网络工程专业导论

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网络工程专业导论范文第1篇

关键词:网络工程;实践教学体系;课程实验;课程设计;实训

青岛理工大学计算机学院在原有计算机科学与技术专业网络技术方向的基础上组建了网络工程专业。在组建该专业时我们对市场做了充分调研,并根据教育部《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范》(以下简称《规范》)等规范[1-3],结合我院原有的办学资源,制定并多次修订本专业的培养计划,特别对实践环节进行了反复的论证,并参考了兄弟院校的一些做法[4-6],制定出了相应的实践环节教学体系。经过多年的实践,我们取得了许多的经验和体会,下面做一简要介绍。

1网络工程专业实践环节建设思路

根据《规范》的相关要求,结合我校的办学指导思想,我院将网络工程专业的学生的培养目标基本定位在“信息技术”型人才,需要考虑基本理论和原理的综合应用,特别是要侧重实践和工程化。但同时网络工程专业又是计算机科学与技术、通信通讯相关的交叉、边缘专业,网络工程专业的学生应该同时具备计算机科学与技术、通信技术的基本知识和网络工程专业的工程技能,使得毕业生就业可以从网络系统的规划设计、建设、管理和维护、网络安全系统的设计、软件开发、网络应用等几个层面进行,从而为学生将来进一步深造打下坚实基础(即学科基础课程应涵盖硕士生入学考试大纲所要求的全部内容)。

本专业培养计划由通识课、学科基础与专业基础平台课、专业课(包括必修课、方向选修课及专业任选课)等组成,因此实践教学体系应做到基础实践教学、专业实践教学、综合实践教学“三个层面”的有机结合。应结合专业特点与社会需求,认真研究并改革实验教学的内容、方法和手段,增加综合性、设计性和创新性实验的比例;改革课程设计、毕业设计(论文)模式,加大与生产、科研、社会实际结合的力度;改革实习、社会实践环节的设置,加强校企合作,鼓励学生走出校门,融入社会;积极鼓励学生参加各种科技竞赛活动和相关社团活动。

总之,实践教学体系是学校教学的一个重要组成部分,是课堂教学的补充和延伸,也是学生将所学理论知识与实践相结合的一个重要手段和必不可少的重要过程。

2网络工程专业实践体系的具体内容

从学科平台角度来看,网络工程专业实践课程体系主要包括以下两大部分(如图1所示)。

(1) 学科实践技能。包括:

学科基础实验及课程设计――帮助学生完成基本的学科实践技能,涉及到的课程主要包括计算机导论、计算机程序设计、数据结构、数字逻辑、C++面向对象程序设计等。

一级学科平台实验及课程设计――帮助学生完成作为计算机科学与技术一级学科的学生所必备的实践技能,本部分同本学科的其他专业(包括计算机科学与技术、网络工程、软件工程等专业,以下简称3个专业)的学生掌握的内容基本相同,设置中同时考虑实验和课程设计,某些课程还同时设有实验和课程设计环节。涉及课程有计算机组成原理、操作系统、计算机网络、数据库系统概论、软件工程等。

(2) 专业实践技能。包括:专业平台实验及课程设计――针对网络工程专业的特点,体系上分为网络规划与设计、网络管理与维护、网络信息安全、电子商务、网络程序设计等几块。

从课程形式形式上来看,可划分为以下几个系列(如图2所示)。

(1) 实验系列(以下课程均包含实验内容):计算机导论、计算机程序设计、数据结构、数字逻辑、计算机组成原理、C++面向对象程序设计、操作系统、计算机网络、网络管理、网络程序设计、网络信息安全技术、Web系统与技术、网络系统设计与规划、数据库系统概论、软件工程、网站规划与实现、电子商务、J2EE企业级开发技术、网络互联技术、Intranet组建与管理、计算机网络协议分析。

(2) 课程设计系列:计算机程序设计(C)课程设计、数据结构课程设计、C++面向对象课程设计、数据库系统课程设计、操作系统课程设计。

(3) 实习:认识实习、生产实习(包括校园网维护实习、网络施工实习等)、毕业实习。

(4) 实训:专业方向综合实训、网络应用实训。

(5) 认证培训:包括CCNA、CCNP、网络安全认证等(可选)。

(6) 毕业设计:对大学四年所学知识的综合应用,同时也为今后工作作好准备。

在课程与学时数上,以学科基础建立学科基础平台课,以专业核心课和专业方向设立专业课,并辅以选修课作为专业课程的补充。根据“基本技能初步综合技能高级综合技能创新技能”的梯度模式,设置课内实验、课程设计、实训,外加认识实习、专业实习、毕业设计,同时全程一直设有开放实验。其中,必修与选修学时占总学时的19%,加上公共基础课与学科基础课中的实践学时,约占总学时的21%。

在课程性质上,属于核心或主流技术领域的教学内容,采用必修课;属于新兴技术领域的内容,采用选修课;属于能力外延扩展或深度提高的教学内容,采用课外的开放实验。

3网络工程专业实践体系的建设与管理

3.1实验室建设

我院原有计算机硬件实验室、组成原理实验室、软件机房,在此基础上,我们又新建了网络实验室,综合布线实训室正在组建中。

3.1.1网络实验室

网络实验室有4组网络工程实验的设备,每组由4台路由器4台交换机和8个计算机组成,每组4人,总共每次可容纳32名学生。实验室还配置了实验管理平台,学生通过访问控制管理服务器可实现对网络设备的实验配置,实现在多个网络实验设备之间的平滑切换。教师可通过访问控制管理服务器对每个试验组进行方便、快捷的监控和管理,无须手工线缆插拔,以保证设备端口的使用寿命。

网络实验室承担的教学任务有计算机网络原理、网络管理、网络系统设计与规划、网络互联技术、网络信息安全技术、计算机网络协议分析、网络程序设计、Intranet组建与管理等课程及课程设计、网络工程实训、网络应用实训、开放实验室、毕业设计等。

3.1.2综合布线实训室

综合布线实训室主要承担网络布线、网络测试、工程实习实训等课程的学习。综合网络布线是网络工程教学的一部分,是必须通过实践环节才能够真正掌握的教学环节。“网络工程实训”、“网络施工实习”等环节就在本实验室完成。

网络综合布线实训室建设的目的不仅仅是为了让学生掌握简单的工具使用,更重要的是通过“课堂教学+实训锻炼”培养学生按规范进行预算、设计、施工、测试、竣工等工程设计的习惯。学生只有养成了按标准进行工程实施的习惯,才能在激烈的竞争中立于不败之地!

3.2实践基地建设

目前我们已经和学校网络中心合作,以校园网和网络中心为实习基地,开展校园网络的维护、管理和应用工作。同时我校正在进行新校区的建设,其网络建设工程也是相当繁重的,我院正在与校方协商,让学生参与到校园网的建设当中。我们还与青岛本地较大的网络公司建立了良好联系,定期介绍学生到他们那里实习。

3.3实训基地建设

我院主要与青岛软件产业园建立了实训基地协议,学生在那里主要进行网络应用、网络程序开发等方面的实训。目前已完成了多批次的实训任务,并取得了良好的效果。

3.4资格认证

目前,国内计算机方面的资格认证较以前有了很大的改革,大大增加了对实践能力的考核。因此引导学生有针对性的参加一些资格认证方面的培训,可以提高同学们的动手、动脑能力,在提高实践能力的同时又可获得某一方面的资格证书,为将来走上社会提供一个更好的机会。

3.5师资队伍建设

如果网络工程专业的教师工程实践经验较少,或者工程能力较弱,那么学生的培养就无从谈起。因此必须加强师资队伍建设,我们主要采取了以下措施。

(1) 加大培训力度。为了锻炼教师的实践动手能力,我们派教师到水平较高的高校参加某些课程的培训,派教师参加企业的专向培训,还鼓励教师参加在全国召开的与网络工程有关的各种会议或培训。目前部分教师获得了CCNA、国家网络安全工程师等资格认证。

(2) 科研融入教学。鼓励教师将科研融入教学,让学生能紧跟社会的发展和学科的前沿。网络工程专业教研室组建了“网络安全技术”、“网络规划与设计”和“无线自组网技术”等科研小组,便于集中精力从事专门领域的研究工作,促进教学。

(3) 加强“双师型”师资的培养。我们认为“双师型”教师就是教师既能从事理论教学,也能从事实践教学;既能担任教师,也能担任专业技术人员。即“双师型”教师应同时拥有“教师资格证书”和“专业技术职务证书”。

在平常的教学过程中,让教师积极参加纵向、横向项目的申请和开发研制。专业教师要积极承担实践教学任务,在指导课程设计、毕业设计和实训教学中,要结合实际,真题真做,提高教师的专业实践能力和技术开发能力。同时安排专业教师到青岛市软件产业园进行定期实训,并鼓励教师参加各种专业技术培训,考取专业技术职务证书。

3.6开放实验室措施

课堂上的学时毕竟有限,老师不可能在课堂上将所有的实践环节全部照顾到,同时,不同学生的理解能力也不同,因此有部分学生在课堂上往往完不成相关的实践环节。为兼顾好、差两类学生,给学生创造一个良好的实验环境,“网络实验室”和“网络布线实验室”以开放实验室的形式向计算机学院的所有学生免费全天开放。只要学生有学习的兴趣,我们就提供实验环境。

4网络工程专业实践环节特点

本实践体系主要有以下特点。

(1) 本专业的办学理念为注重理论、强调实践,突出能力,面向社会 ,采用“理论+实验+实战(实训)+综合设计”等多级强化教学模式。

(2) 充分利用校内,最大化利用校外资源。充分发挥实验设备、实验室的潜能,选取尽可能多的课程在实验室教学。和学校网络中心合作,以校园网和网络中心为实习基地,开展校园网络(主要是学生宿舍)的维护、管理和应用开发工作。与青岛软件产业园等实习、实践基地联合,实现基础理论、专业知识与工程实践应用密切结合。

(3) 最大化利用课堂外时间与资源。由于网络工程专业的工程特性,要取得很好的成效难度更大。应用层次学生的实践能力培养仅仅靠计划学时内的实验、课程设计等环节是远远不够的,学生必须在课堂外花更多的时间进行编程能力、实践能力的训练。为此我们通过一系列的教学改革和环节设置,给学生提供具体的任务要求和必要的条件,例如开放专业实验室、建立科技活动室等方式给学生提供更多的条件。

(4) 分阶段渐进式教学。实践教学分三个阶段。第一阶段为基本技能实践,第二阶段为专业技能实践,第三阶段为校内外工程化训练阶段。这三个阶段的划分体现了不同时期学生的特点和教学要求,遵循由易到难、由认识到应用、步步推进的原则。最后所有学生通过毕业设计环节完成对大学期间所学知识(理论+实践)的总体检测和评估。

(5) 层次化、模块化教学。从学科基础、专业平台、专业方向、专业选修等层次、模块组织实践体系的教学。每门课程的实验部分都包括基础性实验、验证性实验和综合性、创新性实验,同时对于有重要实践要求的课程采用实验与课设兼顾的方式。为锻炼学生综合运用知识的能力,我们特意设计了一个综合课程设计,它涉及的课程包括计算机网络原理、网络管理、网络安全、网络程序设计等。对于每一个专业方向(主要包括网络应用、网络工程、无线网络等),我们都设计了一个5周的综合设计。这样可以使我们的毕业生在今后能够根据不同类型用户的需要,可从事网络工程的规划、设计、开发;开发基于网络的计算机软件;从事信息网络安全工程的设计和维护等。

5总结

目前我们已在实践体系的建设中取得了一些成果,针对网络工程专业实践性强的特点,构建了由实验、课程设计、实习、实训、毕业设计等环节具体体现的实践教学体系,并建设了相关的实验室和基地,提出并实施了有关的执行和管理措施,取得了较好的效果。在以后的教学实践与改革中,我们将从以下几个方面加强实践教学:(1)继续组建新的实验室,如信息安全、协议分析等实验室;(2)选取部分实验教学比重较大的课程进行一体化教学,即将实验室作为课堂,边讲边练,讲练结合,提高教学效果;(3)进一步加强实验教学管理,提高实验教学的效率和质量。

参考文献:

[1] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会. 计算机科学与技术本科专业规范[M]. 北京:高等教育出版社,2006.

[2] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会. 计算机科学与技术专业公共核心知识体系与课程[M]. 北京:高等教育出版社,2007.

[3] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会. 计算机科学与技术专业实践教学体系与规范[M]. 北京:清华大学出版社,2008.

[3] 施晓秋. 应用型人才培养的网络工程实践课程体系构建[J]. 中国大学教育,2008(12):35-37.

[5] 肖锋,唐俊勇,容晓峰. 网络工程专业实践教学体系的探索与实践[J]. 计算机教育,2008(12):180-182.

[6] 吴怡,蔡坚勇,洪亲. 论网络工程专业实践环节教学体系及改革方案[J]. 电气电子教学学报,2007,29(3):87-92.

Research and Implementation of Practice Teaching System for Network Engineering

LI Dao-quan, XUE Wei-hua, JIANG Mei, ZHANG Jun-hu

(College of Computer Engineering, Qingdao Technological University, Qingdao 266033, China)

网络工程专业导论范文第2篇

1.1面向能力培养的实验

设置实践创新能力的培养是目前实验教学环节的重要目标。为了适应不同层次的培养目标，许多高校根据实验内容的难易程度将实验分为验证型、操作型、综合型和设计型等几种类型[1]。然而，这种单一的划分方式不能很好地体现对学生各种能力的培养需求。学生的实践创新能力是多方面具体能力的综合体现，包括发现问题能力、问题解决能力、想象能力、实验设计能力、技术开发能力、产品改进能力和应用能力等[2]，因而有必要建立面向各种具体能力培养的更细粒度的实验设置体系。本文结合本校的网络工程课程教学要求和目标，从知识学习能力、问题发现和解决能力、实验设计能力、学习迁移能力4个角度设置实验内容，希望探讨一种更好的培养学生能力的教学方法。

1.1.1面向知识学习能力的实验

面向知识学习能力的实验的教学目标是让学生学习网络工程中基本组件的配置使用方法和验证基本组件的工作原理。通过实验，学生能达到加深理解和巩固课堂教学内容的目标。这类实验的内容设置方法与传统的验证型或操作型实验相似，由教师指定具体的实验内容及实验步骤，学生通过逐步完成实验，掌握实验内容涉及的相关知识。为了加深学生对实验内容的记忆和学习，教师还应在实验结束后，总结实验实施过程中学生普遍存在的问题和易犯的错误。适用于该类型的实验内容包括网络线缆的制作、交换机与路由器的启动及基本配置等。

1.1.2面向问题发现和解决能力的实验

面向问题发现和解决能力的实验的教学目标是让学生学习如何在实际网络运行环境中发现存在的问题，以及利用所学知识解决这些问题，从而获得对网络知识的深刻理解和深入把握；培养学生运用理论知识进行网络应用的能力，为学生未来从事网络应用和管理的相关工作打下良好的基础。

该类实验内容设置的难度较大，教师需根据教学内容和自身经验，设计完整的网络拓扑与配置方案，将网络应用中可能存在的实际问题部署在实验网络中。学生的实验任务就是发现教师设计的网络中存在的问题，并进一步提出对这些问题的解决方案，最终依据自己可行的解决方案完成实验的配置和测试任务。该类实验不同于传统实验，学生在整个实验实施过程中，没有事先确定的步骤可循。在问题发现阶段，学生需经过自己的观察和测试分析网络存在的问题，这种方式既锻炼了学生分析和发现问题的能力，同时也激发了学生的实验兴趣；在问题解决阶段，实验设置不拘泥于统一的解决方案，这使得学生有了更大的自主空间，发挥自身的主动性和创新性。他们可根据已发现的问题，提出自己的解决方案并论证其合理性，最终完成实验任务。适用于该类型的实验包括路由协议、路由环路、广播风暴以及交换机环路等。

1.1.3面向实验设计能力的实验

面向实验设计能力的实验的教学目标是进一步深化学生对网络系统及规划设计的理解，让学生学习如何收集网络需求、分析网络性能、制定具体网络技术解决方案及网络工程的实施。该类实验设置的内容包括两部分：文档设计和实验部署。教师使用案例式教学方法[3]，通过具体情境，提出实验设计的问题和要求。学生需详细分析这些问题和要求，确定具体的实验设计方案（包括网络拓扑），并进一步将方案转化为具体的实现。实验设计能力是实验能力的最高层次，其本身具有较强的综合性、创造性和灵活性等特点。笔者所提出的面向实验设计能力的实验设置部分类似于传统的综合设计型实验，但更强调设计环节，要求学生必须完成设计文档，文档中需针对实际情境中的具体问题和要求是否在实验设计方案得以体现和解决给出详细说明。适用于该类型的实验有小型局域网设计实践和三层网络规划设计等。

1.1.4面向学习迁移能力的实验

所谓学习迁移能力是指应用一种情境中所学的理论和知识解决另一情境中相似问题的能力，有时也被认为是教育的最终目标[4]。面向学习迁移能力的实验的教学目标就是让学生利用已学的一种理论知识和原理通过自学解决另一种相似原理的设备使用和配置问题。

这种类型的实验是本文教学改革中最大胆的一个尝试，希望通过该实验的设置在一定程度上启发和培养学生的学习迁移能力，为学生后续的深造学习及相关应用建立基础。该类实验设置的内容完全是学生自学知识，教师只提出实验目标和实验结果要求，由学生独立自学完成实验，教师只针对学生遇到的疑难问题统一讲解。适用该类型的实验如防火墙的配置与使用，由于包过滤防火墙的工作原理与路由器的访问控制列表的工作原理相似，因而学生可将之前所学知识迁移应用到该实验的实施过程中。

1.2主体—主导论的师生角色

教师与学生是教学活动中的两大主体，构成了教与学的基本关系。传统的网络工程实验教学以教师为中心，遵循“传授知识—以知识点为核心设计实验—布置实验任务—检查实验结果”的基本过程，学生在整个实验环节中只能被动接受，按部就班地完成实验任务，束缚了学生学习主体作用的发挥，不利于学生应用能力和创新思维的培养。

这种教学结构虽然极大程度地促进了学生的主动学习，但忽略了教师的主导作用，学生在学习过程中可能偏离教学目标。因而，有些教育工作者提出了优势互补的教学模式，即以教师为主导，以学生为主体的“主体—主导论”[5]。我们使用“主体—主导论”的思想处理网络工程实验教学的师生角色，力求实验过程中的教师主导作用和学生主体地位的体现，同时对教师和学生也提出了新的要求。

1.2.1教师的主导作用教师的主导作用

体现在实验设置、实验活动监控和实验检查评价3个步骤中。面向能力培养的实验设置对教师提出了更高的要求，不但要求教师全面把握教学目标和内容，还需要教师增加网络工程的实际经验，推动教师投入更多的精力和时间去考查、思考和设计复杂的基于学生各种具体能力培养的实验。在实验活动监控环节，教师需充当帮助者和促进者的角色，尽可能引导学生独立完成实验过程。最后，在实验检查评价阶段，教师对实验报告的要求不拘泥于实验步骤和结果，应通过实验报告促进学生对实验的反思和反馈，给学生更大的空间思考一些开放性的问题。

1.2.2学生的主体地位

学生是实验教学环节的主体，其主体地位体现在学生“思考分析—自我展示—反思总结—调节提高”的完整过程中。学生在实验过程中要充分发挥主动性，积极分析情境和思考问题，弄清楚需求是什么，该采用什么技术来满足需求，然后自己动手解决和实现问题；还需反思总结前期行为，以便对实验过程有全面的解析和认识，促进改进未来行为；必要时学生还可通过与其他同学的团结合作或与教师的交流沟通完善自己的认识。

1.3现场实验与仿真实验并存的实验模式

网络工程的特点决定其实验设备的复杂性和多样性，国内高校网络工程实验室的基本硬件多以小型的交换机和路由器为主，辅以少量的网络设备、终端[6]。限于资金与场地空间的不足，现场网络实验室的条件限制了实验组网的规模，无法有效地给学生一个完整的实验平台，从而影响了部分实验的部署实施。仿真实验便于观察、设计和参与实际操作，是传统实验教学的延伸与扩展[7]，大大拓宽了教学的实验项目，开拓了学生的视野，更重要的是学生能够按他们自己的节奏完成学习过程和决定他们的个人需求；但是，如果单一依赖仿真实验，学生会缺乏对实际设备的直观认识，不能锻炼学生动手施工的能力，同时也不利于提高学生规范操作和安全操作的能力。因而，网络工程的实验设置应将现场实验与仿真实验相结合，为学生创造一个完整的实验平台。对于验证型和学习型实验内容应以现场实验为主，学生通过操作实际设备掌握和理解设备的使用和工作原理；对于设计型和问题解决型实验，其内容设计应以仿真实验为主，通过模拟现实网络环境，让学生在更高层次把握网络工程的教学内容。另外，在实验内容的设置上，应该注意这些内容之间的联系和衔接，尽可能地让前一次实验的平台成为后一次实验的基础或是将现场平台移植到仿真环境，避免学生在同样的知识点上多次重复实验。

2结论

网络工程专业导论范文第3篇

关键词：计算机导论；CDIO模式；课程改革

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)09-2055-02

Exploration and Course Reform of Introduction to Computer Science Based on CDIO Principle

WAN Shi-ming

(Guangdong Baiyun University, Guangzhou 510450, China)

Abstract: Introduction to Computer Science is an important compulsory course on computer science education. The teaching aim is helping students majoring in computer science to have a holistic review on computer and be familiar with the professional learning methods at the very start. This study analysed the current situation of Introduction to Computer Science and the existing problems, and offered proposals on curriculum reform based on the concept of CDIO modle.

Key words：Introduction to computer science; CDIO model; Curriculum reform

1概述

《计算机导论》作为计算机科学相关专业学生的第一门专业课程，无论在国内和国外，都是大学计算机科学教育体系中重要课程之一。例如，美国计算机学会(ACM)与国际电子电气工程师学会计算机学会(IEEE/CS)联合的《计算学科2001教程(Computing Curricula 2001)，CC2001》，中国计算机学会教育委员会和全国高等学校计算机教育研究会的《中国计算机科学与技术学科教程2002》、《中国高等学校计算机科学与技术（应用型）学科教程2008》等。该课程概要介绍计算机体系结构、操作系统、设计语言、软件工程等专业的入门知识及与信息技术有关的社会、文化、职业等知识，使学习者对计算机专业课程体系有比较全面的了解，激发专业学习的认知欲和树立自信心。[1-2]“导论”的引导作用不仅应体现在理论知识和技术层面上，专业思想的建立、学习方法的建构尤为重要，更应体现在对学生的科学思维能力、创新能力、工程意识、分析解决实际问题等能力的培养。

2《计算机导论》课程的教学现状分析

1)普遍偏于知识体系相关内容的介绍，通盘罗列，多而不精，缺乏对创新方向、兴趣引导、思维能力、工作价值与应用指导，课程涉及的工程性指向淡薄。

2)教学仍然多以教师为中心的传授式和以学生被动的接受式的教学模式。授课以讲授理论知识为多，学生接触实践环节偏少，缺少对学生工程能力的训练。学生的创新思维、工程意识、团队协作与人际能力未能得到培养与提高。

3)按照《计算机导论》课程的性质，主要还是概括性的介绍计算机学科相关的专业知识和分支领域，由于学生以前对计算机专业了解不多，因此会觉得有些内容相对抽象和枯燥，学生似懂非懂。另外，忽视了对学生从事计算机科学工作的基本方法、专业素质和职业要求的传授，未达到很好的教学预期。

3 CDIO的基本思想

CDIO是一种全新的国际化工程教育模式，CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）。它是麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学在全球经济一体化的背景下，经过四年的跨国研究而得出的成果。它的指导思想是：以职业道德培养为基础，以工程设计任务为导向，以培养个人能力(包括终生学习能力和实践能力)、团队能力（人际关系与合作）和工程系统能力（包括适应与调控能力）为主要目标.让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。[3-5]CDIO强调在加强基础教育的同时，关注工程实践，加强实践环节；强调个人职业技能与人际沟通的技能并重；强调综合创新能力，与社会大环境协调发展。[6]

为了适应现代工程教育的需要，我院结合一般工科院校应用型本科人才培养的特点，吸收欧美先进的CDIO工程教育理念，开展以CDIO工程教育理念的工程教育模式的研究与实践。

4 CDIO工程教育模式的研究与实践

4.1工程项目教学法

传统教学法的一般过程是首先提出概念，然后解释概念，再举例说明。针对这门课程的教学对象，仅采用传统的教学方法不利于他们的理解和知识的掌握。

为了提高学生综合运用所学专业知识分析、解决实际问题的能力，教学过程中采用以工程项目为导向的项目教学。项目教学是师生通过共同实施一个完整的项目任务而进行的教学活动，它可以将学习者融入项目工作的过程中，让学生有目标地自主学习，同时，要求学生在学习工程中，通过自己的实践进行知识建构和能力培养。[6]

开展以项目化教学为主线的CDIO模式实践教学，使学生能在工项目程实践中体验到“做中学”的学习方法。[7]

4.2项目的目的和作用

本项目的设置目的在于使应用型本科学生在进入专业导论学习之后，通过对一个综合性、具有初级学术水平、易于理解和实现的项目研究开发，对于构思（Conceive）,设计（Design）,实施（Implenent）和运行（Operate）的四个工程环节直接参与,体验“做中学”的实际过程和状态，从而使学生动手做出一个具体的工程成果，而且在做的过程中动脑进行思考，分析，推理，归纳，使知识升华，同时，培育人际交往能力，团队协作精神，职业道德，为人操守，以及有效的工程建造能力。[8]

4.3项目的名称和内容

我院计算机系《计算机科学与技术》专业设有三个方向：软件工程、网络工程和嵌入式系统工程。我们引入了2个真实工程项目：

一是基于VLAN的局域网搭建。项目的内容就是在真实网络工程环境下和在借助仿真软件的分析下完成建立若干个虚拟局域网VLAN。实现在同一物理网段内，同一VLAN内和不同的VLAN计算机之间的相互访问。[9]

二是制作多位数字动态显示器。项目的内容就是建造一个由单片机为核心，以7段发光二极管为数字显示器，结合辅助电路、电源所形成的多位数字显示系统。

教师根据学生的状况、教学内容和教学目标，结合知识点，制订具有操作性、实用性的项目实现方案。在教学过程中首先要提出项目任务设想，按照项目开发的过程，与学生一起讨论项目的目标、任务和途径。

4.4细化项目、小组互助

细化项目。引导学生对项目任务细化分析，从项目任务的技术要求、功能要求、性能要求入手，确定项目的技术路线、进度计划、组织方式，并清楚项目完成的考核要求和评分准则。

小组互助。对学生进行课题分组（4-6人），选出组长。组长的任务：讨论、分工、协作、轮值、总结）。在项目VLAN的局域网搭建和制作多位数字动态显示器完成过程中需要留出适当单元内容以培养学生独立分析、解决问题的能力，引导学生降低对教师的依赖。项目实践过程遇到的问题要求学生首先在小组内讨论，在做的过程中去思考、分析、归纳，养成利用各种资源、翻阅资料、团结协作等解决问题的习惯。

4.5考试改革

长期以来，书面闭卷考试是计算机专业导论课程考核的主要方式，而该课程培养学生工程实践能力通常被忽略，束缚了学生的思维与创新。改革后，增加了对项目实践能力的考查，采取书面开卷与工程项目实践相结合的考核方式，两者各占50%的比重，着力引导学生既注重掌握知识的重要性，也重视工程项目过程中的实践性和在工程教学模式下的“做中学”的学习方法。

5取得的主要成效

我院计算机系以CDIO工程教育模式的计算机导论课程教学改革已2年，按培养工程师的意念引导学生进入专业领域，通过项目从专业的有关特征导入到专业知识是一种较恰当的途径。学生体会到了理论、实践、素质一体化的教育教学模式和“做中学”的学习方法，学生从中亲身感受和并从中有所收获。触发了学生的专业向往兴趣，激励了学生的专业创新欲望，培养了学生的专业思维能力，呈现了学生的专业工作价值。

学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程，适合工科教育教学过程各个环节的改革，CDIO“做中学”的理念和方法实践证明是可行的，收到了较好的效果。

通过学生积极参与的《计算机导论》课程改革，使学生感受到和接受了如下的学习方法：

1)主动学习：听中学、看中学、做中学。多想、多问、多做。

2)勤于思考：从不同的思路和角度观察问题，不死守一种思维模式，努力激发自己的潜在的思考能力、创新能力和学习能力。

3)实践贯通：听到的会忘掉，看到的能记住，做过的才真正明白。学习中的实践，有助于更深入地理解知识体系，有助于掌握学过的知识。

4)细心总结：学习任何课程都需要去归纳和总结。

通过工程项目教育活动，学生亲身感受到、并知道自己尚需要努力具备以下能力：

1)获取知识的能力（自学能力）。

2)运用知识的能力（解决问题）。

3)共享知识的能力（团队合作）。

4)发现知识的能力（创新意识）。

5)传播知识的能力（交流沟通）。

6结束语

CDIO是一个新的教育模式，尽管它的历史还很短，但已经显示了它的强大生命力.该文针对当前《计算机导论》课程教学的现状、存在的问题进行了分析，探讨与实践了以工程项目为导向和项目教学法。通过引入典型的“基于VLAN的局域网组建”等项目，让学生系统体验“构思――设计――实施――运行”的全过程，收到了较好的效果，其作用将会影响到大学四年的后续课程学习，为学生未来的发展有了良好的引导和铺垫。

参考文献：

[1]中国计算机科学与技术学科教程2002研究组.中国计算机科学与技术教程2002[M].北京:清华大学出版社，2002.

[2]中国计算机学会教育专业委员会.中国高等学校计算机科学与技术（应用型）学科教程（2009）[M].北京:清华大学出版社,2009:11.

[3] Worldwide CDIO Initiative Standards[EB/OL].(2009-08-30)[2010-08-13].省略.

[4] The CDIO Method [EB/OL].(2009-08-30)[2010-08-13]. 省略.

[5]陆小华,熊光晶,陈珠琳.设计导向的工程教育改革理念[J]高等工程教育研究，2007(6).

[6]宋桂娟,杨勇虎,王文生.基于CDIO的数据结构课程教学改革与研究[J].电脑知识与技术,2010-01-25

[7]王硕旺,洪成文.CDIO:美国麻省理工学院工程教育的经典模式――基于对CDIO课程大纲的解读[J].理工高教研究2009,28(4)116-119.

网络工程专业导论范文第4篇

关键词：物联网；实践教学；项目实训

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)12-2922-03

1背景

物联网源于传感网和射频识别技术，通过网络技术将传感网信息和RFID信息进行远距离识别和处理。国际电信联盟在2005年了针对物联网的年度报告“Internet of Things”，报告指出RFID和智能计算等技术开启全球物品互连的时代，信息与通信技术的发展已经从任何时间、任何地点连接任何人，发展到连接任何物体的阶段，物联网时代即将来临[1]。一般认为物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息载体，让所有能被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。普通对象设备化，自治终端互联化和普适服务智能化是其三个重要特征[2]。

近年来物联网在学术界和产业界来得到广泛关注，2008年国际上召开了第一届国际物联网学术交流会[3]，欧洲物联网研究项目组2009年11月物联网战略路线图，促进射频识别和物联网产业在欧盟发展，欧盟委员会提出针对物联网行动方案，明确表示在技术层面将给予大量资金支持。2009年8月总理在无锡考察传感网产业发展时要求尽快建立中国的传感信息中心，或者叫“感知中国”中心。物联网可广泛应用于产业，环境和社会领域。典型应用案例包括物流业务，制造业的产品跟踪，食品药品安全，环境监控，绿色节能，社会服务等多个方面。当前无线射频识别产业市场规模超过100亿元。我国有1600多家企事业单位从事传感器的研制、生产和应用，年产量达24亿只，市场规模超过900亿元，其中，微机电系统（MEMS）传感器市场规模超过150亿元；通信设备制造业具有较强的国际竞争力。建成全球最大、技术先进的公共通信网和互联网。机器到机器（M2M）终端数量接近1000万，形成全球最大的M2M市场之一。据不完全统计，我国2010年物联网市场规模接近2000亿元[4]。

在全国范围的物联网技术发展热潮下，物联网技术人才紧缺问题日益突出。我国物联网技术的发展从根本上取决于相关人才的素质和结构。产业的竞争从根本上就是人才的竞争，未来中国物联网产业的强劲发展，需要大力培养物联网技术专门人才，不断提高相关人才的素质和知识结构，以及不断的完善人才的合理结构与供应体系。物联网技术也必将成为我国信息领域的一个关键学科，在未来我国信息产业的发展与升级中发挥核心的作用。

2物联网专业定位与培养目标

物联网行业作为一项战略性新兴产业，其繁荣发展需要大量精通物联网信息技术的科学技术人才。我国非常重视物联网产业的发展，被列为国家五大新兴战略性产业之一，一些城市也把物联网产业列为新的经济增长点。物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点，物联网产业的长足发展将直接推动物联网工程专业类毕业生的就业工作。面对国家产业发展的战略重点和激烈的人才竞争，面向市场需求，加大物联网工程技术人才培养力度，已经成为当前高等教育改革与发展的一项重要和紧迫任务。

物联网工程专业面向现代信息处理技术，针对国民经济信息化建设和发展的需要，本专业培养的学生要求德智体全面发展，具备扎实的计算机科学技术、现代传感器和无线网络技术、射频与微波技术、有线和无线网络通信理论、信息处理、系统工程等基础理论和技术，能够系统地掌握物联网专业的相关基础理论、科学方法和实践技能，并且具备在本专业领域跟踪新理论、新知识、新技术的能力以及较强的创新实践能力的复合型高级工程技术人才。

物联网工程专业本科生培养的基本思路是强化基础、注重实践。针对物联网产业的人才需求，本科生阶段强调宽口径培养，不具体细分专业培养方向，但考虑专业方向课程模块设置，从而使得毕业生既具备扎实的专业基础和宽广的知识面，又比较深入地认识某类系统和应用领域。物联网工程专业的基础课程应涵盖计算机科学与技术基础、通信技术、无线传感器网络技术、物联网工程基础、电子信息技术基础以及数学、外语等基础课程。物联网工程专业的专业课程应覆盖物联网系统设计与开发、网络工程、数字化技术、信息安全技术、嵌入式系统、软件开发技术等。

本专业以通信技术、计算机网络和无线传感器网络为重点专业方向，学生主要学习传感器技术和计算机通信网方面的基础理论、组成原理和设计方法，受到物联网技术实践的基本训练，经过系统化学习和实践锻炼，学生应该具备从事物联网的设计、开发、调试和工程应用的基本能力。

3物联网专业实践课程建设

我校在2011年申请物联网工程专业并获得批准，成为国内较早开展物联网专业教学的高校。我校物联网工程专业依托计算机系下进行建设，相关基础专业如计算机科学技术，软件工程，电子工程，通信工程等已经发展多年，拥有相关的软硬件条件，具有实践环节教学经验，是物联网工程专业建设的基础。

当前高等教育必须把加强学生能力培养放到首位[5]，物联网专业特点主要体现综合性，实践性和工程性，物联网综合性体现在涵盖范围广，涉及具体产业多，与产业接触紧密。为了达到培养目标，培养学生实践动手能力尤为重要。物联网实践课程需要以专业基础课程为基础，面向真实完整的物联网工程项目设计实践内容。在实践学习中以团队协作作为主要学习方式，从具体的实践活动中训练动手能力和协作开发项目能力。作为从2010年才开始设置的新型专业，关于物联网专业教学研究成果还相当匮乏，本节结合当前物联网专业发展和行业技术发展的实际情况，对物联网专业实践环节的教学内容与教学方法进行探索。

3.1专业实践教学内容设计

目前国内物联网专业主要依托计算机学院来建设，因此计算机专业核心课程尤其是程序设计、数据结构、操作系统、计算机网络以及组成原理也应是必修课程。物联网专业核心课程包括物联网导论，无线传感器网络，射频与无线通信等。实践环节课可设置在基础理论课之后，在二年级可以开始展开基础的实践课程教学，然后逐步进入到结合实际的物联网项目实训环节，在实训环节中，通过引入企业实际物联网项目对学生进行训练。物联网涵盖范围非常广泛，综合了计算机，微电子，通信等多个领域知识，其中部分新型技术难度较大。在实践环节中一般不需要学生深入理解无线传感器网络，射频识别等电路基础，能够在了解基本结构基础上进行开发设计即可。实践环节更多注重于物联网的实际应用，通过应用项目实例来加深对物联网的认识，锻炼动手能力，培养合格的物联网专业人才。根据物联网体系的层次划分，从物联网应用层案例，物联网网络层案例以及感知层案例出发设计对应的实践内容，最后通过对实际项目分析学习项目设计规划能力，如表-1所示。

针对实践教学内容，采用课程实践与项目实训相结合的方式。对核心课程的教学实践安排在每门基础课程理论课程同步进行，通过基础性实践来强化理论课程知识理解和实践能力提高。在基本实践环节之后进行综合实训实践过程，学生以团队方式参与具有企业实际背景的物联网项目实例，训练物联网工程设计规划和实施能力，并参观企业真实物联网项目工程。

具体专业课程与实践环先后关系可见图1，在图1中可知物联网综合实践环节是在专业课程基础上的进一步提高，是训练学生动手能力提高实践能力的关键一环。

选择合适的实践内容之后需要采用一定的教学方法进行实践教学。与专业课程的理论学习不同实践教学更注重培养学生的实际动手能力。

3.2专业实践课程教学方法探讨

物联网专业培养人才应该紧密结合工程实际，目前校企合作物联网建设迅速开展，我们也将努力和物联网企业合作，加强产学研合作，进行联合人才培养。通过多种渠道建立健全物联网实训项目库，如高校中一卡通、校园百事通等物联网建设项目。实践教学在物联网专业建设中具有举足轻重的作用。通过实践教学培养学生的创新能力和实践设计能力，可采用的实践教学方法包括：

1）项目实例驱动教学法

物联网工程专业是培养物联网项目集成方向的工程技术与管理人才，物联网实践教学内容必须紧密结合实际，立足业界需求。在实践教学中，针对基础课程的实践教学可以分解项目原型到各门课程中；在物联网综合实训实践中，以企业物联网项目具体案例在分析。针对学生实际能力，可以通过简化需求来降低难度，但所有实践项目必须结合实际。教师通过对企业物联网项目的分析讲解来帮助学生对项目的认识，学生通过团队合作以小组形式参与实训项目开发。通过项目实例驱动，提高学生学习兴趣，锻炼实际的动手能力。

2）跨年级结合的创新实践教学

由于物联网综合实践环节设计内容多，难度大，对其中部分大型实训项目可以采用跨年级段合作训练的方式，发挥传帮接代的优点。如高年级的同学负责项目的需求分析，项目规划设计等方面工作，而低年级同学从程序设计出发，完成其中的部分功能，通过参与大型创新实训过程可以提高自己的动手实践能力，学习项目设计和管理能力。这种滚动式结合方式不仅提高学生水平，还可以使得实践环节的实训项目可以持续开发。不断提高实践环节的难度，使之更切合工程实际。

4结束语

物联网产业需要大量的专业型人才。如何培养适合产业需求的人才还处在尝试阶段，借鉴相关专业培养经验，对物联网专业建设尤其是物联网专业实践环节建设进行了探讨。我们认为加强物联网实践环节建设，必须加强校企合作，通过引入实践物联网项目来设计合理的实践内容。将基础实践环节和项目实训相结合，采用科学的教学方法引导学生自主学习，提高实践能力，培养合格的物联网专业人才。目前物联网专业建设还处于起步阶段，这方面经验还非常缺乏，如何合理制定实践环节培养方案还需要进一步的深入研究。

参考文献：

[1] International Telecommunication Union. ITU Internet Reports 2005: The Internet of Things, 2005.

[2]刘云浩等物联网导论[M].北京:科学出版社,2010.

[3] Floerkemeier C. Langheinrich M, Fleisch E, Mattern F. The Internet of Things: Lecture Notes in Computer Science. Springer, 2008, 49-52.

网络工程专业导论范文第5篇

关键词：计算机网络；教学改革；实验实训

中图分类号：G642 文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)06-11769-01

1 引言

随着计算机网络在社会应用的日益广泛深入，社会各行各业对计算机网络不同层次人才的需求也日益增加，对从事计算机网络的人员也提出了新的要求。为了适应社会的发展，充分发挥计算机网络在国计民生中的作用，必须培养一批具有一定理论水平和高素质的实践应用型人才。本文从理论、实训、对任课教师的要求、教学方法与手段、考评模式等几个方面，谈谈高校《计算机网络》课程教学改革的探索。

2 现状分析

《计算机网络》是计算机专业最早开设的专业基础课之一。随着社会经济的发展和科技的进步，《计算机网络》已经列为计算机、信息和通信等相关专业的学科基础课。但多年来，该课程一直延续着传统的教学内容和教学模式：以网络的工作原理为纲、以OSI/RM为主线进行理论教学。教学内容理论多实践少，知识点相对陈旧；教学方法单一，几乎不涉及工程和应用技术，适应面窄，很难跟上专业课教学的发展，达不到学以致用的目的。这也不符合高职高专以应用能力为主的人才培养的模式。因此，《计算机网络》课程要以实用为目标、以就业为导向，进行教学改革，不苛求其系统性、严密性，而突出其实用性、宽广性。

3 课程概述

计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物，以数学理论为基础，有自己独立的理论体系和知识架构。该课程的教学目标：通过本课程的教与学，使学生熟悉计算机网络的体系结构，熟悉通信协议、路由协议的机理和常见网络设备的工作原理；具备网络设备的安装、调试和基本维护的能力，能够根据需要进行中小型网络的规划、设计、组装和维护，掌握一定的网络安全技术和管理知识，具备应用计算机网络技术解决实际问题的能力。根据该目标，本课程在知识体系的构架设计上，以针对性和实用性为出发点，以于解决实际问题为目的，将教学的侧重点定位在对学生网络设备的安装与调试、网络规划与设计等应用能力的培养上；在原理的深度上，本着“必需、够用”的基本原则，使学生能对计算机网络有较全面的和系统的了解，掌握计算机网络及通信的基础知识和基本理论；在教学方法上，侧重于对实际问题的分析，以实际问题为蓝图建立教学模型；在教学效果上，以掌握中小型网络的规划设计以及交换机、路由器的配置为核心，力争让学生摆脱复杂的理论概念，重点培养和训练他们解决实际问题的意识和能力。

4 对教师综合素质的要求

根据该课程的教学目标的剖析以及社会对计算机网络技术人才的技能需求，要求任课教师除应具有较扎实的理论基础知识外，还应具备较为丰富的网络工程和网络技术应用的经验。理论基础知识应包括：(1)计算机软硬件技术和通信技术基础；(2)计算机网络的原理、体系结构和网络安全；(3)常用的通信协议和路由协议的数学模型、工作原理。通过教与学，有助于学生快速形成对网络的初步认识，了解网络运作的机制，了解网络通信协议和路由协议的实现。

网络工程和网络技术应用的经验包括：(1)了解市场上主流网络设备和产品，掌握网络设计的理论和网络工程技术，具有局域网、校园网的规划、设计以及现场施工的经历，有助于培养学生的网络设计与施工技能；(2)熟悉网络设备的结构和工作原理，熟悉常用网络服务的配置和管理，掌握主流网络操作系统，能够诊断常见的网络故障，具有局域网、校园网的管理和维护经验，有助于培养学生的网络管理技能；(3)能够紧跟计算机网络技术的发展前沿，有从事计算机网络相关技术和科研项目的研究，有助于学生了解网络发展的最新动态，接触到比较先进、主流和实用的技术。如果教师缺乏计算机网络基础理论和实际工程经验，没有计算机网络设计、应用经历，将无法把握所讲知识要点，只能照本宣科。所讲内容模糊、粗放，激发不了学生的学习兴趣，达不到预期的教学目标。

5 教学内容

5.1 教学内容规划

在内容设置上，淘汰传统教学中的陈旧内容，以TCP/IP体系为重点，兼顾理论和工程技术，有选择地加入思科等知名网络厂商的最新培训内容和行业前沿技术。主要内容为：(1)计算机网络导论；(2)TCP/IP协议体系；(3)传输介质与通信基础；(4) 网络通信协议，局域网和广域网；(5)IP寻址和路由，路由选择协议，网络互连，Ipv6；(6)交换机的工作原理与配置；(7)以太网技术、以太网的多层交换、无线局域网等；(8)路由器工作原理与配置；(9)用户接入；(10)局域网、校园网的规划、设计、管理和维护等。

5.2 实验设计规划

实践性教学环节是加深理解、验证、巩固课堂教学内容的最有效的方法，是本课程建设中重要组成部分，实践部分实施效果直接影响到整体教学效果。通过对企事业单位所需人才技能的需求调查分析，围绕服务器的配置和管理、交换机的配置和管理、路由器的配置和管理、网络综合布线和局域网的规划与设计等几个方面，精心设置了25个必做基础实验与12个选做实验。对于基础实验，可提供模拟仿真软件或虚拟机让学生利用课后在宿舍中完成；对于选做实验，限制学生必须在实验室中完成。可实施半放式实验教学，规定学生实验的时间与次数。在实验过程中，教师可以给予指导，以促进学生认真完成实验，真正掌握教学内容。实验完成后，要求学生提供实验报告并讲评。通过实验，特别是综合实验和课程设计，能充分调动学生的学习积极性，充分发挥学生的想象力和创造力，让学生对理论中的网络真实化，极大地提高了学习效果，提高了学生解决实际问题的能力。

6 教学方法和教学手段

计算机网络的原理比较抽象，针对难以理解的概念或较为复杂的过程，参考思科等知名厂商的培训资料和网上资源，精心组织和设计了多媒体教学课件以及FLASH动画。通过多种模式教学，使抽象的理论形象化，复杂的过程简单化。提高了学生的学习兴趣，深化了对教学内容的理解。

针对计算机网络知识更新快，新技术发展迅速的特点， 依托校园网，专门开发了课程教学网站。通过该网站，可以很方便地为学生提供新知识、新技术和各种相关模拟软件等多种教学资源。通过设置的讨论区，方便了师生之间的及时沟通、交流，便于教师答疑。通过设置练习区，促进了学生课后对内容的及时消化，加深了对内容的理解。同时，教师也能及时了解学生对重点难点的掌握，可动态调整教学过程，提高教学效果。

7 考评制度

考评制度，在很大程度上左右着学生的学习态度，特点是那些自控能力较差的学生。在传统的教学模式中，本课程一般都采用期末闭卷理论化笔试，总评成绩以期末考试成绩为主。这容易导致学生平时不认真学习，不认真做实验，期末死记硬背搞突击。针对以上缺点，进行了以下考评制度改革：1.平时上课考勤，课后作业练习等都登记评分，老师最终根据学生出勤率以及作业完成情况给平时成绩，平时成绩按10%记入总评成绩；2.对于基础实验和选做实验，指导老师都要写评语、打分，实验平均成绩按15%计入总评成绩；3.对于综合实验或课程设计，则按30%记入总评成绩；4.期末考试成绩按45%计入总评成绩。实践表明，以上制度促进了学生平时学习的积极性，提高了参与实践环节的主动性。

8 小结

几年的教学实践证明，新的教学方案，端正了学生的学习态度、提高了他们的学习积极性、主动性，也充分训练了他们解决实际问题的能力。良好的教学效果也得到了学生和学院的广泛认可。本院开展的《计算机网络》课程教学改革与实践的探索，对于非网络专业的《计算机网络》课程的建设，也有一定的参考价值。

参考文献：