网络工程实践总结(6篇)
网络工程实践总结篇1
关键词:网络工程专业;网络程序设计;案例教学
在网络工程专业中开设“网络程序设计”课程是为了让该专业的学生在学习计算机网络理论知识的基础上,理解网络程序设计的基本原理,掌握基本的网络程序设计模型,具备网络应用软件与系统开发的能力。然而,在笔者多年的教学过程中发现,这门课程内容多、学时少、实践性强,而编程调试的难度又令很多动手能力差的学生失去了学好这门课程的信心。如何充分利用有限的课堂教学时间使学生完成理论与实践的有机结合,掌握网络程序的设计思想和开发方法,是亟待解决的问题。因此,笔者提出以案例为主线,将案例教学法应用于课程的多个教学环节中的教学方法,取得了良好的教学效果。
1教学现状
1.1课程地位
作为本科院校的网络工程专业,培养目的不能局限于“组网工程”,而要根据各种类型的用人单位对网络工程专业人才需求的不同层次,坚持理论和工程实践结合,知识与能力并重,强化工程素养训练,培养基础知识扎实的,具有较强的分析问题和动手解决问题能力的,能从事和网络相关的科研、工程和应用工作的多层次综合性人才。因此,该专业不仅要求学生掌握与网络工程相关的基础知识与理论,以及各种网络系统设计、建设与维护技术,如网络协议体系、网络互联技术、网络服务、信息安全、组网实践、网络测试与管理等相关知识,也要求学生掌握基本的网络应用软件与系统开发的知识与技术,这样才能满足学生在以后的工作与学习过程中的多元化需要。
在网络工程专业的课程体系中,“网络程序设计”这门课程属于专业选修课,目的是让学生在学习了“计算机网络”等理论课程和“C#程序设计”或“JAVA程序设计”等基本编程技术的基础上,了解网络程序设计的基本概念,深入系统地学习计算机网络编程技术,从网络编程实现的角度更深层次地理解计算机网络的理论和协议,同时,培养学生开发实用且具有网络通信功能系统的能力。
1.2课程内容
“网络程序设计”课程与一般的程序设计课程不一样。一个网络通信程序必须由客户端与服务端相互通信来实现,因此,“网络程序设计”课程侧重于“网络通信”,在教学上不能像一般的程序设计课程那样偏重于程序设计语言的基本语法和用法,而应强调网络程序的编程思想和开发方法。
从课程内容来说,本门课程以某种具体的程序设计语言为基础(如c≠}程序设计语言),结合一些高级编程技术,如多线程编程、数据流处理、异常处理机制等,实现对网络中的各类协议进行编程开发,如图1所示。
1.3存在问题
1)学时有限。
由课程内容可以看出,“网络程序设计”课程涉及多种网络编程技术,涵盖的知识点非常多。同时,随着技术的不断进步,内容还在不断地加深和丰富。但由于这门课程属于专业选修课,学时安排一般比较少(大部分院校该课程安排在48学时左右),其中还包括学生上机实验,因此课堂讲授时应尽可能兼顾编程思想、开发方法和各种网络编程的技术,以最少的学时让学生掌握尽可能多的知识。
2)学生动手能力差。
这门课程的工程实践性非常强,对学生使用程序设计语言的能力要求非常高。前期的“C#程序设计语言”课程中,教师受学时限制,往往会降低难度,在高级程序设计技术方面介绍较少,大部分学生只局限于掌握老师上课讲的内容,不会课后主动花大量时间深入研究,动手调试程序的能力比较弱,不具备软件项目开发所需要的各项综合能力,理论与实践严重脱节。
2案例教学的可行性
案例教学法是指教师根据教学内容及目标,通过创设案例,组织学生开展分析、研究、表达等活动,让学生在具体的问题情境中积极思考、主动探索,从而培养学生综合素质的一种教学方法。起初,案例教学主要应用在管理学、法学等学科的课堂教学中。目前,案例教学在程序设计语言课程中也有很多应用,但主要集中在对一些具体技术的讲解,在案例处理及选择方面缺乏连续性,各章节知识点的案例相互割裂,无法体现各知识点之间的联系,在“网络程序设计”课程中的应用仍然较少。
在设计网络程序时,不再是简单的单机程序,而是由多个用户程序互相通信来实现。因此,一个网络程序更类似于一个小型项目系统的设计。案例教学对于几乎没有项目开发经验的学生来说,是掌握这门课程的最佳途径。设计好的案例可以将学生引入特定的情境中,启发学生思考,拓宽学生分析问题的思路,培养学生解决问题的能力、实际动手能力与创新能力,让学生最终学会网络程序的设计思想和开发方法,符合“网络程序设计”这门课程理论与实践并重的基本要求。
3案例教学的实施
本课程内容多、学时少、工程实践要求非常高。因此,在教学过程中,要以解决实际的网络程序设计问题为中心,立足协议的运用,设计合理的案例,注重理论与实践的紧密结合。
3.1案例设计
在案例设计时要兼顾以下几点:
1)一个案例中要包含尽可能多的知识点,兼顾知识点之间的联系。例如,设计一个网络聊天的案例,由客户端和服务器端进行通信,功能包含打字聊天、语音对话、传送文件等。这个案例中包含了Socket编程技术,TCP、UDP、FTP协议编程,以及多线程编程技术、数据流和异常处理机制等知识点,在这些知识点和技术的配合下实现这个网络聊天系统。
2)在设计案例时要从实际应用的项目中寻找,激发学生的学习兴趣。例如,设计一个网络管理的案例,包括ping、主机扫描、端口扫描、活动主机发现等功能。这个案例的功能在“360安全卫士”中都有,容易使学生产生主观感受,激起开发热情。
本课程的教学中,设计的案例如表1所示,6个案例涵盖了图1中的所有知识点。
3.2实施步骤
设计好合理的课程案例后,整个教学过程以案例为主线进行,具体的教学实施分3个阶段:上课讲解、上机实践、总结评价。下面从3个教学环节具体介绍案例教学法在整个授课过程中的应用。
3.2.1上课讲解
在理论教学时,首先通过案例引出授课内容,演示案例的运行效果,让学生对案例有个全局认识,引起学生的兴趣。然后,教师以项目开发的方式,对案例进行分析和设计,以软件工程的思想画出案例的设计框图,为学生日后进行项目开发打下基础。再针对案例中涉及的知识点逐个进行理论讲解,将先修课程中的计算机网络及协议的理论知识应用于程序设计中,让学生在网络程序设计的过程中进一步加深对理论知识的理解。在讲课时要注意以下几点:
1)由浅入深、循序渐进。
例如,在网络聊天案例中,介绍TCP编程的知识点时,首先结合TCP协议的理论,归纳TCP编程的一般步骤;然后以C#语言为例,介绍实现TCP编程所用到的类;根据编程步骤,由C#类实现一个简单的客户端发送“hello”消息给服务器端的小程序,利用投影仪当堂演示小程序的编写和调试。在调试时,可以故意设置一些障碍,例如不运行服务器端,故意造成客户端连接失败,从而逐步培养学生的程序调试能力。同时,可以在此基础上引申出异常处理这个知识点,循序渐进地引出TCP消息边界问题、多线程编程、数据流等知识点。
2)注意知识点的融合与比较。
课程设计的案例往往包含较多的知识点,要注意不要将知识点相互孤立,要加强对这些知识点的融合和比较。例如,在文件传输的案例中,FTP编程知识点和数据流知识点就要融合起来讲,不能割裂。在讲计算机编程时,结合FTP文件传输协议仔细讲解FTP协议传输的网络数据流和文件数据流之间的区别和联系,并实际编写课堂小程序展示两者之间的关联,加深学生对这些知识点的融合与比较。另外,在后面的课程中,介绍网络下载案例时,可以与之前的文件传输案例进行比较,从实际编程的角度比较分析P2P技术的文件传输与FTP协议的文件传输,并用多台机器配合演示两个案例的实际运行效果,让学生在掌握P2P技术与FTP协议的理论知识后,从实际编程项目的角度加深对理论知识的理解。
3)理论联系实际、培养动手能力。
在理论课讲授过程中注意理论知识的讲授与程序的编程、调试的演示要交叉进行,给学生一个良好的起点,激发学生自己动手的兴趣。在讲课时要注意控制好节奏,留给学生一定的思考时间与空间;在编程或调试的过程中要不断地抛出问题,引导学生思考、分析和讨论,从而帮助学生逐渐增强在编程时分析问题、解决问题的能力。由于讲课课时有限,对每个案例不可能都尽善尽美地在课堂上讲解调试完成,因此,每节课结束后都要留几个问题,让学生课后去思考,主动查找资料完善程序,然后在上机实践环节中编程调试。学生上机的内容,由传统的验证型编程改为综合型、设计型项目的编程。这样可以引导学生的发散性思维,进一步激发学生的学习兴趣,让学生课后主动探索,寻找问题的解决方案。
3.2.2上机实践
在程序设计类课程中,上机实践环节是必不可少的。让学生亲自动手编程,学会程序的分析、设计、编程以及调试,提高实际动手的能力。本门课程涉及比较难的程序设计内容,在调试程序时又需要多个通信主机配合,因此,在上机实践环节,可以打破传统,由3~4个学生组成一个小组,共同完成每个案例的编程调试,这样做有几个优点:
1)增强团队意识,提高上机效率。
学生的动手能力参差不齐,有的善于查找资料,有的善于编写代码,有的善于程序测试等。让他们3~4人组成一个小组,由组长带领,发挥各人的特长,共同讨论,互帮互助,相互配合,可以在有限的上机课时中更好地完成案例内容,提高上机的效率。
2)激发学生的编程兴趣和斗志。
传统的上机课时有限,上机内容一般是每个学生独立完成,而网络程序设计的编程、调试难度比较大,大部分动手能力差的学生遇到错误无法找到出错的地方,产生极大的失落感,慢慢地就失去了对网络程序设计的开发热情。采用小组合作的方式,小组内成员互相探讨共同完成一个项目的开发,容易产生成就感,激发编程的兴趣。小组之间还可以互相竞争,比比看谁的系统更好,这样,又避免了上机抄袭的现象,比传统的独立完成验证型实验能收到更好的效果。
3.2.3总结评价
在每个案例的上机实践环节结束后,要求每个小组撰写提交实践总结报告,内容包括:案例的功能描述、总体设计思路与框图、详细设计、问题及解决方案、编程技巧与心得体会等。撰写总结报告一来是对每个案例的总结与回顾,加深学生对案例及相关理论知识的理解;二来是为日后撰写毕业设计论准备,锻炼学生的写作能力。
在最后评定成绩时,不再以传统的卷面考试方式来评判,而是结合同学们的理论和实践能力,综合考评,成绩以优、良、中、及格、不及格5个级别给出。因为上机实践是以小组的形式进行的,因此在考评时也以小组为单位进行考核。在此基础上,综合考量每个学生在小组中的角色和工作量的多少,最终评定出每个同学的成绩。
3.3效果分析
“网络程序设计”课程选择具有启发性、典型性且来源于实际的案例,将理论知识应用于具体的编程实践,让学生在上机编程的过程中进一步体会理论知识,提高了学生的学习兴趣和学习主动性。在上机实践环节以小组形式加强互助合作,增强编程成就感的同时,提高了学生的编程、调试能力,培养了学生分析问题、解决问题的能力和进一步学习新的网络编程知识与技术的能力。
网络工程实践总结篇2
关键词:交换与路由;实践教学;虚拟实验平台
0引言
2012年7月,教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会了《高等学校网络工程专业规范(试行)》,这也是首次对网络工程专业内涵等的统一认识与界定。网络工程专业在培养目标上,侧重网络的设计、规划、管理、维护等5大层面。作为构建网络连通性的交换技术和路由技术,是上述专业目标得以实现的基础[2]。交换与路由技术关注于建立网络的连通性,是把各种网络物理设备连接在一起的纽带,是各种网络上层应用得以实施的底层基础。交换与路由课程内容在网络层次模型上的落脚点是TCP/IP模型中的数据链路层和网络层。
顾名思义,交换与路由课程在内容上由交换技术和路由技术两部分组成。其中交换技术研究园区网环境下的数据交换技术,在物理设备上围绕二层、三层交换机展开;路由技术侧重互联网中通信子网的网络连通性,通常属于运营商的管理范围,在物理设备上围绕路由器、三层交换机展开。交换与路由课程的前修课是计算机网络原理课程,是针对计算机网络原理中IP路由、局域网、广域网等章节内容的深化和实践。合理的计算机网络原理的知识结构和知识内容,是交换与路由课程开展的必要支撑。交换与路由课程的后续课包括有网络工程、网络管理、网络安全、网络协议分析等。综上可以看出,交换与路由是一门实践类课程,是在计算机网络原理基础上的应用环节。教育部推出的“卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)旨在培养适应社会经济发展需要的各类型高质量工程技术人才,重点强调培养学生的实践能力。就交换与路由课程而言,与这一目标十分贴切。
1交换与路由课程内容
北京林业大学网络工程专业在交换与路由知识的学习上,共涵盖两门课程:交换与路由(56学时)、交换与路由综合实验(40学时),理论学习与实践操作并重。两门课程独立考核,总学时数高达96学时,可以反映出交换与路由技术对网络工程专业的重要程度。56个学时的交换与路由课程包含了46学时的理论、10学时的课程实验。理论部分专注原理剖析,主要知识点包括路由协议基础、距离向量路由协议、链路状态路由协议、路径向量路由协议、RIPv1/2路由协议原理、OSPF路由协议原理、BGP路由协议原理、访问控制列表、路由控制、交换基础、交换知识点(VLAN、STP、VTP等)。10学时的课程实验属于针对课堂理论讲解的验证性实验。40学时的交换与路由综合实验课程是对理论学习的综合性实验,从复杂拓扑结构人手、建立分散的知识点之间的关联。
2交换与路由课程教学过程
2.1课程特点及教材选用
交换与路由作为网络工程专业的核心课程,不仅在教育科研领域深受重视,在工业界也扮演着重要角色。网络设备生产商中,华为、思科(Cisco)、詹博(Juniper)3家企业占据市场绝大部分份额,也都建立起了面向网络工程师的针对交换和路由方向的网络认证考试。其中,思科公司在网络教育以及网络知识普及上所做出的贡献尤为突出,和国内众多高校合作建立思科网络技术学院。思科出版社也出版发行了各个网络教育层次的教材,但通常以认证为导向。国内也有部分高校出版了“交换与路由”相关教材,但从调研来看,目前还没有成熟度较高的经典教材。鉴于此,我们在为北京林业大学学生授课过程中,参考业界领先的思科网络教育学院教材,在其基础上对内容进行裁剪,形成适合北京林业大学网络工程专业学生特点的教学讲义。自编教材首先要符合本科教学学时数;教学内容上原理和实践并重,既侧重原理,又不能光说不练,但也不以企业认证为目标。教学实践表明,枯燥的网络协议等理论知识,只有和实践操作结合在一起,才会更容易被吸收消化。交换与路由课程与计算机程序设计语言课程有很大的相似性,只记住理论,而不动手实践,便毫无意义。要动手实践,必须依托目前主流网络设备生产商的产品。
2.2网络实验室实践条件
截止2012年,北京林业大学网络工程实验室有25台Cisco2821路由器、12台CiscoCatalyst2950二层交换机、13台CiscoCatalyst3650三层交换机、一台PC服务器。设备数量总体较少,以一个标准班30人计算,也不足以让每个学生都在一个较大的拓扑上进行操作。实验室的建设需要一个过程,在资金投入有限、设备不能立即到位的前提下,我们划分了两个阶段,充分利用网络实验的教学资源,具体做法是:课程初期,让学生在网络实验室中了解、认知网络物理设备,用较少的设备就可以完成一些基本的验证性实验;课程后期:我们把网络设备整合成5套拓扑,每个拓扑由5台路由器和2台三层交换机组成,可以满换与路由课程全部教学内容的实验要求。实验室采取开放策略,学生可以预约时间随时操纵物理设备。教学实践表明,这种方案一定程度上弥补了由于设备数量不足所带来的教与学的困境。
2.3构建虚拟平台
在熟悉对网络物理设备的连接、配置以后,课上的理论讲解、课下的自主学习,都切换到Dynamips虚拟平台。Dynamips仿真了部分型号思科路由器硬件环境,加载真实的思科网络操作系统iOS,类似于VMware、VirtualBox等可以加载PC操作系统。Dynamips启动以后,通过Telnet方式连接Console口来登录路由器,之后的操作就和登录到真实物理设备完全一致了。基于此,我们编写了如何构建网络虚拟平台的教学文档,内容涵盖了GNS3、Dynamips、Wireshark、Vware、VirtualBox、JUNOS、PIX防火墙、ASA、IDS,全面讲解了在GNS3集成环境下,各网络软件的配置、使用,在学期初就下发给学生并学习。在GNS3环境下,借助于Dynamips等虚拟机,学生可以在自己的笔记本电脑上构建一个包含二层交换机、三层交换机、帧中继交换机、ATM交换机、路由器、防火墙、IDS等设备较完整的Intemet环境。GNS3提供了以鼠标拖曳方式构建拓扑,在网络运行中,也可以动态地改变拓扑结构,具有较强的灵活性。96学时的教学实践表明,Dynamips实验环境可以支撑本科阶段交换与路由课程中路由部分的全部内容、交换部分的大部分内容。学生可以不受时间、实验室的限制,自主学习。
2.4课堂教学
课堂教学由两部分组成:理论讲解、现场实验验证。教师在课堂环境现场实验来验证协议原理及交互过程是本课程教学的特色之一。其中理论讲解环节采用多媒体方式,围绕路由协议原理的分析、协议特性进行讲解;鼓励学生把笔记本电脑带进教室,既可以做电子笔记,动手能力强的学生还可以随时跟进教师的课堂实验验证;鼓励学生进行问题攻击,在攻击性问题的讲解过程中,往往能让全部学生都集中注意力。在动手实践环节,每次讲解完一个知识点,马上就当场实验验证。路由协议的工作原理,反映在路由协议的数据包封装上,而GNS3环境下Dynamips和Wireshark做了很好的集成,直接在拓扑结构的链路上实施数据包捕获,可以查看协议的交互完整过程和数据包封装细节。把枯燥的协议和鲜活的协议数据包有机结合在一起,提升了学生学习积极性。不仅是记住原理,还要启发学生这个协议是怎么实现的,和生活中哪些场景有关联。
2.5分解实验
交换与路由在教学内容上,各章节的知识点相对独立,自成体系。以路由为例,在讲解完路由基本原理,让学生了解了DV型路由协议、LS路由协议、PV型路由协议的基本原理以后,就可以独立讲解RIP、OSPF、路由控制、ISIS、BGP等各个协议。各个协议在知识结构上相互独立,通过路由控制把各个协议重新组合在一起,进行互操作。为此,我们为每个章节都单独给出了分解实验,并且给每个实验文档加以4位数字的编号,同一类型知识点文档的数字中第一个数字相同,学生可以快速索引到关于相关知识点的文档。除了分解实验之外,会提供给学生一个综合的拓扑,可以有机地把分解知识组合在一起,即知识点模块化、系统化。通过阅读大量的分解实验文档,也可以培养学生自主学习的良好习惯。以BGP路由协议的学习为例,属性是BGP协议的核心,也是BGP强大的选路能力的重要支撑,这部分作为学习重点。我们设定了同一个拓扑结构,根据具体需求,不断调整各种属性,来实现不同的选路,而每种属性都做了实验分解。
2.6考核环节
交换与路由课程在教学效果评估上,采取了阶段考核方式。整个学期在交换与路由理论课环节包括3个阶段性考试,依次按30%、30%、40%的计分比例汇入总成绩。各阶段考试均采用无纸化方式,提供拓扑结构、需求分析的pdf文档,学生根据需求完成配置,并回答若干关键问题。为防止抄袭,每个学生在配置拓扑结构时,都要把自己的学号作为接口IP地址中4个十进制数中的一个。3个阶段的考试,可以让学生整个学期都保持对这门课程的预习、复习和课外的实践操作,从而在知识点的掌握、认知能力的提高上,有很大的促进作用。
3交换与路由教学总结
3.1存在的问题
在教学实践过程中,最大的问题就是课程进度滞后于大纲安排,分析原因如下:①不习惯教师边讲解理论边做实验的教学方式。许多学生已经习惯被动地“收听”,而本课程要求边听课边做电子笔记,涉及实验还要动手实践,精神和注意力高度集中,如果中间某个环节跟不上,就会造成脱节。教学方式、教学风格的变化需要重新形成并建立一种新的学习习惯,这需要一个适应过程。②部分学生对前修课程计算机网络的基础知识掌握不扎实,具体表现在:对TCP/IP层次模型了解不充分,对数据包的流动过程以及所涉及的协议没有一个清晰的认识,对IPv4私有地址、公有地址、组播地址、广播地址了解不充分。③全英文多媒体课件使部分学生阅读理解起来会有一定的困难。交换与路由是在网络工程专业大三第一学期开设,大部分学生已经通过了大二下学期的英语四级考试,但仍然有部分学生跟不上节奏。
3.2收获
从教学反馈来看,主要包含以下两点:从学生层面看,一定程度上改变了学生的学习观念。理论和实验并重的教学方式,学习强度大,让课程学习真正成为一个持续地过程,学习不再是为了考试,避免了考前临时突击的现象。从教师层面看,摸清了学生在前修课计算机网络课程上所欠缺和掌握不扎实的知识点,使得网络教研组教师之间课程交流内容更加明确,进而对专业培养目标的定位也逐渐清晰。
4结语
作为一门以实践应用为导向的课程,交换与路由课程的建设是一个逐步深化的过程。下一步要做的工作包括:总结教学经验,在不断完善自编教学讲义的基础上,规划出版教材;继续扩充分解实验的数量,网络教研组的教师共同讨论,使实验内容能够跟上网络技术的快速变化;外出调研,多和其他同行交流,不断提高本课程的教学质量。
参考文献:
[1]教育部高等学校教学计算机科学与技术指导委员会.网络工程专业规范(试行)[M].北京:高等教育出版社,2012:1.
网络工程实践总结篇3
关键词:网络工程;安全技术;应用
近年来,伴随着网络信息市场规模的迅猛发展,各种针对网络的违法犯罪活动的可能性也在不断增加,而一段时间以来曝光的各类网络诈骗、信息泄露以及网络攻击事件也在提醒着人们必须告诉重视网络实践中各种潜在的风险,切实利用好各种网络安全技术,最大限度地有效规避信息时代中的各种网络风险。
1网络工程实践中的一般安全技术分析
网络工程实践中的安全技术伴随着网络工程的发展而不断完善,目前总结来看网络工程实践中的安全技术主要分为以下几大类:
1.1攻击
所谓攻击,是指应用各种杀毒软件工具对可能影响计算机网络正常工作的各类病毒进行反攻击和查杀,从而达到保护计算机并保证计算机正常工作的目的。一般来说,由于该技术应用较为普遍且一般仅能满足小众型用户的网络安全需要,因而只是一种最基本的网络安全技术手段。
1.2预防
所谓预防,主要是指利用相应的网络技术手段来防止计算机内部信息的泄露及数据信息破坏。目前来看,计算机内部信息的泄露途径主要有黑客恶意访问、恶意软件等等,因此为有效计算机网络内部信息的泄露及破坏,一般主要采用网络信息密码技术和防火墙技术,其中密码技术是当前网络安全尤其是网络信息安全的重要技术之一,采用加密技术后的加密网络,不仅可以有效阻止非授权用户的搭线窃听及非法访问行为,同时也是有效应对各类恶意软件的可靠途径,目前,通常情况下的加密行为可以在通信的三个层次来实现,即分别是链路加密、节点加密和端到端加密三种;防火墙技术则是专门在公网和专网、外网和内网之间搭设的一个技术性的保护措施,其可以有效拦截来自外部网络的各种网络攻击,包括内网的网络安全,随着防火墙技术的快速发展,目前的防火墙技术已经相当成熟和完善,其中主流的防火墙技术主要有包过滤技术、应用技术和状态监测技术三种。
1.3监测
这里的监测主要是指对网络工程内外部环境进行实时监测,以确保计算机网络能够正常工作,目前网络工程中进行监测使用较多的主要是IDS即计算机网络入侵检测系统,以旁路为主,对计算机网络进行实时监控,一旦发生可疑情况及时报告或者采取有效措施来进行应对,同时还可以对来自网络内部的各种攻击进行积极主动的观测,这是相比较于防火墙技术IDS的独特优势所在。
1.4控制和管理
控制和管理也是网络工程中常用的安全技术,所谓控制是通过运用本地监测软件等对网络工程运行情况进行定期和不定期的扫描,以及时发现并处理各种漏洞及风险,而管理则是通过虚拟网、VPN技术等对计算机网络的运行进行安全管理和维护,防止各类安全问题的出现。
2网络工程实践中安全技术的应用分析
随着网络工程实践的不断延伸,网络工程实践中的安全问题也逐渐受到人们的高度重视,尤其是在当前越来越趋于复杂的网络安全发展态势下,要想真正确保网络工程的安全使用,笔者以为,必须要建立起一个立体化的网络安全防护体系,这一体系应该涵盖计算机网络工程的软件、硬件乃至管理等诸多方面,彼此之间相互配合协调,真正实现网络工程的安全使用。根据当前网络工程风险的来源的不同层次,笔者主要从网络工程的网络层安全、应用层安全及管理层安全三个角度来论述网络工程实践中安全技术的应用。
2.1网络工程的网络层安全防护
网络层安全是网络工程中安全防护的重要区域,例如来自网络上的计算机病毒以及来自局域外的恶意攻击等等,都会对网络工程的安全使用造成巨大威胁,因此对于网络层的安全防护,除了必须采用相应的防火墙技术以外,还应积极主动地安装相应的IDS系统和IPS系统,及时发现并积极处理各种来自网络层的安全风险,确保计算机网络工程网络层方面的安全。
2.2网络工程的应用层安全防护
除了网络层方面的风险以外,应用层安全也是网络工程日常维护中需要重点加强安全防护的区域之一,常见的应用层网络风险主要由于人为应用而产生的一些漏洞,这些漏洞一旦被非法利用则有可能对网络工程的安全带来风险,例如有的计算机编程人员为省时方便而在软件中存留有一定的漏洞,这些漏洞的存在就极有可能被其他人员获取,因而会成为黑客等不法分子的首要攻击目标,因此必须在日常维护中利用交换技术、虚拟网及VPN等技术来对网络工程中的各种软件进行定期和不定期的扫描,一旦发现潜在漏洞及时填补。
2.3网络工程的安全管理防护
网络工程实践中安全技术的使用主要靠工作人员来完成,因此管理者在网络工程的安全防护方面发挥着不可替代的关键作用,在日常工作过程中,工作人员要积极主动地强化对各类网络安全技术的熟悉,能够及时发现网络工程实践中存在的各种现实和潜在的风险,有针对性地进行安全维护,同时还必须不断提高自身的网络安全意识,切实做好网络安全管理工作。
3总结
总之,在当前日趋复杂的网络工程安全领域,仅仅依靠简单的被动式防御已经不能很好地适应今后的网络工程安全防护工作需要,加快构建包括网络工程的网络层、应用层以及安全管理在内的立体式、动态化以及智能化的网络工程防护体系,当是未来网络工程安全防御的大趋势,也是当下网络工程安全防护工作者所应该认真思考、积极实践的现实性问题。
参考文献
[1]杨雅颂.网络工程实践中安全技术的应用[J].电子技术与软件工程,2016(19):235-236.
[2]毕文霞.试析网络工程实践中安全技术的应用[J].黑龙江科学,2016(14):34-35.
[3]杨猛.网络工程实践中安全技术的应用探讨[J].河南科技,2015(22):11-12.
网络工程实践总结篇4
1引言
本文从我院培养高素质应用型本科人才的总体目标出发,结合网络工程课程实践教学的实际情况,在培养学生对于网络的分析、设计、架构、管理与应用能力等方面,进行了有益的探索。
2实践课程建设的原则
鉴于课程工作量大、实验内容多的特点,网络工程实践课程的建设需要统一规划、通盘考虑。首先确定网络工程实践和研究创新综合考虑的建设原则。实验内容采取层次化、模块化、套件化的形式,在保证基础原理性实验的基础上,加大综合型实验所占的比例,同时注重引进教学研究和科研成果,从而发挥出学科的整体优势。
3课程建设的目标
在上述原则指导下,通过紧跟计算机网络技术的发展方式,采用任务驱动的项目实验教学法,建设一个涵盖从原理验证型、分析型、设计型到综合型的多种类型和多种层次的计算机网络实验课程体系,以满足各种教学要求。
4任务驱动的项目实践教学法在实验中的应用
实施任务驱动式的项目实验教学方法,需要注重以下3个环节:
4.1根据教学目标来设计项目
项目实验教学服务于课程教学目标,例如,在讲解谢希仁编著的《计算机网络》(第5版)第六章应用层内容时,结合已经学习过的之前章节的网络设备配置技术,按以下步骤来设计一个实验教学项目:第一步:设计一个整体目标。依据第六章要建设DNS服务器、WEB服务器、FTP服务器、EMAIL服务器的教学要求,提出了一个建设企业网或校园网的大型综合项目需求,网络中的设备分布如图1所示。(1)园区网络功能需求分析:①在LAN1中建立DNS服务器和WEB服务器;②在LAN2中建立EMAIL服务器和FTP服务器;③LAN3和LAN4分别代表两个用户网络。(2)园区网络功能总体设计要求:①在实验室中建设一个真实的网络拓扑环境;②实现LAN1、LAN2、LAN3、LAN4之间的通信;③在路由器中设计ACL,要求LAN3只能与LAN1通信,LAN4只能与LAN2通信;④在完成第三个要求基础上,LAN1和LAN2对外访问过程中采用NAT转换,同时LAN3与LAN4上使用抓包工具获取的IP地址为转换后的地址以验证NAT功能的实现。第二步:对整体目标进行分解。
依照分层次、结构化网络设计原则,将综合项目分解为一些小的项目,每个小的项目分别是完成综合项目中的一部分功能。依据已学习过的理论内容,可划分出4个小项目,每个小项中分别学习一些常用的网络架构技术:(1)构建和网络服务器,如WEB、FTP、EMAIL、DNS等;(2)学习使用接入层的VLAN技术;(3)学习使用汇聚层的路由器配置技术;(4)学习使用核心层的ACL技术和NAT技术。在每一个小项目中都要提出项目目标,对此目标进行技术需求分析,规划出项目实现过程,并对照实验室设备,画出实验拓扑,然后交给项目组进行统一规划,实现最后的综合目标。第三步:将小项目的目标进行整合,实现综合目标。项目教学法是把问题作为整合知识的手段,强调针对性、综合性、实践性,通过整体项目的实施,实现对网络技术的知识点的优化与整合。在我们这个实例中,最后实现的网络功能等同于一个园区网的基本功能。因此,在课程的实践过程中,逐步实现了从局部到整体,从小项目到整体项目的集成过渡。
4.2建立工作组
项目教学创造一种以学生为中心的学习环境,以真实的项目为基础,以学习小组形式开展教学。学生在教师的指导下组建项目小组,考虑我院的设备规模和班级人员数,小组的成员适宜在6~8人,可按动手能力、理解知识的水平、性别进行搭配。每个项目小组选出组长,其职责是负责本小组人员协调和工作分配,保证项目实施进度;项目组其他成员,分别承担项目实施中网络规划、网络构建、设备配置、功能测试等工作。组长和成员分工明确,且在不同的项目中要轮换承担不同角色。在项目结束后,以小组为单位,进行项目总结,写出项目过程报告,并对实践结果进行评估。
4.3实践教学考核
由于采用了“任务驱动”的项目教学法和分组教学法,课程考核由期末一次性考核变为“教学过程中随时”多次考核,实现过程质量管理。考核对象由原来的直接考核学生变为直接考核小组间接考核学生。具体做法是在每次下达实践任务书之前,预先制定考核方案,具体内容包括考核等级的划分、不同类型任务所占分数比例等,并同任务书一同下达给学生。表1是一种任务书中的评价标准和考核方法示例。每完成一次实践任务,教师要及时给出小组考核成绩和评价,并向学生公布。这样,学生在接受任务时就知道考核方法和考核标准,完成任务后可及时累计自己的阶段性成绩,有助于调动学生的积极性和发现自己与他人的优势和劣势,从而及时做出应用和调整。
网络工程实践总结篇5
关键词:网络工程;实践教学体系;课程实验;课程设计;实训
中图分类号:TE82-4文献标识码:A文章编号:1007-9599(2012)21-0000-02
随着科学技术的发展,社会的进步,企业对人才的要求也在不断变化,因此,大学本科教育应从精英教育逐步转向大众教育,从“理论型”转向“应用创新型”人才培养,根据对IT市场对网络工程专业人才的需求调研以及对网络工程专业实践教学环节进行的反复论证,设计了网络工程实践课程与教学内容,制定了相应的实践环节教学体系。
1网络工程专业实践体系的建设思路
网络工程专业在2012年教育部新专业目录中已被确定为一级学科,根据国家科技发展战略及我校对网络工程专业人才培养的定位和要求,以及网络工程专业对实践要求相对较多,因此,将网络工程专业人才培养目标定位于“应用创新型”。应用创新主要体现在教会学生如何将网络工程的基本理论和原理应用到工程实践中,人才培养的实践环节侧重于培养学生的实践动手能力及工程能力。网络工程专业学生除掌握必备的理论知识,更需具有较强的工程技能,在校期间较为完善的工程实践训练,使得网络工程专业毕业生的就业可以是网络工程的规划设计、建设、管理和维护;网络安全系统的设计等多领域、多行业。
目前,我国高等教育人才培养方案大多主要由普通教育(又称通识教育)、专业基础教育、专业教育(通常包括专业必修课、专业方向选修课及专业任选课)等组成。在人才培养方案制定的总体原则和框架指导下,制定了网络工程专业的人才培养方案,其中实践教学环节的比例达到了40%以上,为了达到实践教学的效果,精心设计了实践教学体系,制定了实践教学四年不断线的主体思路,结合网络工程专业实践性较强的特点及社会对网络工程专业人才的要求,认真研究并改革课程内实验教学的实验内容、实验方法及实验手段,适当增加综合性、设计性及创新性实验的比例,加强学生实验创新能力的培养和训练;对专业基础课、专业课的课程设计及毕业设计(或论文)的选题方式、选题范围等充分与生产、科研及社会实际相结合,真正做到题目来源于实际,最后再应用到实际中;每个暑假设置为工作学期,从大一到大三的三个工作学期,对学生安排适当的社会实践任务,大一的工作学期通常安排学生到IT企业或市场进行调研,完成调研报告,主要了解目前网络工程相关的产品行情及IT行业对网络工程专业人才的要求;大二的工作学期安排学生到IT相关企业进行认识实习,对专业有整体和初步的认识;大三的工作学期主要安排学生到IT企业完成与专业相关的工作,进入顶岗实习阶段,使学生体会到:什么是工作、自己目前对社会能做什么贡献等,使学生更加明确学习的目标和存在的不足,以便更好地完成大四的收尾学习。
网络工程专业的实践教学是本专业人才培养的重要组成部分,是理论教学的必要补充及延伸,也是学生将所学的专业理论知识与实践相结合的重要手段和必不可少的重要过程,更是校企联合实践基地建设的一个重要环节。
2网络工程专业实践体系的具体内容
从课程体系来看,网络工程专业的实践课程体系主要包括课程实践技能培养、专业实践技能培养和专业综合能力培养三个部分,每个部分下面都含有若干实践环节。网络工程专业实践课程体系总体框架如图1所示。
2.1基础实践技能培养:(1)专业基础课程内实验。专业基础课程内实验主要以辅助专业基础理论课程教学为目的,使学生更深层次地理解所学课程的理论知识,并能有一定应用创新。实验主要分为验证性实验、设计性实验、综合性实验及创新性实验等,主要完成网络工程专业基本的实践技能培养。(2)专业基础课的课程设计。专业基础课的课程设计主要目的是帮助学生理解、掌握、应用课程中所学的知识,综合运用所学知识解决一定的实际问题,课程设计选题以实际应用为主,提高学生应用创新能力。
2.2专业实践技能培养。主要针对网络工程专业实践性较强的特点,从体系上划分为专业课程内实验、课程设计、实习实训、专业认证培训、综合训练等五大模块。网络工程专业实践教学体系五大模块的具体内容如图2所示。
(1)课程内实验:涉及课程内包含实验的课程主要有软件设计基础、C++程序设计、面向对象程序设计、数据结构、数字电子与数字逻辑、计算机硬件基础、操作系统原理、计算机网络、数据库原理及应用、ORACLE数据库、计算机网络编程、广域网及接入网技术、网络安全、网络管理、网络协议、Linux系统管理与应用等。(2)课程设计:安排的课程设计主要有数据结构课程设计、面向对向程序设计课程设计、数据库原理及应用课程设计、广域网及接入网技术课程设计、计算机网络编程课程设计、网络协议课程设计、网络安全课程设计、网络工程课程设计。(3)实习:认识实习(科技方法训练)、生产实习(网络工程项目实践)(包括校园网维护实习、网络施工实习等)、毕业实习。(4)实训:安排二个较为集中的实训,大型网络工程项目综合实训和工作学期(顶岗实习)。大型网络工程项目综合实训安排在第7学期,主要完成校企合作教育,由学校与企业共同完成培养方案,针对不同的学生给出较为个性的培养方案,以期使学生毕业后能尽快适应工作岗位。工作学期(顶岗实习)主要安排在大三的暑期,一般为期3个月左右,也是与企业合作,安排学生到企业一线去工作,把在校所学的理论知识和实践知识应用到企业,到企业解决实践问题,同时找出自身的不足和欠缺,以利最后一年的学习提升。(5)专业认证培训:主要与H3C、思科、红帽等合作,目前已成立了H3C网络学院、红帽学院等,在校期间完成H3C的H3CNE、H3CSE认证教育,思科的CCNA、CCNP认证教育、红帽的RHCSA、RHCE认证教育,鼓励学生通过考试获取1-2个专业资格认证证书,以拓宽就业面,提高就业层次。(6)毕业设计:毕业设计是大学生涯的最后环节,是检验学生对大学四年所学知识的综合应用能力和水平,为今后走上工作岗位做好必要的准备。
3网络工程专业实践体系的实施与保障
3.1实验室的建设。学院网络工程专业实验室目前主要有软件实验室(主要完成程序设计、数据库实验、计算机硬件实验、网络安全实验模拟、网络管理实验等)、H3C实验室(主要完成网络搭建、网络配置、网络工程、综合布线实验等实验)、网络协议实验室(主要完成TCP/IP协议族的相关实验)等,信息安全实验室(主要完成信息安全实验)。(1)软件实验室。设有4个软件实验室(与软件学院的软件工程专业共同使用),每个实验室由60台计算机组成,每次实验可容纳60名学生,可以完成软件程序设计类实验、网络安全模拟、网络管理、Linux系统实验等。实验室配置了实验管理平台,学生通过访问控制管理服务器可对教师提问、提交作业等,教师可对学生的实验过程进行监控和管理。(2)H3C实验室。H3C实验室有10组实验设备,每组由2-4台路由器、4-5台交换机和6台计算机组成,每组6名学生,每次实验可容纳60名学生,可以完成中小型网络设计、局域网技术、广域网及接入技术、网络工程、网络规划与设计、网络工程项目实训、毕业设计等教学任务。(3)网络协议实验室。网络协议实验室由1套主控设备和60个节点组成,每6个节点组成一组,共有10组,可同时容纳60人完成实验。网络协议实验室主要承担TCP/IP协议族的网络协议实验和部分网络管理实验,该实验室可完成40多个网络协议实验。同时,实验室配置了网络协议的综合实验管理平台,学生通过实验管理平台可对本组网络设备进行配置,无须手工插拔线缆即可灵活变换网络拓扑结构,从而保证了网络设备端口的使用寿命。
3.2实践基地的建设。实践基地建设分校内和校外两部分,校内实践基地有学院实验室,主要开展校园网络的维护、管理和应用实习教学。目前已建立了17家校外实践基地,学生在各校外实践基地主要完成认识实习、生产实习、工作学期(每年暑假学生进入企业的工作学期)、网络工程项目实训等教学任务。
3.3实训基地的建设。软件学院与东软集团、大连华信、大连中软、大连海辉、北京金源万博、沈阳东鹏电子、北京亚思晟、北京亚嵌、ORACLE中国公司、无锡NIIT等公司签订了实训基地协议,学生在这些校外合作的公司里可完成网络规划、设计与集成、网络应用软件的开发、网络设备的管理、网络的运行与维护等方面的实训工作。从网络工程专业2006级学生开始已完成了4届学生的网络工程综合实习、实训任务,并取得了良好的实习、实训效果。
3.4专业认证教育。根据目前企业对学生要求毕业即能上岗的需求,国内IT类的资格认证较大幅度地增加了对实践能力的考核,而用人企业对具有专业认证证书的学生也给予优先录用,因此,在专业教育的同时,也引导学生有针对性地参加一些专业认证方面的培训,既可提高学生实践能力,同时又通过认证考试获取资格认证证书,为将来就业提供更多、更好的机会。软件学院网络工程专业已开展了H3CNE、H3CSE、CCNA、RHCSA、RHCE、网络设计师(国家软考)等相关认证教育,并已有100多名学生取得了专业认证资格,拓宽了学生的就业面,提高了他们的初次就业层次。
3.5师资队伍的建设。“青出于蓝而胜于蓝”,学生的能力来源于教师,将来胜于教师。但如果我们的教师工程实践能力弱,又如何能培养出学生的较强的实践能力。因此,师资队伍的建设是第一步。(1)加强师资培训。每年的寒暑假,我们都会派出2-4名青年教师到其他高校或IT企业参加实践教学研讨、会议、课程培训等活动,目的是提高教师的实践能力。鼓励教师积极参加各种认证考试,目前部分教师已获得了H3CNE、H3CSE、RHCSA、RHCE等专业认证证书,对实践教学的开展起到了示范作用。(2)鼓励教师将科研融入教学。教师将自身的科研项目纳入到教学中,既可以增加学生学习知识的热情和积极性,也可以使学生能紧跟专业学科的前沿和社会的发展。目前,软件学院网络工程系已组建了网络架构、网络协议安全、无线网络、信息安全等科研小组,学生也成立了网络技术协会,积极组织学生参与到教师的科研工作中,以科研促进教学。
3.6实验室的开放。因为学生对课堂所授知识的理解能力各不相同,有些学生在实验课上可能无法完成全部实验,而且教学安排的实验学时也很有限,因此为了更好地完成网络工程专业实践教学且兼顾所有学生的学习,同时给学生提供一个宽松、良好的实验环境,除必要的正常教学外,学院各个实验室全部对学生开放,学生可利用课余时间继续完成课内、外的实验,鼓励尝试创新性实验。
4网络工程专业实践教学体系的特点
4.1逐级强化的实践教学模式。网络工程专业以注重基础理论、强调综合实践能力为办学理念,实践教学模式采用“理论、实验、课程设计、实习、实训、毕业设计”等逐级强化方式。
4.2提高校内外资源利用率。尽量在学院内的实验室和实验设备上完成课程内实验、中小企业网络的模拟建设(含着网络的规划、设计、实施、维护、管理和应用软件的开发等)。到东软集团、同方股份等校外知名的IT企业联合建立的实习实训基地完成专业基础理论知识与工程实践的紧密结合。
4.3提高课外时间和资源利用率。网络工程专业实践性较强,如果没有充足的实践保障,很难取得较好的成效。学生的应用创新能力、实践能力的培养仅靠教学计划学时内的实验、课程设计等环节无法满足要求,因此,学院尽一切可能为学生提供良好的条件,教师通过给学生布置具有一定难度的作业和任务,积极引导、强化学生将课外时间更多地花到实验室中,在实验中寻找学习的乐趣,在实验中收获学习的成果。
4.4充分体现实践教学体系的层次和模块。网络工程专业的实践教学体系划分基础课、专业基础课、专业课、专业选修课等多个层次和模块。而且每门课程的实验都包括验证性实验、设计性实验、综合性实验等,对于实践要求较强的课程采用实验与课程设计联合的方式完成。为了锻炼学生综合运用知识的能力,给出了“网络工程综合课程设计”,该课程设计涉及到计算机网络、局域网技术、广域网及接入网技术、网络管理、网络安全、网络工程、计算机网络编程等多门课程所讲授的知识,可以用它来检验学生的综合能力和水平。这样可以使我们的毕业生在今后能够根据不同类型用户的需要,可从事网络工程的规划、设计、开发;开发基于网络的计算机软件;从事信息网络安全工程的设计和维护等。
5结语
针对网络工程专业实践性较强的特点,根据企业、行业对人才需求的要求,构建了网络工程专业由课程内实验、课程设计、实习、实训、毕业设计等环节的实践教学体系,并建设了相关的实验室和实习、实训基地,在4届网络工程专业学生实践中取得了较好的实践效果。在今后的网络工程专业教学实践与改革中,将主要从以下几个方面加强实践教学体系的建设:(1)组建新的实验室,如信息安全、无线网络技术、网络工程综合实训等实验室;(2)选取部分具有前后相关性的、实践性较强的课程进行一体化实践教学,如计算机网络、网络协议、网络工程等课程可以进行联合实践教学,重新整合实验部分,授课在实验室完成,边讲边练、讲练结合,最后到企业实施检验教学效果;(3)进一步加强、拓宽校企合作教育实践基地的建设,提高校企合作教育层次,探讨校企合作教育的深度和广度,为培养“卓越工程师”做准备。
参考文献:
[1]郭广军等.面向应用型人才培养的网络工程专业课程体系探索与实践.计算机教育.2009(19)
[2]徐明等.网络工程专业课程体系研究与实践.计算机教育.2009(19)
[3]张新有.就业导向的网络工程专业教学体系.高等工程教育研究.2010(4)
[4]袁志祥,秦锋,郑啸,程泽凯,赵娟.网络工程专业人才培养与教学模式改革研究.计算机教育.2010(5)
[作者简介]
网络工程实践总结篇6
关键词:现场总线技术;理论教学;实践教学;一体化教学方法
作者简介:周霞(1976-),女,江苏淮阴人,金陵科技学院机电工程学院,讲师。(江苏南京211169)
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1007-0079(2013)10-0083-02
“LonWorks现场总线技术”是建筑电气与智能化专业的必修课,同时也是一门实践性很强的课程。通过该课程的学习,学生能够掌握现场总线控制系统的相关技术,为专业技能培养奠定必要的基础。为了提高教学效果,对该课程理论教学与实践教学的一体化方法进行了有益探索。
一、课程特点与教学现状
“LonWorks现场总线技术”课程的主要特点可以归纳为以下3个方面:
1.涉及面广,与其他课程联系紧密
现场总线技术这门课程是学生在掌握了基础的计算机网络与计算机控制技术之后的扩展性课程。本课程的核心在于现场总线系统的基础知识以及基于现场总线的控制系统的设计和实现,涵盖了电路、编程、网络通信等方面内容。
2.与应用联系紧密,实践性强
随着物联网技术的发展,LonWorks已广泛应用于各种检测与控制系统,学生只有通过大量的实验与实践锻炼才能达到学以致用。
3.发展迅速,技术更新快
现场总线的国际标准在不断变化,开发模式也在不断改进。
金陵科技学院机电工程学院(以下简称“我院”)建筑电气智能化专业“LonWorks现场总线技术”课程教学课时为48个学时,其中包括16个学时的实验。该课程在已往的教学中主要存在以下一些问题:
第一,教材内容不完善,跟不上技术的发展。目前可用于“LonWorks现场总线技术”课程教学的相关教材很少,没有教材涉及Echelon最新的5000系列神经元芯片与相应的开发模式。现场总线技术的发展日新月异,教学知识点的更新只能由教师自己来完成。
第二,实践环节与理论环节完全分开,教学效果不够理想。传统的教学方式是在理论课教学完成之后,进入实践环节的教学。由于实践与理论脱节,很多学生实践能力薄弱,不能将课堂所学知识融会贯通。
第三,考核形式单一,不利于激励学生注重实践过程。课程考核一直采用以笔试为主、实验成绩为辅的方式。笔试以理论内容为主,实验成绩主要依据实验报告来评定,难以对实践过程进行考核,不能很好地通过考核来激励学生注重实践过程。
二、理论教学与实践教学的关系
理论教学是为使学生系统地学习和掌握学科的概念体系,培养学生的理性思维能力而进行的教学;实践教学是相对于理论教学的各种教学活动的总称,指学生在教师指导下以实际操作为主,获得感性知识和基本技能,提高综合素质的一系列教学活动的组合。[1]
理论教学与实践教学是相互加强与互为补充的关系。首先,理论教学与实践教学是不可完全分割的,理论教学中必然存在实践因素,而实践教学中必然存在理论因素。在理论教学中需要联系实际,不可避免地要利用演示、观察或体验等教学手段,又需要学生通过操作、作业等实践环节加深对理论知识的掌握;在实践教学中,实验前实验规程、方法等要依据理论来拟定,实验中学生要依据相关理论处理遇到的问题,实验后学生要用所学理论知识解释实验结果,这一系列实践环节都离不开理论教学的指导。[2]其次,理论教学与实践教学相互开放、互动发展。理论教学的知识储备能够为实践教学提供必要的指导,也能够为实践中的现象提供合理的解释;而实践教学则能够加深理论知识的理解,并为理论创新提供经验素材。
在传统的精英大学教育中,理论教学一直占据主导地位。而随着具有创新精神与实践能力的应用型、复合型人才需求的兴起,实践教学日益得到重视。在进行课程教学时,系统的专业理论教学必不可少,实践教学必须建立在专业理论教学的基础之上,并在专业理论指导下开展。同时,在实践教学过程中,要促使学生对自己的直接经验多进行理论概括,争取将感性认识上升到理性认识。这样理性认识被有效地用于指导专业实践活动时,就会内化为学生自身的专业素质。
三、理论教学与实践教学一体化方法
理论教学与实践教学一体化方法将理论教学和实践教学有机地融合在一起,在理论教学中讲授相关实践问题解决的要点,在实践教学中处理理论教学中没有解决的具体问题。下面将针对“LonWorks现场总线技术”课程的理论与实践一体化教学内容、教学实施方案、考核评价体系等方面分别进行详细阐述。
1.理论与实践一体化教学内容设计
为实现理论与实践一体化教学,理论教学和实践教学不再严格区分。在学生掌握了LonWorks的硬/软件资源技术基础知识之后,以实践教学为主线,在实践教学中根据需要进行理论教学,安排更多的时间让学生自主学习、自由讨论、自己动手操作,让他们在有限的时间里,充分利用各种资源,掌握更多的实践技能。
参考文献[3]提供的教材,以48学时为例,具体的教学内容安排如下:
(1)LonWorks的硬/软件资源技术基础(参考学时:10学时)。通过教学学生了解神经元芯片、网络接口卡、路由器以及互联设备等硬件资源;掌握LonTalk协议、LonWorks开发工具以及网络工具软件的使用。
(2)LonWorks的编程语言(参考学时:10学时)。通过教学学生了解NeuronC的特点,掌握NeuronC编程的基本要点与网络变量、显式报文的编写方式。
(3)LonWorks设备开发(参考学时:12学时)。通过教学学生了解LonWorks节点设备的软硬件组成,掌握LonWorks设备开发过程、熟悉开发工具的使用,能独立进行LonWorks节点设备程序、资源文件的编写,会创建设备外部接口文件,并进行设备的调试。
(4)LonWorks设备组网(参考学时:16学时)。通过教学学生掌握LonWorks网络的体系结构、网络组件和网络基础设备的选择方案,熟悉LonWorks网络的安装配置,了解LonWorks网络的优化方法。
2.理论与实践一体化教学实施方案
(1)增强教学互动,实现理论教学与实践教学“渗透式”结合。互动式教学可以采取课堂讲授、启发思考、提问回答、小组讨论、案例分析等多种教学方法。[4]对于学生通过已具备知识能解决的问题,教师可以不直接讲解,而是通过提出问题、引导学生主动思考、组织课堂讨论,让学生就不同的观点进行辩论,教师将学生往正确的方向引导。互动式教学模式可以充分调动学生的积极性和创造性,培养学生的独立思维能力,让学生真正掌握所学知识。
为了提高教学效果,课程安排在专业的LonWorks现场总线实验室进行。在教学过程中使学生能将理论学习与实践学习作为一个整体来同时理解接受,实现理论教学与实践教学的互相渗透,促使学生更好地掌握相关专业知识。
(2)实行项目教学,提高一体化教学效果。项目教学方式将课程按类别分为若干技术或技能单元,每个技术或技能单元作为一个教学项目实行单元式教学,每个单元教学都以能够应用该项技术或技能完成一个作业来结束。[5]
在“LonWorks现场总线技术”教学中,对LonWorks的硬/软件资源技术基础之外的内容按项目划分为程序编写、节点开发与设备组网三个项目。在进行程序编写教学时,结合楼宇自动化系统中节点的程序编写进行NeuronC语言的基本语法与调度程序的教学,教学以学生能够进行节点程序开发为结束点;在进行LonWorks节点开发教学时,结合楼宇自动化系统中控制节点的开发进行节点硬件组成、设备功能标识、设备接口定义、资源文件创建、应用程序编写与调试的教学,教学以学生掌握节点设备开发基本流程为结束点;在进行设备组网教学时,结合楼宇自动化系统组网实践,进行网络体系结构、网络组件选择、网络安装配置与网络优化的教学,以学生能够独立进行组网为结束点。
(3)重视课程设计环节,加强学生自主学习能力的培养。课程设计环节以楼宇自动化系统为背景,进行基于LonWorks现场总线技术的供配电子系统、照明子系统、给排水子系统和消防子系统的节点控制、监视和组网设计。课程设计要求学生能够独立进行节点控制程序的编写与底层监控网络的建构,并学会基于组态软件实现系统的集成。课程设计以学生为主,教师为辅,通过课程设计,加强学生自主学习能力的培养。
(4)组织学生参加技能竞赛,重视学生综合素质的提高。为激发学生学习热情,提高学生工程实践能力,我院每年组织学生参加“亚龙杯”全国大学生智能建筑工程实践技能竞赛。竞赛在楼宇工程实践模拟平台上进行,要求学生以模拟平台作为智能楼宇对象,进行智能楼宇的照明、视频监控、安防等子系统的设计,按照设计方案选择器件在平台上安装,并利用组态软件编程实现远程监控。通过技能竞赛的激励,更好地调动了学生学习的积极性,提高了学生的工程实践能力与团队协作能力,促进了学生综合素质的提高。
3.理论与实践一体化考核评价体系
由于理论实践一体化教学在课程体系上倾向于实践环节,因此成绩评定要以能力考核为主,知识考核为辅,较多地关注学生完成实践任务的过程,采用过程评价与成果评价相结合的方法来进行。
具体实施时,将理论考核贯穿于实践考核之中,在实践环节考核中综合评价理论知识与实践技能的掌握程度。采用灵活多样的考核方式,包含随机抽查、书面考核、现场操作等,并将学生的学习态度、查找资料的能力、解决问题的能力、团队协作能力等因素赋予一定分值,纳入考核指标中。
四、结束语
本文针对当前“LonWorks现场总线技术”课程教学中存在的问题,提出了实施理论与实践一体化教学方式。探讨的内容包括理论与实践一体化教学内容的设计、教学方案的实施以及考核评价体系的建立。所有这些都在具体的教学过程中得到了实践,有效地促进了课程的教学。学生的信息反馈表明,教学取得了积极的成果,这样的教学过程有利于学生加深对理论知识的理解,并能激发学生的求知欲,有利于学生综合素质的提高。
参考文献:
[1]肖伟才.理论教学与实践教学一体化教学模式的探索与实践[J].实验室研究与探索,2011,(4):81-84.
[2]甄阜铭.理论教学与实践教学的同构关系[J].现代教育科学,2011,(9):79-80.
[3]高安邦,杨帅,陈俊生.LonWorks技术原理与应用[M].北京:机械工业出版社,2009.
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