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【中圖分類號】 G423 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1006-5962(2012)03(b)-0038-02
1 課程改革的背景和意義
1.1 背景
2010年12月25日,工業和信息化部在北京召開2011年全國工業和信息化工作會議。此次會議提出,“十二五”期間,在加快通信業創新轉型方面,要求加快3G和光纖寬帶網絡發展,加快TD-LTE研發和產業化并開展區域性試驗示范;加快推進三網融合,推動廣電、電信業務雙向進入,加快業務推廣和網絡建設改造,推動上下游產業發展;加強電信市場監管,強化互聯互通和資費服務監管。在互聯網管理方面,強調“安全”環節,要求加強碼號、域名、IP地址、網站準入和接入服務管理,做好網絡信息安全頂層設計,加強網絡安全防護,加強IPv6、三網融合、云計算、物聯網的信息安全問題研究等。
廣西壯族自治區“十二五”發展規劃中強調,全面提高信息化水平。建設覆蓋城鄉的信息基礎設施,加快經濟社會各領域信息化。實現電信網、廣播電視網、互聯網“三網融合”,構建寬帶融合安全的下一代信息基礎設施。啟動物聯網建設布局,建設數字化城市管理信息系統。
隨著柳州市城市化進程的推進,網絡覆蓋面的增加、新城區的開發、舊城區的改造等等因素,網絡工程的工作量會逐年穩步增加,因此對網絡工程方面人才的需要量在未來幾年也會隨之穩步增加。
1.2 意義
1.2.1 打破當前網絡專業教學中的學科體系,使教學真正適應中級技能型人才培養的需要。
1.2.2 以企業的實際需求為目標,以技術應用能力的培養為主線制定培養方案,建立起一套以網絡工程工作任務為導向的教學體系。通過課題研究與實踐,開發出以網絡工程生命周期為核心的遞進式項目教學的實施方案。
1.2.3 提升網絡專業教師的教學能力及相關專業技能。
2 課程改革的目標和主要內容
2.1 預期目標
通過按照網絡工程生命周期實施教學的遞進式項目化網絡工程課程改革,每個項目都有明確的教學目標,針對網絡工程有選擇性地構建教學內容,為網絡工程方向教學服務,培養網絡工程施工、網絡管理、系統管理等技術崗位專業人員,提高學生的職業素養和崗位能力,提升計算機網絡技術專業網絡工程專門化方向學生就業質量。
2.2 主要內容
(1)充分進行市場調查和人才需求調查,研究并明確作為網絡工程實施、網絡管理、系統管理等技術崗位專業人員應掌握的基本知識、基本技能以及應具備的職業素養、綜合職業能力。在此基礎上打破學科體系,按照由淺入深、由簡到繁的認知規律設計若干個網絡工程項目,以項目為核心整合所有知識、技能、態度、方法,制定出網絡工程方向遞進式項目教學的教學方案及課程標準、實訓指導書。
(2)會同行業專家研究制定在各項目教學中,對學生進行考核的方式及評價標準。
(3)從本校計算機網絡技術專業網絡工程方向2010級開始進行遞進式項目教學的實踐,研究并總結適應遞進式項目教學的典型教學方法和教學流程。
(4)整合教師資源,組建并培訓一支能進行該遞進式項目化教學的教師團隊。
2.3 研究重點
(1)制定網絡工程方向遞進式項目教學的教學方案及課程標準、實訓指導書。
(2)制定在各項目教學中,對學生進行考核的方式及評價標準。
3 課程改革的實施
3.1 第一階段:調查階段
到網絡企業調研、分析網絡工程施工、網絡管理、系統管理等技術崗位專業人員應具備的基本知識、基本技能、基本素養、基本職業能力;到網絡工程專門化方向畢業生就業單位調研、分析畢業生知識結構、綜合素質的不足;撰寫調查報告和遞進式項目化教學的可行性報告。
3.2 第二階段:制定草稿
結合前期調查信息及查閱有關資料,研究確定中職學校計算機網絡技術專業網絡工程方向學生應掌握的基本知識、基本技能、基本素養、職業道德、基本職業能力,在此基礎上打破學科體系,按照由淺入深、由簡到繁的認知規律設計若干個網絡工程項目,以項目為核心整合所有知識、技能、態度、方法,制定出網絡工程方向遞進式項目教學的教學方案及課程標準、實訓指導書。
3.3 第三階段:評審定稿
邀請行業專家、教育專家共同對教學方案、課程標準、實習實訓指導書進行論證和修改,研究制定對學生的考核方式和評價標準、確定實施性教學方案及其標準、實訓指導書。
3.4 第四階段:實踐教學
在本校計算機網絡技術專業2010級開始進行的按照網絡工程生命周期實施遞進式項目教學的實踐,在實踐中整合教師資源,打造進行遞進式項目教學的教師團隊,總結適合于遞進式項目教學的典型教學方法和教學流程以及團隊管理模式,制作并收集教學資源包。
3.5 第五階段:實習推薦
進一步聯系單位和推薦學生到相關公司進行項崗實習,并與用人單位建立緊密的聯系,及時了解用人單位對學生的反饋信息和優化和完善該教學體系的信息。
3.6 第六階段:項目總結
對項目進行總結,整理相關文檔,進一步優化和完善遞進式項目化教學體系。
4 預期成果及保障措施
4.1 按照網絡工程生命周期實施遞進式項目教學的課程改革的項目總結報告。
作者簡介:李阿麗(1979-),女,山東即墨人,魯東大學信息與電氣工程學院,講師;寇光杰(1977-),男,山東臨朐人,魯東大學信息與電氣工程學院,副教授。(山東 煙臺 264025)
基金項目:本文系2011年魯東大學應用型人才培養實驗課程教改項目、2011年魯東大學應用型人才培養教改項目(項目編號:Z1111)、2012年魯東大學應用型人才培養校企共建課程教改項目的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)02-0038-02
21世紀我國已進入高等教育大眾化階段,在國家全面建設小康社會、走新型工業化道路的大背景下,如何構建并實施新形式下的人才培養方案、提高教育質量、積極培養符合社會需求的創新型和應用型人才是高校正在深入研究的熱點課題。魯東大學把應用型人才培養改革作為2011年的重點工作之一,各個學院都在積極探討應用型人才培養改革的思路。本文總結了網絡工程專業應用型人才培養方案的改革思路,提出了一種以社會需求為導向的人才培養方案。
一、人才培養方案改革的工作思路和目標
人才培養方案是應用型創新創業人才培養的頂層設計,是開展教學工作的基本依據,是提高人才培養質量的重要保證。
在學校黨委和學院領導的組織領導下,本次人才培養方案改革的思路和目標是:明確以應用為本的人才培養目標,緊密結合應用型人才培養和教師教育改革的需要,以完善專業方向設置和優化課程體系為重點,通過凝練專業特色和專業方向、調整專業選修課程設置、優化課程教學、強化實踐環節等形式構建更加科學、合理的人才培養方案與課程體系,以進一步提高人才培養質量。
二、網絡工程專業改革調研
網絡工程專業是教育部于2002年新設立的目錄外專業,在專業設置上沒有任何現成的專業建設經驗可供參考。2004年,魯東大學在充分調研的基礎上,結合實際,開展本專業的招生和培養工作。2011年,為了更好地滿足應用型人才培養的需要,進一步做好魯東大學網絡工程專業培養方案的優化改革,針對用人單位、在校學生、畢業學生、專業教師以及省內外高校展開了廣泛調研。調研采用面訪、電話和網絡問卷的形式展開,收到了良好的反饋。
調研結果表明,一方面大多數單位認為畢業生的本專業知識基本能滿足工作需要。但是對于某些對計算機專業知識要求高的公司來說,學生的專業知識還有待加深、加強。另一方面,社交能力以及專業技能也很重要,而本專業畢業生在這方面還有一定的欠缺。此外,在創新能力和外語應用能力方面還是存在諸多不足。因此,要加強學生以上能力的培養,提高學生的外語水平。專業教師認為應加強校企合作,提高教師的實踐能力。在校學生和畢業學生認為應有很強的專業知識、實踐能力、身體素質和人文素質才能更好地勝任工作。
同時對南京郵電大學、南京理工大學、廈門理工大學、濟南大學等高校進行了調研,調研結果表明,這些學校網絡工程專業的培養目標各有不同,各個學校結合自己的強勢學科和為地方經濟服務的理念,各有自己的特色。調研中還查看了各大招聘網站,了解到近幾年網絡工程類人才比較緊缺。根據調研結果,明確了本科層次的人才培養定位以及改革的方向,拓寬了辦學理念,同時也增強了改革的決心。
三、網絡工程專業培養目標及規格
經過充分的調研,明確了魯東大學網絡工程專業的培養目標:[1]培養具有良好的人文素質和科學素養,系統地掌握計算機科學與技術的基本理論知識,掌握計算機網絡工程的基本理論和技術,具有較強創新意識和實踐能力的知識面較寬、綜合素質較高的適應經濟和社會發展需要的高級應用型人才。學生畢業后可在科研部門、教育單位、企事業、技術和行政管理部門等單位從事計算機網絡、通信及相關領域的研究、教學和技術開發、應用等工作。
本專業學生主要學習計算機網絡的基本理論、基礎知識及網絡工程、網絡安全的實用技術,接受網絡工程設計、運行管理和性能分析的基本訓練,具有獨立從事網絡系統設計與維護的基本能力。
畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力:掌握計算機科學與技術和計算機網絡的基本理論、基本知識;掌握網絡協議體系、網絡互聯技術、網絡性能評估等相關知識;掌握網絡通信系統的基本原理、基本知識;掌握信息與網絡安全的基本理論知識;具有對網絡通信系統進行分析、設計、開發、安裝、調測和應用的基本能力;掌握計算機系統軟、硬件開發的基本方法;具有綜合運用所學專業知識,分析和解決實際問題的能力;具有較強的實際動手能力以及與別人協同合作、組織管理的能力和競爭能力;了解與計算機科學技術有關的法規;了解計算機科學與技術及相關領域的發展動態;掌握文獻檢索的基本方法,具有獲取信息的能力;能夠熟練地掌握一門外語。
四、網絡工程專業課程體系設置
課程體系的設置與實施是保證人才培養目標得以實現的根本。魯東大學2006年開始實行按學科大類招生,信息科學與工程學院的計算機科學與技術專業、軟件工程專業、信息工程專業和網絡工程專業按大類電氣信息類統一招生,不分專業。一年半后學生按照專業興趣選取自己的專業。課程體系設置與“按學科招生、分階段培養”的人才培養模式結合,采用“平臺+模塊”的結構形式。按照知識結構和課程的層次關系分為通識教育和專業教育兩個教育平臺。通識教育平臺下設必修課程和選修課程兩個課程模塊;專業教育平臺下設專業必修課程、專業方向選修課程和專業任選課程三個課程模塊。課程體系基本框架如圖1所示。
1.通識教育平臺課程設置
通識教育平臺體現了素質教育的要求,為學生打下了堅實的學科基礎,通識教育平臺由必修課程和選修課程組成。
(1)必修課程。必修課程設置注重學生的德、智、體、美全面發展,體現了學科專業的交叉和滲透。具體包括公共基礎課程和學科基礎課程兩個課組。公共基礎課程主要培養學生的基本思想修養、身體素質和英語應用能力,且在思想修養課程中增加了實踐學分。學科基礎課程教學奠定了學生良好的數理基礎、較強的邏輯思維能力和理論分析能力。[2]
新版人才培養方案中為了強化語言能力培養,在公共基礎課程中增設了“普通話應用”必修環節,通過普通話水平測試,達到二級乙等以上的記為合格。為了培養學生的數學素質,提高其應用數學知識解決實際問題的能力,在學科基礎課程中增設了“復變函數與積分變換”課程。
(2)選修課程。選修課程設置是為了進一步拓展學生的學科知識、提高學生的綜合素質。具體包括學科選修、人文素質類選修和公共選修三個課組。學生選修課程主要有“數值分析”、“數據建模”等課程,可充分拓展學生的知識面。在學科選修學分中學生需獲得2個創新學分。創新學分可以通過參加各種競賽活動、參與課題等方式獲得,通過這種方式可以培養學生的創新精神。學生需從人文素質類課程選修中獲得6學分。該組課程主要培養學生的人文素質。課程詳細設置如表1所示。[2]
2.專業教育平臺課程設置
專業教育平臺下設專業必修課程、專業方向選修課程和專業任選課程三個課程模塊。專業必修課程為學生具備基本的計算機科學與技術和網絡理論打下了堅實的基礎。學生可以在專業方向選修課程中任選一個方向模塊,完成該方向的所有課程。網絡安全及應用方向旨在培養網絡環境下安全方向的軟件開發人員,學生主要學習網絡安全相關的理論知識,加強網絡安全軟件的開發能力。網絡工程技術方向旨在培養具有一定網絡工程能力的工程技術人員,學生主要學習網線、構建局域網、利用路由器構建各種網絡互聯、路由器各種命令的熟練配置、交換機各種命令的各種配置、網絡故障分析、異構型網絡的互聯、無線局域網技術和廣域網技術等。對于專業任選課程,學生需選6學分,可從軟件工程專業、信息工程專業、計算機科學與技術專業方向的課程中選取,或在本方向的任選課程中選取,學生可以根據自己的興趣和愛好選取相應的課程。
在應用型人才培養方案中,需強化學生動手能力、實踐能力和適應能力的培養。因此,結合專業方向,增強了實踐環節。專業平臺的必修課程和專業方向課程均設有實踐課時,可以提高學生的理論知識水平以及實踐能力。
五、結語
目前,魯東大學網絡工程專業教學團隊已成為校級教學團隊。教學團隊全體成員緊緊圍繞應用型人才培養方案開展教學,已申請多項省校級教改課題,實時地對課程教學方法、實踐教學形式等方面進行了改革,并按照人才培養方案的目標培養適合經濟社會需要的應用型人才。
截至2008年,我國已經有143所高等學校開設了網絡工程本科專業,其中大學類高校89所,“211”大學21所,學院類高校54所,高校所在地覆蓋全國26個省和直轄市[1]。網絡工程專業培養的是具有良好科學素養,系統地掌握網絡工程技術的基本理論、方法與應用,有較強的獲取新知識的能力、創新能力和實踐能力,能從事網絡工程及相關領域中的系統研究、設計、運行、維護和管理的高級工程技術人才。因此,該專業不僅要求學生掌握與網絡工程相關的基礎知識與理論,以及各種網絡系統設計、建設與維護技術,如網絡協議體系、網絡互連技術、網絡服務、信息安全、組網實踐、網絡測試與管理等相關知識,也要求學生掌握基本的網絡應用軟件與系統開發知識與技術,滿足畢業生在今后的工作與學習過程中的多元需要。
為了讓網絡工程專業的學生掌握一定的網絡應用軟件與系統開發知識,很多高校都開設了網絡程序設計或網絡編程課程。然而,由于網絡工程專業在大多數高校的開設時間不長,相關任課教師對網絡程序設計課程的教學還缺乏足夠的經驗,因此對教學活動中的一些基本問題,如課程內容設置與學時分配、實踐環節內容與安排等還缺乏統一的認識[2-3]。本文依據網絡工程專業的培養目標,結合我們在教學過程中
的體會,對該課程教學活動中的基本問題進行了初步探討,闡述了作者對這些問題的理解和認識。希望本文能引起更多同行對網絡程序設計課程的關注,從而盡快提高該課程的建設水平。
1教學目標與特點
1.1教學目標
根據網絡工程專業的培養目標,我們認為網絡程序設計課程的教學目標是讓學習者了解網絡程序設計的基本概念和常用的網絡編程接口,理解網絡程序設計的基本原理,掌握基本的網絡程序設計模型,同時具備進一步學習新的網絡編程知識與技術的能力。網絡工程專業的網絡程序設計課程應重點教授基于網絡編程接口的網絡程序設計基礎知識,為后續使用和開發網絡應用系統打下基礎。有別于信息管理類專業面向Web的網絡程序設計,本課程的中心內容是基于操作系統套接口的客戶/服務器程序開發技術。
1.2課程特點
程序設計課程對計算機類專業的學生來說并不陌生,但其多針對具體的程序設計語言,以學習某種程序設計語言的基本語法和用法為主。網絡編程接口在本質上與編程語言無關,因此網絡程序設計與以前
作者簡介:紀其進(1974-),男,講師,工學博士,研究方向為計算機網絡與多媒體通信;朱艷琴 (1964-),女,教授,工學博士,副院長,研究方向為計算機網絡與信息安全。
的程序設計課程并不相同。網絡應用程序具有以下兩方面的主要特點:
1) 程序結構較為復雜。網絡程序至少涉及客戶端與服務器兩方面,且需要雙方協同配合,因此程序的結構和邏輯都比較復雜。
2) 網絡程序設計對操作系統知識和網絡知識的依賴性很強。比如,多線程技術是避免程序在交互過程中發生阻塞的基本手段,因此開發者至少需理解操作系統的進程與線程的概念及多線程程序設計技術。再如消息驅動是Windows系統的基本機制,Windows網絡應用程序開發也需要理解消息驅動機制。利用網絡接口編程需要理解底層網絡協議,特別是與網絡接口直接相關的運輸層協議知識。
2內容設置與學時分配
運輸層以下的網絡協議功能在操作系統內核中實現,或利用系統應用編程接口(API),通過專業的函數庫實現[4]。盡管IEEE已經制定了網絡編程的接口標準,各操作系統通常也支持標準接口,但一般會結合系統自身特點,對標準接口進行修改或擴展。因此,實際網絡編程接口實現與操作系統密切相關。當前,Windows系統占據了工作站(含臺式機)與小型服務器市場的主要份額,Unix系統(含Linux)則在服務器特別是大型服務器市場中仍然占據主導地位。考慮到學生畢業后的實際工作情況,接觸Windows系統的機會應該更多。因此,教學內容選擇的指導思想是以Windows平臺網絡編程接口為主,同時兼顧標準網絡編程接口。
網絡程序設計是網絡工程專業的一門骨干專業課程,教學內容較豐富,實踐性要求高。根據網絡程序設計課程的教學目標和特點,我們為該課程安排了以下課堂教學內容:
第1章 網絡程序設計基礎知識。本章介紹網絡編程相關的基本概念和知識,內容包括網絡程序設計概念、進程與線程的基本概念、TCP/IP協議及其在操作系統中的實現、基于客戶/服務器模式的網絡應用程序模型等。
第2章 基于Berkley套接口的網絡程序設計。Berkley套接口是事實上網絡編程接口標準,它出自于Unix系統,Windows系統也盡可能地與之兼容。本章重點闡述Berkley套接口的基本用法,包括套接口編程的基本概念、面向連接的套接口編程、無連接的套接口編程及原始套接口編程等。
第3章 Windows程序設計基礎。在Windows平臺上進行網絡程序設計離不開Windows系統編程知識。本章介紹Windows編程的基礎知識,包括Windows操作系統的基本原理、Windows API的實現機制與調用方法及Windows消息機制。
第4章 Winsock網絡編程接口規范。Winsock是Windows系統中的套接口實現,經歷了Winsock1.1到Winsock2.2版本的發展。本章在第3章的基礎上全面介紹Winsock網絡接口規范及其使用,包括Winsock1.1及Winsock2.2的擴展能力。
第5章 基于MFC 套接口類的程序設計。MFC利用面向對象技術,對基本的Windows API進行了封裝。Winsock編程接口的主要功能被封裝成為CAsyncSocket和CSocket兩個類。本章將通過實例說明這兩個類的用法。
第6章 Windows多線程網絡編程技術。多線程可以避免網絡應用程序被某個調用阻塞。本章介紹多線程技術的必要性、Windows系統的多線程機制、MFC對多線程的支持及多線程機制在網絡編程中的應用等。
第7章 Winsock編程接口I/O模型。支持異步網絡程序開發是Windows系統的特色,為此Winsock引入了5種I/O模型實現非阻塞的套接口工作模式。本章分別介紹5種異步I/O模型的原理與使用。
第8章 Winsock編程接口選項與I/O控制命令。套接口選項和I/O控制命令是在套接口建立以后對其各種屬性進行操作。本章介紹Winsock編程接口的基本選項及主要I/O控制命令的用法。
第9章 網絡程序設計實例。網絡編程技術具有很強的實踐性,學習與分析實例可以更好地理解基本知識與技術。本章通過講解分析實例中的各種網絡編程技術鞏固前面所學的知識,為以后的綜合應用打下基礎。
本課程重在教授網絡編程的基礎知識與技能,內容選擇主要是為了滿足教學需要,而非求全求深。因此,部分網絡編程相關知識沒有在課程中出現,如Winsock對網絡服務質量的支持、IPv6版本套接口等。
本課程的重點內容在第3~6章。其中第3章是整個網絡編程的基礎部分,而第4章和第5章則包括了Windows平臺下網絡程序設計的基本知識,第6章的多線程技術是無阻塞同步網絡編程的基本技術。第7、8兩章內容與操作系統關系較密切且較抽象,是課程的難點。我校為該課程安排64 學時,其中理論講授48學時,實驗教學16 學時。根據重點難點內容分析結果,我們按表1分配課堂教學學時。
3課程實踐環節
3.1實踐環節的必要性
傳統的網絡課程教學方法多以講授計算機網絡基礎理論為主、少量的驗證性實驗為輔。網絡程序設計本身是一門實踐性非常強的課程,對引導學生掌握最新的網絡編程技術,培養學生的動手能力、協作精神和創新能力都具有重要作用。在學生學習過程中,如不注重理論和實踐緊密結合,則不僅所學基本知識難以得到深入理解和鞏固,更不能將其靈活運用于解決新的問題。因此,教師在系統講述網絡編程基礎知識的同時,要充分調動學生的主動性,認真完成網絡編程實驗的教學。
3.2教學組織與學時分配
實驗是基本的實踐教學手段。通過實驗教學,學生可以更快地實現從概念理解到實際編程能力的轉變。每次實驗前,教師首先講解實驗的設計目標、要求和所需的編程技術,要求學生做好充分的準備工作,進行初步的需求分析和程序設計。在實驗過程中,教師通過解答學生提出的需求分析、設計與實現問題,為學生提供幫助。實驗結束后,學生需按一定的格式規范按時提交實驗報告;教師通過實驗報告檢查和評價學生的實驗質量。如有條件,可組織學生對實驗結果進行簡短的討論,讓學生總結和分析自己的實驗體會。
我們根據網絡程序設計課程的教學大綱和實驗大綱制定了實驗計劃。實驗包括驗證型、設計型和綜合型實驗三種。驗證型實驗主要讓學生理解所學的網絡編程知識,通過重復課堂示例掌握某一項網絡編程技術。設計型實驗需要學生利用某一項網絡編程技術,根據具體問題要求設計并實現一個網絡應用程序。綜合性實驗需設計并實現一個相對復雜的網絡應用程序,其中需用到多種網絡編程知識和技術。全部實驗內容包括Berkley套接口編程實驗,Winsock套接口編程實驗,利用原始套接口進行PING 程序的設計及實現,基于MFC套接口類的網絡編程,電子郵件程序的設計與實現(SMTP客戶端、POP3 客戶端程序)或FTP客戶端實現及聊天室軟件的設計及實現。實驗報告與其他課程基本類似,有相應的實驗題目、實驗目的與要求、實驗步驟和實驗結果等內容。實驗結果要包括實驗過程中的問題分析、解決方式及心得。表2總結了實驗的內容與學時分配計劃。
有條件的學校還可以集中1周左右的時間進行課程設計。課程設計以課程教學內容為基礎,實現一個具有一定規模和實用價值的網絡應用系統。課程設計對所學的理論知識及實驗中所學的各種方法與技巧進行綜合性應用,對培養學生綜合分析能力、編程動手能力具有重要作用。課程設計報告包括系統需求分析、功能設計及各模塊詳細設計等,類似于計算機類畢業設計論文格式。
4結語
網絡工程專業是近年來為滿足社會信息化需求而出現的相對較新的專業。該專業目前還沒有一個明確的規范,開設該專業的各個院校對某些課程的教學尚缺乏統一的認識。本文以該專業的培養目標為依
據,結合個人教學過程中的體會,探討了網絡工程專業網絡程序設計課程的基本問題。文中討論了該課程的教學目標與特點,給出了具體的課程內容設置和實踐環節安排建議,希望對完善網絡工程專業以及網絡程序設計課程建設具有一定的借鑒意義。
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Discussion on Network Program Design for Students Majoring in Network Engineering
JI Qi-jin, ZHU Yan-qin
2網絡工程專業實踐教學體系建設
2.1校內網絡實驗環境構建方案
網絡工程專業校內實驗環境的搭建可采用以下三種模式:1)最大化利用現有資源對于開發設計及軟件應用類實驗,如數據庫原理、程序設計、軟件工程等,可在現有機房開展。2)建設專用硬件實驗室計算機接口、組成原理等專業性較強課程,可建設專用實驗室。3)建設網絡工程實訓綜合實驗室搭建一個真實的網絡環境,實驗室應配備路由器、交換機、防火墻、網絡管理系統等設備,可以大大提升學生對網絡專業課程所涉及網絡設備的感性認知,并可讓學生根據實驗要求去規劃、搭建一個真實的網絡環境。通過該綜合實訓平臺的建設,可以極大提高學生的對網絡的規劃、設計、運維管理等各方面的綜合能力。
2.2校外實訓基地建設方案
網絡飛速發展,校內網絡實驗室的設備更新速度遠遠跟不上網絡新技術的發展,校外實訓基地建設主要是為了培養學生的網絡工程實踐能力,通過與大型通訊行業合作,建設校外實訓基地,彌補校內網絡實驗室在真實網絡環境構建方面的不足。
3網絡工程專業實驗教學實施方法
3.1建立層次化的網絡實驗教學體系
網絡工程專業實驗教學改革的重點是建立科學的、層次化的實驗教學體系,從培養學生的工程實踐能力、應用能力、創新能力入手進行網絡實驗教學改革。首先開設基本技能實驗課程,主要面向計算機網絡基礎開展教學,包括網絡接入、基本網絡故障定位與排除;其次開設常見網絡協議仿真實驗,主要面向計算機網絡原理課程開展教學;第三層開設網絡規劃、構建及管理實驗環節。經過以上三個層次的實驗教學,使學生能從網絡知識、相關應用、故障定位排查、監控管理等方面初步具備網絡工程師所需技能。
3.2拓展網絡實驗教學內容
針對網絡工程專業覆蓋面大、涉及內容多的特點,通過實驗環節,可提高學生對網絡規劃、設計、管理與監控等方面能力。實踐教學體系改革應從學校的實際情況出發,從以下四個方面組織實施:驗證、規劃設計、創新、延伸四個層面組織實施實驗教學。驗證型實驗側重網絡基本知識、基本技能的掌握;設計型實驗關注對學生的操作技能、分析及綜合設計應用能力的培養;研究型實驗目的是引導學生對網絡技術前沿知識的探索,培養學生綜合素質、開拓創新精神與科研能力;拓展型實驗注重引導學生對當前網絡規模應用的了解及生產實踐。主要實驗內容如下:驗證型實驗1)網絡構建和配置。如雙絞線RJ45接頭的制作,光纜尾纖的跳接,交換機等網絡設備的安裝;路由器及交換機的調試、配置;VLAN(虛擬局域網)的劃分和路由表的創建。通過該環節使學生對網絡拓撲及網絡設備有一個直觀的認識,并能對路由器、交換機等網絡設備進行基本配置,掌握調試步驟。2)網絡應用實驗。在不同操作系統平臺上安裝和配置WEB、域名系統(DNS)、動態主機設置協議(DHCP)等網絡服務。3)對等局域網實驗。結合實際網絡環境,從網絡協議的安裝選擇,局域網的設置,服務器及訪問策略的配置,使學生完成局域網的構建。設計型實驗1)Server的安全管理,通過模擬常見網絡攻擊方式,讓學生掌握常見網絡攻擊與防范。2)路由協議、虛擬局域網的劃分、訪問控制列表(ACL)及網絡地址轉換(NAT)實驗。通過學生對路由配置、設計ACL等操作,提高網絡規劃能力和應用水平,培養綜合網絡管理計能力。3)網絡安全與管理。網絡管理及分析軟件的實際操作使用,掌握基本網絡故障定位及排除方法及步驟。通過常用的網絡安全工具,掌握目前黑客常用的攻擊方法和手段,使學生對信息系統及網絡安全有一個比較系統、全面的了解,達到對網絡安全的基本概念、防護原理及使用有一定程度的理解和掌握。創新型實驗1)分多種場景,如學生宿舍、辦公大樓、實驗室機房等,要求學生根據實際情況設計網絡解決方案,提高學生網絡規劃能力。2)IPV6實驗。結合本校已開通IPV6網絡的實際網絡環境,在此環境中進行網絡協議的安裝,局域網的構建,IPV4與IPV6的互訪等操作。此部分實驗建立在與通信、IT企業聯合建立綜合網絡實驗室或校外實習基地的基礎上,通過參觀、學習,接觸業內當前新技術的應用1)了解通信行業的組織結構、操作規程、驗證標準,將所學理論知識與實際相結合,加深對所學網絡理論知識的理解,提高實際網絡運用水平。2)了解相關通信企業的應用發展方向及其在行業中所處的技術水平3)通過組織學生實習實踐,實際參與企業生產活動或企業改造項目實施。
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2013)14-3256-02
隨著計算機科學技術、網絡以及通信技術的飛速發展,優秀的網絡工程專業人才有極大的市場需求量,各高校的網絡工程專業也應運而生,該專業主要培養掌握計算機網絡相關知識、能夠對網絡進行規劃、管理和維護的專業網絡工程師。根據教育部《高等學校計算機科學與技術專業發展戰略研究報告暨專業規范》(以下簡稱《規范》),我們認為網絡工程專業的培養目標應為:網絡工程專業畢業生能對網絡進行設計與規劃、能對網絡相關軟件進行開發、網絡安全保障、網絡運維與相關管理工作。基于該專業實踐性強的特點,必須高度重視網絡實踐教學體系結構的改革,這樣才能實現網絡工程專業的培養目標。
本文對建設網絡工程專業進行了初步的探討,針對目前我校網絡工程專業存在問題,從課程體系設置、實訓環節設計等方面,提出了“網絡工程應用為主,理論與工程設計為輔”的專業培養目標,以及“理論教學與實踐能力培養并重”的課程設置方案,以期實現我校培養具有網絡實踐和網絡創新的網絡工程專業人才的目標。
1 網絡工程專業實踐環節建設思路
我校地處中原經濟區,為適應鄭汴一體化的快速發展形勢,培養其發展所需的網絡工程專業技術人才,根據《規范》要求,我們將網絡工程專業的學生的培養目標定位在“應用工程型”,以網絡應用為主旨,壘實學科基礎,著重實踐能力,提升創新能力,其特色就是要側重網絡實踐能力和網絡工程化。
與此同時,網絡工程專業是計算機技術及通信技術相結合的專業,網絡工程專業的學生不僅要牢固掌握計算機技術的相關知識,更要熟練掌握網絡工程的應用技能,使其能勝任網絡工程師的相關工作。
我們可以將網絡工程專業的基本培養目標歸納為掌握計算機網絡相關基礎知識,具有網絡應用系統開發、網絡工程規劃與實施、網絡運維管理等能力,能從事網絡管理員、網絡程序員、系統集成工程師等工作。
2 網絡工程專業實踐教學體系的具體內容
網絡工程專業人才培養遵循由淺入深、由點到面、逐步深入的規律, 通過多層次的實踐訓練,實現應用能力的逐步提高。高等院校畢業生實踐能力的培養主要通過相關課程的實踐教學體系去完成,
網絡工程專業實踐培養環節方案, 大致分為課程內實驗及網絡實訓兩方面。
課程內實驗包括:C++ 、JAVA、數據庫原理、數據結構、軟件工程、操作系統、TCP/ IP 協議、嵌入式系統編程、通信原理、計算機組成原理、計算機接口及綜合布線。
網絡實訓是網絡工程專業非常重要的實驗課程, 如網絡工程實訓、網絡應用系統設計實訓、構建中小企業網絡、交換與路由技術實訓、網絡多媒體通信技術等。
3 網絡工程專業實踐教學體系建設
3.1校內網絡實驗環境構建方案
網絡工程專業校內實驗環境的搭建可采用以下三種模式:
1) 最大化利用現有資源
對于開發設計及軟件應用類實驗,如數據庫原理、程序設計、軟件工程等, 可在現有機房開展。
2) 建設專用硬件實驗室
計算機接口、組成原理等專業性較強課程,可建設專用實驗室。
3) 建設網絡工程實訓綜合實驗室
搭建一個真實的網絡環境,實驗室應配備路由器、交換機、防火墻、網絡管理系統等設備,可以大大提升學生對網絡專業課程所涉及網絡設備的感性認知,并可讓學生根據實驗要求去規劃、搭建一個真實的網絡環境。通過該綜合實訓平臺的建設,可以極大提高學生的對網絡的規劃、設計、運維管理等各方面的綜合能力。
3.2 校外實訓基地建設方案
網絡飛速發展,校內網絡實驗室的設備更新速度遠遠跟不上網絡新技術的發展,校外實訓基地建設主要是為了培養學生的網絡工程實踐能力,通過與大型通訊行業合作,建設校外實訓基地,彌補校內網絡實驗室在真實網絡環境構建方面的不足。
4 網絡工程專業實驗教學實施方法
4.1 建立層次化的網絡實驗教學體系
網絡工程專業實驗教學改革的重點是建立科學的、層次化的實驗教學體系,從培養學生的工程實踐能力、應用能力、創新能力入手進行網絡實驗教學改革。
首先開設基本技能實驗課程,主要面向計算機網絡基礎開展教學,包括網絡接入、基本網絡故障定位與排除;其次開設常見網絡協議仿真實驗,主要面向計算機網絡原理課程開展教學;第三層開設網絡規劃、構建及管理實驗環節。經過以上三個層次的實驗教學,使學生能從網絡知識、相關應用、故障定位排查、監控管理等方面初步具備網絡工程師所需技能。
4.2 拓展網絡實驗教學內容
針對網絡工程專業覆蓋面大、涉及內容多的特點,通過實驗環節, 可提高學生對網絡規劃、設計、管理與監控等方面能力。
實踐教學體系改革應從學校的實際情況出發,從以下四個方面組織實施:驗證、規劃設計、創新、延伸四個層面組織實施實驗教學。驗證型實驗側重網絡基本知識、基本技能的掌握;設計型實驗關注對學生的操作技能、分析及綜合設計應用能力的培養;研究型實驗目的是引導學生對網絡技術前沿知識的探索,培養學生綜合素質、開拓創新精神與科研能力;拓展型實驗注重引導學生對當前網絡規模應用的了解及生產實踐。主要實驗內容如下:
4.2.1 驗證型實驗
1)網絡構建和配置。如雙絞線RJ45接頭的制作,光纜尾纖的跳接,交換機等網絡設備的安裝;路由器及交換機的調試、配置;VLAN(虛擬局域網)的劃分和路由表的創建。通過該環節使學生對網絡拓撲及網絡設備有一個直觀的認識,并能對路由器、交換機等網絡設備進行基本配置,掌握調試步驟。
2)網絡應用實驗。在不同操作系統平臺上安裝和配置WEB、域名系統(DNS)、動態主機設置協議(DHCP)等網絡服務。
3)對等局域網實驗。結合實際網絡環境,從網絡協議的安裝選擇,局域網的設置,服務器及訪問策略的配置,使學生完成局域網的構建。
4.2.2 設計型實驗
1)Server的安全管理,通過模擬常見網絡攻擊方式,讓學生掌握常見網絡攻擊與防范。
2)路由協議、虛擬局域網的劃分、訪問控制列表(ACL)及網絡地址轉換(NAT)實驗。通過學生對路由配置、設計ACL等操作,提高網絡規劃能力和應用水平,培養綜合網絡管理計能力。
3)網絡安全與管理。網絡管理及分析軟件的實際操作使用,掌握基本網絡故障定位及排除方法及步驟。通過常用的網絡安全工具,掌握目前黑客常用的攻擊方法和手段,使學生對信息系統及網絡安全有一個比較系統、全面的了解,達到對網絡安全的基本概念、防護原理及使用有一定程度的理解和掌握。
4.2.3創新型實驗
1)分多種場景,如學生宿舍、辦公大樓、實驗室機房等,要求學生根據實際情況設計網絡解決方案,提高學生網絡規劃能力。
2)IPV6實驗。結合本校已開通IPV6網絡的實際網絡環境,在此環境中進行網絡協議的安裝,局域網的構建,IPV4與IPV6的互訪等操作。
4.2.4 拓展型實驗
此部分實驗建立在與通信、IT企業聯合建立綜合網絡實驗室或校外實習基地的基礎上,通過參觀、學習,接觸業內當前新技術的應用
1)了解通信行業的組織結構、操作規程、驗證標準,將所學理論知識與實際相結合, 加深對所學網絡理論知識的理解,提高實際網絡運用水平。
2)了解相關通信企業的應用發展方向及其在行業中所處的技術水平
3)通過組織學生實習實踐,實際參與企業生產活動或企業改造項目實施。
5 結束語
總之,實踐教學是網絡工程專業教學的一個重要組成部分,它既是理論課堂教學的必要補充和延伸,同時也是引導學生將理論知識與實踐相結合的重要手段和過程。通過網絡實踐教學體系的探索與改革,可以增強學生實踐能力,提高網絡工程專業學生的社會競爭力。實踐結果表明,通過系統的實踐教學方案的實施,有利于促進網絡工程實踐教學體系的改革,以期達到提升教學水平的目的,培養高標準網絡工程人才。
近年來,為適應國家經濟結構戰略性調整的要求,實現中國網絡工程技術人才的跨越式發展,我國部分高校從2001 年開始設立網絡工程本科專業。由于網絡工程專業是一個綜合了計算機科學與技術、通信工程等多個學科的專業知識的邊緣學科,又是一個新興專業,使得各高校的人才培養模式存在一定的分歧。如何根據本專業的特點、汲取相關院校的經驗、人才市場新的需求制定出適合當前需要的培養特色的人才培養方案,是我們需要研究的重要課題。
一、網絡工程專業人才培養模式的思路
為充分調動學生學習的主動性與創造性,加強學生的創新精神和實踐能力,以適應信息化社會對高素質的拔尖創新人才的需要。我們根據“以人為本、因材施教”的育人理念,以培養學生創新精神和實踐能力為出發點,統籌本科總體培養方案。按照“理論教學與實踐教學相結合、課內教學與課外培養相結合、共性培養與個性發展相結合”的原則,將培養創新人才的理念始終貫穿理論教學、實踐教學和第二課堂教學中,構建“三位一體”的創新人才培養模式。在課內與課外全程全方位支持學生個性發展,使網絡工程專業創新人才得以充分發揮其潛力和才能,為高素質人才的脫穎而出創造良好的成長條件。
二、理論與實踐相結合
網絡工程專業理論教學體系的優化主要包括:優化網絡工程本科專業的培養方案,確保理論教學系統化;課程設置及教材的選用、選編力求優化;課程教學內容的優化。其總體要求是確保基本內容(基本知識、基本理論、基本原理等),兼顧發展性內容(學科發展前沿、動態以及與其他學科的聯系等),強調計算機科學與Internet網絡相結合,更好地服務于信息現代化,同時通過引入網絡技術應用于信息現代化建設的典型案例,構建網絡工程教學特色課程。
在優化調整理論教學體系,創建理論教學新模式的同時,加強實踐教學建設,創建科學的實踐教學環境,真正做到理論與實踐的完美結合。網絡工程專業培養的是應用型專業人才,課程設置、教學過程強調應用性,理論教學和技術訓練的側重點突出“學以致用”。考慮到網絡工程專業畢業生在工作崗位上承擔“網絡與信息技術”的具體任務,在實際工程技術方面應具有較強的優勢,因此,我們對學生的應用性技能尤其是動手操作能力要提出了較高的要求,整個培養過程突出了實踐性,要特別注重本科學生專業技能的訓練。
三、確立專業定位與培養目標,緊扣高素質應用型人才培養的主旨
將網絡工程專業的人才培養目標定位為:培養德、智、體全面發展,具有系統的網絡工程專業所需的計算機科學基礎理論和專業理論知識,具有較強專業實踐能力和較高的綜合素質,具有較強創新能力,適應 21 世紀經濟建設和信息產業發展需要的高級應用型人才。網絡工程專業人才培養模式始終堅持以黨的教育方針為指導,堅持基礎牢固、支柱堅實、專業靈活的原則,堅持知識傳授、能力培養、素質教育的協調統一,堅持理論聯系實際、強化實踐教學,最終能夠培養適應 21 世紀經濟建設和信息產業發展需要的高級應用型人才。
四、加大實踐課程體系建設
網絡工程專業實踐教學力爭形成較完善的實踐教學課程體系,構建一系列由實驗、課程設計、實習、實訓等環節具體體現的實踐教學體系,在教學方法上采取由入門到發展,突出綜合性、專業性、設計性、創造性和研究性的教學思路,使學生真正得到動手實踐的機會,提高專業實驗和畢業設計的能力及創新能力。基于網絡的軟件開發和信息網絡安全,同時考慮到了網絡工程能力訓練的前段、中段和后段問題。
五、課堂與就業相結合
“學有所用”是網絡工程專業學生培養的終極目標,也是專業得以繼續發展壯大的源在動力。應把學生的在校學習體系與學生將來的市場需求相結合,進一步體現網絡工程的重要專業特色。隨著我國經濟和科學技術的快速發展以及開設網絡工程專業的院校逐步增多,未來畢業生的就業形勢會更加嚴峻,競爭會更加激烈。畢業生的質量是網絡工程專業競爭成敗的關鍵,是關系到我校網絡工程專業能否長久生存與發展的重要因素之一。目前,各類企、事業單位對畢業生的要求不斷提高,其中最重要的一點是學生動手能力要強,要善于使用新的技術,能很快為企業創造效益。
六、結語
應用型本科計算機網絡專業的任務是培養適應社會經濟發展和網絡人才市場需求的應用型人才。網絡實驗是網絡工程專業教學中的重要一環,而實驗課程體系的建設則是網絡實驗教學的基礎。實驗課程體系架構是否完善,是否決定能否提高實驗教學質量的關鍵。為此,在網絡工程專業課程體系建設時,應充分考慮其工程特點,多方位考察社會對網絡工程專業人才的需求要素,并以此為依據。
考慮實驗課程體系建設的規劃和設計。在實訓基地建設方面,應特別注意與校內實驗室在工程實踐環境上的互補,選擇好合作企業,為學生提供綜合的工程實踐環境。
參考文獻:
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1、引言
隨著計算機網絡技術的迅速發展和應用領域的不斷擴大,計算機網絡已滲入人們工作和生活的方方面面。據中國互聯網絡信息中心報告顯示,截至 2012 年 6 月底,中國網民規模已達到5.38億[1]。在網民數量激增的同時,越來越多的企事業單位開始建立基于自身業務的網絡系統,并開發基于網絡的應用和業務。目前,國內高校的網絡工程專業大體分為兩大類:一類是以原有的計算機本科專業為基礎,課程體系[2]沿用計算機本科體系,無法體現網絡工程專業特色。例如:以編程類課程來說,計算機專業[3]強調的是語言編程,而網絡工程專業強調的是網絡管理編程及其底層協議通信。因此,這樣的課程設置泛而不專,不能體現一專多能的作用。另一類是以通信工程為主體,強調計算機網絡與原有電信網絡相結合,主要體現在各個郵電學院的培養計劃中。這兩類都不符合目前網絡工程專業的發展需求,沒有給出清晰的專業定位,造成教學質量和效率下降。
目前各行各業需要什么樣的網絡技術人才呢?而國內的高等院校網絡工程專業培養的人才能否完全滿足這些需求呢?為此,我們一方面調查并分析了多個典型行業對網絡工程專業人才的技術與技能要求,另一方面跟蹤分析了包括清華、北大、上海交大、美國 MIT、加州大學伯克利分校、西點軍校、CC2005、加拿大 Dalhousie 大學、澳大利亞昆士蘭大學和國立大學、瑞士聯邦理工學院等多所國內外知名院校當前網絡工程或相關專業的培養方案,并以此為依據,確定網絡工程專業涉及到的知識領域及對應的知識點,然后制定覆蓋各知識點的課程體系和教學計劃。
2、網絡工程專業的培養目標
高等教育的目的是培養高等技術人才,網絡工程專業主要是為了培養網絡工程師,目前網絡工程專業的培養方向主要有網絡工程管理與規劃設計、網絡維護與管理以及網絡應用程序開發等方向[4-8]。根據普通工科高校辦學層次和培養對象,我們立足于“寬口徑,厚基礎,高素質,強能力,突出創新意識”的教學理念,確立該專業的培養目標為:培養系統掌握計算機技術、通信技術及網絡技術的基本理論、基本知識,掌握計算機網絡系統分析和設計的基本方法,具備計算機應用、網絡編程與應用開發、網絡規劃設計部署、網絡管理等基本能力,具有較強創新意識的計算機網絡工程技術人才。
3、制訂專業培養方案的方法
在制定專業培養方案時,可以采用“需求驅動”的方法。首先,對人才市場進行需求分析,確定本專業的培養目標;然后,根據培養目標和人才需求分析,得到了本專業人才應具備的專業理論知識和專業技能,大致確定本專業的專業課程;根據這些專業課程又需要哪些專業基礎課程的支持,從而大致確定本專業的專業基礎課程;通過分析這些專業基礎課程應該得到哪些基礎課程的支持,大致確定本專業的基礎課程;最后,根據培養目標和培養方案的制訂原則,仔細、合理地調整各模塊內容和學分分配。
4、網絡工程專業課程體系設計
4.1課程體系設計的原則
課程體系的設計必須分析網絡工程的專業特性,且與當前社會的需求緊密結合。基于網絡的社會需求眾多,網絡技術日益復雜,因此,最好根據需求,將這些特性分類,設計網絡工程專業方向,然后為不同專業方向設計不同的課程體系。網絡技術是計算機科學與通信技術結合的產物,我們從兩個學科的本質出發,從硬件和軟件兩個方面劃分社會需求,分為網絡設備的研發與制造產業、網絡系統軟件的完善與拓展、基于網絡的應用軟件與工程設計 3 個方面。第 1 方面屬于硬件領域,第 2 和第 3 方面屬于軟件領域的系統軟件與應用軟件。在網絡設備的研發與制造產業,目前最具有代表性的公司有 CISCO、華為、H3C、中興等;在網絡系統軟件的完善與拓展方面,有代表性的領域有下一代互聯網的協議研究、無線通信協議的研究、網絡安全相關協議的研究等;基于網絡的應用軟件與工程設計有 Web程序設計、防火墻和 IDS 軟件的研發、網絡規劃與設計等。
4.2調整課程結構,優化課程體系
對專業基礎課程及專業課程進行知識點的歸類整合,在工科學生培養的框架內,重新組織課程,增強課程教學的一致性和連貫性,減少不必要的重復。在課程結構調整方面,以課群為基礎組織和建設課程內容,這樣既便于同類相關課程之間的知識銜接,又便于在課群內組織任課教師開展課程建設等教學研究活動。同時,專業課群也體現了培養目標所確定的學生應具備的主要技能,便于在課群的基礎上通過修訂課程內容,調整學生的知識結構,完善培養目標的具體內涵。
4.3課程體系強化方向性
網絡工程專業作為一門新型的交叉學科,雖然與計算機、通信工程專業相近,但具有其鮮明的專業特色。網絡工程專業的教學計劃,雖然總在調整,但總體而言,沒有實質性的突破。很多高校網絡專業教師為了提高學生的綜合能力,嘗試以任務驅動及實例教學為主,通過學習和模仿,制作出一個相對完整的、能夠完成一定操作的程序(或應用軟件)。這種嘗試,在提高學生的動手能力及學生的學習興趣方面雖收到一定的效果,但改革力度是不夠的。建立切實可行、符合本校特色的教學計劃、培養方案和課程體系是網絡工程專業建設的基礎,教學內容和課程結構體系要瞄準人才培養目標,通過現代教育技術手段濃縮課時,科學合理地整合課程,構建合理的知識結構。對培養應用型本科來說石家莊鐵道學院網絡課程體系結構以四大專業主干課程為基礎,三大專業方向為主導的課程體系。基礎主干課程涵蓋了電子科學技術、計算機科學技術、網絡技術與通信技術和信息安全技術四大專業體系,保證了本科教學的寬基礎平臺。
4.4加強專業技能的培養
網絡工程專業是一門工程性很強的專業,必須加強實踐環節,IEEE-CS和ACM任務組在CC2001報告中也特別強調了將專業實踐并人課程中的必要性。1999年,全國開始擴大本科生招生規模,IT類本科學生數量急增,這在一定程度上緩解了IT市場的人才緊缺狀況。然而,從近兩年的畢業分配情況看,許多學生找不到合適的工作單位,而許多IT類企業找不到合適的畢業生。其原因主要有兩個:一是IT技術及其應用發展迅速,知識更新速度加快;二是學生專業技能掌握得不夠。根據人才市場需求調查的結果,目前大學本科畢業的學生能夠馬上勝任本專業某個領域工作的人為數不多,在專業技能方面有些還不如高職畢業生,需要單位進行崗前培訓,而高職畢業生,專業理論知識又不夠,因此必須對本科畢業生進行正確定位,對本科培養方案作適當調整,以滿足社會需求。
4.5專業課程的設置
教學計劃以計算機網絡規劃、網絡管理及應用開發能力培養為特色,加強包括計算機網絡總體規劃設計、網絡管理、網站開發設計及維護等教學環節,涉及網絡協議與路由技術、網絡與信息安全、網絡系統應用軟件的設計開發等內容。專業課程主要分為以下三個課群:1)網絡設計與規劃課群;2)網絡管理課群;3)網絡應用技術課群。學校還應加強前沿與特色選修課程的開設。隨著網絡的普及,網絡安全問題成為當前面臨的緊迫問題。我校在網絡工程專業課程體系設置中,強化網絡安全特色方向,通過該專業特色方向的學習,使學生具有網絡安全應用的配置和開發能力。
4.6加強實驗室建設
對于實驗室建設,我們遵循兩個步驟:確定實驗內容和實驗方式、確定實驗環境和實驗設備。根據課程體系確定網絡工程專業學生必須掌握的實驗內容包括:網絡組建/規劃、網絡設備配置/設置、網絡操作系統使用/配置、網絡管理、網絡協議分析。對于實驗方式,應采用分組進行,這樣既便于實驗課管理,也具有較好的課堂氣氛,并且學生可以獨自動手在真實設備上操作、配置,教師可以控制和檢查學生配置、實驗結果是否正確。但由于設備的各種接口易損壞,所以需要限制教師和學生此類操作。
5、結語
作為本科院校,在網絡工程專業培養模式制定過程中,我們以為企、事業單位培養從事網絡工程技術、網絡管理及網絡應用與開發工作的工程技術人才為目標,以專業培養目標為基礎,以社會需求為導向,體現專業特色,加強實踐教學環節,注重專業技能、動手能力、應用能力和創新能力的培養。
參考文獻:
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建設方案
福建農林大學網絡工程專業人才培養的目標是使畢業學生掌握本專業的基本知識、基本理論和基本實踐技能,能夠從事本專業的網絡系統設計與分析、網絡工程設計與實施、網絡系統的管理與維護等工作。根據這一培養目標,網絡工程專業實驗室的設計應該滿足如下兩個要求。(1)網絡工程專業實驗室的建設在實用的前提下,應當在設備使用的長久性方面進行考慮,在技術上、構建能力上要保持五年左右的先進性[2]。(2)能夠讓學生充分地掌握所學知識內容,結合實際應用操作,做到理論與實際相結合。同時給學生一定的自由度,調動學生的學習積極性,不僅完成簡單的驗證性實驗,而且完成設計性和綜合性等高質量的實驗。
根據網絡工程專業實驗室的規劃需求,所設計的實驗室拓撲圖如圖1所示。實驗設備全部采用銳捷公司產品。整個實驗室分為4個區域,即教師區、學生區、實驗教學管理區、出口區。學生區分為10組,每組6臺計算機通過S2628G-E接入交換機連接到核心交換機S5750上,可以滿足60名學生同時實驗。實驗臺(RACK)也分為10組,每組有一個訪問控制服務器(RCMS),2臺IPv6三層交換機RG-S3760E-24,2臺IPv6二層交換機RG-S2328G,4臺模塊化路由器RSR20-18。4個區由一臺核心交換機S5750連接至校園網,再通過黑盾防火墻(NG-FW4000-Q)連接到外網。實驗教學管理區是一套基于B/S架構的實驗室綜合管理平臺(RG-LIMP)。第1期實驗室建設所配置的實驗臺均為標準實驗臺,主要針對交換機、路由器進行實驗臺搭建;同時具備多個功能擴展模塊,通過相應的配置,可以在每個標準實驗臺功能上進行很好的擴展,平滑地擴展到具有無線、安全、存儲等功能的實驗臺,完成第2、3期的網絡工程專業實驗室的建設,如無線實驗臺(標準實驗臺+無線網絡)、安全實驗臺(標準實驗臺+網絡安全)、存儲實驗臺(標準實驗臺+網絡存儲)、IPV6實驗臺(標準實驗臺+IPV6)、網管實驗臺(標準實驗臺+網管認證)、綜合實驗臺(標準實驗臺+綜合組網部分)等。
能夠完成的實驗內容應滿足網絡工程專業實踐教學計劃的要求,根據交換機、路由器、局域網組網工程等課程的要求,可以完成的主要實驗項目有:(1)各種網絡接口的認識實驗。完成對常用的網絡設備、相應的接口和連接線纜了解,以及如何通過線纜連接設備等[3]。(2)交換機基本配置實驗。完成交換機基本配置、交換機堆疊、利用TFTP管理交換機配置、升級交換機操作系統、交換機集群管理、交換機端口鏡像、交換機QOS、交換機端口聚合等[4]。(3)路由器基本配置實驗。完成路由器的基本配置、利用TFTP管理路由器配置、升級路由器操作系統等。(4)路由協議實驗。完成靜態路由協議、RIPVersion1\\2路由協議、OSPF路由協議、路由備份技術、路由過濾配置、路由重分布、策略路由、VRRP等。(5)局域網技術實驗。完成虛擬局域網VLAN、生成樹配置、生成樹的高級技術、VLAN配置、組播技術等[5]。(6)VPN實驗。完成通過Windows實現VPN功能、通過路由器實現VPN。(7)NAT實驗。完成網絡地址轉換、網絡地址轉換的應用等。
(1)可以通過實驗臺上的訪問控制服務器對實驗臺內的網絡設備進行管理、實驗,避免學生配置設備的時候不斷地插拔網線,而影響網絡設備的使用壽命[6]。同時在調試過程中,教師可以登錄到各個實驗臺相應的設備,觀察學生完成實驗的情況,并協助學生解決實驗故障。(2)以Web方式簡單地登錄到RCMS,同時RC-MS提供“一鍵清”的功能,可以方便地把設備還原為缺省狀態,極大程度地降低教師和實驗室工作人員的維護工作量。(3)實驗綜合管理系統(RG-LIMP)是一套基于B/S架構的實驗室綜合管理平臺,教師可以通過這個平臺對所有的實驗室資源進行協調安排和管理,不但可以實現對實驗室設備的維護、對實驗過程的監控、對實驗故障的解決和對實驗報告的管理,而且還可以自動捕獲設備配置文件。同時學生可以通過登錄這個平臺進行預定實驗、預覽實驗、完成實驗、提交實驗報告及查看實驗成績等。(4)由于實驗室已連入校園網,學生可在課后時間通過校園網絡遠程連入實驗室,通過LIMP平臺及RCMS實現遠程實驗,不但可以完成正常實驗課未完成的實驗項目,也可完成自行設計的實驗項目[7]。
下一步建設的建議
關鍵詞:網絡工程專業;人才培養方案;知識、能力和素質
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
近年來,為適應國家經濟結構戰略性調整的要求,實現中國網絡工程技術人才的跨越式發展,我國部分高校從2001年開始設立網絡工程本科專業。由于網絡工程專業是一個綜合了計算機科學與技術、通信工程等多個學科的專業知識的邊緣學科,又是一個新興專業,使得各高校的人才培養模式存在一定的分歧。如何根據我校相關專業的特點、相關兄弟院校的經驗、人才市場新的需求制定出適合我校培養特色的人才培養方案,是我們需要研究的重要課題。
1 國內高校網絡工程專業課程體系剖析
國內申請網絡工程專業的院校在早期以普通本科院校居多,近兩三年來才逐步向一些重點院校傾斜,分析一下我國各高校的網絡工程專業的培養體系,不難發現目前各院校的網絡工程專業的課程體系設置的特點:
① 側重于兩個不同的專業方向。一類,側重于通信類課程的網絡工程課程體系,如成都電子科技大學等;而另一類,則把課程的重點置于計算機類課程的網絡工程課程體系,如重慶大學、中山大學等。
② 體現各自的科研特色。由于各重點高校致力于將科研應用于教學中,所以各重點高校又根據自身的科研實力開設部分個性化的課程。
③ 實現部分的定制培養。部分高校利用自身地處沿海、網絡相關企業較多的地理優勢,將很大一部分的學生送到企業,對學生進行定制課程和項目實踐的培養,使學生畢業后直接進入到企業工作,對就業提供保障。
各高校在制定網絡工程專業的人才培養方案的時候,可謂八仙過海、各顯神通,應該說這些高校在進行網絡工程專業人才培養上是各具特色、非常成功的。
2 我校網絡工程專業人才培養方案
2.1 指導思想
我校以前并沒有辦通信類專業的經驗,所以在這個方面我們不具有優勢,但我們辦計算機科學與技術本科有多
年的經驗,因此我們將網絡工程專業的課程體系側重在偏計算機類模式上,指導思想如下:
(1) 以計算機科學與技術專業的核心課程為基礎。由于網絡工程專業是由計算機科學與技術專業演化出來的新專業,計算機科學與技術專業仍然應該是網絡工程專業的基礎,將來學生就業可以在計算機科學與技術和網絡工程兩個專業上進行發展,同時又兼顧到學生將來的考研需要。
(2) 突出網絡的工程特點。從我校學生的定位來說,我們將網絡工程專業的培養目標定位在“工程型”人才,按網絡工程前段、中段和后段三個階段設置課程,每個階段都有相應的支撐課程。根據市場調研及時調整部分課程,通過網絡工程生命周期的專業學習,學生具有網絡的規劃、設計、構建、維護和管理等能力。
(3) 強化特色方向。
基于網絡的軟件開發特色方向。通過該特色方向的專業學習,學生具有網絡軟件的分析和設計能力。主要課程有:TCP/IP原理與應用、網站程序設計、J2EE企業級應用開發等。
強化信息安全特色方向。通過該特色方向的專業學習,學生具有網絡安全的應用和開發能力。主要課程有:密碼學與應用、網絡安全技術、網絡安全程序設計等。
2.2 理論課程體系
在課程的設置上,按照上述指導思想制訂理論課程體系,如表1所示。
2.3 實踐課程體系
網絡工程專業實踐教學力爭形成較完善的實踐教學課程體系,構建一系列由實驗、課程設計、實習、實訓等環節具體體現的實踐教學體系,在教學方法上采取由入門到發展,突出綜合性、專業性、設計性、創造性和研究性的教學思路,使學生真正得到動手實踐的機會,提高專業實驗和畢業設計的能力及創新能力,如表2所示。
我院網絡工程專業人才培養方案的特色
(1) 培養目標定位準確
網絡工程專業的培養目標為:系統掌握計算機科學技術、網絡技術的基本理論、基本知識和基本技能,以網絡項目的分析、設計、實施及管理為主要業務范圍,具有網絡工程實踐、網絡項目開發、團隊協作等方面的基本專業素質,能在網絡、通信、軟件公司以及企事業行業從事網絡工程、網絡軟件和網絡安全等方面的開發、維護和應用工作的工程型人才。
(2) 知識、能力、素質關系明確
培養目標緊扣前述指導思想,參照《高等學校計算機科學與技術專業發展戰略研究報告暨專業規范(試行)》中對相關專業學生應具備的知識、能力、素質的描述,根據專業的特點和市場的需求對該專業進行定位,對本專業從知識、能力、素質三個層面提出培養規格,具體的知識、能力、素質的關系圖如圖1所示。
圖1 知識、能力、素質關系圖
(3) 實踐環節較好體現該專業的工程特點
本培養方案實踐環節針對網絡工程專業的特點,體系上分為:網絡技術、網絡操作系統、網絡應用、網絡管理、網絡安全幾塊,完成我們所要培養的兩個方向的人才:基于網絡的軟件開發和信息網絡安全,同時考慮到了網絡工程能力訓練的前段、中段和后段問題。在實施中,依托校內、外實訓基地,從網絡維護、施工角度對學生進行工程能力、職業化素質、綜合能力和就業競爭力培養。同時,為保證學生進一步與社會接軌,采取信息安全CIW培訓基地、Cisco網絡學院與專業結合的方式,使學生了解“準職業人”的定位,使學生在思想觀念、專業理論、專業技能方面真正受到職業化的、全方位的培養、鍛煉。
4 人才培養方案中需要解決的問題
我們的培養方案由于兼顧到計算機科學與技術和網絡工程兩個專業的知識點,所以在實施中存在一些問題,比如學時緊張、課程內容有所重疊等,針對這些問題,我們采取了一些行之有效的解決措施:
(1) 壓縮或合并部分課程,同時將一些計算機科學與技術中相對重要的課程放入選修課。按照教高〔2005〕1號文件精神,高等學校要構建新的課程結構,加大選修課程開設比例,積極推進彈性學習制度建設,要切實改變課堂講授所占學時過多的狀況。但我們要完成兩個專業的重點課程,難免學時會存在緊張的局面,因此我們將部分課程進行合并并壓縮,比如匯編語言和微型計算機技術合并為現代微機技術,電路和模擬技術合并為一門課等。同時,由于必修課學時比較緊張,我們將一些課程放入選修課,通過將計算機學院的各專業的選修課全部打通來完成有精力的學生對計算機科學與技術部分重要課程的學習。
(2) 在教學大綱中詳細規定各門課程的教學側重點。由于網絡工程相關專業課設置較多,部分內容難免重疊,我們通過教研活動環節嚴格制定了系列課程的教學大綱,規定各門課程的教學側重點,盡量避免重疊,就算有少部分內容有重疊也是各有側重。
(3) 準備將網絡相關課程的實驗單列成一門課。為保證網絡工程專業各階段的實驗能夠在所有課程中開設,解決原實驗體系中課程實驗劃分不清、自身優勢發揮不明顯的問題,同時為更好地實施分層次實驗教學,進行創新型人才的培養,我們對專業所有網絡相關課程的實驗進行資源整合,單獨開設實驗課程,借鑒Cisco和CIW的思路和經驗,利用專有的師資力量進行網絡工程專業實驗的設計,對今后網絡工程實驗環節的建設將有很大的幫助。
參考文獻
1.多次協助中心主管完成公司網絡癱瘓的拯救工作。
2.負責總倉庫和各工區倉庫網絡改造工程。
3、負責公司地測中心等部門新辦公樓的網絡布線施工工程。
4、協助中心主管完成xx、xx、xx等子公司的網絡信息化建設。
5、參與中心的文檔編寫及各種規章制度的制定。編寫了《公司關鍵數據備份存儲方案(草案)》《公司計算機設備、耗材報廢處理方案(草案)》《公司內部網站信息管理辦法(草案)》《網絡故障分析報告》等文檔。六.存在的不足及努力方向在公司工作兩年來,雖然自己在理論和實際操作上都得到了很大的提高,公司信息化也得到了快速穩定的發展,但是也存在不足。比如在中心機房設備的利用率及網絡平臺的業務能力上挖掘不夠,網絡平臺上的業務創新不夠;在員工朋友中對企業關鍵數據的風險意識宣傳力度不夠,沒能使員工在數據保護方面形成較強的風險意識等等。努力方向:
(1)根據公司網絡信息化的具體實際,努力提高網絡設備及服務器的利用率,發揮公司網絡平臺的作用,把網絡信息化由技術平臺全面向業務平臺轉變,堅持創新技術,創新業務;
(2)完成由“幫員工維護”向“教員工維護”的工作方式的轉變,努力提高員工朋友的計算機應用水平,力求讓公司員工人人會電腦,人人精通電腦;