《网络综合布线设计与施工》课程是计算机网络技术专业一门核心专业课程,该课程的前导课程是《电子电工基础》、《计算机网络原理》,后续课程是《计算机网络系统集成》。本课程针对网络综合布线职业岗位能力要求,重点教授学生网络综合布线的设计、施工、项目管理、工程测试、工程验收等相关的国家标准和行业规范,通过课堂实训、现场工程实训、项目工程实习三个实践教学环节培养学生的工程实践能力和良好素养。
网络综合布线职业岗位要求学生必须掌握网络综合布线设计的标准、工程施工的技术规范,因此课程紧密结合国家综合布线设计与施工标准以及行业职业岗位能力要求设计教学内容,同时将国家信息产业部综合布线从业人员上岗证的培养内容有机地融合到教学内容中,实现教学与职业认证培训相结合,学生学习本课程后可以直接考取职业资格认证证书。
(一)课程内容标准化。《网络综合布线设计与施工》课程内容按照网络综合布线)和网络综合布线)设计,按模块化进行教学。整个课程围绕七个模块进行讲授,即:工作区子系统、配线子系统、管理、干线子系统、设备间、进线间、建筑群子系统。
(二)课程内容规范化、职业化。《网络综合布线设计与施工》课程内容的设计参考实际工程施工技术规范。教学团队定期与行业、企业专家共同探讨课程改革,把企业文化引进校园;加大兼职教师聘任力度,聘请行业、企业的技术骨干担任专业技能实践课及校外实习指导教师,建成一个数量充足、教学能力强、实践经验丰富的兼职教师队伍,逐步形成实践技能课程主要由具有相应高技能水平的兼职教师讲授的机制;定期组织专任教师到企业进行项目培训与挂职锻炼,积极参与企业工程项目的建设与技术服务,积累工程实践经验,提高专业技术水平,从而为课程建设的规范化,职业化提供保障。
《网络综合布线设计与施工》课程为了突出学生实践动手能力的培养,实施“教、学、做、考”四位一体的教学方法改革。课堂教学将理论教学内容与实践教学内容相结合,即讲授综合布线设计标准与规范,同时组织学生开展课堂实训,实现课堂教与学、讲与做相结合。该课程将多种考核方式引入课堂,全面考核学生的学习效果,如采用项目设计方案考核理论教学效果,采用随堂考核方式考核学生课堂实训和工程实训情况,由实习指导老师和企业兼职教师共同评定学生工程项目实习成绩。
《网络综合布线设计与施工》课程教学所涉及的综合布线设计规范、综合布线施工技术等内容比较抽象、难懂,因此课堂教学中必须借助现代教育技术手段,充分运用多媒体、网络技术,增强教学的直观性、交互性,提高课堂教学质量。课程教学团队组织大量人力收集各种图片、录像等教学资源,并制作了单机版的多媒体课件。为了加强学生的自主学习,在原有单机版课件基础之上,进一步整合教学资源,制作了本课程的网络版课件,并依托校园网平台积极开展了网络教学,取得了较好地教学效果。
随着课程教学改革进一步深化,课程教学团队不断探索和完善本课程的实践教学体系,总结了三层实践教学体系,即课堂技能实训(初级)、现场工程实训(中级)、项目工程实习(高级)。课堂技能实训与理论教学融合在一起,主要训练学生压接水晶头、打压数据模块、配线架、光纤融接等网络综合布线基本技能。现场工程实训采用项目教学法,结合校园网改扩建工程开展现场工程实训,主要培养学生工程组织管理能力及现场施工技术。项目工程实习主要结合学生假期社会实践、课程实习等环节,采取校企合作形式组织学生直接参与企业真实的工程项目,全面提高学生网络综合布线设计与施工技术,培养学生综合职业素质。
(一)根据综合布线行业的发展变化,及时把握综合布线相关标准、技术规范的变化,及时调整本课程的教学内容,使课程内容具有标准化、规范化、职业化的特点。(二)继续探索产学研合作教育的新模式,进一步加大企业兼职教师的聘任力度,加强工程项目实习的管理与考核。(三)探索校企合作新模式,合作编写实训指导教材、开发课程资源包等。
《网络综合布线设计与施工》课程是一门专业性很强的课程,课程内容必须按照国家相关标准进行设计,开发;该课程也是一门较抽象的课程,课程的讲授必须借助现代教育技术和网络技术,才能更好地把课程讲透;该课程还是一门实操性很强的课程,在实操方面必须提供给学生大量机会,包括课堂上的实操、现场工程实训、项目工程实习等,只有这样,才能培养出企业所需的实用型人才。
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针对不同阶段的实验教学确定不同的任务定位。院定必修课着眼于提高学生的科学素质与人文素养,以培养学生的基本实验技能、科学的思维能力和创新意识为主要教学目标。系定必修课和专业方向课及实践教学着眼于对学生进行工程技术人员的基本训练,以培养工程实践能力和创造能力为主要教学目标。
针对传统的专业实验课与工程严重脱节的状况,实行专业实验课的工程化,即系定必修课程及实验课要面向工程,要紧紧围绕工程和联系工程进行。
针对传统的专业实验基本都是验证性实验的状况,增设综合性、设计性和创新性实验,以培养学生的创新能力和综合实践能力。
针对传统的专业实验课从属于理论课的状况,实行独立设置的实训课程和单独考核。在进入毕业实习前,进行一次网络工程综合实训,这一独立设置的实训课程名为网络集成技术,它涉及网络技术的所有方面,并可通过专业实验室实施。
针对高等职业院校只局限于校内教学活动的情况,实施“走出去、请进来”的面向工程的授课方式,加强校内外实习实践基地建设。
建立面向工程的实践教学体系是一个复杂的系统工程。该体系包含三个部分:课程体系及内容、网络实践体系(实验、实训和实习)、网络工程应用。在该体系中,要始终以网络工程应用为最终目标,建立课程体系、整合课程内容,设置层次网络实践体系;课程体系及内容服从、服务于网络实践;网络实践容服从、服务于网络工程应用。
从应用型人才培养的全局来看,当前课程改革的主要任务是重新审定、合理调整总的课程设置。在计算机网络专业中,减少专业必修课,按照计算机网络、网络工程、网络管理与安全和网络软件开发4个方向增加选修课。明确每门课程在培养计划中的地位与作用,增加综合素质养成需要的宏观性课程,充实新兴的高科技应用成果。
课程改革不仅要以就业岗位群对人才知识结构的要求为依据,建立模块化的课程体系,而且要改革课程内容设置,打破课程的界限,根据高职计算机网络教学的实际,进行课程内容的整合与拆分,提高课程教学的效果和质量。
调整网络专业系定必修课和实验课的教学方式,将实验、实训、实习等实践性课程与理论教学有机统一起来,面向工程应用实施教学计划,重点突出知识的应用性和实践性。
面向工程的实践教学体系包括实验、实训和实习三个部分。实验基于网络基础理论知识,进行基本技能的培养。实训主要锻炼学生对网络工程的整体规划、设计和创新能力。实习要求学生走出校园进入企业锻炼,在实际网络工程项目实践中进行锻炼,总结经验、教训,提高综合设计创新能力。其中,实验是工程实训的基础,实训又是实习的基础,这三者之间关系是逐层深入的,从而形成了系统而有层次的实践教学体系。
(1)实验项目的设计。按照实验教学方式,实验教学分为以下几种形式:验证性实验、综合性实验、设计性实验和研究创新性实验。过去在教学过程中,多以验证性实验项目为主,各任课教师需要进一步优化设计课程实验方案,适当精简验证性实验,增加综合性实验和设计性实验比重。实验教学做到精讲多练。
(2)实训项目的设计。在本专业“计算机网络”、“网络工程”、“网络管理与安全”和“网络软件开发”等多门课程学习的基础上,增加了“计算机网络工程综合实训”这门课程,通过2个专业实践周完成。目的是将所学的网络基础知识结合实际网络工程项目要求进行系统性的训练。实训业务参照各行业信息化规范、企业用人标准和岗位要求,从职业道德和职业技能两方面强化学生的能力培养,其培养目标涵盖:项目经理、网络架构设计师、网络施工员、网络维护员、网络管理员和信息安全师等。计算机网络综合实训的内容包括:工作组级局域网设计与应用;校园网的规划与设计;校园网站建设维护;电子商务平台建设维护;企业构建IP电线)网络工程实习。实施“走出去、请进来”的面向工程的授课方式。建立校企培养模式,使学生即学即用,了解网络技术及施工特点和规范,激发学生的学习兴趣,达到了传统教学方式所不及的效果。同时,聘请一批网络工程和网络开发第一线的工程技术人员,定期到校进行课程教学和开设讲座,让学生了解到网络技术新发展、新工艺,通过讲课和讲座,提高学生对专业实践能力的重视程度。
面向工程的网络实验、实训平台应提供真实的网络环境,可以让学生亲自动手完成实验实训项目,加深对网络原理、协议、标准的认识,从而提高学生的网络技能和实战能力。因此,网络实验实训平台的建设尤为重要。根据实验台功能的不同,分为基础实验台、安全试验台、无线试验台和VoIP实验台。每种试验台由实验需要的硬件组成,包括路由器、核心交换机、三层交换机、二层交换机、防火墙、工作站、服务器、无线AP、VoIP语音模块等。该环境有很强的适应性,根据不同的实验实训要求,可以配置不同的基础平台,如软件开发平台可以直接提供路由和DNS环境,网络安全实验台则可提供完全的Internet技术环境。该平台可以实现计算机网络、网络工程、网络管理与安全和网络软件开发4个方向的所有实验实训项目。实现了理论的实验化、实验的工程化、工程的系统化、系统的集成化。
计算机网络技术推动了人类文明和社会进步的作用日益突显。各用人单位对网络专业技术人才的需求进一步扩大,尤其是网络工程设计经验丰富、管理科学、运维高效的中高级专业人才倍受用人单位的青睐。组网工程课程是网络工程专业核心课程,本课程比较全面地介绍了局域网技术、综合布线、网络安全、网络规划设计等工程技术。该文从课程改革、理论教学改革、实验室建设、师资队伍建设等方面进行阐述。
组网工程课程是网络工程专业的核心专业课程,搞好组网工程课程的教学必须明确网络工程专业培养目标和人才成长的规律,目前,各高校对网络工程专业定位过低,只涉及到组网工程的建设环节,或者专业定位比较模糊,不能涵盖网络工程生命周期中整个过程,导致学生就业面狭窄、专业技能和专业素质提升的后劲不足,用人单位对网络专业培养的学生能力产生了严重的怀疑。为此,各应用型本科高校需要对网络工程专业人才培养进行重新认识和重新定位,参照网络工程的生命周期的全过程,制定适合网络工程专业的课程教学体系,规范教学与实践的内容,切实提高人才培养的质量和水平。
组网工程课程不是独立的一门课程,前导课程是计算机网络与通信、网络操作系统、综合布线等。制定教学计划时必须考虑前导课程开设的顺序,规范各门课程教学的内容,让学生充分认识到课程之间的关联性、互补性和递进性。在实际的教学过程中,网络工程的相关专业课程设置较多,部分教学内容重叠现象严重。例如,双绞线水晶头制作的内容,在前导课程计算机网络与通信课程中有着详细的说明,但是在组网工程课程中也作了具体的叙述,没有考虑前导课程的关联性,值得注意的是,光纤的融接在组网工程课程中却没有得应有的重视,没有考虑到教学内容的递进性;Windows服务器的搭建是网络操作系统课程的重要内容,若注重内容的互补性,组网工程课程中的应用服务平台就可以选用Linux/Unix操作系统搭建,但是,很多学校,也包括我们学校也没有做到。
网络工程实践能力缺乏是学生的综合应用能力不够强的根本原因。组网工程课程涉及的知识面广、内容专业而且与工程应用密切相关。这就要求在教学过程中激发学生的学习兴趣,然而,诸多的网络协议、工程法规和技术标准使学生感到抽象和空洞,理解困难,学生的学习的积极性极具下降。另外,课程实验都是以演示性和验证性实验为主,与实际要求相适应的工程性实验无法开展,学生不能深入理解网络工程生命周期的各个阶段,无法完成网络规划设计,得不到网络互联相关实训与实践的锻炼,与实际应用脱节相当普遍。
网络工程专业教学需要的实验设备较多,实验所需的软件和硬件资源相当短缺。实验必需的核心设备价格一般比较昂贵,学校资金投入一般情况下较为因难。我院在建设组网工程实验室以前,采用仿真软件实现实验教学,仿真软件只能模拟一些较为简单的演示实验和一般性原理验证性实验,对于提高性和综合性的网络规划设计类型的实验,仿真软件显得力不从心,而且实验实训环节学生不能接触到实际网络设备,缺少感性认识,项目教学无法开展,不能深入企业实际应用,学习兴趣和学习的积极性很难提高。
承担组网工程课程教学的教师大多没有网络工程项目建设和管理等相关的工作经历,教师工程实践工作经验的缺乏成为技能教学的瓶颈。其原因如下:首先,专职教师以理论教学为主,科研任务繁重,缺乏实际的动手技能训练,也很少参加网络工程实践相关的工作;其次,学院网络工程相关实验平台建设的不够完善,综合性和创新性的工程实验无法完成,使专职教师在网络设计、项目管理经验和能力都略显得不足,导致理论和实践严重脱节;最后,高校开设网络工程专业时间较晚,办学基础并不深厚,同时,新的网络设备不断的涌现,网络协议众多且不断的完善,网络管理软件升级过快,这对组网工程课程改革提出了新的挑战。
网络工程专业培养的人才划分为科研型、工程型和应用型三个层次。简单的概括为:网络协议的设计与实现技术、网络设备的制造属于科学研究型人才培养目标;网络应用系统的设计与开发、网络系统的规划设计与施工技术属于工程型人才培养目标;网络系统的管理与维护技术属于应用型人才培养目标。我院属于应用型本科院校,应相以培养工程型人才和应用型人才为网络工程专业方向培养目标。组网工程课程改革不能脱离人才培养的目标,尊重工程型人才和应用型人才成长的规律进行教学改革,这样才能有的放矢。
组网工程课程教学改革的难点是课程内容编排、工程实践教学方法的改革和教学模式创新等。针对我院应用型本科教学实践,该文提出以下具体改革措施。
组网工程实践性很强,课程教学以校园网和企业网为项目案例,要求学生能够根据网络工程生命周期,了解网络需求分析、通信量的估算、组网的形式、采用的技术、网络的维护和管理等内容。要求学生掌握华为、思科等知名厂商典型数通产品、所支持的协议类型及其应用的范围。例如,可以分别按照低端、中端和高端三个档次划分思科公司和华为公司的交换机和路由器产品,并且进行对比,熟悉各自所能支持的网络协议,了解产品的功能和特点,根据网络工程实际的需求选择对应的网络设备,完成局域网工程项目的设备选型,为课程设计或毕业实习阶段的学习打好坚实的基础。
组网工程课程教学的目的是要让学生根据用户需求分析,采用具有前瞻性的主流技术,选用最适合的网络设备,组建网络、管理和维护好网络。因此,课程改革应当突出网络规划与设计的核心地位,完成需求分析、逻辑设计、物理设计、网络设备的选型,组网建设和网络测试;完成网络工程项目可行性报告、编制项目需求分析说明书、设计文档等工作;要求学生根据实际的网络工程实践,掌握项目管理软件和工具。实现网络工程专业培养工程型和应用型人才的目标。对学生考核方式进行改革,除传统的考试方法外,突出强调学生项目团队合作的综合素质。
局域网安全和管理是组网工程课程中的重要组成部分,网络安全防护技术是局域局网设计中的难点内容,我院在进行局域网安全和管理这部分教学内容时,教师从常见的网络安全防护技术、软硬件产品开始,深入浅出地提出完整的局域网安全解决方案,以及具体的实现方式。教学引用的网络安全设备主要是思科的ASA55XX系列的防火墙、入侵检测系统和上网行为工具的使用和部署;网络管理涉及到的协议主要有SNMPv3;并通过师生互动的形式研讨网络全安管理的问题,让学生深入理解安全管理是组网工程中重要的环节。
以网络教研室为单位,开展教研活动,讨论组网工程课程中增删的内容,即时修正教学大纲和教学内容,删减的内容主要有两部分:一部分是本课程中与网络工程专业相关课程重叠的内容。例如,删除Windows server 2003操作系统中网络服务器的内容;综合布线的内容等;另一部分是组网工程课程中过时淘汰的技术和方法,例如,电线建议等内容。计算机网络技术在发展的过程中,出现了一些新的技术和组网方式,在修正教学内容时,应当考虑周全,增加新的授课内容。例如,上网行为规范的实现与管理,入侵检测技术与网络安全监控等。另外,通过组织老师相互讨论教学内容,即时修正教学大纲。
实训实践环节教学是组网工程课程教学不可分割的重要组成部分,是实现工程型人才和应用型人才培养目标的关键因素,实训实践环节教学改革可按如下三个步骤推进:
组网工程课程实验教学内容,由浅入深,可划分为基本技能、初步综合技能、高级综合技能和创新技能四个层次,实验教学突出组网工程课程实践知识的相互关联性和递进性,并组织网络工程专业方向的专家和教授编撰实验实训指导书。其中基本技能和初步综合技能的教学多为教学演示或原理验证性实验为主,教师在课堂上可以通过模拟仿真软件完成教学;高级综合技能和创新技能的实验教学,则以课程设计、毕业设计等方式完成。
本课程实验教学应当根据理论教学的需求,循序渐进的开设与网络工程应用相关的综合型和创新型实验。培养学生基本技能的同时,还进一步加强当前技术应用领域的综合型实验内容,使得学生对所学知识能够融会贯通,提高学生独立发现问题与解决问题的综合素质。我院建设组网工程实验室,基本满足组网工程课程的实验教学,但是,综合型和创新型实验环节的教学还有一定的差距,学院为了加强网络工程方向人才的培养的步伐,加强网络综合布线、网络服务应用、无线网络、网络安全管理等实验室的建设,以实现网络工程专业方向工程型人才和应用型人才培养目标。
校企合作是培养工程型人才和应用型人才的必由之路。通过合作教育新模式,提高学生理论联系实际,勤于思考,独立解决工程实践的动手能力,使创新型人才培养落到实处。我院在重视实验实训教学的同时,还加强校内外实习基地的建设,采取合作教育,探索培养网络工程专业方向人才的教育模式,强化理论联系实际。学院还与网络设备制造商思科和锐捷分别推出了“网络学院”教学计划,专业实验室可以由学校和企业联合新建,使我院学生能够了解到主流网络设备(交换机、路由器和防火墙等网络设备)的基本性能、应用范围和技术特点等,独立完成组网工程过程中网络设备的选型;校企合作还可以缓解学院实验室建设经费不足的矛盾,合作企业提供先进的网络设备、产品的技术支持和应用培训,学院则为企业输送了大量的后备人才,实现了双赢。
我院组网工程实践教学改革从以上三个方面推动,使学生提高了工程实践应用技能,实现学生在校学习与就业市场之间的无缝对接。
组网工程课程理论与实践紧密相联系,这对授课教师提出较为严格的要求,授课教师不但专业理论知识较为全面,而且还要具备较为丰富的网络工程实践经验,能够在工程实践教学中引入最新的技术、组网的方式、网络运行管理的工具和网络安全的设计等,不断地拓展学生的视野。因此,我院提出建设“双师型”教师队伍,具体做法如下:
要求组网工程专业课程的教师具有硕士以上学位,同时还要求具有工程师及以上职称,实行教师资格与网络工程专业技术职称双证聘任制度,鼓励来自企业一线中高级职称的工程技术人员完成学生毕业设计和毕业论文的指导;学校启动青年教师人才培养计划,大力培养年青教师队伍,成立网络工程科研团队和教研团队,由从事网络工程专业方研究的专家和教授定点帮扶青年教师;鼓励教师积极申报各级科研和教研项目,制定相关的科研和教研激励制度,健全“双师型”教师培养制度。
学院每年都利用假期安排青年教师参加社会实践,并作为一项基本制度,长期执行,青年教师参加社会实践的经历可以作为教师个人职称晋升、年度考核的重要依据。教师社会实践的主要形式有到校企合作单位直接挂职顶岗、参加企业技术改造、合作研发等多种形式,使得教师夯实理论知识的同时也积累工程经验;组织教师参加与网络工程相关的教育培训和学术研讨会,以获取专业领域内的最新动态和最新技术的推广和应用;制定激励制度,鼓励教师带领学生参加部级和省级主办的各种竞赛活动,以检验学生综合型和创新型工程应用的能力。多种措施强化“双师型”教师培训工作的推进,使组网工程课程教学改革进一步深化。
组网工程涉及网络工程生命周期各个阶段的内容,不仅仅是网络建设的,还包括工程项目的审批、需求分析、网络的规划与设计、运行与维护、安全管理等,内容诸多、知识面广是组网络工程课程教学改革的难点所在。该文对教学过程中存在的问题进行深入的分析,探讨教学中出现问题的原因,并按照我院教学改革实践提出具体的改革措施和解决方法,落实网络工程领域工程型人才和应用型人才培养目标。
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摘 要: 进入“互联网+”时代,应用型网络人才的需求和培养之间形成了巨大落差。本文在研究“互联网+”时代网络工程专业人才特点和分析当前高校网络工程专业实践教学现状的基础上,探索具有较高可行性的、培养应用型网络人才的实践教学模式。同时,结合“互联网+”时代的特点,从社会对网络人才的需求出发,提出“重基础强实践,重能力强应用”的实践教学理念,并形成科学、合理、可行的实践教学体系。
随着经济和社会信息化的飞速发展,“互联网+”的实践风起云涌,改变着我们的日常生活。互联网+的动力来自于信息基础设施的支撑。网络工程专业涉及互联网+课程。网络工程专业的课程,要求理论与实践内容能切合“互联网+”的步伐。在网络工程专业完整的教学过程中,要结合“互联网+”时代应用型人才培养的目标,强调实践教学的重要性,充分发挥实践教学的作用,注重新课程、新技术引入到教学中来。
从人才需求出发,目前各类企业在“互联网+”时代下对网络规划师、网络工程师、网络管理员等工作岗位的需求量以及专业技能方面的要求不断提高。但是,现在的大部分高校培养出的网络工程专业的毕业生,有相当比例却因不具备实用的网络技能被企业拒之门外。这种供需之间的矛盾在一定程度上反映出目前高校网络人才培养机制中存在着“教”(培养)和“用”(就业)脱节的情况。
我们的教学体系分为理论教学体系和实践教学体系,两者相辅相成,缺一不可。实践教学环节作为本科教育的重要组成部分,是培养学生的实验能力和实践与创新精神的重要过程。在提倡和推行应用型人才培养的教育大环境下,我们把实践教学作为本科教学工作水平评估的重要指标之一。为了提高实践教学质量,真正提高学生动手能力,培养符合“互联网+”时代的网络工程专业人才,建立健全实践教学体系,是提高人才培养质量的有效办法,同时也是解决网络应用型人才供求关系之间矛盾的主要途径。
目前,“互联网+”时代对网络技术人才的需求更加注重全面性。“互联网+”融合多种产业,涉及的方面比较广,如,政务,商业等领域,同时在技术上要结合科技的新技术,特别是结合物联网,大数据,云计算,移动互联网等新内容,对网络技术人才的要求更高。当前,网络工程专业的主干课程有:计算机网络、交换与路由技术、计算机网络管理、网络通信编程技术、网络规划与设计、网络安全、无线网络技术、网络操作系统、综合布线等,这些课程在整个专业建设和课程体系中占据重要地位[1]。同时,这些课程都有相应的实验和实践环节,且占有相当大的比重。此外,这些课程间的关联也非常密切,结合新技术的地方越来越多,如云计算、大数据等,其实践教学开展的好坏直接影响到学生的技能水平。
在传统网络工程专业的课程体系中,目前的教学模式存在很多问题,如:①过分依赖理论教学,实验和实践教学重视不够;②课程之间结合不够,课程与新技术结合不够,新技术引入课堂滞缓;③实验和实践设备和环境不够完善,特别是工程实践内容需要大量的网络设备作为支撑,设备更新匹配不及时;④学生课后难以充分利用实验室设备进行实验,大多数学生借助仿真实验环境来解决,但没有处理好仿真环境与真实环境的区别与联系;⑤缺乏综合性实践的网络平台,大部分实验和实践只停留在验证性层面,实验时间短,综合性不强;⑥毕业实习存在走过场情况,没有真正深入企业,同时,毕业设计缺乏创新,部分设计脱离实际需求与应用,很难体现实际价值。
“互联网+”就是指,以互联网为主的一整套信息技术(包括移动互联网、云计算、大数据技术等)在经济、社会生活各部门的扩散、应用过程,它的前提是互联网基础设施广泛安装,这相当于重新定义了信息化,互联网+将推动各产业的互联网化。
从网络工程方向的主干课程计算机网络、交换与路由技术、计算机网络管理、网络规划与设计、网络安全、无线网络、网络操作系统、综合布线出发,引入“互联网+”时代下网络工程所需的新课程,如移动互联网、云计算、大数据等课程,形成网络工程实验和实践新的教学体系。深化课程间的联系关系,引入新技术到课堂,并与网络技术相衔接,如大数据、移动互联网、云计算等课程,要把这些新技术切入到实践教学中,并通过综合实践联系好课程间的前后呼应关系,真正提高学生的动手能力,使之符合“互联网+”时代下的网络人才培养的规格[2]。
结合网络工程专业特点,以应用型人才培养为出发点,适当增加实践教学内容,增加实验、实践学时,组织学生集中实践,部分课程的理论教学与实践教学分开作为两门课程来开设,并且学分独立,以提高学生对实践教学的重视。同时,每门主干课程开设完后,在接下来的一学期都布置课程设计,进一步让学生掌握综合设计的能力,并加入一些新的跟实际工作密切联系的内容,切合企业需求,对实践教学内容做进一步的扩充和创新。
通过对网络工程专业实践教学改革提高学生的动手能力,让学生积极参与实验和实践,并应用于实际需求环境,让学生充分理解和掌握实际网络运行的状态,理解“互联网+”时代的网络需求,增进学生与社会及企业的联系,摆脱毕业时与社会脱节的困境,同时理解好“互联网+”时代下网络工程的重要性,为学生顺利走上工作岗位奠定基础。
注重最为关注的网络技能,重点集中在网络互联设备、网络建设和维护、网络安全和无线网络、网络与学科融合,移动互联网,云计算等方面,包括网络系统和应用服务搭建、运行管理和日常维护以及网络运行安全、大数据等。让学生必须掌握大中型网络的组建与管理、移动互联网技术和各种网络系统平台下应用服务器的搭建与管理;掌握主流广域网技术与流行的接入技术的配置与管理、路由与交换配置管理;学习实用的企业网络应用安全方案、企业无线网络规划方案等;学会通过网络管理软件对网络实施管理等专业知识与基本技能[3]。另外,加强综合性实验和实践培养,以企业网络项目为基础,以小组形式完成较大型网络项目的规划与设计,并让学生掌握主流网络技术,增加学生的选择技术的能力,在掌握技术的同时也培养了学生的团队合作意识。
结合移动互联网、云计算、大数据等新技术,完善实验和实践环境,注重网络与这些技术的融合,充分利用网络实验室,网络规划与设计实验室,网络安全实验室,无线网络实验室,云计算和移动互联网实验室,并结合相关仿真环境和虚拟环境,如VMware,GNS3,Cisco Packet Tracer,VSpere等。同时,结合“互联网+”时代的广泛业务,涉及、商业及政务等,提高学生学习积极性,注重实践教学,增加实践教学的学分,采用分组教学,项目式教学,以小团队的形式开展实践[4]。另外,在教学模式上,采用重基础、强实践的方式。必须让学生掌握基本网络技能,进而掌握综合性实践的技能,并学习掌握在多种技术中选择最佳技术的能力。
“互联网+”时代网络工程专业人才的培养非常需要引进校企合作培养模式,同时引进企业工程师进课堂,并安排指导学生的设计[5]。充分利用好企业引进的工程师进行开放性实验,开放性实验旨在使学生能利用有限的网络设备自主掌握除课堂教学实验内容之外的其他相关内容,如学生自己感兴趣但受限于网络设备的基本网络技能。开放性实验既可以让学生在掌握相关理论知识的基础上自主学习和掌握更多的网络技能,又可以锻炼其运用知识、技能自主再学习的能力和分析解决问题的能力。另外,在课程设计、毕业实习及毕业设计时,考虑让学生深入企业,试行学年实习方式。让企业一线工程师指导,多布置和实施综合性规划类与设计类实验,因为综合性实验内容可以训练学生实施企业网络搭建与管理能力[6]。通过综合性实验,培养学生综合运用能力与故障排除的能力,从而使其具有解决企业网络实际问题的综合能力。
本文探讨了以强化实践动手能力为手段,以实践教学改革和创新思想为指导,以培养学生适应性为基础,增强实践能力为根本,进行实践教学改革与创新。让学生具备应用型网络人才所需的网络基本技能、动手解决问题的技能、学习创新的技能以及良好的沟通能力和合作意识。结合现有实践环境,辅以仿真实践环境,让实践教学充分开展,并紧紧把握实践性和应用性两个要点,确保应用型人才的培养质量,使学生走上工作岗位后,能够成为适用人才。以校企合作为抓手,与多学科融合为契机,引进企业优秀的一线工程师进课堂并参与指导学生的课程设计、毕业实习、毕业设计等实践环节,组织学生深入企业,让学习实践的内容能和企业及社会保持一致。
网络工程专业是国内高校普遍开设的新兴专业。如何创建网络工程专业,国内外并没有统一模式和现成规范,为此,国内众多教学专家展开这方面的研究工作,并发表大量教学论文,其研究主要集中在网络工程专业的培养目标、课程体系、实验体系等方面。本文试图对网络工程建设的研究现状进行归纳、总结和分析, 并提出目前研究存在的不足和下一步的研究思路及展望。
专业培养目标是专业建设的依据和前提,但由于目前网络工程专业没有统一规范的培养目标和要求,因此有关这方面的阐述众说纷纭,各方都从不同的角度来研究和讨论,比较有代表性的观点如下。
(1) 从调研各行各业对网络工程专业人才需求出发来确定网络工程的培养目标[1],把网络工程专业的培养目标确定为:培养具备网络硬件设备的设计与开发、网络协议的设计与实现、网络应用系统的设计与开发、网络工程设计规划与实施、网络系统的管理维护与评估等能力的网络工程专业人才。
(2) 从网络工程专业毕业生所担任的工作职位出发来确定培养目标[2],将网络工程专业的培养目标确定为网络管理员、网络程序员、系统集成工程师和电信工程师等。
(3) 从网络工程专业人才必须具备的能力角度出发,把网络工程专业培养目标确定为[3-6]:培养具有计算机网络基础知识和抽象思维能力以及计算机网络软硬件基本理论和技术,从事计算机网络信息安全应用、计算机网络管理和维护、网络系统设计开发和集成的高层次网络工程应用技术和科研人才。
(4) 在基本培养目标的基础上,结合学校特点,增加特色要求[7],如中国人民理工大学把军事领域中的网络应用技术作为培养目标色要求。
综上所述,可以把网络工程专业的基本培养目标归纳为:具有计算机网络基础知识和抽象思维能力以及计算机网络软硬件基本理论和技术,具备网络协议的设计与实现、网络应用系统的设计与开发、网络工程设计规划与实施、网络系统的管理维护与评估能力,能从事网络管理员、网络程序员、系统集成工程师等工作。同时,各学校还可以结合学校或所在地区特点,增加一些特色要求,如网络硬件设备的设计与开发、电信技术应用开发等。
通过研究全国多所学校网络工程专业的教学计划及一些相关的研究性教学论文[1-2,7-16]后发现,很多学校根据网络工程专业的培养目标提出课程群(或课程模块)思想,归纳如下(如表1所示):
为了充分发挥实验室的作用,实验室建设必须遵循一定的原则,以避免过时、重复建设从而浪费财力物力。目前关于实验室建设原则的一些研究报道[3,17]指出,网络实验平台的设计和搭建要遵循前瞻性、系统性、科学性、发展性的原则。
首先应具有前瞻性。实验室的建设应符合学校人才培养定位,满足本专业学科发展方向,满足本科教学需求,提高学生的实际动手能力,能成为专业教师和学生从事相关研究和应用系统开发的平台,因此在制定规划时要统筹考虑,有超前意识。
其次应具有系统性。在实验室建设时要通盘考虑学生应具备的知识体系,以便在实验课程体系、实验项目设置、实验教材及实验设备等方面进行统一布置,努力使学生通过实验掌握专业的知识点,掌握本专业的知识体系。
第三应具有科学性。科学性主要针对实验课程结构而言的,在实验室建设规划时,应当充分听取专家、学者、教师和实验人员等各方面人员的意见,科学合理地设计实验课程。
第四应具有发展性。在制定实验室建设规划时,要考虑实验室的可发展性,要立足当前,着眼长远,使实验室建设保持长足的发展与进步。
网络工程专业是以“工程”为导向的,因此被赋予了很强的实践要求。实验教学体系要以课程体系为依据,紧紧围绕课程体系来组织和安排。由于网络工程专业的课程体系是由网络编程课程群、网络工程设计课程群、网络管理课程群和特色课程群构成的,因此实验教学体系也应以这个主线实验能力培养步骤
有关的研究报道指出,网络工程专业实验能力的培养可以按基本技能、专业技能、综合应用技能这个方向由低到高逐步推进[3,6],但没有指出这些实验在各教学环节中如何有机地组织起来。本人认为实验技能分为两类:基本技能和综合应用技能。实验能力的培养必须贯穿在课程教学、实习实训、毕业设计等各个教学环节和教学过程中,必须由基础到综合、由简单到复杂循序渐进地进行。基本技能,可以通过各课程基础实验即教材中各章基础实验来加以训练;综合应用技能可能过课程设计和综合设计来培养。课程设计是学生学完课程后,综合利用所学的知识,进行设计实践,可以采用大作业的方式进行。综合性实验是指利用多门相关课程的综合知识来设计实践,可以通过实习、实训和毕业设计的方式进行(如表2所示)。
目前网络工程实验室建设一般通过两种方式进行,一种是学校自筹资金,网络编程相关课程的实验室通常由学校自建。另一种是校企合作[4,18]。校企合作是指企业无偿地提供交换机、路由器等实验设备,学校提供场地,在校园内创建实验室,这类实验室通常是网络工程系统设计方面的实验室,尤其常见的是企业认证实验室(如Cisco认证实验室、华为认证实验室等)。这样,一方面可以解决学校创建实验室的问题;另一方面也为企业产品的潜在用户提供无限空间。
现有的文献分别从网络工程的培养目标、课程体系、实验体系等方面展开研究,并取得一定成果。但对课程体系和实验体系的研究大多停留在宏观层面上。有关课程内容的详细安排和相关课程之间的衔接、连贯等方面的研究很少,由此常引发课程之间内容重复或缺失现象。对于与理论课程配套的实验内容和各阶段详细的实验安排(如基础性实验、课程设计性实验、综合性实验、毕业设计等)的研究也罕见报端。从目前已有的研究成果来看,课程体系和实验体系的研究不深入、不细致,还没有完成系统的研究工作,因此,这是今后研究的一个努力方向。
教材体系包括理论教材体系和实验教材体系两部分。理论体系和实验体系的研究结果最终都将体现在教材体系中。由于理论体系和实验体系的研究尚存在许多不足,因此,教材体系的建设力度不够。至今,针对网络工程专业的系列教材还很少,网络工程专业教材体系建设方面的研究报道更少,特色教材更是奇缺。由此可见,目前教材体系的研究相当薄弱,今后还需在这方面做出努力。
通过研究高校网络工程专业的教学计划,我们发现,相同的课程内容有许多不同的课程名称,课程名称纷乱庞杂,没有规范。例如网络工程设计方面的课程,常出现网络工程设计、计算机组网技术、网络工程技术、网络项目管理、组网工程等诸多课程名称,纷乱繁多,这给教学管理带来许多麻烦。因此,设计一个规范的网络工程专业课程名称体系很有必要。
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计算机网络是当代计算机技术、微电子技术和通信技术的集成,随着计算机网络应用的迅速扩大,无论大型企业还是各种行政事业单位以及小规模公司,对于网络工程类人员的需求都与日俱增,而网络工程类人才需要具备更专业的知识和技能。网络工程专业必须围绕课程群支撑体系,以知识构建和应用能力培养为重点,在此基础上进行计算机网络实践教学体系的构建,选择与专业核心要素有关的基础理论知识,将职业能力与专业基础知识和专业技能重新组合,整合成新的课程结构,以工程化为主线,创新教学模式,改革教学手段,建立评价体系,培养高质量的网络工程人才。
(1) 特色性原则特色是学校生存和发展的源动力,为此,确立以素质教育为核心,技术应用能力培养为主线,应变能力培养为关键,产学研结合为途径,与时俱进的人才教育培养模式这是我院实践教学体系构建中遵循的原则。
(2)实用型原则实践教学体系的构建,要充分体现专业岗位的要求,与专业岗位群发展紧密相关。以此为原则组成一个层次分明、分工明确的实践教学体系。如实验、实训教学平台可分为基础实验技能训练平台、专业岗位技能训练平台、专业岗位实践平台三大步进行构建。
(3)混合型原则混合型体现在教师类型的混合、理论教学和实践教学的混合、教室与实验室的混合等方面,淡化理论教学与实践教学、专业教师与实践指导教师、教室与实验室的界限,打破原来按学科设置实验室的传统布局,对实践教学设施进行重新整合,形成一体化混合实践教学模式。
从多方面学习先进的管理经验,补充和完善各种管理制度,如实验实训教学考核、实验设备的管理、安全管理、实验实训耗材的管理、实验室环保工作、信息和档案管理等方面的管理方法。根据本部门的实际情况,建立以岗位责任制为核心的各项规章制度,确定不同实验管理岗位职责和管理工作量。
计算机网络实践教学是培养网络工程类人才的核心工作,虽然有关的课程在国内院校以不同的形式开设了多年,但教学效果始终不尽人意。从我们对企业的调查、学生的就业情况来看,反映出学生对网络工程项目的分析、设计方面的知识掌握欠缺、网络实践能力不强、技术水平不高的现象,学生对网络工程项目的规划、设计、实施缺乏系统连贯性,由于学生的网络综合应用能力差,直接影响了学生的就业能力。一个优秀的网络工程技术人才不仅应具备坚实的理论基础、丰富的专业知识,还需受到良好的工程实践熏陶。目前,尽管学生在基础理论知识和阶段动手能力的培养上积累了一定的经验,但是对其工程化能力和职业化素质的培养却始终是一个薄弱环节。针对这种情况,
面向工程化的计算机网络实践教学体系的构建与实施的培养模式可以用一个主线、两个模块、三项保障措施加以概括。
确立以工程化为主线的计算机网络实践教学体系。通过全面改革人才培养模式、调整课程结构、改进教学方法、强化过程管理和新的监控评价机制来建立工程化实践教学体系作为人才培养的核心任务。
以工程化为主线的计算机网络实践教学体系共分两个模块,即网络设计模块和网络实施模块。网络设计模块分两个阶段进行,分别是网络需求分析阶段、网络的规划与设计阶段。在此阶段增加网络工程招投文件的内容示例和学生的模拟答辩。
运用创新的教学方法。以工程为主线,以加强阶段过程控制来提高学生的实践能力、团队合作能力等综合素质的培养。课程改革后的考核以阶段考核为主,每个阶段设置考核点,并进行答辩。答辩小组成员由教师、企业工程师、学生组成,最后给出综合成绩,并将企业反馈引入教学评估体系,以此指导工程化的计算机网络实践教学。以工程化理念489万元完成中央财政与地方共建项目-网络综合应用实验室的建设,网络综合应用实验室占地面积约300m2。成立青海民族大学华为3COM网络学院和6处校外实践基地。
(1)设计课程结构构成,完善课程的系统性。以适应市场需要和突出应用型人才的培养为目标,设计网络综合实践课程的构成。课程的组成部分、各部分在课程中的地位、课程的特色应完全体现网络综合应用的新思想、新技术,总体上既符合实际的教学情况,又能够紧跟网络技术市场的前端需求。
(2)构建教学模式,改革教学方法与手段。改变常规理论+验证性实验的模式,以项目工程开发的运作模式组织实践教学,增加多样性的实践活动形式。网络综合实践课程强调的是对实践性和专业化的聚合,改变实践形式的单一性,构建模拟和真实两大实践环境,增加学生的实战经历和技能。在设计、实施和验收等阶段加入模拟答辩环节,在教师对学生指导的同时,提供一个学生之间善于发现问题、讨论问题、解决问题的平台。
(3)整合资源,改善教学条件。承担课程改革的教师由我校教师和企业工程师两部分构成。教师的专业理论提高通过学校来解决,而实践能力的提高通过项目提供的资金和企业联合来解决。建设一支专家型的教师队伍,加快校内和校外实践教学环境的建设速度,建立真实的实践环境,成立与企业联合的网络技术开发协作体,使学生能够参与到实际的网络工程项目开发过程中。学校采用双导师制指导学生的实践工作,要求学校导师与工程实习单位的企业导师定期联系,及时了解信息。学生必须定期向学校和学校导师反馈自己在企业中的工作和学习情况,以确保动态掌握学生的工程能力和职业素养。
1.确立了以工程为主线,以加强阶段过程控制来提高学生的实践能力、团队合作能力等综合素质的培养,把工程能力培养引入到大学本科教学中,使学生的基础知识、专业技能、创新能力、工程能力文档写作能力、交流沟通能力和团队协作力的培养都得到全面均衡的发展。
2.基于一个主线、两个培养模块、三项保障措施,建立了一个创新性的计算机网络工程化实践教学体系,取得了明显的成效。
3.以适应市场需要和突出应用型人才的培养为目标,重新设计网络综合实践课程体系的构成,以阶段性的方式重新设置课程教学方法,完善课程的系统性。
[1]姜大源.关于工作过程系统化课程结构的理论基础[J].职教通讯,2006,(1)
1.2 课程定位 开设本课程是为了培养学生组建与维护中小型企业网络的能力。前修课程有计算机应用基础、网络基础等,后续课程有网络安全与管理、项目实践等。
1.3.1 基本理念。本课程在设计时注重认真分析、研究学生的身心特点及其综合素质,力求将职业教育改革的基本理念与课程框架设计、内容标准确定及课程实施有效地结合起来。
企业网络的组建和维护能力是网络系统管理专业学生必须具备的核心技能之一。根据企业网络组建工作过程中的典型任务选择和安排工作任务,以行动为导向组织教学过程,实施工作场景教学模式下的“教、学、做”一体化的教学模式。课程的设计具有弹性、延伸性。工作任务以递进方式开展,符合学生的认知发展规律,重在培养学生组建与维护企业网络的能力,确保课程目标的实现。
充分发挥教师主导地位,打破传统教学方法、教学手段。要根据教学内容特点灵活采取演示教学法、问题探究教学法、启发式教法、案例教学法、小组合作教学法,从方法上保证“教、学、做、训、评”一体化的教学模式的实施。
在教学中要尽量创设情境、引导学生合作学习、主动探索,充分发挥学生的认知主体作用。要注重引导学生在学习过程中采取观察、记录、讨论、完成任务、自我评价、小组评价等多种方法完成学习,使得学生完成每一项任务都有成就感,激发学生学习自主性和积极性,提升学生的成就感,使他们逐步建立自信心,有效发挥自我潜能,树立良好的学习作风。
1.3.2 课程的设计原则。①以就业为导向的原则。a课程内容结合企业用人需求制定,侧重问题解决和故障排查,更加符合企业实际工作模型。b培养的学员技术方向不仅能维护企业网络系统,还能维护企业信息系统,更加符合企业发展趋势。②以突出实用,以解决实际岗位问题为核心的原则。a通过解决多个企业实际岗位问题,获取一定的企业网络工作经验。b课程每一章节前都明确提供网络问题列表,便于验证学习效果及总结。③符合网络行业工作特点和学习规律的原则。a以解决问题为导向,以沟通表达能力为职业素质核心。b训练主线:理论讲解、实验练习、解决问题、学习讨论、综合项目、实践活动。④构建科学完善的职业素质训练体系的原则。a在教学过程中穿插讨论课和活动课,用于提升学员的职业素质。b侧重于提升学员的学习能力、学习信心。c侧重于营造企业真实工作环境来训练职业素质,完成学员实际工作经验在学习中得到积累。
1.3.3 课程设置依据。根据网络系统管理人才培养方案、相关行业标准及企业用人需求制定课程标准。本专业培养网络管理员,网络工程师人才,为了培养学生组建与维护企业网络的能力,特开设本门课程并制定相应的课程标准
2.2.1 能力目标。能够进行交换机和路由器的基本配置,对企业的网络设备进行简单维护。能够进行VLAN、中继、VTP、STP的配置,实现不同VLAN的主机互通;能够进行三层交换机的基本配置,实现不同VLAN或网段的主机互通;能够进行RIP和OSPF路由协议的配置,实现不同网段的主机互通;能够进行ACL的配置,实现网络中数据的流量控制;能够进行NAT的配置,实现网络中私有IP地址转换为公网IP地址;能够进行企业网络的规划与设计,综合运用前面所学的能力。
2.2.2 知识目标。掌握交换机、路由器、三层交换机的工作原理。掌握虚拟局域网与中继的作用。掌握VTP、STP、RIP、OSPF协议的原理与适应的场合。掌握ACL与NAT的原理与适应的场合。
2.2.3 素质目标。思考问题、分析问题、解决问题的能力。专业英语表达能力。团结协助的能力。文档编写与表达能力。中小型企业网络组建与维护方案的设计。
3.1.1 学时安排。总学时:80学时。理论课学时:24学时。实训课学时:56学时。
3.1.2 教学的重点和难点。重点:VLAN、中继、VTP、STP的工作原理与配置。RIP、OSPF协议的配置。ACL、NAT的配置。
3.1.3 学时分配考虑。本课程是为了培养学生组建与维护企业网络的能力,重点放在VLAN、VTP、STP、RIP、OSPF、ACL等网络协议的配置。
采用基于工作过程的模式,将本课程选取的教学内容按企业网络组建的典型工作任务设计,进行任务驱动式教学,完成每个任务,即掌握相关的技能,知识和素质目标。
教学设计指导思想:根据企业网络组建与维护过程的典型工作任务设计教学内容。
组合教学方式:①先学习交换机和路由器的基本操作技能与知识。②在三层交换机、静态路由、VLAN、VTP、STP、RIP、OSPF等工作任务的完成过程中,用到①所学的技能与知识。③在ACL、NAT工作任务的完成过程中,用到①②所学的技能与知识。④在综合项目的完成过程中,用到①②③所学的技能与知识。
4.2.1 期末考核评价及方式。操作考试:占期末成绩的50%;理论考试:占期末成绩的50%。
4.2.2 教学过程评价。①课堂考勤:占总成绩的10%②回答问题:占总成绩的10%。③学习态度:占总成绩的10%。
4.2.3 集中实训评价。将学生分组,完成综合项目,提交企业网络组网方案和配置实验报告,并答辩。综合项目占总成绩的8%。
4.2.4 课程成绩形成方式。①教学过程评价占总成绩的30%。②阶段性工作任务完成情况占总成绩的40%。③期末考核占总成绩的30%。
《组建与维护企业网络》,北大青鸟Aptech信息技术有限公司编写,科学技术文献出版社。
《企业网络高级技术》,北大青鸟Aptech信息技术有限公司编写,科学技术文献出版社。
主讲教师:具备计算机本科以上学历,具备熟练的CISCO网络设备操作技能。
教学团队:在校内,要具备副教授或高级工程师以上职称的教师一名,担任教学指导教师;在校内,具备企业一线工作经验的工程师或高级工程师一名,担任实训指导教师。
前期教学环境:教师和每名学生计算机一台,操作系统为WINDOWSXP,装有CISCO设备模拟软件小凡;教师机和学生机均装有苏亚星类的电子教室教学软件;投影仪一台。
综合项目教学环境:按4-6人将学生分组,每组有Cisco2800路由器二台,Cisco2950交换机四台,计算机4-6台。
根据企业调研及用人需求,选取北大青鸟的相关内容和课件、相关案例进行教学。
2003年教育部下发《关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》(教高[2003]1号)以来,包括高职院校在内的国内高校各级精品课程建设工作开展的如火如荼。就计算机网络课程而言,目前已有包括本科、高职两个层次,部级、省级、校级等多个层次的数十所院校的精品课程项目得以立项、建设。精品课程的建设目标是建设“具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程”[1]。国内兄弟院校前期开展的计算机网络精品课程建设[2-3],大多围绕这个目标,根据不同学校的办学定位和人才培养目标,在课程体系、教学内容、教学方法和手段、师资队伍、教学资源建设等方面大胆改革和创新,取得显著成效,产生了很好的借鉴和示范效应。
我校是一所有着二十四年办学历史的地方性高职高专院校。长期以来,学校坚持走“工学结合、校企合作”的应用型人才培养之路,十分重视专业建设和课程改革工作。计算机网络是我校信息与电子工程系计算机类、自动化类专业的一门重要专业基础课。我们在精品课程建设中汲取他人宝贵的经验,借鉴兄弟院校的创新成果,同时结合自身地域经济发展和人才培养定位的具体特点,积极探索以岗位核心能力培养为目标的计算机网络精品课程(组)建设和改革新路子,这是一项具有重要现实意义的工作。
计算机网络是当今信息社会最基本、最重要的公共基础设施之一。社会用人单位对网络技术专业人才的需求持续旺盛,工作岗位呈现多样性。IT行业中,计算机网络技术工作岗位主要特点可概括如下。
计算机网络技术发展迅猛,新知识、新技术不断涌现,因此对从业人员的知识更新和能力提升的要求特别突出。学生不可能仅仅依靠学校所学的知识和养成的能力去适应其长久职业生涯的发展需要,这就要求学生注重自我学习、自我发展能力的培养和训练。高职高专学校2~3年的在校学习时间本身比较短暂,如何兼顾基本专业技能的训练,以快速适应未来就业岗位;以及如何培养学生自我学习的能力,使之具备未来在岗知识更新的要求需要很好地加以平衡。
与其他IT技术岗位类似,网络技术工作岗位对毕业生的实践能力,特别是实际动手和实际应用能力的要求也非常突出。学生无论从事的是网络组建、网络运行、网络开发,还是网络管理等不同岗位的具体工作,都需要在熟悉典型网络技术、掌握典型网络设备运用技能的基础上,突出实践、注重应用。这就为高职院校的人才培养指明了路子――那就是必须在学校教学中,加强实践环节的训练,以真实工作岗位的模拟环境为实践教学空间,立足应用能力的培养。
从事网络技术工作岗位的专业技术人员,除了要有一定计算机科学素养,熟悉计算机软件、硬件的基础知识外,另外具体岗位类型的细分,对毕业生的知识和能力结构还提出了一定的复合要求。比如,从事网络应用,如网站开发和管理工作的学生,除了对计算机局域网、互联网比较熟悉外,还需要具有一定的数据库、程序设计等知识和技能。
我系计算机应用技术专业开设于1993年,多年来,先后为周边地区企事业单位培养、输送了一大批IT技术应用型人才。在先期开展的毕业生就业典型岗位调查中,我系针对计算机类专业毕业生提出了包括企事业单位中小型局域网管理与维护、企事业单位网站建设与管理、企事业单位中小型MIS系统程序员等6个典型工作岗位,并对不同的职业岗位分析了各自应重点培养和训练的核心专业能力。
从用人单位的调查发现,从事网络技术工作的计算机类专业毕业生不仅要具有一定的计算机专业素养和综合素质,还需要具备较强职业岗位能力,包括核心技能、行业通用技能和职业专门技能等。从实际岗位的需求看,毕业生的专业能力和素质分析如表1所示。
表1的网络技术工作岗位职业素养和能力分析,为高职高专计算机类专业培养计划中计算机网络相关课程组的体系构建提出了目标,指明了方向。
从高职高专技术应用型人才培养的目标出发,培养计划中计算机网络课程组的设置,既要突出未来从事网络技术工作学生的能力培养,也要兼顾未来从事其他IT技术工作学生的需要[4-5]。经过多年的探索,我们提出计算机类专业“网络技术课程组体系设计”,如图1所示(图中“*”课程系选修课)。
为使学生通过相关课程组的学习和训练,初步具备计算机网络分析、设计、开发、应用、维护和管理的能力,图1中网络技术课程及实践教学环节分为以下4个不同的层次。
主要包括3门课程:计算机应用基础、PC组装与维护、Linux操作系统。这一模块为网络技术职业岗位的专业知识学习和专业技能培养奠定基础。全部课程为必修课。
该课程的目标是使学生初步掌握计算机网络体系结构、基本概念和基本原理,掌握典型局域网组网技术,深刻理解TCP/IP原理和技术,培养学生典型网络技术的基本专业素养。该课程作为网络技术课程组中的核心课程,其重要性不言而喻,是课程建设的重点。课程的教学采用“理论+实验”的形式组织,实验部分可分为模拟环境的验证性实验和真实环境的开放性实验两类。
主要包括实用组网技术和PDS与组网两门课程。前者以基本路由、交换技术为重点,以著名网络设备厂商的典型设备为背景,学习、掌握常见网络设备(路由器、交换机等)的配置和管理技术,使学生熟悉业界主流网络基础设备的应用;后者为选修课,供有意从事网络技术专业的学生选学。该课程的学习使学生初步掌握结构化综合布线系统的基础知识,训练其实践应用能力。同时,该课程中通过典型组网案例的分析、课程实训等环节,使学生具备独立开展一般中小企业内部局域网、互联网接入的规划和设计能力。
由“网络管理与网络安全”、“网络工程实训”以及“网络技术职业技术资格认证培训”构成。该模块强调的是网络综合应用技能的训练,属于提高性课程,旨在使学生在前述3个模块学习的基础,进一步延伸、拓展专业知识,进一步训练网络综合工程能力。
课程建设初期,通过对我校及兄弟高职院校现行课程教学情况的调研,我们发现计算机网络课程的教学目前还存在许多问题:
计算机网络课程本身是一门具有很强应用性和实践性的课程,但传统国内高校该课程的教学内容以OSI/RM七层模型为主线加以组织,“学院”气息很重。这一点对高职高专院校来说,问题特别突出。过于强调计算机网络专业知识的深度、广度和系统性,显然与高职院校的培养目标和人才定位实际不相符合,导致课程教学与网络技术的飞速发展和广泛普及的现状严重脱节。
一般的计算机网络课程大多采用“课堂教授+验证实验”的教学形式。从该课程教学内容的特点看,这本无可厚非,符合课程的教学特点。现今存在的一个突出问题是,由于过多强调课程的理论知识传授,导致“灌输式”、“填鸭式”教学形式的风行,课堂教学内容陈旧、枯燥,特别是网络体系结构和协议分析部分,高职学生往往如坠云雾,师生难以互动,学习趣味索然。
这主要体现在两个方面,首先,许多担任计算机网络课程教学的教师,自身缺少专业实践背景,从学校到学校,从书本到书本的现象普遍存在,授课只能纸上谈兵,难以适应高职院校应用型人才培养的基本要求;其次,部分教师不注重自身专业素养的提升和知识更新,使课程教学与技术发展不相适应。
受专业建设时间和教学经费投入的制约,高职院校的实验、实训条件与本科院校的差距十分明显,而计算机网络课程本身具有很强的实践性特征,两者的矛盾比较突出。单纯依靠普通计算机机房开设基于模拟环境(如Boson、Packet Tracer等)的网络基础实验,使得学生在网络技术诸多专业的技能训练上受到很大制约,存在很多缺失。
基于上述分析,我系计算机网络课程建设实践,首先从课程教学内容的优化重组入手。其基本思路是:
以培养学生的职业岗位能力为重点,突出职业性和岗位性。通过与思科网络技术学院、神州数码网络大学等著名网络教学平台的合作,开展课程设计与课程开发。倡导以学生为主体的教育理念,以岗位需求和职业能力为依据,以工作过程为导向,把课程的教学贯穿于实际的网络构建、应用和管理的工作过程中,突出职业能力、职业素养的培养和训练。
加强与周边网络、通信行业、企业的联系与互动,积极探索校企合作的课程开发新路子;充分发挥已建立的“思科网络技术学院”等校企合作平台的作用,深化课程实践教学改革;构建校内网络实验室、网络工程实训室以及校外实习基地的建设,拓展实践教学空间;以验证性基础实验、案例式组网实训、网络工程综合实训和实际岗位实践等形式,充实完善课程实践教学环节。
将网络技术职业技能取证引入课程教学体系之中,在前期已开展的“网络设备调试员”培训考证工作的基础上,进一步引入思科、H3C、神州数码等著名网络行业资格证书,丰富课程的教学模块,凸现课程教学的职业性。
为此,我们在课程教学内容的设计上,大胆摈弃了传统的OSI/RM模型为主线的组织体系,新的教学内容的组织体现了一般知识基础、基本技术方法和综合技术应用3个层次,兼顾了网络与通信基本原理、典型局域网技术、TCP/IP原理与技术和Internet典型应用等4个重点,如表2所示。
在我们的课程改革探索中,课程实践教学环节的改革是其中的重点工作。首先在实践教学内涵的充实上,初步构建了以下较为完善的体系。
(1) 网络基本原理实验:以校内“网络实验室”、“网络工程训练中心”为基地,采用真实环境与虚拟环境(如Cisco Packet Tracer、Boson等)相结合的实验方式组织开展。
(2) 典型案例综合实验:在校内“网络工程训练中心”及校外合作企业中国电信衢州分公司、衢州市爱得发网络工程公司等基地分别组织实施。
(3) 网络工程实训:主要借助校企合作平台在校外实习实施,并与学生的毕业设计和顶岗实习有机结合。
与此同时,为了提高实践教学效果,我们通过依托校外合作企业,在实践教学中聘请了十余名行业技术专家,参与实践教学的指导。本系教师在配合外聘教师工作的同时,也得到了很好的实践锻炼机会。
为了体现计算机网络课程教学的职业性特点,我们将网络技术职业技能取证与相关课程组建设加以融合。相关证书与课程教学内容的关系如下:
(1) 网络设备调试员(管理员)技能证书:计算机网络课程教学内容应覆盖该证书所要求的知识、能力规格,学生修完该课程,完成全部理论和实践教学环节后,具备参加该证书考试的条件。
(2) CCNA、HCNE、DCNE等行业通用证书:计算机网络课程教学内容融入上述证书的部分教学模块供学生课内选修。学生修完本课程,选修网络技术课程组后续课程,或利用课程网站自主学习,扩展知识能力结构,经过短期培训后,具备参加该证书考试的条件。
我校计算机网络课程组建设的探索与实践开展以来,大大推进了计算机类专业核心能力“中小型企事业单位计算机网络组建、运行、维护和管理能力”的训练工作。限于篇幅,课程建设其他层面的工作,如师资队伍建设、教材和教学资源建设、教学方法和教学手段的革新、课程考核评价体系的完善等,本文没有系统介绍,留待后续进一步总结和报告。
鉴于课程建设工作的系统性和长期性特点,我系前期开展的围绕计算机网络技术职业岗位能力培养的相关课程组建设工作,尚在进一步完善和深化之中。此前的许多改革实践,借鉴了兄弟院校的宝贵经验,在此深表谢意。
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“局域网技术与组网工程”课程教学目标是紧紧围绕应用型本科院校的人才培养目标,使学生掌握局域网技术原理,具备构建、配置、管理和维护多种常用的、多平台的、包含广域网连接的且功能完善的、安全的大、中和小型企业网的实际技能,满足社会对组网人才的需求。
本课程内容涵盖局域网原理与组网工程两个方面,其中组网工程部分讲述局域网的规划、设计与实施,网络设备的配置,综合布线系统和故障排除等,偏重工程实践,要求较高的动手能力。要实现本课程教学目标,离不开实践性教学的支持。本文就如何提高学生工程实践技能,进行了一些实践教学探索和改革。
当前高校教师基本都是从高校到高校,具有较高的学历,具备扎实的理论基础知识,教育理论水平和科研能力较高,但高校教师少有公司工作经验,甚少参与实际工程项目,实际工程能力有待提高。我校虽作为应用型本科院校,但在引进师资时主要也以学历和科研能力的高低作为首要条件,我校“局域网技术与组网工程”课程组成员多数未在公司工作过,基本未参加过组网工程实际项目,因而在综合布线的工程预算、规划与设计、实施和故障排除等网络工程能力等多方面知识多停留在理论上,导致这部分实验、实训内容缺失,而在实践教学中对学生提出的工程问题也多无能为力,影响学生进一步理解和领会局域网知识,挫伤学生的学习积极性。
“局域网技术与组网工程”课程的实践教学主要的实验室包括网络实验室和综合布线实验室。我校近年来投入近百万元,逐步建立了网络实验室,实验室配备了5套路由交换设备和网络安全设备,2套无线组网设备和IP语音通信设备,网络设备主要有:1台LS-7502核心交换机、5台RT-AR28-11接入路由服务器、15台RT-MRS2020路由器、5台LS-S3610三层交换机、15台LS-E126两层交换机、5 台NS-SecPath F100防火墙、1 台NS-SecPath V100 VPN网关、2台EWP-WA1208E无线用户license)语音服务器等,基本能满足一次一个班30名左右学生的网络实验需求。但我校网络设备以H3Com产品为主,数量上不能完全满足教学的需求,缺乏市场上其他主流网络产品如思科等设备。2012年,我校投入了近30万元建立了综合布线实验室,提供了综合布线各子系统所需设施、工具,一次能满足30名左右同学的实验。不过综合布线实验室的建设以铜缆布线为主,而光缆布线这方面的实验室建设内容仍有待进一步投入完善。
当然实验室建设是一个长期的过程,是一个不断更新淘汰的过程,实验室建设离不开学校的支持。
教师工程能力的不足和实验设备的缺乏必然导致实验内容设计得过于简单,以验证性实验为主,而综合性,设计性和应用性实验较少,不利于提高学生的综合能力。
为培养学生的学习兴趣,提高学生的实践技能与工程能力,有必要对“局域网技术与组网工程”课程实践教学进行改革。
实践教学方法的改革是实践教学改革的重要内容。我校网络设备以H3Com为主,缺乏思科、华为、锐捷、迈普等品牌产品,其中思科等品牌市场占有率高,产品配置与H3Com产品有着较大区别。“局域网技术与组网工程”课程要学习各种社会主流的网络产品。为解决这种问题,课程组在实验中引入如Cisco-RouteSim等网络模拟软件进行模拟实验;而综合布线的光缆布线部分教学内容则在授课中多增加相关视频,以弥补实验设施的不足。
根据“局域网技术与组网工程”课程实验教学目标,合理开设实验内容,实验内容的开设要具有系统性与实用性,着力培养学生的实际应用能力。课程组把实验内容划分为3个方面:网络设备配置,服务器配置和综合布线 网络设备配置主要是路由交换设备的配置
“局域网技术与组网工程”课程特点是协议多验证性实验较多,而综合性、设计性和应用性实验内容较少,有必要重组实验体系,优化课程结构。课程组在组织实验内容时,根据现有实验条件,设计了一个小型局域网,该局域网由6台计算机,2台服务器,1台路由器,1台二层交换机和1台三层交换机组成。具体实验时可每组6―8名同学,共同完成该实验。实验网络拓扑如图1所示。设计的实验主要有:交换机端口配置(Trunk、Hybrid)、VLAN配置、STP配置、路由协议配置(静态路由协议、RIP、OSPF、BGP)、广域网协议配置(PPP、FR、ATM);网络安全方面安排的实验主要有:防火墙ACL配置、ASPF状态检测、VPN实验(IPSEC实验);网络管理实验主要是使用如SNMPc等网络管理软件实现网络基本管理功能;IPv6 实验单元的实验内容主要有:IPv6的地址结构、IPv4/IPv6双协议栈技术、隧道技术等。
局域网的运行离不开服务器的支撑,服务器的配置作为局域网基础技术是“局域网技术与组网工程”课程的一项重要内容。服务器配置以Windows Server 2008为基础,选取了DHCP、DNS、和电子邮件等服务器的安装与配置内容。
这部分的实验内容突出预算,设计和实施能力的培养。课程组安排了如下实验内容:综合布线个子系统的设计和安装,信息插座、 PVC线管(槽)、桥架等设计、安装和布线,机柜安装,铜缆配线 水晶头端接和跳线 网络配线 型通信跳线架端接,基本、复杂永久链路等实训内容。
组网工程是一门实践性很强的技术,企业对网络专业人才能力的需求中也特别强调了实践动手能力。应用型人才的培养离不开社会的支持,我校“局域网技术与组网工程”课程除在校内开设了3周的综合实训外,还与社会大中型企事业单位建立联系,建立校外实习基地,我校已经在盐城电信,盐城移动,江淮动力和江苏悦达起亚等单位建立了实习基地,在完成校内实训、实习的同时,组织学生到这些单位参观、实习,请有组网经验的工程师讲解本单位的组网拓扑,具体的网络产品和综合布线方法,启发学生比较这些单位组网的异同及各自组网的特点,锻炼学生解决实际问题的能力和培养学生的大局观。
作为对校内实践性教学内容的有益补充,在实习基地的校外实习也由于紧贴实际,增加了学生的学习兴趣,加深学生对课程知识的理解,对提高学生的工程应用能力有极大帮助。
由于本课程的工程特点,教师自身工程能力的强弱决定了课程实践教学质量的好坏。我校鼓励相关网络课程教师参加部级网络工程师、思科和华为等认证工程师考试,不断提升自身的业务水平;同时,我校在组建综合布线系统实验室时,专门安排2名网络教师全程参与到实验室建设中去,同时请设备供应商工程师作组网工程实践培训;每年暑假,我校都组织中青年教师到网络公司进行为期1―2个月的工作,积极参与到公司的实际网络项目中去,提高教师的网络工程能力。另外,在教师承担网络实验课之前,请经验丰富的教师作课前指导,力争提高实践教学的质量。
“局域网技术与组网工程”课程理论与实践并重。理论教学与实践教学是不可分割的整体,它们相互促进,相互渗透。实践教学可以形象化理论教学,深化课程理论知识。实践证明,对课程实践性教学的改革,不但能促进课程教学目标的顺利实施,同时也提高了教师的业务能力。
(1)极大的趣味性。在教学过程中,师生都会感受到来自Java的魅力。Java的应用实例很多,每个实例都很有趣。使用实例驱动原理或规则的教学形式,完成教学内容时显得轻松而且印象深刻。
(2)综合性。Java技术的综合性体现于很多方面,如Java的面向对象技术与不同应用技术的综合、Java课程中多个教学内容的综合、Java课程与其他课程的综合、基于Java的综合课程设计等。
以前在完成每一个单元理论教学内容的同时,学生也上机完成相应的程序设计实验内容,当所有的教学内容讲完了,课时也用完了,但总感觉意犹未尽。首先从教师的角度讲,认为可以完成的实验项目还有很多,学生应用Java的潜力还可以再“挖一挖”;其次从学生的角度讲,对Java的兴趣刚上来,但是应用Java的羽翼还不太丰满,如果就此打住,过一些时。开云APP 开云官网入口开云APP 开云官网入口开云APP 开云官网入口