以創新為導向的網絡工程專業實踐教學體系建設

馮健 田紅鵬 趙京 靳紅梅 羅香玉

摘 要：針對網絡工程專業人才質量不能滿足市場需求的問題，以我校網絡工程專業實驗教學體系改革為背景，分析了網絡工程專業實踐教學體系存在的問題，構建了一個“四層三級一線”的層次式實踐教學體系，并闡明了四層實驗教學課程體系、三級能力培養體系和一條 IP技術主線的內涵。提出了一系列具體改革措施以提升學生的工程能力和創新能力。經教學實踐驗證，取得了良好的教學效果。

關鍵詞：網絡工程專業；實踐教學；層次式；創新能力

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）17-0034-03

Abstract： In view of the problem that the quality of network engineering professionals cannot meet the needs of the market， taking the author's school network engineering professional experimental teaching system reform as the background， this paper analyzes the problems existing in the practical teaching system of network engineering specialty， constructs a "four-level， three-grade， one-line" practice teaching system， clarifies connotation of the four-level experimental teaching curriculum system， three- grade ability training system and an IP technology main line， and then puts forward a series of specific reform measures to enhance students' engineering ability and innovation ability. The teaching practice proved the system had achieved good teaching effect.

Keywords： network engineering specialty； practical teaching； hierarchical； innovation ability

2001年，教育部增設了網絡工程專業，到現在全國已有400多所高校開設了網絡工程專業[1]。從2008年開始，教育部計算機類教學指導委員會每年舉辦一次全國高校網絡工程專業建設研討會，并于2012年發布了《高等學校網絡工程專業規范（試行）》。隨著網絡技術的日新月異以及學科建設的跨越式發展，網絡工程專業的專業知識體系已逐漸成熟和完善。

然而，從畢業生的就業情況來看，網絡工程專業畢業生的就業情況并不理想，學生掌握的實際知識和技能與企業的需求不能很好地吻合。特別地，畢業生的工程綜合能力和創新能力達不到用人單位要求。網絡工程專業是典型的工科專業，其實踐性很強，實踐教學對于培養學生的工程能力和創新能力有著關鍵的作用。因此改革網絡工程專業實踐教學體系，強化學生的實踐和創新能力，培養適應地方需求的高級網絡技術人才，已成為高校網絡工程專業發展中亟待解決的問題。本文分析了我校網絡工程專業實踐教學中存在的問題，提出“四層三級一線”的實驗教學體系，有效促進了學生工程能力和創新能力的提高和全面性的發展。

一、實踐教學中存在的問題

網絡工程專業傳統的實踐教學模式注重網絡的基本原理知識，忽視了對學生工程能力和創新能力的培養，存在的主要問題是：

（一）以驗證性實驗為主，綜合性、創新性實驗不足

在實驗內容設置時，驗證性實驗比例很大，而綜合設計型實驗偏少。學生只需要按照實驗指導書上的步驟操作即可得到正確的實驗結果，對知識的綜合運用能力往往得不到鍛煉。這種被動的教學方式會使學生產生思維惰性，缺乏自主探索以及挑戰創新的動力。

（二）實驗設備不足，且不能充分利用已有設備

網絡技術發展迅猛，而建設網絡實驗室需要大量資金，加上實驗設備需不斷更新換代，使得很多高校的網絡實驗設備欠缺或陳舊。除硬件設備外，軟件平臺建設也不能滿足綜合性實驗的要求，無法開展高層次、有深度的拓廣實驗。與此同時，有些教師不具備靈活運用實驗設備的能力，不能充分利用實驗條件設計高質量的實驗內容。

（三）實驗內容設置不系統，缺乏體系層面考慮

實驗課程群中多門課程內容密切相關、前后呼應，但各門課程的實驗內容由任課教師設定，往往對課程間的關聯性和銜接考慮不夠，導致設置的實驗內容不夠系統，個別課程實驗內容甚至存在重復或內容脫節；整體看來實驗設置缺乏整體性考慮，沒有從實驗教學體系層面出發對整個實驗體系進行統一規劃。

二、層次式創新性實踐教學體系

為了克服上述問題，培養學生的實驗技能，并初步學會運用理論知識和實驗技能綜合分析和解決問題，使學生具有創新精神和實踐能力[2]，必須對現有的實踐教學模式做相應改革，重組實驗課程教學系統，優化實驗課程結構，更新實驗教學內容，構建層次式實踐教學方案。要按認知規律和教學規律，根據專業培養目標和社會需求，既注重課程間知識的交叉滲透，又盡量體現知識體系的整體性和邏輯性。

根據網絡工程課程群建設而形成的有機課程體系及其基本規范，將實驗內容重新整合分成四個模塊：每門課程的實驗模塊、課程之間有邏輯關系的實驗模塊、功能化組合的工程訓練模塊、具有創新性與前沿性的綜合實踐模塊。按照網絡工程專業的知識結構，用發展的觀點，將這些實驗模塊融會貫通共同構建“四層三級一線”的實驗教學體系，如圖1所示。

其中四層實驗教學課程體系包括：1.入門層的“網絡原理”完成計算機網絡基本原理的驗證，通過這些實驗夯實學生的理論基礎，形成對網絡工作原理的基本認識；2.基礎層中的“嵌入式系統設計”、“網絡安全與管理”主要完成嵌入式系統的硬件、軟件的設計，熟悉網絡防護和管理的基本操作；3.拓展層中的“網絡系統集成”實現計算機網絡設備的相互關聯、統一和協調，“網絡程序設計”復習并鞏固TCP/IP協議族的基本原理，使學生能熟練進行網絡應用程序的開發，結合網絡系統集成，最終設計出完整的網絡系統；4.提高層中的綜合設計與研究創新，如畢業設計、參加教師的科研項目、各種競賽或學生創新項目等要求學生綜合運用所學知識、方法和技術進行項目開發和新技術應用研究，旨在培養學生的科研能力和創新精神。

三級能力培養體系涵蓋：1.基礎設計。主要突出實驗的基礎性，針對學生必須掌握的基本技能設置，側重于對單一課程實驗或單臺設備的基礎訓練；2.綜合設計。以基本內容為主開設的綜合型、設計型實驗項目，使學生在實驗過程中能綜合運用所學知識技能；3.應用研究設計。在拓寬實驗內容的設計上，增加反映實際問題的研究環節，并與生產、科研相結合，進一步拓寬學生思維和創新的空間[3]。

一條 IP技術主線：計算機網絡技術的核心是IP技術。在整個培養過程中，要始終圍繞IP技術應用這條主線設計基礎實驗、綜合設計類實驗以及項目。

綜上，將實踐教學中所包含的實驗、實習、實訓、課程設計、畢業設計、社會實踐等環節進行合理配置，按基本技能養成、應用能力養成、設計能力養成和創新能力養成的目標體系，循序漸進地安排實踐教學內容，將實踐教學的目標任務具體落實到各個實踐教學環節中，設計“入門→基礎→拓展→提高”的四層次實踐學體系，并構建出主線清晰的一體化實踐教學體系。

三、采取的具體措施

為了實現上述實踐教學體系的構建目標，我們采取了以下具體措施：

（一）重構課內實驗體系

每門課程在傳統或經典實驗基礎上，按照整個課程體系的要求重新調整實驗內容；在實踐教學內容上根據網絡技術的最新進展，設計新實驗以推進實驗教學內容的更新；盡量減少驗證性實驗，逐步增加設計型、綜合型、創新型實驗的比例；修訂并完善實驗教學大綱和相應的實驗指導書。

采用仿真軟件，通過軟件模擬網絡環境，設計基于虛擬環境的網絡實驗。如將Packet Tracer、Boson Network Designer、華為模擬器、思科模擬軟件等引入實踐教學，彌補實驗硬件不足的情況。

（二）加強綜合實踐

綜合實踐是必修的實踐環節，主要包括認知實習、生產實習、課程設計、實訓、畢業實習及畢業設計等。在這些環節，盡量采用案例式或項目式方法，將實際案例或工程項目貫穿其中，引導學生針對某個應用場景，圍繞各自的工程項目進程構思、設計、實施和運行，實現局部、整體案例的整合[4]。

（三）加強專業實驗室建設

加強網絡工程專業實驗室的建設力度，重點是實驗室硬件環境的建設和軟件平臺的建設，建成網絡原理與網絡工程實驗室、網絡與信息安全實驗室、網絡管理實驗室等實驗室，使其能覆蓋網絡工程的大多數重要方向。除提供基本課內實驗外，還能支撐實習實訓、畢業設計等綜合實踐環節。這為構建層次合理的實踐教學體系提供了良好的實踐條件支持。

（四）建設校企聯合實驗室

在重視校內實踐的同時，校企合作和校外實習基地的建設也不容忽視。通過和達內科技等著名軟件培訓企業建立長期合作關系，邀請他們每年對學生進行實際項目開發培訓。以合適規模的項目研發為導向，提高學生的主動學習、團隊協作、工程實踐以及創新創業能力。同時，和網絡產品研發企業聯系建立校外實習基地，讓學生盡早熟悉實際產品開發的全過程，了解差距，認清努力方向。

（五）建立開放實驗室

加大實驗室開放力度，設立網絡工程專業學生專用創新實驗室，鼓勵學生課余時間進入創新實驗室，并依托實驗平臺開展創新型實驗。健全實驗室管理制度，讓學生可以采用預約方式進行自擬實驗或教師指定實驗，充分調動學生的學習主動性和積極性，為學生構建更寬松的實驗環境。

（六）開展科研訓練

依托高校先進的科研條件和優秀的教師隊伍開展科研能力訓練，是培養創新型人才的一項重要舉措。指導并幫助學生組成團隊，鼓勵并培養學生主持和參與科技創新項目，鼓勵學生發表論文、申請專利，倡導個性化人才養理念，激發學生的興趣和潛能，培養其團隊協作意識和創新精神。具體項目可以是學院、學校、省和國家立項的大學生創新創業項目，或教師的實際科研項目和與校內外實習基地共建的工程項目。

（七）開展學科競賽

學科競賽是學生用理論知識解決實際問題的有效載體，是鍛煉、提高、檢驗和展示大學科技創新能力的很好平臺[5]。每年定期開展各級學科競賽活動，例如，數學建模大賽、程序設計大賽、網絡攻防大賽、APP 應用程序大賽、互聯網+比賽等，為學生創新提供平臺。積極開展各種形式的宣講、培訓和經驗交流會，鼓勵教師積極參與學生的指導，為學生參賽提供條件支持。同時鼓勵學生參加職業技能考試或認證，增強學生的就業競爭力。

（八）培養雙師型教師

針對教師工程實踐能力不足的問題，有計劃、有針對性地組織教師分期分批次進行培訓，注重“雙師型”教師的培養，給教師提供機會到企業參加實際項目開發，以提高其綜合素質，解決知識更新問題，鍛煉實踐能力；由實踐經驗豐富的教師對設備的使用和實驗的設計實施進行培訓，提高教師團隊的實踐教學水平。

四、結束語

近年來，我校網絡工程專業的實踐教學體系在進行了一系列的改革后，取得了可喜的成效。如部分學生將在實驗室中自我創新的設計性和綜合性實驗用于學生科研項目的申請和各級各項競賽，獲得了多個獎項，其中層次較高的有省級互聯網+大賽金獎和省級挑戰杯大賽二等獎；獲批國家級、省級和校級大學生創新創業訓練項目立項超過10項；多人通過網絡工程師、軟件設計師等資格考試，或思科、華為等國際權威職業工程師認證；特別地，個別畢業生進入阿里巴巴、騰訊等知名互聯網企業從事研發工作。這些成績也激發了更多同學的積極性，使得學生的整體素質、工程實踐能力、創新能力顯著提高，連續三屆網絡工程專業學生的一次性就業達到了96%以上。同時，教師的實踐教學能力也得到了提升，建成兩門精品資源共享課程，為引入更多教學資源提供了支持。

參考文獻：

[1]宗欣露，王春枝，徐慧.面向“721”人才培養模式的網絡工程應用型人才培養[J].計算機教育，2014（20）：1-4.

[2]陳智罡，劉臻，金冉，等.應用型本科計算機專業網絡方向課程群的建設與研究[J].計算機教育，2009（20）：97-98.

[3]邢建川，周世杰，吉家成，等.計算機工程實驗教學團隊建設與改革[J].實驗科學與技術，2012，10（6）：302-304.

[4]林元乖，陳作聰，朱曉靜.多維實踐平臺下的網絡工程專業創新型人才[J].計算機教育，2013（1）：33-36.

[5]何建新，周建存，張永紅.地方高校網絡工程專業實踐教學改革探索[J].創新與創業教育，2011（5）：45-48.

[6]楊磊，田立偉.適應產業經濟發展的網絡工程人才培養模式的研究與探索[J].高教學刊，2015（05）：22-23.