物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論課程過(guò)程與實(shí)踐化改革

王娟+張路橋

摘 要 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論課程，作為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生接觸的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)學(xué)生建立物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架，應(yīng)用流程具有重要意義，是后繼課程開展的必要基礎(chǔ)。但是在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的教學(xué)方式不能適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)交叉學(xué)科，技術(shù)點(diǎn)繁雜的特點(diǎn)。在研究了國(guó)內(nèi)同行教改經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我們提出了過(guò)程與實(shí)踐化的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論課程改革方案，實(shí)踐數(shù)據(jù)證明該方法具有可操作性，取得了預(yù)想的效果。

關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論 課程改革 過(guò)程化考核 實(shí)踐化教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2015.11.028

Introduction to Networking Technology Process

and Practice-oriented Reform

WANG Juan， ZHANG Luqiao

（College of Information Security Engineering， Chengdu University of Information Technology， Chengdu， Sichuan 610225）

Abstract Things technology introduction course as the first basic course of things engineering students contact with， and it is important for students to build things technical framework and application process， it is the necessary foundation for subsequent courses undertaken. But found in the actual teaching traditional teaching methods can not meet Things interdisciplinary technical point complex features. Based on the study of the domestic counterparts reform experience， we propose a process and practice of Things technology introductory courses reform program， the practice of data to prove that the method operability achieved the desired results.

Key words Introduction of Things; course reform; process assessment; practice teaching

1 問(wèn)題與研究現(xiàn)狀

1.1 研究對(duì)象

作為“智慧中國(guó)”的重要組成部分，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。為適應(yīng)這種發(fā)展趨勢(shì)，培養(yǎng)社會(huì)所需的具有綜合能力的物聯(lián)網(wǎng)工程人才，教育部在2010年將“物聯(lián)網(wǎng)工程”設(shè)置為獨(dú)立的一個(gè)專業(yè)。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論作為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的核心課程，是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)生接觸的第一門專業(yè)課程。主要講授物聯(lián)網(wǎng)從感知層，傳輸層，數(shù)據(jù)處理層到應(yīng)用層的整體技術(shù)流程，以及每層的關(guān)鍵核心技術(shù)，對(duì)學(xué)生建立正確的專業(yè)概念，整體的專業(yè)技術(shù)框架有重要意義。

1.2 實(shí)踐教學(xué)中的現(xiàn)有問(wèn)題

目前對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論課程的教學(xué)方法主要是以講授為主，平時(shí)留有課后作業(yè)，課程考核方式以期末閉卷考試為主，期末卷面成績(jī)占總評(píng)成績(jī)的70%。該教學(xué)模式在教學(xué)實(shí)踐中出現(xiàn)以下問(wèn)題：（1）單一講授的教學(xué)模式不能適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)多學(xué)科交叉、密切聯(lián)系行業(yè)的特點(diǎn)。學(xué)生反映物聯(lián)網(wǎng)涉及學(xué)科非常多，僅每個(gè)學(xué)科簡(jiǎn)單理論概念的講解，就已經(jīng)非常龐雜，學(xué)生很難把握其脈絡(luò)。且現(xiàn)有技術(shù)的應(yīng)用與行業(yè)背景密切聯(lián)系，單純的理論講授效果不佳。反映在課堂提問(wèn)中學(xué)生往往答非所問(wèn)，或者完全無(wú)法理解題目意思。（2）一考定論，平時(shí)不學(xué)，考前突擊現(xiàn)象突出。但是由于知識(shí)點(diǎn)繁雜，突擊背誦效率不高，且不及格率較高。（3）死記硬背現(xiàn)象突出，對(duì)技術(shù)理解不深。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)環(huán)境和應(yīng)用流程的理解和技術(shù)在應(yīng)用中的創(chuàng)新上，有的教學(xué)方法和教材均不能提供有效的支撐。在平時(shí)的考查中，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)死記硬背的技術(shù)點(diǎn)掌握得尚可，但是碰到綜合應(yīng)用題，大部分同學(xué)就不知所措。

面對(duì)以上主要問(wèn)題，現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論課程教學(xué)方法和思想必須改變。否則，不光是導(dǎo)論課應(yīng)有的目的不能達(dá)到，還直接影響后續(xù)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程的教學(xué)。

1.3 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

目前對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論課程的改革成果總體來(lái)說(shuō)并不多，公開文獻(xiàn)較少，這與物聯(lián)網(wǎng)工程本身是新專業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論課程本身涉及技術(shù)較多，知識(shí)體系復(fù)雜都有關(guān)系。已有的一些改革方案如下：

文獻(xiàn)[1]提出物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論的課堂要引入啟發(fā)式教學(xué)法，即將課程內(nèi)容歸納提煉，提出問(wèn)題啟發(fā)學(xué)生思考。其次，采用案例式教學(xué)法，把生活中物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用案例滲透到整個(gè)教學(xué)內(nèi)容中。還強(qiáng)調(diào)應(yīng)用交互式教學(xué)法，運(yùn)用多媒體教學(xué)環(huán)境輔助教學(xué)，例如播放物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)理論與技術(shù)相關(guān)視頻和短片，加強(qiáng)互動(dòng)，提高學(xué)習(xí)興趣，拓展知識(shí)面。

文獻(xiàn)[2]提出適當(dāng)增刪教學(xué)內(nèi)容，講授內(nèi)容忌深、忌細(xì)，引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方法，促進(jìn)良好學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成，注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

文獻(xiàn)[3]提出改進(jìn)課程大綱設(shè)計(jì)、提升教師能力、改進(jìn)教學(xué)資源等多個(gè)方面，以提升物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論課的教學(xué)質(zhì)量。

文獻(xiàn)[2]與文獻(xiàn)[3]所提措施，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論課和其他課程都適用。實(shí)際上，在已進(jìn)行的幾屆學(xué)生的教學(xué)中，我們已經(jīng)使用過(guò)上述方法，事實(shí)證明，此類廣泛適用于一般課程的方法并不能解決物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論課程中的具體問(wèn)題。而文獻(xiàn)[2]所提改進(jìn)課程大綱、教學(xué)資源等，其實(shí)是涉及到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系架構(gòu)的問(wèn)題，已經(jīng)有教育部牽頭的教學(xué)指導(dǎo)組在負(fù)責(zé)梳理，本文暫不討論。endprint

文獻(xiàn)[1]提出了一些比較具有操作性的課程教學(xué)方法，總結(jié)起來(lái)就是提問(wèn)啟發(fā)，案例講解，多媒體互動(dòng)教學(xué)。實(shí)際上我們?cè)谑谡n的時(shí)候已經(jīng)使用了這些方法，但是教學(xué)效果仍然不夠理想。例如：提問(wèn)啟發(fā)，如果問(wèn)題簡(jiǎn)單，學(xué)生還基本能夠回答，如果問(wèn)題真的是啟發(fā)式問(wèn)題，而且是書上和網(wǎng)上都查不到現(xiàn)成答案的問(wèn)題，則大部分學(xué)生表現(xiàn)出完全沒(méi)有思路，更不要說(shuō)回答問(wèn)題。案例和多媒體互動(dòng)在本校理工類課程中的使用也已十分廣泛，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論課程也不例外。上課過(guò)程中也給同學(xué)們播放了相關(guān)視頻短片，行業(yè)應(yīng)用短片，對(duì)比沒(méi)有播放這些案例的情況，學(xué)生的理解程度確實(shí)有所提高，但是提高幅度也比較有限。如果是跟播放視頻直接相關(guān)的設(shè)計(jì)類問(wèn)題，學(xué)生根據(jù)視頻還能回答部分內(nèi)容，但是要求學(xué)生從該視頻的技術(shù)方案做延伸，更換應(yīng)用場(chǎng)景，則大部分學(xué)生又非常茫然。例如：課程中有播放精細(xì)化農(nóng)業(yè)的相關(guān)技術(shù)解決方案，從感知、傳輸?shù)阶詈髷?shù)據(jù)處理與反饋服務(wù)都做了說(shuō)明。學(xué)生觀看后，如果問(wèn)該應(yīng)用領(lǐng)域問(wèn)題，比如前端要用什么傳感器，部署在哪里，學(xué)生還能回答。但是，要學(xué)生變化技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景，將技術(shù)應(yīng)用在另一森林防火場(chǎng)景中時(shí)，部分學(xué)生還能把類似要用的傳感器列舉出來(lái)，但是不知如何部署。這說(shuō)明要加深學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)體系的理解程度，僅靠觀看案例、提問(wèn)啟發(fā)是不夠的，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論課程的教學(xué)改革還需要進(jìn)一步深入。

2 ?過(guò)程與實(shí)踐化的課程改革方法

2.1 原因分析

根據(jù)課下座談，統(tǒng)計(jì)課程出勤率，考試通過(guò)率等方式獲取的信息，我們認(rèn)為影響學(xué)習(xí)效果的主要原因有二：其一，理論和實(shí)踐相脫節(jié)，雖然已經(jīng)用案例視頻，多媒體互動(dòng)等教學(xué)方式，但明顯還不足以讓學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際。其二，雖然有課程作業(yè)，平時(shí)提問(wèn)和抽查，但是平時(shí)努力學(xué)習(xí)的學(xué)生仍然只占少數(shù)，大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高。針對(duì)這兩個(gè)主要問(wèn)題，我們提出過(guò)程與實(shí)踐化課程教學(xué)改革方法。

2.2 方法的具體內(nèi)容

對(duì)學(xué)習(xí)自覺性強(qiáng)的學(xué)生，提供多種課外實(shí)踐參觀機(jī)會(huì)，幫助學(xué)生理解技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用，理論與實(shí)踐融合;對(duì)學(xué)習(xí)自覺性差的同學(xué)，采用過(guò)程化考試方法，督促其平時(shí)努力學(xué)習(xí)。

（1）實(shí)踐化教學(xué)：物聯(lián)網(wǎng)是多交叉學(xué)科，知識(shí)點(diǎn)非常多，光靠課堂教學(xué)肯定不能盡善盡美，所以要加入實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

①在課外布置思考與設(shè)計(jì)題目，指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，并自主解答問(wèn)題、動(dòng)手設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。如果有較為優(yōu)秀的學(xué)生，讓其在課堂上講解自己的設(shè)計(jì)方案。

②建立完善的課程考核體系，增加實(shí)踐能力考核環(huán)節(jié)。將作業(yè)、演講、課外參加的比賽情況等都當(dāng)作考核方式，按合理比例計(jì)入總評(píng)成績(jī)。改變以往期末卷面考試這種單一的考核方式。

③在條件允許的情況下，可建立物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室，并配備相應(yīng)的器材等。我們與四川省成都市物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟形成良好合作關(guān)系，借他們的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)展示廳讓學(xué)生實(shí)地了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用。

（2）過(guò)程化考核：以上考核方式加上學(xué)院的過(guò)程化考試系統(tǒng)，分階段進(jìn)行上機(jī)考試，最大程度避免一考定論、突擊應(yīng)付等不合理現(xiàn)象。目前的具體操作是：當(dāng)講完一階段（感知，傳輸，處理）即上機(jī)考試本階段技術(shù)要點(diǎn)，成績(jī)以比例計(jì)入總分，最后課程完結(jié)還有一次總體性考試，4次考試成績(jī)的加權(quán)總和才是本門課程的考試成績(jī)，并算上平時(shí)作業(yè)、提問(wèn)等平時(shí)成績(jī)作為最后總評(píng)成績(jī)。這樣一來(lái)，12周課程，每隔三周就有一次階段考試，加上平時(shí)的抽查與作業(yè)，有效督促了學(xué)生的平時(shí)學(xué)習(xí)。

2.3 方法實(shí)施的效果

2011年本學(xué)院設(shè)定物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)，2012年開始開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論課程，2013年進(jìn)入實(shí)踐化教學(xué)，14年引入過(guò)程化考核，圖1顯示了歷年課程的考試情況，以60分以下為不及格，80分以上為良好。圖1很清楚的顯示，剛開始時(shí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)課程的不及格率高達(dá)約30%，后來(lái)引入實(shí)踐化教學(xué)后下降至12%，到最后引入過(guò)程化考核后直接下降到7%左右，而良好率逐年上升，連續(xù)2年保持在70%左右，達(dá)到了改革的目的。

3 總結(jié)與展望

經(jīng)過(guò)四年物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論課程的教學(xué)實(shí)踐，提出了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論課的過(guò)程與實(shí)踐化改革方案，從理論聯(lián)系實(shí)踐的角度，幫助學(xué)生從整體上理解單個(gè)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用流程中的作用與在技術(shù)框架內(nèi)的位置。并用作業(yè)、抽查、過(guò)程化考核，督促了學(xué)生的平時(shí)學(xué)習(xí)。實(shí)際的考試成績(jī)反映該方案取得了比較理想的效果。最后，在和后繼課程老師的交流中，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)論課對(duì)技術(shù)框架的講解和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用解決方案的設(shè)計(jì)要強(qiáng)加，否則學(xué)生在學(xué)習(xí)后繼課程中會(huì)陷入具體技術(shù)問(wèn)題，而忽略整體應(yīng)用，導(dǎo)致技術(shù)路線不清，不知道自己應(yīng)該深入學(xué)習(xí)哪些知識(shí)。

參考文獻(xiàn)

[1] 周璀.《物聯(lián)網(wǎng)概論》課程教學(xué)改革與研究.科技教育，2013：35，198.

[2] 章沖.物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論教學(xué)初探.計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2012：13，248，250.

[3] 衛(wèi)兵，劉樂(lè)群，潘潔珠，李斌.當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論在應(yīng)用型本科教學(xué)中存在問(wèn)題的思考與改革.合肥師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2014.32（3）：88-89，93.endprint