面向新工科的網絡工程專業課程體系優化

林穗

（廣東工業大學計算機學院，廣州510006）

0 引言

教育部有關文件指出，我國高等工程教育改革發展已經站在新的歷史起點，要加快建設“新工科”[1]。吳愛華等人指出[2]：“工程教育與產業發展緊密聯系、相互支撐，新產業的發展要靠工程教育提供人才支撐，特別是應對未來新技術和新產業國際競爭的挑戰，必須主動布局工程科技人才培養，加快發展和建設新興工科專業，改造升級傳統工程專業，提升工程教育支撐服務產業發展的能力?！?/p>

網絡工程專業是一個典型的新興工科專業，旨在為互聯網及相關經濟產業發展培養高質量的網絡工程人才[3]。隨著以互聯網為核心、“互聯網+”為基本特征的新一輪經濟與產業革命的來臨，網絡工程及其人才需求內涵正在發生重大變化，網絡工程專業現有的人才培養體系及其產出與新需求之間出現明顯的不一致。如何適應新經濟與新產業對工程人才的新需求，不單是網絡工程專業，也是眾多工程教育類專業所面臨的共性問題，教育部為此做出了新工科研究與實踐的戰略部署[4]。

廣東工業大學網絡工程專業成立于2002 年，已連續招生17 年，生源質量優秀，新生高考錄取線列全省前5%。網絡工程專業人才培養以廣東省內生源為主，穩步發展全國性生源，立德樹人，為地方經濟社會發展服務的高素質創新性網絡工程專業人才。響應新工科人才培養要求，廣東工業大學網絡工程專業按照工程教育認證標準，重新梳理人才培養方案中的培養目標、畢業要求、課程體系、達成度評價和持續改進，積極開展專業改革實踐，并于2019 年6 月完成中國工程教育專業認證專家進校環節，是2015 年認證標準修訂后，廣東省唯一走完該認證全流程的計算機類專業。在新工科人才培養體系中，“以學生為中心、產出導向和持續改進”是核心理念，課程體系是人才培養方案適應度的核心體現。課程體系擔負著培養人才的重要職責，應結合“新工科”對人才培養目標提出的新要求，優化傳統工科類專業課程體系，主動培養復合型工程技術人才[5]。

1 產出導向的課程體系構建

1.1 課程體系在面向產出的人才培養體系邏輯中的位置

工程教育專業認證的核心理念是“以學生為中心、產出導向和持續改進”三大方面。面向產出的人才培養體系遵循“反向設計，正向實施”的原則，強調結果。根據國家、社會、企業的需求，結合學校服務區域經濟的定位，確定培養目標、畢業要求、課程體系、教學實施與達成度的結果評價，如圖1 所示。根據圖1，培養目標的實現需要通過畢業要求的實現來保障。而畢業要求的達成需要課程體系建設來保障，通過教學實施來落實，通過結果達成評價來證明落實。課程體系在基于OBE 人才培養體系邏輯中的位置如圖中紅框所示，課程體系需要形成對畢業要求的有效支撐，是整個人才培養方案適應度的核心反映。本文在提出融合技術演進制定課程體系，并以廣東工業大學網絡工程專業2018 版課程體系為例，闡述課程體系的制定過程、課程設置和持續改進。

圖1 課程體系在面向產出的人才培養體系邏輯中的位置

1.2 融合技術演進的課程體系制定過程

面向產出的課程體系應該融合產業技術演進來制定，制定過程如圖2 所示。首先，以人才需求（內外需求）為導向，基于產出導向教育（OBE）理念，綜合考慮新時代國家社會經濟發展的需要、廣東省和粵港澳大灣區網絡、信息產業及其相關產業的發展需求、廣東工業大學人才培養定位、學生發展期望等方面，準確把握人才培養目標和畢業要求；其次，遵循網絡工程專業規范，抽取知識構建專業知識體系；最后，實時融合技術演進設置課程，形成靈活課程體系和動態教學計劃。

圖2 融合技術演進的課程體系制定過程

1.3 梳理產業技術鏈，對接到專業課程體系

課程體系設計過程中的每個環節都實時融合技術演進及企業實際需求信息。每年通過企業需求問卷調查、校企座談會、走訪畢業生等途徑廣泛征集企業人才需求信息，充分發揮校企聯合組成的專業教學專家指導委員會的作用，對這些需求信息和技術發展狀況進行分析，形成產業技術鏈，如圖3 所示。

圖3 產業技術鏈

根據產業技術鏈，我們增設IPv6 技術與應用、傳感網與物聯網、虛擬化與云計算、Hadoop 高級應用和高性能計算等課程，并且調整專業培養方向為移動互聯網和高速網絡和云計算兩個專業方向，形成專業課程體系如圖4 所示。網絡工程專業課程體系分為基礎課程、主干課程、擴展課程三層?；A課程涵蓋電子技術基礎、通信技術基礎、計算技術基礎、計算機系統基礎等四個方面，相對于其他計算機類專業來說，強調了通信技術基礎，使得更能兼顧“硬與軟”兩大主題；主干課程包括計算機網絡、網絡工程設計、網絡安全、網絡應用編程等專業核心必修課，涵蓋了“拓撲、協議、安全”三大要素的傳統網絡工程技術知識體系；擴展課程用于擴展專業知識，兼顧主流網絡應用技術和新型網絡技術知識體系，幫助學生進入有關專業方向。擴展課程包括1 個必選方向和2 個任選方向，網絡應用開發方向為必選方向（基礎選修），培養學生網絡應用系統的設計與開發能力，方向內提供多條技術路線課程模塊，供學生選擇；移動互聯網方向和高速網絡與云計算方向為任選方向（專業選修），課程設置融合新型網絡技術的發展趨勢，學生根據自身需求選擇一個方向學習。

1.4 優化實踐教學模式，強化實踐環節

網絡工程專業堅持“以工程應用為基礎，優化實踐教學模式”的原則，開展對學生實踐工程能力的培養。實踐教學是培養學生工程能力的主要載體，鑒于工程能力培養的漸進性，實踐教學體系進行分層設計。該分層體系對工程能力培養的漸進性認識為基礎，認為存在由學科基礎技能培養→專業基本技能培養→專業綜合技能培養→工程能力培養的漸進性，相應設置包含實驗教學、課程設計或實訓，專項綜合設計、專業實習和畢業設計等實踐環節。同時，全面提高實踐學時數，2018 版的教學計劃，實踐學時從原來的的1 學分16 個學時調整為1 學分24 學時，并增加工程管理和工程倫理課程。

圖4 網絡工程專業課程體系

2 持續改進

根據學校四年一版培養方案的原則，2018 年按照工程認證標準，重新梳理了培養目標、畢業要求、課程體系、教學大綱和達成度評價等內容，形成了基于OBE的培養方案，并順利走完了工程教育專業認證全流程。按照持續改進的要求，我們根據應屆畢業生、用人單位、校友、同行專家評議意見，2019 年專業認證專家組反饋意見，結合2020 年學校要求對培養方案重新修訂要求，進行了課程體系的優化，主要包括以下工作：

（1）重新梳理最新的產業技術鏈。結合最新技術需求，在原有技術鏈中增加“人工智能”技術，根據產業技術鏈調整課程設置，增加Python 數值分析，算法設計與分析課程以體現“計算”及人工智能基礎，增加軟件定義網絡課程，智能網絡與優化調度課程以體現“網絡+AI”的新型網絡技術發展趨勢。

（2）調整更新原有課程教學內容。調整傳感網與物聯網課程為物聯網及應用技術，刪減傳感網相關內容；無線網絡技術增加5G 相關教學內容；Hadoop 高級應用增加基于云的AI 相關內容等。

（3）調整專業方向為智能網絡與高性能網絡方向和軟件定義網絡與智能計算方向，智能網絡與高性能網絡方向包括虛擬云與云計算、Hadoop 高級應用和智能網絡與優化調度課程，軟件定義網絡與智能計算方向包括軟件定義網絡、高性能計算和移動計算技術課程。

3 結語

新工科形勢下，應當大力提升工程教育支撐服務產業發展的能力。廣東工業大學網絡工程專業積極開展工程教育專業認證工作，結合2018 版基于OBE 的培養方案修訂要求，提出了融合產業技術演進制定課程體系，并持續改進的模式，課程體系兼顧了傳統網絡工程技術和新型網絡技術的知識體系，并可以靈活動態調優，有效支撐了畢業要求的達成，滿足新工科的要求。廣東工業大學網絡工程專業2020 年通過了國家工程教育專業認證，成為廣東省首個通過認證的計算機類專業，并成為廣東省“一流專業”建設點。