CDIO教育模式下高職信息安全專業教學改革探索*

張 博，南淑萍，朱慶友

（1.亳州職業技術學院信息工程系，安徽亳州236800;2.阜陽師范學院計算機與信息學院，安徽阜陽 236037）

1 CDIO概念

隨著網絡技術的快速發展，信息安全已經得到世界各國的廣泛關注.特別是在今年的全國兩會上，習近平總書記的講話，第一次將網絡信息安全提升到國家戰略上.社會亟需大量信息安全人才，充實到企事業單位，攔截網絡黑客攻擊，部署網絡安全方案.目前很多高職院校都設置了信息安全專業，在制定人才培養方案的時候，只是簡單地將本科院校的課程體系進行壓縮套用，并沒有從高職教育的特點出發，為高職學生量身定做，進行課程設計，因此沒有達到預期的教學效果［1］，不能真正地體現高職教育的特色.

高職院校的培養目標是學生職業能力的培養，但是目前一些院校在教學實踐過程中，仍然存在重理論輕實踐、重知識輕創新等問題，造成畢業生上崗以后，所掌握的職業技能不能滿足工作崗位的需求.隨著以“工學結合”為核心的教育理念的貫徹，各高職院校都在積極將工程項目化模式引入到實際教學環節［2］，可是在具體實施中，由于受傳統教學模式、教師實踐能力、企業參與度等因素制約，致使工程化教學偏離了原本的初衷，未能達到培養學生工程實踐能力的目標.

CDIO（Conceive－Design－Implement－Operate）模式，即構思－設計－實施－運行，是目前國際上成熟的工程培養模式，已經在歐美很多國家得到推廣，大大推進了職業技能人才的培養.CDIO教育模式從2000年起，由美國麻省理工學院等四所大學發起，經過在高校中的實驗教學，取得了較好的效果.它將課程教學模擬成產品的生產過程，進而將教學模塊劃分為子項目，讓學生以主人的角色，參與到各個項目的實現過程中，產品的完成過程實際上就將整個教學過程實現.CDIO人才培養方案將學生所需的能力具體分為邏輯設計能力、職業能力、合作能力和系統實現能力四個層面，通過各個項目的實現過程，考核了解學生的掌握程度［3］.CDIO教育模式的實施，將學生的在校學習過程和企業的崗位工作過程進行融合，從而使學生獲得的預期的崗位能力.

為了滿足信息安全行業對人才的需求，深入探索“工學結合”的教學模式改革，本文將CDIO工程教育模式應用于信息安全專業的教學改革中，重新整合課程體系，通過工程項目在教學過程中的具體實施，提高學生的實踐能力和動手能力［4］，培養信息安全應用、網絡結構優化、網絡安全咨詢等三個方向的人才，并建立完善的信息安全專業課程體系.

2 CDIO教育模式國內外發展現狀

在教育部的指導下，經過各高校的努力，CDIO教育模式在國內很多高校已經有了很好的教學實踐，取得了較好的推廣效果.

1）2007年11月，教育部組織召開了2007 CDIO國際合作組織會議，40多所國內外高校的專家學者對CDIO工程教育的改革和實施進行了深入探討.

2）2008年9月，CDIO教學改革研討會在北京交通大學召開.CDIO教學模式的發起人、美國麻省理工學院教授、美國工程院院士Ed.Crawley教授出席了會議.會議討論并確定了了CDIO工程教育改革實施方案.

3）從2005年起，汕頭大學工學院在顧佩華教授的帶領下，開始將CDIO工程教育模式應用到教學改革中，并取得明顯效果，2006年汕頭大學成為首個中國高校CDIO成員.

4）大連東軟信息學院在繼承CDIO理念的基礎上，創造性地將CDIO中國化和本校化，結合實際和IT行業的人才需求標準，針對學院IT專業的設置情況，構建了具有東軟特色的 TOPCARES－CDIO“八大能力”指標體系.

5）常州高職教育園區6所院校（常州大學、常州信息職業技術學院、常州紡織職業技術學院、常州工程職業技術學院、常州輕工職業技術學院、常州機電職業技術學院）組成協同機制，探索多校共同將CDIO模式運用到常州科教城的高職教育模式中，建立共建、共享平臺，取得了一定的效果.

3 CDIO教育模式應用于高職信息安全專業的教學改革

1）調研行業需求，修訂人才培養方案

課程體系的建設是高職院校教學實施的核心，只有真正地了解到企業對崗位人才的專業需求，才能夠制定出契合工作崗位要求的課程體系.我們通過與相關信息安全企業的專業人士座談、到企業實地調研等方式，進一步深入了解用人單位對信息安全技術人員的素質和能力要求，從而為進一步修訂人才培養方案做好準備.

不同溫度水熱預處理對普通小球藻生物質水解效果明顯。如圖1所示，在30 min水熱處理時間的條件下，與未經水熱預處理的對照組相比，120、150、180℃水熱預處理使得普通小球藻生物質的VSS水解率分別增加了10.8%、36.7%和56.5%，在180℃時，普通小球藻生物質的VSS水解率最大。和對照組相比，120、150、180℃水熱預處理使得普通小球藻生物質的VDS濃度分別增加了90%、311%和413%。這與之前的研究結果一致，在140、160、180℃水熱預處理條件下，普通小球藻生物質固相的COD去除率平均為46.4%［9］。水熱預處理使得有機物從固相到液相的轉移效果明顯。

信息安全專業在課程體系的建設過程中，通過對企業進行實際調研和考察，對主流信息安全技術的發展進行了解，進一步細化信息安全崗位的職業能力要求.從目前社會上信息安全技術崗位群選擇“網絡管理員”、“網絡安全工程師”、“網絡技術咨詢師”等具有代表性的崗位，根據崗位能力需求制定工程化項目教學，形成以職業能力培養為核心的課程體系.

2）建立工程項目化的課程體系，實施CDIO教育模式的課程教學改革

信息安全專業的課程設置包括公共課、專業基礎課、專業核心課、專業選修課、拓展課.在信息安全專業實現工程項目化的教學過程中，進一步優化項目教學過程，將職業能力和產品分析與開發能力的培養整合為統一的人才培養方案，把知識點和實踐教學很好地對接起來，在教學過程中真正體現了CDIO 模式的核心理念［5］.

通過實施工程項目化教學，在課堂中，教師能夠將分散的知識點通過工程化的項目有機整合起來，同時采用循序漸進的組織形式，將工程化的實訓項目教學更加條理化，以達到理論課程教學和實踐教學更為緊密的結合起來，激發了學生的參與積極性，真正提高了學生的理解能力和掌握能力［6］.通過實行工程項目化課程教學，改變了學生傳統的理論學習和實踐學習脫節的現象，使學生獲得了產品分析、生產過程構建、系統開發的初步能力.

3）加強實踐教學，提高學生的工程實踐能力

圍繞實踐能力和創新精神培養的目標，嘗試實施立體化實踐教學體系，使課程實踐教學、分崗位能力培養、綜合項目設計等環節的銜接起來，在不斷完善校內外實踐基地的基礎上，帶領學生分別到中國軟件人才培養工程（CSTP）實習基地、蘇州安博培訓集團、趨勢科技中國教育中心實踐基地等校外實習基地，參加項目實戰訓練.針對每一個項目組建立團隊，按照（功能分析）構思、（總體框架）設計、（編程）實現、（系統）運行4個環節進行工程訓練，幫助學生掌握信息安全的最新技術，培養基于工作崗位的實踐能力.

CDIO教育模式強調實踐基地的建設，實踐基地的建設要改變過去傳統的實踐模式，只是單純的將實驗室變成理論的驗證場所，而是引入企業的項目流程和設備，真正實現企業化的項目實踐教學.同時，CDIO教育理念要求教師在教學模式上不斷與時代接軌，以創新觀念武裝自己，首先讓自身成為一名合格的工程師，這樣才可以在項目教學中真正了解產品生產的全過程，為學生設計符合工作崗位的課程真正提高整體實踐教學質量.通過實踐課程的改革，最終達到理論扎實、理念創新的信息安全專業人才培養目標.

高職院校的教師很多在理論上的基礎比較好，但在實際工作崗位的經驗比較少.為了更好地推進CDIO教育模式的實踐教學，學院要求教師必須加強工程實踐能力的鍛煉，首先自己在教學工作中成為一名優秀的工程師，這樣才能夠成為學生在工程領域學習的榜樣.

為了保證專業師資隊伍的建設工作，學院制定了“四個三分之一”的師資建設項目:三分之一的校內教師走出去，到企業里面進行崗位實踐鍛煉，三分之一的企業導師走進課堂，指導學生的實踐課程，三分之一的學生到校內外實訓基地接受技能培訓，三分之一的學時在企業生產一線進行頂崗實習.

具體的實施思路包括:1）實行青年教師導師制度，實施“傳幫帶”的模式，在經驗豐富的老教師指導下，進一步提升青年教師的實踐能力的教學理念;2）鼓勵青年教師攻讀更高層次的學位，參加進修，提高自身教科研水平;3）與企業單位聯系，安排教師到企業中進行頂崗實習，讓自身真正成為一名合格的工程師;4）邀請行業專家和技術骨干舉行學術講座.

4 教學實踐中需要重點解決的問題

1）創建CDIO教學環境

營造符合信息安全發展方向的CDIO教學環境，在信息安全專業的學生和教師中進行大討論，弄清楚“CDIO是什么、我們為什么需要CDIO教學模式”這兩大問題.通過大討論，進一步明確CDIO教育模式的兩個要素:一是教師學院哪些工程師的職業能力和素質要求;二是CDIO教育如何實施才能夠使學生獲得這些能力.

通過開設相關課程、舉辦系列講座、組織教師和學生進行討論等方式，宣傳CDIO理念，打破原有的傳統教學模式的觀念束縛.通過一系列措施讓每位教師都了解 CDIO教育模式的特點，認識到在整個專業培養體系中的工程項目化教學的重要性，對專業基礎課程和核心課程進行深入剖析，從而確定每門課程在培養學生職業能力中的作用，明確教學過程中的重點和難點;通過對學生宣傳 CDIO教育模式的改革，強調“基于工作崗位的職業能力學習”，讓學生理解和接受CDIO觀念，提高學生的學習主動性［7］.

2）重構課程體系

一體化課程體系是實現將傳統創新能力培養和工作崗位能力培養有機融合為一體的課程體系.根據信息安全企業對人才崗位的需求，組織企業專家和專業教師共同合作，對信息安全所需的工作崗位進行深入分析、遴選，最終確定信息安全應用、網絡結構優化、網絡安全咨詢三類職業崗位群，以工作崗位能力培養為主線，以工作項目教學為載體，確定了信息安全專業一體化課程體系.

3）建立學生個性化評價和考核體系

傳統的學生考核評估體系，是通過單純的理論考試來實施的，而CDIO教育理念更加關注于學生的工作能力和創新能力的培養效果.信息安全專業作為實踐性很強的專業，考核的重點應該放在學生是否真正具備項目開發和實施的能力，所以考核過程中應該注重學生實踐能力的掌握的程度［8］.建立一套完整的信息安全專業考核體系，將學生的校內成績和校外實習實踐成績有機結合起來，將學生的理論知識掌握情況和實訓操作能力結合起來，對學生的整體素質進行考核，成為我們關注的重點.

具體考核的方式可以能力培養的要求不同，采取多種考核形式.專業知識可以使用筆試方法，而CDIO的工程實踐能力可以采用項目檢測報告、學生自評、小組成員互評等形式進行.例如對項目實訓的考核包括設計方案、項目實施、項目效果檢驗等;對于應用能力型實驗的考核可以采用預期目標設計、操作能力測試等.

通過建立完善的評價體系，能夠調動學生的學習興趣.由于學生的實踐項目來自于實際工作崗位，因此對學生能力的評價不僅要來自授課教師，同時也要聽取企業導師的評價.在對學生工程能力的培養效果評價中，企業導師的作用會占到更大的比例.

5 結語

將CDIO工程教育模式應用于高職專業的教學改革中，可以進一步優化課程體系，側重于培養學生的實際工作能力，進一步突出高職教育的特色所在.通過制定符合高職教育發展的理念、凸顯CDIO模式特色的人才培養方案，重構專業課程體系，進而推動高職院校人才培養模式的改革與創新，為培養高素質的技能型人才進行有益的探索.

［1］劉瑩.基于CDIO教學模式的實踐教學改革探討［J］.信息技術與信息化，2011，（1）:14 －16.

［2］郭皎.基于CDIO的計算機專業實驗教學改革［J］.實驗技術與管理，2011，（2）:161 －163.

［3］李輝.高職課程CDIO教學模式的設計與實施［J］.計算機教育，2010，（11）:94 －97.

［4］張樺，溫顯斌.基于CDIO模式的計算機專業教學改革［J］.計算機教育，2010，（11）:75 －77.

［5］王洪濤，何益宏.基于CDIO工程教育模式下《單片機原理及應用》課程教學研究［J］.重慶文理學院學報，2011，30（5）:93－97.

［6］楊志奇，高雪鐵.基于CDIO模式的畢業實習、畢業設計教學改革研究與實踐［J］.科技信息，2010，（33）:213－214.

［7］戎麗霞.基于CDIO理念的數據結構課程教學研究［J］.電腦知識與技術，2011，7（10）:267 －268.

［8］徐劍，王學毅，譚振華，等.基于CDIO的網絡安全類課程教學模式［J］.計算機教育，2012，（15）:65 －68.