以創(chuàng)導學在物聯(lián)網(wǎng)實訓課程中的應用研究

沈紅雷，常愛東

[摘 要] 分析了傳統(tǒng)教學方式，指出其偏重于服從和接受，抹殺學生自覺創(chuàng)造的天性，提出了“以創(chuàng)導學”這種教學方式。這種方式著重于培養(yǎng)學生的學習興趣，以學生為主體、教師為輔助，通過學生自主學習，積極探索解決問題，最終達到教學目的。該教學方式還關注學生對整個課程及相關課程的觀感，甚至以吸引學生對整個專業(yè)的興趣為目標，認為興趣一旦建立，將會變被動為主動，會激發(fā)出驚人的學習動力。除此之外，它還傾向于在教學實施過程中培養(yǎng)學生的創(chuàng)造創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學生敢于創(chuàng)造的魄力和勇氣。

[關 鍵 詞] 以創(chuàng)導學；物聯(lián)網(wǎng)實訓；創(chuàng)造；創(chuàng)新

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2017）31-0156-02

隨著科學技術的進步、信息技術的發(fā)展，現(xiàn)在學生的思維方式與以往相比往往大相徑庭。在課堂上，學生不再僅僅局限于被動地接收，他們時常會有很多新奇的方法，甚至對老師提出質(zhì)疑。老師如果對此視而不見，或者只是把教學當成一個任務來完成的話，教學效果必定會大打折扣。物聯(lián)網(wǎng)是一門涉及面非常寬泛的課程，那么如何在這門課程的教學中破解這個難題呢？

一、主動學習

主動學習是一種與傳統(tǒng)“填鴨灌輸”式學習完全不同的學習方式，它以學生為主體，是學生的一種自覺行為。為達到一定的學習目的，或者解決一定的問題，學生積極主動、自覺地查找資料，找人請教，學習相關知識。教師在這個過程中只起輔助作用，引導學生思考，把控學生解決問題的方法、思路。

二、創(chuàng)設情境

主動學習是學習的一種方法，如何有效地實施大有講究。教師若能在課堂上給學生創(chuàng)造一個機會——創(chuàng)設一個場景，借這個場景引發(fā)學生的思考進而達到教學目的或許是個不錯的選擇。這個場景涉及的知識應以過去所學知識為主，教師先介紹一下這個場景，和學生一起回顧一下以往的知識，以便為后面的問題做鋪墊。比如，學生已經(jīng)學習過“1+1=2”，或者在他們的知識結構里，已經(jīng)有相應的知識積累，在給出問題之前，教師可以先帶領學生稍加復習，然后自然而然過渡到新的問題“1+2=？”新的問題并不是遙不可及，讓學生感覺這個目標很明確。然后，或通過自己摸索，或在教師引導下，找到解決問題的思路，知道該往哪個方向努力。當他們經(jīng)歷一番磨難解決問題之后，那種成功的喜悅會讓他們倍感享受，同時，他們回味這個摸索過程時也會很享受。當然，這個過程在他們頭腦里的印象也將極為深刻，這個深刻的印象必然包括我們所要傳授的知識，我們的目的顯然也就達到了。

物聯(lián)網(wǎng)技術是近幾年新興起來的一門課程，該課程涵蓋的內(nèi)容非常寬廣，比如傳感器技術、計算機網(wǎng)絡、單片機、通信等均是其基礎課程，或者說物聯(lián)網(wǎng)技術就是這些專業(yè)基礎知識的具體應用。如何開展這門課程的教學似乎并沒有太成熟的經(jīng)驗可以借鑒。我們在教學中，不斷嘗試、摸索，發(fā)現(xiàn)以創(chuàng)導學這種教學方式效果比較理想。

這里所謂的“創(chuàng)”是一種方法、手段，“學”才是目的，就是通過這種方法，達到授課的目的。這個“創(chuàng)”是相對的，對學生來說，可能確實是一種從未有過的經(jīng)歷，是他們的第一次，但對教師、對社會來說，學生的行為可能只是一次簡單的重復，并不是真正的創(chuàng)造。但是，這并不影響我們期望達到的目的，只要有益于這個教學目的，何必管他是不是真正意義的創(chuàng)造呢？況且，這或許可以激發(fā)學生的靈感，激化學生的潛能，真的促使學生有一點點小小的創(chuàng)造也未可知，權當拋磚引玉吧。

先來介紹一下我們的教學設備。在我們的物聯(lián)網(wǎng)實訓室，有若干套教學設備，每一套都有一臺電腦、一個平板、一個Cortex-A9模塊，各種傳感器（比如溫濕度、火焰、熱釋電、光線亮度等），以及若干終端設備，可以用這些模塊或終端搭建各種小應用，模擬生活場景，以此引導學生設計若干方案。

案例一：家庭安防

這個案例是模擬家庭的防盜報警系統(tǒng)，一般在重要出入口（如樓梯口、門口）安裝主動式紅外探頭，或者在圍欄等邊界處安裝電子柵欄，當布防啟動后有人入侵時，探頭自動感應，觸發(fā)報警，啟動錄像抓拍。

在初步介紹這次課程實訓目標的時候，學生非常踴躍，興趣、激情一下子高漲起來。因為有多種傳感器、終端設備可選，他們需要根據(jù)項目需求，結合自身能力，仔細辨別各自的優(yōu)缺點，選擇最佳組合。比如，探測設備就有兩種可選，一種是紅外對射探頭，另一種是熱釋電紅外探頭，這兩種探頭因為探測原理、工作方式、探測距離等不同而略有差異。報警方式選項則更多，可以打開報警燈使閃爍，可以發(fā)出警笛聲音，也可以兩者結合，還可以通過網(wǎng)絡在異地（集控中心或遠程某地）電腦上顯示報警信號，甚至可以通過4G、WIFI等給手機發(fā)送報警信息。

為了設計出最好的安防系統(tǒng)，選出最佳選項，他們翻閱書本，上網(wǎng)搜索，這種積極主動獲取知識的過程，相比于單純的說教，效果實是不可同日而語。

通過這種課堂模式學生自己動手設計出一套安防系統(tǒng)，對他們來說，這是一種前所未有的體驗，這是一種全新的嘗試，這是一種創(chuàng)造。

這個案例中涉及的知識可深可淺，需要教師根據(jù)學生的水平予以引導把控，切不可使學生走上一條相對他們當前能力的死胡同。比如報警這一環(huán)，簡單一點，實現(xiàn)一個聲光報警就可以了，復雜一點可以通過不同通信方式發(fā)送到遠程終端，如果學生有Android、Java這方面的知識，開發(fā)一個手機端的APP也行?？傊?，要避免學生好高騖遠，定下一個不切實際的目標。舉個例子來說，一個尚未接觸過編程的學生期望用手機接收報警信息，這個目標將會異常艱巨，絕對不可能在幾節(jié)課的時間里實現(xiàn)，這樣一個結果相比于他們一時如涌泉一樣的激情是非常殘酷的，期望越高，失望也越大，這樣的打擊與我們的初衷相悖，對學生興趣的培養(yǎng)無益，這需要教師及時發(fā)現(xiàn)并予以引導、幫助。

案例二：室內(nèi)亮度自動調(diào)節(jié)控制

在這個案例中，學生可以學習亮度的測量、燈光的調(diào)節(jié)等知識。如果我們以“填鴨灌輸”式直接告訴學生亮度怎么測量、燈光怎么調(diào)節(jié)，到課堂結束，可能教師會非常疲累，而學生也感覺很枯燥，甚至不知所云，沒有一點收獲。

反過來，如果我們告訴學生我們的目標是實現(xiàn)室內(nèi)亮度的自動調(diào)節(jié)，為達到這一目的，詢問學生應該怎么做，由此引發(fā)學生思考。

然后繼續(xù)引導學生：亮度怎么測量？怎么調(diào)節(jié)？燈光怎么控制？

接著，在學生期望的眼神中給他們講解光敏器件（光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管等）的工作原理，他們的收獲會怎樣呢？

繼續(xù)提問，哪些因素會影響電燈的發(fā)光亮度？電壓？電流？怎么調(diào)節(jié)？

對一個方波來說，調(diào)節(jié)占空比會對其后濾波輸出的電壓有什么影響？這個問題可能難度有點大，為了防止打擊他們學習的積極性，可以直接告訴他們，這就是PWM，通過調(diào)節(jié)占空比，可以調(diào)節(jié)電壓，占空比越大，輸出電壓越大。

在這一連串問題引發(fā)的思考背后隱藏著答案，在給學生介紹了這些知識之后，給他們提出一個目標，讓他們用這些知識設計一個可以根據(jù)室內(nèi)當前光線強弱自動調(diào)光的照明控制系統(tǒng)，這個目標就是對這些知識的一個綜合應用。

完成整個設計，學生需要充分熟悉、掌握光線的測控機理，然后將這些知識加以整合、運用，這也是一種形式的創(chuàng)造，它以歷史知識為基礎，以靈活運用為支撐，以功能目標為導向，活學活用，解決實際問題。

完成這個設計之后，學生對PWM必將有一個具體的認識，他們不僅從原理上可以解釋PWM脈寬調(diào)壓，還可以在應用上，利用PWM實現(xiàn)燈光調(diào)節(jié)，達到理論與實踐相結合的目的，而這正是這節(jié)課的目標所在，通過學生自己動手，加深理解，進而掌握PWM。

創(chuàng)設場景，讓學生在這個場景中，在老師的引導下，先是動手操作，自由發(fā)揮創(chuàng)造，然后達到知識的升華，有所收獲，進而體驗到成功的快樂。

我們知道，陶行知本名陶文濬，因欣賞王陽明“知行合一”學說改名為知行，后認為“行是知之始；知是行之成”，又改名為行知。陶先生也是將行放在了前面，認為知是行之果。

三、激發(fā)學習興趣

在我們職業(yè)教育中，學生年齡普遍偏小，活潑好動，注意力容易分散，且不易集中。如何吸引學生的注意力可能關乎一次教學的成敗。

俗話說，興趣是最好的老師，沒有興趣的學習，不但浪費時間，浪費精力，而且這個學習過程本身也是一件痛苦不堪的事情。反過來，學生一旦對某一事物產(chǎn)生興趣，那激發(fā)出來的動力也是驚人的，當學生自身對學習產(chǎn)生了濃厚興趣時，學生就會去積極主動地學習，從而促成高效的學習，他們不會再視學習為畏途，反而會樂此不疲。

通過創(chuàng)設場景，我們給學生提供了一個自主學習的機會，當他們帶著問題積極探索的時候，他們的興趣就被徹底調(diào)動起來。再到后面問題的解決，興趣被加深加固。但是一次場景課只是針對一個問題的解決，學生或許只是一時的興起，能夠培養(yǎng)學生長期的興趣才是根本。所以我們既要注重如何激發(fā)學生在一次場景中的興趣，更要注重培養(yǎng)學生對整個課程的長期興趣。

物聯(lián)網(wǎng)技能實訓這門課程，給了學生一個展現(xiàn)自我的機會。通過這門課程我們不僅勾起了學生對物聯(lián)網(wǎng)技術這門課程的興趣，激起了他們的學習熱情，還連帶地喚醒了他們對其他相關課程的興趣，比如傳感器技術、計算機網(wǎng)絡等。這一點更為重要，可以說，通過這門課程培育出了他們對這個專業(yè)的興趣。

四、培養(yǎng)創(chuàng)造意識，培養(yǎng)敢于創(chuàng)造的勇氣

傳統(tǒng)的學習方式往往偏重于服從和接受，忽略發(fā)現(xiàn)和探究，久而久之，抹殺了學生創(chuàng)造創(chuàng)新的習慣和意識。而以創(chuàng)導學這種教學方式，卻是與此相對，欲從根本上培養(yǎng)學生的興趣，進而樹立其創(chuàng)造創(chuàng)新意識，鼓勵其敢于想象、敢于嘗試、敢于實踐。

我們在開展物聯(lián)網(wǎng)技能實訓這門課程時，注重綜合實踐活動的開展，盡可能為學生創(chuàng)設實踐的機會，讓學生動手操作，在實踐中養(yǎng)成主動學習、主動思考分析、獨立解決問題的習慣。葉圣陶說：“教是為了不教?！庇龅郊值膯栴}，鼓勵學生開動腦筋，引導學生從多方尋找解決問題的突破點，使學生的創(chuàng)造創(chuàng)新能力得到提升，以此培養(yǎng)學生的創(chuàng)造意識，培養(yǎng)學生敢于創(chuàng)造的勇氣。

總的來說，我們在物聯(lián)網(wǎng)技能實訓這門課程中開展以創(chuàng)導學這種教學方式的嘗試也是一種探索。通過創(chuàng)設場景誘導學生自主學習、探究學習，一次場景課不僅僅要吸引學生對本次課堂的關注，還要注意吸引學生對整個課程、相關課程，甚至整個專業(yè)的興趣，進而培養(yǎng)學生的創(chuàng)造創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學生敢于創(chuàng)造的魄力和勇氣。