“現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信工程設(shè)計”課程建設(shè)模式探索

陸韜 金強(qiáng)山 宋濤 苗瑾超

摘 要：為實(shí)現(xiàn)“網(wǎng)絡(luò)通信工程設(shè)計”課程在本科教學(xué)中的系統(tǒng)建設(shè)，以現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信行業(yè)的實(shí)際規(guī)范化工程設(shè)計內(nèi)容為基礎(chǔ)，遵照現(xiàn)代工程建設(shè)課程教學(xué)的CDIO過程模式，采用“進(jìn)階式循序漸進(jìn)”教學(xué)模式，建立了全面完善的課程理論與實(shí)踐教學(xué)體系。在4輪實(shí)際教學(xué)過程中，70%以上學(xué)生均取得了良好的課程成績，為信息化理工科專業(yè)的實(shí)用化“工程設(shè)計”技能培養(yǎng)，建立了教學(xué)與教材的完整模式。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)通信工程設(shè)計;CDIO工程教育理念;工程招投標(biāo);工程規(guī)范繪圖

DOI：10. 11907/rjdk. 182164

中圖分類號：G434文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-7800（2019）003-0210-04

0 引言

現(xiàn)代信息化普通本科高等教育中，如通信工程、網(wǎng)絡(luò)工程等工科專業(yè)，越來越重視培養(yǎng)“技能型”、“應(yīng)用型”高級工程建設(shè)專業(yè)人才，為此，在相關(guān)專業(yè)中開設(shè)“網(wǎng)絡(luò)通信工程設(shè)計”課程，作為工程設(shè)計技能培養(yǎng)越來越多[1-3]。文獻(xiàn)[1]從“用戶需求分析、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、路由與性能設(shè)計、光纖通信工程、綜合布線、城域接入網(wǎng)設(shè)計”等幾個網(wǎng)絡(luò)工程技術(shù)方面，提出了培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)通信工程設(shè)計人才的途徑;文獻(xiàn)[2]則按照教育部關(guān)于計算機(jī)及相關(guān)專業(yè)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的要求，結(jié)合當(dāng)前計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程的最新技術(shù)發(fā)展而編寫，是《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》的姊妹篇，全面、系統(tǒng)地介紹了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計的基本概念、網(wǎng)絡(luò)工程分析與規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計與實(shí)施、網(wǎng)絡(luò)工程的評價與測試及其在實(shí)際中的最新應(yīng)用;文獻(xiàn)[3]介紹了通信工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系、通信線路工程設(shè)計規(guī)范，并對網(wǎng)絡(luò)媒介、設(shè)備及其互連進(jìn)行了解析，然后對WLAN工程施工和建設(shè)案例進(jìn)行了分析，對通信基站進(jìn)行了建設(shè)與優(yōu)化剖析，對通信網(wǎng)工程施工實(shí)用技術(shù)進(jìn)行了深入講解及技術(shù)指導(dǎo)。從以上教材內(nèi)容及相關(guān)研究文獻(xiàn)與課程建設(shè)情況分析，一個共同不足是，國內(nèi)本科院校開設(shè)的“網(wǎng)絡(luò)通信工程設(shè)計”課程內(nèi)容，對網(wǎng)絡(luò)通信工程設(shè)計知識與技能培養(yǎng)僅停留在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，在知識與技能的深度和廣度上與社會和通信行業(yè)對復(fù)合型、工程技能型人才需求相距甚遠(yuǎn)[4-9]。

本文通過“現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信工程設(shè)計”課程系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)以下4點(diǎn)目標(biāo)：第一，形成一個將網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)知識轉(zhuǎn)化為工程設(shè)計與系統(tǒng)建設(shè)技能培養(yǎng)的“承上啟下”的重要轉(zhuǎn)化過程，學(xué)生在系統(tǒng)學(xué)習(xí)多門網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)課程的基礎(chǔ)上，通過工程設(shè)計技能培養(yǎng)，將實(shí)現(xiàn)知識轉(zhuǎn)化為技能的“學(xué)習(xí)升華”[10，11]。第二，形成培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力[12]，即“在掌握系統(tǒng)調(diào)查通信用戶、規(guī)范化繪圖、專業(yè)化工程量統(tǒng)計與工程概預(yù)算等前后銜接、環(huán)環(huán)相扣的專業(yè)技能基礎(chǔ)上，實(shí)施有針對性的網(wǎng)絡(luò)通信工程專業(yè)化工程設(shè)計”現(xiàn)代工程設(shè)計教學(xué)模式。第三，與現(xiàn)代通信行業(yè)形成通信工程建設(shè)技能培養(yǎng)的“無縫對接”，滿足通信行業(yè)對當(dāng)代專業(yè)性、復(fù)合型技能人才的需求。第四，使學(xué)生首次全面深入認(rèn)識到現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信工程建設(shè)的系統(tǒng)知識。

1 工程建設(shè)概述

1.1 工程建設(shè)與設(shè)計課程

為培養(yǎng)技能型、應(yīng)用型高級工程專業(yè)人才，將當(dāng)代網(wǎng)絡(luò)通信工程的基本理論和基本組網(wǎng)模型，與網(wǎng)絡(luò)通信建設(shè)行業(yè)的專業(yè)工程設(shè)計和一系列實(shí)際工程建設(shè)技能相融合，創(chuàng)設(shè)形成現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信的工程設(shè)計與實(shí)踐課程《網(wǎng)絡(luò)通信工程設(shè)計》。該課程展示了網(wǎng)絡(luò)通信理論與工程專業(yè)實(shí)踐“無縫銜接過渡”的過程，形成了普通高校理論優(yōu)勢與工程建設(shè)實(shí)踐系統(tǒng)技能優(yōu)勢的“強(qiáng)強(qiáng)連貫融合”，成為一門應(yīng)用型工程設(shè)計技能培養(yǎng)特色核心課程。

1.2 工程教育CDIO建設(shè)與人才培養(yǎng)

CDIO工程教育模式是近年來國際國內(nèi)工程教育改革的最新成果[14-16]。當(dāng)代工程教育普遍尊崇CDIO模式的4個過程：構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate）[14]。它以項目（產(chǎn)品）建設(shè)到項目（產(chǎn)品）運(yùn)行的整個生命周期為考量，全面深入地覆蓋了項目建設(shè)（或產(chǎn)品研發(fā)）全過程，讓學(xué)生以主動、深入系統(tǒng)的方式學(xué)習(xí)工程設(shè)計與項目實(shí)施流程，在理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐體驗中，將理論知識“學(xué)以致用”，認(rèn)識和掌握工程設(shè)計與項目建設(shè)各個方面。

同時，CDIO模式下的教育過程，要求逐步培養(yǎng)學(xué)生以下4個層面的工程能力：工程基礎(chǔ)知識;個人能力;人際團(tuán)隊能力;工程系統(tǒng)能力。工程教育的教學(xué)大綱，要求以綜合培養(yǎng)方式，使學(xué)生在上述4個層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。

1.3 網(wǎng)絡(luò)通信工程設(shè)計課程前期成果

在前期6輪教學(xué)過程（2011-2016年度）中，隨著教學(xué)內(nèi)容逐步完善，形成了“前后關(guān)聯(lián)、進(jìn)階式循序漸進(jìn)”的專業(yè)化網(wǎng)絡(luò)通信工程設(shè)計教學(xué)模式，并通過行業(yè)實(shí)踐中開發(fā)的各類案例，采用“作業(yè)化”與“項目引導(dǎo)式”的學(xué)生實(shí)踐模式，完全實(shí)現(xiàn)了高校本科教學(xué)與行業(yè)技術(shù)發(fā)展的無縫接軌，大大深化了高等院校本科教學(xué)與實(shí)際行業(yè)技能培養(yǎng)、技術(shù)指導(dǎo)，充分體現(xiàn)了“網(wǎng)絡(luò)通信現(xiàn)代理論+工程項目技能培養(yǎng)”系統(tǒng)的“通信工程”、“網(wǎng)絡(luò)工程”等工科專業(yè)內(nèi)涵。

2 通信工程建設(shè)過程與內(nèi)容設(shè)置

2.1 網(wǎng)絡(luò)通信工程內(nèi)容組成

按照CDIO模式的工程教學(xué)系統(tǒng)要求，該課程主要以網(wǎng)絡(luò)通信項目建設(shè)6個方面的主要理論與實(shí)際工程設(shè)計技能為核心[16]，即項目規(guī)劃期、工程設(shè)計期、工程招投標(biāo)過程、工程建設(shè)與監(jiān)理過程、項目建成后的試運(yùn)行過程（項目建設(shè)評價報告）和項目實(shí)際運(yùn)營維護(hù)過程（項目運(yùn)維優(yōu)化方案），也是課程建設(shè)逐漸深入和廣泛化形成的CDIO 標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)項目內(nèi)容模式。具體項目發(fā)展過程如圖1所示。

2.2 網(wǎng)絡(luò)通信工程建設(shè)過程

2.2.1 網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)規(guī)劃論證期

開展網(wǎng)絡(luò)通信工程的項目規(guī)劃設(shè)計（方案），對整個項目能否立項、如何建設(shè)提出全面評估和技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計[17]。該過程主要是網(wǎng)絡(luò)通信運(yùn)行商或企事業(yè)單位開展針對網(wǎng)絡(luò)工程項目新建與擴(kuò)建的項目論證。一旦項目立項成功，立即轉(zhuǎn)入下一個環(huán)節(jié)，即工程具體設(shè)計與工程實(shí)施。

2.2.2 網(wǎng)絡(luò)通信工程立項建設(shè)期

網(wǎng)絡(luò)通信項目一旦立項成功，首要工作就是委托工程設(shè)計部門，開展工程項目的勘測設(shè)計工作。設(shè)計項目的5個主要基本設(shè)計技能（現(xiàn)場勘察、設(shè)計繪圖、工程量統(tǒng)計與概預(yù)算、工程設(shè)計說明與文件制作、工程演講會審與工程現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)），是貫穿工程建設(shè)過程的基本技能，也是信息化專業(yè)學(xué)生必須實(shí)際掌握的基本工程技能[17]。然后，根據(jù)工程設(shè)計文件開展工程招投標(biāo)和工程建設(shè)實(shí)施工作[10]。包括：工程建設(shè)招標(biāo)、投標(biāo)過程;工程建設(shè)監(jiān)理確定;工程工程建設(shè)和工程監(jiān)理的具體實(shí)施過程;工程項目驗收與試運(yùn)行。

要注意的是，以上幾個工程建設(shè)環(huán)節(jié)中，工程設(shè)計過程是最關(guān)鍵、最具有技術(shù)含量的環(huán)節(jié)，其它工程建設(shè)項目過程都在工程設(shè)計指導(dǎo)下開展。

2.2.3 網(wǎng)絡(luò)通信項目實(shí)際運(yùn)營期

該期間是立項項目實(shí)際運(yùn)行和“開花結(jié)果”的過程，必須保證項目如期完成和網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)際效果，并將實(shí)際運(yùn)行情況與工程設(shè)計預(yù)定計劃加以比較，完成“網(wǎng)絡(luò)通信工程項目建設(shè)評價報告”。同時，開展項目優(yōu)化運(yùn)營設(shè)計，以保證項目在優(yōu)化環(huán)境中結(jié)出豐碩成果，項目投資盡快得到回報，網(wǎng)絡(luò)通信覆蓋區(qū)域范圍內(nèi)獲得高速通信、多終端模式通信的良好效果。

該階段要完成的是項目建設(shè)實(shí)際效果評價和項目優(yōu)化運(yùn)營評價，采用網(wǎng)絡(luò)通信工程項目建設(shè)評價報告和項目優(yōu)化運(yùn)營報告等方式，綜合評價工程建設(shè)項目的實(shí)際效果。

3 通信工程設(shè)計與集成課程設(shè)置

3.1 課程內(nèi)容設(shè)置與計劃

課程內(nèi)容分為“工程建設(shè)理論教學(xué) + 工程實(shí)際項目設(shè)計教學(xué)”兩部分。設(shè)置學(xué)生從“啟蒙式”教學(xué)開始，首先建立工程建設(shè)與設(shè)計的基本概念、基本理論以及基本過程認(rèn)識和設(shè)計要完成的具體任務(wù)內(nèi)容。然后，具體到網(wǎng)絡(luò)通信工程內(nèi)容上，開展具體工程內(nèi)容規(guī)劃、設(shè)計、監(jiān)理、工程實(shí)施招投標(biāo)設(shè)計、工程運(yùn)行效果檢驗與運(yùn)維優(yōu)化設(shè)計等相關(guān)內(nèi)容的具體設(shè)計[10]。具體如表1所示。

3.2 工程建設(shè)教學(xué)思路設(shè)計

大學(xué)教育有其專業(yè)實(shí)施規(guī)則，對在校普通本科大學(xué)生工程學(xué)習(xí)而言，課程是在“啟蒙式工程教育”背景下開展的，所以建議開展3個層次循序漸進(jìn)的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)與技能實(shí)踐教學(xué)[23]。同時，要開展課程教學(xué)內(nèi)容和模式設(shè)計：“模板設(shè)置、在線課堂、理論到實(shí)踐的層層推進(jìn)、項目引導(dǎo)”。

3.2.1 三個層次層層推進(jìn)思路

第一層次，按照表1第1章內(nèi)容，啟蒙式從無到有講授網(wǎng)絡(luò)通信工程建設(shè)的基本概念、工程建設(shè)過程與原理，是第一個知識臺階，屬于“工程理論教學(xué)”范疇。

第二層次，按照表1第2章內(nèi)容，以工程設(shè)計過程內(nèi)容為核心，開展工程設(shè)計實(shí)施過程原理學(xué)習(xí)與基本訓(xùn)練，是第二個知識技能臺階，也屬于“理論教學(xué)”范疇。

第三層次，按照表1第3-4章內(nèi)容，開展各項工程建設(shè)與工程設(shè)計具體原理學(xué)習(xí)，同時可以穿插第5章內(nèi)容，以“學(xué)生小組—項目引導(dǎo)式”教學(xué)方式，首先開展技能教學(xué)，然后開展“邊學(xué)邊干”模式的技能教學(xué)與實(shí)踐，使學(xué)生在理論與具體項目實(shí)踐雙重引導(dǎo)下，獲得良好的學(xué)習(xí)效果。

3.2.2 課程教學(xué)模式設(shè)計

在前兩個層次的教學(xué)過程中，采用傳統(tǒng)多媒體授課模式，加強(qiáng)課內(nèi)和課后作業(yè)訓(xùn)練，以強(qiáng)調(diào)工程原理與基本技能學(xué)習(xí)的重要性，為后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)打下堅實(shí)的工程技能（勘察、繪圖、工程項目設(shè)計、工程量統(tǒng)計等）基礎(chǔ)。

從第三項開始，采用“學(xué)生小組—實(shí)際項目引導(dǎo)式”的教學(xué)模式，指導(dǎo)學(xué)生邊學(xué)邊干，以加強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。在教學(xué)后期，教師一定要針對學(xué)生設(shè)計作業(yè)情況，特別重視學(xué)生（小組）設(shè)計項目的實(shí)際效果，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計能力。

3.2.3 課程內(nèi)容安排

在實(shí)際教學(xué)過程中，也可根據(jù)課程內(nèi)容的教學(xué)需要，只開展一類工程內(nèi)容（如網(wǎng)絡(luò)通信工程建設(shè)）設(shè)計的實(shí)際教學(xué)，其它工程內(nèi)容設(shè)計可安排到其它相應(yīng)課程中。同時，對當(dāng)期項目建設(shè)形成相應(yīng)教材。

3.3 基于CDIO教學(xué)模式的學(xué)生能力培養(yǎng)

在CDIO工程教育模式中，學(xué)生4個能力的培養(yǎng)逐步體現(xiàn)在4個項目建設(shè)教育環(huán)節(jié)（見表2）[14-16]。

3.3.1 工程基礎(chǔ)知識設(shè)置

在工程建設(shè)中，培養(yǎng)學(xué)生掌握現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信工程的組網(wǎng)工程建設(shè)能力，特別是各類通信業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)所需要的網(wǎng)絡(luò)組成建設(shè)能力。

3.3.2 學(xué)生個人能力

培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)通信工程專業(yè)畢業(yè)生的現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信工程專業(yè)化、規(guī)范化設(shè)計與建設(shè)能力，包括工程建設(shè)具體內(nèi)容、具體過程與規(guī)范化流程、工程實(shí)施規(guī)范化組織與工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、工程項目測試主要內(nèi)容與測試手段以及結(jié)果分析等系統(tǒng)工程建設(shè)內(nèi)容的熟練掌握程度。

3.3.3 人際團(tuán)隊能力

培養(yǎng)和組織學(xué)生團(tuán)隊，按照規(guī)范化的工程建設(shè)或設(shè)計要求，組織協(xié)調(diào)專業(yè)化建設(shè)團(tuán)隊開展工程設(shè)計和建設(shè)、工程設(shè)計過程管理與結(jié)果評判及優(yōu)化、工程建設(shè)實(shí)施過程設(shè)計與管理，以打造專業(yè)化過程建設(shè)團(tuán)隊，確保大型工程設(shè)計與工程建設(shè)的順利開展。

3.3.4 工程系統(tǒng)能力

培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)化、規(guī)范化地完成一個復(fù)雜、多環(huán)節(jié)的過程設(shè)計與建設(shè)項目的能力，能對工程建設(shè)中每個環(huán)節(jié)開展規(guī)范化流程和工藝操作，得到標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的測試結(jié)果，取得滿意的工程建設(shè)效果并加以優(yōu)化。同時，在整個工程建設(shè)過程中，能及時協(xié)調(diào)、優(yōu)化不同子項目之間的工序結(jié)構(gòu)，及時處理與優(yōu)化各類工程技術(shù)問題和難題，以保證工程項目的優(yōu)時、優(yōu)質(zhì)、優(yōu)價效果。

4 結(jié)語

大學(xué)（本科、?？苹蚋呗殻╇A段工程設(shè)計與建設(shè)課程教育要遵循CDIO工程教育基本原則，在規(guī)范化、專業(yè)化工程設(shè)計基本模式引導(dǎo)下，開展工程建設(shè)各過程的系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計教學(xué)。既要注重從無到有，規(guī)范工程“標(biāo)準(zhǔn)模式”的工程建設(shè)啟蒙式教育過程，又要注重按照工程設(shè)計原則開展實(shí)踐技能培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 易建勛. 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計（第3版）[M]. 北京：人民郵電出版社，2016.

[2] 劉昭斌. 網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計實(shí)用教程[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2010.

[3] 羅文興. 通信工程設(shè)計與施工[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2018.

[4] 張運(yùn)磊. 淺談網(wǎng)絡(luò)工程系統(tǒng)中的設(shè)計思路[J]. 城市建設(shè)理論研究（電子版），2015（9）：12-13.

[5] 王斌. 淺析網(wǎng)絡(luò)工程的規(guī)劃及組建[J]. 建材與裝飾，2016（8）：15-16.

[6] 賈澤民. 網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計在實(shí)際應(yīng)用中的研究[J]. 商情，2018（9）： 4-5.

[7] 任祎. 校園網(wǎng)絡(luò)工程系統(tǒng)分析[J]. 電子測試，2014（2）：18.

[8] 王明芬. 智慧網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計與綜合布線課程分析[J]. 無線互聯(lián)科技，2018（7）：24-25.

[9] 王俊捷. 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程規(guī)劃和施工設(shè)計分析[J]. 計算機(jī)與軟件，2017（10）：34-35.

[10] 陸韜. 計算機(jī)通信接入網(wǎng)工程設(shè)計與集成[M]. 武漢：武漢大學(xué)出版社，2013.

[11] 郭宇珍. 園林施工圖設(shè)計[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2018.

[12] 蔣崇禮. 培養(yǎng)計算機(jī)類專業(yè)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2018.

[13] 陸韜. 現(xiàn)代通信技術(shù)與系統(tǒng)（第2版）[M]. 武漢：武漢大學(xué)出版社，2012.

[14] WANG L H，WU X Q，LI L. Research on engineering education mode based on CDIO concept：take food machinery major as an example[J]. Advance Journal of Food Science and Technology，2016（10）：22.

[15] 李德雄，祁慧娟，劉麗娜. Application of？CDIO？model？for “microcomputer principle” at technology university[J]. International Journal of Education and Management Engineering（IJEME），2012（9）：34.

[16] 吳達(dá)勤，楊慧.? Structure model of CDIO ability evaluation expert system based on fuzzy petri net [J]. Applied Mechanics and Materials，2013（529）：12-13.

[17] YD/T 5139-2005（2006/02-現(xiàn)行-中外標(biāo)準(zhǔn)）. 有線接入網(wǎng)設(shè)備安裝工程設(shè)計規(guī)范[S].

[18] YD/T 5197-2005（2006/07-現(xiàn)行-中外標(biāo)準(zhǔn)）. 3.5GHz固定無線接入工程設(shè)計規(guī)范[S].

[19] GB-50373-2006（2006/12-現(xiàn)行-中外標(biāo)準(zhǔn)）. 通信管道與通道工程設(shè)計規(guī)范[S].

[20] 楊選輝. 網(wǎng)頁設(shè)計與制作教程（第3版）[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2016.

[21] 孫光明. 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互聯(lián)與配置教程[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2015.

[22] 蘭少華. TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與協(xié)議（第2版）[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2017.

[23] 楊德廣，謝安邦. 高等教育學(xué)[M]. 北京：高等教育出版社，2017.

（責(zé)任編輯：何 麗）