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一、引言
目前,隨著社會的不斷進步和科學技術的飛速發展,對勞動者就業崗位所需能力的要求相應提高,社會越來越需要層次較高、實踐動手能力較強的專業人才。從市場對人才需求的變化,給職業教育提出了一個如何培養學生的動手能力,進而提高學生實踐技能的重要課題。為此,職業教育應將實施“加強學生動手能力培養,逐步向中高層次技能提升”的大轉變。
本人三十多年來都始終工作在教學第一線,從事鐵道接觸網專業教學和學生實訓工作,對學生的實訓教學有著自己的一些見解及體會。本文將從這個角度談談如何提高中專學生的動手能力的一些看法。根據專業不同,動手能力的內涵也不同。以我校鐵道接觸網專業而言,動手能力主要包括:(1)各種常用工具、測量儀器的應用能力。(2)接觸網零、部件的安裝調整能力。(3)接觸網檢修的工藝流程以及技術標準的把握能力。
二、合理調整教學計劃、強化實訓教學是關鍵
調整教學計劃、強化實踐教學是提高學生動手能力的首要工作。這項工作主要取決于課程教學自身的改革。教學計劃是教學工作中起指導性作用的文件,是學校組織教育、教學工作和各項活動的行動指南。一直以來,職業教育過多地注重理論教學,輕視實訓教學,這樣就造成了在教學計劃中理論課所占的比重較大,生產實踐和實訓教學時間較少,不利于學生實踐動手能力的培養和提高。因此,職業教育應根據用人單位的需求,合理地調整教學計劃,強化實踐教學,提高學生的動手能力,培養“應用型的人才”。
我校近年來在學生就業方面的情況比較理想,這與學校強化實踐教學、重視學生動手能力培養是分不開的。為加強學生的動手操作能力,使學生學到扎實、實用的技能,增長實際操作經驗,學校從“理論夠用,操作嫻熟”為出發點,要求學生勤動手,敢操作,練技能,提能力,促就業,實施一系列切實可行的教學改革。學校教學部根據市場變化及時地調整實習教學計劃,緊跟市場脈搏,及時捕捉技術革新動態,與時俱進,確保實習內容與施工現場同步,并在實習教學中,不斷改革教學方法,開展以能力培養為主的規范課程教學。學校要求所有教師在教學過程中,不僅要授之以“魚”,更要授之以“漁”,以培養提高學生動手能力為主線,豐富學生的實踐知識為工作重點,按照學生學習的“理論――實踐――理論――實踐”的反復過程,規范課程教學,認真組織實施教學活動。我校學生多年來在就業方面供不應求就是學校強化實踐教學、重視學生動手能力培養的一個有力的證明。
三、具有較高素質的實訓指導教師是提高學生動手能力的重要條件
學生的動手能力主要從實踐教學中獲得。實訓教學與理論教學一樣,要進行教與學的雙邊活動過程,教師在實踐教學中仍起著主導作用。這里指的實訓指導教師的素質主要包括實際操作技能、教授理論知識水平和職業道德三個方面。
實訓指導教師有熟練、標準規范的技能就能為學生作出準確的示范動作。學生掌握實際操作動作首先是模仿實訓指導教師的操作動作,然后自己反復練習直至掌握的過程。一方面,實訓指導教師具有較高的理論水平有助于學生動手能力的形成和提高。例如在進行接觸網線岔調整的過程中,不但要熟悉線岔調整的方法步驟,還要了解線岔調整的技術標準及要求,這就要求學生運用理論知識的同時,根據實際情況加以分析操作,按照技術要求又好又快地完成調整任務。不容置疑,實訓指導教師具有較高的理論知識水平可在教學過程中很好地對學生進行技術指導,啟發學生既動手又動腦,使對所學技藝不僅會做,而且明白其中的訣竅,從而達到加深對理論知識的理解,不斷促進動手能力提高的效果。另一方面,實訓指導教師必須具有良好的職業道德和優良的工作作風。特別是在嚴峻的就業形勢下,良好的職業道德、優良的工作作風是保證學生立足社會的重要條件,沒有良好的職業道德和優良的工作作風也就談不上什么動手能力。因此,實訓指導教師在傳授技能時必須注意培養學生的職業道德和工作作風。由于教師與學生的關系比較密切,教師的所作所為,甚至一舉一動都會對學生有較大的影響,對學生掌握實際技能和提高教學質量都會起到一定的作用,所以在實習教學中,指導教師要起表率作用,為人師表,以良好的職業道德感染學生,以優良的工作作風帶動學生。
除了上述素質以外,實訓指導教師應能通曉生產實習教學的原則,懂得生產實習的基本規律,掌握生產實習的教學方法,所有這些知識都將有助于提高學生的動手能力。
四、興趣教學是提高學生動手能力的重要環節
“興趣是學習的動力,興趣是最好的老師。”學生只有對自己所學的東西感興趣,才能在學習過程中,集中精力全心投入。實踐技能的學習與理論學習一樣,需要學生對實習操作產生興趣。怎樣讓學生熱愛鐵道接觸網專業,對鐵道接觸網實習課題內容產生興趣,從而較好地完成鐵道接觸網實習任務。這是我們每個實習指導教師的職責。首先,要讓學生明確目的。如果說,學生思想上沒有準備,練習的目的不明確。那么,學生一開始對鐵道接觸網專業的好奇、熱忱,一下子就會煙消云散,有的只是對實習項目的害怕、厭煩和無奈。這方面,作為一個實訓指導教師,要有足夠的認識,并采取一定的措施。比如與學生談心時,講些生動有趣的工作實例等等。其次,要安排好合理的實習課題內容。學生從進入學校時的什么都不會做,到熟練掌握各項基本操作要領,利用各種工具和儀器設備完成中級工的考核,需要經過無數次的訓練,如何在有限的時間里,使學生能夠較為全面地掌握鐵道接觸網基本操作技能,這就要求實習課題的內容必須科學合理。因為每個學生的適應能力、理解能力、動手能力是不一樣的,所以,我認為在平時的練習中,一個班的實習課題內容可以不同,帶班的教師要根據學生掌握技能的高低,有針對性地安排學生進行不同層次的訓練。三是要讓每個學生都有所收獲。對于專業技能掌握較好的學生,所學的東西會越學越多,掌握的技能也會越學越精,學習的興趣自然也就越學越濃。這時,帶班教師可以有啟發地引導這些學生開展一些學生感興趣的新的實習項目。這對技能掌握較差的學生也是一個促動。對于這些較差的學生,帶班教師要善于發現和及時表揚他們的進步,可多安排一些單項課題的訓練內容,多輔導、多鼓勵,讓他們練好扎實的基本功。總之,培養學生的學習興趣,開展興趣教學在實習教學中的作用不可忽視,是提高學生實踐動手能力的重要環節。
五、充分利用和改造現有實習場地,為提高學生動手能力創造條件
培養學生較高的動手能力需要有相應適宜的實習場地,這一點在當前實習教學中顯得格外重要。針對實際情況,我校不惜人力、物力、財力,對鐵道接觸網專業AT實習場進行了改造。通過改造,目前我校鐵道接觸網AT實習場的裝配形式基本涵蓋了大秦線(億萬噸重載線路)以及京津城際(最高時速350km/h)在內的世界一流的鐵道接觸網新技術、新設備、新工藝,使實習教學更具有多樣性和實效性,為提高學生的動手能力創造了條件。隨著AT實習場正式投入使用,也標志著我校鐵道接觸網實習場地具備了國內先進水平。
在充分利用和改造現有實習場地的同時,學校還采取“走出去、請進來”的辦法,以拓寬學生知識面來提高學生動手能力。近年來,我校定期邀請現場有經驗的技術人員來校作報告,通過他們的親身經歷和體會來說明學好專業知識的重要性,并鼓勵學生學好本領,練好技能,不但使學生感到真實可信,更增強了學生學習的積極性,收到了明顯的效果。其次,學校積極與用人單位聯系,依托行業優勢,建設校外實習基地,滿足相關專業教學需要,使學生有機會到施工一線進行頂崗實習,確保學生專業實習和畢業實習質量,推進教育教學與生產勞動和社會實踐的緊密結合,從而進一步鍛煉和提高了學生的動手能力。例如,我校組織學生在最后一個學期到如廣州地鐵、中鐵電氣化局公司等單位實習,在施工一線,學生見到的是一流的先進的設備,學生的學習熱情高漲,人人都珍惜這難得的機會,他們都非常認真對待工作,其中有不少表現好的學生被用人單位留下,不僅拓寬了視野,增長了知識,而且還有機會解決自己就業問題,同時也彌補了學校實習教學資源有限的不足,可謂一舉多得。
六、提高學生動手能力尚需注意的幾個問題
1.要重視實習教學,實習教學應像理論教學一樣得到重視。一般來說,學校決不會讓正在上理論課的班級停下課來去做一些與教學無關的事情,例如搬東西或其它事情,但是實習教學就可能不同了。在實習期間常常會抽調一些學生干一些與原實習內容無關的事情,如搬東西、打掃衛生或其它事情,這樣就會影響到系統地、全面地掌握原定實習計劃的內容。因此,為提高學生的動手能力應重視實習教學,嚴格按照實習計劃進行。
2.內容上要嚴格按由易到難、循序漸進的原則安排。在制定教學計劃和實綱時應給予充分考慮,合理安排好實訓內容。
關鍵詞:工作過程;牽引變電所;課程設計
Key words: working process;traction substations;course design
中圖分類號:G42文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2011)22-0269-02
0引言
《牽引變電所》是電氣化鐵道技術專業的一門專業核心課程,授課72學時,2周實訓,內容包含開關電器、操動機構、互感器、電氣主接線、高壓配電裝置、接地裝置、二次接線裝置、直流操作電源系統的結構和工作原理、設備的維護和電氣設備選擇原則方法。內容繁多,課時數少;其特點是既有理論性較強的內容,也有部分實踐性較強的內容,教學難度大,學生不易理解和掌握,對教師也有較高的要求。幾年以來,我們雖然在課程的教學內容、教學手段和教學方法等方面做了一些改進,但隨著社會的快速發展,學生的技能素養和崗位適應能力已達不到企業的要求。基于工作過程的《牽引變電所的運營與維護》課程設計,將從根本上打破傳統的學科教學體系,重構以工作過程為目的的行動體系,使學生在真實的工作環境中“教、學、做”一體化,變被動學習為主動學習,有效地提高學生的綜合素質,提高學生的就業能力。
1基于工作過程的電氣化鐵道技術專業課程體系設計思路
基于工作過程的課程體系,強調職業工作的整體性,強調方法能力、社會能力的培養與專業能力的培養融為一體,強調工作過程的完整性。在這種思想的指導下,結合電氣化鐵路和我院的實際情況,設計了基于工作過程的電氣化鐵道技術專業課程體系的基本思路。
1.1 開發與設計思想
1.1.1 打破以知識傳授為主要特征的傳統學科課程模式,轉變為以典型工作任務為中心組織課程內容,讓學生在完成具體項目的過程中構建相關理論知識,并發展相關的職業能力。課程內容突出對學生職業能力的訓練,理論知識的選取緊緊圍繞工作任務完成的需要來進行,同時又充分考慮高等職業教育對理論知識學習的需要,并融合相關職業資格證書對知識、技能和態度的要求。每個項目的學習都按以典型工作任務為載體設計的活動進行,以工作任務為中心整合理論與實踐,實現理論與實踐的一體化。
1.1.2 教學過程中,通過校企合作、校內實訓基地建設等多種途徑,采取工學結合等形式,充分開發學習資源,給學生提供豐富的實踐機會。
1.1.3 教學效果評價采取過程評價與結果評價相結合的方式,通過理論與實踐相結合,重點評價學生的職業能力。
1.2 開發流程開發電氣化鐵道技術專業課程體系必須要對工作過程有全面的了解和分析,按照工作過程的實際需要設計、組織和實施課程,突出工作過程在課程框架中的主導地位,盡早讓學生進入工作實踐,為學生提供體驗完整工作過程的學習機會,逐步實現從學習者到工作者的角色轉換。
1.2.1 調查分析,確定崗位群及職業綜合能力要求。通過到企業走訪及問卷調查、與企業專家座談、同行業專家和同類高職院校的骨干教師交流、畢業生的跟蹤調查等方式,進行市場調研,共同分析確定電氣化鐵道技術專業在市場中的崗位(群)需求與所必備的知識、能力和職業素質。確定了電氣化鐵道技術專業的崗位分為變電值班員、接觸網工、電力調度員、變電設備安裝工、變電檢修工、電氣試驗工和二次安裝工。
1.2.2 根據不同工種的工作任務,確定典型工作任務。
1.2.3 按照不同的歸類原則,由典型工作任務轉換到不同的行動領域,分別為牽引變電所值班、牽引變電所設備檢修與維護、接觸網檢修與維護、牽引變電所高壓電氣設備試驗的組織與實施、牽引供電系統的監測與保護、牽引供電系統的事故處理、牽引變電所的施工和變配電所的運營、維護和檢修八個行動領域。
1.2.4 確定行動領域后,再對不同的行動領域進行專業能力、社會能力和方法能力的分析。
1.2.5 按照教學論要求,將行動領域歸納到適合職業院校的學習領域中。將八個行動領域歸納為七個學習領域,分別為牽引變電所運營和維護、接觸網維護與檢修、高壓電氣設備測試與防護、牽引供電系統的監控與保護、牽引供電系統的安全運行、牽引變電所的施工和變配電所的運營、維護和檢修。
1.2.6 設計電氣化鐵道技術專業的學習情境總表。如表1
1.2.7 專業教學計劃的設計。
2《牽引變電所運營與維護》課程方案設計
在調研的基礎上,根據確定的職業綜合能力要求,提煉典型工作任務,確定課程的學習領域目標;根據典型工作任務和職業能力要求研究確定課程內容,設計課程學習情境。
①崗位描述,如表2。
②制定課程標準。
③學習情境設計,如表3。
④進行學習情境描述。
⑤教學組織,采用引導文教學。
⑥進行教學評估,采取自評、互評和教師評分三結合方式進行。
⑦注重過程考核,每進行一個學習情境的學習,都有相應的評估和考核方式,最后結合結果考核,評定成績。
3結語
以工作過程為導向構建電氣化鐵道技術專業課程體系,通過現場調研,確定職業崗位,依據崗位群的主要工作過程,總結出若干典型工作任務。再從典型工作任務中分析崗位應具有的職業能力。包括專業能力、方法能力、社會能力。根據典型工作任務確定行動領域,再將行動領域轉化為可以進行教學實施的學習領域,從而構建完整的專業課程體系。在此基礎上,確定牽引變電所運營與維護的學習情境,學習情境描述及引導文教學,滿足了“教、學、做”一體化教學所要求的課程內容,使學生清楚地認識到今后將要做什么工作,為學生綜合素質的提高準備了充分的條件。
參考文獻:
高職教育以市場和社會需求為導向,以培養學生的全面素質、綜合能力和就業競爭力為重點,利用高職院校和企業兩種不同的教育環境和教學資源,采取課堂教學和學生參加實際工作有機結合,來培養適合不同用人單位需要的高端技能型專門人才。在此過程中,專業實踐基地的作用尤為重要。
一、軌道交通類實踐教學基地建設
近年來,軌道交通行業快速發展,拉動了軌道交通類專業人才的需求,提高了對從業人員職業素質的要求。職業院校現有的實踐教學條件已不能完全滿足其要求,迫切的需要“依托行業、聯合企業”更新實驗實訓設備,建立健全專業實踐教學基地。
1. 校內實踐基地的建設
校內實踐教學基地是學生專業實踐的主要場所,我院在國家骨干院校建設的東風下,更新了校內實踐教學基地的設備,拓展了其功能。自2011年來,我院與濟南鐵路局、中鐵電氣化運營管理公司、南車南京浦鎮車輛有限公司等企業密切合作,投資上千萬,新建了列車駕駛、牽引傳動控制、接觸網基礎、供配電與繼電保護、牽引變電所等多個實訓室;建成了維修電工實訓與技能鑒定基地、鐵道電氣化技能實訓中心、以“駕駛中心”和“檢修中心”為核心的實訓基地。在開展軌道交通類專業實踐教學的同時,完成對學生和社會、企業人員的職業技能培訓和職業技能鑒定;展開技術服務,加強學校與軌道交通類企業的聯系,推進校企合作的進展。
2.校外實踐基地建設
校外實踐教學基地是辦好高職教育的重要組成部分,根本立足點在于校企合作、工學結合,每個專業群都應該建立一批裝備水平高、相對穩定、產學結合的校外實踐教學基地。我院經多方聯系、實地考察,新建多個緊密合作型校外實習實訓基地,與濟南鐵路局濟南供電段、青島供電段簽訂了“校企共建實習實訓基地協議書”,并舉行了揭牌儀式,為學生提供了具有真實職業氛圍的實訓場地;為建立長期、穩定、可持續發展的校企合作關系,聘請了多位企業工程師、業務操作骨干作為專業的校外實習指導教師,指導學生完成實習。
二、實踐教學基地管理模式
建立良性有效的管理模式是提高教學質量、保證實踐教學環節的重要措施。依據實踐教學基地建設的校企合作方式,實踐教學基地要采取靈活多樣的管理辦法。
1. 實施企業化的管理模式
在這種模式中,把企業的管理模式運用到實踐教學基地的日常運作中,建立
“廠中校” 整個實踐過程以企業為主體。依托企業的技術、生產設備、人員完成學生的實踐教學,例如“鳧村接觸網培訓基地”。學生走進基地,在真實的企業工作環境中完成真實的工作任務;聘請基地經驗豐富的專家作為兼職教師,指導學生,使學習實踐與生產實踐“零距離”結合,提高自身的綜合職業能力;同時完成學生實踐成果的評價、考核。
2. 實施校企結合的管理模式
在這種管理模式中,需要工作和學習一體化的學習崗位。企業提供實踐教學需要的場地、設備等條件,并安排專人負責實踐教學基地的管理。學校把相關崗位需要的職業能力進行分析、分解、轉化、組合成專業教學情境或者教學項目,派專任教師到崗,在生產過程中完成實踐教學。
3. 實施以學校為主的管理模式
通過建立“校中廠”引企入校,校企合作建設實訓實習基地,整個實踐過程以學校為主體。可分為三個層次:一是引進“企業內涵”,將企業標準、先進技術融合進校內生產性實習實訓基地建設;二是引進“企業資金技術”,學校提供場所和主要設備,企業投入資金、技術和專業人員,共同建立校內生產性實習實訓基地;三是產教結合、企業運作,學校提供場所、校企共同投入資金設備,產品的開發、生產與銷售按企業管理進行,學生參與生產過程,完成頂崗實習和職業素質培養。
三、實踐教學基地運行機制建設
為確保實踐教學基地建設成果直接進入人才培養過程,提高軌道交通專業的教學質量,需有可靠的運行機制作為保障。
1.成立校企合作委員會和專業建設委員會
我院軌道交通類相關專業不斷加深與相關企業的合作,促進校企合作、工學結合運行機制建設,聯合行業中具有較高知名度、技術先進、對人才需求具有代表性的多家企業共同成立了專業建設委員會和校企合作委員會,選舉產生了主任、副主任和秘書,制定了各委員會章程。在人才培養模式、課程體系改革、課程開發與建設、師資隊伍建設、實踐教學條件建設、社會服務能力建設等方面形成長效合作機制。定期召開會議,健全校企合作的規章制度,實現校企共建專業,審議和修訂2011級、2012級、2013級人才培養方案和多門課程標準,以保證人才培養目標與企業需求想通、教學內容與職業標準相融、培養方案與課程體系滿足企業用人要求。
2.完善校企合作運行制度
軌道交通校企合作委員會和專業建設委員會分別制訂了《社會服務校企合作實施辦法》、《兼職教師聘任和管理暫行辦法》、《校企共建實習實訓基地管理辦法與實施細則》、《學生頂崗實習管理辦法》等規章制度,逐步建立長效信息互通機制,為校企合作提供制度保障,確保校企合作的可持續發展。
四、總結
高職院校軌道交通類專業實踐教學基地建設是一項與時俱進的工程,隨著軌道交通新技術的發展,要不斷注入新的血液。完善的管理模式和運行機制是實踐教學基地教學質量的重要保障。應充分利用實踐教學基地推進工學結合人才培養模式的實施,不斷的提高高職院校的教學質量,為軌道交通行業輸送高素質人才。
參考文獻
教學目標:能利用Protel軟件繪制tda2030a功放電路和設計對應的電路板。考慮到本班同學的基礎薄弱,我將實訓目標定位在能利用元件庫找到相關元件,并能用導線連接繪制出正確的原理圖即可。在實訓過程中給學生說明學習好電路板設計的意義,并在繪制原理圖的繁雜過程中繼續磨練學生的意志品質。
教學重難點:重點是繪制電路原理圖。在實訓中為了使學生學習好重點內容,我將重點內容分解為元件庫的調用、元器件的查找、導線的連接、節點的安放等部分,在實訓中進行逐個突破,并及時利用實踐來鞏固。難點是電路板設計,它包括元器件的放置和走線設計。
實訓課時:2課時。
教學過程
第一部分:開講并引入新課
1.欣賞一段樂曲。
2.1分鐘后問同學們這首樂曲的名字。
3.播放樂曲后,我告訴大家,剛才聽到的就是用我自制的功放播放的《高山流水》,大家說效果如何?同學們想不想做一個這樣的功放電路?那我們今天就學習設計這個功放電路。
第二部分:新課教學
模塊一:繪制原理圖
將我事先做好的一張原理圖打印出來后發給學生,然后我在主機上利用軟件一邊設計原理圖一邊提問題:請同學們說出這個功放電路中的核心元件是什么?使用的電源電壓為多少?它有多少個引腳?它們的電氣特性分別為什么類型?有多少個電阻、電容、二極管?它們有哪些參數需要設置。
(一)打開元件庫
①查找核心元件,②查找常用元件,③修改參數。
(二)導線連接
導線工具在什么位置?如何使用導線工具?導線在連接過程中要注意什么問題?一定要對學生反復強調導線連接的重要性。
(三)添加節點
問學生節點在電路中起到什么作用?沒有是否可以?如果需要添加節點,在哪里可以找到放置節點的選項?
(四)添加電源和接地
添加電源時要修改哪些參數?
(五)保存
由于我在平時訓練的過程中曾經使用過突然將電源切斷的方法,所以同學早已養成了隨時操作隨時保存的習慣。當我做好原理圖并保存之后,到學生的電腦前和他們一起研究作圖過程中出現的問題;學生與我同步,一邊做原理圖,一邊回答我的問題。
模塊二:PCB電路板修改與完善
原理圖設計完成之后,本節課就已經進行完了第一部分內容的操作,接下來我們要進行PCB板的設計,它的意義在于為元件安裝提供封裝,以及為元件裝配、維修提供識別字符和圖形。那么我們在對PCB板進行修改與完善的過程中要注意哪些問題?
1.根據模板新建PCB板。在左側邊欄的“Files”選項中選擇哪一項能生成PCB板向導的?在生成PCB板的過程中,我們要修改那些參數。
2.生成封裝元件和“飛線”。選擇哪個菜單能自動載入元件封裝?載入之后如何移動所有元件呢?
3.手工布局。此軟件有能夠自動布局的選項,我們在平時訓練時使用過,請同學們說一說效果如何?為什么不采用自動布局而采用手工布局呢?那我們在進行手工布局的練習中總結出了什么好的方法呢?
4.自動布線。在對手工布局之后的電路進行布線之前,我們還要對規則進行相關修改,當找到修改規則選項之后,我們要修改哪些參數?
規則:
①其他線寬,②GND線寬,③單面板。
布線:
自動布線-全部對象-Route All。布線之后會出現一個對話框在其底部告訴我們是不是百分之百完成,如果不是還要根據出現的具體情況對原理圖進行相關修改。
5.修改完善布線。①安全,②精簡,③防電磁干擾。
由于這部分內容對于學生來講比較難,所以在授課時,我首先在大屏幕上給他們演示如何修改和完善,之后和學得比較好的學生一起幫助落后的學生,目的是提高課堂效率。
第三部分:課堂小結
用自制功放播放《同一首歌》在樂曲聲中我和同學們一起總結本節課:
回顧本堂課學過的主要知識點,學生一起回答。
教學反思
(一)繼續發揚之處
1.準備得比較充分。為了能使同學們在學習的過程中能更好的交流、相互學習,我將座位重新進行了調整,又對軟件運行環境進行了維護。
2.實訓內容比較好。我將自制的功放拿到課堂中,激發了學生的學習熱情,所以使本課學習氛圍比較好。
3.抓住時機進行思想教育。創造機會不如抓住機會。現在的學生接觸網絡的時間和機會比較多,所以在學校中我們一直在與網絡中的不良信息作斗爭。
(二)對不足之處的反思
網絡工程方向及網絡信息安全方向,都注重人才培養,響應國家培養工程型、創新型、實踐性人才號召,從過去的“以教為主”向“以學為主”轉變,提高學生學習積極性和主動性。拓寬學生在專業方向上的視野,提高學生對專業技術的興趣,教學目標不僅僅停留在學生學會書本內容,更要讓學生通過專業知識的學習而提高實際動手的能力。在課程設置方面,通過主流專業課程教育培養學生基本技能及專業技能;通過各專業課程內容的交叉涵蓋,培養學生的綜合技能;最后通過前沿性課程及課外實踐發掘和提高學生創新技能。以網絡工程專業為依托,除計算機本科大類基礎課程外,還設置了5門專業核心課程,突出網絡工程專業特色,體現專業需求,為兩個方向建立系統的專業知識結構打下基礎。此外,還提供13門網絡工程專業課程作為任意選修,兩個方向的學生都可以根據興趣和專業規劃進行選擇。課程主要內容見表1。
(二)方向特性
在課程設置上,兩個方向各有三門具有代表性和方向性建設的專業課程。這三門課程是作為該方向學生學習的專業必選課程,同時也作為另一方向的可選課程。課程主要內容見表1。網絡工程專業實踐教學體系主要包括驗證性實驗、綜合性實驗、自主實驗、課程設計、認識實習、生產實習、畢業實習、畢業設計、創新創業訓練、大學生學科競賽等環節[2],在提高學生實際技能和人才競爭力方面,兩個方向通過課內外多項實踐,達到對學生個人能力的提升。1.網絡工程方向。①模擬招投標:學生在進入方向學習的初期,就獲得模擬項目目標,要求學生在一學年內按照網絡設計招投標和網絡安裝調試及測試兩部分完成此項目。項目以學生為主,教師為輔,在整個方向課程的學習過程中都帶有目的性,而學習到的知識和方法,學生都會主動應用到項目中去。分組實施,團隊分工合作的方式,也培養了學生的團隊合作精神,讓學生在長期與他人合作的過程中,發掘自身長處。項目完成后,由多名專業教師共同對項目完成情況作出評價,總結優點與不足。[3]②具體工程項目參與:利用學校機房建設的機會,讓學生到工程現場參觀學習,并直接參與到工程進行和驗收過程,擔任網絡工程監理、工程測試員及工程驗收員的角色。讓學生真正地將課程所學應用到工程項目中,實際基礎項目流程,積累大量實踐經驗。③與專業認證結合:結合專業要求及學生就業特點,課程內容與權威專業認證接軌,實現課程與網絡工程技術前沿性和理念先進性的接軌。截止目前,已有各年級多名同學通過了國家軟考、思科、微軟等認證考試并取得證書。2.網絡信息安全方向。①專業實驗項目:網絡信息安全方向建立了信息安全實驗室和網絡攻防實驗室,有完整系統的實驗內容和項目,學生可根據課程要求進行驗證性實驗,也可以結合多個知識點進行綜合性實驗。并將網絡管理與網絡具體項目要求相結合,提高網絡管理的實際操作性。②開展和參與學科競賽:積極組織學生參加校級、省級、國家級的信息安全相關競賽,在鞏固基本知識的同時,更多地接觸網絡安全新技術和新理論,拓寬視野。學生在競賽過程中,激發學習主動性,從被動接受逐漸變為主動學習,從簡單應用逐步實現創新。整個競賽過程中,學生是主體,教師只起方向性指導和思維啟發的輔助作用。
二、專業方向的橫向建設與縱向建設
(一)橫向建設
網絡工程專業兩個方向,既有區別又有聯系,專業方向的橫向建設旨在讓兩個方向各有側重分別建設,注重專業的深度和廣度,建出專業方向特色。兩個方向在課程內容制定和方面,注重課程之間的聯系和知識結構的完整性,力求建立完整的專業知識體系。這不僅需要關注兩個方向的共同點,也要區別兩個方向的特性,兼顧發展。例如網絡工程方向在工程后期實施和維護,離不開網絡管理;網絡安全也與網絡初期設計及組網息息相關。兩個方向分別建立了專項實驗室,其目標不僅僅是針對課程,更重要的是培養學生實際動手能力。例如網絡信息安全方向的信息安全實驗室,可以完成網絡攻擊、計算機病毒、身份驗證、訪問控制、信息隱藏、加密通信、安全操作系統、防火墻技術、入侵檢測技術、網絡掃描、協議分析等一般實驗室無法完成的實驗。例如網絡工程方向的組網實驗室,通過真實交換機、路由器等設備,完成網絡組建實驗。這些實驗室的建立,學生能夠在實驗室的教學環境中,接觸到社會工作崗位上正在應用的主流知識和技術,全面掌握應對職業崗位的技術技能,加強對學生實際動手操作技能的培訓,從而彌補了專業技術人才培養與社會實際需求之間的差距。
(二)縱向建設
縱向建設主要注意各專業方向的與時俱進。網絡工程專業發展迅速,不斷有新技術新概念出現。這就要求我們在專業建設中不斷改進課程設置和培養方案。在課程設置上,每一次新的培養方案都會將目前最主流的技術和內容放在最重要的位置,或將這些內容加入到已有的課程中。大膽地去掉一些已經過時的內容,并將暫露頭角的新內容安排到任意選修中。在實驗室建設上,我們正在建設網絡工程綜合布線實驗室和網絡測試實驗室,一方面加強學生工程實踐能力,一方面為學生實訓和開展創新創業提供平臺。在新實驗室的建設上,力求使將來實驗內容由驗證性實驗和綜合性實驗,拓展到學生自主實驗,讓學生能對學習內容舉一反三,激發對專業的熱愛和興趣,縮短學校培養和社會需求之間的差距。
在教學中,網頁制作課程是網絡設計與開發專業、計算機應用專業及多媒體制作專業的專業課程之一,歷來受到學校和教師的重視。人們對網絡的應用日益頻繁,網頁不僅要引人注目,更要下載速度快、瀏覽方便,這就對網頁制作課程的教學提出了更高的要求。而在實際的教學過程中,又存在著許多不易解決的問題。
第一,網頁制作課程作為一門專業課,需要掌握較多基礎知識。從設計的角度上說,需要學生具有一些美學方面的基礎,如色彩原理、平面構成、色彩構成等。從計算機技術角度上說,需要學生掌握計算機及網絡方面的知識,如計算機網絡基礎、計算機平面設計、計算機動畫設計和一些編程知識。這些知識對于中職生來說,很難全面掌握,尤其是網絡編程課程,更不容易面面俱到。
第二,對于不同專業的學生來說,由于專業設置、專業方向不同,學習的重點也不同,學習起來存在一定差異。
第三,對于學習網頁制作課程來說,雖然學生起初的學習興趣比較高漲,但是由于傳統教材一般是根據軟件功能劃分章節,并進行單項練習,割裂了完整的網頁設計流程,致使學生逐漸喪失了興趣和動力。
第四,一個較為關鍵的問題是,中職院校學生的基礎比較差,專業素質也比較低,部分學生甚至不愿學習、不會學習,在這種情況下讓學生學習難度較大的網頁制作,尤其是編程語言,非常不容易。
二、改革的必要性
要解決實際教學中存在的這些問題,教學改革迫在眉睫。這些年來,業內人士對教學改革的研究比較廣泛,也很深入,如模塊化教學模式和項目教學模式等教法被逐漸應用到日常的教學當中。我國在模塊化教學模式上的研究要比項目教學早一些,大約始于20世紀90年代。經過多年的研究、探討和實踐,最終在職教領域總結出了“寬基礎、活模塊”的模塊化教學模式,即依托以人為本、全面育人的教學理念,基于全日制職業教育的培養要求,將多個課程設置在一個模塊中,并將模塊靈活、合理地搭配,從而有效地培養和提升學生的個人素質、從業能力和專業技術水平。
網頁制作課程的教學改革,就是從教學模式上入手,將傳統的“講練”模式轉變成模塊化的教學模式,使學生從被動學習到主動思考、探究,從而將原來枯燥的課程變得更加生動。學生參與這樣的課程,從一開始就能明確自己的目標,有目的、有計劃地主動學習,學習興趣和積極性逐漸增加,對課程的理解和掌握也就更加深入。
三、構建網頁制作課程模塊化教學模式
網頁制作課程的內容所涵蓋的范圍是很廣泛的。如果從職業崗位需要的角度上說,制作一個成品網頁首先要對網頁進行設計,這就要求學生要有一定的美學基礎,同時要熟練掌握Photoshop和Fireworks軟件。制作網頁之前,還要掌握一些網絡基礎知識,包括Internet、WWW、HTTP等,也要知道網頁制作的基本流程,熟悉需要使用的各種工具。制作網頁前臺時,要掌握HTML語言,同時熟練應用CSS+DIV的網頁布局方式和一些制作網頁特效的腳本語言。制作W頁后臺時,要掌握數據庫的相關知識,能夠配置IIS服務器,同時掌握一種腳本語言。這樣可以將網頁制作課程分成四個模塊,分別是設計模塊、網絡基礎模塊、網頁前臺制作模塊和動態網頁制作模塊,每個模塊下又可以設置若干個子模塊。可以根據每個模塊具體特點,選擇適當的教學方法和教學手段,進而促進學生主動學習。
在具體實施的過程中,應從以下幾個方面構建模塊化的教學體系。
1.課時安排合理,突出學生的動手能力
在以往的網頁制作課程中,教師比較重視的往往是Dreamweaver軟件的應用,會在這方面花費大量的課時進行講解,并給學生留下相應的作業,鞏固學習成果。這種做法能夠使學生熟練掌握軟件的操作技能,模仿現成的網頁,卻忽略了網頁制作本身應該有的理論性、設計感和創造性。在進行模塊化教學改革之后,對課時進行了新的分配,減少原有的軟件操作技能的課時量,增大網頁美學基礎、網頁設計及網絡基礎的課時量,使學生從基礎上接觸網頁制作,真正從設計開始制作網頁。同時,增加應用模塊的課時量,使學生真刀真槍地操練起來,培養他們的主動思考能力、設計能力和創造性。在課時分配上,將三分之一的課時分配給網絡基礎知識部分,將四分之一的課時分配給美學基礎和網頁設計部分,將剩下將近一半的課時分配給實踐操作,由教師根據企業的需要提出命題,學生根據命題進行分析和設計,并制作出網頁,整個教學過程和實訓類似。這樣在完成網頁的同時,學生全面地了解了網頁制作的流程,掌握了實用的專業知識,并在校完成了校企對接,從而使學生更能適應社會用工的需要。
2.改革教學模式,提高學習效率
傳統的教學模式注重教師講課、學生模仿練習,表面上看學生是掌握了所學的知識,也能按老師的要求制作出網頁,可是學生學到的只是模仿制作網頁的技能,而不是全部的網頁制作流程,將來到了工作崗位,學生沒有設計能力和創造性,無法滿足企業的需要,就業就會遇到障礙。
在模塊化的教學模式下,教師可以將模塊的具體任務細化,分為模仿型的任務和實戰型的任務。將網絡基礎知識、軟件基本操作、基礎性語言的學習等內容設置到模仿型任務中;將網頁制作的全部流程放入實戰型的任務中,這樣學生既能在前期有針對性地學好理論課程,為后期制作打好基礎,又能從頭到尾地完成網頁制作的全部流程,實現知識的整合和消化吸收。
整個的學習過程可以針對某個企業的網站進行。教師可以在模仿的模塊、任務中先向學生介紹企業文化和網站制作需求,幫助學生分析企業網站的功能和細節,為制作網站做好準備。教師再在第一個模塊中展示一個成品網站,包括其靜、動態的功能,使學生明確學習的目標。教師帶著學生瀏覽成品網站,為學生講解網站的結構、布局、配色、Logo、導航、banner的設計,也介紹一些網站特效和數據庫連接效果,提高學生學習的積極性。在實戰的模塊中,學生要獨立完成整個網站的制作,并接受自己和其他同學的評價。整個學習的過程既是對所學知識的梳理,又是對整個知識體系的深化挖掘,學生成了學習的主人,而教師只是起到輔助的作用。
3.注重課題實訓,提高學生的工作技能
中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2012)21-5129-03
計算機網絡技術是計算機技術和通信技術的結合,是信息數字化的通用平臺,現在幾乎所有的信息應用都由單機拓展到了計算機網絡上,所以計算機網絡技術在信息技術領域的地位是非常重要的。計算機網絡是美國IEEE-CS & ACM 2001大綱和中國CCC2002大綱規定的核心課程之一,是高等院校計算機專業及其相關專業重要的骨干課程之一。該課程的教學目標是培養學生掌握計算機網絡基本理論和基本技能,它的特點是理論與實踐并重。在教學過程中,教師不但要讓學生掌握計算機網絡理論方面的知識,還要讓學生理論結合實踐,通過理論實驗、分析實驗、認知實驗和工程實踐等途徑提高動手能力和運用網絡知識解決實際問題的能力。
1計算機網絡課程教學目前存在的問題
1.1唯教材教學
有些高校教學唯教材,所有教學的內容都來自教材。由于計算機網絡涉及的專業知識面寬,尤其是網絡中涉及的設備、技術等不斷推陳出新,而教材的寫作相對滯后,所以導致很多新技術、新應用領域并不能及時地成為教材內容,甚至有些教材中還存在基本被淘汰的內容還在教材中占據著重要地位的現象,這就要求教學要及時更新和補充新的教學內容。如果在教學中還采用以教材為中心的模式,容易造成教學內容陳舊,培養的學生往往不能適應企業的需求。
1.2教學方法單一
教學中多采用教師為中心的傳統教學模式,教師授課時對著電腦照本宣科,忽視整個教學過程的互動環節,教師不能及時得到學生的反饋信息,不能及時調整教學行為,學生的學習熱情和學習興趣消失于教師滿堂灌輸的大量枯燥理論中,取而代之的是對課程的厭惡,對知識缺乏鉆研精神。
1.3理論與實踐配合不好
一些教師認為計算機網絡是一門理論課程,是入門課,不需要實踐,而且也不容易安排實踐內容,這種看法是完全錯誤的。實踐是計算機網絡課程學習中很重要的一部分內容,合理的實踐安排有利于激發學生的學習興趣,培養學生的實踐和創新能力,并有助于提高學生的整體素質;忽略或不注重實踐,會使學生難以理解理論,或即使理解了理論知識,也不知道如何應用。這就造成學生認為所學的知識并無用處,從而失去學習積極性。
2 1+1教學新模式
通過多年計算機網絡課程的教學工作,筆者認為不能單純地把計算機網絡看成一門入門的專業基礎課程,而應該一次到位地把基礎理論與實踐結合起來進行網絡技術的學習,所以,提出了1+1的教學模式:即把計算機網絡教學分成兩學期,1學期的專業基礎理論和1學期的實踐課程。第一個1學期老師運用多種合理教學方法,引導學生掌握基本的理論知識,知道什么是網絡、網絡的基本結構、網絡的工作原理;第二個1學期根據網絡技術崗位,基于案例講解和項目驅動來安排教學內容,教學生如何完成網絡工程,如何對網絡做長期維護和管理。學生在這個學期要完成教師安排的實踐項目,通過實踐驗證第一個1學期的基礎理論,學習不同的網絡技術崗位所應該掌握的基本技能。
2.1第一個1
布魯納認為學習動機是激發人去學習的動因。學習動機有兩類,即由內在需要引起的內部動機和由客觀要求引起的外部動機,內部動機比外部動機更強烈持久.教師應一方面逐漸使學生的外部動機轉化為內部動機;另一方面又應利用外部動機作用,使學生已經形成的內部動機作用處于持續的激起狀態.在計算機網絡教學中,學習動機理論的首要作用就是設法提高學生的學習興趣,將外在的需要轉化為內在的求知欲。布魯納強調,在認知學習過程中要注意學生學習的心理傾向和動機.這是教學活動成敗的非常重要因素.好奇心、好勝心、興趣都是促使學生學習的內在動機,它的持續時間會更長、效果會更好。因此,第一個1里面,筆者認為如何提高學生的學習興趣是教學活動開展的唯一原則。在筆者的教學實踐中,采取了以下措施:
1)減少過難過深陳舊性內容
教師講解計算機網絡知識的目的不是為了讓學生覺得該門學科高深、難以理解,而是要深入淺出告訴學生這是個什么,能干什么。因此,一味在教學內容安排上求深求難,對剛接觸網絡知識的學生來說是不合理的,很容易澆滅他們的學習熱情。例如對網絡性能的一些涉及數學的分析、TCP擁塞控制的一些具體算法等內容并不屬于基本的概念,在計算機網絡的教學中可以考慮暫時不講解。另外,一些現在將要淘汰或者已經淘汰的知識如果還花大量時間在它們的講解上,既浪費時間又容易造成學生在理解的時候跟現實的應用脫節,導致學生只能在口頭說說十年二十年前是什么樣的而不知道現在的最新應用情況。例如CSMA/CD協議,在現在局域網普遍都是千兆網的情況下,只支持半雙工的該協議已經不怎么用了,因此在講解時只需要簡單介紹下其工作原理,不需要深入去講解該協議下的最短幀長、偵聽算法、隨機退避算法等內容。
2)跟具體應用結合講解
一個個的概念以及與之相關的原理,如果只是告訴學生它們的定義或者工作過程,然后說這些很有用、你們以后或許會接觸到,學生會覺得很抽象,他們有很大可能在課堂上理解了老師的講解而在課外很快因為這些理論沒有與他們所知道的實際應用相結合而很快遺忘了這些內容。因此,筆者建議,要盡最大可能地把講解的內容跟實際的應用結合起來,讓學生對內容的理解建立在實際應用基礎上,讓學生產生的理解記憶深刻而持久。在這個原則下,有些太抽象而無法馬上跟實際應用結合的知識可以先略講甚至不講。比如講解WWW、DNS內容的時候可以結合普通用戶訪問網站這種實際應用的整個過程來講,讓學生在對這種實際應用的了解基礎上深刻理解DNS概念和原理、WWW的概念和原理。而另一些內容比如多協議標記交換MPLS,學生目前還不能接觸了解到該應用,所以只需要在講VPN概念的時候提一句就好,不用講得太細。
3)善于使用網絡工具幫助教學
網絡基礎知識中對協議工作原理的講解是比較抽象、難以理解的,在講解這些內容時候教師可以使用一些網絡工具軟件幫助教學,比較常用的有WINDOWS自帶的一些網絡命令以及一些網絡抓包分析軟件。比如講解ARP協議的時候,可以使用WINDOWS自帶的ARP命令先用-d參數刪除ARP緩存內容,然后訪問一臺同一網絡主機后用-a參數重新查看緩存,幫助學生理解同一網絡內兩臺主機環境下ARP協議工作過程;講解TCP協議的連接建立和釋放時可以用抓包分析軟件如Wireshark、科來等把訪問一個網站時TCP連接和釋放過程的所有包抓下來進行分析,然后讓學生看分析結果。善用網絡工具,會讓教師的教學變得容易。
2.2第二個1
第一個1的學習完成后學生已經掌握了基礎的網絡知識,接下來的第二個1要達到三個教學目的:保持學生的學習興趣、讓學生能親自驗證第一個1所學理論、拓寬加深第一個1所學的知識。要實現這些目的,最好的方法就是對學生進行實訓。有一些學校走校企結合辦學的路子,把學生放到企業去實訓鍛煉;有些學校堅持自己培養的模式,定期到企業調研,利用自己的軟硬件條件對學生進行實訓。這兩種方法筆者都是贊成的,所不同的是,這兒的第二個1的實訓強調一個原則,即根據企業內網絡工程師(售前、售中、售后)和網絡系統管理員(網絡故障診斷與維護工程師、系統工程師)、信息安全工程師的崗位要求,按照網絡工程的實施模式,依照用人單位的要求,進行崗位專項技能強化訓練,使受訓人員的專業技能水平達到崗位職業能力要求。
1)企業崗位職責及職業能力
我國現在正在施行市場經濟改革,經濟發展非常迅速,大學作為社會人才的培養基地,歸根結底是針對社會的各個工作崗位培養人才的。因此,以專業技術崗位的要求作為實訓的最終指導原則是非常合適的,有利于培養出更有社會競爭力的人才。如表1所示,下面是筆者對網絡技術專業崗位的劃分。
2)項目驅動+案例講解實訓模式
項目驅動指得是從具體網絡工程項目入手,按自頂向下的方法把網絡工程分成很多子模塊,每個模塊的實施過程分解為很多子任務,讓學生通過完成這些子任務,一步步由淺入深,自底向上完成整個項目的實施,從而全面掌握相應操作技能與專業知識。比如針對網絡工程師崗位的網絡組建施工項目要求,可以把它分成企業綜合布線、企業園區網構建(交換技術)、
企業廣域網構建(路由技術)、網絡系統集成幾個子項目,以企業綜合布線為例可以分為工作區跳線水晶頭的制作(平行線、交叉線)、工作區模塊/面板的安裝、超五類配線架和理線器的安裝和線纜連接、光纖配線架的安裝和光纖線路連接、網線測試儀器的使用、綜合布線結構圖制作這幾個子任務。整個實訓過程可以采用項目組方式,學生在整個實訓過程中,可以擔任項目團隊的項目經理、項目成員,參與到一個個子項目的實踐中去,通過對子項目的完成來熟悉掌握整個項目的設計、施工、維護管理工作。
實訓既是學生對第一個1知識的驗證,也是對第一個1知識的深入,所以在學生動手前也需要對實訓內容和基本技能進行講解。案例講解指得就是通過具體網絡工程項目案例的講解及操作演示,讓實訓學生體驗網絡工程實施過程,包括采用技術、施工準備、具體安裝配置過程。實訓學員通過過程體驗,能夠達到以下目的:
1)掌握網絡工程的施工流程;
2)掌握網絡工程各個技術環節的施工細節;3)掌握各項網絡技術、相關設備的配置過程。
以上面的企業綜合布線為例講解該子項目知識時可以采用具體工程案例《XXX智能大廈綜合布線系統》來進行講解,幫助學生了解綜合布線技術應用過程,掌握綜合布線各子系統的構成和具體項目中的設計、安裝規范,掌握綜合布線的相關行業標準,掌握主流品牌廠商布線產品的特點,學會布線器材的材料選擇和設備安裝工藝要求。
3總結
第一個1側重最基礎的網絡理論,第二個1著重知識驗證和工程能力的培養。通過對計算機網絡課程教學模式進行變革,采用1+1的教學模式進行教學,能夠實現1+1>2的教學效果。該模式經過筆者的實踐,提升了學生的學習興趣,為學生打下了堅實的網絡理論基礎,讓學生具備了較強的工程實踐能力。因此,筆者認為1+1教學新模式在計算機網絡課程的教學中值得推廣。
參考文獻:
一、引言
隨著信息技術的高速發展,Intemet在人們的生活、學習和工作中的地位越來越重要,使人們通過網絡來個人、企業或者政府的網站向全世界宣傳個人形象、推廣企業產品、提高政府工作的透明度已成為現代人必備的一種技能。因此,網頁設計與制作成為目前高校lT類專業學生普遍開設的基礎技能課程。與其它的學科相比,網頁設計與制作課程本身是一個綜合性、實踐性很強的課程。我將項目教學法應用到《網頁設計與制作》課程中,以貼近實際的工作項目為主線進行教學,能夠很好地滿足課程教學的需要。
二、項目教學法的理論基礎
項目教學法是通過實施一個完整的項目而進行的教學活動,是以項目為主線,教師為主導,學生為主體的教學方法。項目教學法是在建構主義理論的指導下,以實際的工程項目為對象,先由教師對項目進行分解,并根據需要做適當的示范,然后讓學生分組圍繞工程項目進行討論、協作學習,最后以共同完成項目的情況來評價學生是否達到教學目標的一種教學方法。
在項目教學活動實施的過程中,教師將需要解決的問題以項目的形式呈現出來,一般情況每個項目任務都應該有一個清晰、明確的任務說明。這樣即使沒有項目學習經驗的學生在項目學習過程中也不會迷失方向。項目教學一般以小組協同工作的方式進行,教師是學生學習的幫助者、促進者,給予學生有限的指導。項目學習的過程是學生根據項目要求及項目學習的一般流程共同制定項目計劃、搜集整理相關資源、在小組協作中完成項目的制作并進行有效的評價。學生在項目實踐的過程中,理解和運用課程要求的知識和技能,體驗與同學協同工作的樂趣,在實踐中培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。
三、項目教學法在《網頁設計與制作》教學過程中的具體實施
1.項目的確定
確定實用、優秀的項目是項目教學法能夠成功實施的關鍵。因此,在實施項目教學法時,首先應從職業的實際出發,結合相應的崗位能力要求,選擇切實可行的項目;其次,應針對學生的實際水平確定項目的難易程度。一般選擇簡單、典型的項目作為示范項目,以便學生進行知識的遷移。另外由教師和學生共同討論選定具有較高難度的項目作為實訓項目,讓學生身臨其境,參與創造實踐活動,親身體驗實踐的艱辛與樂趣。這些項目在設計上有明確的目標,貼近學生的生活,學生比較熟悉。這樣學生就可以將學習重點放在項目開發的過程中,而不是對項目的理解上。
2.制定項目計劃
網站項目的計劃應按照項目開發的需求加以實施。確定項目以后,讓每一組學生針對該項目進行需求分析,啟發學生主動發現身邊的素材。在這一過程中,教師起到指導的作用,應事先對該項目內容進行定位,分析研究需要解決的問題和完成的任務,確保學生進行需求分析時,不會定位過高。完成項目需求分析后,教師應根據學生所作的需求分析確定項目的能力模塊,并將每個能力模塊細分為一系列小項目,學生根據課程的時間安排,結合項目內容編寫項目開發計劃書。
3.項目實施
項目教學法中最重要的環節是項目的具體實施過程。在該過程中,教師可先對學生進行分組,盡量使每一組學生的能力都比較均衡。應及時恰當地對學生進行引導,督促學生根據項目計劃書,按時按量完成相應的功能模塊,保證項目順利進行,實現課程教學目標。對于首次接觸網頁制作的學生來說,沒有一定的網頁制作軟件操作基礎,就無法進行項目建設。因此,應在《網頁設計與制作》課程項目實施過程的第一階段演示和講解網頁示范項目并介紹網頁制作的知識點,為第二階段奠定基礎;第二階段的主要任務則是引導學生完成網頁實訓項目、撰寫網站開發總結報告。
在第一階段的實施過程中,主要演示和講解網頁示范項目,示范項目對調節整個課堂的氣氛至關重要。演示和講解網頁項目要選擇合理的時間和方式,可以采用引導演示項目的方法。這樣易引起學生的興趣,激發學生學習的熱情。另外,還要考慮到學生注意力易分散的特點,可選擇在學生精力不集中的時候演示項目,調節學生參與課堂的積極性,再次集中學生的注意力。一個網頁項目往往包含了多個知識點,授課教師在講操作時,必須分步驟講解,新知識點越多,步驟應分得越細。教師每講完一步就要讓學生練習一步。學生練完、練會,老師再接著講。這樣直到學生一步一步地跟著老師把整個項目完成為止。教師在授課時一定要注意控制好速度,在講到一些新知識點或學生操作比較生疏時,速度要盡量放慢些。一段時間后,學生有了一些基礎,講課速度可稍快些,特別是一些已經學過的知識點,可以快速講解,甚至可以略過而只講新知識點,以便多節省點時間給學生練習。
在第二階段實施過程中,主要結合第一階段學生具體能力的鍛煉情況,引導學生完成網頁實訓項目。該階段是項目教學法實施的核心環節。在此階段,教師要根據各開發小組的具體情況、具體要求及時恰當地進行技術指導,解決學生開發過程中遇到的難題,督促學生按時按量完成項目計劃書中的各個開發環節,如定期召開各項目組長會議,了解各項目組的開發進程,收集各組遇到的難題,組織各組進行總結和經驗交流,從中探討不同的解決問題的方法,保證學生順利完成項目的開發,實現教學目標。在此過程中,教師應做好階段性總結,要求學生及時撰寫項目總結報告。
4.項目展示與評價
項目完成后,應對網站項目的建設效果進行展示,各組的作品先自評,再由其它小組評價。教師應站在企業或客戶的角度完成最終評估。在講解展示網站的過程中,學生和教師可以提出問題,并結合相應的網站項目評分表,形成學生和教師對該項目各自的評價。在對學生進行評價時,還應結合其在項目開發過程中的學習能力、合作能力、參與程度、服務程度,以及所起作用等各方面的表現情況。學生通過比較各組作品進行自測,專業教師從企業的角度來評價。這樣可讓學生得到專業的指導,了解自己今后學習、努力的方向。
四、項目教學法的應用效果
將項目教學法引入《網頁設計與制作》后,在教學過程中教師只是起到引導協助的作用,學生才是學習的主體。學生在項目的驅動下,充分激發主觀能動性,主動索學,探索思路、技巧、合作學習與交流經驗。在此過程中,思路總結可以幫助學生明晰項目完成的最佳思考方法,找到自己的不足,技巧總結著重總結解決開發環節中遇到的難題的方法,把握并吸收整個項目開發的精髓;經驗交流主要是對學習方法、知識應用進行交流。教師可以指導學生對項目進行拓展和延伸,培養學生的自學能力、觀察能力、動手能力、研究能力、分析解決問題的能力、協作和相互幫助的能力、交際和交流能力,以及生活及生存能力等多種能力。
五、結語
我通過項目教學法在《網頁設計與制作》課程中的應用,將理論教學與實踐教學有機地結合起來,以重視學生職業能力培養和發展為主,充分發揮學生主觀能動性,真正使學生成了學習的主體,使學生的學習能夠更貼近網頁設計與制作的實際工作過程,使學生真正掌握一門技術,具備一定的開發能力,能夠承擔相應的工作,從而更適應社會發展的需要。
參考文獻:
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中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2017)03-0114-02
Teaching Reform of Comprehensive Training of Network Technology Based on Constructivism
LI Peng
(School of Electrical and Information Engineering, Beijing University of Civil Engineering and Architecture,Beijing 100044,China)
Abstract: In view of the shortcomings in the teaching of comprehensive training of network technology, based on constructivism learning theory this paper explores the curriculum construction of comprehensive training of network technology, which includes clearing teaching objectives, updating teaching contents, reforming teaching methods and strengthening teaching management, so that students have a good network practical skills and innovative ability.
Key words: constructivism; computer network; training; teaching reform; learning theory
1 概述
W絡技術綜合實訓是在學生完成計算機網絡系列課程的理論學習和專項技能訓練之后,運用計算機網絡技術的主要理論和技能而進行的綜合性、設計性、系統性的網絡課程設計。在信息社會和大數據時代,作為信息基礎設施的計算機網絡得到了迅速發展和日益普及。當今各行各業都處在網絡化、信息化建設進程中。社會需要大量掌握網絡設計和實施的應用型人才。因此,計算機網絡已經成為計算機專業畢業生的主要就業方向之一。根據我們多年的教學經驗,網絡技術綜合實訓課程的設置對學生今后的畢業實習和就業將產生積極作用。
該課程是學生學習完如計算機網絡基礎、網絡管理、網絡工程、網絡安全等計算機網絡系列課程之后的一門綜合實踐類課程。該課程一直是計算機網絡實踐教學中的薄弱環節,存在的主要問題有教學目標不夠明確,實踐內容設置不合理,實踐教學組織以及管理和考核方式不完善等。其結果是學生不能熟練地掌握網絡規劃設計的各個環節,不能將以前所學的各項技能靈活應用在實際項目中。
學習理論是對學習規律和學習過程的系統闡述。從20世紀50年代至今,學習理論經歷了行為主義、認知主義和建構主義等不同發展時期。目前的課程教學主要還是以行為主義、認知主義學習理論為基礎。教學的特點是以“教師”為中心,所有的教學活動都是圍繞如何教而展開。在這種“灌輸式”教學模式下學生處于被動地接受狀態,學生學習的積極性不高。在學習過程中,學生容易迷失學習方向,偏離學習目標,從而影響了學習效率。
目前建構主義學習理論對教學改革產生了深遠影響。本文基于建構主義學習理論對網絡技術綜合實訓開展教學研究。首先,明確課程的教學目標,其次,強化實踐教學內容,最后,改革實踐教學的組織和管理,從而提高教學質量。
2 建構主義學習理論
建構主義學習理論在20世紀90年代開始流行,對當前的教學改革產生了深遠影響。建構主義的奠基人是瑞士的心理學家皮亞杰。他認為知識是在主客體相互作用的活動中逐步建構起來的。在皮亞杰的理論基礎之上,科爾伯格、斯騰伯格、杜威、維果茨基在認知結構、個體的主動性對知識建構的作用、經驗理論、文化歷史發展理論等方面對建構主義理論進行了不斷豐富和發展。
建構主義認為世界是客觀存在的,我們以自己的經驗為基礎來解釋現實。建構主義學習理論認為學習是由學習者主動地構建自己知識的過程。建構主義與以往的行為主義、認知主義有很大的差別。學習不再是知識由教師向學生單向的傳遞,而是學習者在一定的情境中主動地建構知識的過程。在這種教學模式下,教師只是教學活動的組織者和學生知識建構的幫助者,而學生才是知識的主動建構者,而不是被動接受者。目前建構主義教學策略主要有拋錨式教學、基于問題的學習、探究式學習、支架式教學等。建構主義的教學設計原則有以下幾方面:
1)以學生為中心。
2)以問題驅動學習,問題可以是項目或案例。
3)學習情境對意義建構具有重要作用,學習問題必須在真實的情境中展開。
4)突出協作學習的重要作用。
5)加強對學習環境的設計。
6)利用各種信息資源來支持學習。
3 基于建構主義的教學設計
本文基于建構主義學習理論設計網絡技術綜合實訓的教學過程,明確教學目標,以項目為核心,通過設計“學習情景”、“學習資源”、“管理和考核”等要素展開教學。
3.1 分析教學目標
隨著計算機網絡技術的飛速發展和廣泛應用,各行各業都迫切需要既掌握網絡的方案設計,又能熟練操作和配置網絡設備的高級技術人才。網絡技術綜合實訓是學生在學習完計算機網絡系列課程之后的一門綜合性實踐類課程。該課程的目標是使學生綜合運用所學的網絡知識,完成一個網絡的設計、組建、配置與管理,使學生能夠掌握構建園區網絡的各個環節,掌握網絡路由與交換的設計與配置,理解網絡可靠性、安全性的實現方式,為今后從事計算機網絡方面的實際工作打下基礎。
根據教學目標,將課程內容定位在網絡的設計、實施與測試方面。主要技術包括網絡拓撲設計;IP地址分配;交換機的基本操作、VLAN、生成樹協議、端口聚合、三層交換;路由器的基本操作、路由選擇協議;安全性方面包括VPN、NAT和防火墻等。同時幫助學習進行職業規劃,增加學生對將來就業崗位的認識。
3.2 設計教學內容
通過教學目標可以看出,該課程不僅是要求學生掌握網絡設備的操作,還包括培養學生的網絡規劃與設計能力。通過本次實訓,讓學生理解構建園區網的設計方法;學會繪制網絡拓撲圖;掌握IP地址劃分方法;能根據網絡項目需求,進行網絡設備選型,完成關鍵設備的配置;熟悉網絡管理和維護的基本方法等。
在教學內容上,改變主要以操作性實驗為主,實驗內容只是對以前課程實踐內容的簡單提高的情況。實踐內容上增加了設計性、綜合性實踐項目,培養學生綜合運用該課程之前所學的計算機網絡基礎、網絡工程、網絡管理、網絡安全等課程知識的能力。
在具體教學實施中,我們采用了項目教學法。根據一個具體的網絡工程項目,要求學生設計實現一個園區網絡。項目教學法是德國職業教育在20世紀80年代推行的一種以項目為主體的教學方法。項目教學法通過項目促使學生主動學習,符合建構主義學習理論。以下是課程中的一個工程項目案例。
項目名稱:海岳公司企業網絡的規劃與設計。
問題描述:海岳公司是一家集科研、生產、服務于一體的大型企業。總部位于北京市,同時在全國各省會城市都有一家分公司。總部有三棟大樓。公司各部門結構如下:財務部(15人)、行政部(25人)、生產部(120人)、研發部(80人)、后勤部(20人)、業務部(50人)、人力資源部(15人)。本項目要求建立一個穩定、高效的網絡環境,能夠滿足企業各方面的應用需求,包括辦公自動化,信息,資源共享,系統管理等。所有員工都能方便地接入到因特網,公司總部和各分公司可以安全的傳送信息。針對企業網的設計原則,研究網絡工程中的各個環節,主要完成以下功能:1)需求分析;2)網絡拓撲設計;3)IP地址分配;4)交換與路由設計;5)可靠性設計;6)安全性設計;7)設備選型;8)網絡測試。
3.3 創設教學情境
研究者發現,教學目標和教學活動在相應合適的學習情境中開展,將會有助于達到教學目標,提高教學效果。該課程的開設環境應當力求接近真實的情境。但是目前,部分高校的W絡實驗還是在機房環境下進行的。大部分網絡設備通過虛擬機或網絡設備仿真軟件實現。這樣學生無法親自接觸網絡設備,教學效果不理想。因此需要加強網絡實驗室的建設,購置相應的網絡設備。對于實驗室建設,可以與知名網絡企業合作,借鑒他們的網絡教育項目,如思科網絡技術學院、華為網絡技術學院、銳捷網絡技術學院等,規劃建設具有自己特色的網絡實驗室。我們學院早在2006年就與銳捷網絡公司合作,投入資金建立了網絡實驗室。實驗室配置了交換機、路由器、服務器等先進的網絡設備,為網絡實驗課程的開設提供了有力保證。
3.4 開展自主學習與協作學習
在教學方法上,形成以學生為主體,教師為主導的教學方式,提高學生的學習積極性。教師根據項目要求,提供相關的參考資料,激發學生主動鉆研。
協作學習是建構主義學習理論的一個重要方面,對于知識建構具有重要意義。面對一個復雜的項目,個人的能力畢竟有限。通過建立一個學習小組,學生在學習過程中合作交流,分享經驗,共同完成項目。在實訓中,要求每3至5人為一個實驗小組,共同完成一個項目。每個小組設置一名組長,小組成員有明確的分工,根據自己的興趣和能力完成項目的一部分。比如對于上面的項目,可以分為以下5部分:1)網絡拓撲設計,IP地址設計;2)可靠性及安全性設計;3)網絡設備配置設計;4)網絡測試,達到任務要求;5)項目總結,撰寫實訓報告。通過劃分,使任務明確,保證每個學生都可以積極參與到整個實訓過程中。
3.5 加強教學組織與管理
為了取得良好的教學效果,教師必須加強對整個實訓過程的監督與管理。該課程的時間為2周。教師需要提醒學生根據任務要求安排好項目進度。實訓開始前,教師下達課程的任務書,學生確定分組名單,教師審閱。實訓開始時,教師講解項目內容及需要注意的問題。實訓過程中,教師要善于引導學生,鼓勵學生主動尋找解決方案,提高學生的創新能力。
3.6 完善考核方式
在考核方面,注重學生的實踐過程,考核學生的實際能力。實訓成績不單純來自于實訓報告成績,需要結合學生在整個實訓過程的表現和項目完成情況綜合評定。整個考核過程包括考勤、學習態度,成果檢查與答辯,實訓報告成績三個部分。在考核細節方面,制定了詳細的評分標準,嚴格按照評分細則對學生進行考核。項目結束后,進行成果檢查與答辯。首先根據任務書,檢查項目的設計與實現是否滿足任務書的要求。然后,從任務書問題列表中任意抽取若干個問題,要求小組成員回答,根據回答問題情況給分。撰寫實訓報告,可以提高學生的分析能力,總結項目設計的經驗。實訓報告分為10個部分,項目分工,項目目的,背景描述,需求分析,項目拓撲,地址分配,實驗設備,實驗流程,實施步驟,測試文檔,經驗總結。每部分有不同的分值。根據每部分完成的工作量及任務情況不同給出成績。
4 結論
當今社會信息技術迅速發展,互聯網+、大數據、云計算等新技術不斷涌現。這些新技術的基礎離不開計算機網絡。計算機網絡已經成為當今計算機專業的核心課程之一。該課程的教學目的是通過2周的課程設計,使學生能夠綜合運用所學的網絡知識完成一個網絡工程項目的設計與實施,培養學生的工程實踐能力。在知識建構型教學模式下,教學方式從傳統的以教師“教”為主轉向以學生的“學”為主。本文基于建構主義學習理論對網絡技術綜合實訓課程進行教學改革。主要包括明確實踐教學目標,通過加強綜合性、設計性實踐項目,完善教學內容,加強實踐教學的組織管理和考核,使學生能夠靈活運用計算機網絡知識完成一個網絡系統的設計與實現。
參考文獻:
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中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)13-0242-02
計算機網絡是一門交叉學科,涵蓋內容廣泛。隨著社會應用需求的發展,對網絡工程專業的學生,除了要求理論知識外,還要求具有實踐動手能力。本校結合學生學習和就業實際情況,將網絡工程專業教育主要分為網絡工程方向和網絡信息安全方向,抓住方向共性,突出方向特性,不斷加強方向性建設,已取得初步成效。由于本學科發展迅速,理論和技術不斷更新,這要求我們在進行網絡工程專業方向橫向建設的同時,也要進行兩個方向的縱向建設,既在做出專業特色的同時,也與時俱進。
一、網絡工程專業方向劃分
目前高等院校基于網絡工程教學的人才培養模式主要有研究型人才、應用型人才和技能型人才三種。自教育部《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》以來,開展實踐教學活動,強化學生的實踐動手能力已經成為構建新教學體系的重要目標。[1]根據社會對網絡工程人才的需求以及教育部對學生培養教育的指導思想,我們將本校網絡工程專業劃分為兩大主要方向:網絡工程方向及網絡信息安全方向。其中,網絡工程方向主要培養學生的工程實踐能力、網絡規劃設計能力和網絡文檔編寫能力。網絡信息安全方向主要培養學生思維研究能力、實際動手能力和網絡管理能力。在師資配備方面,兩個方向分別有教授、副教授及講師組成的教師梯隊,結合自身研究水平及專業特長,承擔不同教學任務及學生能力培養。
二、方向性建設的共性與特性
(一)方向共性
網絡工程方向及網絡信息安全方向,都注重人才培養,響應國家培養工程型、創新型、實踐性人才號召,從過去的“以教為主”向“以學為主”轉變,提高學生學習積極性和主動性。拓寬學生在專業方向上的視野,提高學生對專業技術的興趣,教學目標不僅僅停留在學生學會書本內容,更要讓學生通過專業知識的學習而提高實際動手的能力。在課程設置方面,通過主流專業課程教育培養學生基本技能及專業技能;通過各專業課程內容的交叉涵蓋,培養學生的綜合技能;最后通過前沿性課程及課外實踐發掘和提高學生創新技能。以網絡工程專業為依托,除計算機本科大類基礎課程外,還設置了5門專業核心課程,突出網絡工程專業特色,體現專業需求,為兩個方向建立系統的專業知識結構打下基礎。此外,還提供13門網絡工程專業課程作為任意選修,兩個方向的學生都可以根據興趣和專業規劃進行選擇。課程主要內容見表1。
(二)方向特性
在課程設置上,兩個方向各有三門具有代表性和方向性的專業課程。這三門課程是作為該方向學生學習的專業必選課程,同時也作為另一方向的可選課程。課程主要內容見表1。
網絡工程專業實踐教學體系主要包括驗證性實驗、綜合性實驗、自主實驗、課程設計、認識實習、生產實習、畢業實習、畢業設計、創新創業訓練、大學生學科競賽等環節[2],在提高學生實際技能和人才競爭力方面,兩個方向通過課內外多項實踐,達到對學生個人能力的提升。
1.網絡工程方向。①模擬招投標:學生在進入方向學習的初期,就獲得模擬項目目標,要求學生在一學年內按照網絡設計招投標和網絡安裝調試及測試兩部分完成此項目。項目以學生為主,教師為輔,在整個方向課程的學習過程中都帶有目的性,而學習到的知識和方法,學生都會主動應用到項目中去。分組實施,團隊分工合作的方式,也培養了學生的團隊合作精神,讓學生在長期與他人合作的過程中,發掘自身長處。項目完成后,由多名專業教師共同對項目完成情況作出評價,總結優點與不足。[3]②具體工程項目參與:利用學校機房建設的機會,讓學生到工程現場參觀學習,并直接參與到工程進行和驗收過程,擔任網絡工程監理、工程測試員及工程驗收員的角色。讓學生真正地將課程所學應用到工程項目中,實際基礎項目流程,積累大量實踐經驗。③與專業認證結合:結合專業要求及學生就業特點,課程內容與權威專業認證接軌,實現課程與網絡工程技術前沿性和理念先進性的接軌。截止目前,已有各年級多名同學通過了國家軟考、思科、微軟等認證考試并取得證書。
2.網絡信息安全方向。①專業實驗項目:網絡信息安全方向建立了信息安全實驗室和網絡攻防實驗室,有完整系統的實驗內容和項目,學生可根據課程要求進行驗證性實驗,也可以結合多個知識點進行綜合性實驗。并將網絡管理與網絡具體項目要求相結合,提高網絡管理的實際操作性。②開展和參與學科競賽:積極組織學生參加校級、省級、國家級的信息安全相關競賽,在鞏固基本知識的同時,更多地接觸網絡安全新技術和新理論,拓寬視野。學生在競賽過程中,激發學習主動性,從被動接受逐漸變為主動學習,從簡單應用逐步實現創新。整個競賽過程中,學生是主體,教師只起方向性指導和思維啟發的輔助作用。
三、專業方向的橫向建設與縱向建設
(一)橫向建設
網絡工程專業兩個方向,既有區別又有聯系,專業方向的橫向建設旨在讓兩個方向各有側重分別建設,注重專業的深度和廣度,建出專業方向特色。兩個方向在課程內容制定和方面,注重課程之間的聯系和知識結構的完整性,力求建立完整的專業知識體系。這不僅需要關注兩個方向的共同點,也要區別兩個方向的特性,兼顧發展。例如網絡工程方向在工程后期實施和維護,離不開網絡管理;網絡安全也與網絡初期設計及組網息息相關。兩個方向分別建立了專項實驗室,其目標不僅僅是針對課程,更重要的是培養學生實際動手能力。例如網絡信息安全方向的信息安全實驗室,可以完成網絡攻擊、計算機病毒、身份驗證、訪問控制、信息隱藏、加密通信、安全操作系統、防火墻技術、入侵檢測技術、網絡掃描、協議分析等一般實驗室無法完成的實驗。例如網絡工程方向的組網實驗室,通過真實交換機、路由器等設備,完成網絡組建實驗。這些實驗室的建立,學生能夠在實驗室的教學環境中,接觸到社會工作崗位上正在應用的主流知識和技術,全面掌握應對職業崗位的技術技能,加強對學生實際動手操作技能的培訓,從而彌補了專業技術人才培養與社會實際需求之間的差距。
(二)縱向建設
縱向建設主要注意各專業方向的與時俱進。網絡工程專業發展迅速,不斷有新技術新概念出現。這就要求我們在專業建設中不斷改進課程設置和培養方案。在課程設置上,每一次新的培養方案都會將目前最主流的技術和內容放在最重要的位置,或將這些內容加入到已有的課程中。大膽地去掉一些已經過時的內容,并將暫露頭角的新內容安排到任意選修中。在實驗室建設上,我們正在建設網絡工程綜合布線實驗室和網絡測試實驗室,一方面加強學生工程實踐能力,一方面為學生實訓和開展創新創業提供平臺。在新實驗室的建設上,力求使將來實驗內容由驗證性實驗和綜合性實驗,拓展到學生自主實驗,讓學生能對學習內容舉一反三,激發對專業的熱愛和興趣,縮短學校培養和社會需求之間的差距。
四、結語
綜上所述,網絡工程專業需要培養應用型人才,培養方案、課程設置和實驗室建設等內容,都將決定人才培養的效果。而方向性建設,是為了培養更專業的綜合素質人才,只有有特長有能力的人才,才是具有社會競爭力的,這是我們教學改革的目標。根據近幾年的學科競賽、職業資格證書考取及就業情況來看,我們的教改是成功的。在未來的教學改革中,我們將繼續加強實踐條件,擬建網絡工程綜合布線實驗室、信息安全競賽模擬平臺等,并不斷更新教學內容,與時俱進,理論實踐結合,培養更加優秀的網絡工程人才。
參考文獻:
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2012)28-6739-03
1 概述
信息安全是一門新興的學科,2004年成為一門正式的本科專業,目前也成為科研機構和大專院校的一個重要研究領域。網絡與信息安全也是一門交叉學科,它涉及到數學、信息、通信和計算機等多門學科,綜合性較強。作為一門課程,主要面向計算機科學與技術專業、網絡工程專業、信息安全專業等高年級的本科生來開設,在學生掌握了一定的網絡基礎知識和具有一定的編程能力的基礎之上,通過本課程的學習,深入了解在網絡和信息安全領域的一些關鍵技術,例如加密技術,防火墻,VPN等。因此更加要求學生具有較強的實踐動手能力。結合作者所在學校的實際情況,本文主要針對在獨立學院中,考慮到學校的培養方案和學生的特點,如何讓本課程能最大程度上達到原本的教學目的,分析教學和實踐內容以及教學方法存在的問題,展開探討,并嘗試進行一些改革。
2 課程現狀與存在的問題
2.1 人才需求和相關課程建設
從國內各個公司企業的實際需求來看,信息安全技術人員及其匱乏。專業的反病毒工程師在IT職業架構中還是空白。隨著信息安全受到社會各界越來越多的關注,以及網絡中日益增多的安全問題的發生,對具備一定安全技能的技術人員的需求越來越突出[1-2]。
為了適應實際需要,我校在2008年成功申報開設了網絡工程專業,網絡安全作為本專業中一個重要的方向。作為獨立學院,立足于所在的廣東省的經濟發展方向,我們所培養的學生的主要目的是:在掌握了一定的專業基礎知識后,要有很強的動手和實踐能力,能很好的適應相關企業的實際需求。作為網絡工程專業的學生,在完成了前兩年的基礎課和專業基礎課以后,在第5和第6學期,我們開設了一系列網絡應用和網絡安全方面的課程。第5學期主要包括:計算機網絡,網絡操作系統,TCP/IP協議,網絡安全。第6學期主要包括:局域網互聯技術,網絡管理,網絡規劃和設計,網絡協議編程,網絡攻防技術,無線網技術等一系列專業選修課程。這樣本專業的學生,在掌握了計算機的基礎知識以后通過這一年的學習,對網絡應用及網絡安全的知識結構又有了系統的了解。
2.2 教學目的及內容
本課程的主要教學內容有:1)了解網絡與信息安全的相關知識、方法,了解計算機系統與網絡安全的原理。了解網絡與信息安全的相關策略。了解操作系統安全、因特網安全和數據庫系統安全。2)掌握幾種主要加密方法的算法和原理。掌握加密技術和數字簽名、身份鑒別、認證之間的關系。3)重點掌握PKI、身份認證、訪問控制、系統審計。重點掌握幾種成熟的網絡與信息安全軟件的使用方法[3]。
理論課時為32學時,實驗課時為16學時。理論課以課堂講解為主,輔助多媒體課件,對主要問題進行課堂討論,學生課后完成相關主題的課程報告。成績考核:平時成績占10%,實驗成績占20%,期末考試成績占70%。
2.3 教學中存在的問題
1) 需要開展有針對性的教材建設
目前可選用的教材大部分選擇了摘抄和羅列標準條款。而這些內容對那些剛剛接觸網絡安全的學生而言是相當晦澀的。我們認為,對于本課程中這些比較難于理解的內容,教科書應該把重點放在其導讀和解析方面。
2) 學習內容過分偏向理論,與實踐脫節
由于本課程是一門交叉學科,特別是密碼學這部分,涉及到了數論的知識,從學生的角度來看,通常認為這部分內容很難理解,不易學習和掌握。在本課程教學中,過多偏重理論知識的學習和考察,講授的一些安全技術,與實際聯系較少,理論知識的學習過程顯得枯燥無趣,目前還主要以單純的教師講授為主,學生只是單純的在接收學習信息,缺少學生的參與和互動,從很大程度上削減了學生的學習積極性,逐漸脫離了應用人才的培養目標。
3) 實驗環境相對復雜,實驗室建設困難
網絡技術發展迅速,設備更新換代快,即使建成高效完整的實驗室,也會在較短時間內陳舊過時。目前,高校網絡實驗室的設備大多只用來進行局域網實驗,而對于網絡安全方面的常用技術,如網站的入侵檢測、SQL注入、VPN 等,則難以開展實驗教學。只依靠擴大經費投入、增加設備購置進行網絡實驗室建設,不能解決上述問題,也無法適應網絡安全技術飛速發展的需要。利用模擬實驗軟件,與現有實驗設備相結合,搭建虛實結合的網絡實驗平臺,解決實驗項目落后,提高實驗教學效果的有效解決方法[4]。
3 教學與實踐環節的改進
3.1 多樣化的教學方式
本課程以課堂教學作為主要的組織形式并輔以實驗教學,并應用多種教學方法。理論部分主要以課堂教學和講授法為主,以多媒體教學手段為輔,為后面的應用和實踐部分打下好的基礎。為了在應用和實用技術部分有效地培養學生的各種技能和提高學生的動手能力,采用了多種教學方法,大大加強學生參與的機會。其中基礎介紹性的部分采用講授法以提高效率,具體技術和工具的應用部分應用實驗教學并輔以學生自學、討論法。
1) 強調理論與實踐結合
本課程要求學生較系統地掌握網絡安全領域中所必需的基礎理論知識和基本技能,具有較強的實踐動手能力,掌握網絡安全相關協議,安全防御與攻擊技術,安全檢測的方法,構建安全網絡技術[5]。
通過本課程的學習,在學生掌握和具備了扎實的計算機網絡安全知識基礎上,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安全認證考試,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。由于課時數的限制,無法對本門課程中所涉及的各學科知識過多介紹,這會對學生深入理解及融合相關知識帶來影響。在課程教學中采用理論與應用相結合的方法,激發學生學習興趣,通過閱讀相關文獻,針對身邊的應用學習技術,并上升到理論,進一步理解和掌握各種網絡安全技術的原理與應用。結合實驗課,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。掌握舉一反三、學以致用的學習方法。
2) 采用啟發式教學方法,鼓勵學生主動思考
在課程內容安排上先提出網絡中存在的威脅、分析產生威脅的原因,然后介紹安全體系結構,使學生能夠對信息安全框架有一個整體的認識,在其他各種安全技術的講解中,重點內容采用實例分析和動畫演示,使學生能夠深刻理解學習內容,激發學生的學習興趣,取得了良好的教學效果。采用啟發式教學方法。針對現實中網絡上的安全問題,例如網上銀行的信息保密,鼓勵學生自己去了解問題,分析問題,查找資料去了解目前采用的解決方案,然后以小論文的形式自己總結。
3) 培養學生動手能力,鼓勵創新
網絡安全是計算機學科的一個新方向,很多技術在現有的教科書中都沒有涉及,特別是一些國內外的新產品和研究成果。把這些內容安排到學生的課外作業中,不僅能拓寬學生的知識面,還能增強學生的研究興趣。
3.2 實驗室建設
建設網絡安全實驗室是為了構建一個完整的配套實驗環境,以便開展實驗課及實訓課,實驗環境的建設包括硬件和軟件兩個方面。
在硬件建設上,學校采購主流網絡廠商的網絡設備,包括路由器、交換機、防火墻等。因為不同的網絡設備商的產品會有所區別,雖然同類型的設備結構基本一致,但不同廠商的產品操作方式是有區別的。為了讓學生更好的熟悉不同類型和不同廠商的的產品,我們把網絡設備分組,每組中至少包含一臺路由器、一臺三層交換機。不同組的設備型號和廠商會不同,每次實驗不同組的同學可以進行對比和交換實驗臺進行實驗。
在軟件實施上,采用中軟吉大的“網絡與信息安全教學實驗平臺系統”。對于密碼學,系統安全,網站漏洞檢測,病毒防御,VPN等主要內容,此實驗平臺都提供了模擬的實驗環境,能夠滿足對于本課程的實驗操作需求,而且有較詳細的實驗原理解釋,提供了大部分的實驗工具,為實驗準備節省了大量時間,可以讓老師和學生把主要精力集中在對應的實驗原理理解與操作過程中。此外,因為網絡安全實驗對實驗環境要求較高, 實驗操作也具有一定破壞性。我們還利用安裝虛擬機的方式消除實驗環境所帶來的影響。利用虛擬機進行所需網絡環境的組建,學生的實踐動手能力得到了很大的提高,利用網絡上開源的工具軟件,也能快速熟悉常見的網絡安全技術的實現與使用。這在實驗教學上取得了不錯的效果。
3.3 實驗項目設置
為了更好的讓學生將理論與實踐融合,深入理解理論課所學知識,我們重新設計了實驗內容(表1)。并且采用了分組實驗,“任務驅動”的方式進行,極大提高了學生動手實踐的主動性。
4 總結
網絡安全是網絡工程專業本科生較為重要的一門課程,它涉及到知識面廣泛,又不斷出現新技術,使得教學與實踐中不斷有問題出現。為使學生能夠掌握關鍵的網絡安全技術,具備規劃安全網絡方案的能力,本文在理論教學方法,實驗室建設,實驗內容的設置上進行了一些有益的嘗試。在獨立學院的教學過程中,我們注重培養學生動手實踐能力,采用多元化的教學方式,通過理論聯系實際,使學生盡快掌握所學知識,取得了良好的教學效果。
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