基于工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)的《無線傳感網(wǎng)技術(shù)》課程教學(xué)改革與實(shí)踐

聶增麗

1 引言

《無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的專業(yè)核心課。主要培養(yǎng)學(xué)生無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、組建、調(diào)試和維護(hù)能力?！稛o線傳感網(wǎng)技術(shù)》服務(wù)于專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)的系統(tǒng)工程師（具備小型傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)）、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備裝調(diào)人員（調(diào)試、分析等能力）、和運(yùn)維工程師（運(yùn)行時(shí)對物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行系統(tǒng)管理，維護(hù)、監(jiān)控），這些職業(yè)能力需要課程《無線傳感網(wǎng)技術(shù)》支撐。課程在專業(yè)人才培養(yǎng)中起著必不可少的作用。為了適應(yīng)應(yīng)用型大學(xué)人才培養(yǎng)的目標(biāo)定位，需要對課程進(jìn)行不間斷的改革和建設(shè)。

2 研究、精選教學(xué)內(nèi)容，凸顯工程實(shí)踐性

通過確定企業(yè)真正需要工程能力、研究專業(yè)培養(yǎng)方案、研究《無線傳感網(wǎng)技術(shù)》課程特點(diǎn)和市場調(diào)研，確定專業(yè)培養(yǎng)方案和課程內(nèi)容，選擇以無線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)，選取四個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組建的工程實(shí)踐項(xiàng)目，一個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合項(xiàng)目。本課程選取五個(gè)工程實(shí)踐項(xiàng)目。具體為：

項(xiàng)目一基于藍(lán)牙技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)搭建，使用任務(wù)驅(qū)動、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和講解法，學(xué)生第一次接觸該課程，給學(xué)生以一定的適應(yīng)期，首先布置任務(wù)，學(xué)生帶著任務(wù)思考，得出本項(xiàng)目目標(biāo)。然后使用視頻演示，給出完整的基于藍(lán)牙技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生通過視頻，了解基礎(chǔ)知識，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，搭建方法，成品效果，根據(jù)學(xué)生對視頻講解的理解，自己動手組建網(wǎng)絡(luò)。最后，學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)搭建過程中存在的突出問題，進(jìn)行針對性講解，使學(xué)生在動手中，熟悉基本知識，實(shí)現(xiàn)原理，關(guān)鍵技術(shù)和操作要點(diǎn)。

項(xiàng)目二基于gprs技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)搭建，使用翻轉(zhuǎn)課程本地化，首先老師布置項(xiàng)目任務(wù)，學(xué)生介紹這節(jié)課的意義、背景和內(nèi)容，然后老師介紹了抓關(guān)鍵詞進(jìn)行解析的學(xué)習(xí)方法，最后留了三個(gè)思考問題，第一個(gè)是讓學(xué)生根據(jù)介紹的學(xué)習(xí)方法找關(guān)鍵詞進(jìn)行解答，第二個(gè)是學(xué)生思考該理論的其他應(yīng)用，第三個(gè)是讓學(xué)生查找答案后的大膽質(zhì)疑，提出自己的問題。老師提供參考資料，參考資料由網(wǎng)絡(luò)連接、視頻、文檔等組成。

項(xiàng)目三基于zigbee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)搭建，使用項(xiàng)目二相同的教學(xué)方法，翻轉(zhuǎn)課程本地化，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，提升學(xué)生主觀能動性。讓學(xué)生成為課程的主導(dǎo)者。

項(xiàng)目四基于WIFI技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)搭建，作為最后工程實(shí)踐項(xiàng)目，解決問題，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)，并進(jìn)行總結(jié)，重點(diǎn)使用討論教學(xué)、問題教學(xué)和講解法。

項(xiàng)目五無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合項(xiàng)目，使用幾種教學(xué)方式的融合，該項(xiàng)目實(shí)施采用，1個(gè)小組+3個(gè)平臺+6個(gè)步驟的課程實(shí)施方法。

3 融合教學(xué)方法，綜合多平臺，提升學(xué)生創(chuàng)新能力

以《無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》課程為主線，改進(jìn)教學(xué)方法，更新教學(xué)手段，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)。研究教學(xué)方法包括：①任務(wù)驅(qū)動式教學(xué)；②引導(dǎo)式教學(xué)；③翻轉(zhuǎn)課堂本地化。④幾種教學(xué)方式的融合

課程實(shí)施采用，1個(gè)小組+3個(gè)平臺+6個(gè)步驟。

1個(gè)小組：強(qiáng)調(diào)小組進(jìn)行連坐學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作。小組分工，促使協(xié)同合作，課后幫助，培養(yǎng)課后自學(xué)能、培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作。

3個(gè)平臺：實(shí)驗(yàn)、虛擬軟件、項(xiàng)目。 用虛擬軟件與實(shí)踐項(xiàng)目相結(jié)合，讓課堂更加生動，有效，讓學(xué)生在有趣和輕松的環(huán)境總學(xué)習(xí) 。

6個(gè)步驟：教學(xué)過程6步驟。

這個(gè)教學(xué)過程6步驟實(shí)施過程中，1、布置任務(wù)，小組討論，2、引導(dǎo)，啟發(fā)學(xué)生往正確的方向思考。實(shí)施過程中出現(xiàn)問題，進(jìn)行重點(diǎn)講解。這個(gè)過程中使用了任務(wù)驅(qū)動、討論教學(xué)、引導(dǎo)啟發(fā)、講解法、問題教學(xué)。

分析各種教學(xué)方式等的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，結(jié)合本課程的實(shí)際情況，選擇符合專業(yè)和課程培養(yǎng)目標(biāo)、企業(yè)工程需求的教學(xué)方法、教學(xué)平臺。確定進(jìn)行校企合作，讓工程創(chuàng)新走進(jìn)常規(guī)課堂，使翻轉(zhuǎn)課堂本地化，讓分層次教學(xué)落到實(shí)處，進(jìn)行“三結(jié)合”課程考核模式，激發(fā)學(xué)生潛力，發(fā)揮學(xué)生特長。

4 放手考核權(quán)利，發(fā)揮學(xué)生能動性

①研究一般高校的考核辦法

調(diào)研重慶郵電大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程的無線傳感網(wǎng)技術(shù)課程，采用的考核辦法是理論考試，具體為期末開卷考試（70%）+作業(yè)（30%）。

②企業(yè)考核辦法

通過調(diào)研重慶市科學(xué)技術(shù)研究院、中移物聯(lián)網(wǎng)、北方軟件、重慶普天普科公司、重慶金美有限責(zé)任公司等企業(yè)，企業(yè)考試一般有績效+基本工資+獎(jiǎng)金。而企業(yè)績效一般由項(xiàng)目完成情況（工作量）+完成的效果+盈利情況決定。結(jié)合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)項(xiàng)目，自己設(shè)計(jì)考核題目，把技能認(rèn)證、項(xiàng)目運(yùn)行情況融入本課程的考核機(jī)制中。

③結(jié)合本校具體情況

課程考核經(jīng)歷了一些探索，最終采用三結(jié)合的考核方式，把企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)生自己設(shè)計(jì)項(xiàng)目考核、技能認(rèn)證納入考試范圍提出“三結(jié)合”的考試方案?！叭Y(jié)合”具體包括：期末考核結(jié)合項(xiàng)目階段性考核；課程內(nèi)容考核結(jié)合第二課堂考試；教師考核結(jié)合學(xué)生自主考核。

5 結(jié)束語

根據(jù)工程實(shí)踐需求分析和專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)定教學(xué)方式和教學(xué)內(nèi)容。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程建設(shè)實(shí)際，分析專業(yè)能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，提出物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課無線傳感網(wǎng)技術(shù)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面的研究，并在專業(yè)課程建設(shè)中進(jìn)行實(shí)踐，結(jié)果表明課程為培養(yǎng)學(xué)生工程創(chuàng)新能力提供了有力保障。

本文為重慶市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2016年度規(guī)劃課題“基于工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)的應(yīng)用型本科物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系研究”（2016-GX-059）；重慶工程學(xué)院項(xiàng)目“基于工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)的《無線傳感網(wǎng)技術(shù)》課程教學(xué)改革與實(shí)踐”（JY2015302）。

（作者單位：重慶工程學(xué)院）