基于“卓越計(jì)劃”的網(wǎng)絡(luò)工程課程教學(xué)改革探討

崔杰 仲紅 石潤(rùn)華 許艷 汪琦

摘要：教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”對(duì)于培養(yǎng)卓越工程師具有重要的指導(dǎo)作用。文章就如何改變教學(xué)觀念、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、豐富教學(xué)手段和改進(jìn)考核機(jī)制提出一些具體措施，力求全面提升學(xué)生的動(dòng)手能力，增強(qiáng)創(chuàng)新精神，為培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)工程卓越工程師奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)工程課程：卓越工程師；教學(xué)改革

引 言

教育部于2010年6月聯(lián)合有關(guān)部門(mén)開(kāi)展“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（簡(jiǎn)稱“卓越計(jì)劃”），“卓越計(jì)劃”是促進(jìn)我國(guó)由工程教育大國(guó)向工程教育強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)的重大舉措 ?！白吭接?jì)劃”旨在造就一批具有較強(qiáng)工程應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和適應(yīng)能力的各類型高質(zhì)量工程應(yīng)用人才，為我國(guó)實(shí)現(xiàn)人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略、建設(shè)創(chuàng)新性國(guó)家服務(wù)，對(duì)從根本上提升工程應(yīng)用專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要指導(dǎo)作用 。

網(wǎng)絡(luò)工程是工科院校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)必修的一門(mén)專業(yè)核心課程，兼應(yīng)用性與理論性于一體，開(kāi)設(shè)該課程的基本目的是培養(yǎng)學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力 。通過(guò)課程學(xué)習(xí)，學(xué)生需要掌握各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的定性和定量分析方法，掌握?qǐng)@區(qū)網(wǎng)、城域網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)的典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法二

近些年來(lái)，我們認(rèn)真貫徹落實(shí)教育部實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”有關(guān)精神，按照“重基礎(chǔ)、精方向、強(qiáng)工程”的基本原則，充分利用安徽大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院多年來(lái)的學(xué)科建設(shè)經(jīng)驗(yàn)以及國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科的優(yōu)勢(shì)并結(jié)合實(shí)際教學(xué)情況，不斷地對(duì)網(wǎng)絡(luò)工程課程進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，也取得了一定的教學(xué)效果，雖然通過(guò)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的進(jìn)一步跟蹤調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)盡管課程改革的確帶來(lái)了教學(xué)效果上的一些改善，但目前的網(wǎng)絡(luò)工程課程教學(xué)還存在“重理論、輕實(shí)踐”的問(wèn)題，而強(qiáng)調(diào)實(shí)踐能力培養(yǎng)是“卓越計(jì)劃”的主要目標(biāo)，因此目前的課程教學(xué)還達(dá)不到“卓越計(jì)劃”的培養(yǎng)目標(biāo)。

1 網(wǎng)絡(luò)工程課程教學(xué)中的問(wèn)題與矛盾

1.1 教學(xué)中存在的問(wèn)題

目前，在網(wǎng)絡(luò)工程教學(xué)過(guò)程中存在教學(xué)觀念落后、教學(xué)內(nèi)容抽象、教學(xué)模式單一、教學(xué)手段陳舊、教學(xué)考核只重理論等問(wèn)題，這些問(wèn)題的解決是一個(gè)系統(tǒng)工程，必須將各個(gè)方面協(xié)調(diào)起來(lái)統(tǒng)籌解決。

1.2 專業(yè)理論與工程技術(shù)的矛盾

計(jì)算機(jī)專業(yè)理論中有很多經(jīng)典理論如圖論、排隊(duì)論等。相對(duì)于傳統(tǒng)工程機(jī)械工程、建筑工程、道路工程等，網(wǎng)絡(luò)工程是一個(gè)新興工程，因此在網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)及實(shí)施過(guò)程中缺乏相關(guān)理論的指導(dǎo)。同樣，網(wǎng)絡(luò)工程課程作為一門(mén)新興工程的應(yīng)用課程，在工程設(shè)計(jì)及實(shí)施過(guò)程中往往缺乏理論指導(dǎo)，因此如何利用圖論、排隊(duì)論等專業(yè)理論指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)工程的實(shí)施，是一個(gè)值得思考的問(wèn)題。

1.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與網(wǎng)絡(luò)工程的矛盾

很多網(wǎng)絡(luò)工程教材和技術(shù)書(shū)籍主要探討專業(yè)廠商網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置方法，大部分內(nèi)容在于強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)工程的實(shí)施過(guò)程，使學(xué)生誤認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)等同于網(wǎng)絡(luò)配置。筆者認(rèn)為應(yīng)當(dāng)把網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與網(wǎng)絡(luò)工程分離開(kāi)，如同建筑設(shè)計(jì)與建筑施工、機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械制造分屬于不同課程一樣，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)也應(yīng)成為一門(mén)獨(dú)立的課程。

1.4 傳統(tǒng)技術(shù)與新技術(shù)的矛盾

大多計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)工程等課程的網(wǎng)絡(luò)原理部分在講解廣域網(wǎng)技術(shù)時(shí)，基本都會(huì)介紹PSTN. ISDN、X.25、FR、DDN、ATM等內(nèi)容，這些傳統(tǒng)的窄帶廣域網(wǎng)技術(shù)正在不斷地淡出市場(chǎng)，而新興的IP城域網(wǎng)、SDH傳輸網(wǎng)、DWDM傳輸網(wǎng)等基礎(chǔ)知識(shí)在教學(xué)中并未得到應(yīng)有的重視。筆者在總結(jié)多年網(wǎng)絡(luò)工程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合大學(xué)生校外實(shí)習(xí)基地建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)工程課程教學(xué)進(jìn)行了一些探索。

2 面向“卓越計(jì)劃”的網(wǎng)絡(luò)工程教學(xué)探討

2.1 采用現(xiàn)代教學(xué)手段，強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果

現(xiàn)有的課程教學(xué)手段單一，內(nèi)容多為陳舊的中義教材，這與“卓越工程師”計(jì)劃中要求的“積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)工程教育資源”“積極組織學(xué)生參與國(guó)際交流”不相符。對(duì)此，我們提出在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)-程課程教學(xué)中，選用合適的英文教材作為輔助教材，采用中文、英文相結(jié)合的教學(xué)模式，為培養(yǎng)“具有國(guó)際合作能力的工程師”奠定基礎(chǔ)?，F(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)工程教學(xué)大多運(yùn)用傳統(tǒng)的教學(xué)手段，這不利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，很難達(dá)到良好的教學(xué)效果?；诖?，我們采用先進(jìn)的教學(xué)手段，制作精良的多媒體課件，化抽象難懂的概念為直觀清晰的影像，使原本抽象枯燥的教學(xué)內(nèi)容變得活潑生動(dòng)。此外，在網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，我們采用虛實(shí)結(jié)合的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，這種虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系與傳統(tǒng)實(shí)物操作型實(shí)驗(yàn)教學(xué)：體系相互融合，將原本無(wú)法開(kāi)…的實(shí)驗(yàn)通過(guò)虛擬仿真的形式直觀呈現(xiàn)在學(xué)生面前，能有效地幫助學(xué)生夯實(shí)基本知識(shí)，培養(yǎng)基本能力，提高基本素質(zhì)，成為具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的應(yīng)用型、復(fù)合型和創(chuàng)新型人才，確保“培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才”培養(yǎng)日標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2.2 設(shè)置面向“卓越計(jì)劃”的教學(xué)內(nèi)容

由于課程的教學(xué)以概念介紹為主，缺乏合適的工程案例教學(xué)，使現(xiàn)有的教學(xué)效果很難達(dá)到“卓越工程師”計(jì)劃的培養(yǎng)要求。對(duì)此，筆者提出設(shè)置面向“卓越工程師計(jì)劃”的教學(xué)內(nèi)容，將案例教學(xué)法引入網(wǎng)絡(luò)工程課程教學(xué)，將復(fù)雜抽象的概念用具體案例進(jìn)行解釋，同時(shí)在教學(xué)中穿插介紹各種與課程中各個(gè)知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的新技術(shù)和新方法，讓學(xué)生學(xué)到國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的規(guī)范化網(wǎng)絡(luò)工程方法，掌握新工具軟件的使用，為培養(yǎng)具有較強(qiáng)工程實(shí)踐能力的網(wǎng)絡(luò)工程師奠定基礎(chǔ)。

1）案例教學(xué)。

對(duì)于每種網(wǎng)絡(luò)類型，課程中要提供數(shù)個(gè)工程案例，從不同側(cè)面進(jìn)行定性和定量分析，而且盡可能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)原理和網(wǎng)絡(luò)工程兩門(mén)課程之問(wèn)的良好銜接。通過(guò)案例教學(xué)可以明顯提高課堂上“教”和“學(xué)”的效率，達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果；同時(shí)，教師可將案例教學(xué)與課堂討論結(jié)合起來(lái)，通過(guò)課堂討論深入分析和研究案例。例如，存學(xué)完需求分析知識(shí)點(diǎn)后，我們以學(xué)生都熟悉的“家庭局域網(wǎng)”為討論案例，經(jīng)過(guò)小組深入討論后，將討論的結(jié)果整理出書(shū)面化的需求說(shuō)明文檔。這種“大家講”式的討論課大大激發(fā)了學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的興趣，提高了他們參與工程項(xiàng)目的積極性和能動(dòng)性，增強(qiáng)了他們發(fā)現(xiàn)、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力二

2）開(kāi)放式教學(xué)。

教師可在日常教學(xué)中引入企業(yè)常用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)工具，以實(shí)現(xiàn)學(xué)校培養(yǎng)與企業(yè)需求的無(wú)縫對(duì)接。例如，在講授綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，我們補(bǔ)充工程化布線技術(shù)及相應(yīng)工具Packet Tracer、Visio等；在講服務(wù)質(zhì)量分析與設(shè)計(jì)時(shí)，引入Qos流量控制機(jī)制、Qos隊(duì)列調(diào)度技術(shù)等；同時(shí)，在課堂教學(xué)中還結(jié)合相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，介紹分布式系統(tǒng)、IPv6、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)、云計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)測(cè)試技術(shù)等較新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使學(xué)生了解當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和發(fā)展的方向。

3）面向工程教學(xué)。

筆者結(jié)合多年的網(wǎng)絡(luò)工程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，在課堂上介紹了大量的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、技術(shù)參數(shù)、設(shè)計(jì)圖表和工程案例分析。例如，在講授集群技術(shù)時(shí)，以華為3Com公司推出的IRF（智能彈性架構(gòu)）集群技術(shù)為例，告訴學(xué)生通過(guò)IRF技術(shù)可將多臺(tái)交換設(shè)備構(gòu)建為一個(gè)聯(lián)合設(shè)備，這樣既實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的擴(kuò)展性，又實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的可靠性和可管理性。這些新技術(shù)案例的引入使教學(xué)具有很好的工程實(shí)用性，而掌握了這些工程技術(shù)將大大提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力。

4）全面教學(xué)。

網(wǎng)絡(luò)工程課程從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能設(shè)計(jì)、安全設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)等各個(gè)側(cè)面探討網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法，教學(xué)范圍涉及局域網(wǎng)、園區(qū)網(wǎng)、接入網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、廣域網(wǎng)等，討論的網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(jì)案例包括以太網(wǎng)、存儲(chǔ)網(wǎng)、IP電話網(wǎng)、工業(yè)以太網(wǎng)、無(wú)線局域網(wǎng)、同定無(wú)線網(wǎng)、SDH網(wǎng)、DWDM網(wǎng)等幾十種網(wǎng)絡(luò)類型。除了上述主流技術(shù)和方法，課程教學(xué)中也會(huì)涉及實(shí)用新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)并介紹這些技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況。例如，在講解VPN技術(shù)時(shí)，以安徽大學(xué)教師在校外通過(guò)VPN技術(shù)訪問(wèn)學(xué)校圖書(shū)館文獻(xiàn)資源為例，介紹遠(yuǎn)程訪問(wèn)VPN技術(shù)。

2.3 采用面向“卓越計(jì)劃”的課程考核機(jī)制

在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)工程傳統(tǒng)理論考核的導(dǎo)向下，學(xué)生對(duì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并不看重，甚至有時(shí)會(huì)出現(xiàn)高分考生連基本的組網(wǎng)設(shè)計(jì)都不會(huì)的情況。對(duì)此，我們提出設(shè)置以能力考核為主的新課程考核方式，提出以課堂測(cè)試、課堂討論、課外作業(yè)、課程設(shè)計(jì)、卷面成績(jī)等多種方式相結(jié)合的綜合考核方式，這些環(huán)節(jié)的得分以靈活的權(quán)重體現(xiàn)在總評(píng)成績(jī)中。

3 結(jié)語(yǔ)

網(wǎng)絡(luò)工程課程是培養(yǎng)卓越網(wǎng)絡(luò)工程師的一門(mén)核心課程，其在培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用，但是當(dāng)前的課程教學(xué)中存在教學(xué)觀念落后、教學(xué)內(nèi)容抽象、教學(xué)手段陳舊、教學(xué)模式單一、考核方式只重理論等問(wèn)題，這些問(wèn)題嚴(yán)重影響未來(lái)網(wǎng)絡(luò)工程師尤其是卓越網(wǎng)絡(luò)工程師的培養(yǎng)。

基于此，筆者結(jié)合“卓越工程師計(jì)劃”的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)要求，提出了相應(yīng)的改革措施，這些改革措施的實(shí)施將有利于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)，提高師生的教學(xué)效率。通過(guò)新措施的實(shí)施，學(xué)生可以熟練掌握企業(yè)級(jí)園區(qū)網(wǎng)設(shè)計(jì)所需的核心技能以及流行網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和組網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，了解企業(yè)園區(qū)網(wǎng)設(shè)計(jì)的流程和規(guī)范，從而具備從事網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)或網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)相關(guān)工作的核心能力，滿足當(dāng)前社會(huì)對(duì)卓越網(wǎng)絡(luò)工程師的需求。