高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)教學(xué)模式改革

張思源

摘要：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)是高職院校唯一的物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科，該專業(yè)主要以無線網(wǎng)絡(luò)、射頻、傳感器、嵌入式集成單元、物聯(lián)網(wǎng)域名等技術(shù)為基礎(chǔ)，對學(xué)生展開物聯(lián)網(wǎng)硬件安裝調(diào)試、軟件編程和測試，以及物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成能力的教學(xué)，以實(shí)現(xiàn)多種物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的智能決策、協(xié)調(diào)控制。該文圍繞高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的課程教學(xué)，對課堂教育知識體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式等流程進(jìn)行分析，探討存在的教學(xué)問題及不足之處，并提出以實(shí)踐為主的教學(xué)改革優(yōu)化策略。

關(guān)鍵詞：高職;物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè);教學(xué)模式;改革

中圖分類號：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）32-0174-02

Abstract： Internet of things application technology specialty is the only subject of the Internet of things in higher vocational colleges. Based on wireless network， radiofrequency， sensor， embedded integrated unit， Internet of things domain name， and other technologies， the major carries out hardware installation and debugging， software programming and testing， as well as the teaching of Internet of things system integration ability， to realize the intelligent decision of a variety of Internet of things services Policy， coordination， and control. Based on the course teaching of Internet of things application technology specialty in higher vocational colleges， this paper analyzes the process of classroom education knowledge system， teaching content， and teaching mode， discusses the existing teaching problems and shortcomings， and puts forward the optimization strategy of teaching reform based on practice.

Key words： higher vocational education; Internet of things application technology major; teaching mode; reform

1 背景

高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的主要課程，包括物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)與技術(shù)導(dǎo)論、無線傳感網(wǎng)絡(luò)概論、 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)與協(xié)議、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、傳感器技術(shù)概論、RFID技術(shù)概論等教材，涵蓋計(jì)算機(jī)通信、信息技術(shù)、電子測控技術(shù)等知識內(nèi)容。在面對大量物聯(lián)網(wǎng)課程內(nèi)容、教學(xué)任務(wù)情況下，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)教學(xué)活動的開展，要加強(qiáng)課內(nèi)外教學(xué)資源整合，進(jìn)行基礎(chǔ)理論知識、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)踐的融合教育，注重對學(xué)生動手實(shí)踐、應(yīng)用創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，從而達(dá)成物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)、學(xué)生實(shí)踐發(fā)展目標(biāo)[1]。

2 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課主要內(nèi)容概述

當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)，主要圍繞網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)（5G&ZigBee&Wi-Fi）、無線傳感器、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、射頻識別技術(shù)（RFID）等進(jìn)行展開，使用教材包括《物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論》《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)》《C語言程序設(shè)計(jì)》《TCP/IP網(wǎng)際互聯(lián)：原理、協(xié)議與結(jié)構(gòu)》《嵌入式系統(tǒng)技術(shù)教程》等，針對物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、感知識別、管理服務(wù)三大面向，加強(qiáng)對學(xué)生多種網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備、通信傳輸、軟件服務(wù)的教學(xué)，以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中系統(tǒng)集成、安裝調(diào)試、軟件開發(fā)、維護(hù)與測試等的人才培養(yǎng)教育[2]。

2.1 網(wǎng)絡(luò)通信傳輸技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)無線通信傳輸為物聯(lián)網(wǎng)最主要的通信技術(shù)，包括5G、ZigBee、WiFi等短距（長矩）通信技術(shù)。其中5G數(shù)字化移動通信作為最先進(jìn)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋M2M通信、D2D通信、超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、自組織網(wǎng)絡(luò)等內(nèi)容，借助于超密集組網(wǎng)、大規(guī)模天線陣列，進(jìn)行數(shù)據(jù)信息分發(fā)和共享傳輸，理論傳輸速率最高可達(dá)10Gbit/s[3]。

2.2 無線傳感器

無線傳感器通常被內(nèi)置于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中，如光線傳感器、溫濕度傳感器、距離傳感器、識別定位系統(tǒng)等，多種傳感元件對物體本身位置、運(yùn)行狀態(tài)、數(shù)據(jù)信號、周圍環(huán)境做出實(shí)時監(jiān)測。通過射頻識別技術(shù)，將感知、采集到的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信息，經(jīng)由分布式傳感網(wǎng)絡(luò)（WSN）傳輸至通信系統(tǒng)。

2.3 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

TCP/IP為所有無線網(wǎng)絡(luò)通信的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，可以將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的不同主機(jī)，經(jīng)由傳輸控制/網(wǎng)間協(xié)議形成連接。因此利用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，對海量數(shù)據(jù)資源做出封裝、抽出、傳送及還原等操作，有利于互聯(lián)網(wǎng)信息傳遞與管理的規(guī)范化[4-5]。

3 高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課的教學(xué)任務(wù)目標(biāo)

3.1 基礎(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)理論知識的教學(xué)傳達(dá)目標(biāo)

當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課程的“講授式”教學(xué)，通常包含大數(shù)據(jù)及云計(jì)算技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、后臺服務(wù)器技術(shù)等內(nèi)容。針對《C語言技術(shù)》《電工電機(jī)技術(shù)》和《電路制圖技術(shù)》等課程的教學(xué)大綱要求，以及學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)狀況，進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)硬件、程序編譯、人機(jī)交互界面等內(nèi)容的教學(xué)。如在C/S（服務(wù)器/客戶機(jī)）模式人機(jī)交互界面的講解教學(xué)中，通過服務(wù)器端、客戶端應(yīng)用程序編譯內(nèi)容的知識整理，進(jìn)行封閉局域網(wǎng)內(nèi)軟件開發(fā)、應(yīng)用服務(wù)設(shè)計(jì)的教學(xué)。因此對于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)課程內(nèi)容的教學(xué)，教師會先對學(xué)生作出基礎(chǔ)無線傳感網(wǎng)絡(luò)、程序編譯等內(nèi)容的教育，保證構(gòu)建起學(xué)生堅(jiān)實(shí)的物聯(lián)網(wǎng)知識體系，以此為后續(xù)專業(yè)技能課程的實(shí)踐演練提供支持。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)實(shí)踐技能培養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)的最突出特征，在于網(wǎng)絡(luò)信息通訊的萬物互聯(lián)，以及集成電路面板的嵌入式開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能的編程實(shí)現(xiàn)。因而在《RFID技術(shù)》、《無線傳感網(wǎng)絡(luò)》等基礎(chǔ)理論知識教學(xué)的前提下，應(yīng)利用C++技術(shù)、ASP技術(shù)、.net技術(shù)等的開發(fā)軟件，綜合課內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實(shí)踐案例，引導(dǎo)學(xué)生參與到一系列Web網(wǎng)頁、移動客戶端、應(yīng)用功能的專業(yè)實(shí)踐之中，加強(qiáng)多個物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺的信息遷移、數(shù)據(jù)共享，增強(qiáng)學(xué)生對底層物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)語言、智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)用的認(rèn)知和理解，以及靈活運(yùn)用開發(fā)工具進(jìn)行交互平臺搭建、軟件功能實(shí)現(xiàn)的能力。

4 高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)教學(xué)存在的問題

4.1 專業(yè)教師物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)教學(xué)實(shí)踐的不足

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課作為理論知識、應(yīng)用實(shí)踐相結(jié)合的課程，需要具有豐富經(jīng)驗(yàn)的教師，對學(xué)生整個物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的學(xué)習(xí)流程做出引導(dǎo)和指導(dǎo)。但當(dāng)下在多數(shù)高職院校的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用教學(xué)，往往由計(jì)算機(jī)專業(yè)教師兼職，進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用課程內(nèi)容規(guī)劃設(shè)置、教育安排，這些教師沒有經(jīng)過系統(tǒng)性的物聯(lián)網(wǎng)知識培訓(xùn)，也很少參與到物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)應(yīng)用實(shí)踐之中。高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)課的教學(xué)，存在著照本宣科、應(yīng)試教育的傾向，理論內(nèi)容傳達(dá)大于實(shí)踐。

4.2 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式單一滯后

在互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)、在線網(wǎng)絡(luò)課堂快速發(fā)展的背景下，高職院校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的課程教學(xué)，仍舊存在著教學(xué)內(nèi)容陳舊、教學(xué)方式單一落后等問題。一方面，高職教師物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用課的教學(xué)內(nèi)容，依然按照《物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論》《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)》《C語言程序設(shè)計(jì)》教材大綱的要求，進(jìn)行課本中基礎(chǔ)理論知識的講解傳達(dá)，忽視不同學(xué)生心理認(rèn)知、學(xué)習(xí)狀況的差異性，使得物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)課教學(xué)安排的形式化嚴(yán)重。另一方面，對于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)課多元化教學(xué)方式的選擇，雖然高職院校已開始利用多媒體軟件、PPT課件等，對原有物聯(lián)網(wǎng)課教學(xué)模式做出改革創(chuàng)新，但并未引入慕課、微課、翻轉(zhuǎn)課堂等在線網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，師生之間缺乏有效互動交流，難以調(diào)動學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)課程學(xué)習(xí)、自主探究的積極性，所得到物聯(lián)網(wǎng)課堂教學(xué)效果較差。

4.3 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課程的實(shí)踐教學(xué)缺乏

從高職院校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)，以及校企聯(lián)合課外實(shí)踐教育來看，部分院校限于辦學(xué)規(guī)模、財(cái)政資金等的壓力，沒有建立相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室，其中無線傳感器、仿真器、嵌入式單片機(jī)等設(shè)備老化程度嚴(yán)重，不能滿足學(xué)生多樣化網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐的需求。之后在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的課外實(shí)踐教育方面，許多高職院校缺乏物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新實(shí)踐活動的組織，學(xué)生未能及時參與到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)學(xué)習(xí)、工具使用之中，因而物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)教育仍然與社會人才要求相脫節(jié)，難以達(dá)到學(xué)生綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng)目標(biāo)。

5 高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)的改革策略

5.1 加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用教學(xué)專業(yè)師資隊(duì)伍的建設(shè)

在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課的教學(xué)過程中，要針對物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)理論知識、實(shí)踐教育內(nèi)容，對教師展開物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)理論、應(yīng)用實(shí)踐的培訓(xùn)教學(xué)，增強(qiáng)教師物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)理論知識，以及C語言程序設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)教程、電工電機(jī)技術(shù)和電路制圖技術(shù)等實(shí)踐內(nèi)容的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。通過對教師進(jìn)行課內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)知識、課外物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐培訓(xùn)教育，有利于后續(xù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)、社會企業(yè)實(shí)踐教學(xué)工作的開展，解決物聯(lián)網(wǎng)課堂中知識體系不完善、內(nèi)容講解傳達(dá)不到位的問題。

5.2 創(chuàng)新物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用課教學(xué)內(nèi)容、教育方式

伴隨互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的高速發(fā)展，高職院校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課程的教學(xué)，也要利用多媒體軟件、PPT課件等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，引入課外多樣化物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)案例，對原有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用課教學(xué)內(nèi)容、教育方式進(jìn)行改革創(chuàng)新，以滿足學(xué)生多樣化的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)學(xué)習(xí)需求。首先在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)課“講授式”教學(xué)的基礎(chǔ)上，引入課外網(wǎng)絡(luò)專業(yè)課程教學(xué)資源，向?qū)W生展開物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例、智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)教學(xué)。之后制作網(wǎng)絡(luò)在線微課、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)課件，教師圍繞每節(jié)課/每單元重難點(diǎn)知識，引導(dǎo)學(xué)生參與到物聯(lián)網(wǎng)演示、在線檢測的交互學(xué)習(xí)之中，或者利用微博、微信、移動客戶端App，定時對某些物聯(lián)網(wǎng)知識進(jìn)行答疑解惑，深化學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)知識理解、應(yīng)用實(shí)踐能力。

5.3 注重物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用教學(xué)的產(chǎn)教實(shí)踐一體化

高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)課程的教學(xué)，要依托課內(nèi)外現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目內(nèi)容，開展產(chǎn)教一體化的實(shí)踐應(yīng)用教學(xué)，結(jié)合多種專業(yè)實(shí)驗(yàn)案例進(jìn)行上機(jī)培訓(xùn)、工程實(shí)踐教育，，為學(xué)生在社會實(shí)踐平臺中的產(chǎn)業(yè)實(shí)踐、技術(shù)創(chuàng)新等提供幫助。如對于《片上系統(tǒng)（SOC）開發(fā)》物聯(lián)網(wǎng)課程的教學(xué)，可以先向?qū)W生講授該系統(tǒng)用到的網(wǎng)絡(luò)硬件、無線傳感器、軟件控制等模塊，再將課外PCB電路圖、電路板設(shè)計(jì)案例，引入到項(xiàng)目化教學(xué)實(shí)踐之中，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、軟件應(yīng)用程序等的上機(jī)設(shè)計(jì)，以及展開元器件焊接、硬件測試、軟件調(diào)試的實(shí)踐操作，形成物聯(lián)網(wǎng)平臺多種設(shè)備的功能服務(wù)互聯(lián)、數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)踐、項(xiàng)目研發(fā)能力的教育目標(biāo)。

6 結(jié)束語

高職物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)教學(xué)任務(wù)，不僅僅在于基礎(chǔ)理論知識的講解教育，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)、軟件功能設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備調(diào)試等實(shí)踐能力。因此在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)教學(xué)改革過程中，要針對物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)、軟件應(yīng)用程序等理論內(nèi)容，引入網(wǎng)絡(luò)在線課程教學(xué)模式，加強(qiáng)學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)上機(jī)實(shí)踐、項(xiàng)目操作的指導(dǎo)教育，優(yōu)化課堂在線學(xué)習(xí)檢測、互動交流方式，提高物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用課程的教學(xué)效率和質(zhì)量。

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