CDIO模式下“綜合布線”實訓項目的協同創新探索

徐功文， 李學東， 石懷偉， 王繼偉

(山東建筑大學 計算機學院，山東 濟南 250101)

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·實習與實訓·

CDIO模式下“綜合布線”實訓項目的協同創新探索

徐功文， 李學東， 石懷偉， 王繼偉

(山東建筑大學 計算機學院，山東 濟南 250101)

CDIO模式包括構思、設計、實施、運行四方面的內容，協同創新理念融合了師生間協同、學生間協同、教師間協同和校企間協同，CDIO模式和協同創新理念在教學改革特別是實踐教學改革中具有明顯的效果。該理念改變了以往以教師為中心的模式，突出學生中心，輔以教師指導，激發學生積極性，注重各方面能力的培養。論文以綜合布線實訓項目為例，探討了CDIO模式和協同創新理念下的實施方案，該方案貫穿了系統分析、系統設計、系統實施和驗收等各個方面。在該理念的指導下，學生分組完成實訓項目，學生的實踐能力和團隊協作能力都得到了提升，效果明顯。

CDIO; 綜合布線; 實訓項目; 協同創新

0 引 言

“綜合布線”(Generic Cabling)是一門介紹智能建筑中綜合布線系統的組成、設計、施工、測試、驗收等過程的課程[1]。該課程實踐性和工程性較強，教學中注重實驗環節，理論聯系實際，學生在實驗中潛移默化，掌握分析問題、解決問題的能力。學生在課程結束后，能夠理解綜合布線設計標準與規范，了解綜合布線系統的發展過程，熟悉綜合布線系統中常用的傳輸介質，掌握綜合布線的各個子系統的設計方法；掌握綜合布線系統施工前準備、施工以及系統測試、驗收等過程；能夠針對不同需求，做出合適的布線方案，并在此基礎上開展各種網絡應用[2]。

通過進行綜合布線工程技術方面的實訓，可以積累學生的實踐經驗，提高學生的動手能力。最終培養學生必備的職業素養。學生畢業前熟練掌握網絡綜合布線工程技術基本操作方法和經驗，能夠承擔網絡綜合布線工程施工[3]。

但是通過調查研究發現，畢業的部分學生中不能滿足崗位要求，無法適應工作環境，也就是說，現在的高校教育沒有培養出適應信息化社會的高素質計算機人才。所以當務之急是改進教學方法，提高專業課教學質量。

1 傳統教學方式存在的問題

綜合布線課程實訓項目實踐性強，不但要求學生掌握理論知識，還要求學生提高實踐技能，學會在團隊中合作共贏，培養整體和系統的觀念。而在傳統的綜合布線教學中，往往存在以下4個方面的問題。

(1) 以理論知識授課為主。教師教學過程中關注理論知識的講解和分析，注重理論知識的灌輸，學生缺乏實踐技能訓練，不能把理論知識靈活地應用到實驗中，沒有全局的觀念和認識?；蛘邔嶒灜h節設置松散，不能形成系統化的知識架構，學生無法全面認識和掌握綜合布線系統。知識面也局限于小的框框架架，學生的能力不能得到全面的發展和鍛煉[4]。

(2) 缺少教師團隊協同。大部分教師自己完成備課、授課等任務，處于彼此孤立、孤軍奮戰的狀態，教師之間缺乏交流和互動，閉門造車；課程之間也沒有協同和交互，導致教學模式僵化單調，教學質量和效果下降，不符合實踐課程的教學要求，直接影響了人才培養的質量。綜合布線實訓項目涉及到AutoCAD工具的使用、建筑概論方面的知識，所以僅僅一位教師很難滿足實訓項目的教學要求。

(3) 實踐教學脫離工程實際。雖然在綜合布線實訓項目中，原理性知識和操作技能并重，但是實踐活動任務沒有充分考慮學生未來的就業情況，沒有考慮對學生職業能力的培養。究其原因，一方面是教師自身在實踐能力方面的不足，另一方面是教師忽視了對學生進行職業素質培養的過程，實踐課缺乏職業性導向，沒有根據企業實際需求展開情景活動并對學生引導。

(4) 實踐課程評價不盡合理。傳統的評價模式只關注學生學習結果，是一種“以教為中心”的評價方式，不利于綜合評價學生的能力。評價方式的改進要求一體化的評價方法，“以學為中心”，把過程和結果兩者都納入考核體系。實訓成績根據學生在操作中的方案設計能力、施工技術規范性、工程組織管理能力、綜合職業素養等方面進行綜合評定。

針對上述問題，我們在教學過程中導入CDIO思想，同時融入協同創新理念，設計開發綜合布線實訓項目。一方面解決上述問題，為該課程的改革進行有益探索，另一方面拋磚引玉，為其他實踐類課程的教學改革提供參考。

2 CDIO模式的探索

2.1 CDIO模式

CDIO(Conceive Design Implement Operate)即構思、設計、實施、運行，該工程教育模式在2005年引入中國，汕頭大學是國內較早實施CDIO教學改革的院校[5]。CIDO模式采用“做中學”的教學方法，通過具體的工程項目作為學習載體，由教師帶領學生在項目的構思、設計、實施和運行中學習、實踐，該模式不但可以鞏固學生所學的知識點，還可以讓學生從具體工程對象實踐中總結、體會，掌握工程方法和技能。

CDIO的主要培養以下4個方面的能力：

(1) 技術知識以及推理能力，該方面的能力主要包括基礎知識和專業知識的學習；

(2) 個人的專業技能的培養，學生需要具備專業人才所要求的工程推理、解決問題、知識探索、系統思維等方面的能力；

(3) 團隊協作能力，學生要能夠適應社會，全面發展，培養團隊合作精神，提高專業人才的協調能力；

(4) 在現實環境中構建、設計、實施、運行，學生可以在教育過程中接觸到真正的工程實踐[6]。

2.2 教師角色的轉變

在CDIO模式下，教師角色變為指導者，以學生為中心。而在傳統的教學方法中，由教師布置所有的任務，學生按照教師要求按部就班地完成即可，學生通常在被動地學習。CDIO模式中，學生變被動為主動，學生為主導者，教師僅僅是指導者，在學生設計、實施、操作的過程中予以指導、糾正，由領路者變為陪跑者；教師不再像以前那樣在前面領著學生跑，而是陪在學生旁邊，跟學生一起跑，當學生出現偏差時，教師予以糾正[7]。

“教師為中心”變為“學生為中心”，要求學生自己思考，自己解決問題，實現專業目標。學生真正成為主體，充分發揮主觀能動性，積極參與到整個實驗項目的開發過程；教師為學生提供相關資料，學生在項目實踐中培養團隊合作精神。

2.3 建立合理的教學體系

CDIO模式不但要培養學生掌握專業技術知識和基本概念，還要培養學生在實驗過程中的合作精神。綜合布線實訓項目采用CDIO模式時需要重點關注實訓要求和學習過程。也就是說，在實訓中，學生要有系統的意識和概念，對綜合布線的知識體系有一個總體的把握；怎樣幫助學生掌握這些技能，就是學習的方法和過程。教學體系的設計過程中要借鑒以往經驗及其他課程經驗，結合綜合布線實訓的特點，遵循CDIO原則，提出適合該實訓項目的方案設計，培養學生的專業能力和職業素養，最終成為合格的專業技術人才[8]。

本文在“綜合布線”實訓項目中引入CDIO工程教育理念，在教學過程中圍繞實踐活動展開教學任務，建立和完善 CDIO 教學模式；以學生為中心，培養他們的實踐操作能力和團隊合作精神。培養學生掌握綜合布線方案的設計和實施的基本技能，以解決傳統教學方法中教學和實踐脫節、教學目標和教學內容不匹配的問題，注重學生在CDIO能力方面的培養，實現CDIO目標。這一思想應用在綜合布線實訓項目中，其特色在于它能夠創新學習者深化學習技術基礎和實際應用能力的二元學習經驗。

3 協同創新理念的引入

始于2012年的“協同創新計劃”，旨在突破各種體制壁壘，多主體之間配合、補充，共享各類資源，以形成不同學科、不同知識點、不同主體互相交流、共同創新的新型教學模式。在該模式的指導下，需要教師設計更多的研究創新型實驗，減少驗證性實驗；同時，需要不同主體之間協同創新，提高學生培養質量[9]。

協同創新理念引入教學改革，可解決人才培養與社會需求之間的矛盾；通過師生間、學生間、教師間、校企間協同，可以改變傳統的教學模式，以學生為主導完成教學任務，提高學生的綜合素質[10]。

(1) 教師與學生間的協同。在協同創新理念下，教師的任務是幫助學生整理學習思路，指出問題所在；學生要能夠完成問題的分析和解決，積極查閱資料，主動思考問題。師生的協同體現于教師在學生的學習過程中給予指導，共同解決難題。這種方式有利于學生創新能力的培養。

(2) 學生與學生間的協同。學生組成團隊一起交流和學習，他們之間是一種相互促進、共同進步的關系。在團隊交流中，學生學會表達自己的觀點，學會就某一知識點達成共識，培養協調能力和團隊精神[11]。

(3) 教師與教師間的協同。因為每位老師的特長不一樣，所以教師間的協同非常有必要。不同專業或層次的教師組建教學團隊，互相學習、共同提高，共同制定教學計劃、實驗方案，從而提高教學質量和實驗效果。

(4) 高校與企業間的協同。校企之間的合作，延伸了大學課堂，使得學生有機會參與到社會實踐當中；學生可以有效結合課本知識和社會實踐，增強學習效果，培養創新精神，提高實踐能力[12]。

綜合這四個方面的協同，提升了教師的教學水平和學生的實踐能力，有助于培養學生的創造性思維。

4 實訓項目方案

4.1 實訓項目整體構思

山東建筑大學在2007年購置了整套的西元綜合布線系統以及綜合布線工具。

綜合布線實驗主要裝置為KYSYZ-6-6，該裝置長5.28 m，寬2.64 m，高2.6 m；由八個角區域構成，其中每個角區域可以供一組學生做實驗。而且每個角區域可以模擬實際建筑系統中的工作區子系統、水平子系統、管理間子系統、垂直子系統、設備間子系統、建筑群子系統等綜合布線的六大子系統，為學生的實訓提供了場所。配備有配線實訓裝置(KYPXZ-01-02)1臺，該實驗裝置可以協助學生完成配線架實驗以及線纜測試等工作。

另外，綜合布線實驗室還有2臺光纖熔接機、2臺Fluke DTX-1800線路測試儀、2臺Fluke EtherScope II網絡性能測試儀，以及線纜、管槽及其相關的施工工具。所有這些裝備，為實訓項目的進行打下了良好的物質基礎。

在實訓項目實施過程中，首先將學生分組，每組4～6人，選出一名各方面能力比較強的同學做隊長。然后每一組進行構思、設計、實施、運行等四個環節。

圖1為引入CDIO模式和協同創新理念后的“綜合布線”實訓項目設計方案的魚骨圖。

4.2 實訓環節的設置

把CDIO模式和協同創新理念應用于綜合布線實訓過程，讓學生置身于其中，通過構思實訓框架、設計實訓方案、實施實訓工程、實訓結果驗收及系統運行等四個方面，實現個人及團隊技能的體驗，完成復雜的系統工程；同時，教師與學生之間、學校與企業之間實現協同，提高實訓質量。

(1) 構思。教師給出的方案，要求學生設計出某公司或某機構的綜合布線系統，提出布線設計方案。學生首先需要構思整個系統架構，了解客戶需求，了解客戶目前的系統狀態。

構思過程中，學生需要熟悉建筑物的構造和特點，所以需要建筑概論教師的協同配合。由該教師給學生講解民用及工業建筑設計的基本原理和方法、建筑物的基本組成及構造原理等內容，學生能夠結合建筑物特點進行系統分析，盡可能地滿足客戶需求。

(2) 設計。學生根據授課老師提出的要求，設計綜合布線系統，用AutoCAD工具繪制出系統管線、弱

圖1 綜合布線實訓項目設計方案魚骨圖

電系統走線等布線信息。設計的過程中，要考慮信息點的數量，線纜的長度，線纜的選擇，線纜的路由，配線架的選擇等內容。設計施工方案，給出設備和耗材選擇以及報價。

綜合布線系統是智能建筑必備的基礎設施。綜合布線是否合理，將直接影響到工程的功能與質量。AutoCAD軟件功能強大，它的目標是為設計人員提供一個方便實用的設計環境和工具，縮短設計周期，提高設計效率和質量。鑒于綜合布線系統設計的重要性，需要有專業的AutoCAD教師負責講授AutoCAD工具的使用方法和系統的設計過程。

(3) 實施。進入實施階段，學生利用綜合布線實驗室的西元布線系統，完成管槽的布設、信息插座的安裝、線纜的連接等工作，分別用到光纖熔接機、壓線鉗、網線鉗、扁嘴鉗、鋼鋸等工具，用到PVC管槽、網線、水晶頭、光纜、螺絲、扎線扎帶等耗材。在操作過程中，學生要發揚團隊精神，相互幫助，相互協商，合理分工，共同完成施工任務。

(4) 運行。最后是運行，查看該系統能否正常運行。首先利用Fluke DTX-1800線路測試儀對系統進行測試，查看線纜連接及配線系統是否滿足要求，線纜的各項性能是否達標，以完成系統的整體驗收。然后測試系統的語音業務是否正常，數據業務是否正常，并用Fluke EtherScope II網絡性能測試儀測試網絡環境能否勝任客戶的工作需求[13]。

在學生的四個實踐環節中，教師始終參與，協同組成員完成各項任務。在任務完成后，對每個組及每個組內的成員進行考核，并對他們完成的系統進行比照，找出自己的不足并加以改進。組與組之間、組員之間互相學習，共同進步。學生在實踐中掌握各種知識，并形成團隊合作精神。

(5) 校企合作。為了拓展學生的視野，提高學生的創新能力，我們聯系山東積成電子、山東地緯、山東綠盟等公司建立校外實訓基地，一旦他們有綜合布線的項目，我們會派出學生協助他們完成規劃、設計、實施、測試等工作。一方面解決了他們工程技術人員不足的問題，另一方面也給予了學生充分的鍛煉機會，學生能夠掌握綜合布線不同的知識環節在工程實踐中的應用。校外的企業實踐經驗反過來又指導了學生校內的實訓項目，高年級的學生帶動了低年級的學生，形成良性循環[14]。

另外，我們聯系NETGEAR、TCL-羅格朗國際電工、南京普天等國內外著名企業，邀請他們的技術人員定期到學校交流，讓學生能夠在學校學習期間接觸到最新的綜合布線技術。

融合CDIO和協同創新理念的綜合布線實訓項目，經過教師團隊精心設計，突出了設計性和創新性；CDIO和協同創新是實訓項目改革的雙翼，著眼于學生實踐能力的提升，著重培養學生開拓性思維、實踐思維和團隊精神[15]。

4.3 實訓效果分析

CDIO視域下，以協同創新為核心指導思想的綜合布線實訓項目的改革方案，明確地指出了課程要求的具體培養目標。改變了以教師為中心的教學模式，充分體現了學生的主體地位，有助于調動學生的積極性，提高學生的自主學習能力。學生不但熟悉了理論知識，還掌握了實踐操作。

在綜合布線實訓項目的實施過程中，多名專業課教師協同開發教案，共同指導學生實踐；實驗過程中，以學生為主導，以項目為主線；學生在項目的設計、實施過程中，以小組為單位，一方面有項目分工，另一方面又有相互合作，在相互討論和共同鼓勵中前進，最終完成綜合布線系統的實施、測試和驗收。學生在實訓中加深了對理論知識的理解，學會了布置管槽、鋪設線纜、線頭連接、配線架安裝等操作，掌握了實踐技能；在實訓中學會了思考，激發了學習熱情；在實訓中相互交流，增強了團隊精神。這些能力的鍛煉，為以后的工作打下了堅實的基礎。

改革實訓項目后，學生的學習興趣提高了、動手能力增強了；學生在完成綜合布線實訓項目后，感覺學到了真本領。教師團隊指導學生連續兩年獲得全國職業技能大賽網絡組三等獎的好成績；在課程改革后，從畢業學生的調查反饋中了解到，該模式對他們的影響是積極的，能夠幫助他們迅速融入工作中去，畢業生們很快就成為了所在公司的技術骨干。

5 結 語

綜合布線實訓項目引入CIDO和協同創新理念后，不但重視個人能力的培養，還重視團隊精神的培養；不但重視理論知識的傳授，還重視實踐能力的培養。并沒有偏重于某一個方面，所以能夠培養學生多方面的才能。培養了學生綜合布線系統整體的觀念，培養了團隊精神和自我學習的能力，培養了分析問題、解決問題的能力。學生通過學習，真正成為具有相當文化素質的計算機應用技能型人才[16]。校企合作也拓展了學生和教師的視野，實現了學生培養工作和就業工作的零對接。實踐證明，這種新的培養模式有利于學生綜合能力的培養和提高，有利于學生就業。

[1] 徐功文，張志軍，高聚珂.《綜合布線》課程建設的探索與實踐[J].山東協和學院學報, 2010，1(3)：42-44.

[2] 王公儒. 網絡綜合布線人才需求規格和培養模式探討[J].計算機教育,2009,5(9):46-51.

[3] 陶國芳.計算機網絡綜合布線系統實驗室的設計和實現[J]. 實驗室研究與探索, 2006,25(3): 331-334.

[4] 徐功文，王繼偉，張志軍，等. 加強課題研究,促進計算機學科建設[J].現代教育，2015(2):31-33.

[5] 張 樺，溫顯斌.基于CDIO模式的計算機專業教學改革[J].計算機教育,2010(11):71-73.

[6] 顧佩華，包能勝. CDIO在中國[J].高等工程教育研究, 2012(1):24-40.

[7] Crawley E F, Malmqvist J, stlund S O,etal. Rethinking engineering education: The CDIO approach[M]. New York: Springer, 2007.

[8] 劉會英, 蓋玉先, 徐 寧. 探索適合我國國情的CDIO工程教育模式[J]. 實驗室研究與探索, 2011,30(7):106-110.

[9] 徐曉紅, 張 紅, 劉 斌. 探索實踐教學體系促進創新人才培養[J]. 實驗室研究與探索, 2015,34(7):6-7.

[10] 楊 靜. 協同創新理念應用于計算機專業教學改革的研究[J]. 湖北警官學院學報,2015(1)：152-154.

[11] 汪建利, 陳國平,于豐園.大學實踐教學的協同創新機制[J]. 實驗室研究與探索, 2013,32(10): 138-140.

[12] 趙 妉. 創新型人才培養的校企協同創新機制探索[J]. 實驗室研究與探索, 2015,34(1):172-175.

[13] 余明輝,尹 崗.綜合布線系統的設計施工測試驗收與維護[M].北京:人民郵電出版社,2010.

[14] 徐淑華,馬 艷,劉華波. 校企聯合探索人才培養新模式[J].實驗室研究與探索,2008,27(12):10-12.

[15] 張云鶴. CDIO模式下《網絡綜合布線》實訓課程的教師角色探究[J].蘭州文理學院學報,2015,29(2):106-109.

[16] 岳 峰，王 楨．淺談高校網絡工程專業學生實踐能力的培養[J]．教育與職業，2012(21)：126-127．

Exploration and Practice ofGenericCablingPractical Project with Collaborative Innovation Idea Based on the CDIO Pattern

XUGong-wen,LIXue-dong,SHIHuai-wei,WANGJi-wei

(School of Computer Science and Technology, Shandong Jianzhu University, Jinan 250101, China)

There are four parts in CDIO pattern: conceive, design, implement and operate. The collaborative innovation idea contains the coordination between teachers and students, coordination among students, coordination among teachers, coordination between schools and enterprises. CDIO pattern and collaborative innovation idea have obvious effect in the teaching reform, especially in practice teaching reform. This idea changes the former pattern which is teacher-oriented to the new pattern which is student-oriented. In the new pattern, under the teacher's guidance, more attention is paid to the students' cultivation of various abilities. In this paper, taking Generic Cabling practical project as an example, the scheme was discussed about how to implement the CDIO and collaborative innovation idea in the teaching activity. This scheme ran through the system analysis, system design, system implementation and acceptance of the project. The students were grouped in different teams to complete the training program, their practical ability, teamwork and leadership were improved obviously.

CDIO； generic cabling； practical project； collaborative innovation

2015-06-15

2015年度山東省青年教師教育教學研究課題(15SDJ181)；山東省教育科學研究重點資助課題(15SB002)；山東建筑大學名校工程計劃；山東建筑大學開放實驗室項目(2015yzkf119)

徐功文(1974-)，男，山東膠南人，碩士，講師，CCF高級會員(E200019504S)，主要研究方向為實驗室管理，人工智能，跨媒體檢索等。Tel.：13793161299;E-mail：xugongwen@163.com

TP 391.9

A

1006-7167(2016)05-0231-05