新工科背景下中職物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)問題的研究

陳榮軍 楊敏 李綺橋 聶瓊 趙慧民 何力

摘 要：物聯(lián)網(wǎng)在互聯(lián)網(wǎng)的高速推動下迅速發(fā)展，成為國家重點(diǎn)發(fā)展的五大新興產(chǎn)業(yè)之一，各類中等職業(yè)學(xué)校紛紛開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)。文中通過對中職物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)現(xiàn)狀的分析，得出中職物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的實(shí)訓(xùn)平臺、實(shí)訓(xùn)課程、師資以及培養(yǎng)學(xué)生能力等方面存在的問題，針對這些問題提出基于CDIO的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)平臺與課程研究設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);中職;教學(xué);實(shí)訓(xùn)平臺;課程設(shè)計(jì);CDIO

中圖分類號：TP39;G712文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2095-1302（2019）12-0-03

0 引 言

物聯(lián)網(wǎng)是連接并且提供物品相關(guān)服務(wù)的全球信息基礎(chǔ)設(shè)施，因此勢必需要大量的人力資源對物聯(lián)網(wǎng)這一基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行建設(shè)、管理與維護(hù)[1]。2019年1月，人社局?jǐn)M發(fā)布了15個新職業(yè)，最終確定了13個新職業(yè)信息。其中，與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的新職業(yè)有物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)人員和物聯(lián)網(wǎng)安裝調(diào)試人員。通過新職業(yè)的增加可以看出國家對物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展非常重視。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人員一般由高校培養(yǎng)，而物聯(lián)網(wǎng)安裝調(diào)試人員大部分由中高職院校培養(yǎng)。因此，中職學(xué)校應(yīng)順應(yīng)社會與物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展的需求，加大力度培養(yǎng)更多優(yōu)秀的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才，促進(jìn)我國社會與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

1 中職物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.1 現(xiàn)狀分析

作為圍繞戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)設(shè)置、與產(chǎn)業(yè)發(fā)展同步建設(shè)的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)，在專業(yè)人才培養(yǎng)方面，國內(nèi)并沒有相關(guān)專業(yè)可供參照[2]，導(dǎo)致在人才培養(yǎng)過程中出現(xiàn)了人才培養(yǎng)內(nèi)容與產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求不一致，實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)設(shè)施薄弱，專業(yè)師資不足等問題。

在中國知網(wǎng)學(xué)術(shù)文獻(xiàn)總庫以“物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)平臺”為關(guān)鍵詞進(jìn)行精確檢索，檢索的內(nèi)容主要集中在實(shí)訓(xùn)平臺、物聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、綜合實(shí)訓(xùn)平臺等幾個方面，文獻(xiàn)檢索的具體情況如圖1所示。圖1中的數(shù)據(jù)表明，物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的研究是一個熱點(diǎn)問題。

2015年孫冠男[3]等學(xué)者研究了一款基于ZigBee協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺，學(xué)生可通過該平臺進(jìn)行一些簡單的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識，開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的小項(xiàng)目，但該平臺只適用于高校的專業(yè)教學(xué)。2017年蘭忠建[4]設(shè)計(jì)了基于ZigBee的無線物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)平臺，學(xué)生可通過該平臺進(jìn)行一些Android編程的設(shè)計(jì)與開發(fā)，也可進(jìn)行硬件方面的開發(fā)，但該設(shè)計(jì)主要側(cè)重于工程技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，沒有對實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)大綱的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的提取做深入探討。近幾年，有不少學(xué)者提出建立物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室[5-6]，投入大量的資源后卻未達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

隨著社會對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)人才的需求越來越大，許多中職學(xué)校相繼開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)，但大部分中職學(xué)校的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)課程都以物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)裝置、智能家居工程實(shí)訓(xùn)平臺、編程實(shí)驗(yàn)箱作為實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)[7]。這些設(shè)備不僅費(fèi)用高、控制方式單一，并且硬件與軟件都不對學(xué)生開放，教師只能進(jìn)行演示教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生無法深刻理解物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用技術(shù)，不能很好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)[8]。此外，由于一些實(shí)訓(xùn)設(shè)備體型大、價格貴、配備數(shù)量少，需要幾組同學(xué)共用一臺設(shè)備，不能保證每個學(xué)生都參與到實(shí)訓(xùn)操作中，甚至可能使學(xué)生失去對該課的學(xué)習(xí)興趣。

在課程配套方面，雖然也開設(shè)了相關(guān)的實(shí)訓(xùn)課程，但真正適合中職學(xué)生操作、實(shí)訓(xùn)平臺與課程相匹配、能將理論知識與實(shí)踐能力相結(jié)合的課程很少。大部分課程還是以理論知識講授為主，缺乏實(shí)訓(xùn)操作的教學(xué)環(huán)節(jié)，無法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等。

1.2 崗位需求分析

通過運(yùn)用八爪魚（爬蟲軟件，版本為V7.6.0）工具進(jìn)行數(shù)據(jù)爬取，得到物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的崗位需求情況，數(shù)據(jù)結(jié)果見表1所示。

從表1中的數(shù)據(jù)可知，廣東省內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)共有863家企業(yè)需要物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的人才，共提供了2 335個崗位，其中需要中專學(xué)歷的共30家，一共需要593人，占行業(yè)的25.40%?？梢钥闯觯新毼锫?lián)網(wǎng)人才需求量較大。

此外，對全國企業(yè)單位針對中職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的招聘崗位信息進(jìn)行數(shù)據(jù)爬取，共爬取2 133條數(shù)據(jù)，涉及的崗位有銷售崗、技術(shù)崗、客服崗等。中職物聯(lián)網(wǎng)崗位的具體分布如圖2所示。從圖2可以看出，銷售類所占比例最大，為45%，緊跟隨后的是技術(shù)類，占30%。由此可見，技術(shù)在中職物聯(lián)網(wǎng)學(xué)生的知識儲備中有著重要地位，中職學(xué)校應(yīng)幫助學(xué)生打牢技術(shù)基礎(chǔ)，以適應(yīng)崗位發(fā)展需求。

從以上數(shù)據(jù)可以看出，中職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培養(yǎng)的人才屬于技能型人才，需要有動手操作能力、創(chuàng)新思維能力以及解決實(shí)際問題的能力。具備這些能力的基礎(chǔ)是擁有好的師資、教學(xué)資源以及教學(xué)內(nèi)容，但目前許多中職學(xué)校存在的問題導(dǎo)致培養(yǎng)的人才無法達(dá)到社會發(fā)展所需的人才規(guī)格。

2 中職物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)存在問題分析

2.1 物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)平臺問題

（1）教學(xué)設(shè)備缺乏、教學(xué)資源不易整合

造成的原因主要有兩個：第一，物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的建設(shè)投入大，適合中職學(xué)生理實(shí)一體化的設(shè)備較少，致使教學(xué)設(shè)備非常匱乏;第二，物聯(lián)網(wǎng)是多學(xué)科交叉的專業(yè)，需要多方面知識的整合，教學(xué)資源整合難度較大[9]。

（2）教學(xué)設(shè)備不合適

某些學(xué)校使用單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱，但大部分實(shí)驗(yàn)箱是針對高校教學(xué)設(shè)計(jì)的，不適用于中職學(xué)生的教學(xué)。甚至有些學(xué)校為了節(jié)約成本，使用網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺，學(xué)生無法真實(shí)地進(jìn)行實(shí)訓(xùn)操作。

（3）教學(xué)設(shè)備閑置

各院校在開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)時都投入了大量的軟、硬件資源，但由于沒有合適的實(shí)訓(xùn)平臺以及相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)課程，大部分實(shí)驗(yàn)設(shè)備被閑置。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)課程問題

（1）知識內(nèi)容

一方面，物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)課程主要以講授物聯(lián)網(wǎng)理論知識為主，但實(shí)際工作崗位需要具有實(shí)踐能力的物聯(lián)網(wǎng)人才，課程不滿足現(xiàn)狀發(fā)展的要求;另一方面，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目比較單一，學(xué)生無法將相關(guān)知識進(jìn)行融合，無法形成一個完整的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)體系，無法培養(yǎng)學(xué)生的思維創(chuàng)新能力[10]。

（2）實(shí)驗(yàn)案例

學(xué)校提供的實(shí)驗(yàn)案例不適用于中職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的實(shí)際教學(xué)，許多學(xué)校都是直接套用高?；蚋呗毜奈锫?lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)課程。

（3）課程設(shè)計(jì)

物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)相關(guān)的課程沒有很好地從培養(yǎng)學(xué)生能力以及提升專業(yè)素養(yǎng)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.3 師資問題

（1）師資隊(duì)伍匱乏

中職學(xué)校開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)時，物聯(lián)網(wǎng)本科院校的學(xué)生還沒有完成自己的學(xué)業(yè)，所以物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的畢業(yè)生很少，而且畢業(yè)生較少從事中職物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)工作。同時，學(xué)校自身與物聯(lián)網(wǎng)相近的專業(yè)教師轉(zhuǎn)型較難，老教師經(jīng)驗(yàn)豐富，但是沒有足夠的學(xué)習(xí)動力，新教師對新知識的接受能力快，但經(jīng)驗(yàn)不足。

（2）知識儲備不足

物聯(lián)網(wǎng)是一門多學(xué)科交叉的專業(yè)，對教師實(shí)踐能力的要求較高，且教學(xué)中涉及大量的專業(yè)知識及最新的相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用功能，許多學(xué)校沒有定期為教師開展相關(guān)的培訓(xùn)課程。

（3）教學(xué)方法落后

中職物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)大部分采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，以教師為主體進(jìn)行知識傳授，然后對學(xué)生進(jìn)行抽查，看是否掌握了教學(xué)內(nèi)容。但這種教學(xué)方法無法適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，教師在教學(xué)過程中還以單一的知識點(diǎn)或技能開展教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生無法建立專業(yè)知識體系，更無法對多學(xué)科的知識進(jìn)行綜合應(yīng)用[11]。

2.4 學(xué)生能力問題

傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不適用于現(xiàn)代教學(xué)，學(xué)生不僅需要理論知識的傳授，還需要各種技能的培養(yǎng)。例如，鞏固基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)專業(yè)技能，提高職業(yè)素養(yǎng)以及激發(fā)創(chuàng)新能力等。傳統(tǒng)的教學(xué)模式只能將一些基礎(chǔ)知識傳遞給學(xué)生，但是不能培養(yǎng)出當(dāng)代社會所需的技能型人才，不能滿足新時代發(fā)展的需求。

3 解決方案

CDIO工程教育模式以實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為指導(dǎo)，以構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)現(xiàn)-運(yùn)作為教學(xué)過程，課堂上重視做中學(xué)，即讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)到更多的知識，培養(yǎng)學(xué)生的個人能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、思維創(chuàng)新能力以及解決問題的能力等綜合能力。物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)課程是一門綜合性強(qiáng)、涵蓋面廣的多學(xué)科交融課程，以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力為目標(biāo)，這與CDIO的理念不謀而合。

本文提出基于CDIO的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)平臺與課程研究設(shè)計(jì)框架圖，如圖3所示，不僅解決了實(shí)訓(xùn)平臺的缺失問題，還解決了與之相匹配的課程問題。

4 結(jié) 語

中職學(xué)校作為培養(yǎng)技能型人才的搖籃，應(yīng)緊跟時代步伐，在物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展之際，準(zhǔn)確把握行業(yè)需求，及時調(diào)整專業(yè)課程，開發(fā)適用于不同層次學(xué)生的教學(xué)平臺，培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展的技能型人才。

參 考 文 獻(xiàn)

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