基于OBE的虚拟仿真《综合布线》课程教学模式研究*

周小平 滕振宇

摘 要：综合布线是计算机网络技术方向的一门专业必修课程，同时也是专业核心课程，有非常强的理论性、实践性和操作性。随着互联网的普及，在信息化时代，传统的教学方式暴露出一些弊端，本文提出一种基于OBE理念的虚拟仿真平台的教学模式，反向设计虚拟仿真各子项目，正向实施训练，并将这种模式应用到《综合布线》课程的教学实践中，从而优化理论课程与虚拟实训、实践操作之间的关系，实现了以教学成果为导向的虚实有效结合。教学实践证明在《综合布线》课程教学中应用基于OBE理念的虚拟仿真平台教学模式可以充分调动学生的学习主动性及积极性，提高学生的实践动手能力。

关键词：OBE;虚拟仿真;综合布线;教学模式

[中图分类号]  G         [文献标识码]  A

“综合布线”是一门介绍智能建筑中综合布线系统的组成、设计、施工、测试、验收等过程的课程[1]。本课程具有非常强的实践性及工程性，教学过程中不仅要求学生掌握理论知识，而且更应注重实验实训环节，培养学生理论联系实际的能力，培训学生分析问题、解决问题的能力。通过这门课程的学习，学生应该掌握综合布线设计标准及规范，了解综合布线系统的发展过程，熟悉综合布线系统中常用传输介质及不同传输介质的区别，掌握综合布线系统中各个子系统的设计方法;熟练掌握综合布线系统施工前准备、施工以及系统测试、验收等过程;能够针对不同客户的需求及工地环境，做出合适的布线方案[2]。

当前如何培养“实用型”的高级技能型人才，提高学生的职业技能，一直以来是高职院校教师研究的方向。

对于高职院校来说，当前《综合布线》课程教学过程中存在着一些比较突出的问题，教学设备不足，甚至是设备严重老化;以理论教学为主，实践环节脱离实际工程环境;学生的基础相对薄弱，自我学习能力和控制力不强;虚拟仿真设备的仿真性有待进一步提高。因此综合布线课程教学模式改革已经迫在眉睫。本文针对高职院校综合布线课程教学中存在的不足，利用虚拟仿真技术，在OBE理念的指导下将“项目教学法”、“基于翻转课堂的微课教学”、“基于工作过程化教学”等方法有效结合，采取与校企共建的方式，将真实项目和课堂实践教学融合在一起，构建“教学+实践+竞赛+仿真实训+基于过程化的实践项目”五位一体的新型教学模式，培养理论基础扎实、社会实践动手能力强的技能型学生，满足综合布线系统市场人才需求，实现毕业即就业的目标。

一、虚拟仿真概述

随着信息技术的快速发展，近几年来，虚拟仿真技术已经成为当今社会研究和关注的一个热点。

虚拟仿真是利用某些技术开发出来的系统模仿另一个真实系统的技术，本质上是一种可创建和体验虚拟世界（Virtual World）的计算机系统[3]。虚拟仿真系统借助于虚拟现实、计算机仿真、多媒体和人机交互、网络技术及人工智能技术等多种高新技术， 通过构建高度仿真的实验操作环境和实验对象，使实验者在虚拟现实环境中完成各种预定的实验项目[3]。基于web的虚拟仿真系统具有不受时间和空间的限制的特点，同时可以将一些具有危险性的实验在虚拟环境下完成，从而弥补传统教学模式中的不足，有效提高教学质量。

二、 高职院校《综合布线》课程教学现状及存在的问题

1.教学仍以传统教学模式为主。现在学校课堂上出现了大量的低头族，造成这个现象的原因主要有以下两点。其一，以教师讲授为主的满堂灌教学模式还普遍存在，这种传统教学模式中，学生被动接受知识，互动性较少，主要以教师为主体。教师在课堂里注重理论知识的讲解和分析，将大量的理论知识灌输给学生，学生在理论知识讲解阶段提不起兴趣，未能充分调动学生的学习积极性。其二，部分学生本身不爱学习，无论是上什么课，老师如何严格要求，但他都无法集中注意力，他只关注手中的手机。

2.实践教学条件不足，跟不上现代技术的发展。《综合布线》这门课程在很多职业院校没有得到重视，有的领导甚至认识可开可不开，再加上用于综合布线系统的实训设备价格比较昂贵，学校经费有限，所以一般高职院校的综合布线系统设备几乎没有，或者是多年未能进行更新换代。而随着技术的不断快速发展，综合布线行业的发展日新月异，新技术、新产品不断出现，这就造成学校现有的综合布线实训设备很难跟上现代技术的快速发展，使得实训设备难以满足实训的要求。

3.虚拟仿真设备的某些功能模块仿真性不强，有待进一步提高。“综合布线”仿真实训中的设备虽然尽量按照综合布线工程的真实环境仿真设计开发，但由于综合布线系统相对复杂，涉及到众多的网络设备，比如交换机、路由器等，而这些网络设备的内部结构复杂，利用3d Max软件很难做出精细的路由器和交换机，无法完全模拟出实际工程中的效果，这就造成了虚拟仿真设备的仿真性不强，虚拟实验和真实实验存在一定的差异。

4.理论教学与项目实践未能很好衔接。综合布线系统课程具有一定的特殊性，需要将理论教学和实践教学相融合，两者不仅相辅相成，还相互促进。但很多高职院校由于实训条件不足或者有限的师资水平等因素，导致未能将理论教学和实践教学有效的结合起来。部分学校只开设理论教学，没有实践环节或者只教如何制作网线等简单的实践教学。部分学校将理论和实践教学分开上，比如先上一节理论课，再进行一节实训课，或者是全部上完理论课，再利用后面两周的时间来进行综合实训。

5.实践教学时间有限。“综合布线”课程一般开设在大二第二个学期，每周4个课时，共17周，但该门课程涉及的理论和实践知识众多，要在68个课时内完成教学任务，时间是非常紧的。對于学习主动性不强，理论基础薄弱，自学能力不强，自我控制力弱的高职院校学生来说，在40分钟的课堂教学中接受大量知识点是有困难的。

三、基于OBE理念的“五位一体”虚拟仿真平台教学模式

3.1 OBE

OBE是 outcome-based education 的缩写，可译为成果导向教育[4]。成果导向教育（OBE）是指教学设计和教学实施的目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果[4]。在1981年Spady提出OBE之后，成果导向教育得到了广泛重视和应用。OBE理念已被国际上的三大工程教育认证协议《华盛顿协议》《悉尼协议》和《都柏林协议》全面接受[5]，并纳入其工程技术人才培养体系。

3.2 虚拟仿真平台

综合布线系统实训包括的内容很多，比如综合布线系统中常用传输介质的使用、网络配线和端接工程技术实训、光纤熔接实训及各个子系统的设计及实施等。而有的实训内容所处环境复杂，具有一定的危险，将虚拟仿真技术应用在综合布线系统教学中，构建综合布线六大子系统虚拟仿真项目，利用仿真系统打破传统教学模式中在时间和空间上的限制，充分合理的利用资源，有效提高课程实训的教学效果。

在虚拟仿真平台中，需要利用3ds max创建各种模型，而综合布线系统中涉及到大量的网络设备（如交换机、路由器等）和6大子系统（工作区子系统、水平子系统、垂直子系统、管理子系统、建筑群子系统、设备间子系统）的设计，所以在设计过程中需要花大量的时间。

3.3基于OBE理念的“五位一体”虚拟仿真平台教学模式设计

本文在OBE理念的指导下，将“项目式教学法”、“基于翻转课堂的微课教学法”、“基于工作过程化教学法”等方法有效结合，采取“教学+实践+竞赛+仿真实训+基于过程化的实践项目”五位一体的新型教学模式，培养“实践型”和“创新型”的高技能高水平人才。

近几年来，全国各职业院校都积极加入到全国职业院校技能大赛中，希望通过比赛来检验学生的学习的情况，同时扩大本校在全国的影响力。在教学实践过程中，结合广西职业院校技能大赛高职组《虚拟现实（VR）设计与制作》赛项和中职组《网络布线》赛项的比赛内容，将比赛中虚拟现实技术和网络布线的内容融入到教学计划和内容中去，从而实现“以赛促学、以赛促教、以赛促改、以赛促建”。

在教学过程中，很多教师都采用“项目式教学法”。“项目式教学法”将现实社会中的真实案例分解成若干个子项目，每个子项目又分解成若干个小任务，并将真实的工程案例设计到小任务中，引导学生进入设计的任务场景中，在项目讲解过程中引入相关的理论知识，将枯燥乏味的理论知识融入项目中。在实际教学实施过程中将学生分成几组，每组6人，其中一人为小组组长。学生根据教师设计好的学习情景进行分组学习，先观看录制好的短小微课，然后分析讨论并实施各项任务。

微课是针对某一个知识点，制作成一段几分钟的教学视频，具有时间短、内容精、教学目标明确而且单一等特点[6]。翻转课堂是学生根据老师制定的学习任务单，在课前有目的的自学观看老师录制好的教学视频或课件，在课堂时间采用项目化教学帮助学生实现知识内化，并对学生在学习过程中遇到的疑难问题进行讲解。“基于翻转课堂的微课教学”模式将微课与翻转课堂相融合，利用信息技术的优势，将课堂教学延伸至课外，充分发挥学生的主观能动性，引导学生利用课外时间开展自主学生，提高学习效率[6]。

在教学实施过程中，本文将在OBE理念指导下，以成果为导向，采取与校企共建的方式，将真实项目和课堂实践教学融合在一起，构建“教学+实践+竞赛+仿真实训+基于过程化的实践项目”五位一体的新型教学模式。

3.4 基于OBE理念的“五位一体”虚拟仿真平台教学模式实施过程

基于OBE理念的虚拟仿真平台教学模式，首先应该确立项目的目的贺学生经过学习训练后能达到的能力目标，体现出以成果为导向，然后以“确立预期学习成果一实现预期学习成果一评估已取得的学习成果”为主线[8]，结合合作企业的建议和目前市场需求，反向设计与训练科目、训练内容相匹配的各项目实训活动，对于设计训练过程和关键环节进行录制微课，学生根据观看微课再进行实操，最后老师根据学生的实操进行考核。

3.4.1 设计项目实训内容

将工作过程中各个子系统所需要完成的工作跟最终成果相结合，以“成果”为导向，分析各子项目中学生应具体掌握哪些技能，按照循序渐近、阶梯训练的思路，由易到难设置实训项目，并通过相关技术实现虚拟仿真平台。

3.4.2 对某些重要知识点制作微课

根据相关研究报告表明每个人的高度集中注意力的时间是非常短的，所以针对《综合布线系统》课程中学生必须掌握的理论基础知识和实操过程进行录制精炼短小的微课，一个知识点录制成一个微课，大概五分钟左右。这种微课的内容针对性强，学生针对自己难以理解的知识反复观看微课。

3.4.3 考核评价模式

传统的考核模式单一，有的进行理论考核，有的进行上机考核，教师再按期末成绩=平时成绩*30%+期考成绩*70%进行评分。这种考核不能完全体现出学生的真正实操水平。为尽量避免单一的考核标准，一方面，利用基于OBE理念的虚拟仿真平台，学生可以利用平台自带的考核评价系统进行自主考核，平台根据学生的操作自动给出评定成绩。另一方面，教师可以对学生进行有计划、有组织的综合项目的考核评定。在综合项目考核中，邀请合作企业的专家一起进行评价。

四、结束语

在《综合布线》课程教学模式面临改革的形势下，高职院校尤其应更新思路，利用先进的虚拟现实技术，在OBE理念的指导下，以成果为导向，反向设计虚拟仿真各子项目，正向实施训练，构建“教学+实践+竞赛+仿真实训+基于过程化的实践项目”五位一体的新型教学模式，将虚拟仿真技术融入到《综合布线》课程中，在教学模式上不断实现创新，及时对教学方法进行更新，采用多种教学方法进行教学，在教学过程中合理利用新技术新设备，争取培养出更多的新型技能人才。

参考文献：

[1] 徐功文，张志军，高聚珂.《综合布线》课程建设的探索与实践[J].山东协和学院学报，2010，1（3）：42～44.

[2] 王公儒.网络综合布线人才需求规格和培养模式探讨[J].计算机教育，2009，5（9）：46～51.

[3] 李林等.基于MOOC的虚拟仿真实验方法探究[J].计算机教育，2017，36（4）：111～113，130.

[4] 孙福.基于OBE理念的在线虚拟训练项目设计[J].实验技术与管理，2021（3）：210—213.

[5] 李淑玲，贺敏娟.基于OBE理念的教学质量保障体系研究与实践[J].智库时代，2020（11）：163—164，224.

[6] 王兆华.基于翻转课堂的高职“综合布线”课程微课教学改革与实践[J].职教论坛，2017年2月：77—79.

[7] 丛志茹.基于工程过程的《综合布线系统施工技术》教学设计改革探讨[J].内蒙古教育，2015年1月：61.

[8] 董永刚，宋剑锋，李兴东等. 基于OBE理念和学堂在线MOOC平台的新型教学模式探索：以高校制图类在线开放课程为例[ J ] .中国教育信息化，2018 （10） ： 51-54 .

[ 9 ] 孙福，孙佳怡，刘国庆等.虚拟仿真实验教学项目评价研究[ J ] .实验技术与管理，2020， 37（7）： 187-190 .

【作者简介】 周小平，（1981—），女，瑶族，广西桂林人，硕士，副教授，高级工程师，广西现代职业技术学院信电系教师，主要从事信息檢索、虚拟现实研究。

滕振宇，广西河池人，广西现代职业技术学院讲师，主要从事虚拟仿真、大数据研究。

*【基金项目】2020年度广西高校中青年教师科研基础能力提升项目“基于web的综合布线虚拟仿真平台的研究及应用”（2020KY45012）。