提高网络工程专业人才素质之我见

摘要：目前我国高等教育正在从知识传授转向注重能力培养与素质提高。网络工程专业近几年来高速发展，如何培养网络工程人才的专业能力是一项重要课题。文章主要介绍国防科技大学在网络工程专业人才能力培养方面采取的措施和取得的成效，目的在于与国内同行共同探讨网络工程专业人才专业能力的培养方法。

关键词：知识传授；能力培养；素质提高；培养方法

1背景

教育包括知识、能力和素质3个方面。其中知识是基础，是载体，是表现形式；能力是技能化的知识，是知识的综合体现；素质是知识和能力的升华。如何实现以知识为载体，加强能力的培养和素质的提高，特别是专业能力的培养和专业素质的提高，是大学本科教育应有之义[1]。高等教育理念应从传统的“知识传授”为主导转移到以“能力培养”为主导的教学模式，这是大学教育的一场深刻变革，是提高大学教学质量的前提和根本[2]。

国家主席2010年7月13日在全国教育工作会议上的讲话指出：“教育成效不应只看学生是否能准确填写标准答案，更要看学生的学习能力、实践能力、创新能力，看他们是否掌握了发现问题、解决问题的关键能力”[3]。因此以“能力培养”为主导的教育模式是提高大学教学质量的前提和根本，院校教育必须在重视“知识传授”的同时，更加注重培养学生提出问题、分析问题并解决问题的能力，必须从注重“知识传授”转为注重“能力培养”。

网络工程专业是从计算机科学与技术专业方向

分支逐渐形成的专业。从1998年教育部颁布网络工程本科专业规范以来，许多高校开设了网络工程专业，截至2009年，全国已有258所高校开设了网络工程专业。

国防科技大学2002年就设置了网络工程专业，2004年率先在国内成立网络工程系，目前已有5批网络工程专业学生毕业。本文主要介绍国防科技大学计算机学院在加强实践创新能力培养，提高网络工程专业人才素质方面的一些探索与实践[4]。

2开展多类型、多层次实验教学，加强学生实践能力培养

国防科技大学担负着培养国防和军队建设急需的高级科学与工程技术人才和指挥人才的任务。我们按照一流高水平复合型人才培养目标，深入剖析网络工程专业特点，总结多年来在计算机科学与技术专业实践教学方面积累的经验，结合学科优势，优化实验课程体系，深化实验教学改革，构建不同类型、层次的实验平台，开展多类型、多层次实验教学，以提高网络工程专业学生的实践能力。我们积

极开展以课题研究带动教学的模式，将研究成果和研究思维注入实验教学，帮助学生扩展知识视野，增强团队协作精神，培养科学思维方法，提高实践动手能力。具体措施有以下几点。

2.1根据不同的培养目标，有针对性地进行实验教学

国防科技大学网络工程专业学生分为工程技术类和军事指挥类。按照学校培养要求，工程技术类主要培养科研实验工程技术干部，其任职岗位指向是我军信息化建设和武器装备建设的关键技术岗位，主要从事教学、科研和管理工作。军事指挥类主要培养军队信息化建设的未来领导者和未来一体化联合作战的指挥者。

为此，针对我校网络工程专业工程技术类学生，我们主要按照研究型和工程型人才培养模式来培养[5]。因此针对工程技术类学生，网络工程专业实验教学的主要目标是培养学生深刻理解计算机网络特别是Internet工作原理和工作过程，掌握网络协议设计与分析方法，具有网络设备研发和网络应用开发等能力。因此，对于这类学生，所开设的实验主要是以分析设计类实验和综合性实验为主，并且从本科开始就吸引学生参加到老师的研究课题当中，以培养学生的实践研究能力。

对我校军事指挥类学生，我们主要是按照应用型人才培养模式来进行培养[5]。因此针对军事指挥类学生，网络工程专业实验教学的主要目标是培养学生理解计算机网络特别是Internet工作原理和工作过程，掌握常用网络工具使用以及网络服务器配置等技能，能够独立从事网络系统需求分析、规划设计、组网及管理等工作。因此，对于此类学生，实验主要以验证类和配置类实验为主，目的是培养他们能够理解并使用好计算机网络，适应未来信息化战争对军事指挥人才信息素养的要求。

2.2设计多层次多类型的教学实验，循序渐进地开展实验教学

实践能力的培养也有一个循序渐进的过程，为了更科学合理地培养学生的实际动手能力，我们设计了多层次多类型的教学实验，循序渐进地开展实验教学。为此开设了不同种类的实验，包括验证类、操作配置类、分析设计类和综合应用类等。验证类实验主要包括：以太网协议、IP协议、TCP/UDP协议等报文捕获与分析等；操作配置类实验主要包括：网络操作系统安装配置、交换机配置、路由器配置、防火墙配置等；分析设计类实验主要包括：Socket编程、网络应用程序开发、网络管理系统开发等；综合应用类实验主要包括：Internet 服务器(如E-mail、HTTP、DNS等)部署、局域网组网、网络工程综合课程设计、网络编程课程设计、网络攻防课程设计等。

在实验教学实施过程中，我们按照从简单到复杂，在层次上构成递进关系的原则开设实验。同时，针对不同人才类型培养开设不同的实验，同样的实验在实验内容上也有所区分，有针对性地培养工程技术类和军事指挥类学生的各自不同的专业能力。

例如，在计算机网络课程中，我们主要开设以太网协议分析、Socket API编程等实验；在Internet协议分析及应用课程中，我们主要开设TCP/IP协议分析等实验；而在网络工程课程中，我们主要是开设网络规划与设计、路由器和交换机配置、网络服务器安装与配置等实验。这些实验使网络工程专业的学生具备网络协议分析能力、网络规划和设计能力、网络应用开发能力以及网络管理能力，提高了网络工程专业人才的实践能力和综合素质，使得毕业生能够很好地适应未来岗位的要求。

2.3开展独具特色的实验教学，提高实验教学的效果

为了提高实验教学的效果，我们采取多种独具特色的实验教学法，提高教学效果。主要包括实物教学法、图形解析法、虚实结合法。

在计算机网络、网络工程等课程的教学过程中，老师们积极推行实物教学法。上课老师经常将同轴电缆、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。同时教师们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。

在网络工程课程实验教学中，我们采用Packet Tracer软件来模拟跟踪网络报文经过路由器和交换机之后各个字段所发生的变化，让学生直观地了解和掌握路由器及交换机对网络报文处理的结果；在网络课程综合设计课中，教师布置实验题目，让学生用Ether Peek或Sniffer报文捕获和协议分析软件，实时捕获各种网络报文并对捕获到的网络报文进行分析，方便学生掌握各种网络协议和网络技术。

为了提高实验室的利用效率，增强实验效果，在网络工程课程实验教学过程中，老师提前将NetSim模拟软件发给学生，让学生先在模拟环境上熟悉路由器和交换机的配置方法和过程。学生熟悉了在模拟环境上如何配置路由器和交换机后，才在真实的路由器和交换机上进行配置实验，这样既提高了实验室的利用率，也提高了学生的动手能力。

为了提高实验教学效果，我们还专门研制出具有自主知识版权的网络辅助教学系统Net-Demo。该系统将计算机网络原理与协议工作过程从不同的角度以多媒体的形式进行分解演示，演示时还与实际网络环境相结合，可以帮助学生理解网络原理的重点和难点。

3多渠道、多途径培养学生创新思维和创新能力

创新能力的培养已经成为高等教育的重要目标，如何培养学生的创新能力是摆在我们面前的重要课题[6]。对于发展异常迅速的计算机网络来说，这是一个更难回答的问题。因此创新思维和能力的培养不但是学生学习阶段的关键目标，也是计算机网络技术自身发展的要求。我们认为，要促进学生创新能力的培养，首先要强化学生的创新意识，不断激发其创新的欲望。为此，我们通过多渠道、多途径强化学生的创新意识，激发他们的创新欲望，培养他们的创新思维和创新能力。具体措施包括以下几点。

3.1设置多个实践环节，培养学生的自主学习和研究能力

网络工程专业学生的整个学习期间，实践环节分别包括：课内实验、综合课程设计、创新设计、见习和毕业设计。在课内实验环节，学生主要是由任课教师和专职指导教师指导学生完成课内实验，一般包括验证类实验和分析设计类实验，帮助学生加深对原理知识的理解和掌握；在综合课程设计环节，我们主要是通过网络编程课程设计、网络工程课程设计、网络对抗课程设计等综合课程设计课程，综合培养学生利用所学知识分析问题、解决问题的能力；在创新设计环节，我们主要是引导学生根据自己兴趣领域，开展自主研究性学习，以激励、引导和帮助学生主动学习、主动思考和主动实践，自主地发现问题、分析问题和解决问题，从而达到积累知识、培养能力和提高素质。例如，我们在计算机网络、Internet技术及应用以及网络工程等课程教学过程中，老师围绕网络技术前沿领域给学生布置研究课题，让学生3～5人一组，以小组为单位完成资料查找、方案设计，最后撰写研究报告。同时要求学生在课堂上报告他们的研究结果，全班同学现场提问。老师在这个过程只是起一个课题以及报告现场主持人的角色。这样可以很好地锻炼学生的研究能力、团队合作能力和表达能力，有利于培养学生的科学精神，提高学生的科学素养。

在见习环节，我们主要由任课教师带领学生现场参观国防科大校园网网络中心和长沙各电信部门网络中心，并请中心技术人员讲解网络规划、设计与部署情况，让学生对网络系统有更全面的认识，培养学生理论联系实际的能力；在毕业设计环节，根据指导老师所从事的科研项目，指导学生开展学术研究，通过科研项目培养学生团队协作精神和科学研究能力。

目前，我们正积极在部队和地方建立实习、实训基地项目，希望有效利用生产实习、社会实践、科研训练、毕业实习等各种形式，探索产学研相结合的培养模式，为部队培养创新能力强的高素质新型军事人才。

3.2通过创新性实验教学，强化学生的创新精神和能力培养

在实验教学环节我们重点从以下几个方面突出对学生创新能力的培养。一是在实验内容上反映计算机网络技术的最新进展和网络协议的最新发展。例如开设IPv6协议相关的实验、面向P2P和多媒体等新型网络应用相关的实验；二是通过对比性实验帮助学生理解网络技术革新和网络协议改进的动因、方法和效果。例如开设对TCP传输协议先后出现的多个优化机制进行性能比较和分析实验，以及对消息摘要算法(MD)各个版本的安全能力进行比较和分析实验；三是通过实验分析现有协议在功能、性能或扩展性等方面的不足，提出相应的改进方法并进行基于物理实验和模拟实验的验证，在授课老师的指导下开展论文撰写，全面培养学生的学术素养和创新能力。

我们依托计算机学院的科研项目，将科研项目转化教学实验项目，设计了包括“高级组网实验”，“基于FPGA的路由器设计与实现”，“基于NS-2的网络协议仿真与协议拓展”，“无线传感器网络的设计与应用”等10个创新性实验研究项目。“高级组网实验”用于培养学生网络组网能力，重点关注复杂条件下的高级组网能力的训练。“基于FPGA的路由器设计与实现”是为了构建一台全功能的高速(如千兆)网络交换机和路由器，培养学生高速交换机、路由器软硬件研发能力。“无线传感器网络的设计与应用”要求学生搭建无线传感器网络平台，验证典型定位算法及路由算法，利用无线网络设计一个温控应用系统。这些创新性实验研究项目的开展将有助于培养学生的创

新意识、创新精神，提高学生的创新能力。

我们积极鼓励学生申报学校和湖南省大学生创新性实验项目并给予学生全程指导，以教师立题选拔培训学生和指导学生自选立题两种主要训练方法进行自主创新实践教学，以指导学生针对实际问题进行技术创新为主要训练方法进行创新实践教学。我们还积极组织、选拔和培训学生参加全国大学生信息安全竞赛等学科竞赛，以训练学生针对命题在短期内进行技术攻关为主要训练方法进行创新实践教学。

4结语

培养大学生实践创新能力，提高人才综合素质是时代赋予我们的新任务、新挑战。从注重知识传授到注重能力培养和素质提高教学模式的转变，对高等学校和老师提出了更高要求。如何培养网络工程人才的专业能力，提高网络工程专业人才综合素质是所有从事网络工程专业教学的老师们共同面临的课题。本文主要介绍我们在这方面的一些做法和初步探索，希望能与国内同行探讨网络工程人才培养措施和方法，进一步提高网络工程专业人才培养质量。

参考文献：

[1] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会. 高等学校计算机科学与技术专业人才能力构成与培养[M]. 北京:机械工业出版社,2010:1-3.

[2] 蒋宗礼. 以能力培养为导向,提高计算学科教育教学水平[J]. 中国大学教学,2008(8):35-37.

[3] 主席在全国教育工作会议上的讲话[R]. 北京:2010-07-13.

[4] 徐明,窦文华,姚丹霖,等.“计算机网络”国家精品课程建设[J]. 计算机教育,2008(8):95-97.

[5] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会. 高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案[M]. 北京:高等教育出版社,2009.

[6] 蒋宗礼. 论创新能力的培养[C]//第二届大学计算机课程报告论坛文集. 北京:高等教育出版社,2007:211-214.

My View for Improving the Quality of Network Engineering Professionals

CAI Kai-yu, ZHU Pei-dong, CAO Jie-nan, CAI Zhi-ping

(School of Computer Science, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China)

Abstract: At the present, Higher Education is moving from knowledge teaching to capacity training and quality improving. Network Engineering specialty has been rapid development in China recently. How to develop professional competence for network engineering professionals is an important issue. In this paper, we introduce our measures and effectiveness of professional competence training for network engineering professionals. We want to discuss professional competence training methods for network engineering professionals with domestic counterparts.

Key words: knowledge teaching;capability training;quality improving;training method