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关键词:网络安全部署与实施;课程定位;课程开发;工作过程;课程设计;学习情境
作为国家级示范院校的非示范专业,我院计算机网络工程专业根据国家教育部的有关要求,把工学结合作为人才培养模式改革的重要切入点,推进工学结合,突出实践能力培养,在实践中取得了一些成绩。
课程定位
课程在专业中的定位计算机网络工程专业培养的学生应当具备网络基础理论知识和专业实践知识,具备较强的从事企业局域网的网络规划、设计和管理,主机设备安装、调试与维护,网络系统安全检测与调试,网站程序设计开发等工作的能力,能够适应生产、建设、管理和服务第一线需要。我院将计算机网络工程专业培养方向定位为网络设计与实施、网络管理和网络编程三个方向,《网络安全部署与实施》课程的开发是基于网络设计与实施、网络管理这两个岗位的工作需求开展的。该课程在网络设计与实施、网络管理岗位中的相关的需求,对网络人才的核心技能培养有着关键作用,同时该课程对网络技术技能的要求也很高。因此,我们将《网络安全部署与实施》课程定位为该专业的核心课程,同时确定了课程的目标是培养学生在网络工程中安全计划、部署、实施与管理的职业技能和职业素质,具备在工程实际项目中确保网络安全的能力以及团队协作、沟通交流、职业道德、网络安全法规等方面的综合素质和能力。
该课程与前导、后继课程的联系《网络安全部署与实施》涉及的网络基础知识是在《计算机网络技术基础》课程中讲授的,路由器规划管理技术是《路由器部署与实施》课程讲授的,交换机的规划与管理来源于 《交换机部署与实施》课程,基本管理与配置无线网络、广域网络涉及的知识则来自于《无线网络应用实践》、《广域网技术实施》两门课程。可以看出,学生在学习了上述前导课程后,对网络规划、部署与实施的基本技术与技能已经大体掌握了,《网络安全部署与实施》课程也是对上述前导课程进一步深化、应用和提高,因此网络安全基础课程可以通过项目引导方式,将网络安全类知识与前导课程的知识内容进行有效融合。《网络安全部署与实施》课程还为《网络应用项目》、《网络毕业设计》等后继课程打下基础,构建完整的网络工程实施、规划、部署知识体系结构,具备实施网络安全工程项目的基本能力与基本素质。该课程在计算机网络工程专业课程体系结构中的位置如图1所示。
该课程的历史从2006年开始,我院信息系就开设了《网络安全基础》课程,经过3轮课程实施,我们发现在实际授课过程中,因教师个人掌握的技术方向不同,讲授的侧重点不同,一部分教师侧重于Windows/Linux安全技术,而有些教师侧重于防火墙、路由器、交换机硬件设备安全技术。经过教研室探讨和对市场相关人才技能需求调研分析,我们发现《网络安全基础》应该涵盖网络设备、网络主机两个不同方向的安全主题,单独一门课程不足以将相关技术都覆盖到位。于是从2009年起我们着手将《网络安全基础》划分为《网络安全部署与实施》、《主机安全部署与实施》两门课程,以实现人才培养的技能精细化、目标明确化。
课程设计
高职学生的形象思维能力普遍强于逻辑思维能力,高职院校的人才培养目标定位是高技术高技能型人才。该类人才知识结构中的陈述性理论知识和过程性实践知识的关系应当是:过程性的实践知识应用是最终目标,陈述性的理论知识是基础,并且陈述性理论知识最终要在过程性的实践中应用和体现。基于这一思想,《网络安全部署与实施》课程的课程设计围绕建立并实施完整的工作过程来展开。
以汉堡理工大学的潘伽罗斯(P.Pagalos)教授对工作过程建立的模型来看,工作过程的涵义包括工作人员、工具、产品和工作行动四个关键元素,这四个元素在特定环境中按照一定的时间和空间顺序,根据工作任务和实现工作成果达到需求的过程即为工作过程。基于工作过程的课程设计方法是由德国不来梅大学技术与教育研究所创始人菲利克斯·劳耐尔(Felix Rauner)提出的,该方法以现代职业工作整体化分析和描述为基础,对课程进行的工作过程展开系统化设计,该方法称典型工作任务分析法,也称为BAG课程开发方法。基于工作过程的课程开发,其开发过程更加关注工作过程所涉及任务的综合性,强调工作过程应具备整体性和完成工作任务所需的创造性,同时将工作中的相对于理论知识而言的实践性知识提高到了一个新的水平。在基于工作过程的课程开发过程中,首先需要进行职业领域分析,了解职业领域中的工作过程,从中分析并提炼出典型工作任务,再以此为基础确定行动领域,从而实现工作过程向行动领域的转变,之后在行动领域中归纳分析需要且能够学习的行动领域并从中得到学习领域,最终在学习领域中通过分析设计出学习情境、学习任务、教学考核过程等。
课程整体设计在《网络安全部署与实施》课程的设计过程中,我们和南通大恒创新技术有限公司、南通市人民政府信息化部门等多家企事业单位的网络工程专家进行了探讨,并通过发放电子问卷联系已经毕业的学生获取目前他们从事岗位工作的专业技能需求,进而确定从网络工程专业培养的网络实施工程师、网络维护工程师岗位中提炼典型工作任务。在典型工作任务提炼过程中,我们的目标定位于企业一线的工程项目,将之作为课程的载体,从这个出发点出发实现教育与就业对接,并实现网络工程专业人才培养和服务一线的岗位需求对接。因为企业本身对自己的网络安全机密度、敏感度要求较高,一般不愿意向外透露自身的安全资源建设信息,为此我们通过多方走访和企业协商,在遵循法律规范、工程职业道德及对客户信息保密的前提下,由企业一线工程师和教研室教师一起对现有企业网络实施中的项目进行探讨并对这些项目进行必要的改动,这样在保证企业网络安全项目机密的同时,通过合作开发确保了我们基于工作过程课程开发的项目载体是来源于实际一线的网络实施项目,且实践性较强、可操作性较高,保证了载体的质量和课程设计方向的正确性。通过获取并分析网络项目中的项目需求、项目建议书、设备选型采购计划、项目实施方案、项目测试方案、项目维护方案等项目实施过程中所需的技术信息,可以初步归纳出网络安全技术实施过程对专业能力的需求包含的5个行动领域。《网络安全部署与实施》课程设计总体结构如图2所示。
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学习情境设计学习情境是在行动领域分析和提炼的基础上设计的学习的“情形”和“环境”。《网络安全部署与实施》课程的载体是源于网络工程一线的大型项目。大型项目涉及的多个不同行动领域信息经教研室教师和一线工程师分析后,将网络安全实施的工作任务分解为子项目。每个子项目都是一个具有完整需求、设计、实施、测试过程的网络工程项目。每个子项目有着不同的实施特征,项目之间相对独立,按照实际的项目工作流程依次序化。序化后的子项目即可对应于一个学习情境。参考一般的学习情境按照从简单到复杂的方式序化外,考虑到整个工作过程的载体是一个完整的大型项目,学习情境的序化同时要考虑实际项目的施工逻辑流程,因此难度较大的情境“工程文档撰写”和难度较小的情境“网络设备测试与验收”放在项目实施过程中实际对应的位置。
教学设计对于每个学习情境(即子项目)的学习内容,将工程实施流程和学生认知规律进行有效的结合,按照资讯、计划、决策、实施、检查和评价的过程开展教学过程。在教学过程中(参见图2右1列),先将班级学生分组,以小组为单位讨论教师提供的资讯信息,小组提出自身的计划,小组讨论后对可行方案作出决策,分别通过模拟器实验和实际设备进行验证,检查实验和验证结果并调整先前计划,在小组的组内、组间、教师评估中对实施过程进行考核。改革前本课程的平时成绩与期末成绩各占总成绩的30%和70%,通过开展上述6个步骤的教学活动,加大了阶段性情境教学过程中的考核工作,平时考核占到了总成绩的70%。通过开展情境教学,学生的自主学习能力、交流能力、职业技能和职业素质都得到了极大提高,同时也提升了学生对职业的认可度。
职业素质培养
职业能力是综合能力,专业能力之外的方法能力和社会能力更为重要。因此,我们从行动领域中提炼出来的其他关键能力包括:(1)遵循法律、职业道德规范,具有良好职业操守;(2)爱岗敬业、适应技术岗位,团队合作和独立工作能力;(3)具备一定心理承受能力和环境适应能力,具备在较大压力环境中观察、分析、解决故障的能力;(4)遵循安全实施、规范操作流程;(5)与用户沟通、谈判的能力;(6)能够跟踪技术动态,能够通过自主学习获取新的知识,能独立性、创造性地开展工作的创新能力;(7)严谨的科学态度和科学素质、逻辑思维能力。
上述能力的培养和专业能力的培养同等重要,甚至可以说比专业能力更为重要。上述能力的培养是通过融入项目教学过程中,借助具体的学习情境、课业文本的学习和考核过程而实现的。在课程实施过程中,我们提出了环境育人和文化育人的理念。在网络机房上课的教师和学生,一律穿鞋套;在机架设备前进行调试的学生必须佩戴防静电手腕;放置临时线缆的学生必须将每根线缆做上临时标签,线缆用完后离开实验室前必须拆除;在网络机房外部提供公共柜子放置水壶、饮料,网络机房内部一律不允许带入;在实际设备上配置数据操作的命令必须由小组组长或教师批准后方可实施,如配置有变动则需要再次在小组内部提出变动申请。这些要求虽然琐碎,但都是根据电信、移动机房一线项目实施实际要求提出的,目的是通过日常的细节用环境和文化潜移默化地帮助提高学生的职业素质。为促进学生职业素质的培养,教师将这部分内容纳入了学生成绩考核范围。
总结与思考
总结(1)随着互联网的普及,网络安全问题日益突出,网络安全课程的重要性也越发显著。考虑到一门课程无法容纳网络安全的所有技术,我们将网络安全课程分为两门,《网络安全部署与实施》侧重于工程中网络设备的安全技术实现,另一门《主机安全部署与实施》则将侧重于基于Linux/Windows/HP-UX等服务器的安全,这样的划分是基于国内大型集成商的项目实施对人员岗位的划分及网络一线实践需求。(2)《网络安全部署与实施》涉及路由、交换、防火墙、VPN等多种技术,同时涉及网络计划、部署、实施、验收等项目实践工作,对授课教师要求较高。为保证教学质量,授课教师应当具备不低于CCNA/CCNP的技术水平,具有相当的工程实践经验,同时应当具备丰富的授课经验并完整进行过一轮CCNA网络课程的授课。
思考(1)网络安全类课程对实验室建设要求较高,中高端防火墙、VPN设备价格较高,大规模建设对于一般院校而言较为困难,如何在现有采购招标法规、资金条件下利用企业的下线设备、加大实验室共建力度值得在示范院校建设过程中探索。(2)职业教育类的课程是动态的企业需求的反映,不只是静态学科知识的载体,《网络安全部署与实施》课程内容需要根据技术的变化不断调整,在课程授课中实现学生学习过程的工学结合、理论实践一体化的同时,也应考虑如何促进教师走进企业一线实践,在具体项目工程中实现面向教师的工学结合学习实践,进而通过提升教师研发能力、课程开发能力与水平,促进教师的职业能力提升。(3)网络专业不同于软件专业,项目实施过程中对网络工程师的纯技术以外知识需求较多,一般现场项目实施只有一名网络工程师与用户沟通并处理所有事务,因此培养学生的客户沟通能力、独立工作能力、在压力环境下排除故障的职业素质要求远远高于这一方面软件人才的培养,同时网络工程的工作地点分散且多在用户现场,如何大规模建立校外网络人才实训基地及在现有校内实验实训环境中培养学生的职业素质也值得高职院校思考并解决。
参考文献
[1]姜大源.学科体系的解构与行动体系的重构[J].中国职业技术教育,2006,(7):14-17.
[2]蒋庆斌,徐国庆.基于工作任务的职业教育项目课程研究[J].职业技术教育,2005,(22):46-50.
关键词:模块化的课程体系;网络工程专业;专业方向;方向课程群
文章编号:1672-5913(2013)01-0053-02
中图分类号:G642
20世纪90年代,万维网在世界范围的蓬勃兴起,推动了信息网络的迅速发展;21世纪的物联网概念,为人类社会、信息网络与物理世界的完美融合描绘了美好蓝图。这使网络的内涵和外延不断变化。另一方面,专业人才培养方案作为大学人才培养最重要的指导纲领,需要保持一定的稳定性。那么作为人才培养方案的核心——课程体系,如何即保持一定稳定性又保持一定的先进性,一直是各高校制订人才培养方案所追求的目标。为此,我们提出一种模块化课程体系设计方法,并给出模块化课程体系设计方法在网络工程专业课程体系设计中的应用实例。
1 模块化课程体系设计
根据本科生知识、能力、素质的要求,可将专业课程体系分为公共基础、学科基础、专业核心、专业方向、专业任选和集中实践6个模块。公共基础模块体现大学生的公共的基本素质,主要包括职业道德、人文社科、工具性知识等方面的课程;学科基础模块是学好后续专业课程的基础,主要包括专业相关学科的基本理论知识课程;专业核心模块由达到专业所需核心能力的一组核心课程组成,也是各个专业方向的共性专业课程;专业方向模块根据职业分类,针对不同职业能力要求,设多个方向课程群,每个方向课程群包含强化该方向能力的若干课程。专业任选模块主要由特色和新技术课程组成;集中实践模块由实验课程、课程设计、专业实习、毕业实习、毕业设计等组成。
纵观各模块性质,公共基础、学科基础和专业核心3个模块变化较少,具有一定的延续性,是稳定性模块。专业方向和专业任选模块可以反映新技术、新应用等发展引起的专业教学内容的变化,通过增减课程或课程群来增加新内容和剔除陈旧内容,属于变化较多的模块,是非稳定性模块。而集中实践模块与其他各模块课程结合密切,即要具有稳定性,又要具有开放性,介于稳定与不稳定二者之间。不同的学校可以根据学校办学条件和特色,结合人才需求,设置不同的方向课程群,学生必须选择其中一个方向课程群,有能力的也可以选择多个方向课程群。专业任选模块是可选的,可以根据学校特色设置,其中的课程为任选,学生可以根据自身条件和兴趣选择其中的课程。
2 网络工程专业模块化课程体系
网络工程专业是一个工程性很强的专业,提出网络工程专业能力包括网络协议的设计与实现能力、网络规划、设计与实施能力、网络管理与维护能力、网络安全防范能力、网络应用系统的设计与开发能力、网络设备的研究与设计能力。根据用人单位对网络工程专业人才能力需求分析和归类,将网络工程专业划分为网络设计、网络应用、组网工程、网络管理与安全四个专业方向。本文根据近两年迅速崛起的物联网工程,结合提出的专业方向,将网络工程专业方向设置为网络设计,网络管理与安全、网络应用和物联网工程四个专业方向,如图1所示。
网络设计方向强化网络设备相关技术与产品的研究、设计、开发与生产能力以及网络协议分析和实现能力;网络管理与安全方向强化网络系统的管理与维护,网络安全策略制定,网络安全系统部署和网络安全事故维护能力;网络应用强化基于网络的应用系统设计与开发能力;物联网工程强化物联网规划、设计能力、物联网设备与系统安装、配置与调试能力以及物联网应用系统解决方案设计能力。不同的学校可以根据社会需求和自身条件设置一个或多个方向课程群。
3 各模块课程设置
各模块中的课程要根据人才培养目标和规格定位来科学设置,特别是专业方向课程群的设置和专业任选模块课程,要体现高校自身特色。由于不同的学校对专业人才培养目标定位不完全相同,因此,在课程和专业方向课程群设置上也会有差异。参照某重点大学课程体系,表1给出了各模块的一组推荐课程。
在信息时代,网络技术飞速发展,网络工程专业知识急需与国际接轨,应用能力与英语阅读交流能力逐渐成为网络工程专业学生掌握的必需技能。如何针对网络工程专业的特点,将英语教育和计算机网络专业知识相结合,让学生直接了解到最新的网络前沿资讯,把握最新的网络发展动态,掌握最新的网络技术,并运用合适的观点与方法分析问题、解决问题,已成为计算机网络“双语教学”的关键[1]。
1 网络工程专业双语课程定位
双语教学的具体做法是用外语作为教学媒介进行其他学科的教学,融学科教学与外语教学为一体,为外语教学创造了良好的实践环境,为学生提供更多的实践机会。专业课程实施双语教学的目的是在学习专业知识的同时,提高学生使用英语的能力,为学生以后检索、阅读科技文献资料,进行国际学术交流打下基础。所以,让学生掌握课程的专业知识是开展专业课程双语教学的基本目标。对于应用型高校来讲,如何在专业课程双语教学实施的过程中,完成应用型专业模块的教学,在学习专业知识的过程中提高英语水平,是一个急需解决的问题[2]。
2 计算机网络课程双语知识模块设计
基于网络工程专业“网络工程师”职业能力培养的内容[3],针对双语课程培养的目标,设计计算机网络课程知识模块,包括网络原理模块,局域网模块,广域网模块,网络传输模块,网络应用模块五大模块[4],如图1所示。
在教学过程中,定期下发的计算机网络新技术英文阅读材料,比如:国际知名期刊PERVASIVE computing 的 “An Introduction to RFID Technology”文章等,既可以引导学生对RFID,物联网等技术的兴趣,又可以增强学生的英文阅读能力以及对英文文献的学习能力。
3 计算机网络课程双语案例确定
以应用能力培养为目标,以英文阅读听说能力为手段,明确各知识模块的知识内容,在各章节理论知识的基础上,设计英文实践教学案例[5]。计算机网络课程英文实践教学案例设计如图2所示。
4 教学效果
通过全英文课件,和课外计算机网络新技术英文阅读材料的学习,提升了学生的英文阅读能力,增强了学生对网络新技术的了解;定期让学生根据所给阅读材料做PPT讲解,通过组会讨论的方式,增强了学生英语听说能力的提升;通过制作全英文案例的实验报告,既有助于增强学生的英文理解力,又可以增加学生的实践创新能力。
1、高等职业教育现状
随着我国高等教育的扩招,高等职业教育进入了迅猛发展的阶段,据《中国教育年鉴(2008)》记载,截至2007年,高职(专科)院校在学校总数、招生总人数、在校生总人数上,占我国普通高等学校的61.21%、50.15%、45.65%。
1.1 既面临发展机遇,也面临严峻挑战
高等职业教育的迅猛发展解决了不同层次学生的教育问题,为我国高等教育的普及做出了重要贡献。随着我国经济持续高速的发展,我国对高技能人才的需求不断增长,高等职业教育面临着发展机遇。但由于毕业生总体人数的下降、高职学生录取分数低、校企合作困难等问题,高职也面临着严峻的挑战。
1.2 培养目标明确,发展方向清晰
高职教育培养目标明确,发展方向清晰。教育部在《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教高[2006]16号)中明确指出“培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才”“以服务为宗旨,以就业为导向,走产学结合发展道路,为社会主义现代化建设培养千百万高素质技能型专门人才”。
1.3 重视教育质量,深化教学改革
“十一五”期间,通过积极推行“订单培养、工学结合、任务驱动、项目导向”等人才培养模式改革,加强专业建设和课程体系优化。通过评选100所高职示范院校,重点建设基础条件好、特色鲜明、办学水平和就业率高的专业院校。通过开展精品课程、品牌/特色专业、教学团队建设,带动高职院校加强课程建设,学校改革教学方法和手段,融“教、学、做”为一体,强化学生能力的培养。通过加强课内实验、校内实训和校外实习,提升学生实践能力和职业技能的培养。上述措施的实施,深化了教学改革,教育质量得到显著提高。
1.4 存在的问题
近10年,随着我国高等职业教育急速增长,带来诸多办学与教学问题。
(1)办学经费不足。
(2)生源数量、质量无法保障。
(3)职业培养偏理论,实训不足,学生在责任意识、学习能力、交流沟通和团队协作等方面不能很好满足社会和行业需要。
(4)专业设置趋同,服务地方经济针对性不强,毕业生就业质量差。
(5)虽然广泛开展了课程建设,但在日常教学中实施效果不明显。
(6)缺乏政策支撑,校企合作困难,实习、实训基地流于形式,实习、实训质量缺乏保障。
(7)师资队伍迅速扩大,教师普遍缺乏行业、企业实践经验,兼职教师制度实施困难,实践教学质量无法保障。
(8)教学质量监控有待加强。
2、“双体系、三模块、两段式"课程体系的构建与优化
2.1 原课程体系剖析
济宁职业技术学院计算机网络技术专业在专业、团队、课程建设过程中,明确了培养目标,确立了改革方向,建设了2门省级精品课程,并于2009年被评为山东省特色专业、2010年被评为山东省优秀教学团队,取得了一定的成绩。但在2011年中央财政重点专业建设过程中,通过研讨我们发现,计算机网络技术专业原课程体系仍存在以下问题。
(1)课程开设全面,但缺乏特色和针对性。
(2)课程体系松散,缺乏针对能力模块的课程设置,缺乏以岗位能力培养为目标的课程整合与优化。
(3)实训力度不够,实践效果有待提高。
2.2 “双体系、三模块、两段式”课程体系的构建与优化
济宁职业技术学院计算机网络技术专业作为中央财政支持重点建设专业,在建设期间明确专业改革思路,重构“双体系、三模块、两段式”课程体系,优化整合岗位能力模块课程。
2.2.1 课程体系构建理念
通过调研,济宁职业技术学院在专业教学指导委员会的指导下,“以服务为宗旨、以就业为导向”,确立“培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的计算机网络技术技能型专门人才”的人才培养目标,明确网络管理、网络应用开发和网络工程3个计算机网络技术专业的典型工作岗位,具体岗位定位如表1所示。在分析各岗位典型工作任务的前提下,获取计算机网络技术专业所需知识、技能和素养,归纳基于职业技能和素质要求的“双体系、三模块、两段式”课程体系,具体工作任务、职业能力解析如、表2所示。在整个专业课程体系建设中,突出技术服务型课程体系特点,把服务客户作为培养职业素养的抓手,努力落实“技能与服务并行”理念。
2.2.2 重构“双体系、三模块、两段式”课程体系,突出核心岗位能力培养
“双体系”是指在课程体系中,包含知识和实践两个体系。知识体系由公共基础能力模块、专业基础能力模块、网络管理能力模块、网络应用开发能力模块和网络工程能力模块组成,涵盖网络技术专业所需的基础知识和专业知识,为学生掌握网络技术的专业技能和专业可持续性提供知识保障。实践体系包括专业基础实训、专业项目化生产性实训(网络管理能力模块的项目化生产性实训、网络应用开发能力模块的项目化生产性实训、网络工程模块的项目化生产性实训)和顶岗实习。这2个体系在计算机网络技术专业课程体系中,交替进行,相互融合。
“三模块”是指在整个人才培养方案中,将工作中网络管理员、网络应用工程师和网络工程师岗位对应的网络管理能力、网络应用开发能力和网络工程能力3个专业能力模块作为专业能力培养的重点,分别设置在第3~5学期,实现1个学期相对集中1种职业能力培养和训练的培养方式,如图1所示。
“两段式”是指在3个重点培养的专业能力模块中,每个模块又分为一体化教学阶段(14-17周)和项目化生产实训阶段(1-4周)2个实施阶段,如图2所示。一体化教学阶段在一体化教室进行,由专业教师指导学习该能力模块的知识,并操作练习。项目化生产性实训阶段在思科网络实训室和项目实训室进行,在教师指导下,以项目为导向,以任务为驱动,学生参与网络管理、网络应用项目或网络工程的生产性实训。
2.2.3 加大项目化生产性实训环节,夯实实践技能
为强化学生岗位能力,企业专家建议在计算机网络技术专业课程体系中减少教学时数,加大项目实训学时数。3年综合性项目实训共计11门课程,14周,420学时。以第4学期的网络应用开发能力模块培养为例,首先实施为期6周(12学时)的网页设计与制作技术一体化教学,第7周开展为期1周的项目实训。接着进行为期8周(12学时)的数据库原理与应用、.NET网络应用开发一体化教学,第16-18周实施为期3周的网站设计综合实训。综合实训由实训教师带领学生依次设计校园论坛、在线考试和济宁运河商城网3个网站,学习过程由易到难,由简到繁,使学生能力依次提高。集中实训环节教学进程如表3所示。
2.2.4 坚持“双证书”制度,融合“思科认证网络工程师”全部课程
为将行业技术标准和职业岗位要求融入专业教学中,使高职毕业生取得专业毕业证书的同时获得相应职业资格证书,济宁职业技术学院于2008年成立了思科网络技术学院,将思科认证网络工程师(CCNA)认证考试的课程纳入计算机网络技术专业核心课程体系中。思科认证课程中的计算机网络基础(CCNAl)在第2学期开设,路由协议和概念(CCNA2)、交换和无线技术(CCNA3)在第3学期开设,广域网技术(CCNA4)在第5学期开设。学生学习完相关课程后,考取思科网络支持工程师(CCNA)证书。通过“双证书”制度,为学生搭建了国际网络认证的平台,既保障了学生基础理论的知识水平,又反映了学生实践技能的掌握程度,有助于学生得到社会的认可。
2.2.5 增加岗前培训教学内容,融合服务客户理念
学校通过与山东亿维集团公司合作,了解企业对新员工岗位培训需求,将企业的岗前培训纳入专业课程体系中,与第6学期的顶岗实习相结合,在亿维公司各部门进行,由亿维公司人力资源部和学院指导教师共同完成。该部分主要是岗位拓展和职业素养形成,共计30学时,主要包括典型IT企业文案学习、客户观念、服务形象定位、客户服务标准、服务目标和岗位技能实训5个任务。通过培训,强化了计算机网络技术专业学生的服务意识。
2.2.6 改革教学模式,采用“学段制、集中式、一体化”的教学模式
“学段制”,根据计算机网络技术的网络管理能力模块、网络应用开发应用模块和网络工程模块3个核心专业能力模块,将核心教学和实训设置在第3~5学期进行,每学期分一体化教学和项目化生产性实训2个学习阶段,加大项目化生产性实训的学时数,培养学生动手能力,为企业顶岗实习打下基础。
“集中式”,在第3~5学期,集中进行为期14~17周的一体化教学和1~4周的生产性实训。例如在第3学期,主要集中培育学生网络管理能力,集中学习服务器安装与配置、路由与交换、网络安全;在第4学期,主要集中培养学生网络应用开发能力,集中学习网页设计与制作技术、数据库原理与应用、.NET网络应用开发。教学中加大这些课程的学时数,强化学生在该能力模块的知识和能力,同时开展为期3周的实训,集中培养该能力模块的实践技能。
“一体化”,网络工程与综合布线、.NET网络应用开发等课程采用了教学做一体化教学法、项目教学法、案例教学法、任务驱动教学法等。“教”是教师布置项目,简单讲授项目所需知识点,演示操作过程;“学”是学生在教师引导下,自主学习项目设计需要的知识、技能,并适当练习操作;“做”是学生分小组实施项目设计,角色扮演,小组长即项目经理,小组成员各自独立完成所负责的设计任务,共同合作完成整个项目。项目完成,学生提交项目,教师点评、考核,通过点评,促进学生相互学习,举一反三。
关键词:网络工程;教学改革;专业定位;培养方案;教材建设;实践教学体系
随着计算机技术和通信技术的迅速发展,计算机网络技术的应用成为衡量21世纪综合国力的重要因素之一。近年来,网络技术发展速度很快,应用范围越来越广,使得国内对具有一定专业基础和良好应用技能的网络专业人才的需求剧增[1]。国家教育部于2002年设立了目录外专业――网络工程。作为中国西部培养通信和信息专业人才的一所重点高校,西安邮电学院于2002年申请开设网络工程专业,并于2003年3月作为西部第一批申请该专业的高校获得批准开始招生,目前已有三届毕业生。由于几年前国内网络工程专业在专业定位、培养模式、教学体系、课程设置乃至教材建设等方面均不成熟,对于人才培养工作的实施无从参考[2],因此,为保证人才培养质量,适应快速发展的信息产业对人才的需求,我们近几年一直坚持网络工程专业人才的教学改革与实践,这也是教育部《面向21世纪教育教学内容和课程体系改革》的要求。
1改革与实践的主要内容
网络工程专业是一个实践性很强的专业,网络工程专业的学生需要经过系统的理论学习和大量的实践训练,才能成为符合社会和企业需求的合格人才。在与兄弟院校相关专家进行讨论后,结合我校办学思想,我们对网络工程专业人才的培养工作进行了一系列研究、改革与实践[3],取得了很大的成效,积累了宝贵的经验。
1.1针对专业特点,确立专业定位与培养目标,紧扣高素质应用型人才培养的主旨
遵循我校“基础牢固、支柱坚实、加强实践、增强适应性”的原则和“培养高素质应用人才”的指导思想,我们将网络工程专业的人才培养目标定位为:培养德、智、体全面发展,具有系统的网络工程专业所需的计算机科学基础理论和专业理论知识,具有较强专业实践能力和较高的综合素质,具有较强创新能力,适应21世纪经济建设和信息产业发展需要的高级应用型人才[4]。
网络工程专业人才培养模式始终坚持以党的教育方针为指导,坚持基础牢固、支柱坚实、专业灵活的原则,坚持知识传授、能力培养、素质教育的协调统一,坚持理论联系实际、强化实践教学,最终能够培养适应21世纪经济建设和信息产业发展需要的高级应用型人才。
网络工程专业的本科毕业生能够在网络技术、计算机和通信工程等领域具有一定的应用研究、科技开发、科技管理以及分析解决实际问题的能力,胜任信息技术行业的网络产品和网络系统的设计开发和管理工作,胜任科研部门、大中专院校的科学研究和教学工作,也可以继续攻读本学科及相关学科的硕士学位。
1.2建立理论教学、抽象能力训练及工程设计实践训练有机结合的培养方案及课程体系,体现“厚基础、宽专业、重实践、强能力、高素质”的指导思想
网络工程是一个理论与实践紧密结合的专业,一方面需要注重通信、计算机、信息类基础课程的教学,使学生奠定坚实的理论基础;另一方面需要通过大量的实际操作培养学生的动手能力。
我们尝试将理论教学、抽象能力训练及工程设计实践训练作为一个有机整体来构架和改革网络工程专业的培养方案[5]和课程体系[6],做到基础教学与专业教学紧密结合,专业教学与社会需求紧密联系。
本专业培养方案中,课内安排2 592学时,划分到院公共基础课(1 168学时,占总学时45.1%),学科基础课(688学时,占总学时26.5%)和专业课(736学时,占总学时28.4%)3个平台。
根据新的培养模式与方案,整体优化了网络工程专业课程体系(如表1所示),重点体现“厚基础、宽专业、重实践、强能力、高素质”的思想,在专业基础课程安排,专业课程设置等方面都作了精心设计。4年课内总学分200学分,必修课与选修课比例约为7∶3。
1.3积极跟进专业课程建设,建立丰富的专业课程资源库
和其他拥有本专业的高校一样,本科阶段网络工程的专业课程属于全新课程,基本上没有现成的、成熟的专业课程体系可供学习参考。在课程体系设置上,我们适当借鉴研究生阶段网络工程专业方向相关课程,以通信原理、计算机网络等课程为基础,在基础理论研究、工程系统设计和软件系统开发3个方面开设专业课程。
同时在教学内容和教学方法上进行改革,积极跟进相关专业课程建设工作。通过组织专家研讨,对各门课程教学内容进行整体规划,在构建全面合理的知识体系基础上,调整课程间的衔接,完成了相关理论及实践课程的教学环节设计及大纲编写工作。
由于本专业多数课程教学内容理论抽象,如网络协议实体的交互过程、网络状态的动态变化等,用传统的“口授+粉笔+教科书”的教学方法很难清楚地表达这些概念。为改善授课效果,加强形象化思维,我们在专业课程教学中全部采用多媒体教学形式。通过课程建设,开发了专业课程的多媒体课件,以形象的动画展示抽象的理论,不仅能够使学生容易接受,而且寓教于乐,提高学生的学习兴趣。学生在不知不觉中自然地接受知识,轻松地掌握基本技能。其中,计算机网络多媒体课件荣获全国第五届多媒体课件大赛高教组优秀奖,具有如下特点:
1) 内容全面准确。课件以高等院校本科网络工程专业计算机网络课程教学大纲为依据,几乎涵盖了大纲中所有主要内容,准确地阐述了相关知识,避免了那些错误的、易引起歧义的论述。课件除了可以作为教师课堂教学很好的辅助工具,还可以作为学生自学的参考资料。
2) 表述生动形象。针对一些语言文字不易表达的内容,该课件以详尽的动画形式使它们形象化和浅显化,提高学生的学习兴趣。课件包含30多处动画,部分动画配有语音讲解。
3) 画面简洁明快。可以使学习者拥有愉悦的心理状态,更有利于对知识的理解和接受。同时,又防止画面过于华丽、喧宾夺主,避免学习者把过多的注意力集中到画面而忽视了对内容的理解。
1.4针对专业新、教材缺的情况,积极推进教材建设
由于专业新,国家对专业教材特别是实验教材建设还不到位[7]。我们在参考国内外大学实施的教学内容基础上,在教学中优先积极选用国内外优秀教材,同时通过与兄弟院校合作,针对我校的教学环境,编写并公开出版了《计算机网络技术导论》、《计算机组网实验教程》和《网络安全与管理实验教程》3部教材,共136万字。满足了计算机网络导论、计算机网络、网络安全技术、网络管理技术等多门课程的教学需求,尤其是实践教学的需求。
1.4.1理论教材
《计算机网络技术导论》编写前已明确了对应计算机网络导论课程在网络专业课程体系中的地位,认真考虑了它与后继所有专业课程间的联系。该教材具有如下特点:
1) 筛选合理的知识点。
通过分析本科网络工程专业的课程体系、后继课程知识点的覆盖范围及目前技术发展方向,反复推敲比较,排除了不符合低年级学生认知能力的内容,确定了符合现阶段教学要求和学生接受能力的知识范围,并突出重点所在。
2) 注重学生学习兴趣的培养。
开设计算机网络导论课程,旨在让学生在掌握基本原理的基础上获得基本的网络操作技能,能独立解决一些常见的简单网络技术问题,能较早地突出网络工程专业学生的专业优势,而这对于培养学生的专业兴趣十分有利。所以,本教材在讲解基本原理的同时,结合实际应用,描述详细,通俗易懂,在一定程度上能够激发学生课后自学兴趣。
3) 考虑对后继专业课程的帮助。
计算机网络导论是计算机网络的先行课程,同时也是计算机网络课程的有力补充。计算机网络课程的原理部分厚重,且实验内容不包括基础实验部分,多为应用类或综合性实验,有一定难度。而本教材涉及的内容基本涵盖了基础实验部分,再配合《计算机组网实验教程》的基础内容,能为学生奠定较好的初级实践基础,这对后继课程的原理引入和后继实验的开展十分有利。
1.4.2实践教材
《计算机组网实验教程》教材以实际操作为着眼点,覆盖了计算机网络导论、计算机网络等课程中涉及的大部分实验内容,具有较完整的实验体系。从简单到复杂,逐步介绍了各类实验,可以分为3个层次:基础实验、应用实验、综合性实验。基础实验部分可以作为网络基础课程课内实验,应用实验部分可作为网络原理课程课内实验,综合性实验可作为集中实践环节的实验。教材满足了教学中不同层次的实验需求。具有如下特点:
1) 内容编排合理。基础实验、应用实验和综合性实验3个部分的内容编排均遵循由易到难,由浅入深,环环相扣的原则,让学生在不同的学习阶段逐步巩固和加强实践技能。
2) 理论与实践紧密结合。概括地介绍每个实验涉及的理论知识,为学生动手实验做好理论知识回顾及必要的理论补充。
3) 可操作性强。所有内容以实验操作为指导,步骤清晰,图文并茂。教师可以在实验前做简单讲解,或让学生做简单预习,学生便能根据实验步骤完成实验内容,并通过分析实验结果加强对相关理论的理解,活学活用。
4) 实用性强。实验项目设计符合网络技术应用的主流趋势,具有典型性,建立的实验原型有助于学生解决实际问题。另外,通过近两年的认证考试,学生反映本教材对参加CCNA认证和网络工程师认证有一定指导意义。
《网络安全与管理实验教程》是一本针对网络安全技术、网络管理技术课程编写的实验教材,就网络安全与管理方面的典型问题,在概括介绍理论知识的基础上设计相关实验项目。立足于编者多次从事网络安全与管理技术课程讲授,以及相关实验指导所积累的经验,通过对内容的反复筛选以及对实验项目的精心设计,逐步编撰成文。本书具有如下显著特点:1)理论与实践紧密结合;2)实验项目具有良好的可操作性,实验目的明确、需要的实验环境可根据实际实验条件灵活调整;3)实验过程清晰,内容详实,提高实验操作效率的同时,可有效降低初学者的学习难度。
1.4.3小结
以上3部教材读者反映良好,已被陕西、江苏、山东等7省的多所高校作为指定教材使用。另外,网络操作系统、网络规划与设计、无线网络技术等多门专业课程的实验内容已经非常完善,配套的实验指导书、实验教材将陆续编写,网络工程专业人才培养的完整实验体系将不断得到充实和完善。
1.5配合理论教学,构建完善的同步实践教学体系,通过多种教学形式加强学生创新精神和科研实践能力培养
网络工程专业是一个实践性很强的专业,需要通过大量的实践环节培养学生的动手能力[8]。我们配合理论教学,建立了完善的同步实践教学体系。在培养方案中,实践环节安排不少于50周,其中集中实践教学环节安排34周。实践教学紧跟网络技术应用的主流趋势,从低年级开始,循序渐进为学生设计基础类、应用类以及综合类实验。实验内容几乎涵盖全部理论教学内容,建立的实验原型以学校实验室环境为背景,可操作性强。
针对高校教育与市场需求脱节造成的就业难、招聘难的供需矛盾,为进一步加强学生能力和素质培养,我们充分利用学校的各种资源,采取了鼓励优秀学生参与教师科研、电子设计兴趣小组、开放实验、国家及企业级认证培训等多种形式,积极探索有效提高学生业务素质、动手能力和创新能力的方式方法[9]。要求学生取得课外8学分,为学生就业进行铺垫。学生的动手能力有了很大的提高,少数学生甚至具备了一定的科研能力。
1.6积极推进专业实验室及校内外实习基地建设,并注意优化资源配置
建立稳定、高质量的教学实践基地,是实施素质教育,培养学生创新精神和实践能力的客观要求[10]。在学校的支持下,我们积极推进专业实验室建设,现已建成初具规模的网络工程专业实验室,主要承担本专业实践教学任务。根据网络工程专业的实践教学需要,网络实验室不断提出可行的实验室建设计划,并得以顺利实施。
众所周知,网络规划与设计实验需要大量昂贵的组网设备,而且在实验过程中损耗很大,耐用性不强。为达到在保证教学质量的前提下节省开支的目的,我们经过调研企业培训机构,通过引入仿真软件,在不增加经费投入的情况下为学生提供良好的实验环境。
实验室建设的有效实施,为完善实验体系的建立提供了硬件支持和保障,培养方案中应开实验开出率达到100%。
此外,为满足企业对各层次网络工程专业人才的需求,解决目前本科应届毕业生结构性就业困难的问题,我们依托学校成熟的网络环境建立了校园网实习基地,利用计算机学院良好的硬件资源成立了IT应用型人才实训基地,并与陕西圣弘科技有限责任公司培训中心、西安大唐电信有限公司制造事业部和西安邮区中心局签订了校外实习基地。
2改革与实践的主要特色
改革与实践的主要特色体现为:
1) 专业定位符合我校总体指导思想、适应社会需求,专业特色突出,培养目标明确;
2) 提出了实用型网络工程专业技术人才的培养模式,构建了理论教学、抽象能力训练及工程设计实践训练有机结合的培养方案与课程体系;
3) 较好地完成了专业课程建设,建立了丰富的专业课程资源库,并有计划、有目标地推进教材,特别是实践教材建设;
4) 积极探索多种形式的教学方法与教学手段,积累了丰富的教学经验,构建了完善的同步实践教学体系;
5) 建成了能够很好支撑教学的实践教学环境,形成了稳定的实践教学基地。
3结语
通过近几年的探索,我们在网络工程专业人才培养模式的改革与实践方面开展了大量工作,取得了显著成绩,对相关专业的高级应用型人才培养具有借鉴意义。在现有毕业生中,学生初次就业率均达85%以上,考研率达12%以上,多人通过国家“网络管理员”及“网络工程师”认证考试。学生的动手能力得到极大的提高,部分学生已经具备了一定的科研开发能力。根据企业反馈,市场对我们培养的人才予以充分的肯定。
然而,我们还必须认识到一些问题,例如,如何改革培养方案,最大限度地处理好就业与考研的关系;如何进一步加强校企联合,解决好学生的就业问题。网络工程专业人才的培养是一个不断改革与实践的过程,需要进一步探索与研究。
参考文献:
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