網絡工程專業實踐教學體系研究與實踐

摘要:本文提出網絡工程專業實踐環節教學的建設思路，設計了由實驗、課程設計、實習、實訓、畢業設計等環節的實踐教學體系，并結合實際介紹實驗室和實習、實訓基地等的建設，提出有關執行和管理措施，最后總結該實踐教學體系的特點。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，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。

關鍵詞:網絡工程;實踐教學體系;課程實驗;課程設計;實訓

青島理工大學計算機學院在原有計算機科學與技術專業網絡技術方向的基礎上組建了網絡工程專業。在組建該專業時我們對市場做了充分調研，并根據教育部《高等學校計算機科學與技術專業發展戰略研究報告暨專業規范》(以下簡稱《規范》)等規范[1-3]，結合我院原有的辦學資源，制定并多次修訂本專業的培養計劃，特別對實踐環節進行了反復的論證，并參考了兄弟院校的一些做法[4-6]，制定出了相應的實踐環節教學體系。經過多年的實踐，我們取得了許多的經驗和體會，下面做一簡要介紹。

1網絡工程專業實踐環節建設思路

根據《規范》的相關要求，結合我校的辦學指導思想，我院將網絡工程專業的學生的培養目標基本定位在“信息技術”型人才，需要考慮基本理論和原理的綜合應用，特別是要側重實踐和工程化。但同時網絡工程專業又是計算機科學與技術、通信通訊相關的交叉、邊緣專業，網絡工程專業的學生應該同時具備計算機科學與技術、通信技術的基本知識和網絡工程專業的工程技能，使得畢業生就業可以從網絡系統的規劃設計、建設、管理和維護、網絡安全系統的設計、軟件開發、網絡應用等幾個層面進行，從而為學生將來進一步深造打下堅實基礎(即學科基礎課程應涵蓋碩士生入學考試大綱所要求的全部內容)。

本專業培養計劃由通識課、學科基礎與專業基礎平臺課、專業課(包括必修課、方向選修課及專業任選課)等組成，因此實踐教學體系應做到基礎實踐教學、專業實踐教學、綜合實踐教學“三個層面”的有機結合。應結合專業特點與社會需求，認真研究并改革實驗教學的內容、方法和手段，增加綜合性、設計性和創新性實驗的比例;改革課程設計、畢業設計(論文)模式，加大與生產、科研、社會實際結合的力度;改革實習、社會實踐環節的設置，加強校企合作，鼓勵學生走出校門，融入社會;積極鼓勵學生參加各種科技競賽活動和相關社團活動。

總之，實踐教學體系是學校教學的一個重要組成部分，是課堂教學的補充和延伸，也是學生將所學理論知識與實踐相結合的一個重要手段和必不可少的重要過程。

2網絡工程專業實踐體系的具體內容

從學科平臺角度來看，網絡工程專業實踐課程體系主要包括以下兩大部分(如圖1所示)。

(1) 學科實踐技能。包括:

學科基礎實驗及課程設計——幫助學生完成基本的學科實踐技能，涉及到的課程主要包括計算機導論、計算機程序設計、數據結構、數字邏輯、C++面向對象程序設計等。

一級學科平臺實驗及課程設計——幫助學生完成作為計算機科學與技術一級學科的學生所必備的實踐技能，本部分同本學科的其他專業(包括計算機科學與技術、網絡工程、軟件工程等專業，以下簡稱3個專業)的學生掌握的內容基本相同，設置中同時考慮實驗和課程設計，某些課程還同時設有實驗和課程設計環節。涉及課程有計算機組成原理、操作系統、計算機網絡、數據庫系統概論、軟件工程等。

(2) 專業實踐技能。包括:專業平臺實驗及課程設計——針對網絡工程專業的特點，體系上分為網絡規劃與設計、網絡管理與維護、網絡信息安全、電子商務、網絡程序設計等幾塊。

從課程形式形式上來看，可劃分為以下幾個系列(如圖2所示)。

(1) 實驗系列(以下課程均包含實驗內容):計算機導論、計算機程序設計、數據結構、數字邏輯、計算機組成原理、C++面向對象程序設計、操作系統、計算機網絡、網絡管理、網絡程序設計、網絡信息安全技術、Web系統與技術、網絡系統設計與規劃、數據庫系統概論、軟件工程、網站規劃與實現、電子商務、J2EE企業級開發技術、網絡互聯技術、Intranet組建與管理、計算機網絡協議分析。

(2) 課程設計系列:計算機程序設計(C)課程設計、數據結構課程設計、C++面向對象課程設計、數據庫系統課程設計、操作系統課程設計。

(3) 實習:認識實習、生產實習(包括校園網維護實習、網絡施工實習等)、畢業實習。

(4) 實訓:專業方向綜合實訓、網絡應用實訓。

(5) 認證培訓:包括CCNA、CCNP、網絡安全認證等(可選)。

(6) 畢業設計:對大學四年所學知識的綜合應用，同時也為今后工作作好準備。

在課程與學時數上，以學科基礎建立學科基礎平臺課，以專業核心課和專業方向設立專業課，并輔以選修課作為專業課程的補充。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，設置課內實驗、課程設計、實訓，外加認識實習、專業實習、畢業設計，同時全程一直設有開放實驗。其中，必修與選修學時占總學時的19%，加上公共基礎課與學科基礎課中的實踐學時，約占總學時的21%。

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，采用課外的開放實驗。

3網絡工程專業實踐體系的建設與管理

3.1實驗室建設

我院原有計算機硬件實驗室、組成原理實驗室、軟件機房，在此基礎上，我們又新建了網絡實驗室，綜合布線實訓室正在組建中。

3.1.1網絡實驗室

網絡實驗室有4組網絡工程實驗的設備，每組由4臺路由器4臺交換機和8個計算機組成，每組4人，總共每次可容納32名學生。實驗室還配置了實驗管理平臺，學生通過訪問控制管理服務器可實現對網絡設備的實驗配置，實現在多個網絡實驗設備之間的平滑切換。教師可通過訪問控制管理服務器對每個試驗組進行方便、快捷的監控和管理，無須手工線纜插拔，以保證設備端口的使用壽命。

網絡實驗室承擔的教學任務有計算機網絡原理、網絡管理、網絡系統設計與規劃、網絡互聯技術、網絡信息安全技術、計算機網絡協議分析、網絡程序設計、Intranet組建與管理等課程及課程設計、網絡工程實訓、網絡應用實訓、開放實驗室、畢業設計等。

3.1.2綜合布線實訓室

綜合布線實訓室主要承擔網絡布線、網絡測試、工程實習實訓等課程的學習。綜合網絡布線是網絡工程教學的一部分，是必須通過實踐環節才能夠真正掌握的教學環節。“網絡工程實訓”、“網絡施工實習”等環節就在本實驗室完成。

網絡綜合布線實訓室建設的目的不僅僅是為了讓學生掌握簡單的工具使用，更重要的是通過“課堂教學+實訓鍛煉”培養學生按規范進行預算、設計、施工、測試、竣工等工程設計的習慣。學生只有養成了按標準進行工程實施的習慣，才能在激烈的競爭中立于不敗之地!

3.2實踐基地建設

目前我們已經和學校網絡中心合作，以校園網和網絡中心為實習基地，開展校園網絡的維護、管理和應用工作。同時我校正在進行新校區的建設，其網絡建設工程也是相當繁重的，我院正在與校方協商，讓學生參與到校園網的建設當中。我們還與青島本地較大的網絡公司建立了良好聯系，定期介紹學生到他們那里實習。

3.3實訓基地建設

我院主要與青島軟件產業園建立了實訓基地協議，學生在那里主要進行網絡應用、網絡程序開發等方面的實訓。目前已完成了多批次的實訓任務，并取得了良好的效果。

3.4資格認證

目前，國內計算機方面的資格認證較以前有了很大的改革，大大增加了對實踐能力的考核。因此引導學生有針對性的參加一些資格認證方面的培訓，可以提高同學們的動手、動腦能力，在提高實踐能力的同時又可獲得某一方面的資格證書，為將來走上社會提供一個更好的機會。

3.5師資隊伍建設

如果網絡工程專業的教師工程實踐經驗較少，或者工程能力較弱，那么學生的培養就無從談起。因此必須加強師資隊伍建設，我們主要采取了以下措施。

(1) 加大培訓力度。為了鍛煉教師的實踐動手能力，我們派教師到水平較高的高校參加某些課程的培訓，派教師參加企業的專向培訓，還鼓勵教師參加在全國召開的與網絡工程有關的各種會議或培訓。目前部分教師獲得了CCNA、國家網絡安全工程師等資格認證。

(2) 科研融入教學。鼓勵教師將科研融入教學，讓學生能緊跟社會的發展和學科的前沿。網絡工程專業教研室組建了“網絡安全技術”、“網絡規劃與設計”和“無線自組網技術”等科研小組，便于集中精力從事專門領域的研究工作，促進教學。

(3) 加強“雙師型”師資的培養。我們認為“雙師型”教師就是教師既能從事理論教學，也能從事實踐教學;既能擔任教師，也能擔任專業技術人員。即“雙師型”教師應同時擁有“教師資格證書”和“專業技術職務證書”。

在平常的教學過程中，讓教師積極參加縱向、橫向項目的申請和開發研制。專業教師要積極承擔實踐教學任務，在指導課程設計、畢業設計和實訓教學中，要結合實際，真題真做，提高教師的專業實踐能力和技術開發能力。同時安排專業教師到青島市軟件產業園進行定期實訓，并鼓勵教師參加各種專業技術培訓，考取專業技術職務證書。

3.6開放實驗室措施

課堂上的學時畢竟有限，老師不可能在課堂上將所有的實踐環節全部照顧到，同時，不同學生的理解能力也不同，因此有部分學生在課堂上往往完不成相關的實踐環節。為兼顧好、差兩類學生，給學生創造一個良好的實驗環境，“網絡實驗室”和“網絡布線實驗室”以開放實驗室的形式向計算機學院的所有學生免費全天開放。只要學生有學習的興趣，我們就提供實驗環境。

4網絡工程專業實踐環節特點

本實踐體系主要有以下特點。

(1) 本專業的辦學理念為注重理論、強調實踐，突出能力，面向社會 ，采用“理論+實驗+實戰(實訓)+綜合設計”等多級強化教學模式。

(2) 充分利用校內，最大化利用校外資源。充分發揮實驗設備、實驗室的潛能，選取盡可能多的課程在實驗室教學。和學校網絡中心合作，以校園網和網絡中心為實習基地，開展校園網絡(主要是學生宿舍)的維護、管理和應用開發工作。與青島軟件產業園等實習、實踐基地聯合，實現基礎理論、專業知識與工程實踐應用密切結合。

(3) 最大化利用課堂外時間與資源。由于網絡工程專業的工程特性，要取得很好的成效難度更大。應用層次學生的實踐能力培養僅僅靠計劃學時內的實驗、課程設計等環節是遠遠不夠的，學生必須在課堂外花更多的時間進行編程能力、實踐能力的訓練。為此我們通過一系列的教學改革和環節設置，給學生提供具體的任務要求和必要的條件，例如開放專業實驗室、建立科技活動室等方式給學生提供更多的條件。

(4) 分階段漸進式教學。實踐教學分三個階段。第一階段為基本技能實踐，第二階段為專業技能實踐，第三階段為校內外工程化訓練階段。這三個階段的劃分體現了不同時期學生的特點和教學要求，遵循由易到難、由認識到應用、步步推進的原則。最后所有學生通過畢業設計環節完成對大學期間所學知識(理論+實踐)的總體檢測和評估。

(5) 層次化、模塊化教學。從學科基礎、專業平臺、專業方向、專業選修等層次、模塊組織實踐體系的教學。每門課程的實驗部分都包括基礎性實驗、驗證性實驗和綜合性、創新性實驗，同時對于有重要實踐要求的課程采用實驗與課設兼顧的方式。為鍛煉學生綜合運用知識的能力，我們特意設計了一個綜合課程設計，它涉及的課程包括計算機網絡原理、網絡管理、網絡安全、網絡程序設計等。對于每一個專業方向(主要包括網絡應用、網絡工程、無線網絡等)，我們都設計了一個5周的綜合設計。這樣可以使我們的畢業生在今后能夠根據不同類型用戶的需要，可從事網絡工程的規劃、設計、開發;開發基于網絡的計算機軟件;從事信息網絡安全工程的設計和維護等。

5總結

目前我們已在實踐體系的建設中取得了一些成果，針對網絡工程專業實踐性強的特點，構建了由實驗、課程設計、實習、實訓、畢業設計等環節具體體現的實踐教學體系，并建設了相關的實驗室和基地，提出并實施了有關的執行和管理措施，取得了較好的效果。在以后的教學實踐與改革中，我們將從以下幾個方面加強實踐教學:(1)繼續組建新的實驗室，如信息安全、協議分析等實驗室;(2)選取部分實驗教學比重較大的課程進行一體化教學，即將實驗室作為課堂，邊講邊練，講練結合，提高教學效果;(3)進一步加強實驗教學管理，提高實驗教學的效率和質量。

參考文獻:

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Research and Implementation of Practice Teaching System for Network Engineering

LI Dao-quan， XUE Wei-hua， JIANG Mei， ZHANG Jun-hu

(College of Computer Engineering， Qingdao Technological University， Qingdao 266033， China)

Abstract: A kind of building ideas of practice teaching for network engineering is put forward， a kind of practice teaching system composed of the experiments， curriculum design， internships， practical training， and graduation design etc. is designed， the practical construction of the laboratory， internships， and practice training base etc. is introduced， the implementation and management measures are proposed， at last， the characteristics of this practice teaching system are given. The practical results show that the implementation of the program is conducive to promote the construction of practice part， to improve the quality of teaching， to culture talents of high-quality network engineering technology and network applications for society.

Key words: network engineering; practice teaching system; course experiment; curriculum design; practice training

(編輯:彭遠紅)