應(yīng)用型高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課教學做一體化教學方法研究

摘要：對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學特點進行分析，研究適合于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的教學做一體化教學模式，提高學生專業(yè)綜合技能，從而實現(xiàn)應(yīng)用型高校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；一體化教學方法

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）13-0139-02

Abstract：The paper gives a detailed analysis of the characteristics of the teaching method in the course of internet of things. The study is suitable for the teaching mode of the course of internet of things， which is supposed to improve the students' comprehensive skills， hence to realize the teaching goal of application-oriented colleges and universities.

Key words： Internet of Things； the integrated teaching method

物聯(lián)網(wǎng)是目前國家重點發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，是在嵌入式系統(tǒng)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)、分布式計算、移動計算等技術(shù)的基礎(chǔ)上，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接起來，通過無線網(wǎng)絡(luò)采集實時動態(tài)的信息進行匯總分析和處理，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)涉及面廣，產(chǎn)業(yè)鏈長，應(yīng)用范圍覆蓋面廣，人才需求旺盛。應(yīng)用型高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的培養(yǎng)目標是以培養(yǎng)高素質(zhì)的物聯(lián)網(wǎng)方面的應(yīng)用技術(shù)型人才為核心，強化系統(tǒng)設(shè)計和軟硬件編程能力，使學生具備專業(yè)核心競爭力。

1 物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程特點

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)包括了物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)，專業(yè)基礎(chǔ)課程包括：C語言程序設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用、計算機網(wǎng)絡(luò)、計算機組成原理、模擬與數(shù)字電子技術(shù)、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、單片機與接口技術(shù)等[1]。專業(yè)核心課程包括：嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用、RFID原理及應(yīng)用、傳感器技術(shù)、高級嵌入式技術(shù)（A8+linux應(yīng)用開發(fā)）、ZIGBEE技術(shù)應(yīng)用及無線網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)信息安全、Linux系統(tǒng)開發(fā)、云計算、嵌入式Linux系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)等[1]。

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)核心課程涵蓋了嵌入式技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)等多方面的軟硬件課程。這些課程涉及面廣、實操性強，培養(yǎng)應(yīng)用型人才的教學目標決定通過教學必須使學生具有扎實的理論知識和熟練的實際操作能力。傳統(tǒng)的教學方法重理論輕實踐 ，不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和實踐能力，抑制了學生的發(fā)展?！敖虒W做一體化”教學模式符合應(yīng)用型本科培養(yǎng)技術(shù)型人才的要求，是培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型人才的有效手段。

2 物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課教學現(xiàn)狀分析

物聯(lián)網(wǎng)是新興產(chǎn)業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的創(chuàng)建時間短，涉及多個學科，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學也處于摸索階段，對本院物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學現(xiàn)狀進行分析，還存在以下幾方面的問題：

1） 教學目標模糊，教學內(nèi)容偏重理論

應(yīng)用型高校的人才培養(yǎng)目標是為地方經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展輸送具有一定理論基礎(chǔ)的高級應(yīng)用型人才。但是，很多老師并沒有充分理解這一培養(yǎng)目標，沒有圍繞這一目標開展教學活動，同時由于慣性思維和自身能力的限制，仍然按照過去傳統(tǒng)的教學方法安排教學計劃和教學內(nèi)容。傳統(tǒng)的教學方法中教師以講授理論知識為主，而不重視學生實際動手操作，學生也習慣于死記硬背而不善于應(yīng)用，在這種教學方式下培養(yǎng)的學生，只注重對知識被動機械地記憶存儲，不注重實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，實際操作能力差，走出校門也只是“半成品”。

2） 教學過程單向

由于傳統(tǒng)教學方法的影響，很多教師授課時只注重理論的講解，比如程序設(shè)計類課程，大多數(shù)教師都是按照程序設(shè)計語言的語法體系來開展教學，重點講解語法、概念、規(guī)則，這些內(nèi)容多抽象，難以理解，多數(shù)學生不能及時消化，而教師為了趕進度，只能按部就班的繼續(xù)講解新的知識，學生累積的問題越來越多，卻得不到解決，久而久之，學生對學習自然失去了興趣。

3） 理論與實踐錯位

目前很多院校理論課和實踐課是分開的，在授課過程中基本都是先講理論，后安排實踐，且由于實驗設(shè)備不足，實踐課時遠低于理論課時，理論講解與實踐操作間隔時間也比較長，學生上實踐課的時候，很多知識都已經(jīng)模糊甚至遺忘了，教學效果當然差。

4） 實踐環(huán)節(jié)相對薄弱

理論課堂上教師主要對基本理論知識進行講解，很少注重理論與實踐的結(jié)合，學生理論課沒有動手操作的時間和機會，比如嵌入式類課程中，多數(shù)要用到單片機、開發(fā)板之類的硬件設(shè)備，很多教師講解的時候都是純講理論，而不會現(xiàn)場實物演示，學生聽得一知半解，更別提動手操作了。

3 “教學做一體化”教學模式構(gòu)思

1） “教學做一體化”教學模式實質(zhì)

“教學做一體化”教學模式是由我國教育家陶行知提出的，他指出“教、學、做”在教學過程中是一體的，“做”是核心，教學都要圍繞“做”來開展[2]。簡單地說就是理論與實踐相結(jié)合，將理論教學與實踐教學融合在一起，提高課程教學質(zhì)量。其實質(zhì)就是改變傳統(tǒng)的教學模式，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標，以增強學生實踐動手能力和綜合能力為重點，整合教學資源，使用多種教學方法和教學手段，使教師的“教”與學生的“學”能夠有機地結(jié)合起來，實現(xiàn)真正的理論教學與實踐訓練緊密結(jié)合，從而提高教學質(zhì)量。

“教學做一體化”教學模式可以激發(fā)學生的學習興趣，提高課堂教學質(zhì)量，充分調(diào)動學生的積極性，有效地解決理論教學與實踐教學脫節(jié)的問題，有利于應(yīng)用技術(shù)型人才的培養(yǎng)。

2） “教學做一體化”教學模式構(gòu)建

要很好的實施“教學做一體化”，需要以下幾個條件：配套的教學場所、高技能的教師隊伍和比較詳實的教學實施計劃[3]。“教學做一體化”教學模式的構(gòu)建要打破原有教學模式的束縛，保證新的教學模式能夠使學生獲得職業(yè)所需必要技能[2]。

① 建立適合于應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標的課程體系

應(yīng)用型大學以服務(wù)地方為宗旨，為社會培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型技術(shù)人才，它的教學指導思想是通過產(chǎn)教融合、校企合作、工學結(jié)合各種教學手段，培養(yǎng)生產(chǎn)服務(wù)于一線的高素質(zhì)技術(shù)人才，這就要求應(yīng)用型大學的課程體系必須以社會需求為導向，重視實踐教學，重點培養(yǎng)學生的實際操作能力。

結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的知識體系和學院人才培養(yǎng)方案，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)核心能力培養(yǎng)目標應(yīng)該是培養(yǎng)具有設(shè)計、開發(fā)、維護物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的能力，包括物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點能力、網(wǎng)關(guān)能力、傳輸網(wǎng)絡(luò)能力和數(shù)據(jù)中心能力，在課程設(shè)置方面集中體現(xiàn)在培養(yǎng)這些核心能力，可以分為三個模塊：專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)核心課程和實踐實訓課程。專業(yè)基礎(chǔ)課程為：C語言程序設(shè)計、單片機應(yīng)用、電路基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫管理，專業(yè)核心課程包括：物聯(lián)網(wǎng)概論、傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（無線通訊）、物聯(lián)網(wǎng)上位機開發(fā)、RFID技術(shù)應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)中間件技術(shù)、智能設(shè)備應(yīng)用開發(fā)（基于Android平臺）、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品管理與維護，實踐實訓課程包括：物聯(lián)網(wǎng)認知實習、感知層組建綜合實訓、物聯(lián)網(wǎng)上位機開發(fā)實訓、智能設(shè)備應(yīng)用開發(fā)實訓、無線傳感網(wǎng)組建實訓、物聯(lián)網(wǎng)項目綜合布線、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)綜合實訓、畢業(yè)設(shè)計、頂崗實習等。

其中，專業(yè)核心課程的學習需要專業(yè)基礎(chǔ)課程知識作為支撐，因此，依據(jù)專業(yè)核心課程來設(shè)置專業(yè)基礎(chǔ)課程，專業(yè)核心課程包括了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層、通信層和感知層三個層次，關(guān)鍵技術(shù)涵蓋傳感技術(shù)、接入技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)和安全技術(shù)的主干課程，結(jié)合實踐實訓課程可以有效地使學生掌握物聯(lián)網(wǎng)工程項目的核心技能，比如專業(yè)核心課程中傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（無線通訊）、RFID技術(shù)應(yīng)用等課程的學習，以及實踐實訓課程感知層組建綜合實訓，能使學生初步掌握物聯(lián)網(wǎng)工程項目中數(shù)據(jù)采集層（感知層）設(shè)備的使用和調(diào)試；通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（無線通訊）與物聯(lián)網(wǎng)項目綜合布線課程的學習，能使學生初步掌握物聯(lián)網(wǎng)工程項目中數(shù)據(jù)傳輸層設(shè)備的使用和調(diào)試。實踐實訓課程模塊是根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展方向和特點，以“崗位驅(qū)動”的模式建立相關(guān)的核心課程、實訓項目，以項目實訓入手，讓學生們快速地進入角色，在校企合作的實踐中可以直接進入實踐崗位。

② 提高教師隊伍專業(yè)實踐能力

教師的理論與實踐能力直接決定了課堂教學的質(zhì)量。在“教學做一體化”教學模式中，理論課和實踐課的分界線逐漸淡化，課堂教學既包含理論，又融合了實踐操作，對教師的實際操作能力要求較高，培養(yǎng)或引進理論與實踐雙結(jié)合的教師是“教學做一體化”教學模式中一個重要的環(huán)節(jié)。

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建立時間晚，對口的專業(yè)教師少，尤其需要重視教師隊伍的建設(shè)。因此，應(yīng)用型高校應(yīng)該完善教師培訓制度，增加教師培訓渠道，如：（1）校內(nèi)培訓，對缺乏物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識的對口教師進行集中培訓；（2）國培省培，委派教師參加全國全省各地物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師集體培訓，了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展趨勢，交流物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)中存在的主要問題；（3）校企合作培訓，專業(yè)教師定期到企業(yè)進行交流學習，了解企業(yè)的實時需求、運作模式和新興技術(shù)，參與企業(yè)研發(fā)，提高自身業(yè)務(wù)能力。這一系列的措施，可以提高專任教師專業(yè)素質(zhì)，使他們既具有扎實的理論基礎(chǔ)知識和教學功底，又有過硬的專業(yè)實踐操作能力。

③ 安排理論實踐結(jié)合的教學活動

“教學做一體化”模式強調(diào)理論教育以實用和夠用為原則，重點在于培養(yǎng)學生動手實操的能力，在教學形式和內(nèi)容上都需要有所轉(zhuǎn)變，首先教學內(nèi)容應(yīng)該有的放矢，將理論與實踐有機結(jié)合起來，理論不能脫離實踐，理論知識的安排必須圍繞實踐技能展開，突出專業(yè)技能培養(yǎng)的重點，強化實踐操作能力的訓練。其次教學形式應(yīng)該從理論課偏多轉(zhuǎn)變?yōu)槔碚搶嵺`結(jié)合，打破理論課、實驗課的界限，將理論教學和實踐教學融合在一起，教師可以邊講邊演示，學生也可以邊聽邊操作，用實際操作強化所學到的理論知識[4]。

“教學做一體化”模式改變了過去理論與實踐分離的狀態(tài)，使理論教學和實踐教學能夠連貫、自然地銜接起來，教學、演示和訓練同步進行，教學方式靈活，課堂生動，突出了學生的教學主體地位，使學生能夠在實踐中領(lǐng)會消化理論知識，教學效果事半功倍。同時，開放性的教學環(huán)境，更有利于提高學生的學習興趣，并幫助教師了解學生的學習情況，以便及時調(diào)整教學計劃，因材施教。

④ 設(shè)計多層次的實訓教學體系

“教學做一體化”模式中的做還體現(xiàn)在安排與課程配套的實訓環(huán)節(jié)。分析物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程特點，優(yōu)化整合其實驗實踐教學環(huán)節(jié)，確立多層次的實踐教學體系，包括：基礎(chǔ)實驗實踐、綜合實訓實踐和創(chuàng)新設(shè)計實踐，每個實踐層次都有各自的實踐環(huán)節(jié)，如：課內(nèi)實驗、課程設(shè)計、實習實訓、大學生創(chuàng)新項目、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計大賽和畢業(yè)設(shè)計等操作。

⑤ 創(chuàng)建靈活適宜的考核方式

考核方式是檢測教學成果的重要手段，一體化教學模式的考核強調(diào)對教學實施的全過程的考核。對每個學生在教學做過程中的學習態(tài)度、學習狀態(tài)和學習效果進行實時跟蹤，突出技能訓練的過程控制。同時，不拘泥于傳統(tǒng)筆試的考試形式，增加考試內(nèi)容和方法的靈活性，考核以實際動手操作方式為主，更客觀、更全面地衡量每個同學的綜合技能及學習效果。

4 總結(jié)

通過對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學特點進行分析，以培養(yǎng)學生實際動手操作能力為準則，研究適合于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的打破傳統(tǒng)教學觀念的“教學做”一體化教學模式，理論結(jié)合實踐，可以提高學生綜合技能，從而實現(xiàn)應(yīng)用型高校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標。

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