網絡安全技術課程設計范文

時間:2024-01-08 17:47:21

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網絡安全技術課程設計

篇1

 

“計算機網絡安全技術”課程作為高職院校計算機網絡技術專業的一門專業課,其總體目標是培養出“德才兼備、攻防兼備”的網絡安全工程師,使其能夠在各級行政、企事業單位、網絡公司、信息中心、互聯網接入單位中從事信息安全服務、運維、管理工作。新形勢下,網絡安全已經被提及到個人層面,不僅企事業單位信息系統受到安全威脅,個人信息也成為眾黑客們覬覦的對象。作為高等職業院校,講授必要的計算機網絡安全技術,既能夠保護自身信息不被竊取,又能提高學生的就業競爭力,是開展“計算機網絡安全技術”課程的初衷。[1][2][3]因此,為了達到更好的教學效果,針對該課程的教學設計不僅要結合該課程的具體內容,而且還要結合新形勢下的網絡安全態勢進行研究。

 

1 教學設計

 

新形勢下的“計算機網絡安全技術”課程在進行教學設計時,更多地結合高職院校的培養目標,在教學內容、教學方法、教學手段上更多地考慮高職院校學生的接受能力及學生特點,做到結合安全技術前沿知識因材施教。

 

1.1 教學內容

 

在設計教學內容時,圍繞著四部分知識目標開展設計:

 

(1)掌握常見的網絡攻擊技術。包含SQL注入攻擊、網頁掛馬技術、密碼破解技術、緩沖區溢出攻擊等。

 

(2)精通網絡安全防御技術。包含網絡協議分析、端口與服務漏洞掃描、防火墻配置技術、入侵和攻擊分析追蹤技術、病毒木馬防范等。

 

(3)掌握基本的服務器系統安全配置技術。包含系統安全策略配置、用戶權限配置、系統防火墻配置等。

 

(4)掌握流行的數據加密方法。包含對稱加密、非對稱加密、數字證書的配置使用、加密軟件的使用等。

 

以某模具有限公司內網的安全防御作為主項目,遵循“一個主項目,八個模塊,工作典型化,任務興趣化”的思路,劃分針對企業內網的攻擊分析、常見的網絡攻擊技術、通過嗅探分析攻擊來源、主機系統的安全防護、對信息進行加密處理、對網絡訪問行為進行控制、對入侵進行檢測、數據備份和恢復8個模塊,模塊間循序漸近,激發學生的學習興趣。最后根據任務的完成情況,由學生互評與教師參評相結合來進行項目的考核。具體如下圖所示。

 

在教學內容的選擇上舍棄原理類知識,選擇操作類知識[4],重點鍛煉學生分析解決問題的能力、團隊成員間協作能力、表達能力、使用工具進行攻擊及分析攻擊的能力等,將臨危不亂、吃苦耐勞、作風優良、膽大心細、團隊協作的綜合素質的培養貫穿于能力培養的始終。

 

在教學內容的程序化上以網絡安全工程師的工作過程安排教學內容:[5]從故障現象到故障處理,最后提出安全解決方案進行系統加固,各模塊內容按照興趣點進行安排:從故障入手,到如何進行攻擊,再到如何防御攻擊及緊急恢復。

 

1.2 教學方法

 

在教學方法的設計上,采用了包括案例教學[6]、角色扮演、張貼板、頭腦風暴、分組討論等方法在內的多種教學方法,根據每一個模塊的特點,合理應用教學方法。

 

同時,由于計算機網絡安全的特點,使得課堂實踐過程往往無法及時達到應有的效果,為了彌補這一缺陷,學院響應大學號召,開放了《融合式網絡及安全應用》開放實驗室。有了良好的實驗環境,學生的動手能力及創新能力得到了極大的訓練,不僅鞏固了課上所學習到的知識及技能,而且開拓了學生的視野,為學生的創新實踐打下了堅實的基礎。

 

1.3 教學手段

 

在教師進行知識講解的過程中,應用多種現代教育技術展開教學:制作精美的PPT課件、利用電子教室實施廣播教學,借助于電子教室軟件的屏幕廣播及屏幕錄像功能,學生可以看到教師的實時演示,并可以將教師對于關鍵步驟的演示錄制下來,反復觀看練習。

 

計算機網絡安全技術的學習需要用到多種硬件及多臺靶機,學校沒有充足的資金為每位同學配置一套實訓環境。為了解決這個問題,充分利用各種虛擬化軟件來虛擬實訓環境[7],使用Packet Tracer軟件來模擬路由器、交換機與防火墻,利用VmWare軟件模擬多臺PC機等。

 

2 應用效果

 

在一系列教學改革方法的指導下,“計算機網絡安全技術”課程的整體教學設計發生了根本性的變化,由原來的教師講授理論為主,轉變為以學生實踐為主,教師的角色轉變為引導者與輔助者。按照這種設計,應用于吉林大學應用技術學院2014級和2015級兩個學期的“計算機網絡安全技術”課程的教學過程中,取得了不錯的教學效果。普遍反映在以下兩個方面。

 

2.1 課堂效果

 

在新的教學設計的指導下,普遍提升了學生的學習興趣、滿足學生課外實踐的意愿,更多的學生愿意將更多的時間投入到計算機網絡安全技術的學習過程中,同時學生也普遍反映,學習了“計算機網絡安全技術”課程后,他們對于使用網絡也更加小心和謹慎了,懂得了學習防范網絡攻擊與網絡詐騙,更加深了對其他網絡技術課程的理解。

 

2.2 課程及格率

 

通過實施新的教學設計,學生學習得更加扎實,反映在期末考試上,學生的及格率得到了極大的提升,2014級和2015級學生的“計算機網絡安全技術”課程及格率分別為90%和95%,分別僅有2人和1人不及格,反映出新的教學設計達到了本課程教學改革的要求。

 

3 結 論

 

“計算機網絡安全技術”課程在新形式的整體教學設計的指導下,學生的學習熱情和學習效果得到了大幅度的提高。這種教學設計的思路同時也為其他課程的教學設計改革提供了很好的借鑒。

篇2

信息與網絡安全是當今計算機研究領域的一個重要研究方向,隨著信息技術的發展,特別是互聯網的迅速普及和廣泛應用,信息安全的地位越來越重要,已經引起各政府、企業部門的高度重視。目前,我國在信息安全技術方面的起點還較低,國內只有少數高等院校開設信息安全技術專業,信息安全技術人才奇缺。特別是在政府機關、國家安全、銀行、金融、證券等部門和領域,對信息安全人才的需求量更是驚人。因此信息安全變得至關重要,信息安全已成為信息科學的熱點課題。因此信息安全技術的專業人才培養在高校計算機專業中的重要性日益凸顯。從市場需求來看,需要大量的熟悉信息安全產品銷售、推廣、安裝、維護與用戶培訓的信息安全人才,也需要從事網絡安全管理、保證企業網絡安全運行的信息安全人才,還需要能夠迅速排除或解決網絡故障的信息安全人才。由此而論,信息安全專業的市場需求是潛力無限的。我院信息安全技術專業自開設以來,就以培養技能型安全技術應用人才為目標,經過專家委員會指導,結合社會市場調研,制定培養計劃和教學計劃,力求讓培養體系達到科學合理。我校作為應用型本科人才的培養基地,在計算機本科各專業中逐漸開設了“信息安全技術”課程,其中有課內實踐環節。早在教育部教高[2001]4號文件中就明確提出“實踐教學對于提高學生的綜合素質、培養學生的創新精神與實踐能力具有特殊作用。”。基于目前的課程設置,對“信息安全技術”課程中實踐教學環節的教學研究和改革任務非常迫切。信息安全技術課程是“軟件工程”專業和“計算機科學與技術”專業分別在大學三年級上學期和下學期開設的專業必修課。課程的目的與任務是使學生了解信息與網絡安全的基本知識,理解現代主流的信息加密與解密方法,掌握當前常用的信息與網絡安全技術。由于信息安全技術是一門實踐性較強的課程,如果僅僅通過書本內容,沒有動手操作,學生是不可能深入地掌握信息安全的常用技術。因此如何合理安排有限的實驗課時,如何編寫合適的實驗項目指導是實踐教學環節中的重要任務。

二、實踐方案設計

在確定軟件工程專業為卓越計劃試點專業后,軟件工程專業的培養計劃進行了較大調整,特別是“信息安全技術”課程結合“卓越工程師”培養目標,減少了理論課時數,而實踐環節從無到有,總學時數減至40,其中實踐環節課時數為8。依據此調整,向卓越班開設的“信息安全技術”課程需要重新組織,而其中新增加的僅8個學時實踐課,如何與理論課結合,創新地進行實踐設計和編寫實驗項目指導,的確需要深入細致的探討和設計。首先,由于課程開設時間短,課時數有限,要想將信息安全技術的全部知識都灌輸給學生,是不可能的任務。教師的第一要務是授之以漁,而不是授之以魚。計算機專業的日新月異是大家面對的常態,今天教會學生某種程序語言,可能過幾年后早已被淘汰。因此在設計實驗方案時,不能過于注重具體的某種軟件環境,而應該關注教給學生設計思路和方法,具體實現和執行可以有多種表現形式。其次,在設計實踐方案時,參考和借鑒了國內外同行們的教學理念,基于教與學是一個雙方互動的過程,在實驗方案的設計中采用了“任務驅動模式”,在實驗項目中安排一些需要學生思考或者課后完成的任務。這也是對學生實踐進行考評的重要依據。在測評學生實踐成績時,不是簡單地看實驗報告或結果,而是注重實驗過程和學生自己查找問題、解決問題的創新能力。第三,實踐教學中要充分發揮學生的主觀能動性。編寫實驗項目時不能只有規定好的步驟和參數,學生簡單地重復實驗指導的內容。這樣的弊端是學生做完后容易遺忘。因此實驗項目的編寫要有創新性,不再是從實驗數據到實驗結果都與老師做的一模一樣的“死的實驗”,而是每個學生可能有不同答案的實驗。由于結果是未知的,學生更能興致盎然地投入其中。在實驗中還可以安排一些學生可能感興趣的選做內容,以便自己去研究探索。

三、實驗項目實現

在新的指導思想下,創新地設計了六個實驗項目,包含了必做實驗和選做實驗,學生可以根據自己的興趣方向和實踐能力選擇完成4個實驗項目。實驗項目具體內容在新編寫的實驗指導書中描述,下表是新建實驗項目簡介。由于課程的理論基礎是不變的,在理論課時中已介紹了目前常用的加密和解密方法,體現在實驗中分別是古典加密算法實驗和現代加密算法實驗。在古典加密算法實驗中選取了相對較易編程實現的凱撒密碼,給出了加密和解密公式,并且有關鍵實現語句的提示,這樣學生在編程實現時比較容易完成。在思考任務中,要求學生擴展思路,改變密鑰關鍵值,從而得出不一樣的密文,使得算法更具有擴充性。學生可以用不同的流程圖和編程語言,只要有正確的算法思想,無論什么樣的軟件開發環境,都可以加以實現,也體現出了更具個體化的教學特點。現代加密算法實驗由于算法復雜,加密過程龐大,學生較難獨立編程完成,因此在授課時采取了簡化的DES算法(Simple-DES)講解和作業,講清算法原理,在加密步驟中用S-DES讓學生完成作業。實驗項目中選取了非對稱加密體制的RSA算法,學生只要掌握了加密原理,可以采用較簡單的可分解小素數來編程實現加密和解密過程。在實驗中還增加了讓學生自行查找如何判斷大素數的算法任務,學生可能會找到不同的檢驗算法,這也是實踐成績評價的重要組成部分。“信息安全技術”課程內容廣泛,既涵蓋基礎密碼理論,還有當前與每個人息息相關的計算機安全。這部分內容又包含著計算機系統安全、網絡安全、軟件安全、Web安全等等豐富的內涵,在有限的課時內不可能全部講深講透。因此在介紹理論知識之后,實踐內容中安排了系統安全實驗和Web安全實驗,這2部分內容可以讓學生根據每個人對計算機操作系統和軟件的熟悉程度,自行選做部分實驗,體現出因材施教的特點。隨著計算機網絡和網上購物的普及,網絡安全問題被越來越多地重視。因此在設計實踐方案時,將網絡安全實驗和網上支付作為必做實驗,幫助學生了解常用的網絡服務工具,掌握基本的網絡安全技能,培養課后對網絡安全的重視和研究。現在基本上學生都有接觸網絡的條件,但是很多人還沒有建立網絡安全的意識,在上網時面臨著巨大的風險。實驗項目中選擇常見網絡問題,常用網絡工具,來幫助學生掌握網絡安全基礎知識。在實踐教學中我們欣喜地看到,學生的潛力是無窮的,當他們喜歡鉆研某件事,某個問題時,不需要老師太多的幫助,學生會廢寢忘食地研究,激發出巨大的潛能。在以往的教學和實踐中,我們已經看到了這樣的成果。這也是在“信息安全技術”實踐教學中探索的重要課題。教育的目的是通過教學的過程去喚醒受教育者的內力,而不是灌輸無盡的知識。只有當學生主動地“我想要知道它”時,而不是老師主動地“我要你知道它”時,才是回歸教育的本源。

四、結束語

篇3

關鍵詞:網絡工程專業;專業建設;課程建設;計算機網絡

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A

1引言

網絡工程專業知識領域的特點:知識結構涉及計算機科學和數據通信等核心技術,知識更新快,與應用實踐結合緊密。網絡工程專業培養計劃應對工程技術知識和素質教育有嚴格的要求,對人才的培養要注重三個方面:創新思維和分析能力,專業知識學習興趣和方法,工程實踐動手能力。

網絡工程專業屬于信息社會建設和發展急需的專業,專業培養方案和課程內容設置立足讓學生知道做什么,為什么做,怎樣做,做到舉一反三、觸類旁通,使學生在掌握計算機網絡工程的理論知識和實踐技術的過程中感受到快樂。

網絡工程專業課程建設的主導思想是“加強多學科理論基礎教育,突出網絡工程專業特點,注重實踐技能訓練,探索主動學習、興趣培養的教學模式,提高學生的創新能力”。

2專業課程體系構成及學分設置

網絡工程專業作為計算機科學與技術類專業,一些核心的學科基礎課應有統一的要求,在計算科學理論、技術和應用等知識結構的理解和掌握上與其他計算機類專業有共同的基本要求。

在專業課程設計和建設上只有突出計算機網絡理論知識、計算機網絡技術知識和計算機網絡應用知識的教學,才能形成網絡工程專業特色。還要考慮對學生創新思維培養、學生綜合素質和文化知識學習有基本的要求。

課內教學和獨立設置的實踐環節,學分要求分別為140學分和20學分。課內教學按課程類別進一步分為公共基礎課、學科基礎課、專業課和通識課。課內教學和獨立設置的實踐環節的課程體系構成及學分設置如圖1所示。

為了給學生提供更大的選課空間,提高學習積極性和興趣,增大選修課的比重,在課內教學和獨立設置的實踐環節的學分中,選修課的比例占31.5%。

課內教學和獨立設置的實踐環節160學分,加上規定的創新能力2學分和課外教育項目學分11學分,最低畢業學分要求為173學分,專業最低畢業學分構成如圖2所示。

主要課程包括:計算科學導引、程序設計基礎、電路與電子學、離散數學、數據結構、操作系統、編譯原理、軟件工程、計算機組成原理、通信原理、計算機網絡、計算機網絡實驗、網絡安全技術、網絡設計與工程、Linux網絡環境、計算機網絡管理、TCP/IP協議分析、IPv6技術、網絡編程、網站開發與維護、網絡仿真和模擬課程設計。

專業知識領域模塊包括:計算機軟件基礎、電路與數字邏輯、計算機體系結構與組織、嵌入式系統、計算機網絡理論、計算機網絡技術、計算機網絡設計與應用。

這里需要注意的是,怎樣突出網絡工程專業知識的特色,同時也需要考慮網絡工程專業與計算機科學與技術類專業的聯系。在制訂網絡工程專業教學進程計劃時,往往要考慮課程先修關系。由于一些規定的公共基礎課程時數的限制,以及需要滿足對學科基礎課程的要求,對計算機網絡和專業課程的學時安排顯得尤為重要。

3專業課程層次設計

采用三個層次描述網絡工程專業課程知識,自底向上依次為計算機網絡理論、計算機網絡技術、計算機網絡設計與下層課程知識為上層課程知識的基礎,需要說明的是在某一門課程中可能存在既包括理論知識、又包括技術知識和應用知識的情況,例如專業核心課程“計算機網絡”。三個層次的專業課程設計可以體現網絡工程專業的特色,注重課程之間的聯系和銜接,使知識結構流暢、看起來一目了然、學習起來循序漸進。三個層次的專業課程知識描述如圖3所示。

以“計算機網絡課”程為核心,設計出理論、技術和應用的計算機網絡課程體系知識領域框架,可以很好地使各課程內容前后銜接、連貫相通、循序漸進、易學易懂。

3.1計算機網絡理論課程

計算機網絡理論是專業課程的基礎,開設的課程有:計算機網絡原理、通信原理、TCP/IP協議分析。

計算機網絡原理從計算機網絡體系結構、網絡層次、網絡協議、網絡服務、網絡接口和對等層定義和功用出發,描述當前計算機網絡體系結構的5個層次的功能、位置和協議數據單元(PDU),涉及可靠數據傳輸(RDT)、網絡協議設計及實現、流量和擁塞控制、網絡尋址、路由選擇協議、網絡互連、局域網絡、無線和移動網絡、網絡管理和網絡安全。

通信原理講述通信基本理論和數據通信基礎知識,涉及到傳輸介質、信道容量、信道復用技術、交換技術、編碼技術、差錯控制技術,這部分知識內容以夠用為原則。通信原理的知識在計算機網絡課程中會多次用到,在計算機網絡中包含“數據通信基礎知識”一章內容,從計算機技術與通信技術相結合的層面歸納兩種技術的結合和聯系。

TCP/IP協議是因特網的語言,是計算機網絡事實上的工業標準,講述時結合與開放系統互連(OSI)框架,以及當代5層計算機網絡體系結構進行比較,強調網絡體系結構和協議分層的基本原理。討論因特網和身邊網絡正在使用的各層網絡協議,涉及的網絡協議有:HTTP、SMTP、POP3MIME、DNS、FTP、SNMP、TCP、UDP、IP、ICMP、ARP、RARP、IGMP等。

3.2計算機網絡技術課程

計算機網絡技術涉及網絡實現的技術和方法。開設的課程有:網絡編程、網絡安全技術、網絡管理、IPv6技術等。

采用三個層次描述網絡工程專業課程知識,自底向上依次為計算機網絡理論、計算機網絡技術、計算機網絡設計與網絡編程課程講述網絡軟件設計技術和方法,重點是理解網絡協議、對等層協議實現、套接字編程、C/S計算模式、B/S計算模式的方法和技術。

網絡安全涉及網絡中的認證和加密技術,涉及對稱密鑰加密機制、公鑰加密機制、安全認證、數字簽名與報文摘要、網絡病毒防治技術、網絡協議安全、防火墻、入侵檢測。

網絡管理涉及網絡管理體系結構;抽象語法標記ASN.1;管理信息庫MIB;網絡管理協議;遠程網絡監控;網絡管理;網絡管理實現技術。

IPv6技術是新一代網絡技術,課程內容涉及IPv4存在的問題;IPv6技術歷程;IPv6協議格式;IPv6與IPv4的主要差異;IPv6地址技術;IPv6路由技術;IPv6安全技術;IPv6過渡方法;移動IPv6。

3.3計算機網絡設計及應用課程

這部分課程的選擇和講述主要是圍繞當前網絡的主要應用展開。涉及的課程有:網絡設計與工程、Linux網絡環境、網站開發與維護、網絡仿真與模擬、網絡工具應用等。

結合因特網和身邊的網絡介紹和描述網絡應用課程,讓學生知道學的理論和技術用在哪里、如何應用、怎樣用好。

這部分課程內容要有目的性、針對性和代表性。強調學生動手能力的培養,讓學生通過網絡軟件實踐,以及組網技術訓練,加深對計算機網絡理論知識的理解,并在網絡組網、維護和管理中對所學的計算機網絡理論和技術知識進行檢驗。從應用的層面使學生明白學到的知識用在哪里、在哪里,將來怎樣用的更好。學生學的懂、又會用,增加了學習專業課程的興趣。

3.4計算機網絡課程的設置

計算機網絡課程是網絡工程專業的核心課程,可以說是承上啟下的一門課程,該課程在學科基礎課的知識架構上,為網絡工程專業課提供基礎和支撐,考慮到計算機網絡知識更新的加快和內容的增多,把計算機網絡課程設置為理論課,重點講深、講透計算機網絡理論知識和技術基礎知識,增加數據通信基礎知識、無線網絡、對等(P2P)網絡、網絡管理和網絡安全的基礎知識,為后續課程開設打下堅實的理論基礎。

最初是將計算機網絡課程的開課時間放在第五學期,問題是學生反映接觸到計算機網絡理論知識較晚,也影響到后續網絡專業課程的開設時間。經過取舍,最后這門課程的開課時間放在第四學期,與該課程的先修課程操作系統和計算機組成原理在第四學期同時開課,使得后續的網絡專業課程可以提前開始,使學生盡早開始網絡專業課程的學習。

4專業實踐課程的設置及開課學期

網絡工程專業是一門理論與實踐密切結合,實踐性非常強的專業,對幾門重要的網絡工程專業基礎課,均分別設置至少兩周的課程設計和課內實驗。注重學生實踐能力的培養。

在大一程序設計基礎等學科基礎課程的實驗基礎上,專業實踐課程內容從大二開始設置,目的是使專業實踐早接觸、不間斷、相互聯系和支撐。網絡工程專業主要的實踐環節課程如表1所示。

從這些課程的屬性中可以看出,有理論與實驗的結合,有單獨實踐環節,目的是培養學生分析問題和解決問題的能力,促進理論教學與實踐教學的結合,讓專業學生早接觸實際工程應用,體現網絡工程專業的工程背景和特色。

5注重理論、技術和應用融合的課程教學方法

專業課程體系框架設計立足讓學生通過身邊和所用的網絡,類比人類社會中的通信活動學習網絡知識。結合專業培養方案,設計優化的專業課程體系中各課程的教學大綱。針對專業的特點,以及學生對學習專業知識的需求,把專業知識理論、技術和應用融合到每一門課程的教學內容中。注重和體現“理論、技術與應用知識相融合”的教學方法。

例如,在“計算機網絡”課程的教學過程中,通過對計算機網絡體系結構和網絡協議理論的闡述,說明計算機網絡涉及到的各種技術(例如交換、復用、協議分析、尋址、路由等技術),結合因特網應用(例如域名系統、Web應用、電子郵件、局域網等應用),使學生容易理解網絡的理論基礎知識、掌握組建網絡需要的技術、明白怎樣使用網絡的方法。

網絡工程專業是一個軟、硬結合,面向工程和應用的計算機類專業。要求學生較系統地掌握網絡工程專業所必需的基礎理論知識和基本技能;掌握計算機科學與技術、通信工程等相關專業必要的基礎知識;具有較強的網絡工程實踐動手能力;掌握網絡設計、規劃、組網、編程和管理的技術,以及計算機網絡系統綜合開發、應用的方法。

通過計算機網絡課程體系課程的學習,在學生掌握和具備了扎實的計算機網絡知識基礎上,鼓勵網絡工程專業的同學積極參與國際上認可的思科網絡認證考試和網絡工程師認證等考試,使學生較早了解實際工作要求和社會需求,檢驗自己專業知識學習的水平,找到差距,制定新的學習目標。

網絡工程專業課程教學涉及的知識面廣、內容多。與其他專業的課程相比較,網絡工程專業課程中,往往在一門課程中就會涉及多種學科的知識內容,學生在學習時感到教學內容比較雜、比較散,由于教學時數的限制,在一門課程中又不能對涉及的各學科知識有過多介紹,一般時數夠用為止,這會對學生較好地理解、融合相關的學科知識帶來影響。

在課程教學中采用“理論、技術與應用知識相融合”的教學方法,使學生明了各學科知識的來龍去脈、之間的聯系,會激發學生學習專業所涉及學科知識的興趣,通過閱讀相關學科知識文獻,通過身邊的應用學習技術,并上升到理論,進一步理清楚各課程之間的脈絡關系。結合專業實踐課程,明白怎樣應用專業知識,對技術和理論課程知識更深一步驗證和理解,在實驗中培養動手能力,學會查閱文獻、分析問題、解決問題的方法。經過對專業課程系統的學習,掌握觸類旁通、舉一反三、學以致用的讀書方法。

6專業建設和教學計劃實施的分析和討論

網絡工程專業的培養的目標:培養掌握計算機和計算機網絡的基礎理論與技術知識,掌握網絡工程的基本理論與技術實現方法,能運用所學知識與技能去分析和解決計算機網絡科學研究與技術開發問題的創新型網絡技術人才。

網絡工程專業的學生應具備在計算機網絡體系結構、網絡協議和網絡技術方面進行深入研究與開發工作的扎實基礎。可以在國內外企事業單位、科研機構、高等院校、政府機構從事計算機網絡的規劃、設計、組網、應用和管理,以及計算機網絡體系結構、網絡協議和網絡技術的科學研究與開發工作。

經過幾年專業培養計劃研究與探討,感到把網絡工程專業辦出特色、辦出水平,是長期的、需要團隊協作的工作,專業課程建設工作任重道遠。專業課程建設需要跟蹤信息技術的發展趨勢,優化課程體系與課程內容的設置。設計出與計算機網絡工程技術發展相適應的專業培養計劃,有與培養計劃配套的課程體系與教材,重點建設一至兩門精品示范課程。同時積極采用網絡化教學、案例化教學、計算機輔助教學、多媒體教學等現代化的教學手段。

學生的專業學習興趣的培養是第一位的,采取進校后對學生進行專業學習教育是一個很有效的方法,讓學生了解所學專業是什么、學習哪些知識內容、課程有哪些,將來畢業以后可以從事哪些工作,目的是讓學生學的明白、知道怎樣學、對所學習專業有興趣。從培養專業學習興趣出發,讓學生熟悉設計、組建、管理和應用計算機網絡的全部過程,以及所要學習主要專業課程,需要閱讀的相關學科的書籍。

實施專業年級班主任和指導教師制度。實現對學生專業學習的及時幫助和指導。為幫助學生在制訂專業培養計劃時,給出了網絡工程專業培養方案的選課示例,供學生參考。學生可結合自身興趣,在專業教師的指導下,制定個性化的選課方案。

中國高等教育從2002年起開設網絡工程專業,到2007年,開設網絡工程專業的高校(含獨立學院)已經有207所,各高校在網絡工程專業培養計劃、專業課程建設等方面進行了許多有意義的探索,由于側重不同,在課程設置、培養計劃實施等方面存在不少差異。目前,需要加大力度建設、積累和擁有先進、豐富的教學資源和專業實驗教學環境。在專業教學研究基礎上,出版學術著作和編寫配套實驗指導書,設計和編寫符合我國高等教學實際情況和社會需要的網絡工程專業課程系列教材。同時,加強各高校網絡工程專業在專業培養計劃研究、專業課程建設方面的學習和交流,并盡早成立網絡工程專業教學指導委員會,組織、協調和引導網絡工程本科專業的建設和發展,加快網絡工程本科專業建設步伐,為信息社會培養更多、更好的網絡工程技術、應用人才。

參考文獻:

[1] 中國計算機科學與技術學科教程2002研究組. 中國計算機科學與技術學科教程2002[M]. 北京:清華大學出版社,2002: 10-25.

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[3] 王相林. 計算機網絡[M]. 北京:機械工業出版社,2007:72-252.

Research and Practice of Course Building for Computer Network Engineering Discipline

WANG Xiang-lin

(College of Computer, Hangzhou Dianzi University, Hangzhou 310018, China)

篇4

【關鍵詞】應用型本科 網絡工程專業 多源項目平臺 三步式教學模式

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2015)23-0044-03

隨著互聯網技術的迅猛發展,各類網絡新技術以及工程項目被應用到各行各業,而計算機網絡技術的快速普及離不開網絡工程專業人才的支持。在培養專業人才重要階段的高校,傳統的網絡工程專業教學模式已越來越難以適應現代網絡技術的發展趨勢,必須從社會的實際應用出發,調整和改革網絡工程專業課現有的教學體系和方法,重新設計一套符合當前需求的網絡工程專業教學模式。

依據上海電機學院“技術立校,應用為本”的辦學方略,以“網絡技術服務”為特色,面向社會,面向先進制造業和現代服務業,培養能在各行業單位從事各類計算機網絡系統的應用與開發、設計與組建、管理與維護的網絡工程高等技術應用型人才。根據上述人才的培養定位和目標,本文提出融合多重案例平臺的項目驅動和反饋式的教學模式,以期能對當前高校網絡工程的人才培養模式提供一些借鑒。

一 網絡工程專業傳統教學方法存在的問題

在當前新技術的背景下,網絡工程專業課程教學內容和模式存在以下問題。

1.教學內容不夠新穎,與社會實際應用不太適應

網絡工程專業課程體系大多是由專業基礎課和專業課構成,專業課基本上都是從計算機網絡課開始,讓學生先學習網絡基本概念和分層體系結構等知識,然后逐步進入到專業方向課。在這個過程中,許多傳統的教學方式往往只關注概念,實例或一般項目舉例卻講解不夠,這一方面使得學生不能較好地理解網絡專業課基本理論,另一方面也難以體會課程理論在實際項目案例中的應用。而當前的網絡技術日新月異、不斷改進,課程教學內容卻難以及時跟上,主要原因在于專業統編教材內容更新較慢以及教師自身知識更新不及時或者缺乏企業項目經歷,這就直接導致大四學生在畢業實習或畢業工作應聘時,用人單位普遍感覺學生實際動手能力較差,對最新的網絡工程知識了解較少。

2.教學模式和方法較單一,與社會實際項目結合較少

隨著社會的發展,高校教師隊伍的學歷層次也越來越高,一般普通本科大學的博士教師比例大幅上升。然而,大多數博士教師以前主要從事較高強度的研究工作,對應用型大學本科教學模式和方法了解不夠。并且,博士教師在讀博期間大多在實驗室做基礎性研究,對社會實際項目開發和實施過程不太了解,進入高校從教后,如果沒有高校單位的企業產學研踐習經歷,則會導致只按照教材知識點以及個人的理解教授課程,沒有真正的實際項目支撐。

然而,網絡工程專業課程要求緊貼社會發展,培養的是高素質的工程應用人才,只有理論知識的講授,沒有實際項目導入是遠遠不夠的。在教學模式和方法上,當前許多高校仍然采用傳統的課堂加小實驗的教學方式居多,對各類項目案例的操作和討論課安排較少,學生只聽不練,被動接受知識,主動參與的意識不夠,不能夠通過項目的討論和實施來增強對課程知識的理解和掌握。

針對上述問題,本著上海電機學院應用型技術人才的培養思想,通過網絡工程專業課教學實際的總結和分析,設計了一種新的網絡工程專業項目教學模式,應用在實際教學中,并且形成了一種反饋機制,對專業課教學起到較好的促進作用。

二 網絡工程專業項目教學模式設計

根據上海電機學院網絡工程專業課程體系設置,在專業學科基礎課的模塊之上,針對項目驅動教學特點,提取了網絡工程專業主要核心和特色專業課作為研究對象,設計了基于多源項目的三步式網絡工程專業項目教學模式:項目匹配和導入、項目教學實效反饋和項目源自調整,如圖1所示。

1.項目匹配和導入

上海電機學院網絡工程專業開設的主要核心和特色專業課程有:計算機網絡、網絡工程設計、網絡設備與配置、綜合布線技術、網絡協議與分析、網絡管理與維護、網絡編程技術、JAVA EE與中間件以及網絡安全技術。這些課程在不同的學期開設,核心課程在前、專業特色課程在后。根據各門課程的主要內容、特點和教學實踐分析,結合本校網絡工程專業目前本科實踐教學平臺,我們構建了五大教學項目源:課程教材案例、校企合作平臺項目、教師科研項目、開源社區平臺項目以及優秀畢業設計案例。

根據上述網絡工程不同專業課程的內容和特點,從多項目源中選取與課程知識點相匹配的項目案例,比如計算機網絡課程重理論,主要從相關教材中汲取豐富的案例以及教師科研項目充實課堂和實驗教學;網絡工程設計、網絡設備與配置以及綜合布線技術課程知識點偏重具體網絡設備與技術、綜合項目等,因此選擇校企合作平臺項目,導入合作企業的部分真實項目到課堂進行講解。網絡協議與分析、網絡管理與維護中既有理論又有實踐應用的知識點,選擇教材案例和校企平臺項目相結合的項目。網絡編程技術、JAVA EE與中間件課程內容知識點更新較快且要求實際編程的應用,可以導入校企合作平臺以及開源社區平臺項目,可以最大程度地使課堂教學內容跟上現代技術發展的趨勢。網絡安全技術也是當前較新的課程,涵蓋知識點較廣,可以導入企業真實項目,這樣對課程理論的理解比較直觀。

2.項目教學實效反饋

在網絡工程專業課教學中導入與課程內容匹配的項目源,教師在課堂理論教學時將項目案例貫穿入相應的知識點,增加項目討論環節作為平時成績的重要部分,在有課內實驗的專業課程中,增加項目部分模塊的練習,教師和企業工程技術人員共同指導,這樣就解決了教學素材源和教學基本方法的問題。接下來就是分析多源項目教學的實際效果、學生對項目的理解和掌握程度,這些可以根據平時的測試和期末考試的結果進行總體分析。最后將總結分析以條文記錄的形式反饋到相應的案例和項目源平臺中,以使項目源能夠更貼進本科課程的教學實際。

3.項目源自調整

根據網絡工程專業課項目實際教學效果,對相應的案例和項目源平臺進行更新調整,對難度較大、學生不易掌握的項目進行簡化。例如,教師科研項目大多是理論性較強的課題,很多涉及研究生的課程理論,本科生不易理解,但對應用型本科學校來講,主要強調的還是課程理論的應用,教師可以將自身科研課題中晦澀難懂的公式定理略去,保留一般性的直觀的流程圖和基本算法,使學生能夠較好地結合教材和科研課題進行理解和討論。對于那些應用性的企業項目,可以增加一些最新的項目實例,刪除那些過時的案例,使學生能夠接觸到最新的網絡技術應用,對教師來講也能擴展教學思路和眼界。開源平臺項目是一種能夠很好學習與跟進最新技術的方式,需要教師知識和技能較強。這就要求教師在平時備課中,不斷學習新的網絡編程、開發以及設備配置技術等,以引導和發現學生的學習興趣和方向,較好地跟蹤網絡專業最新技術應用。在平時的專業課程教學中,教師要善于總結項目案例,進行歸納和改進,充實到大四學生的畢業設計中,形成成功的畢業設計項目案例,同時,優秀的畢業設計成果也可以進一步在大二、大三的專業課教學中采納,形成課堂―項目案例―畢業設計成果之間的良性循環。

三 項目教學方法的具體實施

多源項目的三步式網絡工程專業項目教學模式可在實際專業教學中轉化為具體的實施步驟,共分為項目源確定、項目的選取、項目教學內容和形式以及項目教學評價四個方面。

1.項目源確定

為推進專業課課堂和實驗教學項目案例的建設,各高校大多根據自身優勢和特點來構建各自的專業實踐平臺。上海電機學院網絡工程專業經過多年的積累,已形成了市級和校級精品和重點課程建設資源庫,教材項目案例較豐富。我們還與多個企業建立了長期的合作關系,共建校企合作平臺,聘請了企業技術人員參與課程實踐教學、畢業設計,使學生能盡可能直接通過項目進行學習。在教師能力提升、反哺教學方面,我們每年選拔一線教師進行產學研踐習,直接參與企業單位項目開發和實施,這樣不但能提高教師的項目實踐能力,而且更重要的是教師可以在專業教學中傳授實際的項目經驗。教師平時也不斷加強開源平臺項目和技術的鉆研,在課堂中講解前沿項目案例,增加學生對專業課學習的興趣。

2.項目的選取

項目源的選取可以基于我們提出的五個項目案例平臺,通過分析網絡工程專業課各自特點以及學生學習能力,從網絡規劃與設計、網絡管理與安全以及網絡應用開發三個方向來分類專業課程,進而對接五個項目案例平臺,盡可能地選取與各門專業課相匹配的項目案例。

3.項目教學的內容和形式

根據本校網絡工程專業培養本科生六方面能力的要求,我們優化了核心和特色專業課群,進行了“3+1”模式的實踐項目教學改革研究:高校合作平臺、校企合作平臺、產學研合作平臺一起構成一個本科實踐教學平臺。我們改進專業課課堂教學形式為教師講授、項目小組討論、課堂展示、教師評點以及學生參與度評測;課內和單開實驗以及課程設計方面,我們充分利用本專業的網絡工程實驗室、綜合布線實驗室、協議仿真實驗室、信息安全實驗室四個實驗平臺,可以較好地滿足本專業課程的項目實踐需要。對于部分專業實踐課程,我們還聘請了企業工程技術人員進行指導,通過實際項目的講授,進一步加深學生對專業課程理論的理解。

4.項目教學評價

通過課堂和實踐課中對學生參與項目討論的積極性、項目展示、成果提交等進行評價,平時表現占40%,期末提交項目成果或考試占60%。通過評價,客觀上反映出學生對項目教學模式的學習效果,同時也促進教師進一步改進教學過程和形式,反饋和調整項目源,進一步提高項目教學質量。

四 結束語

對應用型本科網絡工程專業教學模式的改進一直以來都是許多高校探討的課題之一。以項目為載體進行教學可以加深學生對網絡工程專業課理論的理解,從而進一步提高教學質量。本文提出三步式網絡工程專業項目教學模式的設計,對以項目驅動的教學方法進行了新的探索,并應用在上海電機學院網絡工程專業的實際教學中取得了一定的實效。

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