工程教育认证背景下网络工程专业实践教学改革研究

向凌云，廖年冬

（1. 长沙理工大学 综合交通运输大数据智能处理湖南省重点实验室，湖南 长沙 410114；2. 长沙理工大学 计算机与通信工程学院，湖南 长沙 410004）

0 引 言

工程教育认证是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。2006年起，教育部组织试点开展工程教育专业认证工作；2016年6月2日，中国成为国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》的正式会员[1]。

网络工程专业2001年被教育部正式列为《普通高等学校本科专业目录》的目录外专业（080912W），2011年列入目录内专业（080903），与计算机科学与技术（080901）、软件工程（080902）等相关专业同属于工学计算机类专业[2]。

网络工程专业的建设时间虽然不长，但是发展迅猛，其专业知识体系及内涵也逐渐成熟和完善。目前全国有400多所高等院校开设了网络工程专业，但该专业通过工程教育专业认证的高校仅2所（西安电子科技大学、国防科技大学）[3]。

1 网络工程专业建设及人才培养现状

工程教育专业认证的核心是“以学生为中心”，网络工程专业作为一个新兴的专业，其专业内涵和技术内容是不断发展的。当前的网络工程专业建设及人才培养主要有以下问题[4]：①与计算机科学与技术、软件工程等相关专业区分度小，培养目标不够明确；②课程体系未能紧跟网络技术发展，教学内容前沿性不足；③专业评价强调输入导向，教学过程缺乏反馈；④教学模式单一，实践性不足。

2 工程教育专业认证实践教学国内外发展现状

工程教育专业认证更注重学生工程实践能力的培养，国内外都进行了相关的探索与研究。美国是开展工程教育实践能力培养最早的国家之一。20世纪80年代以来，美国实施了一系列的教育改革措施，如从“科学模式”回归“工程模式”。俄罗斯在继承前苏联高等教育基本框架的基础上，对高等工程人才的培养模式进行了大胆的改革，课程设置由“统一化”向“多样化”和“实践性”转变。德国的高等工程教育形成了“理论”与“实践”并重的培养模式。德国的理工大学与企业界建立密切合作关系，以便借助企业资源培养学生的工程实践能力[5]。

我国高校也在积极探索工程教育实践教学的改革，如福州大学在2012年推出“大学生科研训练计划”项目改革，搭建“三螺旋（大学、产业、政府）”创新平台[6]；厦门理工学院秉持“以学生为本，为产业服务”的办学理念，构建“以就业需求和素质养成为导向的实践性、创新型人才培养体系”。在网络工程专业方向，提出“学习产出驱动整个课程活动和学生学习产出评价的结构与系统”[7]。当前，越来越多的国内高校提出“创新人才培养模式”，以提高实践能力为重点，探索与政府、科研院所、行业企业联合培养人才模式以及强化实践育人环节，大力加强实验、实习、实训和毕业设计(论文)等实践教学环节的教学改革。

3 网络工程专业实践教学现状及存在问题

近年来，随着互联网+、云计算、大数据、网络空间安全、物联网等新兴技术的不断推出，长沙理工大学的网络工程专业人才培养已经跟不上社会、技术和产业的发展，尤其是实践环节的培养与社会存在脱节现象。目前本专业实践教学在内容、方法、资源保障、师资力量等方面均存在亟须解决的问题，主要体现在几个方面。

1）实践与理论脱节。

为了能够适应社会需求，长沙理工大学最近3年新增设多门专业课程，如云计算、大数据分析、物联网开发技术等。但现在学院还难以满足新开课程实验、实训场地、设备等资源要求，尤为突出的是无法开展大规模新开课程专业综合能力实践教学。

2）办学特色不鲜明。

前几年，网络工程专业的方向定位是网络互联、网络管理与维护、网络编程3个方向。但随着近几年网络技术的发展，系部经过讨论，将专业方向调整为网络安全与物联网两个方向。专业方向虽然进行了调整，但专业课设置，专业实践内容调整还没有完全到位，很多的课程内容还沿袭前面3个方向的内容，学生选课也没有根据专业方向进行区分选课，导致学生认为网络工程专业跟计算机科学与技术专业区别不明显，专业特色优势未凸显。

3）师资力量工程实践经验不足。

长沙理工大学网络工程现有专业教师16人，教师普遍缺乏企业工作经验，难以培养出企业所需求的工程实践能力强的毕业生。

4 实践教学模式改革

4.1 校内实践教学

坚持以强化学生工程应用能力的培养为主线，构建“三层次、两测试、三结合”的实践教学体系，强化学生实践能力培养。按照基础训练、提高训练、综合训练3个层次，OJ（online judge）测试和CCF测试，“校内—科创—校外”三结合的原则，建设实践教学体系和实践平台。

1）梳理课程知识体系，提高专业课程实践比例，增设工程性实践类课。

在新修订的培养方案中，新增程序设计、算法与数据结构（一）—（三）实验，物联网开发技术实验，网络互联技术实验；计算机网络、网络互联技术、数字电路与逻辑设计、网络安全等原课内实验改为专门实验课程。每门实验课教师都丰富了实践教学资源，公开提供给学生和教师使用。

2）开展多样化的实践教学模式。

根据专业教育认证要求，重新定位各课程的培养目标，有针对性地进行实践教学。设计多层次多类型的教学实验，如课程实验、课程设计、综合实训、专业实习等。

引入“翻转课堂”教学手段，针对网络工程专业学生编程动手能力差的问题，全面参与学院组织的“面向应用问题求解”课程群建设。该课程群课程由C语言、C++、数据结构、算法等多门课程演变而来，课程环节由学生提前预习、课堂教学、OJ演训、课堂在线考试、工程作业等环节构成，使学生学习过程完成从“老师教”到“自主学”的彻底转变。

引入“项目驱动”教学，本学科的一些核心课程要求每一位学生必须独立完成课程项目训练。老师结合自身科研、学科发展、企业工程项目，让学生将多门专业课程知识融合起来，真正做到学以致用，如学生结合RFID技术、Java Web技术完成基于RFID自动泊车系统项目。

通过平时强化训练，学生的动手能力得到大幅提高，在参加2016、2017年全国CCF程序设计和ACM大赛时都取得了很好的成绩。

3）建立基于云平台的开放式虚拟仿真实践教学平台。

本学科现建有网络管理、网络安全与测试、物联网专业实验室，这些实验室承担了大部分专业课程实验，平时对学生开放较少，且实验设备、实验资源已显陈旧。

2015年，学院利用中央省部共建实验室资金，建立了全国高校领先的云计算实验中心。为解决现有实验资源紧缺，实验设备落后问题，本专业充分利用学院云计算中心条件，构建了基于云平台的虚拟仿真实验中心。现在计算机网络原理、云计算、无线网络、Linux编程技术等10多门专业核心课程实验资源都已上线运行。该中心实现了资源共享、访问便捷、资源更新方便、资源有效利用，学生平时可随时随地登录虚拟仿真中心，下载相关资源，进行学习、实验。

4）加强专业实践教学队伍建设。

为了建立“双师型”教师培养体系，创新院校与企业联合培养人才的机制。首先，让企业参与课程体系建设，一定比例的实践类课程由企业工程师任教或让学生在企业内实践学习，构建与认证制度相适应的课程教学体系，如物联网课程设计委托北京崚阳科技公司工程师进行指导。其次，利用校企合作资源，每年选派一些教师到企业接受工程师培训，参加企业工程师认证考试；定期邀请企业优秀工程师到学院进行交流学习。

5）构建完善的反馈机制。

工程教育对专业质量是“闭环”控制，通过教学反馈，持续改进教学质量。本学科通过利用云中心数据和学生反馈意见，评价实践教学效果，促进教师反思，从而使实践教学能真正落到实处；通过与企业深度合作，及时了解企业对实践环节新要求、新特点，及时调整实践教学内容、教学方法，达到持续改进目的。

4.2 校企合作实践教学

产学研相结合的人才培养，是工程教育体系的一个重要环节。为了加强与企业的合作，本学科近年来开展了多种形式的校企合作模式，利用企业资源改善工程教育环境；选派教师到企业培训、选聘优秀的企业工程师为校外导师，并整合和优化现有的教学资源；加强与企业的深度合作，拓展校外的工程教育资源。

（1）利用国内外一流企业资源和经费支持，建立联合实验室，如跟亚马逊公司合作建立“亚马逊华中地区大数据项目孵化实验室”。学院跟企业共同探索学科发展方向，打造学科团队，参与企业和政府科研项目研究，培养学科高端人才。

（2）构建“专业共建、课程共担、教材共编、师资共训、基地共享、人才共育”的校企合作人才培养体系，与一流企业合作共建网络学院，如华为ICT网络学院、中兴通信智慧城市学院等合作学院。

（3）与相关行业建立校企合作产业战略联盟，拓宽校外实习实训合作基地。近年来，学校先后与湖南省物联网产业协会、集成电路设计与应用产业技术创新战略联盟等建立合作关系，与湖南省物联网产业协会的几十家企业合作，为本专业学生实习、实训、人才培养和就业建立长效、稳定的基地。

（4）与企业共建大学生创新创业平台，打造人才培养高地，如跟北京创新工厂合作，建立创新创业工场，整合学院、企业等资源，形成大学生创新创业实践平台。该平台每年全额资助5～10项大学生科技创新创业项目，也积极为大学生创新创业研发、生产、经营提供场地资源。通过校企合作，共同培育优质项目，参加全国“互联网+”、物联网大赛，激发学生专业热情、提升团队合作精神。2017年，培育的项目参加了全国物联网大赛，且获得全国一等奖。

4.3 改革效果

在工程教育认证背景下，长沙理工大学网络工程专业建立了“以学生能力培养”为目标，“学习产出”为导向的培养体系。该专业从2003年开始招生，现每年招生2个专业班，70余人。学院严格按照《高等学校网络工程专业规范》执行培养方案编写、实践教学环节设置、实习基地建设、师资力量建设等，经过10多年专业建设，取得了一定的成绩。学生的培养质量不断提高的同时，学生的实践动手能力得到大大增强，参加各类比赛，如CCF程序设计、ACM大赛、物联网大赛、网络安全大赛等，获奖数量越来越多、级别越来越高。毕业学生的就业率和就业单位档次逐步上升，2017届毕业生就业率达到100%，就业单位包括BAT企业。

5 结 语

网络工程专业实践教学模式改革的效果说明了改革的有效性和必要性，未来，网络工程专业应以技术、社会、市场和产业发展对人才规格的需求为落脚点，不断完善和修改课程体系和实践教学环节；注重过程监控并对每一个培养环节进行评估反馈和对反馈问题及时改进，通过专业实践课程改革和人才培养机制创新，不断提升学生创新、创业和就业能力。