基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的IT專業(yè)學生實踐教學改革與探討

王紅堯 楊克虎 程紅

摘要：本文分析了傳統(tǒng)教學模式存在的不足，在研究“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)在其他行業(yè)領域應用的基礎上，提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”實踐教學模式的改革方案，并以具體實例說明了“互聯(lián)網(wǎng)+”教學改革的重要性。結(jié)果表明，“互聯(lián)網(wǎng)+”教學改革方法能真正實現(xiàn)“教”與“學”的互動，“教、學、做”一體化激發(fā)了學生的學習興趣與主動性，對提高學生綜合應用實訓技能水平和就業(yè)競爭力都有很大的促進作用。

關鍵詞：“互聯(lián)網(wǎng)+”；實踐教學；虛擬平臺

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）23-0094-03

培養(yǎng)與社會發(fā)展接軌、掌握信息技術(shù)、符合企業(yè)用人需求的高素質(zhì)工程技術(shù)人才，建設綜合性一流科技大學，一直是重點高校的責任和致力追求的目標，但部分學?，F(xiàn)有的教學定位、教學手段和企業(yè)需求之間還存在一定的差距。許多剛畢業(yè)的大學生走上工作崗位后，理論知識掌握得很好，實踐動手能力常常不足，如一些計算機相關專業(yè)畢業(yè)的學生不會安裝操作系統(tǒng)，計算機出現(xiàn)簡單故障不會自行排除，信息工程等電類相關專業(yè)畢業(yè)的學生不會設計電路，不會編寫單片機控制程序，不會繪制印刷電路板，甚至不會使用電烙鐵焊接元器件，等等。這其中一個重要原因是：長期以來理論教學一直是學校的重點，實踐教學作為理論教學的補充。這樣，學生在基礎薄弱的條件下僅通過在實驗室?guī)讉€學時的實驗操作難以較好的理解并掌握實驗內(nèi)容，致使他們做實驗時，不是出于學知識的目的，而是為了應付測驗與檢查，這就使得常常出現(xiàn)某個學生把實驗完成后，在微信里共享實驗結(jié)果，其他同學抄襲該同學實驗報告的情況。而要解決這些問題，一方面可以通過重視實驗教學，強化實踐育人，增加實驗課所占的比例，或者設置專門的實驗考核課程；另一方面，可以通過借助“互聯(lián)網(wǎng)+”、物物相連、互聯(lián)互通技術(shù)，搭建面向?qū)W生和教師的虛擬開放實驗環(huán)境，打破傳統(tǒng)的課堂純理論教學模式，把理論與實際操作有機地結(jié)合起來，做到全方位和開放式的教與學，“教、學、練”一體化激發(fā)了學生的學習興趣與主動性。在此背景下，本文提出基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的IT專業(yè)學生實驗教學改革與探討。

一、傳統(tǒng)實踐教學方法有待完善

實踐動手能力是提高就業(yè)競爭力的敲門磚，而現(xiàn)有的實踐教學方法還存在一定不足，有待進一步完善，表現(xiàn)在以下幾個方面。

1.實踐和理論教學缺乏融合。傳統(tǒng)的實踐教學方法通常是理論課教師先講授理論，實驗課教師后續(xù)再指導學生做實驗。理論和實驗課程的學習基本是完全獨立進行的，在理論課和實驗課教師溝通不及時的情況下，容易出現(xiàn)實驗課程內(nèi)容超過了理論課程內(nèi)容，或者理論課程內(nèi)容講過了很長時間，實驗課程內(nèi)容還沒有開始，甚至出現(xiàn)理論課程講授內(nèi)容與實驗課程內(nèi)容前后順序不一致的情況。理論和實驗沒有做到很好的配合，學生不清楚為什么要做這個實驗，對做過的實驗往往印象不深刻，沒有起到通過實驗加深對理論的認識作用，也就不能激發(fā)學生的學習興趣與主動性。

2.實踐教學課時量不足。長期以來，實驗課一直被當作是理論課程的附屬環(huán)節(jié)，實驗課伴隨著理論課開設，如某校電類相關專業(yè)一門56—64學時的課程，理論教學可能占到48—56學時，實驗學時僅有8—16學時[1]。而對于一門應用實踐性較強的課程，僅通過上實驗課期間8—16個學時的操作練習是很難深入掌握這門課程的基本內(nèi)容的，更談不上在基礎內(nèi)容之上的創(chuàng)新。這也是為什么對于已經(jīng)做過的實驗，教師變個方式改為一個綜合性的課程設計或畢業(yè)設計問題，部分學生就不知道從那里著手解決的原因?？梢姡瑢嶒炚n的學習，需要同理論課學習一樣，不僅在課前要花一定的時間預習，而且課后也需要花大量的時間進行訓練，這樣才能熟悉、理解并掌握實驗內(nèi)容，提高實踐動手能力。而現(xiàn)有的實驗條件和傳統(tǒng)實踐教學方法難以滿足這些需要。

3.實踐教學考核評價方法有待改進。傳統(tǒng)實驗課程的考核方法通常是將其作為理論課程考核的一部分，占較少的比例。由于實驗課程缺少像理論課或國家計算機等級考試那樣專門的閉卷考核方式，學生們的重視程度自然就不夠，也不會像對待理論課考試那樣在課前去花大量的時間進行準備，更不用說課后去認真復習和訓練了。而且，現(xiàn)有實驗課程考核一般是根據(jù)學生的出勤率和實驗報告結(jié)果進行評價的。由于絕大部分學生都能按時出勤，且大部分實驗做的都是驗證性實驗，學生們最終都能根據(jù)實驗步驟得到結(jié)果，最終完成實驗報告，因此實驗課最后給出的成績基本呈平均分布。這種方式不能激發(fā)學生的學習主動性和學習興趣，也不能提高學生的實踐創(chuàng)新能力。

二、“互聯(lián)網(wǎng)+”為實踐教學提供了新的技術(shù)途徑

“互聯(lián)網(wǎng)+”是信息化時代的一門新興信息技術(shù)，它的提出打破了傳統(tǒng)的理論教學和實踐教學完全分開的思維，為傳統(tǒng)實踐教學提供了新的途徑和方法。它通過移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)平臺，按照約定的協(xié)議，實現(xiàn)人員與人員之間以及人員與設備之間在任何時間、任何地點的互連，進行信息交換和通訊，實現(xiàn)智能化識別、定位、監(jiān)控和管理。

“互聯(lián)網(wǎng)+”的基本內(nèi)涵是“互聯(lián)網(wǎng)+”與各個傳統(tǒng)行業(yè)的融合，增強各行業(yè)的創(chuàng)新能力，提升產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。目前，“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)已在各個行業(yè)得到了廣泛應用，為各行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了新的機遇。如，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的汽車、家電等行業(yè)，通過移動信息互聯(lián)技術(shù)，生產(chǎn)廠家可以在產(chǎn)品上增加網(wǎng)絡數(shù)據(jù)接口，可以方便實現(xiàn)用戶遠程控制、數(shù)據(jù)自動采集分析等功能，極大地改善了產(chǎn)品的使用體驗；基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的金融服務行業(yè)，通過二維碼識別、網(wǎng)絡互聯(lián)與安全防護技術(shù)，可以實現(xiàn)在線理財、支付、網(wǎng)上銀行等功能，為客戶節(jié)約了大量的人力、時間成本；基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的網(wǎng)上購票、網(wǎng)上叫車、地圖導航等系統(tǒng)，通過大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)等技術(shù)，給人們的出行帶來了極大的便利。

目前，“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)在理論教學活動方面的應用剛起步，如翻轉(zhuǎn)課堂與在線開放課程MOOC的研究提出正在引發(fā)高校的改革與創(chuàng)新，微課、微視頻、小規(guī)模限制性在線課程正在推動學校的教學模式由傳統(tǒng)教學模式向網(wǎng)絡化方向轉(zhuǎn)變[2]。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的不斷進步與完善，也將會使實踐課程的教與學借助互聯(lián)網(wǎng)絡進行，信息和知識在網(wǎng)絡上互聯(lián)互通，“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的發(fā)展與實踐教學將深度融合，使教師組織教學的方式更加靈活，學生的“動手能力”也可以得到培養(yǎng)，最終達到“教”與“學”的互動和一體化發(fā)展，激發(fā)學生的創(chuàng)造力和學習興趣。

三、“互聯(lián)網(wǎng)+”實踐教學模式改革

1.開放式實踐教學?；凇盎ヂ?lián)網(wǎng)+”技術(shù)，可以把學生僅利用實驗課堂的時間跟著教師的指導進行實驗學習轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W生為中心，課前預習，課中、課后針對疑惑的問題、難題以攻克為目的驅(qū)動的主動性、探究性學習。通過“互聯(lián)網(wǎng)+”和虛擬仿真技術(shù)，可以建設虛擬仿真型開放實驗室。登錄用戶通過用戶名、密碼和網(wǎng)絡配置就可以進入該開放實驗室。

教師可以通過互聯(lián)網(wǎng)預先把實驗課程的教學計劃、實驗內(nèi)容以及與實驗相關的資料上傳到網(wǎng)絡平臺上，學生在課前可以通過手機、iPad或筆記本隨時隨地進行預習，并通過虛擬平臺進行預實驗。課堂上，教師可以采用示范式、討論式等靈活的方式，組織學生分組討論課前學習內(nèi)容，分享實驗學習心得，進行實體實驗操作，并對預實驗和現(xiàn)場實驗中存在的疑難點進行點撥解答，提高學生的學習效率和效果。課后學生還可以利用虛擬平臺對實驗課程內(nèi)容進行復習鞏固，同時通過平臺，學生有了什么創(chuàng)新的想法都可以與教師交流，并隨時在網(wǎng)絡平臺上進行探索研究。

2.實踐與理論教學相結(jié)合。通過“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，可以把理論教學與實踐教學更好的有機結(jié)合起來。在一些IT專業(yè)理論課程中，有時難以把一個概念講清楚、講透徹，但如果講解過程中配合一定的實踐操作，問題就很容易理解了。但把實驗室里的示波器、實驗箱、信號發(fā)生器等硬件設備帶入課堂進行實體操作演示是不可行的，而通過“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，就可以在網(wǎng)絡上實現(xiàn)這些實驗的遠程虛擬操作，且實驗效果能形象、直觀地呈現(xiàn)在學生面前，吸引學生的注意力，提高授課效果。同時，學生通過理論和實驗的同步學習，也能清楚的明白實驗課中的實驗與理論課中的理論的對應關系，也能理解為什么要做這些實驗，加深對實驗課的認識和實驗內(nèi)容的理解。如，在通信原理的基帶傳輸編譯碼技術(shù)中，單憑課堂講解AMI碼的編譯規(guī)則不能激發(fā)學生的學習興趣，學生們的理解不一定透徹，印象也不深刻，但如果借助網(wǎng)絡虛擬技術(shù)，搭建AMI碼型變換實驗平臺（如圖1所示），基于該虛擬仿真平臺的編碼結(jié)果對比（如圖2所示），從圖2（a）中可以看出，待編碼的輸入數(shù)字信號為01111001（其中白色條形帶代表0，紅色條形帶代表1），該數(shù)字信號對應的波形如圖2（b）中的1通道波形圖所示，經(jīng)AMI編碼后的波形如圖2（b）中的2通道波形圖所示。從圖中容易直觀地看出AMI編碼規(guī)則是遇到0輸出0，遇到1則交替輸出+1和-1。

AMI編碼輸入的數(shù)據(jù)和譯碼輸出的數(shù)據(jù)對比如圖3所示，從圖中可以看出，AMI譯碼只需將所有的±1變?yōu)?、0變?yōu)?即可。

3.實踐教學評價。通過“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，將傳統(tǒng)的“出勤率+提交實驗報告結(jié)果”的考核評價方法變成課前進行網(wǎng)上在線預習，并對實驗進行初步仿真測試，課中進行實體操作練習，結(jié)果討論，課后進行實驗的總結(jié)與提升，各個實驗課程結(jié)束后進行專門的實驗課虛擬和實體操作考試等一體化綜合性評價方法，這樣有助于激發(fā)學生的學習動力，加深對實驗內(nèi)容的認知和理解。同時，學生在課后的歸納與總結(jié)過程中還容易產(chǎn)生一些創(chuàng)新性的想法，學生可以借助平臺將這些思路進行驗證，從而提高學生的實踐創(chuàng)新能力與水平。另外，借助互聯(lián)網(wǎng)平臺，還可以監(jiān)測學生課前網(wǎng)上在線預習的情況，對沒有提前預習準備或者在線學習時間達不到要求的學生，可以設置權(quán)限使其不能進行實驗課程，同時不能參加最后的課程考試，確保網(wǎng)絡管理下的誠信學習，進一步提高學生對實踐教學的重視程度，提升學生的實踐能力。

四、結(jié)語

“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)為實踐教學帶來了新的途徑，將傳統(tǒng)的需要進入實驗室依靠實體儀器設備才能完成的實踐教與學，變成了在宿舍、課堂教室、自習室、家里都可以隨時進行學習和實踐的新型結(jié)構(gòu)模式。同時，學生有了創(chuàng)新性的想法，通過網(wǎng)絡登錄虛擬實驗室就可以隨時進行實驗的設計與測試，從而能有效提高學生的自主學習能力、學習的積極主動性以及學生綜合應用及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗實訓技能水平。對培養(yǎng)能系統(tǒng)地掌握相關理論、方法和技能，具備通信技術(shù)、計算機通信與網(wǎng)絡技術(shù)、傳感技術(shù)等信息領域?qū)拸V的IT專業(yè)知識高級工程技術(shù)人才有重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻：

[1]唐源，萬春霆.嵌入式系統(tǒng)技術(shù)實踐教學改革與探討[J].教育現(xiàn)代化，2017，（13）：52-53.

[2]劉邦奇.“互聯(lián)網(wǎng)+”時代智慧課堂教學設計與實施策略研究[J].中國電化教育，2016，（10）：51-56，73.