郭文平,陳 盈

（臺州學院 數(shù)學與信息工程學院，浙江 臨海 317000）

1 引言

隨著計算機網絡的快速發(fā)展，互聯(lián)網在我國迅速普及。截至2012年6月底，中國網民數(shù)量達到5.38億，互聯(lián)網普及率為39.9%［1］。在此背景下，網絡工程的基礎性、全局性作用日益增強，構建安全、可靠、高效的網絡已成為當今社會的必然選擇，網絡工程專業(yè)人才已成為信息社會的急需人才。部分工科實力較強的高校率先開設網絡工程專業(yè)，以培養(yǎng)從事計算機網絡工程及相關領域中的系統(tǒng)研究、設計、運行、維護和管理的高級工程技術人才。但對于大部分地方性高校而言，由于辦學條件、師資力量等因素的限制，并沒有條件開設網絡工程專業(yè)。作為一種補充方案，計算機科學與技術專業(yè)在開設除《計算機網絡》核心課程外，也會開設1～2門與網絡工程相關的課程，如《網絡工程》、《網絡設計》、《網絡設備使用與維護》等。

實驗教學是高校學生專業(yè)能力培養(yǎng)的重要組成部分，與課堂教學一起被認為是目前高校傳授專業(yè)知識、培養(yǎng)專業(yè)能力的主要途徑，也是學生鞏固所學理論知識、接受工程素質訓練、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、達成就業(yè)愿景的必經之路［2］。就《網絡工程》這門課程而言，實驗教學的重要性甚至超過理論教學。

因此，如何在有限的實驗課時里，構建合適的《網絡工程》實驗教學內容和教學模式，對實現(xiàn)教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”提出的強化培養(yǎng)學生的工程能力和創(chuàng)新能力［3］，具有十分重要的意義。

2 《網絡工程》實驗教學現(xiàn)狀

相比計算機科學與技術專業(yè)的其它課程，如《程序設計》、《計算機組成原理》等，《網絡工程》類課程在高校開設的時間相對較短。又由于計算機網絡技術的發(fā)展十分迅速，網絡設備更新很快，協(xié)議和各類標準也在不斷更新，因此《網絡工程》的實驗教學受實驗室場地、網絡設備及師資力量的影響很大，目前還沒有一套成熟的實驗教學體系。

從實驗教學內容上看，不足之處主要有以下幾種情況：

（1）部分高校沒有開設《網絡工程》相關課程，只是在《計算機網絡》課程里增加一些如雙絞線制作、交換機配置等實驗內容。

（2）部分高校側重講解典型網絡設備的配置，但由于實驗室并沒有多套設備提供給學生進行操作，導致教師演示后學生無太多實際操作機會。

（3）部分高校采用模擬軟件進行實驗，學生能掌握不少的配置命令，但由于沒有接觸過真實的設備，一到工程現(xiàn)場，往往還是無從下手。

（4）部分高校則比較側重專門知識的教學，如綜合布線系統(tǒng)的設計等，對網絡工程全局掌握不足。

從實驗教學模式上看，同樣存在著較多問題，主要表現(xiàn)在以下三個方面：

（1）傳統(tǒng)的實驗教學模式以驗證性實驗為主，先由實驗教師講解實驗任務和實驗過程，然后學生按照實驗教材或講義進行實驗驗證。實踐證明，這種“依樣畫葫蘆”的實驗教學模式難以激發(fā)學生自主學習的興趣，也不適應以培養(yǎng)學生工程能力和創(chuàng)新能力為主的工科專業(yè)相關課程的實驗教學。

（2）受實驗課時的限制，學生很難在有限的時間里完成一些復雜的設計性、綜合性和創(chuàng)新性實驗。

（3）學生實驗課的成績缺乏科學、合理的評價標準，導致學生上課缺乏主觀能動性。

網絡工程建設是一項專門工程，技術含量高，涉及的知識范圍較廣，知識體系綜合交叉。培養(yǎng)既適應社會需求，又適應技術革新的網絡技術人才是網絡工程實驗的教學目的所在。在實踐中，我們探索了基于工程案例法的《網絡工程》實驗教學模式，取得了不錯的成效。

3 工程案例法

3.1 工程案例法教學的內涵

案例教學法是一種以案例為基礎的教學方法［4］［5］，起源于20世紀20年代，由美國哈佛大學商學院所倡導。其方法是采取獨特的案例形式進行課堂教學，這些案例都是來自于商業(yè)管理的真實情境或事件。此種教學方式有助于引導學生主動參與課堂討論，領會案例涉及領域業(yè)務實踐中的重要思想、基本技能及內在原理。而工程案例法，則是在具有較強工程背景的課程教學中，引入工程實際案例，旨在培養(yǎng)學生的工程觀念，提高學生的綜合能力和解決實際問題的能力，進而達到激勵學生主動參與教學活動、提高教學效果的目的。

實踐中，我們把工程案例教學法引入到《網絡工程》的實驗教學中。以某一個工程為主線，把知識點分解到不同的實驗項目中，每小組（3-5位同學）選定一個網絡工程，并完成所有的實驗項目。這種實驗教學方法，綜合了當前傳統(tǒng)探究教學、任務驅動教學和案例教學的特點，能充分發(fā)揮學生的主觀能動性，讓學生在完成一個網絡工程的環(huán)境中，充分了解網絡工程的特點、所需的技術及要解決的主要問題，以此培養(yǎng)學生的工程能力和創(chuàng)新能力。

3.2 工程案例的選擇

工程案例法教學的難點在于選取合適的工程案例作為學生的實驗選題，其要點包括：

（1）選題不能太大，太大的選題對于正在學習的學生而言較難完成。如某大學的校園網設計，因所涉及的內容太廣，該選題對于學生而言就太大了。

（2）選題不能太小，太小則無法提供作為一個網絡工程所需的知識點。如一個小型辦公室的網絡設計，就網絡設備選型而言，一個或幾個交換機就可以完成；就綜合布線設計而言，只涉及工作區(qū)的布線；該選題對于學生而言就太小了，很難讓學生得到真正的訓練。

（3）選題不能全是虛擬的，完全虛擬的題目無法讓學生真正融入到一個網絡工程的真實環(huán)境中去，也無法真正開展網絡工程需求調查與需求分析，后續(xù)的實驗也往往會流于形式。

結合以上3點選題要求，我們課程組主要從以下三方面組織實驗選題：

（1）任課教師承接的一些中小型網絡工程橫向項目。讓學生直接參與，提供真正直接的網絡工程讓學生進行實踐練習；

（2）根據(jù)大學的特點，選擇典型的校園網子系統(tǒng)讓學生作為實驗選題。如教學樓、行政辦公樓、宿舍區(qū)、計算機系實驗樓、公共機房、圖書館等區(qū)域性網絡工程。

（3）鼓勵學生到一些企業(yè)、公司等進行實地調研。

實踐中，實驗選題是一個動態(tài)更新的過程。以臺州學院為例，近年來大力推進椒江校區(qū)建設。椒江校區(qū)的許多大樓是以學院為單位進行設計的，如醫(yī)化樓、生命樓、藝術樓等，隨著工程的推進，這些大樓的網絡工程都可以作為學生實驗選題，學生進行實地調查和需求分析也很方便。另外一方面，隨著院系的調整，也經常出現(xiàn)二級學院從一個校區(qū)搬遷到另外一個校區(qū)，或者從一幢樓搬遷到另一幢樓的情況，這些網絡工程的設計與實施也可讓學生直接參與，既可以為學校節(jié)省資金，也可以讓學生學以致用。當然，在網絡工程的總體質量上還需負責的老師把關。事實上，進行工程案例教學法對于任課教師的實踐經驗和能力要求很高，但教學相長，對于教師也是一個學習和提高的過程。

4 基于工程案例法的《網絡工程》實驗教學

4.1 實驗項目的設計

工程案例法的教學重點是實驗項目的設計。網絡工程建設具有階段性，其生命周期的階段可劃分為：籌備階段（立項與可行性論證）、設計階段（包括邏輯設計與物理設計）、實施階段、系統(tǒng)測試與工程驗收階段、系統(tǒng)管理與維護升級階段［6］。

結合網絡工程的各個階段，課程組設計了系列實驗項目，如表1所示：

表1 實驗項目的設計

對于實驗3～實驗5，主要是常用的網絡技術的典型配置，是完成實驗8的基礎，如果受實驗課時限制，可以把這些實驗內容分解到不同的網絡課程里去。為避免實驗內容的重復教學，可以通過計算機網絡課程群進行實驗的總體規(guī)劃實現(xiàn)。表1的實驗內容設計主要考慮在《網絡工程》這一門課程里能夠基本完成網絡工程生命周期的各個階段的知識點，讓學生通過一門課程的學習就能較好的掌握網絡工程所需的知識。

4.2 實驗教學的組織

實驗教學的組織是工程案例教學法能否取得預期效果的關鍵。在實際操作中，以學生小組為單位開展實驗。以臺州學院計算機科學與專業(yè)的人才培養(yǎng)計劃為例，網絡工程作為選修課程，單學期學生選課人數(shù)在40人左右，因此在劃分小組時，一般3～5人一組，每小組選定一名小組長，由小組長負責組內的分工合作事宜。學生實驗過程中，要學習如何與團隊其它成員合作，也要面對其他小組的競爭。每次實驗要根據(jù)不同的實驗要求完成相應的文檔。

為了提高競爭性，又避免過多重復，每一實驗選題都由兩組學生完成。如某學期選課人數(shù)較多，也可以讓三組同學同時進行一個實驗選題，這樣基本上每學期只要5個實驗選題即可。在實驗過程中的不同環(huán)節(jié)，同一實驗選題的不同小組，還需進行面對面的辯論，展示自己的實驗結果，如調查報告、設計方案、完成情況等。這樣的良性競爭可以激發(fā)學生的進取心，提高實驗的投入度。實驗教學的組織如圖1所示：

圖1 實驗教學組織

4.3 實驗教學的實施

工程案例法的實驗教學不同于傳統(tǒng)的實驗教學，主要以設計性實驗和綜合性實驗為主。要完成實驗，必須發(fā)揮小組的團隊合作精神。

另外，由于部分實驗項目需要課外時間，如需求調查與需求分析、常見線纜及網絡設備價格市場調查等。所以在時間安排上一般是小組同學在課外完成后，在課堂內進行報告與講解，最后再補充和完善相應文檔。

4.4 實驗成績評價

實驗成績評價也有別于以往的傳統(tǒng)實驗的評價方式，主要從兩個方面進行：

（1）出勤及課堂表現(xiàn)，主要由任課教師進行記錄并打分。

（2）每個實驗的完成情況采用答辯方式進行。每個實驗由小組成員進行演示、講解，不同的實驗必須由不同的成員進行答辯，以便讓每一個學生都能經歷答辯這樣一種考核方式，鍛煉學生的口頭表達能力和現(xiàn)場反應能力；任課老師和其他小組的同學可以隨時向當前正在答辯的小組的任一學生進行提問，最后再綜合實驗報告及完成情況做出最終的考核成績。采用這種科學的考核方式能讓學生也參與到實驗項目的考核和評定，這對學生積極參與實驗，發(fā)揮主觀能動性，起到了很好的促進作用。

4.5 教學效果

基于工程案例法的《網絡工程》實驗教學在我校已實施兩年，教學效果已從以下幾個方面得到反饋：

（1）學生參與實驗的興趣得到很大的提升。完成所有的實驗后，學生有很強的成就感，進一步激發(fā)了學生的求知欲。

（2）從學生參與的一些實際工程來看，學生的工程能力有明顯提高。

（3）部分參與企業(yè)實際網絡工程建設的同學，在畢業(yè)后直接被相關企業(yè)錄用，并繼續(xù)從事網絡工程的設計、管理與維護工作。

5 結束語

本文分析了《網絡工程》的實驗教學現(xiàn)狀，提出了基于“工程案例法”的實驗教學模式。從工程案例的選擇、實驗項目設計、教學組織與實施、成績評價等方面介紹了工程案例法在《網絡工程》實驗教學中的實施，并給出了相關案例。當然，學生的工程能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一個系統(tǒng)工程，需要不斷實踐和改進，基于工程案例法的實驗教學也有待于進一步的完善。

［1］中國互聯(lián)網絡信息中心.中國互聯(lián)網絡發(fā)展狀況統(tǒng)計報告 ［R］.2012年7月.http://www.cnnic.cn/hlwfzyj/hlwxzbg/hlwtjbg/201207/P020120723477451202474.pdf

［2］于延，張軍，周國輝等．面向應用型人才培養(yǎng)的開放式實驗教學模式［J］.計算機教育，2010（16）：127-130

［3］教高〔2011〕1號.《教育部關于實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的若干意見》.http://www.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s6342/201102/xxgk_115066.html

［4］朱文．案例教學法研究［J］.西南民族大學學報（人文社科版），2003，24（10）：39-41．

［5］朱金生，劉耀輝．案例教學法在教學中的應用探討［J］．理工高教研究，2005，24（6）：66-67．

［6］趙小明，郭文平，陳盈．網絡工程［M］．北京:科學出版社，2010．