基于CDIO模式的应用型课程教学改革研究与实践——以《计算机网络》课程为例

西安培华学院  张伟

摘要：在国务院决定要创新职业教育模式，引导一批普通本科高校向应用技术型高校转型的今天，以工程教育模式为基础的教学改革势在必行。 结合三本院校对培养应用技术型人才目标的要求，我们借鉴了CDIO工程教育的思想作为课程改革的课程体系结构设计的依据，以“学中做，做中学”的基本原则开展教学活动，从而提高教学质量，培养学生工程实践能力和综合创新能力。在两个学期中分别对两个班级实施教改并对比未实施教改的普通班后分析，我们得出结论：教改班学生学习主动性、积极性较普通班高，学习状态更加热情饱满，教改班比普通班在综合成绩、教学满意度与学生能力自评方面都有较大的提升。

关键词：CDIO；计算机网络；教学改革

近年来，随着计算机与互联网的普及，社会对网络技术人才需求不断的增加，计算机网络技术教育已成为高校以及社会教育研究的重要组成部分。计算机网络课程是计算机相关专业的一门重要的专业课，该课程的主要任务是使学生了解计算机网络涉及的术语和概念、计算机网络的原理、掌握计算机网络的相关技能、解决学习与工作中常见的计算机网络故障，掌握典型的计算机网络组建方法以及各类服务器搭建的实用技能。

在社会对计算机网络技能要求日益增高的今天，高校如何适应计算机网络技术的发展，做好计算机网络课程的教学工作，培养出适应信息化社会的优秀人才，做到理论联系实际，使学生迅速适应工作岗位，是当前高等院校计算机网络课程改革需要思考和解决的问题。

1 高校计算机网络课程教学的现状

1.1 缺乏互动

很多高校教师讲授这门课程时惯于一味地讲解网络的概念和原理，学生被动地接受枯燥乏味的知识。这种教学方法忽视了学生学习的主动性，压抑了学生的思维，阻碍了学生的个性发展，也不利于培养学生的创新能力。

1.2 知识陈旧

目前，该课程使用的教材内容普遍陈旧，跟不上网络时代技术发展的步伐，学生学不到最新的计算机网络技能。实验室安装的软件也过于陈旧，学生无法接触到最新的软件技术，最终导致该课程的教学水平达不到教学目标和要求。

1.3 实训缺失

大部分院校开设的计算机网络课程只是注重理论知识的讲授，网络组建等要求学生动手操作的实训环节较少，理论课时与实训课时分配不合理，实训环节比重太轻，最终使得学生实际操作水平不高，不能满足社会要求。

2 计算机网络课程体系的设计

结合三本院校对培养综合应用型人才目标的要求，我们借鉴了CDIO（Conceive Design Implement Operate）工程教育的思想作为本课程体系结构设计的依据。

CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。

在计算机网络课程体系结构的设置上，我们把课程内容设置分成两个部分，即基础知识和实践技能。其中实践技能部分又设置了三个方向。学生在掌握了基础知识的前提下，根据三个实践方向以团队协作方式进行系统的实验与学习，从而达到锻炼学生个人能力与团队协作能力的目标。课程体系结构如图1所示，具体的课程体系设置如下：

图1.课程体系结构图

（1）基础知识部分的学习主要是为了开展实践教学奠定理论基础，根据实践技能部分的三个方向，有针对性地进行理论知识的讲授，并且要注重知识的新颖性与实用性，宁可少而精，不要多而杂。

（2）实践技能部分的学习主要是为了培养学生的动手能力，是本课程的核心部分。结合CDIO工程教育的思想，以团队化的方式进行分组实验，又设置了局域网组建、服务器搭建、网络安全三个实践方向，明确了实验的目标，系统化了实验的内容，从而增强了课程的实用性。

（3）以项目驱动的方式进行各项实验，以目前社会上的一些计算机网络技术、网络工程、网络安全等经典工程项目为案例，采取案例式教学，案例式实践的案例式驱动教学法，紧密地理论联系实践，锻炼学生分析问题、解决问题的能力，以培养学生在计算机网络方面的系统、全面的学习能力和实践能力。

3 在教学方面的改革措施

改革措施可从教学理念、教材建设、基础教育和硬件投入几个方面解决，如图2所示。

图2.教学改革措施

3.1 教学理念改革

教学过程中一定要注重培养学生的主观能动性，充分发挥学生独立思考的能力，激活学生创新意识，以培养学生的创造力。在理论授课的同时，应该充分利用多媒体教学等现代化教学手段，把那些复杂的网络原理以动画演示等方式展现给学生。同时要增加实训课时的比重，改革期末考核方式方法，实施过程性考核方案，注重课程的学习过程，注重课堂实验操作的效果。

3.2 课程教材改革

院校可组织教学经验丰富的一线教师结合网络技术的发展，根据学生的实际情况，自主编写计算机网络教材与实验指导书，并及时跟踪网络技术的进步，调整教材中相应的内容，以使学生能学习到最新的计算机网络技术。

3.3 加强基础教育

在学生已具备一定的计算机基础知识的前提下，再进行计算机网络技术的教学。同时，应该根据学生的专业方向和培养目标、知识层次的差异，制定相应的授课计划和大纲，并选择适当的教材作为学习工具。

3.4 加强硬件投入

尽可能地为教师提供多媒体教室与机房、实验室环境用于该课程的授课。院校只有配备了良好的硬件条件才能保证该课程教学工作的顺利完成、达到符合教学目标的要求。

4 教学改革的实施

西安培华学院中兴电信学院在2012-2013学年第二学期对7Z1121班（31人）首次按照CDIO的理念实施教学改革，以“学中做，做中学”的基本原则实施教学活动，打破了原有传统的以面授为主的授课模式，增加了8项实用性较强的实验，采取过程性考核方式。在实验前后还增加了小组讨论环节，提高师生之间的互动能力。增加了课堂模拟授课环节，让学生与大家分享实验成果与心得，从而增加了学生学习的积极性与主观能动性。期末考核取消了传统的笔试，采取大作业形式考核，更能够考察出学生在计算机网络技术方面的综合运用能力。

在2013-2014学年第一学期，又按照上述模式对7B1121班（50人）实施了教改，并对另一平行班7B1011班（49人）按照传统模式进行授课，最后对两个班的学生进行调查、考核、评价，以分析对比不同教学模式对学生应用能力提升的作用与影响。统计结果如表1所示。

表1 教改优势对照表

5 课程改革效果分析

西安培华学院中兴电信学院在2013-2014学年第一学期对7B1121班（50人）的计算机网络课程按上述计划实施教学改革，并对另一平行班7B1011班（49人）按照传统模式进行授课并经过考核、调查、对比与统计后，得出结论：教改班学生学习主动性、积极性较普通班高，学习状态更加热情饱满，教改班比普通班在综合成绩、教学满意度与学生能力自评方面都有较大的提升，统计详情如表2所示。

表2 教改效果分析表

6 结语

计算机网络技术是互联网时代的重要技能之一，CDIO是国际最新且成功的工程教育模式，在计算机网络的教学过程中引入CDIO理念，符合该课程的教学目标。将课程的教学内容分为基础知识和实践技能两部分，通过在理论基础知识的教学过程中采用基于案例驱动的“学中做、做中练、练中会”的教学方法、在课程实验过程中采用项目驱动的教学方法，实现CDIO的人才培养理念。在西安培华学院的实际教学中显示，提出的改革方案取得了良好教学效果，灵活多样的教学方法能够激发学生的学习兴趣和自主性、创造性，提高教学质量，培养学生工程实践能力和综合创新能力。这种教学改革方案也可以在其他工科类课程中进行推广，也值得在其他院校推广。尤其在国务院决定要创新职业教育模式，引导一批普通本科高校向应用技术型高校转型的今天，以工程教育模式为基础的教学改革势在必行。

参考文献：

[1] 李昕昕,王赛兰,李征冀等.基于CDIO模式的计算机网络教学改革[J].中国科教创新导刊,2010,(31):85,87.DOI:10.3969/j.issn.1673-9795.2010.31.068.

[2] 袁学松,方继才,张静等.基于CDIO模式的高职计算机网络专业实用型人才培养与实践[J].电脑知识与技术,2013,(18):4282-4284.