前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇网络管理专业知识范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
关键词 课程体系;职业技能;校企合作
中图分类号:G712 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2012)18-0055-02
自2008年我国高职院校开设网络系统管理专业以来,其专业定位、培养目标、课程体系结构等均不很成熟,各学院对该专业的认识有很大的差异。因此,德州职业技术学院在2008年申报网络系统管理专业后,就开始对网络系统管理专业的人才培养方案进行研究和实践。
1 找准专业定位,确定培养目标
高职教育培养的是高技能应用型人才,其专业具有较强的职业定向性和针对性,这就是以服务为宗旨、以市场为导向、以职业岗位为依据、以技术含量为参数、以学科专业的交叉复合来把握专业定位的原则。
经过几年实践,把网络系统管理专业定位在面向区域经济发展和信息系统集成、信息安全产品和应用软件开发、信息工程监理、IT产品销售与服务企业及其他企事业单位信息技术部门生产、服务及管理第一线,培养从事网络建设、管理、应用开发与技术服务工作,具有职业生涯发展基础的高素质、高技能专门人才。
2 设计符合培养目标的课程体系
为满足社会对网络系统管理专业人才的需求,保证高职网络系统管理专业的培养目标的实现,建立起适合当前状况的专业课程体系结构,如图1所示。
2.1 两类必修课程
在网络系统管理专业的课程体系中,职业公共必修课和职业能力必修课构成整个课程体系的两大坚实基础。“两课”、法律、体育课程的开设力图使学生树立正确的人生观、世界观,培养良好的思想和身体素质。数学课程没有必要学得太深,可以根据计算机专业的要求和学生的接受能力灵活调整。外语教学是非常重要的,在设备的操作和调试中会遇到大量的英语词汇,因而英语教学贯穿始终。另外开设IT职业英语,对其在工作中的应用进行强化,为学生今后的发展打下基础。
而职业能力必修课是学习本专业的立足之本,其设置应该认真探讨。哪些课程对于本专业来说是必要的基础课?应该掌握到什么程度?如何进行课程的整合,并合理安排每一门课的内容?综合考虑网络系统管理专业人才的需求和应用状况,最终确定包括计算机基础类、网络编程实现类和系统管理与维护类的专业技术基础课的课程体系。尽量少讲纯粹的理论,用专业技能学习是否需要作为衡量技术基础课开设的依据。另外,还以讲座、报告或参观的形式,让学生在入学后了解培养目标,了解他们将要从事工作的性质、岗位特征、发展方向等,进而有目的、有选择地进行学习。
2.2 三个专业方向
在第一阶段基础课之后,根据就业方向的不同划分网络规划与施工方向、网络管理与维护方向、网络编程应用开发方向的专业学习课程体系,学生可以根据自己的兴趣选择某一方面的学习。
网络设计与实施方向重点培养学生的网络工程项目的简单设计与实施能力,通过对网络综合布线技术、局域网组建技术、网络互联技术及网络设备的配置调试等知识的学习,使学生能胜任网络施工管理及简单的网络方案设计等工作岗位。
网络管理方向侧重培养学生对网络软环境的管理能力,要求学生不仅要熟悉Win2003 Server的网络管理方法,更要熟悉Linux操作系统以及Unix系统,具有在这些真正的网络操作系统下配置、管理及实施网络服务功能的能力;同时,要熟悉各种网络环境下基本的安全防范方法和安全实施技术,这样才能胜任网络管理员的工作岗位。
网络编程方向是为了适应社会对网站建设、网页设计、网络程序编写人员的岗位需求而设置的。网络编程类课程开设为两条主线的教学,一条是数据库、VB、Java编程技术,另一条是网页编程(静态、动态以及多媒体技术),学生可以灵活选择。
2.3 四项专业实训
以技能培养为重点的高职网络系统管理专业需要大量的实践技能训练,各专业课程的实践教学时数都达到一半甚至更多。此外,在第三、四、五学期还安排了集中的独立实践课以进行专门的技能训练,综合运用多种知识,锻炼学生分析问题、解决问题的能力,也培养团队协作精神。而网络编程实训是对有志于网络编程的学生的一次很好的锻炼,通过完成一个模拟项目,不仅让学生感受到做项目的全过程和乐趣,更重要的是在参与开发的过程中学会解决问题的方法,而这才是在以后的工作中最重要的。
2.4 实施“教学做”一体化教学模式
在课程教学过程中,网络专业依托功能配套、技术先进的校内实训环境,遵循“技能是学和练而不是教出来”的人才培养理念,将专业课程安排在实训室讲授,形成师生交流互动新模式。教师理论讲授中穿插技能演示,让学生的理论学习与技能模仿、强化密不可分,从而有效集中学生注意力,及时熟悉并掌握所学技能,最大限度发挥实训室的服务教学功效。
2.5 建立以学生能力水平为主要指标的专业技能评价方法
教学质量监控与评价方面,强调多层面、多难度、多方式和多层标准,学生质量评价以能力水平为主要指标,重视综合素质与知识运用的考核,采用多标化的考核方式。
2.6 培养双师型师资队伍,构建职业教学团队
经过几年的建设,已经塑造了一支教学经验丰富、教学质量高、实践能力强、适应高职教育的双师型师资队伍。一是采取“培养和培训”的方法,借助于行业、企业等资源,安排教师进行培训,将教师深入企业一线的经历纳入专业技术职务评聘考核的重要内容。二是采用“积多成少”的方式,从企业聘请一流的技术骨干,实质性地投入到教学和科研中来。
2.7 深化校企合作,引入行业认证和职业资格证书,实施“双证书”教育
本专业与思科网络和趋势安全签署合作协议,进行课程置换与整合,把先进的企业理念和计算机技术融入教学体系中,根据市场需求规格培养对口人才,使教学内容同企业的岗位需求密切结合,先后与多家企业签订合作协议,为学生提供生产实践机会,营造工学结合的环境和氛围。
推行职业资格证书制,要求本专业学生必须取得至少一个职业资格证书(专业技能证书如Cisco CCNA网络工程师认证、人力资源和社会保障部网络工程师、信息产业部网络工程师等)。
3 结束语
经过几年的实践,人才培养方案已初见成效,毕业生受到用人单位的好评,同时校内外实践教学条件不断完善,人才培养方案不断优化。人才培养模式的创新,也推动教学改革的不断深入,形成鲜明的办学特色和良好的社会声誉。
参考文献
[1]姜腊林,易建勋,陈倩诒,等.网络工程专业培养方案的研究与实践[J].高等教育研究学报,2005,28(3):67-69.
[2]孙涌,孙宏伟,蔡学军.高职院校IT类专业内涵定位研究与实践[J].中国职业技术教育,2007(1):16-17.
[3]吕明娥.计算机网络技术专业人才培养方案的研究与实践[J].中国电力教育,2009(12):17-18.
关键词:信息安全专业;网络管理;网络安全管理;课程教学
中图分类号:G642 文献标识码:A
信息安全作为一个新近发展的专业,从教学体系和教学模式的构建、课程建设、教材建设等诸多方面都不太成熟,需要进一步发展。网络管理是信息安全专业的一门方向专业课。由于现在网络安全问题已经成为影响网络应用的关键问题,安全管理在网络管理中占据越来越重要的位置。信息安全专业的网络管理课程针对此应用需求开设。传统的网络管理偏重于网络性能、故障的管理,安全管理虽然也是其功能之一,但比较薄弱。一般的网络管理教材都基于传统的网络管理内容。为了体现信息安全专业的特色,适应实际应用的需要,我们从课程目标、教学内容、教学组织和方法、教学评价四个方面都对传统的网络管理课程进行了探讨和改进。
1确定课程目标
课程目标是课程本身要实现的具体目标,以及在一定的既有阶段学生全面发展可望达到的程度。课程目标是教育目标的具体化,应与学校的定位和具体专业的培养目标相一致。我校属于基础相对薄弱、历史较短的教学型大学,现在向着教学科研型大学的方向发展,以培养信息行业和地方经济社会发展所需要的应用型人才为主,同时兼顾培养应用研究型人才。共同的专业培养目标是培养具备良好思想道德素质、身体素质,心理健康,专业知识与技能扎实,具有创新能力和创新精神的社会主义接班人和建设者。对于信息安全专业的学生,需要掌握信息安全学科、计算机科学与技术学科、计算机网络和通信的基本理论和基本知识,具有计算机网络的管理、研究与开发、使用和维护与网络和信息安全有关的软硬件产品、监控和维护网络及其安全等专业能力。计算机网络管理属于信息安全专业的专业方向课程,在学生已经学习了计算机网络、现代密码学、网络安全、信息安全标准与法律法规等信息安全的主干专业课之后开设。此方向是为了培养具有计算机网络的管理以及网络安全的监控与维护能力的信息安全专业的学生。根据学校定位、专业培养目标及其计算机网络课程在专业培养中的位置,我们确立该课程的培养目标。布卢姆等人将课程目标分为认知类、技能类、情感类和应用类。根据这个分类,并考虑到课程目标表述的全面性、合适性、有效性、可行性、相容性等要求,计算机网络管理的课程目标表述见表1。
2教学内容的选择与组织
根据以上确定的课程目标选择和组织教学内容。由于现在没有专门针对信息安全专业的网络管理教材,通用的网络管理教材一般介绍传统的网络管理理论与技术,虽然安全管理也为传统网络管理的功能之一,但比较薄弱,书上介绍得也比较简单。另外,通过参考较新的教材发现,每种教材在理论和应用上各有侧重且各有优势,没有哪一本教材能够适合我们制定的课程目标,因此,具体的教学内容来自多本教材的综合,见表2。
整个内容被分为三大部分:理论、应用和实用技术及工具。
教材[1]比较偏向于理论,特别是对网络管理模型的介绍部分内容全面、结构清晰,本课程的理论部分以该教材为蓝本。具体内容包括:网络管理基础理论、OSI系统管理模型、电信管理网TMN、SNMP(包括RMON)及其新型的网络管理模型。
网络管理应用主要介绍两个方面:典型的网络管理系统和网络管理开发。这部分内容来自教材[2]。包括国内外典型的网络管理软件Ciscoworks、HP OpenView、IBM Tivoli NetView、SNMPc的主要功能特征介绍和对StarView网络管理系统的应用进行分析,了解典型的网络管理系统的主要组成部件及可实现的管理功能目标,对网络管理应用有一个具体的认识。网络管理开发介绍Windows系统下网络管理软件开发的流程和方法。
第三部分是网络管理的实用技术和工具,来自教材[3]和实用技术书籍[4]和[5]。这部分的特点在于将众多零散的网络管理和网络安全管理实用技术和工具融合并归纳为三类:网络流量监测、网络设备管理与安全和系统管理与安全。对每一类技术,在介绍通用的管理技术的基础上融入相应的安全管理技术。对于网络流量监测,介绍基于SNMP、协议分析和探针的流量监测方法和MRTG、PRTG、Sniffer、Ethreal等典型工具。在此基础上介绍网络性能分析方法和异常流量检测方法。网络设备管理与安全主要是交换机、路由器、防火墙、服务器等设备的配置、性能管理和安全。系统的管理和安全指Windows系统和Linux系统的管理和安全,包括用户、组策略、补丁、文件、目录、弱点、防病毒等方面,都在管理的基础上融入相应的安全机制的介绍。比如用户方面包括用户和组账户管理及其用户和组账户安全,组策略方面包括组策略管理及组策略安全等。
3教学的组织与方法
本课程以课堂教学作为主要的组织形式并辅以实验教学,并应用多种教学方法。理论部分主要以课堂教学和讲授法为主,并辅以多媒体教学手段使教学更为生动,为后面的应用和实用部分打下好的基础。
为了在应用和实用技术部分有效地培养学生的各种技能和提高学生的动手能力,采用了多种教学方法,大大加强学生参与的机会。其中基础介绍性的部分采用讲授法以提高效率,具体技术和工具的应用部分应用实验教学并辅以学生自学、讨论法。实验共有12学时,共设计了6个实验,见表3。
实验一和实验二是为了对网络管理协议的实现有一个更深刻的理解,与理论部分的讲解相对应。实验三和实验四与应用部分相对应。实验五和实验六是实用技术和工具的应用。为了达到预期的实验效果,应用学生自学和讨论的方法进行辅助。在基础部分讲解之后和做实验之前安排学生课外在自己的电脑上完成实验的前期工作,并讨论交流。比如在进行实验之前,首先要求学生在自己的电脑上实现SNMP服务的启动与配置,并通过建立的本课程的QQ群,进行及时的讨论交流和问题的解决。由于实验五和六中涉及的内容比较多,我们采用内容分块和学生分组的方式,每一个组学习部分内容,然后归纳总结,派一个代表进行公开讲述。这样不仅提高了效率,也能够锻炼和培养学生的合作、交流、自我表达等方面的能力。
另外,我们也鼓励学生参与网络上的专业论坛,与专业人士进行沟通交流,解决疑难问题和经常浏览相关专业信息,提升专业素养和查找信息、自我学习的能力。通过关注时事,摘取有价值的和针对学生普遍存在和关心的问题的事件与学生谈心和交流,并引导他们建立对专业的爱好、积极向上的生活态度和树立正确的职业道德观念等。
通过以上多种教学组织形式和教学方法的应用,提高了学生的学习兴趣和学习效率,使学生在本门课程的学习中不仅较好地掌握专业知识、提升技能、增强专业特色,也能在非专业技能和情感发育上有所进步。
4教学评价
教学评价是对受教育者的多种要素进行价值评估。根据我们设置的多元化的课程目标,我们采用了多种方式评定学生的成绩,最终总成绩由考试、实验和平时成绩构成。平时成绩包括考勤、课后作业完成情况和小组评议三部分组成。在总成绩的评定中,我们适当地降低了考试成绩占据的比例(不超过60%),避免学生为了应付考试片面地死啃书本的坏习惯,增强自己动手的积极性。
5结束语
网络管理是一门实践性较强的课程,为了在这门课程的教学中体现信息安全专业的特色和实践需求,在传统网络管理内容的基础上融入安全管理的内容,并对课程目标、教学内容、教学组织和方法和教学评价进行了仔细的设计。本课程于2009年上学期开设,现在基本上已经完成了教学任务,从实验课和平时成绩的考核来看,取得了较好的效果。
参考文献:
[1] 潘懋元,王伟廉.高等教育学[M]. 福州:福建人民出版社,1995.
[2] 教育部西南高校师资培训中心组. 高等教育学[M]. 重庆:重庆出版社,2006.
[3] 周海涛.大学课程研究[M]. 北京:中国社会科学出版社,2008.
On teaching of Network Management for Information Security Speciality
XIAO Min, WANG Ying, SONG Xiu-li, SU Chang
(Department of Computer Science and Technology, Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing 400065,China)
关键词:计算机;网络管理;教学;改革
随着科学技术的高速发展,计算机网络已经成为信息时代社会运行的基础所在。在此背景下,社会对网络应用及发展提出了更为严格的要求,与之对应的是计算机网络管理相关人才的培养也得到了越来越多的重视,计算机网络管理课程也已经成为计算机相关学科的基础课程。因此,计算机网络管理课程教学的水平一定程度上会影响社会中计算机网络人才的质量,只有把好教学关,才能从源头上将学生培养成相关领域的人才,使其在后续的工作中能够发挥出应有的作用。
一、计算机网络管理课程的特点
计算机网络管理课程涵盖的教学内容非常丰富,其中包括许多原理性知识和实践性技术要点。这就要求学生不仅应该了解并掌握网络管理相关的一些标准与协议,还要能够具备较为成熟的网络管理的能力,可以在实际应用当中排除故障,实现计算机网络的管理与维护。
(一)课程的知识点较为抽象因为计算机网络的一些基础知识点并不能在日常生活当中直接为人们所接触,所以初学者往往只知其名,不知其意。比如协议定义、协议数据等知识点,学生只有通过不断地钻研琢磨才能领会其中要义。
(二)课程的知识点更新较快受益于科技的迅猛发展,计算机的更新换代频繁,网络技术也一直在飞速地革新,许多教材中涉及的知识点也随着网络技术的发展而进行着迭代。该领域一直在不断地涌现新技术、新方法和新知识,这就要求教师拥有持续学习的能力,不断更新自身的知识储备,从而为学生提供更前沿的知识和更广阔的知识视角[1]。
(三)课程的知识点应用性强学生接受相应的专业教育最终目的是学以致用,而且计算机网络课程属于应用型强的课程,学生在学习完理论知识后需要结合实践进行内化,才能真正掌握专业知识的精髓,在日后的工作中体现专业素养。
二、计算机网络管理课程教学现存问题
(一)教学理念落后,拘泥于教材由于计算机网络管理课程是一门基础课,学习这门课程的专业较为广泛。教师往往不能针对学生自身专业进行特色教学,讲授的知识一般也是围绕教材进行,这也会造成教师的教学理念落后,不能满足学生实际学习的需求。而且教材在编撰过程当中遵循的逻辑是按照章节的顺序展开,学生可以通过教材了解专业的知识点,但所学的知识往往是割裂和独立的,学生较难进行融会贯通,至于实践更是无从谈起。而且各个教材是由不同作者编撰的,其内容及逻辑很大程度上取决于作者,如果教师在教学过程当中仅仅依赖于教材,则会造成学生的知识面较为狭窄,不利于学生的成长。教师要能跳脱出教材,紧密结合学生专业进行教学设计,帮助学生建立立体的知识结构才是重中之重。
(二)传统教学为主,内容过于抽象目前教师在进行计算机网络管理课程的教学中以传统讲授的教学方式为主,所教内容也主要集中于网络管理的相关理论知识,其中包括管理模型、体系结构、网络协议、管理平台及系统等方面。由于教学任务较为繁重,在课时有限的情况下教师很难带领学生进行深入的学习与探讨,学生对知识点的学习往往停留在表面。而这些理论知识往往较为抽象,对学生的基础知识以及学习能力要求较高。因此教师采用传统的教学方并不能很好地满足学生学习的需要,学生只是处于被动接收知识的状态,而未能主动地融入学习当中,学生的学习体验更是无从谈起[2]。
(三)课程安排不合理,缺乏实践计算机网络管理对基础知识的要求较高,学生在学习该课程之前需要具备一定的计算机网络知识,对网络的模型、体系、协议等应该较为熟悉,这样才能保证计算机网络管理课程的教学质量。但在教学过程中可以发现学生的基础知识掌握得并不牢固,由于在学习过程当中学生常常停留在理论学习阶段,并没有相应的实践经验。而且学生的课业压力加大,对于一些较为抽象的知识存在一定的畏难情绪,最终造成学生不能沉下心来学习计算机网络管理课程。计算机网络课程的特点之一就是应用性强,如果课程安排上没有为学生预留充裕的时间,学生将无法进行实践训练,最终造成该课程的教学一直停留在理论阶段,这对学生的发展是极为不利的,自然也无法培养学生发现问题、解决问题的能力。
(四)教学硬件缺失,缺乏实训计算机网络管理的岗位职责要求较高,而且工作环境较为复杂,会牵涉到较多的设备和工具。如果学生在学习过程当中没有接触到相应的硬件设备、操作系统等,将会在日后求职过程当中处于劣势。现在许多学校并不能建立一个系统的、全面的硬件实操平台,这就会造成学生在学习过程当中并不能接受及时的实训,学生学习到的知识往往会和实际相脱离,造成学习的片面性。(五)教师水平有待提高随着高校不断扩招,且高校数量在不断增加,高校学生的规模与日俱增。但是教师的规模增长并不能满足当下学生的需求,教师的工作量较大,在科研方面也承担着一定的压力,这就造成许多教师在教学过程当中有心无力。此外,计算机网络管理课程作为一门应用性很强的课程,需要教师具有一定的实践经历,但现在部分教师存在理论知识丰富、实践知识短缺的情况,这势必会造成其在教学过程当中重理论、轻实践,不能很好地引导学生进行理论与实践的融合,这对于学生综合能力的提升存在一定的阻碍。
三、计算机网络管理课程教学改革策略
(一)改变教学模式,突出主体地位第一,现代的教育理念是教师应以学生为主体,在教学过程当中更多关注学生的感受,引导和鼓励学生参与到课堂中来,并根据学生的实际需要来推进课程的进行。在这个过程当中就需要教师对教学模式进行相应的改变,突出学生在教学过程中的主体地位。第二,教师需要改变在传统教学过程当中的一言堂模式,而通过翻转课堂的教学模式,让学生带着问题参与到课堂的学习中来。学生在课前需要对课程的相关知识进行学习,在这个过程当中发现问题,并尝试解决问题。在课堂上教师可以通过小组讨论等方式让学生将自己的疑问表达出来,再进行针对性的解答,这样既能加固学生对知识的印象,同时还能使学生获得成就感。第三,在计算机网络管理的课程当中,教师可以在课前先给学生提供一份详实的学习任务目录,让学生对课程当中抽象的知识点进行初步的学习,鼓励学生去发现问题,并尝试寻找解决办法。目的是使学生可以初步掌握课程当中的知识点,理清知识脉络。在课中教师可以针对学习任务目录当中学生在意的重点知识进行深入讲解,并让学生分组讨论,达成共识。教师在最后总结帮助学生巩固知识。课后教师需要对一些理论知识的要点布置相应的实践作业,让学生通过实践明确知识的应用之处,这样也方便学生查漏补缺。
(二)精选知识结构,实现自主学习第一,计算机网络管理课程的内容整体而言理论化程度偏高,这就需要教师在帮助学生梳理知识点时能够考虑到为学生提供实践指导,尤其是对于一些知识难点、要点,更需要教师为之增设一些实际案例帮助学生进行自主学习。对于学生而言,其自身也需要提高对学习目的的认识,主动尝试进行实践学习,提高自身对理论知识的掌握程度[3]。第二,教师也可以结合综合性的案例进行课程设计,让学生在学习中理清思路,而且教师需要对知识结构进行加工,使之更加系统化,方便学生学习和掌握。同时教师需要鼓励学生自主学习,使学生不断提高综合素养和技术水平。
(三)加大实验室建设,完善课程硬件第一,计算机网络管理这一课程具有很强的应用性,这就说明需要加强学生的实践经历。针对当下众多高校的教学环境,当务之急是加大实验室建设,完善课程硬件,让学生在学习完课程知识后能够拥有实践应用之所。第二,网络技术一直以来都在经历着迅速革新,随着其发展,计算机设备等硬件设施也在不断地发展。这就要求实验室能够对硬件设备进行及时的更新换代,从而为学生的实践提供相应的基础。实验室常用的服务器、交换机、中继器等硬件设备在部署时,校方需要考虑到计算机网络管理课程的实际需要,将实验的硬件设备进行完善,使学生在学习理论知识之后能够付诸实践。
(四)倡导高校资源共享,实现教学共赢第一,目前高校在相类似的专业当中暂时还未形成资源共享的机制,这不利于资源的有效利用。如果能够实现高校间的资源共享,则会大大加速学校之间的信息互通,方便学生扩展知识面,对于学习也大有裨益。目前在高校计算机网络管理课程教学当中,存在诸如课件、题库等良性资源,如果这些资源不及时传播与共享,则不能发挥其完全的价值。第二,如果能够打通高校间的资源共享壁垒,就能够加速资源在学校间的传播,方便学生的学习,同时还能为教师带来展现自身成果的途径,这对于师生都会有较大的帮助。
(五)改革教学评价体系,有效评价学生目前学校对学生课程学习评价的基础就是考试成绩,固然考试成绩能反映出一定的学习能力,但是并能代表学生的知识应用水平。第一,将试卷中相关考题的类型进行规范化管理,将知识进行整体的梳理,鼓励学生多参加课堂教学和实验环节,让学生真正做到听懂学会。第二,计算机网络管理课程因为涉及许多实践应用型的知识点,这需要学生在接受考评的过程中不仅仅从理论学习的角度出发,还需要涉及实践知识的掌握情况,最终通过量化指标体现出学生的综合能力。通过这种方法可以提升教师的教学水平,还能督促学生主动学习,从而获得良好的评价。
关键词:网络工程;专业课程群;创新思维教学法;创新思维训练
文章编号:1672-5913(2013)14-0081-05 中图分类号:G642
1 网络工程专业人才培养
高等学校网络工程专业的培养目标是培养德、智、体全面发展,具有深厚的专业基础知识和扎实的专业知识,能从事网络工程的规划设计与实施、网络设备和网络协议的研发、网络应用系统的设计与开发、网络管理与维护、网络安全保障等技术工作的高级网络技术人才,满足我国信息化建设人才的需求。
网络工程专业源自网络技术的发展、网络应用的普及和社会用人单位对网络系统建设、管理与维护的需求,课程体系的制订和课程内容的设置必须反映当前网络理论与技术的最新进展,还应遵循“需求驱动、宽基础、强化实践能力培养”的原则,坚持理论与实践相结合,知识与能力并重,强化工程实践训练。网络工程专业人才的培养包含侧重于素质培养的基础知识和侧重于能力培养的专业知识。学生在公共基础课程知识学习的基础上,再根据社会用人单位的需求、个人爱好特点和发展潜力,学习网络工程专业知识并实践,进行组合式的能力培养。学生通过知识的学习掌握、能力的训练和素质的养成,达到了三者互相促进和协调发展的效果。
1.1 课程知识体系
网络工程专业是在计算机科学与技术、通信技术和电子科学与技术等专业基础上产生和发展的一个新专业,因此该专业知识与这些领域的专业知识有不同程度的交叉与重叠,但又有自己独特的内容。根据青岛大学应用基础型人才培养特色名校建设的发展目标和网络工程专业的发展特点,我们经过近10年的探索,逐渐形成了图1所示的网络工程专业课程知识体系。
1.2 核心课程群建设
网络工程专业课程具有与通信和计算机学科知识交叉,涉及复杂概念、协议和技术,课程内容来源于科技创新实践等特点。根据网络工程专业课程特点和课程知识体系,青岛大学信息工程学院建设了计算机网络核心课程群。计算机网络核心课程群包括计算机网络原理、计算机网络管理、Linux操作系统、信号与系统和通信原理5门课程。其中,计算机网络原理是学科基础课,计算机网络管理和通信原理是两门专业基础必修课,信号与系统和Linux操作系统是两门专业选修课。
计算机网络原理主要讲授计算机网络的基础概念、基本原理和基本方法,要求学生掌握计算机网络的基础知识、TCP/IP协议的体系结构、网络分层参考模型的各层功能和典型网络协议,了解典型网络设备的组成、特点和工作原理,能够运用计算机网络的基本概念、原理和方法进行网络系统的分析、设计和应用。信号与系统主要讲授连续时间与离散时间信号与系统的定义及分析方法,包括3大变换(傅里叶变换、拉普拉斯变换和Z变换)的基本内容与应用、线性非时变系统的基本理论与基本分析方法,培养学生运用信号与系统的基本理论和分析方法解决实际问题的能力,为学生进一步学习通信原理奠定基础。通信原理主要讲授现代通信的基本原理与基本方法及提高通信系统性能的基本技术措施,其中数据通信的基础知识(如传输介质、数据编码、信道复用技术、差错控制、数据交换技术等)为学生学习网络工程专业课程奠定基础。计算机网络管理主要讲授网络管理系统的体系结构、管理功能域、主要协议SNMP、管理信息库组成、远程网络监视功能、网络管理系统的应用以及开发方法。Linux操作系统主要讲授Linux系统的用户管理、文件系统管理、设备管理、shell编程及基于C语言的模块编译等。通过学习这5门课程,学生能够分层次地逐步完成网络工程专业核心课程的学习,具备网络协议分析设计与实现以及网络系统配置、管理与维护的能力。
2 创新思维教学法及实践
当前网络工程专业课程教学中存在如下问题:(1)传统的教学模式中,教师在课堂上侧重传授专业知识,课堂以“教师讲、学生听”为主,学生缺乏创新思维方法训练;(2)专业课程虽然内容丰富,但课堂授课只着重于单门课程知识本身,没有课程知识在网络应用方面的拓展;(3)学生参与课程学习的主动性较弱;(4)部分学生对于课堂理论知识掌握得较好,但知识拓展和创新能力不足。
2.1 创新思维教学法
科学思维的内涵是相信存在客观事实,愿意探究和认识未知事物;基于已有经验知识和理论知识,通过思考提出对未知事物的猜想,通过科学方法进行推理论证,得出事实。科学方法是认识改造客观世界的手段、方法和工具。科学方法有两类:一类是描述事实的经验认知方法;一类是解释事实的归纳、演绎和推理方法。
先进的教学方法应当以培养善于学习者和创新者为目标,教师应有传授专业知识和培养学生创新能力的责任。学习的一般认知规律是学习新知识时以知识点为基础,逐个学习各个知识点,积少成多,形成知识体系,达到掌握该领域知识的目标,而学生创新能力的培养需要在专业课学习中不断融入创新思维训练;因此,教师传授专业知识是基础,对学生进行创新思维训练是保障,将两者结合起来才能更好地培养创新人才。
我们提出的创新思维教学法CTT=Function(Knowledge,Question,Interactive,Experiments)包含如下核心要素。
(1)Knowledge是课程知识点。知识是基础,知识包含低层次的经验知识和高层次的理论知识。观察报告、实验记录等经验知识是由一系列“是什么”组成的知识,而用来回答“为什么”的则是理论知识。
(2)Question是探究性问题。问题是驱动,教师在备课阶段需精心准备每个知识点所包含的具有启发性、能引起学生兴趣的探究性问题,引导学生课前带着问题预习,进而参与课堂教学;课后通过研讨交流给出问题的解决方案并进行知识的拓展与应用。
(3)Interactive是师生互动。学生通过课前预习思考,对探究性问题有了初步认识;在教师授课时,可以参与到授课过程中,加深对理论知识的理解和掌握;课后通过教师博客、网络教学平台和研究型学习与创新项目,增强师生间在课下的交流沟通,拓展课程知识应用。
(4)Experiments是实验。实验是对理论知识的验证,学生通过上机实验可以验证课堂理论知识,通过分析实验结果可进一步引发新的思考和问题。
(5)Function(…)是创新思维教学法的函数实现,需综合运用knowledge,Question,Interactive,Experiments这4个元素;教师在传授知识时需对学生进行创新思维能力训练。
2.2 创新思维教学法实践
创新思维教学法包括作好课前预习(思考)、增加课堂研讨(实验验证)、增强课后交流3个教学环节。学生课前查阅相关教学资源和资料,进行自主学习;课上以小组形式合作交流,辅以教师的实验课教学引导学生进行实验验证;课后通过网络教学平台和教师博客,增强师生间的交流。教师鼓励学生参加研究型学习与创新项目,拓展知识应用技能训练。
(1)作好课前预习。教师在备课阶段对课程内容进行梳理,理清课程核心知识点,精心设计每个核心知识点所包含的具有启发性的、能引起学生兴趣的探究性问题,引导学生课前带着这些问题预习,查阅资料,思考并获得初步认知。
(2)增加课堂探讨。在课堂授课环节,教师以“问题驱动法”讲授课程知识点,调动学生参与课堂教学的积极性,加强师生互动,引导学生积极思考并参与教学研讨,通过实验课验证加深学生对核心知识点的掌握。
(3)增强课后交流。学生课后可通过网络教学平台讨论区和教师博客加强师生间的交流,开发课下拓展知识的潜能。围绕教师提出的问题,师生互动得越频繁,学生的知识迁移和能力扩展就可能越主动和高效。学生主动性和积极性的充分发挥,必然促进学生对知识技能的理解与掌握,有利于创新思维与创新能力的形成与发展。
3 创新思维教学法在网络工程专业课程群中的研究与应用
创新思维教学法不是通过一门课就能让学生建立起创新能力,而是需要将创新思维训练融合到网络工程专业各门课程教学中。根据网络工程专业课程知识体系和课程的特点,青岛大学信息工程学院建设了网络工程专业核心课程群,课程群教师定期集体备课和交流,对于课程中相互交叉和具有连贯性的知识点进行归纳梳理。教师在学生参与教学的全过程中均采取记分制,对课堂与网络讨论、实验、课后作业和理论考试给予不同的权重并计分。
3.1 创新思维教学法训练举例
教师组织学生以学习小组(包括3~5名学生)为单位参与教学活动全过程。学生以交流协作和相互督促的方式进行预习、准备课堂讨论发言、收集网络资料、讨论学习重点难点和交流学习方法等。在课前预习阶段和课后讨论阶段,教师围绕课程知识点提出一些探究性问题,组织3~5名学生以学习小组为单位,进行资料查询和问题交流讨论,给出解决方案或算法设计,准备PPT并在课堂研讨阶段进行宣讲,在课后形成总结报告和实验报告。
在计算机网络原理这门课程中,教师对于网络层知识点准备的探究性问题举例如下。
(1)课前预习问题:对于网络层的路由选择协议,教师可给出一个具体的网络拓扑结构,要求学生思考并构造拓扑图中结点的最短路径。教师可提示学生:路由器可以与相邻结点交换信息(即基于距离矢量的路由选择算法);或者将路由器的路由信息汇集到某处计算处理(Dijkstra算法);又或者采用类似于交换机的自学习方法等。
教师在课前要求学生以学习小组为单位进行课前自主学习讨论,提出想法,进行总结,形成小组PPT;在课堂研讨时,挑选2~3个小组的方案并由学生在课堂宣讲和讨论,鼓励学生提出发散、创新思维观点,分析算法利弊,引导学生得出正确结论。教师在进行实验课教学时,可引导学生配置路由器的RIP和OSPF协议、观察路由选择协议的工作过程、记录报文交换的内容、观察链路状态变化后两种协议收敛的过程,使学生通过实验手段直接验证理论算法,并在网络实验环境下比较两种算法的不同思想、优缺点及适用网络。
课后学生以小组为单位进行讨论与交流,完善算法和实验结果分析,形成研究报告和实验报告。
(2)课后研讨问题:子网划分和利用路由聚合技术构造超网问题。教师可给出图2所示的具体的网络拓扑,将给定IP地址空间222.118.1.0/24划分为两个子网,分配给局域网1和局域网2,保证每个局域网至少包含120个IP地址,要求学生给出R2的路由表,使其明确包括到局域网1的路由、局域网2的路由、域名服务器的主机路由和互联网的路由;使用路由聚合技术给出R1到局域网1和局域网2的路由,构造路由器Rl的路由表。
教师可提示学生如下知识点。①划分子网是从两极IP地址到三级IP地址。划分子网的基本思路是从网络的主机号借用若干比特作为子网号,而主机号就相应减少若干个比特,于是两极IP地址在本单位内部就变为三级IP地址:网络号、子网号和主机号。②在路由表中利用无分类编址CIDR地址块查找目的网络,这种地址的聚合称为路由聚合,它使得路由表中的一项可用来表示很多个原来传统分类地址的路由,也称为构造超网。③路由表项中包含到目的网络的表项、特定主机的表项、默认路由表项。
3.2 网络教学平台的辅作用
图3所示的校园网络教学平台整合了专业课程群教改成果,提供每门课程教学大纲、教学日历、教学课件、教师教学录像、教学笔记、常见问题解答、研究型教学文档、课后习题等教学内容,并链接检测习题库以供学生进行自我测试。学生可以通过网络教学平台查询相关资料,开展网上讨论和答疑,在探究过程完成后以学习小组为单位提交总结报告。
3.3 研究性学习与创新实验项目培养学生的创新能力
网络工程专业教学计划对于研究型学习与创新实验项目设置3个学分,主要在探索性实验开发环节,为网络工程专业二、三年级学生提供一些与专业课程相关的研究型学习与创新实验项目,鼓励学生以3~5人为一个小组参与到项目的研究与开发中,在学生中逐步营造研究型学习氛围,带动多数学生积极参与到研究型学习与创新实验项目和教师的科研项目中。
为期1年的研究型学习与创新实验项目的开展,可以让学生参与项目分析、设计、开发的全过程。学生通过查阅资料、提出设计方案、进行实践开发和系统测试等一系列科研活动,开展与教师和同组同学的交流学习,拓宽了视野,提高了科研创新能力。我们通过对青岛大学信息工程学院2007级、2008级和2009级成功考研的学生进行调查统计发现,有近90%的学生在二、三年级时参加过研究型学习与创新实验项目,并且通过该项目提高了创新思维和主动学习能力。
4 结语
教学改革的关键在于充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用,充分调动学生学习的积极性,从而培养学生的创新能力。笔者根据近几年开展创新思维教学法改革的实践,研究创新思维教学法在网络工程专业核心课程群建设中的应用,通过让学生作好课前预习、提高学生参与课堂教学和实验验证的积极性、调动学生课下拓展知识应用等教学环节的创新思维训练,激发了学生的学习兴趣,提高了学生自主学习和创新能力,在网络工程专业课程教学中取得了较好的教学效果。
参考文献:
[1]徐明,曹介南,高等学校网络工程专业培养方案[M],北京:清华大学出版社,2011:37
[2]谢钧,陈鸣,刘鹏,等,计算机网络课程教学中科学思维的培养[J],计算机教育,2011(19):81-84
[3]陈鸣,胡谷雨,周雷,等,计算机网络课程教学的思考与创新[J],高等教育研究学报,2008,31(2):66-68
网络管理信息系统是软件层面的,它不同于网络设备、链路的实施,它属于逻辑部件而非物理部件,缺乏“可见性”。在软件的程序代码正式上机试运行之前,网管软件开发过程的进展情况较难衡量,质量难以评估。这个问题在需要对商品化软件进行二次开发的过程中尤为突出。
几乎所有的软件应用系统都不同程度地存在软件危机问题,以中石油的网络管理系统为例,在它的运行环境中也曾出现过“网管系统不好用,该报的不报,不该报的乱报”、 “网管系统能发挥一些作用,但在应用系统运维监控上还有待提高”等来自最终用户的抱怨。
中国石油信息化建设十一五规划自2004年启动中国石油广域网建设项目以来,已形成了异常庞大而复杂的中国石油广域网基础设施架构,它依托11个区域网络中心、覆盖173家地区公司,以RPR2.5G核心环网和跨地域的双核心路由设备、双链路为特点构建。其网络结构具有范围广、规模大、应用系统需求多、链路带宽需求高、链路质量保证要求高等诸多业务特点。自2004年伴随网络建设同期实施网络管理信息系统以来,中国石油在总部和10个区域中心已经成功构建了层次化架构的网络管理系统,并建立了相关的网络管理制度。作为一个以成熟产品为核心引擎,进行个性化、特色化定制的软件二次客户化开发项目,如何有条不紊地精心设计、满足最终用户的实际运维需求,如何规范化、较为系统地进行网络管理开发工作就成为一个较大的问题摆在了管理层面上。其设计、实施的每一步都相互关联相互制约,对中国石油这么一张令思科、华为等众多著名厂家都头痛的网管系统的建设,可以看做一个典型的将软件工程理论应用于网管软件的案例。
纵观这些年中国石油网管开发的过程,网络由单链路发展到双链路、路由从单核心发展到双核心,加上大批基层单位接入的种种外在因素的影响,给网络管理带来很大挑战。根据经验,在网管系统软件开发时需审视几个问题。
一审―需求是否清晰
如果开发者对用户群体的需求没有完整准确的认识,或者对同样问题的理解存在差异,而实际操作中也未能及时沟通规避这种差异带来的潜在风险,将导致网管系统急于求成。设计者在对用户需求未能完全正确认识的情况下就着手编写相关代码,在最终功能实现上就容易与期望值有所偏差。再加上网络基础环境在建设期变化较为频繁等诸多因素,需求分析更显得尤其重要。
需求分析阶段研究的对象是软件项目的用户要求。一方面,必须全面理解用户的各项要求,但又不能漫无目的地全盘接受所有的要求; 另一方面,要准确地表达用户要求。只有经过确切描述的软件需求才能成为软件设计的基础。由于存在对邮件系统、视频会议、门户系统等各项专业系统的管理,许多情况下参与调研的技术人员与用户本身在专业知识上存在较大差异,这种对专业知识的不均衡性,导致对目标呈现的预期也有较大的差异。所以在需求文档上必须有一个广泛认同的预期实现目标描述。
过多的需求变更是一个报警信号,意味着问题并未真正弄清楚,项目范围并未很好地确定下来或是政策变化较大,所以二次开发项目一定要把控好项目的范围变化。
二审―开发实施文档是否完备
开发各阶段的配套文档不齐全,将导致系统先实施后补文档,缺乏完善的计划性。由于开发者考虑问题过于简单,缺乏技术环节的充分讨论,与用户之间对同一问题的认知有偏差,导致最终实施结果与用户已经变化了的需求无法吻合,这个时候更应该在技术实现环节加强文档规范化的约束。
三审―测试环节的地位
由于软硬件、人员等诸多因素的欠缺,技术人员忽视了开发过程中的测试环节,往往是在匆匆忙忙简单测试之后就将结果提交给了用户,导致系统漏洞百出又总是修修补补,这样大量的精力和时间没有利用在真正的开发环节上,反而消耗在了重复性的工作环节当中。
用户需求和功能需求是系统测试的重要参考。如果未说明产品在多种多样条件下的期望值,系统测试者将很难明确正确的测试内容。反过来说,系统测试是一种方法,可以验证开发计划中所列的功能是否按预期要求实现了; 同时,也验证了用户任务是否能正确地执行。
四审―有无版本控制管理
没有引入版本控制管理概念,会导致用户提什么需求维护人员就盲目地“打补丁”满足,缺乏对阶段性关键点的把控,对问题的处理未能实现按紧迫程度、实施难度、技术手段障碍等因素排序。没有版本控制管理就无法将开发工作按合理的时间段划分,什么阶段应该干什么、下一阶段的版本应该展现什么都得不到明确清晰的定位。
五审―分工是否完备
由于网管整体项目不但涉及网络链路、路由交换设备的状态、性能、流量、丢包率等参数指标的监控,而且还涉及应用系统的服务器性能指标、专业应用的服务可用性、关键进程的监控等众多参数的提取和阀值监控。这些工作需要项目组成员进行不同分工、协同工作、相互配合,尤其需要各应用系统的协调。而在这方面由于经验的欠缺和方法学、管理工具的匮乏,致使管理不善,工作人员忙没有忙到点子上。
六审―软件二次开发不是简单修补
软件的二次开发有别于单纯软件的新建开发,它必须在对原有系统深入了解的基础上,充分考虑具体实现的功能在实际中能对原有系统提升多少、功能完善健全多少; 而且要考虑到各子系统之间的集成,使最终的产品展现能有一个质的变化。
七审―开发接口是否统一