面向工程教育認證的物聯(lián)網(wǎng)實踐課程教學(xué)體系探索

陳朋朋+孫海濤+高守寧

摘 要：實踐教學(xué)體系的構(gòu)建對高等院校培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)人才至關(guān)重要。在工程教育背景下，針對當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)實踐課程體系中實踐內(nèi)容、實踐模式、考核方式等方面存在的問題，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)實踐課程的教學(xué)目標(biāo)與現(xiàn)如今物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的趨勢，構(gòu)建更加完整的物聯(lián)網(wǎng)實踐課程教學(xué)體系，達到全面提高復(fù)合型人才實踐創(chuàng)新能力的目的。

關(guān)鍵詞：工程教育；物聯(lián)網(wǎng)；實踐課程；教學(xué)體系

隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷革新，物聯(lián)網(wǎng)也迎來了其發(fā)展的黃金期。該技術(shù)可應(yīng)用于人類世界的各個角落，具有很廣泛的應(yīng)用前景。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)所培養(yǎng)的具有高質(zhì)量工程技術(shù)人才的畢業(yè)生是所涉及行業(yè)急需的工程技術(shù)人才，物聯(lián)網(wǎng)實踐課程的規(guī)范構(gòu)建對于完成工程專業(yè)認證具有重大促進意義。

一、 物聯(lián)網(wǎng)實踐課程概況

（一） 課程概述

物聯(lián)網(wǎng)是指按照一定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，通過傳感器等數(shù)據(jù)收集工具，將各種物體連接到互聯(lián)網(wǎng)形成的復(fù)雜大型網(wǎng)絡(luò)。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的不斷革新，物聯(lián)網(wǎng)也迎來了其發(fā)展的黃金期。在此背景下，為進一步促進我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，很多高校都先后開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)。

（二） 當(dāng)前現(xiàn)狀

西方國家在工程教育專業(yè)認證方面走在了前列，使得他們培養(yǎng)出來的人才能夠得到各界的認可。隨著經(jīng)濟的全球化，各行業(yè)的競爭日趨激烈，我國也逐漸意識到高水平工程人才的重要性，高度重視工程教育專業(yè)認證工作的建設(shè)。

物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)急需有能力的人才，人才的認可需要完善的培養(yǎng)體系和認證機制。目前教育部已經(jīng)在一些高校陸續(xù)開始了試點網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以促進物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)特質(zhì)，使得其需要專業(yè)的實踐環(huán)境，相關(guān)實踐課程的安排將成為重中之重。除了需要掌握一定的編程技巧，物聯(lián)網(wǎng)實踐課程還需要掌握硬件知識。這樣的特點往往使得多數(shù)高校學(xué)生覺得這門課龐雜繁瑣，無法找到其中的脈絡(luò)結(jié)構(gòu)，容易使同學(xué)產(chǎn)生內(nèi)容抽象繁雜、難以學(xué)好的感覺。

二、 物聯(lián)網(wǎng)實踐課程體系構(gòu)建

結(jié)合課程設(shè)置和實際教學(xué)，本文在從實踐內(nèi)容、實踐模式以及考核方式等方面對物聯(lián)網(wǎng)實踐課程進行教學(xué)改革的摸索和改革，提高教學(xué)質(zhì)量水平。

（一） 實踐內(nèi)容構(gòu)建

當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備類型豐富多樣，儀器質(zhì)量也顯著提高，但也存在實驗教學(xué)項目和專業(yè)方向脫節(jié)、實驗過程死板等不足。首先實驗項目過于簡單，其次通常情況下，學(xué)生只需按部就班進行實驗，甚至無需親自動手設(shè)計數(shù)據(jù)記錄表格，整個過程毫無自主創(chuàng)造環(huán)節(jié)。如此僵化的實驗過程不但無法體現(xiàn)教學(xué)的創(chuàng)新性而且禁錮了學(xué)生的創(chuàng)造思想。對于初學(xué)者，不要求其掌握深層次的核心理論，而是首先是讓他們對物聯(lián)網(wǎng)有個全局性的認知。不應(yīng)讓學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情止步于枯燥的理論學(xué)習(xí)中，要將抽象的理論形象化，教學(xué)過程生動化。圍繞核心技術(shù)進行演示，適當(dāng)擴展相關(guān)知識，既可讓學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，又不會降低學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)積極性。上述方式可以使得學(xué)生對于物聯(lián)網(wǎng)有一個快速、初步的了解，之后的專業(yè)知識的應(yīng)用便放在主要的實驗教學(xué)部分。

（二） 實踐模式構(gòu)建

實驗教學(xué)由以前簡單地布置相關(guān)實驗內(nèi)容，對實驗所需知識進行教授指導(dǎo)，由最終學(xué)生所做實驗的結(jié)果進行評價的簡單模式，轉(zhuǎn)化為課堂實驗、認知實驗與課外實驗三種實驗?zāi)Ｊ?，以循序漸進的方法引導(dǎo)學(xué)生對課程知識進行掌握，在保證教學(xué)質(zhì)量的同時，達到教學(xué)目標(biāo)。

課堂實驗部分：建立層次化的實驗教學(xué)體系。最底層為基礎(chǔ)型實驗，讓學(xué)生在實驗中深入感知并初步了解物聯(lián)網(wǎng)。第二層次為單一課程綜合型實驗，加深對該課程知識體系的理解和運用，做到融會貫通。第三層次為設(shè)計型實驗，給定明確的實驗?zāi)繕?biāo)，要求學(xué)生運用一門或幾門相關(guān)課程理論、知識、概念、技術(shù)，進行系統(tǒng)分析和設(shè)計，提高系統(tǒng)規(guī)整能力。最高層次為探索創(chuàng)新型實驗，優(yōu)秀學(xué)生可以依據(jù)自己的優(yōu)勢與興趣自主選擇參加。

認知實驗部分：邀請該領(lǐng)域?qū)＜遥M織學(xué)生聽取前沿講座，了解研究現(xiàn)狀；通過組織專業(yè)教師對物聯(lián)網(wǎng)課程體系介紹和引導(dǎo)，明確專業(yè)學(xué)習(xí)目標(biāo)及社會就業(yè)方向，提升學(xué)生的專業(yè)使命感。通過參觀企業(yè)，可以讓學(xué)生了解實際的物聯(lián)網(wǎng)項目，對他們以后需要具備的能力有初步的認識。依托物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，形成創(chuàng)新與實踐并重的實踐教學(xué)體系，培養(yǎng)出能夠真正服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的專業(yè)人才。

（三） 考核方式構(gòu)建

計算機課程的學(xué)習(xí)注重實踐能力，因此對學(xué)生實驗成績的評定有助于了解學(xué)生的真實水平。但是實現(xiàn)一個目的的途徑有多種，僅從結(jié)果評價學(xué)生表現(xiàn)無法反映真實的情況。工程教育專業(yè)認證標(biāo)準(zhǔn)中通過考查學(xué)生在實驗的整個過程中的表現(xiàn)來合理地判定學(xué)生的實驗成績。為了科學(xué)合理地評估學(xué)生的實踐能力，主要采用“在線測試形式”以及“面向工程教育認證的實踐課程組綜合評估”的方式可以達到這樣的效果。前者主要考查基礎(chǔ)理論概念的理解和把握程度；后者有利于考查學(xué)生的學(xué)以致用能力。將這兩種方式的有機結(jié)合，科學(xué)公正地反映學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)實踐課程的綜合能力。

三、 結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是一個涉及到的實踐技術(shù)和概念較多的綜合性新興學(xué)科，其重點在于工程應(yīng)用，這就決定了通過課程實踐教學(xué)將所學(xué)的跨學(xué)科知識融會貫通，真正做到“學(xué)以致用”尤為重要。因此，要求教育工作者依托學(xué)校自身的學(xué)科優(yōu)勢和行業(yè)背景，設(shè)計出與時俱進的、科學(xué)合理的、可持續(xù)發(fā)展的專業(yè)課程體系，培養(yǎng)高素質(zhì)的實踐型人才。

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