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關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)工程;實(shí)踐教學(xué)體系;課程實(shí)驗(yàn);課程設(shè)計(jì);實(shí)訓(xùn)
青島理工大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院在原有計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方向的基礎(chǔ)上組建了網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)。在組建該專業(yè)時我們對市場做了充分調(diào)研,并根據(jù)教育部《高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告暨專業(yè)規(guī)范》(以下簡稱《規(guī)范》)等規(guī)范[1-3],結(jié)合我院原有的辦學(xué)資源,制定并多次修訂本專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃,特別對實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行了反復(fù)的論證,并參考了兄弟院校的一些做法[4-6],制定出了相應(yīng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)體系。經(jīng)過多年的實(shí)踐,我們?nèi)〉昧嗽S多的經(jīng)驗(yàn)和體會,下面做一簡要介紹。
1網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)建設(shè)思路
根據(jù)《規(guī)范》的相關(guān)要求,結(jié)合我校的辦學(xué)指導(dǎo)思想,我院將網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)基本定位在“信息技術(shù)”型人才,需要考慮基本理論和原理的綜合應(yīng)用,特別是要側(cè)重實(shí)踐和工程化。但同時網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)又是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、通信通訊相關(guān)的交叉、邊緣專業(yè),網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該同時具備計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、通信技術(shù)的基本知識和網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的工程技能,使得畢業(yè)生就業(yè)可以從網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理和維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等幾個層面進(jìn)行,從而為學(xué)生將來進(jìn)一步深造打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)(即學(xué)科基礎(chǔ)課程應(yīng)涵蓋碩士生入學(xué)考試大綱所要求的全部內(nèi)容)。
本專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃由通識課、學(xué)科基礎(chǔ)與專業(yè)基礎(chǔ)平臺課、專業(yè)課(包括必修課、方向選修課及專業(yè)任選課)等組成,因此實(shí)踐教學(xué)體系應(yīng)做到基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)、專業(yè)實(shí)踐教學(xué)、綜合實(shí)踐教學(xué)“三個層面”的有機(jī)結(jié)合。應(yīng)結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)與社會需求,認(rèn)真研究并改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容、方法和手段,增加綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的比例;改革課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)模式,加大與生產(chǎn)、科研、社會實(shí)際結(jié)合的力度;改革實(shí)習(xí)、社會實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)置,加強(qiáng)校企合作,鼓勵學(xué)生走出校門,融入社會;積極鼓勵學(xué)生參加各種科技競賽活動和相關(guān)社團(tuán)活動。
總之,實(shí)踐教學(xué)體系是學(xué)校教學(xué)的一個重要組成部分,是課堂教學(xué)的補(bǔ)充和延伸,也是學(xué)生將所學(xué)理論知識與實(shí)踐相結(jié)合的一個重要手段和必不可少的重要過程。
2網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實(shí)踐體系的具體內(nèi)容
從學(xué)科平臺角度來看,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實(shí)踐課程體系主要包括以下兩大部分(如圖1所示)。
(1) 學(xué)科實(shí)踐技能。包括:
學(xué)科基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)――幫助學(xué)生完成基本的學(xué)科實(shí)踐技能,涉及到的課程主要包括計(jì)算機(jī)導(dǎo)論、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)字邏輯、C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)等。
一級學(xué)科平臺實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)――幫助學(xué)生完成作為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)一級學(xué)科的學(xué)生所必備的實(shí)踐技能,本部分同本學(xué)科的其他專業(yè)(包括計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)工程、軟件工程等專業(yè),以下簡稱3個專業(yè))的學(xué)生掌握的內(nèi)容基本相同,設(shè)置中同時考慮實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì),某些課程還同時設(shè)有實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。涉及課程有計(jì)算機(jī)組成原理、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論、軟件工程等。
(2) 專業(yè)實(shí)踐技能。包括:專業(yè)平臺實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)――針對網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的特點(diǎn),體系上分為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)信息安全、電子商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)等幾塊。
從課程形式形式上來看,可劃分為以下幾個系列(如圖2所示)。
(1) 實(shí)驗(yàn)系列(以下課程均包含實(shí)驗(yàn)內(nèi)容):計(jì)算機(jī)導(dǎo)論、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)字邏輯、計(jì)算機(jī)組成原理、C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)信息安全技術(shù)、Web系統(tǒng)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論、軟件工程、網(wǎng)站規(guī)劃與實(shí)現(xiàn)、電子商務(wù)、J2EE企業(yè)級開發(fā)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)、Intranet組建與管理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析。
(2) 課程設(shè)計(jì)系列:計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)(C)課程設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)、C++面向?qū)ο笳n程設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)。
(3) 實(shí)習(xí):認(rèn)識實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)(包括校園網(wǎng)維護(hù)實(shí)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)施工實(shí)習(xí)等)、畢業(yè)實(shí)習(xí)。
(4) 實(shí)訓(xùn):專業(yè)方向綜合實(shí)訓(xùn)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)。
(5) 認(rèn)證培訓(xùn):包括CCNA、CCNP、網(wǎng)絡(luò)安全認(rèn)證等(可選)。
(6) 畢業(yè)設(shè)計(jì):對大學(xué)四年所學(xué)知識的綜合應(yīng)用,同時也為今后工作作好準(zhǔn)備。
在課程與學(xué)時數(shù)上,以學(xué)科基礎(chǔ)建立學(xué)科基礎(chǔ)平臺課,以專業(yè)核心課和專業(yè)方向設(shè)立專業(yè)課,并輔以選修課作為專業(yè)課程的補(bǔ)充。根據(jù)“基本技能初步綜合技能高級綜合技能創(chuàng)新技能”的梯度模式,設(shè)置課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)訓(xùn),外加認(rèn)識實(shí)習(xí)、專業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì),同時全程一直設(shè)有開放實(shí)驗(yàn)。其中,必修與選修學(xué)時占總學(xué)時的19%,加上公共基礎(chǔ)課與學(xué)科基礎(chǔ)課中的實(shí)踐學(xué)時,約占總學(xué)時的21%。
在課程性質(zhì)上,屬于核心或主流技術(shù)領(lǐng)域的教學(xué)內(nèi)容,采用必修課;屬于新興技術(shù)領(lǐng)域的內(nèi)容,采用選修課;屬于能力外延擴(kuò)展或深度提高的教學(xué)內(nèi)容,采用課外的開放實(shí)驗(yàn)。
3網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實(shí)踐體系的建設(shè)與管理
3.1實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
我院原有計(jì)算機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)室、組成原理實(shí)驗(yàn)室、軟件機(jī)房,在此基礎(chǔ)上,我們又新建了網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室,綜合布線實(shí)訓(xùn)室正在組建中。
3.1.1網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室
網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室有4組網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)的設(shè)備,每組由4臺路由器4臺交換機(jī)和8個計(jì)算機(jī)組成,每組4人,總共每次可容納32名學(xué)生。實(shí)驗(yàn)室還配置了實(shí)驗(yàn)管理平臺,學(xué)生通過訪問控制管理服務(wù)器可實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的實(shí)驗(yàn)配置,實(shí)現(xiàn)在多個網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)設(shè)備之間的平滑切換。教師可通過訪問控制管理服務(wù)器對每個試驗(yàn)組進(jìn)行方便、快捷的監(jiān)控和管理,無須手工線纜插拔,以保證設(shè)備端口的使用壽命。
網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的教學(xué)任務(wù)有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理、網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)信息安全技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析、網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)、Intranet組建與管理等課程及課程設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)訓(xùn)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)、開放實(shí)驗(yàn)室、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。
3.1.2綜合布線實(shí)訓(xùn)室
綜合布線實(shí)訓(xùn)室主要承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)布線、網(wǎng)絡(luò)測試、工程實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)等課程的學(xué)習(xí)。綜合網(wǎng)絡(luò)布線是網(wǎng)絡(luò)工程教學(xué)的一部分,是必須通過實(shí)踐環(huán)節(jié)才能夠真正掌握的教學(xué)環(huán)節(jié)?!熬W(wǎng)絡(luò)工程實(shí)訓(xùn)”、“網(wǎng)絡(luò)施工實(shí)習(xí)”等環(huán)節(jié)就在本實(shí)驗(yàn)室完成。
網(wǎng)絡(luò)綜合布線實(shí)訓(xùn)室建設(shè)的目的不僅僅是為了讓學(xué)生掌握簡單的工具使用,更重要的是通過“課堂教學(xué)+實(shí)訓(xùn)鍛煉”培養(yǎng)學(xué)生按規(guī)范進(jìn)行預(yù)算、設(shè)計(jì)、施工、測試、竣工等工程設(shè)計(jì)的習(xí)慣。學(xué)生只有養(yǎng)成了按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工程實(shí)施的習(xí)慣,才能在激烈的競爭中立于不敗之地!
3.2實(shí)踐基地建設(shè)
目前我們已經(jīng)和學(xué)校網(wǎng)絡(luò)中心合作,以校園網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)中心為實(shí)習(xí)基地,開展校園網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)、管理和應(yīng)用工作。同時我校正在進(jìn)行新校區(qū)的建設(shè),其網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工程也是相當(dāng)繁重的,我院正在與校方協(xié)商,讓學(xué)生參與到校園網(wǎng)的建設(shè)當(dāng)中。我們還與青島本地較大的網(wǎng)絡(luò)公司建立了良好聯(lián)系,定期介紹學(xué)生到他們那里實(shí)習(xí)。
3.3實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)
我院主要與青島軟件產(chǎn)業(yè)園建立了實(shí)訓(xùn)基地協(xié)議,學(xué)生在那里主要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)程序開發(fā)等方面的實(shí)訓(xùn)。目前已完成了多批次的實(shí)訓(xùn)任務(wù),并取得了良好的效果。
3.4資格認(rèn)證
目前,國內(nèi)計(jì)算機(jī)方面的資格認(rèn)證較以前有了很大的改革,大大增加了對實(shí)踐能力的考核。因此引導(dǎo)學(xué)生有針對性的參加一些資格認(rèn)證方面的培訓(xùn),可以提高同學(xué)們的動手、動腦能力,在提高實(shí)踐能力的同時又可獲得某一方面的資格證書,為將來走上社會提供一個更好的機(jī)會。
3.5師資隊(duì)伍建設(shè)
如果網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的教師工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較少,或者工程能力較弱,那么學(xué)生的培養(yǎng)就無從談起。因此必須加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè),我們主要采取了以下措施。
(1) 加大培訓(xùn)力度。為了鍛煉教師的實(shí)踐動手能力,我們派教師到水平較高的高校參加某些課程的培訓(xùn),派教師參加企業(yè)的專向培訓(xùn),還鼓勵教師參加在全國召開的與網(wǎng)絡(luò)工程有關(guān)的各種會議或培訓(xùn)。目前部分教師獲得了CCNA、國家網(wǎng)絡(luò)安全工程師等資格認(rèn)證。
(2) 科研融入教學(xué)。鼓勵教師將科研融入教學(xué),讓學(xué)生能緊跟社會的發(fā)展和學(xué)科的前沿。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)教研室組建了“網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)”、“網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)”和“無線自組網(wǎng)技術(shù)”等科研小組,便于集中精力從事專門領(lǐng)域的研究工作,促進(jìn)教學(xué)。
(3) 加強(qiáng)“雙師型”師資的培養(yǎng)。我們認(rèn)為“雙師型”教師就是教師既能從事理論教學(xué),也能從事實(shí)踐教學(xué);既能擔(dān)任教師,也能擔(dān)任專業(yè)技術(shù)人員。即“雙師型”教師應(yīng)同時擁有“教師資格證書”和“專業(yè)技術(shù)職務(wù)證書”。
在平常的教學(xué)過程中,讓教師積極參加縱向、橫向項(xiàng)目的申請和開發(fā)研制。專業(yè)教師要積極承擔(dān)實(shí)踐教學(xué)任務(wù),在指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)中,要結(jié)合實(shí)際,真題真做,提高教師的專業(yè)實(shí)踐能力和技術(shù)開發(fā)能力。同時安排專業(yè)教師到青島市軟件產(chǎn)業(yè)園進(jìn)行定期實(shí)訓(xùn),并鼓勵教師參加各種專業(yè)技術(shù)培訓(xùn),考取專業(yè)技術(shù)職務(wù)證書。
3.6開放實(shí)驗(yàn)室措施
課堂上的學(xué)時畢竟有限,老師不可能在課堂上將所有的實(shí)踐環(huán)節(jié)全部照顧到,同時,不同學(xué)生的理解能力也不同,因此有部分學(xué)生在課堂上往往完不成相關(guān)的實(shí)踐環(huán)節(jié)。為兼顧好、差兩類學(xué)生,給學(xué)生創(chuàng)造一個良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,“網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室”和“網(wǎng)絡(luò)布線實(shí)驗(yàn)室”以開放實(shí)驗(yàn)室的形式向計(jì)算機(jī)學(xué)院的所有學(xué)生免費(fèi)全天開放。只要學(xué)生有學(xué)習(xí)的興趣,我們就提供實(shí)驗(yàn)環(huán)境。
4網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)特點(diǎn)
本實(shí)踐體系主要有以下特點(diǎn)。
(1) 本專業(yè)的辦學(xué)理念為注重理論、強(qiáng)調(diào)實(shí)踐,突出能力,面向社會 ,采用“理論+實(shí)驗(yàn)+實(shí)戰(zhàn)(實(shí)訓(xùn))+綜合設(shè)計(jì)”等多級強(qiáng)化教學(xué)模式。
(2) 充分利用校內(nèi),最大化利用校外資源。充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室的潛能,選取盡可能多的課程在實(shí)驗(yàn)室教學(xué)。和學(xué)校網(wǎng)絡(luò)中心合作,以校園網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)中心為實(shí)習(xí)基地,開展校園網(wǎng)絡(luò)(主要是學(xué)生宿舍)的維護(hù)、管理和應(yīng)用開發(fā)工作。與青島軟件產(chǎn)業(yè)園等實(shí)習(xí)、實(shí)踐基地聯(lián)合,實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識與工程實(shí)踐應(yīng)用密切結(jié)合。
(3) 最大化利用課堂外時間與資源。由于網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的工程特性,要取得很好的成效難度更大。應(yīng)用層次學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)僅僅靠計(jì)劃學(xué)時內(nèi)的實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,學(xué)生必須在課堂外花更多的時間進(jìn)行編程能力、實(shí)踐能力的訓(xùn)練。為此我們通過一系列的教學(xué)改革和環(huán)節(jié)設(shè)置,給學(xué)生提供具體的任務(wù)要求和必要的條件,例如開放專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、建立科技活動室等方式給學(xué)生提供更多的條件。
(4) 分階段漸進(jìn)式教學(xué)。實(shí)踐教學(xué)分三個階段。第一階段為基本技能實(shí)踐,第二階段為專業(yè)技能實(shí)踐,第三階段為校內(nèi)外工程化訓(xùn)練階段。這三個階段的劃分體現(xiàn)了不同時期學(xué)生的特點(diǎn)和教學(xué)要求,遵循由易到難、由認(rèn)識到應(yīng)用、步步推進(jìn)的原則。最后所有學(xué)生通過畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)完成對大學(xué)期間所學(xué)知識(理論+實(shí)踐)的總體檢測和評估。
(5) 層次化、模塊化教學(xué)。從學(xué)科基礎(chǔ)、專業(yè)平臺、專業(yè)方向、專業(yè)選修等層次、模塊組織實(shí)踐體系的教學(xué)。每門課程的實(shí)驗(yàn)部分都包括基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),同時對于有重要實(shí)踐要求的課程采用實(shí)驗(yàn)與課設(shè)兼顧的方式。為鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力,我們特意設(shè)計(jì)了一個綜合課程設(shè)計(jì),它涉及的課程包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理、網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)等。對于每一個專業(yè)方向(主要包括網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)工程、無線網(wǎng)絡(luò)等),我們都設(shè)計(jì)了一個5周的綜合設(shè)計(jì)。這樣可以使我們的畢業(yè)生在今后能夠根據(jù)不同類型用戶的需要,可從事網(wǎng)絡(luò)工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、開發(fā);開發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)軟件;從事信息網(wǎng)絡(luò)安全工程的設(shè)計(jì)和維護(hù)等。
5總結(jié)
目前我們已在實(shí)踐體系的建設(shè)中取得了一些成果,針對網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn),構(gòu)建了由實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)具體體現(xiàn)的實(shí)踐教學(xué)體系,并建設(shè)了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室和基地,提出并實(shí)施了有關(guān)的執(zhí)行和管理措施,取得了較好的效果。在以后的教學(xué)實(shí)踐與改革中,我們將從以下幾個方面加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué):(1)繼續(xù)組建新的實(shí)驗(yàn)室,如信息安全、協(xié)議分析等實(shí)驗(yàn)室;(2)選取部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)比重較大的課程進(jìn)行一體化教學(xué),即將實(shí)驗(yàn)室作為課堂,邊講邊練,講練結(jié)合,提高教學(xué)效果;(3)進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
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Research and Implementation of Practice Teaching System for Network Engineering
LI Dao-quan, XUE Wei-hua, JIANG Mei, ZHANG Jun-hu
(College of Computer Engineering, Qingdao Technological University, Qingdao 266033, China)
1.1面向能力培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)
設(shè)置實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的重要目標(biāo)。為了適應(yīng)不同層次的培養(yǎng)目標(biāo),許多高校根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的難易程度將實(shí)驗(yàn)分為驗(yàn)證型、操作型、綜合型和設(shè)計(jì)型等幾種類型[1]。然而,這種單一的劃分方式不能很好地體現(xiàn)對學(xué)生各種能力的培養(yǎng)需求。學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力是多方面具體能力的綜合體現(xiàn),包括發(fā)現(xiàn)問題能力、問題解決能力、想象能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、技術(shù)開發(fā)能力、產(chǎn)品改進(jìn)能力和應(yīng)用能力等[2],因而有必要建立面向各種具體能力培養(yǎng)的更細(xì)粒度的實(shí)驗(yàn)設(shè)置體系。本文結(jié)合本校的網(wǎng)絡(luò)工程課程教學(xué)要求和目標(biāo),從知識學(xué)習(xí)能力、問題發(fā)現(xiàn)和解決能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、學(xué)習(xí)遷移能力4個角度設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,希望探討一種更好的培養(yǎng)學(xué)生能力的教學(xué)方法。
1.1.1面向知識學(xué)習(xí)能力的實(shí)驗(yàn)
面向知識學(xué)習(xí)能力的實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)工程中基本組件的配置使用方法和驗(yàn)證基本組件的工作原理。通過實(shí)驗(yàn),學(xué)生能達(dá)到加深理解和鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容的目標(biāo)。這類實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容設(shè)置方法與傳統(tǒng)的驗(yàn)證型或操作型實(shí)驗(yàn)相似,由教師指定具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)步驟,學(xué)生通過逐步完成實(shí)驗(yàn),掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及的相關(guān)知識。為了加深學(xué)生對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的記憶和學(xué)習(xí),教師還應(yīng)在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,總結(jié)實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程中學(xué)生普遍存在的問題和易犯的錯誤。適用于該類型的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括網(wǎng)絡(luò)線纜的制作、交換機(jī)與路由器的啟動及基本配置等。
1.1.2面向問題發(fā)現(xiàn)和解決能力的實(shí)驗(yàn)
面向問題發(fā)現(xiàn)和解決能力的實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境中發(fā)現(xiàn)存在的問題,以及利用所學(xué)知識解決這些問題,從而獲得對網(wǎng)絡(luò)知識的深刻理解和深入把握;培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的能力,為學(xué)生未來從事網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和管理的相關(guān)工作打下良好的基礎(chǔ)。
該類實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置的難度較大,教師需根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和自身經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)完整的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c配置方案,將網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中可能存在的實(shí)際問題部署在實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)中。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)任務(wù)就是發(fā)現(xiàn)教師設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)中存在的問題,并進(jìn)一步提出對這些問題的解決方案,最終依據(jù)自己可行的解決方案完成實(shí)驗(yàn)的配置和測試任務(wù)。該類實(shí)驗(yàn)不同于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn),學(xué)生在整個實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程中,沒有事先確定的步驟可循。在問題發(fā)現(xiàn)階段,學(xué)生需經(jīng)過自己的觀察和測試分析網(wǎng)絡(luò)存在的問題,這種方式既鍛煉了學(xué)生分析和發(fā)現(xiàn)問題的能力,同時也激發(fā)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣;在問題解決階段,實(shí)驗(yàn)設(shè)置不拘泥于統(tǒng)一的解決方案,這使得學(xué)生有了更大的自主空間,發(fā)揮自身的主動性和創(chuàng)新性。他們可根據(jù)已發(fā)現(xiàn)的問題,提出自己的解決方案并論證其合理性,最終完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。適用于該類型的實(shí)驗(yàn)包括路由協(xié)議、路由環(huán)路、廣播風(fēng)暴以及交換機(jī)環(huán)路等。
1.1.3面向?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)能力的實(shí)驗(yàn)
面向?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)能力的實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)是進(jìn)一步深化學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及規(guī)劃設(shè)計(jì)的理解,讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何收集網(wǎng)絡(luò)需求、分析網(wǎng)絡(luò)性能、制定具體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)解決方案及網(wǎng)絡(luò)工程的實(shí)施。該類實(shí)驗(yàn)設(shè)置的內(nèi)容包括兩部分:文檔設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)部署。教師使用案例式教學(xué)方法[3],通過具體情境,提出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的問題和要求。學(xué)生需詳細(xì)分析這些問題和要求,確定具體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案(包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?,并進(jìn)一步將方案轉(zhuǎn)化為具體的實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力是實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ淖罡邔哟?,其本身具有較強(qiáng)的綜合性、創(chuàng)造性和靈活性等特點(diǎn)。筆者所提出的面向?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)能力的實(shí)驗(yàn)設(shè)置部分類似于傳統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn),但更強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),要求學(xué)生必須完成設(shè)計(jì)文檔,文檔中需針對實(shí)際情境中的具體問題和要求是否在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案得以體現(xiàn)和解決給出詳細(xì)說明。適用于該類型的實(shí)驗(yàn)有小型局域網(wǎng)設(shè)計(jì)實(shí)踐和三層網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)等。
1.1.4面向?qū)W習(xí)遷移能力的實(shí)驗(yàn)
所謂學(xué)習(xí)遷移能力是指應(yīng)用一種情境中所學(xué)的理論和知識解決另一情境中相似問題的能力,有時也被認(rèn)為是教育的最終目標(biāo)[4]。面向?qū)W習(xí)遷移能力的實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)就是讓學(xué)生利用已學(xué)的一種理論知識和原理通過自學(xué)解決另一種相似原理的設(shè)備使用和配置問題。
這種類型的實(shí)驗(yàn)是本文教學(xué)改革中最大膽的一個嘗試,希望通過該實(shí)驗(yàn)的設(shè)置在一定程度上啟發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)遷移能力,為學(xué)生后續(xù)的深造學(xué)習(xí)及相關(guān)應(yīng)用建立基礎(chǔ)。該類實(shí)驗(yàn)設(shè)置的內(nèi)容完全是學(xué)生自學(xué)知識,教師只提出實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果要求,由學(xué)生獨(dú)立自學(xué)完成實(shí)驗(yàn),教師只針對學(xué)生遇到的疑難問題統(tǒng)一講解。適用該類型的實(shí)驗(yàn)如防火墻的配置與使用,由于包過濾防火墻的工作原理與路由器的訪問控制列表的工作原理相似,因而學(xué)生可將之前所學(xué)知識遷移應(yīng)用到該實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過程中。
1.2主體—主導(dǎo)論的師生角色
教師與學(xué)生是教學(xué)活動中的兩大主體,構(gòu)成了教與學(xué)的基本關(guān)系。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)以教師為中心,遵循“傳授知識—以知識點(diǎn)為核心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)—檢查實(shí)驗(yàn)結(jié)果”的基本過程,學(xué)生在整個實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中只能被動接受,按部就班地完成實(shí)驗(yàn)任務(wù),束縛了學(xué)生學(xué)習(xí)主體作用的發(fā)揮,不利于學(xué)生應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。
這種教學(xué)結(jié)構(gòu)雖然極大程度地促進(jìn)了學(xué)生的主動學(xué)習(xí),但忽略了教師的主導(dǎo)作用,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可能偏離教學(xué)目標(biāo)。因而,有些教育工作者提出了優(yōu)勢互補(bǔ)的教學(xué)模式,即以教師為主導(dǎo),以學(xué)生為主體的“主體—主導(dǎo)論”[5]。我們使用“主體—主導(dǎo)論”的思想處理網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的師生角色,力求實(shí)驗(yàn)過程中的教師主導(dǎo)作用和學(xué)生主體地位的體現(xiàn),同時對教師和學(xué)生也提出了新的要求。
1.2.1教師的主導(dǎo)作用教師的主導(dǎo)作用
體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)設(shè)置、實(shí)驗(yàn)活動監(jiān)控和實(shí)驗(yàn)檢查評價3個步驟中。面向能力培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)置對教師提出了更高的要求,不但要求教師全面把握教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容,還需要教師增加網(wǎng)絡(luò)工程的實(shí)際經(jīng)驗(yàn),推動教師投入更多的精力和時間去考查、思考和設(shè)計(jì)復(fù)雜的基于學(xué)生各種具體能力培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)活動監(jiān)控環(huán)節(jié),教師需充當(dāng)幫助者和促進(jìn)者的角色,盡可能引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)過程。最后,在實(shí)驗(yàn)檢查評價階段,教師對實(shí)驗(yàn)報告的要求不拘泥于實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果,應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)報告促進(jìn)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的反思和反饋,給學(xué)生更大的空間思考一些開放性的問題。
1.2.2學(xué)生的主體地位
學(xué)生是實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的主體,其主體地位體現(xiàn)在學(xué)生“思考分析—自我展示—反思總結(jié)—調(diào)節(jié)提高”的完整過程中。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中要充分發(fā)揮主動性,積極分析情境和思考問題,弄清楚需求是什么,該采用什么技術(shù)來滿足需求,然后自己動手解決和實(shí)現(xiàn)問題;還需反思總結(jié)前期行為,以便對實(shí)驗(yàn)過程有全面的解析和認(rèn)識,促進(jìn)改進(jìn)未來行為;必要時學(xué)生還可通過與其他同學(xué)的團(tuán)結(jié)合作或與教師的交流溝通完善自己的認(rèn)識。
1.3現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)與仿真實(shí)驗(yàn)并存的實(shí)驗(yàn)?zāi)J?/p>
網(wǎng)絡(luò)工程的特點(diǎn)決定其實(shí)驗(yàn)設(shè)備的復(fù)雜性和多樣性,國內(nèi)高校網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)室的基本硬件多以小型的交換機(jī)和路由器為主,輔以少量的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、終端[6]。限于資金與場地空間的不足,現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的條件限制了實(shí)驗(yàn)組網(wǎng)的規(guī)模,無法有效地給學(xué)生一個完整的實(shí)驗(yàn)平臺,從而影響了部分實(shí)驗(yàn)的部署實(shí)施。仿真實(shí)驗(yàn)便于觀察、設(shè)計(jì)和參與實(shí)際操作,是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的延伸與擴(kuò)展[7],大大拓寬了教學(xué)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,開拓了學(xué)生的視野,更重要的是學(xué)生能夠按他們自己的節(jié)奏完成學(xué)習(xí)過程和決定他們的個人需求;但是,如果單一依賴仿真實(shí)驗(yàn),學(xué)生會缺乏對實(shí)際設(shè)備的直觀認(rèn)識,不能鍛煉學(xué)生動手施工的能力,同時也不利于提高學(xué)生規(guī)范操作和安全操作的能力。因而,網(wǎng)絡(luò)工程的實(shí)驗(yàn)設(shè)置應(yīng)將現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)與仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,為學(xué)生創(chuàng)造一個完整的實(shí)驗(yàn)平臺。對于驗(yàn)證型和學(xué)習(xí)型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)以現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)為主,學(xué)生通過操作實(shí)際設(shè)備掌握和理解設(shè)備的使用和工作原理;對于設(shè)計(jì)型和問題解決型實(shí)驗(yàn),其內(nèi)容設(shè)計(jì)應(yīng)以仿真實(shí)驗(yàn)為主,通過模擬現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,讓學(xué)生在更高層次把握網(wǎng)絡(luò)工程的教學(xué)內(nèi)容。另外,在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置上,應(yīng)該注意這些內(nèi)容之間的聯(lián)系和銜接,盡可能地讓前一次實(shí)驗(yàn)的平臺成為后一次實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)或是將現(xiàn)場平臺移植到仿真環(huán)境,避免學(xué)生在同樣的知識點(diǎn)上多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。
2結(jié)論
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)導(dǎo)論;CDIO模式;課程改革
中圖分類號:G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:
中圖分類號:TP393文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2012)09-2055-02
Exploration and Course Reform of Introduction to Computer Science Based on CDIO Principle
WAN Shi-ming
(Guangdong Baiyun University, Guangzhou 510450, China)
Abstract: Introduction to Computer Science is an important compulsory course on computer science education. The teaching aim is helping students majoring in computer science to have a holistic review on computer and be familiar with the professional learning methods at the very start. This study analysed the current situation of Introduction to Computer Science and the existing problems, and offered proposals on curriculum reform based on the concept of CDIO modle.
Key words:Introduction to computer science; CDIO model; Curriculum reform
1概述
《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》作為計(jì)算機(jī)科學(xué)相關(guān)專業(yè)學(xué)生的第一門專業(yè)課程,無論在國內(nèi)和國外,都是大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)教育體系中重要課程之一。例如,美國計(jì)算機(jī)學(xué)會(ACM)與國際電子電氣工程師學(xué)會計(jì)算機(jī)學(xué)會(IEEE/CS)聯(lián)合的《計(jì)算學(xué)科2001教程(Computing Curricula 2001),CC2001》,中國計(jì)算機(jī)學(xué)會教育委員會和全國高等學(xué)校計(jì)算機(jī)教育研究會的《中國計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教程2002》、《中國高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)(應(yīng)用型)學(xué)科教程2008》等。該課程概要介紹計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、設(shè)計(jì)語言、軟件工程等專業(yè)的入門知識及與信息技術(shù)有關(guān)的社會、文化、職業(yè)等知識,使學(xué)習(xí)者對計(jì)算機(jī)專業(yè)課程體系有比較全面的了解,激發(fā)專業(yè)學(xué)習(xí)的認(rèn)知欲和樹立自信心。[1-2]“導(dǎo)論”的引導(dǎo)作用不僅應(yīng)體現(xiàn)在理論知識和技術(shù)層面上,專業(yè)思想的建立、學(xué)習(xí)方法的建構(gòu)尤為重要,更應(yīng)體現(xiàn)在對學(xué)生的科學(xué)思維能力、創(chuàng)新能力、工程意識、分析解決實(shí)際問題等能力的培養(yǎng)。
2《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程的教學(xué)現(xiàn)狀分析
1)普遍偏于知識體系相關(guān)內(nèi)容的介紹,通盤羅列,多而不精,缺乏對創(chuàng)新方向、興趣引導(dǎo)、思維能力、工作價值與應(yīng)用指導(dǎo),課程涉及的工程性指向淡薄。
2)教學(xué)仍然多以教師為中心的傳授式和以學(xué)生被動的接受式的教學(xué)模式。授課以講授理論知識為多,學(xué)生接觸實(shí)踐環(huán)節(jié)偏少,缺少對學(xué)生工程能力的訓(xùn)練。學(xué)生的創(chuàng)新思維、工程意識、團(tuán)隊(duì)協(xié)作與人際能力未能得到培養(yǎng)與提高。
3)按照《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程的性質(zhì),主要還是概括性的介紹計(jì)算機(jī)學(xué)科相關(guān)的專業(yè)知識和分支領(lǐng)域,由于學(xué)生以前對計(jì)算機(jī)專業(yè)了解不多,因此會覺得有些內(nèi)容相對抽象和枯燥,學(xué)生似懂非懂。另外,忽視了對學(xué)生從事計(jì)算機(jī)科學(xué)工作的基本方法、專業(yè)素質(zhì)和職業(yè)要求的傳授,未達(dá)到很好的教學(xué)預(yù)期。
3 CDIO的基本思想
CDIO是一種全新的國際化工程教育模式,CDIO代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate)。它是麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)在全球經(jīng)濟(jì)一體化的背景下,經(jīng)過四年的跨國研究而得出的成果。它的指導(dǎo)思想是:以職業(yè)道德培養(yǎng)為基礎(chǔ),以工程設(shè)計(jì)任務(wù)為導(dǎo)向,以培養(yǎng)個人能力(包括終生學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐能力)、團(tuán)隊(duì)能力(人際關(guān)系與合作)和工程系統(tǒng)能力(包括適應(yīng)與調(diào)控能力)為主要目標(biāo).讓學(xué)生以主動的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。[3-5]CDIO強(qiáng)調(diào)在加強(qiáng)基礎(chǔ)教育的同時,關(guān)注工程實(shí)踐,加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié);強(qiáng)調(diào)個人職業(yè)技能與人際溝通的技能并重;強(qiáng)調(diào)綜合創(chuàng)新能力,與社會大環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。[6]
為了適應(yīng)現(xiàn)代工程教育的需要,我院結(jié)合一般工科院校應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的特點(diǎn),吸收歐美先進(jìn)的CDIO工程教育理念,開展以CDIO工程教育理念的工程教育模式的研究與實(shí)踐。
4 CDIO工程教育模式的研究與實(shí)踐
4.1工程項(xiàng)目教學(xué)法
傳統(tǒng)教學(xué)法的一般過程是首先提出概念,然后解釋概念,再舉例說明。針對這門課程的教學(xué)對象,僅采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法不利于他們的理解和知識的掌握。
為了提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識分析、解決實(shí)際問題的能力,教學(xué)過程中采用以工程項(xiàng)目為導(dǎo)向的項(xiàng)目教學(xué)。項(xiàng)目教學(xué)是師生通過共同實(shí)施一個完整的項(xiàng)目任務(wù)而進(jìn)行的教學(xué)活動,它可以將學(xué)習(xí)者融入項(xiàng)目工作的過程中,讓學(xué)生有目標(biāo)地自主學(xué)習(xí),同時,要求學(xué)生在學(xué)習(xí)工程中,通過自己的實(shí)踐進(jìn)行知識建構(gòu)和能力培養(yǎng)。[6]
開展以項(xiàng)目化教學(xué)為主線的CDIO模式實(shí)踐教學(xué),使學(xué)生能在工項(xiàng)目程實(shí)踐中體驗(yàn)到“做中學(xué)”的學(xué)習(xí)方法。[7]
4.2項(xiàng)目的目的和作用
本項(xiàng)目的設(shè)置目的在于使應(yīng)用型本科學(xué)生在進(jìn)入專業(yè)導(dǎo)論學(xué)習(xí)之后,通過對一個綜合性、具有初級學(xué)術(shù)水平、易于理解和實(shí)現(xiàn)的項(xiàng)目研究開發(fā),對于構(gòu)思(Conceive),設(shè)計(jì)(Design),實(shí)施(Implenent)和運(yùn)行(Operate)的四個工程環(huán)節(jié)直接參與,體驗(yàn)“做中學(xué)”的實(shí)際過程和狀態(tài),從而使學(xué)生動手做出一個具體的工程成果,而且在做的過程中動腦進(jìn)行思考,分析,推理,歸納,使知識升華,同時,培育人際交往能力,團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,職業(yè)道德,為人操守,以及有效的工程建造能力。[8]
4.3項(xiàng)目的名稱和內(nèi)容
我院計(jì)算機(jī)系《計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)設(shè)有三個方向:軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程和嵌入式系統(tǒng)工程。我們引入了2個真實(shí)工程項(xiàng)目:
一是基于VLAN的局域網(wǎng)搭建。項(xiàng)目的內(nèi)容就是在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)工程環(huán)境下和在借助仿真軟件的分析下完成建立若干個虛擬局域網(wǎng)VLAN。實(shí)現(xiàn)在同一物理網(wǎng)段內(nèi),同一VLAN內(nèi)和不同的VLAN計(jì)算機(jī)之間的相互訪問。[9]
二是制作多位數(shù)字動態(tài)顯示器。項(xiàng)目的內(nèi)容就是建造一個由單片機(jī)為核心,以7段發(fā)光二極管為數(shù)字顯示器,結(jié)合輔助電路、電源所形成的多位數(shù)字顯示系統(tǒng)。
教師根據(jù)學(xué)生的狀況、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo),結(jié)合知識點(diǎn),制訂具有操作性、實(shí)用性的項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)方案。在教學(xué)過程中首先要提出項(xiàng)目任務(wù)設(shè)想,按照項(xiàng)目開發(fā)的過程,與學(xué)生一起討論項(xiàng)目的目標(biāo)、任務(wù)和途徑。
4.4細(xì)化項(xiàng)目、小組互助
細(xì)化項(xiàng)目。引導(dǎo)學(xué)生對項(xiàng)目任務(wù)細(xì)化分析,從項(xiàng)目任務(wù)的技術(shù)要求、功能要求、性能要求入手,確定項(xiàng)目的技術(shù)路線、進(jìn)度計(jì)劃、組織方式,并清楚項(xiàng)目完成的考核要求和評分準(zhǔn)則。
小組互助。對學(xué)生進(jìn)行課題分組(4-6人),選出組長。組長的任務(wù):討論、分工、協(xié)作、輪值、總結(jié))。在項(xiàng)目VLAN的局域網(wǎng)搭建和制作多位數(shù)字動態(tài)顯示器完成過程中需要留出適當(dāng)單元內(nèi)容以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析、解決問題的能力,引導(dǎo)學(xué)生降低對教師的依賴。項(xiàng)目實(shí)踐過程遇到的問題要求學(xué)生首先在小組內(nèi)討論,在做的過程中去思考、分析、歸納,養(yǎng)成利用各種資源、翻閱資料、團(tuán)結(jié)協(xié)作等解決問題的習(xí)慣。
4.5考試改革
長期以來,書面閉卷考試是計(jì)算機(jī)專業(yè)導(dǎo)論課程考核的主要方式,而該課程培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力通常被忽略,束縛了學(xué)生的思維與創(chuàng)新。改革后,增加了對項(xiàng)目實(shí)踐能力的考查,采取書面開卷與工程項(xiàng)目實(shí)踐相結(jié)合的考核方式,兩者各占50%的比重,著力引導(dǎo)學(xué)生既注重掌握知識的重要性,也重視工程項(xiàng)目過程中的實(shí)踐性和在工程教學(xué)模式下的“做中學(xué)”的學(xué)習(xí)方法。
5取得的主要成效
我院計(jì)算機(jī)系以CDIO工程教育模式的計(jì)算機(jī)導(dǎo)論課程教學(xué)改革已2年,按培養(yǎng)工程師的意念引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入專業(yè)領(lǐng)域,通過項(xiàng)目從專業(yè)的有關(guān)特征導(dǎo)入到專業(yè)知識是一種較恰當(dāng)?shù)耐緩?。學(xué)生體會到了理論、實(shí)踐、素質(zhì)一體化的教育教學(xué)模式和“做中學(xué)”的學(xué)習(xí)方法,學(xué)生從中親身感受和并從中有所收獲。觸發(fā)了學(xué)生的專業(yè)向往興趣,激勵了學(xué)生的專業(yè)創(chuàng)新欲望,培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)思維能力,呈現(xiàn)了學(xué)生的專業(yè)工作價值。
學(xué)生以主動的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程,適合工科教育教學(xué)過程各個環(huán)節(jié)的改革,CDIO“做中學(xué)”的理念和方法實(shí)踐證明是可行的,收到了較好的效果。
通過學(xué)生積極參與的《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程改革,使學(xué)生感受到和接受了如下的學(xué)習(xí)方法:
1)主動學(xué)習(xí):聽中學(xué)、看中學(xué)、做中學(xué)。多想、多問、多做。
2)勤于思考:從不同的思路和角度觀察問題,不死守一種思維模式,努力激發(fā)自己的潛在的思考能力、創(chuàng)新能力和學(xué)習(xí)能力。
3)實(shí)踐貫通:聽到的會忘掉,看到的能記住,做過的才真正明白。學(xué)習(xí)中的實(shí)踐,有助于更深入地理解知識體系,有助于掌握學(xué)過的知識。
4)細(xì)心總結(jié):學(xué)習(xí)任何課程都需要去歸納和總結(jié)。
通過工程項(xiàng)目教育活動,學(xué)生親身感受到、并知道自己尚需要努力具備以下能力:
1)獲取知識的能力(自學(xué)能力)。
2)運(yùn)用知識的能力(解決問題)。
3)共享知識的能力(團(tuán)隊(duì)合作)。
4)發(fā)現(xiàn)知識的能力(創(chuàng)新意識)。
5)傳播知識的能力(交流溝通)。
6結(jié)束語
CDIO是一個新的教育模式,盡管它的歷史還很短,但已經(jīng)顯示了它的強(qiáng)大生命力.該文針對當(dāng)前《計(jì)算機(jī)導(dǎo)論》課程教學(xué)的現(xiàn)狀、存在的問題進(jìn)行了分析,探討與實(shí)踐了以工程項(xiàng)目為導(dǎo)向和項(xiàng)目教學(xué)法。通過引入典型的“基于VLAN的局域網(wǎng)組建”等項(xiàng)目,讓學(xué)生系統(tǒng)體驗(yàn)“構(gòu)思――設(shè)計(jì)――實(shí)施――運(yùn)行”的全過程,收到了較好的效果,其作用將會影響到大學(xué)四年的后續(xù)課程學(xué)習(xí),為學(xué)生未來的發(fā)展有了良好的引導(dǎo)和鋪墊。
參考文獻(xiàn):
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[2]中國計(jì)算機(jī)學(xué)會教育專業(yè)委員會.中國高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)(應(yīng)用型)學(xué)科教程(2009)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2009:11.
[3] Worldwide CDIO Initiative Standards[EB/OL].(2009-08-30)[2010-08-13].省略.
[4] The CDIO Method [EB/OL].(2009-08-30)[2010-08-13]. 省略.
[5]陸小華,熊光晶,陳珠琳.設(shè)計(jì)導(dǎo)向的工程教育改革理念[J]高等工程教育研究,2007(6).
[6]宋桂娟,楊勇虎,王文生.基于CDIO的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革與研究[J].電腦知識與技術(shù),2010-01-25
[7]王碩旺,洪成文.CDIO:美國麻省理工學(xué)院工程教育的經(jīng)典模式――基于對CDIO課程大綱的解讀[J].理工高教研究2009,28(4)116-119.
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);實(shí)踐教學(xué);項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)
中圖分類號:TP393文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2012)12-2922-03
1背景
物聯(lián)網(wǎng)源于傳感網(wǎng)和射頻識別技術(shù),通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將傳感網(wǎng)信息和RFID信息進(jìn)行遠(yuǎn)距離識別和處理。國際電信聯(lián)盟在2005年了針對物聯(lián)網(wǎng)的年度報告“Internet of Things”,報告指出RFID和智能計(jì)算等技術(shù)開啟全球物品互連的時代,信息與通信技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)從任何時間、任何地點(diǎn)連接任何人,發(fā)展到連接任何物體的階段,物聯(lián)網(wǎng)時代即將來臨[1]。一般認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)是一個基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息載體,讓所有能被獨(dú)立尋址的普通物理對象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。普通對象設(shè)備化,自治終端互聯(lián)化和普適服務(wù)智能化是其三個重要特征[2]。
近年來物聯(lián)網(wǎng)在學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界來得到廣泛關(guān)注,2008年國際上召開了第一屆國際物聯(lián)網(wǎng)學(xué)術(shù)交流會[3],歐洲物聯(lián)網(wǎng)研究項(xiàng)目組2009年11月物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略路線圖,促進(jìn)射頻識別和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在歐盟發(fā)展,歐盟委員會提出針對物聯(lián)網(wǎng)行動方案,明確表示在技術(shù)層面將給予大量資金支持。2009年8月總理在無錫考察傳感網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展時要求盡快建立中國的傳感信息中心,或者叫“感知中國”中心。物聯(lián)網(wǎng)可廣泛應(yīng)用于產(chǎn)業(yè),環(huán)境和社會領(lǐng)域。典型應(yīng)用案例包括物流業(yè)務(wù),制造業(yè)的產(chǎn)品跟蹤,食品藥品安全,環(huán)境監(jiān)控,綠色節(jié)能,社會服務(wù)等多個方面。當(dāng)前無線射頻識別產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模超過100億元。我國有1600多家企事業(yè)單位從事傳感器的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用,年產(chǎn)量達(dá)24億只,市場規(guī)模超過900億元,其中,微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)傳感器市場規(guī)模超過150億元;通信設(shè)備制造業(yè)具有較強(qiáng)的國際競爭力。建成全球最大、技術(shù)先進(jìn)的公共通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)。機(jī)器到機(jī)器(M2M)終端數(shù)量接近1000萬,形成全球最大的M2M市場之一。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國2010年物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模接近2000億元[4]。
在全國范圍的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展熱潮下,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才緊缺問題日益突出。我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展從根本上取決于相關(guān)人才的素質(zhì)和結(jié)構(gòu)。產(chǎn)業(yè)的競爭從根本上就是人才的競爭,未來中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)勁發(fā)展,需要大力培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專門人才,不斷提高相關(guān)人才的素質(zhì)和知識結(jié)構(gòu),以及不斷的完善人才的合理結(jié)構(gòu)與供應(yīng)體系。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也必將成為我國信息領(lǐng)域的一個關(guān)鍵學(xué)科,在未來我國信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與升級中發(fā)揮核心的作用。
2物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)定位與培養(yǎng)目標(biāo)
物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)作為一項(xiàng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),其繁榮發(fā)展需要大量精通物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的科學(xué)技術(shù)人才。我國非常重視物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,被列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一,一些城市也把物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)列為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)具有產(chǎn)業(yè)鏈長、涉及多個產(chǎn)業(yè)群的特點(diǎn),物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的長足發(fā)展將直接推動物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)類畢業(yè)生的就業(yè)工作。面對國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)和激烈的人才競爭,面向市場需求,加大物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)人才培養(yǎng)力度,已經(jīng)成為當(dāng)前高等教育改革與發(fā)展的一項(xiàng)重要和緊迫任務(wù)。
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)面向現(xiàn)代信息處理技術(shù),針對國民經(jīng)濟(jì)信息化建設(shè)和發(fā)展的需要,本專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生要求德智體全面發(fā)展,具備扎實(shí)的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、現(xiàn)代傳感器和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、射頻與微波技術(shù)、有線和無線網(wǎng)絡(luò)通信理論、信息處理、系統(tǒng)工程等基礎(chǔ)理論和技術(shù),能夠系統(tǒng)地掌握物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的相關(guān)基礎(chǔ)理論、科學(xué)方法和實(shí)踐技能,并且具備在本專業(yè)領(lǐng)域跟蹤新理論、新知識、新技術(shù)的能力以及較強(qiáng)的創(chuàng)新實(shí)踐能力的復(fù)合型高級工程技術(shù)人才。
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)本科生培養(yǎng)的基本思路是強(qiáng)化基礎(chǔ)、注重實(shí)踐。針對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的人才需求,本科生階段強(qiáng)調(diào)寬口徑培養(yǎng),不具體細(xì)分專業(yè)培養(yǎng)方向,但考慮專業(yè)方向課程模塊設(shè)置,從而使得畢業(yè)生既具備扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)和寬廣的知識面,又比較深入地認(rèn)識某類系統(tǒng)和應(yīng)用領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程應(yīng)涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)、通信技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程基礎(chǔ)、電子信息技術(shù)基礎(chǔ)以及數(shù)學(xué)、外語等基礎(chǔ)課程。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的專業(yè)課程應(yīng)覆蓋物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)工程、數(shù)字化技術(shù)、信息安全技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)、軟件開發(fā)技術(shù)等。
本專業(yè)以通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為重點(diǎn)專業(yè)方向,學(xué)生主要學(xué)習(xí)傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)方面的基礎(chǔ)理論、組成原理和設(shè)計(jì)方法,受到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)踐的基本訓(xùn)練,經(jīng)過系統(tǒng)化學(xué)習(xí)和實(shí)踐鍛煉,學(xué)生應(yīng)該具備從事物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)、調(diào)試和工程應(yīng)用的基本能力。
3物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)踐課程建設(shè)
我校在2011年申請物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)并獲得批準(zhǔn),成為國內(nèi)較早開展物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)的高校。我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)依托計(jì)算機(jī)系下進(jìn)行建設(shè),相關(guān)基礎(chǔ)專業(yè)如計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù),軟件工程,電子工程,通信工程等已經(jīng)發(fā)展多年,擁有相關(guān)的軟硬件條件,具有實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn),是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)建設(shè)的基礎(chǔ)。
當(dāng)前高等教育必須把加強(qiáng)學(xué)生能力培養(yǎng)放到首位[5],物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)特點(diǎn)主要體現(xiàn)綜合性,實(shí)踐性和工程性,物聯(lián)網(wǎng)綜合性體現(xiàn)在涵蓋范圍廣,涉及具體產(chǎn)業(yè)多,與產(chǎn)業(yè)接觸緊密。為了達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo),培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動手能力尤為重要。物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐課程需要以專業(yè)基礎(chǔ)課程為基礎(chǔ),面向真實(shí)完整的物聯(lián)網(wǎng)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)踐內(nèi)容。在實(shí)踐學(xué)習(xí)中以團(tuán)隊(duì)協(xié)作作為主要學(xué)習(xí)方式,從具體的實(shí)踐活動中訓(xùn)練動手能力和協(xié)作開發(fā)項(xiàng)目能力。作為從2010年才開始設(shè)置的新型專業(yè),關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)研究成果還相當(dāng)匱乏,本節(jié)結(jié)合當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)發(fā)展和行業(yè)技術(shù)發(fā)展的實(shí)際情況,對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法進(jìn)行探索。
3.1專業(yè)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)
目前國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)主要依托計(jì)算機(jī)學(xué)院來建設(shè),因此計(jì)算機(jī)專業(yè)核心課程尤其是程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及組成原理也應(yīng)是必修課程。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)核心課程包括物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論,無線傳感器網(wǎng)絡(luò),射頻與無線通信等。實(shí)踐環(huán)節(jié)課可設(shè)置在基礎(chǔ)理論課之后,在二年級可以開始展開基礎(chǔ)的實(shí)踐課程教學(xué),然后逐步進(jìn)入到結(jié)合實(shí)際的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié),在實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中,通過引入企業(yè)實(shí)際物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目對學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練。物聯(lián)網(wǎng)涵蓋范圍非常廣泛,綜合了計(jì)算機(jī),微電子,通信等多個領(lǐng)域知識,其中部分新型技術(shù)難度較大。在實(shí)踐環(huán)節(jié)中一般不需要學(xué)生深入理解無線傳感器網(wǎng)絡(luò),射頻識別等電路基礎(chǔ),能夠在了解基本結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)即可。實(shí)踐環(huán)節(jié)更多注重于物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用,通過應(yīng)用項(xiàng)目實(shí)例來加深對物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識,鍛煉動手能力,培養(yǎng)合格的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)體系的層次劃分,從物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層案例,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層案例以及感知層案例出發(fā)設(shè)計(jì)對應(yīng)的實(shí)踐內(nèi)容,最后通過對實(shí)際項(xiàng)目分析學(xué)習(xí)項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)劃能力,如表-1所示。
針對實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,采用課程實(shí)踐與項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)相結(jié)合的方式。對核心課程的教學(xué)實(shí)踐安排在每門基礎(chǔ)課程理論課程同步進(jìn)行,通過基礎(chǔ)性實(shí)踐來強(qiáng)化理論課程知識理解和實(shí)踐能力提高。在基本實(shí)踐環(huán)節(jié)之后進(jìn)行綜合實(shí)訓(xùn)實(shí)踐過程,學(xué)生以團(tuán)隊(duì)方式參與具有企業(yè)實(shí)際背景的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目實(shí)例,訓(xùn)練物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)規(guī)劃和實(shí)施能力,并參觀企業(yè)真實(shí)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目工程。
具體專業(yè)課程與實(shí)踐環(huán)先后關(guān)系可見圖1,在圖1中可知物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)是在專業(yè)課程基礎(chǔ)上的進(jìn)一步提高,是訓(xùn)練學(xué)生動手能力提高實(shí)踐能力的關(guān)鍵一環(huán)。
選擇合適的實(shí)踐內(nèi)容之后需要采用一定的教學(xué)方法進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)。與專業(yè)課程的理論學(xué)習(xí)不同實(shí)踐教學(xué)更注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動手能力。
3.2專業(yè)實(shí)踐課程教學(xué)方法探討
物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)人才應(yīng)該緊密結(jié)合工程實(shí)際,目前校企合作物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)迅速開展,我們也將努力和物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)合作,加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作,進(jìn)行聯(lián)合人才培養(yǎng)。通過多種渠道建立健全物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目庫,如高校中一卡通、校園百事通等物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目。實(shí)踐教學(xué)在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)中具有舉足輕重的作用。通過實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐設(shè)計(jì)能力,可采用的實(shí)踐教學(xué)方法包括:
1)項(xiàng)目實(shí)例驅(qū)動教學(xué)法
物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目集成方向的工程技術(shù)與管理人才,物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容必須緊密結(jié)合實(shí)際,立足業(yè)界需求。在實(shí)踐教學(xué)中,針對基礎(chǔ)課程的實(shí)踐教學(xué)可以分解項(xiàng)目原型到各門課程中;在物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)實(shí)踐中,以企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目具體案例在分析。針對學(xué)生實(shí)際能力,可以通過簡化需求來降低難度,但所有實(shí)踐項(xiàng)目必須結(jié)合實(shí)際。教師通過對企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的分析講解來幫助學(xué)生對項(xiàng)目的認(rèn)識,學(xué)生通過團(tuán)隊(duì)合作以小組形式參與實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目開發(fā)。通過項(xiàng)目實(shí)例驅(qū)動,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,鍛煉實(shí)際的動手能力。
2)跨年級結(jié)合的創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)
由于物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)內(nèi)容多,難度大,對其中部分大型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目可以采用跨年級段合作訓(xùn)練的方式,發(fā)揮傳幫接代的優(yōu)點(diǎn)。如高年級的同學(xué)負(fù)責(zé)項(xiàng)目的需求分析,項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)等方面工作,而低年級同學(xué)從程序設(shè)計(jì)出發(fā),完成其中的部分功能,通過參與大型創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)過程可以提高自己的動手實(shí)踐能力,學(xué)習(xí)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和管理能力。這種滾動式結(jié)合方式不僅提高學(xué)生水平,還可以使得實(shí)踐環(huán)節(jié)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目可以持續(xù)開發(fā)。不斷提高實(shí)踐環(huán)節(jié)的難度,使之更切合工程實(shí)際。
4結(jié)束語
物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)需要大量的專業(yè)型人才。如何培養(yǎng)適合產(chǎn)業(yè)需求的人才還處在嘗試階段,借鑒相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn),對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)尤其是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)建設(shè)進(jìn)行了探討。我們認(rèn)為加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐環(huán)節(jié)建設(shè),必須加強(qiáng)校企合作,通過引入實(shí)踐物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目來設(shè)計(jì)合理的實(shí)踐內(nèi)容。將基礎(chǔ)實(shí)踐環(huán)節(jié)和項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)相結(jié)合,采用科學(xué)的教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),提高實(shí)踐能力,培養(yǎng)合格的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才。目前物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)還處于起步階段,這方面經(jīng)驗(yàn)還非常缺乏,如何合理制定實(shí)踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)方案還需要進(jìn)一步的深入研究。
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關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò);教學(xué)改革;實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2007)06-11769-01
1 引言
隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在社會應(yīng)用的日益廣泛深入,社會各行各業(yè)對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)不同層次人才的需求也日益增加,對從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的人員也提出了新的要求。為了適應(yīng)社會的發(fā)展,充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在國計(jì)民生中的作用,必須培養(yǎng)一批具有一定理論水平和高素質(zhì)的實(shí)踐應(yīng)用型人才。本文從理論、實(shí)訓(xùn)、對任課教師的要求、教學(xué)方法與手段、考評模式等幾個方面,談?wù)劯咝!队?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程教學(xué)改革的探索。
2 現(xiàn)狀分析
《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》是計(jì)算機(jī)專業(yè)最早開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》已經(jīng)列為計(jì)算機(jī)、信息和通信等相關(guān)專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課。但多年來,該課程一直延續(xù)著傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式:以網(wǎng)絡(luò)的工作原理為綱、以O(shè)SI/RM為主線進(jìn)行理論教學(xué)。教學(xué)內(nèi)容理論多實(shí)踐少,知識點(diǎn)相對陳舊;教學(xué)方法單一,幾乎不涉及工程和應(yīng)用技術(shù),適應(yīng)面窄,很難跟上專業(yè)課教學(xué)的發(fā)展,達(dá)不到學(xué)以致用的目的。這也不符合高職高專以應(yīng)用能力為主的人才培養(yǎng)的模式。因此,《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程要以實(shí)用為目標(biāo)、以就業(yè)為導(dǎo)向,進(jìn)行教學(xué)改革,不苛求其系統(tǒng)性、嚴(yán)密性,而突出其實(shí)用性、寬廣性。
3 課程概述
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,以數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ),有自己獨(dú)立的理論體系和知識架構(gòu)。該課程的教學(xué)目標(biāo):通過本課程的教與學(xué),使學(xué)生熟悉計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu),熟悉通信協(xié)議、路由協(xié)議的機(jī)理和常見網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的工作原理;具備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安裝、調(diào)試和基本維護(hù)的能力,能夠根據(jù)需要進(jìn)行中小型網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、組裝和維護(hù),掌握一定的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)和管理知識,具備應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)解決實(shí)際問題的能力。根據(jù)該目標(biāo),本課程在知識體系的構(gòu)架設(shè)計(jì)上,以針對性和實(shí)用性為出發(fā)點(diǎn),以于解決實(shí)際問題為目的,將教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)定位在對學(xué)生網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安裝與調(diào)試、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)等應(yīng)用能力的培養(yǎng)上;在原理的深度上,本著“必需、夠用”的基本原則,使學(xué)生能對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有較全面的和系統(tǒng)的了解,掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通信的基礎(chǔ)知識和基本理論;在教學(xué)方法上,側(cè)重于對實(shí)際問題的分析,以實(shí)際問題為藍(lán)圖建立教學(xué)模型;在教學(xué)效果上,以掌握中小型網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃設(shè)計(jì)以及交換機(jī)、路由器的配置為核心,力爭讓學(xué)生擺脫復(fù)雜的理論概念,重點(diǎn)培養(yǎng)和訓(xùn)練他們解決實(shí)際問題的意識和能力。
4 對教師綜合素質(zhì)的要求
根據(jù)該課程的教學(xué)目標(biāo)的剖析以及社會對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人才的技能需求,要求任課教師除應(yīng)具有較扎實(shí)的理論基礎(chǔ)知識外,還應(yīng)具備較為豐富的網(wǎng)絡(luò)工程和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)。理論基礎(chǔ)知識應(yīng)包括:(1)計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和通信技術(shù)基礎(chǔ);(2)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的原理、體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)安全;(3)常用的通信協(xié)議和路由協(xié)議的數(shù)學(xué)模型、工作原理。通過教與學(xué),有助于學(xué)生快速形成對網(wǎng)絡(luò)的初步認(rèn)識,了解網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作的機(jī)制,了解網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和路由協(xié)議的實(shí)現(xiàn)。
網(wǎng)絡(luò)工程和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)包括:(1)了解市場上主流網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和產(chǎn)品,掌握網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的理論和網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù),具有局域網(wǎng)、校園網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)以及現(xiàn)場施工的經(jīng)歷,有助于培養(yǎng)學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與施工技能;(2)熟悉網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理,熟悉常用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的配置和管理,掌握主流網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),能夠診斷常見的網(wǎng)絡(luò)故障,具有局域網(wǎng)、校園網(wǎng)的管理和維護(hù)經(jīng)驗(yàn),有助于培養(yǎng)學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)管理技能;(3)能夠緊跟計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展前沿,有從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)和科研項(xiàng)目的研究,有助于學(xué)生了解網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的最新動態(tài),接觸到比較先進(jìn)、主流和實(shí)用的技術(shù)。如果教師缺乏計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論和實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn),沒有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、應(yīng)用經(jīng)歷,將無法把握所講知識要點(diǎn),只能照本宣科。所講內(nèi)容模糊、粗放,激發(fā)不了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。
5 教學(xué)內(nèi)容
5.1 教學(xué)內(nèi)容規(guī)劃
在內(nèi)容設(shè)置上,淘汰傳統(tǒng)教學(xué)中的陳舊內(nèi)容,以TCP/IP體系為重點(diǎn),兼顧理論和工程技術(shù),有選擇地加入思科等知名網(wǎng)絡(luò)廠商的最新培訓(xùn)內(nèi)容和行業(yè)前沿技術(shù)。主要內(nèi)容為:(1)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)論;(2)TCP/IP協(xié)議體系;(3)傳輸介質(zhì)與通信基礎(chǔ);(4) 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,局域網(wǎng)和廣域網(wǎng);(5)IP尋址和路由,路由選擇協(xié)議,網(wǎng)絡(luò)互連,Ipv6;(6)交換機(jī)的工作原理與配置;(7)以太網(wǎng)技術(shù)、以太網(wǎng)的多層交換、無線局域網(wǎng)等;(8)路由器工作原理與配置;(9)用戶接入;(10)局域網(wǎng)、校園網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理和維護(hù)等。
5.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)規(guī)劃
實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)是加深理解、驗(yàn)證、鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容的最有效的方法,是本課程建設(shè)中重要組成部分,實(shí)踐部分實(shí)施效果直接影響到整體教學(xué)效果。通過對企事業(yè)單位所需人才技能的需求調(diào)查分析,圍繞服務(wù)器的配置和管理、交換機(jī)的配置和管理、路由器的配置和管理、網(wǎng)絡(luò)綜合布線和局域網(wǎng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)等幾個方面,精心設(shè)置了25個必做基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與12個選做實(shí)驗(yàn)。對于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),可提供模擬仿真軟件或虛擬機(jī)讓學(xué)生利用課后在宿舍中完成;對于選做實(shí)驗(yàn),限制學(xué)生必須在實(shí)驗(yàn)室中完成??蓪?shí)施半放式實(shí)驗(yàn)教學(xué),規(guī)定學(xué)生實(shí)驗(yàn)的時間與次數(shù)。在實(shí)驗(yàn)過程中,教師可以給予指導(dǎo),以促進(jìn)學(xué)生認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn),真正掌握教學(xué)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)完成后,要求學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)報告并講評。通過實(shí)驗(yàn),特別是綜合實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì),能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,充分發(fā)揮學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力,讓學(xué)生對理論中的網(wǎng)絡(luò)真實(shí)化,極大地提高了學(xué)習(xí)效果,提高了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。
6 教學(xué)方法和教學(xué)手段
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的原理比較抽象,針對難以理解的概念或較為復(fù)雜的過程,參考思科等知名廠商的培訓(xùn)資料和網(wǎng)上資源,精心組織和設(shè)計(jì)了多媒體教學(xué)課件以及FLASH動畫。通過多種模式教學(xué),使抽象的理論形象化,復(fù)雜的過程簡單化。提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,深化了對教學(xué)內(nèi)容的理解。
針對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識更新快,新技術(shù)發(fā)展迅速的特點(diǎn), 依托校園網(wǎng),專門開發(fā)了課程教學(xué)網(wǎng)站。通過該網(wǎng)站,可以很方便地為學(xué)生提供新知識、新技術(shù)和各種相關(guān)模擬軟件等多種教學(xué)資源。通過設(shè)置的討論區(qū),方便了師生之間的及時溝通、交流,便于教師答疑。通過設(shè)置練習(xí)區(qū),促進(jìn)了學(xué)生課后對內(nèi)容的及時消化,加深了對內(nèi)容的理解。同時,教師也能及時了解學(xué)生對重點(diǎn)難點(diǎn)的掌握,可動態(tài)調(diào)整教學(xué)過程,提高教學(xué)效果。
7 考評制度
考評制度,在很大程度上左右著學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度,特點(diǎn)是那些自控能力較差的學(xué)生。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中,本課程一般都采用期末閉卷理論化筆試,總評成績以期末考試成績?yōu)橹鳌_@容易導(dǎo)致學(xué)生平時不認(rèn)真學(xué)習(xí),不認(rèn)真做實(shí)驗(yàn),期末死記硬背搞突擊。針對以上缺點(diǎn),進(jìn)行了以下考評制度改革:1.平時上課考勤,課后作業(yè)練習(xí)等都登記評分,老師最終根據(jù)學(xué)生出勤率以及作業(yè)完成情況給平時成績,平時成績按10%記入總評成績;2.對于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和選做實(shí)驗(yàn),指導(dǎo)老師都要寫評語、打分,實(shí)驗(yàn)平均成績按15%計(jì)入總評成績;3.對于綜合實(shí)驗(yàn)或課程設(shè)計(jì),則按30%記入總評成績;4.期末考試成績按45%計(jì)入總評成績。實(shí)踐表明,以上制度促進(jìn)了學(xué)生平時學(xué)習(xí)的積極性,提高了參與實(shí)踐環(huán)節(jié)的主動性。
8 小結(jié)
幾年的教學(xué)實(shí)踐證明,新的教學(xué)方案,端正了學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、提高了他們的學(xué)習(xí)積極性、主動性,也充分訓(xùn)練了他們解決實(shí)際問題的能力。良好的教學(xué)效果也得到了學(xué)生和學(xué)院的廣泛認(rèn)可。本院開展的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程教學(xué)改革與實(shí)踐的探索,對于非網(wǎng)絡(luò)專業(yè)的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程的建設(shè),也有一定的參考價值。
參考文獻(xiàn):
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