基于CDIO的“數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)研究

基于CDIO的“數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程教學(xué)研究基于CDIO的“數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)〞課程教學(xué)研究

中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791〔2022〕02〔c〕-0189-03

CDIO項(xiàng)目教育模式是近年來國際項(xiàng)目教育改革的最新成果，其理念是以產(chǎn)品從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間存在有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)項(xiàng)目，也稱之為“做中學(xué)和學(xué)中做〞。針對(duì)我國項(xiàng)目教育實(shí)踐所存在的一些問題：如：重理論輕實(shí)踐、強(qiáng)調(diào)個(gè)人能力無視團(tuán)隊(duì)協(xié)作、重視知識(shí)學(xué)習(xí)輕視創(chuàng)新培養(yǎng)等問題，教育部大力推廣CDIO項(xiàng)目教育模式，并取得了稱心的效果。

“數(shù)據(jù)通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)〞課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的信息類相關(guān)專業(yè)課程，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)不僅是對(duì)理論教學(xué)的深化和補(bǔ)充，而且對(duì)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、解決實(shí)際問題的能力起著非常重要的作用。特別是隨著網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不斷升級(jí)、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)、知識(shí)點(diǎn)不斷增加，使該課程的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)更添難度。

為了進(jìn)一步加大課程建設(shè)，我院于2022年投資購置了華為網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)和虛擬仿真平臺(tái)，這為課程的開展帶來了契機(jī)，近兩年課程組教師以CDIO理念為指導(dǎo)，對(duì)“數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)〞課程發(fā)展虛實(shí)結(jié)合的實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革研究，并取得了一定的功效，現(xiàn)與大家分享。

1問題分析

課程組幾任教師在課程的理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面進(jìn)行大量的教學(xué)改革探索。雖然該課程已經(jīng)取得了一些成績(jī)，但是通過深入分析課程教學(xué)的實(shí)際情況，課程組發(fā)現(xiàn)有些問題還有待改良。

第一方面，“重理論輕實(shí)踐；重視知識(shí)學(xué)習(xí)輕視創(chuàng)新培養(yǎng)；強(qiáng)調(diào)個(gè)人能力而無視團(tuán)隊(duì)協(xié)作等問題〞，這些恰恰與CDIO項(xiàng)目教育模式的理念不符。因此為了解決這些問題，加大此方面能力的培養(yǎng)，將CDIO項(xiàng)目教育模式引入到“數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)〞課程教學(xué)中勢(shì)在必行。

第二方面，“在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由于受實(shí)驗(yàn)設(shè)備、場(chǎng)地等因素的限制，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)建模式不夠完善，實(shí)驗(yàn)工程的開發(fā)受到影響，限制了學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的開發(fā)和獨(dú)立操作，導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維能力沒有得到有效的訓(xùn)練和培養(yǎng)〞。針對(duì)這方面問題，課程組結(jié)合華為網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)和虛擬仿真平臺(tái)，通過在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境根底上，借助虛擬仿真技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)綜合實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，構(gòu)建一個(gè)內(nèi)容豐盛、操作靈活、虛實(shí)結(jié)合、性價(jià)比高的網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。把真實(shí)與虛擬實(shí)驗(yàn)有機(jī)整合，建立虛實(shí)結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)實(shí)用型、創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

2解決方法

通過構(gòu)建集成化的課程體系、采用多元化的教學(xué)辦法、層次化實(shí)踐環(huán)節(jié)、引入工程驅(qū)動(dòng)法教學(xué)模式等教學(xué)改革措施，彌補(bǔ)課堂教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用間的斷層，到達(dá)下列教學(xué)效果。

2.1引入“CDIO〞理念構(gòu)建集成化的課程體系

作為一種項(xiàng)目教育教學(xué)的模式，CDIO理念在強(qiáng)調(diào)學(xué)生理論根底知識(shí)的同時(shí)，注重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力、團(tuán)隊(duì)合作能力以及項(xiàng)目系統(tǒng)掌控能力[1-2]。針對(duì)本課程特點(diǎn)，課程組在“數(shù)據(jù)通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)〞課程教學(xué)中引入CDIO理念，從CDIO培養(yǎng)大綱所要求的項(xiàng)目根底知識(shí)、個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和項(xiàng)目系統(tǒng)能力四個(gè)層面，將實(shí)踐環(huán)節(jié)中的“設(shè)想―設(shè)計(jì)―實(shí)施―操作〞作為項(xiàng)目教育的背景，培養(yǎng)學(xué)生具備產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)流程、系統(tǒng)構(gòu)建技能；將教師與學(xué)生的關(guān)系從教師單向的知識(shí)傳授擴(kuò)展至師生基于問題解決的互動(dòng)學(xué)習(xí)，將學(xué)生以繼承知識(shí)為主的學(xué)習(xí)引導(dǎo)至對(duì)未知事物主動(dòng)探索的學(xué)習(xí)；嘗試以“工程實(shí)現(xiàn)〞作為項(xiàng)目實(shí)踐教育的組織原那么，培養(yǎng)學(xué)生交流溝通能力和多學(xué)科、大系統(tǒng)的掌控意識(shí)和能力[1]。通過教學(xué)模式的改革，彌補(bǔ)課堂教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用間的斷層，從而使課程教學(xué)更具實(shí)效。

“數(shù)據(jù)通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)〞課程與先導(dǎo)課程“通信原理〞，以及后繼課程“通信網(wǎng)根底〞、“光纖通信〞等有著極大的聯(lián)系[3]。結(jié)合CDIO建立集成化的課程體系以防止內(nèi)容重復(fù)，使學(xué)生掌握各門課程知識(shí)之間的聯(lián)系，用于解決綜合問題。這種由問題導(dǎo)出理論，然后由理論再衍生出實(shí)踐或新技術(shù)的辦法，將原本零散的知識(shí)點(diǎn)組成具有邏輯性的層次結(jié)構(gòu)知識(shí)，并與先導(dǎo)課和后續(xù)課程關(guān)聯(lián)，加深學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)的根本理論和數(shù)據(jù)通信技術(shù)的理解。集成化的課程體系如圖1所示。

2.2構(gòu)建虛實(shí)結(jié)合的課程實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式

打破傳統(tǒng)教學(xué)中的“實(shí)踐教學(xué)圍繞理論教學(xué)內(nèi)容〞的模式，實(shí)行“以實(shí)際技術(shù)、項(xiàng)目背景來組織實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容〞的創(chuàng)新模式，本著以“實(shí)〞為目標(biāo)、“虛〞為伎倆，建立以“實(shí)〞為主、以“虛〞為輔、“虛實(shí)結(jié)合〞的實(shí)驗(yàn)環(huán)境；以局域網(wǎng)構(gòu)建、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)編程等實(shí)際問題為依托，通過分析用戶需求-提出解決計(jì)劃-實(shí)施解決計(jì)劃-解決計(jì)劃測(cè)試等一系列的調(diào)研、分析、總結(jié)，設(shè)計(jì)真實(shí)情境的實(shí)訓(xùn)工程；針對(duì)設(shè)計(jì)課題采取小組協(xié)作，共同攻關(guān)的方式，即小組同學(xué)之間共同探討、取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同攻克難關(guān)，以鍛煉團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。通過這些虛實(shí)結(jié)合的課程實(shí)訓(xùn)工程的實(shí)戰(zhàn)鍛煉，來提高學(xué)生綜合素質(zhì)和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃如圖2所示。

結(jié)合CDIO理念，構(gòu)建了更加科學(xué)合理的、虛實(shí)結(jié)合的一體化實(shí)訓(xùn)課程體系和工程案例庫。同時(shí)，加大網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成、網(wǎng)絡(luò)平安與管理、網(wǎng)絡(luò)綜合設(shè)計(jì)等工程作業(yè)的份量。從而建設(shè)以技術(shù)、技能訓(xùn)練為主，理論與實(shí)踐相互融合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理體系。實(shí)驗(yàn)課程管理體系如圖3所示。

2.3采用多元化的教學(xué)辦法和合理的評(píng)價(jià)機(jī)制

課程組在傳統(tǒng)教學(xué)辦法根底上，將虛實(shí)結(jié)合的辦法那么是貫通于整個(gè)教學(xué)模式當(dāng)中。推行案例教學(xué)法、工程驅(qū)動(dòng)教學(xué)法、理論實(shí)踐一體化教學(xué)法，采用“講授一演示一練習(xí)一評(píng)價(jià)〞四位一體的教學(xué)模式，也就是：首先教師將網(wǎng)絡(luò)根底知識(shí)、根本原理、技術(shù)要求和操作過程等相關(guān)理論知識(shí)融合到實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)工程中進(jìn)行講解；其次是教師模擬真實(shí)的工作場(chǎng)景和職業(yè)氣氛，演示各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：路由器、交換機(jī)、防火墻的配置和使用；再次學(xué)生根據(jù)教師的講解、演示，親自動(dòng)手操作，在設(shè)備上練習(xí)自己所學(xué)的網(wǎng)絡(luò)配置命令，體會(huì)技能操作的要領(lǐng)和步驟；最后學(xué)生自評(píng)和互評(píng)、教師評(píng)價(jià)，對(duì)學(xué)生配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備情況和系統(tǒng)配置進(jìn)行課堂現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)評(píng)、階段效果測(cè)評(píng)和社會(huì)評(píng)價(jià)。

四個(gè)環(huán)節(jié)互相依托，環(huán)環(huán)相扣，構(gòu)成一個(gè)完整的教學(xué)活動(dòng)過程，將教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)過程、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)辦法和教學(xué)評(píng)價(jià)匯合在一起，并通過有效的評(píng)價(jià)體系，科學(xué)地對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力、綜合運(yùn)用能力、項(xiàng)目實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)和考核。

2.4校企緊密結(jié)合，培養(yǎng)行業(yè)人才

通過進(jìn)一步密切校企合作，建立開放的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和高水平的教師隊(duì)伍。課題組屢次與華為、訊方、河北華恒信、北京金戈大通、北京泰克網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室等通信企業(yè)合作，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)條件、教學(xué)體系及內(nèi)容與專業(yè)技術(shù)開展同步，通過與企業(yè)發(fā)展師資培訓(xùn)、校外實(shí)習(xí)等方式，多名教師在華為進(jìn)行了培訓(xùn)，并以優(yōu)異的成績(jī)獲得了講師資格，這為理論與項(xiàng)目實(shí)踐的緊密結(jié)合提供了有力的保障。

3結(jié)語

課程組針對(duì)“數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)〞課程存在的一些問題，將CDIO的理念引