基于CDIO模式的通信网管理课程实验教学的探索与实践

蒋海霞+周星宇+郑翔+俞璐+童玮

摘要：为了改善通信网管理课程实验教学的教学效果，激发学生的学习兴趣与动力，把CDIO思想引入到课程的实验教学中。通过教学实践，可以看出基于CDIO模式的教学有效地提高了学生对课程的学习兴趣、对完成实验的信心，达到了培养和提高学生在进行通信网络管理方面的实践能力的目的。

关键词：CDIO；通信网管理；实验教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）51-0125-02

网络是交流信息、传播信息、共享信息的通道和手段，它是现代社会的基础设施。网络管理是指对通信网络的运行状态进行监测和控制，使其能够有效、可靠、安全、经济地提供服务[1]。随着通信网络的规模和技术的高速发展，通信网络管理的重要性越来越突出[2]。通信网管理课程具有社会需求迫切、知识覆盖面广、涉及内容新、教学探索性较强等特点，它是我院有线通信指挥专业（大专）的一门必修课。针对该课程自身以及授课对象的特点，在深入了解CDIO教育理论的基础上，分析课程教学尤其是实验教学中存在的问题及原因，重点探讨了CDIO教学模式在课程实验教学中的应用。

一、CDIO工程教学模式

CDIO是构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）、运行（Operate）的缩写，它是麻省理工学院联合了几所瑞典大学，从2000年开始，经过长达4年的跨国研究和探索后提出的一个工程教育理念。该理念是“做中学”与“基于项目教育和学习”（Project Based Education and Learning）的集中概括和抽象表达[3]。应该说，CDIO是一种在“建构主义”基础上发展起来的工程教育理念。CDIO工程教育最重要的特点是从“培养什么人”以及“怎样培养人”这两个根本问题出发来探索工程教育问题。它的核心内容包括一个愿景、一个教学大纲以及12条标准。它在“CDIO教学大纲”、“一体化的培养思想”、“以前两个方面为核心的系统化改革方法”这三个方面对我国工程教育改革具有极其重要的参考意义[3]。“完整性”和“详细性”是CDIO教学大纲最突出的貢献。在具体条文上，它将各种能力要求逐级分解，直到可以执行、可以观察的程度。例如，“工程推理和解决问题的能力”大纲可进一步分解为五个子项，而每个子项下可再进一步分解，直到可以实施、观察的细目。如“发现问题和表述问题”这一子项下，可进一步分解为四个细目[3]。如图1所示。这样逐级分解的好处是使教学大纲更具可操作性。

目前，阐述CDIO核心内容的相关文献非常多，本文不再赘述。从CDIO教学大纲逐级分解示例中可见，采用CDIO工程教育理念，“培养学生分析问题和解决问题的能力”不再是空洞的口号，而是可以通过课程的具体教学环节来实现的具体目标[3]。

二、通信网管理课程概况

通信网管理课程是为有线通信指挥专业大专层次开设的一门专业教育课程。通过本课程的教学，使学生理解通信网管理的基础技术，了解通信网管理的发展方向，培养学生综合运用网络管理系统的能力，使学生能针对通信网络实际情况提出网管系统建设需求。课程总学时30学时，其中理论10学时，实验20学时。从教学对象来看，大专班学生相对本科学生而言，存在着学习基础较弱，学习信心不足以及水平与能力参差不齐等具体情况。从教学内容以及以往教学情况来看，通信网管理课程存在着难度较大、知识点散乱、相关知识多，学生学习时难以找到着力点，感觉很迷茫等问题。有时一堂课结束了，学生不知道所学内容是用来干什么的。因此，在教学中应遵循“重基础、学以致用、理论联系实际”的指导思想，以“理论教学模块化、实验教学做中学”为原则来设计教学和实践内容，根据当前通信网络管理的实际需求安排课程内容，采用“任务驱动”、“案例教学”、“CDIO”等多种模式实施课程教学改革，通过抛出具体问题等方式，引导学生思考问题解决的方法，进而掌握授课内容的内涵，引导学生通过学习构建起通信网管理的知识体系，从而提高学生网络管理技能，培养基本能力，提高基本素质。

三、基于CDIO模式的课程实验教学

在学习和理解CDIO教育理念的基础上，基于CDIO工程教育模式，从各实验项目的实施过程、环节的设置以及考核形式等三方面进行改革。在实施方式上，我们从以往的实物搭建平台进行相关实验转变为以国内外著名网络管理系统和工具（具体为：PackerTracer、SNMP MIB Browser、SNMPc、NetInsight等软件）为平台，通过实践教学使学生掌握典型网管系统及常用网管工具的使用方法，学会使用它们分析网络管理中常见的问题，并尝试解决问题，从而使学生在从事通信网管理相关工作时能够具备发现问题、分析问题、进而解决问题的能力。实验教学中，让学生通过对典型案例设计开发的学习，熟悉使用常用网管工具解决实际问题的方法，掌握一般网管系统的设计开发流程，以期构建起通信网管理的一般方法与具体解决方案的知识体系。以常用网管系统和工具为平台的仿真实验实施方式只需要具备计算机即可实施。同时，这样的实施方式还具备灵活易修改、不怕出错等优点，学生可以根据自己的研究兴趣或者实际工程需要随意修改，而在计算机上的仿真实验与在实物上操作的方法、规程等都是一致的，具备极高的可移植性。与传统的实物搭建平台的实施方式相比，仿真实验实施方式在灵活性、试错性、提高兴趣、培养网管技能等方面表现出了非常突出的优点。在教学环节的设置方面，尝试将实验教学分为“课程设计”、“课程实验”、“综合实验”三个环节，它们的内容相辅相成。教师首先要结合理论教学知识点设计出若干套设计课题，提前布置给学生，以便学生在理论学习中能够围绕设计课题来展开，更有目的性地学习理论知识，更好地完成设计课题。在实践中，学生综合运用所学知识的能力和团队分工协作能力都能够得到有效的锻炼。课程设计的课题可以根据课程的具体知识点进行划分，进一步分解为多个课程实验项目。在这个环节，可以根据不同组学员的水平差异因材施教，对于水平较高的分组，课程实验项目的划分可以在教师的指导下由学生完成；对于水平较弱的分组，则可以将主要精力放在实验项目的完成上。该环节的设置不仅可以锻炼学生分析问题的能力，也可以锻炼学生分解问题的能力。综合实验环节则要求学生根据实际网管工程需求，自行完成需求分析、方案设计、可行性论证等工作，该环节设置的目的是为了更好地培养和锻炼学生的工程实践能力。由于本课程的实验教学学时占比很重，因此，实验课程的成绩对于课程总成绩也起到至关重要的作用。在实践课程的考核形式上，传统的单纯以实验报告打分的形式有许多弊端，因此必须进行改革。通过权衡利弊，我们采用了实验报告和综合考核并重的方式来进行实验环节的考核。采取从实验题库中随机抽取题目，现场完成，逐人通过的方式进行考核，以完成题目的时间与质量来确定最终的实验成绩。新的考核方式既“重过程”也“重结果”，力求让学生通过实践环节既掌握了知识，也培养、锻炼了分析问题解决问题的能力。

四、結束语

由于课程自身以及授课对象的特点，通信网管理课程在以往的教学中教学效果差强人意。为了改善教学效果，激发学生的学习兴趣，把CDIO思想引入到课程的实验教学中，通过教学实践可以看出，基于CDIO模式的教学不仅有效地提高了学生对课程的学习兴趣、对知识点的掌握、对完成实验的信心，同时也达到了培养和提高学生在通信网络管理方面的实践能力的目的。需要指出的是，应用CDIO教学模式，教师所用的时间和精力都会有大幅度的增加，但这对提高人才培养质量是很重要的，也是值得的。我们将在今后的教学中进一步探索CDIO工程教育模式的应用。

参考文献：

[1]郭军.网络管理[M].第3版.北京邮电大学出版社，2016.

[2]张国敏，陈鸣，等.面向工程实践的网络管理课程教学探索[J].计算机教育，2011，（19）.

[3]百度百科[EB/OL].CDIO.http：//baike.baidu.com/.

[4]顾佩华，陆小华.基于CDIO工程教育改革的探索与实践[EB/OL].http：//www.edu.cn/jxyj_10154/20100706/t20100706_493393.shtml

[5]廖志芳，胡志刚，等.软件工程CDIO五位一体实践教学体系[J].计算机教育，2010，（06）.

Exploration and Practice of Experiment Teaching in Communication Network Management Course Based on CDIO Model

JIANG Hai-xia，ZHOU Xing-yu，ZHENG Xiang，YU Lu，TONG Wei

（College of Communications Engineering，PLA University of Science and Technology，Nanjing，Jiangsu 210007，China）

Abstract：In order to improve the effect of experiment teaching about communication network management，stimulate students interest in learning and motivation，the thought about CDIO（Conceive，Design，Implement and Operate） is introduced into the experiment teaching. It is shown that experiment teaching based on the CDIO fully arouse the enthusiasm of the students，and efficiently improve the students in communication network management skills.

Key words：CDIO；communication network management；experiment teaching