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關鍵詞:卓越工程師教育;網絡工程專業;畢業設計
文章編號:1672-5913(2013)14-0077-04 中圖分類號:0642
0 引言
網絡工程專業“卓越工程師”培養是一個全新課題,相對傳統模式培養的學生,經過“卓越工程師培養計劃”(以下簡稱“卓越計劃”)培養的學生具有更扎實的專業理論知識和更強的工程實踐和管理素質,將成為網絡工程領域的佼佼者。網絡工程專業學生的畢業設計是培養學生實踐能力、創新能力和初步科研能力的重要實踐環節,對訓練學生綜合應用所學知識分析問題和解決問題的能力有重要作用,因此也是網絡工程專業實施“卓越計劃”的重要組成部分。畢業設計質量的好壞不僅影響到學生的畢業成績以及學生能否獲得學位,而且對學生畢業后能否盡快適應工作崗位具有較大影響。同時,畢業設計質量也是衡量高等院校教學質量和人才培養質量的一個重要指標。
然而,從目前的情況看,網絡工程專業本科生的畢業設計普遍存在著不盡如人意的地方,如畢業設計與學生就業的矛盾、畢業設計選題的局限性、畢業設計師資不足以及過程管理與監管力度不夠等問題,這也在一定程度上沒有達到網絡工程專業對于畢業設計的要求。如何通過實施“卓越計劃”改進和提高網絡工程專業本科生的畢業設計,真正達到畢業設計培養學生實踐能力、創新能力和初步科研能力的目標,需要學校、指導教師和學生自身3方面的共同努力。
1 網絡工程專業畢業設計存在的主要問題分析
1)學校教學管理方面存在的問題。
學校對畢業設計全過程的管理和監控不夠規范,在一些主要環節上存在影響畢業設計質量的問題。學校對畢業設計指導教師的指導過程不予監控或監管不嚴,教師指導學生畢業設計的報酬又很低,加上學生由于忙著找工作和考公務員等,種種原因造成了學生不主動聯系指導教師,指導教師也不經常聯系甚至聯系不到學生,對學生畢業設計的過程指導不夠,最后只是在設計質量和論文寫作上把關,導致學生的畢業設計質量下滑。
2)指導教師方面存在的問題。
指導教師對學生的畢業設計存在指導不到位和放松要求的問題。在分配畢業設計任務時,每名教師一般會指導3~5名學生進行畢業設計,學生通常是根據自己的興趣專長或設計內容的難易程度選題。畢業設計的選題還存在過寬、過大、過難、過虛、工作量不足、與專業方向不一致、應用性不強、重復率高、更新率低等問題。
在論文評閱和畢業設計答辯過程中,有時指導教師出于不影響學生就業的考慮,加之畢業生數量多、答辯任務重、學校在制度上對答辯的監督力度不夠等原因,就會對學生放松要求,以致出現答辯流于形式、走過場以及評分結果不客觀等現象。長此以往,勢必造成學生的僥幸心理,認為不好好作畢業設計也能蒙混過關。
3)學生方面存在的問題。
首先,學生對于畢業設計的目的和意義不了解,導致主觀思想上對畢業設計不夠重視。畢業設計一般安排在本科學習的最后階段,這個時間段也是學生就業的高峰期。由于當前就業形勢嚴峻,很多學生將主要精力放在人才市場和各類招聘會上,對畢業設計沒有很上心;更有甚者,有少數學生對于畢業設計敷衍了事,采取網上下載、改頭換面、抄襲甚至雇傭“”等方式,以達到順利畢業的目的。
綜上所述,學校教學管理不嚴、教師指導不認真、學生主觀不努力等原因,導致傳統的人才培養模式下網絡工程專業本科生畢業設計質量低下,從而影響畢業生的實踐能力、綜合素質和人才培養質量。
2 面向“卓越計劃”的畢業設計改革思路
黑龍江工程學院是“卓越計劃”試點學校。在“卓越計劃”人才培養模式下,網絡工程人才培養采用“3+1”的培養方式。具體來說,網絡工程專業本科生大學前3年在學校集中學習專業基礎知識和專業理論,學校著重培養學生基本的專業技能和后期發展潛力;最后1年在企業實習并完成畢業設計,學校重點培養和鍛煉學生的工程實踐能力、團隊協作能力和在企業與社會環境下順利工作的綜合素質。
計算機科學與技術學院開始在2008級學生中開展試點,在其大學本科階段的第6個學期末組建“卓越計劃”試點班,挑選約一半的學生參加“卓越計劃”培養,另一半學生則按照傳統模式培養。在“卓越計劃”培養過程中,教師除了改革課程體系、培養方式和教學方法外,還對實踐教學尤其是畢業設計環節進行了深入的改革與實踐。
由于參加“卓越計劃”培養的學生的畢業設計在企業完成,畢業設計指導教師就采取校內教師和企業教師合作的方式,對畢業設計一些關鍵過程進行改革并引入校企合作模式,包括選題、開題、項目設計、答辯、畢業設計總結與反饋階段。
1)選題階段。
選題是畢業設計的關鍵環節,指導教師在擬定畢業設計題目時既要考慮到網絡工程專業人才培養目標的要求,同時又要考慮到學生能力培養和企業對于網絡工程人才的需求。該階段的工作重點是學校落實參與合作培養的企業,與合作企業一起確定畢業設計指導教師,校企雙方共同把關,保證畢業設計課題的合理性與實用性。
企業導師和計算機科學與技術學院導師通過深入溝通交流,了解彼此對于畢業設計的意見和設想,在優勢互補的基礎上,以企業工程實踐案例為背景,共同為學生擬定畢業設計題目。學生根據自己的興趣愛好和專業特長,通過雙向選擇的方式,選擇畢業設計題目和實習單位,完成畢業設計的選題。
2)開題階段。
學生在選定畢業設計題目以后,參與到企業實際項目的開發過程中,了解項目的背景和需求。校內指導教師和企業指導教師之間進行溝通交流并設計資料和項目信息,按照學校的規范共同為學生提供畢業設計任務書,引導學生認識畢業設計的基本過程,指導學生理解畢業設計題目的含義及具體的設計內容。
校內指導教師指導學生如何利用網絡和圖書資源檢索與搜集相關文獻,向學生布置任務并定期檢查。企業指導教師引導學生理解工程項目的需求,為學生提供必要的技術指導,讓學生熟悉企業工程項目開發的規范和流程,培養學生的工程實踐能力,幫助其積累工作經驗;讓學生按照畢業設計論文的撰寫規范和相關要求,獨立完成包括文獻綜述及方案論證等內容的開題報告,參加學校組織的畢業設計開題答辯。
3)項目設計階段。
項目設計階段是學生在企業接受工程實踐能力培養的核心環節,主要包括項目的需求分析、概要設計、詳細設計、編碼和實現、測試與維護等環節。在這一階段,主要的指導任務由企業指導教師承擔,院系要組織指導教師和教學管理人員到企業監管學生的畢業設計過程,檢查學生前期的畢業設計完成情況,檢查內容包括畢業設計進程是否與開題報告規定的一致、畢業設計內容是否充實以及文檔的完成情況等;同時,學校指導教師根據畢業設計的完成情況給每個學生評分,評分結果按照10%的權重計入畢業設計的總成績。在企業實習過程中,學生通過電子郵件等方式將畢業設計論文發給校內指導教師,校內指導教師就論文的內容和格式及時向學生反饋,以便學生在返校之前基本完成畢業論文的撰寫工作。
4)答辯階段。
答辯是畢業設計的最后一個階段,主要是檢查學生的畢業設計成果,給出畢業設計成績和參考意見。對于參加“卓越計劃”培養的學生,畢業設計答辯委員會由學校專家和企業人員共同組成。學生在進行正式答辯前,其畢業設計成果必須經企業指導教師和學校指導教師審核,若有任何一方不通過,該學生就不能參加答辯。
在答辯過程中,學生通過PPT和現場演示方式匯報其在企業實習階段進行畢業設計的內容、方法和成果,答辯委員會審查學生的畢業設計任務是否完成、畢業設計成果的質量以及畢業論文是否符合學校規范和相關要求等,校內指導教師和企業指導教師依據學生平時的表現、企業評價、總結報告與畢業論文的質量等分別給學生打分,最后按照加權方式計算得到學生的最終成績。
5)畢業設計總結與反饋階段。
“卓越計劃”人才培養方案是一個逐步改進和完善的工程,對于面向“卓越計劃”的畢業設計改革過程,學校要及時總結成功經驗、發現的問題及不足,吸取企業以及學生的反饋意見和建議,改進畢業設計培養方案。
3 面向“卓越計劃”的畢業設計實施案例
在“卓越計劃”人才培養模式下,目前學校已與哈爾濱、大連等地的多家知名IT企業建立長期的合作關系,簽署了合作框架協議,建立了10余個產學合作人才培養實踐基地,覆蓋網絡工程系統設計、軟件開發、嵌入式系統和計算機應用等多個專業方向,為實施面向“卓越計劃”的畢業設計改革奠定了良好的基礎。參與計算機科學與技術學院“卓越計劃”人才培養的企業名單見表1。
在“卓越計劃”人才培養體系下,計算機科學與技術學院以2008級和2009級部分學生為對象進行畢業設計改革。試點學生在大四進入企業實習并在企業完成畢業設計,學校著力培養學生的工程實踐能力、創新性思維、團隊協作能力和良好的職業素養,從而實現人才培養、學生就業及企業招聘的有機結合。
4 結語
實施“卓越工程師教育培養計劃”是我國高等教育改革的一項重大措施。網絡工程專業的畢業設計堅持以企業人才需求為導向,以軟件企業實際工程項目為依托,以企業中具有工程實踐經驗的研發人員和學校專職教師為聯合指導教師,他們根據關鍵技術凝練出具有一定實際意義的畢業設計題目,讓學生在企業中完成一個相對完整的工程項目。學生通過完成畢業設計任務,達到了培養工程實踐能力、創新能力、團隊合作能力和工業化素質的目標。
參考文獻:
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[4]龔克,解放思想,銳意改革,創造新時期高等工程教育的中國模式[J]。高等工程教育研究,2009(6):1-8
關鍵詞:實踐教學體系;網絡工程;雙師型教師
中圖分類號:G642文獻標識碼:B
隨著計算機技術、通信技術、網絡技術及多媒體技術的發展,社會各領域對網絡工程應用人才有大量的需求,近年來許多院校紛紛開設網絡工程專業。根據教育部有關專業指導性意見和社會對網絡工程應用人才的需求,我們認為網絡工程專業的培養目標應為:培養掌握計算機技術、通信技術和網絡工程相關基礎理論知識人才,使之能夠具備網絡規劃、設計、開發、維護與管理等基本技能,能夠從事網絡工程、電子商務、電子政務、辦公自動化、信息管理等行業的研發、教學、管理、維護等專業技術工作。該培養目標要求學生通過四年的課程學習,掌握網絡工程中的實用技術;了解網絡協議體系、網絡互聯技術、組網工程、網絡性能評估、網絡編程與管理等相關知識;具有較強的分析問題、解決問題的能力。
計算機網絡技術的成熟和普及,一方面社會對網絡人才的需求迅猛增加,另一方面對他們的應用能力提出了越來越高的要求。因此,在應用型本科辦學過程中,如何理順理論教學和實踐教學的關系,解決實踐教學與社會需求脫鉤的現狀,加強實踐教學、培養動手能力,積極適應市場發展的需求,這是需要努力探索和解決的問題。我們認為,抓好實踐教學的關鍵,除了要有一批專業、敬業的師資隊伍,還必須建立合理、科學的實踐教學體系。結合我校實際,提出了該專業的實踐建設方案并逐步創造條件予以實施。
1網絡工程專業實踐體系建設思路
我院將網絡工程專業的學生的培養目標定位在“應用型與工程型”人才,其特點就是要側重實踐和工程化;但同時,網絡工程專業又是計算機科學與技術、通信通訊相關的邊緣專業,網絡工程專業的學生應該同時具備計算機科學與技術的基本知識和網絡工程專業的工程技能,因此網絡工程專業的學生一方面要求具有計算機科學與技術學科的基本知識,另一方面具有網絡工程的工程應用能力,使得我們的畢業生達到我們的培養目標。
目前高校在教學過程中,實驗教學越來越受到得到重視。目前以“培養學生實驗能力、提高學生實驗素質”為主線的思路得到很多高校教師的認同,構建新的實踐教學體系提到議事日程上來。在該項目的實施過程中,以培養與提高學生的科學實驗與工程實踐素質和應用能力為目標,更新實驗實訓內容,按層次化、模塊化、開放化的要求組織實踐教學,著力構建以“條件支撐(基地建設)”為基礎,實驗室功能和教學環節重組為重點,雙師型師資為關鍵的實踐教學體系。
2網絡工程專業實踐課程設置
網絡工程專業培養方案中的實踐環節,一般分為課程內實驗、實驗課程、集中實踐三大模塊。
課程內實驗包括:程序設計語言(C)、面向對象程序設計(C++)、數據庫原理、Web程序設計技術、Java程序設計、數據結構、軟件工程、TCP/IP協議、網頁設計與網站開發、綜合布線系統、局域網絡技術與組網工程、通信原理、網絡路由原理及計算機組成原理等。課程內實驗的目的主要是為了加深對課程理論知識的理解,加強一些基本專業技能的訓練,課內實驗必須在課內學時完成。
實驗課程是為了讓學生系統掌握專業技能而開設的專門實驗課程,如網絡工程實訓、工程制圖等。
集中實踐包括金工實習、畢業實習、課程設計、畢業設計等環節。如計算機硬件綜合課程設計、構建中小企業網絡(含網站設計)、IP交換與路由技術等課題。
3網絡工程專業實踐環節體系建設
3.1實驗室的設置
網絡工程專業的校內實驗室建設可采用以下三種模式共存的方式,利用計算機機房進行軟件應用及開發設計類實驗;針對原理性很強的驗證性實驗建設獨立的專用實驗室;整合專業課的實驗,建設綜合實驗室。
(1) 充分利用現有資源
對于軟件應用及軟件開發設計類實驗,如程序設計、數據庫原理與應用、軟件工程等,可以在現有的公用計算機機房內開設。
(2) 建設獨立的專用實驗室
對于計算機組成原理、計算機體系結構、計算機接口技術等原理性比較強的課程,可以分別建設各自獨立的專用實驗室。利用一些模擬實驗設備,比如實驗箱、模擬操作臺等,用于學生基礎理論課程的學習及研究。這些實驗以驗證性實驗為主,配合少量的綜合性和設計性實驗,學生在課內學時里完成。
上面兩類可以利用原有的計算機相關專業的實驗室,并且這些課程都是計算機類課程的基礎課,在其他專業前期建設的過程中都已經建設并正在使用。
(3) 網絡工程綜合實驗室
網絡工程專業有自己的專業基礎課和專業課,有自己的特色,并滿足高年級學生對實踐環境的要求,那么對于這些方面的實驗內容要建立自己的實驗室。為此,2006年,我院申請“中央――陜西省共建資金”建設網絡工程訓練中心實驗室,成功獲批,并已經建設完成。中心建筑面積約160m2,擁有網絡路由器32臺、交換機36臺、無線路由器8臺、防火墻2臺、入侵檢測系統2臺、服務器3臺、網絡管理平臺軟件一套、網絡協議仿真分析平臺40臺套(軟硬件設備)、網絡語音模塊實驗設備4套、學生實驗用PC機65臺,可以同時滿足8組共64名學生同時進行廣域網、局域網、路由協議、設備配置、VoIP語音、網絡安全等各類型網絡實驗。這些設備的投入使用,極大地改變了我們的實驗設備層次,有利于網絡工程專業實踐教學的展開。
3.2教學環節的重組
目前,大多數的網絡工程專業都是簡單采用與計算機科學與技術、軟件工程等專業完全相同或相近課程設置,課程內容完全相同。這樣,在總課時的限制下,就無法開設所需的專業課程,不僅如此,還導致課程之間的過度重復、關系不明等問題。
從專業發展的長遠角度看,必須按照專業需求來優化改革課程內容,具體可從以下幾個方面來優化:
(1) 原有課程之間的內容整合;
(2) 新課程的內容規范;
(3) 各門課程中理論教學與實踐教學內容的優化;
(4) 各門課程中工程化思想的體現;
(5) 新技術的融入。
通過課程內容優化,在減少不必要重復的基礎上,進一步明確各課程的知識范疇和技能架構,將相近課程合并形成新的課程。比如,原來沿用計算機科學與技術專業的“計算機組成原理”和“計算機體系結構”課程,就可以整合為“計算機原理與體系結構”一門課程;原來的“匯編語言”和“微型接口技術”整合成新的“微機原理”一門課;“離散數學”由原來的兩個學期的教學改成一個學期,這樣,所節省的課時可以開設必須的專業課程。
參照《教育部關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質量的若干意見》(〔2007〕2號文件)中“實踐教學環節累計學時一般不少于總學時的25%”的基本要求,合理規劃專業基礎課和專業課的理論教學課時與實驗教學課時比例,在實驗條件允許的前提下,盡可能提高實驗教學的課時比例,給學生創造更多的實驗和技能訓練機會。例如我們“網絡工程實訓”由最初的16學時,根據文件和教學的需要改成了32學時,提高學生的實訓機會。
3.3雙師型師資的培養
“雙師型”師資匱乏是實踐教學的“軟肋”。所謂“雙師型”是為了強調實踐性教學環節的重要性,促使理論教學和實踐教學正確定位,有機結合,適應以能力培養為主線的理念而提出來的。在目前的教學過程中,存在以下情況:一是知識結構錯位,許多教師理論有余而實踐不足,因而在教學過程中表現出熱衷與偏好理論教學的傾向。二是教學過程錯位。理論教學和實踐教學是兩撥人,不能融合溝通,造成各自為政的教學局面。三是知識傳導錯位。兩種課型被人為割裂與肢解,知識傳授陷入怪圈和盲區,造成實踐需要的理論知識沒講或少講,實踐不需要的卻講了許多,做了很多無用功。我們對“雙師型”教師的理解,基本內涵有二點:一是認為教師既能從事理論教學,也能從事實踐教學;二是認為教師既能擔任教師,也能擔任專業技術人員。簡言之,“雙師型”教師應同時擁有“教師資格證書”和“專業技術職務證書”。
為了使我院的實踐教學更快更好的開展,建設一支“雙師型”教師隊伍,是全面提高網絡工程專業實踐教學質量的關鍵。
安排專業教師到項目中進行鍛煉、進行專業實踐。在平常的教學過程中,讓教師積極的申請縱向項目,并參加橫向項目的開發研制等,提高自己的科研水平,在科研過程中鍛煉提高自己的實踐水平;同時也可使老師把在實踐過程中碰到的問題帶到課堂或者實踐的教學過程中,增強學生的認知能力。
專業教師要積極承擔實踐教學任務,在指導課程設計、畢業設計和實訓教學中,盡量結合實際,真題真做,提高教師的專業實踐能力和技術開發能力。
每年的暑假,安排專業老師參加思科、神州數碼等專業培訓,或者聘請師資培訓基地專家和具有豐富實踐經驗
的專業技術人員做教員給我們教師上課,提高老師的實踐水平。
除了安排專業老師進行學習培訓之外,積極引進相關單位或公司中有豐富實踐經驗和教學能力的工程技術人員來校做兼職教師,他們可以給學校帶來在實際的工程中的遇到的問題。他們在和學校教師共同進行教學活動中,可以促進學校教師向“雙師型”轉化。目前建設一支相對穩定的兼職教師隊伍,改善教師結構,以適應人才培養和專業變化的要求。
4結論
作為網絡方向的應用型本科專業,除了要在基礎理論的教學上花大力氣外,更應從就業的角度理順理論教學與實踐教學的關系,辦出自己的特色。通過對網絡實踐教學體系探索與實踐,指出了在日常的教學過程中加強實踐教學的途徑,其目的是增強學生面對社會需求的動手能力,提高學生的社會競爭力。初步實踐結果表明:該實施方案有利于促進該專業的實踐性環節建設,能夠達到提高教學質量,為社會培養高質量的合格的網絡工程技術及網絡應用人才的目的。
參考文獻:
[1] 西安工業大學計算機科學與工程學院. 網絡工程專業培養計劃(內部)[Z],西安:西安工業大學計算機科學與工程學院,2005.
湖南商學院是一所以經貿、管理等商科類專業為主,工、理、文等專業學科共同發展的商科類高等院校,這是由我校的辦學歷史,學科特色等因素決定的,在這樣的背景下,我校計算機專業的培養方案不能照搬其它綜合類高等院校計算機專業的培養方案,應該根據商科院校的特色,更加注重學生商科背景下的計算機應用能力的培養,才能使學生在就業時有更大的競爭優勢。隨著高等院校課程教學改革的不斷深入,互聯網+創新性人才培養的需要,如何更能體現“求創新,重實踐”的實踐教學改革思路,如何將課程的改革推向更深、更寬、更廣的范圍,切實提高學生的實際動手能力,是我們目前迫切需要解決的問題之一。
計算機網絡工程是計算機專業必修的一門課程,通過該課程的學習,使學生掌握網絡工程的綜合布線、交換機技術、路由器技術、網絡安全技術、服務器技術等原理、配置方法與應用部署方式,根據湖南商學院計算機科學與技術專業2016版人才培養方案的介紹,計算機網絡工程這門課程一共有2個學分,課時為32課時,其中理論課時16,實踐課時16,先修課程為計算機組成原理,計算機網絡原理等。
1 湖南商學院計算機專業網絡工程課程中存在的主要問題
計算機網絡工程這門課程重點介紹網絡工程的基礎,網絡工程綜合布線,交換機技術與應用,路由器技術與應用,網絡安全技術與應用的原理及配置方法,我們在教學中存在的主要問題有:
1.1 教學中以介紹主要的網絡設備為主,而網絡安全技術、服務器技術卻介紹不足
該門課程的理論課時為16,即每周2節課,講授8周,課時主要安排給了交換機技術與應用中的交換機配置基礎,交換機互連技術,交換機VLAN技術,交換機生成樹技術。路由器技術與應用中的路由器配置基礎,路由協議及其配置,三層交換技術,訪問控制列表和網絡地址轉換技術。網絡安全技術與服務器技術則安排了很少的課時進行講授。
1.2 網絡工程的理論教學環節中實際的項目案例安排不足
在網絡工程的理論教學中,重點介紹設備的配置方法和應用,由于沒有引入整體的網絡工程項目案例,使學生在學習設備的配置時感到枯燥和繁瑣,不能體會到設備能夠在項目中實現互通的樂趣。
1.3 針對網絡工程課程的考核重點,過多強調的是理論環節的考核
計算機網絡工程的考核采用無紙化機試的考核方式,以理論考核為主,以實踐考核為輔,這種考核方式的缺陷是缺乏對大型網絡拓撲結構的配置和操作,使學生不能將理論知識轉化為實踐能力。
2 網絡工程課程教學改革探討
針對在計算機網絡工程課程教學中存在的主要問題,我們提出以下幾個解決問題的對策。
2.1 理論教學中增加網絡安全技術、服務器技術的教學內容
針對理論教學中課時過多集中于交換機技術與路由器技術的問題,增加網絡安全技術與服務器技術的內容,尤其是安全技術中的虛擬專用網VPN技術具有很強的實踐應用價值。VPN技術是指將物理上分布在不同地點的局域網,通過公眾網構建成一個邏輯上的專用網絡,實現安全可靠,方便快捷的通信,VPN技術采用了加密、認證、存取控制、數據完整性等措施,相當于在各VPN設備間形成一些跨越INTERNET的虛擬通道、隧道,使得敏感信息只有預訂的接收者才能讀懂,實現信息的安全傳輸,使信息不被泄露、篡改和復制。目前VPN技術廣泛應用于企業員工遠程辦公,企業內部各分支機構網絡互連,以及B2B之間的安全訪問服務,因此學習和掌握VPN技術十分重要。
2.2 增加網絡工程理論教學環節中項目案例的安排
針對網絡工程理論教學環節中項目案例安排不足的問題,增加實際案例的教學講解。例如,每教授一個重點知識點,都配置一個實際網絡工程的案例講解,通過案例來理解理論,使學生能夠真正做到靈活運用和融會貫通。
2.3 加強網絡工程的實踐教學,將網絡工程課程拆分為網絡工程和網絡工程實驗兩門課程
計算機網絡工程這門課程具有它的特殊性,應該重點強調實踐環節,將網絡工程課程拆分為網絡工程和網絡工程實驗兩門課程,考核方式均采取網上無紙化考核方式,理論測試以選擇題、判斷題和問答題為主,而實驗的測試以網絡工程的配置題為主,重點考核學生在面對網絡工程的問題時的實際解決能力。配置題以交換機、路由器的配置為主,如交換機的VLAN劃分,生成樹協議,路由器的靜態路由配置,RIP路由協議配置,OSPF路由協議配置,三層交換機靜態路由配置,ACL訪問控制列表配置,PPP協議配置,VPN配置等等。
3 計算機網絡工程課程教學改革的具體成效
在理論教學過程中,通過網絡工程配置案例教學,使學生掌握了網絡設備的基本理論與基本配置,通過拆分網絡工程課程,將網絡工程分為網絡工程和網絡工程實驗兩門課程,加強網絡設備的配置訓練,讓學生熟練掌握配置設備的理論和方法,為學生進行下一步的網絡工程師的認證打下堅實的基礎。
在計算機網絡工程實驗的考核過程中,引入無紙化考試系統,學生在規定的時間內完成設備的配置才能合格,對學生的動手能力要求更高,使考核機制更加科學化和實用化。
通過該課程理論與實踐的結合,使學生在學習的過程中能夠熟練地運用網絡工程的理論方法來解決實際問題,教學效果有了很大程度的提升。
[關鍵詞]高職計算機網絡技術專業;工程式項目化;教學模式
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)19-0218-02
一、前言
“工程式項目化”指在與企業深度合作收集到的網絡行業中真實的工程項目,通過科學的分析并按照高職教育特定面向的層次,對其實施裁剪、序化、組合,形成可真正適用于教學的項目;“高職計算機網絡技術專業教學模式”指的是以高職院校(三年制)計算機網絡技術專業為對象,從專業課程體系開發、教學環境研究、教學組織方式研究以及教學管理機制研究等方面展開,力求構建科學的、能滿足企業用人需求的專業教學模式,本研究既是應用研究,也是實踐探索。
二、傳統的專業教學模式分析
筆者在教學中發現,采用傳統的教學模式,存在一些不足:
(一)課程體系與教學方法相對陳舊
總的來說,目前高職學校計算機網絡技術專業的課程體系,是根據學生的學習特點設計的。但有些課程的內容只注重理論知識的培養,實用技能的訓練相對不足。尤其是課程內容滯后于專業技術的更新與發展,案例教學、項目教學內容極少,導致學生在實際工作中分析問題和解決問題的能力較弱。另一方面,在職業技能培養方面,職業技能訓練不成體系,力度不夠,對職業素質的教育(如開拓精神、市場觀念、管理技巧、團隊精神、應變能力等)尚沒有得到全面的實施。現有課程體系存在以上問題,與社會需求和行業發展相脫節,導致該專業畢業的學生不能很好地適應相關行業工作。
在教學方法方面,雖然基本上采用了理論與上機實踐相結合的授課方法,但對學生職業技能以及動手能力方面的培養相對不足。社會需求的計算機網絡人才強調具有較高的職業素質、較強的實踐能力。因此,按傳統方法培養的學生難以滿足職業崗位的要求。
(二)計算機網絡技術專業師資缺乏,職業實踐能力和經驗不足,專業知識滯后
計算機網絡技術專業具有良好職業實踐能力和經驗的教師缺乏,這樣會導致他們在教學過程中無意識的偏離專業培養方向。現有教師缺少職業培訓、技術更新滯后、缺乏教育創新機制等,也是影響教學質量的主要問題,應不斷改善師資結構,提高師資隊伍整體素質。
(三)專業實訓條件以及軟件教學資源不足
多年來,高職院校雖然已普遍建立網絡機房,但由于建設經費問題,實驗實訓條件明顯滯后網絡新技術發展的實訓需求,也沒有足夠的實訓基地,整體表現出實踐教學設施條件不足,特別表現在軟件教學資源不足,現有硬件條件難以發揮應有作用。
(四)在轉變教師觀念的同時,應花大力氣轉變學生的觀念
高職學生的素質相對本科院校低了許多,大多數學生沒有形成良好的學習習慣,學習比較散漫。在教育學生由被動學習、依靠教師學習轉變到主動學習、靠自己學習時比轉變教師的觀念更難。教師在教學過程中嚴格要求學生,采用以學生為中心的教學方法,但往往得不到學生的肯定,在一定程度上挫傷了教師進行課程改革的積極性。因此,我們在注重轉變教師觀念的同時必須花大力氣轉變學生的學習觀念。
三、 工程式項目化教學模式改革與實踐
(一)基于工程式項目化教學的計算機網絡技術專業課程體系開發
以聯合辦學為切入點,以培養就業競爭能力和職業可持續發展能力為目標,針對計算機網絡技術專業面向的主要就業崗位,以崗位職業技能和崗位適應能力培養為主旨,緊貼職業崗位要求,參照相關職業資格標準,開發課程體系。計算機網絡技術專業課程體系開發思路如圖1所示。
(二)適應于項目教學的教學環境建設
目前大部分高職院校教學環境主要采取學校主導模式(即以學校為主組織和實訓的一種模式。這種模式主要是以利用學校設備和技術優勢,運用市場機制運行。即在生產產品、經營業務或技術研發的同時,要完成對在校學生的實訓任務。)、企業主導模式(即以企業為主組織和實訓的一種模式。在校企合作過程中,學校主要提供場地和管理,行業或企業提供設備、技術和師資,以行業企業為主組織生產和學生實訓,這是校企合作的主要形式。這種模式適用于工科類緊缺專業人才的培養,主要類型有訂單培養型、企業贊助型)、共建共享模式(校企雙方共建共享校內生產性實訓基地。這是一種比較自由的組合形式,校企雙方只要有需求,就可以開展各種形式的合作,共建共享校內實訓基地)等三種模式。
根據計算機網絡技術專業的特點,計算機網絡技術專業項目教學的教學環境建設采取第三種共建共享模式進行建設。由學校、企業共同提供設備或師資,共建共用實訓基地,實現優勢互補。不僅滿足《網絡設備的安裝與配置》、《網絡綜合布線與測試》、《網絡管理配置與應用》、《工業企業信息化網站建設》等專業課程的教學要求,同時應具有為企業員工提供技術培訓、開展對外技術服務的功能。例如,筆者所在的學院與思科(中國)系統公司合作,由企業提供大部分設備,校方提供場地和師資,雙方優勢互補合作共建了思科網絡設備實訓室,不僅滿足了專業教學,同時還面向行業和社會開展了多次培訓。
(三)工程式項目化教學組織方式
基于工程式項目化教學模式的課程教學過程設計,學生是學習過程的中心,教師是學習的組織者與協調人,以項目案例驅動,遵循“咨詢(信息采集)、決策、計劃、實施、檢查、評估”這一完整的行動過程序列,在教學中教師與學生互動,讓學生通過獨立地獲取信息、制訂計劃、實施計劃、評估計劃,在自己“動手”的實踐活動中,掌握專業知識,習得職業技能。針對計算機網絡技術專業課程實踐性強的特點,采取項目驅動法為主,創設情境,引導學生積極思考、主動實踐,以達到良好的教學效果。
如《網路綜合布線與測試》課程采用項目驅動式教學法組織教學,其步驟是:下達任務書(提出問題或項目背景)? 分析任務(分析問題)?制定實施方案(制定解決問題方案)?任務實施(合作實踐)?任務完成(客戶反饋)?項目展示、點評與總結。
(四)創建項目教室
創設項目教室的想法來源于企業都需要項目實施人員,強調畢業生若有項目實施經驗的優先錄用,而在學校很難有機會讓全班的學生去外面承擔實際工程項目,如何培養學生具備有工程經驗,是我們每一個專業教師都在考慮的問題。筆者通過到企業掛職鍛煉,并對企業的項目實施流程分析和研究,有針對性的采用“裁剪、序化、組合”方法,轉化成教學項目的實施流程,再依據這個項目實施流程設立項目教室。
項目實施流程主要包括:項目啟動階段、項目規劃階段、項目實施階段、項目驗收階段,每個階段都有其相應的工作任務,具體實施流程如圖2所示。
項目教室的功能主要用于創設一個環境,讓學生能置身于一個情境仿真的工程項目中,真實的去體驗項目規劃設計、方案確認、開箱驗收設備、現場安裝設備進機柜、連網布線、設備配置調試、系統測試、工程驗收等等實際工程項目需要的環節。項目教室的具體布局按方案區、安裝區、配置區、驗收區共4塊功能區劃分,如圖3示意。
項目教室中的安裝區可針對不同類的核心課安裝不同的設備。如核心課《網絡設備的安裝與配置》,可分別選用三家不同廠商的路由交換設備,并配置三臺機柜,項目實施前應將這些設備裝箱(與新設備到貨時一樣),讓學生真正體驗到在所有其他實驗實訓室都無法進行的設備開箱驗收過程。同樣,現場布置安裝設備也讓學生真正實踐了設備安裝的技能。
(五)編制教材
針對目前高職教材難以滿足“教學做”的現狀,組織專業教師、企業技術人員和兄弟院校教師積極探索、共同研究,編寫反映職業特點的、緊密結合行業企業實際的工程式項目化教材。
四、結束語
工程式項目化教學模式的研究是一項新的嘗試,以網絡行業為渠道,選擇實際項目為載體,建立一套行之有效的課程體系,并充分應用于教學實施,推動專業建設,最終實現專業教學與市場行業運作的銜接,實現學生與行業、社會的無縫連接,提高計算機網絡技術專業學生的專業對口就業率,培養適應下一代網絡發展需求,掌握網絡新技術,具有較強的綜合職業能力和較高的職業素養及滿足企業需求的具有工程能力的高技能網絡人才。
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作者簡介:
關鍵詞:計算機仿真 工業工程 實驗教學
計算機仿真技術是繼數學推理與科學試驗之后認識世界自然規律的第三類基礎方法。基于計算機仿真技術的虛擬教學是指利用實物和計算機軟件共同模擬出真實的情境,讓學生在模擬的情境下進行探究和學習。這種教學方法生動形象,接近現實工作場景,有利于提高學習興趣,使學生在短時間內進入相應情境,真實的體驗如在現實中執行任務的感覺,以達到更快掌握技術手段的目的,而且這種教學方法可以利用計算機軟件的優勢創造出靈活多樣的工作場景且不受行業限制,使學生對實踐問題的認識更深入,采用的應對方法更靈活。由此“計算機仿真技術”便成為專業學習及實際應用中的重要方法和技術手段。工業工程作為管理科學與工程的二級學科,其人才培養目標是培養出面向生產、管理、服務的高級專業技術和管理人才,面向的工作崗位主要有制造業現場管理、產能計算、生產計劃與控制、項目管理、精益生產等,以及服務業的流程優化、工作研究等。其中,制造業涉及行業范圍廣、產品種類多、工序過程各異,因此,在教學過程中需要通過一系列系統的實驗項目培養學生專業的問題提煉能力及問題分析能力,并采用專業的技術方法和手段有針對性的對問題本質進行處理。然而,正是由于工業工程方法應用行業的廣泛性及多樣性,使得我們不可能如其他5類工程學科般擁有自己典型的實驗實訓設備,亟需我們在實踐教學過程中探索新的教學方法與實驗支撐技術。
1工業工程實驗課程教學現狀分析
工業工程類實驗課程的教學,在傳統的教學模式中,主要是以“理論課+實驗室”的模式,強調學生對工業工程專業基本方法和技能的掌握與應用,如,工作研究、動素分析、人機工程、物流工程、流程優化、現場改善等基本技能與方法論。傳統的實驗教學過程中,基本上遵照如下流程:首先,引導學生進行以上理論課的學習,使學生知道、了解并掌握這些基本的專業手法與技能;其次,通過開設相關實驗課程讓學生對所學的這些技術方法展開實踐,從而幫助學生達到訓練并養成工業工程專業素養的目的。然而,目前所開設的相關實驗課程均是就某一獨立技術方法而展開的較為單純的技能訓練,如,工作研究的實驗主要是針對動作研究、動素分析、生產節拍平衡開展具體分析過程實踐,幫助學生深刻體會這些基本專業手法的實際應用場合;人因工程,主要是通過系列人因實驗帶領學生親身體驗,感受高度、亮度、顏色、頻繁度、規律度等人因影響因素帶給人視覺、聽覺等感官的切實感受,從而探討基于人因的合理化設計、布局及工作安排;設施規劃布局則是基于物流分析方法,通過物流強度度量,分析部門間的相關性強度,從而為合理布局、物流優化提供有效參考。以上這些實驗均對學生在工業工程專業基本方法技能的培訓上起到了有效效果。然而,卻并未在促進學生養成工業工程職業素養上發揮強化作用。原因在于,缺乏像物流工程、系統工程、系統建模及仿真優化等這類有關工業工程系統設計、管理及優化的主干課程的綜合性實踐項目,要設計出針對本專業基本技能方法的綜合性實踐項目,需要的制造業相關設備、產品品種等數量巨大,且耗費大、成本高,很難從實際操作入手,計算機仿真方法不失為解決此問題的一種有效方法。基于計算機仿真技術的虛擬教學則以其高效率、低成本、內容豐富、性能有效和安全等優勢得到越來越多的應用和推廣。因此,應該將“項目教學”“案例教學”“教、學、做”一體化和基于計算機仿真技術的虛擬教學的方法結合起來,充分發揮各自的優點,提升實踐教學效果。基于計算機仿真技術的虛擬教學很容易與其它先進的教學方法相結合,因此,在工業工程類實驗課程的教學中,將基于計算機仿真技術的虛擬教學與其它教學方法相結合,有助于提高實驗課程教學效果,而且成本低、效率高,使學生可以不受場地、行業、設備與產品的限制,使學生更好的掌握專業技能和方法,并通過基于計算機仿真平臺開發的綜合性實踐項目,鍛煉學生的工業工程系統設計、管理及優化的綜合能力,培養學生的專業素養,從而促進本專業人才培養效果的提升,計算機仿真技術在工業工程類實驗課程的教學中具有重要的意義。
2計算機仿真技術在實驗課程教學中的應用
計算機仿真技術為人們提供了一個理想的實踐教學手段,目前國內外已經普遍將其應用于軍事訓練、課程教學、運動訓練以及醫學研究等方方面面。美國是計算機仿真技術虛擬現實的起源地,現在美國計算機虛擬仿真技術的發展水平也比較高,在這個領域代表了國際先進水平,也是第一個把虛擬仿真技術應用在教育教學中的國家,目前在感知、用戶界面、后臺軟件和硬件等幾個方面,形成了一個比較系統的虛擬仿真教學儀器架構。如,美國的卡羅萊納州立大學利用Java技術建立了基于Web的探索式虛擬物理實驗室,主要有以下幾個模塊:基于JavaApplet的虛擬實驗設備和實驗設施、相關的實驗課程模塊、實驗結果評價模塊、協作模塊。在歐洲,英國在計算機仿真技術虛擬現實的相關領域處于領先地位,研究出了虛擬仿真軟件包,并應用在教學儀器和工業安全培訓等方面。如,英國的諾丁漢大學在教育和學術方面對虛擬仿真技術進行了研究與探索,其目標主要在于探索桌面虛擬仿真的輸入設備應用上。此外,該小組還和其他學校緊密合作,將其仿真系統應用在了特殊學生教育中。在中國,目前各個大學和科研機構也廣泛采用計算機仿真技術建立虛擬場景進行相關領域的教學與研究。例如:中國科技大學開發出第一套基于虛擬仿真的教學儀器系統——利用虛擬仿真技術進行幾何光學實驗平臺的開發,系統將計算機輔助教學儀器的智能化儀器、計算機技術、虛擬仿真和物理教學儀器等有機結合,把物理教學儀器系統推進到了新的領域;北京潤尼爾網絡科技有限公司以北京郵電大學強勢的網絡、通訊、電子三門學科為基礎,采用JavaApplet技術、B/S結構、J2EE框架,為解決高校日趨緊張的實驗設備及實驗場地等實驗教學問題,由北京郵電大學網絡教育技術研究所組織精英力量,經過多年研究,開發出了配套的虛擬實驗系統。通過對國內、外的基于計算機仿真的虛擬現實教學應用情況進行對比,我們發現:當前,國外基于計算機仿真的虛擬實驗比國內開發時間早,應用相對成熟,不管是在仿真器材還是仿真軟件上都比較豐富、且功能較多;同時,國外很多成熟的仿真實驗產品價格普遍偏高,且技術難度也不太適合本科學生,更適合研究所或工程師使用。盡管如此,我國還是有很多現行的成熟的計算機仿真軟件供我們選擇,這些成熟的仿真軟件具有界面友好、可擴充性、支持二次開發等特性,甚至大多實現模塊化利于定制化實驗的開發,基本上能滿足國內高等院校實驗教學需要及豐富的仿真實驗需求。因此,國內很多高校及科研院所普遍采用購買成熟的仿真軟件產品,基于自身的仿真實驗需求進行對應的二次開發,從而設計出適合自己的基于計算機仿真的虛擬實驗平臺,并得到了很好的應用發展。就工業工程類實驗課程而言,現在市面上流行的仿真軟件,如,Flexsim、witness、em-plan等都能提供給我們一個良好的仿真實驗平臺,供我們在這些平臺上進行綜合性實踐項目的構建和開發。
3基于計算機仿真技術的實驗教學模式開發
在深度分析學生學習特點和企業真實需求的基礎上,基于建構主義學習理論和混合式學習理論,按照社會發展對人才培養的要求,結合計算機仿真實驗教學設計的基本原則,借鑒信息化和項目教學、案例教學設計方法,探索出基于實踐項目、真實案例和工作任務的計算機仿真實驗教學模式,實現了“教、學、做”一體化的實驗設計。該模式由“項目導入、制定計劃、實施計劃和成果展示與評價”4個環節組成,其中,計算機仿真實驗教學貫穿了該模式的所有環節。下面簡單介紹該模式的具體實施方案。
(1)在“項目導入”環節,專業教師的活動包括:借助選定的計算機仿真實驗平臺,導入項目任務及目標、展示項目結果,讓學生對項目有一個直觀的認識,然后再布置具體的實踐任務;利用計算機仿真實驗平臺,讓學生明確自己應當完成的具體任務和完成任務后可以獲得哪些知識以及達到什么樣的技能水平;在充分考慮學生的現有知識和能力水平的基礎上,適當采取分工協作方式,安排具體的任務完成時間及成果的評定方法等。
(2)在“制定計劃”環節,學生的活動包括:通過自主學習、分工協作等方式,對具體實踐項目的目標、任務進行分析;確定任務所涉及的專業方法和技能手段,充分應用已掌握的專業知識和能力,借助計算機仿真實驗平臺,設計出仿真實驗模型幫助決策與優化;確定仿真實驗任務的實施步驟,為仿真實驗任務的實施做好充分的準備。
(3)在“實施計劃”環節,學生的活動包括:在計算機仿真實驗平臺上,按照擬定的計劃,逐步完成實踐項目的仿真任務;在完成實踐項目仿真任務的過程中,學生通過應用所學專業知識和技能,建構自己的專業知識,從而幫助自己養成專業素養。
(4)在“展示與評價”環節,學生的工作包括:在計算機仿真實驗平臺上展示自己的實踐項目仿真成果;參與討論和評價;通過對比分析,學生對自己的實踐項目展開進一步的仿真優化處理。
4結語
將計算機仿真技術與項目教學、案例教學更加緊密的結合起來,能夠更好的實現“教、學、做”一體化,并且,在顯著改善實驗教學條件、提升實驗教學效果的同時,減少了設備消耗,尤其是耗材的使用量,節省了實驗經費,而且克服了時間與空間上的限制,使工業工程綜合實驗課的開課率和學生的專業綜合能力得到顯著提升。計算機仿真技術在專業實驗教學方面的應用前景廣泛,值得深入研究。
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