物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程體驗(yàn)式教學(xué)模式探索

文/劉杰

隨著物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)技術(shù)不斷的蓬勃發(fā)展，國(guó)內(nèi)高校也開啟了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)的高潮，以滿足工業(yè)界對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才的大量需求。由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)屬于復(fù)合學(xué)科，結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)、RFID電子標(biāo)簽技術(shù)等多種技術(shù)知識(shí)，具有學(xué)科融合性高，綜合應(yīng)用強(qiáng)，授課難度大的特點(diǎn)。目前大多教育研究者認(rèn)為采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式無法達(dá)到較好的教學(xué)效果，在這樣的背景下，針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)難的現(xiàn)狀，一些新的教學(xué)模式被提出，劉尚旺、王燕等提出通過項(xiàng)目比賽為主導(dǎo)或項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式提升物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的教學(xué)效果[1－2];盧少平等人利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)新一代的物流管理教學(xué)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)來強(qiáng)化物流管理專業(yè)的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié) [3];羅賢利用開源平臺(tái)arduino構(gòu)建空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)充實(shí)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)模型[4]。以上教學(xué)方式都利用了客觀環(huán)境，創(chuàng)設(shè)新的教學(xué)情境和專業(yè)實(shí)踐體驗(yàn)來加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)，是目前物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)模式改進(jìn)的主要方向。因此，如何利用好當(dāng)前校企協(xié)同大環(huán)境優(yōu)勢(shì)，將實(shí)踐教學(xué)的精髓加入到當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)體系中，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐體驗(yàn)和動(dòng)手操作能力，成為目前的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教改的熱點(diǎn)問題。

一、校企協(xié)同環(huán)境下的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)體驗(yàn)式教學(xué)

1.物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程的體驗(yàn)式教學(xué)模式分析

體驗(yàn)式教學(xué)源自于夸美紐斯的教學(xué)思想、盧梭自然主義教學(xué)思想以及杜威經(jīng)驗(yàn)主義教學(xué)思想，學(xué)生在創(chuàng)設(shè)的體驗(yàn)式情境中進(jìn)行親歷體驗(yàn)活動(dòng)，產(chǎn)生知識(shí)的自我建構(gòu)，最終獲得更為直接的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。體驗(yàn)式教學(xué)法應(yīng)用廣泛，一般適用于操作性和實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)，包括工科門類下的大部分學(xué)科、醫(yī)學(xué)、管理學(xué)、會(huì)計(jì)金融等等都適用。

由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程知識(shí)龐雜，涉及到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器、嵌入式電子技術(shù)等硬件方面的知識(shí)，還涉及到諸如軟件工程、算法等軟件方面的知識(shí)，專業(yè)課程不僅要求學(xué)生掌握較深的理論專業(yè)知識(shí)，還需要熟練的操作和知識(shí)運(yùn)用能力，高校普遍采取理論授課+實(shí)踐實(shí)訓(xùn)的方式進(jìn)行，部分物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程在教學(xué)內(nèi)容上跨度較大，很多學(xué)生還沒弄清楚相關(guān)技術(shù)知識(shí)，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品內(nèi)涵、實(shí)用性和拓展性概念模糊就開始進(jìn)入實(shí)踐開發(fā)階段，體會(huì)不到物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的應(yīng)用和生命力所在。因此，增加體驗(yàn)式課程教學(xué)能夠讓學(xué)生加深對(duì)理論的理解，并在后續(xù)的開發(fā)實(shí)踐中對(duì)最終形成的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品產(chǎn)生感知聯(lián)系，有利于激發(fā)學(xué)生的實(shí)踐熱情，讓學(xué)生快速形成“做中學(xué)”的實(shí)踐視角，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考解決問題的能力。

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)要成功的開展體驗(yàn)式課程教學(xué)，必然要經(jīng)歷三個(gè)階段。(1)教學(xué)場(chǎng)景的創(chuàng)設(shè)階段:利用物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品展示平臺(tái)和體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室，創(chuàng)設(shè)實(shí)踐體驗(yàn)教學(xué)情境;(2)教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)階段:教師根據(jù)體驗(yàn)場(chǎng)景組織和引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的教學(xué)體驗(yàn)活動(dòng);(3)教學(xué)效果的評(píng)估階段:對(duì)體驗(yàn)活動(dòng)的教學(xué)總結(jié)與評(píng)價(jià)。

2.結(jié)合校企協(xié)同環(huán)境下的體驗(yàn)式教學(xué)模式創(chuàng)新

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)體驗(yàn)式課程的順利開展，離不開與企業(yè)的協(xié)同合作，尤其是第一個(gè)教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)階段，需要物聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)式產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)室作為重要支撐。物聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)式產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)室的搭建需要技術(shù)上的指導(dǎo)維護(hù)，而這方面在高校普遍存在一定的短板。因此，需要采取校企協(xié)同合作的模式來搭建物聯(lián)網(wǎng)的體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室。

由于在國(guó)內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)不均衡的現(xiàn)象，東部沿海地區(qū)和中部地區(qū)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度快，且物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品種類較多，而物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程又要求具有一定的理論和實(shí)踐的覆蓋面，因此在合作企業(yè)的選擇上要考慮到體驗(yàn)式產(chǎn)品的種類，同時(shí)要兼顧體驗(yàn)式產(chǎn)品的質(zhì)量。企業(yè)負(fù)責(zé)提供與當(dāng)前生活緊密聯(lián)系的具有高新技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，并提供設(shè)備的開發(fā)使用等技術(shù)性服務(wù)，配合當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)課程將設(shè)備有機(jī)的串連整合，形成新的教學(xué)資源平臺(tái)，并對(duì)教師加以一定的培訓(xùn)和指導(dǎo)，而教師可以把專業(yè)課程的體驗(yàn)式教學(xué)組織思路反饋給企業(yè)，形成教學(xué)與技術(shù)上的有效溝通，有助于教師開展和修正體驗(yàn)式教學(xué)活動(dòng)過程和教學(xué)評(píng)價(jià)。

二、物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程體驗(yàn)式教學(xué)模式實(shí)施探索

1.體驗(yàn)式課程設(shè)計(jì)

物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)課程，應(yīng)包含一定量的理論課時(shí)和實(shí)踐課時(shí)，而體驗(yàn)式課程可根據(jù)該門課程的具體情況進(jìn)行設(shè)定，一般三者的比例關(guān)系可以按照2:1:2的比例來進(jìn)行，體驗(yàn)式課程在整個(gè)課程體系中扮演過渡角色，起到將理論授課與實(shí)踐課穿針引線的作用，在授課過程中不僅要讓學(xué)生體驗(yàn)到物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的使用魅力，激發(fā)學(xué)生后續(xù)的實(shí)踐開發(fā)熱情，同時(shí)也為后續(xù)的實(shí)踐開發(fā)成品提供了成果校驗(yàn)的平臺(tái)和方式。

2.物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)體驗(yàn)式教學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

物聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)式教學(xué)實(shí)驗(yàn)室作為體驗(yàn)式課程創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境的重要場(chǎng)所，其建設(shè)和維護(hù)具有非常重要的意義。我院在根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容的涵蓋面上，建立了智慧商城、智慧農(nóng)業(yè)、智能家居三個(gè)體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)平臺(tái)，以滿足教師和學(xué)生在專業(yè)上的課程實(shí)踐體驗(yàn)要求。

以智慧商城體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室為例，該實(shí)驗(yàn)室以未來超市作為設(shè)定體驗(yàn)場(chǎng)景，配備智慧商城管理控制臺(tái)、收銀接收控制臺(tái)、試穿統(tǒng)計(jì)控制臺(tái)、智能購(gòu)物車終端、智慧網(wǎng)關(guān)、超高頻讀寫器、無線攝像頭等硬件設(shè)備。所有硬件設(shè)備采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)WSN連接，并配備了商城管理系統(tǒng)、試穿統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)、商品追溯系統(tǒng)、商品收銀系統(tǒng)、購(gòu)物車自助購(gòu)物系統(tǒng)等5大軟件系統(tǒng)。商城管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)調(diào)度實(shí)驗(yàn)室所有設(shè)備的狀態(tài)，試穿統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)作為用戶的商品體驗(yàn)區(qū)，當(dāng)用戶試穿了智能貨架上的某個(gè)鞋子或衣服就會(huì)被統(tǒng)計(jì)記錄下來，并為以后的大數(shù)據(jù)分析提供依據(jù)，店主可根據(jù)試穿率數(shù)據(jù)將試穿率長(zhǎng)時(shí)間太低的商品下架，換上試穿率高的商品。購(gòu)物車自助系統(tǒng)部署在電子購(gòu)物車上的智能終端，當(dāng)顧客從智能貨架加入商品到購(gòu)物車，智能終端自動(dòng)顯示產(chǎn)品信息和價(jià)格累計(jì)，而當(dāng)顧客將電子購(gòu)物車推到結(jié)算區(qū)，收銀系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對(duì)電子購(gòu)物車中的所有商品進(jìn)行結(jié)算;每個(gè)商品在隱蔽部分貼有RFID標(biāo)簽，當(dāng)顧客或店主對(duì)某件商品有疑問，可通過RFID到商品追溯系統(tǒng)查詢商品的產(chǎn)地、尺寸等商品信息。智慧商場(chǎng)體驗(yàn)式教學(xué)實(shí)驗(yàn)室基本涵蓋了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)中的RFID、無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物體目標(biāo)跟蹤定位等技術(shù)，為體驗(yàn)式課程提供了較好的教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)基礎(chǔ)。

3.物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程體驗(yàn)式教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

體驗(yàn)式課程最關(guān)鍵的階段在于如何成功的創(chuàng)建出體驗(yàn)式的教學(xué)活動(dòng)情境，而物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)體驗(yàn)式教學(xué)要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，依賴教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備創(chuàng)設(shè)出符合課程內(nèi)容實(shí)際的現(xiàn)實(shí)情境，在教學(xué)過程中，教師可以讓學(xué)生扮演物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的“使用者”角色，在產(chǎn)品的使用過程中思考技術(shù)的亮點(diǎn)以及產(chǎn)品為什么要這樣實(shí)現(xiàn)而不是那樣實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)品開發(fā)的難度和現(xiàn)實(shí)可行性等等問題，一款物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品從研發(fā)到測(cè)試再到最后的投入使用和推廣，實(shí)際上需要一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的過程，而這個(gè)過程至始至終伴隨著用戶體驗(yàn)的反饋信息，只有質(zhì)量過硬、用戶體驗(yàn)好的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品才具有較強(qiáng)的生命力。教師在物聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)課程中充當(dāng)引導(dǎo)角色，引導(dǎo)學(xué)生在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的思考過程中達(dá)到對(duì)理論知識(shí)的進(jìn)一步理解和升華，并激發(fā)學(xué)生在后續(xù)的開發(fā)實(shí)驗(yàn)的熱情。

4.物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程體驗(yàn)式教學(xué)效果評(píng)估

在體驗(yàn)式教學(xué)活動(dòng)結(jié)束后，教師可通過以下三方面評(píng)估其體驗(yàn)式教學(xué)課程的效果，1.學(xué)生是否深入的理解了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的內(nèi)涵和外延，并將體驗(yàn)式課程的產(chǎn)品認(rèn)知帶入到實(shí)踐開發(fā)訓(xùn)練過程;2.在后續(xù)的實(shí)踐階段，學(xué)生是否能通過實(shí)踐內(nèi)容感知到最后的開發(fā)成品，形成感知聯(lián)系;3.對(duì)學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)狀態(tài)方面的考查 (積極性、探究性等)，并根據(jù)教學(xué)效果的好壞調(diào)整體驗(yàn)式教學(xué)的課程內(nèi)容和活動(dòng)設(shè)計(jì)方案，形成有效的教學(xué)反饋，進(jìn)一步增強(qiáng)體驗(yàn)式課程的感染力。

三、結(jié)論與展望

我們對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)一個(gè)班級(jí)的《物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)》課程加入了部分體驗(yàn)課程，受到學(xué)生的歡迎，激發(fā)了學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)深入學(xué)習(xí)的興趣和熱情，收到了較好的教學(xué)效果。在后續(xù)的教學(xué)研究中，還需要探索如何將物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程的教學(xué)實(shí)踐開發(fā)結(jié)果融入到體驗(yàn)式實(shí)驗(yàn)室的產(chǎn)品使用檢驗(yàn)中去，以進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程的掌握程度，提高學(xué)生的實(shí)踐水平。

[1]劉尚旺.基于項(xiàng)目比賽的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)模式研究 [J].計(jì)算機(jī)時(shí)代，2015，(4):52－54.

[2]王燕.以綜合型項(xiàng)目開發(fā)為驅(qū)動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)模式探索[J].信息通信，2014，(10):281.

[3]盧少平.面向物流管理專業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研究[J].物流技術(shù)，2014，(33):462－466.

[4]羅賢.職業(yè)院校物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)模型開發(fā) [J].科技視界，2012，(2):180－181.