基于CDIO模式的網絡設備安裝與配置課程教學改革研究與實踐

摘要： CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate，構思-設計-實現-運行)是國際創新型工程教育模式。將CDIO國際化教學工程教育模式應用于“網絡設備安裝與配置”課程，建立了基于工程教育模式下的新型授課體系。通過把工程項目和授課體系有機結合，以激發學生的課程學習興趣為起點，以網絡設備的配置需求為導向，使學生對網絡設備的配置能力有了很大的提升，取得了良好的教學效果。

關鍵詞： CDIO； 教學改革； 網絡設備安裝與配置； 工程教育

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228(2012)10-50-03

引言

網絡設備安裝與配置課程是計算機網絡專業的核心專業課程，它在整個專業課程中起到了承上啟下的作用，對于網絡專業的人才培養起著關鍵性的作用。該課程改變原來傳統的理論講授型為現在的工學交替，教、學、做、評四位一體化的模式；以職業技能培養為目標，以真實項目和任務為載體，以真實的工作環境作為保證，以簡單的宿舍網絡設備到復雜的校園網絡設備為主線設計學生的知識、能力、素質結構。

1 CDIO工程教育模式介紹

為了應對經濟全球化形勢下的產業發展對創新工程人才的大量需求，麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學從2000年起組成跨國研究組，經過四年的探索研究創立了CDIO工程教育理念，成立了CDIO國際合作組織，并制定了CDIO能力大綱。CDIO代表構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)和運作(Operate)，它以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。CDIO工程教育理念就是要以此全過程為載體培養學生的工程能力，此能力不僅包括個人的學術知識，而且包括學生的終生學習能力、團隊交流能力和大系統掌控能力。CDIO理念不僅繼承和發展了歐美二十多年來工程教育改革的理念，更重要的是系統地提出了具有可操作性的能力培養、全面實施以及檢驗測評的12條標準。

我國高等工科教育的迫切任務是盡快培養與國際接軌的中國工程師，然而我國工科的教育實踐中存在不少問題，如重理論輕實踐，強調個人學術能力而忽視團隊協作精神，重視知識學習而輕視開拓創新的培養等問題。2005年，汕頭大學開始學習研討CDIO工程教育模式并加以實施，現在已經取得了明顯的效果。我國現已有39個高校加入了CDIO國際合作組織。

2 網絡設備安裝與配置改革前面臨的問題

從2003年開始，網絡設備安裝與配置課程在信息技術專業作為必修課開設，有關部門雖已組織撰寫和審定了該課程的教學大綱和授課計劃，但該課程尚處于起步階段，缺少教學經驗，需要不斷地摸索；同時也缺少對市場的調研，課程基本是沿襲本科的“學科型”體系。因此，目前所開設的網絡設備安裝與配置課程傾向于理論教學，實踐環節較少，理論與實踐教學環節脫節。這樣的教學容易讓學生感到枯燥乏味，產生厭學情緒，教學效果自然不理想。

3 基于CDIO工程教育模式的網絡設備安裝與配置課程教學改革

CDIO是“做中學”和“基于項目教育和學習”(Project based education and learning)的集中概括與抽象表達，這與我國高職教育人才培養模式改革的原則不謀而合。

《教育部關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》指出，要積極推行與生產勞動和社會實踐相結合的學習模式，大力推行工學結合，突出實踐能力培養，改革人才培養模式。下面本文將從課程定位、教學內容和教學方法三方面闡述網絡設備安裝與配置課程的改革情況。

3.1 課程定位

網絡設備安裝與配置課程是計算機網絡專業的必修課，是我院計算機網絡專業課程體系中“組網”模塊的核心課程，它的前續課程是計算機網絡基礎、網絡操作系統，后續課程是網絡規劃與實現、計算機網絡安全以及畢業設計等。該課程主要是培養“選購—安裝—配置—管理設備”的高技能型人才，在項目的訓練中要求學生學會交換機、路由器的工作原理等知識，訓練學生選購、安裝網絡設備等技能，養成節約成本、安全規范操作的良好職業態度。

3.2 教學內容

⑴ 教學內容的選取

教學內容是教學改革課程建設的核心，是打造精品、提升質量的先導。針對網絡專業培養目標，按照網絡專業所對應的崗位職業能力的基本要求，參考網絡新技術及職業技能競賽大綱，與行業企業密切合作，圍繞崗位所需要的知識、能力、素質方向，來選取網絡設備安裝與配置課程的教學內容。

通過系統分析職業崗位的主要工作任務，確定了網絡設備安裝與配置課程主要面向的崗位是網絡管理員，而該崗位的典型工作任務主要有四個，即管理和維護網絡操作系統平臺、管理和維護網絡設備、管理和維護企業應用服務器、管理和維護用戶終端。依據專業和課程定位，主要培養學生網絡設備的管理和維護能力；根據目標要求，選擇崗位典型工作任務；根據所要完成的管理和維護網絡設備的工作任務，確定崗位所需的技術能力范圍；通過對技術能力的分析，得出學生需要學習的知識；將知識進行序化、優化，形成綜合性的項目，最終確定課程教學內容的過程，如圖1所示。

⑵ 教學內容的組織

每個項目均按網絡設備的選購、安裝、配置、管理的流程設置教學內容，根據加強實際操作能力的培養目標構建實踐環節，創設“項目導向”和“任務驅動”相結合的教學模式，創設仿真的工作流程，融“教、學、做、評”為一體，創設仿真的工作崗位，實現課堂與實訓場地一體化。

聘請企業專家與校內教師共同將綜合性項目分解為單個任務，以“校園網設備安裝與配置”項目為例對項目進行任務分解的情況詳見表1。

3.3 教學組織與實施

在具體教學實施之前，首先要選擇一個方便于小組教學的教學場地。在該課程實施時，我們主要采用小組學習方式法。網絡設備實訓室共有36臺PC，將學生分成6個小組，每個小組配置6臺PC，按圓桌式擺放；每小組一個立式機柜，小組設備均按系統設計要求安裝在機柜內。

在具體教學實施時，采用“五步”教學法，每個任務均按以下五個步驟進行教學，如圖2所示。

步驟1：任務分析

教師上課前利用極域電子教室實現對學生電子點名，考查學生的出勤勞情況，作為6S管理的依據之一；然后用極域電子教室以任務卡形式分發任務，分析任務的具體要求，展示任務完成后的效果。

步驟2：任務設計

教師先講解與該任務相關的知識點，然后由學生以小組形式在指定的時間內討論該任務的實現，提出實現方案，確定小組方案后，將由一名同學展示本組的方案。學生在學習相關知識、理解相關知識的過程中，同時進行方案的設計，實現“學中做”。然后教師對小組的方案進行點評。

在此過程中，既可鍛煉學生的小組協作精神，也可培養學生的時間觀念。每組選一個學生作為小組長，小組長負責記錄在該任務設計過程中本組同學的表現，這可作為該任務的個人評價依據之一；教師評判小組展示的方案，將其作為小組評價的依據之一。

步驟3：任務實施

依照任務要求，完成任務功能。先由教師利用極域電子教室或多媒體投影儀進行演示任務的實施過程，然后由學生采用仿真平臺模仿任務的實施。學生在模仿過程中，一邊模仿教師網絡設備配置步驟，一邊練習網絡設備配置命令其他參數的使用，實現“學中做”。

在此過程中，可培養學生的動手能力、分析、解決問題的能力。

步驟4：思考和訓練

在任務實施的基礎上，將內容進一步綜合化，提出課堂訓練的內容，學生在綜合訓練時，有部分內容是課堂實踐的內容，有部分內容是課堂實踐內容的延伸，學生要在這個環節進一步鞏固已學知識，同時學習綜合運用知識的技巧，實現“做中學”。

在訓練結束時，由一至二位同學展示訓練的內容，以鍛煉學生的表達能力，同時作為小組評價與個人評價的依據。

步驟5：拓展提高

先由師生共同總結，教師總結任務實施的思路和解決方法，學生總結在配置過程中容易出錯的地方；然后教師布置課外拓展任務。學生在進行課外拓展任務的實踐過程中，教師引導學生向更深、更廣的知識學習。通過完成拓展任務，提高學生的自身技能，實現“做中學”。

在此過程，主要培養學生自學、搜索資料、查找資料的能力。

3.4 教學方法與手段

充分利用現代教育技術手段促進教學活動的開展。利用學院配備的能滿足教學需要的極域電子教室、專業計算機設備實訓室以及仿真軟件Cisco Packet Tracer進行課程教學，具體如表2所示。教師利用多媒體課件講解任務要求及相關知識，用Cisco Packet Tracer演示任務實施過程及展示設備配置后的運行效果。學生先通過仿真軟件進行知識的模仿與實踐，熟練后再使用計算機網絡設備進行真實環境的安裝、配置、管理。通過這些先進的教學手段，提高了教學的直觀性和生動性，從而提高了總體教學效果。

4 結束語

針對畢業生出現的上崗適應慢，缺乏團隊工作經驗，溝通能力和動手能力較差，缺乏創新精神和創新能力，職業道德和敬業精神等人文素質較低等問題，我們以先進的CDIO工程教育理念為指導，對網絡設備安裝與配置課程進行了一系列的教學改革，使學生的網絡設備的配置與管理能力得到了極大的提升，取得了良好的教學效果，達到了現代工程教育改革的目標。今后我們還將不斷努力，逐步完善網絡設備安裝與配置課程教學改革的每一個環節，培養適合產業需要，具有實踐創新能力的工程建設人才。

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