疫情限制下物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)應(yīng)急教學(xué)體系構(gòu)建研究

（洛陽理工學(xué)院，河南 洛陽 471000）

0 引 言

2019年年末至2020年年初新冠肺炎疫情突發(fā)，抗疫過程中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展迎來新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才的培養(yǎng)尤顯重要[1]。

疫情防控時期，全國高校學(xué)生新學(xué)期無法正常返校學(xué)習(xí)[2]，教育教學(xué)面臨巨大挑戰(zhàn)[3-4]。利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行教學(xué)成為疫情期間教學(xué)工作開展的主流方式[5-8]，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的教學(xué)亦不例外。研究疫情期間物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的教學(xué)客觀實際，探索在線教育教學(xué)新模式，構(gòu)建疫情限制下物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)應(yīng)急教學(xué)體系，以維系物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)疫情防控時期的優(yōu)質(zhì)人才培養(yǎng)是目前的迫切需求之一。

1 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)基本情況

“大智物移云”時代的到來凸顯物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的重要性[9]。洛陽理工學(xué)院順應(yīng)高校教育發(fā)展的時代潮流，2014年新增物聯(lián)網(wǎng)工程本科專業(yè)。相比于計算機(jī)、通信等老牌專業(yè)，該專業(yè)涉及計算機(jī)、電子、測控、通信、軟件等領(lǐng)域，知識混雜，發(fā)展時間短[10]，教學(xué)體系的建設(shè)在我校一直處于進(jìn)行時。我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系由基礎(chǔ)課程、專業(yè)核心課程和應(yīng)用課程三個層次構(gòu)成，如圖1所示。其中，應(yīng)用課程是對學(xué)生實際應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，它們的順利展開是基礎(chǔ)課程與專業(yè)核心課程的最終目的，直接影響著對基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程的課程定制需求。

圖1 洛陽理工學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的工程應(yīng)用背景強(qiáng)，良好的實驗教學(xué)是培養(yǎng)應(yīng)用型物聯(lián)網(wǎng)人才的關(guān)鍵因素之一。我校正常教學(xué)開展情況下的物聯(lián)網(wǎng)工程實驗教學(xué)分為專業(yè)基礎(chǔ)、核心與綜合實驗。對應(yīng)于課程體系，專業(yè)基礎(chǔ)和核心實驗分別與專業(yè)基礎(chǔ)課程和感知、傳輸、處理三類專業(yè)核心課程配套；專業(yè)綜合實驗對接校企合作，作為項目驅(qū)動式物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)綜合應(yīng)用類實驗。

2 疫情限制下的教學(xué)問題

新冠疫情的突襲給物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的教學(xué)帶來了不少問題，主要體現(xiàn)在以下4個方面：

（1）疫情嚴(yán)控期間，傳統(tǒng)課堂教學(xué)無法展開，學(xué)生上網(wǎng)課時由于缺乏教師面對面監(jiān)督，對著電子屏幕注意力無法長時間集中，而且物聯(lián)網(wǎng)各專業(yè)知識（傳感器原理、電子電路等）都具有一定難度并且很枯燥，教師難以掌控線上教學(xué)效果。

（2）物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識碎片化程度與領(lǐng)域跨度大，師生以及同學(xué)之間的溝通是知識理解與掌握的關(guān)鍵，但是線上教學(xué)在感官上較冰冷，學(xué)習(xí)交流常常不及時，導(dǎo)致學(xué)生對整體知識把握較差，無法系統(tǒng)化消化知識。

（3）由于物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)實驗的實驗環(huán)境個人難以獲取，線上實驗課程難以開展，將實驗延后等待學(xué)生返校后再進(jìn)行是目前采取的主要措施，這樣就導(dǎo)致學(xué)生對知識的理解容易浮于表面。此外，線上實驗時師生線上溝通不直接，教師隔著網(wǎng)絡(luò)無法精確定位學(xué)生所遇到的問題細(xì)節(jié)，實驗困難度加大，常常導(dǎo)致學(xué)生放棄實驗。

（4）疫情下由于人員流動限制，物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的企業(yè)師資培訓(xùn)、學(xué)生企業(yè)實驗項目等無法實地開展，面對面校企聯(lián)合教研活動難以進(jìn)行，校企合作以線上交流為主，缺乏直接接觸的物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)實驗，顯得空泛，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的校企合作優(yōu)勢大幅縮水，校企合作難以深入。

3 疫情限制下的應(yīng)急教學(xué)體系構(gòu)建

3.1 線上高親和度課堂構(gòu)建

通過電話與視頻會議、問卷調(diào)查等方式收集物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)師生對疫情期間應(yīng)急教學(xué)存在的問題與建議，24 h內(nèi)回應(yīng)師生訴求；基于學(xué)習(xí)通反饋動態(tài)設(shè)定學(xué)生形成性評價指標(biāo)點與占比，借助線上多種交流方式（如E-mail、即時通信及留言等）彌補(bǔ)在線教學(xué)的不足。針對物聯(lián)網(wǎng)課程特點與學(xué)生學(xué)習(xí)情況，在線教學(xué)實施動態(tài)學(xué)生分組學(xué)習(xí)機(jī)制，借助同伴學(xué)習(xí)法、翻轉(zhuǎn)課堂法，讓學(xué)生高度參與疫情期間教學(xué)全流程，集思廣益，強(qiáng)化學(xué)生自主學(xué)習(xí)。此外，建立學(xué)生助教機(jī)制，根據(jù)班級學(xué)期課程情況，使每位同學(xué)至少擔(dān)任一門課程的助教，建立師生溝通新渠道，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。以學(xué)生助教為首自行組織以學(xué)習(xí)小組為單位的微課堂，借助線上平臺開展課程討論、辯論并將視頻記錄進(jìn)行線上交流評比，全員參與在線答疑以獲得問題解決的高時效性，轉(zhuǎn)變學(xué)生的被動學(xué)習(xí)心態(tài)，主動融入在線課堂教學(xué)之中。在線課堂構(gòu)建如圖2所示。

圖2 在線課堂構(gòu)建

3.2 線上實驗教學(xué)體系構(gòu)建

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的非通識基礎(chǔ)課均與實驗密切相關(guān)，純理論教學(xué)而無相應(yīng)實驗環(huán)節(jié)將導(dǎo)致學(xué)生對知識的理解浮于表面、紙上談兵。疫情防控期間，學(xué)生無法進(jìn)入實驗室做實驗，而大部分物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程（如物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)工程設(shè)計與實施等）的相關(guān)實驗設(shè)備個人難以獲得，迫切需要構(gòu)建線上實驗教學(xué)體系。目前實驗系統(tǒng)建設(shè)主要從3個方面進(jìn)行：

（1）教師錄制一系列實驗演示，直播與視頻播放相結(jié)合，突出實驗重點與難點講解，定期舉行在線實驗說課，不斷改進(jìn)線上實驗教學(xué)流程，豐富實驗教學(xué)視頻庫。

（2）根據(jù)線上教學(xué)的特點，健全基于各類仿真模擬器的線上物聯(lián)網(wǎng)實驗項目，尋找已有的仿真實驗平臺，如國家級虛擬仿真實驗平臺網(wǎng)站www.ilab-x.com等，合理安排實驗內(nèi)容，利用已有實驗平臺在線完成實驗。

（3）利用我校農(nóng)牧智能虛擬實驗室的虛擬仿真能力，設(shè)計相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)線上虛擬實驗以滿足最基本的疫情期間物聯(lián)網(wǎng)實驗教學(xué)需求。接著，進(jìn)一步分析物聯(lián)網(wǎng)虛擬實驗需求，擴(kuò)建該虛擬實驗室，以支持后續(xù)更多物聯(lián)網(wǎng)虛擬實驗的開展，逐步建設(shè)依托于農(nóng)牧智能虛擬實驗室的物聯(lián)網(wǎng)虛擬仿真實驗教學(xué)平臺。

3.3 線上綜合教學(xué)資源平臺構(gòu)建

在線教學(xué)資源平臺是開展線上授課的基礎(chǔ)，為每一門課程構(gòu)建相應(yīng)的線上教學(xué)資源平臺是目前的通常做法。但平臺數(shù)量多會增加教師管理與學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，而且獨立的平臺在資源的建設(shè)上是分割開的，容易導(dǎo)致知識點割裂、冗余等。物聯(lián)網(wǎng)知識的高效學(xué)習(xí)離不開各課程間知識點的關(guān)聯(lián)性學(xué)習(xí)，從整個物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程體系出發(fā)，組織教師、企業(yè)、學(xué)生構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)在線綜合教學(xué)資源平臺是應(yīng)急教學(xué)能否成功的關(guān)鍵。綜合資源平臺的建設(shè)側(cè)重于課程間知識點的融合與系統(tǒng)化，分為以教師為核心和以學(xué)生為核心兩大部分，如圖3所示。以教師為核心的在線教學(xué)資源平臺建設(shè)從“教”的角度出發(fā)，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教師與企業(yè)駐校教師合作，按教學(xué)流程整理已有的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程資源，并上傳到線上資源“教”子平臺上。以學(xué)生為核心的在線教學(xué)資源平臺建設(shè)從“學(xué)”的角度出發(fā)，利用“任務(wù)驅(qū)動+思維導(dǎo)圖”的方法，鼓勵學(xué)生豐富在線教學(xué)資源，具體為：學(xué)生基于任務(wù)要求畫出任務(wù)完成思維導(dǎo)圖，獲得所需知識碎片點，收集相關(guān)知識，按思維導(dǎo)圖方式組織相關(guān)資料為一個整體，并上傳到線上資源“學(xué)”子平臺。該資源子平臺的維護(hù)由學(xué)生主導(dǎo)完成，同時實現(xiàn)了學(xué)生對知識點從系統(tǒng)到碎片、從碎片到系統(tǒng)的整體把握。此外，鼓勵學(xué)生采用多種媒體對知識點整合，盡量酷、秀、炫，激勵學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生有成就感。這樣即便在疫情限制下，學(xué)生既能自己學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識，又能通過這種豐富的教學(xué)資源方式為學(xué)弟學(xué)妹們做榜樣，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)在疫情限制下基于線上學(xué)習(xí)的教學(xué)新生態(tài)的形成。

圖3 “教&學(xué)”在線綜合教學(xué)資源平臺

3.4 線上校企合作深化

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)校企合作的目的是在真正的物聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)環(huán)境中實施專業(yè)知識教學(xué)，其本質(zhì)是利用企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)實際項目，使每一名學(xué)生的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的知識點能得到實際運用。疫情期間實地的校企合作項目無法開展，線上合作勢在必行。

疫情限制下，將企業(yè)實地參觀轉(zhuǎn)變?yōu)榫€上參觀，利用直播、錄播等方式帶領(lǐng)學(xué)生近距離接觸企業(yè)生產(chǎn)；加大物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師企業(yè)師資培訓(xùn)力度，與企業(yè)工程師協(xié)作制定線上實踐教學(xué)大綱，定制疫情期間的實踐授課內(nèi)容，規(guī)劃線上實踐教學(xué)整體方案；基于已有企業(yè)合作項目構(gòu)建教學(xué)項目資源庫，通過分析企業(yè)對人才的具體需求來組織線上實踐教學(xué)項目，即所有校企合作的教學(xué)資源被整理上線；學(xué)生與企業(yè)工程師之間通過QQ群或微信群交流，一個群內(nèi)至少有2名企業(yè)工程師常駐，以保證及時在線疑難解答；引入企業(yè)項目開發(fā)資源，以知識的綜合運用為目標(biāo)設(shè)計綜合性實驗，并全程借助思維導(dǎo)圖的形式穿插相關(guān)知識環(huán)節(jié)，融會貫通，培養(yǎng)學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)工程的整體觀、大局觀。

3.5 線上課程思政完善

為完善課程反饋機(jī)制，針對疫情期間應(yīng)急教學(xué)的復(fù)雜狀況，堅持課程教學(xué)與思政建設(shè)融合開展，在課程教學(xué)之余關(guān)懷學(xué)生的生活狀態(tài)，引導(dǎo)學(xué)生情緒，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)，促進(jìn)全面發(fā)展。設(shè)計基于構(gòu)建主義教育理論的問卷調(diào)查機(jī)制，及時掌握師生思想動態(tài)，反哺線上教學(xué)活動；結(jié)合助教機(jī)制，設(shè)計課程思政翻轉(zhuǎn)新模式，促使學(xué)生主動融入物聯(lián)網(wǎng)職業(yè)素養(yǎng)、社會責(zé)任感等思政活動中。

全面啟動物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)各門課程線上思政，具體實施方式如下：

（1）分批組織專業(yè)教師參加課程思政線上培訓(xùn)，提高物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教師的思政素質(zhì)，以“德”為中心立身、立學(xué)與施教，思政聯(lián)想滲透線上課程前、中、后；

（2）豐富專業(yè)課堂思政教育教學(xué)方式，如學(xué)習(xí)通討論驅(qū)動、分組視頻會議協(xié)商等引導(dǎo)學(xué)生主動參與課程思政，真正做到“潤物細(xì)無聲”式的學(xué)生線上主動思政；

（3）挖掘物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程的思想政治教育資源，分析課程之間的關(guān)聯(lián)，逐步構(gòu)建并豐富線上思政教學(xué)點資源庫，集思廣益，注重與時俱進(jìn)，各門物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程的教學(xué)跟進(jìn)時代發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感；

（4）利用微信、QQ、學(xué)習(xí)通、釘釘?shù)葮?gòu)建線上實時交流平臺，充分發(fā)揮學(xué)生助教機(jī)制的優(yōu)勢，以學(xué)生為主力，從愛國主義、理想信念、道德品質(zhì)、心理健康四個方面制定線上思政內(nèi)容，實現(xiàn)學(xué)生的主動思政教育。

4 結(jié) 語

本文根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的專業(yè)特色、技術(shù)特點以及學(xué)生具體情況，從在線課堂、在線實驗、在線教學(xué)資源平臺、在線校企和在線思政五方面出發(fā)，詳細(xì)闡述了體系構(gòu)建方案。該方案注重線上教學(xué)的學(xué)生參與以及師生互動，提升線上教學(xué)親和度，能實現(xiàn)學(xué)生、教師、企業(yè)三方的常態(tài)化線上教學(xué)。此外，無疫情時，該應(yīng)急教學(xué)體系可與正常教學(xué)體系相輔相成，促進(jìn)教學(xué)方式多樣化，從各方面引導(dǎo)學(xué)生積極學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識，完美實現(xiàn)線上線下混合授課。

未雨綢繆，防患于未然，在任何突發(fā)情況下均能培養(yǎng)合格的物聯(lián)網(wǎng)人才是構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)急教學(xué)體系的意義所在。