工程思維：高職“網絡綜合布線”課程改革新路向

江麗麗 韓斌

摘要：工程思維是指人們在進行工程規劃、設計、建造、運行、維護、管理和評估過程中所形成的獨特思維方式。高職“網絡綜合布線”作為一門設計與制作的綜合性課程，已從培養傳統的操作工轉變為培養具有整體觀能設計的復合型人才，這就要求課程必須進行以工程思維為導向、教學內容整合為基礎、仿真實驗軟件為支撐的課程改革探索實踐，以實現培養新型復合技術技能人才的培養目標。

關鍵詞：工程思維;“網絡綜合布線”;課程改革

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1673-9094-（2020）1C-0067-03

一、工程思維內涵解讀

思維方式是一定時代人們的理性認識方式。是按一定的結構、方法和程序諸要素結合起來的相對穩定的思維運行樣式。[1]不同的實踐活動要求形成不同的思維方式，工程活動是造物活動，滲透和貫穿在工程活動中的思維活動稱為工程思維。

工程思維是指人們在進行工程規劃、設計、建造、運行、維護、管理和評估過程中所形成的獨特思維方式。工程思維的基本性質是造物思維。工程思維在工程活動中處于中心地位，起著不可替代的作用，它貫穿工程活動始終，滲透于工程活動各環節，對工程活動起支配與指導作用，制約和決定著工程理念的優劣與水平，工程思維既是工程問題求解的過程，也是理想客體對象化、現實化的過程。[2]工程活動是一個有多樣答案的問題求解的過程，最優化是工程思維的著眼點和落腳點。所謂最優化，就是考慮一切條件，選擇最優方案，使目標達到最優效果。籌劃是工程思維的根本方式，主要是如何綜合運用各種條件去做成某件事情，其本質是發明、創造滿足人們需要的人、工、物，解決“做什么”“用什么做”和“怎樣做”的問題。人的技術活動是有意識、有目的的活動， 它不是通過認知活動實現的， 而是通過思維的籌劃活動來實現的。[3]

二、“網絡綜合布線”課程工程思維需求

“中國制造2025”對人才的需求不再是一線操作工人，而是具有解決問題能力、自主學習能力和創新思維能力的復合型技術技能人才。職業教育只有培養出這樣的人才，才能助力實現從“中國制造”到“中國智造”的轉變。

“網絡綜合布線”是一門設計與制作的綜合性課程，企業需要的不是只會打線布線的操作工，而是有整體觀能設計的綜合性人才：能從工程需要出發，確定技術目標，提出若干方案，分析比較方案，選擇最佳方案付諸實施。在先導課程中，學生已了解網絡的軟硬件，但對于綜合布線和布線工程沒有具象概念。傳統的 “教師示范講解、學生模仿訓練”的學習方式，雖能提高學生操作的熟練度，但是這種機械重復訓練的方式，導致學生“知其然”而“不知其所以然”，學生思維能力的不足，造成學校課程教學與社會需求之間的脫節，無法滿足企業對網絡綜合布線技能人才的需求。工程思維的出現給高職“網絡綜合布線”課程教學改革提供了新路向，在教學中注重學生思維能力的培養，不僅“知其然”還能“知其所以然”。

三、“網絡綜合布線”課程教學改革探索與實踐

“網絡綜合布線”是計算機網絡專業核心課程，學生要掌握綜合布線系統的設計、安裝、驗收等知識，為后續“計算機網絡組建”“物聯網技術”等打下基礎。該課程不同于“Flash動畫制作”和“PhotoShop圖形圖像處理”等軟件工具類課程，設計安裝部分的實訓場合不在普通的計算機機房，而是有專門的實訓模擬設備。

課題以工程思維為導向、教學內容整合為基礎、仿真實驗軟件為支撐，進行課程教學的全方位改進，加強課程與應用間的關聯，以提升學生對信息網絡布線的分析、設計、實施等階段的實際應用能力，以及相關流程的規范化。

（一）課程教學現狀及需求調研

開展“網絡綜合布線”課程教學現狀調研，進行師生訪談和問卷調查，了解實際教學中遇到的問題;同時走訪相關企業，了解該課程（專業技能）目前行業的崗位需求。基于工程思維的特點，以企業和社會對職業學校具備工程思維能力人才的需求為導向，制定課程培養工程思維的具體目標。

（二）基于工程思維的課堂教學構建

對教材內容進行重構，以項目為載體，按照問題導向的形式，將相關的知識、技能、崗位要求和綜合素養進行重組。從工程實際出發，在教學中注重思維意識和思維能力的培養，構建基于工程思維的“網絡綜合布線”課程課堂教學，加強學生對布線工程的宏觀理解，讓學生在工程活動中通過籌劃去尋求問題解決的最優化方案，并付諸實踐。

如何確定最優方案？需要方案的驗證。最優化方案的設計、驗證，使用仿真技術是一個很好的手段。仿真技術是通過對虛擬制造系統模型的實驗，研究一個真實系統。本文提到的仿真技術是利用計算機軟件模擬出綜合布線實際的操作（實驗）環境和實際操作進行虛實互補。仿真軟件可以對方案進行模擬實踐論證，在實操前可以先掌握操作要領并進行訓練，再在實際場景中真實實施，虛實互補，大大減少學生的陌生感，在最短的時間內熟悉操作流程及規范，提升實訓效率。2014年，筆者所在學校引入并使用“鳳凰創壹”仿真軟件，該軟件具備了仿真系統和虛擬現實的優點，能模擬出綜合布線實際實驗環境，將課程原本須在實訓模擬裝置上完成的任務，以動畫的形式與使用者互動。

（三） 基于工程思維的課程教學實踐

工程思維不僅要解決網絡綜合布線工程問題，還要引導學生按照網絡綜合布線的程序、步驟等將構想、藍圖或方案等轉變為現實。

以“配線子系統”為例，工程思維指導學生將一張網絡布線施工圖、設計方案轉化為現實布線，學生要根據耗材、路徑走向和制作簡便等條件，設計出最合理最優化方案。我們將整個過程分為“工程總體設計——模擬操作驗證——實際實訓操作”三部分。傳統教學中“教師示范講解，學生模仿訓練”的方式，弱化了方案設計的討論，只強調實訓模擬裝置實踐操作，忽視了學生思維訓練，不利于學生思維的拓展。新的課堂重視了“工程總體設計”中學生方案的設計，學生以小組為單位進行思維的碰撞，而非以往教學中一帶而過的方案討論。同時以“模擬操作驗證”進行最優方案的驗證和選擇，突破了耗材、時間和實際模擬設備的限制。為了達成感受實訓操作的意義及對布線工程有直觀感受的目標，先讓學生觀察樓層配線設備FD及工作區的位置，展示實訓作品成品及實際施工現場照片。在“工程總體設計”階段，學生以小組為單位，閱讀項目要求，進行頭腦風暴，討論本組路徑方案，羅列耗材類型。每組按照不同方案，得出系統圖、施工圖、端口對應表、耗材統計表（成本預算），設計出合理美觀的施工路徑。學生頭腦中的思維和建構的模型轉化成各類圖表后，能否實現還需要驗證。如果直接實訓模擬設備進行驗證比較，受耗材、時間以及設備多方面因素的限制，不利于方案的優化調整，借助仿真軟件，在“模擬操作驗證”中，每組將本組的方案進行模擬實踐，驗證可行性，同時根據實際情況進行方案的微調整、再驗證。當每組方案可行性驗證成功后，進行方案分享，再根據耗材、路徑的最簡化等要求進行比較，確定最后實操方案。進入“實訓操作”，由于學生在前期仿真軟件中進行了模擬訓練，熟悉了操作流程及規范，效率得到很大提升。學生根據確定方案，在IT工程技術實訓平臺上，完成配線子系統的設計、安裝、鋪設等操作，并利用檢測工具逐一對鏈路進行連通性測試。最后師生一起對項目實施過程進行評估，并進行必要的反思和總結。在三角尺的制作過程中，需要完成各種45°角的制作，通過仿真軟件無耗材式地先行練習，進行有效改進，熟悉操作流程，為后期實際操作打下基礎，提高效率。

四、“網絡綜合布線”課程教學改革小結

在高職“網絡綜合布線”課程中引入工程思維理念，助益學生實踐創新。工程思維貫穿于工程活動始終，支配和指導著工程活動，工程思維的培養要以工程活動為載體，以項目學習為平臺，學生在實踐訓練中，學做一體，思做結合，既培養其工程意識、工程思維，又培養其解決問題能力、團隊協作能力和創新能力。關注學生未來職業生涯發展，不僅僅要注重對學生技術的培養，更要注重學生科學思維方式的養成。以工程思維指導課程教學，體現知識的系統性與實用性，培養職業崗位能力，在技術培養的同時注重思維能力的提升，讓教學始終從學生的未來需求出發構建教學體系。

參考文獻：

[1]劉湘溶，羅常軍.思維方式的基本含義、本質特性與典型形態[J].湖湘論壇， 2010（5）.

[2]李永勝.論工程思維的性質、特征與作用[J] .創新，2018（1）.

[3]陳向陽.學科核心素養：重構高中通用技術課程新圖景[J].教育理論與實踐，2018（38）.

責任編輯：陳向陽