以培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用能力的物聯(lián)網(wǎng)項目驅(qū)動教學(xué)改革分析

摘要：隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及通信技術(shù)等高新科技的發(fā)展，為我們的日常生產(chǎn)及生活活動提供了更大的便利，而物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，進一步推動了人類社會的發(fā)展，為物物相連模式的優(yōu)化提供了更為優(yōu)質(zhì)的發(fā)展環(huán)境。該文主要以高校物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)教學(xué)為例.探討了以學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力培養(yǎng)為基礎(chǔ)的項目驅(qū)動教學(xué)改革措施.

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);項目驅(qū)動;教學(xué)改革;創(chuàng)新應(yīng)用能力

中圖分類號：TP393 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）08-0146-02

物聯(lián)網(wǎng)屬于新一代信息技術(shù)中十分重要的組成部分，它仍然以互聯(lián)網(wǎng)為核心與基礎(chǔ)，是對互聯(lián)網(wǎng)的一種延伸與拓展。現(xiàn)今，物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展迅速，導(dǎo)致對相關(guān)技術(shù)人才的需求量逐漸加大，國內(nèi)各高校相繼增設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)。如何在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)中有效利用項目驅(qū)動式教學(xué)方法，促進學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力的培養(yǎng)，值得深思。

1 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展與專業(yè)教學(xué)困境

1.1物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)被看作是人類在步入互聯(lián)網(wǎng)信息時代以后，因為信息爆炸而衍生出的第三大典型應(yīng)用：首個典型應(yīng)用是對信息的應(yīng)用，也就是我們常說的搜索引擎;第二個則是人際關(guān)系，也就是目前人們相互溝通與聯(lián)系所依賴的社交網(wǎng)站;而第三個應(yīng)用則是對物品的應(yīng)用，便是物聯(lián)網(wǎng)。就其發(fā)展態(tài)勢來說，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的革新與應(yīng)用目的是構(gòu)建一個在全球范圍之內(nèi)，用于物品感知與互通的現(xiàn)代化實物網(wǎng)絡(luò)，繼而達成范疇更為寬廣的互聯(lián)目標(biāo)。

物聯(lián)網(wǎng)浪潮的興起與發(fā)展，為相關(guān)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展帶來了非常可觀的前景。依據(jù)2014年-2018年全國物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)整體運營態(tài)勢和發(fā)展前景報告所示數(shù)據(jù)內(nèi)容，國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)目前主要涉及園林綠化、家具家電、環(huán)保工程以及土木工程等多個領(lǐng)域，但依然處在探索與發(fā)展階段，其產(chǎn)值貢獻不足一成。2009年8月，前國務(wù)院總理、黨組書記、中央政治局常委溫家寶前往無錫市進行視察時提出了“感知中國”的重要戰(zhàn)略構(gòu)想，強調(diào)中國需要抓準(zhǔn)時代發(fā)展機遇，積極推進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究、推廣與應(yīng)用?；诖?，物聯(lián)網(wǎng)未來的發(fā)展將從國家層面推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

在此種大背景之下，國內(nèi)各大高校相繼開設(shè)與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的專業(yè)和課程，其目的在于培養(yǎng)更多具備扎實基礎(chǔ)、完善知識結(jié)構(gòu)、強大應(yīng)用能力的專業(yè)化人才，以推動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在此之前，國內(nèi)涉足物聯(lián)網(wǎng)方面的專業(yè)人才非常稀少。而現(xiàn)今物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展對于人才十分強烈的需求，加之國家層面的大力推動，促進了相關(guān)專業(yè)的設(shè)置與發(fā)展速度，為高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)形成了良好的基礎(chǔ)。

1.2物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)困境

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)從屬于計算機類，通常情況下為四年學(xué)制，授予工學(xué)學(xué)位，其專業(yè)課程主要包括理論與實踐兩個部分。理論教學(xué)與傳統(tǒng)專業(yè)（比如計算機、通訊以及電子等）并無較大區(qū)別，相對來說其教學(xué)理論與方法具有一定的豐富化特征。然而，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)正在隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展不斷革新，需要多個學(xué)科之間的緊密結(jié)合。此外，出于有關(guān)行業(yè)對于物聯(lián)網(wǎng)人才的需求，除了要求學(xué)生掌握豐富的理論知識以外，更為關(guān)鍵的是設(shè)置具有豐富化特征的實驗課程，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新與實踐能力。而這一要求不僅會使學(xué)生在實際學(xué)習(xí)過程中遇到諸多困難，更會給專業(yè)課教師帶來一定挑戰(zhàn)。

1.2.1培養(yǎng)方案依然不夠成熟

與其他傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)相比，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展時間較短，到目前為止依然沒有形成一套十分清晰而具體的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及發(fā)展脈絡(luò)，還處于持續(xù)優(yōu)化的進程當(dāng)中。而各大高校物聯(lián)網(wǎng)工程相關(guān)專業(yè)成立與發(fā)展不過幾年的時間，因此在專業(yè)人才培養(yǎng)方面很難把握市場需求。部分高校和教師依然沿用傳統(tǒng)專業(yè)課程的教學(xué)方式，不利于學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力的培養(yǎng)。各個院校在對人才培養(yǎng)方案進行制定的過程中，通常結(jié)合自身對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展人才要求方面的理解，同時融合既有專業(yè)培養(yǎng)的經(jīng)驗對人才培養(yǎng)方案進行確定。這一問題的出現(xiàn)，將不可避免的導(dǎo)致人才培養(yǎng)計劃和實際市場需求之間的脫軌，當(dāng)學(xué)生經(jīng)過四年的學(xué)習(xí)踏入社會和工作崗位之后，創(chuàng)新與應(yīng)用能力相對較弱。

1.2.2課程體系不夠健全

課程體系屬于支撐高校實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要基礎(chǔ)，同時也是優(yōu)化學(xué)生專業(yè)知識與技能學(xué)習(xí)質(zhì)量的關(guān)鍵性因素。而由于物聯(lián)網(wǎng)工程相關(guān)專業(yè)的實際成立時間比較短，各大高校在課程體系設(shè)計方面呈現(xiàn)出較大差異。高校大都將課程重點分配于理論性較強，且基礎(chǔ)類知識要求相對較高的課程之上，更加偏重于設(shè)置某些具有更強應(yīng)用性的課程，關(guān)注對學(xué)生動手實踐能力的鍛煉與培養(yǎng)。雖然各校側(cè)重點具有一定差異，但是總體上都是就計算機技術(shù)、軟件工程以及通信工程等相關(guān)專業(yè)提取部分核心課程，以構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的整體課程體系架構(gòu)。這也就導(dǎo)致所開課程無法固定、各類課程之間聯(lián)系性較差、很難呈現(xiàn)出物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)特色、專業(yè)理論和實踐間無法緊密配合等多種實際問題的出現(xiàn)，繼而影響到專業(yè)發(fā)展，對學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力的培養(yǎng)不利。

1.2.3實踐教學(xué)效果較差

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)對實踐教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置要將創(chuàng)新性作為主要切人點，要跟相關(guān)行業(yè)的發(fā)展需求之間建立緊密聯(lián)系，將學(xué)生創(chuàng)新意識與動手能力的培養(yǎng)作為專業(yè)設(shè)計的核心，通過對教學(xué)方法與教學(xué)平臺的優(yōu)化創(chuàng)新，協(xié)助學(xué)生將自身所學(xué)理論知識真正轉(zhuǎn)化成實踐能力，以促進我國物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的健康發(fā)展。目前，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)在實踐教學(xué)方面所遇到的困難主要包括：1）有些實驗項目的實際操作難度較大，而教師因為設(shè)施配備等因素的限制無法有效開展相應(yīng)的演示教學(xué)活動，只能利用軟件技術(shù)對仿真實驗進行模擬展開教學(xué)活動。雖然，在虛擬環(huán)境之下能夠?qū)崿F(xiàn)對各實驗項目內(nèi)容的完成，而且具有較強的人機交互性，也能避免由于學(xué)生操作失誤導(dǎo)致設(shè)備損壞。然而，此種實驗過程畢竟是通過軟件進行模擬所獲得的，與真實環(huán)境之間仍具有較大差別。倘若長期使用此種教學(xué)方法對學(xué)生進行培養(yǎng)，不僅會影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也不利于對學(xué)生動手實踐能力的培養(yǎng)。物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)環(huán)境屬于一種軟硬件相互融合的綜合體系，利用仿真軟件只能使學(xué)生學(xué)習(xí)到其中的原理，而實踐操作上便顯得力不從心。2）隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等現(xiàn)代高新科技的發(fā)展，使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速更新，給教學(xué)活動的開展帶來了一定困擾。當(dāng)教師為學(xué)生傳授一些理論知識和操作技能之后，在短時間之內(nèi)可能已經(jīng)在相關(guān)領(lǐng)域較為落后，或者已經(jīng)被淘汰。這一問題的出現(xiàn)會造成學(xué)生在畢業(yè)工作之后很難符合工作崗位的技能要求。3）實踐內(nèi)容限制于教材當(dāng)中所給出的實驗。教材當(dāng)中所設(shè)置的實驗大都是原理驗證類的基礎(chǔ)性實驗，使學(xué)生由實踐層面實現(xiàn)對理論知識的理解。而只完成這些基礎(chǔ)實驗的教學(xué)，很難實現(xiàn)對學(xué)生綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，也無法充分滿足社會對專業(yè)人才的需求。出于實驗設(shè)備與技術(shù)更新等方面的封閉性，教師很難對所應(yīng)用的實踐教學(xué)內(nèi)容進行有效更新，無法依據(jù)實際教學(xué)情況與學(xué)生學(xué)情對課程內(nèi)容進行調(diào)整。

2 物聯(lián)網(wǎng)項目驅(qū)動教學(xué)改革措施

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程設(shè)置主要以計算機相關(guān)專業(yè)內(nèi)容為依托，因此在進行教學(xué)改革的過程中，應(yīng)該在計算機課程中提取相關(guān)因素，并對教學(xué)方式進行有效創(chuàng)新，使計算機教學(xué)與物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)之間真正實現(xiàn)有機融合，促進教學(xué)改革的高效發(fā)展。

2.1 項目驅(qū)動下的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)模式特征

2.1.1 分組學(xué)習(xí)

項目驅(qū)動教學(xué)需要以小組學(xué)習(xí)為依托，對項目內(nèi)容加以具體劃分，各小組及其組內(nèi)成員都有屬于自己特定的分工，而組員之間除了可以在課堂學(xué)習(xí)中相互交流以外，在課余時間也可以就相關(guān)項目問題展開分析與討論。

2.1.2 信息融合

所謂項目驅(qū)動教學(xué)，是針對某個具體項目當(dāng)中有待解決的一個（或者多個）問題進行研究，依據(jù)項目所圍繞的核心內(nèi)容，對多種知識結(jié)構(gòu)和體系加以相互融合。而此種融合不僅體現(xiàn)在單一課程內(nèi)知識點之間的融合，更是不同學(xué)科、課程之間的融合，也可能是對目前最先進技術(shù)和信息的融合。

2.1.3 結(jié)果導(dǎo)向

項目驅(qū)動教學(xué)需要具備相應(yīng)的結(jié)果導(dǎo)向，可能趨向于對某個問題的深入探究，也可能是分析相應(yīng)的解決方案。在傳統(tǒng)教學(xué)模式之下，教學(xué)活動更加偏重于使學(xué)生在“聽中學(xué)”，由教師直接將相關(guān)知識內(nèi)容灌輸給學(xué)生，很少利用知識內(nèi)容指向某個實際問題。然而，在項目驅(qū)動的教學(xué)模式之下，則偏重于在“做中學(xué)”，以一個具體的項目為依托，實現(xiàn)對各相關(guān)知識點的有效串聯(lián)。隨項目教學(xué)的逐步推進，不僅能讓學(xué)生充分理解與識記學(xué)科內(nèi)容，還能在交叉學(xué)習(xí)中經(jīng)歷項目具體的研究過程與成果。

2.2 項目驅(qū)動教學(xué)改革

2.2.1 驅(qū)動理論教學(xué)

以項目小組為驅(qū)動的物聯(lián)網(wǎng)理論課教學(xué)將會打破傳統(tǒng)教學(xué)下簡單圍繞教材開展教學(xué)活動的模式，使以往教師講給學(xué)生聽，轉(zhuǎn)變成專題講座、小組分析與討論的方式，使教學(xué)大綱當(dāng)中要求學(xué)生掌握的各類知識點充分融入教學(xué)實踐中。依據(jù)不同階段各個項目小組所需達成的學(xué)習(xí)或者項目任務(wù)，教師可以結(jié)合各小組所面臨的共性問題開設(shè)專題講座，協(xié)助學(xué)生解決在理論知識學(xué)習(xí)中所遇到的難點。除了開設(shè)專題講座之外，教師需要積極參與到各小組內(nèi)的專題討論會，扮演項目參與人員或者旁聽人員的角色，為項目的具體實施提供一些意見，針對小組在探討過程中所遇到無法解決的問題進行講解。必要情況下，教師可以針對小組當(dāng)中的某個人（或者某類角色）加以專門指導(dǎo)。如此一來，能使學(xué)生更加明確自身角色分工，抓準(zhǔn)理論知識核心，為項目的具體實施和推進提供相應(yīng)的理論基礎(chǔ)。

2.2.2 驅(qū)動實踐教學(xué)

實踐教學(xué)活動需要以驅(qū)動理論教學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合項目實際需求、課程教學(xué)大綱內(nèi)容具體開展。以項目為導(dǎo)向的實踐教學(xué)，在方法選擇上應(yīng)該突顯出學(xué)生在教學(xué)活動中的主體地位，引導(dǎo)學(xué)生深入任務(wù)情境，促進其主觀能動性的發(fā)揮，使每名學(xué)生都可以利用自身已學(xué)知識實現(xiàn)對具體項目任務(wù)的完成，而教師在其中主要起到引導(dǎo)作用。針對項目小組所開展的驅(qū)動實踐教學(xué)可以在實驗室當(dāng)中進行，或者在實訓(xùn)基地（項目所需實踐場景當(dāng)中）進行，學(xué)生可以依據(jù)自選或者指定的學(xué)習(xí)任務(wù)，明確自身職責(zé)，在同學(xué)之間的相互配合之下完成實踐任務(wù)。此種實踐教學(xué)模式有效改變了傳統(tǒng)教育模式下以教材內(nèi)容為簡單導(dǎo)向的實驗驗證方法，使實踐項目具有更強的多樣性，且實踐場景更為豐富化，對學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的激發(fā)極其有利，能夠真正促進學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力的發(fā)展。

3 結(jié)束語

總而言之，在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)中對項目驅(qū)動教學(xué)方式的有效利用，能夠促進學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力的培養(yǎng)與發(fā)展，更加符合現(xiàn)代社會發(fā)展對專業(yè)人才的需求，值得廣大教育工作者更為深入的探索，在教學(xué)方法與內(nèi)容選擇上真正做到與時俱進，為國家培養(yǎng)出一批又一批具有良好綜合素質(zhì)的現(xiàn)代化人才。

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【通聯(lián)編輯：代影】

收稿日期：2019-11-20

作者簡介：孫曉杰（1976-），男，山東平度人，講師，碩士研究生，主要研究方向為計算機教育、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)研究。