新工科背景下計算機網絡專業改革策略研究

章惠 王凱

摘要：為了適應技術的發展、新工科對傳統專業的改革要求和傳統網絡專業就業崗位減少的情況，文章在分析云計算、物聯網、網絡安全和Web前端等和網絡相關的新技術新崗位的基礎上，提出在傳統網絡專業課程體系基礎上增加相關課程、調整課程體系以適應新技術發展，為網絡專業增設上述專業方向。為傳統網絡專業在新工科背景下改革發展提供了思路。

關鍵詞：新工科;專業建設;計算機網絡專業;云計算;物聯網;網絡安全; Web前端

中圖分類號：TP393.1? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）14-0153-02

1 引言

面對21世紀新一輪的科技革命和產業變革所提出的新機遇和新挑戰，2017年開始，教育部積極推進新工科建設，先后形成了新工科建設的“復旦共識”“天大行動”“北京指南”，從國家視角、全球視野和未來角度，提煉新工科人才培養的核心目標，提出了我國工程高等教育發展的新理念和新思路。新工科建設中涉及的大數據、云計算、物聯網、人工智能等新技術，均與計算機網絡專業有關聯。在時代驅動下，勢必要督促計算機網絡專業開展新的變革，根據新產業對網絡工程科技人才的需求狀況，將原來的專業要求和高新技術進行融合，探索出傳統的計算機網絡專業改造升級的策略方法和實施途徑。

2傳統網絡專業就業現狀

傳統計算機網絡專業的培養目標主要定位于網絡管理與運維，培養的學生可以從事企業網絡的構建與日常管理工作，比如中小型企業的網絡架構、設備選型及配置、網絡運維管理等工作。隨著云計算技術的誕生及日益推廣，很多企業不再需要專職的網絡管理人才，也不需要企業內部人員去配置路由器和交換機等網絡設備，而是將此項業務通過云端托管。另外，隨著人工智能技術逐步應用到計算機網絡，網絡管理的自動化程度也越來越高。各類自動化網絡運維平臺和工具，大大提高了IT運維管理的效率，但是也很大程度縮減了企業對傳統網絡運維人才的就業需求。傳統計算機網絡專業畢業的學生越來越難找到專業對口的工作，不能學以致用。很多院校針對這種情況，也在積極探索傳統網絡專業的改革之路，通過對社會當前網絡技術人才的需求調研，結合原來的專業特色，努力開拓或者調整專業的培養方向。

3 傳統計算機網絡專業的改革思考

第三次信息化產業發展的浪潮，給傳統計算機網絡專業既帶來了挑戰，同時也賦予了機遇。《新工科研究與實踐項目指南》指出要研究傳統工科專業多學科交叉復合改造的途徑與方式;面向人工智能、大數據、云計算、物聯網等新技術，研究基于現有工科專業改造升級的新方向、新領域，逐步形成新的課程體系。根據計算機網絡專業自身的特點，將新技術與傳統專業的知識、能力、素質要求進行深度融合，更新課程體系和教學內容。結合技術發展的現狀，擬從云計算、物聯網應用、網絡安全和Web前端開發四個方向上進行計算機網絡專業改革升級的探索。

3.1 云計算技術與應用方向

云計算技術是在計算機網絡技術基礎上引入了虛擬化概念，以互聯網為中心，在網站上提供快速且安全的云計算服務與數據存儲，讓每一個使用互聯網的人都可以使用網絡上的龐大計算資源與數據中心。自從2006年，Google首席執行官埃里克·施密特（Eric Schmidt）在搜索引擎大會上首次提出“云計算”（Cloud Computing）的概念之后，“云計算”已經成為計算機領域最為關注的話題之一，它改變了社會的工作方式以及商業模式，越來越多的企業不再配備內部的IT和網絡方面的專業技術人員，而是選擇由云服務提供商為企業搭建所有網絡基礎設施及軟件、硬件運作平臺，并負責所有的實施、管理及維護等服務。隨著云計算的蓬勃發展，這個行業也需要越來越多的云計算人才。云計算人才的就業方向包括電信運營商、電信設備商、移動終端商、互聯網、電子商務企業等。

云計算技術與應用專業方向可以整合原來計算機網絡專業的部分課程，包括計算機網絡基礎、計算機編程基礎、數據庫技術、網絡操作系統等，新增的云計算技術方面的課程主要為三個模塊，分別是云計算部署與架構、云計算管理與運維和云計算應用開發與服務。

開設的課程有IaaS云平臺部署與管理、PaaS云平臺部署與管理、云數據中心構建與運維、虛擬化平臺部署與管理、網絡設備的配置與管理、Linux shell編程等。云計算環境下，要求學生掌握更高層次的企業運維管理技術，比如掌握自動化運維技術及構建企業自動化運維體系，因此還需要增加計算機網絡中的Linux Shell編程、系統優化、操作系統安全方面的知識和技能。

3.2 物聯網應用技術方向

物聯網技術是信息科技產業第三次革命中重要的一個新技術。目標是將任何物體與網絡相連接，實現智能化的識別、定位、跟蹤、監督等功能。目前，國際標準組織ISO/IECJTC1已經正式通過了由中國技術專家牽頭提交的物聯網參考架構國際標準項目，我國掌握了物聯網國際標準的最高話語權。物聯網產業需求及應用領域非常廣泛。比如智能交通、智能物流、智能電網、智能能源、智能醫療、智慧環保、智能安防、智能家居等方面都有較大的人才需求，物聯網人才處于供不應求的狀態，其需求具有緊迫性和稀缺性。

傳統的計算機網絡專業已經包括了大部分的物聯網的基礎課程，如果原來課程體系中還包含嵌入式等相關課程的話，開設物聯網應用技術方向是比較好的選擇。物聯網典型體系架構分為三層，自下而上分別是感知層、網絡層和應用層。物聯網應用技術專業核心課程也是圍繞這三層規劃的。感知層主要通過射頻識別、傳感器、二維碼、GPS衛星定位等技術完成物體信息的采集，需要增設的專業課程有傳感器應用與檢測、RFID技術應用與實踐、嵌入式系統應用等課程;網絡層主要通過無線網絡（傳感器網絡、短距網絡等）和移動通信網絡分發和共享物體信息，這部分和原來的網絡專業結合緊密，除了傳統的計算機網絡技術之外，只需在無線網絡方面增加課程內容的比重，比如開設“無線傳感器網絡及應用”“短距離無線技術應用”;應用層的任務是分析和處理采集來的物體信息，實現智能化控制，主要增設編程類和數據庫技術方面的課程，比如Java、Python、MySQL等課程，這樣學生可以從事物聯網系統的二次開發、集成測試、操作維護等工作。

3.3 計算機網絡安全技術方向

隨著網絡的飛速發展，人們越來越意識到網絡和信息安全的重要性。無論是傳統的計算機網絡的設備安全，還是云計算、物聯網等新技術中的設備安全和數據安全，都是網絡技術人才迫切需要關注的領域。網絡安全技術已經成為國家安全的重要組成部分。我國網絡安全產業在開發、管理和應用方面急需大量的專業技術人才。同時，人工智能技術在網絡和信息安全領域的應用日趨廣泛和成熟，已經應用于入侵檢測技術、防火墻技術、垃圾郵件處理等方面。比如，利用機器學習算法進行數據分析，提前預判系統的安全漏洞和異常行為，能夠有效保障用戶系統的安全。

因此，計算機網絡安全技術方向除了掌握傳統的計算機網絡技術之外，需要增加兩個方面的內容，一是增加網絡和信息安全方面的課程，二是增加人工智能在網絡和信息安全應用的課程。主要課程包括滲透測試、數據安全與恢復、入侵檢測與防范技術、網絡攻擊與防護、Web安全漏洞分析、機器學習等。畢業生可以從事信息安全工程師、安全測試工程師等工作，可以為企業建立安全防護系統、部署安全監控機制、對未知的安全威脅進行預警和追蹤、設計和實施安全產品系統測試方案等。

3.4 Web前端開發技術方向

Web前端開發是互聯網進入Web2.0時代之后從網頁制作演變而來的。現在的網頁承載各種富媒體和軟件化的交互形式，可以給用戶更好的使用體驗。近年來這項技術在國內乃至國外都開始受到了重視，各大網站平臺和各種規模的IT企業對自己的網站進行了重構。Web前端開發師的社會需求激增。2019年，在教育部制定的《關于在院校實施“學歷證書+若干職業技能等級證書”制度試點方案》中，“1+X” Web前端開發職業技能等級證書建設作為首批實施的項目。Web前端設計師是一個很新的職業，不僅需要掌握Web前端開發關鍵技術，還需要對網絡基礎、操作系統、服務器、數據庫等知識有深入的了解，需要掌握的技能比較多。

Web前端開發技術作為傳統計算機網絡專業的升級方向也是合適的選擇。需要的網絡基礎知識和技能都涵蓋在傳統網絡專業的課程體系中，只需要增強Web前端開發的相關課程，可以參考“1+X”前端開發職業技能認定。傳統的網絡專業一般都有網頁設計與制作、Web應用程序開發（Java/JavaScript）等相關課程，在此基礎上，增加MySQL數據庫技術、JavaScript程序設計、Web前后端交換技術、PHP技術與應用、響應式開發技術、網站項目實踐等課程。

4 結語

綜上所述，計算機網絡專業可以從四個方向進行改革，如圖1所示。傳統課程根據情況進行調整，除了新增專業課程，原來的有些內容需要增強，比如云計算技術與應用方向增加Linux課程的深度、物聯網應用技術方向增加網絡通信協議課程的比重。而有些課程內容不同程度地減少，比如減少C程序設計的學分，增加Python相關課程;交換與路由技術等設備配置的課程在一些策略方向上可以替換為其他課程。

傳統的計算機網絡專業轉型和升級迫在眉睫。《新工科研究與實踐項目指南》中提出，需要建立體現多學科交叉融合的人才培養模式。在這種理念指導下，傳統的網絡專業可以參考文中的四個轉型方向，結合自身的專業基礎和發展目標，實施科學的教學改革，以滿足社會對于“新工科”工程科技人才的需求。在人才培養模式中，還需要注重對學生工程思維的培養，可以依托校企合作引入工程項目，融入平常的教學中，增強學生對于工程意識、實施和掌控的能力。另外，人工智能技術已經走進我們生活的方方面面，和很多學科領域進行了深度融合，比如在網絡安全方面，機器學習的應用非常廣泛，包括在物聯網入侵檢測系統中也發揮了很大的作用。因此，計算機網絡專業有必要開設人工智能通識課，開闊學生的視野，認識到人工智能技術的重要性，掌握人工智能的基本知識和方法，為今后的學習和工作打下基礎。

參考文獻：

[1] 沈廣東.物聯網技術下計算機網絡工程專業建設探討[J].電腦迷，2016（6）：126-127.

[2] 林健.面向未來的中國新工科建設[J].清華大學教育研究，2017，38（2）：26-35.

[3] 王振東，張林，李大海.基于機器學習的物聯網入侵檢測系統綜述[J].計算機工程與應用，2021，57（4）：18-27.

[4] 沈衛文.“云物大智”時代高職院校計算機網絡技術專業發展的思考[J].武漢交通職業學院學報，2019，21（1）：83-87.

[5] 歸奕紅，劉寧.計算機網絡專業復合型技能人才培養實踐研究——以柳州職業技術學院為例[J].柳州職業技術學院學報，2020，20（5）：40-42.

[6] 羅瀟.大數據時代人工智能在計算機網絡技術中的應用研究[J].現代工業經濟和信息化，2020，10（12）：97-98.

[7] 林穗.面向新工科的網絡工程專業課程體系優化[J].現代計算機，2020（23）：59-61，65.

[8] 李嘉明，李慧芬.新工科背景下網絡工程專業教學改革探索[J]. 電腦知識與技術，2020，16（7）：124-125.

[9] 王賽嬌.新工科理念下成人教育多學科交叉融合的專業改革探究——以計算機網絡技術專業為例[J].中國教育信息化，2019（21）：76-79.

[10] 蔣宗禮.新工科建設背景下的計算機類專業改革[J].中國大學教學，2017（8）：34-39.

[11] 楊林海.新工科背景下網絡工程專業改革探討[J].知識經濟，2019（13）：168-169.

[12] 高文超，劉康，張國英，等.計算機本科專業《人工智能》課程教學探討[J].軟件導刊，2016，15（3）：183-185.

收稿日期：2021-06-09

基金項目：“工業互聯網高職高專人才培養體系研究”項目（ZJS20200820）;“上海出版印刷高等專科學校高等教育研究所人工智能與高等教育融合與發展研究——以計算機網絡專業改革為例”項目（GJYJ-2020-02）。

作者簡介：章惠（1974—），女，碩士，上海出版印刷高等專科學校副教授，研究方向為計算機網絡技術;王凱（1973—），男，高級工程師、上海出版印刷高等專科學校教師、上海理工大學碩士生導師，研究方向為工業物聯網。