基于精细化管理的专业实践培养模式

学习理论视域下的网络学习建立了一种评价体系与策略，体现了精细化管理概念中体系制度与评价机制的精细化，对建立有网络信息化背景的专业实践培养模式有一定借鉴意义。但是，已有的探索尚未对如何打造完整的精细化管理链条给出答案，尤其是面向高实践性要求的信息工程类专业，缺少针对性的研究。

3.在专业实践培养中实现精细化管理的目标与思路

结合现有条件并从学院教学实际出发，拟建立一套以学科方向为导向、以实践项目为基础的专业实践能力培养模式，其内涵在于对任务流程的精细化管理。首先，围绕项目研究、学科竞赛以及社团活动进行精细化的任务驱动；其次，面向专业进行精细化的任务分工；最终，面向实施过程进行精细化的任务管理。精细化任务管理教学法的实施构架如图1所示。

3.1精细化任务驱动

以学科方向为导向，分别提炼出科学问题与工程问题，进而划分出学科竞赛、项目研究以及社团活动3类精细化任务类型，不同细分类型的项目之间在知识创新上互为促进、在理论与实践上互为支撑；同时，面向不同难度等级，在三大类型项目基础上细分子项目，使处于不同学习阶段的学生都能参与研究。通过项目类型精细化并结合任务导向的教学方法，最终形成梯队化培养模式，全面提升学生的协作能力、科学思辨能力与动手能力。

3.2精细化任务分工

将各项任务精细化分工，使之尽可能与参与学生、教师的专业背景紧密结合，不同类型的项目在信息工程的大框架下可细化为网络工程、软件工程、计算机应用等课题方向，教师和学生可以充分结合个人理论基础和兴趣特长选择自己的课题方向进行研发。

3.3精细化过程管理

精细化过程管理即对各项任务的实施过程进行精细化管理。在这种阶梯型构架下，位于金字塔顶端的科研课题是推动项目实施的原动力与依据，由学院资深教授带领的课题小组进行研究方向的提出与课题的申报，以保证三大类型相关任务的实施紧跟学科发展的前沿。金字塔结构第二层抽象出的科学问题和工程问题，对所有三大类型相关项目起到导向作用。其中，“项目研究”专注于科学问题，“社团活动”专注于工程问题，“学科竞赛”则根据具体情况各有侧重。金字塔结构的底层为三大类型任务实施的成果与目标，即在解决科学问题的基础上设计并实现相关验证系统，在解决工程问题的基础上设计并实现相关应用示范系统，并发表、申报相关论文、专利，最终为科研和生产实践提供智力成果的支持，并为科研和生产实践的进一步开展打下基础。精细化的任务管理教学法增强了学生与教师参与科研和生产实践的导向性，促进了项目参与者的主观能动性，提高了教学成果转化的效率。

4.专业实践弹性学分制的具体实施与探索

专业实践弹性学分制允许学生通过参与三大类型的任务，用取得的知识产权成果或竞赛成绩来置换专业类课程或综合素质类的学分。开展形式为：面向信息工程学院全体本科生，由教师设立项目并以选修课方式开展，学生自愿选课。在两年的实施过程中，我们设计实施了多门基于项目的实践课程，为学生提供了多样化的选择。

4.1教学与项目平台的构建

南京晓庄学院信息工程学院立足学校应用型办学的定位，积极探索校企合作平台的建设和人才培养模式的改革。学院分别于2012年、2013年成为南京市现代职业教育体系建设“5+2”和“3+4”分段培养试点项目的实施单位，2015年获批南京市“可信云计算与大数据分析”重点实验室。在项目平台方面，目前学院承担的国家级、省级、市级以及企业应用型项目呈逐年递增趋势。在专业建设方面，学院结合地方经济发展需要，设有计算机科学与技术、软件工程及网络工程三大信息工程相关专业，学科体系已逐步成型。同时，学院启动的云计算和虚拟化、物联网工程科研实验室与软件定义安全创新团队建设工作，为信息工程类本科生的创新实践提供了方向指引和环境设施。

4.2结合热点的项目设立

软件定义网络（sottwaredefinednetwork，SDN）是一种集成计算资源虚拟化、网络资源虚拟化和存储资源虚拟化的下一代信息网络架构。结合指导团队的知识结构，我们对软件定义安全综合实践项目的研究方向、子课题及阶段性任务进行了精细化分解，如图2所示。在项目提出后，学科带头人根据规划将青年教师分为网络架构规划和网络应用开发两大方向，由青年教师直接带领本科生小组拟定每个方向下的子课题及细分任务，全体教师对各自负责的方案的可行性及实施过程进行监督指导。

子课题应当面向科学问题或工程问题，具备方案设计、技术水平发挥空间大的特点。本软件定义安全项目规划的3个子课题方向及其涉及的相关专业及基础课程分别为：

（1）终端节点接入研发：主要面向网络工程专业，涉及计算机通信网、高频电子电路、微机原理、通信原理、C语言程序设计等专业课程。

（2）DDoS防御、处理模块研发：主要面向软件工程专业，涉及信息安全、软件工程、嵌入式系统、JAVA语言程序设计等专业课程。

（3）网络应用与接口应用研发：主要面向计算机科学与技术专业，涉及计算机接口技术、操作系统、Linux系统程序设计等专业课程。

从教学和项目实施角度，子课题包含的任务又可划归为三大类，对应教学目标如下。

（1）SDN控制器南向接口开发类：掌握任务涉及的软件定义网络数据通信原理，了解控制平面中交换机集群的路由交换及流表下发规则及其与控制器的南向接口标准，熟悉常用OpenFlow与OF-Config指令集。

（2）SDN控制器北向接口开发类：掌握任务涉及的软件定义网络应用部署原理，了解数据平面信息的路由转发规则及其与控制器的北向接口标准，熟悉常用RESTAPI指令集。

（3）支持软件定义网络协议的硬件设备接口开发类：认识常用嵌入式操作系统，通过解析OpenFlow开源协议开发自定义设备的网络层驱动，提出并实现SDN架构下的通信质量保障、DDoS威胁识别与防护等智能策略，提高网络的稳定性与安全性。

项目每个子课题或子任务均提供标准的设计或实施方案作为参考，鼓励学生进行方案创新或改进。例如，在软件定义网络项目的实施过程中，学生既可以按照已有的方案框架直接调用控制器的应用及接口，也可自行设计支持SDN接入标准的自定义应用接口。

4.3结合专业特长的任务分工

由指导教师团队确立项目及实施方案后，在选课系统中进行任务公示和指导团队公示，由学生根据自己的专业方向及兴趣特长进行选课并自主选定分组。图3为学院软件定义安全综合实践项目专业分工依据。

以子课题“IP/MAC地址欺骗识别”为例，要求完成以下子任务。

子任务1：设计检索速度极高的Hash检索算法，综合考虑协同更新的各种情况。例如OF交换机的Port Down和Port Up触发的各种状态，它采用事件触发的原理协同更新检索库。因此，检索库的协同更新与Port Status相同。通过此过程，使学生熟悉OpenFlow协议的通信流程，也掌握协议中各种事件处理的方法，较适合计算机科学与技术专业学生完成。

子任务2：设计可以复用的模块及相应模块接口，全面了解控制器通信流程，对控制器进行网络服务的模块编写，使学生既掌握控制服务模块的编写，又提高合作开发能力，较适合软件工程专业学生完成。

子任务3：在完成核心算法及完善协议策略的基础上，设计一种可视化界面接口，基于HTTP协议的REST API的深度开发，最终达到不限定编程语言的接口化设计目的，大幅提高接口可复用性，较适合网络工程专业学生完成。

4.4启发式的项目过程指导

在项目开展过程中，着重培养学生的创新精神和钻研精神。采用翻转课堂等启发式教学方法，项目过程指导中尽量引导学生自己提出问题，自己解决问题，遇到无法自己解决的问题，通过老师的启发和思考最终得出答案。以子课题“IP/MAC地址欺骗识别”为例，在学生学习并了解OpenFlow协议的通信流程的基础上，教师首先提问：目前常见的DDoS攻击类型有哪些？如何在SDN架构下针对他们的攻击特性进行防御？在引导学生给出解决方案后，再讲解并演示如何按规范进行系统设计和网络控制模块的编写，并让学生参与将一个复杂工程划分成许多子模块的过程，在明确一个个子任务的同时树立完成课题的信心。例如，通过子任务1和子任务2的经历，可使学生熟悉OpenFlow通信流程以及传统TCP/IP协议在SDN架构下的通信方式，并为后续深入开发打下基础。

4.5项目评审与学分评定

项目评审是项目开发的最后一步，目的是核查项目计划中的各项活动是否按规定完成、项目成果是否达到目标要求。项目评审形式多种多样，学院根据项目的特点和验收需要，成立4-6人的评审专家组，选择成果展示、课堂答辩、书面报告等多种形式对其进行考核。主要评价标准有3点：①项目目标总体完成情况；②项目取得的成果及创新性；③项目研究成果转化情况。答辩结束后各小组需提交开发的程序和相关技术文档，文档的完整性和规范性也是成绩评定的参考依据。

需要注意的是，指导教师在整个过程中应注重对学生自主学习能力、创新能力和团队协作能力的评价，强调实验过程中的参与度和贡献度，鼓励探索求异，提倡多角度思考，给予提出新颖的原创性思路的学生较优异的成绩。

5.结语

教学有法而教无定法，没有一成不变、放之四海而皆准的教学模式，因此，好的教学模式需要在教学实践中不断完善和创新。在教师指导方面，这种基于精细化任务管理的专业综合实践教学模式有别于传统教学中循序渐进式课堂灌输的老套路，为使学生对各项任务的感性认识提升到理性认识，教师在任务安排中需使学生从知其然提升到知其所以然。

在学生实践方面，由于整个专业综合实践过程的难度取决于任务项目的理论深度和实施难度，需要学生面对开放性的问题设计最优的方案，因而，合理分组对任务项目的规划实施至关重要。在具体操作中，对于一项子课题，有实践经验且有一定能力者，可以负责一个完整的子课题的规划到具体实现的完整过程；对于缺乏项目实践经验但具备一定基础的低年级学生，可在实践经验较丰富的高年级学生带领下，完成子课题中子任务的规划或实现。实践证明，通过基于精细化任务管理的专业实践培养模式，学生密切结合学科前沿方向选择任务项目，调动了学习自主性，强化了实践教学环节。最终，学生通过协同努力达到预期目标，能够充分发挥自身创造性。