基于CDIO的高職網絡工程師培養過程的研究與實現

王瑞芳，俞　婷，馬平安，郭　凱

（蘭州外語職業學院，甘肅 蘭州，730101）

基于CDIO的高職網絡工程師培養過程的研究與實現

王瑞芳，俞婷，馬平安，郭凱

（蘭州外語職業學院，甘肅 蘭州，730101）

隨著國家戰略“互聯網+”的推進，計算機網絡技術專業迎來了新的一番機遇和挑戰，作為地方職業院校的教育者針對這次變革，積極應對提出以CDIO教育模式培養高職網絡工程師的“雙體系、五模塊、三段式”人才培養體系。同時介紹該體系培養過程的實踐，為新形勢下計算機網絡技術專業創新人才的培養提供新思路。

CDIO；網絡工程師；人才培養體系

引言

以“互聯網+”為特征的工業4.0，讓互聯網不再是傳統意義上的信息網絡，而是使之蛻變成了一個物質能量及信息互相融合的物聯網。一方面對我國未來互聯網建設所需人才的培養質量產生新的要求；另一方面，在“互聯網+”對傳統行業產生顛覆或改造的作用下，今后很長一段時間內，對網絡人才數量的剛性需求將長期存在［1］。作為地方高職院校來說，如何為人才資源區域市場的需求提供更適合的技術技能人才；如何為受職業教育的學習者提供多樣化的成長渠道，從而幫助眾多的受教育者從中獲得相對穩定的、比較體面的工作，是擺在從事職業教育工作者面前需要廣泛關注、探討和解決的課題。

近幾年，為了順應外部環境的變化需求，學院在“穩定規模、優化結構、辦出特色”的辦學方針指導下，大力倡導教育教學改革，深入開展專業建設項目。其中，學院的計算機網絡技術專業教學團隊，一直遵循“面向應用、需求導向、能力核心、分類指導”的計算機教育規律和原則，經過多次與用人單位、行業專家、企業等上門訪談；跟蹤大三學生后半學期頂崗實習情況；整理畢業生就業跟蹤反饋信息等環節，借助與北大青鳥合作的機會，結合自身地方院校的實際情況，逐步形成了面向西部中、小、微型企事業單位的信息系統建設與管理工作過程培養網絡工程師的“雙體系、五模塊、三段式”的人才培養體系。

1　“雙體系、五模塊、三段式”人才培養體系

根據甘肅經濟發展對網絡技術技能人才的需求，緊密聯系行業，緊隨新技術、新技能的應用潮流，計算機網絡專業教學團隊通過對行業、企業的調研，在學院專業建設指導委員會的指導下，確定了計算機網絡技術專業“培養面向中小微企事業單位IT領域中從事網絡組建、網絡管理與安全、網絡服務應用開發等方面工作的網絡工程技術技能型人才”的人才培養目標，確立了四個典型工作崗位-網絡管理員、網站設計管理工程師、網站技術支持工程師和網絡運維工程師；以網絡建設、管理、應用的實際工作過程和職業崗位能力為導向，按照從簡單到復雜、從單一到綜合、從低級到高級的“分階段、遞進式”知識進級規律，以及以網絡信息化工程實施所形成的“項目計劃-規則設計-工程實施-工程驗收-運行維護-網絡應用”網絡生命周期為主線，分析職業崗位的工作過程，提煉典型工作任務，確立培養學生“學網、組網、建網、管網和用網”的五大能力目標。同時，以服務客戶作為職業素質培養的抓手，突出技術服務型特點，努力落實“技術和服務并行”的理念。最終形成職業技術能力和職業通用能力一體化，突出工程教育，實現“術業有專攻”的“雙體系、五模塊、三段式”人才培養體系（如圖1所示）。

圖1　“雙體系、五模塊、兩段式”人才培養體系

“雙體系”是指“知識體系和實踐體系”。“知識體系”由公共基礎模塊、專業基礎模塊、專業核心模塊和選修模塊所組成，涵蓋計算機網絡技術專業所需要的基礎知識和專業知識，為學生擁有網絡技術方面的專業技能和專業可持續發展，提供了必要的知識保障。“實踐體系”包括基礎課程實訓、階段化項目實訓（大一小型企業網絡實訓、大二大型企業網絡實訓和大三網絡系統安全實訓）和頂崗實習。“雙體系”結構在計算機網絡技術專業課程體系中，嚴格按照課程之間的先行后繼關系，相互交替、融合進行。

“五模塊”是指在計算機網絡技術專業人才培養體系中，將四個典型且真實的工作崗位（網絡管理員、網站設計管理工程師、網站技術支持工程師和網絡運維工程師）與對應的五個專業能力模塊（網絡硬件管理模塊、網絡操作系統平臺模塊、網絡應用模塊、職業素質培養模塊和項目實戰經驗模塊）相結合，作為專業能力培養的重點，分別設置在前五學期，突出職業技能的訓練，體現工程教育的理念，實現“術業有專攻”的計算機網絡技術技能人才的培養。

“三段式”是指在大一、二學年第二學期中，劃分為兩個實施階段：一體化教學階段（15周）和階段項目實踐階段（2周），一體化教學階段在一體化教室進行，主要在專業教師指導下，學習能力模塊的知識，并模擬操作練習；階段項目實踐階段利用真實設備和學院網絡中心資源在機房進行，以項目為導向，以任務為驅動，學生參與網絡管理維護、網絡應用項目開發或網絡工程的生產性實訓。第三個階段為結合學生就業，到企業進行頂崗實習，完成綜合能力的訓練。

2　基于CDIO模式的實施過程

2.1CDIO模式的設計

作為工程教育輸出的產品——工程師，其品質除了需要有堅實的理論基礎即懂原理（Know Why）、能夠舉一反三和擇優折中的設計能力，還需要知道“做什么”即內容（Know What）和“怎么做”即過程（Know How），能夠在有限時間、費用和資源的約束下將客戶滿意產品生產出來即懂工程管理，這是工程師區別于研究者的所在。因此，我們在教學中采用以項目為導向、任務驅動、課堂與實訓地點一體等“教學做”一體化的教學方法。每一個教學項目的實施都包含構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）和運作（Operate）4個環節，將學生的知識、技能和態度培養集成在一起［2］，最終達到培養網絡工程師的目的。

下面以2014級學生在大二第二學期“大型企業網絡”實訓課程時參與完成某企業物業管理網站為例，簡要闡述貫穿“網絡硬件管理、Windows網絡服務、程序設計應用、職業素質和項目實戰”五大模塊基于CDIO模式的高職網絡工程師培養的實踐過程。

2.2構思（Conceive）

該階段了解如何對一個具體的項目進行分析，通過讓學生代表參與與企業的洽談，了解此次項目實踐中的項目背景和建設需求，即了解企業現有網絡和服務部署的情況，如網絡狀況、組織架構、現在網絡拓撲和總體需求等，搞清楚“為什么要做”。指導老師以“師父”的身份去講解項目的背景和需求，帶領學生進行分析，使學生能夠分析網絡中存在的問題，并明確現存網絡改建的網絡部分需求、操作系統部分需求和開發部分需求。在項目設計指導思想的基礎上，各團隊形成項目需求分析和可行性分析報告，并編寫項目計劃書。

2.3設計（Design）

該階段針對企業需求分析的結果，要求逐步利用所學知識，提出相應的解決方案，對項目中的方案完成細節設計，確定各種技術如何針對企業的需求進行應用，搞清楚“做什么”即內容。指導老師即“師傅”應該指出該階段以實施為目標，所以所有的方案設計部分都以可具體操作實施為目標，需要確定大量的施工細節。“師傅”指導各團隊成員復習有關子網劃分、VLAN、IP地址規劃、STP、三層交換、路由、網絡安全等方面的內容，告訴學生這些知識是如何具體應用的，然后引導學生能夠應用這些知識設計網絡，對網絡的規劃設計形成完整的印象。在本項目中具體操作過程為：

1）網絡部分設計

（1）根據網絡總體規劃，重新設計一個拓撲清晰，可擴展、可維護、可管理的網絡；羅列所需設備清單與設備命名規范；規劃端口和設備連接；規劃子網、VLAN和IP地址。

（2）為了網絡能夠高效、穩定地運行，便于管理與維護，使用VLAN、VTP、STP、Trunk、Ethernet Channel、三層交換等局域網交換技術的相關方面進行規范設計。

（3）運用OSPF、HSRP、NAT、ACL等技術，完成路由部分、廣域網接入部分、網絡安全性和可靠性設計的內容，以及其他的安全策略提高網絡安全性和可靠性。

2）操作系統部分設計

（1）完成系統與應用服務設計，包括操作系統與服務器軟件的選擇、Web服務需求、數據庫服務需求。

（2）完成系統安全設計，包括防火墻的設計、IDS的設計以及其他安全措施。

3）軟件開發部分設計

依據企業用戶的業務需求和軟件設計原則，設計軟件開發的系統目標、功能結構、業務流程、數據庫和開發環境。

該階段各團隊在“師傅”的帶領下，綜合網絡部分設計、操作系統部分設計和軟件開發部分設計三個方面形成一份項目方案設計書，并按項目設計所需的功能，結合團隊各成員的特長分配相應的項目角色（如項目經理、系統管理員、網絡工程師、軟件工程師、網頁設計師等），進一步明確團隊組織結構。

2.4實施（Implement）

該階段是將各團隊以上所做項目設計方案通過模塊化的方法，讓承擔不同項目角色的成員具體實施的過程，搞清楚“怎么做”即過程。項目實施之前，各團隊需要先將他們所設計的方案講述出來，“師傅”通過方案的點評，讓他們了解做得好和不好的地方，從而幫助各團隊完善各自的項目方案。在項目實施過程中，“師傅”多以提問的方式，引導各成員結合方案一步步把實施思路理清楚，并強調隨時做必要的測試和按計劃時間完成分配任務。最終完成該項目實施報告，讓他們對自己的項目做個總結。

1）網絡部分實施

依據項目方案優化網絡拓撲結構，進度規劃分為3個階段，每階段完成不同任務。

（1）第一階段：完成交換部分的配置，實現企業內部交換網絡互通。

（2）第二階段：在第一階段的基礎上，完成HSRP、路由和廣域網部分的配置，實現企業網絡可以訪問互聯網。

（3）第三階段：在第二階段基礎上，完成ACL的配置，增強網絡的安全性，實現安全控制。

2）系統部分實施

在網絡部分實施基礎上，搭建環境，全網測試能PING通，提供企業用戶需求的服務，進度規劃分為4個階段，每個階段完成不同任務。

（1）第一階段：安裝服務器的操作系統和相關系統軟件（Windows Server Enterprise 2008、SQL Server 2008），以及安裝所需的各種補丁。

（2）第二階段：在第一階段基礎上，安裝應用服務配置（DNS、DHCP、IIS）和IP地址配置。

（3）第三階段：在第二階段基礎上，完成防火墻訪問策略的設置、服務器的發布、Snort安裝和客戶端配置。

（4）第四階段：項目聯調，完成內網用戶能夠訪問Web服務器和互聯網、外網用戶能夠訪問Web服務器、利用Snort和Acid可以檢測到入侵行為。

3）軟件開發部分實施

該項目軟件部分以財務收費管理為核心，基于網絡虛擬平臺技術，將軟件系統分為前臺和后臺兩個部分進行設計和開發，進度規劃分為4個階段，每個階段完成不同任務。

（1）第一階段：在E-R圖設計和業務流程基礎上，完成數據庫表設計和存儲過程設計。

（2）第二階段：完成前臺界面設計，前臺主要用于用戶注冊和登錄網站、查看欠費用戶信息、查詢用戶的相關信息以及查看站內新聞和站內公告。

（3）第三階段：完成后臺界面設計和分權限實現所需功能，后臺主要用于管理員及相關工作人員對業主信息管理、物業設備維修、業主停車管理、業主費用繳費管理、費用催繳管理和合同記錄保存等進行管理。

（4）第四階段：軟件系統調試，完成企業用戶需求，能為企業用戶解決日常業務問題提供便捷、高效的服務方式。

2.5運作（Operate）

該階段將整個項目經過網絡連通性測試、操作系統測試、網絡服務測試、網絡安全測試和軟件系統測試后，投入使用，試用一段時間滿足企業用戶需求結果后，正式交付使用，搞清楚“做了什么”即結果。最終提交項目測試驗收報告、系統安裝說明、用戶使用手冊（包括賬號密碼清單、應用訪問方法、安全操作方法）和售后支持及培訓規劃。圖2為軟件系統運行效果截圖。

2.6考核評價

由于項目訓練的結果是實際軟硬件產品，因此不能夠僅僅依靠最后的產品進行評價，必須將過程考核融入其中。在項目中設定過程里程碑，對考核要點進行定量評價，尤其對軟、硬件設計過程中的設計思路進行重點評測。最后輔以成果考核，將學生設計的文檔、軟件程序、整體產品做整體考核，培養學生獨立工作能力及團隊合作能力，養成一種開發意識：過程很重要，但是沒有成果的過程是沒有意義的［3］。所以，我們在項目教學評測中，改變以往“總評成績=期中考試×40%+期末考試×60%”的計算方式，而以“平時作業×30%+課堂互動×30%+（項目講解×60%+項目組成員互評×40%）×40%”計算，加大了平時過程考核的比重，以不同形式的學習方式采用多種考核方法，增加了課程成績數據的有效性和可靠性，使學習效果的認定更加可信。如圖2所示教學評測結構圖，具體說明如下：

平時作業：以課程實驗目標是否達到、書寫是否規范等內容的完成情況以實驗報告形式進行判定。

課堂互動：以實驗模塊的任務功能是否完成、是否可以優化等表現情況以學習日志形式進行判定。

項目實踐過程：分為兩部分，一為以項目評分細則進行項目答辯，包括各種文檔組織整理、項目講解、產品實現等，占60%；二為各項目組成員根據項目表現、團隊合作相互評分，占40%。

圖2　教學評測結構圖

3　結語

經過近兩年的專業建設，運用CDIO模式優化培養高職網絡工程師的人才培養體系，教學效果和教學質量都有明顯提升，教師和學生之間的關系也在悄然發生變化，這使整體教學氛圍顯得更加融洽，也為下一步“師徒制”改革奠定基礎。作為教師，不再是單純的“傳道”，而更加注重“授業”和“解惑”，學生更加愿意叫“師傅”；對于學生，不僅掌握了扎實的專業技能，而且提高了團隊合作、溝通等方面的個人素養，從一名學生到合格的準職業人的轉變縮短了時間，為順利走向就業崗位成為職業人做好了準備。

在此次教學改革的基礎上，面對新的環境和新的發展趨勢，如何優化課程內容，以及如何將“創新創業”課程內容融入到人才培養體系中等問題，都值得我們教學團隊進行下一步研究、探索和實踐。

［1］龔波，廖俊國，韓雪.網絡工程專業課程設置與學生就業的關系［J］.計算機教育，2015（22）：79.

［2］馬平安，王瑞芳，郭凱.CDIO模式在民辦高職網絡工程師系列課程教學中的探索和實踐［J］.電腦與信息技術，2015（23）：66.

［3］丁桂芝.CDIO12個標準本土化應用專題之五本土化應用標準5-設計-實現的經驗［J］.計算機教育，2012（17）：99.

Research and Implementation of Network Engineer Training Process in Higher Vocational Education Based on CDIO

WANG Rui-fang，YU Ting，MA Ping-an，GUO Kai
（Lanzhou Foreign Language Vocational School，Lanzhou730101，Gansu）

Along with the advancement of national strategy"Internet+"，the major of computer network technology faces the new opportunities and challenges.As a teacher in a local vocational college of education，according to the change，the author proposes the talent cultivation system of“dual system，five modules，three steps”to cultivate the network engineer by CDID education mode.At the same time，this paper introduces the system cultivation practice，to provide a new thought for professional cultivation of innovative talents under the new situation of computer network technology

CDIO；the network engineer；talent cultivation system

G712.4；TP393-4

A

1671-5004（2016）03-0007-04

2016-5-11

蘭州外語職業學院計算機網絡技術專業建設項目（項目編號：ZY201310）。

王瑞芳（1979-），女，甘肅靖遠人，蘭州外語職業學院講師，研究方向：計算機網絡技術、計算機教育。俞婷（1988-），女，甘肅蘭州人，蘭州外語職業學院助教，研究方向：高校教育。馬平安（1981-），男，甘肅臨夏人，蘭州外語職業學院講師，研究方向：計算機網絡技術、數據庫應用技術。郭凱（1981-），男，山西洪洞人，蘭州外語職業學院助教，研究方向：Web前端開發技術。