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1工科信息類網絡技術

1.1信息類工科網絡理論課程體系

《工程教育認證標準》指出，課程體系應是“符合本專業培養目標的工程基礎類課程、專業基礎類課程與專業類課程(至少占總學分的30%)，工程基礎類課程和專業基礎類課程應能體現數學和自然科學在本專業應用能力培養，專業類課程應能體現系統設計和實現能力的培養”。圍繞工科學生信息類專業的人才培養目標，以計算機通信與網絡課程為理論主導，全面構建適合工科學生的信息類網絡課程體系。注重理論教學與實踐教學相促進，根據不同專業學生對網絡知識的需求和水平，推動層次化網絡工程能力培養。從網絡理論、網絡編程、網絡協議仿真、網絡規劃等方面設計多層次、多類型的教學課程；設置多個實踐環節，培養學生的自主學習和實踐能力；結合學生的具體科研項目，將所學網絡理論運用到實際科研工作中，提高學生的創新能力和工程能力。理論層是其他課程的基礎，需要具備的先修課程較少，是學生起步學習網絡技術的開端。實踐層中的課程以必修課和選修課為主，培養學生在網絡應用開發、組網技術、網絡編程、網絡規劃和設計、分析和解決網絡問題等方面的理論和實踐能力。工程層中的課程以科研項目研究和實踐為主，進一步培養學生網絡協議分析和創新開發的工程能力。

1.2網絡工程技術的重點

不同專業的網絡工程能力培養要求側重不同，因此設置了不同的網絡課程和實踐環節。以計算機科學與技術專業為例，可以具有4種不同的培養側重目標。培養目標不同，除計算機通信與網絡主干課程相同，其他的網絡課程設置有所區別，所對應的網絡工程能力培養與實踐要求也有所不同。表2中不同培養目標對應的網絡工程能力培養要求分4個等級，其中等級1為低要求，等級4為最高要求。

2網絡工程能力培養與實踐

2.1網絡仿真工程能力培養與實踐

工科信息類網絡課程體系中包含多門實踐性課程，如果增加對重點、難點的實際演示和實驗，將提高學生對新知識的接受能力，提高工程能力。使用仿真軟件可以部分替代實際設備的需求，具有低成本、易操作、方便快捷的特點。網絡仿真工程能力培養與實踐的內容主要包括：（1）針對課程體系的難點和重點，開發課堂教學過程中的仿真軟件，通過仿真演示和實驗，增強理論指導工程實踐的效果。（2）增強仿真軟件的實踐環節，網絡課程體系是實踐性很強的課程，演示環節的設計需要充分利用課程特點提高學生的主動性，激發學習興趣。（3）對仿真軟件提供操作指南，使授課教師方便對重點、難點進行演示選取和操作。包括VmWare、Wireshark(Ethereal)、Sniffer、數據包生成器、PacketTracer、BosonNetsim、NS-2等仿真軟件對學生網絡工程能力的培養大有幫助。（4）學生課后可以通過仿真軟件學習和實踐網絡知識。仿真軟件對實際硬件要求低、成本低，學習效果明顯。

2.2網絡編程工程能力培養與實踐

很多IT企業非常重視網絡軟件的開發經驗，在工科學習階段應該培養學生的網絡編程能力。網絡編程工程能力培養與實踐的內容主要包括：（1）以最小化的資源需求實現網絡編程的能力培養。網絡編程需要搭建網絡環境才能測試程序的可行性和執行性能。利用虛擬技術將一臺物理上的計算機變成邏輯上的實驗網絡環境，從而滿足編程環境的測試要求。（2）網絡編程實踐將復雜的網絡編程知識分解為相關的單元訓練，讓學生從簡單到復雜，從零起步進行網絡編程，模塊化地進行設計和實現，在短時間內實現網絡編程的基本要求。（3）網絡編程的教學過程以網絡層的核心協議IP為中心，涉及從鏈路層的地址解析協議，網絡層的多播協議和控制協議，傳輸層的兩大協議以及應用層的各種應用協議的綜合。（4）設計大量實例使學生深入了解各種網絡應用程序的開發技巧，從而培養分析解決網絡問題的能力。解決的實際問題包括網絡流量統計與分析、網絡掃描、網絡拓撲發現、網絡攻擊與防范、網絡服務等。

2.3網絡配置工程能力培養與實踐

學生在實際中接觸網絡都是一些具體的應用，比如電子郵件、FTP、WWW等網絡提供的服務，這些內容是無法直接觀察到的，講授的知識點比較抽象。作為工程能力的培養，需要讓學生掌握和應用這些方面的網絡應用實踐。（1）學生最為熟悉的是網絡應用，所以首先指導學生從服務提供者的角度來構建服務器，包括DNS、DHCP、WWW、FTP、e-Mail、VoIP等服務器的構建和服務配置，實現服務器集群的網絡規劃培養。（2）網絡配置必須依賴具體的操作系統，不同的操作系統對應的網絡服務配置方法也有所差別，需要對網絡操作系統的安裝及網絡配置進行實踐，從操作系統的底層開始掌握網絡配置的工程能力。（3）網絡層和鏈路層的路由和交換設備在網絡實驗室中也是可以配置的，學習路由器的初步配置，實現報文正確轉發及基本的防火墻功能。對于路由器和交換機配置命令的熟悉，由于學生已經具有了初步配置網絡設備的能力，所以這里可以采用網絡仿真軟件的方式，以便讓更多的學生都能參與進來。

2.4網絡規劃工程能力培養與實踐

網絡規劃工程能力要求學生在系統掌握數據通信基本原理和計算機網絡原理的基礎上，能夠從事網絡規劃、設計、網絡布線方面的工作。綜合掌握網絡規劃技術，將提升所培養學生遠期的職業潛能。（1）設計實際的網絡規劃案例，指導學生從實際案例中學習需求分析、規劃設計、部署實施、評測、運行維護等階段的具體實踐操作。（2）研究網絡規劃所涉及的高級網絡理論知識，包括計算機網絡原理、網絡規劃與設計、網絡資源設備、下一代網絡技術等理論知識，為學生對網絡規劃的實際操作打下基礎。（3）對網絡規劃中的網絡優化、網絡安全和信息安全技術、網絡故障分析、網絡擴展與升級、網絡測試及評估等問題進行實踐練習。（4）網絡布線工程能力培養與實踐是網絡規劃中很重要的部分。由于實驗條件限制，學生只能在認知實習中參觀校園網中心的布線，感性認知網絡布線的規范，也可以讓學生分析學校宿舍、教學樓等綜合布線的規劃和不足。

3工程能力培養效果評估

網絡工程能力的培養效果，需要建立客觀的評價機制，一方面評估學生掌握的網絡工程能力，另一方面便于改進網絡工程能力的培養方法。

3.1網絡工程能力評估指標

首先應當建立一套客觀的網絡工程能力評估指標，采用合適的評估技術衡量學生的網絡工程能力掌握情況，最終給出合理的評價結果。根據工程能力培養涉及的四個方面內容，將工程能力評估指標細化。網絡理論知識的掌握情況是網絡工程能力評估的重要組成部分，對網絡工程能力的評價由5個部分組成。每部分所占比例可根據工科不同專業對網絡工程能力的要求而定，比例高的工程能力需要重點訓練。對每個工程能力實踐的方面，細化成多個量化等級指標。例如網絡理論知識掌握程度，可以根據成績的區間劃分成A~D4個等級，而對于網絡仿真的工程能力，從“C”等級能夠理解仿真演示的原理與內容，到“B”等級能夠對網絡傳輸的報文進行抓包并分析其有意義的字段含義，達到“A”等級能夠熟練使用高級的網絡仿真軟件，或者能夠熟練運用路由協議配置仿真軟件的能力。這樣從簡單到復雜，從容易到困難的工程能力鍛煉，使學生能夠逐步掌握相應的網絡工程能力。

3.2工程能力效果評估技術

網絡工程能力的評估轉換成量化評估指標后，定量評估學生的網絡工程能力。根據學生對每個指標中A~D4個等級量化分值的掌握情況取最高等級，再結合指標間的權重變化，可以清晰地反映出學生的工程能力掌握情況。因為每個評估指標中的高級別均覆蓋了低級別的工程能力，所以每個評估指標取學生掌握程度最高值，每個評估指標根據模板可以轉換成相應的百分制數值。對計算機科學與技術專業，如果考慮學生培養目標側重“計算機工程”，可以將各指標間的權重X1~X5設置為均等，如果培養目標側重“計算機科學”，可以選擇指標間的權重，如果培養目標側重“軟件工程”或“信息技術”，可以選擇指標間的權重。

3.3工程能力效果評估結果

根據各專業不同的培養目標評估學生的網絡工程能力。如果需要衡量簡單快速，則適合選擇方案1；如果強調理論深度，則適合選擇方案2；強調軟件工程或者信息技術能力，則適合選擇方案3。每種方案會有不同的結論。例如學生1，在評估方案2中是良好成績，而在方案1和方案3中則可能為中等成績，從指標等級可知，該學生網絡理論知識掌握較好，需要加強對網絡配置能力的實踐。再如學生3在方案1和方案2的評估結果為不合格，而在方案3的評估結果中為合格，從指標等級可知，該學生的網絡理論知識不足，但具有較強的網絡編程能力，所以該學生的編程能力較強，需要加強網絡理論學習。

4結語

課程改革對學生在整個網絡教學和實踐過程中的表現進行跟蹤與評估，以保證學生熟練掌握網絡工程能力，具有社會適應能力與就業競爭力，進而達到培養的目標。通過客觀指標評價的過程和效果，根據專業的不同培養目標要求，評估學生的網絡工程能力水平，并以此總結在網絡工程能力培養過程中的經驗與不足，從而提升網絡工程能力的培養與實踐質量，推動今后工科學生對工程能力的培養。

作者：李鵬 胡素君 徐超 邱凌峰 王曉艷 單位：南京郵電大學計算機學院 江蘇省無線傳感網高技術研究重點實驗室