移動互聯(lián)網(wǎng)下應用型本科物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)《傳感器技術(shù)》的教學模式改革

黃偉，苗利明

（韓山師范學院計算機與信息工程學院，潮州 521041）

0 引言

應用型本科是學校的辦學定位，與以科研為主的模式相比較，應用型以培養(yǎng)應用型人才作為學校的主要人才培養(yǎng)模式。發(fā)展應用型本科教育早在2014年就寫入到了教育部年度工作要點中了——“研究制訂關(guān)于地方本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的指導意見，啟動實施國家和省級改革試點，引導一批本科高等學校向應用技術(shù)類型高等學校轉(zhuǎn)型”。應用型本科教育是中國高等教育發(fā)展過程中人才培養(yǎng)方向的細分，對滿足我國經(jīng)濟社會發(fā)展的需要，推進我國高等教育大眾化進程必將起到積極的作用[1]。

1 課程的發(fā)展

從以科研型為主的本科培養(yǎng)模式向應用型本科培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變，涉及培養(yǎng)模式、培養(yǎng)目標、課程建設、教學模式等的改革[2,3]，從改革的發(fā)展上看，科學技術(shù)在教學過程中的應用一直伴隨著教學改革的進程。隨著智能手機、平板電腦等智能化移動便攜設備的大規(guī)模使用，4G網(wǎng)絡的普及、Wi-Fi的廣泛鋪設，不僅使得人們可以隨時隨地享受互聯(lián)網(wǎng)的服務，而且還改變了學生的學習習慣。如果從移動互聯(lián)網(wǎng)的應用和特點出發(fā)，結(jié)合應用型本科的培養(yǎng)目標進行相應的教學模式的改革，一定能夠大大提高了教學效果和效率。下面將以物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的《傳感器技術(shù)》課程為例，討論如何利用移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行課程教學模式的改革，以滿足應用型本科建設的培養(yǎng)目標。

近二三十年來，數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)一直是推動教學改革的動力。將移動互聯(lián)網(wǎng)以及相關(guān)技術(shù)應用和應用型本科的培養(yǎng)目標結(jié)合起來，提高教學效率和提高學生的動手實踐能力是個有意義的研究課題。簡單來說，移動互聯(lián)網(wǎng)（Mobile Internet，MI）是一種通過智能移動終端，采用移動無線通信的方式來獲得互聯(lián)網(wǎng)服務的業(yè)務方式。國內(nèi)移動互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)公司QuestMobile的數(shù)據(jù)顯示，截止2019年第一季度，中國移動互聯(lián)網(wǎng)月活躍用戶規(guī)模已經(jīng)達到11.38億。從層次上看，移動互聯(lián)網(wǎng)可以分成終端層、網(wǎng)絡層和應用層三個層次。移動互聯(lián)網(wǎng)終端是指采用無線通信技術(shù)接入互聯(lián)網(wǎng)的終端設備。大學生是移動互聯(lián)網(wǎng)的活躍用戶。當前，學生使用主要的移動互聯(lián)網(wǎng)終端包括智能手機、平板電腦、筆記本電腦、筆記本電腦等。隨著硬件價格的下降和智能手機的普及，幾乎每個學生手頭上都有一個或者一個以上的移動終端設備。從網(wǎng)絡層上看，在校園的主要學習場所已經(jīng)覆蓋了4G和Wi-Fi信號。由于網(wǎng)速大幅度提高和資費的大幅下降，一些對實時要求高、流量需求大的移動應用快速發(fā)展，移動終端的視頻、音頻等的應用得到普及。這些為基于移動互聯(lián)網(wǎng)的教學改革奠定了良好的硬件和網(wǎng)絡覆蓋基礎。

2 課程模式改革

《傳感器技術(shù)》是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的一門專業(yè)基礎課[4,5]。物聯(lián)網(wǎng)中感知層主要就是依靠各種傳感器來獲得對世界的感知和對數(shù)據(jù)的采集，也是設備的智能決策的重要依據(jù)。與其他專業(yè)課程相比，《傳感器技術(shù)》不僅具有較強的理論結(jié)構(gòu)，而且具有很強的實踐性和應用性。因此，《傳感器技術(shù)》在整個人才培養(yǎng)計劃中具有承上啟下的作用，是應用型本科培養(yǎng)中重要的一環(huán)。就目前而言，《傳感器技術(shù)》的教學方式依然沿用偏向科研型為主要培養(yǎng)目標的教學模式。目前針對《傳感器技術(shù)》這門課程教學模式的主要特點是：①重理論、輕行業(yè)。教學過程中注重傳感器的原理的教學，對于目前應用的主要產(chǎn)品種類、特性、價格、精度、選擇、使用等行業(yè)背景知識的介紹和討論較少。②在實踐教學中，實驗的設計重原理，輕應用方面的實踐。從實驗設計上看，提供給學生的多為驗證型實驗，設計型、應用性和綜合性實驗偏少。實驗設計過于注重對傳感器原理的驗證，缺乏直接在應用中實踐的環(huán)節(jié)。實踐教學是培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，也是提高學生社會職業(yè)素養(yǎng)和就業(yè)競爭力的重要途徑。將實際需求引入到實踐教學過程中，增加實踐教學中學生設計能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，是應用型本科培養(yǎng)模式的重點。③目前《傳感器技術(shù)》這門課程的主要考核方式為閉卷考試，也是沿用以科研型為培養(yǎng)目標的考核方式。以閉卷考試為主要考核方式往往考核學生對理論知識的掌握情況，對動手能力、對應用傳感器技術(shù)解決實際問題的考核顯得不足。

移動互聯(lián)網(wǎng)在廣泛應用，不僅為我們的生活、娛樂方式帶來了翻天覆地的變化，而且對學生的學習也影響深遠。這些變化包括：①學習的時空多樣化。由于4G、Wi-Fi網(wǎng)絡發(fā)全面覆蓋和移動終端的廣泛使用、云計算、云存儲技術(shù)的成熟，使得學生可以通過智能手機、平板電腦或者筆記本隨時隨地可以利用網(wǎng)絡視頻的課程資源進行學習。學生的學習場所已經(jīng)突破了原來的課堂、計算機機房等固定場所，學習的時間也得到了極大的擴展。②學生學習時間的碎片化特點突出。現(xiàn)在的大學生各種學科比賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽、各種社團活動無論是數(shù)量還是規(guī)模都有很大的變化。學生的課內(nèi)、課外的學業(yè)壓力也明顯增大。加上新一代的大學生幾乎是在互聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境下長大的，對互聯(lián)網(wǎng)的依賴性也讓學生學習過程時間碎片化程度加劇。③學生對課堂教學的要求提高。由于網(wǎng)絡資源的極大豐富，學生從網(wǎng)絡上獲取到的知識不僅僅是單純的文字描述，還有大量的教學視頻資源，有大量的學習交流平臺。因此，學生對課堂教學的要求就不是簡單停留在知識的介紹、理論的講解這個層面，更多地要求教師能夠?qū)δ承┘夹g(shù)難點進行分析和討論、對目前技術(shù)的最新應用的介紹和評價，甚至要求教師一起討論如何解決遇到的技術(shù)難題。

在移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的環(huán)境下，結(jié)合學生的學習特點和課程在培養(yǎng)方案中的地位，我們對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的專業(yè)課《傳感器技術(shù)》進行了教學模式的改革，以適應于應用型本科的培養(yǎng)目標。該教學模式主要分為三個模塊：移動互聯(lián)網(wǎng)資源建設模塊、課堂教學模塊、考核模式模塊，如圖1所示。

圖1

首先要對教材的教學內(nèi)容進行分類，將一些了解性的、識記性等知識通過微課、資料學習的內(nèi)容存放在云端，供學生通過移動終端進行自主學習。需要注意的是，微課的制作、資料的收集、整理等要充分考慮到學生碎片化學習時間的特點，單個微課和學習資料的學習時間盡可能控制在10分鐘以內(nèi)，形式盡可能活潑和多樣性。在移動互聯(lián)網(wǎng)資建設模塊中網(wǎng)絡視頻資源是教學內(nèi)容的擴充，提供給學有余力的學生深入、系統(tǒng)學習；技術(shù)文檔匯總是提供給學生做技術(shù)開發(fā)的參考；習題檢測系統(tǒng)是督促學生進行學習和檢測學習效果的手段。

課堂教學模塊事對學生通過移動終端學習后的總結(jié)和提升。主要的教學內(nèi)容包括：重點內(nèi)容的回顧、難點講解和專題討論，教學方式以重難點知識講解、案例分享、技術(shù)應用的討論為主。

在考核模塊中，要求學生設計并完成具有某一具體功能的綜合實驗。以小組為單位，要求完成設計方案、可行性分析、小組成員具體工作內(nèi)容、路演PPT等相關(guān)文檔，最終制作出實物。評價結(jié)果是組內(nèi)評價和小組間評價的加權(quán)平均和。組內(nèi)的評價分數(shù)由各個小組在組長的組織下完成，組間的評價通過在路演環(huán)節(jié)中進行，每個小組對其他的小組進行評分，評分由各個小組討論決定。為了提高評價的區(qū)分度，要求學生組內(nèi)的評價和組間的評價分數(shù)滿足一定的標準差。

3 結(jié)語

從總體上看，基于移動互聯(lián)網(wǎng)的《傳感器技術(shù)》教學模式改革將教學內(nèi)容進行分類處理，一類內(nèi)容通過微課、專題文檔、課程視頻、技術(shù)文檔等形式存放在云平臺上，供學生利用移動終端進行跨時空學習，并且通過習題檢測系統(tǒng)督促和了解學生的學習情況；另一類教學內(nèi)容是通過教師的總體引導解決重難點的教學內(nèi)容，通過分析案例和技術(shù)應用，通過討論的方式來培養(yǎng)學生的專業(yè)視野，對當前技術(shù)的應用有更深刻的理解。最后，通過分組完成明確功能的綜合實驗對學生進行考核。在整個過程中充分考慮到應用型本科的培養(yǎng)特點，利用移動物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，在教學方式、考核方式的改革來提升學生的動手實踐能力和技術(shù)的綜合應用素質(zhì)，在近一年的教學實踐中學生反映良好，在教學過程中參與度高，取得了良好的教學效果。