多維實踐平臺下的網絡工程專業創新型人才

摘要：探討網絡工程專業中多維實踐平臺的創建及實施，即在立體化實踐教學環境的支撐下，構建課程實驗與課程設計、實訓實習與畢業設計、創新實驗三位一體的實踐教學體系，通過組建創新型實踐教學團隊、改革實驗課教學方法、采用混合學習模式和虛擬實驗先行法等系列措施，保證實踐教學的開展。

關鍵詞：網絡工程專業；多維實踐平臺；實踐教學；綜合實踐能力；創新能力

文章編號：1672-5913（2013）01-0033-04

中圖分類號：G642

計算機網絡的理論發展和應用水平反映了一個國家高新技術的發展水平，同時也體現了國家的現代化程度和綜合國力。為適應國家經濟結構戰略性調整的要求，實現中國網絡工程技術人才的跨越式發展，中國部分高校從2001年開始增設本科網絡工程專業。網絡工程專業是一個實踐性非常強的專業，實踐教學對于培養學生的工程實踐和創新能力有著關鍵的作用。創新能力培養是一個貫穿于實踐教學全過程的長期任務，既要通過潛移默化和大量實踐訓練培養其創新精神與創新思維，又需要為創新實踐創造條件。為了提高學生的工程綜合實踐和創新能力，我們近年來對網絡工程專業的實踐教學進行了研究探索與改革實踐，創建了多維實踐平臺，并采取一系列的措施，真正落實到實踐教學的各環節中，大大提升了實踐教學的效果。

1 網絡工程專業人才培養目標

瓊州學院是一所新升格的地方本科院校，定位于應用型本科，主校區位于海南省三亞市。1997年，海南省省委、省政府提出建設“信息智能島”的發展目標，推動了全省信息化的發展。此外，海南國際旅游島的建設也已上升為國家戰略，其戰略發展規劃中也提出了要加大信息化的建設。立足于服務地方經濟建設，無論是從自身基礎還是從社會需求來看，瓊州學院網絡工程專業以培養應用型創新人才作為主要培養目標是一種理想的選擇。瓊州學院于2007年開設了網絡工程專業，參考《高等學校網絡工程專業培養方案》，結合上述實際情況，制定其培養目標為：培養德智體美勞全面發展的，具有扎實的專業基礎知識的，能夠系統地掌握計算機網絡的基本理論和網絡工程的實用技術，具備較強的創新意識、實踐能力和團隊協作精神，知識面較寬、綜合素質較高的高級網絡技術應用型人才；能夠從事網絡應用系統的設計與開發、網絡工程的規劃設計與實施、網絡管理與維護和經營管理等工作。學生畢業后可在科研、教育、企事業（包括酒店行業）、技術和行政管理等部門從事計算機網絡工程方面的應用研究與規劃設計、技術開發和經營管理等工作。

在教學改革的過程中，我們根據制定的培養目標，將工程實踐能力和創新精神的培養放在首位，重視實踐教學。融合CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）工程教育理念，設計實踐教學內容體系，構建多維實踐平臺，突出學生實踐能力培養的全面性和系統性。以實踐教學改革為突破口，突出學生實踐能力和綜合素養的訓練，以完備的實踐教學資源和虛實結合多層次的實踐環境，保障學生實踐能力的培養。

2 網絡工程專業實踐教學體系

實踐教學體系是指圍繞專業人才培養目標，運用系統科學的理論和方法，對組成實踐教學的各個要素進行整體設計，通過對實驗課程設計、實習、畢業設計、科技創新、社會實踐等實踐環節的合理配置，建立起來的、與理論教學體系相輔相成的、結構和功能最優化的教學內容體系。

理念是教學的指導思想，理念決定了教學的培養目標、培養模式、教學方法甚至整個教學體系，還決定了教學的改革方向。

以CDIO創新教學理念為指導，根據瓊州學院網絡工程專業的培養目標，按照“雙主線、三層面、多維平臺”的原則，構建網絡工程本科專業的實踐教學體系，各項實踐內容前后銜接，各個環節緊密融合。“雙主線”是指重點圍繞網絡規劃設計等工程建設能力和網絡應用軟件開發能力的培養，在實踐教學體系的構建中堅持網絡工程實踐不斷線、Web程序設計不斷線的原則，每門專業課程都安排實驗，每年都開設實踐課。“三層面”是指通識教育實踐技能、學科專業實踐技能、綜合素質拓展實踐技能三個層面。“多維平臺”是指通過實驗教材、E-learning平臺、實驗室、虛實結合的實驗環境、實訓平臺和實習基地等實踐環境來實現四年本科實踐教學不斷線。

3 網絡工程專業多維實踐教學平臺的構建

多維實踐教學平臺的要素包括實踐教學環境、實踐教學模式、實踐教學環節、項目和教學團隊等。網絡工程專業多維實踐教學平臺的構建提供了開放的多維實踐教學空間，如圖1所示。在實踐教學環境的支撐下，通過課程實驗與課程設計、實訓實習與畢業設計、創新實驗三位一體，來培養學生三個層面的實踐技能。

多維實踐教學平臺的構建是以培養學生的創新意識、工程素質和綜合素質為出發點，以調動學生的學習自主性和探究性為目標，以提高學生的綜合實踐能力和創新能力為結果，做到實踐教學體系的模塊化和多層次、實踐教學類型的多樣化，實踐教學內容能體現工程項目應用特色，與社會需求保持緊密聯系，與學科專業技術發展保持同步。

3.1課程實驗與課程設計

課程實驗與課程設計是必修的實踐環節。每門課程都設置大量的課程實驗，課內實驗與課外實驗相結合。課程實驗主要涵蓋前兩個層面的實踐技能訓練，初步涉及第三層面的實踐技能訓練。對課程實驗的設置要注重層次性和實用性，應有針對性的設計從基礎實驗、設計性實驗過渡到綜合性和創新性實驗這三個層次，層次間要具有良好的銜接與交錯，保障各層次實驗的有機統一。通過不同層次的實驗內容的設計，既實現全面培養的基本要求，又實現個性化培養的目標。實驗內容的設計要充分體現出項目設計的思想，注重對學生創新能力的培養。

課程設計主要有數據庫課程設計、計算機網絡課程設計和Web開發技術課程設計，課程設計緊緊圍繞著“雙主線”。其中數據庫課程設計主要是綜合訓練學科專業基礎實踐技能，計算機網絡課程設計和Web開發技術課程設計主要訓練學科專業技能，初步涉及綜合素質拓展實踐技能，同時為畢業設計作鋪墊。課程設計的目標是通過項目驅動讓學生以團隊方式完成項目規劃設計和開發，以加深學生對相關課程群的基本概念、原理和技術及邏輯連貫性和知識緊湊性的理解；初步培養學生的工程設計與應用開發能力以及查閱技術文獻和編寫技術文檔的能力。在以工程項目為線索進行的工程實踐中，項目的成就感能夠激發學生的學習興趣，正如偉大科學家愛因斯坦所說：“興趣是求知的前提，興趣是最好的老師。”

3.2實訓實習與畢業設計

實訓實習與畢業設計也是必修的實踐環節，主要包括網絡綜合布線和網絡應用及Web開發等方面的實訓、專業見習、畢業設計與認識實習、生產實習（包括校園網絡施工和配置及維護實習等）、畢業實習。這幾年恰逢瓊州學院在三亞建設主校區，分期建設校園網，從2009年起，每年都安排網絡工程專業三年級的學生參與校園網絡的施工和配置實習。

專業見習一般安排在第五個學期期末的半個月時間里。通過見習，增強學生對相關單位網絡建設及應用等實際工作環境和內容的了解，學習基本技能，積累與專業相關的規劃設計、管理或生產工藝等方面的感性知識，加深學生對專業的理解。

畢業設計是大學本科教學的一個重要環節，在第六個學期期末學校開始部署安排，一直到第七學期結束。其任務是綜合運用所學的理論知識與實踐技能，分析解決實際問題，并撰寫畢業論文。在畢業設計環節，要求學生在教師指導下綜合運用所掌握基本理論獨立完成一個小型項目的設計和開發，并將工程項目貫穿于整個畢業過程中，以學生的自主性、探索性學習為基礎，引導學生對相關的內容進行多形式調研，然后針對某個應用場景圍繞各自的工程項目進程構思、設計、實施和運行。同時鼓勵教師將科研融入教學，讓學生緊跟社會的發展和學科的前沿。甚至可以在更早的時候（如第四學期）嘗試通過開發與創新實踐讓部分學生盡可能參與到教師的科研中，使該部分學生提前進入畢業設計階段，通過真正的項目進行演練，通過老師的科研團隊和科研過程，達到更好地鍛煉綜合素質、拓展實踐技能的目的。

畢業實習教學是加強網絡專業知識教育，增加學生對網絡工程和應用技術的感性認識、實踐能力、創新能力的重要綜合性訓練環節，這一環節放在第八學期進行。目的是為學生畢業后就業進行一些必要的準備。

3.3創新實驗

創新實驗是培養學生實踐能力和創新能力的重要途徑，包括大學生科技或學科競賽（例如大學生“挑戰杯”課外科技作品競賽、電子設計大賽、軟件設計大賽、安利杯計算機作品賽、信息技術應用大賽、移動互聯網應用大賽等）、創業創意項目或自主創新命題、科技開發和參加教師科研項目等，采取開放實驗的形式進行。對于網絡新興技術領域的內容和屬于能力外延擴展或深度提高的內容，采用基于創新項目的課外開放實驗。

3.4實踐教學環境

實踐教學環境是實踐教學的保障，立體化的實驗教材或實踐內容、實驗硬件及軟件資源是基礎，創新型實踐教學團隊是關鍵，E-learning平臺是根本。實踐教學環境的設計和建設要體現一切以學生為本，從學科專業建設、課程設置方案、網絡技術的發展和社會效益等多方面全方位考慮，為網絡工程實踐教學提供優良的軟、硬件環境。主要包括立體化的實驗/實踐教材（紙質教材、電子教材等）、E-learning平臺（含教學網站和Blog應用）、實驗室、虛擬實驗平臺（充分利用各類相關軟件搭建虛擬實驗環境）、實訓平臺、實習基地、校外云培訓實習實踐基地等。網絡工程專業所建的兩個主要的E-learning平臺的網址為http：//jpkc.qzu.edu.cn/network/和http：//jpkc.qzu.edu.cn/sjk/。以就業為導向，以能力為本位，和上海高端IT教育機構上海央邦計算機科技公司合作建立校外云培訓實習實踐基地，網站為：http：//www.ablesky.com/qzuyb。創新地利用新技術建設實踐教學基地，采取“云培訓”模式即“實訓基地+遠程教育+在線服務”三位一體覆蓋培訓模式，拓展實踐教學的時空，開闊學生的視野，加強學生實踐性教學和技能培養，大力培養網絡工程技術人才。

3.5實踐教學的實施

經過網絡工程專業教學團隊長期的探討，為保證實踐教學的順利進行，采取了系列措施。例如，組建創新實踐教學團隊、采用混合學習模式、成立科技創新小組、開放實驗室等。

1）組建創新型實踐教學團隊。

創新型實踐教學團隊是實踐教學的關鍵，以課程群為小組組建實踐教學團隊，任命實踐經驗豐富的教授/副教授為組長，由理論教師和實驗室專職實踐教師及網絡中心相關工程技術人員組成，根據條件適當聘請企業技術人員參與，注重教學團隊的實踐能力和創新意識，定期召開教研會議討論實踐教學問題，交流教學心得。采取“走出去”“和請進來”的方式定期對教師進行加強培訓：一方面派出專業老師到公司、企業學習最新的知識，加強教師網絡工程和網絡應用系統開發方面的能力，了解企業的需求；另一方面請外面的專家到學院進行授課或舉辦講座，全面提高教師實踐能力和綜合素質；還可以與企業共同設計實驗項目。實踐教學中教師的角色更像是一位工程項目經理。

2）改革實驗課教學方法。

精講與演示相結合，優秀學生共同參與輔導。實驗前要求學生先閱讀實驗指導書，上實驗課時，老師采用精講和適當演示的方法，把更多的時間留給學生進行實驗，老師有針對性地加強對實驗過程的指導。實驗采取分組小班授課，分組指定組長（由動手能力和組織能力強的優秀學生擔任），組織組內學生討論，互相監督、評價，協助老師指導。

3）采用混合學習模式。

混合學習是將面對面的課堂學習和數字化學習（E-learning）有機整合，目的在于融合課堂教學和網絡教學的優勢，從而更加有效地方便學生學習。事先將實踐教學的相關內容放到E-learning教學網站上，對于較難的實驗內容以視頻或Flash動畫展示，學生可以通過該平臺自學或進行交流。同時還將Blog（博客）技術融合到E-learning中，激發學生的興趣，從而提高學習效率。

4）虛擬軟件先行法。

根據不同的實驗內容，我們要求學生利用虛擬環境先進行實驗。在每門課程授課前，教師都將相關的虛擬軟件和軟件工具及使用說明文檔等放在E-learning平臺中，要求學生自學，并讓學生明白“工欲善其事必先利其器”。例如“計算機網絡”課程實驗：對于利用交換機、路由器進行的實驗，要求學生先通過Packet Tracer等模擬軟件進行實驗，熟悉后再到網絡實驗室利用真實設備進行實驗，提高實驗效率。這樣可以將實踐環境進行延伸，使學生能隨時隨地進行實驗，不僅激發學生實驗的熱情，更能拓展實驗的空間和時間，節約辦學成本。

5）成立科技創新小組。

為加強學生的工程實踐和創新能力，提高學生實踐興趣，學校成立科技創新小組，采取自愿報名的方式，吸收學生加入其中。小組宣傳活動與新生人學的專業教育相結合，鼓勵新生報名，經過嚴格審核吸收有興趣且勤奮的同學加入，從大一開始培養。科技創新小組積極申報科技創新項目，同時也參加老師的科研項目。在老師的指導下，小組成員通過完成項目，掌握了工程項目開發的一些方法，提高了綜合應用知識的能力，增強了動手實踐和創新能力，提高綜合素質，為畢業設計、就業和深造打下夯實的基礎。

6）開放實驗室。

加大實驗室的開放和管理，保證實踐教學順利進行。除開放實驗室外，虛擬實驗平臺讓學生宿舍也成為實驗場所。這樣可將實驗室的功能延伸到宿舍，構建出更寬松的實驗環境。

7）建立多元化的實踐考核評價方式。

對實驗課、課程設計、實訓、創新實驗、畢業設計、畢業實習等實踐教學制定不同的考核評價方法，分類進行考核。

此外，還包括將科研融入教學，舉辦網絡工程師講座，鼓勵學生參與各類認證考試等。

4 結語

總之，實踐教學是培養復合型網絡工程創新人才的重要環節，我們要依據國際先進的CDIO工程教育理念，注重培養學生的工程創新思維和創新能力，建立多維實踐教學平臺，以立體化的實踐教學環境為支撐，不斷進行實踐教學改革。經過幾年的努力，學校取得一定的成績，使網絡工程專業的畢業生具有較強的工程實踐能力和創新能力。但是實踐教學的改革任重而道遠，接下來我們還需要在校企合作、建立網絡培訓學院、加強實訓室建設、建設實踐教學團隊等方面進行探索。

（見習編輯：劉麗麗；編輯：彭遠紅）