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課程實踐教學在應用型人才的技術應用與實踐能力培養上有著理論教學所不可替代的作用,但同時又要與理論教學緊密結合,才能使學生知其然并知其所以然。計算機專業開設的網絡類課程通常包括通信原理、計算機網絡、廣域網技術、網絡工程等,著重以培養網絡工程技能為目的。大量前期課程中的知識點和分散的驗證性實驗教學成果,都集中反映在網絡工程的實踐教學環節。因此,在這樣一個課程體系中,網絡工程實踐教學環節對學生網絡工程技能的培養起著關鍵的總結和檢驗作用。而從以往的經驗來看,網絡工程實踐教學過程中,存在著學生提不起興趣,教學效果難以達成等問題。筆者通過長期從事網絡技術相關課程的教學工作,總結出導致上述問題的原因有以下幾點:(1)實驗內容不合理,復雜的網絡原理和對設備的陌生,使學生們無所適從。(2)實驗設備過于陳舊,和現實工程中的設備不匹配,無法切合實際應用,從而使學生們覺得學無所用。(3)實驗平臺的網絡拓撲過于簡單,無法滿足學生們對網絡綜合應用的知識需求。(4)實驗形式單一,單兵作戰無法激起學生的責任感和培養團隊合作能力。綜上所述,選用合適的設備構造一個合理的實驗環境,以此為基礎,科學地編排實驗內容與實驗形式,成為構建網絡工程實踐教學體系的關鍵因素。目前,大量的一線教學工作者及教學管理人員對網絡類課程的實踐教學模式進行了大量的研究,提出了多種教學方法、教改模式及課程群建設思路。文獻[2]提出一種培養創新性思維的教學方法,把課程知識點、探究性的問題、師生互動和實驗內容統一考慮,以系統性的角度進行教學內容的優化。文獻[3-4]則從網絡工程課程群實踐教學體系建設的角度出發,涉及實驗內容與教學方法、實踐教材建設、實驗室建設等方面。文獻[5]則從實踐項目的具體設計出發,定義了能夠滿足網絡工程師職業能力的實踐教學內容。文獻[6]從實驗教學內容和教學環境兩方面出發,對重實踐、創環境的教學體系進行研究。文獻[7-8]的主要研究內容是實踐教學平臺的規劃和設計,以網絡教學的方式彌補課堂教學的不足。文獻[9]結合學生技術實踐能力與創新能力培養目標,對網絡工程實踐課程體系的規則、設計進行了探討。文獻[10]從課程群建設的角度出發,介紹了計算機專業課程的實踐環節設計和實施。文獻[11-12]的研究內容是符合學生職業技能培養目標的計算機網絡課程群建設,從課堂教學到實踐教學分別進行了討論。文獻[13]研究了網絡課程群建設過程中的結合企業需求的技術型人才培養模式。相關學者的研究,對網絡技術類課程的實踐體系建設有極大的啟發意義??傊?,了解企業需求,合理的設計實踐教學內容和方法,完善課程資源建設以滿足學生多種學習方式,定義操作性強的網絡工程實踐教學模式,勢在必行。
2網絡工程實踐教學設計思路
CDIO工程教育模式的培養大綱將工科畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、團隊能力和工程系統能力4個層面。我國的“卓越工程師教育培養計劃”強調工程教育中的3個特點:校企合作、行業標準培養工程人才、強化培養學生的工程能力和創新能力。可以看出,無論是CDIO模式還是“卓越計劃”其實都以培養具有實際工程能力和職業素養的工科人才為最終目標。我們可以分析企業需求,理清知識和技能培養目標,形成可操作性強、可持續的教學內容及方法,并在相關專業課程中由淺入深,由點及面的貫徹。首先,要明確課堂教學和實踐教學是不可分割的整體,知識點的定義和分解要從全局出發;其次,通過教學資源的建設以及合理的組織,形成滿足學生需要的多階段、多形式的學習模式;最后,設計實踐教學內容和方法,并在完成實踐教學后,通過反饋信息進行新一輪整改。2.1知識點定義與分解如何定義企業需求,是培養應用型人才過程中需要解決的首要問題。單源信息可能存在片面性和特殊性。因此可以結合就業服務網站、企業實地調研、學生反饋、網絡工程師資格認證和廠商的技能認證達標要求等信息,結合專業培養目標,對網絡技術類課程的知識點進行定義和分解,形成課程群知識點AOE圖,以確定每個知識點所需教學時間和知識點間的進度關系。進一步結合學校的開課情況,把上述知識點拓撲圖進一步分解成以課程為單位的線索知識樹森林,完成知識點的定義與分解。每完成一個線索知識樹的內容即可進行單元考核。最后通過理論分析和實踐總結,不斷調整圖和樹的結點內容和關系。企業需求重點體現在要求學生有實際動手能力、團隊合作能力和溝通能力。這就要求我們在知識建設過程中除了要落實知識點的定義和分解,還要充分考慮采用合理的教學模式和考核模式,及教學過程組織方式,來突出溝通能力和團隊合作能力的培養。2.2構建多階段、多形式的學習過程根據我們的經驗,學生動手能力的培養不可能只依賴有限的課堂時間完成。要求學生課前預習所要完成的實踐內容及其涉及的理論知識,可以提高實踐環節的效率,同理可以讓學生知其然并知其所以然。而課后對已經掌握的知識進行重復演練,則可鞏固所學知識,使整個實踐環節保持連貫性。這就需要我們提供可以滿足學生多階段學習的資源和環境。因此,建設一個服務于實踐教學的Web平臺,既能打破時間和空間上的學習限制,又能使教師了解學生的關注重點。有條件的學??梢越ㄔO教學、實驗、考核一體化的教學資源平臺。上述工作中建立的課程知識拓撲圖和線索知識樹,也可以體現在平臺內容的組織過程,通過超鏈等形式,體現實踐過程中理論知識的相互聯系,使學生自主地回溯學習。
3實踐教學環節
課程群實踐教學體系建設過程中,教學環節的重要程度不言而喻。而能否落實設計好的教學內容則需要滿足要求的實踐環境,因為網絡設備種類繁多并更新較快,對大多數學校而言,不可能投入大量資金購買昂貴的網絡硬件設備。因此,我們利用軟件和硬件結合,搭建了性價比較高、實用性較強的實踐平臺,并在實踐教學內容和環節的設計,以及教學過程和考核方式的組織上,充分考慮對學生溝通能力、責任感和團隊合作能力的培養。3.1結合虛擬實踐平臺與真實設備搭建實踐環境針對在網絡工程實踐教學中存在的問題,我們可以通過改變教學環境、改善教學形式相結合,重點著手于設計循序漸進的教學過程,逐步提高學生們的學習興趣和降低學習難度。通過長期的教學經驗總結,結合對網絡工程教學目標的分析與相關認證的技能需求調研,我們選用了幾款優秀的網絡工程模擬軟件,構成虛擬實驗平臺,詳細介紹如下:(1)PacketTracer是由Cisco公司的一個輔助學習工具,為學習CCNA課程的網絡初學者去設計、配置、排除網絡故障提供了網絡模擬環境。學生可在軟件的圖形用戶界面上建立網絡拓撲,觀察網絡實時運行情況。(2)BosonNetSim可以模擬路由器和部分交換機,而且是它最先提出自定義網絡拓撲的功能,且反應時間較小,實驗內容豐富。(3)GNS3是一款優秀的具有圖形化界面的多平臺網絡模擬器,可以在PC上實現網絡拓撲。主要特點是通過加載不同設備的IOS,可以真實地模擬網絡設備,配置該設備支持的所有功能。但當設備較多時,會占用大量內存和CPU時間。(4)Aspire是思科工作公司出品的一款RPG游戲,在游戲中,玩家扮演一名網絡工程師,完成各種網絡工程相關的任務,無論設備的購買、安裝、配置、調試、驗收都有合理的情節模擬。對于學生來講,這種寓教于樂的軟件有相當的吸引力。(5)真實設備構成的網絡工程實踐教學環境:由3臺思科2950交換機,2臺思科2600路由器,1臺思科3550三層交換機組成,拓撲如圖1所示。上述設備價格適中,屬于經典型號的思科設備,比較有代表性??梢栽跈C柜上做一套配線架,網絡的拓撲可根據學生的設計,在配線架上做改變,又不至于因為頻繁的接線而損壞設備接口,減少了對實驗設備的損耗。3.2實踐教學實施過程根據上述虛擬實驗平臺和真實設備構成的實驗環境,我們把網絡工程實踐教學的過程分為4個階段。前3階段為組網技能實訓階段,屬于逐步深入、層層遞進的教學模式,第4階段為網絡設計能力培養階段,具體流程如下。1)熟練階段。這個階段的教學目標是讓學生先接觸網絡工程模擬軟件,結合各軟件不同的特點,了解網絡設備與其配置方法,設計如下:(1)讓學生通過BOSONNetsim模擬器熟悉常用網絡設備基于CLI的設置,完成軟件附帶的實驗指導書中CCNA考試部分若干個實驗即可,而且可以排除ISDN、幀中繼這些已過時的實驗內容。(2)在學生對典型網絡設備熟悉的基礎上,通過PacketTracer軟件完成無線網絡、NAT等實驗的操作,這些實驗是BOSON軟件所不能提供的。利用PT的圖形界面,減少實驗耗時。(3)所有的模擬軟件中,只有GNS3是真實的模擬網絡設備,但需要用戶自己準備IOS,可以在教學資源網站提供下載。通過使用這一軟件,可以完成諸如HSRP(HotStandbyRouterProtocol)這類高級應用。2)鞏固階段。這個階段可以讓學生獨立或分組完成Aspire游戲的攻略制作,更全面地體驗網絡工程的各個實施環節,對于非英語母語國家的學生來講,能夠理解游戲中的網絡需求,完成各種設備的采購和實施。可以加深其對網絡工程理論知識的理解,鞏固專業英語,并進一步提高學習興趣。3)實戰階段。通過上述實踐教學環節的實施,學生應該已經消除了對網絡設備、網絡拓撲的陌生感。在本階段,建議采用分組、開放的實驗形式,學生3人1組,討論自己想完成的實驗內容并自主設計網絡拓撲,或組間的合作與協調。不但能夠鍛煉學生真實的組網能力,同時也體驗了團隊合作和溝通的過程。4)網絡設計階段。首先要設計實踐教學中的網絡系統集成案例,這一實踐過程,應該有如下特點:(1)案例的設計符合行業實踐需求,同時案例的規模適于8個課時的實踐教學過程。(2)案例的實施貫穿網絡設計的需求分析、規劃、設計、選型和實施及測試的全過程。(3)明確項目結題時提供的文檔,如網絡系統需求分析與可行性報告、網絡拓撲圖、網絡設備選型明細表,虛擬軟件中的網絡實施過程、網絡測試計劃和總結報告。對這一階段的教學形式,建議如下:(1)以電子文檔的方式下達網絡集成項目的要求和驗收標準。(2)分組競賽的模式,由4~6名學生組成網絡工程組,接受任務后能夠分工明確、團隊合作,最后根據答辯內容確定最優方案若干。(3)教師交替地以客戶與顧問的角色與每組的組長進行溝通和指導。組內成員分階段匯報進度和講解自己的工作進展。具體的實驗內容與學時安排如表1。課后需要學生最后上交網絡工程實訓報告、網絡設計報告、網絡設計答辯PPT,以此作為實踐課程的主要考核依據。
4結語
關鍵詞:網絡工程;自主創新;教學;改革
隨著計算機網絡技術不斷發展,而當中網絡工程技術也在計算機技術飛速發展中日新月異。近幾年來,網絡傳輸介質,中繼,通信軟件協議,操作系統等研究都取得了比較大的成果,社會發生了巨大的變化。商業、民用、軍用等各方面都與通信網絡變得密不可分。針對這種趨勢,國家更需要有全面的網絡建設知識以及專業研究的人才[1]。所以,很多高校把網絡工程作為了高校的專業課程。
1“網絡工程”課程開設背景
“網絡工程”是通信專業、電子工程專業的一門重要技術基礎課,屬專業選修課。本課程理論嚴謹、系統性強,其任務在于樹立一項網絡工程項目基礎概念和教授設計,施工,維護、技術支持的方法,培養網絡技術人員的系統化概念和獨立,協作等工程能力。目前各個高校對于網絡工程課程的教學方式和內容大致相同,而網絡工程卻與其他的計算機專業課程有著不同的特點。網絡工程課程雖然開了數年,但是在其研究上仍然在摸索與起步的階段。筆者根據網絡工程課程的這幾個大特點,再結合本校的實際教學情況,通過各方面的探索,取得了一定的成果。
2“網絡工程”課程性質與特點
2.1課程性質
“網絡工程”課程具有以下幾種性質:(1)跨越眾多學科如通信軟件技術,通信硬件技術,項目管理等,所以并不只需要計算機相關專業的知識。(2)它有嚴謹的工程標準。這些標準包括地域標準、國家標準等。而且針對不同的情況,工程中將會使用不同的標準。(3)對于網絡工程來說,隨著人類在建筑學、材料學上的不斷認知,網絡工程將會產生新的技術,在未來數年內,將會發生比較大的變化。對于教學來說,讓學生具備創新性知識,是非常重要的。
2.2課程特點
其中該課程教學有如下的特點:(1)知識全面性。網絡工程課程需要許多課程作為支持,如“計算機網絡”“TCP/IP協議”“網絡安全”等,所以針對學生需要有一定的知識面。在學習之前應該具備相應的軟件編程、系統理論等專業性培訓。(2)知識更新快。網絡工程需要把許多新技術與新理念運用其中,而對于新技術的不斷涌現,網絡工程的教材與技術選取成了一大困難。(3)實用與靈活性強,實驗課程必不可少。網絡工程課程主要在工程項目的設計與實施。而其中的面對實驗條件的局限同實際網絡工程規模與多樣性形成一個難以解決的矛盾。如何建設專業實驗室,使適應教育發展新趨勢,是現代高校都面臨的一個重大問題[2]。為了解決以上的難題,特對“網絡工程”課程的實驗也是必不可少的。
3“網絡工程”實驗的設置
許多高校對“網絡工程”課程沒有實驗課程設置,一方面是工程類課程實驗不好開設,另一方面由于課時的縮減。對于“網絡工程”課程來說,構建一個學生實踐的平臺需要構建復雜的硬件平臺。這些都需要較大資金與較多實驗空間。在不同設備間的移動,也浪費了寶貴的實驗時間。為了解決這些問題,設計者將新生的軟件進行模擬,靈活設置實驗引入到了“網絡工程”實驗平臺當中。(1)虛擬機軟件(VirtualMachineSoftware,VMC):隨著實驗室計算機的硬件配置逐步的提高,虛擬機軟件能夠在實驗室微機上廣泛采用。在裝設了虛擬機的計算機中進行操作系統的啟動和切換,成為較簡單的事情。而且可以實現在本機通過虛擬網卡可以進行單機上模擬雙機通信。(2)路由模擬配置軟件:路由設備繁多,而目前主要以思科和華為兩大品牌路由器為主?,F在出現了相當多的針對這兩個廠商路由器的模擬配置軟件,如:BOSONNETSIM,RouteSim等,在沒有路由設備的情況下,仍然能夠在微機上模擬配置。(3)實際網絡分析:網絡在大部分公司和機構中有廣泛應用,這些就是相當好的工程范例。讓學生分析實驗室乃至整個學校的網絡工程,使學生能有一個從理論到實際的過渡,加強了學生的分析能力及動手能力。比如說讓學生參與網線制作,使學生明白什么是T568A以及T568B的標準。對實驗室或者學校的布線,理解各個工作區子系統以及通用布線系統等。這樣,充分利用了現有的資源,而使網絡工程的實踐成為可能[3]。(4)配線架,機柜:在管理子系統中,配線架充當了重要的角色。實驗室配備了超五類非屏蔽24口配線架10個。主要包括集線器、交換機和路由器等設備。對于終端設備的移動可以比較方便地插拔及管理。18U機柜8個,開放式機柜便于學生觀察并分析整個網絡的結構[4]?!熬W絡工程”的實驗是連續的,由淺入深的一個過程,在實驗設置的內容中應該包括理論性實驗,驗證性實驗、設計性以及綜合性實驗。在充分的發揮實驗平臺的優勢下,設置相應的“網絡工程”實驗,
4教學方法
針對“網絡工程”課程的性質和特點,在教學方式上主要采取隱性教學,個性化教學,啟發式教學的教育模式。(1)隱性教學:目前隱性教學是許多教師容易忽略的方面。使用隱性教學方式,對老師有著比較高的要求,需要教師對課程有著教育目標的認知。對相同的教案,課件,不同的執教者會產生不同的教學效果。要想學生的視野開闊,教師的視野就應該更開闊?!半[性教案”隱含了教師的情感,情緒。在教學過程中,對每一個案例講授不但使學生明白工程知識,也讓學生能夠感受到科學的分析方法。在一些枯燥的規范介紹過程中,盡量做到不僅風趣,并且準確。隱性教育方法在對老師的專業知識、語言表達、教育機制建設都是一個較大的挑戰[5]。(2)個性化教學:傳統的教學模式基本建立于行為主義學習理論模型,學習的主觀能動性沒有得到重視。而目前較為推崇的是基于結構主義學習理論模型,這種模型強調教與學雙方主動構建與相互協作,創造一個互動個性化學習模式。這樣的模型在現代教育中取得了不小的成就。但是根據網絡工程課程的知識廣泛性,靈活性等課程特點,人們采取了主要以機構主義學習模型為主,不拋棄行為主義學習理論模型,在與學生互動的同時,盡量多地給學生提供較新的資料,課件。對不同班級,根據本校班級的專業,學習情況使用個性化設計,在同一教學目標,同一教學內容下的不同教學方式[6]。(3)啟發式教學:在提高學生的熱情后,啟發式教學成了教學中的重要手段。從整體上說,啟發式教學和注入式教學有很大區別。注入式教學重視的是結論,和知識點的大量灌輸,對網絡工程這門課程來說并不適合。因為在工程性質的課程中,層次化思維方式不等于一成不變的教授,面對多樣化的工程環境與技術,重點在于合理的思維。而啟發式教育在教學中恰恰不重視問題的結論,而是在于分析問題的方法和思路。在本課程中,多種綜合性設計性的實驗,綜合理論性的作業,很好地符合了啟發式教育的思路。
5結語
本文從課程的性質和特點以及發展趨勢為出發點,全面總結了網絡工程課程的實驗的設置,教學方法的采取。在本校的實踐教學中,取得了一定的成績。充分重視實踐的同時重視理論。讓理論指導實踐,實踐反饋于理論。培養了學生的工程素質以及適應新產品、新技術的能力。這些方法的總結,將給工程類課程教學發展予以新的啟迪。
[參考文獻]
[1]何建新,賈麗媛,吳宏斌.網絡工程應用型人才培養實踐教學改革探索與實踐[J].西南科技大學高教研究,2011(2):66-69.
[2]何曉陽,朱亞平,余志,等.專業實驗室建設的探索與實踐[J].實驗室研究與探索,2003(3):107-109.
[3]邱述威.“網絡工程技術”課程的教學模式在CDIO的教學改革的研究探討[J].電腦知識與技術,2011(10):2470-2472.
[4]陶國芳.計算機網絡綜合布線系統實驗室的設計和實現[J].實驗室研究與探索,2006(3):331-334.
[5]葉瀾,吳亞萍.改革課堂教學與課堂教學評價改革[J].遼寧教育,2004(3):41.
1.教學內容不夠新穎,與社會實際應用不太適應
網絡工程專業課程體系大多是由專業基礎課和專業課構成,專業課基本上都是從計算機網絡課開始,讓學生先學習網絡基本概念和分層體系結構等知識,然后逐步進入到專業方向課。在這個過程中,許多傳統的教學方式往往只關注概念,實例或一般項目舉例卻講解不夠,這一方面使得學生不能較好地理解網絡專業課基本理論,另一方面也難以體會課程理論在實際項目案例中的應用。而當前的網絡技術日新月異、不斷改進,課程教學內容卻難以及時跟上,主要原因在于專業統編教材內容更新較慢以及教師自身知識更新不及時或者缺乏企業項目經歷,這就直接導致大四學生在畢業實習或畢業工作應聘時,用人單位普遍感覺學生實際動手能力較差,對最新的網絡工程知識了解較少。
2.教學模式和方法較單一,與社會實際項目結合較少
隨著社會的發展,高校教師隊伍的學歷層次也越來越高,一般普通本科大學的博士教師比例大幅上升。然而,大多數博士教師以前主要從事較高強度的研究工作,對應用型大學本科教學模式和方法了解不夠。并且,博士教師在讀博期間大多在實驗室做基礎性研究,對社會實際項目開發和實施過程不太了解,進入高校從教后,如果沒有高校單位的企業產學研踐習經歷,則會導致只按照教材知識點以及個人的理解教授課程,沒有真正的實際項目支撐。然而,網絡工程專業課程要求緊貼社會發展,培養的是高素質的工程應用人才,只有理論知識的講授,沒有實際項目導入是遠遠不夠的。在教學模式和方法上,當前許多高校仍然采用傳統的課堂加小實驗的教學方式居多,對各類項目案例的操作和討論課安排較少,學生只聽不練,被動接受知識,主動參與的意識不夠,不能夠通過項目的討論和實施來增強對課程知識的理解和掌握。針對上述問題,本著上海電機學院應用型技術人才的培養思想,通過網絡工程專業課教學實際的總結和分析,設計了一種新的網絡工程專業項目教學模式,應用在實際教學中,并且形成了一種反饋機制,對專業課教學起到較好的促進作用。
二網絡工程專業項目教學模式設計
1.項目匹配和導入
上海電機學院網絡工程專業開設的主要核心和特色專業課程有:計算機網絡、網絡工程設計、網絡設備與配置、綜合布線技術、網絡協議與分析、網絡管理與維護、網絡編程技術、JAVAEE與中間件以及網絡安全技術。這些課程在不同的學期開設,核心課程在前、專業特色課程在后。根據各門課程的主要內容、特點和教學實踐分析,結合本校網絡工程專業目前本科實踐教學平臺,我們構建了五大教學項目源:課程教材案例、校企合作平臺項目、教師科研項目、開源社區平臺項目以及優秀畢業設計案例。根據上述網絡工程不同專業課程的內容和特點,從多項目源中選取與課程知識點相匹配的項目案例,比如計算機網絡課程重理論,主要從相關教材中汲取豐富的案例以及教師科研項目充實課堂和實驗教學;網絡工程設計、網絡設備與配置以及綜合布線技術課程知識點偏重具體網絡設備與技術、綜合項目等,因此選擇校企合作平臺項目,導入合作企業的部分真實項目到課堂進行講解。網絡協議與分析、網絡管理與維護中既有理論又有實踐應用的知識點,選擇教材案例和校企平臺項目相結合的項目。網絡編程技術、JAVAEE與中間件課程內容知識點更新較快且要求實際編程的應用,可以導入校企合作平臺以及開源社區平臺項目,可以最大程度地使課堂教學內容跟上現代技術發展的趨勢。網絡安全技術也是當前較新的課程,涵蓋知識點較廣,可以導入企業真實項目,這樣對課程理論的理解比較直觀。
2.項目教學實效反饋
在網絡工程專業課教學中導入與課程內容匹配的項目源,教師在課堂理論教學時將項目案例貫穿入相應的知識點,增加項目討論環節作為平時成績的重要部分,在有課內實驗的專業課程中,增加項目部分模塊的練習,教師和企業工程技術人員共同指導,這樣就解決了教學素材源和教學基本方法的問題。接下來就是分析多源項目教學的實際效果、學生對項目的理解和掌握程度,這些可以根據平時的測試和期末考試的結果進行總體分析。最后將總結分析以條文記錄的形式反饋到相應的案例和項目源平臺中,以使項目源能夠更貼進本科課程的教學實際。
3.項目源自調整
根據網絡工程專業課項目實際教學效果,對相應的案例和項目源平臺進行更新調整,對難度較大、學生不易掌握的項目進行簡化。例如,教師科研項目大多是理論性較強的課題,很多涉及研究生的課程理論,本科生不易理解,但對應用型本科學校來講,主要強調的還是課程理論的應用,教師可以將自身科研課題中晦澀難懂的公式定理略去,保留一般性的直觀的流程圖和基本算法,使學生能夠較好地結合教材和科研課題進行理解和討論。對于那些應用性的企業項目,可以增加一些最新的項目實例,刪除那些過時的案例,使學生能夠接觸到最新的網絡技術應用,對教師來講也能擴展教學思路和眼界。開源平臺項目是一種能夠很好學習與跟進最新技術的方式,需要教師知識和技能較強。這就要求教師在平時備課中,不斷學習新的網絡編程、開發以及設備配置技術等,以引導和發現學生的學習興趣和方向,較好地跟蹤網絡專業最新技術應用。在平時的專業課程教學中,教師要善于總結項目案例,進行歸納和改進,充實到大四學生的畢業設計中,形成成功的畢業設計項目案例,同時,優秀的畢業設計成果也可以進一步在大二、大三的專業課教學中采納,形成課堂—項目案例—畢業設計成果之間的良性循環。
三項目教學方法的具體實施
1.項目源確定
為推進專業課課堂和實驗教學項目案例的建設,各高校大多根據自身優勢和特點來構建各自的專業實踐平臺。上海電機學院網絡工程專業經過多年的積累,已形成了市級和校級精品和重點課程建設資源庫,教材項目案例較豐富。我們還與多個企業建立了長期的合作關系,共建校企合作平臺,聘請了企業技術人員參與課程實踐教學、畢業設計,使學生能盡可能直接通過項目進行學習。在教師能力提升、反哺教學方面,我們每年選拔一線教師進行產學研踐習,直接參與企業單位項目開發和實施,這樣不但能提高教師的項目實踐能力,而且更重要的是教師可以在專業教學中傳授實際的項目經驗。教師平時也不斷加強開源平臺項目和技術的鉆研,在課堂中講解前沿項目案例,增加學生對專業課學習的興趣。
2.項目的選取
項目源的選取可以基于我們提出的五個項目案例平臺,通過分析網絡工程專業課各自特點以及學生學習能力,從網絡規劃與設計、網絡管理與安全以及網絡應用開發三個方向來分類專業課程,進而對接五個項目案例平臺,盡可能地選取與各門專業課相匹配的項目案例。
3.項目教學的內容和形式
根據本校網絡工程專業培養本科生六方面能力的要求,我們優化了核心和特色專業課群,進行了“3+1”模式的實踐項目教學改革研究:高校合作平臺、校企合作平臺、產學研合作平臺一起構成一個本科實踐教學平臺。我們改進專業課課堂教學形式為教師講授、項目小組討論、課堂展示、教師評點以及學生參與度評測;課內和單開實驗以及課程設計方面,我們充分利用本專業的網絡工程實驗室、綜合布線實驗室、協議仿真實驗室、信息安全實驗室四個實驗平臺,可以較好地滿足本專業課程的項目實踐需要。對于部分專業實踐課程,我們還聘請了企業工程技術人員進行指導,通過實際項目的講授,進一步加深學生對專業課程理論的理解。
4.項目教學評價
通過課堂和實踐課中對學生參與項目討論的積極性、項目展示、成果提交等進行評價,平時表現占40%,期末提交項目成果或考試占60%。通過評價,客觀上反映出學生對項目教學模式的學習效果,同時也促進教師進一步改進教學過程和形式,反饋和調整項目源,進一步提高項目教學質量。
四結束語
關鍵詞:網絡工程;實踐教學體系;課程實驗;課程設計;實訓
中圖分類號:TE82-4 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9599 (2012) 21-0000-02
隨著科學技術的發展,社會的進步,企業對人才的要求也在不斷變化,因此,大學本科教育應從精英教育逐步轉向大眾教育,從“理論型”轉向“應用創新型”人才培養,根據對IT市場對網絡工程專業人才的需求調研以及對網絡工程專業實踐教學環節進行的反復論證,設計了網絡工程實踐課程與教學內容,制定了相應的實踐環節教學體系。
1 網絡工程專業實踐體系的建設思路
網絡工程專業在2012年教育部新專業目錄中已被確定為一級學科,根據國家科技發展戰略及我校對網絡工程專業人才培養的定位和要求,以及網絡工程專業對實踐要求相對較多,因此,將網絡工程專業人才培養目標定位于“應用創新型”。應用創新主要體現在教會學生如何將網絡工程的基本理論和原理應用到工程實踐中,人才培養的實踐環節側重于培養學生的實踐動手能力及工程能力。網絡工程專業學生除掌握必備的理論知識,更需具有較強的工程技能,在校期間較為完善的工程實踐訓練,使得網絡工程專業畢業生的就業可以是網絡工程的規劃設計、建設、管理和維護;網絡安全系統的設計等多領域、多行業。
目前,我國高等教育人才培養方案大多主要由普通教育(又稱通識教育)、專業基礎教育、專業教育(通常包括專業必修課、專業方向選修課及專業任選課)等組成。在人才培養方案制定的總體原則和框架指導下,制定了網絡工程專業的人才培養方案,其中實踐教學環節的比例達到了40%以上,為了達到實踐教學的效果,精心設計了實踐教學體系,制定了實踐教學四年不斷線的主體思路,結合網絡工程專業實踐性較強的特點及社會對網絡工程專業人才的要求,認真研究并改革課程內實驗教學的實驗內容、實驗方法及實驗手段,適當增加綜合性、設計性及創新性實驗的比例,加強學生實驗創新能力的培養和訓練;對專業基礎課、專業課的課程設計及畢業設計(或論文)的選題方式、選題范圍等充分與生產、科研及社會實際相結合,真正做到題目來源于實際,最后再應用到實際中;每個暑假設置為工作學期,從大一到大三的三個工作學期,對學生安排適當的社會實踐任務,大一的工作學期通常安排學生到IT企業或市場進行調研,完成調研報告,主要了解目前網絡工程相關的產品行情及IT行業對網絡工程專業人才的要求;大二的工作學期安排學生到IT相關企業進行認識實習,對專業有整體和初步的認識;大三的工作學期主要安排學生到IT企業完成與專業相關的工作,進入頂崗實習階段,使學生體會到:什么是工作、自己目前對社會能做什么貢獻等,使學生更加明確學習的目標和存在的不足,以便更好地完成大四的收尾學習。
網絡工程專業的實踐教學是本專業人才培養的重要組成部分,是理論教學的必要補充及延伸,也是學生將所學的專業理論知識與實踐相結合的重要手段和必不可少的重要過程,更是校企聯合實踐基地建設的一個重要環節。
2 網絡工程專業實踐體系的具體內容
從課程體系來看,網絡工程專業的實踐課程體系主要包括課程實踐技能培養、專業實踐技能培養和專業綜合能力培養三個部分,每個部分下面都含有若干實踐環節。網絡工程專業實踐課程體系總體框架如圖1所示。
2.1 基礎實踐技能培養:(1)專業基礎課程內實驗。專業基礎課程內實驗主要以輔助專業基礎理論課程教學為目的,使學生更深層次地理解所學課程的理論知識,并能有一定應用創新。實驗主要分為驗證性實驗、設計性實驗、綜合性實驗及創新性實驗等,主要完成網絡工程專業基本的實踐技能培養。(2)專業基礎課的課程設計。專業基礎課的課程設計主要目的是幫助學生理解、掌握、應用課程中所學的知識,綜合運用所學知識解決一定的實際問題,課程設計選題以實際應用為主,提高學生應用創新能力。
2.2 專業實踐技能培養。主要針對網絡工程專業實踐性較強的特點,從體系上劃分為專業課程內實驗、課程設計、實習實訓、專業認證培訓、綜合訓練等五大模塊。網絡工程專業實踐教學體系五大模塊的具體內容如圖2所示。
(1)課程內實驗:涉及課程內包含實驗的課程主要有軟件設計基礎、C++程序設計、面向對象程序設計、數據結構、數字電子與數字邏輯、計算機硬件基礎、操作系統原理、計算機網絡、數據庫原理及應用、ORACLE數據庫、計算機網絡編程、廣域網及接入網技術、網絡安全、網絡管理、網絡協議、Linux系統管理與應用等。(2)課程設計:安排的課程設計主要有數據結構課程設計、面向對向程序設計課程設計、數據庫原理及應用課程設計、廣域網及接入網技術課程設計、計算機網絡編程課程設計、網絡協議課程設計、網絡安全課程設計、網絡工程課程設計。(3)實習:認識實習(科技方法訓練)、生產實習(網絡工程項目實踐)(包括校園網維護實習、網絡施工實習等)、畢業實習。(4)實訓:安排二個較為集中的實訓,大型網絡工程項目綜合實訓和工作學期(頂崗實習)。大型網絡工程項目綜合實訓安排在第7學期,主要完成校企合作教育,由學校與企業共同完成培養方案,針對不同的學生給出較為個性的培養方案,以期使學生畢業后能盡快適應工作崗位。工作學期(頂崗實習)主要安排在大三的暑期,一般為期3個月左右,也是與企業合作,安排學生到企業一線去工作,把在校所學的理論知識和實踐知識應用到企業,到企業解決實踐問題,同時找出自身的不足和欠缺,以利最后一年的學習提升。(5)專業認證培訓:主要與H3C、思科、紅帽等合作,目前已成立了H3C網絡學院、紅帽學院等,在校期間完成H3C的H3CNE、H3CSE認證教育,思科的CCNA、CCNP認證教育、紅帽的RHCSA、RHCE認證教育,鼓勵學生通過考試獲取1-2個專業資格認證證書,以拓寬就業面,提高就業層次。(6)畢業設計:畢業設計是大學生涯的最后環節,是檢驗學生對大學四年所學知識的綜合應用能力和水平,為今后走上工作崗位做好必要的準備。
3 網絡工程專業實踐體系的實施與保障
3.1 實驗室的建設。學院網絡工程專業實驗室目前主要有軟件實驗室(主要完成程序設計、數據庫實驗、計算機硬件實驗、網絡安全實驗模擬、網絡管理實驗等)、H3C實驗室(主要完成網絡搭建、網絡配置、網絡工程、綜合布線實驗等實驗)、網絡協議實驗室(主要完成TCP/IP協議族的相關實驗)等,信息安全實驗室(主要完成信息安全實驗)。(1)軟件實驗室。設有4個軟件實驗室(與軟件學院的軟件工程專業共同使用),每個實驗室由60臺計算機組成,每次實驗可容納60名學生,可以完成軟件程序設計類實驗、網絡安全模擬、網絡管理、Linux系統實驗等。實驗室配置了實驗管理平臺,學生通過訪問控制管理服務器可對教師提問、提交作業等,教師可對學生的實驗過程進行監控和管理。(2)H3C實驗室。H3C實驗室有10組實驗設備,每組由2-4臺路由器、4-5臺交換機和6臺計算機組成,每組6名學生,每次實驗可容納60名學生,可以完成中小型網絡設計、局域網技術、廣域網及接入技術、網絡工程、網絡規劃與設計、網絡工程項目實訓、畢業設計等教學任務。(3)網絡協議實驗室。網絡協議實驗室由1套主控設備和60個節點組成,每6個節點組成一組,共有10組,可同時容納60人完成實驗。網絡協議實驗室主要承擔TCP/IP協議族的網絡協議實驗和部分網絡管理實驗,該實驗室可完成40多個網絡協議實驗。同時,實驗室配置了網絡協議的綜合實驗管理平臺,學生通過實驗管理平臺可對本組網絡設備進行配置,無須手工插拔線纜即可靈活變換網絡拓撲結構,從而保證了網絡設備端口的使用壽命。
3.2 實踐基地的建設。實踐基地建設分校內和校外兩部分,校內實踐基地有學院實驗室,主要開展校園網絡的維護、管理和應用實習教學。目前已建立了17家校外實踐基地,學生在各校外實踐基地主要完成認識實習、生產實習、工作學期(每年暑假學生進入企業的工作學期)、網絡工程項目實訓等教學任務。
3.3 實訓基地的建設。軟件學院與東軟集團、大連華信、大連中軟、大連海輝、北京金源萬博、沈陽東鵬電子、北京亞思晟、北京亞嵌、ORACLE中國公司、無錫NIIT等公司簽訂了實訓基地協議,學生在這些校外合作的公司里可完成網絡規劃、設計與集成、網絡應用軟件的開發、網絡設備的管理、網絡的運行與維護等方面的實訓工作。從網絡工程專業2006級學生開始已完成了4屆學生的網絡工程綜合實習、實訓任務,并取得了良好的實習、實訓效果。
3.4 專業認證教育。根據目前企業對學生要求畢業即能上崗的需求,國內IT類的資格認證較大幅度地增加了對實踐能力的考核,而用人企業對具有專業認證證書的學生也給予優先錄用,因此,在專業教育的同時,也引導學生有針對性地參加一些專業認證方面的培訓,既可提高學生實踐能力,同時又通過認證考試獲取資格認證證書,為將來就業提供更多、更好的機會。軟件學院網絡工程專業已開展了H3CNE、H3CSE、CCNA、RHCSA、RHCE、網絡設計師(國家軟考)等相關認證教育,并已有100多名學生取得了專業認證資格,拓寬了學生的就業面,提高了他們的初次就業層次。
3.5 師資隊伍的建設。“青出于藍而勝于藍”,學生的能力來源于教師,將來勝于教師。但如果我們的教師工程實踐能力弱,又如何能培養出學生的較強的實踐能力。因此,師資隊伍的建設是第一步。(1)加強師資培訓。每年的寒暑假,我們都會派出2-4名青年教師到其他高校或IT企業參加實踐教學研討、會議、課程培訓等活動,目的是提高教師的實踐能力。鼓勵教師積極參加各種認證考試,目前部分教師已獲得了H3CNE、H3CSE、RHCSA、RHCE等專業認證證書,對實踐教學的開展起到了示范作用。(2)鼓勵教師將科研融入教學。教師將自身的科研項目納入到教學中,既可以增加學生學習知識的熱情和積極性,也可以使學生能緊跟專業學科的前沿和社會的發展。目前,軟件學院網絡工程系已組建了網絡架構、網絡協議安全、無線網絡、信息安全等科研小組,學生也成立了網絡技術協會,積極組織學生參與到教師的科研工作中,以科研促進教學。
3.6 實驗室的開放。因為學生對課堂所授知識的理解能力各不相同,有些學生在實驗課上可能無法完成全部實驗,而且教學安排的實驗學時也很有限,因此為了更好地完成網絡工程專業實踐教學且兼顧所有學生的學習,同時給學生提供一個寬松、良好的實驗環境,除必要的正常教學外,學院各個實驗室全部對學生開放,學生可利用課余時間繼續完成課內、外的實驗,鼓勵嘗試創新性實驗。
4 網絡工程專業實踐教學體系的特點
4.1 逐級強化的實踐教學模式。網絡工程專業以注重基礎理論、強調綜合實踐能力為辦學理念,實踐教學模式采用“理論、實驗、課程設計、實習、實訓、畢業設計”等逐級強化方式。
4.2 提高校內外資源利用率。盡量在學院內的實驗室和實驗設備上完成課程內實驗、中小企業網絡的模擬建設(含著網絡的規劃、設計、實施、維護、管理和應用軟件的開發等)。到東軟集團、同方股份等校外知名的IT企業聯合建立的實習實訓基地完成專業基礎理論知識與工程實踐的緊密結合。
4.3 提高課外時間和資源利用率。網絡工程專業實踐性較強,如果沒有充足的實踐保障,很難取得較好的成效。學生的應用創新能力、實踐能力的培養僅靠教學計劃學時內的實驗、課程設計等環節無法滿足要求,因此,學院盡一切可能為學生提供良好的條件,教師通過給學生布置具有一定難度的作業和任務,積極引導、強化學生將課外時間更多地花到實驗室中,在實驗中尋找學習的樂趣,在實驗中收獲學習的成果。
4.4 充分體現實踐教學體系的層次和模塊。網絡工程專業的實踐教學體系劃分基礎課、專業基礎課、專業課、專業選修課等多個層次和模塊。而且每門課程的實驗都包括驗證性實驗、設計性實驗、綜合性實驗等,對于實踐要求較強的課程采用實驗與課程設計聯合的方式完成。為了鍛煉學生綜合運用知識的能力,給出了“網絡工程綜合課程設計”,該課程設計涉及到計算機網絡、局域網技術、廣域網及接入網技術、網絡管理、網絡安全、網絡工程、計算機網絡編程等多門課程所講授的知識,可以用它來檢驗學生的綜合能力和水平。這樣可以使我們的畢業生在今后能夠根據不同類型用戶的需要,可從事網絡工程的規劃、設計、開發;開發基于網絡的計算機軟件;從事信息網絡安全工程的設計和維護等。
5 結語
針對網絡工程專業實踐性較強的特點,根據企業、行業對人才需求的要求,構建了網絡工程專業由課程內實驗、課程設計、實習、實訓、畢業設計等環節的實踐教學體系,并建設了相關的實驗室和實習、實訓基地,在4屆網絡工程專業學生實踐中取得了較好的實踐效果。在今后的網絡工程專業教學實踐與改革中,將主要從以下幾個方面加強實踐教學體系的建設:(1)組建新的實驗室,如信息安全、無線網絡技術、網絡工程綜合實訓等實驗室;(2)選取部分具有前后相關性的、實踐性較強的課程進行一體化實踐教學,如計算機網絡、網絡協議、網絡工程等課程可以進行聯合實踐教學,重新整合實驗部分,授課在實驗室完成,邊講邊練、講練結合,最后到企業實施檢驗教學效果;(3)進一步加強、拓寬校企合作教育實踐基地的建設,提高校企合作教育層次,探討校企合作教育的深度和廣度,為培養“卓越工程師”做準備。
參考文獻:
[1]郭廣軍等.面向應用型人才培養的網絡工程專業課程體系探索與實踐.計算機教育.2009(19)
[2]徐明等.網絡工程專業課程體系研究與實踐.計算機教育.2009(19)
[3]張新有.就業導向的網絡工程專業教學體系.高等工程教育研究.2010(4)
[4]袁志祥,秦鋒,鄭嘯,程澤凱,趙娟.網絡工程專業人才培養與教學模式改革研究.計算機教育.2010(5)
[作者簡介]
(一)方向共性
網絡工程方向及網絡信息安全方向,都注重人才培養,響應國家培養工程型、創新型、實踐性人才號召,從過去的“以教為主”向“以學為主”轉變,提高學生學習積極性和主動性。拓寬學生在專業方向上的視野,提高學生對專業技術的興趣,教學目標不僅僅停留在學生學會書本內容,更要讓學生通過專業知識的學習而提高實際動手的能力。在課程設置方面,通過主流專業課程教育培養學生基本技能及專業技能;通過各專業課程內容的交叉涵蓋,培養學生的綜合技能;最后通過前沿性課程及課外實踐發掘和提高學生創新技能。以網絡工程專業為依托,除計算機本科大類基礎課程外,還設置了5門專業核心課程,突出網絡工程專業特色,體現專業需求,為兩個方向建立系統的專業知識結構打下基礎。此外,還提供13門網絡工程專業課程作為任意選修,兩個方向的學生都可以根據興趣和專業規劃進行選擇。課程主要內容見表1。
(二)方向特性
在課程設置上,兩個方向各有三門具有代表性和方向性建設的專業課程。這三門課程是作為該方向學生學習的專業必選課程,同時也作為另一方向的可選課程。課程主要內容見表1。網絡工程專業實踐教學體系主要包括驗證性實驗、綜合性實驗、自主實驗、課程設計、認識實習、生產實習、畢業實習、畢業設計、創新創業訓練、大學生學科競賽等環節[2],在提高學生實際技能和人才競爭力方面,兩個方向通過課內外多項實踐,達到對學生個人能力的提升。1.網絡工程方向。①模擬招投標:學生在進入方向學習的初期,就獲得模擬項目目標,要求學生在一學年內按照網絡設計招投標和網絡安裝調試及測試兩部分完成此項目。項目以學生為主,教師為輔,在整個方向課程的學習過程中都帶有目的性,而學習到的知識和方法,學生都會主動應用到項目中去。分組實施,團隊分工合作的方式,也培養了學生的團隊合作精神,讓學生在長期與他人合作的過程中,發掘自身長處。項目完成后,由多名專業教師共同對項目完成情況作出評價,總結優點與不足。[3]②具體工程項目參與:利用學校機房建設的機會,讓學生到工程現場參觀學習,并直接參與到工程進行和驗收過程,擔任網絡工程監理、工程測試員及工程驗收員的角色。讓學生真正地將課程所學應用到工程項目中,實際基礎項目流程,積累大量實踐經驗。③與專業認證結合:結合專業要求及學生就業特點,課程內容與權威專業認證接軌,實現課程與網絡工程技術前沿性和理念先進性的接軌。截止目前,已有各年級多名同學通過了國家軟考、思科、微軟等認證考試并取得證書。2.網絡信息安全方向。①專業實驗項目:網絡信息安全方向建立了信息安全實驗室和網絡攻防實驗室,有完整系統的實驗內容和項目,學生可根據課程要求進行驗證性實驗,也可以結合多個知識點進行綜合性實驗。并將網絡管理與網絡具體項目要求相結合,提高網絡管理的實際操作性。②開展和參與學科競賽:積極組織學生參加校級、省級、國家級的信息安全相關競賽,在鞏固基本知識的同時,更多地接觸網絡安全新技術和新理論,拓寬視野。學生在競賽過程中,激發學習主動性,從被動接受逐漸變為主動學習,從簡單應用逐步實現創新。整個競賽過程中,學生是主體,教師只起方向性指導和思維啟發的輔助作用。
二、專業方向的橫向建設與縱向建設
(一)橫向建設
網絡工程專業兩個方向,既有區別又有聯系,專業方向的橫向建設旨在讓兩個方向各有側重分別建設,注重專業的深度和廣度,建出專業方向特色。兩個方向在課程內容制定和方面,注重課程之間的聯系和知識結構的完整性,力求建立完整的專業知識體系。這不僅需要關注兩個方向的共同點,也要區別兩個方向的特性,兼顧發展。例如網絡工程方向在工程后期實施和維護,離不開網絡管理;網絡安全也與網絡初期設計及組網息息相關。兩個方向分別建立了專項實驗室,其目標不僅僅是針對課程,更重要的是培養學生實際動手能力。例如網絡信息安全方向的信息安全實驗室,可以完成網絡攻擊、計算機病毒、身份驗證、訪問控制、信息隱藏、加密通信、安全操作系統、防火墻技術、入侵檢測技術、網絡掃描、協議分析等一般實驗室無法完成的實驗。例如網絡工程方向的組網實驗室,通過真實交換機、路由器等設備,完成網絡組建實驗。這些實驗室的建立,學生能夠在實驗室的教學環境中,接觸到社會工作崗位上正在應用的主流知識和技術,全面掌握應對職業崗位的技術技能,加強對學生實際動手操作技能的培訓,從而彌補了專業技術人才培養與社會實際需求之間的差距。
(二)縱向建設
縱向建設主要注意各專業方向的與時俱進。網絡工程專業發展迅速,不斷有新技術新概念出現。這就要求我們在專業建設中不斷改進課程設置和培養方案。在課程設置上,每一次新的培養方案都會將目前最主流的技術和內容放在最重要的位置,或將這些內容加入到已有的課程中。大膽地去掉一些已經過時的內容,并將暫露頭角的新內容安排到任意選修中。在實驗室建設上,我們正在建設網絡工程綜合布線實驗室和網絡測試實驗室,一方面加強學生工程實踐能力,一方面為學生實訓和開展創新創業提供平臺。在新實驗室的建設上,力求使將來實驗內容由驗證性實驗和綜合性實驗,拓展到學生自主實驗,讓學生能對學習內容舉一反三,激發對專業的熱愛和興趣,縮短學校培養和社會需求之間的差距。
三、結語
【關鍵詞】微視頻;網絡工程;實踐教學
隨著網絡技術的不斷發展,網絡工程師的市場需求在不斷增大,高校中以網絡工程師為培養目標的主要專業為網絡工程,網絡工程課程是實現網絡工程專業人才培養目標的一門核心專業課程,具有舉足輕重的作用,而網絡工程課程的實踐教學部分主要是培養學生的實踐操作技能,是學習和掌握好該門課程的重要環節。
1網絡工程實踐教學存在的問題
在近幾年的網絡工程課程實踐教學中,普遍存在以下幾個問題:
(1)網絡工程專業每個班級人數基本都在40人左右,上機過程中是一人一機的模式,學生都是在自己機器上完成實驗任務,當有很多學生在實驗過程中出現問題時,實驗教師由于只有一名,不能及時有效地對所有學生進行實驗指導,輔導過程往往是顧此失彼,實驗環節的指導力量無法及時跟進,學生的實驗進度受到影響,產生的結果是實驗教師在實驗課上忙的團團轉,還是有些同學無法得到及時的指導。
(2)我校網絡工程課程共計64學時,其中理論部分32學時,上機實踐部分32學時,理論教學主要是在教室通過多媒體的形式,實驗教學是在機房進行。在理論教學中,授課教師利用PPT在多媒體教室進行理論講授,對于路由器和交換機的配置實驗,主要是通過模擬器軟件PacketTracer進行操作演示,學生針對授課教師實驗部分的操作演示,課堂上理解較好,也能了解實驗配置操作的大致步驟,但是當課堂上演示了過多的操作案例后,學生難免無法記住全部操作步驟。另一方面,網絡工程的上機實踐課程和理論課程都不是在同一天開設,都是相隔一天或幾天,這樣當學生進行上機實踐時,對于理論課程講授的知識會忘得更多,不能很好地對上機實踐環節起到促進作用。
(3)學生在上機過程中未完成的實驗內容,期待課后在自己電腦上完成,但是課后做實驗遇到問題時,又缺乏有效的指導,使得實驗內容不能很好地完成,最終不得不選擇放棄,導致跟不上教師的教學進度,久而久之,學生的學習積極性也會隨之下降。針對網絡工程實踐教學過程中存在的問題,我們可以通過將網絡工程各個實驗內容的操作演示錄制成微視頻,并將微視頻在網上進行與共享,應用到整個實踐教學過程中,通過微視頻,學生不僅是在課上還是課下,凡是有不懂的地方,都可以重復觀看授課教師對于實驗進行演示操作的微視頻,這樣對教師課程的講授和學生的學習都有一定的促進作用,最終提高整個網絡工程課程的教學效果。
2微視頻在網絡工程實踐教學中的應用
微視頻是指一種視頻,是相對于傳統的長視頻而言的,他的主要特征是短、小、精,一般制作簡便,針對性較強,時間短則30秒,長則不超過20分鐘,內容比較廣泛,視頻形態多樣,涵蓋小電影、記錄短片、視頻剪輯、廣告片段等[1-2]。微視頻可以是個體通過手機、攝像機拍攝的視頻,也可以是用專用的屏幕錄像軟件進行錄制的視頻。微視頻的格式也是多種多樣,可以是常見的AVI視頻格式,也可以是DVD格式、MP4格式、FLV格式和SWF格式等,一般需要客戶端使用相關的播放器進行播放。在網絡工程課程的教學過程中,模擬器軟件的操作演示已經成為十分重要、不可或缺的重要組成部分,在實際的授課過程中,教師一般會在PacketTracer模擬器軟件上對路由器和交換機等進行實際配置的方式進行授課,這個可以使學生對所學知識有非常直觀的理解和認知。然而對于課堂上的實際操作演示,學生往往能聽懂但是記不住,這樣導致學生自己做實驗時會產生一些錯誤。那么在這種以操作演示為主的課程教學過程中,我們可以利用微視頻的一些優勢來對學生進行一定的輔助指導,幫助學生在對知識遺忘時完成相關的實驗內容,從而進一步提高教師授課的質量。在我校的網絡工程課程中,已經將微視頻引入到網絡工程課程的實踐教學中,我們通過電腦的屏幕錄像軟件將網絡工程實驗的屏幕演示步驟和語音講解錄制成視頻,每個視頻大概幾分鐘。視頻制作出來以后,我們將視頻到網絡工程課程網站上,學生可以在線觀看,也可以下載后觀看。微視頻在網絡工程課程實踐教學中的作用具體表現為以下幾點:第一,微視頻對于學生的學習更便捷、且信息量較大。在老師講解和操作完實驗內容之后,學生做實驗時遺忘程度較高,老師反復強調的內容還是容易出錯,我們可以對網絡工程的每一個知識點進行梳理,制作一套網絡工程實踐教學的微視頻,并將視頻放到網上進行共享,使學生能夠進行重復學習,解決遺忘程度高的問題。微視頻比傳統的文件形式攜帶了更多的信息量,不僅包括文字信息,還帶有教師語音講解的聲音信息,這會讓學生的學習過程更為容易。微視頻由于容量小更容易攜帶,因此學生可以靈活方便地將其保存到手機、MP4等移動終端設備上隨時進行學習,有助于學生對知識的理解和掌握。第二,微視頻記錄的知識點較為單一,學生對知識的接受程度更為容易。目前網絡上的教學視頻包括了相關知識點理論和實驗的所有內容,如CCNA課程視頻,一個視頻文件包含的信息量很大,視頻時間短則五十分鐘左右,長則可達100分鐘。這些視頻都會給學生的使用帶來一些困難,學生在學習每個知識點的時候,當實驗配置出現一些問題時,難以找到視頻中確切的相關內容,并且難以把握相關視頻的重點,這樣將會影響學生學習的興趣,不利于學生的自我學習,因此把大知識點分解成小知識點,并將小知識點錄制成微視頻,學生通過查看微視頻來學習,跟著微視頻自己一步一步進行相關實驗,將有利于學生進行知識點的自主學習,大大提高學生學習的效率和自覺性,最終激發學生的學習興趣。第三,對現有的教學模式有著重要的輔助作用?,F有教學模式主要是老師操作講解之后學生再練,在老師操作演示過程中,學生往往聽講注意力不集中,導致跟不上老師的上課節奏,從而在自己完成老師布置的實驗任務時,出現一些錯誤,需要老師指導,然而教師又沒有足夠的精力來對學生進行指導,因此,通過引入微視頻,可以使得學生彌補自己在聽課過程中由于注意力不集中錯過的知識,通過查看相關知識點的視頻就可以解答自身存在的問題,重新學習本課程知識點的關鍵部分,不至于影響今后知識的學習,這種方式也可以大大減少了授課教師的重復性勞動。
3結束語
本文分析了我校網絡工程實踐教學中存在的問題,將微視頻引入到網絡工程課程的教學中,通過對網絡工程各個實驗知識點進行提煉、歸類,進行微視頻的制作,將微視頻上傳到網絡工程課程網站進行共享,作為網絡工程教學輔助資料,方便學生課上和課后進行下載和觀看,探索了微視頻資源在網絡工程教學中的優點,有效改善了教學效果,激發了學生的學習興趣。
參考文獻:
[1]蘇巖.微視頻發展歷史研究[J].軟件導刊(教育技術),2011(11):33-35.
針對本課程的教學特點及學生特點,教學工作從以下幾方面開展。
1.擴展知識面?!毒W絡工程設計及實施》系列課程包含的內容非常廣泛,從理論基礎到具體操作,從工程規范到實施細節,知識點多而雜。在教學過程中,教師必須理清條理,抓住重點,在有限的課時內盡量補充重點知識及時效性知識,做到知識面擴展和重點突出相結合。網絡工程方面的教材很多,內容接近但各有側重。結合本校學生的實際情況,教材選擇更傾向于應用。但是理論是實踐和應用的基礎,所以很多理論內容需要教師在授課時補充。對教材內容的補充,必須源于教材又高于教材。在教材的基礎上給學生補充的內容,主要分為兩個方面。一是針對網絡專業發展迅速的特點,對當前主流的技術知識及前景廣闊的新知識進行補充,包括已經成熟應用的技術及國內外最新的研究成果,以做到與時俱進,避免出現“學生一畢業,知識就過時”的情況。二是結合大量實際案例,把枯燥抽象的理論知識映射到具體案例中,便于學生理解。教師還能通過案例總結知識點,讓學生全面掌握所學知識。
2.加強實踐環節。高等本科院校網絡工程的培養目標不清楚,專業課程設置不合理,實踐教學環節相對薄弱,注重知識的傳授而不重視能力的培養、與社會需求脫節是高等院校應當擔負的責任。傳統的本科教學模式,注重知識傳授,卻往往忽略實踐的重要性。本課程主要從以下兩方面加強實踐。①開展形式多樣的實驗課。本課程實驗課的內容靈活多樣,在課程的不同階段組織學生進行不同的實驗內容。例如,在網絡結構設計階段,主要讓學生練習使用多種軟件繪制規范的網絡拓撲圖;綜合布線設計階段,讓學生學會讀AutoCAD布線圖,并能根據要求修改或繪制布線圖;介紹傳輸介質時,讓學生學習制作雙絞線及熔接光纖,并觀察光纖的衰減;在綜合布線實施階段,組織學生參觀學院實驗室主機房及學校網管中心主機房;在安裝調試階段,利用軟件模擬路由器和交換機等設備的配置。形式多樣的實驗課,打破了計算機專業實驗課只能對著計算機實驗的限制,也讓學生更加具有學習理論的積極性。在對該課程的學生調查中,這一部分也是學生印象最深刻,感覺收獲最大的部分。②啟發式教學,促進學生思考。教學過程中,注重對學生思維的鍛煉,啟發學生發現、分析、解決問題。只有經過學生獨立思考的內容,學生才能記得更清楚,理解得更深刻。教師在教學時,注意知識點的前后連貫,除課前課后都對所學內容作簡要回顧外,更重要的是在授課過程中,通過一些案例將零散的知識點串聯起來。同時,教會學生遇到問題時的解決方法,提高學生舉一反三的能力。經過一學年的鍛煉,學生在遇到復雜案例時,已經能夠相對容易地找到問題的突破點,并給出思路、方法甚至具體方案。此外,還能夠通過一些特別的案例,啟發學生思考,例如如何因地制宜地在民族地區建設計算機網絡,如何克服一些復雜的地理環境實現綜合布線等,讓學生在沒有現成案例可模仿的情況下,也能根據所學知識提出應對方案。大學教育不僅要傳授知識,更重要的是傳授學習方法。在知識和方法都已經教給學生的情況下,仍要注重隨時啟發學生思考,這樣才能讓學生真正“學會”網絡工程的設計及實施,而不僅僅只是“知道”而已。
3.模擬工程項目。本系列課程分為設計和實施兩大部分。課程開始時,給出校園網絡建設的虛擬項目,要求學生在一學年內按照網絡設計招投標和網絡安裝調試兩部分完成此項目。項目以學生為主,教師為輔,難度適當,不脫離實際。模擬工程項目的教學模式主要有以下優點。①學生在課程開始時,就有了該系列課程的最終目標,則整個學習過程都是帶有目的性的,而學習到的知識和方法,學生都會主動應用到項目中去。這樣避免了學生不勞而獲的思想,項目過程的每個細節學生都付出努力完成,一點一滴累積,實現最終目標。②讓學生分組實施,以小團隊的方式分工合作,完成項目。這既培養了學生的團隊合作精神,也讓學生在長期與他人合作的過程中,發掘自身長處。③確定項目考核細則,讓考核成績有理可依。項目完成后,師生共同對項目完成情況作出評價,總結優點與不足。將課堂與工程實際情況結合,讓教學更加系統和有條理,也讓學生在項目中體驗網絡工程的整個過程,而項目本身的實施過程和結果也是對整個課程體系教和學的綜合考查。
4.培養學生的能力及素質。本系列課程的目標是培養網絡工程師,教學中除理論知識外,也要注意加深學生對網絡工程師的職業理解,包括職業水平、職業素質等。學生是學習的主體,在教學中必須注重學生的個體差異、能力差異及興趣差異,在總體教學目標不變的情況下,引導學生根據自身情況定位學習目標。教學過程中樹立學生對網絡工程師職業的正確認識,不斷培養學生對職業的興趣和熱愛,因為只有學生首先對該門課程有清楚和全面的了解,才會發自內心地愿意學好課程。在學年末的課程調查中也可以看出,學生除了專業知識外,對職業素質也是相當重視的,特別是針對少數民族人文特點和地區特點的職業觀念培養。
二、本課程教學改革建議
《網絡工程設計及實施》系列課程在我院開設的時間較短,教學方法仍在不斷摸索之中,如何使培養出來的網絡工程畢業生具有社會競爭力,并能適應民族地區的網絡建設氛圍,我們從以下三方面提出課程教學改革建議。
1.合理調整課程結構。本系列課程的兩大部分,本身具有連貫性,并不適合生硬地分為兩門不同的課程。學生從掌握基本知識,到能夠設計網絡,再到能夠實施網絡建設,這需要在教學中注重課程的整體性。建議將現在的《網絡工程設計》和《網絡工程技術》兩門課程合為《網絡工程設計及實施》,并按側重內容不同,分為系列課程的上和下兩大部分。這樣可以增強課程的連貫性,使教師在教學中不限制于上下學期嚴格的教材內容順序,而可以根據教學實際需求做合理調整。由于很多學生不易接受不同課程之間的內容交叉,比起兩門課程之間跨課程授課,僅在一門課程中調整教學順序,這不僅讓教師更易把握整個教學進度,也能夠轉變學生死啃書本、不能變通的思想。此外,教師可以更好地把握課程的最終目標,在教學過程中可以根據學生的實際學習能力,合理安排詳略。一方面可以安排更多的課時講授重點和難點內容,另一方面也可以通過讓學生以“自學+討論”的方式學習相對簡單易懂的內容。這樣既體現了課程的詳略得當,也體現了教學方法的多樣性,并能激發學生自主學習的積極性。
2.增加實踐機會。網絡工程是一門工程實踐性極強的應用型學科,學生的技術開發和實際應用能力在今后的工作實踐中非常重要,實踐教學在人才培養模式中發揮著十分重要的作用?,F在學校能為學生提供的主要實踐機會來源于與課程同步的實驗課程,但是這不能與社會實踐相提并論。所以教師在教學過程中盡量創造條件讓學生有更多的機會接觸真實的網絡工程技術,學校的相關部門也積極配合。學院聯系了多家公司及培訓機構,讓學生能夠有機會接觸更多真實的項目案例,這對他們的學習是相當有利的。作為任課教師,我們也在積極創造學生實踐條件。目前擬申請建設綜合布線工作室,讓學生能夠更直觀地觀察布線方法,甚至能親自動手參與布線過程。此外,也通過學院積極與各部門協調,希望能將其他部門淘汰的網絡設備利用起來,讓學生們更接觸更多型號更多種類的真實設備。
3.與專業權威認證接軌。專業權威認證是證明考試者在某領域具有相當專業水平的一個手段。我們的教學應當向專業認證靠攏,結合專業要求及學生就業特點,將體現當前的前沿水平和社會關注技術的專業權威認證相關內容引入課程教學,使其真正起到促進本科學歷教育發展的作用。教學與專業權威認證的接軌,是技術和理念的接軌。這大大提高了學生學習的自主性,已有數名同學在學年結束時通過了思科、微軟、國家軟考等認證考試。
三、結束語
關鍵詞:計算機網絡;職業教育;教學改革;項目化
1 引言
隨著計算機網絡的普及,能滿足企業信息化建設需要的IT人才(特別是實用型高級網絡管理技術人員)缺口加大,企業不愿接收應屆生,這說明傳統教學模式沒有以職業能力為導向。今年我院在計算機專業嘗試“行為導向,任務驅動”方法作為教改突破口,從工程應用的角度出發,根據工作崗位需要,將網絡工程技術知識技能融匯到動手實訓中!
2 關于項目教學模式
項目教學法目的是培養學生解決實際工作問題的能力,讓學生提前體驗未來的工作崗位,從學生角色轉化為職業角色,符合皮亞杰建構主義理論。實質是以項目任務形式來驅動學生主動學習知識技能來完成任務,是工作崗位上真實工作過程的再現。
基于此,我們借鑒國家網絡管理職業技能鑒定標準,參考企業招聘網絡崗位職責,制定了網絡工程項目教學目標:即經過一學期“以學生為中心,以教師為指導”的教學,學生以小組形式選擇實際工程項目自主學習,對新舊知識技能進行系統整合,培養出具有網絡設計、組建和維護技能的網絡技術和管理人員。
3 項目教學的組織過程
3.1 項目計劃階段
項目教學第一步是確定并細化項目目標。項目化教學關注的不是完成的結果,而是實現的過程!這就要求篩選的網絡工程項目典型實用,基本覆蓋以前學的局域網技術,網絡管理與維護,網絡操作系統,網絡布線工程等專業課程,源于實際工作任務,讓學生真正學到實用技術!
為此我們收集整理職業院校和著名IT培訓機構(如北大青鳥)教學資料和美國思科公司、國內華三、銳捷網絡公司網絡培訓方案,還到校企合作單位調研,以保證項目教學內容與實際網絡工作崗位需求完全對接,適應不同規模企業網絡崗位(包括工程技術和管理維護)工作要求,循序漸進設計了如下4個項目任務:構建小型辦公(寢室)網絡工程項目構建無線會場網絡工程項目構建中型公司(校園)網絡工程項目網絡安全管理與維護項目。
每個項目又分解為多個任務模塊,與學生一起計劃實施步驟,下達任務計劃書。項目模塊的確定和實施還注意就地取材,聯系到了我院校園網絡改建,分別對應宿舍網絡、辦公樓網絡工程。為提高教學的實戰性,模仿公司部門把學生分成多個水平相當項目組,實行組長負責制,明確小組工作目標和個人工作角色,并列出日程計劃,確定工作場所(網絡實訓室和計算機實驗室)。具體來說,讓組長(“部門經理”)提交項目方案和計劃書,分解工作任務,教師(“技術總監”)指導組長概述項目目標和計劃,讓組員(“技術員”)設計自己的工作任務,獨立解決和合作完成互為補充,激發學生主動性。實施不同項目時,還引導學生變換工作角色完成各種任務模塊!
3.2 項目實施階段
項目組成員根據各自分配到的任務,分清問題主次,自主學習新知識,上網(或借書)查找資料,邊學邊干,以問題解決帶動知識技能的學習。而教師主要是創設不同工作情景,遵循理論夠用的原則,精講重難點,組織討論,提供場地和技術資料并指導學生解決問題,模擬搭建各種網絡,讓學生有多種機會在實際工作情景下來學會解決問題!指導時把握好因材施教,盡量采用非直接非全面的提示性指導,以便學生自己發現知識、提高技能!
比如,組織學生繪制學校建筑物布局圖,調查學校電腦分布和設備布線情況,到電腦市場熟悉新產品,還尋找場合(如運動會)實施有關項目,獲取現場工作經驗!此外還組織學生自修課觀看多媒體視頻專業技術講座!為提高學生實戰能力,還吸收學生參與學校和社區計算機網絡維護和擴建,參加校外網絡技術會議,邀請企業網絡工程師進行技術講座,指導學生成立“電腦網絡醫院”,借此為全院師生提供技術服務,既開拓了眼界,又學習到許多工作經驗。
3.3 項目評價階段
項目教學采用的是過程評價,記錄學生每次課(階段)的實踐過程(組長登記、教師審核),每個項目完成后再進行小結和評價。
項目小結一般由組長總結或教師點評,師生一起討論和評價任務完成的情況和水準,小組之間相互學習、相互競爭。項目教學組織形式包括個體、伙伴、小組和全班學習,故項目評價分三級來考核:教師對小組總評,組員互評,學生自評,最后綜合三級評定來確定學生的最終成績。過程評價實施對我們教師要求高,不像出份試卷那么簡單,但更能讓學生有實際工作的體會!
4 小結
以職業行為為活動導向的項目教學法充分體現了“能力本位”的教育理念。雖然也遇到些困難,比如網絡設備不夠,缺乏真正以行動為導向、基于工作過程的配套教材,教師工程實踐經驗不足等,但我們積極面對,如使用虛擬軟件模擬多臺電腦和網絡設備,教師身體力行整理和編制典型項目任務書,下企業實踐,盡量實現教學內容與企業需求無縫對接,縮小了學生知識技能與就業要求的差距,相信能逐步滿足企業對實用型高技能人才的需求!
參考資料
[1]姜大源.當代德國職業教育主流教學思想研究.清華大學出版社,2007,4.
[2]俞仲文.高等職業技術教育實踐教學研究.清華大學出版社,2004,10.
[3]王達.網管員必讀系列.電子工業出版社,2007,2.
關鍵詞:網絡工程;專業課程群;創新思維教學法;創新思維訓練
文章編號:1672-5913(2013)14-0081-05 中圖分類號:G642
1 網絡工程專業人才培養
高等學校網絡工程專業的培養目標是培養德、智、體全面發展,具有深厚的專業基礎知識和扎實的專業知識,能從事網絡工程的規劃設計與實施、網絡設備和網絡協議的研發、網絡應用系統的設計與開發、網絡管理與維護、網絡安全保障等技術工作的高級網絡技術人才,滿足我國信息化建設人才的需求。
網絡工程專業源自網絡技術的發展、網絡應用的普及和社會用人單位對網絡系統建設、管理與維護的需求,課程體系的制訂和課程內容的設置必須反映當前網絡理論與技術的最新進展,還應遵循“需求驅動、寬基礎、強化實踐能力培養”的原則,堅持理論與實踐相結合,知識與能力并重,強化工程實踐訓練。網絡工程專業人才的培養包含側重于素質培養的基礎知識和側重于能力培養的專業知識。學生在公共基礎課程知識學習的基礎上,再根據社會用人單位的需求、個人愛好特點和發展潛力,學習網絡工程專業知識并實踐,進行組合式的能力培養。學生通過知識的學習掌握、能力的訓練和素質的養成,達到了三者互相促進和協調發展的效果。
1.1 課程知識體系
網絡工程專業是在計算機科學與技術、通信技術和電子科學與技術等專業基礎上產生和發展的一個新專業,因此該專業知識與這些領域的專業知識有不同程度的交叉與重疊,但又有自己獨特的內容。根據青島大學應用基礎型人才培養特色名校建設的發展目標和網絡工程專業的發展特點,我們經過近10年的探索,逐漸形成了圖1所示的網絡工程專業課程知識體系。
1.2 核心課程群建設
網絡工程專業課程具有與通信和計算機學科知識交叉,涉及復雜概念、協議和技術,課程內容來源于科技創新實踐等特點。根據網絡工程專業課程特點和課程知識體系,青島大學信息工程學院建設了計算機網絡核心課程群。計算機網絡核心課程群包括計算機網絡原理、計算機網絡管理、Linux操作系統、信號與系統和通信原理5門課程。其中,計算機網絡原理是學科基礎課,計算機網絡管理和通信原理是兩門專業基礎必修課,信號與系統和Linux操作系統是兩門專業選修課。
計算機網絡原理主要講授計算機網絡的基礎概念、基本原理和基本方法,要求學生掌握計算機網絡的基礎知識、TCP/IP協議的體系結構、網絡分層參考模型的各層功能和典型網絡協議,了解典型網絡設備的組成、特點和工作原理,能夠運用計算機網絡的基本概念、原理和方法進行網絡系統的分析、設計和應用。信號與系統主要講授連續時間與離散時間信號與系統的定義及分析方法,包括3大變換(傅里葉變換、拉普拉斯變換和Z變換)的基本內容與應用、線性非時變系統的基本理論與基本分析方法,培養學生運用信號與系統的基本理論和分析方法解決實際問題的能力,為學生進一步學習通信原理奠定基礎。通信原理主要講授現代通信的基本原理與基本方法及提高通信系統性能的基本技術措施,其中數據通信的基礎知識(如傳輸介質、數據編碼、信道復用技術、差錯控制、數據交換技術等)為學生學習網絡工程專業課程奠定基礎。計算機網絡管理主要講授網絡管理系統的體系結構、管理功能域、主要協議SNMP、管理信息庫組成、遠程網絡監視功能、網絡管理系統的應用以及開發方法。Linux操作系統主要講授Linux系統的用戶管理、文件系統管理、設備管理、shell編程及基于C語言的模塊編譯等。通過學習這5門課程,學生能夠分層次地逐步完成網絡工程專業核心課程的學習,具備網絡協議分析設計與實現以及網絡系統配置、管理與維護的能力。
2 創新思維教學法及實踐
當前網絡工程專業課程教學中存在如下問題:(1)傳統的教學模式中,教師在課堂上側重傳授專業知識,課堂以“教師講、學生聽”為主,學生缺乏創新思維方法訓練;(2)專業課程雖然內容豐富,但課堂授課只著重于單門課程知識本身,沒有課程知識在網絡應用方面的拓展;(3)學生參與課程學習的主動性較弱;(4)部分學生對于課堂理論知識掌握得較好,但知識拓展和創新能力不足。
2.1 創新思維教學法
科學思維的內涵是相信存在客觀事實,愿意探究和認識未知事物;基于已有經驗知識和理論知識,通過思考提出對未知事物的猜想,通過科學方法進行推理論證,得出事實??茖W方法是認識改造客觀世界的手段、方法和工具??茖W方法有兩類:一類是描述事實的經驗認知方法;一類是解釋事實的歸納、演繹和推理方法。
先進的教學方法應當以培養善于學習者和創新者為目標,教師應有傳授專業知識和培養學生創新能力的責任。學習的一般認知規律是學習新知識時以知識點為基礎,逐個學習各個知識點,積少成多,形成知識體系,達到掌握該領域知識的目標,而學生創新能力的培養需要在專業課學習中不斷融入創新思維訓練;因此,教師傳授專業知識是基礎,對學生進行創新思維訓練是保障,將兩者結合起來才能更好地培養創新人才。
我們提出的創新思維教學法CTT=Function(Knowledge,Question,Interactive,Experiments)包含如下核心要素。
(1)Knowledge是課程知識點。知識是基礎,知識包含低層次的經驗知識和高層次的理論知識。觀察報告、實驗記錄等經驗知識是由一系列“是什么”組成的知識,而用來回答“為什么”的則是理論知識。
(2)Question是探究性問題。問題是驅動,教師在備課階段需精心準備每個知識點所包含的具有啟發性、能引起學生興趣的探究性問題,引導學生課前帶著問題預習,進而參與課堂教學;課后通過研討交流給出問題的解決方案并進行知識的拓展與應用。
(3)Interactive是師生互動。學生通過課前預習思考,對探究性問題有了初步認識;在教師授課時,可以參與到授課過程中,加深對理論知識的理解和掌握;課后通過教師博客、網絡教學平臺和研究型學習與創新項目,增強師生間在課下的交流溝通,拓展課程知識應用。
(4)Experiments是實驗。實驗是對理論知識的驗證,學生通過上機實驗可以驗證課堂理論知識,通過分析實驗結果可進一步引發新的思考和問題。
(5)Function(…)是創新思維教學法的函數實現,需綜合運用knowledge,Question,Interactive,Experiments這4個元素;教師在傳授知識時需對學生進行創新思維能力訓練。
2.2 創新思維教學法實踐
創新思維教學法包括作好課前預習(思考)、增加課堂研討(實驗驗證)、增強課后交流3個教學環節。學生課前查閱相關教學資源和資料,進行自主學習;課上以小組形式合作交流,輔以教師的實驗課教學引導學生進行實驗驗證;課后通過網絡教學平臺和教師博客,增強師生間的交流。教師鼓勵學生參加研究型學習與創新項目,拓展知識應用技能訓練。
(1)作好課前預習。教師在備課階段對課程內容進行梳理,理清課程核心知識點,精心設計每個核心知識點所包含的具有啟發性的、能引起學生興趣的探究性問題,引導學生課前帶著這些問題預習,查閱資料,思考并獲得初步認知。
(2)增加課堂探討。在課堂授課環節,教師以“問題驅動法”講授課程知識點,調動學生參與課堂教學的積極性,加強師生互動,引導學生積極思考并參與教學研討,通過實驗課驗證加深學生對核心知識點的掌握。
(3)增強課后交流。學生課后可通過網絡教學平臺討論區和教師博客加強師生間的交流,開發課下拓展知識的潛能。圍繞教師提出的問題,師生互動得越頻繁,學生的知識遷移和能力擴展就可能越主動和高效。學生主動性和積極性的充分發揮,必然促進學生對知識技能的理解與掌握,有利于創新思維與創新能力的形成與發展。
3 創新思維教學法在網絡工程專業課程群中的研究與應用
創新思維教學法不是通過一門課就能讓學生建立起創新能力,而是需要將創新思維訓練融合到網絡工程專業各門課程教學中。根據網絡工程專業課程知識體系和課程的特點,青島大學信息工程學院建設了網絡工程專業核心課程群,課程群教師定期集體備課和交流,對于課程中相互交叉和具有連貫性的知識點進行歸納梳理。教師在學生參與教學的全過程中均采取記分制,對課堂與網絡討論、實驗、課后作業和理論考試給予不同的權重并計分。
3.1 創新思維教學法訓練舉例
教師組織學生以學習小組(包括3~5名學生)為單位參與教學活動全過程。學生以交流協作和相互督促的方式進行預習、準備課堂討論發言、收集網絡資料、討論學習重點難點和交流學習方法等。在課前預習階段和課后討論階段,教師圍繞課程知識點提出一些探究性問題,組織3~5名學生以學習小組為單位,進行資料查詢和問題交流討論,給出解決方案或算法設計,準備PPT并在課堂研討階段進行宣講,在課后形成總結報告和實驗報告。
在計算機網絡原理這門課程中,教師對于網絡層知識點準備的探究性問題舉例如下。
(1)課前預習問題:對于網絡層的路由選擇協議,教師可給出一個具體的網絡拓撲結構,要求學生思考并構造拓撲圖中結點的最短路徑。教師可提示學生:路由器可以與相鄰結點交換信息(即基于距離矢量的路由選擇算法);或者將路由器的路由信息匯集到某處計算處理(Dijkstra算法);又或者采用類似于交換機的自學習方法等。
教師在課前要求學生以學習小組為單位進行課前自主學習討論,提出想法,進行總結,形成小組PPT;在課堂研討時,挑選2~3個小組的方案并由學生在課堂宣講和討論,鼓勵學生提出發散、創新思維觀點,分析算法利弊,引導學生得出正確結論。教師在進行實驗課教學時,可引導學生配置路由器的RIP和OSPF協議、觀察路由選擇協議的工作過程、記錄報文交換的內容、觀察鏈路狀態變化后兩種協議收斂的過程,使學生通過實驗手段直接驗證理論算法,并在網絡實驗環境下比較兩種算法的不同思想、優缺點及適用網絡。
課后學生以小組為單位進行討論與交流,完善算法和實驗結果分析,形成研究報告和實驗報告。
(2)課后研討問題:子網劃分和利用路由聚合技術構造超網問題。教師可給出圖2所示的具體的網絡拓撲,將給定IP地址空間222.118.1.0/24劃分為兩個子網,分配給局域網1和局域網2,保證每個局域網至少包含120個IP地址,要求學生給出R2的路由表,使其明確包括到局域網1的路由、局域網2的路由、域名服務器的主機路由和互聯網的路由;使用路由聚合技術給出R1到局域網1和局域網2的路由,構造路由器Rl的路由表。
教師可提示學生如下知識點。①劃分子網是從兩極IP地址到三級IP地址。劃分子網的基本思路是從網絡的主機號借用若干比特作為子網號,而主機號就相應減少若干個比特,于是兩極IP地址在本單位內部就變為三級IP地址:網絡號、子網號和主機號。②在路由表中利用無分類編址CIDR地址塊查找目的網絡,這種地址的聚合稱為路由聚合,它使得路由表中的一項可用來表示很多個原來傳統分類地址的路由,也稱為構造超網。③路由表項中包含到目的網絡的表項、特定主機的表項、默認路由表項。
3.2 網絡教學平臺的輔作用
圖3所示的校園網絡教學平臺整合了專業課程群教改成果,提供每門課程教學大綱、教學日歷、教學課件、教師教學錄像、教學筆記、常見問題解答、研究型教學文檔、課后習題等教學內容,并鏈接檢測習題庫以供學生進行自我測試。學生可以通過網絡教學平臺查詢相關資料,開展網上討論和答疑,在探究過程完成后以學習小組為單位提交總結報告。
3.3 研究性學習與創新實驗項目培養學生的創新能力
網絡工程專業教學計劃對于研究型學習與創新實驗項目設置3個學分,主要在探索性實驗開發環節,為網絡工程專業二、三年級學生提供一些與專業課程相關的研究型學習與創新實驗項目,鼓勵學生以3~5人為一個小組參與到項目的研究與開發中,在學生中逐步營造研究型學習氛圍,帶動多數學生積極參與到研究型學習與創新實驗項目和教師的科研項目中。
為期1年的研究型學習與創新實驗項目的開展,可以讓學生參與項目分析、設計、開發的全過程。學生通過查閱資料、提出設計方案、進行實踐開發和系統測試等一系列科研活動,開展與教師和同組同學的交流學習,拓寬了視野,提高了科研創新能力。我們通過對青島大學信息工程學院2007級、2008級和2009級成功考研的學生進行調查統計發現,有近90%的學生在二、三年級時參加過研究型學習與創新實驗項目,并且通過該項目提高了創新思維和主動學習能力。
4 結語
教學改革的關鍵在于充分發揮教師的主導作用和學生的主體作用,充分調動學生學習的積極性,從而培養學生的創新能力。筆者根據近幾年開展創新思維教學法改革的實踐,研究創新思維教學法在網絡工程專業核心課程群建設中的應用,通過讓學生作好課前預習、提高學生參與課堂教學和實驗驗證的積極性、調動學生課下拓展知識應用等教學環節的創新思維訓練,激發了學生的學習興趣,提高了學生自主學習和創新能力,在網絡工程專業課程教學中取得了較好的教學效果。
參考文獻:
[1]徐明,曹介南,高等學校網絡工程專業培養方案[M],北京:清華大學出版社,2011:37
[2]謝鈞,陳鳴,劉鵬,等,計算機網絡課程教學中科學思維的培養[J],計算機教育,2011(19):81-84
[3]陳鳴,胡谷雨,周雷,等,計算機網絡課程教學的思考與創新[J],高等教育研究學報,2008,31(2):66-68