基于CDIO理念的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程改革與教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)研究*

張定祥 （貴州商學(xué)院）

一、高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教育特征

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)相比于其他技術(shù)專業(yè)，主要有以下幾個(gè)方面的特征：首先，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)呈現(xiàn)特殊融合學(xué)科特性，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科交叉，主要涉及專業(yè)內(nèi)容包含計(jì)算機(jī)專業(yè)、通信技術(shù)專業(yè)、電子技術(shù)專業(yè)，同時(shí)輻射管理學(xué)以及軟件開發(fā)等多方面知識；其次，物聯(lián)網(wǎng)工程本身并非獨(dú)立學(xué)科，而是依托行業(yè)需求建構(gòu)的教育專業(yè)，實(shí)際教育戰(zhàn)略應(yīng)用需要做到定位清晰，內(nèi)容設(shè)置合理，依托行業(yè)人才需求，構(gòu)建教育導(dǎo)向，打造人才行業(yè)勝任力；其三，物聯(lián)網(wǎng)工程產(chǎn)業(yè)鏈條較長，所涉及的產(chǎn)業(yè)集群數(shù)量眾多，在現(xiàn)時(shí)代幾乎完成了社會生產(chǎn)各個(gè)行業(yè)的全面覆蓋。通常情況下物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生能夠勝任不同崗位工作的要求。

二、高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)應(yīng)用CDIO教學(xué)模式創(chuàng)新的主要方向

（一）CDIO教學(xué)模式的形成和體系構(gòu)建

CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate，構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)現(xiàn)-運(yùn)維),是由MIT等高校創(chuàng)立的工程教育模式,是近年來國際工程教育改革的最新成果。強(qiáng)調(diào)理論服務(wù)于實(shí)踐，統(tǒng)籌和兼顧工程全過程。依托學(xué)生工程能力素養(yǎng)的培養(yǎng)構(gòu)建教學(xué)體制導(dǎo)向，形成提升能力素養(yǎng)的教學(xué)路徑。路徑構(gòu)成需具有定性機(jī)制，能夠以更具標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)化指標(biāo)系統(tǒng)來進(jìn)行導(dǎo)向目標(biāo)的拆分，最終保證教學(xué)機(jī)制能夠與指標(biāo)系統(tǒng)對應(yīng)，通過教育升級達(dá)到指標(biāo)實(shí)現(xiàn)，最終匯聚達(dá)到能力素養(yǎng)提升的教育目的。

（二）CDIO教學(xué)模式在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用創(chuàng)新方向

從CDIO教學(xué)理念和實(shí)踐應(yīng)用模式來看，CDIO所強(qiáng)調(diào)的學(xué)生核心素養(yǎng)導(dǎo)向，最終以實(shí)現(xiàn)學(xué)生特定學(xué)習(xí)產(chǎn)出為主要教育過程，對于傳統(tǒng)教育內(nèi)容進(jìn)行了升級驅(qū)動，建構(gòu)起學(xué)科特征導(dǎo)向的教育改革模式。教育模式特性與前述提到物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)面向行業(yè)發(fā)展的人才培養(yǎng)導(dǎo)向一致，突出專業(yè)特性下的勝任力培養(yǎng)目的特質(zhì)。因此，在教育創(chuàng)新實(shí)踐當(dāng)中，可以將CDIO教學(xué)理念以教學(xué)創(chuàng)新模式的方式，在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)當(dāng)中進(jìn)行優(yōu)化應(yīng)用，打造更為完備的課程教育體系，再依托創(chuàng)新課程體系來進(jìn)行校內(nèi)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)。《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》當(dāng)中對CDIO理念下的課程教育體系建設(shè)目標(biāo)進(jìn)行了規(guī)范，其中包含目標(biāo)關(guān)注、需求關(guān)注、過程關(guān)注、評價(jià)關(guān)注以及改進(jìn)關(guān)注等五個(gè)重點(diǎn)要素，需要進(jìn)一步明確課程在知識體系、能力素養(yǎng)以及素質(zhì)水準(zhǔn)等三個(gè)方面的培養(yǎng)需求，持續(xù)優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)以及教學(xué)過程關(guān)聯(lián)性的全面整合，依托教學(xué)團(tuán)隊(duì)的構(gòu)建和進(jìn)一步完善，實(shí)現(xiàn)CDIO教學(xué)模式在素質(zhì)培養(yǎng)方面的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

三、高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在當(dāng)前高校教學(xué)系統(tǒng)當(dāng)中影響較大，同時(shí)重要性受到了較為廣泛的關(guān)注，其中物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)與工程實(shí)施是物聯(lián)網(wǎng)工程的核心專業(yè)課，課程教學(xué)主要從工程實(shí)施方法論角度出發(fā)，對物聯(lián)網(wǎng)工程設(shè)計(jì)與實(shí)施當(dāng)中的主要問題進(jìn)行理論分析和實(shí)踐實(shí)訓(xùn)。學(xué)生通過這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，需要掌握當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)工程的基本設(shè)計(jì)要求、可用設(shè)計(jì)方法、工程實(shí)施的實(shí)際要求。教學(xué)內(nèi)容涵蓋專業(yè)相對龐大且復(fù)雜，其中涉及通過新技術(shù)、單片機(jī)、嵌入式技術(shù)、傳感器技術(shù)等，具有極強(qiáng)的綜合性特征。相應(yīng)，教學(xué)體系對于人才培養(yǎng)的質(zhì)量和效率要求具有極高同步性要求，突出綜合性素養(yǎng)培養(yǎng)。

四、當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)課程教學(xué)體系面臨的主要問題

（一）理論教學(xué)占比過重

理論教學(xué)強(qiáng)于實(shí)踐實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系，是當(dāng)前大部分高校在教育教學(xué)與人才培養(yǎng)中的一般性問題，但是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)本身的行業(yè)就業(yè)導(dǎo)向特征，使得單純理論教學(xué)在人才素養(yǎng)培養(yǎng)方面的作用難以得到應(yīng)有凸顯，最終導(dǎo)致學(xué)生無法真正從課程教學(xué)體系當(dāng)中獲得行業(yè)需求的就業(yè)素養(yǎng)，影響了個(gè)人素質(zhì)的實(shí)現(xiàn)。觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前高校物聯(lián)網(wǎng)工程體系中教師本身的教學(xué)素養(yǎng)存在應(yīng)用層面的能力缺失，大部分教師本身并不具備行業(yè)經(jīng)驗(yàn)或者崗位工作經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致他們在指導(dǎo)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)中，只能參與理論教學(xué)，對于行業(yè)發(fā)展前沿、崗位需求特性等知之甚少，缺少對于宏觀行業(yè)的發(fā)展判斷，無法依托學(xué)生的自身素養(yǎng)和學(xué)業(yè)能力做好教學(xué)調(diào)整，致使教學(xué)與實(shí)踐之間存在彼此脫節(jié)，學(xué)生難以得到應(yīng)有的素養(yǎng)提升實(shí)現(xiàn)。

（二）缺少科學(xué)綜合的教學(xué)考評體系

教學(xué)考評是就教學(xué)質(zhì)量水準(zhǔn)和學(xué)生素養(yǎng)生成所進(jìn)行的定量評定，主要用以進(jìn)行前一階段的評價(jià)，并開啟后一階段的教學(xué)優(yōu)化工作。現(xiàn)行物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在教學(xué)考評方面標(biāo)準(zhǔn)單一、程序機(jī)械、素養(yǎng)突出價(jià)值不足，綜合性評定效果不佳。教學(xué)系統(tǒng)中，主要應(yīng)用平時(shí)成績、考試成績和實(shí)驗(yàn)成績作為考評對象，采用2：6：2權(quán)重進(jìn)行分?jǐn)?shù)定量，最終完成學(xué)生的水平素養(yǎng)評定，衡量教學(xué)成果。但就素養(yǎng)發(fā)展以及專業(yè)本身綜合新需求來看，以期末考試為核心的評定標(biāo)準(zhǔn)顯然無法實(shí)現(xiàn)綜合價(jià)值兼顧，大部分考試為標(biāo)準(zhǔn)形式統(tǒng)一命題，無法關(guān)注到學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和成長情況，更多突出橫向比較，對于學(xué)生的綜合素質(zhì)的成長培養(yǎng)而言，收益不大，無法體現(xiàn)出現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才的培養(yǎng)需要。

五、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)CDIO教育理念下的課程改革前瞻

CDIO教育理念在《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》當(dāng)中得到了明確的規(guī)范，通過教育體系建設(shè)來最終實(shí)現(xiàn)整體教育框架塑造，發(fā)揮高等教育在行業(yè)人才培養(yǎng)方面的重要價(jià)值，切實(shí)實(shí)現(xiàn)教育資源投入并配置優(yōu)化在人才素養(yǎng)產(chǎn)出方面優(yōu)勢。高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教育工作在CDIO教育理念之下，需要持續(xù)推進(jìn)多方面、多層次教育改革與升級。

（一）重新修訂教學(xué)大綱突出人才培養(yǎng)的應(yīng)用素質(zhì)方向

在CDIO教育理念所構(gòu)成的目標(biāo)導(dǎo)向教育路徑當(dāng)中，綜合素質(zhì)的培養(yǎng)與社會時(shí)代發(fā)展的彼此接軌，應(yīng)當(dāng)真正納入畢業(yè)要求當(dāng)中，成為專業(yè)課程體系教學(xué)大綱的核心內(nèi)容，推進(jìn)課程教育能夠?qū)崿F(xiàn)向能力導(dǎo)向的教學(xué)轉(zhuǎn)變。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程教學(xué)目標(biāo)導(dǎo)向特征，教學(xué)大綱當(dāng)中的目標(biāo)設(shè)置應(yīng)當(dāng)引入下述內(nèi)容：

其一，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程教學(xué)需要培養(yǎng)學(xué)生對于物聯(lián)網(wǎng)工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的專業(yè)知識、基本管理流程和實(shí)踐應(yīng)用方法等主要內(nèi)容，學(xué)生完成專業(yè)課程學(xué)習(xí)需要能夠掌握物聯(lián)網(wǎng)工程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，并能夠參與到精度管理當(dāng)中；其次，學(xué)生在完成課業(yè)學(xué)習(xí)后，需要具備軟硬件一體化的思維意識，應(yīng)用創(chuàng)新參與物聯(lián)網(wǎng)工程系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)與研發(fā)和實(shí)施相關(guān)工作；最后，學(xué)生需要具備對于物聯(lián)網(wǎng)工程行業(yè)發(fā)展的全面認(rèn)知和了解，對于自身能力素質(zhì)做到精準(zhǔn)定位，憑借專業(yè)知識形成問題分析能力、創(chuàng)新實(shí)踐能力，同時(shí)具備工程意識、團(tuán)隊(duì)意識、質(zhì)量意識和市場意識，指導(dǎo)相關(guān)工作的開展。

（二）依托教學(xué)大綱設(shè)定的應(yīng)用素質(zhì)培養(yǎng)方向進(jìn)行教學(xué)機(jī)制創(chuàng)新調(diào)整

在確定了教學(xué)方向之后，需要結(jié)合課程教學(xué)目標(biāo)對實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的教學(xué)應(yīng)用路徑進(jìn)行分解，決定從方法論實(shí)踐角度出發(fā)的教學(xué)目標(biāo)達(dá)成策略，最終形成課程體系的教學(xué)實(shí)務(wù)，用以針對性地指導(dǎo)具體專業(yè)教師課程教學(xué)工作的理性開展。以物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)當(dāng)中基礎(chǔ)理論課“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”為例，為了能夠?qū)崿F(xiàn)掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識、了解數(shù)據(jù)傳輸、寬帶等方面的技術(shù)要點(diǎn)，能夠參與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)、實(shí)施等教學(xué)目標(biāo)，在應(yīng)用教學(xué)實(shí)踐層面，需要從以下幾個(gè)方面展開相應(yīng)工作：

首先在教學(xué)應(yīng)用層面，需要以強(qiáng)化學(xué)生的內(nèi)容理解為基本方向，在課堂教學(xué)體系當(dāng)中需要注重知識體系結(jié)構(gòu)的教學(xué)方式優(yōu)化，以系統(tǒng)化教學(xué)來建構(gòu)學(xué)生的認(rèn)知體系，幫助學(xué)生能夠形成全局認(rèn)知系統(tǒng)；其次，教學(xué)方面要做好行業(yè)方面的內(nèi)容拓展，引入相關(guān)方面的內(nèi)容學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生在基礎(chǔ)性技能如網(wǎng)絡(luò)安裝、配置、系統(tǒng)開發(fā)之上，引入更多資源體系，幫助學(xué)生能夠拓寬視野，形成更為全面的系統(tǒng)應(yīng)用能力，使基礎(chǔ)知識與系統(tǒng)應(yīng)用之間相互結(jié)合，個(gè)人價(jià)值目標(biāo)與社會需求和國家要求保持一致，構(gòu)成相互影響相互促進(jìn)的作用機(jī)制。

六、CDIO理念下的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)創(chuàng)新教學(xué)中教師團(tuán)隊(duì)的組建

從教學(xué)創(chuàng)新來看，CDIO理念的應(yīng)用為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)提供的改變極為巨大，教師群體除了需要具備專業(yè)理論知識的教學(xué)能力之外，還必須融入更深層次的教學(xué)智慧，具有行業(yè)發(fā)展的視野和眼光，才能夠勝任當(dāng)前教學(xué)崗位工作需要，在教學(xué)工作當(dāng)中積極調(diào)整和持續(xù)優(yōu)化，帶來高質(zhì)量的教學(xué)系統(tǒng)服務(wù)。

（一）進(jìn)一步健全高校教學(xué)團(tuán)隊(duì)管理制度體系

高校教學(xué)管理工作需要針對教學(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行創(chuàng)新，結(jié)合高校教學(xué)基本規(guī)律、上級政策文件以及學(xué)校自身情況，從轉(zhuǎn)型發(fā)展需求角度出發(fā)，針對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)CDIO教學(xué)理念創(chuàng)新，制定并修繕各個(gè)環(huán)節(jié)的教育管理文件，保證教學(xué)工作創(chuàng)新的教師資源全面支持。在管理制度體系方面，需要充分認(rèn)識到CDIO教學(xué)理念應(yīng)用下，構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)創(chuàng)新形式中教師扮演的主導(dǎo)者角色身份，能夠從教學(xué)管理、專業(yè)課程建設(shè)、教學(xué)組織管理和教學(xué)研究等多個(gè)方面，為教師參與CDIO教學(xué)創(chuàng)新提供技術(shù)保障和體系支持。同時(shí)高校層面應(yīng)當(dāng)建立起三級教學(xué)監(jiān)督體制，組織開展立體的教學(xué)引導(dǎo)，幫助教師把握住CDIO教學(xué)理念宏觀層次的教學(xué)應(yīng)用，充分發(fā)揮CDIO教學(xué)優(yōu)勢的實(shí)現(xiàn)。一級是由教務(wù)處督導(dǎo)組參與教師教學(xué)工作的巡查督導(dǎo)，一級是利用院內(nèi)聽課督導(dǎo)機(jī)制來針對授課環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控，還有一級則是借助教研室內(nèi)部定期研討，組織專業(yè)教師參與教研工作，最終促進(jìn)教師群體教學(xué)水平的穩(wěn)步提升。通過三級教學(xué)監(jiān)督管理體制，來保證CDIO教學(xué)專業(yè)方向落實(shí)，避免教師在教學(xué)當(dāng)中出現(xiàn)戰(zhàn)略偏差。

（二）基于雙師型教師隊(duì)伍需求進(jìn)行教師團(tuán)隊(duì)建設(shè)

雙師型教師是《國家教育視野發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃》和國務(wù)院《關(guān)于加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)的意見》當(dāng)中所提出的面向新時(shí)代發(fā)展的教師團(tuán)隊(duì)建設(shè)的核心訴求，強(qiáng)調(diào)教師群體并非單向度教學(xué)能力，而需要同時(shí)具備專業(yè)理論知識和教學(xué)意識，擁有更為豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，切實(shí)可行地為學(xué)生的綜合素質(zhì)培養(yǎng)提供教學(xué)引導(dǎo)幫助。高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在推進(jìn)CDIO教學(xué)創(chuàng)新中，需要正視CDIO所具有的目標(biāo)導(dǎo)向和教學(xué)路徑構(gòu)建的特征，將行業(yè)實(shí)踐作為核心教學(xué)方向，相應(yīng)地，所有教學(xué)模式的創(chuàng)新，對于教師自身素養(yǎng)水平，提到了另一個(gè)高度要求。高校在教學(xué)系統(tǒng)化建設(shè)中，需要加大雙師型教師隊(duì)伍建設(shè)，來促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量，保障物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)的全面升級和持續(xù)推進(jìn)。結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)可以應(yīng)用“請進(jìn)來，走出去”相結(jié)合的教師隊(duì)伍建設(shè)方針，針對專業(yè)教師進(jìn)行實(shí)踐能力培訓(xùn)，全面提高教師群體在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)與實(shí)踐應(yīng)用方面的教學(xué)水平，使教師能夠真正為學(xué)生在參與崗位工作方面的素養(yǎng)能力提升提供正向引導(dǎo)。積極鼓勵(lì)教師群體在不影響教學(xué)計(jì)劃的情況下，深入到物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)或相關(guān)企業(yè)一線生產(chǎn)環(huán)節(jié)，以掛職的方式參與鍛煉，了解情況，豐富教師的理論認(rèn)知視野，使教師能夠從行業(yè)實(shí)踐出發(fā)，深刻理解物聯(lián)網(wǎng)工程相關(guān)專業(yè)知識的應(yīng)用高價(jià)值和實(shí)踐特征，使CDIO教學(xué)實(shí)踐能夠在教學(xué)內(nèi)容實(shí)效性方面得到全面擴(kuò)充。

（三）應(yīng)用校企合作機(jī)制為教師團(tuán)隊(duì)建設(shè)提供空間

CDIO理念教學(xué)應(yīng)用下，應(yīng)用校企合作推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研一體化是提升教學(xué)質(zhì)量的重要渠道，高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)在教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)方面，需充分利用校企合作資源，通過打造專業(yè)性強(qiáng)、應(yīng)用實(shí)踐價(jià)值高的校企環(huán)境，為教師群體提供理論聯(lián)系實(shí)際的應(yīng)用機(jī)會，培養(yǎng)教師團(tuán)隊(duì)參與CDIO專業(yè)教學(xué)工作的創(chuàng)新能力。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)度課程具有知識綜合性強(qiáng)、工程性強(qiáng)等特點(diǎn)，高校大部分教師本身沒有真實(shí)工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，對于真實(shí)案例中隱藏的問題、行業(yè)現(xiàn)階段的需求了解較少，難以發(fā)揮CDIO目標(biāo)導(dǎo)向的教學(xué)應(yīng)用高價(jià)值。在教師團(tuán)隊(duì)建設(shè)方面，高校需要結(jié)合校企合作，為教師提供企業(yè)參觀、先進(jìn)技術(shù)學(xué)習(xí)、構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)橫向服務(wù)和專業(yè)戰(zhàn)略引導(dǎo)等參與機(jī)會，帶動教師隊(duì)伍的CDIO教學(xué)素養(yǎng)全面提升。

七、結(jié)語

CDIO教學(xué)理念的應(yīng)用創(chuàng)新價(jià)值較高，在新時(shí)代高等教育人才培養(yǎng)中，具有指導(dǎo)意義。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的CDIO教學(xué)理念的引入，帶動了教學(xué)機(jī)制的全面創(chuàng)新，為課程教學(xué)提供了市場行業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新的新方向，明確了綜合素質(zhì)培養(yǎng)的價(jià)值和意義。相應(yīng)地，教師團(tuán)隊(duì)自身的教學(xué)能力和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、對于行業(yè)發(fā)展的認(rèn)知，在教學(xué)體系當(dāng)中起到了極大的影響作用。傳統(tǒng)教學(xué)當(dāng)中重理論輕實(shí)踐、缺乏前瞻性精神等問題，在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)當(dāng)中影響顯著，制約了CDIO目標(biāo)成果導(dǎo)向的教學(xué)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)。高校教學(xué)系統(tǒng)需要充分認(rèn)識并理解當(dāng)前教師團(tuán)隊(duì)的掣肘問題，通過多渠道提高教師綜合教學(xué)能力素養(yǎng)，使教師能夠在CDIO教學(xué)理念下更好地發(fā)揮主導(dǎo)者角色作用。