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摘要：圍繞新工科背景下的網絡工程專業面臨的嚴峻挑戰與重要發展機遇，探討如何應對在專業轉型發展中及實踐體系建設所面臨的系列問題，圍繞先進教學內容和方式、多層次實踐體系和師資隊伍培養等方面進行了研究。

關鍵詞：新工科；網絡工程；教學改革；實踐體系；新型網絡技術

一新工科的內涵和網絡工程專業發展背景

2017年，教育部高教司推出一系列“新工科”發展計劃，如“復旦共識”、“天大行動”、“北京指南”等，了指導性文件。[1]在此基礎上，高校紛紛提出結合自身特色的新工科建設規劃與實施方案。新工科建設所涉及的新的理念與現代信息技術緊密融合，如產學合作，協同育人，學科交叉等。新工科背景下的教學實踐體系應更加著重于培養學生掌握前沿知識和綜合技能的能力。使網絡工程專業畢業生具有解決實際網絡工程問題、網絡架構設計、網絡安全防護、團隊溝通交流和創新創業等綜合能力。經過20多年的發展，網絡工程專業的教學和實踐體系不斷完善。2016年，參照國際知名ACM/IEEE教程，網絡工程專業教學指導工作組了《高等學校網絡工程專業規范》。[2]該規范對網絡工程專業的架構進行了設計，主要包含以下內容：1.網絡工程專業涵蓋了知識領域12個，知識單元112個，知識點478個；2.包含的核心課程有：計算機網絡，網絡應用開發、網絡設計與集成、網絡管理與網絡安全；3.網絡工程專業人才培養的專業能力包括：網絡工程規劃、設計與實施能力，網絡應用系統設計與開發能力，網絡管理、維護與評估能力，網絡安全能力，網絡協議分析與設計能力以及網絡硬件設備研發能力。隨著信息技術的不斷進步，傳統網絡工程技術已經越來越難以適應瞬息萬變的新技術需求。網絡工程技術已經是融合通信技術、計算機系統、軟硬件編程、社會倫理學、信息安全技術等在內的綜合系統。通過多樣的網絡接入技術，如互聯網、蜂窩網、傳感網等，實現人機物在物理世界、信息網絡與社會網絡之間的融合。然而，大多數高校的網絡工程專業人才培養目標尚定位在狹窄的工程型人才培養上，過于關注傳統網絡技術，如計算機網絡，網絡組建與維護技術、Web應用技術等。作為信息基礎設施的網絡系統，復雜度和新技術的快速融合加入，使得網絡工程人才的需求內涵發生了巨大變化。從路由與交換、協議分析、局域網規劃與設計、網絡系統集成、網絡安全等傳統核心技術，延展到數據中心與云計算、虛擬化與云存儲、IoT、軟件定義網絡、無線移動網絡等新興技術。新時期的新興人才需求更加側重于具有新型網絡技術的人才，如網絡金融人才、網絡安全人才、網絡大數據分析人才等。因此，網絡工程人才培養中教學實踐體系的轉型與發展升級已經勢在必行。

二網絡工程專業目前面臨的困境

當前，普通高校網絡工程專業在教學和實踐環節都面臨多重困境。[3,4]

（一）專業課程教學在培養目標，課程設置和師資力量方面都有不足

1.與應用型人才目標定位上沒有區分度，專業缺少人才培養特色和專業辨識度，教學實踐體系停留在傳統的培養模式框架下，與高職人才培養差異較小，未體現出專業特長和專業優勢。2.專業課程體系大幅落后網絡技術的發展。課程設置仍聚焦傳統網絡技術，對當前信息基礎設施和網絡系統解決方案的核心尚欠缺教學資源，如數據中心網絡、云計算、虛擬化與云存儲、物聯網、軟件定義網絡等當前熱門的新興技術。3.課程特色不明顯。即使很多高校的網絡工程的專業方向已經從網絡互聯、網絡管理與維護、網絡編程等，轉向了網絡安全、物聯網等比較熱門的專業方向，但專業課內容調整上尚有不足,有些課程的名稱變得更加先進，但授課內容可能還沿襲之前的課程內容。4.師資力量較為薄弱。很多教師對傳統網絡技術非常嫻熟，教學資源豐富，可以深入淺出地呈現給學生，而對新出現的技術需要一個學習的過程，且新興技術缺少教學資源，導致相關課程的設置變得困難重重。

（二）實踐教學在實踐環境、規模、內容、創新性等方面稍顯不足

1.資金受限，設備更新慢。由于建設網絡實驗室需要購置大量網絡設備，如計算機網絡實驗室的交換機、路由器設備等，和系統軟件，如計算機網絡實教學系統、網絡安全實驗室的網絡攻防系統等，價格昂貴且軟件更新周期短。[5]2.網絡相關實驗的實驗規模有限。網絡工程專業需培養的的實際能力在于能夠基本實現企業、政府、校園、數據中心等多種類型網絡的搭建與配置。傳統的實驗室環境往往僅能搭建簡單的網絡拓撲，進行簡單的局域網內協議分析等，存在實踐與實際需求脫節的問題。3.實驗內容連貫性較差。網絡工程相關課程的實驗內容大多較為分散，往往是對某知識點的單獨實驗，缺少網絡拓撲架構整體設計相關的實驗。4.實驗設施較為陳舊，缺少針對新技術的創新環境。傳統網絡實驗室已經實現模塊化，在實驗室建設時就會設計好實驗內容和實驗步驟，學生只是按部就班地按照實驗指導書所設計好的實驗內容和步驟進行重復性的實驗，缺少創新性，綜合性的實驗環節，約束了學生的思考創新能力。

三新工科背景下“網絡工程”專業創新探索

（一）理論課程教學體系結構優化思路

1.重新梳理課程知識體系，對課程體系進行新舊轉換。根據網絡工程新技術與能力培養新要求的相關性和連續性，將傳統課程與新課程結合來重構課程體系，如計算機網絡，網絡架構設計，軟件定義網絡，云數據中心網絡等課程按照先后順序構建課程群，根據培養標準和能力分級列出核心知識點，并通過課程設計或實習項目來培養學生的職業技能素質。2.構建校企合作的課程體系，產學融合，協同育人。針對缺少新技術師資力量的問題，通過校企合作的方式，聘請企業導師對前沿應用技術進行培訓，或者直接外聘教師開展教學工作。使師生掌握新技術的要點，了解相關企業的新需求。通過企業導師對實際工程項目的講授，全面鍛煉學生的工程實踐和創新能力。3.加強理論教學師資力量的更新與培訓。由于課程內容緊跟網絡信息技術的發展，師資力量的理論積累也要不斷完善。高校專業教師對快速發展的計算機和網絡技術的技術積累不足，需要通過培訓來學習最新的技術和理念，讓教師接觸更多的新技術、新思維，并應用到教學當中。4.引入先進的教學和培養方法。采用翻轉課堂、基于問題和項目的探究式學習、體驗式學習等各種主動式學習方法，培養學生主動積極學習的習慣。提供多樣的學習資料給學生，有助于提升學生自主學習能力和時間管理能力。從而使單純的課堂環節延伸到課前預習、課堂學習、在線復習、課后作業等多環節，促使學生的學習模式從被動教育轉換到主動學習模式。

（二）實踐體系結構優化思路

1.提升實踐環節質量。實踐內容的先進性對學生素質的培養至關重要，特別是核心專業課程的實踐內容要隨著時代的需求及時更新，來體現科技的進步和發展。2.加強實踐環節師資力量的建設。為彌補高校教師的不足，應積極探索院校和企業聯合培養人才的機制。讓企業參與實踐類課程的建設，構建與社會需求相適應的實踐教學體系。另外，聘請企業中的工程師對新技術進行與項目相結合的培訓，也會大幅提高學生的實踐能力和前沿視野。3.開拓校企合作，共建多層次實踐實習基地。學生培養工作不應局限于相關院系的老師，更應該開展多層次的合作，創造開放式的人才培養環境，如建設校企實習實訓基地，外聘企業導師進行實踐培訓等。4.使用虛擬仿真平臺提升實踐技能。虛擬仿真教學可以應對部署網絡實驗室花費巨大的難題，[6]還能夠給學生提供直觀的大型數據中心的現場效果，實現大型網絡設備可視場景和命令行交互式仿真的有效融合，將三維網絡仿真與二維人機交互接口相結合，有效提升學生開展大型網絡架構實驗的學習效率，降低實驗設備門檻，提高實驗效果與學生體驗，并且能顯著擴大學生開展實踐訓練的范圍。5.開展多樣化的實踐教學模式。引入“項目驅動”的實踐教學方式，讓學生以核心課程為基礎，獨立完成課程項目訓練。鼓勵有科研能力或科研課題的專業教師積極將本科生引入課題，在項目開展的過程中，因材施教，培養研究型和應用型的網絡工程專業人才。

四結束語

網絡工程專業的人才需求已經有很多涉及到了云計算、虛擬化、大數據、云存儲、網絡安全等熱門新技術。因此，我們應以當下新工科建設為契機，采用新技術、新方法，改革教學模式，更新教學內容，創新教學方法，構建網絡工程專業新型教學實踐體系，培養面向社會需求的具有可持續競爭力的高素質專業人才。在此背景下，有必要調整網絡工程專業的培養方向，優化課程設置，升級實踐環節，突出專業特色，加強校企合作和產教融合，來因應新需求、迎接新挑戰、把握新機遇。

參考文獻

[1]顧佩華.新工科與新范式:概念、框架和實施路徑[J].高等工程教育研究,2017(06):1-13.

[2]教育部高等學校計算機科學與技術教指委.《高等學校網絡工程專業規范》[M].北京:高等教育出版社.2016.

[3]靳紅梅，李占利，牟琦，等.地方院校網絡工程專業課程體系優化探索[J].教育現代化，2018，5(37):163-165.

[4]徐明.新工科與網絡工程專業發展戰略研究[J].廣東工業大學學報，2018，35(03):24-28.

作者：孫士民 韓俐 單位：天津工業大學計算機科學與技術學院