Butonthewhole,theseinstitutionsdidnothaveastrongdistancelearningprofile.Intermsoftechnologyapplication,ithasntmadegooduseofwebtechnology,e.g.Webisusedjustasoneofinformationdeliverymediaratherthancommunicationplatformorlearningenvironments.

2.Functionalstructureofwebcourses

Asweallknown,webcoursesdevelopmentshouldbeinaccordancewiththelearningtheoryofconstructivism,becauseitquitedependsonstudentsself-management.Alllearningactivitiesthatstudentprocessedbasedonwebinclude:studyingindependently,discussing,practicing,doingassignment,andtakingtests.Sotheauthorthinkweshouldregardlearningactivitiesdesigningandlearningresourceasimportant.ThispartIdescribethebasicfunctionalstructureofwebcoursescomponents,especiallyinbuildingkindsofdatabases.Furthermore,anexampleofKentStateuniversityonlinecoursehasbeenusedtoillustrategeneralwebcourseform.

3.Theanalysisanddesignofwebcourses

Webcoursesaredifferentfromclassroom-basedcoursesonseveralaspectssuchascontentsdisplaying,theteacherandstudentinteracting,informationresourcespresenting,learningmethods.Forexample,studentscandesignwebpagesthemselvesaccordingtospecificlearningcontents,whichmakestudentsidentifythemselveswithstudying,collectingmorecomprehensiverecoursesfromWWW.Therefore,therearealotofactivitieswecouldexploit.

4.Theinstructionalmodelsofwebcourses

篇2

随着我国经济与信息化建设的发展,社会对网络技术人才的数量与质量也在不断的发生变化,网络工程专业的人才培养目标也要不断地丰富和发展。2012版的普通高等学校本科专业目录和专业介绍中将网络工程专业培养目标确定为“本专培养德、智、体等方面全面发展,掌握数学和其他相关的自然科学基础知识以及计算机和通信基础理论,掌握计算机网络系统的规划设计、维护管理、安全保障和应用开发相关的理论、知识、技能和方法,具有一定的工程管理能力和良好综合素质,能承担计算机网络系统设计、开发、部署、运行、维护等工作的高级专门技术人才”。新建本科院校以产业的需求为导向,以培养工程应用型人才为目标,构建基于工程教育的人才培养模式,培养社会急需的有责任感的实践能力强的与企业需求相匹配的高级工程型人才。学校要与企业深度合作,结合地方特色与学校的师资、科研、实验等条件,细化人才培养专业方向,建立分层的多目标的人才培养多元目标模式,能充分发挥学生的专长与兴趣,提高学生的工程能力,提高人才产出质量。

1.2网络工程专业人才能力构成

随着我国信息化建设从横向规模发展转向纵向深度应用发展,社会对网络工程专业人才能力的需求正在发生变化。徐明等人依据社会对专业人才的能力需求、不同类型的人才培养目标、学科发展等方面将网络工程专业人才专业能力归纳为“网络设备、网络协议、网络应用系统的设计与开发,网络工程规划、设计,网络系统管理与维护以及网络安全保障”等能力。新建应用型本科院校依据人才培养目标,重点培养工程应用型人才,网络工程专业人才着重培养工程应用与创新能力。专业能力主要包括:工程基础能力(认知能力、软硬件基础设计能力),网络管理与维护、网络工程规划设计与实施、网络应用系统设计与开发、网络信息管理与处理等专业核心能力,专业专长能力与创新、创业的能力。

1.3课程体系模块化模型

依据网络工程专业的发展潮流、产业的发展需求、学校与地方的特点以及学生工程能力的培养,构建模块化的课程体系。网络工程专业的工程教育是为了培养具有熟练技术基础,善于构思、设计、构思和运行网络产品或系统的能力,能够适应网络行业发展的网络工程师。在课程体系建设中要坚持以产业需求为导向、应用为目标、能力为核心,形成以培养网络工程能力为核心的课程体系,充分体现“做中学”的教育模式。以能力培养为核心的网络工程课程模块。每一个模块由若干课程群(子模块)组成完成特定能力的培养,形成“主干课程->课程群->课程模块->课程体系”的结构。每一个子模块由若干相关的课程组成,完成特定的主题,以培养学生特定的能力。课程群中各种课程打破课程之间的界限,统一设计课程目标,将内容整合,便于学生对知识的综合应用。前两年学生在校学习基础课程学习,重点培养学生的综合能力(价值判断能力、身心调适能力、交流沟通能力等)、数理基础、专业认知与专业基础能力等;第三年企业与学校共同完成教学过程,有针对性指导学生完成项目、专业方向相关内容的学习;最后一年,学生进入企业进行实习、项目开发、毕业设计等。通过“产、学、研”深度联动,校企合作共同制订人才培养目标、课程体系,企业全程参与专业人才的培养,使“教、学、需”一致。以项目为驱动,通过“做中学”,将“知识、能力、探索兴趣、解决问题能力和社会责任感”的培养融入到教学过程中,培养社会急需的有责任感的实践能力强的与企业需求相匹配的高级工程型人才。

1.4基于CDIO的工程能力培养

CDIO(Conceive、Design、Implement、Operate)是由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所前沿工程大学自2000年起经过四年的探索研究而创立的工程教育模式。CDIO代表构思、设计、实现和运行,它以任务驱动,构建以项目为主导的知识、能力和创新培养一体化的教学体系。CDIO通过“做中学”,激发学生的学习兴趣,强调工程实践训练,强化能力的培养,着重培养学生工程基础知识、个人能力、团队合作能力和工程应用能力。通过“做中学”实现学生能力的培养基于CDIO的“做中学”人才培养模式,通过分层的项目训练,帮助学生进行知识学习与能力的培养,同时帮助学生提高自主学习、团队合作以及创新应用的能力。主要体现在:1)通过专业认知与“做”激发学生的学习兴趣;2)分层递进的能力培养,避免了重复技能的训练;3)通过综合课程设计与项目实践,提升了综合运用知识的能力,培养学生工程意识,并且培养学生合作协商的能力;4)通过素质拓展训练,提升学生创新、创业与终生学习的能力。通过CDIO的“做中学”最终实现学生专业能力的培养。

1.5实践教学体系建设依托

校内外实践基地、产学研合作企业,整合校内实验资源,构建“两大平台、四个模块”的分层实践教学体系。两大平台即校内教学实训平台与校外工程实训平台,四个模块即工程基础能力实训、专业核心能力实训、专业专长能力实训、创新创业能力实训,构成逐层递进的实践教学。

篇3

2网络工程专业实验室的建设规划与设计方案

综合上节所述,问题的核心在于找寻和设计出一种既能兼顾满足各种教学环节需求、又能分阶段集成且一次性投入不高的可行方案。通过深入地分析比较和实践探索,笔者所在的课题组提出了如图2所示的一种可行的网络工程专业实验室建设方案。该方案通过逐步添购、分阶段调整到位配套的计算机与联网设备的方式,可使新建专业实验室提供不同的、可逐步扩展的实验条件。例如:在一次性投入的初期,可以提供8人一组一桌、一次支持2-3个行政班(共12个组/桌)的实验教学条件。若每班以32人计,则一次可支持3个行政班约96人同时上实验课,每8人一组,共12组,每组配备一台服务器、2台路由器、2台交换机、8台PC机;然后,根据资金情况和可能性,通过分期分批阶段性扩展,改善每实验组/桌的配套设备数。这样的每个实验组/桌,不仅可以保障学生人手一台PC机,同时还可以通过配置,使每实验组/桌的设备自成子网或以VLAN划分,独立构成一个典型的LAN网络应用环境,并能提供各种B/S、C/S架构的集成开发环境。实验组/桌上的服务器,可由学生根据项目需要自主安装和支配使用,条件不足时,可通过Vmware等虚拟技术构建多服务器OS系统,条件允许时,可通过添置多台物理硬件构建服务器集群环境。实验组/桌上的路由器/交换机设备,可供在相关课程中进行网络设备配置、IOS系统操作等课内实验项目、课程设计或毕业设计题目以及认证培训项目中使用。在数量上仍不足的,亦可通过在PC机上安装模拟器软件的方式,开展设备配置类实验和学生研究型课题;条件允许时,还可支持远程开放式实验,即通过远程登录方式连接至设备进行IOS系统的配置。DMZ区的服务器群还可为各门专业课程的教学提供基础性的公共资源存储与共享,或者作为实验室的网管或安全方面的基础设施,例如提供给网络管理、信息安全等课程作攻击用的靶机实例。每实验组即每张桌面上的设备连接拓扑可采用图3所示的逻辑设计,具体到实际的物理环境中,可视环境因素合理进行布局调整和摆放。

3网络工程专业实验室后期建设与管理刍议

3.1实验教学体系的建设实验教学在培养学生实际动手能力方面所具有的独特作用与优势,要求我们在实验内容设计、实验教学方法改革、实验教学体系完善等内涵建设上要下大力气、花真功夫。一方面,要认真研究如何对实验内容进行系统地优化组合,把培养目标真正融入到实验课程和实验项目中;另一方面,要积极探索对实验教学方法与教学手段的改革和实践,积极寻求能够真正突出学生在实践中进行自主性和创新性活动的主体地位的解决之道,尽量使学生能够较早地接触网络工程和技术实现过程中的实际问题,并较早地参与初步的科学研究和创新活动。在此基础上,研究建立多层次、一体化、开放式的实验教学新体系,将系统训练、技能培养和开放实验相结合,把单纯为课程实验教学服务的实验室转化为立体化的教学资源和能够为多元目标服务的实验条件,提高实验室建成后的功效。基于这一理念,笔者所在的教研室全体成员不仅针对新建的实验室进行了课内实验项目的再设计,而且整合了各门相关课程的配套课程设计和毕业设计课题等工作的需求,使新建实验室可统一支持下述8大类课题型的实践项目活动的开展:①网络工程项目规划/方案设计类题目②网络互联设备配置实现类题目③应用服务配置实现类题目④基于套接字编程的数据通信传输类题目⑤Web站点开发设计类题目⑥网络互联设备的协议仿真/算法实现类题目⑦网络管理及信息安全编程类题目⑧学生自拟的网络方向研究探索类题目3.2实验室管理规范的建设通常,一个专业实验室的建设需要分阶段实施,首先实现阶段性的目标。如在基础建设阶段,需要完成必备设备的购置、安装、调试,开出相应的实验项目,实现能够初步为专业方向的一系列课程提供实验教学服务;在第二步的规范性建设阶段,通过实验室的系列化规范管理制度的建设,为师生提供符合规范的开放式实践教学体系;在第三步的拓展性建设阶段,则要充分综合利用实验室的条件和资源,变单纯的实验教学条件为立体化的、能够为多元目标服务的多层次的一体化教学资源;而在第四步的稳定运行阶段,则需要新建实验室在健全完善的管理制度下,发挥最大的功效和作用,为师生提供一个优良的实验教学和研究环境。因此,基于阶段性建设、流程化管理的理念,实验室的管理规范、制度建设亦不容忽视。[5]例如:如何安排设计实验室的开放制度?有关实验室日常运行维护方面的管理规定,实验档案记录等等。

篇4

1 概述

 

目前,在我国很多高校开设了网络信息安课程,该课程是信息安全专业的一门基础课,也是网络工程专业的一门必修课。网络信息安全课程理论性强,实践性强,并且教学内容随着信息技术的发展也在不断地变化,这给教学工作带来很大挑战。由于专业性质不同,为了使网络信息安全课程的教学符合网络工程专业的特点,并且跟上信息技术瞬息万变的步伐,达到培养人才的目标,我们在多年教学实践的基础上,不断地进行总结和探索。

 

2 网络工程专业特点

 

网络工程是将计算机技术和通信技术紧密结合而形成的新兴的技术领域,尤其在当今互联网技术以及互联网经济迅速发展的环境下,网络工程技术已经成为计算机乃至信息技术界关注的重要领域之一,也是在现代信息社会中迅速发展并且应用广泛的一门综合性学科。网络工程专业自从上世纪90年代起,陆续在我国很多本科高校中都有开设。

 

网络工程专业的培养目标是:掌握常用操作系统的使用、网络设备的配置,深入了解网络的安全问题,具有综合性的网络管理能力,可以胜任中小企业的网络管理工作,并具备发展成为网络工程设计专家的能力[1]。以商丘学院(以下简称“我校”)为例,该专业是我校重点建设的专业之一,计算机网络课程现已成为校级精品课程,所属计算机网络实验室被评为河南省级重点实验室。在校学生一二年级主要学好程序设计、网络原理、操作系统等专业基础课,三四年级主要学习网络设备管理、综合布线、网络组建、网络信息安全等专业核心课程。在学生学习的时间安排上留有余地,引导学生扩大知识面,关注学科前沿,鼓励学生利用好实验室来培养自己的实践能力和创新能力。因此,网络信息安全成为我校高年级学生的一门必修课。结合网络工程专业特色,网络信息安全课程多年来在我校网络工程专业一直开设并收到很好的效果。

 

3 网络信息安全课程开设现状

 

网络信息安全是一门涉及计算机科学、网络技术、通信技术、密码技术、信息安全技术、应用数学、数论、信息论等多种学科的综合性学科。信息安全是国家重点发展的新兴交叉学科,具有广阔的发展前景。由于我国在信息安全技术方面的起点还较低,国内只有少数高等院校开设“信息安全”专业,信息安全技术人才奇缺。网络信息安全课程在信息安全专业是必不可少的核心课程。

 

目前,我校网络工程专业网络信息安全课程的开设还是以理论教学为主,实践教学为辅的教学模式。在学时分配上我们采用“34学时理论+18学时上机”的模式。在考核方式上采用“20%平时表现+80%理论考试”来计算总成绩。结合信息安全技术发展迅速的特点,在教材的选用上我们不断更新教材,以求跟上时代和技术的潮流。我校先后选用吴煜煜[2]、周明全[3]、石志国[4]、袁津生[5]等人主编的教材,这样教师也在不断地学习最新知识和专业技能。由于该课程是一门交叉性综合性学科,学好这门课程要求学生必须具备良好的程序设计能力,过硬的数学、操作系统和网络知识。该课程的先修课程为:高级程序设计(C、C++、Java)、计算机网络(TCP/IP)、操作系统(Unix和Windows)、数据库系统。该课程教学内容主要包括:网络安全的基本概念、加密与解密、公钥体系、TCP/IP协议安全、应用层安全、攻击与防御、网络站点的安全、操作系统系统与数据库的安全。

 

网络信息安全这门课程是一门理论和实践相结合,应用性很强的交叉性综合性课程。理论知识涉及面广且抽象,实践问题规模难度大。这样的特点不仅要求教师具备过硬的专业技能和授课水平,而且要求学生具备扎实的理论功底和和较强的实践能力。该课程在我校是网络工程专业开设的一门必修课程,它既不能像信息安全专业开设的专业课那么详尽和深入,也不能像普及网络安全知识一样成为公共选修课那样浅尝辄止。这就要求教师必须在有限的学时内将网络信息安全课程最基本的原理、最常用的技能传授给学生,使学生能够解决最常见的网络安全问题,成为能够学以致用,能够解决实际问题的人才。因此,必须结合网络工程专业特色和我校学生水平进行教学,才能使教和学的效果都达到最优化,达到培养人才的目标。

 

目前,现有的教学模式仍然停留在重理论、轻实践的层次上。学生在课堂上与老师的互动性不强,特别是学生的学习积极性不高,对信息安全课程学习的兴趣不持久,实践能力不强,而且现有的考核方式已不适应课程的发展。通过近几年的教学实践,结合目前网络工程专业开设的网络信息安全课程在教学中存在的问题,从培养应用型、创新型信息技术人才的角度来出发,我们尝试对网络信息安全课程进行改革和探索。

 

4 教学改革与探索

 

4.1 翻转式教学模式

 

互联网的普及和计算机技术在教育领域的应用,使“翻转课堂式”教学模式[6]变得可行和现实。学生可以通过互联网去使用优质的教育资源,不再单纯地依赖授课老师去教授知识。在课堂上,学生和老师的角色则发生了变化。老师更多的责任是去理解学生的问题和引导学生去运用知识。我们在课堂教学的组织中参考林地公园高中的经验:一、创建教学视频。我们根据上课的内容和教学目标,使用录屏软件将课件和讲课声音录制下来,然后将课件或视频通过网络分发给学生。让学生在上课前进行先行学习并收集好学生反馈的问题。二、组织课堂教学。教学内容在课外传递给学生后,课堂内更需要高质量的学习活动,让学生有机会在具体环境中应用所学内容。这样学生先自我学习或通过讨论来掌握知识点,结合学生反馈的问题,在课堂上再由教师主导开展关键问题的研讨,安排相应的课程实践。该方法在国防科学技术大学徐明的论文[7]中提到,可以作为改革教学模式的一种方法来学习使用。

 

4.2 理论与实践相结合的教学模式

 

理论授课均在多媒体教室进行,理论授课要与上机实践相结合,网络安全实验均在我校计算机网络实验室完成,学生上机操作并提交实验报告。计算机网络实验室是我校网络工程专业的专业实验室,实验室采用圆桌模式分为8组,每组8位同学,能同时满足64位学生做实验。我们结合近几年的教学经验,参考袁津生[5]等教材,安排了如下实验:①VMware虚拟机与网络分析器的使用;②RSA加密算法的分析与实现;③加解密算法的分析与实现(DES、AES等);④Hash算法MD5;⑤剖析特洛伊木马;⑥使用PGP实现电子邮件安全;⑦X-SCANNER扫描工具;⑧用SSL协议实现安全的FTP数据传输。除了正常安排的16个上机学时之外,增加实验室开放时间,为对网络安全有兴趣的学生提供更多的实践机会。通过在计算机网络实验室的学习和实践,使学生加深对网络信息安全原理和技术的认识,提高网络技能和实践能力,增加他们在将来的就业竞争中的优势。另外,工学结合,引进第二课堂,创建实训基地,争取在网络安全相关的企业和公司建立实训基地,加强合作,让学生有实践的机会,提高实践能力和就业能力,这是我们以后也要逐步探索的教学方式之一。

 

4.3 教学方法的一些改进

 

兴趣是最好的老师。多讲一些实例,可以采用任务驱动的方式培养学生的兴趣。比如上课前提出一个问题再开始讲课。例如:假如你是一个公司新任的网络管理员,需要对某台路由器进行相应的配置,但是你不知道该路由器的enable密码,该怎么办?这样就能驱动学生主动思考完成任务的方法,主动学习。一定要结合学生实际,避免“填鸭式”教学方法,做好师生互动。另外授课要尽可能地生动、幽默。

 

课堂知识、搜索引擎、论坛和专业站点、期刊论文(CNKI),这些都是学好网络信息安全的重要资源。在教学过程中,一定要利用好搜索引擎、论坛、期刊论文等,关注前沿的信息安全领域发展动向。

 

增加先驱课程知识的讲解。网络信息安全涉及到的数学知识我们参考裴定一教材[8]。例如,数据加密与认证技术的内容涉及到模运算、矩阵置换等数学知识,在讲解相应的数据加密知识时一定要将涉及到的先驱课程知识讲解清楚。

 

以就业为导向,鼓励学生积极参加网络信息安全工程师认证考试。鼓励对网络安全有兴趣的同学进行更加深入、更加专业的学习。

 

4.4 加大投入、完善网络信息安全专业实验设施

 

完善的网络信息安全实验平台[9]应该以网络为基础,将网络原理、网络程序设计、信息安全技术和网络实践类等课程集成在同一平台上,采用群组动态交互式实验方法,利用共享网络墙形成公共实验载体,实现网络实验从单设备组网到不断叠加和扩展,使学生从规模化的网络中理解路由协议和网络效率。在这样的实验平台下,利用共用服务器,各个群组组成网络攻防、信息战等实际场景,根据现场不断变化的信息实时设计技术方案,灵活应对网络的动态变化,做出快速的反应与调整,以培养学生高度的应变设计能力。

 

4.5 改革课时分配和考核权重

 

网络信息安全是一门理论与实践并重的课程,在今后的教学中,要逐渐增加实践课程的教学。为了增加学生对实践能力的重视,要合理分配理论考试和实践考试的权重,在现有考核模式的基础上逐步增加实践成绩的权重。在考核的形式上,综合卷面成绩和平时表现成绩,平时表现的成绩注重关注实验小组讨论的表现,个人实践的表现等。

 

5 结论

 

篇5

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2013)29-0094-03

作者简介:徐慧,女,博士,讲师,研究方向为网络与服务管理;邵雄凯,男,博士,教授,硕士生导师,教学副院长,研究方向为计算机网络、移动数据库技术和Web信息服务;陈卓,女,博士,教授,硕士生导师,研究方向为信息安全;阮鸥,男,博士,讲师,研究方向为网络安全。

作为一所地方工科院校,湖北工业大学(以下简称“我校”)目前面向本科生稳步推进“721”梯级、分类、多元人才培养模式改革:针对70%左右的本科生,以就业为导向,实施以培养实践动手能力为主体、创新创业精神为两翼的高素质应用型人才培养模式;针对20%左右的本科生,培养具有一专多能、湖北工业经济发展急需的复合型中坚人才;针对10%左右的本科生,扎实推进卓越工程师项目计划,培养高素质创新型的、未来湖北工业经济发展的领军人物。在这一背景下,网络工程专业与物联网工程专业在培养方案设置和修订的过程中,考虑利用科研平台、培训、竞赛等方式,切实加强实践环节的设计,进一步推进我校“721”人才培养模式改革,并以此为契机,进行培养和提高学生的创新精神和实践动手能力的教学改革与实践。本文旨在讨论网络工程专业与物联网工程专业的网络管理与安全综合课程设计的改革实践。

一、网络管理与安全综合课程设计的定位

按照“721”梯级、分类、多元人才培养模式改革思路,我校依据学科专业特点探索实施“实验教学――实习实训――毕业设计(论文)――创新教育――课外科技活动――社会实践”六元结合的实践教学体系。在这一实践教学体系的规划下,网络工程专业与物联网工程专业的人才培养方案都明确规定六大内容的基本要求和学分,并分为基础层次(基础课程实验、生产劳动、认知实习等)、提高层次(学科基础实验、课程设计、专业实习或生产实习、学年论文等)、综合层次(设计性实验及科研训练、学科竞赛、毕业实习、毕业设计或论文等)三个层次,从低年级到高年级前后衔接,循序渐进,贯穿整个本科生培养过程,旨在增强本科生的创新意识,提高他们的实践能力。

面向网络工程专业本科生的网络管理与安全课程群,主要包括“信息安全概论”、“应用密码学”、“计算机网络管理”、“网络防御技术”、“网络性能分析”和“网络安全编程与实践”这六门专业课程。在课程安排上,“信息安全概论”课程首先引入信息安全的基本概念和基本原理,包括消息鉴别与数字签名、身份认证、操作系统安全、数据库安全技术以及数据的备份与恢复等知识点;而“应用密码学”课程则介绍密码学基本概念、基本理论以及主要密码体制的算法与应用;更进一步,“计算机网络管理”课程以协议分析为导向讲授网络管理的相关理论,包括功能域、体系结构、协议规范、信息表示等知识点;“网络防御技术”课程以统一网络安全管理能力作为培养目标,阐述网络攻击的手段和方法以及网络防御的基本原理;在此基础上,“网络性能分析”课程着重讨论网络性能管理的理论与应用;“网络安全编程与实践”课程讨论网络安全编程实现的基本技术。值得注意的是,网络工程专业的网络管理与安全课程群建设成果,目前正在为面向物联网工程专业的相关课程体系设置与教学方法改革所借鉴。

网络管理与安全综合课程设计介于实践教学体系中提高层次到综合层次的过渡阶段,作为网络工程专业与物联网工程专业本科生第四学年实践能力培养的一个重要环节,有利于深入培养相关专业本科生的网络管理与安全综合实践能力。

二、基于项目角色划分的实施方案

为了培养网络工程专业与物联网工程专业本科生的工程实践能力,网络管理与安全综合课程设计实施过程的改革思路是:采用自主团队方式,选择并完成一个网络管理与安全项目。对于相关专业本科生而言,因为是自由组成团队,项目角色划分显得尤为重要。在这一背景下,提出基于项目角色划分的网络管理与安全综合课程设计实施方案。

网络管理与安全综合课程设计并不是要求本科生在短时间内便可以完成一个很大的网络管理与安全项目,主要是希望他们能够利用已有网络管理与安全课程群的知识基础,按照软件工程的思路合作完成一个规模适中的网络管理与安全项目,提高网络管理与安全综合实践能力。基于不太大的项目规模,网络管理与安全综合课程设计的项目角色划分与相应职责见表1。

三、网络工程专业与物联网工程专业的协同设计

作为一所地方工科院校,我校自2008年开始面向本科生开设网络工程专业,并于2012年面向本科生开设物联网工程专业,同时已获批“湖北省高等学校战略性新兴(支柱)产业人才培养计划本科项目”。网络工程专业与物联网工程专业虽然是两个不同的专业,却具有一定的关联性,如何保证网络管理与安全综合课程设计的实施方案对于这两个专业的协同设计,是专业改革实践过程中需要考虑的问题。图1给出网络管理与安全综合课程设计在实施过程中网络工程专业与物联网工程专业的协同设计方案:

如图1所示,网络工程专业的网络管理与安全综合课程设计的选题主要包括四个方向,即“信息安全与密码学”、“网络防御技术”、“计算机网络管理”与“统一网络安全管理”。其基本的选题思路在于帮助本科生熟悉常用的网络管理与安全编程开发包,并掌握网络管理与安全项目实践的基本技术,为将来从事网络管理与安全方面的研发工作打下一定的基础,各方向的参考选题见表2。

更进一步,较之网络工程专业,物联网工程专业具有更强的整合性与自身的特色,见图1,物联网工程专业的网络管理与安全综合课程设计的选题主要包括两个方向,即“物联网安全”与“物联网管理”,各方向的参考选题如表3所示。[1,2]

按照我校“721”梯级、分类、多元人才培养模式改革思路,作为实践教学体系中提高层次到综合层次过渡阶段的一个重要环节,网络管理与安全综合课程设计在改革实践过程中,考虑采用基于项目角色划分的实施方案,并尝试实现该方案在网络工程专业与物联网工程专业的协同设计,同时给出这两个专业不同方向的参考选题。

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网络工程专业之中的主干工程技术类课程最为显著的特征就是应用型、连贯性、实践性与延续性,课程之间的知识点以及实践环节之间也大多是相互渗透且难以分割的。在这种现状之下,如何有效的开展网络工程专业教学课程体系,构建出理论与实践教学的协调发展课程体系也就成为了网络工程系列课程教改中的关键,而为了能够实现这一目的,本文则从整体知识观着手进行了如下研究:

一、网络工程系列课程相关概述

在网络工程专业系列课程体系之中,主要有三门课程是属于网络工程的工程技术课程,其分别是组网技术、网管技术以及网络安全这三门,而其主要的目的就是为了让学生在网络规划与组网设计过程中,更好地掌握专业发展方向,同时在学习过程中掌握网络运行维护与管理等多方面的知识与技能,从而也就能够真正具备从事工程开发、维护以及安全管理等多方面的综合应用能力,让学生能够更好地满足社会对于网络工程专业人才的需求。如果从知识结构来进行分析的话,网络工程系列课程都具有较强的延续性以及连贯性,但是在实际教学过程中,我们却发现这些课程都各成体系,教学过程中较为孤立,追求的也是自身的完整性以及严密性,没有很好地意识到课程体系之间的关联系,而且教学也普遍都存在着重理论轻实践等现象。在这种学习现状下,虽然很多学生对于本课程的知识点有着较为系统且深入的学习,但是却依然还是会无法避免的出现一些课程较差重复的现象,也无法准确的认识知识系统之间的本质联系,进而也就无法养成较为良好的工程问题解决能力,整个工程实践以及创新能力有待提升。

二、基于整体知识观的网络工程系列课程教改措施

在社会不断发展过程中,市场对于网络工程专业人才的要求也在不断的提升,网络工程专业系列课程教学也需要进行改革,及时使用更为先进的教学理念来展开教学,以此来对整个教学方式进行优化,从而培养出更高水平的网络工程专业人才。而为了实现这一目的,笔者则基于整体知识观理念来对网络工程系列课程教学改革提出了如下建议:

(一)基于整体知识观对系列课程进行统整

整体知识观这一理念是美国教育学者所提出的理念,而其主要指的就是将所有知识点作为相互关联的,而且还能够有效的整合成一个统一的知识体系的知识。在教学过程中以整体知识观来展开教学,这样就能让课程体系之中的知识点之间构建出本质上的联系,从而让整个教学内容形成一个较为完善且统一的知识体系,这样学生就能在学习过程中形成较为完整的知识体系,让学生养成具有超越孤立的意识,真正学会从全面与整体来对世界进行认知,同时让学生解决问题的能力得以有效提升。具体而言,教师在教学过程中可以以整体知识观理念作为指导,将网络安全、组网技术、网络技术这三门课程教学直接打破原有的课程接线,将其作为网络工程技术系列模块进行统一的整合和处理,这样就能有效的提高整个课程体系的集成度,注重课程之间的联系,以此来形成一个连贯性的教学实验过程,让学生在这一过程养成较为良好的网络工程研发能力。

(二)开设系列课程实验独立课

研究调查显示,实验课程独立开设本身就是一种有效的且可行的方案,教师在教学过程中如果能够基于整体知识观来将三门课程实验有效的联系在一起,就能有效的防止内容重复亦或者是相互孤立等情况,同时还能为设计性、综合性实验课程提供较为广阔的空间,实验内容也能因此而更好地联系实际,具有较强的先进性以及科学性,让学生在实验过程中养成较为良好的自主学习、解决问题与分析问题等能力,最大程度提升网络工程系列实验教学质量。在实验教学模式之上,我们能够发现网络技术实践一般情况下都是早于理论的形成,教师在教学过程中就可以先展开实验教学,以此来实现实践到理论的深化,让学生能够在这一过程中形成较为良好的感性认知,同时也能实现理论与实践的有效结合,最大程度提高网络工程系列课程教学质量。

(三)对网络工程系列课程考核进行改革

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论文摘要:本文在调查、分析了用人单位对网络工程专业人才技术、技能要求和目前网络工程专业培养目标的基础上,进一步明确了网络工程专业涉及到的知识领域和对应的知识点,设计了网络工程专业的课程体系结构,并制订了相应的教学计划,供相关单位借鉴和参考。

1引言

随着计算机网络技术的快速发展,大到国民经济各个领域,小到人们生活的点点滴滴都离不开计算机网络,并且这种应用趋势还在不断向更广的领域、更深的层次、更高的要求发展。于是,包括政府、军队、科研院校、企事业单位等组织在内的社会各行各业对网络技术各方面的人才需求急剧增长,作为高等院校,如何适应时代需求,培养掌握网络及其相关技术的高素质人才,以满足不同行业不同岗位的工作对网络工程专业人才的技术需求,成为一项紧迫而又重要的战略任务。

目前各行各业需要什么样的网络技术人才呢?而国内的高等院校网络工程专业培养的人才能否完全满足这些需求呢?为此,我们一方面调查并分析了多个典型行业对网络工程专业人才的技术与技能要求,另一方面跟踪分析了包括清华、北大、上海交大、美国MIT、加州大学伯克利分校、西点军校、CC2005、加拿大Dalhousie大学、澳大利亚昆士兰大学和国立大学、瑞士联邦理工学院等多所国内外知名院校当前网络工程或相关专业的培养方案,并以此为依据,确定网络工程专业涉及到的知识领域及对应的知识点,然后制定覆盖各知识点的课程体系和教学计划。

2用人单位对网络工程专业人才技术、技能的要求

我们对国内外从事网络设备设计、生产的科研院所和厂家的技术人员、从事网络组网工程的系统集成公司的工程师、从事网络运行管理与维护的军政机关和企事业单位网络管理员、从事网络技术教育的高等院校教师等典型单位及相关工作岗位进行了关于网络工程专业人才技术、技能要求的现状和和发展方向的问卷调查和统计分析,得出结论,围绕图1所示的网络工程生命周期,目前及未来五到十年网络工程专业培养的人才主要分为科研型、工程型和应用型三个层次,且应具有以下五方面的技能。

(1) 网络设备的设计与制造技术

掌握网络交换机、路由器、防火墙、网络存储、网闸、网关等网络设备的体系结构、工作原理、设计方法、制造工艺等相关技术,将来主要就业于科研院所和生产厂家的网络硬件工程师岗位,从事网络新技术、新设备的研发、设计与制造等的工作。

(2) 网络协议的设计与实现技术

掌握包括局域网协议、广域网协议、TCP/IP协议、网络安全协议、网络管理协议及其他网络新应用协议等的工作原理、协议标准描述、协议分析与设计、协议实现、协议测试与验证等相关技术,将来主要就业于科研院所和生产厂家的网络系统软件工程师岗位,与网络硬件工程师一起从事网络新技术、新设备、新协议的研发、设计与实现等工作。

(3) 网络应用系统的设计与开发技术

掌握包括C/S模式和B/S模式的网络编程技术、基于网络的MIS系统的设计与开发技术、Web系统与技术、网络多媒体技术、网络分布处理技术、网格计算与云计算技术、网络备份与恢复技术、P2P网络技术、.NET技术、J2EE技术等在内的网络应用系统设计与开发技术,将来主要就业于网络应用软件开发技术公司的网络软件开发系统分析员与工程师岗位,从事各行业网络应用系统的设计与开发等工作。

(4) 网络系统的规划设计与施工技术

掌握网络拓扑结构的设计、网络路由的设计、网络服务的部署、网络可靠性与安全性方案的设计与实施、子网与IP地址的规划、综合布线方案、网络施工方案以及网络测试与验收方案设计、论证等技术,将来主要就业于网络系统集成公司的网络工程师岗位,从事各行业网络组网工程的方案设计与论证、工程实施与系统集成等工作。

(5) 网络系统的管理与维护技术

掌握网络设备与系统的配置管理、故障管理、性能管理、安全管理、计费管理、网络性能评价与优化、网络安全防范等技术,将来主要就业于军政机关、企事业单位的信息中心网络管理与维护岗位,从事各单位网络日常管理与维护等工作。

其中(1)、(2)属于科学研究型人才,(3)、(4)属于工程型人才,(5)属于应用型人才。

3网络工程专业人才培养方面存在的不足

从2002年起开设网络工程专业到目前为止,开设网络工程专业的高等院校已有两百多所,即使未开设的院校在其计算机专业中也大量涉及到计算机网络的教学,积累了较为丰富的办学经验和教学成果,但也暴露了一些问题,其中最主要的是网络工程专业定位问题以及由此产生的课程体系建设问题。

在各个高校开设网络工程专业之时,正是国内企事业单位网络工程项目建设蓬勃发展的时期,当时人们对网络工程专业人才培养的定位主要侧重组网工程的建设者、网络系统的管理与维护者,但随着时间的推移,用户单位对组网的需求增速放慢,同时网络管理与维护的工作逐渐被一些大专、职高的学生占据,从而导致按上述定位培养的网络工程专业本科毕业学生找工作困难的局面。究其原因,主要是当时对网络工程专业的定位太低,网络工程专业只关注了组网工程的建设环节,没有涵盖网络工程生命周期中的全部环节,因而导致网络工程专业的学生就业面窄、参与技术研发的后劲不足,进而使用人单位甚至院校本身对网络工程专业培养的学生能力乃至网络工程专业存在的必要性产生了怀疑。为此,许多有识之士建议提升计算机网络的学科地位,从原来隶属于系统结构下的三级学科提升为计算机科学技术下的二级学科,并更名为网络技术(NI),然后对网络工程专业(或更名为网络技术专业)人才培养进行重新定位,使该专业的教学内容覆盖整个网络工程的生命周期,并根据新的定位,研究并制定网络工程专业的课程体系和实践教学体系,以指导、规范网络工程专业的教学与实践,提高网络工程人才培养的质量和水平。

4网络工程专业人才培养目标

根据图1所示的网络工程生命周期和行业用户对网络工程专业人才技术、技能的要求,我们对网络工程专业人才培养目标重新定位,包括以下五个目标或专业方向:(1)网络硬件设备的设计与开发;(2)网络协议的设计与实现;(3)网络应用系统的设计与开发;(4)网络工程设计、规划与实施;(5)网络系统的管理、维护与评估。

5网络工程专业知识领域

为了达到网络工程专业人才培养的新目标,在教学计划中除了数学、物理等公共学科领域外,还需要包含以下知识领域(各领域涉及到的知识点由于篇幅关系,在此未列出):(1)电子科学与技术;(2)计算机科学与技术;(3)网络与数据通信技术;(4)信息安全技术。

6网络工程专业课程体系设计

围绕网络工程专业涉及到的知识领域和知识点,网络工程专业课程体系由五模块组成:公共基础模块、专业基础模块、专业必修模块、专业选修模块、专业实践模块。首先通过基础课程、专业必修课程的学习,初步掌握本专业的基础理论、关键技术;然后根据专业方向或自己将来准备从事的工作岗位选修相应的课程;最后通过专业实践环节的综合训练,起到对所学知识和技能融会贯通的作用。具体来讲,重点培养学生以下几方面的能力:

(1) 网络硬件设备研发方面的能力培养

通过电工与电路、模拟电子技术、数字电子技术、信号分析与处理、计算机原理、计算机体系结构、嵌入式系统、计算机系统工程、计算机接口与控制、VLSI技术及应用、人机交互技术等课程的教学与训练,着重培养学生在网络新技术、新产品的硬件方面的创新研究和设计制造的能力,以满足科研单位和网络设备厂家的硬件设计工程师工作岗位对网络技术人才的需求。

(2) 网络协议分析与设计方面的能力培养

通过计算机网络、Internet协议分析、高级语言程序设计、汇编语言程序设计、数据结构、算法设计与分析、软件工程等课程的教学与训练,着重培养学生在网络新技术、新产品的系统软件方面的创新研究和设计的能力,以满足科研单位和网络设备厂家的系统软件设计工程师工作岗位对网络技术人才的需求。

(3) 网络应用系统设计与开发方面的能力培养

通过高级语言程序设计、汇编语言程序设计、数据结构、算法设计与分析、软件工程、操作系统、数据库原理与技术、网络计算技术、分布式系统导论、多媒体技术、人工智能导论等课程的教学与训练,着重培养学生在网络应用系统设计与开发方面的能力,以满足行业软件公司软件工程师工作岗位对网络技术人才的需求。

(4) 网络工程规划设计与实施方面的能力培养

通过网络工程、信息系统集成、移动通信技术、通信系统、程控数字交换原理、接入网技术、网络性能评价等课程的教学与训练,着重培养学生在网络工程规划、技术方案设计与评估、组网工程实施等方面的能力,以满足系统集成公司的网络工程师工作岗位对网络技术人才的需求。

(5) 网络系统管理维护与评估方面的能力培养

通过网络管理、网络安全、网络性能评价、网站设计与维护、计算机故障诊断与维护、信息安全法规等课程的教学与训练,着重培养学生在网络系统故障管理、配置管理、性能管理、安全管理等方面的能力,以满足企事业单位网络管理员工作岗位对网络技术人才的需求。网络工程专业课程体系。

7网络工程专业课程体系实施计划

在制定实施计划时,需要考虑课程之间的依赖关系、各学期课时量平衡关系等问题。同时,为了让学生集中精力完成必修课学习的同时又兼顾学生的专业方向,选修课程主要安排在第三、四学年秋。另外,为了更好地开展毕业实习和毕业设计工作,我们建议第四学年春不安排课程教学,如果需要可以适当安排2~3次专业讲座。课程体系中各课程的学分、总课时、实验课时、考试课时及教学安排。

8小结

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网络工程专业构建了“三平台、六模块”课程体系。搭建了“通识教育、专业教育和生涯教育”三个平台,形成了“公共基础课、素质教育课、生涯教育课、专业基础课、专业核心必修课、专业方向选修课”六个板块。其中,通识教育平台包括公共基础课和素质教育课两个板块,占总学分36.9%;专业教育平台包括专业基础课、专业核心必修课和专业方向选修课三个板块,占总学分58%;生涯教育平台贯穿于四年全过程,主要包括入学专业教育、职业生涯规划等必修课程和创业意识、校企合作班等选修课程,占总学分5.1%。课程在设置上妥善处理了公共课程与专业课程、专业基础课程与专业核心课程、第一课堂与第二课堂的关系。并通过引进、改造、借鉴等途径,加强与行业企业的合作,构建符合专业、经济社会和学生个性发展需要的、多样化的“平台+模块+课程群”的课程结构。

2.创新教学环节安排

为提高学生对网络的认识,避免在今后学习中产生盲目性,学院对新入校的新生在第一学期即安排了为期一周的网络工程实训。利用学院锐捷网络基础实验室、西元网络综合布线实验室、H3C网络工程实验室和云虚拟网络安全实验室等实验实训平台,让学生带着好奇去了解网络,带着问题去进一步学习网络。通过综合布线工程的现场讲解,通过网络互联通信的现场操作,通过网络安全攻防的现场演示,让学生对网络有了一个更为全面、更为直观且全新的认识,激发他们对网络的兴趣,也为他们今后更加明确地进行网络工程学习指明了方向。

二、以实践教学为重点,完善实践教学体系

实践教学是应用型本科高校教学优势、学科优势和科研优势的集中整合,是培养学生创新意识的重要环节,也是培养高素质应用型人才的重要途径。要加快应用型人才培养步伐,必须加强实践教学,构建科学的实践教学体系。要以社会发展对人才需求为背景、以基本能力训练为基础、以综合素质培养为核心、以创新精神教育为主线,培养学生的实践动手能力、科学研究能力,锻造学生的创新思维、培养学生创新能力,提高学生的综合素质。

1.构建科学合理的实践教学体系

网络工程专业构建了“一主线、四层次、五平台、八模块”的实践教学体系。做到四年实践教学不断线这“一主线”;加强公共实践、基础实践、专业实践和创新实践“四层次”的实践训练;搭建起实验实训平台、实习实训平台、科技创新平台、创业就业平台和社会实践平台“五平台”;保证素质训练模块、实验教学模块、实习教学模块、实训教学模块、课程设计模块、毕业论文(设计)模块、应用与创新模块、社会实践模块“八模块”真正落到实处。

2.形成模块化实践教学环节

重视实践教学环节,重新制(修)订了网络工程专业人才培养方案实践教学体系设置上,网络工程专业实践课程分为公共实践、基础实践、专业实践和创新实践等四个层次。除公共实践外,共设置了21个课内实验、6个课程设计、3个实训教学,外加认识实习、生产实习、毕业实习、毕业论文(设计)等集中实践教学环节。其中,实践教学共58学分,占总学分的28.4%(不含公共实践学分)。实践教学内容安排上,有针对性地开发实验项目,合理设计综合性、设计性实验项目内容,积极开展实验课程(设计)、实习实训、课外科技训练、毕业论文(设计)等。为锻炼学生的实际动手能力,提高了团队协作意识,在专业实验教学中广泛采用“岛式实验台”,将学生们分成若干小组,明确每个学生在任务中的具体分工,使得每位学生都能明确实验的复杂过程。另外,针对学生网络基础的不同情况,在实践教学中对不同学生开出不同的“菜单”,因势利导地进行分层教学、差异教学和订单式实验选择,针对不同水平、不同要求的学生采取不同的实践教学体系,如“网站配置与管理(低级要求)”、“网络互联设备配置(中级要求)”、“网络仿真与网络编程(高级要求)”。同时,通过设置科技实践环节、鼓励学生积极参与教师科研课题等途径,促使学生积极参与科研活动。

三、以内涵建设为保障,提升教学质量与效果

加大传统课堂教学模式与教学内容改革,促进教学改革与创新,提升教学质量。

1.改革传统课堂教学模式

针对性地对课堂教学模式进行改革,对课程的重点、难点进行分析、讲解,对相关知识平台进行扩展。在课堂教学中摒弃“一言堂”的教学方法,采取主要内容、重点内容以“老师讲授为主、学生提问为辅”,其他内容以“学生课后自学为主、老师答疑为辅”的方法开展教学;课堂教学过程中改变讲细讲透的灌输式教学方法,采用精讲、选讲,通过对课程的网络化改造,在满足既定的教学要求下尽量减少课内学时,增加学生课外自主学习和实践。另外,通过增加“案例教学”,提高学生分析问题和解决问题的能力。

2.尝试双语教学

教育部在教高[2001]4号文件中明确提出:“本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学,高新技术领域的信息技术、生物技术等专业要先行一步”。2007年,教育部在《关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》文件中又进一步指出,要鼓励高校开展双语教学工作。为培养具有国际化视野、适应信息化社会要求的网络综合技能人才,提高学生阅读国外教材、文献的能力。安徽新华学院以省级精品课程———计算机网络原理为依托,采用清华大学出版社出版的《ComputerNetworkFourthEdition》教材,对计算机网络原理课程大胆尝试双语教学。在教学方法上通过“简单渗透层次整合层次双语思维层次”梯度模式,让学生逐步学会用母语和英语来表达计算机网络知识,思考、解答问题,即从教学手段、教学形式上采用逐步过渡的方法让学生接受双语教学。

3.完善课程考核与评价方式

课程考核与评价一改传统方式,更加注重学生应用能力与学习过程相结合,考核采用结构化评分方法,极大地提高了考核的客观公正性。理论课程考核不以“一张试卷定终身”,课程总成绩由期末闭卷考试成绩、课堂表现与作业成绩三部分组成。改变传统的以学生实验报告为主要依据的考核方法,通过知识的综合运用来评价学生自主设计实验项目的能力、实验过程中疑难问题的排除能力以及实验故障的分析与解决能力,以此来探索多元化的实验考核方法,培养学生的工程实践能力。

4.突出双证教育

为进一步突出“双证”教育,提高网络专业技术证书的考证率与通过率,为社会培养更多有用的网络工程师人才,提高学生毕业时的就业竞争力。2012年,安徽新华学院与杭州华三通信有限公司(H3C公司)合作成立了安徽新华学院信息工程学院H3C网络学院。网络学院以“专业务实,学以致用”为理念,积极推广以网络技术为主要内容的教育计划,并通过课程植入、考核置换等方式积极进行相关课程改革。目前学院已有160多名同学拿到了H3CSE证书(网络工程师证书)。

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物联网技术在现代信息技术领域有着独特的优势,引领着互联网在新时代的要求下不断进步,高校在建设计算机网络工程专业的时候需要构建符合技术特点的结构体系,在培养人才的道路上既要利用高校的优势学科,又要明确该学科的发展方向。

1网络工程专业设置物联网方向

物联网技术的自身原理和计算机技术有着很大的共通性,这种网络信息系统有着很强的技术基础,并且在融入高校的相关专业时需要充分分析传感器网络技术,这样学生在学习的过程中才能充分了解该技术的技术构成。通过分析高校计算机网络工程专业的现有状况发现该专业课程主要集中在物联网的网络层和应用层,并且该专业有很多的基础知识是适用于物联网技术的,因此在二者的结合过程中还需要增加感知层方面的知识,这样才能使计算机网络工程专业从整体上具有运用物联网技术的可能性。在高校中设置物联网方向并不是要彻底改变该专业的人才培养目标,教师在开展教学的时候可以适当调整具体的内容,这样使二者有效地结合。在高校的网络工程专业中增设物联网方向要充分考虑当地的市场需求,有些高校只是盲目地效仿其他高校的做法,没有结合自身的师资力量和教材的特色,因此在实践过程中很难制定符合标准的专业培养方案。

2利用高校的学科优势培养网络工程人才

不同区域的市场对于网络人才有着不同的要求,学校在开设物联网技术方向的相关课程时需要建立符合技术特点的课程体系,而课程结构的合理性要根据学校的硬件设备和优势专业来判定。和其他的专业方向一样,网络工程专业也要在自身的发展过程中不断创新,教师在教学过程中不仅要加强专业知识的讲解,而且还要创造一定机会让学生进行实践操作,进行专业的实践训练需要学校提供现代化的实验室,通过实践基地的建设可以提高复合型人才的综合素质。在开展评价工作时要根据行业的具体要求进行,很多计算机行业对于人才的个性化特点有很大的要求,因此学校不仅要通过教学优化学生的知识结构,更要使学生在解决专业问题的时候运用创新的思维方式,这样的方式培养出来的毕业生在工作岗位上才能完成行业的操作。高校在运用物联网技术时需要专门教材的配合,建设有自己特色的教材不仅要求发挥专业教师的作用,而且还可以通过和企业开展合作来加强教材的针对性,专业的教材需要将理论知识和实际运用有效结合,这样才能使培养出来的人才符合岗位的要求。

3完善网络工程专业培养目标和课程内容

3.1专业培养目标

高技能人才不仅要有科学的素养,而且还能从事多领域的技术研发工作,这种应用型的人才在很多行业都有很大的需求,比如说在信息产业和轻工行业。高校物联网技术方向的培养目标包括很多方面技术的掌握,不仅包括通信技术和传感技术,还要有技术推广的能力,这种技术的推广主要表现在学生实践能力的提升。衡量该专业能力的标准有很多方面,其中掌握计算机技术和网络工程的理论是最基础的环节,而物联网感知层的相关知识的获得是制定和实现教学目标的关键关节,除此之外,学生还要学会检索文件,了解一些基本的软件编程程序,综合这些方面可以有效地评价目标的实现程度。

3.2课程设置

物联网方向的课程需要根据现实社会的信息来设置,除了已有的网络层和应用层知识的传授,感知层的相关知识也要纳入到计算机网络技术的课堂中去,网络技术的知识不仅包括原理的分析,还需要了解一些基本程序的设计。对于物联网三个层次的知识的掌握,该专业在课程结构上要突出行业的特点,并且适当增加一些网络课程,比如说无线自组网应用课程,这些课程的加入可以学生的技术处理能力。

3.3专业实验

物联网技术是一门操作性很强的技术,成熟技术能力的掌握需要学校根据自身的特点来设置专业的实验,这样可以让学生有机会巩固自己的理论知识。在进行专业实验时要按照标准的步骤进行,首先要完成毕业实习,在设计课程之前要进行计算机基础练习,企业的生产实习要在学生的论文之前完成。物联网的实验有很多种课程设计,高校可以根据自身的学科优势选择适合自己的课程,比如说网络系统集成课程设计是一种运用很广泛的专业实验。

4结语

综上所述,高校人才培养因物联网应用领域的高速扩张而迎来了新的机遇和挑战。本文通过分析网络工程专业设置物联网方向,结合高校优势学科培养网络工程专业人才的新思路及利用高校的学科优势培养网络工程人才,分析总结出完善网络工程专业培养目标和课程内容。并且社会的发展在各个领域都对物联网的技术有很大的需求,而高校作为专业人才的培养场所要认真分析自己的学科优势,从而为复合型应用人才的培养制定有特色的方案。以上的浅显之见希望能给相关的业内人士提供一点参考借鉴。

参考文献:

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[2]陈璟.基于工程型人才培养的传感网技术专业计算机网络课程的多元化教学与探讨[J].中国轻工教育,2012(01).

[3]朱凯杰,陶俊丰.关于在计算机网络工程实训教学中开展项目教学法的探讨[J].辽宁教育行政学院学报,2009(06).

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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。

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文章编号:1672-5913(2013)01-0062-04

中图分类号:G642

0 引言

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,通过多专业知识不断交叉、融合而发展壮大的一门较新的学科和专业。与计算机专业相比,网络工程专业基本上是从计算机专业的计算机网络专业方向发展起来的,其教学组织管理大多也由计算机学院/系实施。网络工程专业的知识体系主要是通过精简一部分计算机专业课程,增加一部分网络与通信类课程来构建,其专业课程可分为4个系列:电子类、计算机类、通信类和网络类,如图1所示。其中网络类课程主要涉及IP层以上的有关协议和理论,更加关注IP网、企业网、专用网和互联网及其设备和系统的开发、规划、组网、安全与管理,它与计算机类课程一起构成网络工程专业的骨干课程体系。通信类课程主要由通信工程专业的部分专业课程精简而来,其主要知识单元涉及网络体系结构中IP层以下的协议知识,偏重于电信或广电等公用网络系统平台及设备的开发与建设。因此,学好通信类课程是学好网络类课程的一个重要基础,而且两者相辅相成。只有融会贯通地理解并掌握两者的主要专业知识,才能理解三网融合、全程全网的大概念,掌握完整的网络与通信知识体系。另外,网络工程专业与市场需求和应用结合密切,更加强调工程性、系统性和实践性。

目前有关网络工程专业实践内容探讨的研究和论文较多,但对通信类系列课程实验环节的研究则较少。例如,文献[3]介绍了国防科技大学计算机学院通过开展多类型、多层次实验教学,加强网络工程专业人才实践能力培养的有关经验和建议;文献[4]给出了武汉大学计算机学院建设网络工程实训平台的方案、实验项目以及实践改革思路和措施。但上述两文献涉及的实验平台、项目和方法主要针对的是“计算机网络”等网络类系列课程。文献[5]介绍了北京邮电大学电信工程学院建设全程全网综合型实验室的构建方案与设想、实验设置与开发,以及部分实施情况和所收到的成效。实验网络平台涉及电话网、移动网、智能网、接入网、光纤网、信令网、同步网、网管网、数据传输网等,主要针对通信专业的实验室建设。因此,无论从实验设备购置、实验深度,还是从实验学时等方面来看,都不太适合网络工程专业的实验建设。文献[2]给出了网络工程专业开设通信类系列课程及其主要知识单元的有关看法和建议,但并未对有关课程实践内容的设置给出相关见解和说明。因此,本文将在文献[2]的基础上,作补充和探讨。

1 通信类课程内容实验设置

网络工程专业的通信类课程主要源自通信工程专业相应的课程,实验内容和手段丰富、成熟,主要问题是如何适当取舍。目前较常用的课内通信实验工具有两类:一是“教学实验箱+常用仪表”,二是通信仿真软件或系统。两者均可开展包括信号变换、编/解码、基带和频带传输、多路复用、无线信道衰落以及电信、移动等各类通信网络主要技术方面的实验,实验项目基本可涵盖理论教学中的所有重要知识点,并可与课堂教学同步展开;实验层次可囊括从基础验证实验到综合设计和创新实验,以及从综合课程设计到本科毕业设计课题;实验方法和技术都是长期教学经验的结晶和科研成果的浓缩。利用硬件实验箱或系统不但可以加深学生对知识点的理解,还可熟悉实验工具的使用,提高动手能力。利用通信仿真软件,如MATLAB和SystemView等,界面直观明了,实验开展更加丰富灵活。例如,通过拖拽SystemView功能元件库中的图符块(Token)并配置好参数,就可构成各式各样的仿真系统,对相应信号频域和时域的波形进行动态观察及分析,概念、原理和现象显示清晰明了,分析窗口还可给出眼图、星座图及BER等曲线图,非常有利于学生加深理解和掌握课堂理论知识。

实验教学体系一般可分为基础验证、综合设计和研究创新三个层次。课内实验项目大多以验证性实验为主,综合设计性实验为辅,目的是为了加深对课程理论知识的理解,增强基本专业技能的训练。根据文献[2],由于专业定位、数理基础、学时限制等原因,网络工程专业通信类系列课程可设置在5门左右(见图1)。主要教学内容以基本的通信理论和电信、卫星、光纤、移动等通信网的关键技术原理为主,对一些复杂而抽象的信号变换、电磁传播等数学知识仅作介绍。课程理论及实践教学的基本要求是能支撑网络类系列课程的学习和实践。因此实验项目的设置也应与之相适应。我们根据教学实践经验,提出如下几点看法:

1)实验内容除了开设一些重要且较抽象的通信原理或技术方面的实验外,建议尽量设置一些与计算机类或网络类课程关联较大的实验内容。这样,不仅可提高学生的学习兴趣,也有助于加强和巩固计算机和网络类课程知识。例如,除了专门设置调制解调、码分扩频等实验外,可选择数字信号编码(如CRC、HDB3编码)、计算机数据传输通信系统测试(见图2)等实验。在图2中,两台计算机通过通信原理实验箱连接,实验内容涉及计算机通信软件的设置与使用、RS232接口、数据通信控制规程、不同速率下的系统性能测量、信道误码和调制解调方式对通信性能的影响等知识点。

2)插图2具体实验项目安排要注意循序渐进、先易后难、先模块后系统。例如,在图2中,可先单独做BPSK/DBPSK实验和汉明编码实验,再做计算机数据传输系统测试实验。对于BPSK/DBPSK实验,如采用SystemView仿真软件,可先做BASK/BFSK的验证性实验,即给出完整的原理框图及所有图符模块和参数配置,实验目的是验证原理和熟悉仿真软件的使用。做BPSK/DBPSK实验时,则抽掉部分功能模块或仅给模块不给参数,让学生自己根据原理,设计、配置和调试系统,锻炼学生的综合设计能力。被抽掉的模块和参数最好是对应于学生容易忽视但又重要的知识点。

3)不同的实验项目可采用不同的实验工具,有利于学生了解和掌握更多的实验手段,也为今后毕业设计、创新研究甚至将来深造或科研打下一定基础。例如,“信号分析与处理”使用MATLAB工具,“数据通信”等其他课程就采用通信实验箱或SystemView仿真软件。在上述调制解调实验中采用SystemView,则在计算机数据传输系统实验中使用原理实验箱。如果条件允许,还可购置程控交换机、SDH设备、移动通信等实用设备,构建出真实的通信实训环境,通过开设演示验证、设备操作、配置、管理以及互通测试等各种类型的实验,使学生能尽快地建立真实、完整的通信和网络系统概念和掌握系统工作原理。

验证性或综合性实验能够使学生尽快熟悉并掌握实验设备,为后续进阶型及自主设计型实验打下良好的基础;使学生从实验中逐步增强发现问题、分析问题、解决问题、积累实用经验的能力。通过实验不但能够加深对基本理论知识的理解,还能提高工程实践素质,激发创新意识。

2 综合课程设计和创新实验设置

通过提供高水平的实验系统或仿真平台,开设综合课程设计、本科毕业设计、创新项目竞赛等实验项目,使学生能进一步巩固基础知识、接触科研前沿、锻炼科研能力、提高工程素质、培养创新精神。

网络工程专业知识领域较广,口径较宽,需要开展和加强的实践项目也较多。因此根据专业培养目标,目前大多数院校开设的综合课程设计主要对应的是网络类系列课程,如网络工程课程设计、网络协议或应用软件开发课程设计、网络管理课程设计、网络攻防课程设计等。因此,如何在有限的实践学时内,开展通信类系列课程的综合课程设计及创新研究也是值得探讨的问题。我们认为可采取以下思路:

1)开展一些相对简单且与计算机或网络类知识紧密结合的综合课程设计,便于学生上手,提高积极性。例如,将计算机编程、仿真及硬件相结合,利用集成的仿真工具,通过电路原理图及硬件描述语言设计出通信电路,编译仿真后下载到实验板芯片上,并完成从设计、仿真到制作、验证的整个实验过程。

2)在网络工程等综合课程设计中增加一些与通信类知识单元有关的综合设计内容。通过购置一些程控交换设备、SDH光纤网设备、宽带接入网等设备,并集成入网络实训系统中,开设从底层通信到上层网络协议及应用,从语音到数据,从管理到传输,从接入网到核心网等综合课程设计内容。

3)结合毕业设计环节和创新研究竞赛,根据指导老师所从事的科研项目,如无线传感网、RF网、认知无线电等,开展一些有关通信新技术方面的研究和创新项目,并将这些科研项目设备融入到实验室网络与通信综合实验平台中,由此不断积累经验,完善系统,开设更多的综合或创新实验项目,丰富整个实验体系。

另外,也要加强实验教学管理,制定灵活的实验室开放和成绩评定等制度,提高学生课内学时实验效率,并鼓励学生利用课余时间加强和丰富实验内容。

3 结语

随着三网融合、物联网、云计算等发展,网络工程专业知识体系及内涵也在不断发展和成熟。计算机类和网络类课程构成了网络工程专业的主要知识体系,通信类课程是学好网络类课程的重要基础。而通信类课程的实践教学是掌握通信与网络类课程知识,实现素质教育和创新人才培养目标的重要环节。本文在文献[2]的基础上,就网络工程专业如何开展通信类系列课程实验设置提出了相关建议,有待进一步实践验证和完善。

参考文献:

[1]毛羽刚,徐明,网络工程专业调查及思考[J],计算机工程与科学,2010(增刊1):60-61。

[2]毛羽刚,曹介南,徐明,网络工程专业通信类课程设置[J],计算机教育,2010(23):119-121。