周小平 滕振宇

摘 要：綜合布線是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方向的一門專業(yè)必修課程，同時也是專業(yè)核心課程，有非常強(qiáng)的理論性、實踐性和操作性。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，在信息化時代，傳統(tǒng)的教學(xué)方式暴露出一些弊端，本文提出一種基于OBE理念的虛擬仿真平臺的教學(xué)模式，反向設(shè)計虛擬仿真各子項目，正向?qū)嵤┯?xùn)練，并將這種模式應(yīng)用到《綜合布線》課程的教學(xué)實踐中，從而優(yōu)化理論課程與虛擬實訓(xùn)、實踐操作之間的關(guān)系，實現(xiàn)了以教學(xué)成果為導(dǎo)向的虛實有效結(jié)合。教學(xué)實踐證明在《綜合布線》課程教學(xué)中應(yīng)用基于OBE理念的虛擬仿真平臺教學(xué)模式可以充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性及積極性，提高學(xué)生的實踐動手能力。

關(guān)鍵詞：OBE;虛擬仿真;綜合布線;教學(xué)模式

[中圖分類號] ?G ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] ?A

“綜合布線”是一門介紹智能建筑中綜合布線系統(tǒng)的組成、設(shè)計、施工、測試、驗收等過程的課程[1]。本課程具有非常強(qiáng)的實踐性及工程性，教學(xué)過程中不僅要求學(xué)生掌握理論知識，而且更應(yīng)注重實驗實訓(xùn)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，培訓(xùn)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。通過這門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該掌握綜合布線設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，了解綜合布線系統(tǒng)的發(fā)展過程，熟悉綜合布線系統(tǒng)中常用傳輸介質(zhì)及不同傳輸介質(zhì)的區(qū)別，掌握綜合布線系統(tǒng)中各個子系統(tǒng)的設(shè)計方法;熟練掌握綜合布線系統(tǒng)施工前準(zhǔn)備、施工以及系統(tǒng)測試、驗收等過程;能夠針對不同客戶的需求及工地環(huán)境，做出合適的布線方案[2]。

當(dāng)前如何培養(yǎng)“實用型”的高級技能型人才，提高學(xué)生的職業(yè)技能，一直以來是高職院校教師研究的方向。

對于高職院校來說，當(dāng)前《綜合布線》課程教學(xué)過程中存在著一些比較突出的問題，教學(xué)設(shè)備不足，甚至是設(shè)備嚴(yán)重老化;以理論教學(xué)為主，實踐環(huán)節(jié)脫離實際工程環(huán)境;學(xué)生的基礎(chǔ)相對薄弱，自我學(xué)習(xí)能力和控制力不強(qiáng);虛擬仿真設(shè)備的仿真性有待進(jìn)一步提高。因此綜合布線課程教學(xué)模式改革已經(jīng)迫在眉睫。本文針對高職院校綜合布線課程教學(xué)中存在的不足，利用虛擬仿真技術(shù)，在OBE理念的指導(dǎo)下將“項目教學(xué)法”、“基于翻轉(zhuǎn)課堂的微課教學(xué)”、“基于工作過程化教學(xué)”等方法有效結(jié)合，采取與校企共建的方式，將真實項目和課堂實踐教學(xué)融合在一起，構(gòu)建“教學(xué)+實踐+競賽+仿真實訓(xùn)+基于過程化的實踐項目”五位一體的新型教學(xué)模式，培養(yǎng)理論基礎(chǔ)扎實、社會實踐動手能力強(qiáng)的技能型學(xué)生，滿足綜合布線系統(tǒng)市場人才需求，實現(xiàn)畢業(yè)即就業(yè)的目標(biāo)。

一、虛擬仿真概述

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，近幾年來，虛擬仿真技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今社會研究和關(guān)注的一個熱點。

虛擬仿真是利用某些技術(shù)開發(fā)出來的系統(tǒng)模仿另一個真實系統(tǒng)的技術(shù)，本質(zhì)上是一種可創(chuàng)建和體驗虛擬世界（Virtual World）的計算機(jī)系統(tǒng)[3]。虛擬仿真系統(tǒng)借助于虛擬現(xiàn)實、計算機(jī)仿真、多媒體和人機(jī)交互、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及人工智能技術(shù)等多種高新技術(shù)， 通過構(gòu)建高度仿真的實驗操作環(huán)境和實驗對象，使實驗者在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中完成各種預(yù)定的實驗項目[3]。基于web的虛擬仿真系統(tǒng)具有不受時間和空間的限制的特點，同時可以將一些具有危險性的實驗在虛擬環(huán)境下完成，從而彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)模式中的不足，有效提高教學(xué)質(zhì)量。

二、 高職院校《綜合布線》課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

1.教學(xué)仍以傳統(tǒng)教學(xué)模式為主?，F(xiàn)在學(xué)校課堂上出現(xiàn)了大量的低頭族，造成這個現(xiàn)象的原因主要有以下兩點。其一，以教師講授為主的滿堂灌教學(xué)模式還普遍存在，這種傳統(tǒng)教學(xué)模式中，學(xué)生被動接受知識，互動性較少，主要以教師為主體。教師在課堂里注重理論知識的講解和分析，將大量的理論知識灌輸給學(xué)生，學(xué)生在理論知識講解階段提不起興趣，未能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。其二，部分學(xué)生本身不愛學(xué)習(xí)，無論是上什么課，老師如何嚴(yán)格要求，但他都無法集中注意力，他只關(guān)注手中的手機(jī)。

2.實踐教學(xué)條件不足，跟不上現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展?！毒C合布線》這門課程在很多職業(yè)院校沒有得到重視，有的領(lǐng)導(dǎo)甚至認(rèn)識可開可不開，再加上用于綜合布線系統(tǒng)的實訓(xùn)設(shè)備價格比較昂貴，學(xué)校經(jīng)費(fèi)有限，所以一般高職院校的綜合布線系統(tǒng)設(shè)備幾乎沒有，或者是多年未能進(jìn)行更新?lián)Q代。而隨著技術(shù)的不斷快速發(fā)展，綜合布線行業(yè)的發(fā)展日新月異，新技術(shù)、新產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，這就造成學(xué)?，F(xiàn)有的綜合布線實訓(xùn)設(shè)備很難跟上現(xiàn)代技術(shù)的快速發(fā)展，使得實訓(xùn)設(shè)備難以滿足實訓(xùn)的要求。

3.虛擬仿真設(shè)備的某些功能模塊仿真性不強(qiáng)，有待進(jìn)一步提高?！熬C合布線”仿真實訓(xùn)中的設(shè)備雖然盡量按照綜合布線工程的真實環(huán)境仿真設(shè)計開發(fā)，但由于綜合布線系統(tǒng)相對復(fù)雜，涉及到眾多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，比如交換機(jī)、路由器等，而這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，利用3d Max軟件很難做出精細(xì)的路由器和交換機(jī)，無法完全模擬出實際工程中的效果，這就造成了虛擬仿真設(shè)備的仿真性不強(qiáng)，虛擬實驗和真實實驗存在一定的差異。

4.理論教學(xué)與項目實踐未能很好銜接。綜合布線系統(tǒng)課程具有一定的特殊性，需要將理論教學(xué)和實踐教學(xué)相融合，兩者不僅相輔相成，還相互促進(jìn)。但很多高職院校由于實訓(xùn)條件不足或者有限的師資水平等因素，導(dǎo)致未能將理論教學(xué)和實踐教學(xué)有效的結(jié)合起來。部分學(xué)校只開設(shè)理論教學(xué)，沒有實踐環(huán)節(jié)或者只教如何制作網(wǎng)線等簡單的實踐教學(xué)。部分學(xué)校將理論和實踐教學(xué)分開上，比如先上一節(jié)理論課，再進(jìn)行一節(jié)實訓(xùn)課，或者是全部上完理論課，再利用后面兩周的時間來進(jìn)行綜合實訓(xùn)。

5.實踐教學(xué)時間有限?！熬C合布線”課程一般開設(shè)在大二第二個學(xué)期，每周4個課時，共17周，但該門課程涉及的理論和實踐知識眾多，要在68個課時內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，時間是非常緊的。對于學(xué)習(xí)主動性不強(qiáng)，理論基礎(chǔ)薄弱，自學(xué)能力不強(qiáng)，自我控制力弱的高職院校學(xué)生來說，在40分鐘的課堂教學(xué)中接受大量知識點是有困難的。

三、基于OBE理念的“五位一體”虛擬仿真平臺教學(xué)模式

3.1 OBE

OBE是 outcome-based education 的縮寫，可譯為成果導(dǎo)向教育[4]。成果導(dǎo)向教育（OBE）是指教學(xué)設(shè)計和教學(xué)實施的目標(biāo)是學(xué)生通過教育過程最后所取得的學(xué)習(xí)成果[4]。在1981年Spady提出OBE之后，成果導(dǎo)向教育得到了廣泛重視和應(yīng)用。OBE理念已被國際上的三大工程教育認(rèn)證協(xié)議《華盛頓協(xié)議》《悉尼協(xié)議》和《都柏林協(xié)議》全面接受[5]，并納入其工程技術(shù)人才培養(yǎng)體系。

3.2 虛擬仿真平臺

綜合布線系統(tǒng)實訓(xùn)包括的內(nèi)容很多，比如綜合布線系統(tǒng)中常用傳輸介質(zhì)的使用、網(wǎng)絡(luò)配線和端接工程技術(shù)實訓(xùn)、光纖熔接實訓(xùn)及各個子系統(tǒng)的設(shè)計及實施等。而有的實訓(xùn)內(nèi)容所處環(huán)境復(fù)雜，具有一定的危險，將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用在綜合布線系統(tǒng)教學(xué)中，構(gòu)建綜合布線六大子系統(tǒng)虛擬仿真項目，利用仿真系統(tǒng)打破傳統(tǒng)教學(xué)模式中在時間和空間上的限制，充分合理的利用資源，有效提高課程實訓(xùn)的教學(xué)效果。

在虛擬仿真平臺中，需要利用3ds max創(chuàng)建各種模型，而綜合布線系統(tǒng)中涉及到大量的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如交換機(jī)、路由器等）和6大子系統(tǒng)（工作區(qū)子系統(tǒng)、水平子系統(tǒng)、垂直子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)、建筑群子系統(tǒng)、設(shè)備間子系統(tǒng)）的設(shè)計，所以在設(shè)計過程中需要花大量的時間。

3.3基于OBE理念的“五位一體”虛擬仿真平臺教學(xué)模式設(shè)計

本文在OBE理念的指導(dǎo)下，將“項目式教學(xué)法”、“基于翻轉(zhuǎn)課堂的微課教學(xué)法”、“基于工作過程化教學(xué)法”等方法有效結(jié)合，采取“教學(xué)+實踐+競賽+仿真實訓(xùn)+基于過程化的實踐項目”五位一體的新型教學(xué)模式，培養(yǎng)“實踐型”和“創(chuàng)新型”的高技能高水平人才。

近幾年來，全國各職業(yè)院校都積極加入到全國職業(yè)院校技能大賽中，希望通過比賽來檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)的情況，同時擴(kuò)大本校在全國的影響力。在教學(xué)實踐過程中，結(jié)合廣西職業(yè)院校技能大賽高職組《虛擬現(xiàn)實（VR）設(shè)計與制作》賽項和中職組《網(wǎng)絡(luò)布線》賽項的比賽內(nèi)容，將比賽中虛擬現(xiàn)實技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)布線的內(nèi)容融入到教學(xué)計劃和內(nèi)容中去，從而實現(xiàn)“以賽促學(xué)、以賽促教、以賽促改、以賽促建”。

在教學(xué)過程中，很多教師都采用“項目式教學(xué)法”?！绊椖渴浇虒W(xué)法”將現(xiàn)實社會中的真實案例分解成若干個子項目，每個子項目又分解成若干個小任務(wù)，并將真實的工程案例設(shè)計到小任務(wù)中，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入設(shè)計的任務(wù)場景中，在項目講解過程中引入相關(guān)的理論知識，將枯燥乏味的理論知識融入項目中。在實際教學(xué)實施過程中將學(xué)生分成幾組，每組6人，其中一人為小組組長。學(xué)生根據(jù)教師設(shè)計好的學(xué)習(xí)情景進(jìn)行分組學(xué)習(xí)，先觀看錄制好的短小微課，然后分析討論并實施各項任務(wù)。

微課是針對某一個知識點，制作成一段幾分鐘的教學(xué)視頻，具有時間短、內(nèi)容精、教學(xué)目標(biāo)明確而且單一等特點[6]。翻轉(zhuǎn)課堂是學(xué)生根據(jù)老師制定的學(xué)習(xí)任務(wù)單，在課前有目的的自學(xué)觀看老師錄制好的教學(xué)視頻或課件，在課堂時間采用項目化教學(xué)幫助學(xué)生實現(xiàn)知識內(nèi)化，并對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的疑難問題進(jìn)行講解。“基于翻轉(zhuǎn)課堂的微課教學(xué)”模式將微課與翻轉(zhuǎn)課堂相融合，利用信息技術(shù)的優(yōu)勢，將課堂教學(xué)延伸至課外，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，引導(dǎo)學(xué)生利用課外時間開展自主學(xué)生，提高學(xué)習(xí)效率[6]。

在教學(xué)實施過程中，本文將在OBE理念指導(dǎo)下，以成果為導(dǎo)向，采取與校企共建的方式，將真實項目和課堂實踐教學(xué)融合在一起，構(gòu)建“教學(xué)+實踐+競賽+仿真實訓(xùn)+基于過程化的實踐項目”五位一體的新型教學(xué)模式。

3.4 基于OBE理念的“五位一體”虛擬仿真平臺教學(xué)模式實施過程

基于OBE理念的虛擬仿真平臺教學(xué)模式，首先應(yīng)該確立項目的目的賀學(xué)生經(jīng)過學(xué)習(xí)訓(xùn)練后能達(dá)到的能力目標(biāo)，體現(xiàn)出以成果為導(dǎo)向，然后以“確立預(yù)期學(xué)習(xí)成果一實現(xiàn)預(yù)期學(xué)習(xí)成果一評估已取得的學(xué)習(xí)成果”為主線[8]，結(jié)合合作企業(yè)的建議和目前市場需求，反向設(shè)計與訓(xùn)練科目、訓(xùn)練內(nèi)容相匹配的各項目實訓(xùn)活動，對于設(shè)計訓(xùn)練過程和關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行錄制微課，學(xué)生根據(jù)觀看微課再進(jìn)行實操，最后老師根據(jù)學(xué)生的實操進(jìn)行考核。

3.4.1 設(shè)計項目實訓(xùn)內(nèi)容

將工作過程中各個子系統(tǒng)所需要完成的工作跟最終成果相結(jié)合，以“成果”為導(dǎo)向，分析各子項目中學(xué)生應(yīng)具體掌握哪些技能，按照循序漸近、階梯訓(xùn)練的思路，由易到難設(shè)置實訓(xùn)項目，并通過相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)虛擬仿真平臺。

3.4.2 對某些重要知識點制作微課

根據(jù)相關(guān)研究報告表明每個人的高度集中注意力的時間是非常短的，所以針對《綜合布線系統(tǒng)》課程中學(xué)生必須掌握的理論基礎(chǔ)知識和實操過程進(jìn)行錄制精煉短小的微課，一個知識點錄制成一個微課，大概五分鐘左右。這種微課的內(nèi)容針對性強(qiáng)，學(xué)生針對自己難以理解的知識反復(fù)觀看微課。

3.4.3 考核評價模式

傳統(tǒng)的考核模式單一，有的進(jìn)行理論考核，有的進(jìn)行上機(jī)考核，教師再按期末成績=平時成績*30%+期考成績*70%進(jìn)行評分。這種考核不能完全體現(xiàn)出學(xué)生的真正實操水平。為盡量避免單一的考核標(biāo)準(zhǔn)，一方面，利用基于OBE理念的虛擬仿真平臺，學(xué)生可以利用平臺自帶的考核評價系統(tǒng)進(jìn)行自主考核，平臺根據(jù)學(xué)生的操作自動給出評定成績。另一方面，教師可以對學(xué)生進(jìn)行有計劃、有組織的綜合項目的考核評定。在綜合項目考核中，邀請合作企業(yè)的專家一起進(jìn)行評價。

四、結(jié)束語

在《綜合布線》課程教學(xué)模式面臨改革的形勢下，高職院校尤其應(yīng)更新思路，利用先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在OBE理念的指導(dǎo)下，以成果為導(dǎo)向，反向設(shè)計虛擬仿真各子項目，正向?qū)嵤┯?xùn)練，構(gòu)建“教學(xué)+實踐+競賽+仿真實訓(xùn)+基于過程化的實踐項目”五位一體的新型教學(xué)模式，將虛擬仿真技術(shù)融入到《綜合布線》課程中，在教學(xué)模式上不斷實現(xiàn)創(chuàng)新，及時對教學(xué)方法進(jìn)行更新，采用多種教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)，在教學(xué)過程中合理利用新技術(shù)新設(shè)備，爭取培養(yǎng)出更多的新型技能人才。

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【作者簡介】 周小平，（1981—），女，瑤族，廣西桂林人，碩士，副教授，高級工程師，廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院信電系教師，主要從事信息檢索、虛擬現(xiàn)實研究。

滕振宇，廣西河池人，廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，主要從事虛擬仿真、大數(shù)據(jù)研究。

*【基金項目】2020年度廣西高校中青年教師科研基礎(chǔ)能力提升項目“基于web的綜合布線虛擬仿真平臺的研究及應(yīng)用”（2020KY45012）。