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摘要：为解决目前计算机网络实践环节中存在的一些问题，探讨建立基于CDIO理念的计算机网络课程实践体系。通过改革计算机网络实践教学内容及方法，让学生在掌握计算机网络基本理论的同时，增强其网络技能与实践能力，有利于培养大学生的创新意识和工程能力。
关键词：计算机网络 CDIO理念 实践教学
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（a）-0-02
目前，计算机网络技术发展非常迅速，并且网络知识也越来越普及。计算机网络是计算机技术和通信技术的交叉学科，理论性强、知识面宽、应用广泛、实用性强的计算机及相关专业重要的专业基础课程。“知识来源于实践，能力来源于实践，素质更需要在实际中养成；各种实践教学环节对于培养学生的实践能力和创新能力尤其重要；实践对于大学生成长至关重要。[1]”因此针对计算机应用特色显著的计算机网络，其实验实践教学非常重要。计算机网络实验教学与实践环节不仅仅是对理论教学的深化和补充，而且对培养大学生的学习能力、实践能力和创新能力起着非常重要的作用。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工程教育理念是将学生的培养目标分成工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，在注重培养学生扎实的工程基础理论和专业知识的同时，努力将教育过程放到工程领域的具体情境中，经过近似于实际工程场景的实践训练，造就具有国际竞争力的优秀工程师[2]。计算机网络课程在强调理论基础的同时，更加关注学生的实践能力，符合CDIO大纲对学生能力的要求。将CDIO工程教育理念引入到计算机网络课程的实践教学中，通过基于项目的学习，激发学生的积极性，增强学生解决问题的能力、团队工作和沟通的能力。因此，以CDIO理念为基础对计算机网络实验进行教学改革有着重要的意义。
1 设计基于CDIO理念的计算机网络实验体系
当前计算机网络课程中的实验设置基本上与课程内容脱节，主要由于理论课程中主要介绍计算机网络的基本原理及组成；计算机网络的基本概念和相关的概念、名词及术语；讲解计算机网络的发展特点、设计、方法、网络新技术和网络发展趋势等，这样让许多学生反映课程内容抽象、空洞，与实际网络产品及应用结合不太紧密。这主要是由于缺少直观的计算机网络应用相关实例内容的学习。近年来，随着高校办学规模的扩大，在校学生不断增加，高等教育实现了由“精英教育”向大众教育的转变，为适应时代发展大多数高校开始推行了学分制教学改革[3]。本校在推行学分制改革的过程中，大量专业课程的学时被精简压缩，其中计算机网络课程的学时从56学时减少到40学时（其中还包含12学时的计算机网络实验）。在这样的背景下，计算机网络实验很难达到社会对工程技术人才在计算机网络方面的培养要求，我们综合考虑学生各方面的培养要求，并结合CDIO理念，规划提出一个由课堂实验、课程设计、暑期实训、毕业设计等组成的立体性计算机网络课程实践体系如图1所示，使得学生接受“从验证到综合到创新”的层次化教育，增强学生的实践能力[4]。（图1）
计算机网络的课程实验主要是结合课程的教学大纲的要求，并参考实验室的设备情况来进行设置，从系统、实用等方面培养基本技能。课程设计是在课程教学和实验教学任务完成之后为学生开设的，是实践教学中重要的组成部分。计算机网络课程设计采用开发性的方式，不指定课程设计的具体内容，不限定学生的思路和方法，教师按照培养目标给学生提供相关学习资源，引导学生在若干个范围领域进行选题，突破课程教学内容的局限性。学生在课程设计过程中，根据自身兴趣设定课程设计题目，分析问题，教师根据情况进行针对性辅导，培养进阶技能。假期实训是我系结合教育部2010年6月启动的“卓越工程师教育培养计划”这一高等工程教育的重大教学改革开始实施的，通过联合企业建立实训基地，利用学生暑期时间进行集中工程实践训练。假期实训让学生分成小组，深入企业进行网络调查、参与相关项目的设计实施，全程由企业中工程经验丰富的高级工程师指导。每年的毕业设计，我系都会有一些针对计算机网络方法的毕业设计题目供学生选择，其中一些课题是和网络软件公司合作的，需要学生在公司完成毕业设计。暑期实训、毕业设计等的这些相关课题项目提供给了学生一个高级技能培训的平台，让参加过学生的综合能力得到较大的提升。
2 计算机网络课程实践的改革
（1）优化实验内容。教学内容是学生获取知识的重要来源。当今世界处在一个飞速发展的信息时代，尤其计算机网络技术，更是处于“一年一大变，三年一巨变”的变化历程中。各种新的网络技术不断涌现，在这种情况下，与时俱进，优化计算机网络课程实践教学内容就显得尤为重要。例如，像近些年计算机无线网络的发展非常迅速普及，很多同学在日常生活中常常接触，所以设计了“无线局域网（WLAN）的安装与配置”等无线网络方面项目。国际互联网编号分配机构IANA在2011年2月3日宣布，现有互联网IPv4地址已于当天分配完毕。目前推广采纳IPv6对互联网来说是非常重要的事情，这样在网络实验中设计IPv6相关的“Windows XP IPv6的环境配置”等项目。另外在课程设计等环节中也积极引导学生参与利用网络新技术方面的项目，对学生创新能力的培养起到很大作用。（2）改进教学方法。实验项目的开设分必修和选修两类。必修实验项目是指根据实验大纲和指导书的内容，在实验课内必须完成的实验内容。必修实验项目虽然有明确的实验目的、实验内容和规范的实验报告要求，但要改变以往教师讲解为主的形式，形成以学生为主，教师为辅的模式，要求学生自己实践具体过程，充分锻炼学生的思考分析和实践动手能力。选修实验项目是教师布置的课外实验课题，由学生自己选择在实验室开放时间独立或小组完成，实验内容以综合设计型项目为主，提高学生的问题分析能力和创新意思。根据计算机实验内容采取不同的教学方法和实验模式，教师采取精讲与辅导相结合形式，学生采取个人独立操作与分组协作两种不同方式。另外，由于现在学生人数越来越多，而部分计算机网络实验对实验环境要求较高，相关实验设备台套数不够，实验操作也具有一定破坏性。采取在仿真软件实验环境中进行，就能解决相关问题。例如使用模拟软件Netsim完成交换机、路由器的连接合配置实验，其操作过程、结果与真实环境极其相似[5]。（3）提高资源利用。为了充分利用计算机网络实验室的设备资源，制定实验室开放管理的具体实施办法。学生可以根据自己的时间来安排实验进程或找寻空余时间安排实验，实验室的利用率提高。也解决了受到实验设备数量不足、时间限制等客观原因影响，大都只能完成验证性的实验局限。通过对实验室开放，给学生以选择、表现和创新的机会，让学生选择自己感兴趣的实验项目，自己操作相关的仪器设备。通过开放式实验项目可以培养学生的创新意识和科研精神，提高学生的综合能力。学生通过开放式实验查询大量文献资料，因此具备一定的文献查阅能力和交流能力，培养了团结合作自主的团队精神。使实验室真正成为学生学习和实验的基地。（4）创新评价体系。传统的评价方式只重视终结性评价，却忽视了学生在学习过程中的实际收获，这与社会要求的人才标准不符合，也有悖于CDIO的评价标准。因此将引入多项考核学生学习过程的评价内容，包括实验考勤（学习态度）、实验报告书写（文字表达能力）、实验答辩（语言表达能力）、实验的分析与设计（专业知识）、实验的协作与组织（团队能力）、实验的创新设计（创新能力）等多个方面，最终实施素质、技能、知识“三位一体”的全面、可控的考核体系，着重培养学生的综合素质。采用这样的考核方式，可使学生更注重计算机网络理论与技术的综合运用和创新，能更快适应社会的需求。
3 结语
进行实验教学体系、方法等方面改革探索的目的是提高实验教学的质量，为国家培养合格的工程技术人才。通过基于CDIO理念的计算机网络课程实践教学的实施，充分调动学生的学习主动性和积极性增加学生的实践动手能力和工程应用能力，同时也锻炼了教师队伍，促进了学校的教学科研工作发展。
参考文献
[1] 李文鑫，陈学敏 立足实践 着力创新[J] 中国高等教育 2007.（1）：37-39
[2] 顾佩华，沈民奋，李升平 等 从CDIO到EIP-CDIO一一汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J] 高等工程教育研究 2008.（1）：12-20
[3] 姜永东，郭红霞，徐琼 我国高校实行学分制的现状及思考[J] 现代预防医学，2008（1）：89-90
[4] 米洁，高宏 递进式实践教学模式的探索与实践[J] 实验技术与管理， 2012.（2）：138-140
[5] 李娜，傅骞 利用模拟软件改进高校计算机网络实验教学内容的初步实践[J] 现代教育技术，2007（7）：103-105
关键词：计算机网络 CDIO理念 实践教学
中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（a）-0-02
目前，计算机网络技术发展非常迅速，并且网络知识也越来越普及。计算机网络是计算机技术和通信技术的交叉学科，理论性强、知识面宽、应用广泛、实用性强的计算机及相关专业重要的专业基础课程。“知识来源于实践，能力来源于实践，素质更需要在实际中养成；各种实践教学环节对于培养学生的实践能力和创新能力尤其重要；实践对于大学生成长至关重要。[1]”因此针对计算机应用特色显著的计算机网络，其实验实践教学非常重要。计算机网络实验教学与实践环节不仅仅是对理论教学的深化和补充，而且对培养大学生的学习能力、实践能力和创新能力起着非常重要的作用。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工程教育理念是将学生的培养目标分成工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，在注重培养学生扎实的工程基础理论和专业知识的同时，努力将教育过程放到工程领域的具体情境中，经过近似于实际工程场景的实践训练，造就具有国际竞争力的优秀工程师[2]。计算机网络课程在强调理论基础的同时，更加关注学生的实践能力，符合CDIO大纲对学生能力的要求。将CDIO工程教育理念引入到计算机网络课程的实践教学中，通过基于项目的学习，激发学生的积极性，增强学生解决问题的能力、团队工作和沟通的能力。因此，以CDIO理念为基础对计算机网络实验进行教学改革有着重要的意义。
1 设计基于CDIO理念的计算机网络实验体系
当前计算机网络课程中的实验设置基本上与课程内容脱节，主要由于理论课程中主要介绍计算机网络的基本原理及组成；计算机网络的基本概念和相关的概念、名词及术语；讲解计算机网络的发展特点、设计、方法、网络新技术和网络发展趋势等，这样让许多学生反映课程内容抽象、空洞，与实际网络产品及应用结合不太紧密。这主要是由于缺少直观的计算机网络应用相关实例内容的学习。近年来，随着高校办学规模的扩大，在校学生不断增加，高等教育实现了由“精英教育”向大众教育的转变，为适应时代发展大多数高校开始推行了学分制教学改革[3]。本校在推行学分制改革的过程中，大量专业课程的学时被精简压缩，其中计算机网络课程的学时从56学时减少到40学时（其中还包含12学时的计算机网络实验）。在这样的背景下，计算机网络实验很难达到社会对工程技术人才在计算机网络方面的培养要求，我们综合考虑学生各方面的培养要求，并结合CDIO理念，规划提出一个由课堂实验、课程设计、暑期实训、毕业设计等组成的立体性计算机网络课程实践体系如图1所示，使得学生接受“从验证到综合到创新”的层次化教育，增强学生的实践能力[4]。（图1）
计算机网络的课程实验主要是结合课程的教学大纲的要求，并参考实验室的设备情况来进行设置，从系统、实用等方面培养基本技能。课程设计是在课程教学和实验教学任务完成之后为学生开设的，是实践教学中重要的组成部分。计算机网络课程设计采用开发性的方式，不指定课程设计的具体内容，不限定学生的思路和方法，教师按照培养目标给学生提供相关学习资源，引导学生在若干个范围领域进行选题，突破课程教学内容的局限性。学生在课程设计过程中，根据自身兴趣设定课程设计题目，分析问题，教师根据情况进行针对性辅导，培养进阶技能。假期实训是我系结合教育部2010年6月启动的“卓越工程师教育培养计划”这一高等工程教育的重大教学改革开始实施的，通过联合企业建立实训基地，利用学生暑期时间进行集中工程实践训练。假期实训让学生分成小组，深入企业进行网络调查、参与相关项目的设计实施，全程由企业中工程经验丰富的高级工程师指导。每年的毕业设计，我系都会有一些针对计算机网络方法的毕业设计题目供学生选择，其中一些课题是和网络软件公司合作的，需要学生在公司完成毕业设计。暑期实训、毕业设计等的这些相关课题项目提供给了学生一个高级技能培训的平台，让参加过学生的综合能力得到较大的提升。
2 计算机网络课程实践的改革
（1）优化实验内容。教学内容是学生获取知识的重要来源。当今世界处在一个飞速发展的信息时代，尤其计算机网络技术，更是处于“一年一大变，三年一巨变”的变化历程中。各种新的网络技术不断涌现，在这种情况下，与时俱进，优化计算机网络课程实践教学内容就显得尤为重要。例如，像近些年计算机无线网络的发展非常迅速普及，很多同学在日常生活中常常接触，所以设计了“无线局域网（WLAN）的安装与配置”等无线网络方面项目。国际互联网编号分配机构IANA在2011年2月3日宣布，现有互联网IPv4地址已于当天分配完毕。目前推广采纳IPv6对互联网来说是非常重要的事情，这样在网络实验中设计IPv6相关的“Windows XP IPv6的环境配置”等项目。另外在课程设计等环节中也积极引导学生参与利用网络新技术方面的项目，对学生创新能力的培养起到很大作用。（2）改进教学方法。实验项目的开设分必修和选修两类。必修实验项目是指根据实验大纲和指导书的内容，在实验课内必须完成的实验内容。必修实验项目虽然有明确的实验目的、实验内容和规范的实验报告要求，但要改变以往教师讲解为主的形式，形成以学生为主，教师为辅的模式，要求学生自己实践具体过程，充分锻炼学生的思考分析和实践动手能力。选修实验项目是教师布置的课外实验课题，由学生自己选择在实验室开放时间独立或小组完成，实验内容以综合设计型项目为主，提高学生的问题分析能力和创新意思。根据计算机实验内容采取不同的教学方法和实验模式，教师采取精讲与辅导相结合形式，学生采取个人独立操作与分组协作两种不同方式。另外，由于现在学生人数越来越多，而部分计算机网络实验对实验环境要求较高，相关实验设备台套数不够，实验操作也具有一定破坏性。采取在仿真软件实验环境中进行，就能解决相关问题。例如使用模拟软件Netsim完成交换机、路由器的连接合配置实验，其操作过程、结果与真实环境极其相似[5]。（3）提高资源利用。为了充分利用计算机网络实验室的设备资源，制定实验室开放管理的具体实施办法。学生可以根据自己的时间来安排实验进程或找寻空余时间安排实验，实验室的利用率提高。也解决了受到实验设备数量不足、时间限制等客观原因影响，大都只能完成验证性的实验局限。通过对实验室开放，给学生以选择、表现和创新的机会，让学生选择自己感兴趣的实验项目，自己操作相关的仪器设备。通过开放式实验项目可以培养学生的创新意识和科研精神，提高学生的综合能力。学生通过开放式实验查询大量文献资料，因此具备一定的文献查阅能力和交流能力，培养了团结合作自主的团队精神。使实验室真正成为学生学习和实验的基地。（4）创新评价体系。传统的评价方式只重视终结性评价，却忽视了学生在学习过程中的实际收获，这与社会要求的人才标准不符合，也有悖于CDIO的评价标准。因此将引入多项考核学生学习过程的评价内容，包括实验考勤（学习态度）、实验报告书写（文字表达能力）、实验答辩（语言表达能力）、实验的分析与设计（专业知识）、实验的协作与组织（团队能力）、实验的创新设计（创新能力）等多个方面，最终实施素质、技能、知识“三位一体”的全面、可控的考核体系，着重培养学生的综合素质。采用这样的考核方式，可使学生更注重计算机网络理论与技术的综合运用和创新，能更快适应社会的需求。
3 结语
进行实验教学体系、方法等方面改革探索的目的是提高实验教学的质量，为国家培养合格的工程技术人才。通过基于CDIO理念的计算机网络课程实践教学的实施，充分调动学生的学习主动性和积极性增加学生的实践动手能力和工程应用能力，同时也锻炼了教师队伍，促进了学校的教学科研工作发展。
参考文献
[1] 李文鑫，陈学敏 立足实践 着力创新[J] 中国高等教育 2007.（1）：37-39
[2] 顾佩华，沈民奋，李升平 等 从CDIO到EIP-CDIO一一汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J] 高等工程教育研究 2008.（1）：12-20
[3] 姜永东，郭红霞，徐琼 我国高校实行学分制的现状及思考[J] 现代预防医学，2008（1）：89-90
[4] 米洁，高宏 递进式实践教学模式的探索与实践[J] 实验技术与管理， 2012.（2）：138-140
[5] 李娜，傅骞 利用模拟软件改进高校计算机网络实验教学内容的初步实践[J] 现代教育技术，2007（7）：103-105