“現代網絡通信工程設計”課程建設模式探索

陸韜 金強山 宋濤 苗瑾超

摘 要：為實現“網絡通信工程設計”課程在本科教學中的系統建設，以現代網絡通信行業的實際規范化工程設計內容為基礎，遵照現代工程建設課程教學的CDIO過程模式，采用“進階式循序漸進”教學模式，建立了全面完善的課程理論與實踐教學體系。在4輪實際教學過程中，70%以上學生均取得了良好的課程成績，為信息化理工科專業的實用化“工程設計”技能培養，建立了教學與教材的完整模式。

關鍵詞：網絡通信工程設計;CDIO工程教育理念;工程招投標;工程規范繪圖

DOI：10. 11907/rjdk. 182164

中圖分類號：G434文獻標識碼：A文章編號：1672-7800（2019）003-0210-04

0 引言

現代信息化普通本科高等教育中，如通信工程、網絡工程等工科專業，越來越重視培養“技能型”、“應用型”高級工程建設專業人才，為此，在相關專業中開設“網絡通信工程設計”課程，作為工程設計技能培養越來越多[1-3]。文獻[1]從“用戶需求分析、網絡結構、路由與性能設計、光纖通信工程、綜合布線、城域接入網設計”等幾個網絡工程技術方面，提出了培養網絡通信工程設計人才的途徑;文獻[2]則按照教育部關于計算機及相關專業計算機網絡應用的要求，結合當前計算機網絡工程的最新技術發展而編寫，是《計算機網絡基礎》的姊妹篇，全面、系統地介紹了計算機網絡工程設計的基本概念、網絡工程分析與規劃、網絡工程設計與實施、網絡工程的評價與測試及其在實際中的最新應用;文獻[3]介紹了通信工程建設標準體系、通信線路工程設計規范，并對網絡媒介、設備及其互連進行了解析，然后對WLAN工程施工和建設案例進行了分析，對通信基站進行了建設與優化剖析，對通信網工程施工實用技術進行了深入講解及技術指導。從以上教材內容及相關研究文獻與課程建設情況分析，一個共同不足是，國內本科院校開設的“網絡通信工程設計”課程內容，對網絡通信工程設計知識與技能培養僅停留在網絡技術結構基礎上，在知識與技能的深度和廣度上與社會和通信行業對復合型、工程技能型人才需求相距甚遠[4-9]。

本文通過“現代網絡通信工程設計”課程系統建設，實現以下4點目標：第一，形成一個將網絡通信系統知識轉化為工程設計與系統建設技能培養的“承上啟下”的重要轉化過程，學生在系統學習多門網絡通信系統課程的基礎上，通過工程設計技能培養，將實現知識轉化為技能的“學習升華”[10，11]。第二，形成培養學生解決復雜工程問題的能力[12]，即“在掌握系統調查通信用戶、規范化繪圖、專業化工程量統計與工程概預算等前后銜接、環環相扣的專業技能基礎上，實施有針對性的網絡通信工程專業化工程設計”現代工程設計教學模式。第三，與現代通信行業形成通信工程建設技能培養的“無縫對接”，滿足通信行業對當代專業性、復合型技能人才的需求。第四，使學生首次全面深入認識到現代網絡通信工程建設的系統知識。

1 工程建設概述

1.1 工程建設與設計課程

為培養技能型、應用型高級工程專業人才，將當代網絡通信工程的基本理論和基本組網模型，與網絡通信建設行業的專業工程設計和一系列實際工程建設技能相融合，創設形成現代網絡通信的工程設計與實踐課程《網絡通信工程設計》。該課程展示了網絡通信理論與工程專業實踐“無縫銜接過渡”的過程，形成了普通高校理論優勢與工程建設實踐系統技能優勢的“強強連貫融合”，成為一門應用型工程設計技能培養特色核心課程。

1.2 工程教育CDIO建設與人才培養

CDIO工程教育模式是近年來國際國內工程教育改革的最新成果[14-16]。當代工程教育普遍尊崇CDIO模式的4個過程：構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）[14]。它以項目（產品）建設到項目（產品）運行的整個生命周期為考量，全面深入地覆蓋了項目建設（或產品研發）全過程，讓學生以主動、深入系統的方式學習工程設計與項目實施流程，在理論學習和實踐體驗中，將理論知識“學以致用”，認識和掌握工程設計與項目建設各個方面。

同時，CDIO模式下的教育過程，要求逐步培養學生以下4個層面的工程能力：工程基礎知識;個人能力;人際團隊能力;工程系統能力。工程教育的教學大綱，要求以綜合培養方式，使學生在上述4個層面達到預定目標。

1.3 網絡通信工程設計課程前期成果

在前期6輪教學過程（2011-2016年度）中，隨著教學內容逐步完善，形成了“前后關聯、進階式循序漸進”的專業化網絡通信工程設計教學模式，并通過行業實踐中開發的各類案例，采用“作業化”與“項目引導式”的學生實踐模式，完全實現了高校本科教學與行業技術發展的無縫接軌，大大深化了高等院校本科教學與實際行業技能培養、技術指導，充分體現了“網絡通信現代理論+工程項目技能培養”系統的“通信工程”、“網絡工程”等工科專業內涵。

2 通信工程建設過程與內容設置

2.1 網絡通信工程內容組成

按照CDIO模式的工程教學系統要求，該課程主要以網絡通信項目建設6個方面的主要理論與實際工程設計技能為核心[16]，即項目規劃期、工程設計期、工程招投標過程、工程建設與監理過程、項目建成后的試運行過程（項目建設評價報告）和項目實際運營維護過程（項目運維優化方案），也是課程建設逐漸深入和廣泛化形成的CDIO 標準建設項目內容模式。具體項目發展過程如圖1所示。

2.2 網絡通信工程建設過程

2.2.1 網絡通信系統規劃論證期

開展網絡通信工程的項目規劃設計（方案），對整個項目能否立項、如何建設提出全面評估和技術系統設計[17]。該過程主要是網絡通信運行商或企事業單位開展針對網絡工程項目新建與擴建的項目論證。一旦項目立項成功，立即轉入下一個環節，即工程具體設計與工程實施。

2.2.2 網絡通信工程立項建設期

網絡通信項目一旦立項成功，首要工作就是委托工程設計部門，開展工程項目的勘測設計工作。設計項目的5個主要基本設計技能（現場勘察、設計繪圖、工程量統計與概預算、工程設計說明與文件制作、工程演講會審與工程現場技術指導），是貫穿工程建設過程的基本技能，也是信息化專業學生必須實際掌握的基本工程技能[17]。然后，根據工程設計文件開展工程招投標和工程建設實施工作[10]。包括：工程建設招標、投標過程;工程建設監理確定;工程工程建設和工程監理的具體實施過程;工程項目驗收與試運行。

要注意的是，以上幾個工程建設環節中，工程設計過程是最關鍵、最具有技術含量的環節，其它工程建設項目過程都在工程設計指導下開展。

2.2.3 網絡通信項目實際運營期

該期間是立項項目實際運行和“開花結果”的過程，必須保證項目如期完成和網絡通信的實際效果，并將實際運行情況與工程設計預定計劃加以比較，完成“網絡通信工程項目建設評價報告”。同時，開展項目優化運營設計，以保證項目在優化環境中結出豐碩成果，項目投資盡快得到回報，網絡通信覆蓋區域范圍內獲得高速通信、多終端模式通信的良好效果。

該階段要完成的是項目建設實際效果評價和項目優化運營評價，采用網絡通信工程項目建設評價報告和項目優化運營報告等方式，綜合評價工程建設項目的實際效果。

3 通信工程設計與集成課程設置

3.1 課程內容設置與計劃

課程內容分為“工程建設理論教學 + 工程實際項目設計教學”兩部分。設置學生從“啟蒙式”教學開始，首先建立工程建設與設計的基本概念、基本理論以及基本過程認識和設計要完成的具體任務內容。然后，具體到網絡通信工程內容上，開展具體工程內容規劃、設計、監理、工程實施招投標設計、工程運行效果檢驗與運維優化設計等相關內容的具體設計[10]。具體如表1所示。

3.2 工程建設教學思路設計

大學教育有其專業實施規則，對在校普通本科大學生工程學習而言，課程是在“啟蒙式工程教育”背景下開展的，所以建議開展3個層次循序漸進的基礎學習與技能實踐教學[23]。同時，要開展課程教學內容和模式設計：“模板設置、在線課堂、理論到實踐的層層推進、項目引導”。

3.2.1 三個層次層層推進思路

第一層次，按照表1第1章內容，啟蒙式從無到有講授網絡通信工程建設的基本概念、工程建設過程與原理，是第一個知識臺階，屬于“工程理論教學”范疇。

第二層次，按照表1第2章內容，以工程設計過程內容為核心，開展工程設計實施過程原理學習與基本訓練，是第二個知識技能臺階，也屬于“理論教學”范疇。

第三層次，按照表1第3-4章內容，開展各項工程建設與工程設計具體原理學習，同時可以穿插第5章內容，以“學生小組—項目引導式”教學方式，首先開展技能教學，然后開展“邊學邊干”模式的技能教學與實踐，使學生在理論與具體項目實踐雙重引導下，獲得良好的學習效果。

3.2.2 課程教學模式設計

在前兩個層次的教學過程中，采用傳統多媒體授課模式，加強課內和課后作業訓練，以強調工程原理與基本技能學習的重要性，為后續內容的學習打下堅實的工程技能（勘察、繪圖、工程項目設計、工程量統計等）基礎。

從第三項開始，采用“學生小組—實際項目引導式”的教學模式，指導學生邊學邊干，以加強學習效果。在教學后期，教師一定要針對學生設計作業情況，特別重視學生（小組）設計項目的實際效果，培養學生工程設計能力。

3.2.3 課程內容安排

在實際教學過程中，也可根據課程內容的教學需要，只開展一類工程內容（如網絡通信工程建設）設計的實際教學，其它工程內容設計可安排到其它相應課程中。同時，對當期項目建設形成相應教材。

3.3 基于CDIO教學模式的學生能力培養

在CDIO工程教育模式中，學生4個能力的培養逐步體現在4個項目建設教育環節（見表2）[14-16]。

3.3.1 工程基礎知識設置

在工程建設中，培養學生掌握現代網絡通信工程的組網工程建設能力，特別是各類通信業務實現所需要的網絡組成建設能力。

3.3.2 學生個人能力

培養網絡通信工程專業畢業生的現代網絡通信工程專業化、規范化設計與建設能力，包括工程建設具體內容、具體過程與規范化流程、工程實施規范化組織與工藝技術標準化、工程項目測試主要內容與測試手段以及結果分析等系統工程建設內容的熟練掌握程度。

3.3.3 人際團隊能力

培養和組織學生團隊，按照規范化的工程建設或設計要求，組織協調專業化建設團隊開展工程設計和建設、工程設計過程管理與結果評判及優化、工程建設實施過程設計與管理，以打造專業化過程建設團隊，確保大型工程設計與工程建設的順利開展。

3.3.4 工程系統能力

培養學生系統化、規范化地完成一個復雜、多環節的過程設計與建設項目的能力，能對工程建設中每個環節開展規范化流程和工藝操作，得到標準化、規范化的測試結果，取得滿意的工程建設效果并加以優化。同時，在整個工程建設過程中，能及時協調、優化不同子項目之間的工序結構，及時處理與優化各類工程技術問題和難題，以保證工程項目的優時、優質、優價效果。

4 結語

大學（本科、專科或高職）階段工程設計與建設課程教育要遵循CDIO工程教育基本原則，在規范化、專業化工程設計基本模式引導下，開展工程建設各過程的系統技術設計教學。既要注重從無到有，規范工程“標準模式”的工程建設啟蒙式教育過程，又要注重按照工程設計原則開展實踐技能培養。

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（責任編輯：何 麗）