工程教育認證背景下網絡工程專業實踐教學改革研究

向凌云，廖年冬

（1. 長沙理工大學 綜合交通運輸大數據智能處理湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410114；2. 長沙理工大學 計算機與通信工程學院，湖南 長沙 410004）

0 引 言

工程教育認證是實現工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎。2006年起，教育部組織試點開展工程教育專業認證工作；2016年6月2日，中國成為國際本科工程學位互認協議《華盛頓協議》的正式會員[1]。

網絡工程專業2001年被教育部正式列為《普通高等學校本科專業目錄》的目錄外專業（080912W），2011年列入目錄內專業（080903），與計算機科學與技術（080901）、軟件工程（080902）等相關專業同屬于工學計算機類專業[2]。

網絡工程專業的建設時間雖然不長，但是發展迅猛，其專業知識體系及內涵也逐漸成熟和完善。目前全國有400多所高等院校開設了網絡工程專業，但該專業通過工程教育專業認證的高校僅2所（西安電子科技大學、國防科技大學）[3]。

1 網絡工程專業建設及人才培養現狀

工程教育專業認證的核心是“以學生為中心”，網絡工程專業作為一個新興的專業，其專業內涵和技術內容是不斷發展的。當前的網絡工程專業建設及人才培養主要有以下問題[4]：①與計算機科學與技術、軟件工程等相關專業區分度小，培養目標不夠明確；②課程體系未能緊跟網絡技術發展，教學內容前沿性不足；③專業評價強調輸入導向，教學過程缺乏反饋；④教學模式單一，實踐性不足。

2 工程教育專業認證實踐教學國內外發展現狀

工程教育專業認證更注重學生工程實踐能力的培養，國內外都進行了相關的探索與研究。美國是開展工程教育實踐能力培養最早的國家之一。20世紀80年代以來，美國實施了一系列的教育改革措施，如從“科學模式”回歸“工程模式”。俄羅斯在繼承前蘇聯高等教育基本框架的基礎上，對高等工程人才的培養模式進行了大膽的改革，課程設置由“統一化”向“多樣化”和“實踐性”轉變。德國的高等工程教育形成了“理論”與“實踐”并重的培養模式。德國的理工大學與企業界建立密切合作關系，以便借助企業資源培養學生的工程實踐能力[5]。

我國高校也在積極探索工程教育實踐教學的改革，如福州大學在2012年推出“大學生科研訓練計劃”項目改革，搭建“三螺旋（大學、產業、政府）”創新平臺[6]；廈門理工學院秉持“以學生為本，為產業服務”的辦學理念，構建“以就業需求和素質養成為導向的實踐性、創新型人才培養體系”。在網絡工程專業方向，提出“學習產出驅動整個課程活動和學生學習產出評價的結構與系統”[7]。當前，越來越多的國內高校提出“創新人才培養模式”，以提高實踐能力為重點，探索與政府、科研院所、行業企業聯合培養人才模式以及強化實踐育人環節，大力加強實驗、實習、實訓和畢業設計(論文)等實踐教學環節的教學改革。

3 網絡工程專業實踐教學現狀及存在問題

近年來，隨著互聯網+、云計算、大數據、網絡空間安全、物聯網等新興技術的不斷推出，長沙理工大學的網絡工程專業人才培養已經跟不上社會、技術和產業的發展，尤其是實踐環節的培養與社會存在脫節現象。目前本專業實踐教學在內容、方法、資源保障、師資力量等方面均存在亟須解決的問題，主要體現在幾個方面。

1）實踐與理論脫節。

為了能夠適應社會需求，長沙理工大學最近3年新增設多門專業課程，如云計算、大數據分析、物聯網開發技術等。但現在學院還難以滿足新開課程實驗、實訓場地、設備等資源要求，尤為突出的是無法開展大規模新開課程專業綜合能力實踐教學。

2）辦學特色不鮮明。

前幾年，網絡工程專業的方向定位是網絡互聯、網絡管理與維護、網絡編程3個方向。但隨著近幾年網絡技術的發展，系部經過討論，將專業方向調整為網絡安全與物聯網兩個方向。專業方向雖然進行了調整，但專業課設置，專業實踐內容調整還沒有完全到位，很多的課程內容還沿襲前面3個方向的內容，學生選課也沒有根據專業方向進行區分選課，導致學生認為網絡工程專業跟計算機科學與技術專業區別不明顯，專業特色優勢未凸顯。

3）師資力量工程實踐經驗不足。

長沙理工大學網絡工程現有專業教師16人，教師普遍缺乏企業工作經驗，難以培養出企業所需求的工程實踐能力強的畢業生。

4 實踐教學模式改革

4.1 校內實踐教學

堅持以強化學生工程應用能力的培養為主線，構建“三層次、兩測試、三結合”的實踐教學體系，強化學生實踐能力培養。按照基礎訓練、提高訓練、綜合訓練3個層次，OJ（online judge）測試和CCF測試，“校內—科創—校外”三結合的原則，建設實踐教學體系和實踐平臺。

1）梳理課程知識體系，提高專業課程實踐比例，增設工程性實踐類課。

在新修訂的培養方案中，新增程序設計、算法與數據結構（一）—（三）實驗，物聯網開發技術實驗，網絡互聯技術實驗；計算機網絡、網絡互聯技術、數字電路與邏輯設計、網絡安全等原課內實驗改為專門實驗課程。每門實驗課教師都豐富了實踐教學資源，公開提供給學生和教師使用。

2）開展多樣化的實踐教學模式。

根據專業教育認證要求，重新定位各課程的培養目標，有針對性地進行實踐教學。設計多層次多類型的教學實驗，如課程實驗、課程設計、綜合實訓、專業實習等。

引入“翻轉課堂”教學手段，針對網絡工程專業學生編程動手能力差的問題，全面參與學院組織的“面向應用問題求解”課程群建設。該課程群課程由C語言、C++、數據結構、算法等多門課程演變而來，課程環節由學生提前預習、課堂教學、OJ演訓、課堂在線考試、工程作業等環節構成，使學生學習過程完成從“老師教”到“自主學”的徹底轉變。

引入“項目驅動”教學，本學科的一些核心課程要求每一位學生必須獨立完成課程項目訓練。老師結合自身科研、學科發展、企業工程項目，讓學生將多門專業課程知識融合起來，真正做到學以致用，如學生結合RFID技術、Java Web技術完成基于RFID自動泊車系統項目。

通過平時強化訓練，學生的動手能力得到大幅提高，在參加2016、2017年全國CCF程序設計和ACM大賽時都取得了很好的成績。

3）建立基于云平臺的開放式虛擬仿真實踐教學平臺。

本學科現建有網絡管理、網絡安全與測試、物聯網專業實驗室，這些實驗室承擔了大部分專業課程實驗，平時對學生開放較少，且實驗設備、實驗資源已顯陳舊。

2015年，學院利用中央省部共建實驗室資金，建立了全國高校領先的云計算實驗中心。為解決現有實驗資源緊缺，實驗設備落后問題，本專業充分利用學院云計算中心條件，構建了基于云平臺的虛擬仿真實驗中心。現在計算機網絡原理、云計算、無線網絡、Linux編程技術等10多門專業核心課程實驗資源都已上線運行。該中心實現了資源共享、訪問便捷、資源更新方便、資源有效利用，學生平時可隨時隨地登錄虛擬仿真中心，下載相關資源，進行學習、實驗。

4）加強專業實踐教學隊伍建設。

為了建立“雙師型”教師培養體系，創新院校與企業聯合培養人才的機制。首先，讓企業參與課程體系建設，一定比例的實踐類課程由企業工程師任教或讓學生在企業內實踐學習，構建與認證制度相適應的課程教學體系，如物聯網課程設計委托北京崚陽科技公司工程師進行指導。其次，利用校企合作資源，每年選派一些教師到企業接受工程師培訓，參加企業工程師認證考試；定期邀請企業優秀工程師到學院進行交流學習。

5）構建完善的反饋機制。

工程教育對專業質量是“閉環”控制，通過教學反饋，持續改進教學質量。本學科通過利用云中心數據和學生反饋意見，評價實踐教學效果，促進教師反思，從而使實踐教學能真正落到實處；通過與企業深度合作，及時了解企業對實踐環節新要求、新特點，及時調整實踐教學內容、教學方法，達到持續改進目的。

4.2 校企合作實踐教學

產學研相結合的人才培養，是工程教育體系的一個重要環節。為了加強與企業的合作，本學科近年來開展了多種形式的校企合作模式，利用企業資源改善工程教育環境；選派教師到企業培訓、選聘優秀的企業工程師為校外導師，并整合和優化現有的教學資源；加強與企業的深度合作，拓展校外的工程教育資源。

（1）利用國內外一流企業資源和經費支持，建立聯合實驗室，如跟亞馬遜公司合作建立“亞馬遜華中地區大數據項目孵化實驗室”。學院跟企業共同探索學科發展方向，打造學科團隊，參與企業和政府科研項目研究，培養學科高端人才。

（2）構建“專業共建、課程共擔、教材共編、師資共訓、基地共享、人才共育”的校企合作人才培養體系，與一流企業合作共建網絡學院，如華為ICT網絡學院、中興通信智慧城市學院等合作學院。

（3）與相關行業建立校企合作產業戰略聯盟，拓寬校外實習實訓合作基地。近年來，學校先后與湖南省物聯網產業協會、集成電路設計與應用產業技術創新戰略聯盟等建立合作關系，與湖南省物聯網產業協會的幾十家企業合作，為本專業學生實習、實訓、人才培養和就業建立長效、穩定的基地。

（4）與企業共建大學生創新創業平臺，打造人才培養高地，如跟北京創新工廠合作，建立創新創業工場，整合學院、企業等資源，形成大學生創新創業實踐平臺。該平臺每年全額資助5～10項大學生科技創新創業項目，也積極為大學生創新創業研發、生產、經營提供場地資源。通過校企合作，共同培育優質項目，參加全國“互聯網+”、物聯網大賽，激發學生專業熱情、提升團隊合作精神。2017年，培育的項目參加了全國物聯網大賽，且獲得全國一等獎。

4.3 改革效果

在工程教育認證背景下，長沙理工大學網絡工程專業建立了“以學生能力培養”為目標，“學習產出”為導向的培養體系。該專業從2003年開始招生，現每年招生2個專業班，70余人。學院嚴格按照《高等學校網絡工程專業規范》執行培養方案編寫、實踐教學環節設置、實習基地建設、師資力量建設等，經過10多年專業建設，取得了一定的成績。學生的培養質量不斷提高的同時，學生的實踐動手能力得到大大增強，參加各類比賽，如CCF程序設計、ACM大賽、物聯網大賽、網絡安全大賽等，獲獎數量越來越多、級別越來越高。畢業學生的就業率和就業單位檔次逐步上升，2017屆畢業生就業率達到100%，就業單位包括BAT企業。

5 結 語

網絡工程專業實踐教學模式改革的效果說明了改革的有效性和必要性，未來，網絡工程專業應以技術、社會、市場和產業發展對人才規格的需求為落腳點，不斷完善和修改課程體系和實踐教學環節；注重過程監控并對每一個培養環節進行評估反饋和對反饋問題及時改進，通過專業實踐課程改革和人才培養機制創新，不斷提升學生創新、創業和就業能力。