基于多元協(xié)同的物聯(lián)網(wǎng)實踐教學(xué)體系的構(gòu)建

張紹兵 馮福生 季厭浮

摘 要：實踐教學(xué)是高校培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新型人才的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，在學(xué)生培養(yǎng)方案中占據(jù)著舉足輕重的地位。針對目前高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實踐教學(xué)存在的不足之處，提出了一種基于多元協(xié)同的實踐教學(xué)體系的構(gòu)建策略。以設(shè)計、實施、保障、評價四個元素為核心，給出了多元協(xié)同背景下實踐教學(xué)體系的整體構(gòu)建規(guī)劃，該體系能夠滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求，實現(xiàn)學(xué)生與用人企業(yè)零距離對接。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)工程；實踐教學(xué)；多元協(xié)同；構(gòu)建

中圖分類號：G640 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-4107（2018）05-0016-02

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是一個“集成交叉型”的學(xué)科，其宗旨是培養(yǎng)工程創(chuàng)新型的應(yīng)用人才，因而，實踐教學(xué)占據(jù)著極其重要的位置[1]。截至目前，全國有幾百所高校開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，在實踐教學(xué)領(lǐng)域均進(jìn)行了一系列的改革與探索，但成效并未臻于完善，探尋一種符合物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)辦學(xué)特色的實踐教學(xué)體系至關(guān)重要[2]。黑龍江科技大學(xué)2011年創(chuàng)建了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，2012～2016年培養(yǎng)了第一批本科畢業(yè)生?？偨Y(jié)幾年來的辦學(xué)經(jīng)驗，摸索與探究出一種基于多元協(xié)同的實踐教學(xué)體系，該體系不僅非常適用于應(yīng)用型的本科高校，而且具有較為理想的成效。

一、實踐教學(xué)現(xiàn)狀

雖然物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)成立了有五年之久，但實踐教學(xué)環(huán)節(jié)或多或少存在著一些不足之處，主要體現(xiàn)在以下方面：思想觀念不到位，頂層設(shè)計滯后，整體規(guī)劃不理想，缺乏有創(chuàng)新的構(gòu)思；實踐模式單一，形式簡單獨立，整體不具備連續(xù)性和系統(tǒng)性，缺乏交叉關(guān)聯(lián)與層次遞進(jìn)；缺乏先進(jìn)的管理理念和高效的保障機(jī)制；缺乏有力的監(jiān)督平臺和評價反饋效應(yīng)，育人質(zhì)量達(dá)不到預(yù)期要求[3]。

二、多元協(xié)同實踐教學(xué)體系的內(nèi)涵

所謂多元協(xié)同，就是將龐雜的系統(tǒng)離分成若干個子系統(tǒng)，各個子系統(tǒng)之間具有同步性、相關(guān)性、整體性、合作性與互補(bǔ)性的特點，它們相互協(xié)調(diào)、同步聯(lián)動、協(xié)作統(tǒng)一，擁有“一加一大于二，整體大于個體之和”的集體行為和協(xié)同效應(yīng)。通過多元協(xié)同理念，諸多子系統(tǒng)構(gòu)筑的復(fù)雜體系將具有更強(qiáng)的分析力和洞察力，能夠形成強(qiáng)大的聚合作用，可以從混沌中抽取出穩(wěn)定元素，將無序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楹侠碛行?，直至形成多元運作、整合資源、發(fā)展共贏、協(xié)同創(chuàng)新的自我超越[4]。

所謂“多元”，是指設(shè)計、實施、保障和反饋四者的融合。借助多元協(xié)同的相關(guān)理論，應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的實踐教學(xué)模式中，可以令多個子系統(tǒng)之間互補(bǔ)協(xié)同，并深度融合，最終能夠促使整個體系高效、穩(wěn)步運轉(zhuǎn)[5]。

三、多元協(xié)同背景下實踐教學(xué)體系的構(gòu)建

構(gòu)建多元協(xié)同的實踐教學(xué)體系是一個循序漸進(jìn)的過程，它能夠鍛煉大學(xué)生的工程設(shè)計能力、工程實踐能力、工程創(chuàng)新能力，提高團(tuán)隊合作精神與綜合素質(zhì)。

（一）設(shè)計

專業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和教師擺脫了傳統(tǒng)觀念的束縛，不斷夯實頂層設(shè)計，徹底扭轉(zhuǎn)了“重理論、輕實踐”的誤區(qū)，堅持確立實踐教學(xué)的核心地位，加大實踐教學(xué)占據(jù)的比例，鼓勵教師和學(xué)生組建實踐教學(xué)團(tuán)隊。

1.培養(yǎng)方案設(shè)計。相對于舊版培養(yǎng)方案，黑龍江科技大學(xué)新版培養(yǎng)方案增加了實踐教學(xué)的學(xué)時，并以實踐教學(xué)為主線，貫穿于大學(xué)生四年的學(xué)習(xí)生涯之中。專業(yè)采用“5+1+2”培養(yǎng)模式，即將本科四年的學(xué)習(xí)生涯離分成8個學(xué)期。前5個學(xué)期學(xué)生完成基礎(chǔ)知識的積累，完成實驗、主干課程的課程設(shè)計、認(rèn)識實習(xí)、綜合實訓(xùn)、大學(xué)生創(chuàng)新項目等實踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)；第6個學(xué)期將開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)傳感層項目設(shè)計、物聯(lián)網(wǎng)傳輸層項目設(shè)計和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層項目設(shè)計三門實踐課程，集中總結(jié)與深化物聯(lián)網(wǎng)三個層次的基礎(chǔ)理論與實踐技能，進(jìn)一步錘煉學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和動手能力，為學(xué)生能夠與企業(yè)實際生產(chǎn)流程對接做好鋪墊與準(zhǔn)備；最后兩個學(xué)期，將生產(chǎn)實習(xí)、綜合工程實訓(xùn)、畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)移到校外公司企業(yè)中去完成，讓學(xué)生深入企業(yè)生產(chǎn)流程的第一線，親身感受現(xiàn)場實際環(huán)境，鍛煉工程開發(fā)能力和自身修養(yǎng)，提升融入實際環(huán)境的能力和就業(yè)質(zhì)量。

2.實踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)計。整合校內(nèi)教學(xué)平臺與資源，不斷優(yōu)化課程體系結(jié)構(gòu)，以“層次性、遞進(jìn)性、交叉性、連貫性、系統(tǒng)性”作為準(zhǔn)則，構(gòu)建分層次實踐教學(xué)內(nèi)容體系，依次為基礎(chǔ)型實踐項目群、綜合型實踐項目群、創(chuàng)新型實踐項目群和科研型實踐項目群。

（二）實施

1.學(xué)生為主體地位。良好實踐教學(xué)體系的構(gòu)建是為學(xué)生服務(wù)的，目標(biāo)是培養(yǎng)一批批優(yōu)秀的畢業(yè)生，因而自始至終學(xué)生應(yīng)該處于實踐教學(xué)的核心地位。結(jié)合學(xué)?，F(xiàn)狀，總結(jié)與制定出一套符合本校學(xué)生狀況的實踐運營體系，使學(xué)生由被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訁⑴c，由懵懂無知轉(zhuǎn)變?yōu)椴W(xué)多能，由不知如何下手轉(zhuǎn)變?yōu)橛稳杏杏嗟牟僮?，由封閉自守轉(zhuǎn)變?yōu)閳F(tuán)結(jié)協(xié)作，由固守傳統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)檠騽?chuàng)新。依據(jù)每名學(xué)生的特點，制定對應(yīng)的學(xué)習(xí)和發(fā)展規(guī)劃，不斷引導(dǎo)他們走上學(xué)習(xí)之路并邁向職業(yè)之路。

2.項目驅(qū)動機(jī)制。通過基礎(chǔ)項目、綜合項目、創(chuàng)新項目和科研項目等遞進(jìn)式培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。同時根據(jù)學(xué)生的不同層次和研究方向，分成若干個項目小組，每個小組負(fù)責(zé)項目的一個模塊，最終集體完成模塊間的對接。小組有負(fù)責(zé)人，有整體的規(guī)范要求，有嚴(yán)格的制度管理，有定期的進(jìn)度檢查，能夠確保組內(nèi)任務(wù)如期完成。

3.多種教學(xué)形式融合?？梢圆捎们榫呈浇虒W(xué)法、模塊式教學(xué)法、討論式教學(xué)法或者敏捷開發(fā)策略等[6]，讓學(xué)生成為授課中的主角，剖析學(xué)生心理與個體特點，充分調(diào)動起學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造力，讓學(xué)生在輕松又不失嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼n堂氛圍下分工協(xié)作與開拓創(chuàng)新。

4.崗位對接。校內(nèi)實踐體系的構(gòu)建要與當(dāng)前社會環(huán)境緊密結(jié)合，按照區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及企業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才需求標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置課程體系，積極實現(xiàn)實踐課程內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)、過程與工程崗位零距離的對接，使畢業(yè)生能夠成功地就業(yè)和創(chuàng)業(yè)，得到企業(yè)的認(rèn)可和好評，展現(xiàn)高校、學(xué)生、企業(yè)三贏的良好局面[7]。

（三）保障

1.實踐基地建設(shè)。黑龍江科技大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)設(shè)立了感知層、傳輸層和應(yīng)用層三大領(lǐng)域的實踐基地。感知層可以細(xì)分為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、單片機(jī)、嵌入式、RFID以及數(shù)據(jù)采集節(jié)點等多個方向；傳輸層可以細(xì)分為短距離無線通信、遠(yuǎn)程通信、ZigBee通信等多個方向；應(yīng)用層可以細(xì)分為Android開發(fā)、IOS開發(fā)、Web端開發(fā)、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)安全等多個方向。

學(xué)生除上課時間外，均可以在實踐基地進(jìn)行學(xué)習(xí)和開發(fā)，實踐基地是學(xué)生的第二課堂，是培養(yǎng)尖端人才的前沿陣地，是孕育優(yōu)秀畢業(yè)生的搖籃。實踐基地要切合實際并且擁有系統(tǒng)規(guī)劃，以滿足人才培養(yǎng)的需求；實踐基地要與時俱進(jìn)，與當(dāng)前最新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)保持同步；實踐基地要有一定的規(guī)模，能夠滿足項目開發(fā)、學(xué)科競賽、畢業(yè)設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)的需要。

2.師資隊伍建設(shè)。過硬的師資隊伍是培養(yǎng)復(fù)合型與創(chuàng)新型人才的關(guān)鍵，黑龍江科技大學(xué)采用“走出去、請進(jìn)來”的原則增強(qiáng)師資力量。通過掛職鍛煉、盯課、培訓(xùn)深造、頂崗實習(xí)等形式鼓勵教師深入到實踐現(xiàn)場，提高他們的進(jìn)取精神和育人水準(zhǔn)，努力打造一批高素質(zhì)的“雙師型”實踐師資隊伍。聘請有經(jīng)驗、有能力的企業(yè)人才到學(xué)校兼職、定期講座、培訓(xùn)等，將企業(yè)的先進(jìn)文化和工程背景引入到高校中，提升教師的執(zhí)教能力和學(xué)生的認(rèn)知水平。

3.校企合作。校企合作是一把利器，能夠?qū)崿F(xiàn)高校、企業(yè)、學(xué)生之間的共贏。在校企合作過程中，通過不斷的磨合與交流，能夠建立起穩(wěn)固的利益抉擇機(jī)制、利益激勵機(jī)制、利益共容機(jī)制、利益保護(hù)機(jī)制和利益協(xié)調(diào)機(jī)制，能夠不斷拓寬合作的深度與廣度[8]。黑龍江科技大學(xué)先后與中科院計算研究所、北京博創(chuàng)公司、北京達(dá)盛公司、哈爾濱Oracle公司等進(jìn)行合作，建立了一批校外實習(xí)基地和產(chǎn)學(xué)研基地。

4.競賽機(jī)制。競賽機(jī)制是物聯(lián)網(wǎng)實踐教學(xué)的良好載體，競賽是檢驗實踐教學(xué)高效與否的直接標(biāo)準(zhǔn)。通過競賽不僅能夠歷練大學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的品質(zhì)，而且能夠磨煉大學(xué)生迎難而上、開拓進(jìn)取的意志，是在短時間內(nèi)大幅度提升實踐能力的最佳舉措。2012～2016年黑龍江科技大學(xué)在“博創(chuàng)杯”全國大學(xué)生嵌入式物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計大賽中獲得全國一等獎的好成績。

（四）評價

1.創(chuàng)新考核方法。在課程考核中，將實踐考核比例加大，重點關(guān)注學(xué)生的實踐操作能力和應(yīng)用能力。建立起高校和企業(yè)專家聯(lián)合的考核隊伍，制定高效的考核標(biāo)準(zhǔn)，如綜合作品評估、現(xiàn)場答辯、實踐運行等多個環(huán)節(jié)，給學(xué)生一個全面化、實質(zhì)化的打分。

2.評價與反饋。定期對實踐教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行評估，及時摒棄存在弊病的實踐舉措，夯實優(yōu)勢高效的實踐環(huán)節(jié)，引進(jìn)市場效益好的先進(jìn)實踐機(jī)制。及時對評價結(jié)果進(jìn)行反饋，以降低人力資源和投資額度的浪費，保障實踐教學(xué)體系良性運轉(zhuǎn)。

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