基于CDIO工程教学模式的网络综合布线实训教学研究与实践

张云鹤，李建军

(安徽电子信息职业技术学院，安徽 蚌埠 233011)

0 引言

2005年，CDIO工程教育模式被引入中国。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)和运行(Operation)。它以产品生命周期为载体，包括研发、运行、维护和废弃处理等几个环节，建立了互相支撑和相互联系的课程体系，培养学生的主动性及在实践中学习的模式。从2005年10月开始，汕头大学工学院率先开展CDIO工程教育改革，明确了专业培养目标、制定了专业培养标准、构建了一体化课程计划、实施了探究式教与学方法、建立保障与持续改进体系［1］。随着这种教育模式的推广，我国的其他高校也在不断地发展和运作这种较为新颖的模式。南京工程学院为弥补数字电子技术传统教学模式的不足，把数字电子技术教学和CDIO教学模式相结合，将理论授课、实验教学与课程设计结合，培养学生工程实践素养等能力，提高了教学质量［2］。天津理工大学将CDIO工程教育思想运用于计算机专业人才培养方案改革、课程体系建设、师资队伍建设、实践教学与资源建设等方面，突出了计算机专业以工程实践能力和创新能力培养为焦点的专业特色［3］。南通大学针对目前高校电工电子实训教学中存在的问题，引入 CDIO教育理念，运用CDIO项目教学法，推进了电工电子实训课程的发展［4］。

CDIO教学模式被广泛运用于计算机、电工电子等多个领域，对人才培养的各个方面及相应的管理机制的重新构建都具有较强的指导作用。由此可见，CDIO工程教育模式对工程实践性的学科具有较强的普示作用，因此，我们尝试将这种模式引入网络综合布线实训教学。通过搜索中国知网CNKI，我们发现鲜有把CDIO引入网络综合布线教学的研究，因此，我们尝试把CDIO教学模式运用于网络综合布线教学，并取得了相应的研究成果。

1 传统网络综合布线教学的现状与问题

目前，综合布线工程课程通常采用多个独立项目式的教学方法。项目教学法是把一个整体的工程细化分成几个独立的小项目，按照项目进行操作实训，或是按照技能大赛的标准进行实训(按照已有的图纸进行施工)，学生被动地跟着老师或图纸走，自主创新空间非常有限，属于“以教师为中心”的教学方式。这种教学模式的重点在“教”，没有从学生本身出发，不利于培养学生的创新性、自主性，而只重视了其基础技能的掌握，缺乏对学生进行工程师所应具有的能力和素质的培养。这种教学方法的主要问题有如下几个方面:

(1)割裂理论知识和技能训练，忽略整体的课程观念。教师在教学过程中往往单纯的传授理论知识，或者片面强调技能训练，在教学活动中缺乏整合专业技能、知识以及个人能力和人际交流能力的培养。

(2)学生能力发展不全面。传统的网络综合布线教学模式往往注重对理论知识的灌输，学生在学习过程中缺乏足够的实践技能训练，以至于学生无法对所学知识形成全面的、完整的认识，无法把学到的理论知识灵活运用于实际操作中。缺乏对综合布线系统的了解，无法在具体的工作环境中设计合理的实施方案。

(3)人才培养目标模糊，实训教学难以落实。理论知识是学习的基础，在实践中运用知识，是对理论知识的验证。学习理论知识，运用知识，其最终目标是培养、提高学习者的综合能力。所有的教学活动，要以提高学习者的能力为目标。然而，传统网络综合布线课程设置的学习目标主要以知识点的掌握为重点，强调基本理论知识的灌输。虽然在教学过程中设定了实训的方案和计划，但是，教师在实训教学过程中，往往流于形式，带领学生在仪器和设备面前走马观花，学生无法把所学的理论知识运用到实践操作中。

2 基于CDIO的网络综合布线教学探索

CDIO将工程职业实践环境作为工程教育环境应用于教学中，教学过程包括:构思—设计—实施—运作。通过模拟真实世界中的系统与产品制作过程，使学生置身于职业实践环境中，通过参与构思、设计、实施、运作四个环节，实现个人技术体验，达到预想的目标，完成复杂的系统工程，适应现代化开发团队和开发环境的需要，因此，基于CDIO的教学探索从如下几个方面展开:

2.1 确立人才培养目标

CDIO工程教学模式倡导的人才培养标准体系了工程化的发展思路，明确了合格工程师需要具备的基本素质和能力。以CDIO为基础的课程改革首先要制定出人才培养方案的目标，确定课程的学习目标和学生能力培养的目标。通过具体目标的设定，教师可以在宏观层面确定人才培养方案目标合理性，也可以从微观层面为学生能力的评估提供更为准确的依据。在CDIO模式下，网络综合布线实训教学的目标包括技术目标和能力培养目标。技术目标培养学生的操作技能，提高学生的操作水平，对学生在课程学习过程中需要掌握的技术提出了明确的要求。技术目标主要包括:学会分析网络工程与综合布线项目，学习操作综合布线系统中各子系统、传输介质等基本知识，具备典型网络工程与综合布线项目方案规划设计、布线器材与工具的选择、组织工程施工、工程测试及验收、鉴定等能力，并最终掌握网络工程与综合布线项目的设计、施工与管理等职业技能。

在网络综合布线教学中，理论教学为学生提供了实践的理论知识，主动式项目驱动学习则是教学中一个重要的环节，也是促成实现学习目标的重要手段。在CDIO工程教学模式的指导下，在实施主动式项目驱动学习的过程中，主要注意具体目标的设定。目标包括理论教学环节，具体的实训任务和学生团队的组合和产品研发及运行的整个实施过程。CDIO工程教育模式中的能力目标培养可以通过项目驱动来实现，学生在项目运作的整个过程中得到锻炼。

2.2 建立理论与实践相结合的教学体系

该模式注重扎实的工程基础理论和专业知识的培养，并贯穿整个人才培养过程中的团队设计和实践环节的训练。CDIO运用于网络综合布线工程教学要注意如下两个问题:①什么是工程类实训学生应该掌握的完整的知识、技能以及意识体系?②如何进行改进才有助于学生更好地掌握这些技能?在此可以运用CDIO提出的一体化课程设计(Integrated Curriculum Design)、设计—实施经验(Design－Implement Experiences)、建立工程工作区(Engineering Workspace)等一系列措施。教学中要借鉴设计—实施经验的基本思想，结合网络综合布线工程的特点，提出课程教学与操作案例设计的原则与方案，从而加强学生创新能力训练，培养既有过硬的专业技能，又有良好综合素质的国际化工程师。

2.3 模拟情景，提高学生的实践能力

CDIO教学模式运用到网络综合布线实训课程，需要在教学过程中不断实践并深入研究。在教学过程中，教师尽可能营造多种职业实践环境，使学生置身于环境中，由学生分别扮演需求方、设计方，施工方、测试方、验收方及网络工程师进行组网配制等角色。由需求方(学生)自主提出使用需求，由施工方进行方案设计、组织工程施工、组网、运行、验收及管理维护。如:A组给出一个场景，由B组进行设计施工，C组进行工程验收。同时B组也提出一个场景由C组进行施工，A组进行工程验收，每组都需完成一个给出场景，一个设计施工，一个工程验收。最终由工程验收方和提出场景方给设计施工方评分，小组内成员互相评分。在施工的同时由指导教师指导操作标准，分析说明各个部件设备的性能、安装方法及优缺点等，通过分析情景过程中的问题指导学生掌握学习的内容。

2.4 教师角色的转变

在CDIO模式下，教师的角色要发生转变，教师以课程设计者的身份出现在学生面前。工程教育观念发生转变，既要重视学科知识的学习也要强调工程能力的提高。教师不可能仅仅向学生传授课本知识，而要在传授课本知识的同时设计工程项目，为学生设计学习环境，拓展学习资源，成为教学的设计者。

教师转变为学生的指导者。在传统“教师为中心”的教学模式中，教师决定一切，学生在教师的安排下完成学业。但是，CDIO模式强调，学生进行主动学习，并强调通过经验学习方法，实现专业目标，提倡学生自己思考和解决问题。顾学雍提出，CDIO理念“要求教师成为创新者，即要求他们的教学风格更加以学生为中心，要求他们传授大纲中所明确规定的个人、人际交往能力以及产品、过程和系统的建造能力。教师需要提高他们的工程知识和能力，以便为学生提供相关的案例并作为当代工程师的榜样”［1］。一体化学习是CDIO模式的一个重要特点，即学生在工程环境中学习基础科学理论知识的同时，还要注意交往能力的养际，产品、系统和过程的建构能力。教师成为教学过程的主导，让学生成为教学过程的主体，发挥学生学习的主动性，引导学生积极参与到开发团队中进行工程项目开发，培养学生的工程能力与团队精神。

3 效果与分析

基于CDIO工程教育模式的主动式项目驱动学习方法，它以CDIO为核心指导思想，以主动式项目驱动学习为主要手段，具有一定的科学性和先进性。依据CDIO工程教育模式建立网络综合布线教学模式，可以明确的指出课程要求的具体培养目标。主动式项目驱动式的网络综合布线教学模式改变了由老师为中心的教学模式，切实体现了“学生为主体，教师为主导”教学理念，有助于调动学生的积极性，提高学生的自主学习能力。学生实施项目的过程中，不断地查找资料，自己安排实施内容和过程，把被动的接受知识变为主动探索性地学习，激发学生学习的内在动力。通过项目的实施，学习锻炼了项目管理能力和交流沟通的能力，为以后的工作奠定了基础。

4 结束语

根据教学中的实践经验，我们发现实施基于CDIO的主动式项目驱动学习的过程中要转变教师的职能和教学理念。基于“CDIO”工程教学模式的主动式项目驱动学习方法特别强调教师的指导作用。随着教学方法的改变，在项目实施过程中，教师的职责也随之变化。教师主要职责转变为评价项目的可行性，根据学生不同的能力差异，合理地为不同的学生设定合适的深度与广度的项目，从而做到因材施教。更加教学内容设计相应的教学内容，让学生在模拟真实任务的情景下完成各项任务。在教学“一体化”的思想下综合培养学生的能力，同时，由于教学任务的增加，教师要更加投入地进行各种教学项目的设计工作。

因此，在网络综合布线课程教学改革中，为提高学生的主观能动性和创造性，我们改变传统的多个独立项目式的教学方法，采用以学生为主体的主动式项目驱动学习，培养学生善于思维、表达、学习和协作的个人与职业能力，培养内在能力与实践能力兼备的网络工程师。

［1］顾佩华，包能胜.CDIO在中国，高等工程教育研究［J］.2012(1):24－40.

［2］杨雪，王玫.CDIO在数字电子技术教学模式改革中的应用［J］.南京工程学院学报:社会科学版，2010(1):65－68.

［3］张桦，温显斌.基于CDIO模式的计算机专业教学改革［J］.计算机教育，2010(11):71－73.

［4］顾学雍.联结理论与实践的CDIO—清华大学创新性工程教育的探索［J］.高等工程教育研究，2009(1):34－38.

［5］顾佩华.重新认识工程教育:国际 CDIO培养模式与方法［M］.北京:高等教育出版社，2009.