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网络工程建设与研究性系统工程不同,有着建设类工程的一些特点,是以现有的技术与设备集成为主,开发与研究为辅的一种工程建设。网络工程与传统工程项目有很大的不同,主要是因为通信技术发展速度一直较快。由于网络技术的快速发展,而且网络产品更新较快,这都使得网络决策难度加大;此外,单种网络也有着飞快发展,特别是网络用户呈指数增长趋势,不断改变的应用需求,这些都使得投资决策难度加大。计算机网络技术发展迅速,如果没有统一的规划,构建的系统可能相不兼容,也可能造成前期投资浪费。特别是如果建网单位基础较差,没有较高的网络应用技术,即使网络建成,那么也可能出现一些技术的不达标。这是因为,一些网络工程在建设过程中,规划没有受到重视,没有选择合理的网络结构。由此可见,在网络工程建设中,结构规划与网络结构选择是工作重点。网络工程相对于传统工程建设来说,发展历史短暂,严格的建设程序有所欠缺,而且完整设计施工等方面方案没形成统一规范,这些都是网络工程建设需要注意的问题。
二、局域网网络工程概述
上文对网络工程建设中需要注意的问题进行了阐述,下面介绍局域网网络工程的相关情况。和很多网络工程项目一样,局域网网络工程由于网络覆盖有限,投资规模一般较小;工程建设周期较短。局域网网络工程建设还涉及到网络技术、电工技术、建筑设计、工程项且管理等多个方面的技术与知识。当前,局域网网络工程建设中有如下几方面问题需要重视:
2.1网络技术综合型人才储备不足。目前网络建设的人才主要来自两个方面:一是高校和相关职业学校,这些人才往往欠缺实践;二是各种培训机构,主要是操作训练为主的快速培训,这些人才往往缺乏理论知识。而实践与理论兼备的人才储备不足。
2.2网络工程建设工艺简陋,设计与管理不能规范化,而且,由于局域网建设往往投资较少,投资方很少请第三方监理组织进行工程监督。
2.3工程缺乏可管理与维护性。造成这方面的原因是:一方面网络工程资金规模有限,无法满足设备、网络需求的增长;另一方面在规划过程中,往往对工程设备选择与设备安装的冗余设计不足,这些都造成了升级空间小、管理性较差的后果。
2.4网络的兼容性与安全性较低。在兼容性上,不同品牌通讯设备间、传输介质与设备以及协议的兼容性,都会存在偏差;在安全性上,介质和设备的安全性不高,而且网络信息安全的保障不够。由此可见,局域网网络工程建设存在着不少问题,下面将介绍如何进行有效的局域网网络工程建设与管理。
三、局域网网络工程建设
局域网网络工程建设一般来说分为五个阶段,每个阶段都有不同的任务,这点与软件工程开发类似,但又有着不同的重点。
3.1需求分析:是网络规划的关键阶段。需求分析应充分考虑今后的工程升级等内容,主要分析包括:用户的数量、特征;用户的通信要求;建筑物的通信环境;网络的服务范围;网络设备的选型;服务器的类型及功能要求;设备兼容性;网络采用的系统体系结构;网络操作系统及通信协议;网络流量特征与服务软件;资源共享要求;网络传输介质要求。总之,需求分析阶段应做到前面分析,认真具体。
3.2网络逻辑结构设计。局域网逻辑结构通常采用访问层、分布层与核心层三层树型结构。首先根据用户需求与访问层规模来完成网络拓扑结构与设备选型筛选;而且需要完拓扑图的绘制;然后,将拓扑图结合网络工程环境,完成工程施工图的设计,并且逐步完善工程施工建设方案,这就需要综合网络中心方案与管理应用、布线方案和电气方案等。然后,进一步结合市场实际,制定初步预算方案,将其交给用户审验并实施。
3.3施工阶段。这一阶段覆盖从签订施工合同到竣工验收前的整个过程。施工阶段的主要任务是根据施工规范,依据施工设计与相关规定,进行工程的安装、调试、集成、测试等,需要满足设计指标。虽然需要依据方案进行,但是在实际工作中应保留一定灵活性,可能会对原设计进行局部调整,但设计调整必须由监理认可。
3.4验收阶段。工程验收主要由验收会负责,由主管部门组织通过资料审查、现场考察与相关质询,从而对工程建设结果是否完成预期目标、是否达到验收标准规范等进行判断。在一些情况,还需要由第三方测试单位或者验收小组的测试组提供相关的测试报告。
3.5维护阶段。局域网网络工程维护阶段的任务是解决一些遗留问题,包括系统和设备的维护与维修等,并根据维护结果完善责任机制,其中设计不合理造成的损失应由设计单位承担,由于工程承包方的设备或系统质量造成的问题,应由工程承包方限期解决,并且对用户进行有关工程建设的系统提供咨询。维护阶段的意义还在于可以为下一阶段的建设提供参考依据。
四、局域网网络工程管理控制
良好的管理控制工作对整个系统的建设有着不可替代的作用,局域网网络工程管理控制本文主要从成本控制与质量控制两方面考虑。
4.1成本控制。在局域网网络工程建设过程中,需要持续分析实际成本与计划成本之间的偏差,以及偏差产生的原因,还应该对发展趋势进行预测,以便制定方案来减少与削除不利偏差。产生偏差的常见原因有:人工成本、工程耗材成本、硬件成本、施工管理成本等方面的偏差。对于网络工程的成本控制工作来说,这是一个动态的过程,需要充分考虑施工环境,成本控制需要对用户需求分析有充分把握,在把握市场的基础上优化设计,促进对设备的有效控制,并且还可以充分利用现场的有利成本控制的条件,在保障工作顺利完成的基础上减少成本。
4.2质量控制。局域网网络工程质量控制主要包括设备材料、网络布线、器械安置等方面的质量控制。首先,进场的材料设备要合格,一些重要的电源与网络通讯设备必须开箱检查,在设备安装时应保证足够安装与维护空间;其次,网络布线应符合规范,各种管材、管道的安置与孔洞的位置都应该与设计文件一直,加工应符合规范,还应充分考虑防火防水等;此外,各种机柜、设备的安装位置应该正确,并留有足够的施工空间,结构应该清晰明了,便于维护。
五、总结与展望
关键词:组网工程;网络生命周期;双师型
中图分类号:G424 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)11-2588-03
计算机网络技术推动了人类文明和社会进步的作用日益突显。各用人单位对网络专业技术人才的需求进一步扩大,尤其是网络工程设计经验丰富、管理科学、运维高效的中高级专业人才倍受用人单位的青睐。组网工程课程是网络工程专业核心课程,本课程比较全面地介绍了局域网技术、综合布线、网络安全、网络规划设计等工程技术。该文从课程改革、理论教学改革、实验室建设、师资队伍建设等方面进行阐述。
1 存在的问题
1.1 对网络工程专业认识的不足
组网工程课程是网络工程专业的核心专业课程,搞好组网工程课程的教学必须明确网络工程专业培养目标和人才成长的规律,目前,各高校对网络工程专业定位过低,只涉及到组网工程的建设环节,或者专业定位比较模糊,不能涵盖网络工程生命周期中整个过程,导致学生就业面狭窄、专业技能和专业素质提升的后劲不足,用人单位对网络专业培养的学生能力产生了严重的怀疑。为此,各应用型本科高校需要对网络工程专业人才培养进行重新认识和重新定位,参照网络工程的生命周期的全过程,制定适合网络工程专业的课程教学体系,规范教学与实践的内容,切实提高人才培养的质量和水平。
1.2 教学内容重叠严重
组网工程课程不是独立的一门课程,前导课程是计算机网络与通信、网络操作系统、综合布线等。制定教学计划时必须考虑前导课程开设的顺序,规范各门课程教学的内容,让学生充分认识到课程之间的关联性、互补性和递进性。在实际的教学过程中,网络工程的相关专业课程设置较多,部分教学内容重叠现象严重。例如,双绞线水晶头制作的内容,在前导课程计算机网络与通信课程中有着详细的说明,但是在组网工程课程中也作了具体的叙述,没有考虑前导课程的关联性,值得注意的是,光纤的融接在组网工程课程中却没有得应有的重视,没有考虑到教学内容的递进性;Windows服务器的搭建是网络操作系统课程的重要内容,若注重内容的互补性,组网工程课程中的应用服务平台就可以选用Linux/Unix操作系统搭建,但是,很多学校,也包括我们学校也没有做到。
1.3 学生技能与就业岗位要求脱节严重
网络工程实践能力缺乏是学生的综合应用能力不够强的根本原因。组网工程课程涉及的知识面广、内容专业而且与工程应用密切相关。这就要求在教学过程中激发学生的学习兴趣,然而,诸多的网络协议、工程法规和技术标准使学生感到抽象和空洞,理解困难,学生的学习的积极性极具下降。另外,课程实验都是以演示性和验证性实验为主,与实际要求相适应的工程性实验无法开展,学生不能深入理解网络工程生命周期的各个阶段,无法完成网络规划设计,得不到网络互联相关实训与实践的锻炼,与实际应用脱节相当普遍。
1.4 实验室配套滞后
网络工程专业教学需要的实验设备较多,实验所需的软件和硬件资源相当短缺。实验必需的核心设备价格一般比较昂贵,学校资金投入一般情况下较为因难。我院在建设组网工程实验室以前,采用仿真软件实现实验教学,仿真软件只能模拟一些较为简单的演示实验和一般性原理验证性实验,对于提高性和综合性的网络规划设计类型的实验,仿真软件显得力不从心,而且实验实训环节学生不能接触到实际网络设备,缺少感性认识,项目教学无法开展,不能深入企业实际应用,学习兴趣和学习的积极性很难提高。
1.5 师资队伍缺乏活力
承担组网工程课程教学的教师大多没有网络工程项目建设和管理等相关的工作经历,教师工程实践工作经验的缺乏成为技能教学的瓶颈。其原因如下:首先,专职教师以理论教学为主,科研任务繁重,缺乏实际的动手技能训练,也很少参加网络工程实践相关的工作;其次,学院网络工程相关实验平台建设的不够完善,综合性和创新性的工程实验无法完成,使专职教师在网络设计、项目管理经验和能力都略显得不足,导致理论和实践严重脱节;最后,高校开设网络工程专业时间较晚,办学基础并不深厚,同时,新的网络设备不断的涌现,网络协议众多且不断的完善,网络管理软件升级过快,这对组网工程课程改革提出了新的挑战。
2 课程改革的措施和实践
2.1教改指导思想
网络工程专业培养的人才划分为科研型、工程型和应用型三个层次。简单的概括为:网络协议的设计与实现技术、网络设备的制造属于科学研究型人才培养目标;网络应用系统的设计与开发、网络系统的规划设计与施工技术属于工程型人才培养目标;网络系统的管理与维护技术属于应用型人才培养目标。我院属于应用型本科院校,应相以培养工程型人才和应用型人才为网络工程专业方向培养目标。组网工程课程改革不能脱离人才培养的目标,尊重工程型人才和应用型人才成长的规律进行教学改革,这样才能有的放矢。
2.2 理论课程教学改革
组网工程课程教学改革的难点是课程内容编排、工程实践教学方法的改革和教学模式创新等。针对我院应用型本科教学实践,该文提出以下具体改革措施。
1)课程以工程应用为基础,突出局域网技术实践
组网工程实践性很强,课程教学以校园网和企业网为项目案例,要求学生能够根据网络工程生命周期,了解网络需求分析、通信量的估算、组网的形式、采用的技术、网络的维护和管理等内容。要求学生掌握华为、思科等知名厂商典型数通产品、所支持的协议类型及其应用的范围。例如,可以分别按照低端、中端和高端三个档次划分思科公司和华为公司的交换机和路由器产品,并且进行对比,熟悉各自所能支持的网络协议,了解产品的功能和特点,根据网络工程实际的需求选择对应的网络设备,完成局域网工程项目的设备选型,为课程设计或毕业实习阶段的学习打好坚实的基础。
2)课程改革紧扣网络规划设计内容
组网工程课程教学的目的是要让学生根据用户需求分析,采用具有前瞻性的主流技术,选用最适合的网络设备,组建网络、管理和维护好网络。因此,课程改革应当突出网络规划与设计的核心地位,完成需求分析、逻辑设计、物理设计、网络设备的选型,组网建设和网络测试;完成网络工程项目可行性报告、编制项目需求分析说明书、设计文档等工作;要求学生根据实际的网络工程实践,掌握项目管理软件和工具。实现网络工程专业培养工程型和应用型人才的目标。对学生考核方式进行改革,除传统的考试方法外,突出强调学生项目团队合作的综合素质。
3)课程突出局域网安全和管理
局域网安全和管理是组网工程课程中的重要组成部分,网络安全防护技术是局域局网设计中的难点内容,我院在进行局域网安全和管理这部分教学内容时,教师从常见的网络安全防护技术、软硬件产品开始,深入浅出地提出完整的局域网安全解决方案,以及具体的实现方式。教学引用的网络安全设备主要是思科的ASA55XX系列的防火墙、入侵检测系统和上网行为工具的使用和部署;网络管理涉及到的协议主要有SNMPv3;并通过师生互动的形式研讨网络全安管理的问题,让学生深入理解安全管理是组网工程中重要的环节。
4)教学大纲和教学内容即时修正
以网络教研室为单位,开展教研活动,讨论组网工程课程中增删的内容,即时修正教学大纲和教学内容,删减的内容主要有两部分:一部分是本课程中与网络工程专业相关课程重叠的内容。例如,删除Windows server 2003操作系统中网络服务器的内容;综合布线的内容等;另一部分是组网工程课程中过时淘汰的技术和方法,例如,电话拨号上网、X.25网和IEEE802.5建议等内容。计算机网络技术在发展的过程中,出现了一些新的技术和组网方式,在修正教学内容时,应当考虑周全,增加新的授课内容。例如,上网行为规范的实现与管理,入侵检测技术与网络安全监控等。另外,通过组织老师相互讨论教学内容,即时修正教学大纲。
2.3 实训实践环节教学改革与实践
实训实践环节教学是组网工程课程教学不可分割的重要组成部分,是实现工程型人才和应用型人才培养目标的关键因素,实训实践环节教学改革可按如下三个步骤推进:
1)实验教学内容进一步优化
组网工程课程实验教学内容,由浅入深,可划分为基本技能、初步综合技能、高级综合技能和创新技能四个层次,实验教学突出组网工程课程实践知识的相互关联性和递进性,并组织网络工程专业方向的专家和教授编撰实验实训指导书。其中基本技能和初步综合技能的教学多为教学演示或原理验证性实验为主,教师在课堂上可以通过模拟仿真软件完成教学;高级综合技能和创新技能的实验教学,则以课程设计、毕业设计等方式完成。
2)实验教学环境的完善
本课程实验教学应当根据理论教学的需求,循序渐进的开设与网络工程应用相关的综合型和创新型实验。培养学生基本技能的同时,还进一步加强当前技术应用领域的综合型实验内容,使得学生对所学知识能够融会贯通,提高学生独立发现问题与解决问题的综合素质。我院建设组网工程实验室,基本满足组网工程课程的实验教学,但是,综合型和创新型实验环节的教学还有一定的差距,学院为了加强网络工程方向人才的培养的步伐,加强网络综合布线、网络服务应用、无线网络、网络安全管理等实验室的建设,以实现网络工程专业方向工程型人才和应用型人才培养目标。
3)实践教学基地建设
校企合作是培养工程型人才和应用型人才的必由之路。通过合作教育新模式,提高学生理论联系实际,勤于思考,独立解决工程实践的动手能力,使创新型人才培养落到实处。我院在重视实验实训教学的同时,还加强校内外实习基地的建设,采取合作教育,探索培养网络工程专业方向人才的教育模式,强化理论联系实际。学院还与网络设备制造商思科和锐捷分别推出了“网络学院”教学计划,专业实验室可以由学校和企业联合投资新建,使我院学生能够了解到主流网络设备(交换机、路由器和防火墙等网络设备)的基本性能、应用范围和技术特点等,独立完成组网工程过程中网络设备的选型;校企合作还可以缓解学院实验室建设经费不足的矛盾,合作企业提供先进的网络设备、产品的技术支持和应用培训,学院则为企业输送了大量的后备人才,实现了双赢。
我院组网工程实践教学改革从以上三个方面推动,使学生提高了工程实践应用技能,实现学生在校学习与就业市场之间的无缝对接。
3 师资队伍建设
组网工程课程理论与实践紧密相联系,这对授课教师提出较为严格的要求,授课教师不但专业理论知识较为全面,而且还要具备较为丰富的网络工程实践经验,能够在工程实践教学中引入最新的技术、组网的方式、网络运行管理的工具和网络安全的设计等,不断地拓展学生的视野。因此,我院提出建设“双师型”教师队伍,具体做法如下:
3.1 健全“双师型”教师培养制度
要求组网工程专业课程的教师具有硕士以上学位,同时还要求具有工程师及以上职称,实行教师资格与网络工程专业技术职称双证聘任制度,鼓励来自企业一线中高级职称的工程技术人员完成学生毕业设计和毕业论文的指导;学校启动青年教师人才培养计划,大力培养年青教师队伍,成立网络工程科研团队和教研团队,由从事网络工程专业方研究的专家和教授定点帮扶青年教师;鼓励教师积极申报各级科研和教研项目,制定相关的科研和教研激励制度,健全“双师型”教师培养制度。
3.2 强化“双师型”教师队伍培训
学院每年都利用假期安排青年教师参加社会实践,并作为一项基本制度,长期执行,青年教师参加社会实践的经历可以作为教师个人职称晋升、年度考核的重要依据。教师社会实践的主要形式有到校企合作单位直接挂职顶岗、参加企业技术改造、合作研发等多种形式,使得教师夯实理论知识的同时也积累工程经验;组织教师参加与网络工程相关的教育培训和学术研讨会,以获取专业领域内的最新动态和最新技术的推广和应用;制定激励制度,鼓励教师带领学生参加国家级和省级主办的各种竞赛活动,以检验学生综合型和创新型工程应用的能力。多种措施强化“双师型”教师培训工作的推进,使组网工程课程教学改革进一步深化。
4 结束语
组网工程涉及网络工程生命周期各个阶段的内容,不仅仅是网络建设的,还包括工程项目的审批、需求分析、网络的规划与设计、运行与维护、安全管理等,内容诸多、知识面广是组网络工程课程教学改革的难点所在。该文对教学过程中存在的问题进行深入的分析,探讨教学中出现问题的原因,并按照我院教学改革实践提出具体的改革措施和解决方法,落实网络工程领域工程型人才和应用型人才培养目标。
参考文献:
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一、计算机网络专业面向工程的教学改革思路
针对不同阶段的实验教学确定不同的任务定位。院定必修课着眼于提高学生的科学素质与人文素养,以培养学生的基本实验技能、科学的思维能力和创新意识为主要教学目标。系定必修课和专业方向课及实践教学着眼于对学生进行工程技术人员的基本训练,以培养工程实践能力和创造能力为主要教学目标。
针对传统的专业实验课与工程严重脱节的状况,实行专业实验课的工程化,即系定必修课程及实验课要面向工程,要紧紧围绕工程和联系工程进行。
针对传统的专业实验基本都是验证性实验的状况,增设综合性、设计性和创新性实验,以培养学生的创新能力和综合实践能力。
针对传统的专业实验课从属于理论课的状况,实行独立设置的实训课程和单独考核。在进入毕业实习前,进行一次网络工程综合实训,这一独立设置的实训课程名为网络集成技术,它涉及网络技术的所有方面,并可通过专业实验室实施。
针对高等职业院校只局限于校内教学活动的情况,实施“走出去、请进来”的面向工程的授课方式,加强校内外实习实践基地建设。
二、计算机网络专业面向工程的实践教学体系
建立面向工程的实践教学体系是一个复杂的系统工程。该体系包含三个部分:课程体系及内容、网络实践体系(实验、实训和实习)、网络工程应用。在该体系中,要始终以网络工程应用为最终目标,建立课程体系、整合课程内容,设置层次网络实践体系;课程体系及内容服从、服务于网络实践;网络实践容服从、服务于网络工程应用。
1.建立面向工程的课程体系
从应用型人才培养的全局来看,当前课程改革的主要任务是重新审定、合理调整总的课程设置。在计算机网络专业中,减少专业必修课,按照计算机网络、网络工程、网络管理与安全和网络软件开发4个方向增加选修课。明确每门课程在培养计划中的地位与作用,增加综合素质养成需要的宏观性课程,充实新兴的高科技应用成果。
课程改革不仅要以就业岗位群对人才知识结构的要求为依据,建立模块化的课程体系,而且要改革课程内容设置,打破课程的界限,根据高职计算机网络教学的实际,进行课程内容的整合与拆分,提高课程教学的效果和质量。
调整网络专业系定必修课和实验课的教学方式,将实验、实训、实习等实践性课程与理论教学有机统一起来,面向工程应用实施教学计划,重点突出知识的应用性和实践性。
2.建立面向工程的网络实践体系
面向工程的实践教学体系包括实验、实训和实习三个部分。实验基于网络基础理论知识,进行基本技能的培养。实训主要锻炼学生对网络工程的整体规划、设计和创新能力。实习要求学生走出校园进入企业锻炼,在实际网络工程项目实践中进行锻炼,总结经验、教训,提高综合设计创新能力。其中,实验是工程实训的基础,实训又是实习的基础,这三者之间关系是逐层深入的,从而形成了系统而有层次的实践教学体系。
(1)实验项目的设计。按照实验教学方式,实验教学分为以下几种形式:验证性实验、综合性实验、设计性实验和研究创新性实验。过去在教学过程中,多以验证性实验项目为主,各任课教师需要进一步优化设计课程实验方案,适当精简验证性实验,增加综合性实验和设计性实验比重。实验教学做到精讲多练。
(2)实训项目的设计。在本专业“计算机网络”、“网络工程”、“网络管理与安全”和“网络软件开发”等多门课程学习的基础上,增加了“计算机网络工程综合实训”这门课程,通过2个专业实践周完成。目的是将所学的网络基础知识结合实际网络工程项目要求进行系统性的训练。实训业务参照各行业信息化规范、企业用人标准和岗位要求,从职业道德和职业技能两方面强化学生的能力培养,其培养目标涵盖:项目经理、网络架构设计师、网络施工员、网络维护员、网络管理员和信息安全师等。计算机网络综合实训的内容包括:工作组级局域网设计与应用;校园网的规划与设计;校园网站建设维护;电子商务平台建设维护;企业构建IP电话系统。
(3)网络工程实习。实施“走出去、请进来”的面向工程的授课方式。建立校企培养模式,使学生即学即用,了解网络技术及施工特点和规范,激发学生的学习兴趣,达到了传统教学方式所不及的效果。同时,聘请一批网络工程和网络开发第一线的工程技术人员,定期到校进行课程教学和开设讲座,让学生了解到网络技术新发展、新工艺,通过讲课和讲座,提高学生对专业实践能力的重视程度。
3.面向工程的网络实验、实训平台的设计
面向工程的网络实验、实训平台应提供真实的网络环境,可以让学生亲自动手完成实验实训项目,加深对网络原理、协议、标准的认识,从而提高学生的网络技能和实战能力。因此,网络实验实训平台的建设尤为重要。根据实验台功能的不同,分为基础实验台、安全试验台、无线试验台和VoIP实验台。每种试验台由实验需要的硬件组成,包括路由器、核心交换机、三层交换机、二层交换机、防火墙、工作站、服务器、无线AP、VoIP语音模块等。该环境有很强的适应性,根据不同的实验实训要求,可以配置不同的基础平台,如软件开发平台可以直接提供路由和DNS环境,网络安全实验台则可提供完全的Internet技术环境。该平台可以实现计算机网络、网络工程、网络管理与安全和网络软件开发4个方向的所有实验实训项目。实现了理论的实验化、实验的工程化、工程的系统化、系统的集成化。
4.实验、实训成绩考核与效果评价
关键词:毕业实践;校企合作;虚拟企业;角色扮演
目前本科专业的教育多以传授专业知识为中心,强调学科的系统性、完整性,是“知识本位型”为主的教学模式,由于理论教学与行业实际结合度不高,实际教学效果与预期存在偏差。
一、高校毕业实践教学环节的问题
以目前国内高校的IT类专业为例,人才培养中偏重专业知识与工程技术的传授,而轻视非技术因素,忽视了工程商务与工程沟通等能力的培养,工程实践与创新能力的完整性存在欠缺。同时,现有的高等教育还存在以下困境:一方面大学生需要掌握足够的本领以进入社会、企业去解决全新的、复杂的现实问题;另一方面,教育他们的老师虽然学历高、理论知识扎实,却有相当部分老师的工程实践能力本身就很欠缺。现代大学教学应贯穿着重视科技知识及其发展、创新与应用的知识本位价值,追求个性、创造性与实践性的人本位价值,以及以社会生产、市场需要为导向的社会本位价值。[1]毕业实践是大学期间最后一个教学环节,是对大学所学理论知识、实践知识的融会贯通,是走向社会前的综合性培养环节。但以毕业实习环节为例,市场化经济下学校很难统一组织学生成建制地到企业实习,学生迫于就业压力也很难有计划地进行专业实习,参加实习岗位的学生也很难得到企业工程师的全面指导,资源不足、管理缺位等问题影响了教学效果与质量。社会与行业发展需要大学调整人才培养模式,从单纯知识本位向知识本位与能力本位并重转变,其中综合实践教学的关键是要有真实的工程案例与工作情景,以及合适的教学方法与教学组织。通过开展各种形式的校企合作,将企业的真实工程项目和技术问题引入到学生的毕业实践环节,开展校内外相结合的毕业实践教学是解决高校毕业实践教学有效性的一种方式,通过虚拟企业形式的毕业实践可以加强学生工程能力训练,基于角色扮演方式的综合训练可以帮助学生岗位体验和行业认知,提升大学生专业实践能力,缩短与行业企业需求之间的差距。[2]
二、毕业实践的教学形式
(一)校内外相结合的毕业实践
通过开展校企合作人才培养,可以将传统的毕业实习改造为校内集中实践与校外企业实习相结合的新模式,对学生进行工程实践能力的综合培养。[3]校内外相结合的毕业实践包括校内集中实践和校外企业实个部分。校内阶段可以设置在大四第1学期,把企业化运作模式引入到校园,开展为期1-2个月的“虚拟企业”校内集中实践,将学生分团队成立虚拟公司,从项目招标要求出发,进行需求调研、方案设计、工程投标、组织实施、验收交付等环节,完成来自企业真实工程项目的完整生命周期体验。校外阶段可以将经过前期强化训练后的学生,成批地、有组织或自主地进入行业认知与职业定位阶段,到校外实践基地和行业企业实习,进一步提升学生的行业认知、明确个人的职业发展定位。
(二)虚拟企业形式的毕业实践
工程创新能力是工程技术人员在一定的工程背景下,运用相关的工程技术手段,开展社会变革的能力,主要由工程设计能力、工程应用能力、工程操作能力、工程商务能力、工程沟通能力等构成。行业和企业需要有较好工程素质、较强实践动手能力,在短时间内能适应岗位需求的高素质人才,而目前高校毕业生还存在一定的现实差距。通过分析和借鉴美国的顶点课程(CapstoneCourse)教学模式,为学生在毕业前提供一个集工程设计、工程应用、工程操作、工程商务和工程沟通能力多方面融合培养的综合性工程教学环节,其目的主要有三个方面,即:一是支持学生的深层次学习;二是可以作为本科学习的有效评价工具;三是帮助学生从学校向职场过渡。在这方面,宁波大学信息科学与工程学院以学生职业发展与职业竞争力提升为目标,已连续4年开展基于虚拟企业的校内毕业实践,跨专业开设了网络工程与系统集成、DSP芯片应用开发、电子系统设计、嵌入式系统开发、PLC电气控制应用、物联网技术应用开发、软件技术应用开发等模块。以技术应用能力和岗位工作能力为导向,有目的地融入工程实践能力的技术要素和非技术要素,有效解决了毕业实习走过场、毕业实践环节效能缺失等问题,同时引入职业拓展训练、职业性向测试,对学生的工程实践能力、职业规划、职业素养进行融合教育,强化培养学生的团队合作意识和团队合作能力,提升了学生综合素质与职业能力。
三、基于角色扮演的实践教学模式
大学生在校期间的专业学习要求与社会职场工作要求之间存在着本质的区别,校内虚拟企业模式的毕业实践环节要帮助学生进行岗位体验和行业认知,采用角色扮演法进行工程实践训练是一种比较有效的方法。[4]
(一)角色扮演法
角色扮演理论是以米德的角色理论[5]和班杜拉的社会学习理论[6]为基础发展起来的。角色扮演法既是要求参与者扮演一个特定的岗位角色来观察被试者的多种表现,了解其心理素质和潜在能力的一种测评方法,又是通过情景模拟要求其扮演指定行为角色、并对行为表现进行评定和反馈,以帮助其发展和提高行为技能的一种培训方法。运用角色扮演法进行训练,可以在一定情景下给予受训者角色实践的机会,使受训者在真实的模拟情景中体验某种行为的具体实践,帮助他们了解自己并改进提高。
(二)基于角色扮演网络工程毕业实践教学
以网络工程与系统集成模块的毕业实践教学为例,根据网络工程项目的基本规范[7],为参加该模块实践的学生设计了项目的基本实施流程[8]。将参加该模块实践的学生按5-6人为单位进行分组,要求各组组建虚拟形式的企业,并由项目经理根据成员的知识掌握情况和个人意愿及网络工程项目的实际分工进行岗位分配的。该项目中总计需要工程师10名,根据实际情况可以进行人员的选定和角色的组合,在项目的不同阶段各个岗位的角色也可以进行轮换,但每个阶段每位学生的岗位责任和考核要求是明确的。如:项目的第一阶段为方案设计阶段,需要参加的人员有项目经理、网络架构工程师、系统架构工程师、售前工程师等岗位人员,进行项目启动会议,根据项目的背景进行项目分析、业务需求分析等工程。由项目经理进行人员的分工、实训的进度计划的制订等。中间还可以组织模拟的项目投标和方案答辩训练等活动。项目的第二阶段为项目实施阶段,需要参加的人员有项目经理、网络工程师、网络安全工程师、服务器工程师、无线工程师等岗位人员,根据网络设计方案来构建安全可靠的网络。由项目经理对人员进行岗位任务重新分工、组织项目实施。项目的第三阶段为项目测试阶段,需要全体项目组人员参加。其主要人员有项目经理、网络测试工程师等。通过对网络各个功能区块的测试,首先需要网络测试工程师提交测试报告,信息安全分析工程师提交信息安全测试报告,项目经理组织其他项目组成员撰写并提交试运行报告、终验报告,最后由项目经理提交项目总结报告。引入企业化运作模式以团队方式组织项目实施,指导教师根据学生在各个环节的表现给予考核,过程考核也以发放虚拟奖金方式进行,强调真实工作场景实施体验式教学,学生的工作激情和兴趣浓厚,学习的主动性和合作意识强烈。
四、结论
经过几年的探索,虚拟企业形式的校内综合实践模式和基于角色扮演的实践教学持续受到学生和行业的认可,多角度的岗位角色轮换,紧贴行业需求开展技术的综合实践训练,培养了成员间互相配合、团结协作的工作能力。学生角色扮演的任务是解决问题,思考分析并主动寻找解决办法,学会自我规划与管理,成为会学习、会工作的人。在这种毕业实践的教学模式中,培养学生面对并解决真实的技术、商务或管理问题,提升了通用能力和专业能力。在实际问题情境中学习、以问题为中心,把所学的知识和实际项目联系起来,也培养了兴趣和主动性;在问题中构建自己的知识框架,学生还可在问题情境中互换角色,锻炼换位思考。
参考文献
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1.1来自培养方案和课程体系的需求众所周知,目前国内各普通高校的计算机专业本科人才培养方案,基本是以国际主流的ACM和IEEE系列课程教学计划即著名的计算学科教学计划2004(ComputingCurricula2004,简称CC2004)为主制订的,CC2004列出该专业学生建构其领域核心知识体系结构框架所必需的核心知识单元模块,并基于此开设相应的专业课程。计算机网络或曰面向网络的计算便是其中之一的重要核心知识单元。[1][2]多年来的教学实践和反馈表明,仅仅开设《计算机网络》一门课程,对于主要以培养工程应用型本科毕业生、以满足学生就业和在该行业领域内生存与职业发展需求为主的普通高校,以及具有自主设置目录外二级学科网络工程专业、定位于为社会培养网络工程师的高校而言,还远远不足,对课程体系的研究与改革、整合与建设势在必行。参考笔者《普通高校工程型应用型网络人才培养专业方向课程改革与实践初探》一文,[3]将计算机网络这一公认的较难学懂、理论与实践性较强的课程作为基础入门性的必修课程,通过网络工程与技术、网络管理、信息安全、网络程序设计、Web开发技术等一系列后续拓展的特色课程群,构建出一个完整的网络专业课程体系和具有特色及优势的专业方向课程群。[4]例如:可以形成以网络工程与技术、网络管理、信息安全等课程为主的、适当偏硬的系统集成/组网工程类网络人才的培养路线,其未来的职业定位以网络工程师、网络/系统管理员为主;或者也可以形成以网络程序设计、WEB开发技术等课程为主构成的、适当偏软的网络应用系统研发/站点设计类网络人才的培养路线,其未来的职业定位以软件工程师、网站站长等为主。基于课程整合和课程体系/课程群建设的理念,改革人才培养方案和教学内容与教学方法,并开展配套实验教学条件的建设。如图1所示,在建设网络工程专业实验室时,需要统筹规划,兼顾多门专业课程的实践教学需求,并配合课程群的建设需要,避免出现很多高校把专业实验室建成了计算机机房、仅有联网PC机数量优势的普遍现象。1.2来自课题研究型教学环节和课外延伸教育的需求毋庸置疑,普通高校网络工程专业的人才培养,应以大力培养学生的动手实践能力和适应社会需求的职业技能为首要目标,同时支撑专业方向上的课程群(课程体系)的建设。因此,实验室的建设在满足课程内的实验教学需求的同时,还要考虑到课程设计环节,以及校内实习实训基地、毕业设计/毕业论文环节的条件改善和综合实践教学体系建设的需要。只有充分运用好这些配套的实践教学环节,才能使学生在网络工程的方案规划设计、网络系统管理与运行维护、网络程序设计与开发、网络设备配置与安全保障等方面的动手实践技能得到综合训练和提高。由于近年来社会和IT行业对网络工程、网站建设、网络运行管理和安全维护等方面的人才需求持续升温,驱动学生看好网络工程与技术领域的就业前景,使得学生选择该方向作为就业首选或选择该专业方向作为自己的毕业设计或论文题目的数量逐年上升。但是,由于不少院校现有硬件条件不足,缺乏必要的硬件设备作为支撑,使得指导教师在课程设计、毕业设计/毕业论文题目的选题设计上受到极大限制,一些非常想做或者值得指导学生去做的课题项目或题目,不得不迫于无法给学生提供相应的实践环境而被迫放弃,制约了师生进一步提高课程设计、毕业设计或论文的选题水准和课题质量,加剧了在课程设计、毕业设计教学环节上师生对于实践条件的需求与现实条件不具备之间的矛盾。因此,除了满足课内实验项目的需要,网络工程专业实验室还应提供开展集中式课程设计实习、毕业设计/毕业论文和以SRP项目、大学生创新实验项目等研究型、课题型教学环节改革试点的基础硬件条件和场所。此外,还可兼顾考虑提供开展面向社会或学生需要的诸如思科认证考试、NCNE国家软考、NCRE全国计算机等级考试等相关考试培训、学生竞赛活动参赛集训等课外延伸教育项目的场所和设备,使学生在分析设计能力、工程化的思想和理念、动手实践应用等方面都能得到良好的综合训练机会和条件。
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。
4结语