网络工程CDIO课改思考

改革的可行性

国内外的经验表明，CDIO的理念和方法先进可行，适合工科教育[3-4]教学过程各个环节的改革。自2000年至今，“CDIO”模式已取得显著成效，得到产业界高度评价。作为一个以培养应用型人才为目标的本科院校，白云学院进行网络工程专业的CDIO改革是可行的，并且，我们有以下条件的支持。1）政策支持。CDIO教学在国外已取得巨大成功，CDIO教学在国内高校也已取得初步成效，作为一个应用型本科院校，白云学院也于今年开始对全院的课程教学进行改革，成立了以董事会主要领导牵头的工作组，协调全院所有部门支持该项改革，并在2010年7月组织专家对全院员工进行CDIO理念培训学习，以支持全院CDIO改革。2）市场就业需求支持。围绕网络工程生命周期，目前及未来5~10年，网络工程专业培养的人才主要分为科研型、工程型和应用型三个层次，且应具有以下5方面的技能。

1）网络设备的设计与制造技术；2）网络协议的设计与实现技术；3）网络应用系统的设计与开发技术；4）网络系统的规划设计与施工技术；5）网络系统的管理与维护技术。其中1）、2）属于科学研究型人才，3）、4）属于工程型人才，5）属于应用型人才。其中，后两种人才需求人数最多，由此可见，掌握网络工程技术的工程型、应用型毕业生将会有更好的就业前景。3）师资支持。在广东白云学院计算机系，从事网络工程课程教学的教师有8名，其中2名教授、2名系统分析师，他们从事网络工程教学多年，有丰富的教学经验，另外，多位教师都有在企业工作经历，具有大中型网络工程项目的开发、设计和实施能力。经过CDIO学习培训，教师都具有了进行CDIO教学改革的能力。4）实验设备支持。白云学院计算机系有普通机房10多个、网络机房2个、在建网络机房1个，锐捷交换机和路由器几十套。对于网络工程专业课程相关的网络拓扑结构的设计、路由的设计、网络服务的部署、网络可靠性与安全性方案的设计与实施、综合布线方案、网络施工方案以及网络测试与验收方案设计、网络性能评价与优化、网络安全防范等网络工程项目实验，我们均具有很好的支持环境。

网络工程教学改革的实践

2005年，广东白云学院开始设置网络工程专业，作为应用型本科院校，应用型网络工程人才培养目标如何定位，专业知识体系如何建立一直是困扰我们的两个问题。对此，我们借助CDIO教育理念，在工程学科培养目标能力结构（如图1所示）框架思想的指导下，结合白云学院具体实际和我国的学科背景，确立了网络工程本科教育的培养理念和目标[5-6]。应用型网络工程专业人才首先要具有计算机网络基础知识，而其核心培养目标是具有编程与网络应用的开发、设计、规划、部署、实施、管理以及销售工作的能力，在业界，他们担当“网络架构师”、“网络工程师”、“网络开发工程师”、“网络测试工程师”、“网络销售工程师”等角色。根据市场需求，网络工程人才不仅要具备社会责任感、具有良好道德，还要有运用外语的能力，同时，还要掌握文献检索、资料查询的基本方法，具有获取信息的能力，同时，他们还要具有计算机网络的基本理论及网络工程的应用技术，了解网络协议体系、网络互联技术、组网工程、网络性能评估、网络管理等相关知识，具有较强的分析问题、处理问题的能力，了解与计算机网络有关的法规，了解信息科学与技术的发展动态，能从事计算机网络规划设计、研究、开发、网络运行管理和性能分析、网络工程设计及维护等工作。根据CDIO能力结构（如图1所示），我们构建理论、实践教学和素质培养的结构模块。在网络工程人才培养中，理论教学为基础，实践教学为过程，素质提升为要素，组成人才培养的立体坐标。在立体人才培养坐标系中，工程项目是粘合剂，它将理论、实践、素质粘合在一起。工程项目可以验证课堂理论的正确性，又可以在课堂理论的基础上实践创新，而在这一活动过程中，学生的协作精神、素质水平也得到提升。

在人才培养立体坐标（图2）中，各部分内容以时间和空间相联系。根据理论、实践和素质的具体内容及相互关系，我们可以看到社会需求和CDIO规划创建的人才培养进程。在学习的进程中，知识、能力和素质的发展犹如树木成长的过程，这种人才培养进化链可以用图4的树形图表示[9-10]。入学阶段，学生接受“安全、心理和专业教育”，目的是使其具有成为网络工程人才的“支撑素质”，即兴趣、刻苦、耐心、自信、专注组织、安全意识和自我约束。在学生具备“支撑素质”以后，我们对其进行基础课程教学，培养其“C”能力。通过“基本项目”训练，我们进一步使学生具备成才的“基本素质”，即交流、表达、管理、协作、人文知识、自学、技术知识与推理。在大二、大三阶段，我们通过专业课程形成网络工程的二级项目，并对学生进行培养，以培养其“C/D”能力，使其具备成为网络工程人才的“重要素质”，即团队精神、分工、互助，定位、责任心，专业能力与素质。在大三、大四阶段，我们通过专业课程、项目课程形成网络工程的一级项目并对学生进行培养，使其具备“C/D/I”能力和网络工程人才“核心素质”，即自学、团队合作、创新、交流沟通工程推理和问题求解、解决问题、实验和知识创新、系统化思维、隔热能力与素质。在大四后半段，通过毕业设计，“网络规划与设计师、网络架构师、系统分析师”的认证激励，培养学生的“C/D/I/O”能力，使其具备成才的“人才素质”，即行为、仪表，法律、法规，职业道德、企业与业务的关联、构思和工程系统、设计、制作、运行。

课程体系建设是高校教学改革的核心和关键，课程是实施专业人才培养的主要载体。我们必须按照学生的认知规律、能力培养规律和素质形成规律，明确课程与知识、能力、态度培养、素质之间的关系。考虑到人才市场需求的变化，我们将网络工程人才培养分为网络架构方向和网络开发方向，将专业课程分为专业必修课、专业方向课和专业选修课，其中，必修课主要是反映网络工程专业核心能力的课程，方向课和选修课是为了适应就业岗位变化设置的课程，学生可根据自己的职业生涯发展规划和人才市场需求情况选修课程。两个基本方向课程以专业课程为主，其教学应在强调知识传授的同时，注重学生应用能力的培养与个性发展。通过基本方向课程学习使学生在网络工程的某一职业领域具有较强的专业基础知识和解决工程问题的实践能力。我们借助CDIO理念，形成富有“应用型本科”教育特色的计算机专业教育知识体系[11]。