应用型大学网络工程专业实践教学改革

胡建强 谢 勇 陈旭辉

厦门理工学院计算机与信息工程学院 福建厦门 361024

应用型大学网络工程专业实践教学改革

胡建强 谢 勇 陈旭辉

厦门理工学院计算机与信息工程学院 福建厦门 361024

面对向应用型大学转型和发展的重大机遇和挑战，采用“五位一体”的实践教学体系模型，提出基于CDIO的网络工程专业实践课程体系，探讨综合实践项目实践教学实施以及实践教学评价体系等网络工程实践教学体系构建问题。实践表明，厦门理工学院网络工程专业实践教学体系有鲜明特色和较好教学效果。

网络工程；CDIO；实践教学改革

根据福建省和厦门市发展战略规划，信息产业是福建省重点发展的支柱产业之一。目前，厦门市每年需要信息类专门人才3 000多人，并且需求以每年20%的速度增长，特殊的地理位置使厦门成为祖国大陆和台湾地区信息技术产业交流的重要窗口。厦门理工学院正积极推进与地方产业相适应的方向转型发展。按照厦门理工学院确立的“建设海西一流亲产业大学”的办学定位，“网络工程”以海西产业界需求为导向，需要以先进的工程教育理念为指导，形成融基础理论、实验教学、工程实践为一体的较有影响的课程群体系，培养适应海西区域产业需求的网络工程专业高素质应用型人才。

美、英等国家本科面向应用领域较宽、专业设置粒度较粗；清华大学、上海交通大学等院校以“宽口大类”设置计算机科学与技术专业无网络工业专业，在研究生阶段才明显出现专业差异或偏向。普遍存在重视基础理论轻视实践体系建设的现象。［1］北京邮电大学、西安电子科技大学等以“窄口小类”设置网络工程专业。虽然“网络工程专业”较重视实践教学，配合课程教学设置课程实验、课程设计等实践环节，但主要面向局部知识点、缺乏整体规划，尚未形成成熟、较通用的实践教学体系。

特别是，2014年教育部提出地方本科高校向“应用型大学”转型与发展。“应用型”大学内涵要求：“培养目标以能力而非以知识为核心”“课程体系突出实践环节，加强实习实训”“采用案例分析、项目驱动等适应应用型人才培养目标的多样化教学法”“不断深化产学合作，吸引大中型企业参与是成功的根本”。［2］厦门理工学院以CDIO工程教育模式和工程教育专业认证标准为指导，在现有网络工程课程体系建设已取得成绩的基础上，坚持“依托海西产业、面向工程、强调技能、注重创新”，积极探索和完善基于CDIO的网络工程实践教学体系，培养学生的工程能力和创新意识。

1 基于CDIO的网络工程专业实践教学

1.1 “五位一体”的实践教学体系模型

美国麻省理工学院等4所工程技术大学提出CDIO（Conceive构思-Design设计-Implement实施-Operate运行）工程教育模式。CDIO模式以工程项目研发到运行的生命周期为载体，以综合培养的方式让学生在课堂内外都能主动学习工程产品的相关理论，参与工程实践活动，使学生在工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面达到预定目标。［3］

CDIO模式是“做中学”原则、建构主义学习理论和“项目驱动、案例分析”教学模式的集中体现。厦门理工学院采用集教学理念、教学主体、教学过程、教学层次和评价机制“五位一体”的实践教学体系模型（如图1所示），形成融基础理论、实验教学、工程实践为一体的培养机制［3］，全面落实CDIO理念、重视工程化能力培养，明确面向海西地区科技与经济建设主战场、面向企业技术生产一线，实现学校教育与海西地区产业需求的“无缝接轨”。

图1 “五位一体”的实践教学体系模型

图2 网络工程专业本科培养方案课程拓扑图

“五位一体”的实践教学体系模型强调强调“做中学”“学中做”，课程实验、课程设计、综合项目实践、企业真实环境实训、创新实践等教学过程紧密联系；强调阶梯式4种能力层次有机结合，即个人能力的基础层，技术知识和工程能力的综合层，过程与系统构建能力的应用层，创新能力的创新层；从专业知识、实践能力、创新能力和团队协作四方面综合评价，建立包括课程实验、课程设计、综合项目实践、创新实践与素质拓展的整体化评价体系。

1.2 基于CDIO的网络工程专业实践课程体系

遵循“五位一体”的实践教学体系模型，厦门理工学院提出基于CDIO的网络工程专业实践课程体系，具有较鲜明特色：培养方案是“1个完整体系”；3条主线“网络工程规划与设计”“云计算网络运维与网络安全”“先进网络应用系统开发”贯穿专业培养始终；覆盖“Windows，Linux和Unix”3种操作系统平台；结合“三学期”制的优势，强调基础层、综合层、应用层和创新层，培养适应海西区域产业需求的网络专业高素质应用型人才。

图2全面展现了厦门理工网络工程专业本科培养方案课程拓扑图，贯穿网络工程专业课程体系的“主线”聚集着以“块”为单位的课程群，具体实践课程表现为“块”中的“点”。五个课程群包括公共基础课、专业基础课、专业课、专业选修课和独立设置实践。结合“基本→综合→应用→创新”梯度模式，可以从“主线”“块”与“点”角度优化基于CDIO的网络工程专业实践课程体系，形成包括课程实验、课程设计、综合项目实践、真实企业实习实训、创新实践和毕业实习，相互紧密联系，主线清晰的一体化实践课程体系。表1展示图2中课程教学、独立实践教学、创新实践与素质拓展的学时和学分分布情况，其中实践学分占总学分的百分比=［（A/16+B+C）/总学分］×100%=44.6%。

2 关键实施措施

2.1 综合项目实践突出“真实需求、真实项目、真实流程”特色

基于CDIO的网络工程专业实践课程体系高度重视综合项目实践。综合项目实践以应用项目为主要载体，具备“真实需求、真实项目、真实流程”特色，最终形成具有整体规划、符合地方产业需求的实践教学体系。

2.1.1 建设真实项目案例、彼此关联的实践教材体系

单纯采用集线器、交换机、网桥、路由器等设备，可以加强某些知识点的理解和实践，但容易脱离完整真实环境和完整的网络工程项目。在建立产学互补教育支撑平台的基础上，企业提供具有代表性的典型案例融合到教材中，提供实践教学环节单独使用或灵活组合，以满足课程实验、课程设计、综合项目实践等多层次需要。［4］2013年、2014年海西产业“云计算网络运维工程师”需求剧增，云计算与网络安全综合项目实践根据其知识技能要求，具体化为网络操作系统课程设计（Linux服务器配置与管理）、网络路由与交换课程设计（TCP/IP协议及路由交换基本知识）、网络攻击与防范课程实践（云网络安全维护），实现局部、整体案例的整合。

为保证教材的科学性和应用性，厦门理工学院启动与企业合作编写教材计划，按照网络工程项目的生命周期组织教材内容。2014年厦门理工学院与韩国WIZNET公司合作自编网络工程专业系列实践教程，韩国WIZNET公司负责提供真实项目案例，大胆改革和探索教材组织结构和实践内容，注重联系企业实际应用需求，注重学生动手实践激发学习兴趣。

2.1.2 发挥厦门理工学院的“三学期”制的优势，形成四年不间断实践

厦门理工学院积极探索“三学期制”，每学年安排一个月时间的短学期，按层次合理设置实践教学内容，系统培养学生的创新意识和工程能力。大一短学期重视基础训练；大二短学期组织综合训练；大三短学期组织综合项目实践，提高应用层能力。大四学期进入真实企业实习、创新阶段和毕业设计。“三学期”制从多角度、多层次和全方位实施网络工程专业实践教学体系：大一、大二短学期主要完成计算机网络、网络设备路由和交换、网络编程、实训1等课程实践内容；大三短学期完成计算机网络管理、网络综合布线、网络攻击与防范、实训2；大四阶段以虚拟企业方式网络管理综合项目实践、网络安全综合项目实践和网络编程综合项目实践，全面落实“网络工程设计与规划”“云计算运维与网络安全”“先进网络应用系统开发”为主线的实践体系。

2.2 建立产学对接培养标准和产学互补教育支撑平台

2014年2月李克强总理对教育明确要求：大力推动专业设置与产业需求、课程内容与职业标准、教学过程与生产过程“三对接”。［5］厦门理工学院积极建立产学对接培养标准和产学互补教育支撑平台，开展广泛校企合作。目前，厦门理工学院与CISCO合作成立的“思科网院”、与韩国WIZNET合作成立网络实验平台，与美亚柏科、网宿科技、纳网科技、网御神州科技有限公司、厦门高士达科技实业有限公司、福建金科信息技术股份有限公司、厦门东南融通系统工程有限公司、厦门吉联科技有限公司、厦门东软科技有限公司、厦门人才中心和厦门建发股份有限公司等建立的实训基地。实训基地构建“虚拟企业”并部署真实项目实施管理平台，企业导师承当项目经理角色，让学生直接感受网络工程项目生命周期的全过程，体验团队开发的工作环境，缩短由学生角色到企业员工角色转换时间。

2.3 评价体系

需要从专业知识、实践能力、创新能力和团队协作四方面综合考评学生工程实践能力和创新能力。［5］实践能力重点要求学生运用知识解决问题，创新能力是衡量学生的工程分析、推理和创新性设计的能力。下面从课程设计评价，综合实践项目评价和创新实践与素质拓展评价等方面说明：

2.3.1 课程设计评价

要求学生综合运用课程知识和技术要点，保证系统设计的合理性，着重从三个方面综合考评学生的CDIO能力：系统分析和设计（需求分析、概要设计和详细设计）；主动实践能力（自主实现、交流和团结协作）；创新和总结能力（系统验收、创新点、课程设计报告）。

2.3.2 综合项目实践评价

要求学生以团队的形式完成，记录团队和个人在综合项目实践全过程的表现，形成团队协作和创新的评价依据。着重从以下方面综合考评学生CDIO能力：单项指标与总体评价结合、客观量化与主观定性结合、个人与团队评价相结合、合格率和优劣率结合。

2.3.3 创新实践与素质拓展评价要求

要求学生实践活动，取得创新性智力劳动成果：例如，国际和国内各类重要竞赛；国际、国内正式刊物发表学术论文；发明、实用新型专利；思科/华为/ H3C/国家软件水平（资格）考试等网络工程资格证书（中级以上）。

3 改革效果与结论

利用厦门理工学院优越的地理位置，密切联系产业界，融入厦门市软件园区（三期），基于CDIO的网络工程专业实践教学模式为培养应用型和实用型网络人才创建有利条件，明显缩短学生就业适应期，有效推进了网络工程专业高素质应用型领域人才的培养。表1展示优化2011-2013届毕业生就业统计情况，部分数据来自麦可思的《中国2013届大学毕业生社会需求与培养质量调查》，2013年各项指标表现出实践教学改革最新成果。特别是网络工程毕业班2013届（53人）/2014届（50人），思科CCIE（Cisco Certified Internetwork Expert）证书通过1人/6人，涌现出到厦门建设银行、金蝶、厦门航空等国内著名企业良好势头。

表1 网络工程就业统计表（就业第2年1月份统计）就业数据 2011 2012 2013

面对向应用型大学转型和发展的重大机遇和挑战，下一步继续利用和借鉴国内外教育资源与成功经验，总结基于CDIO的网络工程专业实践课程体系实践教学经验和缺失，努力优化和反复改进，努力将厦门理工学院网络工程专业办成符合国际标准和具有自身特色、适应海西区域产业需求的网络工程专业高素质应用型人才。

［1］ 李德录.以就业为导向的网络工程专业实践教学体系［J］.计算机教育，2013（14）：122-125.

［2］ 邹广严.准确定位建设应用技术大学［N/OL］.［2014-6-13］. http：//edu.people.com.cn/n/2014/0603/c1006-25094335. html.

［3］ 廖志芳，胡志刚，任胜兵，江林. 软件工程CDIO“五位一体”实践教学体系［J］.计算机教育，2010（11）：128-131.

［4］ 孙阳.基于案例的网络工程课程实训教学体系建设［J］.价值工程，2011（8）：240-242.

［5］ 中华人民共和国教育部.李克强主持召开国务院常务会议-部署加快发展现代职业教育.［EB/OL］.［2014-2-27］. http：//www.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/ moe/moe_838/201402 /164679.html.

［5］ 贺辛亥，刘江南，王俊勃，徐洁，刘松涛.基于5+X产学研合作CDIO模式培养创新型人才的探索［J］.西安工程大学学报，2014，28（1）：111-115.

［6］ 麦可思.中国2014届大学就业报告.［EB/OL］.［2014-6-10］. http：//www.mycos.com.cn /Services/CollegeService.

Research on Practical Teaching Reform of Network Engineering in Applied University

Hu Jianqiang， Xie Yong， Chen Xuhui
Xiamen University of Technology， Xiamen， 361024， China

Facing the great opportunities and challenges of applied universities in a transitional development stage， this paper frstly presents five-in-one model of practical teaching system of Network Engineering. Then， it discusses the problems of the construction of practice teaching system based CDIO concepts， including practice curriculum， implementation and evaluation of practical teaching， etc. Finally， the practice shows that the practice teaching system has distinctive characteristics and good teaching effect in Xiamen University of Technology.

network engineering； CDIO； practical teaching reform

2014-11-05

胡建强，博士，副教授。谢勇，博士，讲师。陈旭辉，博士，教授。

厦门理工学院教育教学改革与建设项目（编号：JGY201313，JGY201314）。