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實踐教學(xué)方面1、用于實驗教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備臺套數(shù)無法滿足學(xué)生同時實驗的要求;2、實驗教學(xué)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境配置多變,網(wǎng)絡(luò)連接不可靠,網(wǎng)絡(luò)運行不穩(wěn)定。這不僅降低了學(xué)生實驗的效率,更增加了學(xué)生完成實驗的難度;3、實驗項目種類單一,僅提供一些驗證性實驗,缺乏設(shè)計性、綜合性實驗;4、分組安排實驗,增加了教學(xué)安排的復(fù)雜性;5、強調(diào)小組實驗的配合、協(xié)作,淡化了個人基本實操能力的訓(xùn)練[2]。
課程教學(xué)目標與內(nèi)容改革
CDIO從產(chǎn)業(yè)對工程人才的需求出發(fā),把構(gòu)思-設(shè)計-實現(xiàn)-運行作為工程教育的環(huán)境背景,由此構(gòu)造出一系列詳細而合理的教學(xué)目標[3]。《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》的課程內(nèi)容改革源于CDIO的教學(xué)目標導(dǎo)向。
1課程教學(xué)目標計算機網(wǎng)絡(luò)工程是包括工程管理、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)技術(shù)在內(nèi)的、實踐性很強的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。通過理論教學(xué),使學(xué)生了解網(wǎng)絡(luò)工程的相關(guān)概念和基本過程,了解各類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的品牌、技術(shù)性能,了解計算機網(wǎng)絡(luò)工程領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)標準,了解有關(guān)計算機信息網(wǎng)絡(luò)方面的法律、法規(guī),了解網(wǎng)絡(luò)工程招、投標的基本過程;掌握網(wǎng)絡(luò)工程需求分析的主要內(nèi)容和需求描述方法,掌握現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計方法和具體設(shè)計技術(shù),初步掌握網(wǎng)絡(luò)工程規(guī)劃、設(shè)計、招投標以及工程驗收等各環(huán)節(jié)的技術(shù)文檔編寫規(guī)范和具體編寫方法。具備為一般中小型網(wǎng)絡(luò)工程提供整體設(shè)計方案的能力。通過實驗教學(xué),使學(xué)生掌握主要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安裝、配置與管理技術(shù),掌握綜合布線的基本方法,具備按照網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計(實施)方案進行具體的技術(shù)配置、測試和管理的能力。
2課程教學(xué)內(nèi)容1、理論教學(xué)方面,各學(xué)校在內(nèi)容安排和組織方面差異較大,有關(guān)教材也沒能形成比較一致的內(nèi)容結(jié)構(gòu),因此,教學(xué)過程中,我們從CDIO工程教育理念出發(fā),依據(jù)網(wǎng)絡(luò)工程各環(huán)節(jié)的知識要求組織教學(xué)內(nèi)容,主要內(nèi)容包括:計算機網(wǎng)絡(luò)工程概述,主要介紹網(wǎng)絡(luò)工程的基本概念、基本方法(系統(tǒng)集成)、基本過程、技術(shù)基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)工程的相關(guān)標準與規(guī)范、網(wǎng)絡(luò)工程的組織與管理、計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方法等內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)工程需求分析,主要介紹需求分析的相關(guān)概念、網(wǎng)絡(luò)工程需求獲取的主要途徑和方法、網(wǎng)絡(luò)功能需求分析、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境需求分析、網(wǎng)絡(luò)性能需求分析、網(wǎng)絡(luò)工程文檔編制等內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計,以分層設(shè)計為基礎(chǔ),介紹分布式結(jié)構(gòu)服務(wù)模型和集中式服務(wù)模型的結(jié)構(gòu)設(shè)計,在此基礎(chǔ)上,介紹網(wǎng)絡(luò)擴展設(shè)計的主要內(nèi)容,包括接入能力擴展設(shè)計、處理能力擴展設(shè)計、帶寬擴展設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴展設(shè)計等。網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計,主要介紹網(wǎng)絡(luò)帶寬設(shè)計、流量設(shè)計、服務(wù)質(zhì)量設(shè)計以及負載均衡設(shè)計等內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計,在交換機端口安全技術(shù)、ACL技術(shù)、防火墻技術(shù)的基礎(chǔ)上,重點介紹DMZ設(shè)計、IDS與IPS安全設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)計、VPN網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計等內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)物理設(shè)計,從產(chǎn)品角度介紹常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和傳輸介質(zhì),同時介紹綜合布線系統(tǒng)規(guī)范、中心機房系統(tǒng)設(shè)計以及設(shè)備互聯(lián)技術(shù)等。應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)設(shè)計,主要介紹服務(wù)子網(wǎng)的設(shè)計方法,存儲網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方法以及各類內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與Internet的互聯(lián)方法等。網(wǎng)絡(luò)性能分析與故障排除,主要介紹影響網(wǎng)絡(luò)性能的技術(shù)指標、網(wǎng)絡(luò)故障的診斷與排除方法、網(wǎng)絡(luò)性能分析方法及分析工具介紹等。網(wǎng)絡(luò)工程驗收與鑒定,簡要介紹網(wǎng)絡(luò)工程的驗收方式、驗收準備、驗收標準、驗收內(nèi)容、驗收程序、文檔資料以及資料驗收、布線系統(tǒng)驗收、設(shè)備(安裝)驗收、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)驗收、工程綜合驗收等內(nèi)容。這種組織方式,不僅有利于學(xué)生的漸進式學(xué)習(xí),也有利于培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)知識、提出問題、思考問題、解決問題的螺旋式往復(fù)過程中獨立思考的能力2、實踐教學(xué)方面,以網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與實現(xiàn)能力培養(yǎng)為主線組織實驗內(nèi)容,分為驗證型實驗、設(shè)計型實驗和綜合型實踐三個層次。課程實驗教學(xué)主要承擔(dān)驗證型和設(shè)計型實驗教學(xué)任務(wù),主要實驗包括VLAN通信的設(shè)計與配置、交換機端口聚合的設(shè)計與配置、ACL的設(shè)計與配置、NAT的設(shè)計與配置、RSTP配置、三級交換網(wǎng)設(shè)計與配置、三級路由網(wǎng)設(shè)計與配置等。課程設(shè)計主要完成綜合型實踐教學(xué)任務(wù),課程設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容以實際的工程項目為設(shè)計案例,包括需求分析、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計、設(shè)備選型與報價、配置實現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)測試等各方面知識的綜合運用。
教學(xué)方法改革
根據(jù)《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》課的教學(xué)目標要求,結(jié)合該課程覆蓋面寬、知識點多、實踐性強、工程特征顯著等特點,兼顧學(xué)生的實際情況,圍繞案例教學(xué)法,針對不同教學(xué)任務(wù),綜合運用多種教學(xué)方法(如圖1),完成不同要求的教學(xué)任務(wù)。
1案例教學(xué)法該方法是《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》課程教學(xué)設(shè)計的基本方法。對于基礎(chǔ)知識類內(nèi)容,盡可能對照各類網(wǎng)絡(luò)實物(如雙絞線、同軸電纜、光纖、以太網(wǎng)收發(fā)器、各種網(wǎng)卡、交換機、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備)現(xiàn)場講解傳輸介質(zhì)、組網(wǎng)設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備的組成、結(jié)構(gòu)、工作原理等內(nèi)容,現(xiàn)場演示路由器和交換機的配置過程和方法,幫助學(xué)生更直觀、更有效地了解和掌握各類傳輸介質(zhì)的異同、交換機和路由器配置的原理和技術(shù)等。對于設(shè)計性內(nèi)容,主要以精簡的本校校園網(wǎng)擴建工程為例,講解網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計過程、設(shè)計方法以及用到的網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)(如表1),便于學(xué)生全面理解網(wǎng)絡(luò)工程。
2基于案例的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法簡化案例的引入為教學(xué)過程創(chuàng)建了一種與現(xiàn)實情況基本一致或相類似的網(wǎng)絡(luò)工程情境,在此情境下,選擇與當(dāng)前學(xué)習(xí)主題密切相關(guān)的真實性事件或問題(任務(wù))作為學(xué)習(xí)的中心內(nèi)容,讓學(xué)生面臨一個需要立即去解決的現(xiàn)實問題[4]。為了細化教學(xué)內(nèi)容,訓(xùn)練學(xué)生的實踐能力,在以案例為主線的教學(xué)實施過程中,除了課堂介紹“zqu校園網(wǎng)”對應(yīng)案例內(nèi)容外,將案例內(nèi)容簡化成學(xué)生能夠自主完成的獨立的實驗實踐任務(wù),課程設(shè)計內(nèi)容以選題為基礎(chǔ)形成綜合性設(shè)計任務(wù),各項任務(wù)均以任務(wù)書的形式布置、提交和考核。學(xué)生自主支配時間,利用GNS3等模擬器進行設(shè)計和配置實現(xiàn)。
3基于案例的探究教學(xué)法探究教學(xué)是指在教師引導(dǎo)下,學(xué)生主動參與到發(fā)現(xiàn)問題,尋找答案的過程中,以培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力的教學(xué)活動[5]。課程教學(xué)過程中,面對綜合型、設(shè)計型教學(xué)任務(wù)(如課程設(shè)計),任課教師首先根據(jù)教學(xué)目標和要求,精心組織教學(xué)內(nèi)容,構(gòu)造與教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)的、有實用價值的網(wǎng)絡(luò)工程項目素材,創(chuàng)設(shè)出工程案例,提出多種類型的設(shè)計命題,向?qū)W生提出將要調(diào)查研究的領(lǐng)域。學(xué)生根據(jù)“目標性、工程性、可行性、自主性”原則[6]結(jié)合自身優(yōu)勢進行選題,教師確認選題后統(tǒng)一下達課程設(shè)計任務(wù)書。學(xué)生則根據(jù)任務(wù)書中工程案例發(fā)現(xiàn)并提出問題。教師則注重把握問題的難度,并引導(dǎo)學(xué)生分清主次,集中精力對一、兩個問題進行重點研究。根據(jù)已確認的問題,由學(xué)生思考、討論解決方案,然后開始進行具體的需求分析、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、配置、測試等活動,在解決當(dāng)前問題的過程中發(fā)現(xiàn)新問題,提出新設(shè)計。教師在課程教學(xué)計劃中,安排時間進行交流,教師就基礎(chǔ)知識、理解能力、分析能力、設(shè)計能力、創(chuàng)新能力以及存在問題等進行點評。探究教學(xué)方法的引入,極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,提高了學(xué)生綜合素質(zhì)以及獨立分析問題、解決問題的能力,使學(xué)生感受到自主求解問題的樂趣和成就感。#p#分頁標題#e#
4模擬與圖形解析教學(xué)法為了提高實踐教學(xué)質(zhì)量和效率,采用網(wǎng)絡(luò)模擬器GNS3或PacketTracer來模擬網(wǎng)絡(luò)拓撲設(shè)計和技術(shù)配置過程,利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析器wireshark或Sniffer軟件實時捕獲協(xié)議報文,并對捕獲到的網(wǎng)絡(luò)報文進行各種分析,給出直觀的圖形顯示結(jié)果,方便學(xué)生理解和掌握各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。這種方法,可進一步提高教學(xué)內(nèi)容的直觀性,便于學(xué)生正確理解網(wǎng)絡(luò)報文的組成以及不同層次之間的相互關(guān)系。
5網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)法該方法是理論教學(xué)的主體方法,以圖、文、聲、視融合方式多形式展示教學(xué)內(nèi)容,通過啟發(fā)、提問、討論、案例介紹分析、點評等環(huán)節(jié)實施課堂教學(xué),以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,課后通過網(wǎng)絡(luò)QQ答疑輔導(dǎo)。
6及時點評教學(xué)法對學(xué)生的作業(yè)、實驗報告、課程設(shè)計報告等,做到及時批改,及時點評。這樣有助于學(xué)生及時了解自己的學(xué)習(xí)情況,知道錯在哪里,對在哪里,并及時糾正相應(yīng)錯誤。
教學(xué)支撐環(huán)境建設(shè)
1教學(xué)平臺建設(shè)我們以學(xué)校的“精品課程中心2006”為依托,創(chuàng)建了校級精品課程《計算機網(wǎng)絡(luò)工程》教學(xué)支撐平臺,地址為210.38.176.32/ec2006/C109/Index.htm。該平臺提供了本課程的課程介紹、教學(xué)大綱、教學(xué)方法、日常教學(xué)文件、教學(xué)課件、實驗指導(dǎo)、參考資料、教學(xué)錄像、工具軟件、課程設(shè)計、課程復(fù)習(xí)、相關(guān)法律法規(guī)等內(nèi)容的瀏覽和下載功能,同時開設(shè)網(wǎng)上討論群組,由任課教師負責(zé)網(wǎng)上答疑。這樣,學(xué)生可以在任何時候提出問題,教師的回答可以同時讓多個學(xué)生從信息共享中受益。基于校園網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)平臺輔助學(xué)生在課外自主學(xué)習(xí)。
本環(huán)節(jié)重點在于培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的價值觀,良好的職業(yè)道德和職業(yè)精神,以及人際交往技能,團隊協(xié)作和交流的技能。具體來說,首先要求學(xué)生培養(yǎng)良好的職業(yè)道德和職業(yè)精神,正直、富有責(zé)任感;同時職業(yè)行為規(guī)范,遵紀守法,遵守行業(yè)準則,能夠主動規(guī)劃個人職業(yè)方向與發(fā)展,與時俱進,同世界網(wǎng)絡(luò)工程界保持同步。其次,要培養(yǎng)學(xué)生共同協(xié)作的團隊精神、團隊管理及組織協(xié)調(diào)能力,實際工作中確保工作進度,善于技術(shù)分工和協(xié)作,共同完成目標;還要求學(xué)生培養(yǎng)豐富的團隊管理經(jīng)驗,善于調(diào)動團隊積極性,激發(fā)團隊?wèi)?zhàn)斗力,同時還要培養(yǎng)良好的組織能力以及沖突協(xié)調(diào)能力。再者,要培養(yǎng)學(xué)生交流與溝通的意識和能力,建立與網(wǎng)絡(luò)工程相關(guān)方進行交流的組織結(jié)構(gòu),具備運用寫作、圖表、電子和多媒體進行交流的能力;善于口頭表達,能夠組織報告和會議進行交流。這里還要求學(xué)生能夠運用英語進行交流;具備參加國際專業(yè)合作項目的初步能力,能運用英語查閱相關(guān)文獻。此外,個人價值觀還要培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任和企業(yè)責(zé)任,能用發(fā)展的全球觀,能夠正確認識現(xiàn)時的焦點,認識網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)對社會以及環(huán)境的影響,自覺遵守社會對工程建設(shè)的規(guī)范要求;從企業(yè)責(zé)任上講,這要求學(xué)生能夠認識不同的企業(yè)文化,并參與企業(yè)文化的建設(shè),為實現(xiàn)企業(yè)的策略、目標和計劃而努力。
2網(wǎng)絡(luò)工程實踐能力的培養(yǎng)
本環(huán)節(jié)重點在于培養(yǎng)學(xué)生在工程項目設(shè)計實施運行中的能力。具體來講,首先要培養(yǎng)學(xué)生的網(wǎng)路工程設(shè)計能力,這要求學(xué)生熟練掌握網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計原理、過程與方法,熟悉常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的功能及設(shè)計原理,了解相關(guān)的法律法規(guī)及標準、規(guī)范。并能綜合利用這些知識來編制項目的施工組織設(shè)計和關(guān)鍵工程的專項施工方案和措施。其次,要培養(yǎng)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)工程實施的能力。這要求我們的學(xué)生了解初步方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、拓撲設(shè)計與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃圖設(shè)計的過程,熟悉工程建設(shè)項目的前期準備工作,以及招投標過程,掌握工程項目施工階段各環(huán)節(jié)的原理、方法;熟悉各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的工作原理參數(shù)和適用范圍、設(shè)備試運轉(zhuǎn)的內(nèi)容和要求,以及工程項目各個層次的驗收要求、內(nèi)容及組織。再者,要培養(yǎng)學(xué)生網(wǎng)絡(luò)工程運行與維護的能力。此項內(nèi)容要求學(xué)生掌握工程項目全壽命周期的概念和原理,熟悉工程項目維護及改進的方法以及工程項目的運營和管理。
3分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)
本環(huán)節(jié)重點培養(yǎng)學(xué)生選用解決工程實際問題的能力,以及對工程項目的評價、分析與決策能力。首先要求學(xué)生認識和系統(tǒng)表述網(wǎng)絡(luò)工程項目中設(shè)計、施工、管理問題,具備初步規(guī)劃研發(fā)、建立網(wǎng)絡(luò)工程項目的分析模型的能力;能夠判斷和定性分析網(wǎng)絡(luò)工程項目,識別及分析網(wǎng)絡(luò)工程項目的不確定性因素、風(fēng)險因素,可以系統(tǒng)性地提出解決問題的方法和建議。其次要求學(xué)生熟悉互聯(lián)網(wǎng)和計算機網(wǎng)絡(luò)行業(yè)的標準與規(guī)范,具備查詢相關(guān)資料或者電子文獻的能力;能夠掌握相關(guān)實驗操作技能,分析實驗數(shù)據(jù),書寫實驗報告與歸納總結(jié)。同時,此項內(nèi)容要求培養(yǎng)學(xué)生的工程系統(tǒng)思維,學(xué)會運用整體思維,全局考慮網(wǎng)絡(luò)工程項目系統(tǒng)的綜合能力;能夠梳理網(wǎng)絡(luò)工程項目系統(tǒng)內(nèi)的關(guān)鍵問題、難點以及影響因素;針對解決問題的方案進行論證、總結(jié)并得出結(jié)論。分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)還要求學(xué)生具備積極探索網(wǎng)絡(luò)工程領(lǐng)域的新問題、新發(fā)展的思想,保持求知欲和終生學(xué)習(xí)的態(tài)度,能夠結(jié)合具體條件善于運用靈活方式合理解決問題。
4網(wǎng)絡(luò)工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
本環(huán)節(jié)重點在于培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)工程人員的創(chuàng)新能力,具體包括以下幾個方面:首先,培養(yǎng)學(xué)生選擇國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)信息的能力。其次,積極鼓勵學(xué)生參與項目實踐和評估,提出改進建議,掌握正確的項目評估方法,了解項目評估的過程,培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題并及時提出改進意見的能力。此外,培養(yǎng)學(xué)生較強的創(chuàng)新意識和進行網(wǎng)絡(luò)工程施工技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)改造與創(chuàng)新的初步能力。包括:培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力、創(chuàng)新的意識、掌握創(chuàng)新所需的專業(yè)知識以及一定的創(chuàng)新方法。
關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)工程;虛擬仿真;實驗教學(xué);教學(xué)改革
通過對招聘市場上網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的需求調(diào)查發(fā)現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)招聘崗位包括網(wǎng)絡(luò)工程師、網(wǎng)絡(luò)管理員、系統(tǒng)管理員、運維工程師、系統(tǒng)工程師、系統(tǒng)集成工程師等等,這些崗位對發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的實踐性要求都很高。這就要求學(xué)生在大學(xué)期間除了掌握基本的理論知識外,還要提高實踐技能。因此對于網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的學(xué)生而言,實驗教學(xué)就顯得尤為重要。如果學(xué)生僅停留在理論知識的學(xué)習(xí)、在實踐環(huán)節(jié)欠缺,將導(dǎo)致學(xué)生就業(yè)遇到很大的困難。為彌補這方面的不足,我們研究開發(fā)了網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)虛擬仿真實驗平臺,并針對新平臺下的實驗內(nèi)容,對課程進行了改革。
一、傳統(tǒng)實驗教學(xué)的特點與不足
1.搭建小型化的實驗場地。參照實際場景,鋪設(shè)線路,搭建設(shè)備,構(gòu)造微縮版的實驗場景。缺點在于實驗場地大小受限,僅能實現(xiàn)試驗臺式的模擬,很難模擬廣闊場景下的網(wǎng)絡(luò)工程實驗。導(dǎo)致學(xué)生缺乏樓宇、樓群網(wǎng)絡(luò)工程整體概念,缺乏整體性的概念。
2.采購實際網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,搭建實驗環(huán)境。雖然學(xué)生可以在真實的設(shè)備上進行配置實驗,但是設(shè)備更新慢,不能緊跟市場需求的變化。目前高校采購的實驗設(shè)備至少使用5年,有的甚至10年都難以得到更換或升級,尤其對于一些非重點高校該問題更顯突出。
3.搭建實驗環(huán)境相對復(fù)雜。由于采用真實的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,每次實驗前教師都需要根據(jù)實驗環(huán)境,對設(shè)備進行初始配置。學(xué)生練習(xí)后還需要將配置初始化。配置上的初始與還原浪費了老師和學(xué)生寶貴的學(xué)習(xí)時間。
4.由于采購資金的限制,設(shè)備的數(shù)量也是有限的,僅能模擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境相對簡單的實驗,即便如此也不能同時滿足大批量的學(xué)生同時實驗。實驗場地、時間都受到了限制。
5.由于每次實驗都需要教師提前配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備搭建環(huán)境,學(xué)生的實驗內(nèi)容相對單一,只能在設(shè)定的網(wǎng)絡(luò)拓撲下進行實驗操作,學(xué)生缺乏創(chuàng)新性的實驗環(huán)境。
二、虛擬仿真實驗教學(xué)平臺的優(yōu)勢
當(dāng)前虛擬仿真技術(shù)得到快速的發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓展,涉及了虛擬場景漫游、虛擬汽車、輪船、飛機駕駛、虛擬作戰(zhàn)指揮、虛擬制造等等。該技術(shù)解決了真實世界中操作成本高、風(fēng)險大的難題,以先進的技術(shù)實現(xiàn)低成本的虛擬實驗,同時又能有身臨其境的感受。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的虛擬仿真實驗教學(xué)平臺可以很好地解決一些受場地、資金、人力限制的實驗場景的搭建,并能提供一種虛擬的但真實體驗度很好的實驗環(huán)境。其優(yōu)勢具體體現(xiàn)在以下幾點。
1.利用計算機建模技術(shù),我們可以實現(xiàn)任何樓宇、建筑群的環(huán)境搭建。當(dāng)學(xué)生進入系統(tǒng)后,可以在實驗場景里虛擬漫游,實際體驗度較高。同時也能激發(fā)學(xué)生設(shè)計與解決問題的興趣。
2.環(huán)境中所有的實驗設(shè)備都可以通過安裝不同廠家設(shè)備的虛擬機來實現(xiàn)。目前華為、思科等主流網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的廠商都提供設(shè)備的操作系統(tǒng)文件,我們可以通過模擬器運行相應(yīng)的設(shè)備的操作系統(tǒng)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備調(diào)試模擬。只要有新的設(shè)備出來,我們就可以利用模擬器虛擬一臺設(shè)備出來供學(xué)生實驗使用,完美地解決了設(shè)備老舊以及數(shù)量限制的問題。
3.虛擬的實驗場景,虛擬新設(shè)備的使用,更能激發(fā)學(xué)生的興趣。同時學(xué)生在虛擬場景下可以自己設(shè)定實驗場景,有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。
三、網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)虛擬仿真實驗教學(xué)平臺的搭建
目前通過自主開發(fā),已經(jīng)實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)工程與綜合布線實驗的虛擬仿真,而這兩門課程是對實踐能力要求較高的課程。系統(tǒng)實現(xiàn)了教師可以針對學(xué)生的特點與興趣搭建適合的虛擬場景,學(xué)生在虛擬環(huán)境中完成整個工程的需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)預(yù)算與三維場景下的施工操作。學(xué)生完成實驗后,教師可以在教師管理端隨意瀏覽學(xué)生實驗完成情況,并在線給予評價與成績。有了該實驗系統(tǒng)的支持,學(xué)生了實現(xiàn)隨時隨地接入校園網(wǎng)就可以完成實驗的全部內(nèi)容。這只是搭建網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)虛擬仿真實驗平臺的一部分,隨著開發(fā)的推進,將逐步實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)涉及的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議仿真、網(wǎng)絡(luò)安全仿真、通信仿真與信號處理仿真等等。實驗平臺當(dāng)前是運行在一臺高性能的服務(wù)器上,學(xué)生通過客戶端程序連接服務(wù)器進行虛擬仿真的網(wǎng)絡(luò)工程與綜合布線的實驗。隨著實驗系統(tǒng)的不斷完善與豐富,同時為了提供性能更高的服務(wù),實驗服務(wù)端將搭建在一臺云服務(wù)器上,并開放廣域網(wǎng)訪問權(quán)限。這樣學(xué)生做實驗將不局限于在實驗室內(nèi),而是可以在任何可以訪問網(wǎng)絡(luò)的地方登陸虛擬仿真實驗平臺,進行實驗環(huán)境的搭建并進行實驗。教師可實現(xiàn)隨時隨登錄教師端查看同時在線人數(shù)以及學(xué)生實驗的進度與內(nèi)容,及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生的問題并指導(dǎo)。由于云服務(wù)器的特點,可以根據(jù)同時在線實驗人數(shù)的增加動態(tài)擴充云服務(wù)器的內(nèi)存、CPU配置,以提供更高性能的可靠、穩(wěn)定實驗環(huán)境。為保障實驗環(huán)境安全性,在云服務(wù)器端安裝網(wǎng)絡(luò)防火墻與網(wǎng)絡(luò)防入侵檢測系統(tǒng),在保證學(xué)生、教師正常訪問的前提下對服務(wù)器實施嚴格的網(wǎng)絡(luò)防護。系統(tǒng)運行的模擬圖如下圖所示:
四、在虛擬仿真環(huán)境下的實驗教學(xué)改革
基于網(wǎng)絡(luò)工程與綜合布線的虛擬仿真實驗教學(xué)系統(tǒng),已經(jīng)實施了4個學(xué)期的實踐教學(xué),可以明顯感受到學(xué)生對課程實驗的興趣度得到了提高,并且通過對學(xué)生的考核與調(diào)查表明,他們對于知識的理解與掌握相對傳統(tǒng)實驗而言也有了較大的提高。最重要的一點就是學(xué)生實現(xiàn)了在以往傳統(tǒng)實驗環(huán)境中無法實現(xiàn)的實驗在虛擬仿真環(huán)境下得到很好的體驗。結(jié)合這兩門課程的虛擬仿真的實驗教學(xué)實踐,制定了新環(huán)境下實驗教學(xué)模式。
1.首先增加實驗教學(xué)的課時。因為網(wǎng)絡(luò)工程與綜合布線本身對實踐能力的要求就較高,模擬整個建筑或建筑群的需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、三維施工的工作量就比較大,傳統(tǒng)分配的課時相對不足。
2.將理論知識講解與實驗教學(xué)相結(jié)合,從課堂教學(xué)課時中劃撥一部分課時在實驗教學(xué)中進行講解。課堂上,老師通過PPT給學(xué)生講電信間、設(shè)備間、水平子系統(tǒng)、工作區(qū)子系統(tǒng)等概念時,學(xué)生很難理解,而通過虛擬仿真系統(tǒng),在虛擬的三維場景下就相對簡單多了。
3.由于虛擬仿真系統(tǒng)提供了一個虛擬的實驗場景,比如酒店、公寓、商場等場景,我們的教學(xué)也需要利用虛擬仿真的優(yōu)勢,逐漸由課堂教學(xué)轉(zhuǎn)向情景教學(xué),吸引學(xué)生的注意力,對于提高學(xué)生對知識的理解與掌握也將起到很好的作用。
4.個性化定制實驗內(nèi)容。針對每個學(xué)生的興趣點,可以為學(xué)生量身打造實驗場景與需求。由于系統(tǒng)設(shè)計時提供場景庫與各種需求的模板,教師可以自由組合出多種實驗環(huán)境,并且教師只是通過簡單的選擇、確認就可以了,而不用像傳統(tǒng)實驗?zāi)菢舆B接、調(diào)試設(shè)備。個性化的實驗場景設(shè)定相對統(tǒng)一的實驗環(huán)境而言更能針對學(xué)生的不足通過實驗過程進行彌補,對于提高學(xué)生整體的實踐能力將有很大的幫助。
5.課程的后期階段,將鼓勵學(xué)生自己搭建實驗場景,自己設(shè)定所需要的設(shè)備類型與數(shù)量,教師只需要進行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。通過這樣的練習(xí),將明顯提高學(xué)生的設(shè)計能力與獨立思考的能力。
隨著我國信息系統(tǒng)工程建設(shè)的全面展開以及信息系統(tǒng)建設(shè)中暴露出的諸多問題,信息產(chǎn)業(yè)部頒發(fā)了相關(guān)文件,規(guī)定了信息系統(tǒng)工程監(jiān)理單位資質(zhì)與監(jiān)理人員資格的管理辦法。國務(wù)院并且規(guī)定了哪些信息系統(tǒng)工程需要實施工程監(jiān)理。這樣,信息系統(tǒng)工程監(jiān)理作為我國信息化建設(shè)中的一項新生事物,已經(jīng)得到了政府和社會的認可,信息系統(tǒng)工程監(jiān)理行業(yè)逐漸嶄露頭角,隨之而來的就是監(jiān)理人才的供需矛盾。畢竟我國現(xiàn)階段具有資質(zhì)的信息系統(tǒng)監(jiān)理公司不太多,并且專業(yè)的信息系統(tǒng)監(jiān)理師更是缺少。為此不少的高職院校在網(wǎng)絡(luò)系或其他相關(guān)院、系中都設(shè)立了《信息系統(tǒng)工程監(jiān)理》或《網(wǎng)絡(luò)工程監(jiān)理》課程。天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)系開設(shè)了《網(wǎng)絡(luò)工程監(jiān)理》課程。經(jīng)過多年的教學(xué),積累了很多寶貴經(jīng)驗。就《網(wǎng)絡(luò)工程監(jiān)理》課程的內(nèi)容而言,按照傳統(tǒng)的教學(xué)方法在課堂上講解就避免不了枯燥、乏味,使得學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣慢慢的消失,最后只是為了應(yīng)付考試背誦一下了之,這樣致使本課程達不到開設(shè)的目的,為此必須開辟新的教學(xué)途徑、教學(xué)方式來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
二、《網(wǎng)絡(luò)工程監(jiān)理》教學(xué)情境探討
為避免教學(xué)中的枯燥、乏味問題,在教學(xué)中采用了情境式教學(xué)方法。根據(jù)本課程的培養(yǎng)目標以及社會對專業(yè)監(jiān)理人員的需求,把整個課程分解成為三個模塊,每個模塊下又分為幾個教學(xué)情境,在每個教學(xué)情境中都插入實際的案例內(nèi)容,這些實際案例是根據(jù)人才培養(yǎng)方案與社會專業(yè)工程監(jiān)理公司共同研究而確定。這樣使學(xué)生學(xué)習(xí)起來就如同親臨其境,使學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣大大提高。同時通過本課程的學(xué)習(xí)之后,在以后的實際工作中運用自如,更適應(yīng)社會的需要。多年的教學(xué)實踐,也驗證了本方法是確實可行的。圖1是本課程教學(xué)情境圖示,三個模塊分別是:模塊一:信息系統(tǒng)工程監(jiān)理基本概念;模塊二:信息系統(tǒng)監(jiān)理的主要內(nèi)容;模塊三:信息系統(tǒng)建立實戰(zhàn)。
(一)信息系統(tǒng)監(jiān)理基本概念。
1.主要內(nèi)容。監(jiān)理單位與人員的資質(zhì)管理、中華人民共和國招投標法、監(jiān)理工作三個主要指導(dǎo)文件編制。帶領(lǐng)學(xué)生走近真實的網(wǎng)絡(luò)工程項目工作環(huán)境,使學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)工程施工有初步了解、介紹招投標過程、提供網(wǎng)絡(luò)工程招投標書樣板,審閱與編輯投標文件、提供監(jiān)理工作三個主要文件樣板。
2.能力目標。一是能夠理解和運用有關(guān)法律法規(guī)、行業(yè)標準、施工規(guī)范和安全條例等。二是能夠了解網(wǎng)絡(luò)工程監(jiān)理的職責(zé)與工作內(nèi)容。三是能夠看懂和分析網(wǎng)絡(luò)工程的招投標書及技術(shù)資料。四是能夠歸納招投標書的結(jié)構(gòu)和要點。五是掌握招標和設(shè)計階段監(jiān)理工作的技術(shù)特點。六是監(jiān)理大綱、監(jiān)理規(guī)劃、監(jiān)理實施細則的編制。
3.主要教學(xué)情境。一是審閱教師提供的招投標文件。將同學(xué)分成小組,以小組為單位嘗試自己編寫投標的標書。二是審閱教師提供的三個文件,同樣以小組為單位嘗試自己編寫。
(二)信息系統(tǒng)監(jiān)理內(nèi)容。
1.主要內(nèi)容。當(dāng)一個監(jiān)理公司取得了監(jiān)理合同之后,將要進入實質(zhì)的監(jiān)理階段。在這階段里的主要內(nèi)容即是所謂的:質(zhì)量控制、進度控制、投資控制、變更控制、合同管理、信息管理、安全管理與組織協(xié)調(diào)“四控、三管、一協(xié)調(diào)”。在本部分提供實際的網(wǎng)絡(luò)綜合布線合同及與本合同相關(guān)的文件,使同學(xué)身臨其境審閱學(xué)習(xí)這些文件。
2.能力目標。一是掌握工程各個階段的質(zhì)量控制、質(zhì)量控制點的設(shè)置、質(zhì)量控制常用的方法手段。二是掌握進度控制常用的技術(shù)、影響進度的因素。三是掌握投資控制的過程及失控的原因、掌握變更控制的基本原則及信息系統(tǒng)工程變更的工作程序。四是掌握信息系統(tǒng)工程合同的內(nèi)容、合同違約管理、合同索賠程序與處理原則。五是熟悉信息系統(tǒng)工程監(jiān)理中產(chǎn)生的主要文檔及管理方法。六是掌握信息系統(tǒng)安全的定義、信息系統(tǒng)安全管理的內(nèi)容。
3.主要學(xué)習(xí)情境。一是根據(jù)實際案例擬定網(wǎng)絡(luò)綜合布線系統(tǒng)施工合同。二是分組審閱教師提供的已經(jīng)完成的網(wǎng)絡(luò)綜合布線系統(tǒng)的質(zhì)量控制文件,嘗試自己設(shè)置質(zhì)量控制點。三是進度控制甘特圖繪制。教師給出實際的綜合布線工程和工期或其他項目,同學(xué)嘗試用MicrosoftOfficeExcel繪制甘特圖表。
(三)信息系統(tǒng)監(jiān)理實戰(zhàn)。
1.主要內(nèi)容。因為現(xiàn)在的建設(shè)方通常是在工程招標之前就聘請了監(jiān)理公司,因此監(jiān)理的內(nèi)容往往要提前到幫助建設(shè)方編寫可行性分析報告、編制招標文件、根據(jù)投標標書選擇優(yōu)秀的承建方、可能還要起草工程合同等。因此信息系統(tǒng)工程監(jiān)理實戰(zhàn)內(nèi)容包括以上所述部分并稱之為工程前期準備階段的監(jiān)理。當(dāng)選定了承建方之后進入工程設(shè)計與實施階段監(jiān)理,以及系統(tǒng)驗收階段的監(jiān)理。
2.能力目標。一是熟悉投標標書中實質(zhì)性要求的評審。例如:注冊資金、系統(tǒng)集成資質(zhì)、安全資質(zhì)、質(zhì)量管理體系等內(nèi)容。二是熟悉招投標文件中技術(shù)性要求的評審。三是熟悉綜合布線六個子系統(tǒng)的設(shè)計要點、監(jiān)理的主要內(nèi)容。四是測試驗收網(wǎng)絡(luò)工程并能寫出工程建設(shè)分析總結(jié)。五是驗收的原則與組織,驗收測試的條件和主要工作。六是驗收的準則,驗收報告的內(nèi)容。
3.主要學(xué)習(xí)情境。一是按小組分配到校企合作的監(jiān)理公司,實際參與工程前期準備階段的工作。二是按小組分配到校企合作的監(jiān)理公司,下工地實際參與施工階段監(jiān)理工作。三是按小組分配到校企合作的監(jiān)理公司,實際參與工程的驗收工作。
三、結(jié)語
(一)方向共性
網(wǎng)絡(luò)工程方向及網(wǎng)絡(luò)信息安全方向,都注重人才培養(yǎng),響應(yīng)國家培養(yǎng)工程型、創(chuàng)新型、實踐性人才號召,從過去的“以教為主”向“以學(xué)為主”轉(zhuǎn)變,提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動性。拓寬學(xué)生在專業(yè)方向上的視野,提高學(xué)生對專業(yè)技術(shù)的興趣,教學(xué)目標不僅僅停留在學(xué)生學(xué)會書本內(nèi)容,更要讓學(xué)生通過專業(yè)知識的學(xué)習(xí)而提高實際動手的能力。在課程設(shè)置方面,通過主流專業(yè)課程教育培養(yǎng)學(xué)生基本技能及專業(yè)技能;通過各專業(yè)課程內(nèi)容的交叉涵蓋,培養(yǎng)學(xué)生的綜合技能;最后通過前沿性課程及課外實踐發(fā)掘和提高學(xué)生創(chuàng)新技能。以網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)為依托,除計算機本科大類基礎(chǔ)課程外,還設(shè)置了5門專業(yè)核心課程,突出網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)特色,體現(xiàn)專業(yè)需求,為兩個方向建立系統(tǒng)的專業(yè)知識結(jié)構(gòu)打下基礎(chǔ)。此外,還提供13門網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)課程作為任意選修,兩個方向的學(xué)生都可以根據(jù)興趣和專業(yè)規(guī)劃進行選擇。課程主要內(nèi)容見表1。
(二)方向特性
在課程設(shè)置上,兩個方向各有三門具有代表性和方向性建設(shè)的專業(yè)課程。這三門課程是作為該方向?qū)W生學(xué)習(xí)的專業(yè)必選課程,同時也作為另一方向的可選課程。課程主要內(nèi)容見表1。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)實踐教學(xué)體系主要包括驗證性實驗、綜合性實驗、自主實驗、課程設(shè)計、認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練、大學(xué)生學(xué)科競賽等環(huán)節(jié)[2],在提高學(xué)生實際技能和人才競爭力方面,兩個方向通過課內(nèi)外多項實踐,達到對學(xué)生個人能力的提升。1.網(wǎng)絡(luò)工程方向。①模擬招投標:學(xué)生在進入方向?qū)W習(xí)的初期,就獲得模擬項目目標,要求學(xué)生在一學(xué)年內(nèi)按照網(wǎng)絡(luò)設(shè)計招投標和網(wǎng)絡(luò)安裝調(diào)試及測試兩部分完成此項目。項目以學(xué)生為主,教師為輔,在整個方向課程的學(xué)習(xí)過程中都帶有目的性,而學(xué)習(xí)到的知識和方法,學(xué)生都會主動應(yīng)用到項目中去。分組實施,團隊分工合作的方式,也培養(yǎng)了學(xué)生的團隊合作精神,讓學(xué)生在長期與他人合作的過程中,發(fā)掘自身長處。項目完成后,由多名專業(yè)教師共同對項目完成情況作出評價,總結(jié)優(yōu)點與不足。[3]②具體工程項目參與:利用學(xué)校機房建設(shè)的機會,讓學(xué)生到工程現(xiàn)場參觀學(xué)習(xí),并直接參與到工程進行和驗收過程,擔(dān)任網(wǎng)絡(luò)工程監(jiān)理、工程測試員及工程驗收員的角色。讓學(xué)生真正地將課程所學(xué)應(yīng)用到工程項目中,實際基礎(chǔ)項目流程,積累大量實踐經(jīng)驗。③與專業(yè)認證結(jié)合:結(jié)合專業(yè)要求及學(xué)生就業(yè)特點,課程內(nèi)容與權(quán)威專業(yè)認證接軌,實現(xiàn)課程與網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)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(xué)通過了國家軟考、思科、微軟等認證考試并取得證書。2.網(wǎng)絡(luò)信息安全方向。①專業(yè)實驗項目:網(wǎng)絡(luò)信息安全方向建立了信息安全實驗室和網(wǎng)絡(luò)攻防實驗室,有完整系統(tǒng)的實驗內(nèi)容和項目,學(xué)生可根據(jù)課程要求進行驗證性實驗,也可以結(jié)合多個知識點進行綜合性實驗。并將網(wǎng)絡(luò)管理與網(wǎng)絡(luò)具體項目要求相結(jié)合,提高網(wǎng)絡(luò)管理的實際操作性。②開展和參與學(xué)科競賽:積極組織學(xué)生參加校級、省級、國家級的信息安全相關(guān)競賽,在鞏固基本知識的同時,更多地接觸網(wǎng)絡(luò)安全新技術(shù)和新理論,拓寬視野。學(xué)生在競賽過程中,激發(fā)學(xué)習(xí)主動性,從被動接受逐漸變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí),從簡單應(yīng)用逐步實現(xiàn)創(chuàng)新。整個競賽過程中,學(xué)生是主體,教師只起方向性指導(dǎo)和思維啟發(fā)的輔助作用。
二、專業(yè)方向的橫向建設(shè)與縱向建設(shè)
(一)橫向建設(shè)
網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)兩個方向,既有區(qū)別又有聯(lián)系,專業(yè)方向的橫向建設(shè)旨在讓兩個方向各有側(cè)重分別建設(shè),注重專業(yè)的深度和廣度,建出專業(yè)方向特色。兩個方向在課程內(nèi)容制定和方面,注重課程之間的聯(lián)系和知識結(jié)構(gòu)的完整性,力求建立完整的專業(yè)知識體系。這不僅需要關(guān)注兩個方向的共同點,也要區(qū)別兩個方向的特性,兼顧發(fā)展。例如網(wǎng)絡(luò)工程方向在工程后期實施和維護,離不開網(wǎng)絡(luò)管理;網(wǎng)絡(luò)安全也與網(wǎng)絡(luò)初期設(shè)計及組網(wǎng)息息相關(guān)。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(yǎng)學(xué)生實際動手能力。例如網(wǎng)絡(luò)信息安全方向的信息安全實驗室,可以完成網(wǎng)絡(luò)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(tǒng)、防火墻技術(shù)、入侵檢測技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)掃描、協(xié)議分析等一般實驗室無法完成的實驗。例如網(wǎng)絡(luò)工程方向的組網(wǎng)實驗室,通過真實交換機、路由器等設(shè)備,完成網(wǎng)絡(luò)組建實驗。這些實驗室的建立,學(xué)生能夠在實驗室的教學(xué)環(huán)境中,接觸到社會工作崗位上正在應(yīng)用的主流知識和技術(shù),全面掌握應(yīng)對職業(yè)崗位的技術(shù)技能,加強對學(xué)生實際動手操作技能的培訓(xùn),從而彌補了專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)與社會實際需求之間的差距。
(二)縱向建設(shè)
縱向建設(shè)主要注意各專業(yè)方向的與時俱進。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)發(fā)展迅速,不斷有新技術(shù)新概念出現(xiàn)。這就要求我們在專業(yè)建設(shè)中不斷改進課程設(shè)置和培養(yǎng)方案。在課程設(shè)置上,每一次新的培養(yǎng)方案都會將目前最主流的技術(shù)和內(nèi)容放在最重要的位置,或?qū)⑦@些內(nèi)容加入到已有的課程中。大膽地去掉一些已經(jīng)過時的內(nèi)容,并將暫露頭角的新內(nèi)容安排到任意選修中。在實驗室建設(shè)上,我們正在建設(shè)網(wǎng)絡(luò)工程綜合布線實驗室和網(wǎng)絡(luò)測試實驗室,一方面加強學(xué)生工程實踐能力,一方面為學(xué)生實訓(xùn)和開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供平臺。在新實驗室的建設(shè)上,力求使將來實驗內(nèi)容由驗證性實驗和綜合性實驗,拓展到學(xué)生自主實驗,讓學(xué)生能對學(xué)習(xí)內(nèi)容舉一反三,激發(fā)對專業(yè)的熱愛和興趣,縮短學(xué)校培養(yǎng)和社會需求之間的差距。
三、結(jié)語
關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)管理與安全課程群;綜合課程設(shè)計;項目角色劃分;協(xié)同設(shè)計
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2013)29-0094-03
作者簡介:徐慧,女,博士,講師,研究方向為網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)管理;邵雄凱,男,博士,教授,碩士生導(dǎo)師,教學(xué)副院長,研究方向為計算機網(wǎng)絡(luò)、移動數(shù)據(jù)庫技術(shù)和Web信息服務(wù);陳卓,女,博士,教授,碩士生導(dǎo)師,研究方向為信息安全;阮鷗,男,博士,講師,研究方向為網(wǎng)絡(luò)安全。
作為一所地方工科院校,湖北工業(yè)大學(xué)(以下簡稱“我?!保┠壳懊嫦虮究粕€(wěn)步推進“721”梯級、分類、多元人才培養(yǎng)模式改革:針對70%左右的本科生,以就業(yè)為導(dǎo)向,實施以培養(yǎng)實踐動手能力為主體、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神為兩翼的高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式;針對20%左右的本科生,培養(yǎng)具有一專多能、湖北工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展急需的復(fù)合型中堅人才;針對10%左右的本科生,扎實推進卓越工程師項目計劃,培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型的、未來湖北工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的領(lǐng)軍人物。在這一背景下,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在培養(yǎng)方案設(shè)置和修訂的過程中,考慮利用科研平臺、培訓(xùn)、競賽等方式,切實加強實踐環(huán)節(jié)的設(shè)計,進一步推進我?!?21”人才培養(yǎng)模式改革,并以此為契機,進行培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐動手能力的教學(xué)改革與實踐。本文旨在討論網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計的改革實踐。
一、網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計的定位
按照“721”梯級、分類、多元人才培養(yǎng)模式改革思路,我校依據(jù)學(xué)科專業(yè)特點探索實施“實驗教學(xué)――實習(xí)實訓(xùn)――畢業(yè)設(shè)計(論文)――創(chuàng)新教育――課外科技活動――社會實踐”六元結(jié)合的實踐教學(xué)體系。在這一實踐教學(xué)體系的規(guī)劃下,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案都明確規(guī)定六大內(nèi)容的基本要求和學(xué)分,并分為基礎(chǔ)層次(基礎(chǔ)課程實驗、生產(chǎn)勞動、認知實習(xí)等)、提高層次(學(xué)科基礎(chǔ)實驗、課程設(shè)計、專業(yè)實習(xí)或生產(chǎn)實習(xí)、學(xué)年論文等)、綜合層次(設(shè)計性實驗及科研訓(xùn)練、學(xué)科競賽、畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計或論文等)三個層次,從低年級到高年級前后銜接,循序漸進,貫穿整個本科生培養(yǎng)過程,旨在增強本科生的創(chuàng)新意識,提高他們的實踐能力。
面向網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)本科生的網(wǎng)絡(luò)管理與安全課程群,主要包括“信息安全概論”、“應(yīng)用密碼學(xué)”、“計算機網(wǎng)絡(luò)管理”、“網(wǎng)絡(luò)防御技術(shù)”、“網(wǎng)絡(luò)性能分析”和“網(wǎng)絡(luò)安全編程與實踐”這六門專業(yè)課程。在課程安排上,“信息安全概論”課程首先引入信息安全的基本概念和基本原理,包括消息鑒別與數(shù)字簽名、身份認證、操作系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)庫安全技術(shù)以及數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù)等知識點;而“應(yīng)用密碼學(xué)”課程則介紹密碼學(xué)基本概念、基本理論以及主要密碼體制的算法與應(yīng)用;更進一步,“計算機網(wǎng)絡(luò)管理”課程以協(xié)議分析為導(dǎo)向講授網(wǎng)絡(luò)管理的相關(guān)理論,包括功能域、體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議規(guī)范、信息表示等知識點;“網(wǎng)絡(luò)防御技術(shù)”課程以統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)安全管理能力作為培養(yǎng)目標,闡述網(wǎng)絡(luò)攻擊的手段和方法以及網(wǎng)絡(luò)防御的基本原理;在此基礎(chǔ)上,“網(wǎng)絡(luò)性能分析”課程著重討論網(wǎng)絡(luò)性能管理的理論與應(yīng)用;“網(wǎng)絡(luò)安全編程與實踐”課程討論網(wǎng)絡(luò)安全編程實現(xiàn)的基本技術(shù)。值得注意的是,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理與安全課程群建設(shè)成果,目前正在為面向物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的相關(guān)課程體系設(shè)置與教學(xué)方法改革所借鑒。
網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計介于實踐教學(xué)體系中提高層次到綜合層次的過渡階段,作為網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)本科生第四學(xué)年實踐能力培養(yǎng)的一個重要環(huán)節(jié),有利于深入培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)本科生的網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合實踐能力。
二、基于項目角色劃分的實施方案
為了培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)本科生的工程實踐能力,網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計實施過程的改革思路是:采用自主團隊方式,選擇并完成一個網(wǎng)絡(luò)管理與安全項目。對于相關(guān)專業(yè)本科生而言,因為是自由組成團隊,項目角色劃分顯得尤為重要。在這一背景下,提出基于項目角色劃分的網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計實施方案。
網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計并不是要求本科生在短時間內(nèi)便可以完成一個很大的網(wǎng)絡(luò)管理與安全項目,主要是希望他們能夠利用已有網(wǎng)絡(luò)管理與安全課程群的知識基礎(chǔ),按照軟件工程的思路合作完成一個規(guī)模適中的網(wǎng)絡(luò)管理與安全項目,提高網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合實踐能力?;诓惶蟮捻椖恳?guī)模,網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計的項目角色劃分與相應(yīng)職責(zé)見表1。
三、網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的協(xié)同設(shè)計
作為一所地方工科院校,我校自2008年開始面向本科生開設(shè)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè),并于2012年面向本科生開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè),同時已獲批“湖北省高等學(xué)校戰(zhàn)略性新興(支柱)產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計劃本科項目”。網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)雖然是兩個不同的專業(yè),卻具有一定的關(guān)聯(lián)性,如何保證網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計的實施方案對于這兩個專業(yè)的協(xié)同設(shè)計,是專業(yè)改革實踐過程中需要考慮的問題。圖1給出網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計在實施過程中網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的協(xié)同設(shè)計方案:
如圖1所示,網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計的選題主要包括四個方向,即“信息安全與密碼學(xué)”、“網(wǎng)絡(luò)防御技術(shù)”、“計算機網(wǎng)絡(luò)管理”與“統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)安全管理”。其基本的選題思路在于幫助本科生熟悉常用的網(wǎng)絡(luò)管理與安全編程開發(fā)包,并掌握網(wǎng)絡(luò)管理與安全項目實踐的基本技術(shù),為將來從事網(wǎng)絡(luò)管理與安全方面的研發(fā)工作打下一定的基礎(chǔ),各方向的參考選題見表2。
更進一步,較之網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè),物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)具有更強的整合性與自身的特色,見圖1,物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計的選題主要包括兩個方向,即“物聯(lián)網(wǎng)安全”與“物聯(lián)網(wǎng)管理”,各方向的參考選題如表3所示。[1,2]
按照我?!?21”梯級、分類、多元人才培養(yǎng)模式改革思路,作為實踐教學(xué)體系中提高層次到綜合層次過渡階段的一個重要環(huán)節(jié),網(wǎng)絡(luò)管理與安全綜合課程設(shè)計在改革實踐過程中,考慮采用基于項目角色劃分的實施方案,并嘗試實現(xiàn)該方案在網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的協(xié)同設(shè)計,同時給出這兩個專業(yè)不同方向的參考選題。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:Internet;虛擬實驗室系統(tǒng);架構(gòu)設(shè)計
1 網(wǎng)絡(luò)工程虛擬實驗室的內(nèi)涵
虛擬實驗室(Virtual Laboratory)的概念,最早是由美國費吉尼亞大學(xué)的威廉-沃爾夫教授在1989年提出來的,它描述的是一個計算機網(wǎng)絡(luò)化的虛擬實驗室環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)工程虛擬實驗室是虛擬實驗室家族的一個成員,它是針對網(wǎng)絡(luò)原理、網(wǎng)絡(luò)工程、網(wǎng)絡(luò)安全等進行學(xué)習(xí)、設(shè)計、管理和研究的虛擬實驗系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)工程虛擬實驗室的主旨是在網(wǎng)絡(luò)工程實驗體系架構(gòu)下,利用虛擬仿真技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟件技術(shù)等計算機技術(shù),建立虛擬的工程實驗環(huán)境,運行各種現(xiàn)實或虛擬的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,對建立起來的實驗拓撲進行設(shè)計和管理,構(gòu)成新型的教學(xué)實驗。網(wǎng)絡(luò)工程虛擬實驗室是對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)工程實驗教學(xué)的一種擴展和延伸。它很好地滿足了學(xué)習(xí)者個性化學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)的需要,保證了學(xué)習(xí)者在任何時間、任何地點都能得到實時學(xué)習(xí)和指導(dǎo),從而更好地達到學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)技能的目標。
2 網(wǎng)絡(luò)工程虛擬實驗室的架構(gòu)設(shè)計
網(wǎng)絡(luò)工程虛擬實驗室是一種異構(gòu)的問題解決方案,學(xué)生無論身在何處都可以進行實驗。它要求參與實驗者共享實驗環(huán)境和實驗要求。Web無疑為網(wǎng)絡(luò)工程虛擬實驗室的架構(gòu)提供了一種技術(shù)平臺,這就需要我們首先解決系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)問題。
2.1 基于C/S的兩層結(jié)構(gòu)
客戶機/服務(wù)器(Client/Server,簡稱C/S)結(jié)構(gòu)是出現(xiàn)早、應(yīng)用范圍廣的一種兩層結(jié)構(gòu),C/S結(jié)構(gòu)將任務(wù)合理分配到客戶端和服務(wù)器端,前后臺計算分離,從而降低了系統(tǒng)的通訊開銷,可以充分利用兩端硬件環(huán)境的優(yōu)勢。早期的軟件系統(tǒng)多以此作為首選設(shè)計標準。由于C/S結(jié)構(gòu)下應(yīng)用程序必須安裝到每一臺客戶機,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的動態(tài)庫文件也必須駐留在客戶端,這給系統(tǒng)更新、升級和維護帶來了很大的麻煩。并且C/S結(jié)構(gòu)的應(yīng)用系統(tǒng)可擴充性、可維護性及安全性都較差,這使得C/S結(jié)構(gòu)的應(yīng)用領(lǐng)域受到很多的限制。
2.2 基于B/S的三層結(jié)構(gòu)
瀏覽器/服務(wù)器(Browser/Server,簡稱B/S)結(jié)構(gòu),把C/S結(jié)構(gòu)中的客戶端程序簡化為一個通用的瀏覽器軟件,它把C/S結(jié)構(gòu)中的服務(wù)器端分解為一個數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和一個Web服務(wù)器,從而構(gòu)成三層的B/S體系結(jié)構(gòu)。B/S結(jié)構(gòu)極大簡化了客戶端的工作,服務(wù)器將擔(dān)負更多的工作??蛻舳耸褂脼g覽器,通過HTTP協(xié)議向Web服務(wù)器提出訪問數(shù)據(jù)庫的要求,Web服務(wù)器接受客戶端請求后,將這個請求轉(zhuǎn)化為SQL語法交給數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,數(shù)據(jù)庫服務(wù)器得到請求后,驗證其合法性并進行數(shù)據(jù)處理,然后將處理結(jié)果返回給Web服務(wù)器,Web服務(wù)器再一次將得到的所有結(jié)果進行轉(zhuǎn)化,變成HTML文檔形式轉(zhuǎn)發(fā)給客戶端瀏覽器,以友好的Web頁面形式顯示出來。
通過以上對C/S和B/S兩種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的比較分析,依據(jù)我們所要開發(fā)的虛擬實驗室設(shè)計要求,我們最終選擇了B/S三層結(jié)構(gòu)進行網(wǎng)絡(luò)工程虛擬實驗室系統(tǒng)的開發(fā)。本系統(tǒng)包括客戶端、應(yīng)用Web服務(wù)器、模擬器運行服務(wù)器三部分,如圖1所示。應(yīng)用Web服務(wù)器負責(zé)處理客戶端實驗網(wǎng)絡(luò)拓撲配置請求,完成客戶端與模擬器運行服務(wù)器之間的通信轉(zhuǎn)接。模擬器運行服務(wù)器采用GNS3軟件模擬實際的設(shè)備,通過采用應(yīng)用Web服務(wù)器生成拓撲所需要的參數(shù),管理和維護需要模擬的設(shè)備??蛻舳送ㄟ^瀏覽器完成與用戶的交互,完成拓撲網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和虛擬設(shè)備的配置交互等。
3 網(wǎng)絡(luò)工程虛擬實驗室的解決方案
網(wǎng)絡(luò)工程虛擬實驗室以B/S為架構(gòu)設(shè)計。它是一個在線進行自我學(xué)習(xí)、自我測試和實驗操作與管理的虛擬實驗室系統(tǒng),其中網(wǎng)絡(luò)課程和開放實驗平臺模塊是亮點。該系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。
網(wǎng)絡(luò)課程模塊將Cisco網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院的教材以Web技術(shù)為基礎(chǔ),輔以諸如Flash、音頻、視頻等技術(shù)工具制作而成的教材內(nèi)容,學(xué)生可以在教室、宿舍、家里登錄訪問教材,學(xué)生可以根據(jù)自身的情況調(diào)整學(xué)習(xí)進度、閱讀電子教材、觀看視頻或其它可視化技術(shù)講解,實現(xiàn)個性化的學(xué)習(xí)。
另外,開放實驗平臺模塊中的遠程實驗平臺是一個真實工作環(huán)境的在線調(diào)試實驗平臺。它通過Cisco ACS實驗臺來同時管理和控制8~16臺真實的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。不需要進行控制線的拔插,用戶利用IE瀏覽器訪問Cisco ACS,通過圖形界面的形式對設(shè)備進行訪問和配置,簡單方便。
隨著計算機技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)的迅速發(fā)展,構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)工程虛擬實驗室已成為我國高校網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相關(guān)專業(yè)實驗教學(xué)發(fā)展的必然趨勢。這不僅可以為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供良好條件,還可以對改善實驗環(huán)境、優(yōu)化教學(xué)過程產(chǎn)生深遠的影響。
[參考文獻]
[1]Charles E Perkins,EiiZabeth M Royer.Ad Hoc On-Demand Distance Vector Touting[C]. In:Proceedings of the 2nd IEEE workshop on Mobile ComPuting Systems and Applications,New Orleans,LA,1999.90-100.
[關(guān)鍵詞]廣電網(wǎng)絡(luò);工程建設(shè);質(zhì)量控制;對策
中圖分類號:G220.7 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)08-0214-01
引言:作為廣電業(yè)務(wù)實施的核心基礎(chǔ),廣電網(wǎng)絡(luò)工程項目質(zhì)量控制必須從質(zhì)量指控策略上創(chuàng)新,引入現(xiàn)代知識型項目質(zhì)量控制思想,并通過軟件技術(shù)手段將這些思想融入軟件應(yīng)用系統(tǒng)中,通過軟件可以對項目報批、計劃編制、設(shè)計、施工、驗收、結(jié)算及器材等各個方面進行規(guī)范管理,動態(tài)反饋工程項目的進展狀態(tài),解決在實施過程中引起的信息不及時、項目延期、費用增加等問題,進而最大化的保證工程項目的建設(shè)質(zhì)量?;诖搜芯勘尘埃疚奶岢霾⑦M行廣電網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)質(zhì)量控制分析,旨在通過刊相關(guān)研究內(nèi)容的分析,獲取廣電網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)質(zhì)量控制的流程和策略,為保證建設(shè)質(zhì)量的基礎(chǔ)上,盡可能的降低成本,提高工作效率。
1 廣電網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)質(zhì)置
工程建設(shè)生產(chǎn)的產(chǎn)品是“竣工的工程項目”。質(zhì)量主要包括對于工程的安全性、可靠性、經(jīng)濟型、實用性及觀賞性等通過法律法規(guī)、技術(shù)規(guī)范、設(shè)計文件和一些簽訂的合同對其提出了相應(yīng)的標準和要求。工程項目在進行承包建設(shè)時,必須根據(jù)合同具體的要求嚴格執(zhí)行,也就是說,在合同的條件下形成了工程質(zhì)量。合同中對于工程的項目的實際性能、實用性;設(shè)計、施工的質(zhì)量都做出了明確、詳細的規(guī)定,不僅要根據(jù)國家所規(guī)定的法律程序和基本規(guī)范嚴格執(zhí)行,也要滿足客戶的實際需要,這些都包含在工程項目的質(zhì)量內(nèi)容的范圍之內(nèi)。
廣電網(wǎng)絡(luò)工程的建設(shè)質(zhì)量水平和廣播電視信號的順利傳送有著非常重要的聯(lián)系,直接決定了工程的實用性,與人們的生活品質(zhì)息息相關(guān)。不管是城市廣電網(wǎng)絡(luò)或是農(nóng)村戶戶通網(wǎng)絡(luò),要想保證工程建設(shè)的高質(zhì)量,那就必須投入較大的成本和費用,從而實現(xiàn)高品質(zhì)的工程產(chǎn)品,如果質(zhì)量不能得到有效保證,萬一出現(xiàn)質(zhì)量問題,還必須進行一系列的返修、加固等措施,加大了人員及相關(guān)設(shè)備器材的額外投人;同時,必須讓用戶承擔(dān)較大一部分改造費用。另外,不僅會影響工程的使用期限,又加重了用戶的經(jīng)濟負擔(dān);同時,如果工程質(zhì)量不達標,也會使國家和用戶受到不同程度的損失。所以,只有從根本上提升廣電網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)的質(zhì)量水平,才能更好地推動我國廣播電視行業(yè)穩(wěn)定持續(xù)的發(fā)展。因此,必須全面認識到工程項目質(zhì)量的重要性,并進行系統(tǒng)全面的研究,從根本上提高工程的質(zhì)量。
2 廣電網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)質(zhì)量控制的實現(xiàn)
廣電網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)項目施工過程質(zhì)量控制作為一個系統(tǒng)過程,根據(jù)系統(tǒng)工程的原理,可以將現(xiàn)場施工質(zhì)量的評價分兩個方面來評價,即工程項目實體評價和過程管理體系的評價。并對兩方面的相關(guān)因素分析,逐步建立多因素并逐層分級、逐層量化,并附以各級權(quán)重加以分配,最終形成工程項目過程質(zhì)量的評價模型。以廣電網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)實體質(zhì)量評價為例,由五級子項,根據(jù)相關(guān)評價標準進行打分評價,并乘以賦以的權(quán)重系數(shù),統(tǒng)計到四級子項之中,四級子項再乘以四級權(quán)重系數(shù),統(tǒng)計到三級子項中,依次計算,最后計算出最終評價得分。從總體上,評價出工程項目施工過程質(zhì)量的控制水平,這樣,就把整個抽象的系統(tǒng)、動態(tài)工程項目質(zhì)量概念具有可操作性及應(yīng)用價值。
3.1 廣電網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)施工過程的質(zhì)量控制流程
施工階段的質(zhì)量控制是一個動態(tài)的過程,控制過程的流程如下所示:(1)首先要明確質(zhì)量控制目標,制定質(zhì)量規(guī)劃,在實施過程中要不斷對控制對象進行檢查,糾偏。(2)施工階段的質(zhì)量控制包括對影響廣電網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)工程質(zhì)量形成的各種因素的全面控制,具體可分為對施工人員的控制、對施工及生產(chǎn)機械的控制、對建筑材料的控制、對施工方法的控制和對施工環(huán)境的控制。(3)在工程施工過程中,不管對于施工單位還是監(jiān)理公司,質(zhì)量控制、質(zhì)量管理都是一項很重要的內(nèi)容。廣電網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)施工階段的質(zhì)量控制工作是項目監(jiān)理總工程師的領(lǐng)導(dǎo)下,由現(xiàn)場監(jiān)理工程師或質(zhì)量控制工程師來具體實行的。由于質(zhì)量檢查人員的主要工作是檢查工程質(zhì)量并填寫質(zhì)量檢查表,所以質(zhì)檢表中的數(shù)據(jù)是最基本最重要的信息。質(zhì)量檢查人員不但需要收集和整理這些數(shù)據(jù),而且需要對這些數(shù)據(jù)進行分析,判斷工程的質(zhì)量,分析影響施工質(zhì)量的原因。
3.2 質(zhì)量控制的主要職責(zé)
對于整個環(huán)節(jié)進行分析得知,廣電網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)施工質(zhì)量評定主要有三部分的內(nèi)容,分別是:分項工程、分部工程及單位工程質(zhì)量的評定。質(zhì)量控制所涵蓋的主要職責(zé)包括以下四點。一是對材料質(zhì)量管理的環(huán)節(jié)主要是材料分別進行人庫、驗收、分配、驗收等整個環(huán)節(jié),實施全過程的管理。質(zhì)量的控制主要是對材料的進場環(huán)節(jié)進行嚴格檢查并進行記錄;材料實驗報告、混凝土、砂漿的質(zhì)量控制;將相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息總結(jié)、整理,最終制作成表格。二是設(shè)備質(zhì)量,對設(shè)備質(zhì)量日標制定的管理。三是委托加工設(shè)備和設(shè)計質(zhì)量的管理;對設(shè)備開箱驗收,做好登記工作、安裝調(diào)試、試運行質(zhì)檢記錄的管理。四是質(zhì)量事故管理主要有:對工程出現(xiàn)的事故進行作以記錄和研究、找出解決的措施,其主要作用是工程質(zhì)量事故數(shù)據(jù)輸人、輸出評定和查詢統(tǒng)計等。
4 結(jié)束語
文章探討了在廣電網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)施工過程中的質(zhì)量控制的重要性,指出對廣電網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)施工過程的質(zhì)量控制能夠有效地實現(xiàn)預(yù)控目標;廣電網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)質(zhì)量問題對我國廣播電視事業(yè)的發(fā)展有著直接而重大的影響。
本文對廣電網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)質(zhì)量進行分析,進一步廣電網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)施工過程的質(zhì)量控制的基本環(huán)節(jié)及其主要職責(zé)進行分析和探討,希望能夠為我國電視廣播事I的發(fā)展帶來積極作用。
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關(guān)鍵詞:實驗教學(xué);虛擬仿真;網(wǎng)絡(luò)工程;多元協(xié)同;虛實互動
實驗教學(xué)作為學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要載體,需要有相應(yīng)的實驗教學(xué)平臺作為支撐。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)平臺采用實體形式,以物理空間中的實體設(shè)備、器件和材料為實驗對象或載體,具有真實、直觀、直接的優(yōu)點,但存在更新運維成本高、規(guī)模與復(fù)雜度受限、可擴展性差、開放共享難等不足。虛擬仿真實驗教學(xué)綜合運用信息與通信技術(shù),在信息空間中構(gòu)建高度仿真的實驗操作環(huán)境和實驗對象,提供類似于實體實驗教學(xué)的體驗與效果,具有近似、抽象和間接的特點,并在可視性、交互性、安全性、可擴展性與可共享性等方面具備優(yōu)勢,是對實體實驗教學(xué)的有益補充與完善。
一、虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)需要解決的關(guān)鍵問題
作為專業(yè)人才培養(yǎng)的重要教學(xué)保障和優(yōu)質(zhì)實驗教學(xué)資源共享的主要載體,虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)不能簡單停留在對實體實驗教學(xué)項目的信息化再現(xiàn)或資源堆砌,必須思考并解決以下六方面的關(guān)鍵問題。
第一,建設(shè)理念。涉及虛擬仿真實驗教學(xué)中心的基本指導(dǎo)思想、建設(shè)目標、服務(wù)面向,以及在專業(yè)人才培養(yǎng)中所應(yīng)承擔(dān)的角色或發(fā)揮的作用。
第二,建設(shè)內(nèi)涵。與指導(dǎo)思想、建設(shè)目標與服務(wù)面向相適應(yīng),涉及虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)的教育教學(xué)品質(zhì)與特色,例如是以基礎(chǔ)研究與教學(xué)為特色,還是以工程研發(fā)或工程應(yīng)用教學(xué)為特色。
第三,建設(shè)主線。涉及虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)的核心線索或體系,需要系統(tǒng)而有效地組織有關(guān)的實驗教學(xué)資源,以滿足中心的服務(wù)功能與特色。
第四,建設(shè)方法與途徑。通過什么樣的方法與途徑實施虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè),是院校單獨建設(shè),還是校內(nèi)外協(xié)同;是自主開發(fā),還是購買服務(wù),抑或是多方面結(jié)合。
第五,使用模式。如何將虛擬仿真實驗教學(xué)中心資源運用于課內(nèi)外教學(xué),其與實體實驗之間是什么關(guān)系,如何發(fā)揮各自的優(yōu)勢與長處,以提高實驗教學(xué)的實效。
第六,開放共享機制。虛擬仿真實驗教學(xué)中心如何實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)實驗教學(xué)服務(wù)的開放共享,包括服務(wù)的對象與范圍、策略與機制以及服務(wù)能力等。
二、面向工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)思路
作為地方本科院校,溫州大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)以培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才為目標。為此,針對前述六大關(guān)鍵問題,我們提出了“學(xué)生發(fā)展為中心、工程應(yīng)用為特色、能力培養(yǎng)為導(dǎo)向、多元協(xié)同為抓手、虛實互動增成效、開放共享促輻射”的基本建設(shè)思路。
(1)學(xué)生發(fā)展為中心,解決建設(shè)理念問題。服務(wù)于網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標,作為該專業(yè)實踐教學(xué)平臺的重要組成部分,虛擬仿真實驗教學(xué)中心立足學(xué)生創(chuàng)新精神、綜合素質(zhì)與實踐能力的協(xié)調(diào)發(fā)展,支撐問題分析、問題研究、解決方案設(shè)計以及現(xiàn)代工具使用等相關(guān)畢業(yè)要求與培養(yǎng)標準的達成,并促進學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)與個性化學(xué)習(xí)。
(2)工程用為特色,解決建設(shè)內(nèi)涵問題。虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)內(nèi)涵與品質(zhì)必須和網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標與特色相契合,并著重在三個層面上予以把握:一是教學(xué)內(nèi)容有效覆蓋網(wǎng)絡(luò)工程生命周期的主要應(yīng)用環(huán)節(jié),包括規(guī)劃與設(shè)計、部署與開發(fā)、運行與維護等;二是實驗平全支持當(dāng)前主流的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商及其產(chǎn)品,與業(yè)界主流網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其應(yīng)用無縫對接;三是綜合性、設(shè)計性和創(chuàng)新性虛擬仿真實驗教學(xué)項目都來源于網(wǎng)絡(luò)工程實際問題或相關(guān)項目案例。
(3)能力培養(yǎng)為導(dǎo)向,解決建設(shè)主線問題。改變傳統(tǒng)的以課程為核心的教學(xué)組織框架,體現(xiàn)以能力為導(dǎo)向,圍繞工程實踐能力、工程設(shè)計能力與工程創(chuàng)新能力培養(yǎng),針對遞進性的分級能力培養(yǎng)目標,對虛擬仿真實驗教學(xué)資源在實現(xiàn)技術(shù)、方式和手段等方面進行系統(tǒng)而精細地設(shè)計與開發(fā)。
(4)多元協(xié)同為抓手,解決建設(shè)方法與途徑問題。為了落實能力培養(yǎng)核心與工程應(yīng)用特色,依托高校與企業(yè)、教學(xué)與科研、教學(xué)研究與教學(xué)實踐的多元協(xié)同,建立由教師、研究人員與工程師組成的專業(yè)化團隊,融合虛擬仿真實驗教學(xué)相關(guān)的教育、科技與工程優(yōu)質(zhì)資源,深度協(xié)作致力于虛擬仿真中心的開發(fā)與建設(shè)。
(5)虛實互動增成效,解決使用模式問題。充分發(fā)揮虛擬仿真實驗教學(xué)與實體實驗教學(xué)各自的優(yōu)勢,改革單純基于實體實驗教學(xué)資源的傳統(tǒng)模式,結(jié)合分級能力培養(yǎng)目標,構(gòu)建與實施虛擬實體高度互補、線上線下有機互動的新型實驗教學(xué)模式,貫穿課內(nèi)課外的各項教學(xué)活動,全面提高實驗教學(xué)效果。
(6)開放共享促輻射,解決推廣機制問題。建立管理服務(wù)與技術(shù)服務(wù)的“雙輪驅(qū)動”機制,促進虛擬仿真中心的開放共享。在管理服務(wù)方面,面向兄弟院校、業(yè)界企業(yè)的團體與個人用戶提供“Lab as a Service”形態(tài)的虛擬仿真實驗教學(xué)云計算服務(wù),為兄弟院校提供以全面降低使用門檻在技術(shù)服務(wù)方面,利用先進的虛擬數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提供安全、穩(wěn)健、靈活的虛擬仿真實驗教學(xué)服務(wù),充分保障虛擬仿真實驗教學(xué)服務(wù)的品質(zhì)。
三、網(wǎng)絡(luò)工程國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)實踐
依據(jù)上述基本建設(shè)思路,溫州大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心主要進行了以下建設(shè)實踐。
1.能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的虛擬仿真實驗教學(xué)體系
以“專業(yè)基本技能一綜合實踐能力一工程實踐能力一工程設(shè)計/創(chuàng)新能力”的遞進式模型為主線,圍繞綜合分析和解決復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)工程問題的能力進行了虛擬仿真實驗教學(xué)體系建設(shè),如下表所示。
其中,專業(yè)基本技能培養(yǎng)階段的虛擬仿真實驗以演示認知型、分析驗證型以及基礎(chǔ)操作型等形式為主,以對少量技能點的認知或理解為教學(xué)目標,以可視性、交互性表現(xiàn)突出的軟件仿真技術(shù)為主要實現(xiàn)途徑,網(wǎng)絡(luò)工程問題復(fù)雜度低;綜合實踐能力培養(yǎng)階段的虛擬仿真實驗以綜合訓(xùn)練型為主,以對數(shù)個領(lǐng)域的大量技能點的整體掌握為教學(xué)目標,以仿真程度高的硬件虛擬技術(shù)為主要實現(xiàn)途徑,網(wǎng)絡(luò)工程問題復(fù)雜度較高;工程實踐能力培養(yǎng)階段的虛擬仿真實驗以工程演練型為主,以掌握真實網(wǎng)絡(luò)工程項目的部署與實施、測試與驗證為主要教學(xué)目標,以仿真程度高的硬件虛擬技術(shù)為主要實現(xiàn)途徑,網(wǎng)絡(luò)工程問題復(fù)雜度高;工程設(shè)計/創(chuàng)新能力培養(yǎng)階段的虛擬仿真實驗以創(chuàng)新設(shè)計型為主,以掌握真實網(wǎng)絡(luò)工程項目的規(guī)劃、設(shè)計與開發(fā)為主要教學(xué)目標,結(jié)合軟件仿真技術(shù)與硬件虛擬技術(shù)實現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)工程問題復(fù)雜度最高。
2.工程應(yīng)用為特色的虛擬仿真實驗教學(xué)項目庫
在虛擬仿真實驗教學(xué)項目庫的建設(shè)中,主要通過以下三種途徑實現(xiàn)工程應(yīng)用內(nèi)涵與特色。
(1)虛擬仿真實驗教學(xué)項目的技術(shù)與產(chǎn)品覆蓋面接軌當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)工程行業(yè)的熱點應(yīng)用領(lǐng)域與主流產(chǎn)品。包括網(wǎng)絡(luò)互連、網(wǎng)絡(luò)安全、無線局域網(wǎng)、協(xié)作網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)、運營商網(wǎng)絡(luò)等,支持對這些領(lǐng)域各主流廠商設(shè)備的軟件仿真或硬件虛擬。
(2)虛擬仿真實驗教學(xué)項目的能力點定位與設(shè)計源于網(wǎng)絡(luò)工程應(yīng)用的實際需要,根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)工程生命周期各階段對工程能力要求的分布,對實驗教學(xué)內(nèi)容進行細致的梳理與篩選。每門課程精選出若干能力點,并依據(jù)規(guī)劃與設(shè)計、部署與開發(fā)、測試與驗證、運行與維護等不同階段內(nèi)能力點之間的關(guān)聯(lián)性,有針對性地設(shè)計虛擬仿真實驗教學(xué)項目的能力點組合方案。
(3)在虛擬仿真實驗教學(xué)內(nèi)容的組織與設(shè)計上,以能力點目標組合方案為出發(fā)點,以網(wǎng)絡(luò)工程案例為背景素材,以實際需求和工程問題為導(dǎo)向,進行虛擬仿真實驗教學(xué)項目的設(shè)計,保障其真實性、時效性以及針對性。網(wǎng)絡(luò)工程案例主要來源于合作企業(yè)工程師參與或主持的工程項目,經(jīng)過有豐富經(jīng)驗的工程師根據(jù)分級能力目標對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)工程問題的分解、梳理與萃取。
當(dāng)前,虛擬仿真中心建成的306個實驗教學(xué)項目對應(yīng)于分級能力培養(yǎng)目標的項目數(shù)量比例大致為4:4:1:1,其中直接來源于實際網(wǎng)絡(luò)工程案例合計占總數(shù)的一半以上。
3.多元協(xié)同的虛擬仿真實驗教學(xué)中心開發(fā)與建設(shè)方式
多元協(xié)同的開發(fā)與建設(shè)方式體現(xiàn)在三個方面,即高校與企業(yè)協(xié)同、教學(xué)與科研協(xié)同、教學(xué)研究與教學(xué)實踐協(xié)同。
首先,通過與兩家業(yè)界領(lǐng)軍企業(yè)(思科系統(tǒng)與思博倫通信)的校企協(xié)同,在技術(shù)層面獲得了網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化的授權(quán),解決了對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行高度虛擬和仿真的核心技術(shù)難題,同時獲得了工程師的加盟,增強了開發(fā)與建設(shè)隊伍的整體技術(shù)實力;在資源層面得到了企業(yè)一線工程師隊伍的寶貴經(jīng)驗,解決了虛擬仿真實驗教學(xué)項目案例主要來源的關(guān)鍵問題;在管理層面借鑒了企業(yè)在線實驗室開放與管理模式,解決了虛擬仿真實驗教學(xué)服務(wù)的安全性和穩(wěn)健性問題。
其次,充分利用高校教師隊伍教學(xué)與科研并舉的優(yōu)勢,依托教學(xué)與科研協(xié)同實現(xiàn)了科研反哺虛擬仿真實驗教學(xué)。一是通過學(xué)生課外科技與創(chuàng)新活動等形式,將科研成果直接或間接轉(zhuǎn)化成虛擬仿真實驗教學(xué)項目,此類項目占總數(shù)近14%;二是在虛擬仿真中心的開發(fā)與建設(shè)中,轉(zhuǎn)化了許多虛擬化與云計算領(lǐng)域的科研成果,到目前為止直接實施應(yīng)用的發(fā)明專利共有6項,主題涉及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量、虛擬機資源配置以及云計算調(diào)度等。
最后,依托教學(xué)研究與教學(xué)實踐的協(xié)同解決了虛擬仿真中心建設(shè)各個層面的多個關(guān)鍵理論問題。例如,針對虛擬仿真中心硬件平臺的建設(shè),先后依托兩項浙江省提升地方高校辦學(xué)水平專項資金項目開展了主題為“多租戶虛擬數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)”的研究;針對虛擬仿真中心軟件平臺的建設(shè),依托浙江省高校實驗室工作研究重點項目開展了主題為“‘實驗教學(xué)即服務(wù)’的云計算模式構(gòu)建”的研究;針對虛擬仿真實驗教學(xué)的應(yīng)用,依托浙江省高等教育課堂教學(xué)改革項目開展了主題為“依托虛擬仿真實驗教學(xué)平臺的混合式實踐教學(xué)模式探索”的課題研究;針對校企合作開發(fā)與建設(shè)虛擬仿真中心的機制,依托浙江省高等教育教學(xué)改革項目開展了主題為“基于企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的分布式工程實踐教育中心建設(shè)模式探索與實踐”的課題研究。
4.虛實互動的實驗教學(xué)資源使用模式
相對于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)工程實體實驗教學(xué),網(wǎng)絡(luò)工程虛擬仿真實驗教學(xué)在以下方面具有明顯的優(yōu)勢,對實體實驗教學(xué)起到補足與增強作用。
首先,彌補了實體實驗教學(xué)在開放時間、地點和方式上的不足,實現(xiàn)在任意安裝有瀏覽器的終端設(shè)備上隨時隨地訪問虛擬仿真實驗教學(xué)資源以及實體實驗教學(xué)資源進行練習(xí),為自主性學(xué)習(xí)和個性化提供充分的保障。
其次,克服實體實驗教學(xué)可見性與交互性差的弱點,實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工作原理的交互式可視化呈現(xiàn),促進對基本技能點的J知、理解與掌握。
再次,克服實體實驗教學(xué)在拓撲規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)特性以及管理便捷性等方面的局限,以低成本構(gòu)建特性更豐富、結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的虛擬仿真實驗教學(xué)環(huán)境,進而實現(xiàn)簡捷高效的連接與配置管理,提高綜合性實踐教學(xué)的品質(zhì)。
最后,克服實體實驗教學(xué)由于成本因素而明顯滯后于工程應(yīng)用發(fā)展水平的局限,支持跨廠商、多系列高端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,支持對復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接與配置的多視角可視化交互管理,用于在專業(yè)實習(xí)或畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)中對實際復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)工程項目進行快速概念驗證。
為充分發(fā)揮虛擬仿真實驗教學(xué)在支撐實踐能力培養(yǎng)目標的不同維度上的優(yōu)勢,結(jié)合能力分級目標的特點,依據(jù)兩者之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系,可以將實驗教學(xué)資源的組合使用模式分為四種:虛輔實主、虛實并舉、虛主實輔以及純虛擬仿真。
(1)虛輔實主模式。利用上述第一與第二項優(yōu)勢,適用于專業(yè)基本技能培養(yǎng)階段。虛擬仿真實驗教學(xué)項目是對實體實驗教學(xué)項目的近似仿真,虛擬仿真實驗平臺用于課前預(yù)習(xí)以及課后練習(xí),而在課堂中使用實體實驗平臺與虛擬仿真實驗相互印證。
(2)虛實并舉模式。利用上述第一與第三項優(yōu)勢,適用于綜合實踐能力培養(yǎng)階段。虛擬仿真實驗教學(xué)主要面向開放實驗項目、學(xué)生科技創(chuàng)新項目、專業(yè)技能競賽等課外教育活動,而實體實驗教學(xué)面向日常課堂。
(3)虛主實輔模式。利用上述第一與第三項優(yōu)勢,適用于工程實踐能力培養(yǎng)階段。虛擬仿真實驗平臺用于前期耗時較長、不依賴于實體設(shè)備的建模與部署環(huán)節(jié),實體實驗平臺用于后期耗時較短、依賴于實體設(shè)備的驗證與測試環(huán)節(jié)。
(4)純虛擬仿真模式。利用上述第一與第四項優(yōu)勢,適用于工程設(shè)計/創(chuàng)新能力培養(yǎng)階段。學(xué)生在進入企業(yè)學(xué)習(xí)階段后,用于大規(guī)模復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)工程解決方案的概念驗證,包括規(guī)劃與設(shè)計、建模與開發(fā),用于新建網(wǎng)絡(luò)解決方案的展示、客戶網(wǎng)絡(luò)割接方案的預(yù)演以及客戶網(wǎng)絡(luò)故障排錯方案的驗證等。
當(dāng)前,虛擬仿真中心所有實驗教學(xué)項目覆蓋10門專業(yè)課程、5門綜合實踐課程、4大類課外教育活動以及專業(yè)實習(xí)與畢業(yè)設(shè)計,時間跨度從大二下到大四。從整體人才培養(yǎng)過程來看,隨著專業(yè)教育階段的逐步深入,實踐能力培養(yǎng)目標逐步提升,所涉及的工程問題復(fù)雜度隨之提升,對實驗教學(xué)平臺支持能力的要求越來越高。相應(yīng)地,所依托的實驗教學(xué)環(huán)境也由以實體中心為主逐漸演變?yōu)樘搶嵔Y(jié)合,最終過渡到以虛擬仿真中心為主。
5.虛擬仿真實驗教學(xué)開放共享的實現(xiàn)與推廣
虛擬仿真中心對外開放共享提供虛擬仿真實驗教學(xué)服務(wù)的內(nèi)涵包括管理服務(wù)與技術(shù)服務(wù)兩個方面。在管理服務(wù)方面,使用高級服務(wù)調(diào)度引擎將所有虛擬仿真實驗教學(xué)資源整合起來,以“實驗教學(xué)即服務(wù)”(Lab as a Service,LaaS)的形態(tài)統(tǒng)一對外提供開放共享。此外,對于兄弟院校與行業(yè)企業(yè)等團體用戶,為其提供專有的管理門戶,便于自我管理。在技術(shù)服務(wù)方面,構(gòu)建了安全、健壯、高效、可擴展的技術(shù)平臺架構(gòu)。其中,軟件仿真前端提供可視化的實驗教學(xué)體驗;而硬件虛擬后臺創(chuàng)建虛擬仿真網(wǎng)絡(luò)的運行實例并提供遠程配置與管理手段,而云監(jiān)控與管理、云備份與安全提供充分的服務(wù)質(zhì)量保障。