以創(chuàng)新為導(dǎo)向的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實踐教學(xué)體系建設(shè)

馮健 田紅鵬 趙京 靳紅梅 羅香玉

摘 要：針對網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)人才質(zhì)量不能滿足市場需求的問題，以我校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實驗教學(xué)體系改革為背景，分析了網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實踐教學(xué)體系存在的問題，構(gòu)建了一個“四層三級一線”的層次式實踐教學(xué)體系，并闡明了四層實驗教學(xué)課程體系、三級能力培養(yǎng)體系和一條 IP技術(shù)主線的內(nèi)涵。提出了一系列具體改革措施以提升學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。經(jīng)教學(xué)實踐驗證，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)；實踐教學(xué)；層次式；創(chuàng)新能力

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)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(shè)了網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)，到現(xiàn)在全國已有400多所高校開設(shè)了網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)[1]。從2008年開始，教育部計算機(jī)類教學(xué)指導(dǎo)委員會每年舉辦一次全國高校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)建設(shè)研討會，并于2012年發(fā)布了《高等學(xué)校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)規(guī)范（試行）》。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日新月異以及學(xué)科建設(shè)的跨越式發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的專業(yè)知識體系已逐漸成熟和完善。

然而，從畢業(yè)生的就業(yè)情況來看，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)情況并不理想，學(xué)生掌握的實際知識和技能與企業(yè)的需求不能很好地吻合。特別地，畢業(yè)生的工程綜合能力和創(chuàng)新能力達(dá)不到用人單位要求。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)是典型的工科專業(yè)，其實踐性很強(qiáng)，實踐教學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力有著關(guān)鍵的作用。因此改革網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實踐教學(xué)體系，強(qiáng)化學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)適應(yīng)地方需求的高級網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才，已成為高校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)發(fā)展中亟待解決的問題。本文分析了我校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實踐教學(xué)中存在的問題，提出“四層三級一線”的實驗教學(xué)體系，有效促進(jìn)了學(xué)生工程能力和創(chuàng)新能力的提高和全面性的發(fā)展。

一、實踐教學(xué)中存在的問題

網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)傳統(tǒng)的實踐教學(xué)模式注重網(wǎng)絡(luò)的基本原理知識，忽視了對學(xué)生工程能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，存在的主要問題是：

（一）以驗證性實驗為主，綜合性、創(chuàng)新性實驗不足

在實驗內(nèi)容設(shè)置時，驗證性實驗比例很大，而綜合設(shè)計型實驗偏少。學(xué)生只需要按照實驗指導(dǎo)書上的步驟操作即可得到正確的實驗結(jié)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(xué)方式會使學(xué)生產(chǎn)生思維惰性，缺乏自主探索以及挑戰(zhàn)創(chuàng)新的動力。

（二）實驗設(shè)備不足，且不能充分利用已有設(shè)備

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅猛，而建設(shè)網(wǎng)絡(luò)實驗室需要大量資金，加上實驗設(shè)備需不斷更新?lián)Q代，使得很多高校的網(wǎng)絡(luò)實驗設(shè)備欠缺或陳舊。除硬件設(shè)備外，軟件平臺建設(shè)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(shè)備的能力，不能充分利用實驗條件設(shè)計高質(zhì)量的實驗內(nèi)容。

（三）實驗內(nèi)容設(shè)置不系統(tǒng)，缺乏體系層面考慮

實驗課程群中多門課程內(nèi)容密切相關(guān)、前后呼應(yīng)，但各門課程的實驗內(nèi)容由任課教師設(shè)定，往往對課程間的關(guān)聯(lián)性和銜接考慮不夠，導(dǎo)致設(shè)置的實驗內(nèi)容不夠系統(tǒng)，個別課程實驗內(nèi)容甚至存在重復(fù)或內(nèi)容脫節(jié)；整體看來實驗設(shè)置缺乏整體性考慮，沒有從實驗教學(xué)體系層面出發(fā)對整個實驗體系進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃。

二、層次式創(chuàng)新性實踐教學(xué)體系

為了克服上述問題，培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能，并初步學(xué)會運用理論知識和實驗技能綜合分析和解決問題，使學(xué)生具有創(chuàng)新精神和實踐能力[2]，必須對現(xiàn)有的實踐教學(xué)模式做相應(yīng)改革，重組實驗課程教學(xué)系統(tǒng)，優(yōu)化實驗課程結(jié)構(gòu)，更新實驗教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建層次式實踐教學(xué)方案。要按認(rèn)知規(guī)律和教學(xué)規(guī)律，根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和社會需求，既注重課程間知識的交叉滲透，又盡量體現(xiàn)知識體系的整體性和邏輯性。

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)工程課程群建設(shè)而形成的有機(jī)課程體系及其基本規(guī)范，將實驗內(nèi)容重新整合分成四個模塊：每門課程的實驗?zāi)K、課程之間有邏輯關(guān)系的實驗?zāi)K、功能化組合的工程訓(xùn)練模塊、具有創(chuàng)新性與前沿性的綜合實踐模塊。按照網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的知識結(jié)構(gòu)，用發(fā)展的觀點，將這些實驗?zāi)K融會貫通共同構(gòu)建“四層三級一線”的實驗教學(xué)體系，如圖1所示。

其中四層實驗教學(xué)課程體系包括：1.入門層的“網(wǎng)絡(luò)原理”完成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本原理的驗證，通過這些實驗夯實學(xué)生的理論基礎(chǔ)，形成對網(wǎng)絡(luò)工作原理的基本認(rèn)識；2.基礎(chǔ)層中的“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計”、“網(wǎng)絡(luò)安全與管理”主要完成嵌入式系統(tǒng)的硬件、軟件的設(shè)計，熟悉網(wǎng)絡(luò)防護(hù)和管理的基本操作；3.拓展層中的“網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成”實現(xiàn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的相互關(guān)聯(lián)、統(tǒng)一和協(xié)調(diào)，“網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計”復(fù)習(xí)并鞏固TCP/IP協(xié)議族的基本原理，使學(xué)生能熟練進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的開發(fā)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成，最終設(shè)計出完整的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；4.提高層中的綜合設(shè)計與研究創(chuàng)新，如畢業(yè)設(shè)計、參加教師的科研項目、各種競賽或?qū)W生創(chuàng)新項目等要求學(xué)生綜合運用所學(xué)知識、方法和技術(shù)進(jìn)行項目開發(fā)和新技術(shù)應(yīng)用研究，旨在培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新精神。

三級能力培養(yǎng)體系涵蓋：1.基礎(chǔ)設(shè)計。主要突出實驗的基礎(chǔ)性，針對學(xué)生必須掌握的基本技能設(shè)置，側(cè)重于對單一課程實驗或單臺設(shè)備的基礎(chǔ)訓(xùn)練；2.綜合設(shè)計。以基本內(nèi)容為主開設(shè)的綜合型、設(shè)計型實驗項目，使學(xué)生在實驗過程中能綜合運用所學(xué)知識技能；3.應(yīng)用研究設(shè)計。在拓寬實驗內(nèi)容的設(shè)計上，增加反映實際問題的研究環(huán)節(jié)，并與生產(chǎn)、科研相結(jié)合，進(jìn)一步拓寬學(xué)生思維和創(chuàng)新的空間[3]。

一條 IP技術(shù)主線：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的核心是IP技術(shù)。在整個培養(yǎng)過程中，要始終圍繞IP技術(shù)應(yīng)用這條主線設(shè)計基礎(chǔ)實驗、綜合設(shè)計類實驗以及項目。

綜上，將實踐教學(xué)中所包含的實驗、實習(xí)、實訓(xùn)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、社會實踐等環(huán)節(jié)進(jìn)行合理配置，按基本技能養(yǎng)成、應(yīng)用能力養(yǎng)成、設(shè)計能力養(yǎng)成和創(chuàng)新能力養(yǎng)成的目標(biāo)體系，循序漸進(jìn)地安排實踐教學(xué)內(nèi)容，將實踐教學(xué)的目標(biāo)任務(wù)具體落實到各個實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，設(shè)計“入門→基礎(chǔ)→拓展→提高”的四層次實踐學(xué)體系，并構(gòu)建出主線清晰的一體化實踐教學(xué)體系。

三、采取的具體措施

為了實現(xiàn)上述實踐教學(xué)體系的構(gòu)建目標(biāo)，我們采取了以下具體措施：

（一）重構(gòu)課內(nèi)實驗體系

每門課程在傳統(tǒng)或經(jīng)典實驗基礎(chǔ)上，按照整個課程體系的要求重新調(diào)整實驗內(nèi)容；在實踐教學(xué)內(nèi)容上根據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的最新進(jìn)展，設(shè)計新實驗以推進(jìn)實驗教學(xué)內(nèi)容的更新；盡量減少驗證性實驗，逐步增加設(shè)計型、綜合型、創(chuàng)新型實驗的比例；修訂并完善實驗教學(xué)大綱和相應(yīng)的實驗指導(dǎo)書。

采用仿真軟件，通過軟件模擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，設(shè)計基于虛擬環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)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(xué)，彌補(bǔ)實驗硬件不足的情況。

（二）加強(qiáng)綜合實踐

綜合實踐是必修的實踐環(huán)節(jié)，主要包括認(rèn)知實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、課程設(shè)計、實訓(xùn)、畢業(yè)實習(xí)及畢業(yè)設(shè)計等。在這些環(huán)節(jié)，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(dǎo)學(xué)生針對某個應(yīng)用場景，圍繞各自的工程項目進(jìn)程構(gòu)思、設(shè)計、實施和運行，實現(xiàn)局部、整體案例的整合[4]。

（三）加強(qiáng)專業(yè)實驗室建設(shè)

加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實驗室的建設(shè)力度，重點是實驗室硬件環(huán)境的建設(shè)和軟件平臺的建設(shè)，建成網(wǎng)絡(luò)原理與網(wǎng)絡(luò)工程實驗室、網(wǎng)絡(luò)與信息安全實驗室、網(wǎng)絡(luò)管理實驗室等實驗室，使其能覆蓋網(wǎng)絡(luò)工程的大多數(shù)重要方向。除提供基本課內(nèi)實驗外，還能支撐實習(xí)實訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計等綜合實踐環(huán)節(jié)。這為構(gòu)建層次合理的實踐教學(xué)體系提供了良好的實踐條件支持。

（四）建設(shè)校企聯(lián)合實驗室

在重視校內(nèi)實踐的同時，校企合作和校外實習(xí)基地的建設(shè)也不容忽視。通過和達(dá)內(nèi)科技等著名軟件培訓(xùn)企業(yè)建立長期合作關(guān)系，邀請他們每年對學(xué)生進(jìn)行實際項目開發(fā)培訓(xùn)。以合適規(guī)模的項目研發(fā)為導(dǎo)向，提高學(xué)生的主動學(xué)習(xí)、團(tuán)隊協(xié)作、工程實踐以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。同時，和網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品研發(fā)企業(yè)聯(lián)系建立校外實習(xí)基地，讓學(xué)生盡早熟悉實際產(chǎn)品開發(fā)的全過程，了解差距，認(rèn)清努力方向。

（五）建立開放實驗室

加大實驗室開放力度，設(shè)立網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生專用創(chuàng)新實驗室，鼓勵學(xué)生課余時間進(jìn)入創(chuàng)新實驗室，并依托實驗平臺開展創(chuàng)新型實驗。健全實驗室管理制度，讓學(xué)生可以采用預(yù)約方式進(jìn)行自擬實驗或教師指定實驗，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和積極性，為學(xué)生構(gòu)建更寬松的實驗環(huán)境。

（六）開展科研訓(xùn)練

依托高校先進(jìn)的科研條件和優(yōu)秀的教師隊伍開展科研能力訓(xùn)練，是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的一項重要舉措。指導(dǎo)并幫助學(xué)生組成團(tuán)隊，鼓勵并培養(yǎng)學(xué)生主持和參與科技創(chuàng)新項目，鼓勵學(xué)生發(fā)表論文、申請專利，倡導(dǎo)個性化人才養(yǎng)理念，激發(fā)學(xué)生的興趣和潛能，培養(yǎng)其團(tuán)隊協(xié)作意識和創(chuàng)新精神。具體項目可以是學(xué)院、學(xué)校、省和國家立項的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，或教師的實際科研項目和與校內(nèi)外實習(xí)基地共建的工程項目。

（七）開展學(xué)科競賽

學(xué)科競賽是學(xué)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(xué)科技創(chuàng)新能力的很好平臺[5]。每年定期開展各級學(xué)科競賽活動，例如，數(shù)學(xué)建模大賽、程序設(shè)計大賽、網(wǎng)絡(luò)攻防大賽、APP 應(yīng)用程序大賽、互聯(lián)網(wǎng)+比賽等，為學(xué)生創(chuàng)新提供平臺。積極開展各種形式的宣講、培訓(xùn)和經(jīng)驗交流會，鼓勵教師積極參與學(xué)生的指導(dǎo)，為學(xué)生參賽提供條件支持。同時鼓勵學(xué)生參加職業(yè)技能考試或認(rèn)證，增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)競爭力。

（八）培養(yǎng)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(jìn)行培訓(xùn)，注重“雙師型”教師的培養(yǎng)，給教師提供機(jī)會到企業(yè)參加實際項目開發(fā)，以提高其綜合素質(zhì)，解決知識更新問題，鍛煉實踐能力；由實踐經(jīng)驗豐富的教師對設(shè)備的使用和實驗的設(shè)計實施進(jìn)行培訓(xùn)，提高教師團(tuán)隊的實踐教學(xué)水平。

四、結(jié)束語

近年來，我校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的實踐教學(xué)體系在進(jìn)行了一系列的改革后，取得了可喜的成效。如部分學(xué)生將在實驗室中自我創(chuàng)新的設(shè)計性和綜合性實驗用于學(xué)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(lián)網(wǎng)+大賽金獎和省級挑戰(zhàn)杯大賽二等獎；獲批國家級、省級和校級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目立項超過10項；多人通過網(wǎng)絡(luò)工程師、軟件設(shè)計師等資格考試，或思科、華為等國際權(quán)威職業(yè)工程師認(rèn)證；特別地，個別畢業(yè)生進(jìn)入阿里巴巴、騰訊等知名互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)從事研發(fā)工作。這些成績也激發(fā)了更多同學(xué)的積極性，使得學(xué)生的整體素質(zhì)、工程實踐能力、創(chuàng)新能力顯著提高，連續(xù)三屆網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生的一次性就業(yè)達(dá)到了96%以上。同時，教師的實踐教學(xué)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(xué)資源提供了支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]宗欣露，王春枝，徐慧.面向“721”人才培養(yǎng)模式的網(wǎng)絡(luò)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)[J].計算機(jī)教育，2014（20）：1-4.

[2]陳智罡，劉臻，金冉，等.應(yīng)用型本科計算機(jī)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)方向課程群的建設(shè)與研究[J].計算機(jī)教育，2009（20）：97-98.

[3]邢建川，周世杰，吉家成，等.計算機(jī)工程實驗教學(xué)團(tuán)隊建設(shè)與改革[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2012，10（6）：302-304.

[4]林元乖，陳作聰，朱曉靜.多維實踐平臺下的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)創(chuàng)新型人才[J].計算機(jī)教育，2013（1）：33-36.

[5]何建新，周建存，張永紅.地方高校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實踐教學(xué)改革探索[J].創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育，2011（5）：45-48.

[6]楊磊，田立偉.適應(yīng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)工程人才培養(yǎng)模式的研究與探索[J].高教學(xué)刊，2015（05）：22-23.