基于“卓越计划”的网络工程课程教学改革探讨

崔杰 仲红 石润华 许艳 汪琦

摘要：教育部“卓越工程师教育培养计划”对于培养卓越工程师具有重要的指导作用。文章就如何改变教学观念、优化教学内容、激发学习兴趣、丰富教学手段和改进考核机制提出一些具体措施，力求全面提升学生的动手能力，增强创新精神，为培养网络工程卓越工程师奠定基础。

关键词：网络工程课程：卓越工程师；教学改革

引 言

教育部于2010年6月联合有关部门开展“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”），“卓越计划”是促进我国由工程教育大国向工程教育强国迈进的重大举措 。“卓越计划”旨在造就一批具有较强工程应用能力、创新能力和适应能力的各类型高质量工程应用人才，为我国实现人才强国战略、建设创新性国家服务，对从根本上提升工程应用专业人才培养质量具有重要指导作用 。

网络工程是工科院校网络工程专业必修的一门专业核心课程，兼应用性与理论性于一体，开设该课程的基本目的是培养学生的网络工程实践能力和创新能力 。通过课程学习，学生需要掌握各种网络设计的定性和定量分析方法，掌握园区网、城域网、无线网的典型拓扑结构和设计方法二

近些年来，我们认真贯彻落实教育部实施“卓越工程师教育培养计划”有关精神，按照“重基础、精方向、强工程”的基本原则，充分利用安徽大学计算机科学与技术学院多年来的学科建设经验以及国家重点学科的优势并结合实际教学情况，不断地对网络工程课程进行调整和改进，也取得了一定的教学效果，虽然通过对学生学习效果的进一步跟踪调查，我们发现尽管课程改革的确带来了教学效果上的一些改善，但目前的网络工程课程教学还存在“重理论、轻实践”的问题，而强调实践能力培养是“卓越计划”的主要目标，因此目前的课程教学还达不到“卓越计划”的培养目标。

1 网络工程课程教学中的问题与矛盾

1.1 教学中存在的问题

目前，在网络工程教学过程中存在教学观念落后、教学内容抽象、教学模式单一、教学手段陈旧、教学考核只重理论等问题，这些问题的解决是一个系统工程，必须将各个方面协调起来统筹解决。

1.2 专业理论与工程技术的矛盾

计算机专业理论中有很多经典理论如图论、排队论等。相对于传统工程机械工程、建筑工程、道路工程等，网络工程是一个新兴工程，因此在网络工程设计及实施过程中缺乏相关理论的指导。同样，网络工程课程作为一门新兴工程的应用课程，在工程设计及实施过程中往往缺乏理论指导，因此如何利用图论、排队论等专业理论指导网络工程的实施，是一个值得思考的问题。

1.3 网络设计与网络工程的矛盾

很多网络工程教材和技术书籍主要探讨专业厂商网络设备的配置方法，大部分内容在于强调网络工程的实施过程，使学生误认为网络设计等同于网络配置。笔者认为应当把网络设计与网络工程分离开，如同建筑设计与建筑施工、机械设计与机械制造分属于不同课程一样，网络设计也应成为一门独立的课程。

1.4 传统技术与新技术的矛盾

大多计算机网络、网络工程等课程的网络原理部分在讲解广域网技术时，基本都会介绍PSTN. ISDN、X.25、FR、DDN、ATM等内容，这些传统的窄带广域网技术正在不断地淡出市场，而新兴的IP城域网、SDH传输网、DWDM传输网等基础知识在教学中并未得到应有的重视。笔者在总结多年网络工程教学经验的基础上，结合大学生校外实习基地建设经验，对网络工程课程教学进行了一些探索。

2 面向“卓越计划”的网络工程教学探讨

2.1 采用现代教学手段，强化学习效果

现有的课程教学手段单一，内容多为陈旧的中义教材，这与“卓越工程师”计划中要求的“积极引进国外先进工程教育资源”“积极组织学生参与国际交流”不相符。对此，我们提出在现有网络-程课程教学中，选用合适的英文教材作为辅助教材，采用中文、英文相结合的教学模式，为培养“具有国际合作能力的工程师”奠定基础。现有的网络工程教学大多运用传统的教学手段，这不利于培养学生的学习兴趣，很难达到良好的教学效果。基于此，我们采用先进的教学手段，制作精良的多媒体课件，化抽象难懂的概念为直观清晰的影像，使原本抽象枯燥的教学内容变得活泼生动。此外，在网络工程实验课程教学中，我们采用虚实结合的虚拟仿真实验平台，这种虚拟仿真实验教学体系与传统实物操作型实验教学：体系相互融合，将原本无法开…的实验通过虚拟仿真的形式直观呈现在学生面前，能有效地帮助学生夯实基本知识，培养基本能力，提高基本素质，成为具有创新精神和实践能力的应用型、复合型和创新型人才，确保“培养具有创新精神和实践能力的高素质人才”培养日标的实现。

2.2 设置面向“卓越计划”的教学内容

由于课程的教学以概念介绍为主，缺乏合适的工程案例教学，使现有的教学效果很难达到“卓越工程师”计划的培养要求。对此，笔者提出设置面向“卓越工程师计划”的教学内容，将案例教学法引入网络工程课程教学，将复杂抽象的概念用具体案例进行解释，同时在教学中穿插介绍各种与课程中各个知识点相关的新技术和新方法，让学生学到国内外先进的规范化网络工程方法，掌握新工具软件的使用，为培养具有较强工程实践能力的网络工程师奠定基础。

1）案例教学。

对于每种网络类型，课程中要提供数个工程案例，从不同侧面进行定性和定量分析，而且尽可能实现网络原理和网络工程两门课程之问的良好衔接。通过案例教学可以明显提高课堂上“教”和“学”的效率，达到事半功倍的教学效果；同时，教师可将案例教学与课堂讨论结合起来，通过课堂讨论深入分析和研究案例。例如，存学完需求分析知识点后，我们以学生都熟悉的“家庭局域网”为讨论案例，经过小组深入讨论后，将讨论的结果整理出书面化的需求说明文档。这种“大家讲”式的讨论课大大激发了学生对网络设计项目的兴趣，提高了他们参与工程项目的积极性和能动性，增强了他们发现、分析和解决实际问题的能力二

2）开放式教学。

教师可在日常教学中引入企业常用的网络设计工具，以实现学校培养与企业需求的无缝对接。例如，在讲授综合布线系统设计时，我们补充工程化布线技术及相应工具Packet Tracer、Visio等；在讲服务质量分析与设计时，引入Qos流量控制机制、Qos队列调度技术等；同时，在课堂教学中还结合相关的知识点，介绍分布式系统、IPv6、网络管理技术、云计算、网络测试技术等较新的网络技术，使学生了解当前网络设计和发展的方向。

3）面向工程教学。

笔者结合多年的网络工程教学经验和网络工程设计经验，在课堂上介绍了大量的系统设计方法、技术参数、设计图表和工程案例分析。例如，在讲授集群技术时，以华为3Com公司推出的IRF（智能弹性架构）集群技术为例，告诉学生通过IRF技术可将多台交换设备构建为一个联合设备，这样既实现了设备的扩展性，又实现了设备的可靠性和可管理性。这些新技术案例的引入使教学具有很好的工程实用性，而掌握了这些工程技术将大大提高学生的工程应用能力。

4）全面教学。

网络工程课程从结构设计、性能设计、安全设计、物理设计等各个侧面探讨网络设计方法，教学范围涉及局域网、园区网、接入网、传输网、广域网等，讨论的网络工程设计案例包括以太网、存储网、IP电话网、工业以太网、无线局域网、同定无线网、SDH网、DWDM网等几十种网络类型。除了上述主流技术和方法，课程教学中也会涉及实用新型网络技术并介绍这些技术的实际应用情况。例如，在讲解VPN技术时，以安徽大学教师在校外通过VPN技术访问学校图书馆文献资源为例，介绍远程访问VPN技术。

2.3 采用面向“卓越计划”的课程考核机制

在现有网络工程传统理论考核的导向下，学生对实践经验并不看重，甚至有时会出现高分考生连基本的组网设计都不会的情况。对此，我们提出设置以能力考核为主的新课程考核方式，提出以课堂测试、课堂讨论、课外作业、课程设计、卷面成绩等多种方式相结合的综合考核方式，这些环节的得分以灵活的权重体现在总评成绩中。

3 结语

网络工程课程是培养卓越网络工程师的一门核心课程，其在培养网络工程专业学生创新实践能力方面发挥至关重要的作用，但是当前的课程教学中存在教学观念落后、教学内容抽象、教学手段陈旧、教学模式单一、考核方式只重理论等问题，这些问题严重影响未来网络工程师尤其是卓越网络工程师的培养。

基于此，笔者结合“卓越工程师计划”的培养目标和培养要求，提出了相应的改革措施，这些改革措施的实施将有利于提升学生的学习兴趣，增加学生的动手实践机会，提高师生的教学效率。通过新措施的实施，学生可以熟练掌握企业级园区网设计所需的核心技能以及流行网络技术和组网技术的应用，了解企业园区网设计的流程和规范，从而具备从事网络设计或网络管理维护相关工作的核心能力，满足当前社会对卓越网络工程师的需求。