基于“SPOC+梯度式任務(wù)驅(qū)動”的物聯(lián)網(wǎng)安防系統(tǒng)課堂教學(xué)模式探索

楊云娟

摘 要：文章以物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)成為熱門、各類技工院校紛紛開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)為背景，分析了傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式存在的弊端，提出構(gòu)建基于“SPOC+漸進式任務(wù)驅(qū)動”的線上、線下混合式課堂教學(xué)模式，并詳細(xì)闡述了該模式的實際教學(xué)過程和具體教學(xué)方法，以期能為教學(xué)模式探索提供一些參考的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。鑒于此，文章詳細(xì)分析探討了市政給排水管道防腐施工新技術(shù)的應(yīng)用，希望能夠為行業(yè)發(fā)展提供一些理論參考。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);SPOC梯度式;任務(wù)驅(qū)動;教學(xué)模式探索;線上線下混合

中圖分類號：G434 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1064（2020）11-057-04

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2020.11.027

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）的出現(xiàn)和崛起，是人類科技文明進步的第三次巨大變革，其構(gòu)想和概念最早源于美國麻省理工學(xué)院。物聯(lián)網(wǎng)是指通過一定的科技設(shè)備，對不同物體的信息進行采集、處理，然后按照一定的交換協(xié)議和交流渠道將采集的信息進行傳遞、交換、反饋和動作，最終實現(xiàn)物-物、物-人之間的“萬物互聯(lián)”[1-2]。

1 研究背景

為倡導(dǎo)和支持新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國務(wù)院工業(yè)和信息化部相繼出臺了相關(guān)政策和戰(zhàn)略規(guī)劃，物聯(lián)網(wǎng)已然成為備受社會各界關(guān)注的熱門行業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的急劇發(fā)展，在帶動國內(nèi)經(jīng)濟增長的同時，就業(yè)市場也出現(xiàn)了巨大的人才缺口。這一現(xiàn)狀為各院校畢業(yè)生的就業(yè)帶來極大挑戰(zhàn)，也帶來無限可能的機遇[1-4]。

在物聯(lián)網(wǎng)就業(yè)市場人才緊缺的背景下，各類技工院校紛紛申報并積極開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)，各院校通過大規(guī)模擴建物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)基地，采購專業(yè)實訓(xùn)設(shè)備，引進物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才，通過與物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)進行校企合作、新型學(xué)徒制等方式，大力推進物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)建設(shè)。技工院校對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)的側(cè)重點是實用技術(shù)型人才，目標(biāo)是培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)一線施工工作的應(yīng)用型人才，其定位的職業(yè)核心素養(yǎng)是技能。在課程教學(xué)模式上以基礎(chǔ)理論知識為基點，帶動學(xué)生操作實踐，注重學(xué)生在設(shè)備安裝、操作、系統(tǒng)方案解決和簡單編程應(yīng)用等方面的提高。同時，技工院校學(xué)生的特點比較明顯，主要表現(xiàn)在以下方面：

熟悉網(wǎng)絡(luò)和新媒體平臺，喜歡新鮮和變化的事物;動手能力強;缺少對理論知識進行主動探究的動力和熱情;理論基礎(chǔ)比較薄弱;在以往的課堂生涯中普遍缺少成就感。

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式是填鴨式理論鋪墊、教師操作演示，然后學(xué)生機械地復(fù)制、操作、實踐。填鴨式理論講解會使學(xué)生覺得單調(diào)、乏味、枯燥，沒有興趣深入掌握理論知識。教師操作演示、學(xué)生實踐，往往就是學(xué)生片面地模仿復(fù)制，學(xué)生沒有變通思考的機會，無法從宏觀上有機掌握課堂核心內(nèi)容，也缺少成功的成就感和樂趣，還會使一部分動手能力弱的同學(xué)產(chǎn)生畏難心理。這種教學(xué)模式會使學(xué)生喪失學(xué)習(xí)的興趣和積極性，無法取得良好的教學(xué)效果。因此，在物聯(lián)網(wǎng)智能安防系統(tǒng)課程教學(xué)中，必須探索實踐新型教學(xué)模式，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性和積極性，給學(xué)生創(chuàng)造變通思考的機會，使學(xué)生在“學(xué)會”的同時也“會學(xué)”“樂學(xué)”。

2 SPOC教學(xué)模式與梯度式任務(wù)驅(qū)動法

2.1 SPOC教學(xué)模式

SPOC（Small Private Online Course），即小規(guī)模限制性在線課程，是基于MOOC的繼承、創(chuàng)新與完善。SPOC這一概念最早由?？怂菇淌谔岢?，隨后哈佛大學(xué)、麻省理工學(xué)院等學(xué)校都進行了SPOC教學(xué)模式的實驗，實驗效果良好，由此SPOC教學(xué)逐漸進入了人們的視野[5-6]。

SPOC教學(xué)模式的出現(xiàn)，有效彌補了傳統(tǒng)教學(xué)模式的一些缺陷。課前，教師線上發(fā)布課前導(dǎo)學(xué)任務(wù)單、微課視頻、PPT課件、趣味小測驗等形式的學(xué)習(xí)資源，學(xué)生可以利用碎片化時間隨時隨地觀看、學(xué)習(xí)資源，進行前期的自主學(xué)習(xí)、討論、研究并查閱資料，然后帶著思考、問題和任務(wù)進課堂;教師根據(jù)學(xué)生的線上自學(xué)情況，掌握學(xué)生的基本狀況，并進一步優(yōu)化課堂任務(wù)。課上，學(xué)生根據(jù)分組在課堂上進行協(xié)作探究、互動交流以掌握知識，同時根據(jù)任務(wù)進行相關(guān)實踐，老師在旁進行答疑、啟發(fā)，最終使得學(xué)生主動掌握課堂知識。

2.2 梯度式任務(wù)驅(qū)動法

“任務(wù)驅(qū)動法”是引導(dǎo)學(xué)生自主研究、探索并增加學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動性的一種教學(xué)模式，以解決問題、完成目標(biāo)任務(wù)為主。教師根據(jù)學(xué)情分析及學(xué)生課前預(yù)習(xí)的基本情況，對教學(xué)內(nèi)容進行評估、整合，重新優(yōu)化教學(xué)空間與教學(xué)流程，將教學(xué)知識點和教學(xué)目標(biāo)巧妙地隱含在一個個任務(wù)之中，并進行逐步地提高、升級，使學(xué)生在完成“任務(wù)”的路上“邊前進邊學(xué)習(xí)”[5-7]。

隨著年級的增長，一個班級中總會分化出不同基礎(chǔ)層次的學(xué)生，教師要針對不同基礎(chǔ)層次的學(xué)生在課堂上開展梯度式分層教學(xué)，將課堂任務(wù)分解成多個任務(wù)模塊。這些任務(wù)模塊要由淺入深、從易到難、循序漸進，保證全體學(xué)生都真正學(xué)到知識?！疤荻仁饺蝿?wù)驅(qū)動法”要求教師設(shè)置任務(wù)時要照顧不同層次的學(xué)生，以動手實踐能力最弱的學(xué)生為基礎(chǔ)，按照不同難度水平逐層遞進，既保證實踐能力弱的學(xué)生不會產(chǎn)生畏難心理，又保證實踐能力強的學(xué)生覺得富有挑戰(zhàn)性和成就感。

3 基于“SPOC+梯度式任務(wù)驅(qū)動”的線上、線下混合式課堂教學(xué)模式構(gòu)建

在以往的物聯(lián)網(wǎng)智能安防系統(tǒng)課程教學(xué)中，教師通常先講授理論，講解或?qū)嶋H演示具體操作過程，直觀地告訴學(xué)生怎樣接線，然后學(xué)生機械地練習(xí)接線，教師通過巡視進行指導(dǎo)答疑。在這種教學(xué)模式下，學(xué)生只是簡單、機械地重復(fù)教師的操作，沒有將知識內(nèi)化為自己的技能，如果場景更改、參數(shù)改變或者設(shè)備更換，學(xué)生依然不會自主研究和探索，難以達(dá)到理想的教學(xué)效果。但是，物聯(lián)網(wǎng)智能安防系統(tǒng)課程是一門專業(yè)技術(shù)性很強、實踐應(yīng)用場景多樣化的綜合性課程，深刻理解知識原理并能自主進行探究是深化教學(xué)效果的重要保證。

由于該課程實踐應(yīng)用性強，枯燥復(fù)雜的理論知識相對較少，比較適合學(xué)生開展自主探究學(xué)習(xí)和相互協(xié)作學(xué)習(xí)。因此，筆者改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，在課堂實施過程中融入SPOC與梯度式任務(wù)驅(qū)動法，課前為學(xué)生提供導(dǎo)學(xué)任務(wù)單、PPT、微課等教學(xué)資源，使學(xué)生合理分配時間并根據(jù)導(dǎo)學(xué)任務(wù)單進行自主學(xué)習(xí)。教師根據(jù)學(xué)生的具體學(xué)習(xí)情況和基礎(chǔ)水平設(shè)計相關(guān)課題任務(wù)，使學(xué)生在課堂中整合新舊知識和技能，主動思考、合作探究、勇于嘗試，學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題并自主尋找解決問題的方法和途徑，直至問題解決。基于以上分析，文章初步構(gòu)建了基于“SPOC+梯度式任務(wù)驅(qū)動”的物聯(lián)網(wǎng)安防系統(tǒng)課堂教學(xué)模式，其實施的教學(xué)模型如圖1所示。

3.1 課前

3.1.1 教師準(zhǔn)備

教師對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)空間進行重新整合、優(yōu)化，根據(jù)本班學(xué)生的性格特征和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，精心設(shè)計布置導(dǎo)學(xué)任務(wù)單，并提供相關(guān)的思維導(dǎo)圖框架、導(dǎo)學(xué)題目、微課視頻和課件等資源。準(zhǔn)備課前資料時可采用MindMaster制作思維導(dǎo)圖、錄屏軟件（如嗨格式錄屏大師軟件1.0.27.24等）錄制視頻，而后借助云端一體化、問卷星等多種平臺，將所有資源共享給學(xué)生。同時，教師根據(jù)云平臺的答題統(tǒng)計及閱覽次數(shù)實時掌握學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況，課前知識傳授流程圖如圖2所示。

教師課前將震動探測器的原理提煉成知識點，根據(jù)本堂內(nèi)容編制導(dǎo)學(xué)任務(wù)單和題目等，錄制微課視頻幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。

3.1.2 學(xué)生學(xué)習(xí)

學(xué)生在課前接收到教師發(fā)布的相關(guān)資源后，首先要明確教師安排的導(dǎo)學(xué)任務(wù)，然后根據(jù)實際任務(wù)合理分配時間，利用教學(xué)資源進行自學(xué)。在此學(xué)習(xí)過程中，也可通過各種通訊工具與小組的學(xué)習(xí)伙伴進行協(xié)作學(xué)習(xí)、探究和討論，若有不懂的地方可及時向老師反饋，方便老師掌握相關(guān)情況，在課堂上進一步講解。

3.2 課中

3.2.1 創(chuàng)造情境，設(shè)計課堂任務(wù)

教師對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)空間進行重新整合優(yōu)化，根據(jù)本班學(xué)生的性格特征和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，精心設(shè)計布置1～5個任務(wù)（分為基礎(chǔ)、中級和提高）。由于不同學(xué)生的基礎(chǔ)和動手實踐能力不同，教師應(yīng)結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容和實際課堂情況進行任務(wù)設(shè)計，課堂任務(wù)并不是越簡單越好，更不是越難越好。過于簡單，學(xué)生覺得枯燥無味;如果太難，學(xué)生會失去信心和興趣。任務(wù)設(shè)置由易到難、循序漸進，使學(xué)生通過不斷的努力和探索后才解決問題。這樣，才能激發(fā)他們學(xué)習(xí)和探索的熱情。

在實施基于“SPOC+梯度式任務(wù)驅(qū)動”的物聯(lián)網(wǎng)安防系統(tǒng)課堂教學(xué)時，要對物聯(lián)網(wǎng)智能安防系統(tǒng)課程的目標(biāo)和學(xué)生不同的動手實踐能力水平進行綜合考慮、評估，根據(jù)實際情況制定科學(xué)合理的課堂任務(wù)。將課堂的主動權(quán)還給學(xué)生，將傳統(tǒng)的被動填鴨式灌輸變?yōu)閷W(xué)生主動思考和探究，激發(fā)學(xué)生解決問題的信心和學(xué)習(xí)熱情。在提高學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)實踐技術(shù)水平的同時，促進學(xué)生培養(yǎng)善于合作、勇于探索、敢于實踐的工匠精神。在實際教學(xué)過程中，教師對知識點進行提煉、總結(jié)，通過設(shè)計具體的課堂學(xué)習(xí)任務(wù)、隱含知識點，使任務(wù)難度呈階梯狀分布。充分考慮班級內(nèi)不同基礎(chǔ)層次的學(xué)生，使每個學(xué)生完成與自身水平和能力相符合的學(xué)習(xí)任務(wù)，真正做到因材施教，并利用同學(xué)間的“先會”帶動“后會”，促進所有學(xué)生共同進步。

3.2.2 積極引導(dǎo)，用理論解決實際問題

學(xué)生根據(jù)課前學(xué)習(xí)的理論，一步步尋找解決實際問題的相關(guān)方法和途徑。如果在完成課堂任務(wù)過程中出現(xiàn)疑問或者遇到無法解決的問題時，可以再次回顧、學(xué)習(xí)相關(guān)微課，并有序與小組成員進行討論和思維碰撞，討論過程中也可通過查閱課本等資源尋找解決方案，同時也可以直接向老師請教，老師可旁敲側(cè)擊地進行引導(dǎo)思考和答疑。

基于“SPOC+梯度式任務(wù)驅(qū)動”的物聯(lián)網(wǎng)安防系統(tǒng)課堂教學(xué)要注重理論聯(lián)系實際，終極目標(biāo)是要讓學(xué)生將學(xué)習(xí)到的理論知識運用到實際應(yīng)用當(dāng)中。教師設(shè)計教學(xué)任務(wù)時將技術(shù)原理進行提煉總結(jié)，并使之分解化、趣味化，穿插到任務(wù)中使得學(xué)生對知識點的掌握過程貫穿整個物聯(lián)網(wǎng)實踐教學(xué)，鼓勵學(xué)生利用所學(xué)知識去解決實際問題，從而使學(xué)生有效掌握物聯(lián)網(wǎng)智能安防系統(tǒng)的實際施工技術(shù)。對于學(xué)生在完成任務(wù)過程中出現(xiàn)的問題，引導(dǎo)學(xué)生通過查閱資料、小組合作探究等方法自主尋找解決問題的方法，直至問題得到解決。通過物聯(lián)網(wǎng)安防系統(tǒng)課堂實踐學(xué)習(xí)，建立自主學(xué)習(xí)和自主探究的思維體系，不僅要提升學(xué)生解決問題的能力，更重要的是使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)和解決問題，即不僅“學(xué)會”，更要“會學(xué)”。

3.2.3 鼓勵合作，協(xié)同探究、共同進步

經(jīng)過課堂的學(xué)習(xí)與實踐，各小組派出一名代表匯報本小組的任務(wù)完成情況，總結(jié)該任務(wù)中遇到的難題以及解決該難題的方法，分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗與收獲。在學(xué)生完成課堂任務(wù)的過程中，總是會出現(xiàn)一些思維定勢或者自身難以解決的問題。當(dāng)學(xué)生遇到這種問題時，教師不宜直接告訴學(xué)生具體解決方法，可通過引導(dǎo)學(xué)生自主探究或小組間的討論、合作來相互幫助解決問題。通過努力和探究得到的解決方法會讓學(xué)生比較有成就感，能加深印象，若有些同學(xué)有新穎的想法也可相互分享。通過小組合作和探究，共同成長進步，培養(yǎng)學(xué)生團結(jié)合作、溝通交流等職業(yè)素養(yǎng)，為學(xué)生將來在社會上適應(yīng)職業(yè)環(huán)境、勝任崗位工作打下堅實基礎(chǔ)。

3.2.4 因材施教，開展個性化輔導(dǎo)

課堂上總有一些學(xué)生比較善于從不同角度進行探究和思考，教師可對該部分學(xué)生提出的問題進行針對性答疑。同時，對于一些不擅長合作的學(xué)生，老師可適時啟發(fā)、提點，為其個性化輔導(dǎo)，實施因材施教。

3.2.5 觀點碰撞，進行分享互評

課堂評價主要以小組自評、組間互評和教師點評的方式展開，評價方式需多樣、全面，課堂評價以交流和鼓勵為主，評價過程需保證公平，注重經(jīng)驗總結(jié)和觀點分享。評價的目的是讓學(xué)生在聽取各方面意見后，進一步高效、快速地完善自己的任務(wù)。同時，通過組間交流分享，讓學(xué)生學(xué)習(xí)其他組新穎的觀點或者了解其他組的經(jīng)驗教訓(xùn)，讓每個學(xué)生都透徹地掌握相關(guān)知識，避免類似錯誤再次發(fā)生[8-10]。

3.3 課后

課后進行課堂效果反饋評價、問題歸納，進一步優(yōu)化教學(xué)方案，并將課堂知識通過比賽、技能節(jié)等進行遷移運用，使學(xué)生的知識得到進一步鞏固和提高，如圖3所示。

4 結(jié)語

如何有效提高技工院校學(xué)生的物聯(lián)網(wǎng)安防技術(shù)實踐能力，增強學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，提高學(xué)生自主探究問題并解決問題的能力，這不僅是技工院校和教育領(lǐng)域亟待解決的問題，也是社會各界共同關(guān)注的熱點問題。通過教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方法存在一定弊端，“教師為核心和主體”的課堂無法滿足不同水平學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，無法取得良好的教學(xué)效果?；凇癝POC+梯度式任務(wù)驅(qū)動”的物聯(lián)網(wǎng)安防系統(tǒng)課堂教學(xué)改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，根據(jù)不同學(xué)生的不同基礎(chǔ)水平，設(shè)計不同梯度的課堂任務(wù)，使學(xué)生帶著目標(biāo)和任務(wù)進入課堂，并成為課堂的主體和核心，使學(xué)生在學(xué)習(xí)和實踐中獲得成就感?；凇癝POC+梯度式任務(wù)驅(qū)動”的物聯(lián)網(wǎng)安防系統(tǒng)課堂教學(xué)，能增強學(xué)生的積極性和自信心，提高學(xué)生遇到問題時主動思考、分析、探究并解決問題的能力，在物聯(lián)網(wǎng)智能安防系統(tǒng)實踐教學(xué)中展現(xiàn)了良好的適用性和有效性，大大提高了學(xué)生的物聯(lián)網(wǎng)實踐技術(shù)能力，培養(yǎng)了學(xué)生勇于探究、敢于探索的工匠精神。

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