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面向工程教育專業認證的網絡m程專業培養方案探索

2016-12-21 00:12孔祥杰夏鋒寧兆龍惠煌
計算機教育 2016年9期
關鍵詞:工程教育專業認證網絡工程培養方案

孔祥杰 夏鋒 寧兆龍 惠煌

摘要:針對目前網絡工程專業人才培養中存在的問題,分析工程教育專業認證對應用型、創新型網絡工程人才的需求,提出明確培養目標、修訂畢業要求、優化課程體系、跟蹤反饋建議的閉環培養方案設計模式,闡述大連理工大學網絡工程專業的改革舉措。

關鍵詞:網絡工程;工程教育專業認證;培養方案;課程體系

近年來,隨著經濟的快速發展,全球一體化的趨勢日益明顯,高端工程技術人才越來越多的跨國流動,高等工程技術人才教育的國際化以及工程師的培養、資質獲取和國際互認已經成為必然趨勢。與國際權威認證機構簽訂工程教育學歷、學位、工程師資質等互認協議,對加強工程師跨國工作交流和推動我國經濟與教育的發展具有重要意義?!秶抑虚L期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》明確提出:“關心每個學生,促進每個學生主動地、生動活潑地發展,尊重教育規律和學生身心發展規律,為每個學生提供適合的教育?!贝罅Τ珜б詫W生為中心的工程教育專業認證,為實現這一目標提供了可借鑒的框架體系和具體操作模式,因此,教育部一直強調工程教育的重要性。

網絡工程專業是伴隨著互聯網技術與工程的蓬勃發展而迅速壯大的。專業建設的時間雖然不是很長,但是發展迅速,專業知識體系和內涵也逐漸成熟和完善。國務院于2015年7月印發的《關于積極推進“互聯網+”行動的指導意見》指出,將互聯網的創新成果與經濟社會各領域深度融合的“互聯網+”具有廣闊前景和無限潛力,對推動我國經濟社會發展將產生戰略性和全局性的影響。網絡工程專業是培育“互聯網+”拔尖創新人才的核心專業之一,對于“互聯網+”的發展和創新人才培養具有重要意義。

1.網絡工程專業現狀

高等工程教育專業認證制度發端于美國,經歷90余年的發展歷程,如今已經成為高等工程教育質量保障的重要機制。自20世紀90年代起,我國高等教育研究工作者開始大量引入工程教育專業認證制度。1992年,土木類和建筑類專業開始實施專業認證;2006年起,教育部組織試點開展工程教育專業認證工作;2013年6月,我國成為規模最大、影響力最廣的國際工程教育互認協議——《華盛頓協議》的預備會員,標志著我國工程教育已經開始與國際接軌,對提升我國工程教育及相關產業的整體實力和國際競爭力具有深遠而重大的意義。

網絡工程專業2001年被教育部正式列為《普通高等學校本科專業目錄》的目錄外專業(080912W),2011年列入目錄內專業(080903),與計算機科學與技術(080901)、軟件工程(080902)等相關專業同屬于工學計算機類專業。自2008年起,全國高校網絡工程專業研討會每年召開,在課程體系、知識結構、教材建設、實驗教學、發展方向等方面進行探索和討論。2011年,清華大學出版社出版了《高等學校網絡工程專業培養方案》。2012年,教育部計算機教學指導委員會發布《高等學校網絡工程專業規范(試行)》,借鑒ACM/IEEE Computing Curriculum 2005課程體系的設計思想與理念,分析網絡工程專業畢業生典型任職崗位所需要的專業能力與素養,并將其映射為相關知識領域、知識單元和知識點,同時強調從工程的視角講授相關知識,開展教學實踐,培養學生的能力?!爸两?,全國開辦網絡工程專業的高校已多達400所,對人才的培養必將迎來一個新的發展階段?!?。對應工程教育專業認證的要求,當前的網絡工程專業建設及人才培養主要有以下問題。

1)與計算機科學與技術、軟件工程等相關專業區分度小,培養目標不夠明確。

由于網絡工程專業起源于計算機科學與技術、軟件工程等相關專業,而且大多數專業教師也畢業于計算機相關專業,因此網絡工程專業的基礎理論課程與計算機科學與技術、軟件工程等相關專業重疊較多,專業特色不明顯,培養目標不明確。

2)課程體系未能緊跟網絡技術發展,教學內容前沿性不足。

網絡技術的發展日新月異,新興技術層出不窮,移動計算、大數據等已成為新的研究和技術熱點。而現有培養方案在制定時沒有充分考慮到新技術,并且很少有企業專家參與,教學內容落后。網絡工程專業的發展要聚焦國家戰略需求,緊跟經濟社會發展,適應人才培養專業結構、層次水平、知識和技能的需求變化,以推動網絡工程專業教育機構、層次、規模質量的有機統一。

3)專業評價強調輸入導向,教學過程缺乏反饋。

目前評價專業建設好壞通常從教學條件、課程建設、師資隊伍等方面著手,對教學效果和畢業生能力方面評價較少。教師在教學中主要關注自己教了什么,而不會過多在意學生的學習效果,教學方法和手段也沒有根據學生的學習效果及時調整。課后較少注重對教學的總結思考,缺少學生反饋信息改進措施,形成“教”“學”分離。

4)教學模式單一,實踐性不足。

目前網絡工程專業教學主要以課堂教學為主,教學模式相對單一,缺乏多樣性和適應性,不利于發揮學生的主動性、積極性和創造性;對學生的考查以試卷考試為主,對于學生的實踐能力訓練和考查不足;教師科研優勢轉化不足,教學成果、科研成果向創新實踐成果轉化比例偏低。

2.工程專業認證要達到的目標

工程教育專業認證的核心理念是“以學生為本”,也就是以學生為中心?;诠こ探逃龑I認證的理念,實現網絡工程專業培養方案設計和實踐,具體包含以下目標。

1)明確培養目標和畢業要求。

結合國家人才戰略需求與高等學校網絡工程專業規范,明確網絡工程專業的培養目標。以專業認證的通用標準為基礎,緊扣專業培養目標,確定畢業要求,體現認證需要覆蓋的所有畢業生的特性。具體畢業要求確定為基本要求和業務素質要求兩方面。

2)構建前沿課程體系。

實現培養目標的關鍵是構建合理的課程體系。在專業課程體系構建中,定期研究網絡技術發展的新動向,了解社會對專業的需求,緊跟網絡工程技術發展的步伐,形成合理、科學的課程體系。

3)健全評價反饋機制。

完備的教學過程評價制度和跟蹤反饋機制是培養目標達成的保障,也是專業持續改進的基礎。教學過程監控制度包括教學各環節規范、教學質量評價體系、畢業生及用人單位反饋機制等。

4)工程性、實踐性能力培養。

培養學生具有一定的工程實踐能力是工程教育認證的根本和出發點,也是畢業學生能否具有國際工程師水準的關鍵。在“強實踐、重創新”的教育理念指導下,深化創新實踐教學體系的綜合研究與整合,搭建起“教學”與“科研”、“理論”與“實踐”之間的橋梁,提升學生的工程實踐能力和創新能力。

5)持續改進。

按照工程教育專業認證要求,完成網絡工程專業評估報告,迎接專家檢查。并根據專家意見,對于專業建設持續改進,探索具有研發能力和復合型知識結構的網絡工程人才培養模式,以滿足“互聯網+”的國家戰略發展需求。

3.培養方案的具體改進方法

根據全國工程教育專業認證修訂和完善網絡工程專業人才培養方案;根據工程教育專業認證要求對課程體系進行調整,通過課程群的建設和創新實現理論與實踐的緊密結合;堅持“學生中心、目標導向、持續改進”的宗旨,推動校內校外教學質量評價反饋信息的收集、分析討論和改進。

3.1培養方案閉環設計模式

根據工程教育專業認證的理念,整個培養方案的設計與實踐是一個“閉環系統”模式(見圖1)。通過畢業生和企業反饋,修訂培養目標和畢業要求,優化課程體系,實現培養方案建設。在培養方案的制訂中,以市場需求和學生就業為導向,充分聽取業界聲音,由專業建設委員會、企業高管、行業專家共同制訂課程體系,動態構建并不斷優化專業人才培養方案。

3.2具體研究內容

網絡工程專業課程是整合理論與實踐的學科,覆蓋面十分廣闊,并且該學科技術發展迅速,與工業界聯系緊密。根據工程教育專業認證理念,在學生培養模式上,擬采用“五步式”階梯培養框架:①明確培養目標,②設計培養計劃和課程體系,③教學實施,④效果評價,⑤持續改進。通過全國工程教育專業認證對網絡工程專業人才的培養模式進行改革。

從整個“五步式”階梯培養框架來看,它們是一個漸進的培養過程。同時,它們不是一個單向的傳遞過程,而是通過后面的步驟不斷給前面的步驟反饋信息,從而達到自我完善的過程。

3.2.1明確培養目標

網絡工程專業培養適應現代社會數字化、信息化、網絡化的需要,具備計算機網絡管理、配置、安全等方面的知識,具有較強的動手操作能力和解決實際工程領域中出現的各種問題的能力,能在電信、金融、保險、電子商務、電子政務等對計算機網絡有較高需求的企事業單位從事網絡管理、安全管理、網絡與安全程序設計等實際工程工作的人才。

網絡工程專業畢業生適合從事網絡工程相關的研究、設計、開發、維護、管理與服務等方面的工作,或攻讀網絡工程及相關學科的研究生,或從事網絡工程及相關學科的教學與科研工作。畢業5年左右,畢業生具有的能力將主要體現在以下方面。

(1)擁有扎實的網絡工程專業知識,能夠使用恰當的技術,在社會和道德的范圍內,提供復雜網絡工程問題的解決方案;

(2)能夠在網絡工程領域,成為技術或管理骨干,參與全國及世界性的經濟技術發展活動;

(3)擁有創新能力,能夠為社會提供有創新性的網絡工程相關服務;

(4)具有自主和終身學習能力,能夠適應社會發展的新技術需求,繼續在網絡工程專業發展,包括考取研究生資格等,具備科研能力。

3.2.2設計培養計劃和課程體系

實現培養目標的關鍵是構建合理的課程體系(見圖2),在專業課程體系構建中,研究網絡技術發展的前沿動向,調研社會對于網絡工程專業的需求,緊跟網絡前沿技術的發展;調整專業課程中理論課時和實踐課時的比例,糾正以往重理論、輕實踐的狀態,保證實踐學時的總學時比,形成合理、科學的課程體系,使之符合工程教育專業認證的需求。厘清每門課程對培養目標的支撐作用,確保每個畢業要求都有課程支撐實現。

據此思想,同時參考國內一些高校相關專業的課程設置,如西安電子科技大學、國防科學技術大學等,將網絡工程課程體系分為專業基礎課程群、物聯網方向課程群、網絡安全課程群、“互聯網+”前沿課程群等四大模塊(見圖3)。目標是構建傳統精品課程、精品資源共享課程與前沿課程相結合的研究性課程群,夯實課程基礎,發展課程的實踐性和創新性。具體實現手段:將現有課程資源整合到對應課程體系,將企業應用的先進技術與現有課程進行融合,課程內多知識點融合,跨課程知識體系融合,理論、實驗、實訓與課外教學、研究多元融合等。

從“互聯網+”人才需求發展出發,與理論教學課程體系相對應,在對各教學環節整體優化與提高的基礎上,構建以能力和素質培養為主線,分層次、多模塊、相互銜接的綜合性實驗教學體系。該課程體系框架是理論與實踐相結合的課程體系,每個課程群都有充足的實驗、實訓教學環節支撐。課程體系設置將走訪騰訊、思科、華為等業內領先企業,深入了解業界的要求,以學生就業為核心。

3.2.3教學實施

1)教學方法改革。

學生學習的積極性、主動性是好的學習質量的前提,本課題將以學生為中心,在教學過程中注重啟發學生的思維,采用循循善誘的方式引導學生自己發現問題,并逐步解決問題,培養學生思考問題、分析問題和解決問題的能力。在教學形式上,積極探索新的教學方法,以便能夠調動和發揮學生的主觀能動性。具體形式有以教師為主體的課堂教學、習題課等共性化教學環節。也設置答疑、質疑等教學環節,引導和鼓勵學生通過實踐和自學獲取知識。本項目擬建設網絡工程實踐教學案例,以供學生進行工程訓練或作為畢業設計課題使用。這些教學案例將涵蓋移動互聯網、大數據、物聯網、信息安全等“互聯網+”前沿主題。

2)精品課程建設。

按照網絡工程專業課程群中的4大模塊,每個模塊對應建設一門精品課程,并逐步推廣到其他課程。針對網絡工程專業課程群中的4大模塊,配合精品課程的建設,對現有網絡綜合實驗室、物聯網實驗室、信息安全實驗室進行改造和升級,建設與“互聯網+”精品課程相適應、功能集約、資源優化的實驗教學平臺。

3)創新實踐強化。

為了提高網絡工程實踐水平,建立良好的科研/實踐環境和以學生科研/實踐興趣為主導的自主學研創新實踐環境,網絡工程專業老師與業界頂尖的網絡公司思科、華為、H3C展開校企合作。骨干老師參加網絡工程師培訓,帶領學生參加網絡技術大賽,聯系學生到這些公司實習,提高了學生的創新創業實踐能力。邀請業界和學界專家進行專題講座,拓展學生視野。同時加強教師與學生的交流環節,引導學生通過參與創新實踐活動。通過搭建一個集成度高、可操作性強的創新實踐環境,使學生能更形象、更深入地掌握網絡工程中大規模組網、網絡融合、智能感知、海量數據處理、云計算等專業知識,提前體驗研究生階段科研工作的方式與樂趣,從而徹底改變學生的專業知識學習常常陷于紙上談兵的境地,切實讓學生體驗到科研帶動教學的創新實踐模式。

4)拔尖人才培養。

建設“互聯網+”精英班。立足“互聯網+”創新人才教育,培養具有扎實的互聯網應用開發能力,廣博的知識儲備和“互聯網+”創新思維,突出的實踐動手能力強的“互聯網+”創新人才?!盎ヂ摼W+”精英班將與國內外互聯網領軍企業(如微軟研究院、思科、騰訊、百度、華為等)建立合作,為學生提供工程實踐、實習就業、認證考試、成果展示等平臺。精英班采用小班培養、因材施教和全程導師,助推創新人才的快速成長。

3.2.4效果評價

根據工程教育專業認證的要求,建立科學、規范的教學評價方法。

1)形成教學評價的跟蹤反饋和持續改進的良性循環。

網絡前沿技術不斷發展,企業需求不斷變化,因此需要網絡工程專業教學持續改進。高校開展專業建設和工程教育改革的根本目的是推動專業教育質量和人才培養質量的持續改進與提高,滿足注冊工程師的實際發展需要,為工程專業畢業生進入相關職業領域提供資格保證。工程教育認證制度本身貫穿了這種質量持續提高與改進的基本理念。專業必須對自身在標準要求各個方面存在的問題有明確的認識和信息獲取途徑,有明確的改進機制和措施,在進行跟蹤反饋之后用于持續改進,從而實現教學質量從機制、制度、評價到結果、反饋和改進這一螺旋式的持續上升。

2)市場環境和社會需求成為教育評價重要的組成內容。

認證標準強調所設置的工程專業必須對學生在整個學習過程中的表現進行跟蹤與評估,以保證學生畢業時具有一定的社會競爭力,達到專業培養目標的要求。同時,明確要求專業要建立畢業生跟蹤反饋機制,學生畢業后的社會和市場評價成為評判其培養目標達成度的指標之一。畢業生離校后在工作崗位上所體現出來的知識、技能、思想品質、綜合素質是對專業教育水平的印證和檢驗,因此,教育評價的過程應該延伸到學生離開學校在社會實踐的過程。在市場經濟條件下,教學質量是一種市場表現,忽略學生、社會需求,脫離市場環境和市場需求考察教學質量問題,特別是教學質量評價問題,很可能出現教學質量評價偏誤。

3.2.5持續改進

工程教育專業認證的核心是“以學生為中心”,網絡工程專業作為一個新興的前沿專業,其專業內涵和技術內容是不斷發展的,這意味著培養方案的制定絕非一勞永逸,網絡工程專業老師將根據對學生培養質量的持續跟蹤和評估,持續對培養方案和教學方法進行改進。

持續改進是保證專業建設持續發展的關鍵。從招生、畢業生反饋到其他各項指標都必須有必要的制度或措施保證定期評價。評價結果和反饋信息必須用于持續改進。例如,培養目標和必要要求必須定期評價達成度;培養方案和教學計劃的制訂與修訂、授課與考核、教材選定、評教、專業與社會實踐實習、創新能力訓練、畢業設計等教學環節都必須有足夠的時間和精力參加學術及教改活動;實驗設備和圖書資源定期更新與維護等。

為了保證持續改進的達成,根據工程教育專業認證的持續改進理念,完善校內校外評價反饋信息的收集、分析討論、改進方案的確定和落實。相關工作由學生工作辦公室、督導組、教務辦公室、就業辦公室、專業教師、培養方案修訂工作組(含企業人員)等多部門人員共同參與完成,重點強調專業教師和企業人員的參與。該項工作也可以利用教師出差、開展合作項目等各種機會對企業進行調研,主要了解畢業生在企業的工作表現,以及企業對畢業生能力、知識結構等方面的新需求。

4.結語

大連理工大學網絡工程專業自2004年開始招生,每年招生約120名,已經為互聯網、電信、電子商務、電子政務、金融等行業以及一些國內外著名院校和研究機構輸送了大批精英人才。近年來,網絡工程專業教師積極從事教學改革,發表教學研究論文40余篇,取得了一定的教學成果,但現有的專業培養方案對應工程教育專業認證要求存在一些不足。

鑒于以上背景,軟件學院網絡工程專業計劃申請2017年工程教育專業認證。以此為契機,改革并實踐網絡工程專業培養方案,以推動網絡工程專業建設和發展,提升網絡工程專業的人才培養質量,為“互聯網+”的推進提供人才支撐。

大連理工大學面向工程教育專業認證,以學生為中心,進一步明確網絡工程專業建設目標,完成網絡工程專業的培養方案設計與實踐。具體實踐中,通過“五步式”階梯培養框架的實施,建立一個可實施的網絡工程專業創新課程體系,其中包括課堂和實驗相結合的教學模式、理論與創新及工程實踐相結合的培養機制。網絡工程專業建設沒有“一蹴而就”的捷徑,需要在具體實踐中針對新的形勢、新的問題,不斷修正。

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