基于競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系研究

李立 李向軍 雷偉軍

摘要：針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)的現(xiàn)狀和問(wèn)題，探索將學(xué)科競(jìng)賽引入實(shí)踐教學(xué)體系，與專(zhuān)業(yè)已有實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建以賽促學(xué)、以賽致用的實(shí)踐教學(xué)體系，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和專(zhuān)業(yè)技能，提高學(xué)生的工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；實(shí)踐教學(xué)；學(xué)科競(jìng)賽；創(chuàng)新能力

中圖分類(lèi)號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）17-0140-02

1 物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)中存在的問(wèn)題

經(jīng)過(guò)幾年的專(zhuān)業(yè)建設(shè)，我校物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)已經(jīng)建立了較為完善的課程體系和必要的實(shí)驗(yàn)條件，但是在教學(xué)中依然存在諸多問(wèn)題：

1）專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)興趣不強(qiáng)烈。由于物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系龐雜，涵蓋了多個(gè)專(zhuān)業(yè)學(xué)科，學(xué)生面對(duì)多學(xué)科多領(lǐng)域課程知識(shí)，專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)路線不夠清晰，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，逐漸喪失了專(zhuān)業(yè)興趣[1]。

2）實(shí)踐能力訓(xùn)練方式單一。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)性上，由于課時(shí)有限，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)數(shù)量不夠，不能體現(xiàn)學(xué)生綜合解決問(wèn)題的能力[2]。

3）創(chuàng)新應(yīng)用能力不強(qiáng)。在教學(xué)過(guò)程中，僅能滿(mǎn)足課程知識(shí)的傳授與掌握，缺乏對(duì)于學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力的訓(xùn)練內(nèi)容。

2 構(gòu)建競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)的實(shí)踐教學(xué)體系

2.1 開(kāi)展學(xué)科競(jìng)賽的意義

大學(xué)生科技競(jìng)賽圍繞著相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和前沿技術(shù)，集實(shí)用性、競(jìng)技性、趣味性和激勵(lì)性于一身，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力[3]，培養(yǎng)了大學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，磨練了意志品質(zhì)和心理素質(zhì)。

2.2 競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐教學(xué)體系

通過(guò)強(qiáng)化學(xué)生參加科技競(jìng)賽的組織和引導(dǎo)，在教學(xué)體系中充分發(fā)揮科技競(jìng)賽的積極作用，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性4，構(gòu)建了以科技競(jìng)賽為驅(qū)動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系，如圖1所示：

大學(xué)四年期間，以常規(guī)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)，以科技競(jìng)賽活動(dòng)為驅(qū)動(dòng)，形成四階段競(jìng)賽機(jī)制，包括行業(yè)認(rèn)知階段、專(zhuān)業(yè)認(rèn)知階段、專(zhuān)業(yè)能力深化訓(xùn)練階段、綜合能力訓(xùn)練階段。院校級(jí)、省級(jí)、國(guó)家級(jí)多層次競(jìng)賽逐級(jí)遞進(jìn)，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類(lèi)競(jìng)賽貫穿始終，持續(xù)開(kāi)展系列科技競(jìng)賽活動(dòng)[5][6]。

大學(xué)一年級(jí)，在學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)比較欠缺階段，學(xué)院組織物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)意設(shè)計(jì)大賽，鼓勵(lì)學(xué)生多思考創(chuàng)新，嘗試進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方案設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的探索和興趣。

大學(xué)二年級(jí)，在學(xué)生學(xué)習(xí)了 C語(yǔ)言、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)等編程知識(shí)之后，引導(dǎo)學(xué)生參加全校計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)大賽，促進(jìn)行業(yè)認(rèn)知，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層開(kāi)發(fā)技術(shù)的學(xué)習(xí)和程序設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練。

大學(xué)三年級(jí)，在學(xué)生已經(jīng)完成物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)大多數(shù)核心課程和技術(shù)知識(shí)的學(xué)習(xí)之后，鼓勵(lì)學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)大賽、移動(dòng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)大賽等專(zhuān)業(yè)類(lèi)競(jìng)賽以及大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，深化專(zhuān)業(yè)能力和創(chuàng)新思維訓(xùn)練。

大學(xué)四年級(jí)，引導(dǎo)學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生嵌入式設(shè)計(jì)大賽、智能車(chē)競(jìng)賽等，培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和工程能力。

3 實(shí)施方案

為了更好地開(kāi)展科技競(jìng)賽活動(dòng)，我們從課程設(shè)置、實(shí)踐條件、指導(dǎo)保障、激勵(lì)機(jī)制等多個(gè)途徑進(jìn)行了相應(yīng)的改革。

3.1 課程調(diào)整

一方面，在第2、3學(xué)期分別增設(shè)了《大學(xué)生科技創(chuàng)新》和《開(kāi)源硬件與編程》課程，加強(qiáng)學(xué)生科技創(chuàng)新能力訓(xùn)練。另一方面，將部分專(zhuān)業(yè)核心課程適當(dāng)前移，使學(xué)生能夠具備相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)并盡早參與比賽。例如將《 Java程序設(shè)計(jì)》、《計(jì)算機(jī)組成與匯編》調(diào)整到第3學(xué)期，為移動(dòng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)大賽提供準(zhǔn)備；將《嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用》、《傳感器原理及應(yīng)用》調(diào)整到第4 學(xué)期，為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)大賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽提供技術(shù)準(zhǔn)備。

3.2 實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放

學(xué)院設(shè)立學(xué)生工作室，配備常用電子器材和實(shí)驗(yàn)設(shè)備，以及競(jìng)賽專(zhuān)用開(kāi)發(fā)箱和開(kāi)發(fā)板。工作室實(shí)行學(xué)生科技社團(tuán)自主管理，全天候開(kāi)放。工作室實(shí)行項(xiàng)目制，以項(xiàng)目小組為單位，開(kāi)展自擬項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與研究，并定期開(kāi)展技術(shù)講座和項(xiàng)目例會(huì)，檢查和指導(dǎo)學(xué)生的項(xiàng)目進(jìn)展，為學(xué)生參與科技競(jìng)賽提供了良好的實(shí)踐創(chuàng)新環(huán)境。

3.3 競(jìng)賽指導(dǎo)

建立學(xué)生科技活動(dòng)指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé)進(jìn)行項(xiàng)目選題輔導(dǎo)、技術(shù)培訓(xùn)、專(zhuān)項(xiàng)競(jìng)賽訓(xùn)練等工作，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目規(guī)劃、資料撰寫(xiě)、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。每個(gè)競(jìng)賽小組的指導(dǎo)教師由物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)教師和實(shí)驗(yàn)室人員組成，共同指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行競(jìng)賽準(zhǔn)備。

3.4 競(jìng)賽激勵(lì)機(jī)制

一方面，對(duì)于參加各類(lèi)競(jìng)賽取得優(yōu)異成績(jī)的同學(xué)給予榮譽(yù)和物質(zhì)雙重獎(jiǎng)勵(lì)，比如學(xué)院內(nèi)部組織的計(jì)算機(jī)軟件大賽一等獎(jiǎng)的獎(jiǎng)金就達(dá)2000元，充分的調(diào)動(dòng)了學(xué)生參與的積極性；另一方面，將競(jìng)賽成績(jī)與課程設(shè)計(jì)、綜合實(shí)訓(xùn)等教學(xué)環(huán)節(jié)掛鉤，參照學(xué)生在競(jìng)賽中的獲獎(jiǎng)等次，可以免修一門(mén)相關(guān)的課程設(shè)計(jì)或綜合實(shí)訓(xùn)課程[2]。通過(guò)激勵(lì)機(jī)制，促使學(xué)生參與競(jìng)賽的意愿和主動(dòng)性進(jìn)一步提高。

4 實(shí)施效果

競(jìng)賽驅(qū)動(dòng)的實(shí)踐教學(xué)改革，經(jīng)過(guò)對(duì)我校2015、2016級(jí)物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)踐探索，成效顯著。主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

1）促進(jìn)了專(zhuān)業(yè)建設(shè)

作為工科專(zhuān)業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科競(jìng)賽以綜合應(yīng)用為背景，特別強(qiáng)調(diào)實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的考查與培養(yǎng)。以競(jìng)賽為驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)體系，使本專(zhuān)業(yè)教學(xué)目標(biāo)更加明確，課程體系更加合理，專(zhuān)業(yè)建設(shè)水平不斷提高。同時(shí)，學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽的成果，也為審核評(píng)估和學(xué)位授予申報(bào)提供了有力的支撐。

2）促進(jìn)了人才培養(yǎng)質(zhì)量

通過(guò)參加競(jìng)賽，使學(xué)生對(duì)于現(xiàn)實(shí)問(wèn)題有了更多的觀察和思考，以問(wèn)題為導(dǎo)向，深入學(xué)習(xí)和探究，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，拓展了學(xué)生的專(zhuān)業(yè)視野和知識(shí)結(jié)構(gòu)，人才培養(yǎng)質(zhì)量得到了顯著的提升。

3）促進(jìn)了教學(xué)研究改革

通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生參加競(jìng)賽，客觀地促進(jìn)了教師對(duì)教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容的研究與探索，在教學(xué)中更加注重對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力和崗位適應(yīng)力的培養(yǎng)，提高了教師參與教學(xué)研究、教學(xué)改革的熱情和主動(dòng)性。

5 結(jié)束語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)具有多學(xué)科交叉、綜合應(yīng)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，以學(xué)科競(jìng)賽推動(dòng)本專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，在競(jìng)賽中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力，為專(zhuān)業(yè)建設(shè)提供了一種新的路徑。

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