工程教育認證背景下網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實踐教學(xué)改革研究

向凌云，廖年冬

（1. 長沙理工大學(xué) 綜合交通運輸大數(shù)據(jù)智能處理湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410114；2. 長沙理工大學(xué) 計算機與通信工程學(xué)院，湖南 長沙 410004）

0 引 言

工程教育認證是實現(xiàn)工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎(chǔ)。2006年起，教育部組織試點開展工程教育專業(yè)認證工作；2016年6月2日，中國成為國際本科工程學(xué)位互認協(xié)議《華盛頓協(xié)議》的正式會員[1]。

網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)2001年被教育部正式列為《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》的目錄外專業(yè)（080912W），2011年列入目錄內(nèi)專業(yè)（080903），與計算機科學(xué)與技術(shù)（080901）、軟件工程（080902）等相關(guān)專業(yè)同屬于工學(xué)計算機類專業(yè)[2]。

網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的建設(shè)時間雖然不長，但是發(fā)展迅猛，其專業(yè)知識體系及內(nèi)涵也逐漸成熟和完善。目前全國有400多所高等院校開設(shè)了網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)，但該專業(yè)通過工程教育專業(yè)認證的高校僅2所（西安電子科技大學(xué)、國防科技大學(xué)）[3]。

1 網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)建設(shè)及人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

工程教育專業(yè)認證的核心是“以學(xué)生為中心”，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)作為一個新興的專業(yè)，其專業(yè)內(nèi)涵和技術(shù)內(nèi)容是不斷發(fā)展的。當前的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)建設(shè)及人才培養(yǎng)主要有以下問題[4]：①與計算機科學(xué)與技術(shù)、軟件工程等相關(guān)專業(yè)區(qū)分度小，培養(yǎng)目標不夠明確；②課程體系未能緊跟網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，教學(xué)內(nèi)容前沿性不足；③專業(yè)評價強調(diào)輸入導(dǎo)向，教學(xué)過程缺乏反饋；④教學(xué)模式單一，實踐性不足。

2 工程教育專業(yè)認證實踐教學(xué)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

工程教育專業(yè)認證更注重學(xué)生工程實踐能力的培養(yǎng)，國內(nèi)外都進行了相關(guān)的探索與研究。美國是開展工程教育實踐能力培養(yǎng)最早的國家之一。20世紀80年代以來，美國實施了一系列的教育改革措施，如從“科學(xué)模式”回歸“工程模式”。俄羅斯在繼承前蘇聯(lián)高等教育基本框架的基礎(chǔ)上，對高等工程人才的培養(yǎng)模式進行了大膽的改革，課程設(shè)置由“統(tǒng)一化”向“多樣化”和“實踐性”轉(zhuǎn)變。德國的高等工程教育形成了“理論”與“實踐”并重的培養(yǎng)模式。德國的理工大學(xué)與企業(yè)界建立密切合作關(guān)系，以便借助企業(yè)資源培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力[5]。

我國高校也在積極探索工程教育實踐教學(xué)的改革，如福州大學(xué)在2012年推出“大學(xué)生科研訓(xùn)練計劃”項目改革，搭建“三螺旋（大學(xué)、產(chǎn)業(yè)、政府）”創(chuàng)新平臺[6]；廈門理工學(xué)院秉持“以學(xué)生為本，為產(chǎn)業(yè)服務(wù)”的辦學(xué)理念，構(gòu)建“以就業(yè)需求和素質(zhì)養(yǎng)成為導(dǎo)向的實踐性、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系”。在網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)方向，提出“學(xué)習(xí)產(chǎn)出驅(qū)動整個課程活動和學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出評價的結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)”[7]。當前，越來越多的國內(nèi)高校提出“創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式”，以提高實踐能力為重點，探索與政府、科研院所、行業(yè)企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才模式以及強化實踐育人環(huán)節(jié)，大力加強實驗、實習(xí)、實訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計(論文)等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)改革。

3 網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實踐教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題

近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)+、云計算、大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)空間安全、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的不斷推出，長沙理工大學(xué)的網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)人才培養(yǎng)已經(jīng)跟不上社會、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，尤其是實踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)與社會存在脫節(jié)現(xiàn)象。目前本專業(yè)實踐教學(xué)在內(nèi)容、方法、資源保障、師資力量等方面均存在亟須解決的問題，主要體現(xiàn)在幾個方面。

1）實踐與理論脫節(jié)。

為了能夠適應(yīng)社會需求，長沙理工大學(xué)最近3年新增設(shè)多門專業(yè)課程，如云計算、大數(shù)據(jù)分析、物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)技術(shù)等。但現(xiàn)在學(xué)院還難以滿足新開課程實驗、實訓(xùn)場地、設(shè)備等資源要求，尤為突出的是無法開展大規(guī)模新開課程專業(yè)綜合能力實踐教學(xué)。

2）辦學(xué)特色不鮮明。

前幾年，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的方向定位是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)管理與維護、網(wǎng)絡(luò)編程3個方向。但隨著近幾年網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，系部經(jīng)過討論，將專業(yè)方向調(diào)整為網(wǎng)絡(luò)安全與物聯(lián)網(wǎng)兩個方向。專業(yè)方向雖然進行了調(diào)整，但專業(yè)課設(shè)置，專業(yè)實踐內(nèi)容調(diào)整還沒有完全到位，很多的課程內(nèi)容還沿襲前面3個方向的內(nèi)容，學(xué)生選課也沒有根據(jù)專業(yè)方向進行區(qū)分選課，導(dǎo)致學(xué)生認為網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)跟計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)區(qū)別不明顯，專業(yè)特色優(yōu)勢未凸顯。

3）師資力量工程實踐經(jīng)驗不足。

長沙理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程現(xiàn)有專業(yè)教師16人，教師普遍缺乏企業(yè)工作經(jīng)驗，難以培養(yǎng)出企業(yè)所需求的工程實踐能力強的畢業(yè)生。

4 實踐教學(xué)模式改革

4.1 校內(nèi)實踐教學(xué)

堅持以強化學(xué)生工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)為主線，構(gòu)建“三層次、兩測試、三結(jié)合”的實踐教學(xué)體系，強化學(xué)生實踐能力培養(yǎng)。按照基礎(chǔ)訓(xùn)練、提高訓(xùn)練、綜合訓(xùn)練3個層次，OJ（online judge）測試和CCF測試，“校內(nèi)—科創(chuàng)—校外”三結(jié)合的原則，建設(shè)實踐教學(xué)體系和實踐平臺。

1）梳理課程知識體系，提高專業(yè)課程實踐比例，增設(shè)工程性實踐類課。

在新修訂的培養(yǎng)方案中，新增程序設(shè)計、算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（一）—（三）實驗，物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)技術(shù)實驗，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)實驗；計算機網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)安全等原課內(nèi)實驗改為專門實驗課程。每門實驗課教師都豐富了實踐教學(xué)資源，公開提供給學(xué)生和教師使用。

2）開展多樣化的實踐教學(xué)模式。

根據(jù)專業(yè)教育認證要求，重新定位各課程的培養(yǎng)目標，有針對性地進行實踐教學(xué)。設(shè)計多層次多類型的教學(xué)實驗，如課程實驗、課程設(shè)計、綜合實訓(xùn)、專業(yè)實習(xí)等。

引入“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)手段，針對網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)學(xué)生編程動手能力差的問題，全面參與學(xué)院組織的“面向應(yīng)用問題求解”課程群建設(shè)。該課程群課程由C語言、C++、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法等多門課程演變而來，課程環(huán)節(jié)由學(xué)生提前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)、OJ演訓(xùn)、課堂在線考試、工程作業(yè)等環(huán)節(jié)構(gòu)成，使學(xué)生學(xué)習(xí)過程完成從“老師教”到“自主學(xué)”的徹底轉(zhuǎn)變。

引入“項目驅(qū)動”教學(xué)，本學(xué)科的一些核心課程要求每一位學(xué)生必須獨立完成課程項目訓(xùn)練。老師結(jié)合自身科研、學(xué)科發(fā)展、企業(yè)工程項目，讓學(xué)生將多門專業(yè)課程知識融合起來，真正做到學(xué)以致用，如學(xué)生結(jié)合RFID技術(shù)、Java Web技術(shù)完成基于RFID自動泊車系統(tǒng)項目。

通過平時強化訓(xùn)練，學(xué)生的動手能力得到大幅提高，在參加2016、2017年全國CCF程序設(shè)計和ACM大賽時都取得了很好的成績。

3）建立基于云平臺的開放式虛擬仿真實踐教學(xué)平臺。

本學(xué)科現(xiàn)建有網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)安全與測試、物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室，這些實驗室承擔(dān)了大部分專業(yè)課程實驗，平時對學(xué)生開放較少，且實驗設(shè)備、實驗資源已顯陳舊。

2015年，學(xué)院利用中央省部共建實驗室資金，建立了全國高校領(lǐng)先的云計算實驗中心。為解決現(xiàn)有實驗資源緊缺，實驗設(shè)備落后問題，本專業(yè)充分利用學(xué)院云計算中心條件，構(gòu)建了基于云平臺的虛擬仿真實驗中心?，F(xiàn)在計算機網(wǎng)絡(luò)原理、云計算、無線網(wǎng)絡(luò)、Linux編程技術(shù)等10多門專業(yè)核心課程實驗資源都已上線運行。該中心實現(xiàn)了資源共享、訪問便捷、資源更新方便、資源有效利用，學(xué)生平時可隨時隨地登錄虛擬仿真中心，下載相關(guān)資源，進行學(xué)習(xí)、實驗。

4）加強專業(yè)實踐教學(xué)隊伍建設(shè)。

為了建立“雙師型”教師培養(yǎng)體系，創(chuàng)新院校與企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的機制。首先，讓企業(yè)參與課程體系建設(shè)，一定比例的實踐類課程由企業(yè)工程師任教或讓學(xué)生在企業(yè)內(nèi)實踐學(xué)習(xí)，構(gòu)建與認證制度相適應(yīng)的課程教學(xué)體系，如物聯(lián)網(wǎng)課程設(shè)計委托北京崚陽科技公司工程師進行指導(dǎo)。其次，利用校企合作資源，每年選派一些教師到企業(yè)接受工程師培訓(xùn)，參加企業(yè)工程師認證考試；定期邀請企業(yè)優(yōu)秀工程師到學(xué)院進行交流學(xué)習(xí)。

5）構(gòu)建完善的反饋機制。

工程教育對專業(yè)質(zhì)量是“閉環(huán)”控制，通過教學(xué)反饋，持續(xù)改進教學(xué)質(zhì)量。本學(xué)科通過利用云中心數(shù)據(jù)和學(xué)生反饋意見，評價實踐教學(xué)效果，促進教師反思，從而使實踐教學(xué)能真正落到實處；通過與企業(yè)深度合作，及時了解企業(yè)對實踐環(huán)節(jié)新要求、新特點，及時調(diào)整實踐教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法，達到持續(xù)改進目的。

4.2 校企合作實踐教學(xué)

產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的人才培養(yǎng)，是工程教育體系的一個重要環(huán)節(jié)。為了加強與企業(yè)的合作，本學(xué)科近年來開展了多種形式的校企合作模式，利用企業(yè)資源改善工程教育環(huán)境；選派教師到企業(yè)培訓(xùn)、選聘優(yōu)秀的企業(yè)工程師為校外導(dǎo)師，并整合和優(yōu)化現(xiàn)有的教學(xué)資源；加強與企業(yè)的深度合作，拓展校外的工程教育資源。

（1）利用國內(nèi)外一流企業(yè)資源和經(jīng)費支持，建立聯(lián)合實驗室，如跟亞馬遜公司合作建立“亞馬遜華中地區(qū)大數(shù)據(jù)項目孵化實驗室”。學(xué)院跟企業(yè)共同探索學(xué)科發(fā)展方向，打造學(xué)科團隊，參與企業(yè)和政府科研項目研究，培養(yǎng)學(xué)科高端人才。

（2）構(gòu)建“專業(yè)共建、課程共擔(dān)、教材共編、師資共訓(xùn)、基地共享、人才共育”的校企合作人才培養(yǎng)體系，與一流企業(yè)合作共建網(wǎng)絡(luò)學(xué)院，如華為ICT網(wǎng)絡(luò)學(xué)院、中興通信智慧城市學(xué)院等合作學(xué)院。

（3）與相關(guān)行業(yè)建立校企合作產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略聯(lián)盟，拓寬校外實習(xí)實訓(xùn)合作基地。近年來，學(xué)校先后與湖南省物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)協(xié)會、集成電路設(shè)計與應(yīng)用產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟等建立合作關(guān)系，與湖南省物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)協(xié)會的幾十家企業(yè)合作，為本專業(yè)學(xué)生實習(xí)、實訓(xùn)、人才培養(yǎng)和就業(yè)建立長效、穩(wěn)定的基地。

（4）與企業(yè)共建大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺，打造人才培養(yǎng)高地，如跟北京創(chuàng)新工廠合作，建立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)工場，整合學(xué)院、企業(yè)等資源，形成大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐平臺。該平臺每年全額資助5～10項大學(xué)生科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，也積極為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營提供場地資源。通過校企合作，共同培育優(yōu)質(zhì)項目，參加全國“互聯(lián)網(wǎng)+”、物聯(lián)網(wǎng)大賽，激發(fā)學(xué)生專業(yè)熱情、提升團隊合作精神。2017年，培育的項目參加了全國物聯(lián)網(wǎng)大賽，且獲得全國一等獎。

4.3 改革效果

在工程教育認證背景下，長沙理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)建立了“以學(xué)生能力培養(yǎng)”為目標，“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”為導(dǎo)向的培養(yǎng)體系。該專業(yè)從2003年開始招生，現(xiàn)每年招生2個專業(yè)班，70余人。學(xué)院嚴格按照《高等學(xué)校網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)規(guī)范》執(zhí)行培養(yǎng)方案編寫、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置、實習(xí)基地建設(shè)、師資力量建設(shè)等，經(jīng)過10多年專業(yè)建設(shè)，取得了一定的成績。學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量不斷提高的同時，學(xué)生的實踐動手能力得到大大增強，參加各類比賽，如CCF程序設(shè)計、ACM大賽、物聯(lián)網(wǎng)大賽、網(wǎng)絡(luò)安全大賽等，獲獎數(shù)量越來越多、級別越來越高。畢業(yè)學(xué)生的就業(yè)率和就業(yè)單位檔次逐步上升，2017屆畢業(yè)生就業(yè)率達到100%，就業(yè)單位包括BAT企業(yè)。

5 結(jié) 語

網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實踐教學(xué)模式改革的效果說明了改革的有效性和必要性，未來，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)應(yīng)以技術(shù)、社會、市場和產(chǎn)業(yè)發(fā)展對人才規(guī)格的需求為落腳點，不斷完善和修改課程體系和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)；注重過程監(jiān)控并對每一個培養(yǎng)環(huán)節(jié)進行評估反饋和對反饋問題及時改進，通過專業(yè)實踐課程改革和人才培養(yǎng)機制創(chuàng)新，不斷提升學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)和就業(yè)能力。