構建基于案例驅動的網絡工程實驗教學模式的改革探索

李 芳 夏 宇

摘要: 本文針對合格網絡工程應用型人才的培養,提出完善教學大綱、更新教學內容、改進教學的案例教學方法,并進一步探討了構建工程化案例實踐教學體系,以及如何將工程化案例實踐教學應用于整個教學過程。

關鍵詞:工程;案例;互動;團隊合作

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A

隨著計算機網絡技術的高速發展及廣泛應用,社會對網絡人才的需求量迅猛增加,對他們的應用能力也提出了更高的要求。然而,業界普遍認為現在計算機網絡專業學生的理論有余而實際動手能力不足,真正能夠勝任網絡規劃與設計、網絡管理與維護工作的人才較少。因此,在應用型本科計算機網絡專業的教學過程中,如何加強實踐性教學環節,提高學生的實踐知識和實際動手能力,以適應社會對應用型網絡人才的要求,是相關院校必須探索和亟待解決的問題。近年來,許多高校在這方面進行了有益的探索與嘗試,并取得了一些寶貴經驗。

自2007年招收本專業首批本科生以來,我院始終重視實踐教學,積極開展網絡工程專業實驗教學改革的研究,根據專業的工程特點和培養目標,汲取重點大學的先進辦學理念和經驗,并結合我校實際,提出了該專業的實驗建設方案,逐步創造條件予以實施。初步實踐結果表明,該實施方案有利于促進該專業的實踐性環節建設,能夠提高教學質量,為社會培養高質量合格網絡工程技術及網絡應用人才。

1 “案例”教學的性質

案例教學是教師根據課堂教學目標和教學內容需要,通過設置具體工程案例,引導學生參與分析、討論、表達等活動,進而提高學生分析問題和解決問題能力的一種教學方法,其本質是理論與實踐相結合的互動式教學。

與傳統教學方法不同,案例教學不單指向教,也涵蓋學。其可貴之處在于,它從來自社會實踐案例中的問題出發,啟動特有的教學程序,并在教學系統結尾,又回歸到問題的解決之上。與傳統的“從概念到概念”的灌輸、“填鴨式”教學方法相比,案例教學法顯示出理論聯系實際、促使學生尊重社會實踐的優越性。

2案例教學的必要性

培養學生實踐和創新能力是當前應用型本科教學的中心任務。進行工程化實踐教學有利于培養學生的工程實踐和創新能力,其最有效的教學活動就是結合案例實際進行的實踐教學。學生在工程化實驗的過程中不僅能驗證理論知識,提高實驗技能,也能夠培養學生觀察、動手、分析和解決實際問題的能力。實際工程中所涉及的實驗一般都具有很強的探索性和研究性,將這些實驗作為實驗課的內容,就能從根本上改變傳統的實驗單純用于理論驗證的狀況。同時,由于以工程為背景,實驗更具有針對性,實驗內容更加鮮活,學生不僅能了解局部,更能了解全局,以促使學生積極地思考,激發學生的學習興趣和主觀能動性的發揮,從而提高創新能力。

3工程化實踐教學體系的架構

計算機網絡專業的工程化實踐教學,就是在該專業與網絡相關課程的實踐教學中,以計算機網絡工程為背景,結合計算機網絡規劃設計、安裝、運行與維護的實際開展各種網絡實踐教學活動。要將工程化實踐教學貫穿教學過程的各個教學環節,包括各相關專業課的實驗課、課程設計、專業實習、畢業實習和畢業設計,從而形成工程化實踐教學體系。工程化實踐教學體系的構架中包含四個層次。

(1) 基礎層:基礎層是整個體系的基礎,也是工程化實踐教學的基礎,為各種工程化實驗、實習與實訓提供條件,是實現工程化實踐教學的關鍵。它包括基礎實驗室工程化網絡實驗室、校外實習基地和高素質/雙師型教師隊伍。

(2) 實驗層:該層為工程化實踐教學提供實踐技能和經驗,包括了相關課程的主要實驗。這些實驗包含在計算機網絡原理、網絡工程和網絡管理與網絡安全課程中。除網絡原理與網絡技術實驗屬于驗證性實驗外,其他實驗都是設計性或研究性實驗。這些實驗都與工程密切相關,都要在工程化網絡實驗室進行。

(3) 實踐層:實踐層是在學完相關課程并完成了必要的實驗之后而進行的實習或實踐,是重要的工程化實踐性教學環節。課程設計是獨立開設的實踐課程,也是專門為提高設計能力和實踐能力而開設的課程,課程設計還是在工程化網絡實驗室進行,要求每一組學生(大約七人)設計并完成一個課題。專業實習和畢業實習都要到校外實驗基地進行,要在實習單位老師或師傅的帶領下,參加實際網絡工程建設過程,這是學生學習工程實踐技能,提高工程實踐能力的有效途經。

(4) 設計層:設計層的任務是完成畢業設計。這是學生在學校的最后一次綜合性實訓機會,要求學生利用四年所學知識完成一個實際網絡工程項目或以實際工程為背景的網絡工程課題。這是一次直接與將來工作接軌的實踐訓練,也是一次走向工作崗位前的實戰演習。相信經過工程化實踐教學體系訓練的學生,將成為合格的、適應社會需要的應用型人才。

4案例驅動式的教學實驗方式

鼓勵學生自主學習,網上模擬訓練和實驗室的開放活動要與課程結合。通過任務、項目計劃書引導學生自主思考和工程實踐。根據企業對網絡操作系統的最典型應用,按照教育規律設計出實驗內容。實踐教學包含單人實驗和小組配合實驗兩部分內容。單人實驗側重于基本的安裝配置訓練,實驗指導書中給出了詳細的實驗任務和參考步驟,實驗課上由主講教師專門輔導。小組配合實驗的目的是對學生進行項目訓練,側重培養學生職業崗位的綜合應用能力,以及團隊合作精神。

整套實踐教學方案,兼顧基礎性、職業性和綜合性,有效地培養了學生分析問題、解決問題的能力。通過任務單,項目計劃書引導學生自主思考和工程實踐。

另外,可鼓勵學生參加相關的網絡認證考試,以加強其動手能力和緩解就業的巨大壓力。我院和銳捷網絡大學合辦了銳捷網絡學院,學生可利用業余時間參加活動小組,加強實踐能力,考取相關的證書,如RCNA、PCCP等,在畢業實習和就業時可優先到相關的公司進行工作。

5案例驅動式的實驗內容

將工程化實踐教學具體應用于教學過程的各個環節。

(1) 計算機網絡原理的工程化實踐教學

在網絡原理的教學過程中,可以以網絡應用為背景來介紹網絡原理與各層協議的功能。各種網絡應用實際上都是系統工程,如WWW應用和電子郵件系統等。在這些網絡應用中,完全可以體現網絡的各個層次,各層協議功能和信息傳輸過程。以網絡應用為背景介紹各層網絡協議的作用,網絡協議就從抽象而空洞的概念變成了具體而鮮活的實體,這不僅使學生容易理解和記憶,也能提高學生的學習興趣。

(2) 網絡工程課程的工程化實踐教學

網絡工程課程的主要內容包括網絡規化設計、網絡設備、網絡施工等。網絡工程課程是和工程緊密結合的課程。在該課程開始時,老師就可以給每組或每個學生布置一個網絡工程設計任務。在網絡工程的教學過程中,可以邊學習邊實施,學完規劃設計后,學生就可以按照要求規劃設計自己的網絡。學習了網絡設備后就可以根據課題需要為自己的網絡選擇設備。學習了網絡施工后,就讓學生在工程化網絡實驗中心親自動手在服務器和工作站安裝網卡,制作各類網線,進行安裝與連接,還要訓練學生按照結構化布線規范進行施工。然后再由學生自己動手安裝各種網絡軟件并進行網絡配置。最后由老師進行檢查驗收,肯定學生的成績,指出存在的問題。再由學生進行改進提高,最后完成整個設計任務。

(3) 網絡管理與網絡安全課程的工程化實踐教學

網絡管理與網絡安全課程的任務是對學生進行網絡運行管理與網絡安全防范等方面的訓練。通過課堂教學教授學生網絡管理的任務和方法及網絡安全防范的技術和手段。進而在工程化網絡實驗中心進行網絡管理的實際操作,包括進行網絡檢測、網絡性能分析、網絡故障排除、網絡安全策略配置等實訓,以提高學生網絡運行管理與網絡安全管理的能力。

(4) 網絡互聯課程的工程化實踐教學

在組網技術的教學中,可以讓學生使用不同的組網技術組成不同類型的網絡,使學生了解不同類型的網絡所具有不同的特點和功能。在網絡互連技術的教學中,可以讓學生親自動手,利用路由器將不同的網絡互連起來,進行適當配置之后,實現不同網絡之間的數據通信和資源共享。

(5) 專業實習與畢業實習的工程化實訓

專業實習與畢業實習是讓學生走出校門進行工程化實地訓練的過程。學?？梢越M織學生到實習基地或相關的企業、公司進行實習。這些公司或企業都是從事網絡工程承包、建設和施工的單位,其任務就是為網絡用戶進行規劃、設計、安裝與運營。學生進入這些單位后,要和實習單位的老師或師傅一起從事各項實際工程建設活動,學生會接觸到當前工程中正在使用(但教課書上不一定有)的新技術、新方法和新設備,學到實習單位老師或師傅的協作精神、敬業精神和吃苦耐勞精神。通過實習,學生不僅能提高工程實踐能力和動手能力,還能提高分析和解決工程問題的能力,提高創造性工作的能力。

(6) 畢業設計的工程化實訓

畢業設計是在學生完成理論課學習的基礎上,綜合利用多門課程知識解決實際問題的重要環節,是培養和提高學生分析問題和解決問題能力的一次訓練。畢業設計也是學生在學校的最后一次實訓機會,要給每一個學生一個以實際工程項目為背景的網絡工程課題。課題要有一定的深度和難度,明確所設計網絡工程的規模、目的與功能,并讓學生在獨立完成任務的同時撰寫畢業設計論文。畢業設計的場所是工程化網絡實驗中心,有條件的可以參與設計實際工程。當然,任何工程化網絡實驗中心也不可能為每個學生提供一套網絡工程的設備和材料,不過這些設備和材料都是可以重復使用的,只要在畢業答辯前讓學生將所設計的網絡完整地連接配置好,并達到畢業設計課題的要求就可以了。在畢業設計期間,指導老師要重點檢查學生的設計思路、設計方法和設計方案,要保證設計方案的科學性、先進性、經濟性和可擴展性。

6結束語

應用型本科計算機網絡專業的任務是培養適應社會經濟發展和網絡市場需求的人才。網絡實驗是網絡工程專業教學中的重要一環,而實驗課程體系的建設則是網絡實驗教學的基礎。實驗課程體系架構是否完善,是決定能否提高實驗教學質量的關鍵。為此,在網絡工程專業課程體系建設時,應充分考慮其工程特點,多方位考察社會對網絡工程專業人才的需求要素,并以此為依據考慮實驗課程體系建設的規劃和設計。在實訓基地建設方面,應特別注意與校內實驗室在工程實踐環境上的互補,選擇好合作企業,為學生提供綜合的工程實踐環境。

參考文獻:

[1] 姜明華,黃求根,陳良棟. 建立工程化實踐教學體系適應IT產業發展需求[J]. 計算機教育,2007(2):74-76.

[2] 姜臘林. 網絡工程專業培養方案的研究與實踐[J]. 高等教育研究學報,2005,28(3):67-69.

[3] 朱立才. 計算機網絡工程專業實踐教學體系的構建[J]. 長春理工大學報,2006,2(4):118-120.

[4] 郭海儒. 網絡工程專業人才培養模式的研究與實踐[J]. 中國西部科技,2006(19):42-43.

[5] 福建師范大學物理與光電信息科技學院電子信息工程系. 網絡工程專業培養計劃(2006)[Z].

[6] 王波. Linux網絡技術[M]. 北京:機械工業出版社,2007.

[7] 張光勝. Linux網絡管理教程與上機指導[M]. 北京:清華大學出版社,2007.

[8] 張堯學. 計算機操作系統教程[M]. 北京:清華大學出版社,2006.

[9] 唐洪浪.LINUX實用教程[M]. 北京:希望電子出版社,2002.

The Exploration of the Teaching Pattern That It Based on The Network Project Experiment

LI Fang, XIA Yu

(Computer School, Huangshi Institute of Technology, Huangshi 435003, China)

Abstract: The key for training the qualified talent of network project application type, will not only perfect teaching outline, update teaching content, improve teaching method, still found the practice teaching system for the project case, and apply in entire teaching course.

Key words: project; case; interactive; cooperation