基于精細化管理的專業實踐培養模式

摘要：針對專業實踐培養過程中的精細化管理問題，提出一種以學科建設為導向、以實踐項目為平臺的專業綜合實踐管理模式，并以此為理論依據，面向學科建設的需求，構建示范性專業實踐項目平臺。落實從項目設立、任務分工、過程指導到學分評定的一系列專業實踐彈性學分制管理措施，形成基于精細化管理的專業實踐培養模式。

關鍵詞：精細化管理；任務驅動；專業實踐；培養模式

1.背景

當前，市場對應屆畢業生的需求已不僅局限于理論水平和學科成績，對其專業實踐能力的要求更高。應屆畢業生求職網近9萬份調查問卷的統計數據顯示，50.83%的學生認為缺乏相關的實踐經驗是就業時最大的壓力來源，而因缺乏筆試、面試經驗而產生就業壓力的學生只占6.06%。以上數據表明，高校教學過程對學生專業實踐能力培養的缺失已成為教學環節中亟待解決的重點問題。

計算機科學與技術、軟件工程、網絡工程等學科的實踐性很強，許多理論只有通過參與實際項目才能真正地理解和掌握。只有引領學生將數據結構、通信原理、軟件工程、計算機網絡等基礎課程的重點理論應用于工程實踐，才能激發學生強烈的求知欲，讓學生融會貫通其中的原理及方法。近年來，曉莊學院通過組織學生參與各類學科競賽、科研項目以及社團活動，提升學生的專業實踐能力，取得了良好的效果，并在此基礎上結合“教學做”合一的辦學理念，發展出了一套非常靈活、高效、適應面廣的探究性實踐教學管理模式——基于精細化任務管理的專業實踐彈性學分制，使學生的才能在實踐創新活動中得到培養和發展。

2.精細化管理的概念與內涵

精細化管理是對項目實施動態過程的一系列要求，它的出現是為了適應現代工業化發展的科學性、先進性和創新性需求，其核心內容具體可概括為“五精四細”，即組建精華團隊、以高效為管理精髓、以精品為實施導向、以精通為行業目標、以精密為實施要求，在實施過程中做到細分任務、細化職能和目標、細化工序流程、細化管理制度并建立評價機制。

在以往的專業實踐培養探索中，已經出現了精細化管理的雛形。例如，文獻所述的“任務驅動、項目導向”教學方法，通過將一個復雜龐大的項目分解為若干子任務，從而體現了精細化管理概念中的任務分工精細化，但缺少面向不同細分專業背景學生的考慮。文獻針對情境學習理論視域下的網絡學習建立了一種評價體系與策略，體現了精細化管理概念中體系制度與評價機制的精細化，對建立有網絡信息化背景的專業實踐培養模式有一定借鑒意義。但是，已有的探索尚未對如何打造完整的精細化管理鏈條給出答案，尤其是面向高實踐性要求的信息工程類專業，缺少針對性的研究。

3.在專業實踐培養中實現精細化管理的目標與思路

結合現有條件并從學院教學實際出發，擬建立一套以學科方向為導向、以實踐項目為基礎的專業實踐能力培養模式，其內涵在于對任務流程的精細化管理。首先，圍繞項目研究、學科競賽以及社團活動進行精細化的任務驅動；其次，面向專業進行精細化的任務分工；最終，面向實施過程進行精細化的任務管理。精細化任務管理教學法的實施構架如圖1所示。

3.1精細化任務驅動

以學科方向為導向，分別提煉出科學問題與工程問題，進而劃分出學科競賽、項目研究以及社團活動3類精細化任務類型，不同細分類型的項目之間在知識創新上互為促進、在理論與實踐上互為支撐；同時，面向不同難度等級，在三大類型項目基礎上細分子項目，使處于不同學習階段的學生都能參與研究。通過項目類型精細化并結合任務導向的教學方法，最終形成梯隊化培養模式，全面提升學生的協作能力、科學思辨能力與動手能力。

3.2精細化任務分工

將各項任務精細化分工，使之盡可能與參與學生、教師的專業背景緊密結合，不同類型的項目在信息工程的大框架下可細化為網絡工程、軟件工程、計算機應用等課題方向，教師和學生可以充分結合個人理論基礎和興趣特長選擇自己的課題方向進行研發。

3.3精細化過程管理

精細化過程管理即對各項任務的實施過程進行精細化管理。在這種階梯型構架下，位于金字塔頂端的科研課題是推動項目實施的原動力與依據，由學院資深教授帶領的課題小組進行研究方向的提出與課題的申報，以保證三大類型相關任務的實施緊跟學科發展的前沿。金字塔結構第二層抽象出的科學問題和工程問題，對所有三大類型相關項目起到導向作用。其中，“項目研究”專注于科學問題，“社團活動”專注于工程問題，“學科競賽”則根據具體情況各有側重。金字塔結構的底層為三大類型任務實施的成果與目標，即在解決科學問題的基礎上設計并實現相關驗證系統，在解決工程問題的基礎上設計并實現相關應用示范系統，并發表、申報相關論文、專利，最終為科研和生產實踐提供智力成果的支持，并為科研和生產實踐的進一步開展打下基礎。精細化的任務管理教學法增強了學生與教師參與科研和生產實踐的導向性，促進了項目參與者的主觀能動性，提高了教學成果轉化的效率。

4.專業實踐彈性學分制的具體實施與探索

專業實踐彈性學分制允許學生通過參與三大類型的任務，用取得的知識產權成果或競賽成績來置換專業類課程或綜合素質類的學分。開展形式為：面向信息工程學院全體本科生，由教師設立項目并以選修課方式開展，學生自愿選課。在兩年的實施過程中，我們設計實施了多門基于項目的實踐課程，為學生提供了多樣化的選擇。

4.1教學與項目平臺的構建

南京曉莊學院信息工程學院立足學校應用型辦學的定位，積極探索校企合作平臺的建設和人才培養模式的改革。學院分別于2012年、2013年成為南京市現代職業教育體系建設“5+2”和“3+4”分段培養試點項目的實施單位，2015年獲批南京市“可信云計算與大數據分析”重點實驗室。在項目平臺方面，目前學院承擔的國家級、省級、市級以及企業應用型項目呈逐年遞增趨勢。在專業建設方面，學院結合地方經濟發展需要，設有計算機科學與技術、軟件工程及網絡工程三大信息工程相關專業，學科體系已逐步成型。同時，學院啟動的云計算和虛擬化、物聯網工程科研實驗室與軟件定義安全創新團隊建設工作，為信息工程類本科生的創新實踐提供了方向指引和環境設施。

4.2結合熱點的項目設立

軟件定義網絡（sottwaredefinednetwork，SDN）是一種集成計算資源虛擬化、網絡資源虛擬化和存儲資源虛擬化的下一代信息網絡架構。結合指導團隊的知識結構，我們對軟件定義安全綜合實踐項目的研究方向、子課題及階段性任務進行了精細化分解，如圖2所示。在項目提出后，學科帶頭人根據規劃將青年教師分為網絡架構規劃和網絡應用開發兩大方向，由青年教師直接帶領本科生小組擬定每個方向下的子課題及細分任務，全體教師對各自負責的方案的可行性及實施過程進行監督指導。

子課題應當面向科學問題或工程問題，具備方案設計、技術水平發揮空間大的特點。本軟件定義安全項目規劃的3個子課題方向及其涉及的相關專業及基礎課程分別為：

（1）終端節點接入研發：主要面向網絡工程專業，涉及計算機通信網、高頻電子電路、微機原理、通信原理、C語言程序設計等專業課程。

（2）DDoS防御、處理模塊研發：主要面向軟件工程專業，涉及信息安全、軟件工程、嵌入式系統、JAVA語言程序設計等專業課程。

（3）網絡應用與接口應用研發：主要面向計算機科學與技術專業，涉及計算機接口技術、操作系統、Linux系統程序設計等專業課程。

從教學和項目實施角度，子課題包含的任務又可劃歸為三大類，對應教學目標如下。

（1）SDN控制器南向接口開發類：掌握任務涉及的軟件定義網絡數據通信原理，了解控制平面中交換機集群的路由交換及流表下發規則及其與控制器的南向接口標準，熟悉常用OpenFlow與OF-Config指令集。

（2）SDN控制器北向接口開發類：掌握任務涉及的軟件定義網絡應用部署原理，了解數據平面信息的路由轉發規則及其與控制器的北向接口標準，熟悉常用RESTAPI指令集。

（3）支持軟件定義網絡協議的硬件設備接口開發類：認識常用嵌入式操作系統，通過解析OpenFlow開源協議開發自定義設備的網絡層驅動，提出并實現SDN架構下的通信質量保障、DDoS威脅識別與防護等智能策略，提高網絡的穩定性與安全性。

項目每個子課題或子任務均提供標準的設計或實施方案作為參考，鼓勵學生進行方案創新或改進。例如，在軟件定義網絡項目的實施過程中，學生既可以按照已有的方案框架直接調用控制器的應用及接口，也可自行設計支持SDN接入標準的自定義應用接口。

4.3結合專業特長的任務分工

由指導教師團隊確立項目及實施方案后，在選課系統中進行任務公示和指導團隊公示，由學生根據自己的專業方向及興趣特長進行選課并自主選定分組。圖3為學院軟件定義安全綜合實踐項目專業分工依據。

以子課題“IP/MAC地址欺騙識別”為例，要求完成以下子任務。

子任務1：設計檢索速度極高的Hash檢索算法，綜合考慮協同更新的各種情況。例如OF交換機的Port Down和Port Up觸發的各種狀態，它采用事件觸發的原理協同更新檢索庫。因此，檢索庫的協同更新與Port Status相同。通過此過程，使學生熟悉OpenFlow協議的通信流程，也掌握協議中各種事件處理的方法，較適合計算機科學與技術專業學生完成。

子任務2：設計可以復用的模塊及相應模塊接口，全面了解控制器通信流程，對控制器進行網絡服務的模塊編寫，使學生既掌握控制服務模塊的編寫，又提高合作開發能力，較適合軟件工程專業學生完成。

子任務3：在完成核心算法及完善協議策略的基礎上，設計一種可視化界面接口，基于HTTP協議的REST API的深度開發，最終達到不限定編程語言的接口化設計目的，大幅提高接口可復用性，較適合網絡工程專業學生完成。

4.4啟發式的項目過程指導

在項目開展過程中，著重培養學生的創新精神和鉆研精神。采用翻轉課堂等啟發式教學方法，項目過程指導中盡量引導學生自己提出問題，自己解決問題，遇到無法自己解決的問題，通過老師的啟發和思考最終得出答案。以子課題“IP/MAC地址欺騙識別”為例，在學生學習并了解OpenFlow協議的通信流程的基礎上，教師首先提問：目前常見的DDoS攻擊類型有哪些？如何在SDN架構下針對他們的攻擊特性進行防御？在引導學生給出解決方案后，再講解并演示如何按規范進行系統設計和網絡控制模塊的編寫，并讓學生參與將一個復雜工程劃分成許多子模塊的過程，在明確一個個子任務的同時樹立完成課題的信心。例如，通過子任務1和子任務2的經歷，可使學生熟悉OpenFlow通信流程以及傳統TCP/IP協議在SDN架構下的通信方式，并為后續深入開發打下基礎。

4.5項目評審與學分評定

項目評審是項目開發的最后一步，目的是核查項目計劃中的各項活動是否按規定完成、項目成果是否達到目標要求。項目評審形式多種多樣，學院根據項目的特點和驗收需要，成立4-6人的評審專家組，選擇成果展示、課堂答辯、書面報告等多種形式對其進行考核。主要評價標準有3點：①項目目標總體完成情況；②項目取得的成果及創新性；③項目研究成果轉化情況。答辯結束后各小組需提交開發的程序和相關技術文檔，文檔的完整性和規范性也是成績評定的參考依據。

需要注意的是，指導教師在整個過程中應注重對學生自主學習能力、創新能力和團隊協作能力的評價，強調實驗過程中的參與度和貢獻度，鼓勵探索求異，提倡多角度思考，給予提出新穎的原創性思路的學生較優異的成績。

5.結語

教學有法而教無定法，沒有一成不變、放之四海而皆準的教學模式，因此，好的教學模式需要在教學實踐中不斷完善和創新。在教師指導方面，這種基于精細化任務管理的專業綜合實踐教學模式有別于傳統教學中循序漸進式課堂灌輸的老套路，為使學生對各項任務的感性認識提升到理性認識，教師在任務安排中需使學生從知其然提升到知其所以然。

在學生實踐方面，由于整個專業綜合實踐過程的難度取決于任務項目的理論深度和實施難度，需要學生面對開放性的問題設計最優的方案，因而，合理分組對任務項目的規劃實施至關重要。在具體操作中，對于一項子課題，有實踐經驗且有一定能力者，可以負責一個完整的子課題的規劃到具體實現的完整過程；對于缺乏項目實踐經驗但具備一定基礎的低年級學生，可在實踐經驗較豐富的高年級學生帶領下，完成子課題中子任務的規劃或實現。實踐證明，通過基于精細化任務管理的專業實踐培養模式，學生密切結合學科前沿方向選擇任務項目，調動了學習自主性，強化了實踐教學環節。最終，學生通過協同努力達到預期目標，能夠充分發揮自身創造性。