基于CDIO工程教育模式下高职计算机网络技术专业课程体系的构建与

摘 要：工程人才短缺和工程教育质量已经成为全世界关注的问题,而CDIO工程教育是近年来国际工程教育改革的最新成果.将国际先进的CDIO工程教育理念引入到计算机网络技术专业的课程体系改革中,进一步明确了CDIO模式下高职计算机网络技术专业的人才培养目标,提出了“以工程项目为载体,工程能力培养为主体”的创新型课程体系设计,同时对CDIO模式下高职计算机网络技术专业课程实施的关键要素进行了分析.

关 键 词：CDIO；工程教育；计算机网络技术专业；课程体系

中图分类号：G434文献标识码：A文章编号：16727800（2012）009020603

1CDIO工程教育模式

1.1CDIO工程教育模式产生及特点

CDIO工程教育模式是由瑞典皇家工学院、瑞典查尔姆斯技术学院、瑞典林克平大学和美国麻省理工学院等4所大学于2000年10月共同合作创立的新型工程教育模式.CDIO构想是来源于产品、过程或系统的“构思-设计-实现-运作”生命周期,即Conceive（构思）、Design（设计）、Implement（实现）、Operate（运作）等4个英文单词首写字母的缩写构成了CDIO名称.它创建以工程项目即产品、过程或系统的研发到运行的生命周期为工程教育的环境,改变学生的求知方式以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程.CDIO工程教育理念不仅继承和发展了欧美20多年来的工程教育大改革的理念,更重要的是参照工业界的需求提出了具有可操作性和系统性的能力培养、实施指导以及实施过程和结果检验的12条标准.

1.2CDIO课程大纲的内容

CDIO课程大纲的设计是为了能培养出适应现代化工程需求且全面发展的未来工程师.他们具备扎实的工程技术知识,在现代团队合作的环境中具有良好的个人职业技能和人际沟通协作技能,能对产品或系统进行“构思-设计-实现-运行”的能力,而且能致力于工程产品或系统的创新与改进,并充分理解在企业和社会背景下进行“构思-设计-实现-运行”的工程系统.因此,CDIO课程大纲的主要内容分为4个方面：技术知识与推理、个人与职业的技能、人际技能、在企业和社会环境下的构思、设计、实现和运行（CDIO）工程产品或系统的能力,如表1所示.在充分理解CDIO课程大纲内容,并结合教学的实际情况,将知识传授与能力培养融于一体是CDIO工程教育课程体系的最大特点.

2基于CDIO工程教育模式高职计算机网络技术专业课程体系的构建策略

2.1CDIO模式下高职计算机网络技术专业人才培养目标

随着社会多元化的发展,各学科和技术领域不断地呈现出相互交叉、渗透和融合的局面,这一综合发展的趋势在工程学科研究和工程实践领域表现尤为突出,使得工程领域的问题不再是简单的单一问题,而是融合了科学、技术、经济、社会、人文、道德、论理等多种元素的复杂型问题.这无疑对高级工程人才素质提出了更高的要求.我国的高等工程教育更是要适应工程领域的发展,培养适合产业界需求的素质能力全面发展的工程人才.因此,在工程教育与产业紧密合作的背景下,我们通过走访具有国际化标准的IT企业、召开专业指导委员会和行业专家研讨会、分析已毕业的学生调查反馈信息来确定产业界用人单位要求,同时引入CDIO理念,帮助高职院校的计算机网络技术专业能明确人才培养目标,即培养符合国际化标准且为现代化工程需求的网络工程师,如图1所示.

2.2以工程项目为载体,工程能力培养为主体的创新型课程体系设计

传统的课程体系设计是以学科知识为导向,它注重知识积累与学科逻辑,但与工程实践脱节,较大程度地限制了工程教育的发展,妨碍了学生多重目标的发展,使得培养的学生知识面狭窄,缺乏解决问题能力、动手实验能力、学习能力、自主创新实践能力与系统构建能力,而且几乎无法促进学生在人际交流、团队协作、管理与领导、职业道德、责任心、专业态度等方面的发展.而CDIO工程教育模式对传统的课程体系进行了革新.由于高职院校计算机网络技术专业的课程具有工程实践性强、学科涉及面广、交叉性强、项目化突出、注重综合应用能力等的特点,因此我们根据CDIO课程大纲的培养体系,提出了“以工程项目为载体,工程能力培养为主体”的创新型课程体系设计.

工程项目乃是工程实践的核心,特别是工程实践中所要考虑到的生产、技术、功能、环境、人类社会及历史使命的要求与限制都要体现在工程项目中.而CDIO工程教育课程体系就是使学生的知识获取与能力培养都紧紧围绕着项目设计,以工程项目生命周期为载体,从而使全部课程有机系统地结合成一个整体,因此,我们将整个课程体系的工程项目设置为.

一级项目是以培养学生构思-设计-实现-运行的系统构建能力为主线贯穿三年整体培养模式里.一级项目的初级引导项目是让学生在刚就读时就开始接触,例如计算机网络技术专业的大一教育项目让学生通过知名IT企业调研最初接触与实践产品/系统从研发到运行的一体化过程,让学生尽早形成工程项目实践意识并了解产业所需人才应具备的素质知识能力,可为以后一级项目的高级引导项目做好基础准备.一级项目的高级引导项目为综合实践项目,例如计算机网络技术专业的网络编程综合应用实践项目、网站设计综合应用实践项目、网络集成综合应用实践项目、顶岗实习、毕业设计等.学生通过一级项目的实践可以得到CDIO系统掌控与构建能力的训练及实现专业知识与素质能力的相互融合.

二级项目是以相关核心课程群和相关能力要求为基础的项目.为了支持实现共同目标,二级项目将建立起多门课程之间的关联,让各类型知识内容与技能有机地结合,使学生不会掌握孤立的知识点.在计算机网络技术专业,我们设计了职业道德与交际技能项目、计算机基本操作与应用能力项目、程序设计基本技能项目、数据库管理与开发能力项目、计算机网站规划与组建能力项目、计算机网络操作与应用能力项目、计算机网络管理能力项目,计算机网络工程能力项目等8个二级项目.例如计算机网络操作与应用能力项目覆盖了计算机网络基础、计算机网络基础实训、网络怎么写作器架构、网络操作系统、网络操作系统实训、电子商务导论和网络营销等多门课程.项目是以单门课程为基础的项目,主要是为了加深与强化学生对这门课程的理解与应用而设的.核心课程应依据专业课程教学需求,创设以小规模实践项目为载体,帮助学生尽可能扎实地掌握专业知识与专业技能.针对计算机网络技术专业的专业核心课程,我们设计了网络设备配置与管理、网站规划与建设、网络操作系统、网络编程技术、网络安全与管理等5个项目,而其他项目的设立与否应依据各门课程的标准与需求而建立.

这种以工程项目为载体的计算机网络技术专业的整个课程体系创新地创立了三维立体式架构：工程项目、知识获取、能力培养的关系,改变了传统的单维架构即学科知识.它是以“一级项目为主线,二级项目为支撑,项目为基础”的方式,与项目训练相整合,而且计算机网络技术专业的课程体系所包括的导论性课程、学科课程、专业核心课程和“设计-制作”实践项目课程之间相互嵌合,实现了课程的空间逻辑性与时间连续性的紧密结合.这种高度结构化的课程体系能最大程度地激发学生主动参与学习的兴趣与热情,从而帮助学生掌握专业知识,锻炼学生个人解决问题能力、动手实践能力、人际交往能力和团队合作能力,培养学生责任感、职业道德等全面发展,如图2所示.

3CDIO模式下高职计算机网络技术专业课程实施的关键要素

3.1建立标准化的课程评价

为了完全满足产业对工程人才质量的要求,CDIO标准中的要求是直接参照工业界的要求而制定的,例如很多院校的机械系和航空航天系都是直接参照波音公司的素质要求以及ABET的标准EC2000来培养学生.由于计算机网络技术领域发展迅猛,目前各行各业都需要大量该专业的高素质应用型人才,为了培养符合社会各界广泛认同的未来网络工程师,可以参照该领域中一些龙头IT企业的要求,建立标准化的计算机网络技术专业的课程评价体系.

3.2建设系列化的专业教材

专业教材的建设是保证CDIO计算机网络技术专业课程体系实施的一个重要载体.为了提高教学质量,需要建设系列化的专业教材,这些教材不仅体现产学合作的教育机制,提高工程教育质量,而且可以确保学生在学校里能学到应有的知识技能与素质能力,毕业后能满足产业界的需求.

3.3采用多样化的教学方法

CDIO工程教育要求学生在集成化教学过程中不仅获得专业知识技能,而且能提升个人自身能力、人际交往团队协作能力及产品和系统的构建能力.这就要求有相应的教学方法来实现.在整个教学过程中,教师应该摒弃传统灌输式、重知识轻理论的教学方法,采用引导式教学法、启发式教学法、小组讨论式教学法、情景模拟教学法、讲授-演示教学法、案例教学法、任务驱动教学法、基于问题教学法、项目教学法等多样化的教学方法,让学生在学习期间达到双重目标：知识获得与能力培养.

3.4组建双师型的教学团队

在传统教学中,通常是一位“学科型”教师担任一门课程的教学,而在CDIO工程教学中,需要有一支“双师型”教师团队协同完成教学,因此,组建双师型的教师团队是顺利完成CDIO工程项目教学的保障.所谓“双师型”的教师团队是指学校要建设一支由学校的专职教师和来自IT企业的教师相组合的教师团队.专职教师会重在理论知识的教学,而教师会重在工程实践的教学,但专职教师必须加强工程实践技能,而教师必须加强理论知识.这样的教师团队不仅能使队内的教师在专业知识、个人自身技能、人际交往团队协作、产品和系统的建造等能力方面不断地取得自我提升与完善,而且还能给学生提供丰富真实的工程实例,给学生树立起当代工程师的榜样,真正担任起学生全面知识与能力的培养.

3.5完善合理化的课程考核

由于CDIO工程教育的课程教学是以工程项目为载体,因此课程考核应与项目的各个环节相联系,这样才能有效地衡量学生的CDIO能力.针对不同能力的评价,应采用多种不同的方法来实施,例如项目构思与设计的能力可以通过学生的项目可行性分析报告和小组互评与自评方法来衡量,项目实现能力可以通过学生作品演示方法来衡量,项目运行能力可以通过学生考察记录方法来衡量,掌握专业知识能力可以通过学生的笔试与口试方法来衡量等等.只有逐渐完善课程考核的科学合理化,对课程建立起多方位多维化的评价体系,才能较准确地反映出学生学习效果,体现课程考核的有效性、公平性和合理性.