以创新为导向的网络工程专业实践教学体系建设

冯健 田红鹏 赵京 靳红梅 罗香玉

摘 要：针对网络工程专业人才质量不能满足市场需求的问题，以我校网络工程专业实验教学体系改革为背景，分析了网络工程专业实践教学体系存在的问题，构建了一个“四层三级一线”的层次式实践教学体系，并阐明了四层实验教学课程体系、三级能力培养体系和一条 IP技术主线的内涵。提出了一系列具体改革措施以提升学生的工程能力和创新能力。经教学实践验证，取得了良好的教学效果。

关键词：网络工程专业；实践教学；层次式；创新能力

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2017）17-0034-03

Abstract： In view of the problem that the quality of network engineering professionals cannot meet the needs of the market， taking the author's school network engineering professional experimental teaching system reform as the background， this paper analyzes the problems existing in the practical teaching system of network engineering specialty， constructs a "four-level， three-grade， one-line" practice teaching system， clarifies connotation of the four-level experimental teaching curriculum system， three- grade ability training system and an IP technology main line， and then puts forward a series of specific reform measures to enhance students' engineering ability and innovation ability. The teaching practice proved the system had achieved good teaching effect.

Keywords： network engineering specialty； practical teaching； hierarchical； innovation ability

2001年，教育部增設了网络工程专业，到现在全国已有400多所高校开设了网络工程专业[1]。从2008年开始，教育部计算机类教学指导委员会每年举办一次全国高校网络工程专业建设研讨会，并于2012年发布了《高等学校网络工程专业规范（试行）》。随着网络技术的日新月异以及学科建设的跨越式发展，网络工程专业的专业知识体系已逐渐成熟和完善。

然而，从毕业生的就业情况来看，网络工程专业毕业生的就业情况并不理想，学生掌握的实际知识和技能与企业的需求不能很好地吻合。特别地，毕业生的工程综合能力和创新能力达不到用人单位要求。网络工程专业是典型的工科专业，其实践性很强，实践教学对于培养学生的工程能力和创新能力有着关键的作用。因此改革网络工程专业实践教学体系，强化学生的实践和创新能力，培养适应地方需求的高级网络技术人才，已成为高校网络工程专业发展中亟待解决的问题。本文分析了我校网络工程专业实践教学中存在的问题，提出“四层三级一线”的实验教学体系，有效促进了学生工程能力和创新能力的提高和全面性的发展。

一、实践教学中存在的问题

网络工程专业传统的实践教学模式注重网络的基本原理知识，忽视了对学生工程能力和创新能力的培养，存在的主要问题是：

（一）以验证性实验为主，综合性、创新性实验不足

在实验内容设置时，验证性实验比例很大，而综合设计型实验偏少。学生只需要按照实验指导书上的步骤操作即可得到正確的实验结果，对知识的综合运用能力往往得不到锻炼。这种被动的教学方式会使学生产生思维惰性，缺乏自主探索以及挑战创新的动力。

（二）实验设备不足，且不能充分利用已有设备

网络技术发展迅猛，而建设网络实验室需要大量资金，加上实验设备需不断更新换代，使得很多高校的网络实验设备欠缺或陈旧。除硬件设备外，软件平台建设也不能满足综合性实验的要求，无法开展高层次、有深度的拓广实验。与此同时，有些教师不具备灵活运用实验设备的能力，不能充分利用实验条件设计高质量的实验内容。

（三）实验内容设置不系统，缺乏体系层面考虑

实验课程群中多门课程内容密切相关、前后呼应，但各门课程的实验内容由任课教师设定，往往对课程间的关联性和衔接考虑不够，导致设置的实验内容不够系统，个别课程实验内容甚至存在重复或内容脱节；整体看来实验设置缺乏整体性考虑，没有从实验教学体系层面出发对整个实验体系进行统一规划。

二、层次式创新性实践教学体系

为了克服上述问题，培养学生的实验技能，并初步学会运用理论知识和实验技能综合分析和解决问题，使学生具有创新精神和实践能力[2]，必须对现有的实践教学模式做相应改革，重组实验课程教学系统，优化实验课程结构，更新实验教学内容，构建层次式实践教学方案。要按认知规律和教学规律，根据专业培养目标和社会需求，既注重课程间知识的交叉渗透，又尽量体现知识体系的整体性和逻辑性。

根据网络工程课程群建设而形成的有机课程体系及其基本规范，将实验内容重新整合分成四个模块：每门课程的实验模块、课程之间有逻辑关系的实验模块、功能化组合的工程训练模块、具有创新性与前沿性的综合实践模块。按照网络工程专业的知识结构，用发展的观点，将这些实验模块融会贯通共同构建“四层三级一线”的实验教学体系，如图1所示。

其中四层实验教学课程体系包括：1.入门层的“网络原理”完成计算机网络基本原理的验证，通过这些实验夯实学生的理论基础，形成对网络工作原理的基本认识；2.基础层中的“嵌入式系统设计”、“网络安全与管理”主要完成嵌入式系统的硬件、软件的设计，熟悉网络防护和管理的基本操作；3.拓展层中的“网络系统集成”实现计算机网络设备的相互关联、统一和协调，“网络程序设计”复习并巩固TCP/IP协议族的基本原理，使学生能熟练进行网络应用程序的开发，结合网络系统集成，最终设计出完整的网络系统；4.提高层中的综合设计与研究创新，如毕业设计、参加教师的科研项目、各种竞赛或学生创新项目等要求学生综合运用所学知识、方法和技术进行项目开发和新技术应用研究，旨在培养学生的科研能力和创新精神。

三级能力培养体系涵盖：1.基础设计。主要突出实验的基础性，针对学生必须掌握的基本技能设置，侧重于对单一课程实验或单台设备的基础训练；2.综合设计。以基本内容为主开设的综合型、设计型实验项目，使学生在实验过程中能综合运用所学知识技能；3.应用研究设计。在拓宽实验内容的设计上，增加反映实际问题的研究环节，并与生产、科研相结合，进一步拓宽学生思维和创新的空间[3]。

一条 IP技术主线：计算机网络技术的核心是IP技术。在整个培养过程中，要始终围绕IP技术应用这条主线设计基础实验、综合设计类实验以及项目。

综上，将实践教学中所包含的实验、实习、实训、课程设计、毕业设计、社会实践等环节进行合理配置，按基本技能养成、应用能力养成、设计能力养成和创新能力养成的目标体系，循序渐进地安排实践教学内容，将实践教学的目标任务具体落实到各个实践教学环节中，设计“入门→基础→拓展→提高”的四层次实践学体系，并构建出主线清晰的一体化实践教学体系。

三、采取的具体措施

为了实现上述实践教学体系的构建目标，我们采取了以下具体措施：

（一）重构课内实验体系

每门课程在传统或经典实验基础上，按照整个课程体系的要求重新调整实验内容；在实践教学内容上根据网络技术的最新进展，设计新实验以推进实验教学内容的更新；尽量减少验证性实验，逐步增加设计型、综合型、创新型实验的比例；修订并完善实验教学大纲和相应的实验指导书。

采用仿真软件，通过软件模拟网络环境，设计基于虚拟环境的网络实验。如将Packet Tracer、Boson Network Designer、华为模拟器、思科模拟软件等引入实践教学，弥补实验硬件不足的情况。

（二）加强综合实践

综合实践是必修的实践环节，主要包括认知实习、生产实习、课程设计、实训、毕业实习及毕业设计等。在这些环节，尽量采用案例式或项目式方法，将实际案例或工程项目贯穿其中，引导学生针对某个应用场景，围绕各自的工程项目进程构思、设计、实施和运行，实现局部、整体案例的整合[4]。

（三）加强专业实验室建设

加强网络工程专业实验室的建设力度，重点是实验室硬件环境的建设和软件平台的建设，建成网络原理与网络工程实验室、网络与信息安全实验室、网络管理实验室等实验室，使其能覆盖网络工程的大多数重要方向。除提供基本课内实验外，还能支撑实习实训、毕业设计等综合实践环节。这为构建层次合理的实践教学体系提供了良好的实践条件支持。

（四）建设校企联合实验室

在重视校内实践的同时，校企合作和校外实习基地的建设也不容忽视。通过和达内科技等著名软件培训企业建立长期合作关系，邀请他们每年对学生进行实际项目开发培训。以合适规模的项目研发为导向，提高学生的主动学习、团队协作、工程实践以及创新创业能力。同时，和网络产品研发企业联系建立校外实习基地，让学生尽早熟悉实际产品开发的全过程，了解差距，认清努力方向。

（五）建立开放实验室

加大实验室开放力度，设立網络工程专业学生专用创新实验室，鼓励学生课余时间进入创新实验室，并依托实验平台开展创新型实验。健全实验室管理制度，让学生可以采用预约方式进行自拟实验或教师指定实验，充分调动学生的学习主动性和积极性，为学生构建更宽松的实验环境。

（六）开展科研训练

依托高校先进的科研条件和优秀的教师队伍开展科研能力训练，是培养创新型人才的一项重要举措。指导并帮助学生组成团队，鼓励并培养学生主持和参与科技创新项目，鼓励学生发表论文、申请专利，倡导个性化人才养理念，激发学生的兴趣和潜能，培养其团队协作意识和创新精神。具体项目可以是学院、学校、省和国家立项的大学生创新创业项目，或教师的实际科研项目和与校内外实习基地共建的工程项目。

（七）开展学科竞赛

学科竞赛是学生用理论知识解决实际问题的有效载体，是锻炼、提高、检验和展示大学科技创新能力的很好平台[5]。每年定期开展各级学科竞赛活动，例如，数学建模大赛、程序设计大赛、网络攻防大赛、APP 应用程序大赛、互联网+比赛等，为学生创新提供平台。积极开展各种形式的宣讲、培训和经验交流会，鼓励教师积极参与学生的指导，为学生参赛提供条件支持。同时鼓励学生参加职业技能考试或认证，增强学生的就业竞争力。

（八）培养双师型教师

针对教师工程实践能力不足的问题，有计划、有针对性地组织教师分期分批次进行培训，注重“双师型”教师的培养，给教师提供机会到企业参加实际项目开发，以提高其综合素质，解决知识更新问题，锻炼实践能力；由实践经验丰富的教师对设备的使用和实验的设计实施进行培训，提高教师团队的实践教学水平。

四、结束语

近年来，我校网络工程专业的实践教学体系在进行了一系列的改革后，取得了可喜的成效。如部分学生将在实验室中自我创新的设计性和综合性实验用于学生科研项目的申请和各级各项竞赛，获得了多个奖项，其中层次较高的有省级互聯网+大赛金奖和省级挑战杯大赛二等奖；获批国家级、省级和校级大学生创新创业训练项目立项超过10项；多人通过网络工程师、软件设计师等资格考试，或思科、华为等国际权威职业工程师认证；特别地，个别毕业生进入阿里巴巴、腾讯等知名互联网企业从事研发工作。这些成绩也激发了更多同学的积极性，使得学生的整体素质、工程实践能力、创新能力显著提高，连续三届网络工程专业学生的一次性就业达到了96%以上。同时，教师的实践教学能力也得到了提升，建成两门精品资源共享课程，为引入更多教学资源提供了支持。

参考文献：

[1]宗欣露，王春枝，徐慧.面向“721”人才培养模式的网络工程应用型人才培养[J].计算机教育，2014（20）：1-4.

[2]陈智罡，刘臻，金冉，等.应用型本科计算机专业网络方向课程群的建设与研究[J].计算机教育，2009（20）：97-98.

[3]邢建川，周世杰，吉家成，等.计算机工程实验教学团队建设与改革[J].实验科学与技术，2012，10（6）：302-304.

[4]林元乖，陈作聪，朱晓静.多维实践平台下的网络工程专业创新型人才[J].计算机教育，2013（1）：33-36.

[5]何建新，周建存，张永红.地方高校网络工程专业实践教学改革探索[J].创新与创业教育，2011（5）：45-48.

[6]杨磊，田立伟.适应产业经济发展的网络工程人才培养模式的研究与探索[J].高教学刊，2015（05）：22-23.