工程認證背景下計算機網(wǎng)絡課程體系建設研究

韓永奇，張旭寧，張蕓，馬麗，于合龍

(1.吉林農業(yè)大學，吉林長春130118；2.長春科技學院，吉林長春130600)

1 引言

國家綱要中指出，人才培養(yǎng)作為高校培養(yǎng)工作中的重中之重，著重培養(yǎng)學生的綜合能力，強化學生創(chuàng)新意識，提高學生學習能力，進而提高人才的質量[1]。在工程教育專業(yè)認證的背景下，面對國家政策以及行業(yè)發(fā)展的需求，以學生為中心，根據(jù)人才培養(yǎng)方案以及畢業(yè)目標的要求，進一步構建工程認證背景下的課程的探索與改革，進而構建計算機網(wǎng)絡課程體系，為學生在知識理論，綜合能力，素質教育的共同發(fā)展中提供堅實的基礎[2-4]。計算機網(wǎng)絡是我校計算機專業(yè)的一門專業(yè)基礎課程，該課程主要針對本科生進行教學，涵蓋計算機科學與技術、物聯(lián)網(wǎng)工程及數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術三個專業(yè)，根據(jù)不同專業(yè)方向和層次學生的差異性，進行層次化教學，采取線上線下混合的教學方式，構建符合工程認證要求的教學體系，形成動態(tài)的、多層次的、結構化的計算機網(wǎng)絡課程體系[5]。我校于2018年采取了計算機大類招生，其中的計算機科學與技術專業(yè)是國家一流本科專業(yè)，吉林省特色專業(yè)，2019年啟動了計算機科學與技術專業(yè)工程教育專業(yè)認證工作。

2 發(fā)展趨勢和學科背景

傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡課程以理論教學為主，輔之一定數(shù)量的原理驗證性實驗和簡單的網(wǎng)絡設計實踐[6]。在高等教育課堂中，采取封閉式的教學環(huán)境，教師圍繞教材開展教學活動，單純依靠講述的方式進行講解知識，又由于實驗條件的限制教師不能提供切合網(wǎng)絡工程實際進行演示，學生只能對學習內容進行被動接受，缺少自發(fā)思考的意識，不能深入地理解和掌握知識，并且學生層次差距明顯，沒有多層次化的教學，更加影響學生的學習效率和效果[7]。對學生的考核采用平時成績(考勤、作業(yè)、實驗報告)和期末考試成績綜合評價，從教學過程和考核方式上來看，并不能很好地體現(xiàn)“以學生為中心、成果導向和持續(xù)改進”的專業(yè)認證理念，需要進行進一步的改革[8]。因此，結合工程教育認證的模式來建設計算機網(wǎng)絡課程體系具有較強的現(xiàn)實意義和推廣價值。

3 計算機網(wǎng)絡課程體系建設

3.1 教學內容設計

盡管傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡技術已經相當成熟，但是網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構，基本原理和網(wǎng)絡協(xié)議仍然是學習的重點。此外，新興的網(wǎng)絡技術，例如無線和5G移動網(wǎng)絡，網(wǎng)絡安全性和網(wǎng)絡維護不斷延伸到教學中，需要實時更新教學內容和實驗指導[9-10]。在課堂教學中引入思政、科學研究和實際工程實例，以激發(fā)學生學習興趣并加強互聯(lián)網(wǎng)建設的思想。鼓勵學生參加網(wǎng)絡安全競賽，網(wǎng)絡工程師國考和思科、華為以及銳捷的企業(yè)認證，彌補課程上的限制，引導教師動能，深化和不斷改革教育內容。

在課程大綱中根據(jù)培養(yǎng)目標以及畢業(yè)指標要求，計算機網(wǎng)絡課程的學習應該注重學生的工程實踐能力的培養(yǎng)，通過提升學生的動手實踐能力鞏固基本的理論知識，對課堂上的理論學習進行應用和創(chuàng)新，提高學生的網(wǎng)絡素養(yǎng)，增強學生的綜合能力。針對計算機專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，將工程教育運用到實際的教學活動中，采取線上線下混合的教學方式，在講解課程理論的同時提供仿真模擬軟件進行實際的動手操作，完善實驗實踐教學，提供多樣化的教學方式和考核方式，為學生進行多層次的學習提供保證，如圖1 所示。這樣的有機結合，在滿足不同層次學生學習的需求下，不限制學生進行學習的時間，避免教師在日常的教學活動中，反復講述相同問題影響課堂效率的問題，更好地提供教學的質量。

圖1 計算機網(wǎng)絡課程建設體系

3.1.1 線上課程建設

1)理論教學

首先讓學生了解網(wǎng)絡體系結構、物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、局域網(wǎng)、網(wǎng)絡層、傳輸層、應用層的服務，以及各層的主要協(xié)議的工作原理，其次是交換路由技術的學習，交換機、路由器的應用配置。在教學過程中，將課程的重點放在網(wǎng)絡體系的構建中，了解網(wǎng)絡各層常見協(xié)議的工作原理，理解網(wǎng)絡互聯(lián)的基本原理及網(wǎng)絡工程的規(guī)劃建設。

2)實踐教學

在掌握基本理論后，引導學生理解并掌握針對常見的信息網(wǎng)絡基礎設施需求，能規(guī)劃、設計計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)，實現(xiàn)交換路由配置，使之滿足通信和資源共享的需求，并能夠架設網(wǎng)絡服務器提供常見的網(wǎng)絡服務，為以后工程實際應用做好充足的準備。

3)案例教學

結合實際的思政、科研和前沿熱點案例進行講解，激發(fā)學生的學習興趣，引導學生進行自發(fā)性的思考去解決問題，理解網(wǎng)絡的原理，增強學生解決工程問題，掌握運用知識的能力。進而開拓了學生的視野，讓他們更好地理解計算機網(wǎng)絡的現(xiàn)狀和未來。

3.1.2 線下課程建設

教師在進行日常理論教學中，要注重關注信息技術中計算機網(wǎng)絡的原理與應用，利用固定的時間進行研討交流，總結經驗，時刻更新教學計劃，更改教學方案，同時將這些內容更改到線上教學資源中，實現(xiàn)教學資源的大融合。這樣的教學方式可以提高師生間進行教學互動的效率，激發(fā)學生自主學習的想法，由原本的流水線似的教學轉變?yōu)閱l(fā)式的教學，增加學生主觀能動性，提高教學效率。

3.2 教學資源建設

教學資源從兩方面進行考慮，分別為教學實施的環(huán)境以及師資的力量。

工程教育的顯著特征是實施環(huán)境，最基本的任務是建設好教學場地和提供教學軟硬件資源，并且要通過不斷改善教育環(huán)境和資源配置。使用模擬仿真平臺，使抽象的理論具體化、實例化，加深學生對互聯(lián)網(wǎng)的感性認識，并增強他們對原理的理解。更新實驗室的交換機和路由器，以架構大中型網(wǎng)絡，提高學生網(wǎng)絡設計、設備配置、故障診斷等工程能力，逐步增加無線，移動網(wǎng)絡和安全設備的投入。

教師是工程教育認證的基本保證。教師除了理論水平高外，還要對計算機網(wǎng)絡行業(yè)保持高度關注和熟悉，具備強大的工程能力，提高教學創(chuàng)新能力，為學生提供強有力的指導。從技能預備能力的角度來看，為了加強教師的工程學教育和訓練，最好通過網(wǎng)絡領域的一些工程學認定評估，使教師能夠向雙重資格的方向成長，改進團隊建設。

3.3 教學質量評價

結合工程認證考核方式以及計算機網(wǎng)絡課程的抽象和實用特性，優(yōu)化評估方法，在考試方案上增加學習通視頻預習、網(wǎng)絡工程設計論證報告等形式。閉卷考試占50%、視頻預習10%、網(wǎng)絡工程設計論證報告10%、翻轉教學10%、作業(yè)10%、出勤及平時表現(xiàn)10%。考試試卷符合支持畢業(yè)要求的相關指標，應集中解決復雜的工程問題上，提高任務的完成度。

3.4 增加校企合作

作為工程教育認定的基準之一，專業(yè)是與企業(yè)合作建立實習研修的基地，企業(yè)在教育過程中向學生提供工程實習平臺是必要條件。近年來，學校和企業(yè)的合作堅持了“學生本位”“實踐育人”“就業(yè)導向”的教育理念，這種革新的工程教育人才模式有助于培養(yǎng)學生的綜合素質和構建高水平的教育隊伍。在線上課程的教育中，可以參照這個模式，讓學生訪問企業(yè)網(wǎng)絡中心，提高專業(yè)意識，邀請企業(yè)工程師來指導課程設計，促進生產、教育、研究的整合。

圖2 學習通線上實驗資源截圖

圖3 學習通線上案例庫截圖

4 結論

本文針對工程認證背景下計算機網(wǎng)絡課程體系建設的研究，構建了多角度、多層次的課程體系，在本校的三個專業(yè)中不斷進行優(yōu)化調整，盡可能地完善成一個完整可持續(xù)的體系結構。在計算機網(wǎng)絡教學的過程中，通過不斷地發(fā)現(xiàn)在構建課程系統(tǒng)中遇到的新問題，尋求解決新問題的方法和方式，并持續(xù)改善計算機網(wǎng)絡課程體系。通過提高課堂的教學效果，結合自身學校的特點，按照人才培養(yǎng)的策略以及學生畢業(yè)標準，實時地調整培養(yǎng)方案和課程大綱，為我校計算機專業(yè)提供良好的就業(yè)基礎，加速實現(xiàn)為未來職業(yè)生涯提供可持續(xù)發(fā)展的網(wǎng)絡工程人才。