夏 巍

(安徽建筑大學電子與信息工程學院,安徽 合肥 230601)

改革開放40多年來,我國的高等工程教育取得了巨大成就,培養(yǎng)了上千萬的工程科技人才,有力地支撐了我國工業(yè)體系的形成與發(fā)展,為我國社會主義現代化建設作出了重要貢獻,形成了比較合理的高等工程教育結構和體系[1-2]。為促進高等工程教育改革和創(chuàng)新,全面提高我國工程教育人才培養(yǎng)質量,自2010年起,教育部啟動了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0”(以下簡稱“卓越計劃”),這項改革旨在推動工程教育改革,促進我國從工程教育大國走向工程教育強國。2019年4月,教育部等13個部門在天津聯合啟動了“六卓越一拔尖”計劃2.0,旨在進一步全面推進新工科、新農科、新文科建設,提高高校服務經濟社會發(fā)展能力[3]。2016 年,習近平總書記對網絡強國建設提出了六個“加快”的要求：加快推進網絡信息技術自主創(chuàng)新,加快數字經濟對經濟發(fā)展的推動，加快提高網絡管理水平，加快增強網絡空間安全防御能力，加快用網絡信息技術推進社會治理，加快提升我國對網絡空間的國際話語權和規(guī)則制定權[4]。因此研究與探索如何培養(yǎng)網絡工程專業(yè)卓越人才,已成為我國高校的一項重要任務,也是我國實施“互聯網+”戰(zhàn)略和十四五期間實現制造業(yè)等重要產業(yè)“網絡化”的迫切需求。

1 網絡工程專業(yè)的發(fā)展歷程

網絡工程專業(yè)自2002年起由天津工業(yè)大學等高校在教育部備案開設,2012年正式出現于《普通高等學校本科專業(yè)目錄》中[5]。歷經20年的發(fā)展,為我國培養(yǎng)了大量的網絡工程高級技術人才,為我國計算機網絡的建設、應用和互聯網技術的推廣作出了巨大貢獻。隨著互聯網技術在各行各業(yè)的廣泛應用,社會對網絡工程人才的需求發(fā)生了巨大變化,從側重技術應用向創(chuàng)新、融合、跨領域網絡應用能力轉變。這對網絡工程專業(yè)的人才培養(yǎng)模式提出了巨大的挑戰(zhàn)。安徽建筑大學網絡工程專業(yè)自2006年開辦以來歷經15年的發(fā)展,為社會培養(yǎng)了近1 200名網絡工程專業(yè)的人才,隨著工程教育專業(yè)認證理念在教學各個環(huán)節(jié)逐步深入落實,安徽建筑大學對卓越人才培養(yǎng)模式也有了更深的研究?！白吭焦こ處熃逃囵B(yǎng)計劃2.0”的提出與實施讓學校明確了培養(yǎng)卓越工程師的意義和目標。我校網絡工程專業(yè)于2018年申請了省級“六卓越一拔尖”計劃2.0卓越人才培養(yǎng)創(chuàng)新項目,并于2019年獲得立項建設。這給安徽建筑大學網絡工程專業(yè)建設帶來了新的機遇與挑戰(zhàn),也促使專業(yè)持續(xù)深入地開展卓越人才培養(yǎng)模式的研究與探索。

2 構建網絡工程專業(yè)卓越人才的培養(yǎng)模式

“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0”遵循的原則是“行業(yè)指導、校企合作、分類實施、形式多樣”[6-8],同時還明確提出三個特點:行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程、學校按通用標準和行業(yè)標準培養(yǎng)工程人才、強化培養(yǎng)學生的工程能力和創(chuàng)新能力[9]。為此,依托安徽建筑大學網絡工程卓越人才培養(yǎng)的定位與目標,提出:以“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0”為綱領,以網絡工程專業(yè)人才培養(yǎng)的國家標準為根本,以工程教育專業(yè)認證標準為評價指標,以培養(yǎng)網絡工程卓越人才為目標和核心,以學生為主體,圍繞“知識、能力、素質”三位一體的人才培養(yǎng)模式[10],以網絡工程專業(yè)理論課程體系、實踐課程體系的知識體系為基礎,以校企深度合作為保障,構建網絡工程專業(yè)卓越人才培養(yǎng)模式的總體框架,具體架構如圖1所示。

圖1 安徽建筑大學網絡工程專業(yè)卓越人才培養(yǎng)模式架構

2.1 網絡工程專業(yè)卓越人才培養(yǎng)目標

安徽建筑大學是具有鮮明土建類學科專業(yè)特色的多學科本科高校,堅持“立足安徽、面向全國、依托建筑業(yè)、服務城鎮(zhèn)化”的辦學定位[6]。為了秉承我校的辦學定位和特色,以“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0”核心思想為綱領,依托學校“大土建”學科優(yōu)勢,以網絡工程專業(yè)國家標準為依據,緊密圍繞建筑行業(yè),構建地域特色鮮明、校企深度融合、創(chuàng)新協同育人、區(qū)域具有引領示范效應的人才培養(yǎng)模式。

2.2 緊跟行業(yè)發(fā)展制定人才培養(yǎng)方案

隨著我國計算機網絡建設的逐步完善和成熟,以及互聯網技術與各行各業(yè)的深度融合,互聯網行業(yè)和社會對網絡工程專業(yè)人才的需求也隨之發(fā)生巨大改變。自2016年《中華人民共和國網絡安全法》頒布[11],無論是互聯網行業(yè)還是整個社會都對網絡安全越來越重視,導致對從事網絡安全的人才需求急劇增加。另外近年來隨著移動互聯業(yè)務的迅速發(fā)展與增長,對從事移動互聯技術研發(fā)和應用的人才需求也日益加大。為此安徽建筑大學在2017版網絡工程專業(yè)培養(yǎng)方案中設立了網絡安全和移動互聯技術兩個方向,以滿足這兩個領域對網絡工程高級人才的需求。國家實施的“一帶一路”“中國制造2025”“互聯網+”和“新工科”等重大戰(zhàn)略,對高等工程教育改革和大學生工程能力培養(yǎng)提出了更高要求[12]。為了保障“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0”的實施,安徽建筑大學在2019版網絡工程專業(yè)培養(yǎng)方案中仍然保留這兩個專業(yè)方向的相關課程,同時更加注重工程教育和卓越人才培養(yǎng)方面的需求,優(yōu)化實踐課程和實踐環(huán)節(jié)的課程設置與內容建設,以提升工程能力、創(chuàng)新能力和跨界應用能力。

2.3 構建網絡工程專業(yè)卓越人才培養(yǎng)的課程體系

為實現網絡工程專業(yè)卓越人才的培養(yǎng),在網絡工程專業(yè)卓越人才培養(yǎng)模式架構下,以“普通高等學校本科專業(yè)類教學質量國家標準”為依據,緊跟專業(yè)知識發(fā)展與需求,以“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質”為基本原則[13],注重工程能力、應用能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng),進行課程體系的優(yōu)化與設計。按照安徽建筑大學本科課程體系架構,構建理論課程和實踐課程體系,具體課程設置如圖2所示。

圖2 安徽建筑大學網絡工程專業(yè)卓越人才培養(yǎng)課程體系結構

通識教育課程模塊主要包括:思政類課程、數學和自然科學類課程、大學英語類課程、大學體育類程等。專業(yè)基礎課程模塊主要包括:專業(yè)導論、程序設計基礎、電路與電子技術、數字電子技術、Object-Oriented Programming Design、離散結構、數據結構與算法、計算機組成原理、數據庫系統(tǒng)、操作系統(tǒng)等。專業(yè)方向課程模塊主要包括:數據通信原理、Computer Network、Linux技術及應用、網絡安全、信息安全理論基礎、信息內容安全、網絡攻擊與防護、無線網絡原理與應用、傳感網原理及應用、移動互聯網技術等。人文素質課程模塊主要包括:軍事理論、大學語文、第二外語和徽州傳統(tǒng)文化等。工程應用課程模塊主要包括:互聯網協議分析與設計、網絡規(guī)劃與設計、網絡互聯技術、網絡性能分析、網絡程序設計和安卓系統(tǒng)開發(fā)等。基礎實踐環(huán)節(jié)主要包括:大學物理實驗、金屬加工工藝實習、教學認知實習。專業(yè)實踐環(huán)節(jié)主要包括:數據庫系統(tǒng)課程設計、網絡互聯技術課程設計、互聯網協議分析課程設計、網絡安全課程設計和安卓系統(tǒng)開發(fā)課程設計等。綜合實踐環(huán)節(jié)主要包括:網絡工程綜合課程設計、生產實習、畢業(yè)實習和畢業(yè)設計等。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐環(huán)節(jié)主要包括:大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和各類學科競賽等。人文實踐環(huán)節(jié)主要包括:軍事訓練、參加社會和學校開展的各項活動或擔任志愿者等。其中工程應用課程模塊、專業(yè)實踐環(huán)節(jié)、綜合實踐環(huán)節(jié)、工程實訓環(huán)節(jié)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐環(huán)節(jié)引入企業(yè)參與,充分利用企業(yè)研發(fā)工程師豐富的工程經驗,并由企業(yè)提供真實的工程項目案例融入教學,以培養(yǎng)學生分析和解決復雜工程問題的能力,培養(yǎng)學生設計開發(fā)實際工程項目方案的能力,培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)和創(chuàng)新意識,為培養(yǎng)卓越的網絡工程人才奠定堅實的基礎。

2.4 構建以學生為主體的教學方式

“教育”的目標是以知識為工具教會他人思考的過程,思考如何利用自身的擁有創(chuàng)造更多的社會財富,實現自我價值的體現[14]。高等學校的辦學宗旨是“培養(yǎng)具有較高文化水平,掌握現代科學和技術的成就,全心全意為人民服務的高級建設人才”[15]。教育和培養(yǎng)的對象是學生,學生才是教育和培養(yǎng)的主體,學生才是教育和教學任務的中心,任何忽視主體和偏離中心的培養(yǎng)模式都是不合理的。為此安徽建筑大學構建以學生為主體的卓越人才培養(yǎng)模式。首先從知識傳授環(huán)節(jié)開始,一改由于高校不斷擴招導致的大班教學現狀,嚴格限制教學班的人數,進行小班教學,并且應用線上和線下等靈活多樣的教學方式,充分利用線上各種教學資源和數字化教學工具,倡導并要求學生主動學習,采用翻轉課堂等方式促進學生主動學習，以強化學生在學習中的主體地位,讓教師從灌輸式教學方式向“啟發(fā)式”“問題導向式”“項目驅動式”的方式轉變。我國古代教育家孔子在《論語·為政》中說:“學而不思則罔,思而不學則殆。”可見思考在學習過程中是多么重要,因此應在教學的過程中多采用一些啟發(fā)式方法,適當增加討論的內容和方式,以培養(yǎng)學生主動思考問題的習慣和能力；并通過實驗、課程設計和綜合實訓等來培養(yǎng)學生的獨立分析問題、思考問題和解決問題的能力,逐步確立學生在學習和實踐中的主體地位。然后通過鼓勵和支持學生參加學科競賽、“互聯網+”和“挑戰(zhàn)杯”之類的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽以及大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目,從而更加凸顯學生的主體地位,學以致用,充分發(fā)揮學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,并通過這些競賽和項目不斷提升自己的工程能力、應用能力和創(chuàng)新能力。

2.5 校企融合提升學生工程能力

工程能力的培養(yǎng)是卓越工程師的核心問題,也是一些高校工科專業(yè)在工程教育方面比較欠缺和薄弱的環(huán)節(jié)。工程能力不是單項或單方面的能力,而是面向工程應用和創(chuàng)新的綜合能力,是需要在實際工程實踐中通過不斷積累和思考才能獲得的能力。對一些高校而言,一方面缺乏實際的工程項目和工程環(huán)境,另一方面缺乏具有豐富工程經驗的教師。相當一部分教師的工程經歷和工程經驗較少,有的教師就是從學校到學校,雖然具有較高的學歷和較深厚的理論知識,但是缺乏工程經歷,更談不上實際的工程經驗,因此很難給學生傳授工程知識和工程經驗。而企業(yè)擁有先進的設備和技術、真實的工程環(huán)境、經驗豐富的工程師,一些優(yōu)秀的企業(yè)已經掌握了業(yè)界發(fā)展趨勢和技術前沿,這對工程人才的培養(yǎng)都至關重要[16]。工程能力的培養(yǎng)需要通過參與實際工程項目并在完成項目任務的過程中進行逐步的積累。專業(yè)堅持學校培養(yǎng)和企業(yè)培養(yǎng)相結合,核心課程采用“兩地雙師四階段”漸進式教學程式開展教學,理論教學融合實際工程案例,開展探究式教學。大一通過網絡工程專業(yè)導論和教學認知實習等課程,培養(yǎng)專業(yè)知識的學習動力;大二在校內學習理論知識,培養(yǎng)網絡工程專業(yè)技術設計的知識和能力;大三以網絡互聯技術課程設計、網絡工程綜合課程設計和網絡安全課程設計為抓手,培養(yǎng)網絡工程技術的應用能力和綜合應用能力;大四側重在網絡工程企業(yè)開展生產實習、畢業(yè)實習和畢業(yè)設計,提高解決網絡工程領域復雜工程問題的能力,如圖3所示。

圖3 安徽建筑大學校企融合“兩地雙師四階段”教學方法

2.6 學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提升

創(chuàng)新意識是卓越工程師必備的素質,創(chuàng)新能力更是卓越工程師不可或缺的能力。如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力是高校卓越人才培養(yǎng)的難點和重點。卓越人才創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不是空中樓閣,更不是畫餅充饑,無論什么樣的創(chuàng)新都需要科學知識的儲備和基礎,還需要積極的思考與分析,更為重要的是要有明確的目標。為此安徽建筑大學從兩個方面、兩個層次培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力:1)課內專業(yè)課程體系層面。首先必須扎實地掌握專業(yè)知識,然后從基礎課和專業(yè)課的課內設計性和綜合性實驗項目入手,以課程設計和綜合實踐的課題為載體,要求學生獨立思考,針對實驗項目和課題有目的地提出具有一定創(chuàng)新性的實驗方案和設計方案,以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。在考核時,重點考查學生在完成實驗項目和課題基本任務的基礎上,是否能夠在方法上和能力上有所創(chuàng)新。2)課外競賽創(chuàng)新項目層面。以各類學科競賽為基礎,通過學科競賽激發(fā)并培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。學生的就業(yè)競爭力和畢業(yè)后五年左右的發(fā)展情況證明學科競賽對激發(fā)和培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力具有明顯的效果。安徽建筑大學的專業(yè)以“互聯網+”和“挑戰(zhàn)杯”等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽以及大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目為載體,為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力提供鍛煉和實踐的機會,也為學生展現創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力提供了廣闊的平臺,讓那些敢于創(chuàng)新的同學獲得創(chuàng)新后的喜悅與成就感,從而引領和激發(fā)廣大同學的創(chuàng)新熱情,為培養(yǎng)本專業(yè)卓越人才的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力奠定堅實的基礎。

2.7 加強專業(yè)實驗室和校內外實訓平臺的建設

卓越工程師的培養(yǎng)離不開專業(yè)實驗室和校內外實訓平臺。隨著互聯網技術的迅猛發(fā)展,很多高校的專業(yè)實驗室和校內外實訓平臺難以滿足卓越工程師人才培養(yǎng)的需求。為了保障我校網絡工程專業(yè)省級“六卓越一拔尖”項目的實施和建設,從2018年開始,網絡工程專業(yè)在學校的支持下先后投入400多萬元用于新建和擴建網絡工程專業(yè)的實驗室和校內外實訓平臺,先后分兩批新建了網絡工程綜合實訓中心和移動互聯技術實驗室,并對網絡安全實驗室和計算機網絡實驗室進行了升級換代。2021年還申報了新建網絡攻防實驗室,一方面為課程教學服務,另一方面準備以此實驗室為基地培養(yǎng)網絡攻防人才去參加網絡攻防方面的學科競賽。這些實驗室和實訓平臺的建設極大地改善了網絡工程專業(yè)的實驗條件,為培養(yǎng)網絡工程的卓越人才奠定了堅實的基礎。

3 網絡工程專業(yè)卓越人才培養(yǎng)的初步成效

安徽建筑大學網絡工程專業(yè)卓越人才的培養(yǎng)計劃自實施以來,從學習和理解“六卓越一拔尖”計劃2.0的指導思想和基本原則開始,結合我校網絡工程專業(yè)的現狀,制定詳細的人才培養(yǎng)模式和方案,以工程教育要求為基本標準,深入開展校企合作,全方位地培養(yǎng)學生的工程能力和創(chuàng)新能力,取得了一些成效。

3.1 校企深度合作學生應用能力顯著提升

安徽建筑大學網絡工程專業(yè)堅持校企深度融合,其中合肥中軟卓越信息技術有限公司和合肥奧斯蒙電子科技有限公司等參與網絡工程專業(yè)的工程應用課程模塊和專業(yè)實踐環(huán)節(jié)等四大校企共同開展的課程模塊,兩地雙師開展課程教學,如圖4所示。公司把企業(yè)的真實工程項目帶入實踐教學中,并安排企業(yè)具有豐富工程經歷和研發(fā)經驗的工程師指導學生的學習和實踐,極大地提升了我校網絡工程專業(yè)學生的工程應用能力。

圖4 安徽建筑大學校企深度合作共同培養(yǎng)人才方案

畢業(yè)生跟蹤調查數據顯示,網絡工程專業(yè)就業(yè)率常年保持在90%以上,專業(yè)對口率達97.2%。畢業(yè)生整體發(fā)展態(tài)勢良好,收入漲幅較高。用人單位認為我校該專業(yè)畢業(yè)生基礎知識扎實、工作態(tài)度認真務實,尤其是應用能力突出。2021年調查數據顯示用人單位認為本專業(yè)學生的應用能力很好和較好的比例達92.6%。近兩年已有多名學生通過華為的HCIA/HCIP/HCIE認證,并且成為網絡工程領域中優(yōu)秀的工程師,服務于國內多家知名企業(yè)并獲得企業(yè)的一致好評。近兩年多名優(yōu)秀學生參與神州靈云(北京)科技有限公司的國內護網行動,并受到該公司的贊賞和好評。

3.2 學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)初見成效

近年來，安徽建筑大學網絡工程專業(yè)的學生廣泛參加全國大學生數學建模競賽、全國大學生電子設計競賽、全國大學生智能汽車競賽、全國大學生信息安全競賽、全國高校移動互聯網應用開發(fā)創(chuàng)新大賽和安徽省高校物聯網應用創(chuàng)新大賽等國家級和省級的學科競賽,并取得了優(yōu)異的成績。學生通過參加這些學科競賽培養(yǎng)了創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力?！盎ヂ摼W+”和大學生“挑戰(zhàn)杯”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽更是給網絡工程專業(yè)的學生提供了創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)的機會。近三年來,本專業(yè)學生在這兩項大賽中共獲得了5項省級獎勵,其中一等獎1項、二等獎2項、三等獎2項。大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目是培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的有效手段,近年來,網絡工程專業(yè)的學生踴躍申請大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目。近三年獲得國家級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目近20項,省級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目近50項,獲得授權實用新型專利和軟件著作權共計60余項。

4 總結與展望

4.1 總結

安徽建筑大學網絡工程專業(yè)經過15年的建設和發(fā)展,雖然歷經艱難與困惑,但是我們始終不忘初心——“面向建筑行業(yè),服務于建筑行業(yè)”,牢記使命——“為國家和地方培養(yǎng)網絡工程專業(yè)的高級人才”,在“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃2.0”和工程教育專業(yè)認證的引領下,不斷探索和完善人才培養(yǎng)模式,優(yōu)化課程體系,全方位地提升辦學質量,構建完善的校企深度合作模式,逐步提升學生的創(chuàng)新能力,為培養(yǎng)更多的網絡工程卓越人才而努力奮斗。

4.2 展望

1)依據本專業(yè)核心應用能力,進一步優(yōu)化人才培養(yǎng)方案。目前網絡工程專業(yè)緊跟行業(yè)發(fā)展與需求,注重工程能力、應用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),制定人才培養(yǎng)方案。學生走向工作崗位后發(fā)現,課程與課程間無縫銜接度還有欠缺,應圍繞網絡工程專業(yè)幾大核心應用能力,設置對應的理實一體課程群。同時注意實踐環(huán)節(jié),保證實踐環(huán)節(jié)的銜接與培養(yǎng)能力的逐步提升。

2)“政產學研”深度融合,推進協同育人。專業(yè)在過去幾年產教合作過程中,企業(yè)教師經常更換,難以形成穩(wěn)定的企業(yè)教師隊伍。未來將探索行之有效的校企合作機制,形成校企互惠共贏局面,保障穩(wěn)定的校企雙師教師隊伍。

3)注重課程建設,優(yōu)化課程體系。根據產業(yè)發(fā)展要求和學科發(fā)展趨勢,調整課程設置，建設一批綜合性、學科交叉的新型課程群。加強高質量的慕課建設,優(yōu)化實踐教學課程體系,建設線上、線下、線上線下混合、虛擬仿真、社會實踐等五類“金課”。

4)優(yōu)化以學生為主體的教學方式,推進現代信息技術與教育教學深度融合,創(chuàng)新教學模式。過去幾年,尤其是疫情發(fā)生以來,教學形態(tài)發(fā)生了巨大變化。未來網絡工程專業(yè)將以學生為主體,適應學生特點,革新教學手段和教學方法,用信息技術重塑教育教學形態(tài),推廣翻轉課堂、混合式教學等新型教學模式,打造智慧課堂、智慧工作室,切實提高課堂教學質量,增強學生的獲得感。

5)進一步加強網絡工程專業(yè)實驗室和校內外實訓平臺的建設。卓越人才的培養(yǎng)離不開高水平的專業(yè)實驗室和校內外實訓平臺。未來的平臺建設,應注重平臺的一體化設計,注重實驗設備的實用性與前瞻性。