时间:2022-02-21 09:14:44
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇网络工程专业,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:网络工程;TCP/IP协议;课程建设;教学改革
文章编号:1672-5913(2013)14-0042-04 中图分类号:G642
TCP/IP协议是高校计算机网络工程专业的专业基础课,是计算机网络学科领域和网络工程专业人才应具备的理论基础,在网络工程专业课程体系中处于重要地位。该课程是高级路由与交换、网络性能测试与分析、网络通信程序设计、网络信息安全等课程的前导课程,如果学习不好会直接影响网络工程专业学生学习后续专业课的兴趣和信心,从而影响整个课程体系的教学质量。然而,TCP/IP协议课程内容以各类通信协议为主,教学过程中容易出现以下问题:学生感到内容抽象和枯燥,似懂非懂、不好理解;网络技术的飞速发展易使理论与实际脱节,学生以为在实际工作中用处不大;实验环节设计不够合理,难以发挥应有作用。笔者针对长春大学计算机科学技术学院网络工程专业多年来在TCP/IP协议课程的建设和教学改革过程中积累的一些微薄经验加以总结,供广大教师同行切磋探讨。
1 课程定位与目标
TCP/IP协议是网络工程专业的一门专业基础课,而且是必修课,是在本专业学生已有的计算机网络知识基础上进一步学习研究互联网的核心技术,以提高和加深学生的理论深度和实践水平。通过该课程的教学,教师引导学生逐步理解因特网的网络体系结构――事实上的国际标准TCP/IP,理解多个异构物理网络如何能够互连在一起,互连网络协议如何协调工作,应用程序如何使用互连网络系统,数据如何从一个应用进程传输到另一个应用进程。学生可以了解到Intemet的许多技术细节和前沿热点,掌握TCP/IP协议族的结构,掌握TCP/IP协议族中各子协议的结构和功能,重点掌握ARP协议、IP协议、UDP协议和TCP协议等相关理论知识。该课程的学习将为下一步的专业学习和计算机网络相关的应用、设计和开发工作打下必要且坚实的基础。
2 课程建设与改革探索
2.1 教学内容规划及教材的选用
按照TCP/IP协议课程的定位与目标,依据教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会编写的《高等学校网络工程专业规范(试行)》,结合长春大学培养应用型本科网络工程专业人才的定位和学生的实际情况,将该课程规划为48学时,其中理论课38学时,实验课10学时。该课程是网络工程专业学生在学完计算机网络课程后进一步深入学习和掌握计算机网络理论的进阶课程,主要内容包括底层物理网络技术、ARP协议、IPv4编址技术、IP辅助协议、单播路由选择协议、UDP协议、TCP协议、SCTP协议、应用层协议和IPv6相关协议等。教材选用的是清华大学出版的《TCP/IP协议族(第4版)》,由Behrouz A.Forouzan著,王海、张娟等译。该教材为世界著名的计算机经典教材,曾荣获“第八届全国高校出版社优秀畅销书一等奖”。该教材大量运用图文并茂的方法讲述技术性很强的内容,重点突出、实例丰富。我们从该教材第二版开始使用一直到目前的第四版,效果较好。该课程的具体理论课讲授学时规划如下:
(1)引言(概论)部分占2学时,主要讲授Intemet简史、协议和标准、因特网标准、因特网管理机构,适当扩展一些互联网的前沿和热点技术以激发学生对该课程的兴趣,使学生了解Intemet历史,理解并掌握协议和标准概念,了解标准创建委员会,掌握RFC的成熟度。
(2)OSI模型和TCP/IP协议族部分占2学时,主要讲授OSI模型、TCP/IP协议族,使学生掌握数据通信和组网中多层结构的思想以及层与层之间的相互关系,掌握OSI模型中每一层的功能,掌握TCP/IP协议族与OSI模型的差异和特点。
(3)底层技术部分占2学时,主要讲授有线局域网技术、无线局域网技术、广域网技术和常用互连设备,使学生掌握有线局域网中占主导地位的以太网技术理论知识,包括传统以太网、快速以太网等,了解无线局域网技术、蓝牙技术、点到点广域网技术。
(4)IP编址部分占4学时,主要讲授IP编址的方法、地址的种类、分类地址、分类地址互联网划分实例、划分子网的方法、无分类编址、构成超网的方法,使学生理解IPv4编址思想以及如何在分类编址中实现,掌握分类结构中的划分子网的方法以及构造超网和无分类编址方法。
(5)IP分组交付和路由选择部分占2学时,主要讲授面向连接和无连接、直接交付与间接交付、路由选择的类型,使学生理解面向连接和无连接的区别,直接交付与间接交付的区别,掌握路由器结构和路由选择的类型。
(6)网际协议(IPv4)部分占4学时,主要讲授IP数据报首部、分片、选项、检验和IP软件包设计,使学生理解IP协议的总体思想,掌握IP数据报的一般格式、首部中各个字段的名称和意义,掌握IP数据报的分片和重装,理解IP数据报首部中检验和计算方法以及IP协议软件设计算法。
(7)地址解析协议(ARP)部分占2学时,主要讲授地址映射、ARP协议、ATMARP、ARP软件包设计,使学生掌握ARP的基本原理、ARP数据包格式和各字段意义、了解ARP存在的问题和缺陷、了解RARP的用途。
(8)网际控制报文协议(ICMP)部分占2学时,主要讲授ICMP报文类型、ICMP报文格式、排错工具的原理和用法、ICMP软件包设计原理,使学生掌握ICMP报文的分类及格式、Ping和Traceroute的用法和工作原理,理解ICMP协议软件设计思路。
(9)移动IP部分占2学时,该节内容较新,主要讲授移动IP编址、归属、外地、移动主机通信的3个阶段、移动IP的低效率,使学生了解移动IP通信的相关基础、存在的问题与解决方案。
(10)用户数据报协议(UDP)部分占2学时,主要讲授UDP用户数据报、UDP的服务和应用、UDP软件包设计算法,使学生掌握UDP报文格式及各字段意义,了解检验和的基本概念和计算方法、UDP协议软件实现思路。
(11)传输控制协议(TCP)占6学时,主要讲授TCP服务类型与特点、TCP报文段首部格式、连接控制、流量控制、差错控制、拥塞控制、TCP软件包设计思路,介绍流控制传输协议SCTP,使学生掌握TCP的报文格式,理解TCP的服务类型、滑动窗口的概念、流量控制和差错控制的方法、TCP的传输机制、TCP协议软件实现思路,了解SCTP协议。
(12)单播路由协议部分占2学时,主要讲授RIP、OSPF和BGP,使学生理解自治系统的概念,掌握距离向量和链路状态路由选择协议特点,重点掌握RIP、OSPF、BGP的原理及应用。
(13)应用层协议部分占4学时,主要讲授客户一服务器范式、DHCP、域名系统DNS、远程登录、文件传送协议、万维网、电子邮件、网络管理SNMP等应用层协议,使学生理解常用应用层协议的基本原理和用途。
(14)IPv6协议部分占2学时,主要讲授IPv6编址、分组格式、IPv4到IPv6的过渡技术,使学生掌握IPv6地址记法、3种地址类型、过渡技术,了解IPv6分组格式和优越性。
教学内容以大纲和教材为基础,适当结合和扩充一些较新的技术热点,尽量做到理论联系实际。学生普遍认为课程内容设置较合理,易于理解和接受,对该课程的学习兴趣较高。
2.2 实验内容的设计
经过多年的实践与改进,目前长春大学计算机科学技术学院TCP/IP协议课程共规划了5个实验(10学时),分别为IP协议分析、ARP地址解析协议分析、ICMP协议分析与应用、UDP用户数据报协议分析、TCP传输控制协议分析。每个实验都包括基础实验、进阶实验、思考、创新设计4个环节,主要内容见表1。
实验课内容由TCP/IP协议课程组教师精心组织和设计,已充分考虑到课程的重、难点以及后续课程学习的需求。实验目的要保证清晰明确,这对学生做实验至关重要。实验内容分为基础和进阶两段,好处是基础实验操作简单,容易实现,增进了一些基础较差学生的信心与兴趣,更方便进一步在其基础上完成进阶实验内容。每个实验都设置了几个让学生思考的问题,使学生发现不足、开拓思路。完成以上几项内容,该实验目的就基本达到。创新设计环节则是对学生提出的更高要求,对学生理论联系实际、创新和学以致用提供了发挥空间。该实验规划考虑到了不同层次的学生情况,从实验课指导和实验报告提交情况来看也基本达到了课程组的预期目标。
2.3 教学团队建设
优秀的课程和实验资源离不开教师的讲授,课程建设与改革需要建设一支高水平的教学团队。TCP/IP协议课程教学团队由5名教师组成,是一支长期从事本课程及相关课程教学的“双师型”队伍(取得了如CCNA、RCNA、CCNP等业界著名的网络厂商认证)。职称结构为副教授2人、讲师3人,学历结构为博士1人、硕士4人。团队成员都是中青年教师,接受和更新知识能力强,经常参加各种技术培训与学术交流,参与企业公司的网络工程项目和实验室建设,具备扎实的理论基础和丰富的工程经验,在教学过程中对重点把握到位,理论与实践融会贯通。课程组还定期召开教学研讨会,交流在课程讲授过程中的心得和问题;每学期都组织互听课,相互学习并指出不足。教学团队成员的讲课水平不断提高,在学生评教测评中成绩突出,深受学生欢迎。近几年来课程组成员承担和完成各级教学质量工程项目9项,其中省级5项、校级4项,公开发表教学论文7篇,建设省级优秀课一门,并荣获2012年校级优秀教学团队称号。
2.4 教学方法与教学管理的改进
教学团队业务水平进步的同时,教学方法和教学管理也应不断地改进,先进的教学方法与科学的教学管理必然获得更好的教学效果。本文主要就以下方面进行探讨。
(1)发挥多媒体优势,扬长避短。现在多媒体授课已经在高校普及,多媒体课件图文并茂、信息量大,但是也有弊端。在多媒体教室授课的教师很难离开控制台,一边讲课一边控制电脑的过程容易忽略与学生的交流,一些形象的肢体语言也无暇表达。很多学生感觉教师缺少了传统黑板讲课的潇洒。教师使用有无线翻页功能的激光笔就可以基本解决这个问题。这样教师可以走下控制台,来到学生中间,无形中便拉近了与学生的距离,教师与学生更容易交互和沟通,课堂气氛会更加轻松融洽。制作课件时,能用动画演示的尽量不用图,能用图表达的尽量不用文字。比如讲解数据从一台计算机的进程传送到另一台计算机进程时,用动画的形式来演示一下会更容易理解。
(2)用好Wffeshark和Packet Racer工具辅助教学。TCPdP协议课程中有大量的协议,协议数据单元到底是什么样子?单纯靠语言讲述效果是有限的。若利用协议分析工具Wireshark现场抓包、现场分析,讲解效果会直观且容易理解。Packet Tracer是由Cisco公司的一个辅助学习工具,除了模拟设计、配置网络环境外,还可以提供数据包在网络中行进的详细处理过程,观察网络实时运行情况。例如在讲授路由选择协议时,可以利用Packet Tracer清晰地观察到路由信息传递和学习的过程。还可以模拟跟踪网络报文经过路由器和交换机之后各个字段所发生的变化。在本课程教学中用好这两样工具可以起到事半功倍的效果,学生学会使用这两样工具在实验和实际工作中也大有用途。
(3)加强与学生的课后交流。虽然现在提倡启发式教学,鼓励学生积极参与教学,但是课堂时间毕竟有限,课程任务要完成还是以教师讲授为主,不可能所有学生都有机会参与,所以要多利用网络资源不受时间地点限制的优势,如使用QQ群进行课程讨论、为学生答疑,这样所有的学生都能看到,从而避免了重复解答同类问题,提高效率。
(4)注重过程化教学管理,改革考核制度。改变以往全靠期末考试定成绩的办法,根据长春大学计算机科学技术学院制订的“课程过程考核制度管理办法”,提出过程与能力有机结合的考核体系,加大学生课堂讨论和发言表现、课后作业质量、实验质量、课堂测验所占总成绩的比重,全面考核学生的知识、能力和综合素质,增强学生学习自觉性和主动性。
3 结语
经过多年对TCP/IP协议课程的建设与改革研究,该课程的教学和实验内容不断改进,教学资源不断丰富,教学团队也在课程建设和教学改革中不断进步和成长,可谓硕果累累。网络工程专业的实践性很强,我们的课程教学也应更加紧密结合实际,紧跟因特网的发展步伐,不断改革创新,为社会培养更多高质量的网络工程应用型人才。
参考文献:
[1]教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会,高等学校网络工程专业规范(试行)[M],北京:高等教育出版社,2012
[2]ForouzanBA,TCP/IP协议族[M],4版,王海,张娟,等,译,北京:清华大学出版,2011:3-4
1)、网络工程人才社会需求的减少前几年,随着计算机网络应用的迅速推广,越来越多的企业开始组建自己的企业网络,社会对网络组建、网络管理和维护人才有较多的需求。但是目前,随着这个市场的饱和,在这一轮人才需求周期内,对网络工程人才的需求已经呈下降趋势。
2)、网络工程人才技术需求的增加随着计算机技术的普及,计算机技术相关人才已经从以前的“高、大、上”变为普通的技术人员,用人单位对人才的技术要求越来越高,传统的网络工程专业所学的知识越来越不能满足社会的需求。尤其是目前新兴技术层出不穷,移动搜索、物联网技术、云计算、大数据等已经成为了研究热点。而大多数的培养方案在制定时没有考虑到新技术。网络工程专业的发展要紧跟经济社会的发展,适应人才培养专业模式、层次水平、知识和技能的需求变化。
3)、毕业生实际工作经验的缺乏网络工程是一门实践性很强的专业,学生虽然在学校学习了一些专业技术知识,但是缺乏企业实际生产环境相关的实践经验。学了相关知识,但是在实际生产环境中却不会使用,不能满足用人单位的需求。
4)、转型环境下,兄弟院校相关专业的压力在目前中国高校改革转型时期,越来越多的高校开始重视并启动转型的相关改革。在这股大潮下,我校网络工程专业面临着兄弟院校激烈的竞争压力,专业改革势在必行,如逆水行舟,不进则退。
2可采取的办法
网络工程专业的改革,主要包括以下4个方面,如图1所示。
1)、在充分调研的基础上,调整专业培养目标、培养计划、课程设置,使其紧跟经济社会的发展,紧跟用人单位对人才的需求。为了能够充分了解市场对网络工程毕业生的专业需求,我们主要从三个方面进行调研。
(1)充分利用互联网资源,从智联招聘、前程无忧、中华英才网等多家招聘网站搜集适合网络工程专业毕业生从事的岗位,对岗位技术需求进行汇总分析,按照必须掌握的知识、熟悉的知识、需要了解的知识三方面对课程进行分类,重新划分课程重点。
(2)在北上广选择数家中型的IT企业,进行实地考察,和企业IT部门负责人座谈,获取用人单位对网络工程专业毕业生的技术期望,调整课程内容。
(3)和目前工作在IT行业往届网络工程毕专业业生联系,很多毕业生目前已经是所在企业的技术骨干,请他们对网络工程专业课程改革献计献策。
2)、积极开展校企联合,让企业专家走进学校,让学生走进企业开展卓有成效的实习。请企业专家定期走进课堂,进行技术讲座,甚至可以开设相关课程。同时也让学生到不同的企业进行实习,但一定要事先设计好实习方案,确保让学生能够学到实践经验,而不是到企业“端茶倒水”。
3)、积极拓展毕业生就业渠道,学校主动走出去,为毕业生拓展更多的就业渠道。可考虑成立专门的毕业生就业中心,专人负责搜集信息,和企业沟通,并积极引导学生对预应聘的岗位的技术需求事先进行针对性的自学,力争最大化符合企业要求。
4)、认真开展教师培训,让教师更多地学习新知识、新技术。IT技术日新月异,如果教师不能了解新的知识和技术,学生就更无从获知了。要求教师每学期必须学习研究一门新的知识或技术,并在课堂上融汇到所讲授的课程里。
3总结
摘要:分析比较网络工程专业和物联网专业人才素质、能力和知识结构,提出网络工程专业设置物联网方向的方法,一是在原有课程中
>> 网络工程专业下物联网技术及应用方向课程设置研究 网络工程专业网络安全与管理方向课程体系研究 网络工程专业安全方向的课程设置 基于“互联网+”时代网络工程专业的教学改革研究 网络工程专业嵌入式课程双主动教学改革研究 网络工程专业《大学物理》课程教学改革研究 网络工程专业课程与教学内容体系改革研究 网络工程专业方向设置与专业能力构成研究 高职物联网专业方向与课程体系研究 互联网+时代网络工程专业实践教学改革探索 网络工程专业的方向性建设 网络工程专业网络信息安全课程教学改革探索 高职计算机网络技术专业物联网方向课程体系研究 网络工程专业网络程序设计课程探讨 基于“互联网+应用”的应用型本科网络工程专业课程体系建设研究 基于物联网方向的嵌入式系统工程专业课程体系构建研究 网络工程专业“四实一体”递进式教学改革研究 面向社会需求的网络工程专业教学模式改革研究 地方应用型本科网络工程专业实践教学改革研究 网络工程专业培养目标与课程体系的研究和实践 常见问题解答 当前所在位置:l
Study on Curriculum Reform of Network Engineering in Internet of Things Professional Direction
JIANG Lalin, WANG Jing, XU Weihong
(School of Computer and Communication Engineering, Changsha University of Science and Technology , Changsha 410004, China)
Abstract: Comparing and analyzing the professional quality, ability and knowledge structure of network engineering and Internet of things, this paper presented ways about how to establish network engineering in Internet of Things professional direction. One is to increase new knowledge points about Internet of things in original curriculum, the other is to increase new curriculum about Internet of things. This paper provided specific knowledge points and new curriculum. It provides a reference for professional similar to Internet of things to establish Internet of things professional direction.
Key words: network engineering; Internet of things; curriculum
关键词:网络工程专业;专业建设;课程建设;计算机网络
中图分类号:G642 文献标识码:A
1引言
网络工程专业知识领域的特点:知识结构涉及计算机科学和数据通信等核心技术,知识更新快,与应用实践结合紧密。网络工程专业培养计划应对工程技术知识和素质教育有严格的要求,对人才的培养要注重三个方面:创新思维和分析能力,专业知识学习兴趣和方法,工程实践动手能力。
网络工程专业属于信息社会建设和发展急需的专业,专业培养方案和课程内容设置立足让学生知道做什么,为什么做,怎样做,做到举一反三、触类旁通,使学生在掌握计算机网络工程的理论知识和实践技术的过程中感受到快乐。
网络工程专业课程建设的主导思想是“加强多学科理论基础教育,突出网络工程专业特点,注重实践技能训练,探索主动学习、兴趣培养的教学模式,提高学生的创新能力”。
2专业课程体系构成及学分设置
网络工程专业作为计算机科学与技术类专业,一些核心的学科基础课应有统一的要求,在计算科学理论、技术和应用等知识结构的理解和掌握上与其他计算机类专业有共同的基本要求。
在专业课程设计和建设上只有突出计算机网络理论知识、计算机网络技术知识和计算机网络应用知识的教学,才能形成网络工程专业特色。还要考虑对学生创新思维培养、学生综合素质和文化知识学习有基本的要求。
课内教学和独立设置的实践环节,学分要求分别为140学分和20学分。课内教学按课程类别进一步分为公共基础课、学科基础课、专业课和通识课。课内教学和独立设置的实践环节的课程体系构成及学分设置如图1所示。
为了给学生提供更大的选课空间,提高学习积极性和兴趣,增大选修课的比重,在课内教学和独立设置的实践环节的学分中,选修课的比例占31.5%。
课内教学和独立设置的实践环节160学分,加上规定的创新能力2学分和课外教育项目学分11学分,最低毕业学分要求为173学分,专业最低毕业学分构成如图2所示。
主要课程包括:计算科学导引、程序设计基础、电路与电子学、离散数学、数据结构、操作系统、编译原理、软件工程、计算机组成原理、通信原理、计算机网络、计算机网络实验、网络安全技术、网络设计与工程、Linux网络环境、计算机网络管理、TCP/IP协议分析、IPv6技术、网络编程、网站开发与维护、网络仿真和模拟课程设计。
专业知识领域模块包括:计算机软件基础、电路与数字逻辑、计算机体系结构与组织、嵌入式系统、计算机网络理论、计算机网络技术、计算机网络设计与应用。
这里需要注意的是,怎样突出网络工程专业知识的特色,同时也需要考虑网络工程专业与计算机科学与技术类专业的联系。在制订网络工程专业教学进程计划时,往往要考虑课程先修关系。由于一些规定的公共基础课程时数的限制,以及需要满足对学科基础课程的要求,对计算机网络和专业课程的学时安排显得尤为重要。
3专业课程层次设计
采用三个层次描述网络工程专业课程知识,自底向上依次为计算机网络理论、计算机网络技术、计算机网络设计与下层课程知识为上层课程知识的基础,需要说明的是在某一门课程中可能存在既包括理论知识、又包括技术知识和应用知识的情况,例如专业核心课程“计算机网络”。三个层次的专业课程设计可以体现网络工程专业的特色,注重课程之间的联系和衔接,使知识结构流畅、看起来一目了然、学习起来循序渐进。三个层次的专业课程知识描述如图3所示。
以“计算机网络课”程为核心,设计出理论、技术和应用的计算机网络课程体系知识领域框架,可以很好地使各课程内容前后衔接、连贯相通、循序渐进、易学易懂。
3.1计算机网络理论课程
计算机网络理论是专业课程的基础,开设的课程有:计算机网络原理、通信原理、TCP/IP协议分析。
计算机网络原理从计算机网络体系结构、网络层次、网络协议、网络服务、网络接口和对等层定义和功用出发,描述当前计算机网络体系结构的5个层次的功能、位置和协议数据单元(PDU),涉及可靠数据传输(RDT)、网络协议设计及实现、流量和拥塞控制、网络寻址、路由选择协议、网络互连、局域网络、无线和移动网络、网络管理和网络安全。
通信原理讲述通信基本理论和数据通信基础知识,涉及到传输介质、信道容量、信道复用技术、交换技术、编码技术、差错控制技术,这部分知识内容以够用为原则。通信原理的知识在计算机网络课程中会多次用到,在计算机网络中包含“数据通信基础知识”一章内容,从计算机技术与通信技术相结合的层面归纳两种技术的结合和联系。
TCP/IP协议是因特网的语言,是计算机网络事实上的工业标准,讲述时结合与开放系统互连(OSI)框架,以及当代5层计算机网络体系结构进行比较,强调网络体系结构和协议分层的基本原理。讨论因特网和身边网络正在使用的各层网络协议,涉及的网络协议有:HTTP、SMTP、POP3MIME、DNS、FTP、SNMP、TCP、UDP、IP、ICMP、ARP、RARP、IGMP等。
3.2计算机网络技术课程
计算机网络技术涉及网络实现的技术和方法。开设的课程有:网络编程、网络安全技术、网络管理、IPv6技术等。
采用三个层次描述网络工程专业课程知识,自底向上依次为计算机网络理论、计算机网络技术、计算机网络设计与网络编程课程讲述网络软件设计技术和方法,重点是理解网络协议、对等层协议实现、套接字编程、C/S计算模式、B/S计算模式的方法和技术。
网络安全涉及网络中的认证和加密技术,涉及对称密钥加密机制、公钥加密机制、安全认证、数字签名与报文摘要、网络病毒防治技术、网络协议安全、防火墙、入侵检测。
网络管理涉及网络管理体系结构;抽象语法标记ASN.1;管理信息库MIB;网络管理协议;远程网络监控;网络管理;网络管理实现技术。
IPv6技术是新一代网络技术,课程内容涉及IPv4存在的问题;IPv6技术历程;IPv6协议格式;IPv6与IPv4的主要差异;IPv6地址技术;IPv6路由技术;IPv6安全技术;IPv6过渡方法;移动IPv6。
3.3计算机网络设计及应用课程
这部分课程的选择和讲述主要是围绕当前网络的主要应用展开。涉及的课程有:网络设计与工程、Linux网络环境、网站开发与维护、网络仿真与模拟、网络工具应用等。
结合因特网和身边的网络介绍和描述网络应用课程,让学生知道学的理论和技术用在哪里、如何应用、怎样用好。
这部分课程内容要有目的性、针对性和代表性。强调学生动手能力的培养,让学生通过网络软件实践,以及组网技术训练,加深对计算机网络理论知识的理解,并在网络组网、维护和管理中对所学的计算机网络理论和技术知识进行检验。从应用的层面使学生明白学到的知识用在哪里、在哪里,将来怎样用的更好。学生学的懂、又会用,增加了学习专业课程的兴趣。
3.4计算机网络课程的设置
计算机网络课程是网络工程专业的核心课程,可以说是承上启下的一门课程,该课程在学科基础课的知识架构上,为网络工程专业课提供基础和支撑,考虑到计算机网络知识更新的加快和内容的增多,把计算机网络课程设置为理论课,重点讲深、讲透计算机网络理论知识和技术基础知识,增加数据通信基础知识、无线网络、对等(P2P)网络、网络管理和网络安全的基础知识,为后续课程开设打下坚实的理论基础。
最初是将计算机网络课程的开课时间放在第五学期,问题是学生反映接触到计算机网络理论知识较晚,也影响到后续网络专业课程的开设时间。经过取舍,最后这门课程的开课时间放在第四学期,与该课程的先修课程操作系统和计算机组成原理在第四学期同时开课,使得后续的网络专业课程可以提前开始,使学生尽早开始网络专业课程的学习。
4专业实践课程的设置及开课学期
网络工程专业是一门理论与实践密切结合,实践性非常强的专业,对几门重要的网络工程专业基础课,均分别设置至少两周的课程设计和课内实验。注重学生实践能力的培养。
在大一程序设计基础等学科基础课程的实验基础上,专业实践课程内容从大二开始设置,目的是使专业实践早接触、不间断、相互联系和支撑。网络工程专业主要的实践环节课程如表1所示。
从这些课程的属性中可以看出,有理论与实验的结合,有单独实践环节,目的是培养学生分析问题和解决问题的能力,促进理论教学与实践教学的结合,让专业学生早接触实际工程应用,体现网络工程专业的工程背景和特色。
5注重理论、技术和应用融合的课程教学方法
专业课程体系框架设计立足让学生通过身边和所用的网络,类比人类社会中的通信活动学习网络知识。结合专业培养方案,设计优化的专业课程体系中各课程的教学大纲。针对专业的特点,以及学生对学习专业知识的需求,把专业知识理论、技术和应用融合到每一门课程的教学内容中。注重和体现“理论、技术与应用知识相融合”的教学方法。
例如,在“计算机网络”课程的教学过程中,通过对计算机网络体系结构和网络协议理论的阐述,说明计算机网络涉及到的各种技术(例如交换、复用、协议分析、寻址、路由等技术),结合因特网应用(例如域名系统、Web应用、电子邮件、局域网等应用),使学生容易理解网络的理论基础知识、掌握组建网络需要的技术、明白怎样使用网络的方法。
网络工程专业是一个软、硬结合,面向工程和应用的计算机类专业。要求学生较系统地掌握网络工程专业所必需的基础理论知识和基本技能;掌握计算机科学与技术、通信工程等相关专业必要的基础知识;具有较强的网络工程实践动手能力;掌握网络设计、规划、组网、编程和管理的技术,以及计算机网络系统综合开发、应用的方法。
通过计算机网络课程体系课程的学习,在学生掌握和具备了扎实的计算机网络知识基础上,鼓励网络工程专业的同学积极参与国际上认可的思科网络认证考试和网络工程师认证等考试,使学生较早了解实际工作要求和社会需求,检验自己专业知识学习的水平,找到差距,制定新的学习目标。
网络工程专业课程教学涉及的知识面广、内容多。与其他专业的课程相比较,网络工程专业课程中,往往在一门课程中就会涉及多种学科的知识内容,学生在学习时感到教学内容比较杂、比较散,由于教学时数的限制,在一门课程中又不能对涉及的各学科知识有过多介绍,一般时数够用为止,这会对学生较好地理解、融合相关的学科知识带来影响。
在课程教学中采用“理论、技术与应用知识相融合”的教学方法,使学生明了各学科知识的来龙去脉、之间的联系,会激发学生学习专业所涉及学科知识的兴趣,通过阅读相关学科知识文献,通过身边的应用学习技术,并上升到理论,进一步理清楚各课程之间的脉络关系。结合专业实践课程,明白怎样应用专业知识,对技术和理论课程知识更深一步验证和理解,在实验中培养动手能力,学会查阅文献、分析问题、解决问题的方法。经过对专业课程系统的学习,掌握触类旁通、举一反三、学以致用的读书方法。
6专业建设和教学计划实施的分析和讨论
网络工程专业的培养的目标:培养掌握计算机和计算机网络的基础理论与技术知识,掌握网络工程的基本理论与技术实现方法,能运用所学知识与技能去分析和解决计算机网络科学研究与技术开发问题的创新型网络技术人才。
网络工程专业的学生应具备在计算机网络体系结构、网络协议和网络技术方面进行深入研究与开发工作的扎实基础。可以在国内外企事业单位、科研机构、高等院校、政府机构从事计算机网络的规划、设计、组网、应用和管理,以及计算机网络体系结构、网络协议和网络技术的科学研究与开发工作。
经过几年专业培养计划研究与探讨,感到把网络工程专业办出特色、办出水平,是长期的、需要团队协作的工作,专业课程建设工作任重道远。专业课程建设需要跟踪信息技术的发展趋势,优化课程体系与课程内容的设置。设计出与计算机网络工程技术发展相适应的专业培养计划,有与培养计划配套的课程体系与教材,重点建设一至两门精品示范课程。同时积极采用网络化教学、案例化教学、计算机辅助教学、多媒体教学等现代化的教学手段。
学生的专业学习兴趣的培养是第一位的,采取进校后对学生进行专业学习教育是一个很有效的方法,让学生了解所学专业是什么、学习哪些知识内容、课程有哪些,将来毕业以后可以从事哪些工作,目的是让学生学的明白、知道怎样学、对所学习专业有兴趣。从培养专业学习兴趣出发,让学生熟悉设计、组建、管理和应用计算机网络的全部过程,以及所要学习主要专业课程,需要阅读的相关学科的书籍。
实施专业年级班主任和指导教师制度。实现对学生专业学习的及时帮助和指导。为帮助学生在制订专业培养计划时,给出了网络工程专业培养方案的选课示例,供学生参考。学生可结合自身兴趣,在专业教师的指导下,制定个性化的选课方案。
中国高等教育从2002年起开设网络工程专业,到2007年,开设网络工程专业的高校(含独立学院)已经有207所,各高校在网络工程专业培养计划、专业课程建设等方面进行了许多有意义的探索,由于侧重不同,在课程设置、培养计划实施等方面存在不少差异。目前,需要加大力度建设、积累和拥有先进、丰富的教学资源和专业实验教学环境。在专业教学研究基础上,出版学术著作和编写配套实验指导书,设计和编写符合我国高等教学实际情况和社会需要的网络工程专业课程系列教材。同时,加强各高校网络工程专业在专业培养计划研究、专业课程建设方面的学习和交流,并尽早成立网络工程专业教学指导委员会,组织、协调和引导网络工程本科专业的建设和发展,加快网络工程本科专业建设步伐,为信息社会培养更多、更好的网络工程技术、应用人才。
参考文献:
[1] 中国计算机科学与技术学科教程2002研究组. 中国计算机科学与技术学科教程2002[M]. 北京:清华大学出版社,2002: 10-25.
[2] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会. 高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)[M]. 北京:高等教育出版社,2006,125-143.
[3] 王相林. 计算机网络[M]. 北京:机械工业出版社,2007:72-252.
Research and Practice of Course Building for Computer Network Engineering Discipline
WANG Xiang-lin
(College of Computer, Hangzhou Dianzi University, Hangzhou 310018, China)
1网络工程专业网络安全人才培养的优势
随着网络技术的发展,各种网络威胁也随影而至。特别是无线网络技术的发展,使得互联网的体系结构更加复杂,任何网络节点的薄弱环节都有可能会是网络攻击者的突破口。近几年,引起广泛关注的高级持续性威胁(AdvancedPersistentThreat)更是综合了各种可以利用的突破口对目标进行长期踩点,并在适当的时候对目标发动攻击。因此,网络安全管理人员需要具备操作系统、数据库、密码学的理论与技术、掌握网络路由与交换技术、网络管理技术,网络编程技术,以及常见的网络服务器的管理与配置,尤其是对Web服务器的深入理解。但无论是信息安全专业还是信息对抗专业的培养方案都在网络路由域交换技术、网络管理技术等相关课程的设置方面比较薄弱,无法满足网络安全管理人员对相关知识体系的要求。因此,网络工程专业依托其深厚的网络知识体系,更适合建立网络安全管理所需要的理论技术,更适合培养网络安全管理人才。
2网络工程专业的网络安全课程体系建设
根据当前社会对于网络和网络安全人才的需求,本校制定了相应的人才培养计划,历经10年的改革与发展,形成了当前网络工程专业下的三个特色方向:网络技术方向、网络安全方向、网络编程技术方向。无论是网络技术还是网络安全技术都离不开网络编程技术的支撑,缺少相应的编程能力网络技术与网络安全技术也注定会是瘸腿的技术,无法满足网络管理与网络安全管理的需求。因此这三个方向相互融合形成的高级网络与网络安全技术方向,形成了目前网络工程专业较为稳定的培养目标。“PKI体系及应用”与“网络安全协议”是以应用密码学为基础的延伸课程。培养学生利用现代密码学的技术研发密码产品的能力。“PKI体系及应用”以证书认证中心为轴心,详细介绍公开密钥基础设施的基本概念、基本原理、基本方法,以及公开密钥基础设施在现代密码产品中的应用研发技术。“网络安全协议”从密码应用系统业务逻辑层面的安全分析入手,介绍常见的网络安全协议、网络安全标准和典型的网络安全应用系统,在此基础上,介绍安全协议设计及其安全性分析的基本理论与技术,使学生掌握基本的网络安全协议设计方法,能够根据具体的应用背景设计对应的网络安全协议,研发安全应用系统。网络攻防类课程是在以“应用密码学”等信息安全类课程开设的基础上,根据网络工程专业的建设和国内网络安全形势的需要而开设的网络维护类课程。其中,“网络攻防技术入门”是在大一新生中开设的新生研讨课,共16学时,分8次上课,以学生讨论的方式组织教学,通过安排技术资料研读和课堂讨论,启发学生对网络攻防技术的学习兴趣,掌握基本的网络威胁防护方法。“网络信息对抗”综合讲授与网络安全相关的法律法规、网络渗透技术和网络防护技术。课程共64学时,理论授课32学时,实验32学时,每个理论学时跟着一个实验学时,以边学边练的方式组织教学。实验教学通过专用综合攻防平台进行验证性训练。“计算机取证技术”主要讲述计算机取证的基本方法、基本过程、数据恢复技术、证据提取技术、证据分析技术,以及常见的计算机取证工具的使用方法。“信息安全技术实训”是在四年级上学期开设的实训课程,共计192学时,8个学分。该课程分为两个部分,第一部分以实际的项目案例为驱动,训练学生对现代密码理论技术应用能力与程序设计能力,目标是设计并实现一个小型的网络安全软件系统。第二部分以实际的网络安全案例为驱动,训练学生对于目标系统的渗透能力与网络加固能力、以及对于整个渗透过程的取证分析能力。该实训课程与学生的实习相互结合,部分学生进入网络安全公司进行实习,提交综合实习报告来获得同校内综合实训相当的学分。通过三年的实践,效果良好。
3网络安全方向的人才培养分析
网络安全方向已经形成了较为完善的课程体系,学生学习兴趣高涨,在校内形成了良好的网络安全研究氛围。自发形成了保有数为20人左右的本科生兴趣研究小组,另外,通过每年一届的全校网络安全知识比赛,促进了全校网络安全知识的普及与人才培养,通过组织参加全省大学生网络信息安全知识比赛,选拔优秀本科生进入相关课题研究,而且都取得了较好的效果。
4结语
通过在网络工程专业内设置网络安全方向,解决了没有信息安全专业条件下的网络安全人才培养问题。通过把网络技术、网络安全与网络编程相互融合的方式,探索了一条网络工程专业的发展道路,并且取得了较好的效果,达到了网络工程专业的培养目标。今后的发展方向是加强网络编程能力的培养,培育高级网络管理与网络安全相结合的高级人才。
作者:贾忠田 刘悦 张远 单位:济南大学
摘要:本文以河南省郑州市中原工学院的“网络工程”本科专业为实例,通过对该校网络工程专业5年多来的建设经验的剖析,提出了依托校内、外实训基地,课堂内、外实践环节的符合该专业工程化训练要求的实用的实践环节建设方案。
关键词:网络工程专业;工程化训练;实践环节建设
中图分类号:G64 文献标识码:B
中原工学院计算机学院从2003年起开设了网络工程本科,定位于“工程型”的网络工程专业对工程训练的要求较高,但由于地处中部地区,郑州在信息技术各领域的发展跟沿海地区相比差距很大,想借助与企业结合、将学生下放到企业中进行工程训练难度很大,这是该专业培养中面临的一个较大问题。针对这一难题,我们从充分利用校内资源的角度出发,提出了“充分利用校内,最大化利用校外”资源、“充分利用课堂内,最大化利用课堂外”时间的实现工程训练、实习实训各环节较圆满完成的解决方案。
1网络工程专业实践环节建设思路
我院将网络工程专业的学生的培养目标定位在“工程型”人才,工程型人才需要考虑基本理论和原理的综合应用,工程专业的特点就是要侧重实践和工程化,这一点是毋容置疑的。但同时,网络工程专业又是计算机科学与技术、通信通讯相关的边缘专业,网络工程专业的学生应该同时具备计算机科学与技术的基本知识和网络工程专业的工程技能,因此我院的网络工程专业的学生一方面要求具有计算机科学与技术学科的基本知识,另一方面具有网络工程的工程能力,使得我们的毕业生就业可以从软件开发、网络系统的规划设计、建设、管理和维护、网络安全系统的设计、审核等几个层面进行,同时对学生将来进一步的深造提供了坚实的基础。
实践教学是我院根据党和国家的高等教育目标、结合网络工程专业的实际情况以及网络工程专业本科教学计划而设置的一个重要的教学环节。它是在学生修完主要专业课程后,以增强学生的感性认识、实际操作能力为目的,并尝试将所学理论知识与实际工作相结合而开设的一门以实践为主的实践教学。它是学校教学的一个重要组成部分,是课堂教学的补充和延伸。
2网络工程专业实践环节体系
目前网络工程专业的实践相关环节包含的课程如下所述。
实验系列:计算机网络原理、数据通信原理、网络操作系统及配置管理、TCP/IP原理与应用、网络安全技术、网络规划与设计、计算机网络管理、综合布线技术、局域网技术与组网工程、密码学与应用、网络设备调试等;
课程设计系列:TCP/IP原理与应用课程设计、网络安全课程设计;
实习:校园网维护实习、网络施工实习;
实训:网络工程实训、网络应用实训。
实践课程体系也分成两大块,如下所述。
学科实践技能
学科基础实验及课设――帮助学生完成基本的学科实践技能,针对对计算机学科学生非常重要的编程能力,我们追加设置了C++课设环节,保证学生学科工具的掌握。
一级学科平台实验及课设――帮助学生完成作为计算机科学与技术一级学科的学生所必备的实践技能,该部分同该学科的其他专业学生掌握的内容基本相同,设置中同样是对于需重点掌握的内容追加课程设计环节。
专业实践技能
专业平台实验及课设――针对网络工程专业的特点,体系上分为网络技术、网络操作系统、网络应用、网络管理、网络安全几块。同时考虑到了网络工程能力训练的前段、中段和后段问题:
1) 网络工程生命周期的前段:需求分析、设计、规划(工程规范、量化指标);
2) 网络工程生命周期的中间实施阶段:网络的布线、组网、设备的安装、调试、配置等环节;
3) 网络工程生命周期的后段:网络运行、维护、开发、协议分析、性能测量;
工程化训练实习、实训
实验体系如下图所示。
3网络工程专业实践环节特点
(1) 充分利用校内,最大化利用校外
本专业的工程性特性使得对学生具有网络工程实际动手能力的要求比较高,而由于网络工程项目具有一定的时间特性,使得网络工程实训基地具有一定的“流动性”。即不管郑州市什么地方有施工,只要我们能够联系上,我们就会将它作为暂时的实训基地,将学生拉过去进行工程实习。目前我们已经在郑广电、南校区的部分建筑等多个项目中进行了实训,另外我们还有部分固定的校外实习、实训基地,主要包括郑广电基地、电业局基地、郑州航天金穗、中安公司(正在洽谈)。这些基地给我们学生的毕业实习、校外毕业设计环节提供了一定的保证;同时由于我们的校园网有着绝大部分企业所没有的优势:局域网结点多,网络足够大,学生如果以校园网为基地进行网络维护、网络管理和网络应用,将会取得非常好的效果。目前我们已经和网络中心合作,以校园网和网络中心为实习基地,开展校园网络(主要是学生宿舍)的维护、管理和应用开发工作。要求每个学生写出校园网基地实习的日志和实习报告。
(2) 充分利用课堂内,最大化利用课堂外
由于网络工程专业的工程特性,要取得很好的成效难度更大。应用、工程层次学生的实践能力培养仅仅靠计划学时内的实验、课程设计环节是远远不够的,学生必须在课堂外花更多的时间进行编程能力、实践能力的训练。针对该专业,我们通过学风建设、专业建设狠抓了学生课堂外的实践环节学习,通过一系列的教学改革和环节设置,给学生提供具体的任务要求和必要的条件,例如开放专业实验室、建立科技活动室等方式给学生提供更多的条件。通过科研学分、毕业设计的改革等一系列具体过程环节,给学生提出具体的要求。根据校园网维护实习、网络工程实训等一系列环节,给学生工程上的训练。通过CCNA、CIW等培训上的引导,让我们培养的学生更符合社会的需求。
(3) 分阶段教学,保证从基本技能到工程化能力的培养
实践教学方案垒起“网络工程师”阶梯。在时间上分三个阶段。第一阶段为基本技能实践,第二阶段为专业技能实践,第三阶段为校内外工程化训练阶段。这三个阶段的划分体现了不同时期学生的特点和教学要求,遵循由易到难、由认识到应用、步步推进的原则。每一个同学都在毕业前参加过一个实际网络工程的设计或施工。
(4) 分层次教学,保证各层次人才的培养
在实践体系实施的组织上采取按照内容层次化进行的方式,每方面实验分为基础实验与提高实验两个部分,同时对于有重要实践要求的课程采用实验与课设兼顾的方式。这样可以使我们的毕业生未来能够根据不同类型用户的需要,规划、设计、开发满足要求的中小型网络工程系统;开发基于网络的计算机软件;从事信息网络安全工程的设计和维护。一部分人可以在这类系统的构建中起关键作用,一部分人可以起骨干作用或者承担高水平维护的工作,也可以参与大型系统的开发与维护。
4网络工程专业实践环节师资队伍建设思路
由于教师的工程能力是我们师资的一大弱点,而网络工程专业的教师如果工程能力弱,学生的培养更无从谈起。我们在师资队伍建设中采取了以下措施。
加大培训力度――针对网络工程专业课程的教师队伍建设采用课程组负责制,每门课程配备课程组主讲教师,同时负责课程的实践环节建设。为了锻炼教师的实践动手能力,我们派教师参加CCNA、CIW及网络相关等各类培训,目前部分教师获得了CCNA、CIW等资格认证。
科研融入教学――为了让老师紧跟科研的前沿,将科研融入教学,让学生能紧跟社会的发展,网络工程专业教研室组建了“网络安全技术”、“TCP/IP原理与应用”、“计算机网络管理”、“网络规划与设计”和“局域网技术与组网工程”等科研小组,便于集中精力从事专门领域的研究工作,以促进教学。
教研活动不断线――网络工程专业各课程组按照实践教学的需要进行各类教研活动,涉及的领域主要有实践教学手段、课程建设与教材建设、学生创新能力培养、实践内容更新、实验基地和实验室建设等,并提出相应的教改措施和建设。本学期提出将实践教学单独成体系的改革建议,目前正在进一步规划、实施中。
5网络工程专业实验室建设
网络工程专业的性质决定了必须通过大量的实际操作和动手练习才能使学生掌握专业技能,因此建立设备完善、功能全面的实验、实训基地是极其重要的。
(1) 网络实验室
网络实验室主要承担计算机网络工作原理、网络规划设计、网络设备配置和管理等课程的学习。网络实验室有10组网络工程实验的设备,每组由2台路由器、2台交换机和4个计算机组成,每组4人,总共每次可容纳40名学生。网络实验室承担的教学任务有“计算机网络原理”、“网络操作系统”、“网络规划与设计”、“综合布线技术”、“计算机网络管理”、“局域网技术与组网工程”、“网络设备调试”、“CCNA”、“CCNP”等课程及课程设计、网络工程实训、网络应用实训、开放实验室、毕业设计等。
(2) 布线实验室
布线实验室主要承担网络布线、网络测试、工程实习实训等课程的学习。综合网络布线、网络工程等内容是网络工程教学的一部分,是必须通过实践环节才能够真正掌握的教学环节。我系网络工程专业开设的“网络应用实训”和“网络工程实训”两个实训环节,“校园网维护实习”和“网络施工实习”两个实习环节,是该专业主要的实践环节。因此布线实验室相当重要,其中包括了线柜、各种光纤、双绞线等传输介质、各种接入设备、施工工具、检测工具、结构化工程布线施工等。
6保证实践环节实施的重要措施
实践教学是教学工作的重要组成部分,是对理论教学的验证、丰富和扩展。计算机学院通过“开放性实验室”、“校园网络维护”和“网络工程施工”等活动保证了实践教学的质量。
6.1开放实验室措施
课堂上的学时毕竟有限,我们不可能在课堂上将所有的实践环节全部照顾到,同时不同学生的理解能力也不同,因此有部分学生在课堂上往往完不成相关的实践环节。为兼顾好、差两类学生,给学生创造一个良好的实验环境,“网络实验室”和“网络布线实验室”以开放实验室的形式向计算机学院的所有学生免费全天开放。只要学生有学习的兴趣,我们就提供实验环境。目前,此实验室开放已经有半年的时间,学生普遍反映学院给了他们学习上最大的关注,使得他们在动手能力上得到了更好地强化。
6.2参加网络工程施工
计算机学院针对网络工程专业的校外实习基地挂牌的目前有两个:河南省计算机中心和河南省电子规划研究院。网络工程专业本科的实习应与网络相关内容相关,这两个公司网络方向的实习能力不够,需要寻找可接收网络方向学生实习的新的实习基地。
为了保障工程能力的培养,我们目前与郑州广电有限公司联系,在他们承包地网络布线的工程项目中让学生作为参与者进入项目,同时,对于校内校外我们能够联系到的工程类项目让学生参与进去。目前,与郑州广电公司的实习基地挂牌工作正在洽谈中。当然,由于这种工程不是随时都有的,所以我们在教学计划中将这个工程类训练环节的实习时间安排为一年,只要有工程,学生就马上停掉部分其他课程,去完成这个工程训练的环节。下一步的工作,我们准备发动学生的能动性,让一部分有门路的学生自己完成这个训练环节。
6.3校园网维护实习
为保障学生工程训练环节的正常进行,我们在实践环节的设置上做了全面的考虑,首先是课程设计、实训涵盖所有教学环节的考虑。我们设置了网络工程专业特有的TCP/IP原理课程设计――加深学生对七层协议的理解;网络工程实训――作为局域网组网工程、网络规划与设计课程的实践环节,加强学生校内工程训练的环节;网络应用实训―作为计算机网络管理、网站程序设计的实践环节,加强学生网络应用及编程能力的培养。
在校内实习基地方面,为保障学生对网络故障等基本实践技能的训练,我们在教学中增加“网络维护”系列讲座的环节。我们聘请了校内在网络维护方面有专长的专家给学生开设讲座,同时将学生分批、分组送到网络中心参与校园网的维护。通过与网络中心的合作,我们将学生分配到不同的学生宿舍楼进行网络维护,一方面缓解了学校网络维护人员不足的问题,另一方面也使学生掌握了网络维护的知识和实际操作技能,我们期盼着这个实践环节会对学生的基本动手能力有所帮助。
6.4增加认证环节
思科系列认证作为权威的国际认证,一直是各类学子进入IT领域的敲门砖。将思科认证融入教学体系,会使学生的就业竞争力大大提高,并且能够锻炼学生的实践技能,增强自信心。
我们与思科学院合作开办了思科网络技术学院。一方面,我们的部分老师获得了免费培训的机会,并获得相应证书,同时,我们的学生参加思科相关认证考试可以3折优惠。
6.5组建科技活动小组
为了活跃学生的科技活动,加强动手能力的培养,加强对学生学习的指导,提高学生学习的主动性,我院组建了多个由十几至几十个学生组成的科技小组,在教师的指导下参与到老师的项目中,使他们掌握基本的项目研发技能,同时也对所学的知识进行了具体的应用,使学习的知识得到了升华,加强了实践能力。
6.6科研学分、部分导师制等其他措施
除了上述针对网络工程专业的特定措施以外,计算机学院还实施了其他一些促进实践教学的重要措施,如科研学分、部分导师制、毕业设计延长一年等,这里不再赘述。
【关键词】物联网 计算机网络工程专业 学科建设
物联网技术在现代信息技术领域有着独特的优势,引领着互联网在新时代的要求下不断进步,高校在建设计算机网络工程专业的时候需要构建符合技术特点的结构体系,在培养人才的道路上既要利用高校的优势学科,又要明确该学科的发展方向。
1网络工程专业设置物联网方向
物联网技术的自身原理和计算机技术有着很大的共通性,这种网络信息系统有着很强的技术基础,并且在融入高校的相关专业时需要充分分析传感器网络技术,这样学生在学习的过程中才能充分了解该技术的技术构成。通过分析高校计算机网络工程专业的现有状况发现该专业课程主要集中在物联网的网络层和应用层,并且该专业有很多的基础知识是适用于物联网技术的,因此在二者的结合过程中还需要增加感知层方面的知识,这样才能使计算机网络工程专业从整体上具有运用物联网技术的可能性。在高校中设置物联网方向并不是要彻底改变该专业的人才培养目标,教师在开展教学的时候可以适当调整具体的内容,这样使二者有效地结合。在高校的网络工程专业中增设物联网方向要充分考虑当地的市场需求,有些高校只是盲目地效仿其他高校的做法,没有结合自身的师资力量和教材的特色,因此在实践过程中很难制定符合标准的专业培养方案。
2利用高校的学科优势培养网络工程人才
不同区域的市场对于网络人才有着不同的要求,学校在开设物联网技术方向的相关课程时需要建立符合技术特点的课程体系,而课程结构的合理性要根据学校的硬件设备和优势专业来判定。和其他的专业方向一样,网络工程专业也要在自身的发展过程中不断创新,教师在教学过程中不仅要加强专业知识的讲解,而且还要创造一定机会让学生进行实践操作,进行专业的实践训练需要学校提供现代化的实验室,通过实践基地的建设可以提高复合型人才的综合素质。在开展评价工作时要根据行业的具体要求进行,很多计算机行业对于人才的个性化特点有很大的要求,因此学校不仅要通过教学优化学生的知识结构,更要使学生在解决专业问题的时候运用创新的思维方式,这样的方式培养出来的毕业生在工作岗位上才能完成行业的操作。高校在运用物联网技术时需要专门教材的配合,建设有自己特色的教材不仅要求发挥专业教师的作用,而且还可以通过和企业开展合作来加强教材的针对性,专业的教材需要将理论知识和实际运用有效结合,这样才能使培养出来的人才符合岗位的要求。
3完善网络工程专业培养目标和课程内容
3.1专业培养目标
高技能人才不仅要有科学的素养,而且还能从事多领域的技术研发工作,这种应用型的人才在很多行业都有很大的需求,比如说在信息产业和轻工行业。高校物联网技术方向的培养目标包括很多方面技术的掌握,不仅包括通信技术和传感技术,还要有技术推广的能力,这种技术的推广主要表现在学生实践能力的提升。衡量该专业能力的标准有很多方面,其中掌握计算机技术和网络工程的理论是最基础的环节,而物联网感知层的相关知识的获得是制定和实现教学目标的关键关节,除此之外,学生还要学会检索文件,了解一些基本的软件编程程序,综合这些方面可以有效地评价目标的实现程度。
3.2课程设置
物联网方向的课程需要根据现实社会的信息来设置,除了已有的网络层和应用层知识的传授,感知层的相关知识也要纳入到计算机网络技术的课堂中去,网络技术的知识不仅包括原理的分析,还需要了解一些基本程序的设计。对于物联网三个层次的知识的掌握,该专业在课程结构上要突出行业的特点,并且适当增加一些网络课程,比如说无线自组网应用课程,这些课程的加入可以学生的技术处理能力。
3.3专业实验
物联网技术是一门操作性很强的技术,成熟技术能力的掌握需要学校根据自身的特点来设置专业的实验,这样可以让学生有机会巩固自己的理论知识。在进行专业实验时要按照标准的步骤进行,首先要完成毕业实习,在设计课程之前要进行计算机基础练习,企业的生产实习要在学生的论文之前完成。物联网的实验有很多种课程设计,高校可以根据自身的学科优势选择适合自己的课程,比如说网络系统集成课程设计是一种运用很广泛的专业实验。
4结语
综上所述,高校人才培养因物联网应用领域的高速扩张而迎来了新的机遇和挑战。本文通过分析网络工程专业设置物联网方向,结合高校优势学科培养网络工程专业人才的新思路及利用高校的学科优势培养网络工程人才,分析总结出完善网络工程专业培养目标和课程内容。并且社会的发展在各个领域都对物联网的技术有很大的需求,而高校作为专业人才的培养场所要认真分析自己的学科优势,从而为复合型应用人才的培养制定有特色的方案。以上的浅显之见希望能给相关的业内人士提供一点参考借鉴。
参考文献:
[1]张梁斌,高昆,梁世斌.以网络职业认证为指引促进计算机网络工程课程建设[J].浙江万里学院学报,2011(05).
[2]陈璟.基于工程型人才培养的传感网技术专业计算机网络课程的多元化教学与探讨[J].中国轻工教育,2012(01).
[3]朱凯杰,陶俊丰.关于在计算机网络工程实训教学中开展项目教学法的探讨[J].辽宁教育行政学院学报,2009(06).
[4]杜祥岭,刘加宁.构建高校物联网专业与实训中心探析[J].辽宁工业大学学报(社会科学版),2011(04).
关键词:校企合作;网络工程专业;应用能力培养
文章编号:1672-5913(2013)14-0114-04 中图分类号:G642
0 引言
卓越工程师计划要求企业参与学生的整个培养过程,提高学生应用能力与企业要求的契合度,现在我国开展的专业国际认证中一个重要的指标是企业对毕业生能力的评价,这两者都要求学生在掌握专业基本理论与具有基础实验能力的基础上,必须具备符合企业要求的应用技能。除了一些985高校和军校外,其他院校的网络专业实验室建设都存在一定问题,如缺乏足够的设备、设备更新慢、教师缺乏工程项目经验等,这些都在一定程度上阻碍了学生提高应用能力。于是,许多高校采用校企合作方式提高学生的实践能力。
上海理工大学于2007年开设网络工程专业,一直探索如何培养符合长三角区域企业要求的毕业生。上海的企业一般希望新员工在一周或最长一个月的时间内具备熟练的工作技能,这就意味着毕业生需要具备较强的应用能力。受学校各种条件的限制,走校企合作模式是提高学生应用能力的必然渠道。
1 企业调研反馈
上海理工大学网络工程专业的定位是培养应用型人才。为了使培养的人才符合市场需求,从2008-2011年,专业负责人对5家央企、5家世界500强外企、50家中型企业(每年更换20家)、50家小型企业(每年更换25家)进行调研,主要内容是网络设备厂商、员工工作性质和新进员工技能要求。调研结果如下。
(1)调研对象采用的网络设备厂商:思科的比重为72%~75%,占比下降;华为的比重为13%M8%。占比上升。
(2)网络日常管理工作比重为83%,该比重数据基本稳定;网络建设与升级比重为8%~10%,该比重逐年下降;网络测试比重为7%~9%,需求有些许增加。
(3)新进员工网络管理技能缺陷是不知如何进行网络故障定位和新加设备配置(特别是服务器与原有设备的兼容)。
(4)新进员工网络建设与升级技能缺陷是与客户的沟通能力不够。
(5)新进员工网络测试技能缺陷是对专用测试设备不熟悉和不会设计测试方案。
(6)一个没有经验的学生从进入企业实习到可以胜任网络管理工作,大约需要4个月左右时间。
(7)一个没有经验的学生从进入企业实习到可以胜任网络测试工作,大约需要40天。
2 典型校企合作方式对网络工程专业学生培养的局限性
由于上海产业结构的特殊性,上海企业主要由大型国企、外企、公司总部、精密电子类和软件类企业构成。目前上海理工大学的校企合作主要有以下几种典型方式。
(1)学生到生产实习基地学习。地点主要在大型国企,覆盖的专业比较多,学生以专业大班为基本单位到基地进行技能和工艺学习,由企业工程师进行专业技能讲授,时间通常为1~2个月。
(2)校企共建联合基地。主要由中型企业和高校联合建设,目前主要以机械类、电子和软件类专业为主。学生以专业小班为基本单位到基地学习,主要以动手为主,企业主要介绍专业制作工艺和规范,时间为4~6周。
(3)分散型培养方式。一个或多个学生到企业进行专业实习,以企业安排的工作为主。企业根据需要对实习学生进行针对性培养,以新人企业员工的培养模式为主,时间一般为4个月。
(4)工程师授课方式。企业工程师到高校进行专业技能和案例等内容的授课,一般是每学期8次左右。
这些校企合作方式的有机组合可以大幅度提高相关专业学生的应用能力,为其进入企业工作打下良好基础;企业也有充分的时间评估学生的工作能力,可以从中挑选新员工,是一个共赢方式。网络工程专业借助上海理工大学的生产实习基地和工程师授课方式开展校企合作,共同培养学生的应用能力。经过一轮校企合作后,我们发现学生应用能力提高有限,特别是在网络运维能力方面。
我们通过对学生整个实习过程的观察,找到了问题的关键,即网络工程具有特殊性。实习基地的网络系统都是企业的真实系统,各种生产数据都在网络上运行,因此学生只是观看工程师对网络系统的操作,无法进行实际操作。如果在实习期间,网络系统运行正常,学生看到的就与课堂教学内容基本一致,对其帮助有限,这样学生在大型国企的网络实习就变成了网络机房和设备的参观。此外,考虑到安全性问题,我们无法安排大量学生到综合布线现场实习;同时受仪器数量和合作企业项目数量与施工地域的限制,我们也无法安排所有学生进行网络性能测试现场实习,而是每年仅能有10多名学生进行网络性能测试现场实习。要提高网络工程专业学生的技能,我们需要尝试一些新的模式。
3 多模式校企合作方式的建立
针对学生实习过程中的情况,我们通过分析与研究采取以下几种培养模式,同时经过两年多的实践,也取得了一定成果。
3.1 压缩理论教学时间
为了保证学生学习实际技能的时间,我们将专业课程往前压缩,学生基本用3年时间就可以修完规定的学分,然后用一年时间进行专业实习与毕业设计。我们从2010级新生的培养计划开始,将第7学期设定为专业实习,学生必须有一个学期的实习时间,而毕业设计一般都在企业完成(教师和企业工程师共同指导),这样就基本可以保证学生有10个月的时间在企业实习。同时,光电信息与计算机工程学院学生的理论教学学分与其他学院相同,也基本与国际认证所需要的学分相当,符合国际认证标准。
3.2 按学生兴趣分流
学生选取专业有一定的盲目性,虽然上海理工大学提供两次选专业的机会,但是学生在学习过程中还是会发生兴趣的变化。对网络工程专业学生的调查发现,希望今后从事网络管理技术工作的学生占45%左右;希望从事网络建设与测试的占5%左右;希望从事网络软件编程的占45%左右;其他占5%左右。这几个数据表明2013年网络工程专业毕业生的就业分布情况与2011年和2012年的情况基本吻合。按照学生兴趣,我们从学生大三开始将学生分成3个大组,采取共性与特性相结合的方式,对学生进行专业技能培养。
3.3 聘请相关企业人员进行专题授课
任何一个行业都有一些特定的工作规范,而教师接触的企业有限,导致教师对规范了解和研究不够;而企业经理级的员工对工作规范则很了解。于是,我们聘请工作10年以上的企业经理向学生讲解职业规范与责任专题,通过大量的案例帮助学生建立起正确的观念,为进入企业实习作好准备。这种专题授课主要安排在大三上学期,针对网络工程专业所有学生。
在上海,思科公司和华为公司在帮助高校提高学生对专业知识的应用能力上有很高的积极性,公司都设有高校专职授课工程师职位。这些工程师对自己公司的产品非常熟悉,而且知晓正在研发的新产品特性和采用的技术。我们会不定期地请这些工程师进行一些技术专题的授课。为了让学生能够消化这些知识并保持学习兴趣,我们一般会限制专题的范围,保证工程师在3个小时内可以讲完,并且留1个小时的交流时间。这种专题授课主要安排在大三下学期,针对准备从事网络管理和网络建设与测试工作的学生。
3.4 引进专业培训机构
经过我们的分析与研究,网络管理可以拆分成各种经典案例和标准操作程序,而这个内容对高校教师而言,明显无法胜任。厂商工程师的强项是熟悉设备性能和相关应用;企业工程师接触到的网络情况则不同,由于网络故障和运维要求不同,企业工程师对一些状态的认识不同,导致案例分析得不够全面。专业培训机构的强项是具有丰富的案例,总结的技术方法实用性强,学生可以与专业培训机构保持较长期的联系,获得技术帮助;但是培训机构的一些商业手段与高校政策相违背。高校对专业培训机构的评价褒贬不一,一些高校限制其进入。上海的特殊点在于涉及网络工程专业的培训机构有100多家,他们需要广告效应和口碑效应,因此我们可以吸引其到学校授课,但同时限制它们的某些商业操作行为。
通过对机构的考察与交流沟通,我们选择两家机构深度参与学生的应用能力培训。腾科IT教育集团讲师负责网络设备设置、组网、网络运维、从CCNA到CCIE理论课程的免费培训,每周4~8个课时;部分实验安排在公司机房进行。从腾科公司聘请的企业工程师负责网络系统安全内容授课和案例分析。上海联进信息科技有限公司讲师负责服务器相关内容的免费培训,采取每天8课时、集中一周进行培训的方式;然后集中4周进行课程设计,将培训内容在学校实验室或公司机房进行模拟,这样学生的网络运维能力将得到很大提升,基本符合中小企业对学生网络运维能力的需求。学生经过这个过程后,通过学校介绍、自己寻找和培训机构推荐,到企业进行为期16周的实习。这些学生基本都受企业欢迎,70%左右的学生会留在企业工作,其余的则去了更心仪的企业。
3.5 开展企业项目制实习
网络软件编程对应的软件平台很多,企业的需求也不尽相同,因此我们无法采用与准备从事网络管理工作的学生培训与实习模式相同的模式。在大三上学期,我们与签约企业进行沟通,了解他们的用人计划、准备开展的项目以及采用的软件平台,然后为准备从事网络软件编程学生提供企业项目需要的平台软件和今后可能开发的项目,以便学生进行技术储备;同时企业会与学生面谈,选择认为合适的学生,为其安排技术学习进度和今后带教工程师。学生一般每3周左右与带教工程师面谈一次,沟通学习情况以及遇到的技术难题并请工程师进行解答。这部分学生一般在大三学习结束后,直接进入企业进行为期2个月的培训,然后参与企业的开发项目,并将这个项目作为毕业设计完成。学生在企业的时间约为11个月,经过实际项目开发的锻炼后,学生极大地提高了编程能力,并且相当一大部分的学生会留在实习企业工作。
3.6 成立学生技术兴趣小组
为了改变学生被动学习的态度,我们鼓励学生成立几个技术兴趣小组,包括网络攻防小组、网络运维小组、网络测试小组、Java小组和数据库小组。该技术兴趣小组采用高年级学生带低年级学生的方式,由一个或几个专业教师负责一个小组,并且有多个公司的技术工程师参与小组辅导。小组学生自己选择感兴趣内容,主要是局部技术问题,其中理论部分由教师负责讲解,实际应用由企业工程师负责。
在学校信息化中心的帮助下,网络攻防小组和网络运维小组平时参与校园网的管理。网络攻防小组主要负责寻找不安全的主机和服务器,并于找到后通知信息化中心教师。学生通过这个寻找漏洞的方式,了解到网络安全设置和一些防攻击技术。网络运维小组主要参与FTP服务器管理以及网络故障查找和修复,学生可以得到网络故障定位技能训练。
网络测试小组首先学习福禄克仪器的使用,然后分析实际测试方案,最后设计测试方案。我们与3家网络测试公司签订了协议,学校提供测试仪器,企业提供学生基本费用。学生一般在大三阶段可以参与2个实际项目的测试工作,并达到普通测试工程师的水平;在大四阶段到签约企业实习。
学生兴趣小组成员由被动学习变为主动学习,专业知识和技能提升较快,接收其实习的企业相对较好,就业情况比其他同学好很多,这也带动了其他同学的学习。
4 结语
针对学生的不同志向,我们采用针对性强的多模式校企合作方式,显著地提高了学生的应用能力。特别是学生技术兴趣小组,提升了学生关注新技术的注意力,同时提高了学生的组织能力和团队合作等各项能力。通过校企合作方式培养的学生符合企业要求,截止2013年6月15日,本专业仅有一名学生未找到合适的工作。现在的云存储技术对网络工程专业提出一个新的挑战,我们还需要寻找一种新的合作模式,提高学生的实践机会和应用能力。
参考文献:
[1]蔡静,校企联合培养“卓越工程师教育培养计划”进展研究[J],高等教育管理,2012(1):7-14
您好!我是来自XXX大学网络工程师专业的XXX。
学习方面:大学期间我熟练掌握了计算机故障修复、网络维护、网络组建、网站开发、网页制作方面的技能。严谨的学风和端正的学习态度塑造了我朴实、稳重、创新的性格特点。
大学期间我还拿到了计算机等级考试考生--三级网络技术、 英语 四、六级 考试 的证书,这对我以后在工作中继续学习、发展奠定了坚实的基础。从刚进许昌学院时,对计算机知之甚少到现在同学公认的“计算机高手”,在计算机和网络方面的技能真的可以说是突飞猛进,这充分证明了我的学习认知潜力、可塑性和我对计算机和网络的强烈的兴趣。
大一到大三期间,我在计算机中心担任网络管理员,主要负责机房网络和工作站的日常维护工作,还负责机房财务收支管理工作。在这三年里,我不仅学到了有关硬件和网络管理方面的知识,为我精通计算机硬件和网络工程提供了可能。我还认识到了团队精神和诚信的重要性,我懂得了如何和服务对象相处,如何同伙伴协同工作。
大三到大四期间,我任职公共外语教学部办公室助理,从中我学会了如何才能适应每天繁琐、大量重复性的工作,学会了如何和其他人沟通交流,学会了如何和领导相处。
根据大学四年的工作、学习经历,我有信心做好网络工程师这个工作,同/:请记住我站域名/时我也相信自己在以后的工作生活中能切实的发扬团队精心和吃苦耐劳精神。网络工程的方面技术可以说日新月异,我也相信自己对技术和应用的学习能力。所以我完全有信心、用能力胜任这一职业。
本人在大学期间积极参加各种社会实践活动,担任学校多个单位的职位。从中我不仅认识到了团队精神的重要性,还学会了如何做人,明白了做人要厚道的道理,同时我还学会了如何和人交流沟通。可以说,我的大学生活很充实,这可以算是我人生的转折点和飞跃点。
无论您是否选择我,尊敬的领导,希望您能够接受我诚恳的谢意!
最后,衷心祝愿贵单位事业发达、蒸蒸日上!
此致
敬礼!
下面是我们的班训:百舸争流,奋楫者先!
一、班级建设
1. 班干部建设:
经民主选举产生了班委,班级里拥有一支扎实工作,积极肯干的班委会,这个以班长和团支部书记为核心的班委会是整个班级的核心,各班委紧密合作,互相促进,互相支持,积极为整个班级服务。每一名成员都积极努力,以身作则,与同学关系融洽,处理问题得当,团结协作,优质高效的完成了学校交给的各项任务。每一名班委会成员都起到了模范带头作用,很好的带动了整个班级。同时还设立了心理委员,使同学们的相处更加融洽,很好的调节了班里的学习和生活气氛。
2. 学风建设:
在学风建设上,我们班同学在经历了初入大学的迷惘后,都确定了自己的目标,开始科学地、有效地投入到紧张,活跃的大学学习和生活中,自我定位、自我选择、自我培养、自我约束能力都有了很大的提高。大家结伴上自习,共同探讨问题、相互鼓励、经常交流学习心得蔚然成风。在将近一年的学习生活当中,大多数的同学都取得了令人可喜的进步。所有的同学都从刚入校时的不会学习、不适应新的学习模式的困境中走了出来,适应了大学特有的学习方式。
3. 师生建设:
在我们辅导员老师的指导和带领下,我们班和任课老师之间建立了良好的师生关系。
老师给我们的评价是我们有良好的学习风气,活跃的思维,虚心的请教问题,对知识综合运用能力较强。普遍做到课前预习,课堂认真听讲,课后积极复习。是一个团结互爱的集体,是一个渴望知识不断进步的班级。
在专业课学习上,大家遇到不懂的地方虚心请教,在同学之间形成了互动学习的气氛。在班级里,一些电脑知识丰富的同学还帮助大家多学习网络建设的知识。
二:团日活动
1、 保护环境,爱我家园
XX年10月18日开始,为了更充分的认识环保,增强团员的环保意识,我专业在这次团日活动中开展以“保护环境,爱我家园”为主题的活动。
同学们积极踊跃的参加环保警句的征集活动,把自己的警句投入到我们的征集箱中,我们将部分警句展出,警示大家环境与我们息息相关,周围的青山绿水,阳光草地不再是一种神往。
同时,我们意识到保护环境需要全民的努力和配合,为此我们组织全班同学来到了世纪公园,对市民进行环保宣传。
辅导员老师在我们每个人心中种下一颗“增强环保意识”的种子,希望这颗种子在每个人心里生根、发芽、结果。
2、 纪念建团八十五周年
中国共青团建团八十五周年。以此为主题又一次以两个专业为主题开展活动。
XX年4月2日,我们在广场上集合,重温入团誓词。大家严肃认真,对团忠诚。
XX年4月17日,我们将要举办“团史知识竞赛”的活动,以此来增加团员对团史的了解,更进一步增强团员的意识。在以后的学习和生活中更加严谨的要求自己,做到实事求是,认真学习。
为了响应数学部关于职业素质培训的号召,我们举行了以下几个活动。
1、 我言我秀——主题演讲
XX年 11月23日,在我班教室举行了以“我言我秀”为主题的口才演讲比赛。
此次比赛精彩而成功,它展现了不同人的不同风格,也让同学们锻炼了自己的胆识,提高了同学们“说”的能力,评委的点评,使各位同学认识到了自己的不足并加以改正。此次活动使同学们秀出了自己的心声,亮出了自己的风格。
2、 市场调研
XX年11月下旬,我班同学对当今大学生在学习和生活方面存在的一些问题进行了调研。通过调研,让我们更加清楚了大学生的四年生活我们应该怎样度过;如何处理好同学关系;怎样和别人交往;以及现在的我们是准备创业还是准备考研;也让我们了解了作为一个本三的学生,我们所面临的就业压力;以及我们怎样使用父母给我们的血汗钱;大学生恋爱的利于弊,等等一些问题,覆盖了大学生活的诸多方面。让我们更加了解自己,明确生活和学习的目的,确立了自己以后的目标和方向,为自己的将来努力!
三:素质拓展
在学好专业知识的同时,我们也不断的参加各种丰富多彩的活动,全班同学都参加了不同的社团活动。
各种活动的开展都展现了当代大学生非凡的精神风貌。我们从中也收获许多,提高了各项能力和素质。不断拓展自己的视野,丰富自己的内涵。
我班有多人参加学校、学院举办的运动会,其中包括运动项目和表演项目。参加学院举办的大学生素质大赛等多项赛事,并取得优异成绩。同时我班还有很多同学在其所在社团、学生会、团总支里任重要职位、另外我班同学还积极参加青年志愿者协会举办的各项公益活动。
面对真理,我们有上下求索的激情;面对书籍,我们有刻苦钻研的激情;面对难题,我们有打开问号的激情;面对赛场,我们有击败对手的勇气。
四:展望未来
回首,是一种喜悦! 展望,是一种憧憬!
这激情跃动的青春是一曲旋律,高低起伏,雄浑激荡,必然会有新的飞扬!
恭请各位领导审查。
此致
敬礼
【关键词】网络工程专业 中职与本科 “3 + 4”分段培养 课程衔接
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)09-0049-02
长期以来我国的职业教育别称为断头教育,大多数职业教育的学生在完成职业技能学习后,就进入到工作岗位,很少进入本科进行继续学习,完成硕博研究生教育的专职学生更是微乎其微,这种现象的存在严重影响了我国职业教育向终生教育迈进的进程[1]。专业中职与本科“3 + 4”分段培养课程相脱节是造成职业教育成为断头教育的主要原因,中职与本科“3 + 4”分段培养课程一体化教学模式的构建势在必行。
一、网络工程专业中职与本科“3 + 4”分段培养课程衔接现状
网络工程专业中职教育的教学目标就是通过三年的中职教育,培养网络应用型人才,因此在中职中专网络工程专业的教学过程中,无论是教学内容还是教学方法都倾向于让学生掌握网络应用型知识以及职场技能,成为社会中高素质的劳动型人才。而本科课程开设的目的是让学生掌握理论知识,并在此基础上培养学术精神,成为高、精、尖科研人员或者高级工程师。不同的人才的培养目标致使中职教育网络工程专业教学中专业课教学内容以及企业实训不匹配的问题,从教学内容上割裂了网络工程专业中职教育与本科教育之间的联系,极大的影响了我国职业教育向终生教育迈进的进程。
1.网络工程专业中职基础教学内容和本科教育相脱节
不论是技术型人才的培养,还是研究型人才的培养都离不开扎实的基础理论知识,基础理论知识是让学生学习专业技能的基础,能够让学生更加快速的掌握专业知识,提升专业素养。因此中职和本科网络工程专业教学中都应当重视基础理论教学,但目前我国网络工程专业教学中存在着中职基础理论教学内容和本科教育相脱节的问题,例如中职网络工程专业教学中将大量的时间和精力放在网络工程专业知识的学习上,而忽视数学、英语等基础知识的学习,导致大部分中职网络工程专业的学生在进入本科进行学习时,往往因为无法跟上学习进度,而产生自卑的心理情绪,最终导致厌学与弃学问题的产生。
2.网络工程专业中职专业课设置与本科教育相冲突
目前教育部已经出台了中职与本科“3 + 4”分段培养的模式,并根据网络工程专业培养模式的定位,提出了纵向中职和本科课程一体化的课程设置要求以及横向中职专业技能标准和本科专业学位认证标准一体化的认证机制[2]。这种双一体化的培养模式从一定程度上缓解了目前专职教育与本科教育难以衔接的现状,但在双一体化教学模式的具体实施过程中,工作落实不到位的问题,特别是专业课程设置一体化的模式没有建立起来,中职网络工程专业教学工程中,专业课过于偏向应用化,在学生没有掌握专业理论知识的情况下,强行推进专业技能培养,这种过于偏向应用化的中职专业课程体系势必会与本科网络工程专业课教育相冲突。
3.网路工程专业本科实训环节效果不佳
网络工程专业中职与本科“3 + 4”分段培养是为了让学生经过七年的学习成为高级工程呢技术人员,因此在网络工程“3 + 4”分段培养过程中,本科的教学也应当注重教学实训环节,让学生在实训环节中提升专业应用技能。而现行高等院校网络工程专业教育依然采用传统的理论教学为主的教学模式,难以满足社会对于网络工程专业应用型人才的需求,致使本科教学成为网络工程应用型人才培养过程中的鸡肋。
二、加强网络工程专业中职与本科“3 + 4”分段培养课程衔接策略
1.加强中职基础知识教学
数学、英语等基础知识教学是网络工程专业人才培养中最为重要的一环,中职基础知识教学工作的不畅是导致目前我国网络工程专业中职与本科“3 + 4”分段培养课程难以衔接的重要原因。加强网络工程专业中职基础知识教学,中职学院校方应当重视基础知识的教学,增加数学、英语等基础知识课程的教学时间不被占用,提升基础知识教学的课程地位,同时还应当调动基础知识课程任课教师的工作积极性,让他们认识到基础基础知识教学在中职教育中的重要地位,从而保证基础知识教学工作的开展效果,让学生更加扎实的掌握基础知识,为中职学生的本科继续学习打下坚实的知识基础。
2.落实专业课程一体化
教育部已经提出了中职教学与本科教育专业课程一体化的教学模式,中职教育应当摒弃传统的教学模式,将专业课程一体化的教学模式落实到位,在网络工程专业课程教学中讲究理论和应用知识教学并用,增强学生的理论专业素养。
3.本科教育重视实训环节
中职与本科“3 + 4”分段培养课程体系中,本科教学存在实训环节形式主义的问题,针对这一问题,教育部门应当建立严格的本科实训监督措施,用强有力的监督机制促进本科实训工作的顺利开展,提升学生的专业应用技能。
三、结束语
网络工程专业中职与本科“3 + 4”分段培养中,课程的一体化设置极为重要,相关部门应当从“3 + 4”分段培养目标出发,设置合理的教学内容,促进中职与本科课程一体化的进程。
参考文献
关键词:分布式系统;网络工程;课程定位
文章编号:1672-5913(2013)14-0009-04 中图分类号:G642
计算机网络诞生以来,分布式系统作为计算机网络资源共享的软件手段,一直伴随着网络一起成长。从最初的文件共享,到现代的大规模分布式计算、高性能并行计算,以及近年的云计算,无一不是架构在分布式系统理论的基石之上。分布式系统对于计算机网络的重要性是不言而喻的,然而在目前国内网络工程专业的本科教育中,分布式系统课程却面临着一系列问题,使其在网络工程专业的课程体系中处于“鸡肋”课程的尴尬境地。从网络工程人才培养的角度看,这种定位显然不符合实际发展需求。笔者就分布式系统课程定位等相关问题,结合在建设网络工程专业过程中积累的经验,深入分析原因,试图给该课程准确定位,并在该定位条件下设置新的课程教学大纲。
1 分布式系统课程定位问题
分布式系统最初是作为专业选修课被纳入网络工程专业课程体系,一般安排在本科三年级甚至四年级学习。在实际的教学实践中,我们发现学生对分布式系统课程的兴趣远远低于预期。从教学效果上看,学生对分布式系统中与操作系统课程类似、难度相近的知识点的理解掌握远不如操作系统课程扎实,表1列举了分布式系统与操作系统类似的部分知识点。我们在实际教学中,曾经通过实验教学改革以及案例式教学改革等手段,试图改变这种状况,但效果非常有限。
2 原因分析
2.1 课程体系因素
从网络工程专业的本科培养目标和课程体系的设置中不难看出,该专业的总体人才培养目标是网络领域的工程技术人才,因此在课程体系设置中,理论性较强的操作系统课程被淡化。与计算机科学与技术专业的培养体系相比,网络工程专业学生对操作系统的学习深度远不如计算机专业的学生。另外,网络工程专业的培养体系中,对计算机体系结构与微机原理课程要求也要远低于计算机科学与技术专业。这种局面形成了一个两难的问题:一方面网络工程专业对操作系统与微机原理的要求不高,但要求学生必须掌握分布式系统的基本原理;另一方面,分布式系统要求学生对这两门课程都有比较深厚的功底,但网络工程课程设置无法满足这一要求。表2列举了分布式系统课程中一些知识点对先修课程知识点掌握的要求。网络工程既然是面向工程技术领域的人才培养,显然不能对理论性较强的课程做过高要求,因此单从课程设置上解决这个问题比较困难。这一现状直接导致了学生对分布式系统课程的不重视,进而导致教学效果的低下。
2.2 对课程的理解因素
分布式系统虽然是一门经典课程,但无论是决策者、普通教师还是学生,对这样一门专业性很强的课程并没有真正理解,很多人甚至搞不清楚分布式计算、分布式系统与分布式操作系统这些课程(概念)之间的关系,更不用说搞清这个课程解决的是什么问题,讲授的是什么内容。
从课程设置制定的角度讲,如果教师不是非常熟悉分布式系统的课程目标、内容和教学方式,则很容易错误定位,而决策者在制定课程体系的时候不会也不可能面面俱到。
从授课教师的角度讲,如果不具备对分布式系统的深刻理解和实际经验,会受制于教科书。目前国内外分布式系统课程的教科书少之又少,少数的几本经典教科书都是从国外翻译过来的,显然这些教科书的大纲和内容与我们网络工程专业对分布式系统的要求相去甚远。
从学生的角度讲,如果对分布式系统课程的重要性认识不足,必然导致对这一门课的忽视,上课过程中若遇到困难则直接产生畏难情绪,在这种情况下,显然无法达到理想的教学效果。
3 分布式系统的准确定位
在第2部分中我们谈到,包括授课教师在内的很多人对分布式系统课程的目标、作用和地位实际上不甚了解。那么,分布式系统到底是一门什么样的课程呢?国内比较权威的分布式系统教材是Andrew S Tanenbaum和Maarten van Steen所著的《分布式系统――原理与范型》,下面我们就以该书的主要内容为范例,分析分布式系统课程的目标及其重要性。
1)绪论。
讲述什么是分布式系统,分布式系统的目标与特性,以及分布式系统的软硬件体系架构。这里有个非常基本的问题――什么是分布式系统?大部分人对分布式系统课程的误解源自该问题,或者说以该问题为起点。很多人认为分布式系统是一种存在于特定企业部门的,与我们毫不相干的计算机系统,这是一种彻底的误解。分布式系统其实是泛指用计算机网络互联的,进行各种资源透明共享的多计算机系统。我们熟知的WWW网络、办公自动化系统等都属于分布式系统。狭义上讲,分布式操作系统、高性能并行计算机系统也是分布式系统。更进一步,时下火爆的云计算系统也可以归入到分布式系统范畴,可以说分布式系统与我们息息相关,我们一定要把广义的分布式系统与分布式操作系统以及专用于科学计算的分布式系统区分开来,否则就容易引起上述问题。
2)分布式系统的通信。
重点讲述远程过程调用(RPC)通信模型、远程对象调用、面向消息的通信和面向流的通信问题。可以看出,这些通信模型实际上是网络软件系统中广泛使用的通用通信模型,分布式系统课程就是要从各种不同的具体系统中提炼出其通信方式的共同特点,进而描述其通用的通信模型。例如RPC模型,它是现代操作系统(包括Windows各个版本和Unix及其变形)必须支持的基础模型。大部分现代分布式系统为屏蔽其底层通信的细节(为用户提供更高的透明性),都采用RPC进行其业务逻辑会话,因此分布式系统课程讲授这样一些通用通信模型的主要目标就是让学生在网络协议通信基础上,认识更高层面的网络软件系统的应用通信手段,增强学生的分析和设计能力。
3)进程组织。
讲述分布式系统的客户端与服务器端的进程与线程架构方式,也讲述分布式系统中的代码迁移问题。这一部分内容中,重点讲述服务器端的进程组织方式,通过什么样的方式架设服务器,可以获得更高的性能和更可靠的稳定性。许多大型IT服务公司的Internet服务器由于要面向数目庞大的用户群体(如大型门户网站新浪、网易,大型的电子商务平台如淘宝、京东等),为了提高其服务器的性能和稳定性,会采用服务器集群、进程池、性能动态监测、进程优化调度等技术,这些技术对网络工程专业的学生来说,是以后工作中可能要大量涉及的,而在其他的课程中,包括操作系统,都不可能讲述。分布式系统课程进程组织部分的目标就是使学生了解并熟悉大型服务器集群进程的组织与优化技术,其现实意义不言而喻。
4)命名机制。
多数人在使用诸如Web和移动IP网络的时候,会使用分布式系统的命名服务,但是他们一般都没有意识到其中的复杂机制。分布式系统课程中这一部分内容就是给学生讲解分布式系统中资源的命名机制,以及移动实体定位问题。这样一些主题有助于学生加深对网络协议、网络体系结构的深入理解,并为将来设计复杂的计算机软硬件系统打下良好的基础。
5)同步机制。
讲述分布式系统中物理与逻辑时钟同步、分布式选举与互斥问题、分布式系统的事务与并发控制。这一部分内容看似简单,其中多数主题都在其他课程中涉及,而且比较基础。例如,互斥与并发在操作系统中是要重点讲述的内容,而事务则是数据库系统原理中的重点内容。这些问题如时钟同步问题都是在单机系统中必然面临的问题,然而将视角放到一个分布式系统中,这些问题将会变得更加复杂,处理起来需要更加复杂的机制。例如,一个简单的互斥问题,即多个使用者同时有意向进入临界区使用临界资源,无论在传统单机系统中还是分布式系统中,必然引起临界资源的互斥访问。在单机系统中,操作系统是天然的管理者与调度者,并不存在无序访问问题。然而,在分布式系统中,这些使用者进程分布在网络的不同主机上,他们之间没有天然的协调者,所以首先面临着由谁来协调调度的问题;更进一步,这些不同的主机都是以自己的时钟为依据,没有统一时钟,在对同一事件的时间认定上完全不一样,所以还面临着时钟同步的问题,因此,这样一个互斥问题,我们需要分3步解决。
(1)要同步各主机时钟,可以采用诸如Berkeley时钟同步算法(见图1)之类的机制。
(3)设计有效的互斥算法保证各进程有序进人临界区。由协调者进程控制各使用进程按队列进入临界区,算法如图3所示。
由上面的过程我们可以看出,在分布式系统中实现一个临界资源的互斥访问,远远比单机系统中复杂得多,但这个过程的实现充满了哲学逻辑:集中――分布互生互克。分布式系统中大多时候面临的是无序的松散集合,因而需要一个领导者进行集中管理。集中意味着高效率,但是集中也意味着唯一故障点,因此分布式系统中的这些主题充满了哲学逻辑的魅力。
分布式系统中为了提高系统性能和稳定性,往往采用复制的机制,不仅对数据,对进程甚至主机都可能进行复制,从而带来数据更新的一致性问题,这在单机系统中很少出现。对复制带来的一致性问题的理解如果到位,会提高学生对复杂系统的设计和运用能力。
以上我们就一部分主要内容对分布式系统课程目标及其意义做了深入分析,从这些分析中可以看出,分布式系统就其主要内容来讲,是一门针对网络软件体系架构的原理性讲解课程,可以视其为网络工程专业的软件系统原理课程,其目标是让学生对分布式网络软件的工作原理、机制深入理解,从而提高学生分析设计、管理运用这些系统的能力。
4 结语
我们通过对分布式系统课程本身内容的分析,重新定位了这门课程在专业课程体系中的位置,阐明了它的重要性。从分析中可以看到,分布式系统并不是一门可有可无的“鸡肋”课程,相反,它对网络工程专业学生的专业生涯影响非常深远。这一门课程如果能得到足够的重视,并能在教学中准确执行,对学生专业素养的提高有不可估量的作用,是一门真正的“基石”课程。
参考文献:
[1]Kai H,Geoffrey C F Jack J D,云计算与分布式系统:从并行处理到物联网[M],北京:机械工业出版社,2012
[2]分布式价值几何,信息系统工程[J],信息系统工程,2006(9):36-37
[3]胡喜玲,分布式技术及在计算机应用体系结构中的应用[J],计算机与网络,2006(12):54-55
[4]徐明,曹介南,姚丹霖,等,网络工程专业课程体系研究与实践[J],计算机教育,2009(19):115-118