基于魯班工坊的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)國(guó)際化教學(xué)探索與研究

(天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津 300402)

一、引言

2016年3月8日，天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院在泰國(guó)大城技術(shù)學(xué)院建立的“魯班工坊”正式掛牌，在泰國(guó)及東南亞引起強(qiáng)烈反響。它是中國(guó)職業(yè)教育對(duì)外開(kāi)放、助推“一帶一路”倡議的具體行動(dòng)。物聯(lián)網(wǎng)EPIP實(shí)訓(xùn)室作為中泰魯班工坊的重要組成部分，成為在海外建成的首個(gè)魯班工坊物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)訓(xùn)室，它承擔(dān)著推廣工程實(shí)踐創(chuàng)新(EPIP)職業(yè)教學(xué)模式，培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)留學(xué)生，進(jìn)行技術(shù)服務(wù)輸出的重要功能。2018年9月，與泰國(guó)大成學(xué)院合作招收的首批物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)留學(xué)生來(lái)到中國(guó)進(jìn)行學(xué)習(xí)。本文是以魯班工坊物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)留學(xué)生培養(yǎng)為背景，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)國(guó)際化教學(xué)模式和教學(xué)方法進(jìn)行了探索和研究。

二、需要解決的問(wèn)題

(一)如何與泰國(guó)專業(yè)進(jìn)行對(duì)接的問(wèn)題

泰國(guó)大成學(xué)院沒(méi)有物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)專業(yè)，留學(xué)生只學(xué)習(xí)過(guò)一些基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)理論和操作課程，包括信息技術(shù)基礎(chǔ)、電工技術(shù)等課程。對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)施和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)方面的學(xué)習(xí)較薄弱，與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的“培養(yǎng)具備物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)施、維護(hù)和軟件二次開(kāi)發(fā)能力”的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)有較大的差異，如何進(jìn)行專業(yè)對(duì)接，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)順利完成專業(yè)核心能力培養(yǎng)是必須要解決的重要問(wèn)題。

(二)如何解決學(xué)生語(yǔ)言交流的問(wèn)題

泰國(guó)留學(xué)生漢語(yǔ)水平較差，英語(yǔ)水平一般。在教學(xué)過(guò)程中會(huì)大量使用中文教材、中文課程資源和軟件，在這個(gè)過(guò)程中如何讓學(xué)生看得懂、聽(tīng)得明白也是要解決的問(wèn)題。

(三)如何進(jìn)行教學(xué)模式和課程體系創(chuàng)新的問(wèn)題

工程實(shí)踐創(chuàng)新(EPIP)職業(yè)教學(xué)模式吸收了德國(guó)、美國(guó)等先進(jìn)的職教理念和方法，結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，是一種以項(xiàng)目實(shí)踐為統(tǒng)領(lǐng)的應(yīng)用型技術(shù)技能型人才培養(yǎng)新途徑。如何在國(guó)際化教學(xué)過(guò)程中更好地突出EPIP教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)、如何調(diào)整課程體系和內(nèi)容，使之更加適應(yīng)于EPIP教學(xué)模式也是需要解決的問(wèn)題。

三、具體的做法

(一)對(duì)標(biāo)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，確立國(guó)際化專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

通過(guò)查閱文獻(xiàn)等途徑，學(xué)習(xí)美國(guó)、德國(guó)等先進(jìn)國(guó)家的職業(yè)教育模式和與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的相關(guān)的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和開(kāi)發(fā)思路，準(zhǔn)確把握世界職教發(fā)展和趨勢(shì)。深入企業(yè)，了解物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和技術(shù)潮流，準(zhǔn)確把握企業(yè)對(duì)人才的能力需求。美國(guó)目前普遍采用的是企業(yè)模式的職業(yè)教育模式，高等職業(yè)教育由社區(qū)學(xué)院承擔(dān)和實(shí)施。由于是企業(yè)主導(dǎo)的，所以美國(guó)的職業(yè)教育更加具有針對(duì)性和實(shí)用性，學(xué)生可以邊干邊學(xué)，成本效益好，具有很強(qiáng)的專業(yè)性和連續(xù)性。培養(yǎng)的學(xué)生具有專業(yè)、深入的特點(diǎn)。但是也存在缺乏理論教學(xué)的系統(tǒng)性和職業(yè)技術(shù)技能較為單一的局限性。物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)交叉的學(xué)科，美國(guó)的大學(xué)中目前較少將物聯(lián)網(wǎng)作為一個(gè)專業(yè)開(kāi)設(shè)，更多的是根據(jù)所學(xué)習(xí)的內(nèi)容在計(jì)算機(jī)類專業(yè)或電子工程專業(yè)中開(kāi)設(shè)相應(yīng)的課程，具體的內(nèi)容包括：Big Data(大數(shù)據(jù)), Machine Learning(機(jī)器學(xué)習(xí))， Artificial Intelligence(人工智能)，Robotics(機(jī)器人)等。北美地區(qū)廣泛采用的CBE(能力本位課程)模式，強(qiáng)調(diào)從職業(yè)崗位的需要出發(fā)，確定能力目標(biāo)。明確從事行業(yè)所應(yīng)具備的能力，再由學(xué)校以能力為目標(biāo)，設(shè)置課程，組織教學(xué)，最后考核是否能達(dá)到這些能力要求。德國(guó)在職業(yè)教育領(lǐng)域普遍使用的是著名的雙元制職教模式，由企業(yè)和學(xué)校共同進(jìn)行職業(yè)教學(xué)工作，力爭(zhēng)將企業(yè)的需求與學(xué)校的教學(xué)溝通融合起來(lái)，使培養(yǎng)的學(xué)生既具有先進(jìn)完整的理論知識(shí)，又具有現(xiàn)代化工廠所需要的實(shí)踐技能，達(dá)到“學(xué)用結(jié)合”的效果。德國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)主要體現(xiàn)在工業(yè)4.0戰(zhàn)略上，是為了“確保德國(guó)制造的未來(lái)”。在職業(yè)學(xué)校中，物聯(lián)網(wǎng)更多地體現(xiàn)在自動(dòng)化、大數(shù)據(jù)、電子工程等專業(yè)和領(lǐng)域。

目前，我國(guó)是世界上物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用最為積極和廣泛的國(guó)家之一，圍繞著“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、智慧城市等技術(shù)會(huì)廣泛應(yīng)用，預(yù)計(jì)到2020年，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)?？梢赃_(dá)到20000億元。隨著“一帶一路”倡議的不斷深入，海量的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項(xiàng)目也會(huì)不斷地出現(xiàn)在“一帶一路”的建設(shè)項(xiàng)目中，這必定會(huì)需要大量的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)國(guó)際化技術(shù)人才。

在充分調(diào)研美國(guó)、德國(guó)等物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)及職業(yè)教育先進(jìn)的國(guó)家的專業(yè)目標(biāo)和課程體系的基礎(chǔ)上，我們與國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域知名企業(yè)新大陸集團(tuán)及北京新大陸時(shí)代教育科技有限公司緊密合作，對(duì)國(guó)內(nèi)和泰國(guó)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)對(duì)專業(yè)人才的需求進(jìn)行了分析，結(jié)合留學(xué)生實(shí)際的需要，確立了物聯(lián)網(wǎng)國(guó)際化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是“能夠勝任物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成、系統(tǒng)維護(hù)、系統(tǒng)操作、產(chǎn)品二次開(kāi)發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品售前售后服務(wù)等崗位的高素質(zhì)勞動(dòng)者和技術(shù)技能人才”，主要定位于“物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成工程師”和“物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)維工程師”這兩個(gè)崗位并明確了崗位核心目標(biāo)，即：能夠在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三個(gè)層面實(shí)施工程建設(shè)、運(yùn)行管理和系統(tǒng)維護(hù)。專業(yè)的核心能力主要包括：感知層設(shè)備安裝(傳感器、RFID等設(shè)備)、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、環(huán)境搭建和軟件部署、軟件二次開(kāi)發(fā)等。

(二)應(yīng)用EPIP教學(xué)模式，調(diào)整專業(yè)課程體系

EPIP職業(yè)教學(xué)模式是我國(guó)吸收了德國(guó)、美國(guó)等先進(jìn)的職教理念和方法，結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，是一種教育界與產(chǎn)業(yè)界互動(dòng),以實(shí)際工程項(xiàng)目為導(dǎo)引,以實(shí)踐應(yīng)用為導(dǎo)向,以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo),以項(xiàng)目實(shí)踐為統(tǒng)領(lǐng)的應(yīng)用型技術(shù)技能型人才培養(yǎng)新途徑。

在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)國(guó)際化教學(xué)過(guò)程中，以魯班工坊為課程教學(xué)平臺(tái)，按照“學(xué)徒工人——技術(shù)員——現(xiàn)場(chǎng)工程師”的遞進(jìn)式三層次培養(yǎng)目標(biāo)重組物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程內(nèi)容，遵循工程規(guī)律，用工程化的方法培養(yǎng)學(xué)生，強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)”，突出以工程項(xiàng)目實(shí)踐為統(tǒng)領(lǐng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用型技術(shù)技能人才培養(yǎng)模式。針對(duì)于EPIP教學(xué)模式，我們對(duì)物聯(lián)網(wǎng)國(guó)際化專業(yè)的課程體系進(jìn)行了調(diào)整，所有的專業(yè)課程圍繞著“物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)施與維護(hù)”這條主線展開(kāi)，專業(yè)課程體系如圖1所示。

圖1 專業(yè)課程體系

留學(xué)生在學(xué)習(xí)之初就開(kāi)始接觸物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)施知識(shí)并進(jìn)行實(shí)踐操作，通過(guò)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的安裝與調(diào)試操作引出對(duì)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)需求，逐漸地?cái)U(kuò)展出網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、WSN技術(shù)、RFID技術(shù)、軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識(shí)和技術(shù)。通過(guò)對(duì)這些知識(shí)和技術(shù)的學(xué)習(xí)，促進(jìn)設(shè)備安裝調(diào)試水平的提高，形成螺旋式反復(fù)進(jìn)行，不斷上升的學(xué)習(xí)訓(xùn)練形式，專業(yè)技能從物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的安裝與調(diào)試逐漸地拓展為物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)施與維護(hù)，使學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)從學(xué)徒工人逐步提升為專業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工程師。

(三)優(yōu)化教學(xué)階段

為了更好地與泰國(guó)現(xiàn)有教學(xué)體制和課程相對(duì)接，物聯(lián)網(wǎng)國(guó)際化專業(yè)教學(xué)被 分成泰國(guó)教學(xué)和中國(guó)教學(xué)兩個(gè)部分，學(xué)制三年，分成0.5+0.5+1.5+0.5四個(gè)階段。

1.留學(xué)生在泰國(guó)進(jìn)行0.5年(1學(xué)期)的專業(yè)學(xué)習(xí)，主要學(xué)習(xí)公共基礎(chǔ)課和計(jì)算機(jī)基本操作，同時(shí)將“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)論”、“電子技術(shù)”等專業(yè)基礎(chǔ)課程前置到這個(gè)階段。借助魯班工坊項(xiàng)目，中泰雙方形成定期相互學(xué)訪的機(jī)制。每年利用假期，泰國(guó)師生到中國(guó)進(jìn)行1個(gè)月的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)培訓(xùn)，中國(guó)教師到泰國(guó)對(duì)泰國(guó)教師進(jìn)行2-3周的師資培訓(xùn)，通過(guò)學(xué)訪，使留學(xué)生更快地了解物聯(lián)網(wǎng)，認(rèn)識(shí)物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)并熟悉相關(guān)技術(shù)。

2.留學(xué)生在中國(guó)專門進(jìn)行為期0.5年(1學(xué)期)的漢語(yǔ)學(xué)習(xí)，系統(tǒng)地學(xué)習(xí)漢語(yǔ)知識(shí)以及中國(guó)文化。學(xué)習(xí)后應(yīng)達(dá)到漢語(yǔ)四級(jí)或以上的水平，為后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)打好語(yǔ)言基礎(chǔ)。

3.留學(xué)生在中國(guó)進(jìn)行1.5年(3學(xué)期)的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學(xué)習(xí)，由中國(guó)教師任教，系統(tǒng)地學(xué)習(xí)有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)感知層、傳輸層和應(yīng)用層軟、硬件設(shè)備安裝調(diào)試和開(kāi)發(fā)的專業(yè)知識(shí)，并進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)。主要開(kāi)設(shè)的課程包括：傳感器安裝與調(diào)試、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備安裝與調(diào)試、RFID系統(tǒng)安裝與調(diào)試、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)，等。同時(shí)，為了進(jìn)一步提高學(xué)生的漢語(yǔ)水平，每個(gè)學(xué)期還開(kāi)設(shè)一定數(shù)量的中文強(qiáng)化課程，使學(xué)生能夠具備更強(qiáng)地漢語(yǔ)聽(tīng)、說(shuō)、寫的能力，促進(jìn)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。

4.留學(xué)生回泰國(guó)相關(guān)企業(yè)進(jìn)行0.5年的畢業(yè)頂崗實(shí)習(xí)。通過(guò)四個(gè)階段的教學(xué)，使留學(xué)生能夠具備物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)核心能力，達(dá)到專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求。

(四)優(yōu)化實(shí)訓(xùn)室配置

為配合4個(gè)階段的教學(xué)實(shí)施，借助魯班工坊平臺(tái)，分別對(duì)泰國(guó)的魯班工坊物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室和國(guó)內(nèi)的工程實(shí)踐創(chuàng)新體驗(yàn)中心物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓(xùn)室的專業(yè)教學(xué)設(shè)備進(jìn)行配置優(yōu)化，使它們能夠更好地服務(wù)于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)國(guó)際化教學(xué)。泰國(guó)魯班工坊側(cè)重于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景和技術(shù)體驗(yàn)，配置物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景體驗(yàn)沙盤、VR智慧農(nóng)業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)真實(shí)場(chǎng)景體驗(yàn)套件等實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備。通過(guò)這些設(shè)備，滿足專業(yè)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)的要求，使學(xué)生更快地理解物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景、體系結(jié)構(gòu)和相關(guān)技術(shù)。中國(guó)的工程實(shí)踐創(chuàng)新中心則側(cè)重于物聯(lián)網(wǎng)具體技術(shù)和工程實(shí)踐的學(xué)習(xí)，配置NEWLab實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、RFID實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)等設(shè)備。通過(guò)這些設(shè)備，滿足專業(yè)課程的學(xué)習(xí)要求，使學(xué)生能夠具備物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)施、維護(hù)、使用和軟件開(kāi)發(fā)等物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)核心能力。

(五)按照EPIP教學(xué)模式重組課程體系

充分吸收國(guó)際先進(jìn)國(guó)家在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域優(yōu)秀職業(yè)課程體系和內(nèi)容，按照EPIP教學(xué)模式，梳理并建立起物聯(lián)網(wǎng)國(guó)際化專業(yè)的課程體系和教學(xué)內(nèi)容，以魯班工坊為課程教學(xué)平臺(tái)，遵循工程規(guī)律，用工程化的方法培養(yǎng)學(xué)生，突出以工程項(xiàng)目實(shí)踐為統(tǒng)領(lǐng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用型技術(shù)技能人才培養(yǎng)模式。目前針對(duì)于“物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)施與維護(hù)”這個(gè)專業(yè)核心能力的培養(yǎng)，對(duì)“傳感器安裝與調(diào)試”、“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”等課程內(nèi)容按照“學(xué)徒工人——技術(shù)員——現(xiàn)場(chǎng)工程師”的遞進(jìn)式三層次培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行了重組。在教學(xué)中先讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作，強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)”，讓學(xué)生在做出發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)題；教師根據(jù)問(wèn)題講解相關(guān)的理論知識(shí)并解答問(wèn)題；學(xué)生再重新實(shí)踐操作解決問(wèn)題。通過(guò)這種螺旋上升式學(xué)習(xí)過(guò)程，使學(xué)生逐步具備現(xiàn)場(chǎng)工程師的能力。

(六)開(kāi)發(fā)國(guó)際化教學(xué)資源

開(kāi)發(fā)國(guó)際化的專業(yè)教材和教學(xué)資源可以有效地提升教學(xué)效果。在對(duì)物聯(lián)網(wǎng)泰國(guó)留學(xué)生的教學(xué)過(guò)程中，自主編寫中英雙語(yǔ)的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教材，并與企業(yè)合作，開(kāi)發(fā)中、英、泰三語(yǔ)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安裝、調(diào)試、開(kāi)發(fā)實(shí)訓(xùn)仿真軟件以及部分課程微視頻和教學(xué)文檔資源。通過(guò)這些資源，可以更好地實(shí)施EPIP教學(xué)，使留學(xué)生能夠方便地閱讀并操作，有效地提升教學(xué)質(zhì)量。目前，通過(guò)以上方式培養(yǎng)的泰國(guó)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)留學(xué)生兩次參加全國(guó)職業(yè)院校技能大賽物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用賽項(xiàng)的比賽并獲獎(jiǎng)，受到各界的一致好評(píng)。

綜上所述，在中泰魯班工坊物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)國(guó)際化教學(xué)過(guò)程中，我們圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，采用EPIP的教學(xué)模式開(kāi)展教學(xué)，取得了一定的成績(jī)。當(dāng)前，魯班工坊項(xiàng)目已經(jīng)上升到國(guó)家層面，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的國(guó)際化教學(xué)合作會(huì)越來(lái)越廣泛，也會(huì)有更多的資源和問(wèn)題需要我們進(jìn)一步地開(kāi)發(fā)、研究和解決。