工程思維視角下高職“網絡綜合布線”PBL教學實踐

江麗麗

摘要：在中職專業教學中，工程思維的培養至關重要，它需要以問題解決為導向，思考解決現實問題的最優方案。PBL注重學生在真實情景中，通過小組合作，解決非良構問題。在高職“網絡綜合布線”課程教學中，開展PBL教學實踐，培養學生工程思維，是一種有效的嘗試。

關鍵詞：工程思維? 網絡綜合布線? PBL

一、工程思維的內涵和特點

工程思維的核心是創造精神和制造產品，其在所有工程活動中發揮著一以貫之的引領、導向和調適作用。可以說，工程思維在很大程度上決定著工程的優劣與水平，其既是工程問題求解的過程，也是理想客體實現對象化、現實化的過程。

毫無疑問，工程思維指向實際生活中的問題解決，它強調從實踐角度出發，運用身邊的事物，思考解決現實問題的方法以及能否用現有技術手段去實現。工程思維的培養需要以問題解決為導向，學生圍繞問題，展開調研和策劃，合理利用現有資源，最終得出設計結果，最大限度地滿足實際需求。

二、PBL的概念和要素

基于實際問題的教學，簡稱PBL（Problem Based Learning），它最初是由神經病學教授巴羅斯提出的，最先用于醫學教學，后來被廣泛用于其他學科。概括起來，它是指教師基于現實中的具體任務和問題情境，設計指向學生復雜認知能力的學習活動，讓學生發揮創造性思維來解決復雜問題，同時領悟并洞察背后的隱含知識，形成解決實際問題的技能和素養。PBL注重學生在真實情景中，通過小組合作，解決非良構問題，培養學生的批判性思維、解決問題的能力、團隊協作能力及溝通交流能力。

三、工程思維視角下高職“網絡綜合布線”PBL教學實踐

“網絡綜合布線”是高職計算機網絡專業核心課程。“中國制造2025”需要復合型技術技能人才，職業教育在注重專業技能培養的同時，也要重視學生學習、思維和創新能力的提升，這樣才能滿足行業企業對人才的需求。在高職“網絡綜合布線”課程中開展PBL教學，加強學生動手操作能力訓練的同時，注重學生思維能力的提升。

（一）基于真實情境，設置劣構問題

PBL以項目（問題）為學習的起點，項目（問題）是學生在未來可能面臨的“真實世界”的非結構化的問題，沒有固定的解決方法和過程。脫離情境，知識的存儲和提取都將變得困難，教師要基于真實情境，提出生活或生產中的現實問題。一般認為，問題可分為兩種，即良構和劣構。良構問題往往具有相對具體唯一的解決方案，而劣構問題一般沒有簡單、固定和唯一的解決方案。劣構問題必須基于真實的情境，讓學生基于經驗，堅持“具體問題具體分析”的方法論，這和工程思維強調的從工程實踐的角度出發，思考解決問題的最有效方法不謀而合。劣構問題也利于促進學生自主學習和思維能力的培養。正值學校產教融合園落成，部分工作室需要進行網絡布線。教師帶著學生參觀產教融合園“189工作室”，并提出問題：根據189工作室實際情況，完成工作室內電腦組網任務。

（二）借助頭腦風暴，進行思維碰撞

工程思維來自工程活動，同時也反作用于工程活動。個體獨立思考限制思維的發展，而借助頭腦風暴，能拓寬學生思路，利于學生思維的提升。學生在觀察的過程中發現該工作室內只有一個信息插座，那么，如何給工作室的10臺電腦組網呢？有的學生說配置一臺路由器，還有的學生覺得要安裝個交換機，因此產生“無線派”和“有線派”兩種不同聲音。教師將學生分組，開展頭腦風暴，讓“無線派”和“有線派”各自闡述理由。學生在教師的有效組織下，各抒己見，暢所欲言。“無線派”認為：互聯網發展到現在的物聯網，其發展趨勢就是“萬物皆可連”，手機、電腦、平板，甚至是電視機。現如今我們已經邁進了5G時代，無線網絡連接一定是將來的發展趨勢。現在無線網絡連接終端多了，讓很多設備擺脫了有線的束縛，如無線鍵盤、無線鼠標、藍牙音箱等，也讓電腦主機箱后的線纜少了很多，工作環境也比較整潔。“有線派”則覺得：無線網絡連接雖然方便，但與有線網絡相比，其仍有“先天不足”的地方。距離、穩定性都是硬傷。論穩定性，肯定是有線網絡連接優于無線網絡連接。論距離，理論上銅纜的傳輸距離至少可達100米，而且不用考慮信號穿墻后的衰減。

（三）學生分組合作，完成方案設計

教師適時介入，肯定學生的同時，根據學生討論的結果，提出新的問題：如果要從唯一的網絡信息插座布線到工作區的話，這個工程可以用GB50311中的什么區域劃分？根據你們的理解，比較有線組網和無線組網的優劣，自由規劃，制訂相應方案，并列出主要耗材及預算。

根據實際需要，在實地勘測的基礎上，“有線派”進行用線量計算，“無線派”進行設備清單羅列，形成兩種實施方案，并進行方案展示。“有線派”用公式計算出用線量。從交換機到工作區最遠的信息點直線距離大約是25米，穿線長度約30米;最近的直線距離則是10米，穿線長度15米，取平均數，乘以信息點數，再加5%的冗余量。該組還通過實際拖線去實地驗證，理解了冗余量的意義，如果按直接距離計算用線量的話，肯定是不夠的。教師要適時提醒學生公式的作用，要活學活用，掌握技巧，做到學以致用。

（四）進行方案驗證，明確最佳方案

首先，教師肯定兩種方案，為了讓學生親身體驗有線組網和無線組網的不同，將工作室10臺電腦一分為二，每組5臺，要求兩組分別按照自己的方案進行施工，教師提供學生所需設備和材料。“有線派”需要完成線槽制作、鋪線、跳線等工作，“無線派”需要完成路由器、交換機、無線網卡等設備的設置工作。施工完成后，學生由施工方轉換為驗收方，進行用戶對比體驗，分析“無線”和“有線”兩種不同網絡的優劣勢，將各自的感受記錄下來，以便全班分享。

“有線派”非常滿意自己的作品，網絡流暢、穩定;而無線網絡速度相對較慢。“無線派”認為有線雖快，但是手機無法聯網，其認為無線速度不快是因為LAN的帶寬不夠，考慮過再加一只路由器或無線AP，但出于成本考慮，就沒有加。教師適時提出問題：我們學校機房，為什么一般都是用有線而非無線組網呢？一個機房幾十臺電腦，完成6類水晶頭工作量就很大。為此，學生認識到臺式電腦這種位置固定的聯網設備，首要考慮的因素還是帶寬和穩定性。可見，在此案例中，運用有線組網是最佳方式。最后“有線派”和“無線派”一起進行了無線鏈路的改造，圓滿完成189工作室內電腦組網任務。

結語

基于工程思維視角下的PBL教學活動，教師要尊重學生的活動主體意識，讓學生成為活動的“工程師”，積極投入問題的解決中。教師要基于學生認知水平和認知能力，設計能激發學生思維的微型工程活動，并提出基于生活實際的問題，讓學生在問題思考、討論和解決中鍛煉動手能力和思維能力。同時，教師要引導學生在現有資源和條件下，通過頭腦風暴、小組合作等活動，去思考問題、尋求問題解決的最優化方案，并能將方案付諸實踐。

參考文獻：

李永勝.論工程思維的性質、特征與作用[J].創新，2018（1）.

責任編輯：唐丹丹