基于“回归实践”的网络系统工程课程教学改革

摘要：针对高等院校在培养学生工程意识、工程素质和工程实践能力方面所遇到的问题，介绍网络系统工程课程中教学的改革，提出“回归实践”法在教学内容、教学方式、教学模式和考核方式多方面的回归。

关键词：工程教育；工程实践能力；网络系统工程；回归实践

文章编号：1672-5913（2013）14-0118-04 中图分类号：G642

教育部发起的“卓越工程师培养计划”，要求高等教育以社会需求为导向，以实际工程为背景，以工程技术为主线，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。目前，许多工科院校都开设了工程类课程，让学生在理论知识学习的基础上，提升将理论应用于工程实践的能力，激发其研究探索知识的兴趣，培养创新思维模式，实现多样化人才培养目标。

电子科技大学通信与信息工程学院在2002年首次为本科生开设了网络系统工程课程。在多年的网络系统工程课程教学过程中，电子科技大学通信与信息工程学院一直进行着以工程型人才培养为目标的教学探索与改革实践。

1 理论为主的教学方法在工程类课程教学中的不足

网络系统工程课程具有很强的工程特性，其教学目标是让学生理解计算机网络工程的概念，掌握计算机网络建设的主要工程技术与实施环节。这门课程要求学生对TCP/IP协议、局域网、接入网等知识进行深入分析与综合，进而掌握计算机网络的组网设计、建设实施、运行管理等工程环节的基础知识，并能利用这些知识、结合实际的网络工程需求，学习实现系统规划、设计、实施、运维等计算机网络工程的全过程，达到具备网络系统工程建设的初步能力。

网络系统工程课程在开设初期主要以建设课程理论知识体系为目标，采用“课堂理论讲授为主、课程实验为辅”的传统教学方法。在教学过程中，发现“理论+实验”的传统教学方法无法有效实现本课程的工程能力培养目标，具体原因如下：

1）理论与实践环节的关系设置不合理。

在传统的“理论+实验”教学过程中，理论教学是主环节，实验教学是辅助环节，教师采取“灌输式”教学方法，使得这类具有过程特性的工程类课程内容显得较为枯燥。这种主动教授的方式，忽视了对学生自主学习与知识探索能力的培养，也难于培养其创新能力。

2）课程实验不是真正的工程实践。

工程类的课程实践教学环节多是通过课程实验来实现，实验内容多采用对某个或某几个理论知识点的验证或综合，或是完成某一个特定的工程环节，不能体现实际工程实施的全过程，与真实的工程有很大差距。

3）传统教学模式的“单一化”培养特点。

高校教育需要在教学中启发学生对知识的兴趣，允许差异化发展，从而培养出多样性的人才。传统教学中教师怎么教，学生就怎么做，容易让学生形成“等、靠、要”的依赖思想。传统教学中的实验通常也采用一种“演示一模仿操作”的方式，实验过程中遇到的问题也是由教师进行现场解答，难以激发学生独立思考问题、探索解决问题的能力。

针对上述问题，电子科技大学通信与信息工程学院从2007年开始在网络系统工程课程教学中引入了“工程实训”的课程设计环节，通过不断探索与实践，逐步形成了一种基于“回归实践”法的网络系统工程教学方法。

2 “回归实践”教学法

“回归实践”教学法来源于MIT工学院院长乔尔・莫西斯提出的“工程教育必须回到工程实践的根本上来”。在1994-1995年期间，美国工程教育协会（AS-EE）、美国国家科学基金会（NSF）、美国国家研究委员会（NRC）针对工程教育相继发表了3个报告，其核心思想就是提出工程教育应为工程实践服务，要求工程教育“回归实践”。

把教学回归到工程实践，并不是简单的场景回归或技能培训。“授人以鱼，不如授之以渔”，教学就是要授之以渔。教学要求在短时间内高效率、多目标地提升学生的能力，使学生不但掌握知识还要学习获得知识的能力。

“回归实践”教学法不是简单地增加课程实验、加大课程实验比例，而是营造真实工程场景的教学内容回归，让学生主动参与教学过程的教学方式回归，展现学生个性魅力的教学模式回归，科学、全面评估学生综合能力的考核方式回归。通过这4个回归，寓教于乐，使学生在学习中找到乐趣，从乐趣中再激发学习的动力，达到回归教学的本质。

3 “回归实践”教学法在网络系统工程课程中的应用

2007年，我们在网络工程专业本科生的网络系统工程课程中增加了包含课程实验学时在内的工程实训课程设计环节。实训内容是以项目小组的形式完成一个小型组网工程的设计与实施，并使用软件进行组网模拟实现与测试，让学生通过实训熟悉网络工程建设的全过程，掌握网络工程建设过程中使用的相关技术和方法，能将所学知识应用到实践中，同时培养学生的表达、沟通和协作能力。

在实训过程中，采用“回归实践”教学方法，对网络系统工程课程的教学内容、教学方式、教学模式和考核方式进行了工程性回归的教学改革与实践。

3.1 教学内容的回归――实际案例出发，以招标文件形式展示

教师收集大量网络工程的实际案例，根据学生人数从中选取几个能较好覆盖本专业课程知识点、且具有一定规模的典型项目供学生选择，学生根据其兴趣自主或抽签选择相应的项目。

教师以招标书的形式向学生展现项目内容，其中包含招标商务文件、资质要求、技术招标文件和相关图纸，与现实工程项目相同，学生不仅要考虑项目中的技术问题，还要考虑项目管理、项目实施经费等问题，让实训内容更贴近真实的工程环境。学生通过招标文件来分析项目需求，分析要实现的目标。

整个实训周期贯穿于课程教学过程中，随着课程理论知识的讲授，工程实训也会进行到不同阶段，学生通过依据实际工程建设周期划分的阶段性学习与实践，完成整个网络工程项目的系统性与过程性学习及实践。从实际案例出发，以实际工程中的招标文件形式为学生营造真实工程场景的教学内容回归，能有效激发其工程实践热情和探知欲望。

3.2 教学方式的回归――以教师为主体和以学生为主体的讲授方式穿行

改革后的网络系统工程实践学时比例提高到30%，实践内容不再是以验证型或综合型为主的单一课程实验操作，而是以针对工程实训的课程设计形式体现。课程的理论知识教学环节以教师为主体，向学生讲解新的网络知识和工程知识；实训环节则以学生为主体，独自阐述其设计观点和思路，讲解其在项目的每个阶段中的设计与实施方案。这两种形式穿行于网络系统工程的整个课程教学过程中。

实训与实验的主要区别在于，实验一般都在实验室完成，学生大多照搬执行指导书上的详细实验步骤，缺少自我探索的过程，难于体会实践过程的乐趣。而实训没有详细的指导书可照搬执行，学生还需要花大量业余时间，翻阅大量资料，查询相关信息，按照实训要求（招标书）分阶段完成项目的工程实施内容。在整个教学过程中，给学生留下了独立思考和探索的空间，锻炼其分析问题、解决问题的能力。

以教师为主体和以学生为主体的穿插讲授方式，实现了一种回归实际工程阶段特性的教学方式，同时也提出了更高的要求。没有实验演示，没有标准答案，没有实验手册指导，这就要求学生具有较强的综合能力及分析问题、解决问题的能力；教师面对学生的不同展现，善于发现学生的知识盲点和闪光点，能因地制宜地进行引导，协助他们完成项目实施。

3.3 教学模式的回归――分小组进行，组内团队合作，组间竞争

在实际工程项目中，工程师往往结成团队配合完成任务。在实训项目的教学中同样采用了小组模式，实训中的每个工程项目案例由2～3组参与，每组可以根据其成员的兴趣和特长，进行项目分工。每组的项目负责人主要负责整个项目的组织管理，保证项目的正常进行。其他成员根据其分工完成相应的工作任务和工作报告，如，需求文档、设计文档、施工图纸、经费预算等。多组参与同一个项目是为了将竞争意识引入到实训过程中，形成一种与现实社会中多个公司参与投标、竞标相类似的竞争环境。工程项目的设计与实施没有唯一答案，它要求学生不能死记硬背理论知识，而是要将学到的理论知识与实际结合起来，寻找解决办法。教师通过方案的比较，观察学生在考虑问题时的不同角度，不同方案所具有的优、缺点。通过小组问的答辩，让学生看到自己的不足，并学习到新的方法，进而不断调整、改进方案。

基于项目小组的组内分工协作和组间竞争，让每个学生都能在项目组中发挥特长，实现了展示学生个性魅力的教学模式回归，加强了学生的主动参与和团队合作意识，为学生的多样化发展提供了实践平台。

3.4 考核方式的回归――以报告和答辩的形式展现项目成果

传统教学的考核以学生参加考试或提交论文及报告等形式为主，而在工程项目中，则不会出现由项目验收专家为工程师出题考试的验收方式。因此采用方案答辩和成果展示等形式，结合角色扮演的教学方法来实现考试方式的回归。每组在不同阶段都以提交报告和述标的方式阐述其设计方案，同时还要作为评审专家对其他项目组方案进行提问和考核，并给出意见和建议。当学生作为专家评审方案时，就会发现一些问题，引起述标方和专家的辩论，教师需要诱导学生思考问题，通过辅地提问鼓励学生们自己讨论，及时发现方案的不足并优化完善。这样对于参与设计的学生和参与评论的学生都是一个学习的过程，在加大信息容量的同时，也加强了学生的自信心。

学生的实训成绩由整个小组的合作实施、台上阐述、方案优化改进和评审这4部分组成。教师通过观察学生在不同角色下的表现综合评定学生的实训成绩，同时划分出一定比例的分值，由各项目组的项目负责人进行内部讨论评定。

以报告和答辩的形式展现项目成果，由教师和项目组进行分项、综合的评定学生实训成绩，实现了科学、全面评估学生综合能力的考核方式回归，易于考察学生的综合素质。

4 实施效果与总结

“回归实践”教学法在第一次开设就收到了良好的反响。学生们在实训报告中详细总结了项目实施中遇见的问题，提出可行性解决方案，归纳自己的体会与收获。实训教学使学生熟悉了计算机网络工程建设的全过程，掌握网络工程建设过程中使用的相关技术和方法，掌握网络工程建设过程中文档的编写方法，将所学知识应用到实践中，培养其表达、沟通和协作能力，对学生步入工作岗位大有益处。

学生们在整个实训工程中的参与意识非常强烈，通过实施项目负责制，由学生调动学生的积极性。而且教师也能通过这样的实训看到学生间存在的差异，为以后多样性培养奠定了基础。

“回归实践”教学法把网络系统工程从实践中提炼并产生的理论知识，在教学过程中放回到工程实践，让学生体会学习的快乐，寻找学习的真谛。通过这样的方法极大程度地锻炼了学生应用理论知识去研究、分析并解决各种大型系统工程问题的能力，增强了学生对知识的融会贯通能力，加大了自主学习空间，提高学生积极思考和探知的能力，培养其创新能力。

5 结语

在基于“回归实践”的网络系统工程教学改革与实践过程中，实训环节中的组网工程实施因时间有限采用的是模拟软件实现，在一定程度上影响了“回归实践”法的实现力度及其实施效果。因此，在今后的工作中将进一步探索网络系统工程与网络工程专业的专业实践课程即综合课程设计的结合，尝试在网络工程专业的综合课程设计课程中进行网络系统工程的工程实训环节，将实验室的真实网络设备引入实训环节，让学生有更多的实践时间、更多接触并使用真实网络设备的机会，从而增强学生对网络工程实施的感性认识，深入实践并完善网络系统工程课程的理论知识与工程培养体系。

参考文献：

[1]李玉柏，余魅，欧蓓，加强工程实践，培养学生创新意识和动手能力[J]，实验科学与技术，2012，10（4）：280-284

[2]单家凌，基于CD10理念的《网络工程》课程手机教学改革与实践[J]，软件导刊，2012，11（11）：156，158

[3]张进，徐世中，段景山，《计算机通信网》实验的探究式教学方法[J]，实验科学与技术，2012，10（4）：240-242

[4]王子兵，赵斌，回归式教学方法的实践探索[J]，中国科教创新导刊，2010（25）：104-105

[5]顾学雍，联结理论与实践的CDIP-清华大学创新性工程教育的探索[J]，高等工程教育研究，2009（1）：11-23