新工科背景下网络工程专业人才培养模式探索

张 静，汤永利，魏 锋

（1.河南理工大学 计算机科学与技术学院 河南 焦作 454000；2.河南理工大学 机械与动力工程学院 河南 焦作 454000）

0 引 言

所谓“新工科”，可以理解为科学、应用科学、工程科学和工程实践的创新与进步，不同学科交叉与交融，所形成的新兴工程学科或领域、新范式和新工科教育等综合概念[1]。与老工科相比，“新工科”背景下的人才培养更强调对学生综合素质和创新能力的培养。网络工程专业是在计算机科学与技术、通信工程等专业或者相关专业方向基础上经过发展逐渐成熟的专业。如何从培养理念入手，通过对知识结构。培养方式以及激励机制等方面的优化实现对现有网络工程专业的改造、升级，从而培养出创新能力强、综合素质高，适应未来网络行业发展需求的创新专业人才，是值得我们深入思考的问题。

1 “新工科”背景下人才培养的新特点

新工科是对传统工程教育理念的反思与改革，是我国工程教育的新思维与新理念[2]。对高校而言 “新工科”教育就是针对新技术、新产业与社会新形态的变化，推进面向可持续竞争力的新型工科人才培养模式改革[3]，进而可以从“新理念、新素质、新知识、新方法”4个方面来描述“新工科”背景下人才培养的新特点。

新理念：新工科教育作为一种高校教育改革行动，要贯彻落实协同创新、开放共享的理念，全面创新高校教育观。要充分体现时代的鲜明特色，满足新业态发展变化，以立德树人为引领，注重学科多元化发展和行业融合，培养具有综合人文素养和卓越工程能力的创新型工程人才。

新素质：新工科背景下人才培养的目的是通过全面深化工程教育改革，在不断提高学生人文素养的同时培养学生多学科知识的综合运用能力和实践创新能力。显然，新工科背景下培养的工程人才应该同时具备“素养+知识+能力”3种素质。因此。要力求在完善和提升传统的“知识+能力”培养的基础上，加强对人才专业素养方面的培养[4]。

新知识：新工科工程教育模式倡导“融合创新”[5]，体现了协同创新、多学科融合、产学融合等多方面创新融合，如果只注重现有专业知识的实践能力培养，缺少对其他学科专业和领域的认知，就无法满足当前和将来企业的需求，因此无论是新专业的出现还是传统专业的升级改造，只要面向未来，必然具有新知识、新内容以及由此产生的知识体系的优化。

新方法：“新工科”提倡目标导向型教育，即以学生为中心，通过教育过程取得学习成果。新的教育导向需要教师不断探索教育教学的新方法和新手段。只有将新方法、新工具和新内容集成起来，才能提高教育、教学的质量和效果。

2 “新工科”背景下人才培养采取的具体措施

2.1 明确专业培养目标

新工科归根结底是人才培养的创新，在云计算、物联网、大数据、网络安全等技术飞速发展的今天，网络系统功能和架构日趋复杂，社会对于网络工程人才的要求也日益提升，培养有复杂系统能力与综合素质的新型网络工程人才成为人才培养的关键。因此，明确专业培养目标是首要。

结合新工科工程教育新理念，网络工程专业的学生不仅要具有良好的专业素养和扎实的专业知识，而且要具有“学科交叉融合”的特征；不仅能够熟练应用专业知识解决现有工程问题，而且还能有很好的专业创新能力。这样才能适应以科学为导向，面向工程发展需求，提高学生适应变化能力与工程创新能力的人才培养目标。

2.2 重构人才素质结构

围绕新的专业培养目标，结合新工科“素养+知识+能力”三位一体的人才素质要求，可以对网络工程人才素质结构进行重构，如图1所示。

（1）厘清知识体系。综合现有网络专业的培养方向，专业培养各个环节的技术要求，将网络工程专业的知识结构归纳为“通识课程”“专业课程”“实践环节”3个方面。深厚的数理知识，自然科学知识和人文政治知识，能够培养学生具有良好的人文价值观、逻辑思维以及科学思维。专业知识要求学生熟练掌握网络系统开发、网络规划、网络管理、网络安全等方面的专业基础知识及专业技术理论知识，还要求学生掌握与专业理论相关的工程实践知识，如网站设计、网络安全工程、网络系统工程、创新实践工程等知识。

（2）细化学生能力。根据网络专业的知识体系结构，结合新工科人才培养的要求、用人单位对网络工程专业人才的能力需求以及学生的实际学习能力，可以将网络专业学生应具有的能力进行细化（见表1）。

（3）贯穿素养培养。素养是由训练和实践而获得的一种道德修养，素养的养成是隐性的，是在不断地学习各类知识和实践的过程中潜移默化而形成的。通识课程的学习能够培养学生自身的思想政治素养、文化素养、数学素养和基础的科学素养；专业课程的学习培养学生网络专业素养、网络安全素养；实践环节则培养学生的工程实践素养、团队合作素养。各模块知识相互融会贯通，让素养学习贯穿于知识学习和能力培养的始终，这终将会成为新型网络人才终生受用的财富。

图1 网络工程人才素质结构

2.3 优化知识结构

（1）调整专业课程体系，注重多学科融合。继续坚持育人为本、德育为先、科学构建的原则[6]，将网络工程专业总学分压缩至170，为学生提供更多自主学习时间；在保证必修课程学分的情况下，增加选修课比例，丰富选修课程内容；去除或合并过时与陈旧的选修课程。例如：增加模电与数电、计算机组成原理等通信和硬件方面的专业课程，增加移动网络新技术等前沿类课程，增加博弈论基础、形象管理等其他学科课程，去除了PKI技术、网络安全法律法规、信息论与编码网络安全相关课程，将数据库系统原理与网络数据库两门课程合并。鼓励学生跨学科、跨专业选课，满足学生发展特长、个性化成长的需要。

（2）优化课程知识体系，注重知识点衔接。各课程教学小组从实际应用以及各学科交叉出发，以具有能够反映当前和将来的发展的教学内容[6]为主线，对教学知识点进行重新整合，修订课程教学大纲。新的知识点结构注重不同课程之间的知识点衔接，避免重复。调整知识点的讲解顺序，方便学生理解。

（3）整合实验实践体系，注重综合能力培养。以专业培养目标为准绳，将课上实验、课程设计、专业实训、毕业设计实践教学环节有机衔接，做到不同课程试验之间的循序渐进、互融互通。从培养学生综合实践能力出发，重新安排实验内容，增强应用与综合型实验，减少验证性实验。为此，我们多次组织专业教师对各个实验环节进行讨论，依据分析每门课程的实验需求，确立新的实验教学大纲，实验内容的安排根据不同课程的先后顺序层次递进，提高学生的求知欲。

2.4 改进教学方式

（1）课堂教学多元化，提高学生解决问题能力。在课堂教学中颠覆传统教学模式，借助Saika、课堂派、雨课堂等网络教学平台，充分运用翻转课堂、微课堂等现代化教学手段，将抽象的知识点通过PPT、视频、动画等形式进行演示，增强教学效果，丰富课堂内容。在实验教学中，教师通过Virtualbox、OpenSSl等平台和软件，自行搭建时效性强和实用性好的实验教学平台，增强实验效果；在实践教学方面，教师从增强学生解决复杂工程问题的能力出发，利用实际项目为基础设定课程设计和专业实训题目，推行小组合作，责任分工，并分批次安排学生到合作企业进行实地培训，旨在培养学生在实际项目中的沟通能力和责任担当能力，促进学生对创业的激情。

（2）第二课堂科研化，培养学生科研创新能力。在原有素质扩展课程的基础上，定期开展专业的第二课堂活动，引导学生积极参与讨论，了解专业的未来发展形势，帮助学生树立正确的职业观。为了提高本科生的科研意识和能力，我们鼓励本科大三、大四的学生参加科学研究。目前我们已经组织了2个本科学生的科研小组，并选派2名科研能力强的教师给以指导，要求他们参与研究生组会讨论并且定期汇报学习进展。为了增强和培养学生创新思维和创新能力，我们多次组织学生参加信息安全对抗赛、全国密码技术竞赛、信息安全铁人三项等竞赛活动，并且取得较好成绩和实践效果，后续将继续推进创新训练和竞赛活动。为了进一步扩展专业认知和增强专业素养，我们倡导学生特别是高年级学生听相关专业报告；加大与企业合作力度，积极推进产学研实践教学模式，鼓励学生进企业实习；进一步推进学生开展创新创业活动，激发学生创业潜能。

2.5 评价和激励

在教学体系和教学模式的改革基础上，新的评价机制应该贯穿课程学习过程的始终，评价标准应该涵盖学生对知识的理解能力、对问题的分析能力、责任担当能力、合作沟通能力、创新能力，交叉学科的应用能力等多个方面。因此，我们的考核方式由“平时考勤”“过程考核”“期终考试”3部分构成。其中，过程考核包括作业、实验、随堂表现、小组评测等，期终考试则包括考试成绩、结课论文等。具体细则由老师根据课程的不同灵活设定，力争从多个角度、多个层面对学生进行综合评价。对于科研能力特别突出的同学给以资助或者适当的物质奖励，激发其科研学习动机。

3 结 语

从某种程度上来说，“新工科”教育模式，不仅仅是一场教学改革，而是全周期、多方位的培养格局的尝试，是对于人才培养新理念的实践[7]。围绕新工科建设的新理念，河南理工大学的改革措施已经陆续开展并取得了初步的成效，具体表现在：①学生主动学习能力提高，学习目标更加明确。2018年网络专业学生的平均上课出勤率达到95%，应届学生考研率较2017年提升5个百分点。②学生科研能力有所增强。2018年学生参与教师科研项目3项，获得各级竞赛奖励14项，其中省级二等奖以上奖励8项。③教师对学生的评价结果更加全面，课堂教学效果更加显著，网络工程系教师的教学评价优良率达到71%。今后，我们将继续加强学生创新能力的培养，在校企合作方面下工夫，培养更多的网络安全技术人才，服务河南地方经济发展。