发布时间:2023-03-01 16:26:48
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的网络安全实训总结样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
[关键词]网络技术 学科融合 内容集成 实训体系
[作者简介]李俊(1973- ),男,湖北随州人,广西警官高等专科学校技术实验中心副主任,讲师,研究方向为网络技术、信息安全、网络犯罪。(广西 南宁 530023)
[基金项目]本文系2012年度广西高等教育教学改革工程项目“公安院校招录培养体制改革视阈下网络安全监察专业教学模式的创新”的阶段性研究成果。(项目编号:2012JGB309)
[中图分类号]G712 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2013)26-0167-02
构建学科融合、内容集成的网络技术实训教学体系,就是要从根本上改变过去网络技术实训的教学模式,提高网络技术实训教学的起点和教学效益,这是社会信息化高速发展条件下对网络技术实训教学提出的必然要求,也是网络技术实训教学和职业能力需要接轨的客观需要,更是高职院校网络技术实训教学适应“职业能力”培养目标的必然选择。依据高职院校教学任务,横向要以网络技术学科实训为主干,把与网络技术有关的计算机组成及维护、操作系统、局域网组建、网站开发、网络设备管理与配置和网络安全等相关学科融入网络技术实训之中,实施一体化教学;纵向要以初级网络技术实训、专业网络技术实训和综合网络技术实训为主干,把网络技术实训的教学内容按照要素进行集成归纳、有机整合,形成初级实训打基础,专业实训理论相结合,综合实训重能力的教学体系。
一、网络技术实训内容体系的构建
网络技术实训课程的教学目的是培养适应市场任职能力需要,能应用、懂理论的复合型应用人才,要实现这个目标,必须从目前及未来网络技术职业能力的需要出发,提高学生运用多学科知识,解决网络组建、安全和管理中一系列实际问题的能力。而目前大多网络技术实训受单一学科的制约,难以形成学生的综合应用能力,致使学生在遇到诸多复杂网络技术问题的时候显得力不从心。因此,网络技术实训教学改革必须以教学内容改革为核心,以培养学生具有灵活运用的综合能力为目标构建学科融合、内容集成的网络技术实训学科体系。按照“学科融合、内容集成”的要求,将网络技术实训教学课程内容按层次区分为初级实训、专业实训和综合实训三大模块。初级实训由计算机组装及维护实训和操作系统安装及应用实训构成;专业实训由网络基础实训、组网实训、网站开发实训、网络设备管理和配置实训、网络安全实训构成;综合模块由企业实训、项目设计管理与实施和课程设计构成。
二、网络技术实训学科融合、内容集成的运用
为了切实加大网络技术实训学科融合的力度,达到从内容到形式、从理论到实践、从单一学科到综合学科上的高度融合,必须把学科融合的思想贯穿于网络技术实训教学的全过程。一是在理论和网络实训技能中体现“合”。首先在教学观念上要树立“一盘棋”的合成教育思想;其次要切实围绕教学目标编写实训教材,将与网络技术实训课程相关的计算机组装及维护、操作系统、局域网组建、网站开发、网络设备管理与配置和网络安全等实训融入网络技术实训中去。二是在网络实训中要注重各个相关实训环节的“合”。首先,在实训指导思想上要合。疏通各个相关环节实训内容,整合实训的一条线,既要避免重复性实训,让实训各个环节具有一定独立性,又要注重实训上下环节的逻辑对接,防止出现上下环节的绝对独立,保持逻辑上的“合”,做到网络实训上的“一条龙”。其次在实训内容上要合。各个模块的实训内容,严格按照基础实训、专业实训和综合实训开展,各个模块内容分开,但要逻辑一体,前后紧密相扣,逐渐深入开展实训,做到内容上的“合”。三是实训评估上要合。在实训课程评估上要从各个模块完成效果看,从各个模块连接看,从整个项目的综合性、系统性和合理性看,最后得到一个科学的“合”评估。
三、网络技术实训课程设计
高职院校网络技术实训课程体系中各个模块既相互衔接,又相互辅助,按照理论体系逐渐深入开展,所以在开展网络技术实训前,我们应该做好以下几方面工作:
1.实训需求分析。实训需求是整个实训课程设计的一个重要部分,它为实训有效开展提供基本的依据。根据市场调查,要适应网络技术职业能力的需要,满足网络技术专业岗位的需求,应该从计算机基础应用能力、计算机组装与维护、操作系统安装和维护、网站开发、局域网组建、网络设备配置与管理和网络安全管理等方面的技能入手,针对这些职业需求,开展有效实训,才能满足职业能力的需要。根据不完全调查,目前国内有近百万的网络技术方面人才的缺口,需求情况主要体现在网络技术理论研究、网络技术开发、网络管理服务和专业培训人才四大方面。据统计,我国目前现有高级网络技术专业人才的缺口还很大,网络技术专业技术人才尤其匮乏。
2.课程性质和课程设计原则。“网络技术实训”课程是计算机相关专业的课程,随着信息化的发展,也逐渐成为其他专业的基础课程,当然针对不同对象,要求和课程目标都不同,都是围绕适应社会信息发展的需要,提高不同岗位的网络安全意识、管理水平和网络安全技术的专业技能。专业课程针对网络技术专业岗位,培养学生在不同应用环境中,制定科学的网络规划、实施网络工程的能力;基础课程主要针对信息化应用岗位,培养学生在信息化环境下的信息安全防范的意识,要求掌握常规信息安全防范技术。高职院校在具体“网络技术实训”课程设计过程中,应遵循如下原则:实训目标导向性原则、实训主体性原则、实践性原则、创新性原则、问题解决性原则、实训效果评估性原则。
3.课程内容设计。(1)计算机组装及维护实训:要求学生熟悉计算机相关硬件、功能及常识,掌握计算机组装及维护常识,并能对硬件及相关故障做一定检测。(2)操作系统实训:要求学生对计算机系统能够熟练安装、优化和备份,并能做系统恢复,同时对系统安装的各种方法进行总结性实训,并强化驱动和硬件之间的关系,明确计算机及相关终端设备安装及规范,并能对相关应用软件(防病毒软件、防火墙和数据恢复软件)做熟练操作。(3)局域网组建:首先根据网络使用需求,进行网络规划,制订相关实施方案,规划应用服务、网络管理、网络安全和网络可靠性需求,根据需求,设计施工方案,做好工程预算,最后组织网络工程实施(虚拟布线)。(4)网站开发:主要通过实训让学生掌握网站代码使用、网站功能规划(信息、留言反馈、在线调查、模板调用和后台管理),通过实战,达到熟练使用网站开发工具进行相关研发,并能掌握网站环境搭建、网站和网站维护等相关技能。(5)网络设备管理与配置:包括服务器配置、交换机配置、路由设备配置、防火墙设备配置、入侵检测配置和行为管理设备配置,特别是交换机配置,要结合网络拓扑和实际规划,结合网络其他设备的功能,全局规划,做出合理的设计,实用的策略,保证网络高效、安全的运行。(6)网络安全配置:主要掌握服务器安全策略配置、网络设备安全策略配置、网站防篡改系统以及数据备份系统,学习根据实情,分析相关协议,选择安全性好的通信协议。
四、实训模式与实训环境构建
实训模式是指在一定的实训思想和实训理论指导下,为达到特定的实训目标而形成的比较稳定且实用的实训结构框架及其具体可操作的实训活动方式。一是采用以任务为驱动的实训模式。所谓以任务为驱动的实训模式,就是将对应的实训内容,按照逻辑体系划分为若干子实训任务,然后分别实施,通过任务来形成动力驱动,形成在完成任务中掌握理论,在实训中培养职业技能。二是以项目工程为引导的实训模式。以项目工程为引导,就是把市场网络工程按照实际实施进程,分解为各个项目步骤,然后针对各个步骤进行实训,让学生扮演市场网络工作人员,通过项目实施学习岗位技能,培养岗位意识。
实训环境的构建是教学规划的一个重要项目,如何根据学科融合、内容集成的网络技术实训要求,建设适应职业能力需要,满足不同层次培训要求的实训实验室和实训基地,是高职院校当前面临的一个重要课题。将大型的局域网和广域网浓缩化,构建一个验证型、系统型、研究型和扩展型的实训平台,特别注重结合社会企业实际项目流程,能完全按照实际项目规划做实训。并在实训环境构建中,考虑其他实训场所的关联,使实训场所彼此相互联系,相互关联,在实训学科上成为一体。
五、建立立体评估体系
传统的笔试注重学生理论掌握的考查,和目前高职院校以职业能力为导向的职业培训严重冲突,建立立体评估实训体系也是目前必须要解决的问题。在实训过程中,首先通过围绕网络技术讨论、交流的表现作为平时成绩,以讨论、交流激发学生专业兴趣,探讨合理实训方案,通过探讨、交流和辩论的表现,进行评估,分配占总成绩的20%;其次通过项目管理和实训效果,考查学生岗位适应能力,占总成绩的60%;通过实施答辩考查综合应变和实用能力,占总成绩的20%,形成一个以围绕职业能力为导向,立体考察实训课程的评估体系。
六、建立专业的实训专职教师队伍
在高职院校组织网络技术实训过程中,实训老师具体承担实训指导、引导并向学生传授实训技能等任务。专职老师的实训能力是决定实训效果的关键性因素。
1.网络技术实训专职老师的基本要求。和传统教学不同,实训注重岗位职业能力的培养,注重学科融合、内容集成的实训学科的实施,从实训中提出问题、分析问题、解决问题和总结问题。这对实训专职老师提出更高的要求。网络技术实训专职老师的基本要求是:丰富的网络技术基础知识、熟练的项目管理和实施的综合才能、良好的引导实训能力和熟练的网络操作技能。
2.建立高素质网络技术实训专职教师的途径。网络技术是一门综合性强、跨专业多的学科,适应市场,满足实训教学需要,如何建立一支高素质的网络技术实训专职教师队伍,显得非常重要。首先,应该建立一个良好的培训体制,交流实训技能,开阔实训思维,掌握先进实训手段,深究实训前沿理论,掌握网络技术前沿发展动态。其次,建立教师网络技术实战平台,通过参加网络项目实际管理和实施,掌握实战技能和技巧,才能方便在实训教学中展示。再次,要建立多到地方网络技术相关公司调研的通道,通过调研,达到“教、训、练、学”一体化。同时,可以组建相关团队,参加地区、省和国家级的网络实训比赛,大力推进网络实训技能和全面提高教师素质。
网络技术实训是一个学科融合、内容高度集成的综合性课程,它既不同于市场实际网络项目,也不同于普通的专业实验,它是把各个专业环节的实验和市场网络项目巧妙地结合在一起,搭建一个融合理论和实践的平台,构建培养职业能力的环境。为学生学习和就业提供理论与实践平台,具有良好的社会效益。建立学科融合、内容集成的一体化教学体系,是真正发挥网络技术实训实践教学环节重要作用的关键。
[参考文献]
[1]魏武华.高职计算机网络技术专业实践教学体系的构建[J].陕西省行政学院学报,2006(2).
[2]何晓青.高职院校网上实训室建设实践探索[J].中国职业技术教育,2006(21).
关键词:分层;反馈;课程改革;网络安全
1引言
因材施教的教育理念具有悠久的历史。在师生比较小的情况下,分层教学是课堂教学践行因材施教教育理念的重要方法。经过多轮的《网络攻击与防御》课程教学,我们发现班级内部学生专业技术和方法能力差异十分明显,造成这种差异的主要因素表现为学生的学习兴趣和意志、中学阶段的基础、互联网工具的使用能力。综合这三种因素,可把学生生分为三类。第一类学生具有很强的学习愿望,能独立或者教师少许指导下利用互联网工具、教材等学习资料自学专业技术。第二类学生具有较好的基础,在教的悉心指导下能很好的完成课程学习。第三类学生专业基础较差,学习积极性比较低,对课程学习有困难。随着课程教学的推进,类别之间会产生流动。
让学生对课堂教学内容像对游戏一样感兴趣一直是我们课堂教学改革的目标,通过阅读国内外大量关于游戏的研究和我们自身的实践,我们认为细节有趣、能赢、互动仅仅是游戏吸引学生的辅助因素,游戏的本质是建立了目标反馈系统,即在玩家目标达成的过程中每个行为都有反馈。本文依据教学内容实施分层教学满足不同类型学生的学习需求,在课堂内外、技能训练、作业和评价过程中建立目标反馈系统,解决学生学习目标和反馈机制脱节的问题,提高学生的学习兴趣。
2 改革的基础
《网络攻击与防御》课程已经开设4轮,2012年成为学校网络课程建设项目,除了从网上下载的大量教学资源,我们有自己录制的微视频、自编已经出版的教材、PPT等教学材料,能够满足翻转课堂、探究式学习等多种教学方法的实施。
2015年上半年将把原网络安全实训室、H3C网络综合实训室合并成网络组建与安全综合实训室,面积达190平方米,分为实训教学区和探究研讨区(60平方),为大班讲授、小班研讨提供了优越的条件,为开展探究式学习、研讨式教学提供了强力支持。
3分层教学
3.1 课内隐形动态分层
在190平方米的网络组建与安全综合实训室设置60平方米的学生探究式学习区,在课前通过知识和技能测试的同学可以不参加大课学习,而是到探究式学习区进行自学,学习内容有教师和学生通过协商确定。开展探究式学习的同学若在下一个单元不能通过系统测试,必须回到大课堂学习,实现动态分层教学。
3.2 引导优秀学生开展探究式学习
已依托腾讯QQ平台在2014年建立浙江工商校友网络安全研究小组,成员都是在网络安全公司从事安全工作的毕业生,目前这些学生大部分是项目负责人推荐到安全公司的,他们很愿意指导学弟学妹的学习,乐意让学弟学妹通过网络帮他们完成一些网络渗透和测试的工作,今后我们将加大校友平台建设,使更多学生受益。
4 建立覆盖课内课外反馈系统
4.1 依托教学资源,建立树状式技能训练目标反馈系统
课堂教学内容主要取自我们正式出版的自编教材,纸质教材的缺点是在编写时已经假定读者具有什么样的基础,如下图假设教学内容是缓冲区溢出攻击,我们已经假设学生掌握了下载和安装、虚拟机软件配置、命令行操作等技能,因此没掌握这些技能的学生就无法完成训练,需要反馈给学生需要学习哪些前置技能。我们将构建课程所有技能的前置技能树状图,并提供补充电子教材等教学素材供学生学习。
4.2采用研讨式、辩论式教学模式提高学生网络安全职业素养
结合网络安全教学内容采用研讨、辩论等教学方法,引入真实的网络安全案例,扮演和模拟不同角色,把职业道德和法律学习融入到专业课程中,使教学实施兼顾能力培养和素质养成。
4.3建立网络化、数字化的作业、评价反馈系统
我们把总评成绩的组成部分出勤、作业成绩实时显示在课程网络教学平台中,学生每完成一次作业分数就会增加,每迟到一次分数就会降低,使学生的学习行为得到及时的反馈。
根据社会心理学的相关研究,学生如果认为自己得到教师关注,那么他的学习效果和积极性会大大提高。我们将编写操作手册总结如何在课堂内外给学生正向的心理反馈,如在课堂外碰到一个成绩差、不愿表现的学生主动打招呼。
5 总结
本文提出的基于分层-反馈的《网络攻击与防御》课程改革方法主要包括分层和反馈两个部分。隐形动态分层相对传统的分层教学法更加灵活,对学生的心理不利波动影响很小,在实践中取得了很好的效果。本文设计的多个层面的反馈系统对提高学生学习的积极性有很大的帮助,促进了师生之间的交互此次和交互质量。
参考文献:
[1]Lahtinen. A Study of the difficulties of novice programmers. ACM Press,New York, NY, 2012, 14-18.
[2]Cooper S. Teaching objects-first in introductory computer science. New York, NY, 2013, 191-195.
根据基于工作过程的课改思想,每堂课都围绕一个完整的工作情景进行设计,主要是一些典型的网络攻防任务,包括教师的演示和随后要求学生完成的实验任务。这里的关键是设计的题目必须切合实际并难度适中,太难会让学生无从下手而气馁,太容易则让学生只简单重复教师演示而不动脑筋。具体设计自然要结合每个学校具体条件,以下是一些经验原则。
1.完整的攻防过程模拟
每次教学都是先构建出一个网络环境,然后在此基础上进行具体网络攻防任务的演示和练习。这样做有两个好处,首先是构建网络会牵涉到前导课程例如网络基础和互联、操作系统、网页制作的知识,先配置出网络环境有利于复习那些知识和技能。另外这样做让学生从头至尾清晰地观察到任务的操作步骤,能尽快进入学校状态。
实践证明,课堂上讲到某个情景任务时,如能讲授理论的同时,亲自进行完整的演示,教学效果是非常好的,当然这会考验教师自己的水平和应变能力,并存在一些不可控的风险,例如发生了意料之外的故障导致演示失败。因此,教师本人也需要不断提高自己的水平,即使水平已经足够,也需要更新知识与时俱进,并经常操作保持熟练度,才能在课堂上游刃有余地向学生讲授和演示。
通常没有专门网络安全实训室情况下,可以综合VMwareWorkstation、GNS3等虚拟机和模拟器软件构建全仿真网络攻防环境。实际上,合理设计加熟练使用,完全可以仿真出足够复杂和逼真的网络环境,演示和练习效果也很好。
2.保持趣味性
不少学生对网络安全有认识误区,一种常见的想法是认为网络入侵技术都很神秘和高端,只有最聪明的黑客才有能力做到。对此可以在教学过程一开始就演示Sniffer嗅探密码、木马植入和远程控制等实验,可以起到先声夺人的效果,让学生被有趣的实验任务吸引,并认识到其实某些网络攻击技术并没有想象的那么难,自己完全可以学会。另外先学习入侵,可以切实感悟到网络安全的脆弱性,有利于后面认真学习安全防护技术。
教学过程中还可以尽量联系现实世界和最新时事,例如讲到密码学知识,联系到现实世界上的情报战。讲到MD5等散列技术,提及CSDN网站用户泄露事件等,都是保持学生学习兴趣的好方法。
3.直面难点
另一个常见认识误区是,有些学生了解了一些网络攻防的基本原理,并在实验环境学会了一些工具的简单使用后,就认为网络安全其实也没什么稀奇,即使不懂原理的拿现成的工具也能完成任务,可一旦面临实际环境中稍微复杂一点情况,又束手无策了。
因此,也需要给学生讲授一些类似驱动编写、反汇编、反编译等高级安全技术。虽然,现在很多学生已经不学汇编、编译原理、操作系统原理这些基础课程了,在有限的课时里无法将技术讲深讲透,但实践证明做一些最简单演示和练习让学生入门是可能的也是有益的。例如,简单使用动态调试工具OllyDBG和反汇编工具IDAPro去爆破一个简单的软件,用开源的MetaSploit漏洞测试平台在没有账号密码的情况下直接入侵一个有漏洞的系统等。
4.适当紧跟最新技术
网络安全领域很多基本原理和方法是多年来没有多大变化的,所以并不需要刻意追求采用最新的平台和版本进行教学。不过对一些过于古老的系统和技术,例如Windows2000、RedhatLinux9及更早的操作系统,IE6以前的安全漏洞之类就确实没必要再讲了。而对于像无线网络、智能手机之类较新领域的安全课题则可以根据条件适当提及。
学习环节的设计
教的环节设计的再好,也无法面面俱到解决所有问题。网络安全的特点是知识点特多,更新快,一些微妙的特定技巧还很难用语言讲清楚,基本只能靠自己去摸索领悟。因此需要创造条件鼓励学生自主学习和进修。
1.设计的实验实训题目不完全定死,保留一定的灵活性,必要时给出思考题和提高难度的操作题。
2.利用目前硬件资源比以前普及和便宜得多的优势,鼓励学生在课外时间用自己的计算机或购买的服务资源进行相关的系统构建或项目开发。例如我院的一个社团曾通过自己购买VPS服务器、DNS域名,自己开发宣传用网站等,使负责网络建设和维护的同学得到了极大的锻炼。
【关键词】计算机网络基础;任务驱动教学法;教学目标;教学过程实施;学习评价
《计算机网络基础》课程是一门理论性和实践性很强的课程,涵盖了网络基础知识、数据通信基础知识、网络体系结构、局域网技术、广域网和Internet应用等,全面介绍了有关网络的基础知识。在高职高专学生的职业技能培养已经成为全社会共识的今天,传统讲授式教学方法已经不能满足高职学生的教学需要,各种新生的教学方法应运而生。在《计算机网络基础》教学中尝试采用“任务驱动教学法”,经过具体的教学实践,使其成为一种适用于具有较强实践性课程的教学方法,能够真正全面提升学生的综合职业能力。
一、理论基础
“任务驱动教学法”是一种区别于传统教学模式的新型教学方法,它是以任务为中心、以学生为主体的教学方法。在教学过程中让学生在任务驱动下,运用所学知识去发现问题、分析问题,最终寻找途径去解决问题,教师在此期间主要起帮助和指导的作用。任务驱动使理论教学与实践教学相结合,激发学生的学习兴趣,提高了实践动手能力。在教学过程中,用实际工作任务组织教学,不需要学生一定要掌握定理和公式的推导过程,原理知识的成因,而是侧重掌握如何运用已学知识去解决问题,应使用哪些公式及原理,应该用怎样的步骤和方法,怎样解决问题才能得出最佳方案,这种教学方法恰好可以体现高职院校的办学特色。
“任务驱动教学法”侧重实践,很适合《计算机网络基础》课程的教学,因为该门课程具有很强的实践性,它要求学生不仅要学好理论基础知识,又要掌握实际操作技能,同时要求学生具有一定的自主学习能力和独立分析、解决问题的能力。对高职院校毕业的计算机网络专业学生就业情况的分析显示,其毕业生主要工作岗位是网络施工员、综合布线员、网络工程师等,这就需要毕业生具有解决实际问题的能力。而任务驱动教学在任务的设计阶段就是把生产一线具有典型意义的工作项目作为任务下达给学生,学生在完成任务的过程培养了实践动手能力,从而有利于实现高职院校培养高等应用技术型人才的目标。
二、实施过程
1. 教学目标分析
通过本课程的学习,应使学生能够在已有的计算机基础知识、计算机原理及掌握计算机基本操作技能等基础上,对计算机网络技术有一个系统的、全面的了解;理解和掌握计算机网络技术的基本知识、基本理论和网络基本工作原理,并具备实际操作能力,使学生能够设计和组建不同规模的计算机网络;为今后深入学习网络知识、掌握网络技术打下良好的基础;在系统理解和掌握网络基本原理的基础上,了解和掌握有关网络的国际标准、网络应用技术、网络发展趋势,以及与网络工程有关的综合布线系统。培养其创新精神、创业能力、实践能力,使之成为计算机网络技术方面初中级应用型专门技术人员。
2. 教学条件创建
(1)教材选用及建设
在选用高教出版社出版的具有一定实用性及科学性教材的基础上。通过不断完善,自编教材。自编教材中任务驱动选取上本着理论与实践深度融合、强化职业技能的原则;内容在理论“够用、适度”的基础上,增加教材的职业拓展训练。每个知识点都配以相应的任务,通过任务解决的过程深化知识的实践应用能力及职业拓展能力;教材组织方面以实际工程任务驱动为主线,构建“基于工作过程”的任务体系教材,突出高等职业技能培养和教材的实用性。
(2)实践教学环境创建
以下为用于本课程的实训室:
①网络基础实训室
主要设备:计算机60台,交换机、集线器23台,无线路由器2台,网线制作设备一批。可进行的实验项目:局域网组建、调试、管理与维护、网线制作与测试实验、Internet应用实验等。
②网络技术实训室
主要设备:计算机50台(带双网卡),交换机3台,协议分析仪1台,磁带机1台。可进行的实训项目:网络操作系统(Windows 2003和Linux)的管理与应用,网络安全、逻辑网络架构实现等。
③网络管理实训室
主要设备:计算机35台,CISCO路由器20台,CISCO交换机21台,华为防火墙5台,程控交换机1台,MODEM 12台。可进行的实训项目:局域网组建与调试、网络安全技术、网络综合技术、网络设备配置与互连、网络协议与配置、物理网络架构、网络管理、网络系统综合项目实训等。
(3)学习环境创建
学生可在图书馆和电子图书馆查阅计算机网络基础实践操作相关参考书;教师可提前下发任务单、信息单等实训资料。通过对每个任务驱动下设子任务,使学生在课前有目的的进行必要资料的查询,养成目标性学习的好习惯。
3. 教学设计思路
(1)以评促学,以评带做,“教、学、做、评”一体化
每个任务驱动下设子任务的内容都是根据企业的典型工作任务,将实际生产及生活中的典型应用引用至实践教学当中,培养学生职业岗位技能,采用在做中教、在做中学,对全过程进行评价跟踪的教学模式,以评价督促学生学习,以评价带动学生练习。
(2)逐步引入,分任务驱动,激发学生学习兴趣
以若干个任务驱动下的子任务为载体,将子任务分为信息收集、建立计划、具体实施、完成展示四个步骤来完成,每个步骤设置学习任务,学习任务从易到难,层层递进,让学生在完成任务的过程中感受成功的喜悦,激发兴趣,达到学生乐做、乐学的目的。
(3)以企业任务驱动的标准组织教学过程
为学生创建企业真实的工作情境,围绕任务设计解读任务制定计划实践操作总结评价拓展训练五个教学环节,使学生体验实际工作流程,在实际工作流程中培养学生的专业技能,提升专业知识,从而不断拓展学生的职业能力。
4. 任务驱动教学举例
根据《计算机网络基础》课程教学目标,可以将课程教学内容设计成若干任务。对于期中相对独立的教学内容,可单独设计任务;对于相互联系的内容,可设计成综合任务。同时,任务设计要将重点、难点分散在每个任务中。下面以《计算机网络基础》中“校园网网络构建”项目为例来介绍任务驱动教学法的应用。
首先我们要针对本项目的知识点与学生情况分析教学的专业目标、方法目标和社会目标,要求学生通过本项目的学习,能够掌握办公网络交换配置,办公/商户网络路由配置,办公网络安全配置,商户无线网络配置,同时培养学生具备网络工程师所应有的严谨工作态度,具有较强的计划组织能力和团队协作能力。根据这样的教学目标提出本项目的任务。为了完成这个任务,我们可以把它分成以下几个子任务:
子任务一:办公网络交换配置。
子任务二:办公/商户网络路由配置。
子任务三:办公网络安全配置。
子任务四:商户无线网络配置。
任务体现出来后,教师不要急于讲解,否则又变为了传统的教学模式。而是让学生分组进行思考、讨论、分析,尝试去完成任务,因为任务中有许多内容是以前课程没有学习过的,包含了新的知识点,学生有完成的兴趣,但又不知道该如何下手,会提出许多问题,这时教师就要进行前导知识的讲解,并引导学生进行分析讨论,指导学生逐步分析问题,明确目标,并及时给出相关资料,可以向学生提供解决该问题的相关信息,让学生借助网络、图书馆等媒介去查询资料。如上述子任务二中,教师需要引导学生去掌握办公网络、商户网络及路由配置等相关知识,只有理解了上述内容,学生才能正确地完成任务。在这个过程中,老师应起到引导作用,注重学生的独立发展,培养学生的自学能力。同时,在此过程中,更要鼓励学生互相合作,协作学习,共同来完成任务。为避免结果雷同,分组是可给出不同的原始数据,小组内成员按模块进行不同的分工,组内进行方案和疑难问题的讨论。如子任务三中,可对班级给出三组不同的原始数据,最终得出三种不同的设计方案,在任务完成过程中,每位学生都参与了设计,避免了抄袭。
5. 任务驱动式教学的任务评价
学生完成任务之后,由教师进行评价总结。通过评价分析解决问题的方法,教师要强调完成任务的重点所在,引导学生归纳总结,对存在的问题提出相应的解决方法。在完成任务的过程中学生已经构建了自己的认知结构,但还不够完善,还需要通过教师对其结果的分析评价,达到完整的认知结构,从而实现教学目标。每完成一个子任务,由各小组的一个代表进行发言,阐述分析问题、解决问题的过程,不同小组之间进行讨论,由教师进行总结,完成教学任务。对学生的任务评价,既要注重学生知识、技能的理解和掌握,更要注重他们在学习过程中的变化和发展,评价内容可以包括参与讨论的积极性、自信心、实践操作能力、组织、交流能力,以及独立的思考能力、创新的思维能力等方面。评价的手段和形式应多种多样,如论文、答辩、评比等形式。要将过程评价与结果评价相结合,充分关注学生的个体差异,发挥评价的激励作用,增强学生的信心,提高学生的实践应用技能。最终的期末分数,课程考核与实际操作可按5:5比例给出,而课程考核分数可按4:6(平时成绩:考试成绩)给出。
三、结论
“任务驱动教学法”是基于构建主义学习理论上的一种教学方法。最终的目标是使学生在真实情境的驱动下,在探究式解决问题和完成任务的过程中,在团队协作的环境中,在讨论的氛围中进行学习活动。在教学过程中,任务的设计、教学的组织及教学评价等都对教师提出了更高的要求,不仅要求高职教师具备理论知识,而且要对课程所涉及的生产实际应用有较广泛的了解,这就需要教师也要不断学习,不断完善知识结构体系。与传统教学相比,采用这种教学方法学生的学习积极性得到极大提高,知识的应用能力得到增强,同时提高了学生的探索创新精神与团队合作精神。这种教学方式有利于学生综合素质的全面提升,利于创新型工程技术人才的培养。
关键词:网络工程;实践教学体系;课程实验;课程设计;实训
中图分类号:TE82-4 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 21-0000-02
随着科学技术的发展,社会的进步,企业对人才的要求也在不断变化,因此,大学本科教育应从精英教育逐步转向大众教育,从“理论型”转向“应用创新型”人才培养,根据对IT市场对网络工程专业人才的需求调研以及对网络工程专业实践教学环节进行的反复论证,设计了网络工程实践课程与教学内容,制定了相应的实践环节教学体系。
1 网络工程专业实践体系的建设思路
网络工程专业在2012年教育部新专业目录中已被确定为一级学科,根据国家科技发展战略及我校对网络工程专业人才培养的定位和要求,以及网络工程专业对实践要求相对较多,因此,将网络工程专业人才培养目标定位于“应用创新型”。应用创新主要体现在教会学生如何将网络工程的基本理论和原理应用到工程实践中,人才培养的实践环节侧重于培养学生的实践动手能力及工程能力。网络工程专业学生除掌握必备的理论知识,更需具有较强的工程技能,在校期间较为完善的工程实践训练,使得网络工程专业毕业生的就业可以是网络工程的规划设计、建设、管理和维护;网络安全系统的设计等多领域、多行业。
目前,我国高等教育人才培养方案大多主要由普通教育(又称通识教育)、专业基础教育、专业教育(通常包括专业必修课、专业方向选修课及专业任选课)等组成。在人才培养方案制定的总体原则和框架指导下,制定了网络工程专业的人才培养方案,其中实践教学环节的比例达到了40%以上,为了达到实践教学的效果,精心设计了实践教学体系,制定了实践教学四年不断线的主体思路,结合网络工程专业实践性较强的特点及社会对网络工程专业人才的要求,认真研究并改革课程内实验教学的实验内容、实验方法及实验手段,适当增加综合性、设计性及创新性实验的比例,加强学生实验创新能力的培养和训练;对专业基础课、专业课的课程设计及毕业设计(或论文)的选题方式、选题范围等充分与生产、科研及社会实际相结合,真正做到题目来源于实际,最后再应用到实际中;每个暑假设置为工作学期,从大一到大三的三个工作学期,对学生安排适当的社会实践任务,大一的工作学期通常安排学生到IT企业或市场进行调研,完成调研报告,主要了解目前网络工程相关的产品行情及IT行业对网络工程专业人才的要求;大二的工作学期安排学生到IT相关企业进行认识实习,对专业有整体和初步的认识;大三的工作学期主要安排学生到IT企业完成与专业相关的工作,进入顶岗实习阶段,使学生体会到:什么是工作、自己目前对社会能做什么贡献等,使学生更加明确学习的目标和存在的不足,以便更好地完成大四的收尾学习。
网络工程专业的实践教学是本专业人才培养的重要组成部分,是理论教学的必要补充及延伸,也是学生将所学的专业理论知识与实践相结合的重要手段和必不可少的重要过程,更是校企联合实践基地建设的一个重要环节。
2 网络工程专业实践体系的具体内容
从课程体系来看,网络工程专业的实践课程体系主要包括课程实践技能培养、专业实践技能培养和专业综合能力培养三个部分,每个部分下面都含有若干实践环节。网络工程专业实践课程体系总体框架如图1所示。
2.1 基础实践技能培养:(1)专业基础课程内实验。专业基础课程内实验主要以辅助专业基础理论课程教学为目的,使学生更深层次地理解所学课程的理论知识,并能有一定应用创新。实验主要分为验证性实验、设计性实验、综合性实验及创新性实验等,主要完成网络工程专业基本的实践技能培养。(2)专业基础课的课程设计。专业基础课的课程设计主要目的是帮助学生理解、掌握、应用课程中所学的知识,综合运用所学知识解决一定的实际问题,课程设计选题以实际应用为主,提高学生应用创新能力。
2.2 专业实践技能培养。主要针对网络工程专业实践性较强的特点,从体系上划分为专业课程内实验、课程设计、实习实训、专业认证培训、综合训练等五大模块。网络工程专业实践教学体系五大模块的具体内容如图2所示。
(1)课程内实验:涉及课程内包含实验的课程主要有软件设计基础、C++程序设计、面向对象程序设计、数据结构、数字电子与数字逻辑、计算机硬件基础、操作系统原理、计算机网络、数据库原理及应用、ORACLE数据库、计算机网络编程、广域网及接入网技术、网络安全、网络管理、网络协议、Linux系统管理与应用等。(2)课程设计:安排的课程设计主要有数据结构课程设计、面向对向程序设计课程设计、数据库原理及应用课程设计、广域网及接入网技术课程设计、计算机网络编程课程设计、网络协议课程设计、网络安全课程设计、网络工程课程设计。(3)实习:认识实习(科技方法训练)、生产实习(网络工程项目实践)(包括校园网维护实习、网络施工实习等)、毕业实习。(4)实训:安排二个较为集中的实训,大型网络工程项目综合实训和工作学期(顶岗实习)。大型网络工程项目综合实训安排在第7学期,主要完成校企合作教育,由学校与企业共同完成培养方案,针对不同的学生给出较为个性的培养方案,以期使学生毕业后能尽快适应工作岗位。工作学期(顶岗实习)主要安排在大三的暑期,一般为期3个月左右,也是与企业合作,安排学生到企业一线去工作,把在校所学的理论知识和实践知识应用到企业,到企业解决实践问题,同时找出自身的不足和欠缺,以利最后一年的学习提升。(5)专业认证培训:主要与H3C、思科、红帽等合作,目前已成立了H3C网络学院、红帽学院等,在校期间完成H3C的H3CNE、H3CSE认证教育,思科的CCNA、CCNP认证教育、红帽的RHCSA、RHCE认证教育,鼓励学生通过考试获取1-2个专业资格认证证书,以拓宽就业面,提高就业层次。(6)毕业设计:毕业设计是大学生涯的最后环节,是检验学生对大学四年所学知识的综合应用能力和水平,为今后走上工作岗位做好必要的准备。
3 网络工程专业实践体系的实施与保障
3.1 实验室的建设。学院网络工程专业实验室目前主要有软件实验室(主要完成程序设计、数据库实验、计算机硬件实验、网络安全实验模拟、网络管理实验等)、H3C实验室(主要完成网络搭建、网络配置、网络工程、综合布线实验等实验)、网络协议实验室(主要完成TCP/IP协议族的相关实验)等,信息安全实验室(主要完成信息安全实验)。(1)软件实验室。设有4个软件实验室(与软件学院的软件工程专业共同使用),每个实验室由60台计算机组成,每次实验可容纳60名学生,可以完成软件程序设计类实验、网络安全模拟、网络管理、Linux系统实验等。实验室配置了实验管理平台,学生通过访问控制管理服务器可对教师提问、提交作业等,教师可对学生的实验过程进行监控和管理。(2)H3C实验室。H3C实验室有10组实验设备,每组由2-4台路由器、4-5台交换机和6台计算机组成,每组6名学生,每次实验可容纳60名学生,可以完成中小型网络设计、局域网技术、广域网及接入技术、网络工程、网络规划与设计、网络工程项目实训、毕业设计等教学任务。(3)网络协议实验室。网络协议实验室由1套主控设备和60个节点组成,每6个节点组成一组,共有10组,可同时容纳60人完成实验。网络协议实验室主要承担TCP/IP协议族的网络协议实验和部分网络管理实验,该实验室可完成40多个网络协议实验。同时,实验室配置了网络协议的综合实验管理平台,学生通过实验管理平台可对本组网络设备进行配置,无须手工插拔线缆即可灵活变换网络拓扑结构,从而保证了网络设备端口的使用寿命。
3.2 实践基地的建设。实践基地建设分校内和校外两部分,校内实践基地有学院实验室,主要开展校园网络的维护、管理和应用实习教学。目前已建立了17家校外实践基地,学生在各校外实践基地主要完成认识实习、生产实习、工作学期(每年暑假学生进入企业的工作学期)、网络工程项目实训等教学任务。
3.3 实训基地的建设。软件学院与东软集团、大连华信、大连中软、大连海辉、北京金源万博、沈阳东鹏电子、北京亚思晟、北京亚嵌、ORACLE中国公司、无锡NIIT等公司签订了实训基地协议,学生在这些校外合作的公司里可完成网络规划、设计与集成、网络应用软件的开发、网络设备的管理、网络的运行与维护等方面的实训工作。从网络工程专业2006级学生开始已完成了4届学生的网络工程综合实习、实训任务,并取得了良好的实习、实训效果。
3.4 专业认证教育。根据目前企业对学生要求毕业即能上岗的需求,国内IT类的资格认证较大幅度地增加了对实践能力的考核,而用人企业对具有专业认证证书的学生也给予优先录用,因此,在专业教育的同时,也引导学生有针对性地参加一些专业认证方面的培训,既可提高学生实践能力,同时又通过认证考试获取资格认证证书,为将来就业提供更多、更好的机会。软件学院网络工程专业已开展了H3CNE、H3CSE、CCNA、RHCSA、RHCE、网络设计师(国家软考)等相关认证教育,并已有100多名学生取得了专业认证资格,拓宽了学生的就业面,提高了他们的初次就业层次。
3.5 师资队伍的建设。“青出于蓝而胜于蓝”,学生的能力来源于教师,将来胜于教师。但如果我们的教师工程实践能力弱,又如何能培养出学生的较强的实践能力。因此,师资队伍的建设是第一步。(1)加强师资培训。每年的寒暑假,我们都会派出2-4名青年教师到其他高校或IT企业参加实践教学研讨、会议、课程培训等活动,目的是提高教师的实践能力。鼓励教师积极参加各种认证考试,目前部分教师已获得了H3CNE、H3CSE、RHCSA、RHCE等专业认证证书,对实践教学的开展起到了示范作用。(2)鼓励教师将科研融入教学。教师将自身的科研项目纳入到教学中,既可以增加学生学习知识的热情和积极性,也可以使学生能紧跟专业学科的前沿和社会的发展。目前,软件学院网络工程系已组建了网络架构、网络协议安全、无线网络、信息安全等科研小组,学生也成立了网络技术协会,积极组织学生参与到教师的科研工作中,以科研促进教学。
3.6 实验室的开放。因为学生对课堂所授知识的理解能力各不相同,有些学生在实验课上可能无法完成全部实验,而且教学安排的实验学时也很有限,因此为了更好地完成网络工程专业实践教学且兼顾所有学生的学习,同时给学生提供一个宽松、良好的实验环境,除必要的正常教学外,学院各个实验室全部对学生开放,学生可利用课余时间继续完成课内、外的实验,鼓励尝试创新性实验。
4 网络工程专业实践教学体系的特点
4.1 逐级强化的实践教学模式。网络工程专业以注重基础理论、强调综合实践能力为办学理念,实践教学模式采用“理论、实验、课程设计、实习、实训、毕业设计”等逐级强化方式。
4.2 提高校内外资源利用率。尽量在学院内的实验室和实验设备上完成课程内实验、中小企业网络的模拟建设(含着网络的规划、设计、实施、维护、管理和应用软件的开发等)。到东软集团、同方股份等校外知名的IT企业联合建立的实习实训基地完成专业基础理论知识与工程实践的紧密结合。
4.3 提高课外时间和资源利用率。网络工程专业实践性较强,如果没有充足的实践保障,很难取得较好的成效。学生的应用创新能力、实践能力的培养仅靠教学计划学时内的实验、课程设计等环节无法满足要求,因此,学院尽一切可能为学生提供良好的条件,教师通过给学生布置具有一定难度的作业和任务,积极引导、强化学生将课外时间更多地花到实验室中,在实验中寻找学习的乐趣,在实验中收获学习的成果。
4.4 充分体现实践教学体系的层次和模块。网络工程专业的实践教学体系划分基础课、专业基础课、专业课、专业选修课等多个层次和模块。而且每门课程的实验都包括验证性实验、设计性实验、综合性实验等,对于实践要求较强的课程采用实验与课程设计联合的方式完成。为了锻炼学生综合运用知识的能力,给出了“网络工程综合课程设计”,该课程设计涉及到计算机网络、局域网技术、广域网及接入网技术、网络管理、网络安全、网络工程、计算机网络编程等多门课程所讲授的知识,可以用它来检验学生的综合能力和水平。这样可以使我们的毕业生在今后能够根据不同类型用户的需要,可从事网络工程的规划、设计、开发;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等。
5 结语
针对网络工程专业实践性较强的特点,根据企业、行业对人才需求的要求,构建了网络工程专业由课程内实验、课程设计、实习、实训、毕业设计等环节的实践教学体系,并建设了相关的实验室和实习、实训基地,在4届网络工程专业学生实践中取得了较好的实践效果。在今后的网络工程专业教学实践与改革中,将主要从以下几个方面加强实践教学体系的建设:(1)组建新的实验室,如信息安全、无线网络技术、网络工程综合实训等实验室;(2)选取部分具有前后相关性的、实践性较强的课程进行一体化实践教学,如计算机网络、网络协议、网络工程等课程可以进行联合实践教学,重新整合实验部分,授课在实验室完成,边讲边练、讲练结合,最后到企业实施检验教学效果;(3)进一步加强、拓宽校企合作教育实践基地的建设,提高校企合作教育层次,探讨校企合作教育的深度和广度,为培养“卓越工程师”做准备。
参考文献:
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[作者简介]
【关键词】高职计算机网络专业校本教材编写
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2012)10C-0152-02
职业教育课程标准是职业教育教材编写和出版的依据,也是职业教育教学必须达到的质量标准。在教材开发之前,应组织相关行业专家、课程专家及骨干教师对该课程所包含的工作任务和职业能力进行深入分析,并参照教学目标、职业资格认证的相关要求和学生的基本素质等来确定教材的内容及组织形式。
Cisco网络技术是计算机网络技术专业的一门专业核心课程,也是相关专业的一门专业课程,是一门理论与实践相结合的课程,具有一定的难度与理论深度。本课程主要培养学生在系统集成、网络管理员岗位所必需的网络设备(交换机、路由器、防火墙等)的配置、管理与维护、网络组建等技能,是一门面向职业岗位的技术应用类课程。根据Cisco网络技术课程的定位,其相应的教材主要用作高职高专计算机网络技术专业和相关专业的教材,也可以作为工程技术人员的参考书。因此,在校本教材编写时应多从学生的角度考虑,要让学生“便于学”、“学中做”,而不能首先考虑教师“便于教”。本文以Cisco网络技术课程教材为例,探索高职计算机网络专业校本教材编写。
一、教材目标
(一)知识目标。帮助学生巩固计算机网络的基础知识,掌握交换机、路由器的工作原理,掌握常用路由协议RIP、OSPF等的工作原理,掌握无线网络技术,掌握VLAN、STP的工作原理,明确它们在网络互连中的作用。
(二)技能目标。在网络技术专业的就业岗位中,需要具备网络规划、网络组建、网络管理与维护的技能。Cisco网络技术课程承担利用网络设备互连网络的训练任务,具体讲需要具备以下职业技能:(1)Cisco网络设备(交换机、路由器、防火墙、无线路由器、无线交换机、无线AP)的基本配置能力。(2)利用Cisco交换机构建交换网络的能力。(3)利用Cisco路由器构建路由网络的能力。(4)构建广域网互连的能力。(5)构建无线网络的能力。(6)利用各种网络安全技术实现网络安全的能力。
二、教材内容的编排
(一)以职业岗位工作任务和职业技能作依据。计算机网络技术专业的主要就业岗位为系统集成技术员岗位、网络管理员岗位、网络产品售前/售后技术支持岗位、网站建设管理与维护岗位、网络编程岗位等。我们通过大量调研工作总结出与本课程有关的岗位所需要的能力,并以此组织教学内容。网络专业典型的职业岗位是网络管理员,该岗位有四个典型的工作任务,其中Cisco网络技术课程对应的是网络互联技术工作任务。
教材内容要体现出针对性、适用性、职业性。在内容的选取上,打破原来知识系统的分类,根据课程对应的岗位技能来选取,突出岗位职业能力的培养,以“功能导向”为思路,对网络互联技术岗位职业技能进行模块划分,每个模块包含若干个技能训练任务,每个模块、每个任务与岗位技能相对应,以功能为目标,避免过深的理论,强调培养学生在功能上分析问题、解决问题的能力。从教材内容的组织上看,要考虑以基本技能、专业技能、综合技能为线索组织教材内容。
(二)依据岗位工作过程设置项目和子任务。在教材内容的编排上,加强与岗位工作过程的结合,每个项目对应一个教学模块,每个子任务实现一项或几项基本职业技能。项目与项目之间,任务与任务之间在内容编排上既遵循网络互联岗位任务的职业技能要求,又遵循知识的逻辑顺序,还要兼顾学生的认知规律以及教学组织的便捷性等因素。
在课程教学模式上突破传统的知识传授、教师为主体的教学模式,采用新的项目导向、任务驱动、教学做一体化的课程教学模式,主讲教师在整个任务教学过程中承担任务指导作用,学生是完成任务的主体,这样可显著提高教学效果。
全书可以分为若干个大的实践项目,每个项目下面有若干个任务。每个任务的结构是:任务目标、任务描述、支撑知识、任务实现步骤、任务总结和课后训练。首先给出任务的目标,再对该任务进行简要描述,并以“支撑知识”形式深入浅出地讲解相关的理论与实践知识,然后是任务的具体实现步骤并对整个任务进行一个小结。最后,为了加强学习效果,为每个任务配备若干道习题。只有这样才能使读者理论联系实践,在实践中加深对理论知识的理解。
三、校企合作的教材编写团队
在进行课程教学与建设时,要组织一个结构合理的教学团队。这个团队中不仅有专兼职教师,还要有企业技术人员,要保持教学团队成员年龄、职称、学历结构合理,专兼职比例合理,“双师型”教师多,教学队伍稳定。
在进行教材编写时,要组织一个合适的团队,这样才能编写出较高水平的实用教材。该团队是由多年从事Cisco网络技术教学的高校教师、实践经验丰富的工程技术人员、从事Cisco培训的社会培训机构讲师、网络中心负责人等组成。教材编写完成后,由教授、工程师、学生一起从不同角度,全方面地对教材进行审稿。
四、融入现代教学技术的立体化教材建设
在进行课程教学时要采用多种现代教学技术手段来达到教学手段的多样化,教材建设也要相应实施立体化教材,提高教学效果。常用的现代教学技术手段有:
(一)利用课程网站指导学生学习。Cisco网络技术课程教材要提供所有与课程有关的学习资料,如课程标准、实训指导书、PPT课件、习题库等,在网站上公布,供学生学习。
(二)教材要包含利用虚拟仿真环境的操作指导。虚实结合的实训环境是教学的趋势,教材既要有先进的网络实训室进行真实的实训的指导,同时又要有虚拟仿真实训环境的构建指南,为学生提高职业技能奠定良好的理论基础。
(三)向学生推荐优秀专业网站。在编写教材的同时要考虑到配套相应的实训指导书、PPT课件、习题集等辅助资料并公布于课程网站。为了便于学生的自学,在教材附录中可以介绍两个最常用的Cisco路由模拟器。Cisco Packet Tracer是由Cisco公司的一款Cisco设备模拟器,为学习思科网络课程的初学者设计、配置、排除网络故障提供网络模拟环境。另一个是Cisco,它是一个集成环境,功能强大,几乎能够模拟所有的常用网络实验,而且是图形化界面,可以实现可视化操作。有效地构造立体化教材可为课程的培养目标的实现提供有力的保障。
五、打造体现最新技术的校本特色
Cisco网络技术课程校本教材要形成自己的特色,具体表现在:课程内容与时俱进,紧跟计算机网络前沿技术,同时还要嵌入职业资格认证。
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:计算机网络技术;思想政治理论;课堂实践教学
1课程思政教学项目研究意义
计算机网络技术课程按照计算机类教学质量国家标准中属于计算机科学与技术和网络工程专业的核心专业课程,其内容在人才培养方案专业课程设置中承上启下,至关重要作用;且从就业而言,网络工程专业在计算机专业中就业需求量最大,因此学生学习兴趣浓厚、重视度较高。中华民族处于一个新的时代,为实现中华民族的腾飞梦,培养担当民族复兴大任的时代新人尤为重要。以在理论指导下,坚持知识传授与社会主义核心价值观指导相结合,运用能够培养大学生理想信念,价值取向,政治信念和社会责任的主体和内容,进一步将其融入社会主义核心价值观,全面提高大学生的推理辨别是非能力,使其成为德才兼备、全面发展的人才。在教学大纲编写中,以专业课程知识教学为载体,以德育为基础,充分挖掘专业知识中蕴含的道德元素,实现专业课程与思想政治教育的有机结合,渗透到整个教学过程中,帮助学生树立社会主义新时代的核心价值观。通过运用德育主体思想,提炼专业课程中蕴含的思想,使其转化成为具体而生动的社会主义核心价值观的有效教学载体。
通过隐性渗透、寓道德教育于各门专业课程之中,通过润物细无声、滴水穿石的方式,实现显性教育与隐性教育的有机结合。思想政治课的内容过于理论化,容易使学生在课堂上产生枯燥、乏味的情绪。因此,我们应该把计算机网络技术课程加入到学生思想道德教育的队伍中,共同努力挖掘课程的思想政治价值,真正实现全过程、全方位的教育。课程思想政治改革是立德树人的必然要求,也是全面育人的重要途径。作为一名信息工程学院计算机专业教师,要充分意识到改革的重要性,不断加强自己的道德修养,积极探索改革方式方法,及时总结经验与问题,努力走出一条具有专业特色的思想政治教育之路。
以“思想政治课”为目标,通过积极培育和践行社会主义核心价值观,运用哲学方法论,引导学生正确做人、做事,结合以下内容进行设计各教学主体和教育活动。核心价值观--富强:实现科学技术现代化,提高综合国力,圆中国梦。核心价值观--爱国:热爱祖国,热爱人民,展现时代精神;核心价值观--敬业:努力学习,刻苦钻研,有研究和创新精神;为此,本课程与思想政治教育有着相同的方法,最终目的是教学生如何做人和做事。因此,以本课程为载体,对学生进行思想政治教育是衔接密切,可以很好地发挥两者的协同教育作用。
2课程建设基础
我校信息工程学院十二五期间加强应用型人才培养,尤其是计算机网络工程系列技术人才的培养;十三五”期间将建立起较为完善的本科人才培养体系和结构合理、特色鲜明的学科专业体系,同样是以计算机网络系列技术作为主要课程体系。
《计算机网络原理》是信息工程学院本科和专科生的一门专业核课程,同时也是进一步研究TCP/IP体系结构与网络互联的前导课程。本课程围绕计算机网络的基本组成和体系结构,系统地讲述计算机网络系统及其体系结构的基本功能、TCP/IP分层、网络性能指标、以太网和高速以太网、网络路由、传输层协议、网络应用等,同时通过课堂讲授、课程实验相结合的方式,使学生系统地理解计算机网络的基本概念和工作原理,熟悉计算机网络和互联网组成,掌握计算机网络协议的基本分析与设计方法,为进一步学习后续课程,培养对计算机网络系统的认知、设计与应用开发能力奠定良好的基础。国内外许多大学已将计算机网络语言列入了本科教学计划,掌握计算机网络已经成为共识。《计算机网络技术》是计算机网络专业、计算机科学与技术专业、网络工程专业等相关专业的一门重要的网络技术的基础课程,也是网络工程本科教学体系的核心课程。
我校网络工程专业设定的是计算机网络系列课程教学,分别包括网络工程设计,网络操作系统,网络安全技术,路由交换技术,及其相关无线网络技术和数据存储课程等。
这两年,我校信息工程学院同华三和华为公司合作的课程内容,也是计算机网络数字通信系列课程和网络安全、无线网络等课程。其中2019年初的集中实训采用了宝德等公司方案,引进了该公司的讲师,对我校网络工程专业学生进行了构建中小企业网络设计,构建高性能园区网、无线网络技术等课程的集中实训。计算机网络系列课程教学在我校信息工程学院计算机科学与技术专业和网络工程专业规划的课程体系中占有重要地位。
目前,《计算机网络技术》课程开课时间分别是:15-16计科开在第4学期,15-17网工开在第2学期,17计科开在第4学期,18网工开在第2学期。由此可见,开课学期逐渐提前,该课程在专业课程建设中具有重要地位。
3课程建设工作目标和实施计划
诸多学科组成的专业课程是高校教学的重要载体。如何在专业课程中探索思想政治教育的有效要素,并在人才培养的全过程中广泛实施,是当前高校德育工作亟待解决的热点和难点问题。学校以教师教育为基础,立足陶瓷文化为特色,构建服务地方经济社会发展的多学科协调发展的学科专业体现。在专业教育体系中率先开展课程思政改革全过程,多模式,广覆盖,将中华优秀传统文化,社会主义核心价值观要求和做人做事原则融入专业教学。本次研究项目以提高计算机网络技术课教学效果为落脚点,有效整合教学资源,构建全新的计算机网络技术课教学体系,进行思政改革融入到教学实践中:
首先应该提高学生学习兴趣,整个教学过程中培养礼仪意识。现代社会要求大学生不仅要“知书”,更要“达理”。因此,在教学过程中,要润物细无声地向学生渗透礼仪教育。通过课程导入部分,不仅要把课程内容说清楚,而且也要介绍课程的德育目标内容,让学生们知道未来肩负的民族使命是什么,要求什么样的从业道德,国家对岗位在全球化竞争中的要求,以及有哪些是未来从业不能触碰的部分。该部分可以结合实际案例,潜移默化地提升学生在思想政治方面的水平与觉悟。提高计算机网络技术程教学效果,项目实训中培养创新创业意识。在专业课学习过程中,根据各学科和专业的特点,要求学生能够做到学以致用。在这部分将结合实际的思政教学案例进行培训授课,对国家鼓励创新、创业的政策进行讲解,通过和校企合作企业团队的项目实训,让学生有目的的提前感受在创业中的激情,掌握专业技能,参悟领会到团队协作的重要性,树立爱岗敬业的核心价值观。