网络工程专业应用型人才培养的实践教学体系改革与研究

李　芳　夏　宇

摘要:本文探讨了培养合格的网络工程应用型人才的关键问题,提出不仅要完善教学大纲,更新教学内容,改进教学方法,还要构建工程化案例实践教学体系,将工程化案例实践教学应用于整个教学过程。

关键词:工程;案例;互动;团队合作

中图分类号:G642 文献标识码:A

1国内外相关研究现状

美国、法国、德国等发达国家在20世纪 70～90 年代,就开始发展应用型本科教育,积极推进实践教学体系改革与研究。较为典型的有德国FH“企业主导型”实践教学模式、加拿大“能力中心的课程开发型”实践教学模式、英国“资格证书体系推动型”实践教学模式及香港“工业训练中心型”实践教学模式。其实践教学体系和教学方法,注重学生的个性发展、注重职业技能训练、注重创新精神的培养等方面,推动了高等教育大众化和普及化的进程,从而促进了经济、科技和社会的发展。

国内自进入21世纪以来,越来越多的高等学校对实践教学体系进行了改革与研究。如武汉理工大学在实践教学改革中,将电气信息类专业实验教学体系分成三个层次展开,不同层次实验教学的实验目的、实验方法、实验特点和适用范围各不相同。第一层次是指课内实验教学系列,将深化理论知识、掌握实验基本技能和基本研究方法的实验教学环节作为课内实验教学系列。第二层次是指从传统课程中剥离出来的独立设课实验教学系列,将强化基本训练、实验理论、实验知识和实验技能的实验教学环节作为独立设课的实验教学系列,主要以专业技术骨干课程和应用性较强的课程为主。第三层次是指针对课程群制定的设计性、综合性和创新性实验教学系列,以培养学生综合运用系统知识、分析与解决实际问题、提高自主实验意识的能力为主。

2实践教学体系改革的必要性

随着计算机网络技术的高速发展与应用的广泛普及,社会对网络人才的需求量迅猛增加,对他们的应用能力也提出了更高的要求。然而,业界普遍认为现在计算机网络专业的学生理论有余而实际动手能力不足,真正能够胜任网络规划与设计、网络管理与维护工作的人才较少。因此,在应用型本科计算机网络专业的教学过程中,如何加强实践性教学环节,提高学生的实践知识和实际动手能力,适应社会对应用型网络人才的要求,是相关院校努力探索和亟待解决的问题。近年来,许多高校在这方面进行了有益的探索与尝试,取得了一些宝贵经验。

我院在2007年首批招收本专业本科生以来,非常重视实践教学,积极开展网络工程专业实验教学改革的研究,根据专业的工程特点和培养目标,汲取了重点大学的先进办学理念和经验,结合我校实际,提出了该专业的实验建设方案并逐步创造条件予以实施。根据应用型人才的定位,我们提出了“以应用为先导,强化学科基础,突出实践能力,重视创新潜质,素质协调发展”的人才培养思路,并将技术应用与技术实践能力、技术应用层面的创新能力作为实践能力培养的核心与特色。初步实践结果表明,该实施方案有利于促进该专业的实践性环节建设,能够达到提高教学质量,为社会培养高质量的合格的网络工程技术及网络应用人才。

3教学体系的规划与设计

在课程与教学内容体系的规划与设计过程中,我们应主要解决教学作用与地位、教学内容选择、教学内容组织三方面的问题。

3.1实践教学的作用与地位

实践教学在应用型人才的技术应用与实践能力培养上有着理论教学不可替代的作用。因此,在处理理论与实践教学的关系时,必须强调实践教学的相对独立性和相对主动性。相对独立性是指实践教学不作为理论教学的依附,而是作为不可替代的独立部分存在。相对主动性是指实践教学在脱离了作为理论教学依附的地位后,在培养学生实践能力上可以发挥更为主动的作用。

3.2教学内容选择

我们分“块”、“域”、“点”三个层次进行教学内容选择。“块”是对应于教学内容的功能域所进行的划分,实践能力的功能构成是进行分块的主要依据。相应地,我们将教学内容分成网络工程、网络应用开发和网络安全三个“块”。“域”是指“块”内的教学内容选择,实践能力的技术构成是我们进行“域”选择的主要依据。以“网络工程”块为例,根据其所涉及的技术分支,提供了IP组网与IP服务、无线网络、路由与交换、IP多媒体网络、网络安全等多个“域”。“点”是指围绕某个特定“域”所进行的具体教学内容选择。在“点”的选择与设计上,体现了“有所为,有所不为”的原则,避免片面强调教学内容覆盖度或技术细节的面面俱到。在有限学时内,遍历技术的所有应用点或所有技能点,既无必要也不现实。从技术发展的角度,网络技术的发展非常快,期望全覆盖或全包容是根本不可能的:从教学资源的配置角度,过度追求“点”上的面面俱到,会造成教学资源(包括实验设备与师资)的过量投入。相反,应通过学习能力和实践创新能力的培养,使学生具备以不变应万变的适应性。

(1) 在课程与学时数上,以“块”为基础建立课程群,以“域”为基础设置课程,并根据“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。

(2) 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,采用课外的开放实践。

(3) 在课程形式上,分成课内实验(训)、实践课程、开放实践三大类。涉及基本技能和初步综合技能的教学内容,采用与理论教学捆绑的课内实验(训)形式,涉及高级综合技能和创新技能的教学内容,依托课程设计、专业实习、毕业设计和开放实践等独立设置的实践教学环节。其中,开放实践是一类不占计划学时的课外教学活动,除了不受课内计划学时总数的限制外,它采用开放实验、项目开发、学科竞赛、职业认证等多种形式,在内容上可适应技术的最新变化进行灵活调整与扩充,学生可以根据个体的兴趣、特长或未来职业导向自主选择不同的技术主题,是实施基于个性的扬长教育与创新能力培养的良好载体。

(4) 在教学方法上,涉及基本技能和初步综合技能的实验(训)教学采用问题、任务和小型的工程化案例来驱动,涉及高级综合技能和创新技能培养的实践教学,如课程设计、开放实践等则采用中大型工程案例或项目方式实施。

4实践教学体系的架构

计算机网络专业的实践教学,就是在该专业与网络相关课程的实践教学中,以计算机网络工程为背景,结合计算机网络规划设计、安装、运行与维护的实际开展各种网络实践教学活动。要将工程化实践教学贯穿教学过程的各个教学环节,包括各相关专业课的实验课,课程设计,专业实习,毕业实习和毕业设计,从而形成工程化实践教学体系。实践教学体系的构架中包含四个层次,如表1所示。

(1) 基础层 基础层是整个体系的基础,也是实践教学的基础,为各种实验、实习与实训提供条件,是实现网络工程实践教学的关键。它包括基础实验室网络实验室,校外实习基地和高素质/双师型教师队伍。

(2) 实验层 实验层为实践教学提供实践技能和经验,包括了相关课程的主要实验。这些实验包含在计算机网络原理,网络工程和网络管理与网络安全课程中。除网络原理与网络技术实验属于验证性实验外,其他实验都是设计性或研究性实验。这些实验都与工程密切相关,都要在工程化网络实验室进行。

(3) 实践层 实践层是在学完相关课程并完成了必要的实验之后而进行的实习或实践,是重要的工程化实践性教学环节。课程设计是独立开设的实践课程,也是专门为提高设计能力和实践能力而开设的课程,课程设计还是在工程化网络实验室进行,要求每一组学生(大约七人)设计并完成一个课题。专业实习和毕业实习都要到校外实验基地进行,要在实习单位老师或师傅的带领下,参加实际网络工程建设过程,这是学生学习工程实践技能提高工程实践能力的有效途经。

(4) 设计层 设计层的任务是完成毕业设计。这是学生在学校的最后一次综合性实训机会,要求学生利用四年所学知识完成一个实际网络工程项目或以实际工程为背景的网络工程课题。这是一次直接与将来工作接轨的实践训练,也是一次走向工作岗位前的实战演习。相信经过工程化实践教学体系训练的学生,将成为合格的适应社会需要的应用型人才。

5工程化教学的性质和实验方式

工程化教学是教师根据课堂教学目标和教学内容的需要,通过设置具体工程案例,引导学生参与分析、讨论、表达等活动,进而提高学生分析问题和解决问题的能力的一种教学方法,其本质是理论与实践相结合的互动式教学。

与传统教学方法不同,工程化案例教学不单指向教,而且也涵盖学。其可贵之处在于从来自社会实践的案例中的问题出发,启动特有的教学程序,而在教学系统结尾,又回归到问题的解决之上。与传统的“从概念到概念”的灌输、填鸭式教学方法相比,案例教学法显示出理论联系实际、促使学生尊重社会实践的优越性。

鼓励学生自主学习,网上模拟训练和实验室的开放活动结合到课程中。通过任务,项目书引导学生自主思考和工程实践。根据企业对网络操作系统的最典型应用按照教育规律设计出实验内容。实践教学包含单人实验和小组配合实验两部分内容。单人实验侧重于基本的安装配置训练,实验指导书中给出了详细的实验任务和参考步骤,实验课上由主讲教师专门辅导。小组配合实验的目的是对学生进行项目训练,侧重培养学生职业岗位的综合应用能力,以及团队合作精神。

整套实践教学方案,兼顾基础性、职业性和综合性,有效地培养了学生的分析问题、解决问题的能力。通过任务单,项目书引导学生自主思考和工程实践。

另外,可鼓励学生参加相关的网络认证考试,以加强其动手能力和缓解就业的巨大压力。如我院和锐捷网络大学合办了锐捷网络学院,学生可利用业余时间参加活动小组,加强实践能力,考取相关的证书,如RCNA、PCCP等,在毕业实习和就业时可优先到相关的公司进行工作。

6实践教学体系改革研究的意义

(1) 建立并实施新的以项目实现为目标,创新能力培养为主线的实践教学体系,从而充分发挥学生的积极性、主动性和创造性。

(2) 通过网络工程实验、实训项目的改革,提高学生对网络运行、网络安全等知识的感性认识,使学生得到从方案论证、软硬件设计与调试、课题总结等一系列工程实践能力与创新能力的训练。

(3) 通过教学平台建设,改善校内实践教学条件,为学生提供良好的、综合的实践教学环境,保障实践教学项目的实施。

密切学校与企业的联系,建立稳定的校外实习基地,依托行业办学,提高专业办学水平。

7结语

应用型本科计算机网络专业的任务是培养适应社会经济发展和网络人才市场需求的应用型人才。网络实验是网络工程专业教学中的重要一环,而实验课程体系的建设则是网络实验教学的基础。实验课程体系架构是否完善,是否决定能否提高实验教学质量的关键。为此,在网络工程专业课程体系建设时,应充分考虑其工程特点,多方位考察社会对网络工程专业人才的需求要素,并以此为依据考虑实验课程体系建设的规划和设计。在实训基地建设方面,应特别注意与校内实验室在工程实践环境上的互补,选择好合作企业,为学生提供综合的工程实践环境。

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