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关键词 网络工程 课程体系 教学改革 网络技术
中图分类号:G642 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2016.01.028
Network Engineering Course and Teaching
Content System Reform Research
HE Xiu, TIAN Liwei, CHEN Qiang, YANG Lei
Abstract Computer Network Technology is the product of computer technology and the rapid development of communications technology, with the extensive application of network technology, enterprises and institutions of the network planning and construction, network management, network maintenance and other requirements, network engineering bred. Today, the vast majority of engineering colleges have now opened this profession, but the network technology updates faster, resulting in different universities of the professional curriculum, teaching system construction is still not mature enough, the complex and chaotic phenomena occur. This paper focuses on the learning situation of Guangdong University of Science & Technology, and the National Institute for Occupational (industry) standard dovetail explore building networks work curriculum and teaching content system.
Key words network engineering; course system; teaching reform; network technology
0 引言
2001年,教育部首批建设网络工程专业,培养网络方面的人才,随着我国信息化水平的提高,网络迅速覆盖各个领域,不仅个人用户离不开网络,企事业单位为了节省资源,提高工作效率,更是极力发展网络信息化办公;网络的纵向深度发展,使得网络技术方面的人才需求类型发生转变。
近年来,国家职业(行业)标准规范越来越被重视,不仅国家人力资源保障局与工信部等部门都积极推进,而且大部分企事业单位在人才的引进方面也比较看重学生是否具有在相关领域取得的职业资格证书。因此,本文旨在系统地分析研究网络工程专业相关课程教学内容与国家职业(行业)标准相衔接的课程体系建设,在教学内容、人才培养目标和教学团队方面形成与国家职业(行业)标准相融合、相匹配的教学机制。试图构建一个以就业为导向,以国家职业资格标准为核心,以职业综合能力为培养目标,以“双证书”职业资格证书和学历证书为纽带的专业教学体系。
1 网络专业人才培养方向
广东科技学院是一所应用型本科类型院校,坐落于广东省东莞市,地处珠三角地区。改革开放以来,东莞大力发展工业和外向型经济,经济飞速发展,20多年GDP连续以20%以上的速度增长。随着东莞经济的高速发展和经济的转型,急需大量的高素质应用型人才。东莞市政府也相续出台了《关于加快发展东莞市现代信息服务业的实施意见》,强调需要大力发展信息产业。从当前发展趋势看,东莞市现代信息服务业主要包括信息传输服务业、计算机服务业以及软件业3大类。网络工程职业岗位相关的职业认证证书有网络管理员、网络工程师、网络规划设计师以及思科、华为公司的一些认证等,依据社会发展的需求,目前所需的网络技术人才主要在以下领域:
(1)新企事业单位的网络系统规划设计与建设、原企事业单位网络系统的扩展、升级等,都需要大量的网络规划设计、网络设备安装与调试、信息系统集成等组网技术人才。
(2)网络的普及以及在各行各业的广泛应用,网络系统已演变成各个单位的一种基础性设施,为保障日常企事业单位的正常运行以及网络信息的安全,急需大量的网络管理与维护、网络安全方面的人才。
(3)人们对网络质量的需求,网络软硬件产品的更新升级、不断涌现的网络设备制造企业以及网络应用开发企业等,需要大量的网络软硬件产品研发人才。
(4)互联网应用需求的不断扩展,对网络的体系结构的适用性和稳定性、网络服务质量以及网络性能都提出了新的要求,因此,需要对网络理论与技术科学研究的高层次人才。
因此在人才培养方面,网络工程专业可以培养网络组网工程技术、网络管理与维护、网络软硬件开发、网络应用开发以及网络协议开发等方面的人才。但是,各大高校还应根据学校的定位、学校的师资、学生的学习能力等因素综合考虑,有侧重地发展某些方面,建设具有自身特色的人才培养目标。
2 网络工程课程体系设计
结合国家职业标准、社会发展需要以及学生自身学习能力,制定网络工程课程体系结构。在人才培养方面,学校必须与社会接轨,才能培养出社会需要的人才,我校通过与企业的合作,委托企业技术人员不定期来校给学生举行职业规划讲座和学术讲座,聘请企业的工作人员为本专业的客座教授,为网络工程的实践教学提供支持和帮助;此外,不同院校学生的学习能力以及师资力量也是影响专业课程体系设置的重要因素之一,例如:在网络专业中,网络协议的分析与设计、网络硬件产品的设计对学生及教师的能力皆要求较高,因此,对于一些职业学校及专科院校不建议开设此类的课程;另外,国家职业标准也能一定程度上规范了网络类职位要求,因此网络工程课程体系的设计也需考虑此因素。
该体系设计框架的内容包括人才培养目标、人才培养方案、授课计划、网络工程发展规划、实验室的建设、教学内容设置、教材建设、师资建设等等,从而培养德、智、体、美、劳全面发展,具有良好的科学素养和人文素养,具有良好的职业道德,掌握计算机网络的基础知识,能从事计算机网络的规划、设计、实施、管理与维护,能从事网站开发与维护,具有较强实践能力和创新精神的高素质应用型技术人才。
3 网络工程教学内容体系设置
根据课程体系内容,将网络工程专业课程分为公共必修课、公共选修课、基础必修课、专业必修课、专业组选课、专业任选课、专项实践、其他实践等七个模块组成课程。每门课程有相应学分,学生在校期间总共需修满170学分,其中公共必修课37学分,公共选修课10学分,基础必修课35.5学分,专业必修课19.5学分,专业组选课12学分,专业任选课12学分,实践环节(不含课内实践)44学分。如图1所示为本校网络工作专业课程内容设置:
图1 网络工程课程内容
在网络课程内容设置中,每一门专业课程均由校企合作开发实训指导书,加强学生的社会实践,巩固理论知识;并且对参与专业竞赛或科技创新项目并取得较好成绩的同学给予竞赛学分或创新学分,某些科目支持以证代考,具体由系部与教务处共同认定;此外,开展学生第二课堂等教学活动,提高学生学习兴趣。图1中各个课程的安排如下:(1)必修课选课说明:必修课为学生必修课程,分为公共必修课、基础必修课和专业必修课。(2)专业组选课选课说明:网络工程专业的组选课分为2组,每组3门课,选择第1组课程的同学只能学习第1组内的3门课程,选择第2组课程的同学则只能学习第2组内的3门课程。专业组选课应该至少选12学分(3)专业任选课选课说明:第4~7学期,每学期安排3~4门任选课,学生可根据自己的专业发展方向(及是否考研)来选择任选课,每学期所选课程门数不限。专业任选课要求至少选12学分。(4)专项实践课课程说明:专项实践课是在每学期的期末进行整周(每周24课时)实训,用来完成1个或几个项目(任务)。一周实训计一个学分。(5)其他实践课:分为军训、公益劳动与拓展训练、社会实践、实习与设计等课程,每类课程均有相应的学习,其中毕业实习、毕业设计主要安排于最后一个学期。
4 结束与展望
在信息化社会,网络发挥着举足轻重的作用,对人们的生活和企事业单位的生产带来巨大的影响,也简直刺激了网络计算的发展。高校作为国家人才培养基地,只有迎合社会需求,才能为社会输送社会需要的人才,才可以带动社会的进步。本文探讨了现代网络专业人才培养方案,针对相关方案提出了课程体系设计框架,最后简单 描述了网络工程专业的教学内容。
技术促进生产,生产带动技术的发展,希望各个院校能加强与企业的合作关系,将社会需求与先进的技术带进校园,与学校合作建立科学的、合理的教学体系及教学课程内容。
参考文献
[1] 徐明,曹介南等.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.
[2] 徐明,曹介南.网络工程专业课程体系研究与实践[J].计算机教育,2009(10).
[3] 曹介南,徐明,蒋宗礼,陈鸣.网络工程专业方向设置与专业能力构成研究[J].中国大学教学,2012(9).
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.
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[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)
关键词:移动开发;网络工程;教学研究;课程改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)11-0147-02
一、课程背景
近年来,随着智能手机和平板电脑的普及,Android操作系统已成为智能手机和平板电脑的市场主导力量[1],各种Android程序已深入到大众生活之中,使得移动应用编程成为程序开发的一个非常重要的方向。由于Android在国内发展时间不长,人才稀缺问题较为严重。为了满足市场对人才的需求,我国许多院校的计算机相关专业都将Android应用开发作为一门重要的专业课程[2]。
移动应用开发作为网络工程专业毕业生应具备的网络软件开发能力之一[3],我校该专业在2011年开设《移动应用程序开发》课程,除了培养学生移动应用开发基本技能外,还结合了网络专业的特点,着重培养学生的移动网络开发能力,通过开发PC-Android、Web-Android程序,将网络应用程序开发、Web开发和移动开发有机结合起来,在深化学生网络开发技能的同时,使学生能熟练掌握移动网络应用程序的开发流程和技巧,为在“互联网+”的技术浪潮中奋勇搏击奠定了坚实的基础。
二、课程设置
(一)课程定位
网络工程专业学生应具备的网络应用软件开发能力一般有网络应用程序开发、网站开发、移动应用程序程序开发三个方面[3],见表1所示。
围绕上述能力的培养,我们的《移动应用程序开发》课程不同于其他计算机专业仅定位移动平台应用开发本身,而是使其成为与其他2门专业课程交叉融合的综合型课程,注重培养学生移动平台网络开发以及不同平台间通信开发的能力,使得课程更能贴近市场需求,提高学生毕业时的竞争力。本课程在大二下学期和大三上学期学生学完Web开发和网络程序开发后,于大三下学期开设比较合适。该课程也可以看作是对整个网络应用软件开发能力的整合和提升。
(二)课程的目标
通过本课程的学习,使学生具备Android平台开发的基本知识,在此基础上掌握Android上网络应用开发的相关知识,如使用WiFi或蓝牙实现移动终端之间的通信,使用TCP/UDP实现PC服务器与Android客户端间的通信,以及使用HTTP实现Web服务器与Android客户端间的通信等,达到能够独立开发小型移动网络终端应用软件的能力。
(三)课程内容设计
结合Android平台网络开发人员所需的技术技能,按照循序渐进原则将课程的学习内容分为Android平台基本开发技术和Android平台应用通信开发技术两个部分,如下页图1所示,由上至下,由左至右依次递进。
三、教学方法和手段
(一)实施范例教学和项目引导教学相结合
课程采用范例教学和项目引导与驱动教学相结合的教学方式。所谓范例教学,即是对各章的重要编程方法,通过简单易懂的小范例进行演示,有利于学生快速掌握编程要领。而项目引导与驱动教学则是从一个工程项目,如“移动点餐系统”入手,以项目为线索,结合课程内容,从移动点餐系统的开发环境搭建、界面设计、数据存储、后台服务逐步过渡到局域网和互联网点餐等各项功能的实现,起到深化编程方法,提高学生综合应用能力,获得更好的工程实践体验的作用。
这种将范例和项目结合,由浅入深的方法,既改变了以往课程中单纯知识讲解及简单例子模拟的教学方法,防止学生“只见树木,不见森林”,又解决了直接使用实际项目模拟因涉及各模块和功能间的整合往往代码复杂,使基础较差的学生难于理解,易形成畏难情绪的问题。同时,授课教师可以根据所教对象的层次和接受能力合理选择内容和案例,达到因材施教的目的。
(二)重视实践教学
以往的教学往往重理论、轻实践[4],该课程则大力加强了学生的实践教学环节。首先,使实践学时和理论学时的比例达到2∶1;其次,使实践环节从课内实验、课程设计延伸到综合课程设计、生产实习、毕业设计,在各个层次培养学生的移动平台网络开发能力,形成一个从单一到综合的有梯度、有层次的实践教学过程。以移动平台上的网络笔记本程序为例,课内实验编写一个基于TCP或者HTTP协议的网络笔记本,实现单用户文字的上传下载;课程设计则扩展到多移动客户端的网络笔记本系统,并增加文件传输功能;综合课程设计再增加标签、笔记查找、用户多客户端平台同步等功能;毕业设计则在前面功能上实现一个仿“有道云笔记”的网络笔记软件,既夯实了实践基础,又激发了学生的兴趣,进而逐步提高其实践能力。
(三)推行课内外实践相结合
在重视课内实践的同时,通过加强校企合作、建立创新实验室、开展多种APP大赛等形式提升学生移动平台软件开发能力。在校企合作方面同中软国际、达内科技等著名软件培训企业建立长期良好的合作关系,近年来他们通过对APP开发感兴趣的学生进行实习培训,从实际出发,以企业完成的成功案例为线索,指导学生体会移动应用软件开发过程;在创新实验室建设方面,让动手能力强且对APP开发怀有热情的学生大二即进入创新实验室移动开发组,提前接受APP培训和参与项目工作,或在教师指导下参与校内外多种APP大赛。通过创新实验室的锻炼,这些同学的实践能力普遍强于其他同学,在后面的课程学习中起到了带动作用。
四、考核方法和手段
《移动应用程序开发》作为一门实践性很强的课程,我们摒弃传统考核通常以学生卷面成绩为主的方法,采用过程考核、结果考核与实践考核相结合的方法。其中,过程考核和结果考核按4∶6的比例用于主课程,实践考核则用于该课程的课程设计。过程考核主要考核学生的出勤和每次实践课任务完成情况,结果考核采用试卷、上机等多种方式,主要考核学生对教材主要知识点和教学案例的掌握情况。实践考核则要求学生单独或以小组为单位完成一个小型的移动网络应用项目,通过项目演示、答辩和设计报告全面考核学生的学习效果。
五、结束语
网络工程专业虽然肩负着培养学生网络软件开发能力的使命,但又不能像软件工程等其他计算机专业那样设置较多的软件专业课程,因此如何在有限的软件课程中最大限度地提高学生开发能力的确是一个值得探讨的问题。本文探讨了我校网络工程专业的《移动应用程序开发》课程结合专业培养特点,以移动网络开发为主线将有限的软件专业课程融合提升的内容体系,以及更重视实践能力培养的多样化教学和考核方法。经过这几年的实践证明,上面方法收到了很好的效果,提高了学生的学习兴趣和实际动手能力,但也对教师提出了更高的要求。在未来的教学改革中我们将进一步完善课程体系,以更多样化的形式探索提高学生网络开发能力的方法,以期达到更好的培养效果。
参考文献:
[1]张建兵,范江波.面向Android移动开发的编程思维能力训练与培养研究[J].计算机教育,2015,(14):1-4.
[2]刘成明,李玮玮.Android手机开发课程的案例教学法[J].计算机教育,2014,(14):37-40.
关键词:网络工程;实践教学体系;课程实验;课程设计;实训
中图分类号:TE82-4 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 21-0000-02
随着科学技术的发展,社会的进步,企业对人才的要求也在不断变化,因此,大学本科教育应从精英教育逐步转向大众教育,从“理论型”转向“应用创新型”人才培养,根据对IT市场对网络工程专业人才的需求调研以及对网络工程专业实践教学环节进行的反复论证,设计了网络工程实践课程与教学内容,制定了相应的实践环节教学体系。
1 网络工程专业实践体系的建设思路
网络工程专业在2012年教育部新专业目录中已被确定为一级学科,根据国家科技发展战略及我校对网络工程专业人才培养的定位和要求,以及网络工程专业对实践要求相对较多,因此,将网络工程专业人才培养目标定位于“应用创新型”。应用创新主要体现在教会学生如何将网络工程的基本理论和原理应用到工程实践中,人才培养的实践环节侧重于培养学生的实践动手能力及工程能力。网络工程专业学生除掌握必备的理论知识,更需具有较强的工程技能,在校期间较为完善的工程实践训练,使得网络工程专业毕业生的就业可以是网络工程的规划设计、建设、管理和维护;网络安全系统的设计等多领域、多行业。
目前,我国高等教育人才培养方案大多主要由普通教育(又称通识教育)、专业基础教育、专业教育(通常包括专业必修课、专业方向选修课及专业任选课)等组成。在人才培养方案制定的总体原则和框架指导下,制定了网络工程专业的人才培养方案,其中实践教学环节的比例达到了40%以上,为了达到实践教学的效果,精心设计了实践教学体系,制定了实践教学四年不断线的主体思路,结合网络工程专业实践性较强的特点及社会对网络工程专业人才的要求,认真研究并改革课程内实验教学的实验内容、实验方法及实验手段,适当增加综合性、设计性及创新性实验的比例,加强学生实验创新能力的培养和训练;对专业基础课、专业课的课程设计及毕业设计(或论文)的选题方式、选题范围等充分与生产、科研及社会实际相结合,真正做到题目来源于实际,最后再应用到实际中;每个暑假设置为工作学期,从大一到大三的三个工作学期,对学生安排适当的社会实践任务,大一的工作学期通常安排学生到IT企业或市场进行调研,完成调研报告,主要了解目前网络工程相关的产品行情及IT行业对网络工程专业人才的要求;大二的工作学期安排学生到IT相关企业进行认识实习,对专业有整体和初步的认识;大三的工作学期主要安排学生到IT企业完成与专业相关的工作,进入顶岗实习阶段,使学生体会到:什么是工作、自己目前对社会能做什么贡献等,使学生更加明确学习的目标和存在的不足,以便更好地完成大四的收尾学习。
网络工程专业的实践教学是本专业人才培养的重要组成部分,是理论教学的必要补充及延伸,也是学生将所学的专业理论知识与实践相结合的重要手段和必不可少的重要过程,更是校企联合实践基地建设的一个重要环节。
2 网络工程专业实践体系的具体内容
从课程体系来看,网络工程专业的实践课程体系主要包括课程实践技能培养、专业实践技能培养和专业综合能力培养三个部分,每个部分下面都含有若干实践环节。网络工程专业实践课程体系总体框架如图1所示。
2.1 基础实践技能培养:(1)专业基础课程内实验。专业基础课程内实验主要以辅助专业基础理论课程教学为目的,使学生更深层次地理解所学课程的理论知识,并能有一定应用创新。实验主要分为验证性实验、设计性实验、综合性实验及创新性实验等,主要完成网络工程专业基本的实践技能培养。(2)专业基础课的课程设计。专业基础课的课程设计主要目的是帮助学生理解、掌握、应用课程中所学的知识,综合运用所学知识解决一定的实际问题,课程设计选题以实际应用为主,提高学生应用创新能力。
2.2 专业实践技能培养。主要针对网络工程专业实践性较强的特点,从体系上划分为专业课程内实验、课程设计、实习实训、专业认证培训、综合训练等五大模块。网络工程专业实践教学体系五大模块的具体内容如图2所示。
(1)课程内实验:涉及课程内包含实验的课程主要有软件设计基础、C++程序设计、面向对象程序设计、数据结构、数字电子与数字逻辑、计算机硬件基础、操作系统原理、计算机网络、数据库原理及应用、ORACLE数据库、计算机网络编程、广域网及接入网技术、网络安全、网络管理、网络协议、Linux系统管理与应用等。(2)课程设计:安排的课程设计主要有数据结构课程设计、面向对向程序设计课程设计、数据库原理及应用课程设计、广域网及接入网技术课程设计、计算机网络编程课程设计、网络协议课程设计、网络安全课程设计、网络工程课程设计。(3)实习:认识实习(科技方法训练)、生产实习(网络工程项目实践)(包括校园网维护实习、网络施工实习等)、毕业实习。(4)实训:安排二个较为集中的实训,大型网络工程项目综合实训和工作学期(顶岗实习)。大型网络工程项目综合实训安排在第7学期,主要完成校企合作教育,由学校与企业共同完成培养方案,针对不同的学生给出较为个性的培养方案,以期使学生毕业后能尽快适应工作岗位。工作学期(顶岗实习)主要安排在大三的暑期,一般为期3个月左右,也是与企业合作,安排学生到企业一线去工作,把在校所学的理论知识和实践知识应用到企业,到企业解决实践问题,同时找出自身的不足和欠缺,以利最后一年的学习提升。(5)专业认证培训:主要与H3C、思科、红帽等合作,目前已成立了H3C网络学院、红帽学院等,在校期间完成H3C的H3CNE、H3CSE认证教育,思科的CCNA、CCNP认证教育、红帽的RHCSA、RHCE认证教育,鼓励学生通过考试获取1-2个专业资格认证证书,以拓宽就业面,提高就业层次。(6)毕业设计:毕业设计是大学生涯的最后环节,是检验学生对大学四年所学知识的综合应用能力和水平,为今后走上工作岗位做好必要的准备。
3 网络工程专业实践体系的实施与保障
3.1 实验室的建设。学院网络工程专业实验室目前主要有软件实验室(主要完成程序设计、数据库实验、计算机硬件实验、网络安全实验模拟、网络管理实验等)、H3C实验室(主要完成网络搭建、网络配置、网络工程、综合布线实验等实验)、网络协议实验室(主要完成TCP/IP协议族的相关实验)等,信息安全实验室(主要完成信息安全实验)。(1)软件实验室。设有4个软件实验室(与软件学院的软件工程专业共同使用),每个实验室由60台计算机组成,每次实验可容纳60名学生,可以完成软件程序设计类实验、网络安全模拟、网络管理、Linux系统实验等。实验室配置了实验管理平台,学生通过访问控制管理服务器可对教师提问、提交作业等,教师可对学生的实验过程进行监控和管理。(2)H3C实验室。H3C实验室有10组实验设备,每组由2-4台路由器、4-5台交换机和6台计算机组成,每组6名学生,每次实验可容纳60名学生,可以完成中小型网络设计、局域网技术、广域网及接入技术、网络工程、网络规划与设计、网络工程项目实训、毕业设计等教学任务。(3)网络协议实验室。网络协议实验室由1套主控设备和60个节点组成,每6个节点组成一组,共有10组,可同时容纳60人完成实验。网络协议实验室主要承担TCP/IP协议族的网络协议实验和部分网络管理实验,该实验室可完成40多个网络协议实验。同时,实验室配置了网络协议的综合实验管理平台,学生通过实验管理平台可对本组网络设备进行配置,无须手工插拔线缆即可灵活变换网络拓扑结构,从而保证了网络设备端口的使用寿命。
3.2 实践基地的建设。实践基地建设分校内和校外两部分,校内实践基地有学院实验室,主要开展校园网络的维护、管理和应用实习教学。目前已建立了17家校外实践基地,学生在各校外实践基地主要完成认识实习、生产实习、工作学期(每年暑假学生进入企业的工作学期)、网络工程项目实训等教学任务。
3.3 实训基地的建设。软件学院与东软集团、大连华信、大连中软、大连海辉、北京金源万博、沈阳东鹏电子、北京亚思晟、北京亚嵌、ORACLE中国公司、无锡NIIT等公司签订了实训基地协议,学生在这些校外合作的公司里可完成网络规划、设计与集成、网络应用软件的开发、网络设备的管理、网络的运行与维护等方面的实训工作。从网络工程专业2006级学生开始已完成了4届学生的网络工程综合实习、实训任务,并取得了良好的实习、实训效果。
3.4 专业认证教育。根据目前企业对学生要求毕业即能上岗的需求,国内IT类的资格认证较大幅度地增加了对实践能力的考核,而用人企业对具有专业认证证书的学生也给予优先录用,因此,在专业教育的同时,也引导学生有针对性地参加一些专业认证方面的培训,既可提高学生实践能力,同时又通过认证考试获取资格认证证书,为将来就业提供更多、更好的机会。软件学院网络工程专业已开展了H3CNE、H3CSE、CCNA、RHCSA、RHCE、网络设计师(国家软考)等相关认证教育,并已有100多名学生取得了专业认证资格,拓宽了学生的就业面,提高了他们的初次就业层次。
3.5 师资队伍的建设。“青出于蓝而胜于蓝”,学生的能力来源于教师,将来胜于教师。但如果我们的教师工程实践能力弱,又如何能培养出学生的较强的实践能力。因此,师资队伍的建设是第一步。(1)加强师资培训。每年的寒暑假,我们都会派出2-4名青年教师到其他高校或IT企业参加实践教学研讨、会议、课程培训等活动,目的是提高教师的实践能力。鼓励教师积极参加各种认证考试,目前部分教师已获得了H3CNE、H3CSE、RHCSA、RHCE等专业认证证书,对实践教学的开展起到了示范作用。(2)鼓励教师将科研融入教学。教师将自身的科研项目纳入到教学中,既可以增加学生学习知识的热情和积极性,也可以使学生能紧跟专业学科的前沿和社会的发展。目前,软件学院网络工程系已组建了网络架构、网络协议安全、无线网络、信息安全等科研小组,学生也成立了网络技术协会,积极组织学生参与到教师的科研工作中,以科研促进教学。
3.6 实验室的开放。因为学生对课堂所授知识的理解能力各不相同,有些学生在实验课上可能无法完成全部实验,而且教学安排的实验学时也很有限,因此为了更好地完成网络工程专业实践教学且兼顾所有学生的学习,同时给学生提供一个宽松、良好的实验环境,除必要的正常教学外,学院各个实验室全部对学生开放,学生可利用课余时间继续完成课内、外的实验,鼓励尝试创新性实验。
4 网络工程专业实践教学体系的特点
4.1 逐级强化的实践教学模式。网络工程专业以注重基础理论、强调综合实践能力为办学理念,实践教学模式采用“理论、实验、课程设计、实习、实训、毕业设计”等逐级强化方式。
4.2 提高校内外资源利用率。尽量在学院内的实验室和实验设备上完成课程内实验、中小企业网络的模拟建设(含着网络的规划、设计、实施、维护、管理和应用软件的开发等)。到东软集团、同方股份等校外知名的IT企业联合建立的实习实训基地完成专业基础理论知识与工程实践的紧密结合。
4.3 提高课外时间和资源利用率。网络工程专业实践性较强,如果没有充足的实践保障,很难取得较好的成效。学生的应用创新能力、实践能力的培养仅靠教学计划学时内的实验、课程设计等环节无法满足要求,因此,学院尽一切可能为学生提供良好的条件,教师通过给学生布置具有一定难度的作业和任务,积极引导、强化学生将课外时间更多地花到实验室中,在实验中寻找学习的乐趣,在实验中收获学习的成果。
4.4 充分体现实践教学体系的层次和模块。网络工程专业的实践教学体系划分基础课、专业基础课、专业课、专业选修课等多个层次和模块。而且每门课程的实验都包括验证性实验、设计性实验、综合性实验等,对于实践要求较强的课程采用实验与课程设计联合的方式完成。为了锻炼学生综合运用知识的能力,给出了“网络工程综合课程设计”,该课程设计涉及到计算机网络、局域网技术、广域网及接入网技术、网络管理、网络安全、网络工程、计算机网络编程等多门课程所讲授的知识,可以用它来检验学生的综合能力和水平。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 结语
针对网络工程专业实践性较强的特点,根据企业、行业对人才需求的要求,构建了网络工程专业由课程内实验、课程设计、实习、实训、毕业设计等环节的实践教学体系,并建设了相关的实验室和实习、实训基地,在4届网络工程专业学生实践中取得了较好的实践效果。在今后的网络工程专业教学实践与改革中,将主要从以下几个方面加强实践教学体系的建设:(1)组建新的实验室,如信息安全、无线网络技术、网络工程综合实训等实验室;(2)选取部分具有前后相关性的、实践性较强的课程进行一体化实践教学,如计算机网络、网络协议、网络工程等课程可以进行联合实践教学,重新整合实验部分,授课在实验室完成,边讲边练、讲练结合,最后到企业实施检验教学效果;(3)进一步加强、拓宽校企合作教育实践基地的建设,提高校企合作教育层次,探讨校企合作教育的深度和广度,为培养“卓越工程师”做准备。
参考文献:
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[4]袁志祥,秦锋,郑啸,程泽凯,赵娟.网络工程专业人才培养与教学模式改革研究.计算机教育.2010(5)
[作者简介]
关键词:工业工程;课程体系;多元化协同教学;网络资源库
作者简介:余建国(1979-),男,湖北安陆人,江西理工大学机电工程学院,讲师;冯梅琳(1979-),女,陕西合阳人,江西理工大学机电工程学院,讲师。(江西 赣州 341000)
基金项目:本文系江西省高校省级教改项目(项目编号:JXJG-12-6-9)、江西理工大学本科教学质量工程项目(项目编号:XZG-11-03-20)的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)10-0094-03
工业工程(Industrial Engineering ,IE)是培养学生既懂工程技术、又懂管理科学,会进行生产系统和服务系统的设计和对工程产品或企业进行规划、设计、实施、评估及优化并进行科学管理与决策的学科。[1]近些年来,我国IE人才培养取得了巨大的进步,但与快速成长壮大的IE教育规模形成鲜明对比的是,IE专业课程体系及教学创新与改革明显滞后,不利于IE创新人才的培养。[2]由于各高校之间存在着办学层次、办学理念、办学优势、行业背景、培养目标以及课程资源的差异,如何依托学校优势资源,服务行业,办出自己独有的、与众不同的人才培养特色,构建独特的课程体系和教学方法,对培养复合型IE创新人才是非常关键的。[3,4]
一、IE人才培养定位及措施
IE技术在我国的应用从北京机床厂、一汽大众等机电制造业起步,逐步拓展到钢铁制造、有色金属等行业,对提高企业管理效率和增强企业竞争力起到了重要作用。基于优势学科依托,江西理工大学(以下简称“我校”)IE人才培养定位如下:基于矿冶机电特色工程背景,培养具有大工程观的既懂技术又懂管理的复合型IE创新人才。采取的主要措施为:
第一,IE专业教学计划首要特色是实现对学生进行矿冶机电工程技术类与管理工程类知识的综合培养,定位为制造与管理交叉的复合型专业,以能力培养为本位,设计应用创新型人才培养方案,体现了培养具有大工程观的高级复合型工程技术管理人才的目标。
第二,通过理论学习、沙盘模拟、校企合作、项目实践等多元教学方式将IE理论和方法创新性地应用于矿冶机电类的典型企业实际问题的解决,培养理论和知识相结合的创新型人才。具体实施上,以核心课程群协同教学为主线,基于网络集成教学平台,校企合作,注重创新实践教学环节,优化课程教学内容。
第三,构造多类型模块化课程体系,充分利用学校及企业科研平台,在理论教学基础上,引导学生参加科研项目、科技竞赛、社会实践和课外文化活动,培养动手动脑的好习惯,激发学生的兴趣,开发学生的潜能,着力提高学生的学习能力、创新能力、实践能力、交流能力和社会适应能力。
二、IE人才培养方案及课程体系结构
1.IE人才培养方案
通过对IE教育办学定位与特色的研究与思考,按照“突出实践教学,办出学科特色,培养高素质应用创新型人才”的教学改革思路,本着“必需、够用”的理论教学基本要求,遵循素质教育的“多层次、全过程”原则,按照“强化应用、提高创新能力”的实践教学目标,根据专业涵盖的岗位、业务范围、基本能力要求等,以能力培养为本位,深入论证、认真研究、科学设计人才培养方案,制定专业教学计划,形成了由“理论教学、实践教学、素质教育和综合创新”四个模块构成的应用创新型IE人才培养方案,如图1所示。
2.IE课程体系结构
课程体系是基于专业人才培养目标而设计和构建的、由既各自独立又相互关联的一组课程所构成的有机整体,课程体系的设计与构建是专业人才培养目标实现的首要任务。[5]目前典型的课程体系结构有层次化课程体系和模块化课程体系两类:[6,7]层次化课程体系课程之间逻辑性强,有利于学生系统地掌握专业工作所需的专业知识,但知识面狭窄,综合素质较差;模块化课程体系突破学科专业领域的界限,灵活地设计和组织具有不同作用的课程模块,从而构建具有不同价值取向的课程体系,以满足学生的全面发展和个性发展需要。基于大工程观和矿冶机电特色工程背景,打破传统的学科系统,按IE岗位工作需求和全面能力素质要求为导向,设置相应的模块化课程群,弱化课程体系的学科性,对教学计划中具有相互影响、互动、有序作用的相关课程进行重新规划构建,在课程内容上,积极引进学科与技术发展的新方向新动态。IE专业模块化课程群体系结构如图2所示。
三、课程群多元化协同教学方法
我校工业工程专业自2000年创办招生开始,由于教学资源及教学条件的限制,教学模式主要是基于培养目标和教学计划,采用“传递─接受式”教学,重视理论教学和实践教学的同步进行,以传授系统知识、培养基本技能为目标。通过近些年的专业教学实践和毕业生就业信息反馈来看,传统教学模式及方法面临着一些亟待突破的瓶颈:首先,近年来随着高等教育从“精英教育”向“大众教育”的转变,人才的培养模式也从“专才”培养转向了“通才”教育,教学内容也朝着“厚基础、宽口径”的方向发展,[8,9]相应地专业课的课程门类与学时数都大幅度受到精简,不仅课程内容与学时之间的矛盾日益突出,而且也迫切需要对相关课程的群体性从时间、空间以及其功能上进行整体融合和规划;[10-12]其次,随着多媒体技术和计算机网络的发展,交互式教育环境的引入,教育模式正发生深刻的变化,网络化交互教育已成为现实,[13]基于网络化的教育方式不受时间、空间和地域的限制,能真正实现自主学习和网络教育。IE模块化的课程群体系结构对教学模式及方法提出了更高的要求,在教学实施中基于核心课程群构建协同教学团队,利用多媒体信息和网络技术设计构建网络集成教学平台,对课前预习、自主学习、课堂教学、案例讨论、作业管理、实践教学、测试反馈、沙盘模拟、交流论坛和课外拓展等多个教学环节进行一体化集成;同时设计构建了丰富多样的教学资源库,包括图像、声音、动画以及影像等多媒体素材,为网络教学提供丰富的资源选择。以IE专业ERP原课程群为例:该课程群包括“数据库原理”、“WEB开发技术”、“生产计划与控制”和“ERP原理与应用”四门课程,利用四门课程的内在联系和密切关系构建ERP课程群协同教学体系,达到以数据库原理为基础、以WEB开发技术为手段、以生产计划与控制为核心、以ERP综合应用实践为目标的ERP课程群教学体系。ERP课程群多元化协同教学模式如图3所示。
四、结论
针对现代高等教育教学内容与教学方法面临的新形势以及应用创新型人才培养这一中心任务,通过研究,对IE专业2009级、2010级教学计划和课程体系进行了系统的革新和完善,按照课程群网络协同教学的思想设计构建了IE专业课程群教学体系,基于网络集成教学平台,在教学实践中从教学体系、课程设置、教学内容、教学手段、师资队伍、教学条件、管理体系等方面进行了全面改革与建设,并取得了较为显著的效果。
基于大工程观和矿冶机电特色工程背景,按IE专业全面能力素质要求为导向,构建了相应的模块化课程群体系,采用网络化协同教学模式培养理论和知识相结合的IE创新型人才,通过该教学方法的实施,学生经过系统性的学习和实践,普遍具有丰富的理论知识、很强的实践动手能力和较好的创新意识,有效地提高了人才培养质量。我校IE专业学生近几年在全国ERP沙盘模拟大赛,创业之星大赛,机械设计创新大赛等一系列竞赛中取得了佳绩,95%以上的学生参与了专业的科研实践项目,硕果累累;学生年均就业率95%以上,IE专业特色人才的培养初步形成了规模效应。
基于网络资源库的课程群集成协同教学平台的创建,为学生提供了生动、丰富的学习素材,拓展了教学的空间、深度和广度。在协同教学平台上,学生、教师、领导和管理人员各司其职,协同进行教学与管理活动,同时注重学习知识的共享、评价、反馈和再利用,对课程进行规范化、系统化、智能化处理,有效地促进了教学质量的提高。
课程群网络协同教学模式及教学平台的有效应用,使师生之间、学生之间和教师之间有更多机会互动交流、相互讨论、相互帮助、相互提示或进行分工合作,促进了教师与学生之间的合作、交流与分享,促进IE专业以协同合作为特征的教学文化的形成和发展。
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