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[摘要] 将CDIO教育理念系统融入到实际教学过程中，是实施CDIO教育模式的关键。本文结合《计算机病毒分析与防治》课程的特点，探讨根据构思－设计－实现－运行CDIO四要素进行课程设计和实施。
[关键词] CDIO工程教育 引导 构思 执行
1.引言
《计算机病毒分析与防治》是计算机信息安全专业的核心课程，但是由于课程开设相对较晚，缺乏系统的教学体系，大多是集中于理论教学，缺乏生动性和可操作性。该课程体系的设置已经无法满足当今社会对于这方面人才的需求，这必将引发对于课程内容改革的思考和改革。本文以CDIO工程教育模式为基础结合实际教学经验，深入探讨《计算机病毒分析与防治》课程教学设计。
2. CDIO简介
CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。从2000年起，麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究获得Knut and Alice Wallenberg基金会近2000万美元巨额资助，经过四年的探索研究，创立了 CDIO 工程教育理念，并成立了以 CDIO命名的国际合作组织。
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。
3. 基于CDIO的课程教学改革
3.1 课程设计思路
《计算机病毒分析与防治》课程内容具有典型的工程特性，能够很好的与CDIO教育模式进行结合。
构思－设计－实现－运行作为CDIO理念的四要素，是工程实施过程，也是工程应用专业学生的能力核心。以CDIO的四要素为设计思路，构建一系列详细而合理的教学目标和教学内容，能够更好的实施CDIO的教学理念。课程设计思路要点包括：
1） 通过构思来思考学生应该具备怎样的能力，将来能胜任什么样的岗位。课程的设计与培养目标的确定需要教育界和产业界的紧密结合，否则制定的教学大纲就会脱离产业的实际需求，无法保障学生获得应有的知识、技能和能力。
2）思考设计怎样的实践项目训练来达到能力要求。
3）执行是软硬件的结合，是实现实践项目以及实现过程的管理，是教学过程的真实体现。
4）通过运作将各个环节进行有机结合，是对学习成果的反复应用，提高应对问题的能力。
3.2 课程设计的具体内容
课程设计的具体内容包括专业知识和专业技能，以及培养学生人际沟通能力、产品设计过程和系统构建能力。这些能力会在学生将来在社会和企业背景环境下的团队工作中发挥重要作用。
（1）岗位需求分析和能力标准制定
通过广泛的行业调研，以及同行业专家开展深入探讨，制定出“计算机病毒与防治”在信息安全行业中的相关岗位需求和能力需求。
表（1）岗位需求和能力要求表
岗位需求 岗位能力要求 职业素养
应急工程师 具有病毒采样能力 正直有责任感
沟通能力
团队意识
创造性思维
批判性思维
执着于变通
自学能力
细致严谨
观察能力
病毒综合分析能力
病毒快速清除能力
病毒分析员 病毒代码反编译能力
病毒代码分析能力
产品测试员 协助创建和维护测试用例
编写测试计划
病毒分析能力
销售工程师 建立防病毒体系
产品综合运用
客户培训能力
（2）对学生进行引导性构思
构思阶段是引导学生进行思考并提出问题的阶段，这是概念阶段。针对工程实践中发生的疑问，提高学生的学习兴趣和动力，让学生掌握专业知识的基本原理，并确定解决问题的方向。
例如让学生观察一些典型病毒的发作情况，然后让学生思考以下一系列的问题：
计算机病毒发作后有哪些症状；表现出怎样的破坏性；根据表现形式计算机病毒可以分为哪些类型；计算机病毒的特点；病毒的本质是什么；怎样更深入的认识病毒？
通过引导性的构思训练，训练学生的观察能力，逻辑思考能力和表述能力。在学生掌握了病毒的基本理论的同时，引出后续的课程项目。
（3）设计分析过程
图1计算机病毒分析训练
设计分析阶段是技术阶段，是软件和硬件的结合，是以设计与规划为核心。通过设计分析过程确定图1所示课程的课程内容。
在完成设计分析训练之后，学生能够更深入的掌握计算机病毒的分析原理。同时培养了学生对知识的综合运用能力，并且掌握工程设计的一般方法。
（4）项目执行
执行是工程中的制造和实施阶段。以制造和实施为核心来组织一体化的课程实践。以某一种病毒样本为例来实施病毒分析，主要内容包括图2所示的内容。
图2 项目执行的主要过程
病毒分析项目的执行过程是课程的核心内容，也是岗位能力要求的关键内容。通过项目的实施，锻炼了学生的观察能力，团队工作能力，交流能力等。
（5）项目运作
项目运作是工程领域中产品服务阶段。学生必须掌握产品应用的各个环节，并且有提供相应的市场服务能力。项目运作可以通过让学生演绎一场客户培训的方式来进行，通过师生以及学生之间的互动，来提高学生的综合运作
的能力。
4. 结束语
CDIO教育理念为工程教育改革提供了一个很好的框架，但同时需要根据不同的文化、产业特点、学校特色、课程内容等实际情况进行不断的探索。实践证明以CDIO教育理念来进行具体的教学内容设计，能够使得设计思路更加
清晰和条理化，在教学内容的组织上也能够更加贴近工程实际。
“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”
[关键词] CDIO工程教育 引导 构思 执行
1.引言
《计算机病毒分析与防治》是计算机信息安全专业的核心课程，但是由于课程开设相对较晚，缺乏系统的教学体系，大多是集中于理论教学，缺乏生动性和可操作性。该课程体系的设置已经无法满足当今社会对于这方面人才的需求，这必将引发对于课程内容改革的思考和改革。本文以CDIO工程教育模式为基础结合实际教学经验，深入探讨《计算机病毒分析与防治》课程教学设计。
2. CDIO简介
CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。从2000年起，麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究获得Knut and Alice Wallenberg基金会近2000万美元巨额资助，经过四年的探索研究，创立了 CDIO 工程教育理念，并成立了以 CDIO命名的国际合作组织。
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。
3. 基于CDIO的课程教学改革
3.1 课程设计思路
《计算机病毒分析与防治》课程内容具有典型的工程特性，能够很好的与CDIO教育模式进行结合。
构思－设计－实现－运行作为CDIO理念的四要素，是工程实施过程，也是工程应用专业学生的能力核心。以CDIO的四要素为设计思路，构建一系列详细而合理的教学目标和教学内容，能够更好的实施CDIO的教学理念。课程设计思路要点包括：
1） 通过构思来思考学生应该具备怎样的能力，将来能胜任什么样的岗位。课程的设计与培养目标的确定需要教育界和产业界的紧密结合，否则制定的教学大纲就会脱离产业的实际需求，无法保障学生获得应有的知识、技能和能力。
2）思考设计怎样的实践项目训练来达到能力要求。
3）执行是软硬件的结合，是实现实践项目以及实现过程的管理，是教学过程的真实体现。
4）通过运作将各个环节进行有机结合，是对学习成果的反复应用，提高应对问题的能力。
3.2 课程设计的具体内容
课程设计的具体内容包括专业知识和专业技能，以及培养学生人际沟通能力、产品设计过程和系统构建能力。这些能力会在学生将来在社会和企业背景环境下的团队工作中发挥重要作用。
（1）岗位需求分析和能力标准制定
通过广泛的行业调研，以及同行业专家开展深入探讨，制定出“计算机病毒与防治”在信息安全行业中的相关岗位需求和能力需求。
表（1）岗位需求和能力要求表
岗位需求 岗位能力要求 职业素养
应急工程师 具有病毒采样能力 正直有责任感
沟通能力
团队意识
创造性思维
批判性思维
执着于变通
自学能力
细致严谨
观察能力
病毒综合分析能力
病毒快速清除能力
病毒分析员 病毒代码反编译能力
病毒代码分析能力
产品测试员 协助创建和维护测试用例
编写测试计划
病毒分析能力
销售工程师 建立防病毒体系
产品综合运用
客户培训能力
（2）对学生进行引导性构思
构思阶段是引导学生进行思考并提出问题的阶段，这是概念阶段。针对工程实践中发生的疑问，提高学生的学习兴趣和动力，让学生掌握专业知识的基本原理，并确定解决问题的方向。
例如让学生观察一些典型病毒的发作情况，然后让学生思考以下一系列的问题：
计算机病毒发作后有哪些症状；表现出怎样的破坏性；根据表现形式计算机病毒可以分为哪些类型；计算机病毒的特点；病毒的本质是什么；怎样更深入的认识病毒？
通过引导性的构思训练，训练学生的观察能力，逻辑思考能力和表述能力。在学生掌握了病毒的基本理论的同时，引出后续的课程项目。
（3）设计分析过程
图1计算机病毒分析训练
设计分析阶段是技术阶段，是软件和硬件的结合，是以设计与规划为核心。通过设计分析过程确定图1所示课程的课程内容。
在完成设计分析训练之后，学生能够更深入的掌握计算机病毒的分析原理。同时培养了学生对知识的综合运用能力，并且掌握工程设计的一般方法。
（4）项目执行
执行是工程中的制造和实施阶段。以制造和实施为核心来组织一体化的课程实践。以某一种病毒样本为例来实施病毒分析，主要内容包括图2所示的内容。
图2 项目执行的主要过程
病毒分析项目的执行过程是课程的核心内容，也是岗位能力要求的关键内容。通过项目的实施，锻炼了学生的观察能力，团队工作能力，交流能力等。
（5）项目运作
项目运作是工程领域中产品服务阶段。学生必须掌握产品应用的各个环节，并且有提供相应的市场服务能力。项目运作可以通过让学生演绎一场客户培训的方式来进行，通过师生以及学生之间的互动，来提高学生的综合运作
的能力。
4. 结束语
CDIO教育理念为工程教育改革提供了一个很好的框架，但同时需要根据不同的文化、产业特点、学校特色、课程内容等实际情况进行不断的探索。实践证明以CDIO教育理念来进行具体的教学内容设计，能够使得设计思路更加
清晰和条理化，在教学内容的组织上也能够更加贴近工程实际。
“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”