论文关键词:计算机网络网络工程专业课程体系教学计划
论文摘要:本文在调查、分析了用人单位对网络工程专业人才技术、技能要求和目前网络工程专业培养目标的基础上,进一步明确了网络工程专业涉及到的知识领域和对应的知识点,设计了网络工程专业的课程体系结构,并制订了相应的教学计划,供相关单位借鉴和参考。
1引言
随着计算机网络技术的快速发展,大到国民经济各个领域,小到人们生活的点点滴滴都离不开计算机网络,并且这种应用趋势还在不断向更广的领域、更深的层次、更高的要求发展。于是,包括政府、军队、科研院校、企事业单位等组织在内的社会各行各业对网络技术各方面的人才需求急剧增长,作为高等院校,如何适应时代需求,培养掌握网络及其相关技术的高素质人才,以满足不同行业不同岗位的工作对网络工程专业人才的技术需求,成为一项紧迫而又重要的战略任务。
目前各行各业需要什么样的网络技术人才呢?而国内的高等院校网络工程专业培养的人才能否完全满足这些需求呢?为此,我们一方面调查并分析了多个典型行业对网络工程专业人才的技术与技能要求,另一方面跟踪分析了包括清华、北大、上海交大、美国mit、加州大学伯克利分校、西点军校、cc2005、加拿大dalhousie大学、澳大利亚昆士兰大学和国立大学、瑞士联邦理工学院等多所国内外知名院校当前网络工程或相关专业的培养方案,并以此为依据,确定网络工程专业涉及到的知识领域及对应的知识点,然后制定覆盖各知识点的课程体系和教学计划。www.lw881.com
2用人单位对网络工程专业人才技术、技能的要求
我们对国内外从事网络设备设计、生产的科研院所和厂家的技术人员、从事网络组网工程的系统集成公司的工程师、从事网络运行管理与维护的军政机关和企事业单位网络管理员、从事网络技术教育的高等院校教师等典型单位及相关工作岗位进行了关于网络工程专业人才技术、技能要求的现状和和发展方向的问卷调查和统计分析,得出结论,围绕图1所示的网络工程生命周期,目前及未来五到十年网络工程专业培养的人才主要分为科研型、工程型和应用型三个层次,且应具有以下五方面的技能。
(1)网络设备的设计与制造技术
掌握网络交换机、路由器、防火墙、网络存储、网闸、网关等网络设备的体系结构、工作原理、设计方法、制造工艺等相关技术,将来主要就业于科研院所和生产厂家的网络硬件工程师岗位,从事网络新技术、新设备的研发、设计与制造等的工作。
(2)网络协议的设计与实现技术
掌握包括局域网协议、广域网协议、tcp/ip协议、网络安全协议、网络管理协议及其他网络新应用协议等的工作原理、协议标准描述、协议分析与设计、协议实现、协议测试与验证等相关技术,将来主要就业于科研院所和生产厂家的网络系统软件工程师岗位,与网络硬件工程师一起从事网络新技术、新设备、新协议的研发、设计与实现等工作。
(3)网络应用系统的设计与开发技术
掌握包括c/s模式和b/s模式的网络编程技术、基于网络的mis系统的设计与开发技术、web系统与技术、网络多媒体技术、网络分布处理技术、网格计算与云计算技术、网络备份与恢复技术、p2p网络技术、.net技术、j2ee技术等在内的网络应用系统设计与开发技术,将来主要就业于网络应用软件开发技术公司的网络软件开发系统分析员与工程师岗位,从事各行业网络应用系统的设计与开发等工作。
(4)网络系统的规划设计与施工技术
掌握网络拓扑结构的设计、网络路由的设计、网络服务的部署、网络可靠性与安全性方案的设计与实施、子网与ip地址的规划、综合布线方案、网络施工方案以及网络测试与验收方案设计、论证等技术,将来主要就业于网络系统集成公司的网络工程师岗位,从事各行业网络组网工程的方案设计与论证、工程实施与系统集成等工作。
(5)网络系统的管理与维护技术
掌握网络设备与系统的配置管理、故障管理、性能管理、安全管理、计费管理、网络性能评价与优化、网络安全防范等技术,将来主要就业于军政机关、企事业单位的信息中心网络管理与维护岗位,从事各单位网络日常管理与维护等工作。
其中(1)、(2)属于科学研究型人才,(3)、(4)属于工程型人才,(5)属于应用型人才。
3网络工程专业人才培养方面存在的不足
从2002年起开设网络工程专业到目前为止,开设网络工程专业的高等院校已有两百多所,即使未开设的院校在其计算机专业中也大量涉及到计算机网络的教学,积累了较为丰富的办学经验和教学成果,但也暴露了一些问题,其中最主要的是网络工程专业定位问题以及由此产生的课程体系建设问题。
在各个高校开设网络工程专业之时,正是国内企事业单位网络工程项目建设蓬勃发展的时期,当时人们对网络工程专业人才培养的定位主要侧重组网工程的建设者、网络系统的管理与维护者,但随着时间的推移,用户单位对组网的需求增速放慢,同时网络管理与维护的工作逐渐被一些大专、职高的学生占据,从而导致按上述定位培养的网络工程专业本科毕业学生找工作困难的局面。究其原因,主要是当时对网络工程专业的定位太低,网络工程专业只关注了组网工程的建设环节,没有涵盖网络工程生命周期中的全部环节,因而导致网络工程专业的学生就业面窄、参与技术研发的后劲不足,进而使用人单位甚至院校本身对网络工程专业培养的学生能力乃至网络工程专业存在的必要性产生了怀疑。为此,许多有识之士建议提升计算机网络的学科地位,从原来隶属于系统结构下的三级学科提升为计算机科学技术下的二级学科,并更名为网络技术(ni),然后对网络工程专业(或更名为网络技术专业)人才培养进行重新定位,使该专业的教学内容覆盖整个网络工程的生命周期,并根据新的定位,研究并制定网络工程专业的课程体系和实践教学体系,以指导、规范网络工程专业的教学与实践,提高网络工程人才培养的质量和水平。
4网络工程专业人才培养目标
根据图1所示的网络工程生命周期和行业用户对网络工程专业人才技术、技能的要求,我们对网络工程专业人才培养目标重新定位,包括以下五个目标或专业方向:(1)网络硬件设备的设计与开发;(2)网络协议的设计与实现;(3)网络应用系统的设计与开发;(4)网络工程设计、规划与实施;(5)网络系统的管理、维护与评估。
5网络工程专业知识领域
为了达到网络工程专业人才培养的新目标,在教学计划中除了数学、物理等公共学科领域外,还需要包含以下知识领域(各领域涉及到的知识点由于篇幅关系,在此未列出):(1)电子科学与技术;(2)计算机科学与技术;(3)网络与数据通信技术;(4)信息安全技术。
6网络工程专业课程体系设计
围绕网络工程专业涉及到的知识领域和知识点,网络工程专业课程体系由五模块组成:公共基础模块、专业基础模块、专业必修模块、专业选修模块、专业实践模块。首先通过基础课程、专业必修课程的学习,初步掌握本专业的基础理论、关键技术;然后根据专业方向或自己将来准备从事的工作岗位选修相应的课程;最后通过专业实践环节的综合训练,起到对所学知识和技能融会贯通的作用。具体来讲,重点培养学生以下几方面的能力:
(1)网络硬件设备研发方面的能力培养
通过电工与电路、模拟电子技术、数字电子技术、信号分析与处理、计算机原理、计算机体系结构、嵌入式系统、计算机系统工程、计算机接口与控制、vlsi技术及应用、人机交互技术等课程的教学与训练,着重培养学生在网络新技术、新产品的硬件方面的创新研究和设计制造的能力,以满足科研单位和网络设备厂家的硬件设计工程师工作岗位对网络技术人才的需求。
(2)网络协议分析与设计方面的能力培养
通过计算机网络、internet协议分析、高级语言程序设计、汇编语言程序设计、数据结构、算法设计与分析、软件工程等课程的教学与训练,着重培养学生在网络新技术、新产品的系统软件方面的创新研究和设计的能力,以满足科研单位和网络设备厂家的系统软件设计工程师工作岗位对网络技术人才的需求。
(3)网络应用系统设计与开发方面的能力培养
通过高级语言程序设计、汇编语言程序设计、数据结构、算法设计与分析、软件工程、操作系统、数据库原理与技术、网络计算技术、分布式系统导论、多媒体技术、人工智能导论等课程的教学与训练,着重培养学生在网络应用系统设计与开发方面的能力,以满足行业软件公司软件工程师工作岗位对网络技术人才的需求。
(4)网络工程规划设计与实施方面的能力培养
通过网络工程、信息系统集成、移动通信技术、通信系统、程控数字交换原理、接入网技术、网络性能评价等课程的教学与训练,着重培养学生在网络工程规划、技术方案设计与评估、组网工程实施等方面的能力,以满足系统集成公司的网络工程师工作岗位对网络技术人才的需求。
(5)网络系统管理维护与评估方面的能力培养
通过网络管理、网络安全、网络性能评价、网站设计与维护、计算机故障诊断与维护、信息安全法规等课程的教学与训练,着重培养学生在网络系统故障管理、配置管理、性能管理、安全管理等方面的能力,以满足企事业单位网络管理员工作岗位对网络技术人才的需求。网络工程专业课程体系。
7网络工程专业课程体系实施计划
在制定实施计划时,需要考虑课程之间的依赖关系、各学期课时量平衡关系等问题。同时,为了让学生集中精力完成必修课学习的同时又兼顾学生的专业方向,选修课程主要安排在第三、四学年秋。另外,为了更好地开展毕业实习和毕业设计工作,我们建议第四学年春不安排课程教学,如果需要可以适当安排2～3次专业讲座。课程体系中各课程的学分、总课时、实验课时、考试课时及教学安排。
8小结
随着网络技术的不断发展,计算机网络应用正在不断向更广的领域、更深的层次、更高的要求发展,用人单位对网络技术各方面的人才要求也将不断提高并向专业化方向发展。作为高等院校,必须适应时代需求,不断修正网络工程专业的培养目标,完善课程体系,实时调整课程教学计划,只有这样才能培出养掌握网络及其相关技术的高素质人才,以满足不同行业不同岗位的工作对网络工程专业人才的技术需求。
关键词：计算机网络；教学改革；基于问题的学习方式；教学质量
中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044（2013）01-0122-02
目前，国内《计算机网络》的教学基本都围绕计算机网络体系结构的“层次”来组织教学内容，《计算机网络》课程具有很强的理论性和实践性，虽然在理论上学生能够较好地掌握计算机网络七层体系结构的内容，但如何将知识进行融会贯通并将其应用于实际应用却显得非常薄弱。因此，如何培养出能适应社会实际应用需求能力的计算机网络应用人才是《计算机网络》课程教师需要深思的问题。在多年的《计算机网络》课程教学中，我们发现理论分析、感性理解和实际应用是急需解决的关键问题。为此，我们在教学过程中将基于案例的教学方式融入整个教学过程中，通过教学实践取得了良好的教学效果。该文以《计算机网络》课程教学中的“网络工程实践与应用”为案例进行分析。
1基于PBL的计算机网络课程教学改革研究
1.1教学思路
该文中，我们选取“网络工程实践与应用”作为教学案例，并在教学的过程中采用基于PBL（problem-basedlearning，基于问题的学习）的项目教学法，PBL教学法是一种基于问题学习的教学方法，PBL旨在使学习者建构宽厚而灵活的知识基础，发展有效地解决问题的技能。在《计算机网络》课程中运用PBL教学法，使得我们在教学的时候能够很好的将计算机网络的各个知识点融会贯通，使得学生在学习理论知识的同时能够及早的接触实际的网络应用环境，提高其实际应用的综合素质。通过在教学中提出实际的网络应用项目，让学生进行自主学习和协同学习，了解和掌握实际网络工程应用中需要的相关知识，为未来从事网络工程应用打下良好基础。PBL教学的基本思路如图1所示。
1.2教学目的
本案例将PBL项目教学法应用于《计算机网络》课程的教学中，其教学指导思想是：突出项目式教学、强化能力培养、体现认知规律。在教学中，通过基于问题的优化和知识点的重构与整合，使学生加强对计算机网络体系结构的理解，并提高有效地解决实际网络工程问题的技能，有效地培养学生网络工程设计和网络应用的能力。
1.3教学设计
1）“问题”设计。“问题”设计是PBL教学法中最关键的一环，在进行问题设计时应该以教学大纲为准则，此外还要考虑学生的实际掌握的知识和能力，并注重“问题”的难度。
案例：项目背景设计——为了提升校园网的信息化建设，校园网将建设一个以教务管理、数字图书馆、办公自动化、教学资源、一卡通系统为一体的数字化校园网络。
2）搭建学习小组。为了有效地解决问题，教师需要根据学生不同的学习层次、能力、兴趣、爱好进行分组，每个小组最好不要超过5个人。好的学习小组是解决问题的重要保障。
案例：根据项目需求要求，在教学中可以将班级成员分成若干小组，并在小组中设立项目组长（经理），负责本小组人员协调，工作分配，保证项目实施进度；小组中的项目成员承担项目实施中网络规划、网络实施、设备配置等工作。
3）确定学习目标。搭建好学习小组后，教师应就“问题”为各小组进行分析、引导。通过讨论能够为每个小组确定一个明确的学习目标和学习计划。
案例：
项目目标――构建单核心大型校园网，满足客户所有需求，通过验收网络能可靠运行。
需求分析：
需求1：采用先进的计算机网络通信技术进行校园网的建设，实现各分校区网络信息化。
需求2：实现校园网中所有部门的办公自动化，以提高工作水平和服务效率。
需求3：在整个校园网内实现资源共享、产品信息共享、实时新闻。
需求4：在关键区域，网络链路故障时能够不影响网络使用。
需求5：在整个校园网内实现财务电算化。
需求6：申请不到足够的公网IP，但是要全校都能上网。
4）独立学习。各小组确定学习目标和学习计划后，小组成员可以自由进行探索、讨论和分析，寻求解决问题的方法。在学习过程中，老师可以为学生提供相关的学习资源，为他们提供相关的网络实践环节。在学生遇到问题的时候，老师可以适当的进行引导和启发，尽可能的让学生发挥最大限度的自主学习能力。
案例：
实施准备——网络设备——网络规划——实验室使用——基本网络构建——划分VLAN控制广播流量——路由技术实现VLAN间路由。
5）汇报、讨论和评价。各小组经过自主学习后，老师可以叫各小组就学习的结果进行汇报、讨论和交流，老师可以就每个小组的汇报过程中存在的问题和不足之处进行总结、评价和建议。各小组可以就老师提出的建议对学习的目标和计划进行适当调整，并进行反复讨论，直至解决问题。
案例：对学生按照教学内容进行理论考核、实验考核和试讲考核。
2结束语
PBL是一种新型的以学为主的教学模式，通过以映射真实世界问题为学生提供学习情境。
通过问题引起学生的学习兴趣，促进并维持学生学习行为的发生，解决问题—促进学生理解和应用。通过基于PBL的《计算机网络》教学改革的实践证明，以问题作为PBL成功实施的首要因素，根据实际情况进行精心的案例设计，能够很好地提高《计算机网络》课程的教学质量，在提高教学系统性的同时，有助于学生个性的形成和集体协作能力的提升。
参考文献：
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伴随着现代信息化技术的深入变革，计算机网络技术成为我国信息网络化建设的主要发展技术。网络计算机技术的普及与应用给现代人们的生产生活带来了十分巨大的影响，伴随着教育制度的逐渐完善，我国各大高校的教育建设得到了广泛的关注和研究，为进一步提升计算机网络技术的应用能力，加大提升计算机网络实验课程体系的建设是实现网络一体化教学改革的第一步。本文通过阐述了构建计算机网络课程体系的主要教学计划，从教学目标的确定，教学方法的改善、教学内容的优化调整三个方面，提出了有效的实施途径，以确保我国高校的计算机网络技术实验课程教学质量得到全面提高。
【关键词】计算机网络技术改革课程体系实验课程
计算机网络实验教学在现代计算机科学技术教学领域之中占有举足轻重的作用，不论从网络实验课程体系的理论研究还是从应用层面来看，都显得尤为重要。然而由于我国各高校计算机网络技术在教学内容、教学模式及师资力量上仍然存在着一定的缺陷和不足，基于此，加强对计算机网络技术实验课程体系的教学改革进行探讨具有十分重要的现实意义，因此说我们亟需对网络技术人才的培养进行改革和创新，及时建立一个新的体系和改革手段，为我国培养出更多的优秀人才。
1构建计算机网络实验课程体系的必要性
自21世纪以后，计算机网络信息技术迅猛发展，互联网已经成为了人们生活当中不可缺少的一部分，计算机网络技术的实际应用渗透到了人类社会生活的各个领域。在现代网络化发展大背景下，高校大学生的思想状态、学习习惯、生活习性得到了翻天覆地的变化。而计算机网络技术的广泛应用，使得计算机应用岗位的人才对计算机技能操作水平及综合素质的要求提出了更高的要求，为进一步符合大学生就业岗位的标准需求，提高计算机应用技能人才培养的质量，因此，在计算机网络计算课程体系建设中教师始终要以“就业为导向”的理念推进计算机网络技术教学模式的改革，始终贯彻“以人为本”的教学思想，推进和实施“实例化教学”模式，本文以网络模式为突破口，深入分析了计算机网络技术的模式的构建、实验及应用，为计算机网络技术体系的研究提供了一定的理论基础。
2构建计算机网络实验课程体系的主要培养目标与课程设置
当前我国计算机网络技术教育、信息技术与学科课程整合等得以迅速发展，但计算机网络技术教学体系在高校网络技术领域之中仍然薄弱，教师在本专业培养学生德智体美全面发展的同时，应积极教导学生掌握计算机网络技术的基础知识和基础理论，同时还要具有维护及管理大小型网站以及网络技术应用开发的能力，从而向国家培养和输送具有高技能的计算机网络技术啊专科层次的实用型专业人才。将计算机网络实验课程体系的主要实践环节包括计算机接口技术、局域网技术、多媒体技术基础以及网络综合布线技术基础切实可行的实施在实验课程体系之中。
3优化计算机网络课程体系的教学思路
3.1目标的确定
“以人为本”的思想不仅可以应用在现代企业的管理当中，同样适用于教育领域，当今社会的竞争归根结底是人力资源的争夺，高校计算机网络技术教学也应该以满足市场所需为原则，结合现代大学生自身特点，制定出合理、科学地人才培养计划和教学目标，例如：由于计算机网络技术专业原本就是以应用为主的一门学科，学校和教师应该充分体现“以人为本”的教育思想，针对学生实际情况来设定，将计算机网络实验课程及应用课程作为开设的一门基础类课程，为计算机专业学生的必修科目，针对此门课程可以制定如下的教学目标：首先，在教师的指导讲解后，让学生对局域网技术、计算机基本操作实训、局域网组建实训、网络综合布线技术、TCP/IP技术实训、网络安全技术实训等知识有一个概况的了解和清晰地认识，这部门属于第一层次的目标，其次，在充分知晓必备的基础知识后，要求学生掌握诸如可视化的对象编程以及高级语言的编程和设计，具备一定思想高度，该部分为第二层次的目标，最后，通过上述几方面的基础知识积累，使得学生能够对计算机领域中的小型数据库应用系统进行合理的开发、设计与研究，进而达到将数据库系统原理与应用课程充分相结合的目的。
3.2方法的改善
为了全面提升学生的应用实践能力，教师可以采用案例教学法，通过一个个实际的例子，来指导学生进行分析和研究，有针对性地在每一节课中适当引入教学案例，这样不仅让枯燥、空洞的理论知识得以具体形象化，而且在实际的讲解操作中。锻炼了学生思维分析能力，提升了学习积极性和兴趣，也有利于师生的交流和探讨，经过细致地研究讲解，让学生掌握一定实践经验，学会利用所学知识解决实际问题，对创造性的激发具有明显效果。在计算机网络技术专业的课程教学当中，教师可以事先为学生设定任务，以促进其积极研究探索。
3.3内容的优化调整
教学内容的优化调整同样对于三本院校计算机专业数据库及应用课程的一体化教学改革十分重要，结合课程中主要的三个方面的知识：数据库原理、数据库接口技术以及数据库应用，做出进一步的优化与调整，以便达到最适合学生学习的效果。与此同时，教师在实际教学中还可将各种网络设备的特性、网络的构架、双绞线的制作和测试、以太网和虚拟局域网的安装配置、子网的划分、路由器的配置等各种网络技术的知识点融入在实验教学之中，通过有针对性的学习以此达到专业技能的培训目标。
4总结
总而言之，在现代网络信息时代的发展大背景下，计算机网络技术对于社会的进步具有至关重要的作用，各大高校应充分利用国内外现代化网络技术对当前的教学技术进行改进，针对计算机专业的课程教学实施合理地改革与完善，真正对将计算机网络技术实验课程体系在不断地实践中运用合理的改革方式，以此来实现计算机教学的整体进步。
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