網絡工程專業應用型人才培養的實踐教學體系改革與研究

李　芳　夏　宇

摘要:本文探討了培養合格的網絡工程應用型人才的關鍵問題,提出不僅要完善教學大綱,更新教學內容,改進教學方法,還要構建工程化案例實踐教學體系,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

1國內外相關研究現狀

美國、法國、德國等發達國家在20世紀 70～90 年代,就開始發展應用型本科教育,積極推進實踐教學體系改革與研究。較為典型的有德國FH“企業主導型”實踐教學模式、加拿大“能力中心的課程開發型”實踐教學模式、英國“資格證書體系推動型”實踐教學模式及香港“工業訓練中心型”實踐教學模式。其實踐教學體系和教學方法,注重學生的個性發展、注重職業技能訓練、注重創新精神的培養等方面,推動了高等教育大眾化和普及化的進程,從而促進了經濟、科技和社會的發展。

國內自進入21世紀以來,越來越多的高等學校對實踐教學體系進行了改革與研究。如武漢理工大學在實踐教學改革中,將電氣信息類專業實驗教學體系分成三個層次展開,不同層次實驗教學的實驗目的、實驗方法、實驗特點和適用范圍各不相同。第一層次是指課內實驗教學系列,將深化理論知識、掌握實驗基本技能和基本研究方法的實驗教學環節作為課內實驗教學系列。第二層次是指從傳統課程中剝離出來的獨立設課實驗教學系列,將強化基本訓練、實驗理論、實驗知識和實驗技能的實驗教學環節作為獨立設課的實驗教學系列,主要以專業技術骨干課程和應用性較強的課程為主。第三層次是指針對課程群制定的設計性、綜合性和創新性實驗教學系列,以培養學生綜合運用系統知識、分析與解決實際問題、提高自主實驗意識的能力為主。

2實踐教學體系改革的必要性

隨著計算機網絡技術的高速發展與應用的廣泛普及,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的學生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,適應社會對應用型網絡人才的要求,是相關院校努力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,取得了一些寶貴經驗。

我院在2007年首批招收本專業本科生以來,非常重視實踐教學,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,汲取了重點大學的先進辦學理念和經驗,結合我校實際,提出了該專業的實驗建設方案并逐步創造條件予以實施。根據應用型人才的定位,我們提出了“以應用為先導,強化學科基礎,突出實踐能力,重視創新潛質,素質協調發展”的人才培養思路,并將技術應用與技術實踐能力、技術應用層面的創新能力作為實踐能力培養的核心與特色。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,能夠達到提高教學質量,為社會培養高質量的合格的網絡工程技術及網絡應用人才。

3教學體系的規劃與設計

在課程與教學內容體系的規劃與設計過程中,我們應主要解決教學作用與地位、教學內容選擇、教學內容組織三方面的問題。

3.1實踐教學的作用與地位

實踐教學在應用型人才的技術應用與實踐能力培養上有著理論教學不可替代的作用。因此,在處理理論與實踐教學的關系時,必須強調實踐教學的相對獨立性和相對主動性。相對獨立性是指實踐教學不作為理論教學的依附,而是作為不可替代的獨立部分存在。相對主動性是指實踐教學在脫離了作為理論教學依附的地位后,在培養學生實踐能力上可以發揮更為主動的作用。

3.2教學內容選擇

我們分“塊”、“域”、“點”三個層次進行教學內容選擇。“塊”是對應于教學內容的功能域所進行的劃分,實踐能力的功能構成是進行分塊的主要依據。相應地,我們將教學內容分成網絡工程、網絡應用開發和網絡安全三個“塊”。“域”是指“塊”內的教學內容選擇,實踐能力的技術構成是我們進行“域”選擇的主要依據。以“網絡工程”塊為例,根據其所涉及的技術分支,提供了IP組網與IP服務、無線網絡、路由與交換、IP多媒體網絡、網絡安全等多個“域”。“點”是指圍繞某個特定“域”所進行的具體教學內容選擇。在“點”的選擇與設計上,體現了“有所為,有所不為”的原則,避免片面強調教學內容覆蓋度或技術細節的面面俱到。在有限學時內,遍歷技術的所有應用點或所有技能點,既無必要也不現實。從技術發展的角度,網絡技術的發展非常快,期望全覆蓋或全包容是根本不可能的:從教學資源的配置角度,過度追求“點”上的面面俱到,會造成教學資源(包括實驗設備與師資)的過量投入。相反,應通過學習能力和實踐創新能力的培養,使學生具備以不變應萬變的適應性。

(1) 在課程與學時數上,以“塊”為基礎建立課程群,以“域”為基礎設置課程,并根據“基本技能→初步綜合技能→高級綜合技能→創新技能”的梯度模式。

(2) 在課程性質上,屬于核心或主流技術領域的教學內容,采用必修課;屬于新興技術領域的內容,采用選修課;屬于能力外延擴展或深度提高的教學內容,采用課外的開放實踐。

(3) 在課程形式上,分成課內實驗(訓)、實踐課程、開放實踐三大類。涉及基本技能和初步綜合技能的教學內容,采用與理論教學捆綁的課內實驗(訓)形式,涉及高級綜合技能和創新技能的教學內容,依托課程設計、專業實習、畢業設計和開放實踐等獨立設置的實踐教學環節。其中,開放實踐是一類不占計劃學時的課外教學活動,除了不受課內計劃學時總數的限制外,它采用開放實驗、項目開發、學科競賽、職業認證等多種形式,在內容上可適應技術的最新變化進行靈活調整與擴充,學生可以根據個體的興趣、特長或未來職業導向自主選擇不同的技術主題,是實施基于個性的揚長教育與創新能力培養的良好載體。

(4) 在教學方法上,涉及基本技能和初步綜合技能的實驗(訓)教學采用問題、任務和小型的工程化案例來驅動,涉及高級綜合技能和創新技能培養的實踐教學,如課程設計、開放實踐等則采用中大型工程案例或項目方式實施。

4實踐教學體系的架構

計算機網絡專業的實踐教學,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。實踐教學體系的構架中包含四個層次,如表1所示。

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

(2) 實驗層 實驗層為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。

5工程化教學的性質和實驗方式

工程化教學是教師根據課堂教學目標和教學內容的需要,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的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,工程化案例教學不單指向教,而且也涵蓋學。其可貴之處在于從來自社會實踐的案例中的問題出發,啟動特有的教學程序,而在教學系統結尾,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。

鼓勵學生自主學習,網上模擬訓練和實驗室的開放活動結合到課程中。通過任務,項目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,有效地培養了學生的分析問題、解決問題的能力。通過任務單,項目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。如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。

6實踐教學體系改革研究的意義

(1) 建立并實施新的以項目實現為目標,創新能力培養為主線的實踐教學體系,從而充分發揮學生的積極性、主動性和創造性。

(2) 通過網絡工程實驗、實訓項目的改革,提高學生對網絡運行、網絡安全等知識的感性認識,使學生得到從方案論證、軟硬件設計與調試、課題總結等一系列工程實踐能力與創新能力的訓練。

(3) 通過教學平臺建設,改善校內實踐教學條件,為學生提供良好的、綜合的實踐教學環境,保障實踐教學項目的實施。

密切學校與企業的聯系,建立穩定的校外實習基地,依托行業辦學,提高專業辦學水平。

7結語

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人才市場需求的應用型人才。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,是否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。

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