构建基于案例驱动的网络工程实验教学模式的改革探索

李 芳 夏 宇

摘要: 本文针对合格网络工程应用型人才的培养,提出完善教学大纲、更新教学内容、改进教学的案例教学方法,并进一步探讨了构建工程化案例实践教学体系,以及如何将工程化案例实践教学应用于整个教学过程。

关键词:工程;案例;互动;团队合作

中图分类号:G642 文献标识码:A

随着计算机网络技术的高速发展及广泛应用,社会对网络人才的需求量迅猛增加,对他们的应用能力也提出了更高的要求。然而,业界普遍认为现在计算机网络专业学生的理论有余而实际动手能力不足,真正能够胜任网络规划与设计、网络管理与维护工作的人才较少。因此,在应用型本科计算机网络专业的教学过程中,如何加强实践性教学环节,提高学生的实践知识和实际动手能力,以适应社会对应用型网络人才的要求,是相关院校必须探索和亟待解决的问题。近年来,许多高校在这方面进行了有益的探索与尝试,并取得了一些宝贵经验。

自2007年招收本专业首批本科生以来,我院始终重视实践教学,积极开展网络工程专业实验教学改革的研究,根据专业的工程特点和培养目标,汲取重点大学的先进办学理念和经验,并结合我校实际,提出了该专业的实验建设方案,逐步创造条件予以实施。初步实践结果表明,该实施方案有利于促进该专业的实践性环节建设,能够提高教学质量,为社会培养高质量合格网络工程技术及网络应用人才。

1 “案例”教学的性质

案例教学是教师根据课堂教学目标和教学内容需要,通过设置具体工程案例,引导学生参与分析、讨论、表达等活动,进而提高学生分析问题和解决问题能力的一种教学方法,其本质是理论与实践相结合的互动式教学。

与传统教学方法不同,案例教学不单指向教,也涵盖学。其可贵之处在于,它从来自社会实践案例中的问题出发,启动特有的教学程序,并在教学系统结尾,又回归到问题的解决之上。与传统的“从概念到概念”的灌输、“填鸭式”教学方法相比,案例教学法显示出理论联系实际、促使学生尊重社会实践的优越性。

2案例教学的必要性

培养学生实践和创新能力是当前应用型本科教学的中心任务。进行工程化实践教学有利于培养学生的工程实践和创新能力,其最有效的教学活动就是结合案例实际进行的实践教学。学生在工程化实验的过程中不仅能验证理论知识,提高实验技能,也能够培养学生观察、动手、分析和解决实际问题的能力。实际工程中所涉及的实验一般都具有很强的探索性和研究性,将这些实验作为实验课的内容,就能从根本上改变传统的实验单纯用于理论验证的状况。同时,由于以工程为背景,实验更具有针对性,实验内容更加鲜活,学生不仅能了解局部,更能了解全局,以促使学生积极地思考,激发学生的学习兴趣和主观能动性的发挥,从而提高创新能力。

3工程化实践教学体系的架构

计算机网络专业的工程化实践教学,就是在该专业与网络相关课程的实践教学中,以计算机网络工程为背景,结合计算机网络规划设计、安装、运行与维护的实际开展各种网络实践教学活动。要将工程化实践教学贯穿教学过程的各个教学环节,包括各相关专业课的实验课、课程设计、专业实习、毕业实习和毕业设计,从而形成工程化实践教学体系。工程化实践教学体系的构架中包含四个层次。

(1) 基础层:基础层是整个体系的基础,也是工程化实践教学的基础,为各种工程化实验、实习与实训提供条件,是实现工程化实践教学的关键。它包括基础实验室工程化网络实验室、校外实习基地和高素质/双师型教师队伍。

(2) 实验层:该层为工程化实践教学提供实践技能和经验,包括了相关课程的主要实验。这些实验包含在计算机网络原理、网络工程和网络管理与网络安全课程中。除网络原理与网络技术实验属于验证性实验外,其他实验都是设计性或研究性实验。这些实验都与工程密切相关,都要在工程化网络实验室进行。

(3) 实践层:实践层是在学完相关课程并完成了必要的实验之后而进行的实习或实践,是重要的工程化实践性教学环节。课程设计是独立开设的实践课程,也是专门为提高设计能力和实践能力而开设的课程,课程设计还是在工程化网络实验室进行,要求每一组学生(大约七人)设计并完成一个课题。专业实习和毕业实习都要到校外实验基地进行,要在实习单位老师或师傅的带领下,参加实际网络工程建设过程,这是学生学习工程实践技能,提高工程实践能力的有效途经。

(4) 设计层:设计层的任务是完成毕业设计。这是学生在学校的最后一次综合性实训机会,要求学生利用四年所学知识完成一个实际网络工程项目或以实际工程为背景的网络工程课题。这是一次直接与将来工作接轨的实践训练,也是一次走向工作岗位前的实战演习。相信经过工程化实践教学体系训练的学生,将成为合格的、适应社会需要的应用型人才。

4案例驱动式的教学实验方式

鼓励学生自主学习,网上模拟训练和实验室的开放活动要与课程结合。通过任务、项目计划书引导学生自主思考和工程实践。根据企业对网络操作系统的最典型应用,按照教育规律设计出实验内容。实践教学包含单人实验和小组配合实验两部分内容。单人实验侧重于基本的安装配置训练,实验指导书中给出了详细的实验任务和参考步骤,实验课上由主讲教师专门辅导。小组配合实验的目的是对学生进行项目训练,侧重培养学生职业岗位的综合应用能力,以及团队合作精神。

整套实践教学方案,兼顾基础性、职业性和综合性,有效地培养了学生分析问题、解决问题的能力。通过任务单,项目计划书引导学生自主思考和工程实践。

另外,可鼓励学生参加相关的网络认证考试,以加强其动手能力和缓解就业的巨大压力。我院和锐捷网络大学合办了锐捷网络学院,学生可利用业余时间参加活动小组,加强实践能力,考取相关的证书,如RCNA、PCCP等,在毕业实习和就业时可优先到相关的公司进行工作。

5案例驱动式的实验内容

将工程化实践教学具体应用于教学过程的各个环节。

(1) 计算机网络原理的工程化实践教学

在网络原理的教学过程中,可以以网络应用为背景来介绍网络原理与各层协议的功能。各种网络应用实际上都是系统工程,如WWW应用和电子邮件系统等。在这些网络应用中,完全可以体现网络的各个层次,各层协议功能和信息传输过程。以网络应用为背景介绍各层网络协议的作用,网络协议就从抽象而空洞的概念变成了具体而鲜活的实体,这不仅使学生容易理解和记忆,也能提高学生的学习兴趣。

(2) 网络工程课程的工程化实践教学

网络工程课程的主要内容包括网络规化设计、网络设备、网络施工等。网络工程课程是和工程紧密结合的课程。在该课程开始时,老师就可以给每组或每个学生布置一个网络工程设计任务。在网络工程的教学过程中,可以边学习边实施,学完规划设计后,学生就可以按照要求规划设计自己的网络。学习了网络设备后就可以根据课题需要为自己的网络选择设备。学习了网络施工后,就让学生在工程化网络实验中心亲自动手在服务器和工作站安装网卡,制作各类网线,进行安装与连接,还要训练学生按照结构化布线规范进行施工。然后再由学生自己动手安装各种网络软件并进行网络配置。最后由老师进行检查验收,肯定学生的成绩,指出存在的问题。再由学生进行改进提高,最后完成整个设计任务。

(3) 网络管理与网络安全课程的工程化实践教学

网络管理与网络安全课程的任务是对学生进行网络运行管理与网络安全防范等方面的训练。通过课堂教学教授学生网络管理的任务和方法及网络安全防范的技术和手段。进而在工程化网络实验中心进行网络管理的实际操作,包括进行网络检测、网络性能分析、网络故障排除、网络安全策略配置等实训,以提高学生网络运行管理与网络安全管理的能力。

(4) 网络互联课程的工程化实践教学

在组网技术的教学中,可以让学生使用不同的组网技术组成不同类型的网络,使学生了解不同类型的网络所具有不同的特点和功能。在网络互连技术的教学中,可以让学生亲自动手,利用路由器将不同的网络互连起来,进行适当配置之后,实现不同网络之间的数据通信和资源共享。

(5) 专业实习与毕业实习的工程化实训

专业实习与毕业实习是让学生走出校门进行工程化实地训练的过程。学校可以组织学生到实习基地或相关的企业、公司进行实习。这些公司或企业都是从事网络工程承包、建设和施工的单位,其任务就是为网络用户进行规划、设计、安装与运营。学生进入这些单位后,要和实习单位的老师或师傅一起从事各项实际工程建设活动,学生会接触到当前工程中正在使用(但教课书上不一定有)的新技术、新方法和新设备,学到实习单位老师或师傅的协作精神、敬业精神和吃苦耐劳精神。通过实习,学生不仅能提高工程实践能力和动手能力,还能提高分析和解决工程问题的能力,提高创造性工作的能力。

(6) 毕业设计的工程化实训

毕业设计是在学生完成理论课学习的基础上,综合利用多门课程知识解决实际问题的重要环节,是培养和提高学生分析问题和解决问题能力的一次训练。毕业设计也是学生在学校的最后一次实训机会,要给每一个学生一个以实际工程项目为背景的网络工程课题。课题要有一定的深度和难度,明确所设计网络工程的规模、目的与功能,并让学生在独立完成任务的同时撰写毕业设计论文。毕业设计的场所是工程化网络实验中心,有条件的可以参与设计实际工程。当然,任何工程化网络实验中心也不可能为每个学生提供一套网络工程的设备和材料,不过这些设备和材料都是可以重复使用的,只要在毕业答辩前让学生将所设计的网络完整地连接配置好,并达到毕业设计课题的要求就可以了。在毕业设计期间,指导老师要重点检查学生的设计思路、设计方法和设计方案,要保证设计方案的科学性、先进性、经济性和可扩展性。

6结束语

应用型本科计算机网络专业的任务是培养适应社会经济发展和网络市场需求的人才。网络实验是网络工程专业教学中的重要一环,而实验课程体系的建设则是网络实验教学的基础。实验课程体系架构是否完善,是决定能否提高实验教学质量的关键。为此,在网络工程专业课程体系建设时,应充分考虑其工程特点,多方位考察社会对网络工程专业人才的需求要素,并以此为依据考虑实验课程体系建设的规划和设计。在实训基地建设方面,应特别注意与校内实验室在工程实践环境上的互补,选择好合作企业,为学生提供综合的工程实践环境。

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The Exploration of the Teaching Pattern That It Based on The Network Project Experiment

LI Fang, XIA Yu

(Computer School, Huangshi Institute of Technology, Huangshi 435003, China)

Abstract: The key for training the qualified talent of network project application type, will not only perfect teaching outline, update teaching content, improve teaching method, still found the practice teaching system for the project case, and apply in entire teaching course.

Key words: project; case; interactive; cooperation