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关键词:校企合作;网络工程专业;应用能力培养
文章编号:1672-5913(2013)14-0114-04 中图分类号:G642
0 引言
卓越工程师计划要求企业参与学生的整个培养过程,提高学生应用能力与企业要求的契合度,现在我国开展的专业国际认证中一个重要的指标是企业对毕业生能力的评价,这两者都要求学生在掌握专业基本理论与具有基础实验能力的基础上,必须具备符合企业要求的应用技能。除了一些985高校和军校外,其他院校的网络专业实验室建设都存在一定问题,如缺乏足够的设备、设备更新慢、教师缺乏工程项目经验等,这些都在一定程度上阻碍了学生提高应用能力。于是,许多高校采用校企合作方式提高学生的实践能力。
上海理工大学于2007年开设网络工程专业,一直探索如何培养符合长三角区域企业要求的毕业生。上海的企业一般希望新员工在一周或最长一个月的时间内具备熟练的工作技能,这就意味着毕业生需要具备较强的应用能力。受学校各种条件的限制,走校企合作模式是提高学生应用能力的必然渠道。
1 企业调研反馈
上海理工大学网络工程专业的定位是培养应用型人才。为了使培养的人才符合市场需求,从2008-2011年,专业负责人对5家央企、5家世界500强外企、50家中型企业(每年更换20家)、50家小型企业(每年更换25家)进行调研,主要内容是网络设备厂商、员工工作性质和新进员工技能要求。调研结果如下。
(1)调研对象采用的网络设备厂商:思科的比重为72%~75%,占比下降;华为的比重为13%M8%。占比上升。
(2)网络日常管理工作比重为83%,该比重数据基本稳定;网络建设与升级比重为8%~10%,该比重逐年下降;网络测试比重为7%~9%,需求有些许增加。
(3)新进员工网络管理技能缺陷是不知如何进行网络故障定位和新加设备配置(特别是服务器与原有设备的兼容)。
(4)新进员工网络建设与升级技能缺陷是与客户的沟通能力不够。
(5)新进员工网络测试技能缺陷是对专用测试设备不熟悉和不会设计测试方案。
(6)一个没有经验的学生从进入企业实习到可以胜任网络管理工作,大约需要4个月左右时间。
(7)一个没有经验的学生从进入企业实习到可以胜任网络测试工作,大约需要40天。
2 典型校企合作方式对网络工程专业学生培养的局限性
由于上海产业结构的特殊性,上海企业主要由大型国企、外企、公司总部、精密电子类和软件类企业构成。目前上海理工大学的校企合作主要有以下几种典型方式。
(1)学生到生产实习基地学习。地点主要在大型国企,覆盖的专业比较多,学生以专业大班为基本单位到基地进行技能和工艺学习,由企业工程师进行专业技能讲授,时间通常为1~2个月。
(2)校企共建联合基地。主要由中型企业和高校联合建设,目前主要以机械类、电子和软件类专业为主。学生以专业小班为基本单位到基地学习,主要以动手为主,企业主要介绍专业制作工艺和规范,时间为4~6周。
(3)分散型培养方式。一个或多个学生到企业进行专业实习,以企业安排的工作为主。企业根据需要对实习学生进行针对性培养,以新人企业员工的培养模式为主,时间一般为4个月。
(4)工程师授课方式。企业工程师到高校进行专业技能和案例等内容的授课,一般是每学期8次左右。
这些校企合作方式的有机组合可以大幅度提高相关专业学生的应用能力,为其进入企业工作打下良好基础;企业也有充分的时间评估学生的工作能力,可以从中挑选新员工,是一个共赢方式。网络工程专业借助上海理工大学的生产实习基地和工程师授课方式开展校企合作,共同培养学生的应用能力。经过一轮校企合作后,我们发现学生应用能力提高有限,特别是在网络运维能力方面。
我们通过对学生整个实习过程的观察,找到了问题的关键,即网络工程具有特殊性。实习基地的网络系统都是企业的真实系统,各种生产数据都在网络上运行,因此学生只是观看工程师对网络系统的操作,无法进行实际操作。如果在实习期间,网络系统运行正常,学生看到的就与课堂教学内容基本一致,对其帮助有限,这样学生在大型国企的网络实习就变成了网络机房和设备的参观。此外,考虑到安全性问题,我们无法安排大量学生到综合布线现场实习;同时受仪器数量和合作企业项目数量与施工地域的限制,我们也无法安排所有学生进行网络性能测试现场实习,而是每年仅能有10多名学生进行网络性能测试现场实习。要提高网络工程专业学生的技能,我们需要尝试一些新的模式。
3 多模式校企合作方式的建立
针对学生实习过程中的情况,我们通过分析与研究采取以下几种培养模式,同时经过两年多的实践,也取得了一定成果。
3.1 压缩理论教学时间
为了保证学生学习实际技能的时间,我们将专业课程往前压缩,学生基本用3年时间就可以修完规定的学分,然后用一年时间进行专业实习与毕业设计。我们从2010级新生的培养计划开始,将第7学期设定为专业实习,学生必须有一个学期的实习时间,而毕业设计一般都在企业完成(教师和企业工程师共同指导),这样就基本可以保证学生有10个月的时间在企业实习。同时,光电信息与计算机工程学院学生的理论教学学分与其他学院相同,也基本与国际认证所需要的学分相当,符合国际认证标准。
3.2 按学生兴趣分流
学生选取专业有一定的盲目性,虽然上海理工大学提供两次选专业的机会,但是学生在学习过程中还是会发生兴趣的变化。对网络工程专业学生的调查发现,希望今后从事网络管理技术工作的学生占45%左右;希望从事网络建设与测试的占5%左右;希望从事网络软件编程的占45%左右;其他占5%左右。这几个数据表明2013年网络工程专业毕业生的就业分布情况与2011年和2012年的情况基本吻合。按照学生兴趣,我们从学生大三开始将学生分成3个大组,采取共性与特性相结合的方式,对学生进行专业技能培养。
3.3 聘请相关企业人员进行专题授课
任何一个行业都有一些特定的工作规范,而教师接触的企业有限,导致教师对规范了解和研究不够;而企业经理级的员工对工作规范则很了解。于是,我们聘请工作10年以上的企业经理向学生讲解职业规范与责任专题,通过大量的案例帮助学生建立起正确的观念,为进入企业实习作好准备。这种专题授课主要安排在大三上学期,针对网络工程专业所有学生。
在上海,思科公司和华为公司在帮助高校提高学生对专业知识的应用能力上有很高的积极性,公司都设有高校专职授课工程师职位。这些工程师对自己公司的产品非常熟悉,而且知晓正在研发的新产品特性和采用的技术。我们会不定期地请这些工程师进行一些技术专题的授课。为了让学生能够消化这些知识并保持学习兴趣,我们一般会限制专题的范围,保证工程师在3个小时内可以讲完,并且留1个小时的交流时间。这种专题授课主要安排在大三下学期,针对准备从事网络管理和网络建设与测试工作的学生。
3.4 引进专业培训机构
经过我们的分析与研究,网络管理可以拆分成各种经典案例和标准操作程序,而这个内容对高校教师而言,明显无法胜任。厂商工程师的强项是熟悉设备性能和相关应用;企业工程师接触到的网络情况则不同,由于网络故障和运维要求不同,企业工程师对一些状态的认识不同,导致案例分析得不够全面。专业培训机构的强项是具有丰富的案例,总结的技术方法实用性强,学生可以与专业培训机构保持较长期的联系,获得技术帮助;但是培训机构的一些商业手段与高校政策相违背。高校对专业培训机构的评价褒贬不一,一些高校限制其进入。上海的特殊点在于涉及网络工程专业的培训机构有100多家,他们需要广告效应和口碑效应,因此我们可以吸引其到学校授课,但同时限制它们的某些商业操作行为。
通过对机构的考察与交流沟通,我们选择两家机构深度参与学生的应用能力培训。腾科IT教育集团讲师负责网络设备设置、组网、网络运维、从CCNA到CCIE理论课程的免费培训,每周4~8个课时;部分实验安排在公司机房进行。从腾科公司聘请的企业工程师负责网络系统安全内容授课和案例分析。上海联进信息科技有限公司讲师负责服务器相关内容的免费培训,采取每天8课时、集中一周进行培训的方式;然后集中4周进行课程设计,将培训内容在学校实验室或公司机房进行模拟,这样学生的网络运维能力将得到很大提升,基本符合中小企业对学生网络运维能力的需求。学生经过这个过程后,通过学校介绍、自己寻找和培训机构推荐,到企业进行为期16周的实习。这些学生基本都受企业欢迎,70%左右的学生会留在企业工作,其余的则去了更心仪的企业。
3.5 开展企业项目制实习
网络软件编程对应的软件平台很多,企业的需求也不尽相同,因此我们无法采用与准备从事网络管理工作的学生培训与实习模式相同的模式。在大三上学期,我们与签约企业进行沟通,了解他们的用人计划、准备开展的项目以及采用的软件平台,然后为准备从事网络软件编程学生提供企业项目需要的平台软件和今后可能开发的项目,以便学生进行技术储备;同时企业会与学生面谈,选择认为合适的学生,为其安排技术学习进度和今后带教工程师。学生一般每3周左右与带教工程师面谈一次,沟通学习情况以及遇到的技术难题并请工程师进行解答。这部分学生一般在大三学习结束后,直接进入企业进行为期2个月的培训,然后参与企业的开发项目,并将这个项目作为毕业设计完成。学生在企业的时间约为11个月,经过实际项目开发的锻炼后,学生极大地提高了编程能力,并且相当一大部分的学生会留在实习企业工作。
3.6 成立学生技术兴趣小组
为了改变学生被动学习的态度,我们鼓励学生成立几个技术兴趣小组,包括网络攻防小组、网络运维小组、网络测试小组、Java小组和数据库小组。该技术兴趣小组采用高年级学生带低年级学生的方式,由一个或几个专业教师负责一个小组,并且有多个公司的技术工程师参与小组辅导。小组学生自己选择感兴趣内容,主要是局部技术问题,其中理论部分由教师负责讲解,实际应用由企业工程师负责。
在学校信息化中心的帮助下,网络攻防小组和网络运维小组平时参与校园网的管理。网络攻防小组主要负责寻找不安全的主机和服务器,并于找到后通知信息化中心教师。学生通过这个寻找漏洞的方式,了解到网络安全设置和一些防攻击技术。网络运维小组主要参与FTP服务器管理以及网络故障查找和修复,学生可以得到网络故障定位技能训练。
网络测试小组首先学习福禄克仪器的使用,然后分析实际测试方案,最后设计测试方案。我们与3家网络测试公司签订了协议,学校提供测试仪器,企业提供学生基本费用。学生一般在大三阶段可以参与2个实际项目的测试工作,并达到普通测试工程师的水平;在大四阶段到签约企业实习。
学生兴趣小组成员由被动学习变为主动学习,专业知识和技能提升较快,接收其实习的企业相对较好,就业情况比其他同学好很多,这也带动了其他同学的学习。
4 结语
针对学生的不同志向,我们采用针对性强的多模式校企合作方式,显著地提高了学生的应用能力。特别是学生技术兴趣小组,提升了学生关注新技术的注意力,同时提高了学生的组织能力和团队合作等各项能力。通过校企合作方式培养的学生符合企业要求,截止2013年6月15日,本专业仅有一名学生未找到合适的工作。现在的云存储技术对网络工程专业提出一个新的挑战,我们还需要寻找一种新的合作模式,提高学生的实践机会和应用能力。
参考文献:
[1]蔡静,校企联合培养“卓越工程师教育培养计划”进展研究[J],高等教育管理,2012(1):7-14
【关键词】独立学院;课程体系;案例教学
1.引言
课程建设是实施人才培养方案的中心环节,是提高教育教学质量的根本保证,直接关系到人才培养的质量。重庆邮电大学移通学院自2000年开始便在进行人才培养模式的探索、课程体系的研究与实验,经过了几届学生的实践,逐渐形成了具有独立学院特色的基于应用型人才的课程体系结构。
2.课程体系研究目标(以计算机系网络工程专业为例)
该校与国内著名高校合作,汇聚和开发优秀的教育资源,通过全面培育、重点突破的举措,至2015年,使该专业必修课中的85%达到重点课程建设标准;继续增设拓展学生能力与素质、以学科发展前沿和新兴交叉学科介绍为主要教学内容的选修课程;通过课程结构的优化、教学方法和手段的改革,形成在同类院校中具有优势和特色的课程体系。
3.课程体系研究内容
3.1 制定培养方案的指导思想与原则
本专业培养德、智、体、美、劳全面发展,掌握必备的基础理论和专门知识,掌握计算机网络技术、电信网技术、广播电视网技术的专业理论和专业技能,具备现代网络工程和网络系统运营、管理等方面的知识、素质和能力,具有较宽的系统专业知识,较强的计算机、外语能力和相关工程技术能力,具有在国民经济各部门从事网络系统基础规划﹑设计﹑及网络设备生产、安装、维护、管理、应用、开发、销售和售后服务等实际工作能力的工程应用型高级技术人才。
3.2 优化课程体系
根据新世纪高素质人才培养要求,吸收教学改革成果,重视对学生实践能力、双语能力、创业能力和创新意识的培养。以学科建设为基础,以社会对网络工程专业技术人才的能力需求为线索,根据社会需求和技术发展变化,调整专业基础课程和专业课程的内容,实现有机衔接,建成与信息通信领域紧密结合,以专业核心课程为主,专业方向明确,专业素养与人文素质相结合的多层次模块化的课程体系。
3.3 将前沿技术和实用案例融入教学内容,深入推进课程改革
按照基础课程和专业课程不同的应用特点,将主要基础课、主干课的改革注重在课程体系、结构整体优化的前提下,进行课程体系的重组、合并、调整,逐步形成一批特色明显的本校优质课程,提高授课质量。
该专业将计算机的前沿技术,如“云计算”,与当前学生所学课程进行了联系。云计算的技术架构及商业模式非常符合三网融合的发展特点,“云计算”平台可以有多种部署方式,对于广电媒体而言,最常见的是“私有云”和“公有云”两种方式,“私有云”即广电媒体自行建设和拥有的“云计算”平台,用户使用台内的局域网即可访问,而“公有云”则是由相关厂商提供的“云计算”服务,通常需要通过广域网访问。不论使用“公有云”还是“私有云”,都需要通过虚拟化技术将应用部署在“云”中,这也是其他行业使用“云计算”技术的通用做法。而该专业同学在整个大学期间所接触到的如下方面的知识(高密度的数据计算应用,如转码、流媒体服务等;高频度信息处理应用,如数据库、应用服务器等;海量数据存储应用,如基于“云架构”的存储)等均可以部署在“云”的应用中。
3.3.1 突出系统观点,开展基于网络体系结构与网络功能应用相结合的教学改革。
一般教材对计算机网络课程的内容组织是按照ISO/OSI参考模型,从网络的最底层(物理层)一直到最高层(应用层),依次介绍网络系统中每层的功能、使用的协议以及每层实现的关键技术。这样组织教学内容,逻辑性较强,概念与理论性较强,但是学生对网络整体结构和功能实现缺乏了解,不便于培养应用型人才。因此,在教学中该专业教师把计算机网络提升到计算机网络系统的高度来组织教学内容,当依次讲授完网络体系结构、各层协议的功能、特性、组成、报文格式、协议工作过程以及实现该层功能的主要技术后,最后以总结的形式将不同层协议串起来,并通过校园网这个典型应用案例将计算机网络系统的工作原理以及不同层协议之间的交互过程展示出来,使学生不仅只掌握网络某层协议的功能、特性和工作过程,还要能够将计算机网络作为一个完整系统来看待。
3.3.2 任务驱动与讨论式教学改革为培养学生分析问题与解决问题的能力。
在教师讲解的基础上,将一些基本内容和实践性较强的内容如计算机网络的概念、计算机网络的拓扑结构、Internet的发展过程、网络系统拓扑结构设计、计算机网络核心设备等结合起来,安排学生3~5人一组查阅资料、讨论并写出专题报告。然后由学生在课堂上向同学讲述,大家再一起讨论、分析和评价,这样使每个学生都有兴趣积极参与,活跃了课堂气氛,培养学生在实践中学习的能力,进一步提高了学生学习的兴趣和积极性,加深了他们对基本概念和基本知识的理解,提高了学生分析问题、解决问题的能力和协作精神。
3.3.3 案例分析与实物教学的改革在计算机网络课程的教学过程中。
以重庆市教育城域网为例,讲解各种网络互联设备(OH网桥、以太网交换机、路由器、防火墙等)的工作原理及配置[3]。在计算机网络课程的教学过程中,教师还经常将双绞线、光纤、以太网收发器、各种网卡、交换机、路由器等网络设备搬到课堂上,对照实物现场进行讲解,同时在课堂上现场给学生演示如何配置路由器和交换机,帮助学生更直观、更有效地了解和掌握交换机和路由器配置的原理和技术。
3.3.4 全面推广现代化教学手段,促进教学方法改革。
教师课堂教学目的明确,以课程教学大纲和学期教学进度计划表(教学日历)为依据组织教学,进行教学方法改革,主干课使用的教材质量有保证,内容处理得当。本专业校内实习基地包括:钓鱼城创意产业基地(含创业企业1家、微型企业3家,创意包装工作室1个、校园广告传媒工作室2个)、创业学院、大学教育培训园、微型企业文化创意产业孵化园、双体系卓越人才教育基地、素质拓展基地等,这些实习基地为本专业学生提供了丰富多彩的实习内容,满足了实践教学的需要,效果良好。
4.基于培养应用型人才的课程体系建设初见成效
该校网络工程专业经过几年课程体系的研究和建设,现已略有成果:
4.1 “三创”教育凸显成效
本专业全程贯彻实施“创造、创新、创业”教育理念,大力推进学生的“三创”意识,逐步建立了“三创”教育体系,把创业教育课纳入教学计划,作为任选课,着力培养学生的创业意识和企业家精神;广泛开展创业教育实践活动。2010年学院共举办了2次校内创业计划大赛,在“挑战杯”创业计划大赛重庆赛选决赛中取得了一银两铜的优异成绩;学院依托重庆市市级创意产业基地—钓鱼城创意产业基地,孵化学生创业公司3家,其中微型企业2家;选派创业指导老师参加教育部“创业高峰论坛”、“第十四届厦门国际贸易洽谈会”以及吉林大学“挑战杯”终审决赛,提高创业指导能力。在建设期间,达到95%以上的学生能够获得毕业文凭,80%以上的学生能够获得各类计算机中高级技能证书,80%以上的学生专业特长明显、优势突出,另外有15%以上的学生能够考取硕士研究生。使学生在就业应聘中能够充分展现自己的专业技能与特长。
4.2 校企优秀人力资源互相利用,提高师生实践动手能力
以校企合作为基础,利用学校师资与企业技术人才互补优势,加强对教师与学生的网络工程技术训练与网络项目开发训练。请进来——聘请了全国几大计算机专业实训机构来校承担课程设计的教学工作,共承担了本专业多门课程的课程设计教学任务,取得了较好的实践效果。
走出去——该系派送了教师全脱产到实训机构进行专业技能与项目开发的培训,学习时间从1周到1个学期。
4.3 科学而系统的教学体系设置,保证了该校课程体系的建设
多层次的实践教学体系,是培养学生综合实践能力的重要保证。网络工程专业设置了系统而科学的实践教学体系,包括实验教学、开放性实验室、参加老师课题组、校外实习以及毕业论文与设计。实践教学以“强化实践能力”为重点[5],以创新品格的塑造为核心,面向国家与区域经济发展,加强产学研结合,统筹教学实习、生产实习、毕业设计与就业需要,依托校内外实验、实践教学基地和科技园区,大力推进学生进实验室、进项目组、进科技园区、进实习基地,进产学研合作基地,真刀真枪实践,提高动手能力和创新创业意识。网络工程专业全体师生员工积极探索产、学、研联合培养形式及管理办法,与多个学科相关企业开展科研合作,联合建设技术中心,共同推动学校产学研活动的进行。
综上所述,目前对于全国所有的独立学院来讲,人才培养模式与课程体系改革都还处于摸索与研究阶段,本学院的对于人才的培养和课程体系的建设也还需要继续努力,争取在未来的时间里为社会培养更多的有用的栋梁之才。
参考文献
[1]童天慧.独立学院学生特点以及特色管理方法研究[J].教育界,2010(2):135-137.
[2]赵飞.基于工作过程的课程体系开发研究与探索[J].教育与职业,2009(6):28-30.
[3]葛继科,雷亮.案例教学在计算机科学与技术专业课教学中的应用[J].重庆科技学院学报(社会版),2011(9):150-153.
一.课程体系和教学内容的建设与改革
1.课程体系设计
课程内容的设计,紧跟时代形势及专业发展,及时吸收专业前沿知识,不断进行内容更新;重视理论课的引导,明确计算机网络的学习目的,掌握学习方法;及时把学科最新发展成果引入教学,更新、充实教学内容,增加了“计算机网络协议”、“下一代计算机网络创新与发展”两部分内容;正确处理课程内容的基础性和先进性,经典与现代的关系;妥善处理本课程与相关课程的关系;在课堂讲授内容的安排上,强调“基础”,突出综合应用基础理论解决实际问题的思路与方法。
2.教学内容的安排
教学内容的安排上注重理论联系实际,一方面注重训练学生扎实的基本功,另一方面,注重拓宽学生的知识面,使其适应社会主义市场经济和科学技术发展需要,力争培养应用型的人才。能力的培养是教学的重点,因此,在教学内容的安排上,我们注意学生运用知识的能力,分析问题的能力,独立提出见解的能力和创新的能力的培养。在提高学生的科学文化素质的同时,我们还注重培养学生的思想道德素质,从而达到教书育人的目的。
根据计算机网络课程自身特点:基础性、多学科、实践性,依据计算机网络层次结构安排课程内容,紧密联系实践。认真落实课程建设规划,指定具体实施方案,稳步推进;突出应用型人才的培养,全面加强培养学生的动手操作能力。鉴于目前工科类学生动手能力不强的弱点,在教学内容安排上注重理论联系实际,增加实验课时的比重,并通过多种方式增强学生的实际操作能力。
3.课程改革的特色
课程改革总体上遵循科学性、实践性、前沿性的原则,重点是对计算机网络的基本知识、基本理论和基本方法的探讨,强化教学质量,提升教学层次;通过改变过去教师授课、学生记笔记为主的传统方式,以案例分析串联整个授课内容,在必要的讲授之外尽量压缩理论授课课时,加大灵活运用知识的课时,如增大案例研讨、模拟实践的课时,培养学生实际运用知识的能力;最终目的是培养宽基础、个性化、强能力的应用型计算机网络人才。加强课程设计的综合应用,使学生通过查阅各种资料,对教师提出的命题进行设计,运用搜索到的资料综合、分析、整理成自己的知识积累,从而达到理论知识的学以致用、融会贯通和灵活掌握的目的。教师在教学实践中,注意以学生为中心,注意协调教学计划、教学进程与教学手段。课程教学内容在注重基本知识与基本技能的同时,更注重培养学生的实践能力与创作能力,为全面提高教学质量提供可靠保障。
二.实验室(资料)及实践教学的建设与改革
1.基本实验设备(资料)建设
到目前为止,专门用于计算机网络实验室有3个:1个计算机网络工程实验室、1个网络安全实验室、1个计算机网络综合布线实验室。具有符合实验要求的全部设备(资料),能够满足教学需要,保证设备、仪器状态完好,使用率较高。实验仪器所能完成的实验:有线网络实验;无线网络实验、VPN实验、网络安全防火墙实验、IPv6实验等。计算机网络工程实验室配置了8个实验组;每个实验组包含了一台CCM控制台、一台三层交换机、二台二层交换机、三台中端路由器、一台语音设备以及堆叠模块、语音模块、ISDN模块等;三层交换机支持IPv6,可进行各种IPv6的实验;语音实验采用两种方式的对接,一个是语音网关方式,一个是语音模块方式,两种方式都可以让学生见识。 配置两台机箱式万兆交换机进行高端交换实验,该交换机也支持IPv6交换,并且和每组的三层交换机进行VRRP实验。该交换机放置在机房核心机柜中,一方面承担着机房的运营工作,一方面成为高端实验的实验设备; 配置两台防火墙和一台IDS进行安全实验和防火墙实验。我们为网络安全实验室专门编写实验教材,并配发各种目前流行的黑客软件,编写黑客软件的使用教程,使大家掌握黑客攻击的原理和方法,并且利用安全设备组的配置,对黑客攻击进行防范,详细描述黑客攻防的技术,是网络安全实验室的特色,也是目前国内领先的教学方法。
2.实践教学内容与方法
认真落实实践教学的各环节。制订内容具体、详实的实践大纲,根据教学计划统一安排实践,学生实践结束后写出实践报告。大多数学生态度认真,能够运用所学知识分析问题,抓好课程设计最后一关;我们积极吸纳学生参加老师的科研课题,如很多03级的学生参加了2005年校园网一期建设阶段,04级,05级学生参加了校园网2007年二期建设阶段,06级,07级学生参加了图书馆无线网络的建设工作,08级,09级同学参加了校园一卡通的建设与调试工作,大大提高了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,专业能力提升迅速。
三.教学手段的多样性
积极推进教学手段现代化,是我们孜孜以求的目标。我们对理论性强的课程内容,采用开发和应用多媒体教学课件的方法,利用信息、图、文、声等的交互作用,调动学生的各种感官,帮助教师有效地进行知识传授;对操作性强的课程内容,制作了录像带,辅助教学。为了适应现代教育及专业的最新发展,我们准备陆续购置了一些与本课程配套使用的系统的高质量的音像资料,如谢希仁教授出版的“计算机网络” 、 张公忠教授出版的“现代网络技术教程”、吴功宜教授等出版的“计算机网络教程”、“计算机网络应用技术教程”、胡道元教授出版的“网络设计师教程、 Intranet网络技术及应用”CAI光盘、录像带,并陆续上网供学生使用;同时,鼓励利用计算机网络资源和多媒体教学手段,教师根据自己的教学经验、特点与需要,选择电子素材,制作电子教案。本课程已全部使用多媒体教学。
在教学计划中的专题讲座部分开设创新思维、创新方法、计算机网络的下一代问题研究等内容。改革教学方法,减少传授式讲授的内容,增加启发式教学的比重,通过热点问题研讨、实践设计和前沿理论评价等开拓同学们的思维。作为实践性较强的课程,我们积极探索研究其他教学方法,如案例教学法、情景式教学法、讨论教学法、开放交流教学法等,取得了良好的教学效果,受到广大同学的一致好评。
四.教材的建设与改革
教材是体现教学内容、保证教学质量的重要基石。内容丰富、结合实际的高质量教材,能够极大的促进学生对课程内容的掌握,拓展其视野,能适应新的教学内容要求,搞好教材及其配套建设。2004年以来,我们主要选用教育部推荐的21世纪教材,如谢希仁教授《计算机网络》和王全民主编的《计算机网络教程》,现在使用ANDREW S.TANENBAUM 的《COMPUTER NETWORKS》。为了满足教学的实际需要,结合工科学生所应具备的特点,根据计算机网络在不同时期、不同阶段的新技术、新产品的涌现,应充分利用社会上有势力的大公司争夺市场所显露出的技术特点作为教学过程中的案例,用以达到开阔视野,领略技术前沿。从此也就加大了案例教学在本课程教学中的比重,这是我们教学改革的特色之一,同时,我们频繁与凯创、华为、思科、3com等网络学院联系或者培训,获得他们的大量资料,丰富了教学案例,从而在计算机网络课程中每一章后面都可加入配套的案例。
五.网络资源建设
1.选取适合案例教学的专业课程和教学内容在制订教学大纲和构建教学体系时,要充分考虑通信工程专业各门专业课程的特点,选取适合专业课程或者某门专业课程中部分教学内容来实施案例教学。教学内容选取的原则是看案例能否通过其移植性涵盖教学内容中的知识点和理论,以实现学习的有效迁移。通常,通信原理、信号与系统、信息论与编码等理论性强且各知识点高度相关的专业课适合于采用传统教学方法;而移动通信、数据通信等工程应用性课程更适合案例教学;除理论课外,部分课程设计、实习实训也适合引入案例教学。
2.编写或选取合适的案例案例是完成教学目标的载体,编写或选取合适的案例是实施案例教学的基础。通常先从课程教学内容中提炼出需要掌握的知识点,再根据知识点设计出对应的案例,这些成系列的案例关联在一起就能完成知识建构。好的案例需要具有完备性(包括真实性、典型性、时效性和完整性)、移植参照性和综合性。
3.把握好案例教学实施过程中的几个要点(1)发挥好教师的组织引导作用。在案例教学过程中,教师即要当好“演员”,又要当好“导演”。作为“演员”能解说、分析好案例,能调动学生的学习兴趣,做好提问、倾听、反馈工作;作为“导演”能把控好教学流程,能把学生引导到正确的教学轨道中,防止课堂成为一个漫无目的的闲聊场所。(2)发挥好学生学习的主动性。要提高案例教学的效果,学生应该积极参与到案例教学过程中。学生一方面要在课前做好前期知识的储备学习,另一方面在课中要积极参与讨论,善于观察与思考,适时给出自己的分析,多和教师以及同学进行交互,课后还要做好知识的提炼和归纳工作,为今后的工作实践积累经验。(3)以多样化的教学手段提高教学效果。教师要尽量营造与教学相长的课堂情境。教学案例的介绍与分析可以采用多媒体手段来表达,使之更形象直观,加深学生印象,提高课堂传递的信息量,并保障信息传输的有效性。可以采用网络讨论、交流的方式延伸案例课堂教学,一方面可以弥补课堂教学的时间不足,另一方面可以给学生更充分的时间去查阅资料、思考和分析,给出的方案将会更精细、全面;方案上传到网上表述更明确、清晰,有利于学生讨论、查验。
二、长沙学院通信工程专业的案例教学实践
长沙学院通信工程专业定位于培养应用型工程人才,为加强其工程素质和能力培养,在专业课程教学中积极引入了案例教学实践,主要采取了以下措施:
1.加强研究,制订计划,打好基础,稳步开展案例教学方法改革为开展好案例教学方法的改革,通信工程教研室组织专业教师进行过专题研究和学习,掌握了案例教学的基本理论、课堂场景构建方法、实施教学的具体流程、案例构建原则和方法,研究了案例教学在通信工程专业课教学的适应性问题。在2011年、2013年两次修订人才培养计划和教学大纲时,在提炼教学内容和归纳知识点的基础上,开设出一些全案例教学的专业课,如移动终端应用技术开发、移动通信网络工程、无线网络规划设计与优化等;决定数据通信与计算机网络、路由交换技术、SDH原理与技术等12门课程的部分教学内容引入案例教学。加强校企合作,联合开发教学案例。
2.积极培养适应案例教学的师资从以传授知识、呈现知识为目标的传统教学方法过渡到以培养能力为目标的案例教学方法,大部分教师也表现出不适应。为此,展开了针对性的师资培训:一方面安排教师以兼职的形式到企业参加工程实践,增加其工程经验;另一方面采用观摩、专题培训的方式使教师掌握案例教学的流程和教学技巧。
3.建立案例教学的评价体系评价体系分为两个层面,一是对学生学习效果的评判,不能和传统教学方法一样采用试卷测试的方式来进行,需要对学生在案例分析、讨论、方案提交、实践结果等方面的表现进行综合评价;再就是对案例教学过程与效果进行全程质量监控,包括对教师的前期准备情况、案例质量、教学实施过程和最终的教学效果进行全面评判。
三、工科教学实施案例教学的几点思考
长沙学院的教学实践表明案例教学适用于工科教学,能发挥很好的效能。但也要把握以下几点:
1.抓住案例教学的本质,而不是其教学形式智慧是不可传授的,而是需要学习者去“悟”。案例教学提供的是一种亲验型或准亲验型教学模式,需要学生在分析、讨论和实践中去提高能力并获得知识。不要将其简单处理为理论课中的举例教学以及传统的实验实训,教学实践中要突出其教学目标的明确性,案例的真实性、综合性、启发性和实践性,教学过程的动态性,学生学习的主体性。
2.摆脱案例教学对象的局限性,发挥其优长研究表明,案例教学在小班教学和职业教育中能更好地发挥效能,因此它能更好地适应研究生教育和职业院校教学,在普通高等院校的本科教学中,就要尽量在高年级本科的专业课程中开设。
【论文摘要】计算机网络课程是一门不断高速发展的交叉性应用型课程,该课程的教学难度较大,现实的教学效果并不令人满意。它是高职计算机相关专业必修的重点课程,是一门理论性,实践性和应用性都很强的课程,为了使计算机专业的人才培养适应社会需求,将从计算机网络课程的主要特点、教学现状入手,讨论如何提高学生的学习兴趣,加强学生的创新能力与自主获取知识的能力。
一、课程的主要特点
计算机网络是计算机发展和通信技术紧密结合并不断发展的一门学科。它的理论发展和应用水平直接反映了一个国家高新技术的发展水平,是其现代化程度和综合国力的重要标志。在以信息化带动工业化和工业化促进信息化的进程中,计算机网络扮演了越来越重要的角色。本课程系统地介绍了数据通信、局域网、网络互连与广域网、Internet、Intranet/Extranet、网络管理、网络安全、网络数据管理、网络操作系统以及网络设计与案例分析等内容。通过本课程的学习,使学生掌握计算机网络的基本理论,特别是数据通信和局域网的基本原理。因为数据通信是计算机网络的基础,而局域网是广域网的基本单元,广域网一般均由局域网互连而成。因此对数字化、数字传输、模拟传输、通信媒体、多路复用、数据交换以及局域网介质访问控制方式、体系结构、组网技术、高速局域网等的基本原理和技术要有清晰的了解和掌握。此外,对网络管理(如网络安全管理、网络数据管理、网络操作系统)和应用(如在企业中的应用、政府部门的应用、金融机构的应用以及Internet的应用等)掌握的同时,还应具有计算机网络系统分析与设计的初步能力。
二、课程教学现状
作为一门高职计算机专业的必修课,目前课程的教学存在三个比较大的问题:首先,教学内容方面,网络相关学科发展迅速,内容更新快,课程内容难以跟上计算机网络科学的发展变化。其次,在教学方式上,网络课程有相当部分的内容属于基础理论知识,难度大,相对枯燥,在课堂教学方面需要适当调整,改变学生积极性调动不充分,课堂互动性不足等问题。然后,教学目标方面,高职网络课程的教学目标主要集中在如何完成课程的教学,传授其中的知识点,但对于学生的实践能力和创新能力没有适当的关注。与此相对的是,计算机专业的学生毕业走向工作岗位,能否有效解决有关的实际问题,对于用人单位用人的一项硬件指标。这些能力培养的忽略。对于今后学生的工作和发展非常不利。
三、教改措施
1.调整教学内容,增强基本概念和知识的学习。计算机网络课程教学内容包括通信技术、网络理论和网络应用技术,无论从软硬件、通信哪那一个方面讲。都是一个复杂的系统。因此,要在有限的学时内完成教学,内容的安排非常重要。我们根据目前计算机网络的发展状况,对教学的课程结构进行优化,精选教学内容,保留基本的通信理论,略讲部分网络原理,删去一些过时的网络技术,把重点放在让学生掌握目前流行的网络技术和理解未来的发展方向上。
2.提高教学质量,采用合适的教学方法和教学手段。课堂讲授:上课老师最好能参与本单位的校园网络建设,或者参与社会上的网络工程,积累工程经验,丰富上课内容。教师在备课过程中力求对内容高度熟练,能够深入浅出的讲授,并引导学生逐步理解课程的重点和难点,使学生能掌握基本的理论、概念、技术、方法。
作业练习:有选择性地布置一些思考题、练习题、市场调研、专业技能训练等,使学生通过认真阅读教材和参考书,以掌握课程的基本内容以及重点和难点。教师可以将科研中企业网络系统建设的需求或已有的网络系统情况告诉学生,让学生分析企业已有计算机网络系统中存在的问题,提出改进方案,或为企业设计满足实际需求的计算机网络系统。最后由指导老师对学生提出的企业计算机网络方案进行讲评,指出其设计方案的优缺点,并提出改进意见。
网络辅助教学:利用及时通信技术,如飞信、QQ等手段,回答学生提出的问题;学生在网络提交作业,教师通过网络将批阅后的作业返回给学生。这样不仅使学生对本课程的内容更进一步的了解,主要是加深学生对计算机网络知识应用的兴趣爱好。
课外阅读辅导:将相关的著名计算机网络学习网站,论坛、视频下载资源等和优秀的网络课程书籍,及时推荐给学生,以进一步扩展学生的获得知识面。
案例讨论:在教案中准备不同的现实经典网络教学案例,组织学生讨论或课外独立思考,编写方案等,充实了学生的动手能力,让学生了解实际,增进了学习氛围。
学院网络系统参观:在课程讲授过程中,带领学生参观学院网络中心,向学生介绍该网络设计的思路、组网技术、主要硬件及软件等内容,现场演示设备的操作与调试,其目的是使学生对计算机网络有感性认识。
参考文献:
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关键词:网络安全 教学方法 教学研究
中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)08(c)-0185-01
随着计算机网络技术的高速发展,我国信息化社会建设的步伐正在加快,信息已经成为人们生活的重要组成部分,网络与信息安全已成为关系到国家政治、国防、社会的重要问题,它对培养具有网络信息安全知识和应用技能的专业技术人才提出了更高要求。
《网络安全》是一门涉及计算机科学、通信技术、网络技术、信息安全技术、信息论与编码、应用数学等多门学科的交叉学科,它具有涉及知识面广、知识更新快、多学科交叉、难以掌握的特点[1]。《网络安全》作为一门讲述与网络安全相关的原理、技术及方法的基础课程,也是信息安全专业、网络工程专业、计算机科学与技术专业的专业核心课程。《网络安全》课程由于其自身的特点,造成其在课程教学当中一直存在以下问题。
(1)教学重点不够突出。
由于《网络安全》课程是一门交叉学科,教师在授课过程中如果仅仅注重于面面俱到地介绍安全相关的知识,则会因为受到课时数的束缚,而仅能泛泛地讲授每一个知识点,不能够进行深入讲解。这就导致学生学习《网络安全》时觉得枯燥、乏味,从而失去学习兴趣。
(2)课程内容不能与时俱进。
当今社会网络基础设施正在飞速的发展,新技术、新设备层出不穷。但是《网络安全》的相关教程的内容却显得相对滞后。课程教学由于受到实验设备陈旧、教师自身对网络安全课程钻研不够,教材常年不变等因素的制约,造成了学生学习到的知识跟不上技术的发展,与网络安全技术的发展严重脱节。
(3)教学方法单一。
有些高校在开设《网络安全》课程时,由于师资缺乏或教师动手能力不强,在该课程的教学中只有理论部分,而缺少非常关键的实践教学环节,或者由于网络安全实验较为繁琐,教师往往通过理论教学代替实践教学,从而导致学生仅仅在理论知识上对安全有所认识,但是实践能力不足。
(4)品行教育忽视。
《网络安全》不仅教学具有特殊性,而作为教学对象的大学生求知欲和好奇心旺盛,可能产生在入侵软件或者黑客工具的教学后,不考虑可能性的随意使用的严重后果[2],教师在教学过程中如果缺少对学生法律知识的教育,则易使学生误用安全技术而触犯法律。
1 《网络安全》课程教学方法改革
1.1 教学内容优化
设计教学内容体系的时候,首先要保证教学内容的完整性,再根据学生之前的学习情况适量变动,例如删去重复啰嗦,过时陈旧的内容,增加最新的技术成果,做到教学内容体系开放,是教学内容源于教材,却精与教材,更好地为实现教学目标服务。其次根据学生之前教学内容的掌握情况,确定讲授内容的取舍,及时调整讲授内容的侧重点。例如:在讲授密码学时,着重于数学结论的使用,淡化对这些结论的验证与推理,而是着眼于如何将这些结论应用于密码学上。三是针对现有的《网络安全》课程的理论与实践脱节的现状,从教学内容上进行调整,在保持现有的理论课教学课时的基础上,通过增加实践教学学时这种方式,不仅改善了师生只会纸上谈兵的现状,同时使得《网络安全》课程内容结构更趋合理。
1.2 教学方法改进
由于《网络安全》课程中的概念、原理等比较抽象,学生很难理解、掌握并产生兴趣,因此必须在教学方法上进行改革。
(1)案例教学。
《网络安全》课程中的很多技术都是和我们的生活紧密联系的,为了使学生积极参与到课堂教学中来,在讲授到每一个安全问题时,尽量结合现实生活中的实例进行分析讲解。例如,在讲授远程控制安全问题时,通过灰鸽子木马与QQ密码盗取等实例,向学生说明木马防范的重要性,并向学生介绍如何提高网络安全,特别是密码安全问题。
(2)启发式教学。
传统的教学过程是以教师的讲授为主,学生作为倾听者的被动型知识学习模式。但由于《网络安全》独有的特点,使得传统教学模式很难提高学生的学习兴趣。在教学中,教师采用启发式教学方法。由知识点引入问题,辅以必要的参考求解思路,引导学生主动学习和思考,并通过举例说明、分析比较等方法,使学生正确、全面地认知问题由产生到解决的全过程。通过开展学习讨论,让学生成为主动的参与者,以提高学生学习的主动性和积极性。比如在讲授数字证书概念时,在课堂上可以淘宝购物为例,讲解如何开通网银,申请和安装数字证书,如何使用U盾保护证书;在网上购物时,该数字证书又是如何保证交易信息的安全性的,这样来调动学生主动学习的热情。
(3)实践教学。
《网络安全》课程是一门实践性很强的课程,必须通过实践来加深学生对理论知识的理解和掌握;而且,实践教学对培养学生综合运用所学知识,解决实际问题的能力也起着非常重要的作用。不经过有效的实践环节,学生很难真正理解网络安全各知识点的真正内涵。比如,密码学理论抽象难懂,只有通过实验实训,亲手去操作,才能真正理解和灵活运用。另外,减少演示性实验内容,增加技能性、设计性和综合性实践教学内容;在教学过程中,结合流行的新网络技术讲解,激发学生学习的积极性,在实验课中使学生由被动受教育转为积极主动受教育。
(4)法制教育。
《网络安全》教学离不开网络安全的思想品德教育。在教学中,应教育学生要严格遵守法律规章制度,不做违法的事。为此,引入法制案例分析计算机犯罪的动机,采取的技术,以及造成的危害和应受的法律制裁。例如,“熊猫烧香”病毒作者李俊,为其违法行为付出的代价是入狱三年。同时,还要告诉学生网络安全技术其实是一把双刃剑:网管人员使用漏洞扫描工具有助于了解网络系统的运行情况和存在的漏洞,但也可能被黑客利用制造网络攻击。通过法制案例引导学生做一个网络安全卫士而不是一个黑客[3]。
2 结语
总之,《网络安全》是信息安全专业、网络工程专业、计算机科学与技术专业的一门重要的专业核心课。针对《网络安全》课程知识面广、知识更新快、实践性强等课程特点,我们对《网络安全》的教学方法进行了一系列探讨,调动学生学习该课程的积极性,提高了教学效果。今后将进一步优化教学内容,努力为社会培养出大批具有学习能力和创新能力的网络安全技术人才。
参考文献
[1] 刘远生,辛一,李民.网络安全技术与应用实践[M].北京:清华大学出版社,2010.
【关键词】人才培养 农类高职 计算机网络专业
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2017)04C-0124-02
随着农业现代化的推M,农业信息化建设的发展及信息化网络设施在农业领域的应用与推广,现阶段我院在人才培养方面存在着知识滞后、职业技能不强、适岗能力差等问题,亟需破解。本文以广西农业职业技术学院计算机网络技术专业为例,从培养目标、培养方案、考核评价形式等方面进行探索与实践。
一、明确培养目标
本专业培养具有良好的思想道德品质和职业素养、扎实的专业技能、良好的沟通协作能力,掌握计算机网络技术专业必备理论知识,熟悉主流网络设备的性能,具备较强的企业网络系统设计、集成、管理和运维能力,具备网络设计与管理、网络安全检测与防护等专业能力,具备一定创新能力,能在企事业单位从事计算机网络运行维护管理和网络技术应用服务、农业现代化进程中服务“三农”第一线的高端应用型技术人才。
根据专业培养计划,我们以农为本,服务三农为目标,通过对农业系统的政府部门、事业单位、农业或者涉农企业单位进行走访调研,分析归纳出专业的定位、就业岗位群、岗位对能力的要求,从而形成具体的人才培养目标,具体见表1所示。
二、建立计算机网络技术专业人才培养方案
根据高职三年制的特点,结合学生接受知识、形成能力的过程,我们把人才培养过程划分为职业知识教育、职业能力教育、职业素养教育三个阶段,采用项目教学、任务驱动、案例分析、问题探究等教学方法,通过校企合作、工学结合等多种基于工作过程的培养方式,由易而难、循序渐进地训练学生专业基础能力、综合能力、岗位能力以及创新创业能力,从而形成计算机网络技术专业人才的培养方案。具体如图1所示。
第一阶段:职业知识教育。主要在多媒体教室或者计算机机房引导学生了解计算机网络技术职业的要求,通过项目导向、任务驱动、仿真教学等教学手段完成基础知识学习和基础能力训练,达到专业入门水平。授课及考核主要由校内专任教师完成。
第二阶段:职业能力教育。主要在网络技术实训室围绕“建网、管网、用网”等典型企业任务安排理实一体化课程,通过真实工作、真实项目的训练和分享,提高学生专业技能和综合能力,达到专业较高水平。授课和考核由校内专任教师和企业兼职教师共同完成。
第三阶段:职业素养教育。主要由网络中心教师以校园网为平台,指导学生进行真实岗位能力训练,然后到校企合作单位,由企业导师指导进行顶岗实习,同时进行创新创业教育,从而使学生具备岗位素养和能力要求,胜任工作的同时还具备晋升的空间。
三、构造计算机网络技术专业人才培养体系
该专业人才培养体系构建应以扎实的理论知识、熟练的专业技能、过硬的职业素质为培养目标,从以下三个方面构成人才培养体系,如图2所示。
(一)理论知识课程体系。根据专业人才培养目标的要求,突显农类院校特色,构建以服务三农为特点的计算机网络技术专业理论教学体系,遵循知识进阶规律,以够用、能用、会用为原则,强调专业知识的针对性、技术的实用性和能力的可塑性,设置农业知识基础、学网、建网、管网、用网等五大理论板块,从简单到复杂、从基础到专业,形成计算机网络技术专业理论教育体系。
(二)实践技能教学体系。实践技能教育体系是培养计算机网络技术人才专业能力的关键,因此在构建时我们采用“五段渐进式”设计实践教学课程,即“课程实训”“专业综合实训”“企业实践”“创新实训”(毕业论文、毕业设计、创新课题)“顶岗实习”。通过循序渐进、层层递增的实践教育教学体系,从而培养出实践能力强、专业技能扎实的人才。
(三)职业素质教育体系。职业素质教育体系由入学教育、品行教育、职业素养教育、创业教育、就业教育构成,是综合能力形成的基础,也是人才培养的终极目标。在职业素质培养过程中,我们注重学生良好的职业品德、职业素质和社会责任感的培养,强调专业能力、创业能力和就业能力的培养,从而使他们更快胜任工作,更快获得职务晋升机会。
此外,我们也鼓励学生参加华为、思科、H3C等业内著名网络公司的水平认证考试,提倡学生参加劳动部举办的各种类别的OSTA职业资格认证,强调每个毕业生除了完成专业学分的学习外,必须取得一本行业从业人员资格证或者专业技术水平认证的证书,从而促进学生网络技术专业技能水平的提高,成为高素质、高水平的技能型人才。
四、改革计算机网络技术专业考核评价体系
计算机网络技术专业考核评价体系是检验教师教学效果、学生学习成效的重要标准,也是衡量学生是否达到人才培养目标,是否具备专业技术能力、养成职业素养的重要措施和手段。为了使考核评价结果更加全面、准确、有成效,我们通过改革考核内容、创新考核形式、丰富考核手段、建立有效考核机制等方式,形成计算机网络技术专业考核评价体系,取得一定的成效。具体实践与探索如下:
改革考核内容。根据社会对计算机网络技术专业的要求,以“学网”“建网”“管网”“用网”为主线设计专业考核内容,具体由计算机操作能力、网络系统建设与网络设备安装部署能力、计算机网络规划与设计能力、网络管理维护能力、网络工程监理能力、网络数据库应用能力、网站建设与维护能力等方面构成。
创新考核形式。首先,采用过程考核与终结考核相结合的形式,强调技能的应用能力,提高过程考核在考核体系中的比例,从而使考核结果更能反映学生的能力水平。其次,根据不同课程的特点,创新考核方法,`活应用各种考核形式,比如期末考试+现场操作考核、课程实训+项目答辩、项目+总结等,结合平时纪律、课程实训表现,得出能体现学生真实水平的成绩。再次,提倡以证代考,组织学生参加不同级别的网络技术技能比赛,获得名次者直接免考核和给予相应的学分;通过行业从业人员资格考试、水平考试,比如华为网络工程师认证,也应免考核并直接给予相应的学分。此外,顶岗实习考核由企业导师和指导老师共同组织,以学生完成真实工作岗位工作的质量进行评价。
丰富考核方法。计算机网络技术专业考核方法应该突出多样性、针对性、有效性,不局限于理论考试,可以采取面试、实验实训、参与项目、小组汇报、实地调查等多种考核方法,也可以考核学生在真实工作任务中的团队协作、岗位适应、主动创新等。
建立有效考核机制。在计算机网络技术专业课程考核中,建立多元化的考核评价制度,侧重实践能力的考核,形成“能力本位”的专业考核评价体系。考核评价时应以人才培养目标为指导,遵循专业教学体系要求,从知识要求、能力要求、职业素养要求对教学内容进行细化,确定教和学的方法,得出专业考核方法。在考核过程中,应以能力考核为导向,考核内容不但可以反映学生理论水平,同时也能体现运用知识分析和解决网络问题的综合能力,从而实现对学生知识、技能、综合素质进行科学评价。
农业高职院校是培养高素质农业科学人才的基地,我们应该按照现代农业发展的方向,努力改革优化人才培养模式,探索出一条科学有效、切实可行的人才培养道路,为广西农业现代化提供高端计算机网络技术专业人才,同时也为高校类似专业发展提供参考。
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【基金项目】2014年度新世纪广西高等教育教改工程项目“项目导向教学法在《计算机网络技术》课程教学中的应用研究与实践”(2014JGB338)
关键词 3D建模;虚拟实现;Cult3D;飞机机载增雨作业;新设备;应用
中图分类号 P481 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)09-0226-03
Abstract As the virtual reality platform in the window software environment,Cult3D is used in more and more show software because of its easy usage,extensive,application and exquisite effects. An virtual designed model on the Cult3D platform was introduced according to the actual structure and size of the airborne device. Users can learn and understand the principle and application of the new airborne rain enhancement device. Meanwhile by the Cult3D cross-platform feature,this software could be ported to other platform,also according to need of the work,the exhibition and application in the future was prospected.
Key words 3D modeling;virtual reality;Cult3D;aircraft artificial precipitation;new equipment;application
虚拟实现技术是20世纪末才兴起的一门崭新综合信息技术,它融合了多种计算机技术的发展,随着计算机技术的发展和网速的提高,在网上实现3D物品互动展示和操作已成为现实,用计算机模拟的三维环境对现实真实环境进行仿真,用户可以进入这个环境,可以控制浏览方向,并操纵场景中的对象进行人机交互。浏览者只需用鼠标进行简单的操作,就可以对页面中的逼真物体模型进行全方位的观看,还可以对物体进行拉近、拉远、放大、缩小、旋转、互动操作等,让浏览者能够真实地感受到物体的相关属性,现在多用于电子商务和产品展示中,目前少数发达国家在经济、艺术、军事等多方领域已开始广泛使用这种高新技术,并取得显著的综合效益。
目前,虚拟实现(Web3D)技术发展已有许多种,最主要的几种已广泛应用于网上3D展示,Cult3D脱颖而出,Cult3D是Cycore公司开发的一种3D网络技术,是一种跨平台的3D渲染引擎,有高效的压缩技术,使用户通过因特网访问Cult3D内容,文件量小,传播速度快,可通过普通拨号上网的用户完全可以接受,Cult3D是众多Web3D中最友好的,轻松开发出具有交互功能的Cult3D对象。它作为窗口型软件环境下的虚拟实现平台,其主要目的是在网页上建立互动的三维模型。这种互动的三维模型与3D或2D软件制作的平面图或视频动画有着本质的区别:一是它具有自由的视点,Cult3D不再满足于一个固定的角度来展示作品,而是把对作品的欣赏权完全交给使用者;二是具有强大的交互能力,人不仅可以通过鼠标直接对三维模型进行交互操作,而且可以通过健盘控制三维模型的动作或控制摄像机导航[1]。它的另一个特点是可以作为元素(控件插件)插入PC编程平台,将这一技术移置到Office、Authorware,使用效果非常好。设计制作出的甘肃省人影新设备互展示系统得到各位同行和专家的好评。图1为Cult3D的工作流程。
1 AgI发生炉
1.1 原理与建立模型
AgI发生炉由控制仪和发生器组成,控制仪主要控制发生器点火、喷燃液及供发生器控制电路、电源等组成;发生器内部由控制喷液装置和电路与控制点火电路装置,外部由发生器贮液箱、点火针(静电发生)、加液孔、放液孔及加液漏斗组成。AgI发生炉增雨作业流程(图2)所示,发生炉作业分地面准备、作业段、作业完成3个阶段;根据以上特点,在建模时由于内部电路控制部份及相应装置是不可见的,不可操作部分,建模时尽可能简化,以减少文件大小,可见部分是加液盖、放液盖、点火针、加液漏斗及发生器主体外观,根据实物外观及相关尺寸和图片资料在3DMAX下建模,设置精确贴图和材质,保持模型与实物的真实完整性,输出发生器.c3d文件,同时可反复预览修改,反复调整,直到与实物接近。
1.2 建立互动
将所生成的发生器.c3d文件在Cult3d Designer5中进行互动操作设计,对发生器而言,在建模过程中所存在的层次关系(父子关系)及作标系统在Cult3D中得到继承,在Scene Graph窗口中可见,对发生器互动主要加入一些Actions,发生器主体加入按鼠标左键响应Acrball行为,这样可对整个发生器进行拉近拉远、放大缩小随意旋转观看发生器的各部位及结构。对发生器加液盖漏斗分别按鼠标左键响应Translation XYZ和Translation Y的位移行为,取得合理的位移值,完成加液操作过程,最后完成其他设计,经调试输出发生器.co二进制编码文件直接在各平台及网络观看(图3)。
2 液氮播洒装置及操作
2.1 原理与建模
液氮播洒装制根据液氮容器内外气压差的原理完成在作业中施放液氮,作业过程中插入铜管自动虹吸,飞机飞行的高度越高气压差越大,施放流速提高,液氮施放一般在云中或云上近云处施放,一般在4 500~5 500 m高空进行,操作人员可操作的设施主要有木赛子、贮液罐、木盖、铜管、塑料软管等组成,建模时,有3D系统中调出铜制材质、木盖与木塞子用木材质,塑料软管属半透明,调到合适的透明度,将对应材质赋于各相应物件。工作及操作流程是选接好塑料软管、铜管与飞机上施放接头对接后,取开木赛子,插入铜管,实施作业。在建模时设定铜管、盖子、塑料软管为位移动画,以实现插入贮液罐的操作过程,确定合适的帧数以控制相应的时间段,最后输出播洒装置.c3d文件[2-5]。
2.2 建立互动
在Cult3D Designer中调入播洒装置.c3d编程,Cult3D所有的交互(Intoractions)行为包括播放声音、放映动画和URL连接等,甚至可以编写JAVA代码实现更复杂的动画控制。对播洒装置主体加入Acrball行为,对木塞子加放Translation Y位移行为,对铜管、盖子、塑料软管加入播放动画行为,最后生成播洒装置.co文件,以便进一步编程和观看(图4)。
3 机载温湿仪、PMS粒子探测仪虚拟实现
机载PMS粒子探测仪、机载温湿仪的虚拟实现,由于可操作部分都在机内微机中自动采集,其安装都是一次性安装好的,建模后在Cult3D对其实施交互,对两设备模型加入Acrball行为以实现对其外观的展示,工作中PMS粒子探测仪采集各类尺度的雨滴、冰晶、粒子等相关的资料,存入计算机硬盘以供分析之用,温湿仪测得实时温度、湿度、飞行高度、飞行速度、GPS时间等要素存盘,PMS粒子探侧仪和温湿仪的虚拟实现如图5、6所示[6-10]。
4 VB中编程
完成了各仪器设备的虚拟实现,作为元素通过相应控件插入到VB中进行编程设计,完成了甘肃省人工影响天气新设备展示系统,主界面见图7。随着仪器设备的引进和进一步升级,展示系统将进一步补充和完善,现阶段完成了AgI发生炉、液氮装置、机载温湿仪、机载PMS、焰弹气球增雪过程、发生器控制仪、高炮、火箭、移动雷达、双通道微波等。同时,设计制作完成的人影机载设备网上,实现在互联网上互动学习。
5 Cult3D应用展望
Cult3D虚拟现实的技术的应用非常广泛,比如,虚拟实现建筑物的展示和参观、虚拟实现手术培训、虚拟实现模拟飞机飞行等,结合甘肃省人工影响天气办公室人工影响天气工作之需要将更进一步开发应该于日常科研业务和展示工作中。
5.1 人影虚拟参观系统
利用Cult3D提供的虚拟参观,模拟高1.8 m的人的步长与视角进入场景建筑物中,利用3D工具设计好合理尺寸的模型,有展板,包括文字、图象、影像等资料,也包括设计真实的实物放置在合理的位置,在场景中设置灯光和方便行走的路径通道,参观者只需在电脑前,利用键盘虚拟步行进入这个场景里,用键盘或鼠标简单地前行、后退和转弯,遇到墙面或建筑物阻挡就停止,就像一个人不能穿越墙面,Cult3D系统自动感知。建成这样一个虚拟参观系统,节省大量的人力、物力和资金,人性化、绿色环保,大大提高了工作效率。
5.2 祁连山山脉虚拟仿真行走观看系统
结合正将进行的甘肃河西祁连山二期增雨雪的探测与研究工程,为了更好地了解祁连山山脉的实际情况,应用Cult3D建成仿真系统,首先用3D技术建成祁连山山脉模型,利用该地区的等高资料,结合卫星遥感和先进的建模手段,建成完整的祁连山山脉的模型,包括雪线、河流、植被等,如同一个沙盘,但其不同于沙盘,可仿真进入到祁连山里行走观看、参观考察,同样,参观者只坐在电脑前通过键盘和鼠标操作完成[11-15]。
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