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(2)设备陈旧,缺乏实用性实验的开设;
(3)科研活动参与率低,未形成完善的创新培养体系;因此,在培养体系、课程平台、教学模式等方面对车辆工程专业网络通信类课程进行全新的探讨,既可以作为对“机电结合,特色分流”交叉教学的补充和深化,也可以通过车辆工程专业“以点带面,见贤思齐”,带动其他专业学生对网络通信类课程的兴趣和创新能力的培养。
2培养体系的改革
现有网络通信类的课程教学以车载CAN和LIN网络理论的认识为主,实验教学则以演示性和验证性内容为主。但是,传统的车载网络已失去原有的主导地位。针对“以车为本兼顾网络”的原则,需要逐步扩大网络通信类的广度和深度,鼓励学生立足本专业课程,学科交叉,勇于探索。通过车辆工程专业导论和认知实习,重点在于拓宽学生视野,初步建立学生对车载网络知识体系的感性认识。展示本专业前期积累的各项成果,如飞思卡尔智能小车等,为后续知识体系交叉学习打下基础。在验证、巩固和加深理论教学的基础上,选择车辆相对独立、功能简单,但系统结构较为完整的网络通信类实验项目,力求学生能在课程实验中能加深对车载网络通信理论知识的理解,掌握车载网络算法优化等方面的基本技能。以课程设计、竞赛的形式,选择适当的课题展开具有实际工程应用的综合训练。围绕汽车行业生产、研发过程中具有实际工程意义的问题进行选择,力求实现能正常运行的实验室样机,提高学生在车载网络通信及优化方面的综合能力。
3课程平台的改革
围绕培养体系的三个层次,对车辆工程专业的课程体系进行了创新性规划,在专业基础课中增设网络通信类基础课程,整合优化成“大机械类基础课程平台”,并配合车辆工程专业主干课,适当增设专业特色选修课,引导学生进行机械设计方向和车载网络通信方向的分流。在先修机械类、通信类公共课程的基础上,以学生的专业兴趣为主要依据,搭建“车载网络特色课程平台”。对原有的课程体系进行调整,既要增设网络通信类课程,还要兼顾原有机电类课程的设置。相互支撑,构建车载网络特色课程群,通过车辆机械与电子信息学科体系的交叉,实现创新型、综合型人才培养的目标。
3.1基础平台
通过增设通信原理、计算机网络等基础课程,结合相应的课程实习,将通信网络类课程融入到基础课程平台中。以主题会议、专家报告等方式向低年级学生介绍行业前沿技术以及网络在汽车中具体应用,形成直观的认知,增强学生的兴趣。由于总课时的限制,通信网络类基础课程以小课时、重实践、多交叉的形式进行调整。由于机械类课程在车辆工程总课时中占有较大的比重,因此网络通信类的课程根据“不同方向不同要求”的原则进行压缩。在总课时不变的前提下,压缩课时量,以增设相关网络通信课程。需要注意的是,在总学时不变的前提条件下,如果不进行专业分流,势必会造成机械类课程与电子信息类课程在学时分配上发生冲突。面向高年级学生进行专业分流,形成车辆与通信互为支撑、优势互补的格局。创新性的将部分学生引导到车载网络通信方向,有效缓解机械与通信类课时冲突的问题。
3.2特色平台
围绕新能源汽车、车载网络等汽车行业重点研究方向,设置课题研究小组,由教授或副教授担任负责人,配备2-3位中级职称的教师和实验室教师,团队结构合理,知识体系交叉,阶梯分工明确形成结构合理的学术团队。鼓励不同专业方向的学生进行自由组合,选择部分动手能力强的学生参加科研课题研究,为学生的科技创新提供支持。创新平台的课程覆盖了车辆、机械、通信等领域,涉及汽车电子、新能源和通信网络等多个方向,满足车辆工程本科专业学生的兴趣要求。团队结构合理,知识体系交叉,阶梯分工明确;对部分优秀本科生,仿照研究生的培养方式实行导师指导的培养制度,进入实验室协助配合研究生完成相应的课题研究,实现导师负责、研究生协助的双导师培养制度。
4教学模式的构建
教师在课程中的教学质量直接影响到学生的学习兴趣和创新能力的培养。网络通信类课程的改革,要求教师同时具备车辆工程和网络通信的知识,既能将教学内容从机械知识结构拓展到网络通信领域,也能够将网络通信领域的最新技术应用到车辆工程中。但我国高校中在机械工程和电子信息领域中的“双师型”教师数量明显不足,缺乏具有实践经验的中高级技术人员。为了充实教学队伍,可以聘请汽车行业有经验的技术人员作为兼职教师。同时,支持和鼓励教师深入企业学习新技术。鼓励学生将新想法、新创意,以发明专利、科技创新竞赛的形式实现。对构思新颖的选题给予必要的科研经费和指导,同时设定创新学分,进一步推动创新研究。
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1概述
2010年以物联网为代表的信息网络成为我国五大新兴战略性产业之一,万物互联、物联网平台是2016年的世界十大战略科技趋势,培养创新技术人才的各大高校积极响应,近5年先后有上百所学校开设了物联网工程专业。
物联网交叉了多种学科,聚合集成了各类信息技术,是计算机、通信、电子信息、测量控制等多学科技术的融合创新应用,社会需要从事物联网领域的设计、综合分析及系统开发方面的专业技术人才,作为培养物联网工程师的应用型地方本科院校,如何在课程教学中培养学生的工程实践能力是一个永远的课题。
“ZigBee网络原理与应用开发”是物联网工程的专业核心课程之一,学习无线传感网的基本概念、组成原理、网络结构和开发方法,实践各种自然信息的感知、处理到传输、反馈控制等构成无线传感网系统工程的设计方法,课程不但具有高度的抽象性,并具有很强的实践性。本文结合自己的教学经验,就应用型本科“ZigBee网络原理与应用开发”课程的教学改革与实践提出一些自己的想法。
2提高教师专业素养
师者,传道、授业、解惑也。教师是教学活动的直接实施者,优秀的教师专业素养是提高教学质量的必要条件。高校教师的教学具有专业化、个性化、领域化的特点,教师首先要对本学科领域的知识有全面的了解,熟练掌握本专业的知识,了解教学课程涉及的前导课程和知识基础,同时不断学习更新知识,接受新的专业前沿。
“ZigBee网络原理与应用开发”是无线传感网中的一种短距离通信,学科知识包括通信原理、无线传感网原理、传感器技术、程序设计和物联网工程规划,课程开设的基础课程是“C程序设计”、“传感器技术”、“单片机技术及应用”和“通信原理”,教师应该对ZigBee网络原理课程所涉及的学科知识有较好的掌握,对涉及的知识及相互关系能融会贯通,对本课程与基础课程之间的知识衔接、课程在物联网专业中的地位、学生的培养目标有深刻的理解。同时课程的应用性实践性要求教师有一定的科研能力,有一定的物联网工程实践经历和经验,有无线传感网的设计能力和开发能力,这些能力的培养和具备将有效的帮助教师对课程相关知识的理解和应用,在授课中能有理有据,更好的提升教师的授课水平和能力。
3重组课程教学内容
教学的目的是培养学生的认知能力、融合不同课程和专业知识的连接能力、将知识应用在各种社会需求的创新实践能力,能力的培养来自课堂教师的潜移默化。教师授课不是专业知识简单的展现,不是书本知识的重复播放。
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国内对网络工程专业的课程建设主要是在一般理工科基础课程的基础上,首先开设专业基础课程(计算机类和通信类),然后对于网络工程类专业课,不同院系根据自己的培养目标设置不同的方向,大致可分成网络设计与维护的课程群(包括网络通信原理与设计、网络工程规划与设计、综合布线、组网技术、网络性能测试等课程)、网络管理课程群(包括网站管理、网络入侵检测等课程)、网络应用开发课程群(包括联网应用、移动通信应用开发、Web开发技术等课程)[3]。英国贝德福德大学网络工程专业的核心课程设置见表2,课程关系如图1所示。如图1所示,贝德福德大学网络工程专业开设的核心课程数量不多,但由于每个课程被设置为一个单元并且教学时间是一个学年,周期较长,因此教学知识点覆盖面广。一般一门课程根据知识点的差异,由多名教师进行教学。以Networking为例,该课程是网络专业的核心基础课程,主要以网络协议为主线展开教学,在教学中,物理层涉及电子技术相关知识点,由通信专业的教师讲授,而网络层的通信协议和原理主要由网络专业的教师讲授,高层应用协议由具有应用软件开发经验的教师讲授。各个教师可以在自己的专业方向上展开教学,体现了教学的深度;在授课过程中,依据教学大纲是唯一的教学要求,教师可以对自己所授内容进行个性化教学,一般不指定教材,但会要求学生阅读大量指定参考文献,因此一个单元的教学比国内一门课程的教学内容信息量大,并且知识点可以随时更新,不受教材的制约,体现了教学的广度。同时,贝德福德大学计算机系为每个课程单元设置课程组长,负责协调和检查课程教学进度。导师制从研究生拓展到本科生,每名学生都有一名指导教师负责协助其选择所学教学模块,安排学生的学习进度并督促其学习,同时帮助其解决在学习中遇到的各种问题。
3实践教学研究
计算机网络工程强调理论和实践的有机结合,必须围绕工程实践思想组织实施教学,重点突出知识的应用性和实践性,以实际应用场合为核心,以工程经验为指导,强化实战技能,全面培养学生用网、建网、管网、网络应用开发等各方面能力,为学生毕业后适应各种岗位的需求打下基础[4]。然而,国内各高校在教学过程中出于各种主观和客观原因,往往将实践教学弱化或流于形式。贝德福德大学为了强化实践教学,主要采取以下3种措施。(1)在课程设置上将网络实践作为一门独立的课程开设。同样以Networking为例,该课程在国内一般是64学时,而实践课时可能只有12学时或16学时,这样就严重影响了实践教学的开展。贝德福德大学从Networking中分离出一门独立的实践课程NetworkTechnologies,该课程作为一个独立的单元,与理论课程相呼应,但又不拘泥于基础理论,拓展了实践内容的教学时间和范畴,提高了实践教学质量。(2)借用企业培训平台。在实践教学过程中,贝德福德大学和通信企业思科公司洽谈,利用思科的通信实验教学平台和培训模式,强化实践的社会性和实用性,令网络工程专业的学生在学习过程中就接触到市场上的主流技术和培养模式。(3)注重学生项目开发的培训。图1中,UndergraduateProject的前驱课程有两门,一是SocialandProfessionalProjectManagement,二是ResearchMethodologiesandEmergingTechnologies。前一课程的教学目标是掌握项目管理的方法和技能,教师都有过大型项目开发经验,在教学过程中不仅需注重技术问题,还要注重团队合作、项目规划、进度控制等问题。学生必须在课程学习过程中自主建立一个团队,用所学的项目管理知识完成一个开发项目;后一课程主要直接针对学生的毕业设计,向学生讲授学术研究方法和工程技术实施过程。在经过这两门课程的培训后,学生将对网络工程大型项目的实施和管理有一定的实际操作经验。
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一、计算机网络的发展历程
早期的计算机系统是高度集中的,所有设备通过线路直接与中心计算机相连,后来出现了前端处理机和通信控制器,目的是减轻中心计算机的负担。分组交换式的网络称为第二代网络,这个时期的网络产品互相独立,之间没有统一的标准,导致不同体系结构无法互连,不同厂家的设备无法互连。为了实现网络大范围的发展和不同厂家设备的互连,国际标准化组织ISO提出了一个标准框架―OSI/RM网络参考模型,OSI/RM标志着第三代计算机网络的诞生,此时的计算机网络形成了一个开放式和标准化的网络。第四代为互联网时代,随着Internet及局域网技术不断成熟,出现了光纤及高速网络技术,整个网络就像一个对用户透明的、巨大的计算机系统,网络应用、网络经济得到了空前的发展[2]。
二、计算机网络的定义及分类
将地理位置不同的具有独立功能的多个计算机系统利用通信设备和线路互连起来,在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的系统称为计算机网络。按照拓扑结构的不同,可将计算机网络分为:
1.总线型网络
总线型网络中的所有连网设备共用一条物理传输线路,连网设备通过专用的接头接入线路。总线型网络以令牌总线的通信方式进行数据传输。
2.星型网络
星型网络是以一台交换机或者路由器为中心,通过设备缆线连接不同连网设备从而构成的网络。星型网络的通信方式采用集中访问控制策略。
3.环型网络
环型网络中的连网设备通过转发器接入网络,每个转发器仅与两个相邻的转发器有直接的物理线路。环型网络采用令牌环的通信方式进行数据传输。
4.树型网络
树型网络是在总线网上加上分支形成的一种层次结构,其传输介质可以有多条分支,但不形成闭合回路。树型网络通过根节点进行数据转发。
5.网状型网络
网状网络中的任意两个节点均有一条通信链路作为传输通道,它利用冗余的设备和线路来提高网络的可靠性。
三、计算机网络体系结构
由于主机之间进行通信的过程是一个非常复杂的过程,所以通过“分层结构”研究该过程。所谓分层结构就是指把一个复杂系统的设计问题分解成多个层次的局部问题,并明确规定每一层次所必须解决的局部问题。开放系统互连参考模型OSI从底层到顶层分别是:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层及应用层。
因为OSI七层参考模型的制定过程拖沓,协议体系结构过于复杂,层次功能重复太多,所以,得到广泛应用的TCP/IP协议体系结构逐步成为广大计算机厂商和计算机科学界共同遵循的标准。TCP/IP是一个四层的体系结构,这四层分别是:应用层、传输层、网际层和网络接口层[2]。
四、IP地址与子网划分技术
IP地址由32位的二进制数(1或0)组成,包括网络号(包含地址类别)和主机号两个部分。为了表示方便,国际上通行一种“点分十进制表示法”:即将32位地址分为4段,每段8位,组成一个字节,每个字节用一个十进制数表示,每个字节之间用点号“.”分隔。常见的分类IP地址有A、B、C三类。A类地址第一个比特位为“0”;B类地址前两个比特位为“10”;C类地址前三个比特位为“110”。
虽然IP编址可实现两台主机的通信,但它对IP地址的划分不够灵活。当用户的网络拓扑结构发生变动时,比如在原网内部增加了一个局域网络,虽然用户分配的主机号足够使用,但仍需向IP地址管理部门申请一个新的网络号,结构越是复杂的大型组织这样的问题越是严重。而现有的两级编址是无法解决的,为此,一种新方法应运而生―子网划分。子网划分技术将原来的IP地址中的主机号部分重新进行规划,分成子网号和主机号两个部分[3]。
五、构建C/S局域网
C/S局域网的特点:网络中至少有一台服务器;网络中客户端比较多;网络管理安全性高,访问资源受权限限制。
在Windows Server 2003操作系统下,WWW服务器的配置过程:
1.进入Web站点创建向导
在Windows Server 2003中,单击“开始”“程序”“管理工具”“Internet服务管理器”,打开IIS界面。右击服务器名称,在弹出的菜单中单击“新建”项,出现子菜单。
2.设定Web站点说明
单击子菜单中“Web站点”项,出现一个向导提示,单击“下一步”按钮,在“输入Web站点的说明”中,输入对要建立Web站点的说明,一般填入站点的名称。
3.设置Web站点IP地址
单击“下一步”按钮,在“Web站点IP地址”栏中,输入Web站点的IP地址。
4.设置网页所在目录
在指定IP地址之后,需要指定网页所在的起始目录。单击“下一步”按钮,然后在出现的窗口中单击“浏览”按钮,找到网页所在目录后,单击“确定”按钮。
5.完成
单击“下一步”按钮,出现完成提示,再单击“完成”按钮,结束“Web站点创建向导”。
6.测试
完成以上几个步骤,打开浏览器,在地址栏中输入这个网站的IP地址并按Enter键,就会出现设定网站的内容了。至此,创建Web站点的整个过程就完成了。
随着科技的不断发展,计算机网络知识越来越重要,它是计算机技术和网络通信技术紧密结合的一门学科,很多高校非计算机专业都开设了计算机网络基础课。这门课实践性较强,想让学生更好地学习这门课程,除了理论教学,更重要的是加强实践教学,增强学生的动手能力[4]。
参考文献
[1]田华.《计算机网络基础》课程教学探索[J].现代企业教育,2012(21).
[2]宋一兵.计算机网络基础与应用[M].人民邮电出版社.
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1 引言
随着计算机网络在社会应用的日益广泛深入,社会各行各业对计算机网络不同层次人才的需求也日益增加,对从事计算机网络的人员也提出了新的要求。为了适应社会的发展,充分发挥计算机网络在国计民生中的作用,必须培养一批具有一定理论水平和高素质的实践应用型人才。本文从理论、实训、对任课教师的要求、教学方法与手段、考评模式等几个方面,谈谈高校《计算机网络》课程教学改革的探索。
2 现状分析
《计算机网络》是计算机专业最早开设的专业基础课之一。随着社会经济的发展和科技的进步,《计算机网络》已经列为计算机、信息和通信等相关专业的学科基础课。但多年来,该课程一直延续着传统的教学内容和教学模式:以网络的工作原理为纲、以OSI/RM为主线进行理论教学。教学内容理论多实践少,知识点相对陈旧;教学方法单一,几乎不涉及工程和应用技术,适应面窄,很难跟上专业课教学的发展,达不到学以致用的目的。这也不符合高职高专以应用能力为主的人才培养的模式。因此,《计算机网络》课程要以实用为目标、以就业为导向,进行教学改革,不苛求其系统性、严密性,而突出其实用性、宽广性。
3 课程概述
计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物,以数学理论为基础,有自己独立的理论体系和知识架构。该课程的教学目标:通过本课程的教与学,使学生熟悉计算机网络的体系结构,熟悉通信协议、路由协议的机理和常见网络设备的工作原理;具备网络设备的安装、调试和基本维护的能力,能够根据需要进行中小型网络的规划、设计、组装和维护,掌握一定的网络安全技术和管理知识,具备应用计算机网络技术解决实际问题的能力。根据该目标,本课程在知识体系的构架设计上,以针对性和实用性为出发点,以于解决实际问题为目的,将教学的侧重点定位在对学生网络设备的安装与调试、网络规划与设计等应用能力的培养上;在原理的深度上,本着“必需、够用”的基本原则,使学生能对计算机网络有较全面的和系统的了解,掌握计算机网络及通信的基础知识和基本理论;在教学方法上,侧重于对实际问题的分析,以实际问题为蓝图建立教学模型;在教学效果上,以掌握中小型网络的规划设计以及交换机、路由器的配置为核心,力争让学生摆脱复杂的理论概念,重点培养和训练他们解决实际问题的意识和能力。
4 对教师综合素质的要求
根据该课程的教学目标的剖析以及社会对计算机网络技术人才的技能需求,要求任课教师除应具有较扎实的理论基础知识外,还应具备较为丰富的网络工程和网络技术应用的经验。理论基础知识应包括:(1)计算机软硬件技术和通信技术基础;(2)计算机网络的原理、体系结构和网络安全;(3)常用的通信协议和路由协议的数学模型、工作原理。通过教与学,有助于学生快速形成对网络的初步认识,了解网络运作的机制,了解网络通信协议和路由协议的实现。
网络工程和网络技术应用的经验包括:(1)了解市场上主流网络设备和产品,掌握网络设计的理论和网络工程技术,具有局域网、校园网的规划、设计以及现场施工的经历,有助于培养学生的网络设计与施工技能;(2)熟悉网络设备的结构和工作原理,熟悉常用网络服务的配置和管理,掌握主流网络操作系统,能够诊断常见的网络故障,具有局域网、校园网的管理和维护经验,有助于培养学生的网络管理技能;(3)能够紧跟计算机网络技术的发展前沿,有从事计算机网络相关技术和科研项目的研究,有助于学生了解网络发展的最新动态,接触到比较先进、主流和实用的技术。如果教师缺乏计算机网络基础理论和实际工程经验,没有计算机网络设计、应用经历,将无法把握所讲知识要点,只能照本宣科。所讲内容模糊、粗放,激发不了学生的学习兴趣,达不到预期的教学目标。
5 教学内容
5.1 教学内容规划
在内容设置上,淘汰传统教学中的陈旧内容,以TCP/IP体系为重点,兼顾理论和工程技术,有选择地加入思科等知名网络厂商的最新培训内容和行业前沿技术。主要内容为:(1)计算机网络导论;(2)TCP/IP协议体系;(3)传输介质与通信基础;(4) 网络通信协议,局域网和广域网;(5)IP寻址和路由,路由选择协议,网络互连,Ipv6;(6)交换机的工作原理与配置;(7)以太网技术、以太网的多层交换、无线局域网等;(8)路由器工作原理与配置;(9)用户接入;(10)局域网、校园网的规划、设计、管理和维护等。
5.2 实验设计规划
实践性教学环节是加深理解、验证、巩固课堂教学内容的最有效的方法,是本课程建设中重要组成部分,实践部分实施效果直接影响到整体教学效果。通过对企事业单位所需人才技能的需求调查分析,围绕服务器的配置和管理、交换机的配置和管理、路由器的配置和管理、网络综合布线和局域网的规划与设计等几个方面,精心设置了25个必做基础实验与12个选做实验。对于基础实验,可提供模拟仿真软件或虚拟机让学生利用课后在宿舍中完成;对于选做实验,限制学生必须在实验室中完成。可实施半放式实验教学,规定学生实验的时间与次数。在实验过程中,教师可以给予指导,以促进学生认真完成实验,真正掌握教学内容。实验完成后,要求学生提供实验报告并讲评。通过实验,特别是综合实验和课程设计,能充分调动学生的学习积极性,充分发挥学生的想象力和创造力,让学生对理论中的网络真实化,极大地提高了学习效果,提高了学生解决实际问题的能力。
6 教学方法和教学手段
计算机网络的原理比较抽象,针对难以理解的概念或较为复杂的过程,参考思科等知名厂商的培训资料和网上资源,精心组织和设计了多媒体教学课件以及FLASH动画。通过多种模式教学,使抽象的理论形象化,复杂的过程简单化。提高了学生的学习兴趣,深化了对教学内容的理解。
针对计算机网络知识更新快,新技术发展迅速的特点, 依托校园网,专门开发了课程教学网站。通过该网站,可以很方便地为学生提供新知识、新技术和各种相关模拟软件等多种教学资源。通过设置的讨论区,方便了师生之间的及时沟通、交流,便于教师答疑。通过设置练习区,促进了学生课后对内容的及时消化,加深了对内容的理解。同时,教师也能及时了解学生对重点难点的掌握,可动态调整教学过程,提高教学效果。
7 考评制度
考评制度,在很大程度上左右着学生的学习态度,特点是那些自控能力较差的学生。在传统的教学模式中,本课程一般都采用期末闭卷理论化笔试,总评成绩以期末考试成绩为主。这容易导致学生平时不认真学习,不认真做实验,期末死记硬背搞突击。针对以上缺点,进行了以下考评制度改革:1.平时上课考勤,课后作业练习等都登记评分,老师最终根据学生出勤率以及作业完成情况给平时成绩,平时成绩按10%记入总评成绩;2.对于基础实验和选做实验,指导老师都要写评语、打分,实验平均成绩按15%计入总评成绩;3.对于综合实验或课程设计,则按30%记入总评成绩;4.期末考试成绩按45%计入总评成绩。实践表明,以上制度促进了学生平时学习的积极性,提高了参与实践环节的主动性。
8 小结
几年的教学实践证明,新的教学方案,端正了学生的学习态度、提高了他们的学习积极性、主动性,也充分训练了他们解决实际问题的能力。良好的教学效果也得到了学生和学院的广泛认可。本院开展的《计算机网络》课程教学改革与实践的探索,对于非网络专业的《计算机网络》课程的建设,也有一定的参考价值。
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1引言
伴随着电力信息化的高速发展,电力系统日益完善的OA、ERP、SCM等系统,也急切地需要整合,实现信息的互联互通与资源共享,从而有效发挥信息化的优势。而这一系列的整合无时无刻不需要信息安全的保护。因此,对于电力系统整体来说,信息安全问题是亟待解决的关键之一。上海电力学院作为电力特色明显的院校,2008年成功申报了信息安全专业。
信息安全是由数学、计算机科学与技术和通信工程、电子工程等学科交叉而成的一门综合性学科。目前主要研究领域涉及现代密码学、计算机系统安全、计算机与通信网络安全、信息系统安全、电子商务/电子政务系统安全、信息隐藏与伪装等。
沈昌祥院士指出,高等院校应该根据国际上信息安全技术的发展趋势和我国信息化建设需求,结合本校学科专业结构特点,充分利用现有学科条件和优势,积极促进学科交叉和融合。上海电力学院办学五十余年来,学校始终坚持“立足电力、立足应用、立足一线”的办学方针,坚持面向电力生产和现代化经济建设第一线,培养基础理论扎实,实践能力强的高等工程技术人才。上海电力学院的信息安全专业开办在计算机与信息工程学院,该学院目前下设如下专业:计算机科学与技术,电子信息工程,通信工程,电子科学与技术,软件工程。因此,根据现在的学院专业设置结合信息安全专业的学科特点,信息安全专业的培养以计算机科学技术为主, 兼学电子、通信,同时加强数学、物理基础,了解电力信息网络,掌握信息安全的基本理论和基本技能。再通过学习其他人文类、经济管理类等课程,使学生素质达到专业培养目标的要求。
2课程体系
结合上海电力学院的特点,借鉴其他学校的信息安全培养体系,我校的信息安全专业的课程体系以计算机科学和网络通信、电子信息、密码学基础以及信息安全概论为主线构成学科基础主干课程,在专业培养阶段形成应用密码学、计算机系统安全,计算机网络安全、电子类安全和信息安全实践课程群。
数学主线中包括了概率与数理统计、离散数学、密码学基础等课程。数学类课程为学生理解应用密码学打下了必要的基础。 计算机科学主线中包括数据结构、计算机组成与体系结构、操作系统原理、数据库原理、编译原理、计算机系统安全等课程,为学生建立了对基本计算资源、系统的结构和工作机制的概念,为理解并实施系统的安全奠定了基础。网络通信主线中包括计算机网络、计算机网络安全、通信基础等课程帮助学生理解信息安全理论与结构、安全体系设计以及网络安全工程的问题。电子类课程主线包括电路与模拟电子技术、数字电子技术、现代数字系统设计、基于嵌入式系统的信息处理、 基于身份识别的信息安全技术应用等,解决学生理解电子技术及其安全技术应用等问题。
根据上述主线,信息安全专业本科要求修读的课程分为三个层次,通修课,学科基础课,专业课。其中每个层次的课程都分类为必修课和选修课。每个层次的课程设置及结构如表1、表2、表3。
3专业特色
为使学生达到所选专业的培养目标,教学计划中在注重基础课程教学的同时,还安排了系列综合实践技能训练和课外科技活动等环节,以培养和提高学生的求实、创新精神。信息安全专业特色是重视工程实践,注重理论与实践的结合,因此,安排了较为完整的信息安全基础课程和信息安全工程类课程设计在学科基础必修课和专业必修课中都安排了实验课时。除了必修课之外,还安排了集中实践环节,32周,共640学时。其中包括14周的主干课程设计以及18周的毕业设计,如表4所示。综合上面两项内容,在必修课中安排的实验和设计类课程的比例接近35%。
根据表4,前六个学期每个学期末都安排了专业基础课和专业必修课的课程设计。其中,二三和四学期安排了电力特色明显的金工实习、认识实习以及电子工艺实习。在第七学期,学生在老师指导下参加完整的信息安全综合实践,获得较为完整的工程训练,此过程延伸到第八学期的毕业设计。学生通过课内实验、综合设计和毕业设计的多样化、自主性强的培养过程,提高工程训练和设计、合作能力,为其后的研究或设计工作打下牢固的基础。正在筹备的中央和地方共建的电力系统网络安全实验室能够为上述实验提供实际的实验平台。
4师资建设
信息安全是一个综合性很强的、学科交叉的专业,其与传统计算机学科、通信学科、电子学科有相似之处,但也有很多独有的特点和具体要求。信息安全专业教师一方面需要具备扎实的信息安全理论基础,同时还必须紧跟踪技术发展前沿和最新安全动态,了解最新的信息安全技术,具备较强的实际动手操作能力,以满足教学和研究需要。目前,我校现有教师队伍中来自名校的博士有4名,计算机与信息工程学院正通过人才引进、鼓励在职教师攻读博士学位等形式加强师资队伍建设。
5 结束语
笔者根据亲自参与上海电力学院信息安全专业的成功申报及信息安全培养计划的制定,分析了信息安全学科特点,给出了适合上海电力学院特色的应用型信息安全人才培养的课程体系、专业建设特点以及对师资建设的建议。信息安全是一个全新的专业,根据学科发展和市场需求,信息安全人才培养计划也会根据实际培养过程中出现的问题不断作出调整,以适应社会对高层次应用型信息安全人才的需求。
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一、“大学计算机基础”课程教学内容改革的需求
教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会制定的《计算机基础课程教学基本要求》所提出的4×3知识体系结构和1+X课程体系[2],不但回答了上什么课的问题,也科学地阐述了为什么要上这些课的问题。尤其是“大学计算机基础”课程(即1+X中的“1”),在计算机基础教学中占有极其重要的地位。这是我们进行计算机基础课程建设的基石,也是教指委和广大从事计算机基础教学工作的教师们多年辛勤工作的结晶。
由于计算机基础课程所依赖的计算机科学、技术、工程等发展极为迅速,知识更新周期越来越短,使得传统的以技能为主的应用型课程远远滞后于学科发展。尤其是传统的应用技术课程下移到中小学阶段,使得许多高校的大学计算机基础教学入门课程“大学计算机基础”的内容不能满足大学新生的学习要求。笔者最近在和西部一些高校计算机基础课程的教师接触过程中,他们对此更有深刻体会:以技能性为主的计算机基础课程已经到了非改不可的地步。
即使已经进行了课程内容改革的部分学校,仍然面临着课程应该涉及什么内容及如何组织的困惑。不同于大学阶段的数理课程具有完备、循序渐进的体系,计算机基础课程尤其是“大学计算机基础”涉及知识点很多,各种知识互相交叉,很难梳理出一条清晰的脉络,往往从教材到教学过程都是以名词解释为主,也就是解释了“是什么”,却难以进一步解释“为什么”。因此,在新的课程改革中如何表现课程的知识体系就成了亟待解决的问题。例如,在介绍计算环境时,往往局限于具体的机器描述,忽视了对计算环境核心思想的介绍和分析;再如,介绍算法也局限于实现过程,忽视了求解方法的思路。
课程教学内容建设是一项“工程”,不但要解决课程的内容体系,也需要解决如何在教学过程中组织和表现具体的内容。计算机基础教学应该有别于计算机专业教学,不可能也没必要涉及计算机技术的方方面面。大学生学习计算机基础课程,不仅要了解计算机是什么、能够做什么、如何做,更重要的是要了解这个学科领域解决问题的基本方法与特点。计算机作为通识教育的重要内容,不只是简单地拓展学生在计算机方面的知识面,更需要展现计算机学科的思维方式[3]。“大学计算机基础”课程作为大学计算机基础教学的入门课程,需要有相对稳定、体现计算机学科核心思想和方法的内容,不但要解释相关知识是什么,更要回答它们为什么,特别要在不局限于特定机器的条件下,抽象表达计算模型和原理、方法及其实现,因此需要在更高层次上进行课程教学内容建设。
更为值得注意的问题是,由于一些高校“大学计算机基础”教学内容改革的滞后,使得相关学校的教学主管部门开始质疑该课程设置的必要性,有的已经开始将“大学计算机基础”课程从必修改为选修,或者干脆只保留了程序设计类课程。
归根结底,我们必须正视以上问题。能够解决上述问题的关键就是“计算思维”。如果将计算机作为机器,它是一种工具,是具有计算功能的工具;但是,它依赖的科学基础并不是机器本身。这就是把计算机称为“科学的机器”以及把其学科称为“机器的科学”的原因。计算思维反映了计算机学科最本质的特征和最核心的方法。将计算思维能力培养作为计算机基础教学的核心任务,不仅紧紧围绕现有计算机基础教学的根本任务和核心知识内容,而且反映了计算机学科的本质,也体现了通识教育应有的特征[3]。因此,需要全面正确理解计算思维,并运用计算思维的思想对“大学计算机基础”课程的教学内容进行重构。
二、计算思维的核心方法是“构造”
正如陈国良院士等专家所指出的那样:“计算思维不是今天才有,早就存在于中国的古代数学之中,只不过周以真教授使之清晰化和系统化了”。按照周以真教授对计算思维的解释,计算思维建立在计算过程的能力和限制之上,由人或机器执行。这一点特别重要:并非所有计算过程都是由计算机完成的。进一步而言,计算思维最根本的内容,即其本质是抽象(Abstraction)和自动化(Automation)。
现实意义上的计算思维的基础是计算机学科。计算机学科既是构造计算机器的学科也是基于计算机器进行问题求解的学科。从问题求解的角度看,计算机学科所涉及的问题求解均是基于一定计算模型(环境,包括计算机器)和约束上的问题求解。这里所说的计算环境,并非是单一的机器层次上的,而是存在不同层次的计算环境。计算机学科不同的研究领域可以理解为在不同计算环境中的问题求解。例如,在抽象级上的图灵机研究;在指令级上的硬件设计;在语言级上的程序设计;在系统级上的操作系统、数据库设计以及应用软件设计,等等。
无论面向什么层次的计算环境,问题求解首先需要解决的是问题的表示,例如编码/解码和建模等都是典型的例子。只有这样才能够建立计算环境所能理解的基本计算对象,进而为基于计算环境的问题求解提供可能。进一步需要设计问题求解过程,典型的方法有:约简、嵌入、转化、仿真、递归、并行、启发式推理、平衡与折中等。最后需要验证以确定计算过程的正确性与效率,典型方法有预防、保护、冗余、容错、纠错等,其中还需要多维度(时间、空间、简洁、社会、成本)考量计算的效率。
因此,从本质上说,计算思维的核心方法是“构造”(Construct)。这里面包括了三种构造形态:对象构造、过程构造和验证构造[3]。对象构造是面向计算过程中的各种对象,例如指令、硬件系统、数据组织、程序函数/组件、系统软件等;过程构造是基于对象的计算形态的构造,例如指令的执行、算法(涉及数据组织和语言)、计算资源调度、分布式处理、软件工程等;验证构造则是针对前述两个构造的有效性分析,包括测试与分析、系统安全性、可靠性及对社会的影响等。因此,计算思维能力的重要表现就在于培养其构造能力。
进一步地讲,我们可以将计算机学科的12个重复出现的基本概念[6],与“构造”进行关联分析。可以认为这些12个基本概念实际上就是针对对象构造、过程构造和验证构造的不同的方法与原则[3]。
从学科思维角度看,与计算机学科关系最密切的传统思维方法主要是数学思维、逻辑思维和工程思维。计算思维不是一种孤立的思维,在不同层次(环境)上的问题求解也体现了传统思维的许多特征。如下图所示。
计算思维与传统思维图
抽象级(如图灵机)的问题求解具有数学思维的特征,指令/语言级上的问题求解(如程序设计)具有明显的逻辑思维特征,而在系统级的问题求解中则大量应用了工程思维方法。实际上,也可以把数学思维、逻辑思维、工程思维中的相关思想映射到计算机学科相对应的理论、抽象和设计的相关形态上。
和计算机科学与技术专业能力培养不同的是,计算机基础教学层次上的计算思维能力培养不需要也不可能涉及计算思维的方方面面,而应该面向各专业计算机应用需求,培养学生基本的计算思维能力。主要体现在3个方面,即:对计算机的认知能力,具有判断和选择计算机工具与方法的能力(包括运用信息技术的学习能力等)以及运用计算机解决专业问题的能力。
三、教学内容组织
近年来,许多高校对大学计算机基础课程教学内容进行了大力度的改革,突破了过去那种以计算机应用技能培养为主的教学模式,取而代之的是更多地教授计算机系统知识,更加突出课程的基础性。但是,面对纷繁复杂的计算机专业词汇,如果没有厘清相关的内容体系,无疑将使得学生从“不要学”变成“不会学”,因为即使一个计算机专业的学生要弄清那么多名词、概念也不是一件容易的事。
“大学计算机基础”是高校极为重要的一门计算机基础类课程。该课程内容的改革应该围绕计算思维的核心思想,梳理和删减现有课程教学内容,避免概念的堆积,建立围绕计算思维核心思想的内容组织体系,突出核心的基础内容。
基于上述分析,我们认为“大学计算机基础”教学内容应该涉及抽象级、指令级、语言级以及系统级的典型计算环境,使学生对这些计算环境的基本原理以及基本问题求解方法有所认识,进而从中了解从计算思维的基本方法,培养计算思维的基本能力。因此,下面是我们基于上述思路提出的一种教学内容组织架构。
1.计算的历史与影响。介绍人类追求自动计算的发展历程以及现代计算机技术对经济发展和人类社会进步所带来的影响。今天的计算机从最初的机器发展成为一门学科是人类智慧、想象力发挥到极致的体现。计算机学科与其他各门学科的结合,改进了研究工具和研究方法,促进了各门学科的发展。现在,计算科学已经成为推动人类社会文明进步与科技发展的三大手段之一。
2.计算模型。这是对计算机的高度抽象,最为经典的模型为图灵机/波斯特模型(Turing/Post Model),解释了机器的计算能力及其局限性,同时它还是研究算法的重要工具。按照图灵-丘奇命题,所有可计算的都是图灵机可以执行的。
3.处理器模型。以指令为基础理解具有程序能力的自动计算过程,进而理解现代计算机模型(也被叫做冯·诺依曼模型)。
4.信息的编码与存储。信息的编码与存储是问题表示的基础,也是应用计算机求解问题最基础和核心的工作。通过介绍数制(进制)、逻辑代数和典型数据的编码与组织方法,了解数据在计算机中的基本表示和存储,包括存储器结构和数据的基本组织关系。
5.算法和程序。算法是计算机科学的核心和精髓。通过理解算法的表示与评价、基本算法以及程序的基本控制结构,初步理解计算机解决问题的自动实现过程。
6.操作系统。作为计算平台的操作系统,无疑是计算机软件系统中最为重要的软件,也是构建系统的平台基础。这一部分的内容组织不是基于如何使用操作系统,而是需要理解它是如何解决计算资源的竞争问题,高效实现资源共享与分配等。
7.计算机网络。某种意义上,最为吸引大学生的计算机应用技术就是网络。网络是一个集计算机、通信于一体实现资源共享和信息传递的计算环境。网络技术日新月异,网络的核心思想应该是解决资源共享和信息交换中的“约定”问题以及可靠传递问题。
在以上内容中,“计算的历史与影响”从历史和现实的角度认识计算机技术的影响和作用;“计算模型”在抽象级计算环境上理解计算的基本原理;“处理器模型”则展现指令级计算环境的基本构成,进而理解现代计算机的基本工作原理;“算法和程序”则从语言级计算环境角度说明计算的基本过程和方法,使学生了解计算机问题求解的基本方法;“操作系统”和“计算机网络”都是典型的系统级计算环境,涉及同一物理机中计算资源竞争问题和不同物理机间信息交换问题的解决思路和基本方法,其中也包含了系统效率与验证这些基本的工程方法;“信息编码和存储”是计算机问题求解的基础,也是最基本的计算对象构造。这些内容涉及不同层面的计算环境的基本构造方法以及对象构造、过程构造和验证构造等基本构造内容,是计算思维最基础和核心的内容。
以上归纳,并非完全是教材的章节,也不完全是课堂教学的顺序,而是一个教学内容组织架构。在具体课程教学中,需要根据这个架构,对每部分内容给予合适的描述,使之能够被正确理解。
四、教学实施:以“计算机网络”为例
前面我们设计了一个基于计算思维的“大学计算机基础”课程教学内容组织架构。从整体上看,这个架构所包含的内容与许多高校现有课程的教学内容有较大的重叠和相似。但基于计算思维的计算机基础教学内容改革不仅仅是教学内容体系的梳理,更重要的是在各部分内容的具体教学中如何组织和呈现相应的教学内容,使学生通过学习理解计算思维的基本方法,而不是简单的概念堆积和知识堆积。
我们认为,较为合适的教学过程应该是围绕问题求解的基本过程。即通过问题的引入,寻求解决问题的思路,进而引出问题的解决方法或实现方法,使学生了解相关内容的核心问题和核心解决方法。这里以“计算机网络”部分的教学为例,分析说明相关教学内容的实施方法。
1.问题引入。网络是将分布在不同地理位置上的具有独立工作能力的计算机用通信设备和通信线路连接起来,以实现资源共享和信息传递的系统。因此,网络系统需要解决的核心问题有:收发端的识别(谁收发信息)、内容识别(收发什么信息)、信息传递路径(路由选择)、信息传递的安全性和完整保障(容错技术、较验技术、身份认证)等。在网络技术的每一个环节,都可以通过适当的问题引出各种可能的解决方案以及对最合适、最有效同时也是最经济的方案的选择。因此,网络中的各知识点本身都是问题所致的,也是应该通过问题引入解决方案进而成为技术的。
2.解决思路。解决上述网络核心问题最主要的思路就是“约定”,不同机器之间有了统一的约定之后就可以方便地识别谁发送了什么信息。这种约定在网络技术里就是各种各样的协议。所以,在网络技术中最为经典的表述就是“有网络必有通信,有通信必有协议”。为了减少网络协议设计的复杂性,网络设计者并不是设计一个单一、巨大的协议来满足所有的网络通信要求,而是采用把通信问题划分为许多个小问题,并相应设计单独的协议,使得每个协议的设计、分析、编码和测试都比较容易。网络分层模型就是这种思想的体现,也体现了约简、分解、调度、折中等计算思维的思想。
3.现有实现。网络分层模型在目前实际网络应用中就是OSI/Internet模型,前者是7层协议模型,后者是4层结构。在现实应用中,网络有不同的类型,比如按照网络的覆盖范围有:局域网、城域网、广域网和互联网等。
4.进一步发问。可以进一步地深入分析网络问题,例如:IP是实现收发端识别的基本方法,但当IP地址濒临枯竭,就需要有新的解决方案,如动态IP、IP6等;如果联网的机器过多,那么就会出现通信中的瓶颈,如何解决?这就是网络规模问题,现行的解决方案是设立A、B、C三类网络,以适应不同规模。
层出不穷的网络应用,从技术层面,并没有新的技术,只是各种技术的综合运用,例如Web2.0。在学习了网络的基本知识以后,再通过回溯的方法思考“网络模型”,也许能够使学习者有豁然开朗之感。有关虚拟世界的议论,很大程度上是社会问题,而不是技术本身,因此通过问题引入的学习,不但能够使得学生对具体的技术有所了解,也能够了解到许多网络问题并非是技术问题,但是和技术相关的。这种学习能够使得学习者的视野得到开拓。
以上是以计算机网络为例,分析我们运用计算思维指导计算机基础课程教学的思路。因此,可以将“大学计算机基础”课程教学内容的设计定位于一个适当的高度:围绕计算思维相关的内容体系,结合应用实例和解决问题的过程,在较高的层次上去理解计算过程、计算原理和相关方法。
事实上,无论以何种方法或途径组织计算机基础知识,最终对学习者而言需要把对计算机的感性认识以及使用计算机的激情引导到培养计算思维能力上来。希望学习者在今后的专业学习或者工作中,遇到专业问题能够较为熟练且习惯于思考“如果让计算机来处理这些问题,那么应该如何做”。一个训练有素的专业人员,不但需要知道计算机是如何组成的,也需要知道如何通过抽象表达问题,进而实现自动化处理,同样也需要知道哪些问题是计算机可以解决、哪些问题是计算机不能够解决的。这些就是大学计算机基础课程教学需要达到的教学目标。
参考文献:
[1] 九校联盟(C9)计算机基础教学发展战略联合声明[J]. 中国大学教学,2010(9).
[2] 教育部高等学校计算机基础课程教学指导委员会. 高等学校计算机基础教学发展战略研究报告暨计算机基础课程教学基本要求[M]. 北京:高等教育出版社,2009.
[3] 何钦铭,陆汉权,冯博琴. 计算机基础教学的核心任务是计算思维能力的培养[J]. 中国大学教学,2010(9).
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基金项目:本文系2011年鲁东大学应用型人才培养实验课程教改项目、2011年鲁东大学应用型人才培养教改项目(项目编号:Z1111)、2012年鲁东大学应用型人才培养校企共建课程教改项目的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)02-0038-02
21世纪我国已进入高等教育大众化阶段,在国家全面建设小康社会、走新型工业化道路的大背景下,如何构建并实施新形式下的人才培养方案、提高教育质量、积极培养符合社会需求的创新型和应用型人才是高校正在深入研究的热点课题。鲁东大学把应用型人才培养改革作为2011年的重点工作之一,各个学院都在积极探讨应用型人才培养改革的思路。本文总结了网络工程专业应用型人才培养方案的改革思路,提出了一种以社会需求为导向的人才培养方案。
一、人才培养方案改革的工作思路和目标
人才培养方案是应用型创新创业人才培养的顶层设计,是开展教学工作的基本依据,是提高人才培养质量的重要保证。
在学校党委和学院领导的组织领导下,本次人才培养方案改革的思路和目标是:明确以应用为本的人才培养目标,紧密结合应用型人才培养和教师教育改革的需要,以完善专业方向设置和优化课程体系为重点,通过凝练专业特色和专业方向、调整专业选修课程设置、优化课程教学、强化实践环节等形式构建更加科学、合理的人才培养方案与课程体系,以进一步提高人才培养质量。
二、网络工程专业改革调研
网络工程专业是教育部于2002年新设立的目录外专业,在专业设置上没有任何现成的专业建设经验可供参考。2004年,鲁东大学在充分调研的基础上,结合实际,开展本专业的招生和培养工作。2011年,为了更好地满足应用型人才培养的需要,进一步做好鲁东大学网络工程专业培养方案的优化改革,针对用人单位、在校学生、毕业学生、专业教师以及省内外高校展开了广泛调研。调研采用面访、电话和网络问卷的形式展开,收到了良好的反馈。
调研结果表明,一方面大多数单位认为毕业生的本专业知识基本能满足工作需要。但是对于某些对计算机专业知识要求高的公司来说,学生的专业知识还有待加深、加强。另一方面,社交能力以及专业技能也很重要,而本专业毕业生在这方面还有一定的欠缺。此外,在创新能力和外语应用能力方面还是存在诸多不足。因此,要加强学生以上能力的培养,提高学生的外语水平。专业教师认为应加强校企合作,提高教师的实践能力。在校学生和毕业学生认为应有很强的专业知识、实践能力、身体素质和人文素质才能更好地胜任工作。
同时对南京邮电大学、南京理工大学、厦门理工大学、济南大学等高校进行了调研,调研结果表明,这些学校网络工程专业的培养目标各有不同,各个学校结合自己的强势学科和为地方经济服务的理念,各有自己的特色。调研中还查看了各大招聘网站,了解到近几年网络工程类人才比较紧缺。根据调研结果,明确了本科层次的人才培养定位以及改革的方向,拓宽了办学理念,同时也增强了改革的决心。
三、网络工程专业培养目标及规格
经过充分的调研,明确了鲁东大学网络工程专业的培养目标:[1]培养具有良好的人文素质和科学素养,系统地掌握计算机科学与技术的基本理论知识,掌握计算机网络工程的基本理论和技术,具有较强创新意识和实践能力的知识面较宽、综合素质较高的适应经济和社会发展需要的高级应用型人才。学生毕业后可在科研部门、教育单位、企事业、技术和行政管理部门等单位从事计算机网络、通信及相关领域的研究、教学和技术开发、应用等工作。
本专业学生主要学习计算机网络的基本理论、基础知识及网络工程、网络安全的实用技术,接受网络工程设计、运行管理和性能分析的基本训练,具有独立从事网络系统设计与维护的基本能力。
毕业生应获得以下几方面的知识和能力:掌握计算机科学与技术和计算机网络的基本理论、基本知识;掌握网络协议体系、网络互联技术、网络性能评估等相关知识;掌握网络通信系统的基本原理、基本知识;掌握信息与网络安全的基本理论知识;具有对网络通信系统进行分析、设计、开发、安装、调测和应用的基本能力;掌握计算机系统软、硬件开发的基本方法;具有综合运用所学专业知识,分析和解决实际问题的能力;具有较强的实际动手能力以及与别人协同合作、组织管理的能力和竞争能力;了解与计算机科学技术有关的法规;了解计算机科学与技术及相关领域的发展动态;掌握文献检索的基本方法,具有获取信息的能力;能够熟练地掌握一门外语。
四、网络工程专业课程体系设置
课程体系的设置与实施是保证人才培养目标得以实现的根本。鲁东大学2006年开始实行按学科大类招生,信息科学与工程学院的计算机科学与技术专业、软件工程专业、信息工程专业和网络工程专业按大类电气信息类统一招生,不分专业。一年半后学生按照专业兴趣选取自己的专业。课程体系设置与“按学科招生、分阶段培养”的人才培养模式结合,采用“平台+模块”的结构形式。按照知识结构和课程的层次关系分为通识教育和专业教育两个教育平台。通识教育平台下设必修课程和选修课程两个课程模块;专业教育平台下设专业必修课程、专业方向选修课程和专业任选课程三个课程模块。课程体系基本框架如图1所示。
1.通识教育平台课程设置
通识教育平台体现了素质教育的要求,为学生打下了坚实的学科基础,通识教育平台由必修课程和选修课程组成。
(1)必修课程。必修课程设置注重学生的德、智、体、美全面发展,体现了学科专业的交叉和渗透。具体包括公共基础课程和学科基础课程两个课组。公共基础课程主要培养学生的基本思想修养、身体素质和英语应用能力,且在思想修养课程中增加了实践学分。学科基础课程教学奠定了学生良好的数理基础、较强的逻辑思维能力和理论分析能力。[2]
新版人才培养方案中为了强化语言能力培养,在公共基础课程中增设了“普通话应用”必修环节,通过普通话水平测试,达到二级乙等以上的记为合格。为了培养学生的数学素质,提高其应用数学知识解决实际问题的能力,在学科基础课程中增设了“复变函数与积分变换”课程。
(2)选修课程。选修课程设置是为了进一步拓展学生的学科知识、提高学生的综合素质。具体包括学科选修、人文素质类选修和公共选修三个课组。学生选修课程主要有“数值分析”、“数据建模”等课程,可充分拓展学生的知识面。在学科选修学分中学生需获得2个创新学分。创新学分可以通过参加各种竞赛活动、参与课题等方式获得,通过这种方式可以培养学生的创新精神。学生需从人文素质类课程选修中获得6学分。该组课程主要培养学生的人文素质。课程详细设置如表1所示。[2]
2.专业教育平台课程设置
专业教育平台下设专业必修课程、专业方向选修课程和专业任选课程三个课程模块。专业必修课程为学生具备基本的计算机科学与技术和网络理论打下了坚实的基础。学生可以在专业方向选修课程中任选一个方向模块,完成该方向的所有课程。网络安全及应用方向旨在培养网络环境下安全方向的软件开发人员,学生主要学习网络安全相关的理论知识,加强网络安全软件的开发能力。网络工程技术方向旨在培养具有一定网络工程能力的工程技术人员,学生主要学习网线、构建局域网、利用路由器构建各种网络互联、路由器各种命令的熟练配置、交换机各种命令的各种配置、网络故障分析、异构型网络的互联、无线局域网技术和广域网技术等。对于专业任选课程,学生需选6学分,可从软件工程专业、信息工程专业、计算机科学与技术专业方向的课程中选取,或在本方向的任选课程中选取,学生可以根据自己的兴趣和爱好选取相应的课程。
在应用型人才培养方案中,需强化学生动手能力、实践能力和适应能力的培养。因此,结合专业方向,增强了实践环节。专业平台的必修课程和专业方向课程均设有实践课时,可以提高学生的理论知识水平以及实践能力。
五、结语
目前,鲁东大学网络工程专业教学团队已成为校级教学团队。教学团队全体成员紧紧围绕应用型人才培养方案开展教学,已申请多项省校级教改课题,实时地对课程教学方法、实践教学形式等方面进行了改革,并按照人才培养方案的目标培养适合经济社会需要的应用型人才。
篇9
“计算机网络”课程是桂林电子科技大学计算机科学技术、网络工程、信息安全等专业的核心专业技术基础课之一,也是电子信息工程、自动化、智能科学等专业的专业限选课或任选课之一,通过该课程的教学使学生懂得网络的总体框架结构,能建立网络的概念,重点是使学生掌握网络基本原理和核心协议,并熟悉最常用的网络服务和网络工具,了解网络技术的新发展。
教学目标的正确定位是教学改革行之有效的前提和保障,即明确教学是为培养什么类型人才而服务。计算机网络的教学目标大致可分为三个层次:[1]网络基本应用、网络管理员或网络工程师、网络相关科学研究。其中,网络基本应用目标要求掌握计算机网络的基础知识,在生活、学习和工作中可熟练利用各种网络资源,如浏览新闻、收发电子邮件和查找资料等,适合于电子信息工程、自动化、智能科学等非计算机专业;网络管理员或网络工程师目标要求掌握网络集成、网络管理、网络安全、网络编程等知识和技能,并对其中一项或若干项有所专长,可以胜任如网络规划设计、网络管理与维护、架设各种服务器和网络软硬件产品的开发等工作,适合于计算机科学与技术、网络工程、信息安全等专业;网络相关科学研究要求具备深厚的网络及相关学科的理论基础,今后主要从事科研和深层次开发工作,适合网络相关的研究生。本文主要研究第二层次的改革与实践。
二、“计算机网络”课程教学中存在的问题
传统的“计算机网络”课程教学模式不利于提高学生的学习兴趣,对新形势下的培养目标有一定的制约作用,主要问题表现在几个方面。[2]
1.教材知识结构理论性偏强,教学内容偏离实际应用
目前国内的大多数计算机网络教材都是以osi/rm为索引,分层次展开,全方位介绍各个网络层次的工作原理、相关协议、运行机制等,知识点较多且内容抽象,学生理解起来比较困难,难以提高学习兴趣。osi体系结构是一个较为全面的网络层次结构,但是在实际中并没有得到广泛应用,实际中的网络案例又不完全符合osi体系结构,这往往会使学生对网络结构感到困惑。
2.教学模式落后
最初的教学模式是以教师为中心,通过黑板板书和语言描述向学生传授网络知识。这种方式有利于教师组织和监控整个教学过程,便于系统地传授知识,但不利于学生认知主体作用的发挥,不利于学生自主学习能力的培养。对于网络协议这类较为抽象的理论知识,单纯的板书和描述难以帮助学生对学习内容进行深入理解。
3.实践环节薄弱
一方面,计算机网络实验室的建设相对薄弱,实验设备落后,与实际应用的网络设备具有较大差距,且数量不足,无法保证每名学生具有较好的实验环境。另一方面,实验课程的内容过于流程化和简单化,没有突出对学生创新能力的培养。
4.忽视工程应用
课程的综合性、设计性实验缺乏与工程应用相结合的内容,与之相适应的软件建设滞后,难以将工程应用融入到课堂。
三、“计算机网络”课程的改革与实践
针对以上不足,我们主要在五个方面进行了改革和实践。
1.教材选用与内容优化
不同的专业有不同的教学目标,必须选择相对应的教材。对桂林电子科技大学计算机科学与技术、网络工程、信息安全等专业而言,“计算机网络”课程是专业技术基础课之一,除了要掌握一定的基本网络理论和核心协议,还要求掌握更高一等的技术和技能。经过课题组成员比较,选择谢希仁教授主编的《计算机网络》;在外文教材和双语授课时选择andrew s.t.的《computer network》英文教材。
对电子信息工程、自动化、智能科学等专业而言,“计算机网络”课程是专业限选课或任选课之一,侧重于网络基本理论与应用。经过课题组成员比较,拟选择乔正洪的《计算机网络技术与应用》。
针对教材内容太多、偏重于介绍理论、欠缺实践环节、与工程联系不够紧密等问题,在讲授的时候略去了部分内容,比如安全方面的内容(另外一门课讲授),增加了一些实践相关的内容,如winsock编程、路由器基本操作等。在教学内容上力求推陈出新,引进和精选当代网络技术新发展及新应用作为网络基础的指向,在不断更新教学内容的同时优化课程体系,将基础知识与现代技术紧密结合,培养学生的创新意识和发展意愿。
2.坚持“教师为主导、学生为主体,因材施教”的教学模式
(1)贯彻基础课的教学必须和科学技术同步发展的教学观念,[3]建立终身教育的观念。科学发展与基础课程的教学改革相结合,以学科建设推动基础课程教学的改革。基础课程教学的改革又支撑新型专业建设与学科的发展,推进人才培养目标的实现。
更新教学内容的同时优化课程体系,将基础知识与现代通信技术紧密结合,将专业基础知识传授、能力培养和素质教育融为一体,实施知识结构合理、基础扎实、适应能力强、有创新精神和实践能力为基本内容的人才培养模式。
(2)教师为主导,学生为主体,因材施教。改进课堂的教学方法,以人为本,因材施教,充分发挥学生的潜力,提高教师的授课质量。教师努力研究课程的基本知识点以及这些知识点之间的相互关系,处理好信号、数据、信息之间的关系和传输特点;研究重点理论和实践知识点的教学方法,使教学内容更贴近学生,引导和帮助学生掌握基础知识和基本技能。
教师采用“发现式”互动教学方法,通过精心设计教学过程,采用“提出问题+要求解决方法”、“引导思考+适当提示”、“找出学生思路正确部分引申”、“扩充认识解决问题的条件”等方式,把握课程的进度,活跃课堂气氛,开发学生的潜能,使学生在获得知识的同时能从应用的角度思考网络通信中的问题和解决问题的思路,使学生建立科学的思维方法与创新意识。
3.采用先进的教学手段
(1)把多媒体技术引入课堂教学中,使理论和协议架构分析变得生动、形象、具体,同时解决了传统教学中课堂画图既费时效率又低的问题。再辅以现场概要线图等,让学生在学习具体知识时心中有网络体系大框架,便于知识定位。
(2)建立网络教学环境。目前桂林电子科技大学已有四个相关网上资源供学生使用:“计算机网络”课程网站,使师生在任何时候都可以利用网络资源学习;网络辅助教学平台(blackboard):向学生提供资源下载口、作业提交口、讨论区等;思科网络技术培训网站(http://cisco.netacad.net)作为思科网络技术培训基地之一,目前为部分优秀学生开放思科培训网站,让学生参与全球交流,直接接触最新网络技术;教师ftp:作为系统冗余,从教师ftp中学生也可以下载课件等。
4.加大实践教学环节,重视实践能力培养,培养学生的创新意识和创新能力
计算机网络是理论和实践结合非常紧密的一门课程。目前国内外计算机网络相关教材一般都偏重于理论的讲授,而忽视了动手实践方面的引导,为此应实验单独设课,独立考试。实验课学时占总学时的25%,并要求课外1∶1配套。实验内容根据学生的层次、学生的兴趣分为基础层、提高层、综合应用层三个层次。同时,补充了教材上没有的相关内容,如利用套接字进行网络通信编程,培养实践动手能力。而且把原来以教师为中心的实验教学变成了以学生为中心,积极开展开放性实验,延长实验室开放时间,增加大量的设计性或综合性实验,为学生近一步提高动手能力奠定了良好的基础,培养学生的创新意识和创新能力。
5.在课程教学的各环节中大力开发和应用网络技术,以网络技术构建网络课程教与学的互动平台,理论与工程应用并重
计算机网络是一门理论和实验实践相结合的专业基础课程,教师在讲授的过程中贯彻教学理念,引用网络发展历史背景故事和实际应用具体案例来帮助学生理解理论知识,引导学生形成提出问题、分析问题和解决问题的思维模式,培养学生的创新思维能力和综合专业素养。教学采用理论结合实践教学法,通过实验课程开设、实际网络系统参观和课程设计三个渠道将相关网络技术的应用充分融合到课程教学之中,使同学们接触到真实的网络世界,提高实践运用能力,理论与工程应用并重。
实验课程通过综合设计性实验,充分发挥学生的想象力和创新能力,是使学生获得对网络的工作原理与操作方法的感性认识,加深理解、验证、巩固课堂教学内容的最佳途径。
实际网络系统参观是在课程讲授过程中安排并带领学生参观校园网、学院局域网和企业的网络系统,使学生对计算机网络有感性认识。
课程设计要求学生独立设计一个网络应用系统或者分析企业已有计算机网络系统中存在的问题,提出改进方案,为企业设计满足实际需求的计算机网络系统,使学生理论联系实际,加深对计算机网络课堂教学内容的理解,培养学生灵活运用所学知识的能力。
四、结束语
本课程已建立课堂教学、实验教学、网络教学和工程应用交叉融合的教学结构,各教学环节相辅相成、互相交融,实现“加强基础,注重实践,因材施教,促进创新”的目标,形成了立体化的教学模式。通过这样的互动平台,使教与学进入互动沟通的最佳状态。不仅使教师实现了教懂、教准、教活,学生达到了乐学、善学、活学,而且增强了学生日常使用网络的能力,培养了学生的创新精神和实践能力。
参考文献:
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随着现代通信技术和计算机技术的飞速发展,信息技术正在给人类带来一场新的产业革命,信息已成为人类赖以生存的最重要资源。而信息的社会化、网络化、全球经济的一体化,都受到计算机网络技术的巨大影响,这对高校计算机网络技术专业的教育提出了更高的要求。“计算机网络技术”专业是信息技术通信领域的重要支柱,然而,调查发现目前在计算机网络技术课程的教学中,网络技术飞速发展与师资老化的矛盾日益严重,这将从根本上制约教育质量的发展。另外,一些学校的现行教材中教学内容滞后,以学科为体系的痕迹明显,教学内容偏多偏深,实践与能力培养不够突出,教学要求与培养“以能力为本位”的教学目标存在一定的差距,而且专业实习、实训的设备与计算机技术的发展有一定的差距,学生实验教学往往不能按要求进行,从而对教学改革的进程起到消极影响。
二、计算机网络技术课程教学的优化
1.优化课程体系
在课程设置上,学校应当坚持应用能力“宽窄”结合的方针,使学生逐步深人全面地掌握网络知识,培养学生各个方面的网络应用能力,同时适当兼顾计算机其它应用能力的培养,使学生毕业后能适应多种职业岗位群的需要,按照网络集成、网络管理和网络软件开发三个方向成组设课,强化这三个方面的应用能力。让学生根据自己的兴趣、发展方向和接受能力自主选择相应课程。学校在制定教学计划时应该根据实际情况和社会需求安排四大类课程的教学内容和学时比例。技术基础课以教会学生掌握从事职业岗位所必须的科学原理、方法和使用这些原理和方法去分析、判断、解决生产第一线或工作现场实际问题的能力,技术技能课是以行业的职业技能为目标,将职业理论知识应用于实际岗位操作能力的训练,这两类科目的学时数可以适当减少;公共基础课应满足学生学习和应用职业岗位技能所必备的基本概念、基本原理和基本方法的需要,培养学生掌握科学思维及解决实际问题的方法,课程的学时数比例可以适当加大;而选修课是以跨专业或高新技术等课程为主,以培养学生的就业适应能力、专业技能综合能力,门数尽可能多、范围要广些。
2.丰富教学内容
计算机网络技术主要是关于计算机网络的基本理论,比如有网络的拓扑结构、网络体系、网络设备以及网络应用等,重点是相关内容的理论阐述,网络设备中的网卡主要介绍网卡的结构及工作原理、分类情况以及性能指标等纯理论的知识。教师在教学过程中要注重理论与实践的互相结合,可以结合网卡的性能指标以及分类情况介绍网卡的选型以及网卡的安装等实用知识,将网卡相关的理论与实际结合起来,激发学生的学习动力和学习兴趣。网络应用技术主要介绍电子邮件系统的工作原理、使用的协议等枯燥难懂的内容,教师则可以结合电子邮件的收发工具进行教学,这样既有助于学生对基本原理的理解,提高对实际应用的认识,又能结合相应的社会实践活动。在实验、实训教学中,教学目的是验证理论知识,培养学生的动手操作能力和解决实际工作问题的能力,这就更需要将理论教学和实践教学结合起来,培养学生面对具体问题独立分析、解决的能力,教师应该适当增加专业基础课的实验比例,加强学生的职业技术、技能培养,加强技能实验和设计型实验,扩充专业实训科目,使课堂教学与社会实践有机结合,要求学生独立理解实验、实训任务,自选仪器材料,自行设计方案,独立完成,从而培养学生的创造力。
3.优化教学方法
传统的教学往往是以教师为主,学生则是处于被动学习的状态,整个教学过程体现为学生听、老师讲的单方面交流,学生的认知主要表现为记忆的形成,教师和学生之间缺乏交流。这种学生被动接受的方式是一种静态的教学方式,阻断教师在教学过程中的激情和创造,而使授课平淡、乏味、呆板,严重影响教学效果。因此,现在应采取现代化教学手段进行交互式的教学,采用项目设计制作、现场模拟、社会调查、案例分析等多种多样的教学方式,比如组建网络教室的组建、建设小型校园网的建设、改造小型办公室网络改造等等实践活动,从而丰富整个教学过程,发挥网络通信及网络资源共享的特征,进行网上教育,包括电子教案、电子阅览、电子作业,这将有效缩短教师与学生的距离,加强教学交流,提高教学效果。
4.改革考核方式
考核方式应该可以充分发挥考试的教学功能、教育功能、督促和引导功能、检测、鉴定与评价功能等,使教学内容、教学方法与人才培养模式相一致,促进人才培养质量的提高。在对学生进行考核时,可以沿用传统的试卷考核与社会实践相结合,要求学生完成社会调研报告、市场调研分析等。在考核内容上,要坚持以知识的应用、技能与能力的掌握为主,注重检测学生创新意识和思维水平。确立考试是重要教学环节,充分发挥考试的多种功能,摒弃一次考试下定论的不科学做法,坚持平时考核与期末的总结性、鉴定性考试相结合。而且对于不同的课程可以采用不同的考核方式,如采用职业技能鉴定、完成课程项目、编写项目计划等形式代替课程的考核。这样既有利于提高学生的综合素质,又可以培养学生适应不同的需求,增加工作经验。比如程序设计课,可以要求学生既熟练掌握数据库管理系统的基本知识与使用方法,又具有熟练使用一种中文平台及相应数据库管理系统进行数据处理工作的能力,采用平时考核(如作业与实习报告、阶段测验、课程设计等)和鉴定性考试并用,主要考核基本知识、概念的掌握程度和简单的应用能力等。总之,要改变单一指标评价学习效果为多次考核综合评定成绩,树立高职高专实用型人才的素质教育思想,树立全面考核的思想,构建考核方式多样化。
参考文献:
[1]蔡开裕.计算机网络[M].机械工业出版社,2001.
篇11
随着现代通信技术和计算机技术的飞速发展,信息技术正在给人类带来一场新的产业革命,信息已成为人类赖以生存的最重要资源。而信息的社会化、网络化、全球经济的一体化,都受到计算机网络技术的巨大影响,这对高校计算机网络技术专业的教育提出了更高的要求。“计算机网络技术”专业是信息技术通信领域的重要支柱,然而,调查发现目前在计算机网络技术课程的教学中,网络技术飞速发展与师资老化的矛盾日益严重,这将从根本上制约教育质量的发展。另外,一些学校的现行教材中教学内容滞后,以学科为体系的痕迹明显,教学内容偏多偏深,实践与能力培养不够突出,教学要求与培养“以能力为本位”的教学目标存在一定的差距,而且专业实习、实训的设备与计算机技术的发展有一定的差距,学生实验教学往往不能按要求进行,从而对教学改革的进程起到消极影响。
二、计算机网络技术课程教学的优化
1.优化课程体系
在课程设置上,学校应当坚持应用能力“宽窄”结合的方针,使学生逐步深人全面地掌握网络知识,培养学生各个方面的网络应用能力,同时适当兼顾计算机其它应用能力的培养,使学生毕业后能适应多种职业岗位群的需要,按照网络集成、网络管理和网络软件开发三个方向成组设课,强化这三个方面的应用能力。让学生根据自己的兴趣、发展方向和接受能力自主选择相应课程。学校在制定教学计划时应该根据实际情况和社会需求安排四大类课程的教学内容和学时比例。技术基础课以教会学生掌握从事职业岗位所必须的科学原理、方法和使用这些原理和方法去分析、判断、解决生产第一线或工作现场实际问题的能力,技术技能课是以行业的职业技能为目标,将职业理论知识应用于实际岗位操作能力的训练,这两类科目的学时数可以适当减少;公共基础课应满足学生学习和应用职业岗位技能所必备的基本概念、基本原理和基本方法的需要,培养学生掌握科学思维及解决实际问题的方法,课程的学时数比例可以适当加大;而选修课是以跨专业或高新技术等课程为主,以培养学生的就业适应能力、专业技能综合能力,门数尽可能多、范围要广些。
2.丰富教学内容
计算机网络技术主要是关于计算机网络的基本理论,比如有网络的拓扑结构、网络体系、网络设备以及网络应用等,重点是相关内容的理论阐述,网络设备中的网卡主要介绍网卡的结构及工作原理、分类情况以及性能指标等纯理论的知识。教师在教学过程中要注重理论与实践的互相结合,可以结合网卡的性能指标以及分类情况介绍网卡的选型以及网卡的安装等实用知识,将网卡相关的理论与实际结合起来,激发学生的学习动力和学习兴趣。网络应用技术主要介绍电子邮件系统的工作原理、使用的协议等枯燥难懂的内容,教师则可以结合电子邮件的收发工具进行教学,这样既有助于学生对基本原理的理解,提高对实际应用的认识,又能结合相应的社会实践活动。在实验、实训教学中,教学目的是验证理论知识,培养学生的动手操作能力和解决实际工作问题的能力,这就更需要将理论教学和实践教学结合起来,培养学生面对具体问题独立分析、解决的能力,教师应该适当增加专业基础课的实验比例,加强学生的职业技术、技能培养,加强技能实验和设计型实验,扩充专业实训科目,使课堂教学与社会实践有机结合,要求学生独立理解实验、实训任务,自选仪器材料,自行设计方案,独立完成,从而培养学生的创造力。
3.优化教学方法
传统的教学往往是以教师为主,学生则是处于被动学习的状态,整个教学过程体现为学生听、老师讲的单方面交流,学生的认知主要表现为记忆的形成,教师和学生之间缺乏交流。这种学生被动接受的方式是一种静态的教学方式,阻断教师在教学过程中的激情和创造,而使授课平淡、乏味、呆板,严重影响教学效果。因此,现在应采取现代化教学手段进行交互式的教学,采用项目设计制作、现场模拟、社会调查、案例分析等多种多样的教学方式,比如组建网络教室的组建、建设小型校园网的建设、改造小型办公室网络改造等等实践活动,从而丰富整个教学过程,发挥网络通信及网络资源共享的特征,进行网上教育,包括电子教案、电子阅览、电子作业,这将有效缩短教师与学生的距离,加强教学交流,提高教学效果。
4.改革考核方式
考核方式应该可以充分发挥考试的教学功能、教育功能、督促和引导功能、检测、鉴定与评价功能等,使教学内容、教学方法与人才培养模式相一致,促进人才培养质量的提高。在对学生进行考核时,可以沿用传统的试卷考核与社会实践相结合,要求学生完成社会调研报告、市场调研分析等。在考核内容上,要坚持以知识的应用、技能与能力的掌握为主,注重检测学生创新意识和思维水平。确立考试是重要教学环节,充分发挥考试的多种功能,摒弃一次考试下定论的不科学做法,坚持平时考核与期末的总结性、鉴定性考试相结合。而且对于不同的课程可以采用不同的考核方式,如采用职业技能鉴定、完成课程项目、编写项目计划等形式代替课程的考核。这样既有利于提高学生的综合素质,又可以培养学生适应不同的需求,增加工作经验。比如程序设计课,可以要求学生既熟练掌握数据库管理系统的基本知识与使用方法,又具有熟练使用一种中文平台及相应数据库管理系统进行数据处理工作的能力,采用平时考核(如作业与实习报告、阶段测验、课程设计等)和鉴定性考试并用,主要考核基本知识、概念的掌握程度和简单的应用能力等。总之,要改变单一指标评价学习效果为多次考核综合评定成绩,树立高职高专实用型人才的素质教育思想,树立全面考核的思想,构建考核方式多样化。
参考文献:
[1]蔡开裕.计算机网络[M].机械工业出版社,2001.
篇12
Key words: computer network courses;analysis;teaching methods
中图分类号:G43 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)24-0191-01
1计算机网络技术课的教学现状
随着现代通信技术和计算机技术的飞速发展,信息技术正在给人类带来一场新的产业革命,信息已成为人类赖以生存的最重要资源。而信息的社会化、网络化、全球经济的一体化,都受到计算机网络技术的巨大影响,这对高校计算机网络技术专业的教育提出了更高的要求。“计算机网络技术”专业是信息技术通信领域的重要支柱,然而,调查发现目前在计算机网络技术课程的教学中,网络技术飞速发展与师资老化的矛盾日益严重,这将从根本上制约教育质量的发展。
另外,一些学校的现行教材中教学内容滞后,以学科为体系的痕迹明显,教学内容偏多偏深,实践与能力培养不够突出,教学要求与培养“以能力为本位”的教学目标存在一定的差距,而且专业实习、实训的设备与计算机技术的发展有一定的差距,学生实验教学往往不能按要求进行,从而对教学改革的进程起到消极影响。
2计算机网络技术课程教学的优化
2.1 优化课程体系
在课程设置上,学校应当坚持应用能力“宽窄”结合的方针,使学生逐步深入全面地掌握网络知识,培养学生各个方面的网络应用能力,同时适当兼顾计算机其它应用能力的培养,使学生毕业后能适应多种职业岗位群的需要,按照网络集成、网络管理和网络软件开发三个方向成组设课,强化这三个方面的应用能力。让学生根据自己的兴趣、发展方向和接受能力自主选择相应课程。学校在制定教学计划时应该根据实际情况和社会需求安排四大类课程的教学内容和学时比例。技术基础课以教会学生掌握从事职业岗位所必须的科学原理、方法和使用这些原理和方法去分析、判断、解决生产第一线或工作现场实际问题的能力,技术技能课是以行业的职业技能为目标,将职业理论知识应用于实际岗位操作能力的训练,这两类科目的学时数可以适当减少;公共基础课应满足学生学习和应用职业岗位技能所必备的基本概念、基本原理和基本方法的需要,培养学生掌握科学思维及解决实际问题的方法,课程的学时数比例可以适当加大;而选修课是以跨专业或高新技术等课程为主,以培养学生的就业适应能力、专业技能综合能力,门数尽可能多、范围要广些。
2.2 丰富教学内容
计算机网络技术主要是关于计算机网络的基本理论,比如有网络的拓扑结构、网络体系、网络设备以及网络应用等,重点是相关内容的理论阐述,网络设备中的网卡主要介绍网卡的结构及工作原理、分类情况以及性能指标等纯理论的知识。教师在教学过程中要注重理论与实践的互相结合,可以结合网卡的性能指标以及分类情况介绍网卡的选型以及网卡的安装等实用知识,将网卡相关的理论与实际结合起来,激发学生的学习动力和学习兴趣。网络应用技术主要介绍电子邮件系统的工作原理、使用的协议等枯燥难懂的内容,教师则可以结合电子邮件的收发工具进行教学,这样既有助于学生对基本原理的理解,提高对实际应用的认识,又能结合相应的社会实践活动。在实验、实训教学中,教学目的是验证理论知识,培养学生的动手操作能力和解决实际工作问题的能力,这就更需要将理论教学和实践教学结合起来,培养学生面对具体问题独立分析、解决的能力,教师应该适当增加专业基础课的实验比例,加强学生的职业技术、技能培养,加强技能实验和设计型实验,扩充专业实训科目,使课堂教学与社会实践有机结合,要求学生独立理解实验、实训任务,自选仪器材料,自行设计方案,独立完成,从而培养学生的创造力。
2.3 优化教学方法
篇13
随着科学技术的发展,社会经济体制的转型,地方高等院校对于专业和课程设置等建设也正在进一步变革。通信工程作为理工科大学的一个重要专业,截止2006年6月,我国设有通信工程本科专业的学校达到246所,年招生人数达三万人左右,就业竞争激烈,这给地方院校的通信工程专业学生的培养也带来了一些新的变化和挑战。加强课程体系建设,对提高高等教育教学质量,增强社会竞争能力是十分重要的课题。本文针对地方高校通信工程专业在课程体系建设中,如何体现专业特色,培养符合社会需求的应用型人才,提高大学生的就业竞争力进行探讨。
一、通信工程专业的人才培养
1.通信工程专业的培养目标。通信工程专业的培养目标为:本专业培养能为社会主义现代化建设服务,德智体美全面发展,具有较高文化素质修养、敬业精神和社会责任感,掌握通信工程及相关专业的基本理论知识,能在通信领域中从事设备研发、设计、维护、运营和管理的高级工程技术人才。对于不同类型的学校,在满足本规范的基本要求的前提下,应根据自身的办学定位,体现各自的办学特色。
2.通信工程专业的基本专业知识体系结构。在构建通信专业知识体系过程中,要努力做到六个统筹考虑:①知识体系与培养目标、培养手段和认知规律统筹考虑;②专业知识与人文素质教育统筹考虑;③强化基础理论、拓宽专业知识面与整合更新教学内容统筹考虑;④理论课程与实践课程统筹考虑;⑤必修课程与选修课程统筹考虑;⑥应用能力、创新知识与综合素质培养统筹考虑。通信工程专业的学科基础知识体系主要涵盖四大知识领域,分别是电路与电子学知识领域、信号系统与控制知识领域、计算机知识领域、电磁场知识领域。
二、课程体系改革措施
在厚基础、宽口径、强能力、高素质的人才培养基本思想指导下,结合地方高校发展的实际,具体措施主要体现在以下几方面。
1.加强学科基础课程的教学,以课程的整体优化来指导局部的教学改革。电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术、信号与系统、数字信号处理、电磁场与电磁波等课程构成了学科基础课的核心。为了使学生在知识结构上具有“基础扎实、适应面广、实践能力强”的特点,我们对课程内容进行整合更新,优化理论课程体系,改进课堂教学。例如:数字信号处理课程与信号与系统课程的知识合理分配。数字电子技术中,EDA知识与专业课中FPGA的应用知识的整合;电磁场与电磁波和微波技术、天线技术的知识体系优化;信息论与通信原理内容合理分配等等。另一方面,我校通信工程专业在自治区内是从高考一本线以上招生,学生素质相对较好,其中有一部分学生面临考取研究生的需求,针对电子信息类考研的课程,突出重点,加强这方面的理论教学。既满足了学生进一步深造的需求,也实现了厚基础、宽口径的培养理念。
2.增加通信工程专业导论课。开设通信工程专业导论课,是为了使通信工程专业的同学在大学一年级时,就能领先一步了解自己所学专业的重要现实意义,以及应用环境。进而在大学四年的学习中能有针对性地对组成通信框架的各个部分的具体细节做深入的学习和理解,从而避免学习的盲目性和一二年级时的迷茫心理。
3.面向社会需求、改进专业课程教学。通信领域是当今技术更新最快的领域之一,各种通信技术层出不穷,对人才的需求呈现出新的特点:一是3G已进入商用,各大运营商要完成3G网络的建设,GSM和3G网络优化人才需求急剧扩大;二是通信设备制造商近年来发展迅速,对从事研发和生产类的技术性人才需求旺盛,尤其是具有掌握通信理论,电子设计能力人才需求呈现较大缺口;三是集通信网络、软件设计一体的科技公司对人才的需求旺盛,基于3G平台的应用开发将是目前的急需人才。因此,在总体把握“夯实基础、拓宽口径、强化个性、善于创新”的基础上,推进人才培养的分类指导,在专业课教学方面,采用模块化教学,以适应社会需求的多样性和通信技术的飞速发展。根据社会需求,我们对毕业生就业情况的调查,主要就业领域分布在①GSM和3G网络优化、通信网的设计、施工等领域;②在通信设备制造商从事售前、售中、售后等技术服务;③通信运营企业,从事电信运营、管理;④有线电视公司以及其他专用通信部门,如民航、部队等。为此,根据专业方向,设置相应的专业选修课模块。通信网络与交换方向。该专业培养在现代通信网与交换等多个层面上,进行现代通信技术应用、工程设计、设备制造和网络运营的高级技术人才。培养目标是熟悉通信设备和系统的基本原理与性能,掌握通信系统构架与组网技术。具有网络设计与建设、管理与运维等操作能力,同时掌握通信基本理论,具有较为深厚的专业系统知识。适应通信领域内网络、系统、设备及信息交换、传输、处理方面的应用、安调与维护工作。主要专业课程有:计算机通信与网络基础,现代交换技术,光纤通信、微波与天线、移动通信、现代通信网络、现代通信工程设计等。就业方向:通信设备生产企业、电信运营商、公安、民航、广电等特定行业需求的人才。计算机通信(宽带数据通信方向)。本专业培养从事计算机网络及宽带数据通信系统设备进行现场安装、配置、调试、管理与维护第一线的高素质技能型人才。培养目标是:掌握数据通信、网络通信的基本原理,计算机软硬件基本操作,宽带接入、数据库开发与维护等技术。具有较强的网络设计、施工、维护等基本能力,并具有跟踪宽带数据通信的新技术、新发展的能力。主干课程:计算机通信与网络基础、数据库及其应用、操作系统、JAVA语言及其应用、交换机与路由器配置技术、光纤通信技术、移动通信技术、现代程控交换技术、宽带接入网技术等。就业方向:面向通信企事业单位从事计算机通信和数据通信等相关工作,也可到各类网络公司从事网络通信技术工作。
4.适应社会的毕业设计、毕业实习的指导方式。根据教学计划,毕业设计和毕业实习基本都安排在第八学期。这期间,许多用人单位的岗前培训、见习期也都安排在这期间进行。这往往造成学生投入毕业设计的时间和精力的不足,达不到预期效果。因此,毕业设计可以分两大类,一类是学生在校内选做校内指导教师的题目;另一类是在校外,根据学生在见习单位的实习情况,指导学生选择好结合岗位、生产实际的毕业设计题目,并与企业协商,聘请有经验的现场工程技术人员进行联合指导,共同完成指导学生毕业设计工作。这样,既完成了毕业设计、毕业实习的教学环节,提高了学生的实践创新能力,又满足了用人单位的实际需求,使学生较快地进入工作角色,也进一步提高了学生的就业竞争力。
三、问题与思考
尽管经过几年的改革与建设,通过采取上述一系列措施,使得我们地方院校的通信工程专业的课程体系方面,更加符合我校的实际情况。但我们也清醒地认识到,专业建设的发展与经济社会快速发展对高等教育的要求还有很大差距。主要表现在:①实验室硬件的建设,在同类院校中具有绝对优势的亮点项目不多;②师资队伍中缺乏具有较高水平的学术带头人;③产学研合作虽取得了显著的进展,但是形式单一;④毕业生就业率持续走高,受到社会的好评,但是在重要的技术岗位或关键岗位的人数还不多。因此,我们根据地方院校的特点,从课程体系调整、课堂教学改进等方面对应用型人才培养模式进行探讨,目的就是更好地培养具有自己专业特色的适应社会需要的有用人才。
参考文献:
[1]孙云山,刘婷,张立毅.我国通信工程专业的发展现状[J].太原理工大学学报,2006,(24):85-86.
[2]高等学校电子信息科学与工程类本科指导性专业规范[M].北京:高等教育出版社,2010.
[3]于慧敏,黄爱萍.信息与通信工程特色专业教学改革[J].电气电子教学学报,2010,32(6):96-98.
[4]张毅,郭亚利.通信工程(专业)概论[M].武汉:武汉理工大学出版社,2007.
[5]陈正宇.应用型本科院校通信工程特色专业建设的思考[J].科技信息,2008,(4).