网络工程课程论文

2022-05-11

今天小编为大家推荐《网络工程课程论文(精选3篇)》,希望对大家有所帮助。摘要为提高细胞工程教学质量和效果,针对综合性重点大学的生物技术专业的学生,对细胞工程课程教学现状进行问卷调查,并提出相应教学模式和教学方案的特别设计,以期解決教学现状中出现的问题,为培养适应现代社会需要,且具有创新能力高素质人才提供保障。

第一篇:网络工程课程论文

《网络工程》课程实验教学探讨

摘要:《网络工程》实验教学是网络实践教学工作中十分重要的环节,本文结合教学过程中的心得体会,针对《网络工程》实验课程开设过程中所存在的问题,从大纲制定、教材选取、实验内容设置、教学方法及实验环境建设和师资力量培养五个方面对问题进行了分析探讨,提出了笔者的观点。

关键词:网络工程;实验教学;教学方法;实践教学

近年来,随着计算机网络技术的发展,网络的硬件传输介质、网络设备、网络操作系统、传输协议、互联技术等方面都有了迅速发展,新的技术也不断的涌现。网络技术迅猛发展的同时 ,社会对网络技术人员的需求也越来越大。为了满足需求很多高校或把计算机网络作为一个独立的专业方向即网络工程专业,或把传统的计算机专业学生分成几个培养的方向,如软件、硬件、网络等方向,其中在网络方向中增开了许多与计算机网络有关的专业课程,如《网络工程》、《TCP/IP协议分析》、《网络程序设计》等,以培养网络工程的相关人才。目前,各高校网络工程课程的理论教学内容也不尽相同,所开设的实验教学内容也有着很大差别,其中尤其体现在大纲教材、实验内容、实验环境及师资培养这几个方面。因此《网络工程》课程实验的开设仍处在一个不断实践和探索前进的过程中。

1 教学大纲的制定和教材的选取

《网络工程》是一门知识面宽、应用范围广、实用性很强的网络技术课程,是对计算机网络理论知识的应用。我校为适应本科网络教学的发展和人才培养的需求,本着培养学生动手能力,增加学生就业技能的目的,开始在《计算机网络》课程的基础上开设了《网络工程》、《网络安全》等一系列网络课程。

首先,在制定《网络工程》教学大纲的过程中,一定要考虑到网络系列课程之间交叉重复的教学内容[1],比如一些网络实验在《计算机网络》、《网络工程》、《网络安全》哪门课程中设置比较合理,让学生容易接受,也可以有效地避免教师授课重复,所以各门课程一定要进行统筹安排,形成网络方向的一个课程体系。

其次,将面临的是教材的选订,目前出版的網络工程教材数量有限,且内容各异,侧重点各有不同,那么在开设了《计算机网络》课程后,如何选择一本适合本校学生使用的《网络工程》教材尤为重要,即要兼顾网络工程理论的讲解,又要有较先进实用的实践内容作为支撑,为此,在查阅大量网络教材后,最后选择了石炎生老师编著的《计算机网络工程实用教程》,最新已经为第2版了,目前来看学生反响还不错。

另外,作为实验教学环节,笔者认为最好编写实验指导书,既方便实验的讲解也有利于学生进行实验参考,但不利的就是学生容易对其产生依赖性,不愿意自主学习,去设计创造实验。

2 实验内容的设置

《网络工程》课程实验内容的设置在遵照大纲培养目标的前提下,应根据学时限制和现有实验环境合理的设置,设计多类型、多层次的教学实验,循序渐进地开展实验教学,加强学生实践能力的培养[2]。

首先,可以设置一些如网线的制作,局域网的组建等基本实验,使学生认识和了解网络,从简单的局域网入手,激发学生对网络的学习兴趣和网络理论的理解。然后,可以设置有关网络配置与管理的实验,如配置DNS、DHCP服务器,WWW、 FTP服务器和电子邮件服务器等实验。最后,采用硬件或软件仿真来完成网络工程类实验,如交换机和路由器的基本配置,VLAN的配置,静态路由的配置、RIP和OSPF路由协议的配置,ACL,VPN等实验,利用模拟软件组件中小型网络,以此来帮助学生理解网络的基本构架。

此外,可以通过加强提高学生自学、开设创新和动手能力的课程内容和实践环节,与实际相结合,培养和强化学生的创新精神,可以充分调动学生学习网络的积极性,在一定程度上提高实验教学效果和学生的综合应用能力。

3 教学方法的改进

根据我校《网络工程》课程教学大纲要求,课程总学时为56学时,其中理论为36学时,实验为20学时。要在课时量少、教学内容多的情况下取得较好的教学效果,必须要改进传统的教与学的教学方法。

在授课方法上,从传统的教师为主导向以学生为主体的课堂转变,让学生参照实验指导书按步骤完成实验的教学方法要有所改进。在实验课前教师要事先准备实验,发现实验中的重点、难点及容易发生错误的问题,课上要首先对实验进行讲解,包括实验的目的,原理、实验设备和实验步骤等,同时建议在讲解的过程中,边讲边做,现场敲命令,手把手带领学生一步步完成实验。当然这些也可以参照实验指导书,让学生在此基础上自行完成基础实验,然后设计网络展开有一定难度的实验。在实验的过程中也可以有意识的加入一些网络编程与网络配置相结合的实例,以帮助学生进行软硬件相结合,实现网络编程的能力。每个实验完成后,要求学生根据自己的操作过程写出实验报告和心得体会,作为实验课程的考核依据。

在课程教学进度安排上,一定要合理安排理论课和实验课的周学时,力争做到理论讲到哪,实验就做到哪,避免实验进度快于理论或者落后于理论课太多。这样可以保持教学进度一致,使教与学能够相互促进、相得益彰[3]。

在实践教学过程中,也要考虑对学生学习成果的检验和鞭策,定期或者期末进行实验测试,可以采用分组抽签的形式自主完成实验,最后根据实验情况、实验报告、考核等情况客观评定学生的实验成绩,计入期末总成绩。

在课堂外,我们充分利用校园网络,建立了网络教学互动平台。在网站上设置了教学大纲、课件、教案、实验指导、视频等教学资料,同时可以进行作业的上传下载,在线答疑和学习交流等。提供了学生课后学习的平台,便于教师对学生进行指导,增强了师生间的沟通和交流。

4 实验环境的建设

在设置实验内容时我们提到所设计的实验一定要在现有实验环境下得以实现,不能空洞的讲解交换机、路由器的配置,即使没有真实的硬件设备进行操作,也要采用网络设备仿真软件来模拟[4],所以实验教学质量的高低很大程度上取决于实验室建设的水平。

不断改善网络工程的实验环境,促进理论与实践的完美结合,提高学生的动手能力,使在校学生可以有更多的机会了解并掌握技术的实现原理及实际运用。对于实验室的建设要有相对稳定的规划[5],实验环境建设要具有一定的先进性、系统性、前瞻性,应从发展趋势、课程设置等多方面全方位进行考虑,使网络工程实验室充分发挥应有的效率和作用,在几年内适应实验和发展的需要。

目前,我校在前期引进一套网络协议仿真教学系统的基础上,正在积极申请专门的网络工程实验室,现阶段采用的是虚拟的软件仿真实验平台,虽然提高了实验课的质量,但是还不能从根本上解决网络拓扑图比较抽象,不能让学生全面、直观地观察到整个网络,并可以实际操作网络设备等诸多问题,实验教学效果打了折扣。

5 师资力量的培养

除了以上四点之外,还有很重要的一点就是要重视师资力量的培养。作为教师应具有良好的业务能力和综合素质,如高度的责任感、高深的学术水平和了解观察学生学习状态等方面的能力。作为一名网络工程教师,不但要具备网络的理论知识的扎实基础,最重要的是要具有较强的动手能力、熟练的操作技能、较多的实践经验和精练的讲解技能。如在课上短暂的时间内将实验的目的、要求、实验设备的性能和使用方法等表述清楚,并能采用带有挑战性的提问来激发学生的创造思维和解决问题的能力[6]。

在网络技术日新月异的今天,重视教师理论和实验能力的培训,尤其是实践技能的培训是实现较好实验教学效果的重要保证,建立好学习进修的制度,可以采用“请进来” 和“走出去”的方式,在教学科研之余,充分利用时间参加各类网络技能培训,是提高教师实践技能的最为主要方法。

此外,为了推动网络课程的教学改革,可以积极申报网络教改课题,网络精品课及网络优秀教学团队等科研课题做支撑,促进课程教学,使网络教师的整体素质得以提升。也可以利用校园网的升级改造及网络实验室的建设等工程,锻炼和提高教师的综合实践能力。

6 结束语

结合我校实际情况和网络实践教学特点,本着与实际相结合,注重实践,突出动手能力培养,通过几年来不断实践与探索,大大提高了学生在网络工程方面的实际操作能力,较好的完成了本课程的培养目标,《网络工程》课程实验教学水平和教学质量得以较大提高,教学效果明显,学生反响较好,也使得很多观点在实践中得以充分验证,这些对于今后的教学工作意义非凡。同时,随着网络技术的日新月异和就业压力的与日俱增,也使得所以网络教师更加清醒的认识到搞好实践教学的重要性和紧迫性。

参考文献

[1]陈利平,吕明娥.以就业为导向,优化网络工程实验实训教学模式[J].计算机教育,2009(19):123-126.

[2]蒋小洛,李晗,李昌.电子类专业计算机网络课程实践教学体系[J].计算机教育,2010,(23):78-81.

[3]馮永利,温玉仑.通过课程改革提高网络人才培养质量[J].计算机教育,2010,(23):67-69.

[4]窦琨,赵海丽,马国泰.用Packet Tracer模拟软件提高《网络互联技术》实验教学效果[J].电脑知识与技术,2009(36):10476-10477.

[5]陈中举,王祖荣.《网络工程》实验教学的改革与思考[J].长江大学学报,2008,(5):197-198.

[6]彭剑,李芝成.“网络工程实验”教学的思考[J].计算机教育,2008(10):21-22.

基金项目:吉林省教育科学“十二五”规划课题(项目号:GH11164);《计算机网络》省级优秀课;吉林农业大学质量工程项目(“十二五”特色专业:计算机科学与技术专业)

[作者简介]韩永奇(1980-),男,讲师,硕士,研究方向为计算机网络、物联网与云计算;于合龙(1974-),通讯作者,男,博士,副教授,吉林农业信息技术学院副院长。研究方向:计算机网络,人工智能。

作者:韩永奇 于合龙 马丽 王靖会 邓蕾蕾

第二篇:细胞工程课程教学改革探索细胞工程课程教学改革探索

摘要 为提高细胞工程教学质量和效果,针对综合性重点大学的生物技术专业的学生,对细胞工程课程教学现状进行问卷调查,并提出相应教学模式和教学方案的特别设计,以期解決教学现状中出现的问题,为培养适应现代社会需要,且具有创新能力高素质人才提供保障。

关键词 细胞工程;教学改革;生物技术;问卷调查

Key words Cell engineering; Teaching reforme; Biotechnology; Questionnaire survey

细胞工程是在植物组织培养和动物细胞培养等基础上发展起来的新学科,具有基础理论与实验技术并举的特点[1]。细胞工程是以生物细胞或组织为研究对象,运用细胞生物学、分子生物学、工程学的原理、试验方法或技术,在细胞或组织水平上研究改造生物遗传特性和生物学特性,以获得特定的细胞、细胞产品或新的生物体的有关理论和技术方法的学科,既是现代生物技术的重要组成部分,也是现代生物学研究的重要技术工具,在高等院校生命科学及相关学科的课程设置中占有重要地位,学好该课程,可为今后从事生命科学相关研究与研发工作奠定良好的理论和技术基础[2]。

为提高细胞工程课程的教学质量和效果,使学生能真正学好该课程,为学生今后走上工作岗位或继续深造奠定坚实的基础[3],笔者以细胞工程课程教学改革内容为基础,对生物技术专业的学生进行了初步的问卷调查,获得学生对细胞工程课程教学现有真实情况的评价,并探索其中存在的问题,以期为深入教学改革提供依据。

1 细胞工程课程的现状

1.1 教材及教学内容 目前,细胞工程课程可供选用的教材很多,有安利国主编的《细胞工程》,杨淑慎主编的《细胞工程》,殷红主编的《细胞工程》,朱至清主编的《植物细胞工程》,谢从华主编的《植物细胞工程》,徐永华主编的《动物细胞工程》等[2]。不同的学校根据自己的专业方向和专业特色选用适合的教材,例如华中农业大学侧重于植物细胞工程人才的培养,选用谢从华、柳俊主编的《植物细胞工程》,福建师范大学侧重于掌握更多的理论知识和技术,拓宽学生的考研和就业范围,选用了安利国主编的《细胞工程》,而西北农林科技大学侧重于动物细胞工程,选择了科学出版社杨淑慎主编的《细胞工程》教材[2-3]。西南大学从综合性重点大学生物技术专业人才培养的目的出发,结合该校农学与生物技术学院教师和设备等实际情况,选用谢从华、柳俊主编的《植物细胞工程》(2011年,第2版),在学习教材的基础上,教学内容增加了动物细胞工程的部分内容,以期满足学生考研和就业的需要。

“工欲善其事,必先利其器”。好的教材是获得丰富全面知识的首要前提。通过问卷调查结果发现,大多数学生认为现有教材不能满足他们对知识的渴望,内容不太全面(图1)。在教学内容方面,大多数学生认为动植物细胞工程的知识都需要学习(图2),同时还应该补充微生物等方面的知识,使知识更全面,说明大多数的学生认为教材越完善、教学内容越全面,对自己今后的学习更有利。

1.2 课堂教学模式和多媒体课件 细胞工程课程是一门内容抽象、信息量大、实践性较强的综合性科学,采用传统的板书式教学方式难以满足学生对课程学习的需求[3]。为了使学生在有限的课时内取得更好的学习效果,在教学过程中,采用了多媒体教学手段,授课教师结合自己掌握的知识和收集到的资料,进行一定的补充和加工,将图片、文字、视频结合起来,形成生动、直观的多媒体教学课件,并着重对教学中的重点、难点作进一步讲解[3]。例如关于离体培养的动植物细胞变异类型的讲解,因为学生在上课之前尚未进入实验室,对动植物细胞培养的知识了解较少,如果只是简单的文字性描述,学生不容易接受,因此在课件中展示实际科研中培养的细胞的图片,会使学生更容易理解和掌握,特别是实际生活中动植物的宏观变异图片会给学生形成深刻的印象,激发学生学习兴趣。

但是,综合院校重点大学的本科学生对课堂教学模式和内容的要求更高,调查结果表明,学生认为仅多媒体教学是不够的,教师需要在课堂上增加一种或多种类型的教学方式,比如:启发式教学、探讨式教学、研究式教学、调查式教学等(图3)。对于课堂教学,大多数学生认为教师的多媒体课件还需要完善改进,应该加入更多的图片和视频;现有的课程内容不能满足专业需求;教师应在课堂上进行提问、讲故事、分析自然现象等教学互动,使课堂教学更生动、利于学习,使学生对知识的记忆更深刻;针对课程学习中的难点或疑点进行相关的专题报告和专题讨论,使学生理解更深入;教师在教学过程中,需要补充科学研究发展的前沿和动态知识(图4)。调查表明现有细胞工程课程的课堂教学不能满足学生的要求,教学模式需要更新颖、更灵活多变,教学内容需要更丰富的知识和更先进的技术,才能使课堂教学更生动、更活跃,获得学生的认可,提高学生的学习兴趣,满足专业的需求。

1.3 实验内容及技能 实验教学是细胞工程课程的重要组成部分,其质量高低直接决定整个课程的成败[4]。实验教学不仅可使学生加深理解和巩固器官、组织及其细胞离体培养的原理与技术等理论知识,同时使学生能够切实掌握细胞工程的基本实验操作技能,学会正确使用常规仪器和观察记录实验结果,并能对实验结果进行分析讨论,具备综合运用已学实验技术方法设计简单实验的能力,培养学生独立思考、综合分析、科学思维以及创新能力。细胞工程的实验设置(表1)模拟了研究型方式,结合科研项目进行,着重培养学生的创新能力。

由表1可知,实验类型多设置为设计型和综合型,可给予学生更多的创新空间,利于培养学生独立实验、独立思考、独立创新的能力。

图5表明:大多数学生认为实验内容较全面或全面,仅38.5%的学生认为实验内容一般。说明实验内容还是能够满足大多数学生的需要的。同时,调查实验技能难度结果显示(图6):74.68%的学生认为实验技能难度一般,需要调整难易程度的结构,做到难易相承,比例合适。并且有77.78%的学生认为现在学习的实验技能对以后的实习、工作及科学研究很少有帮助或没有帮助。另外,很多学生希望增加实验学时,做更多的实验,培养自己的实验操作能力;并建议设置更多的探究型实验,强调实验课和理论课应相互相衬,合理安排,利于理论联系实践。说明学生非常重视实验课程,对实验内容非常感兴趣,对实验技能的掌握非常渴求,对实验技能难度的设置和教学方式要求更高、更完善。适当的提高实验技能难度有利于提高学生对实验的兴趣,便于学生了解实验技能对今后的学习、工作及科學研究的帮助,进一步培养其实验操作和创新能力。

1.4 课程考核和成绩 考核是教育中不可缺少的环节,通过考核对教学质量、教学效果的反馈和检查,一方面,检查学生对知识的掌握程度,另一方面,教师可以发现教学中存在的问题,及时改进教学[5]。为了引起学生对课程的重视,进而掌握课程的基本内容和关键技术,为今后的工作和科研奠定坚实的基础[3],考核方式中实验技能的考核比例增加至50%,同时结合平时考核和期末考试,平时考核包括考勤、平时提问、课后作业等,期末考试试卷增加了灵活多样的题型,如判断题、看图填空题、连线题等,不但有助于增进学生对课程的深入了解,也有助于考核学生分析和解决问题的能力。

由图7可知,少数学生认为课程考核制度不科学合理,大多数学生认为考核制度可以接受的,认为科学合理的学生有39.24%。说明考核制度基本能够满足学生的需求,但也存在一定不足,应该灵活多变,才更科学合理。图8表明,大多数学生考试合格,但有极个别学生不合格,高分段的学生没有,说明试卷有一定难度,学生对课程知识学习仍停留在表面的记忆上,知识难点和疑点掌握、理解不够深入。调查表明,仅173%的学生在课程学习后会作较多的课后阅读和反思,大多数学生都很少或没有进行过相应的课后阅读和反思,甚至有235%的学生认为无所谓或没有必要进行课后阅读和反思,进一步说明学生对细胞工程课程的学习积极性和兴趣存在问题,导致对课程学习的重视度不够,成绩无法提高。

1.5 学习积极性和兴趣 细胞工程课程作为专业必修课,是生物技术专业基本实验技能培养的课程,是理论和实践紧密联系的课程,在生物技术日新月异发展的今天,学习该课程对于生物科学领域的研究和工作非常重要。学习的动力在于学习的兴趣,学习的进步则在于学习中经验和教训的总结。问卷调查显示:70.37%的学生对课程学习的积极性和兴趣一般,19.75%的学生学习积极性和兴趣较高,仅9.88%的学生学习积极性和兴趣高。直接说明细胞工程的教学存在问题,需要进行相应的教学改革,才能提高学生对课程学习的重视度,提高学生的学习积极性和兴趣,增强学习动力,促进学习进步。

2 细胞工程课程理论、实验教学模式和方案的特别设计

总结细胞工程课程的现状调查,可看出课程中出现的问题:学生认为教材不全面、教学内容欠缺、教学模式的单一造成课堂教学生动性不够、实验教学内容不全面、实验技能提高不够、学生对考核制度存在质疑、学生学习的积极性和兴趣一般等。导致学生虽然考核过关,但并没有在实际技能和知识上获益。所以针对现存问题,笔者提出了相应的理论、实验教学模式和方案的特别设计,以期能够解决现存问题,改革专业课程教学。

2.1 细胞工程课程理论教学的特别设计

2.1.1 理论教学提供辅助教材。针对学生对教材认识不太全面、完善的问题,理论教学时可采用主要教材让学生精读,认真学习,同时提供一些辅助教材,让学生可以课后进行参考的方式,或扩充主要教材中没有的知识,课堂教学时主动提出并提醒学生课后进行相应的阅读,以此可弥补教材的不足。

2.1.2 理论教学内容的扩充。针对教材教学内容的欠缺,直接在植物细胞工程教学内容中增加动物细胞工程的内容,并适当增加微生物、人类研究等相关内容,使多媒体教学内容更丰富,并做相应比较、归纳和总结,增加教学内容的视频,使教学内容更直观生动;同时适当加入一些最新学术研究内容,增加学生的求知力。

2.1.3 理论教学模式引进探讨式教学。针对教学模式的单一性,直接在课堂教学中引入探讨式教学,给予学生不同的探讨主题,设置主题了解的内容,让学生在课堂上畅所欲言,相互交流,并进行课堂点评,可以增强学生对课程的兴趣,提高学生学习的主观能动性。

2.2 细胞工程课程实验教学的特别设计

2.2.1 实验教学增强硬件设备建设。针对实验中一些较难操作且实验步骤繁琐的实验,可引进一些先进的设备和器材,比如原生质体培养可采用一次性过滤灭菌器,培养基直接进行购买,实验中使用的一级水则购买更好的纯水机制备等,可以减少实验的误差和实验中出现的各种问题,易于操作,提高实验的成功率。

2.2.2 实验教学也引入探讨式教学。针对实验内容不太全面,实验时间较长,实验结果出人意料的问题,在实验教学中引入探讨式教学,即每次观察实验结果后就实验结果进行分组讨论,相互交流实验中的经验,分析出现的问题及影响实验结果的因素,这样不但可以理论联系实际,也可以集思广益,认识实验中的不足,并且可深入更多的教学内容,使学生触类旁通、见微知著,形成良性循环,提高学生的实验技能,增加学生的实验兴趣。

2.2.3 实验教学采用标记式考核。针对实验结果无法预料、实验步骤繁琐、影响实验的因素众多的问题,实验中采用每步留样,操作学生做好实验标记,可很快知道实验中哪个步骤出现问题,哪个学生没有做好。不但解决了实验技能考核无法量化的问题,也能分析出产生实验结果的原因,有利于纠正实验中的操作错误。

3 结语

随着科学技术的发展,细胞工程课程教学对教师提出了更高的要求,在教学过程中不仅要不断学习和掌握学科发展的前沿和发展动态,更新自身的知识理论框架,而且在教学过程中要灵活运用不同的教学方式,使课堂气氛更加生动有趣,提高多媒体课件的质量,丰富实验教学内容,增强实验技能,灵活进行课程考核,使学生在轻松的学习过程中真正有所收获,为国家培养出综合素质较高、具有创新能力的优秀人才。虽然调查显示93.8%的学生认为现阶段没有必要进行双语教学,76.5%的学生认为不必在学校的网络教学平台上进行远程教学,但随着教育教学改革的进一步推进,双语教学及远程电子教学会逐渐提上日程,细胞工程课程的教学方式逐渐会和国际接轨,教学改革也会迎来新的挑战。

参考文献

[1] 谢从华,柳俊.植物细胞工程[M].北京:高等教育出版社,2004.

[2] 金美芳.《细胞工程》课程教学的几点体会[J].福建师大福清分校学报,2013,119(5):74-77.

[3] 马瑞丽,杨淑慎.生物工程专业动物细胞工程课程教学改革探讨[J].安徽农业科学,2013,41(13):6062-6063.

[4] 李建秀,张红霞,谢东甫,等.生物技术专业细胞工程实验教学的设计与体会[J].基础医学教育,2011,13(5):457-459.

[5] 唐琦,马明霞,雷迅.高等院校课程考核改革探索[J].中国成人教育,2012(1):139-140.

作者:林呐 刘列钊 黄远新 周清元

第三篇:网络工程专业通信类课程实践探讨

摘要:网络工程专业与市场需求和应用结合密切,强调工程性、系统性和实践性,其专业课程可分为4个系列:电子类、计算机类、通信类和网络类。通信类课程是学好网络工程专业课程的一个重要基础,文章针对网络工程专业的主要特点及教学实践经验,就网络工程专业中通信类系列课程如何开展课内实验、综合设计及创新等实践环节进行探讨。

关键词:网络工程;课程体系;通信类课程;实践

0 引言

网络工程专业是在计算机科学与技术、通信工程和电子工程等专业的基础上,通过多专业知识不断交叉、融合而发展壮大的一门较新的学科和专业。与计算机专业相比,网络工程专业基本上是从计算机专业的计算机网络专业方向发展起来的,其教学组织管理大多也由计算机学院/系实施。网络工程专业的知识体系主要是通过精简一部分计算机专业课程,增加一部分网络与通信类课程来构建,其专业课程可分为4个系列:电子类、计算机类、通信类和网络类,如图1所示。其中网络类课程主要涉及IP层以上的有关协议和理论,更加关注IP网、企业网、专用网和互联网及其设备和系统的开发、规划、组网、安全与管理,它与计算机类课程一起构成网络工程专业的骨干课程体系。通信类课程主要由通信工程专业的部分专业课程精简而来,其主要知识单元涉及网络体系结构中IP层以下的协议知识,偏重于电信或广电等公用网络系统平台及设备的开发与建设。因此,学好通信类课程是学好网络类课程的一个重要基础,而且两者相辅相成。只有融会贯通地理解并掌握两者的主要专业知识,才能理解三网融合、全程全网的大概念,掌握完整的网络与通信知识体系。另外,网络工程专业与市场需求和应用结合密切,更加强调工程性、系统性和实践性。

目前有关网络工程专业实践内容探讨的研究和论文较多,但对通信类系列课程实验环节的研究则较少。例如,文献[3]介绍了国防科技大学计算机学院通过开展多类型、多层次实验教学,加强网络工程专业人才实践能力培养的有关经验和建议;文献[4]给出了武汉大学计算机学院建设网络工程实训平台的方案、实验项目以及实践改革思路和措施。但上述两文献涉及的实验平台、项目和方法主要针对的是“计算机网络”等网络类系列课程。文献[5]介绍了北京邮电大学电信工程学院建设全程全网综合型实验室的构建方案与设想、实验设置与开发,以及部分实施情况和所收到的成效。实验网络平台涉及电话网、移动网、智能网、接入网、光纤网、信令网、同步网、网管网、数据传输网等,主要针对通信专业的实验室建设。因此,无论从实验设备购置、实验深度,还是从实验学时等方面来看,都不太适合网络工程专业的实验建设。文献[2]给出了网络工程专业开设通信类系列课程及其主要知识单元的有关看法和建议,但并未对有关课程实践内容的设置给出相关见解和说明。因此,本文将在文献[2]的基础上,作补充和探讨。

1 通信类课程内容实验设置

网络工程专业的通信类课程主要源自通信工程专业相应的课程,实验内容和手段丰富、成熟,主要问题是如何适当取舍。目前较常用的课内通信实验工具有两类:一是“教学实验箱+常用仪表”,二是通信仿真软件或系统。两者均可开展包括信号变换、编/解码、基带和频带传输、多路复用、无线信道衰落以及电信、移动等各类通信网络主要技术方面的实验,实验项目基本可涵盖理论教学中的所有重要知识点,并可与课堂教学同步展开;实验层次可囊括从基础验证实验到综合设计和创新实验,以及从综合课程设计到本科毕业设计课题;实验方法和技术都是长期教学经验的结晶和科研成果的浓缩。利用硬件实验箱或系统不但可以加深学生对知识点的理解,还可熟悉实验工具的使用,提高动手能力。利用通信仿真软件,如MATLAB和SystemView等,界面直观明了,实验开展更加丰富灵活。例如,通过拖拽SystemView功能元件库中的图符块(Token)并配置好参数,就可构成各式各样的仿真系统,对相应信号频域和时域的波形进行动态观察及分析,概念、原理和现象显示清晰明了,分析窗口还可给出眼图、星座图及BER等曲线图,非常有利于学生加深理解和掌握课堂理论知识。

实验教学体系一般可分为基础验证、综合设计和研究创新三个层次。课内实验项目大多以验证性实验为主,综合设计性实验为辅,目的是为了加深对课程理论知识的理解,增强基本专业技能的训练。根据文献[2],由于专业定位、数理基础、学时限制等原因,网络工程专业通信类系列课程可设置在5门左右(见图1)。主要教学内容以基本的通信理论和电信、卫星、光纤、移动等通信网的关键技术原理为主,对一些复杂而抽象的信号变换、电磁传播等数学知识仅作介绍。课程理论及实践教学的基本要求是能支撑网络类系列课程的学习和实践。因此实验项目的设置也应与之相适应。我们根据教学实践经验,提出如下几点看法:

1)实验内容除了开设一些重要且较抽象的通信原理或技术方面的实验外,建议尽量设置一些与计算机类或网络类课程关联较大的实验内容。这样,不仅可提高学生的学习兴趣,也有助于加强和巩固计算机和网络类课程知识。例如,除了专门设置调制解调、码分扩频等实验外,可选择数字信号编码(如CRC、HDB3编码)、计算机数据传输通信系统测试(见图2)等实验。在图2中,两台计算机通过通信原理实验箱连接,实验内容涉及计算机通信软件的设置与使用、RS232接口、数据通信控制规程、不同速率下的系统性能测量、信道误码和调制解调方式对通信性能的影响等知识点。

2)插图2具体实验项目安排要注意循序渐进、先易后难、先模块后系统。例如,在图2中,可先单独做BPSK/DBPSK实验和汉明编码实验,再做计算机数据传输系统测试实验。对于BPSK/DBPSK实验,如采用SystemView仿真软件,可先做BASK/BFSK的验证性实验,即给出完整的原理框图及所有图符模块和参数配置,实验目的是验证原理和熟悉仿真软件的使用。做BPSK/DBPSK实验时,则抽掉部分功能模块或仅给模块不给参数,让学生自己根据原理,设计、配置和调试系统,锻炼学生的综合设计能力。被抽掉的模块和参数最好是对应于学生容易忽视但又重要的知识点。

3)不同的实验项目可采用不同的实验工具,有利于学生了解和掌握更多的实验手段,也为今后毕业设计、创新研究甚至将来深造或科研打下一定基础。例如,“信号分析与处理”使用MATLAB工具,“数据通信”等其他课程就采用通信实验箱或SystemView仿真软件。在上述调制解调实验中采用SystemView,则在计算机数据传输系统实验中使用原理实验箱。如果条件允许,还可购置程控交换机、SDH设备、移动通信等实用设备,构建出真实的通信实训环境,通过开设演示验证、设备操作、配置、管理以及互通测试等各种类型的实验,使学生能尽快地建立真实、完整的通信和网络系统概念和掌握系统工作原理。

验证性或综合性实验能够使学生尽快熟悉并掌握实验设备,为后续进阶型及自主设计型实验打下良好的基础;使学生从实验中逐步增强发现问题、分析问题、解决问题、积累实用经验的能力。通过实验不但能够加深对基本理论知识的理解,还能提高工程实践素质,激发创新意识。

2 综合课程设计和创新实验设置

通过提供高水平的实验系统或仿真平台,开设综合课程设计、本科毕业设计、创新项目竞赛等实验项目,使学生能进一步巩固基础知识、接触科研前沿、锻炼科研能力、提高工程素质、培养创新精神。

网络工程专业知识领域较广,口径较宽,需要开展和加强的实践项目也较多。因此根据专业培养目标,目前大多数院校开设的综合课程设计主要对应的是网络类系列课程,如网络工程课程设计、网络协议或应用软件开发课程设计、网络管理课程设计、网络攻防课程设计等。因此,如何在有限的实践学时内,开展通信类系列课程的综合课程设计及创新研究也是值得探讨的问题。我们认为可采取以下思路:

1)开展一些相对简单且与计算机或网络类知识紧密结合的综合课程设计,便于学生上手,提高积极性。例如,将计算机编程、仿真及硬件相结合,利用集成的仿真工具,通过电路原理图及硬件描述语言设计出通信电路,编译仿真后下载到实验板芯片上,并完成从设计、仿真到制作、验证的整个实验过程。

2)在网络工程等综合课程设计中增加一些与通信类知识单元有关的综合设计内容。通过购置一些程控交换设备、SDH光纤网设备、宽带接入网等设备,并集成入网络实训系统中,开设从底层通信到上层网络协议及应用,从语音到数据,从管理到传输,从接入网到核心网等综合课程设计内容。

3)结合毕业设计环节和创新研究竞赛,根据指导老师所从事的科研项目,如无线传感网、RF网、认知无线电等,开展一些有关通信新技术方面的研究和创新项目,并将这些科研项目设备融入到实验室网络与通信综合实验平台中,由此不断积累经验,完善系统,开设更多的综合或创新实验项目,丰富整个实验体系。

另外,也要加强实验教学管理,制定灵活的实验室开放和成绩评定等制度,提高学生课内学时实验效率,并鼓励学生利用课余时间加强和丰富实验内容。

3 结语

随着三网融合、物联网、云计算等发展,网络工程专业知识体系及内涵也在不断发展和成熟。计算机类和网络类课程构成了网络工程专业的主要知识体系,通信类课程是学好网络类课程的重要基础。而通信类课程的实践教学是掌握通信与网络类课程知识,实现素质教育和创新人才培养目标的重要环节。本文在文献[2]的基础上,就网络工程专业如何开展通信类系列课程实验设置提出了相关建议,有待进一步实践验证和完善。

参考文献:

[1]毛羽刚,徐明,网络工程专业调查及思考[J],计算机工程与科学,2010(增刊1):60-61。

[2]毛羽刚,曹介南,徐明,网络工程专业通信类课程设置[J],计算机教育,2010(23):119-121。

[3]蔡开裕,朱培栋,曹介南,等,提高网络工程专业人才素质之我见[J],计算机教育,2010(23):55-58。

[4]黄治国,黄建忠,张沪寅,等,网络工程实训平台建设与实践教学创新[J],实验室研究与探索,2011(30):146-149。

[5]吴建伟,张瑞芹,桑林,等,全程全网通信专业实验的开发与建设[J],实验技术与管理,2005,10(22):124-126。

(见习编辑:刘丽丽;编辑:彭远红)

作者:毛羽刚 蔡开裕 朱培栋

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