基于慕課的“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)”課程應(yīng)用型人才培養(yǎng)思考

沈 林

(莆田學(xué)院 信息工程學(xué)院，福建 莆田 351100)

1 應(yīng)用型人才、慕課、“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)”課程的相關(guān)概念

應(yīng)用型人才不同于學(xué)術(shù)型人才，是指從事非學(xué)術(shù)性研究工作，掌握足夠理論基礎(chǔ)，并擅長實(shí)際操作的技能型人才。應(yīng)用型人才概念的提出，是科學(xué)技術(shù)深入發(fā)展下，理論研究和技術(shù)應(yīng)用不斷分工細(xì)化的結(jié)果[1]。在過去，應(yīng)用型人才的培養(yǎng)是職業(yè)院校的職責(zé)和任務(wù)，但職校通常只能培養(yǎng)技術(shù)操作型應(yīng)用人才和技能型應(yīng)用人才。隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，現(xiàn)代社會需要的是既具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，又具有將理論結(jié)合實(shí)際的實(shí)踐能力以及一定的創(chuàng)新能力，如IT行業(yè)強(qiáng)調(diào)在各種工具上進(jìn)行二次開發(fā)的能力等。這樣的任務(wù)只能交給地方本科高校來完成[2]。

“慕課”的全稱是“大規(guī)模開放在線課程”(Massive Open Online Courses，MOOC)，其與以往的網(wǎng)絡(luò)開放課程主要區(qū)別之處有兩點(diǎn)：(1)強(qiáng)調(diào)“互動與反饋”，在授課視頻中穿插提問、隨堂測驗(yàn)等；(2)倡導(dǎo)建立“在線學(xué)習(xí)社區(qū)”，學(xué)習(xí)者根據(jù)個人需求，在不同的社交網(wǎng)站上構(gòu)建起互助、協(xié)作、交流的亞群體[3]。

“無線傳感網(wǎng)絡(luò)”是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)具有承上啟下性質(zhì)的專業(yè)核心課程，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系中最重要的支撐技術(shù)之一。該課程極其強(qiáng)調(diào)應(yīng)用性，是一門多學(xué)科高度交叉的課程，集無線通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、嵌入式編程以及分布式信息處理等技術(shù)為一體。該課程的教學(xué)內(nèi)容涵蓋軟硬件平臺、無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、節(jié)點(diǎn)測距和定位、時間同步技術(shù)、安全技術(shù)等，是一門理論與實(shí)踐并重的課程[4]。

2 “慕課”對高校教師的挑戰(zhàn)

“慕課”為高校教學(xué)帶來了很多積極的影響，同時也帶來了很多挑戰(zhàn)。新的教學(xué)方法和工具促使高校的管理者和教師必須重新思考互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，認(rèn)識其對以往的教學(xué)模式帶來的沖擊，更要認(rèn)真思考管理者和教師的工作、教學(xué)能力要如何進(jìn)一步提升。

2.1 教師傳統(tǒng)的教育學(xué)知識體系和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)受到挑戰(zhàn)。

一是面向課堂的教育學(xué)知識體系，在“慕課”平臺上無法直接繼承套用，目前對“慕課”平臺上的教育學(xué)、心理學(xué)和教學(xué)法缺乏成體系的研究；二是面向課堂的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，無法直接套用在“慕課”平臺上，比如無法進(jìn)行面對面的互動等。

2.2 教師傳統(tǒng)的教學(xué)模式受到挑戰(zhàn)

首先，高校一個課時通常有45 min，而“慕課”平臺則強(qiáng)調(diào)利用碎片化的時間進(jìn)行學(xué)習(xí)，視頻課程長度最好在10 min左右，盡量不要超過15 min。因?yàn)槿说恼J(rèn)知活動在最初10 min是高效的，超過10 min往往會逐漸衰減。因此，必須把原有的教學(xué)內(nèi)容切割成10 min左右的“微課程”，每個“微課程”講述一個主題、指向一個目標(biāo)、解決一個問題。其次，師生的互動方法發(fā)生了變化，“慕課”通常會將課程的知識點(diǎn)組織羅列出來，類似于闖關(guān)游戲，學(xué)生學(xué)完一個知識點(diǎn)后，往往要線上回答問題，才能進(jìn)入下一個知識點(diǎn)。

3 “無線傳感網(wǎng)絡(luò)”課程現(xiàn)狀

我校在制定物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃時，總共提出了10項(xiàng)畢業(yè)要求，其中和“無線傳感網(wǎng)絡(luò)”課程相關(guān)的畢業(yè)要求如表1所示。

表1 “無線傳感網(wǎng)絡(luò)”畢業(yè)要求矩陣

我校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)自建立以來，不斷摸索創(chuàng)新，取得了一些成果，但也發(fā)現(xiàn)仍然存在以下需要改進(jìn)的地方[5]。

(1)理論知識相對枯燥且難度較大。該課程要求將無線通信、傳感器、單片機(jī)、RFID原理、嵌入式編程、數(shù)據(jù)處理等有一定難度的知識串聯(lián)起來，完成理論和實(shí)踐的綜合應(yīng)用，如果學(xué)生在某一方面存在短板，容易出現(xiàn)學(xué)習(xí)困難。

(2)教材沒有體現(xiàn)前沿技術(shù)的發(fā)展趨勢。物聯(lián)網(wǎng)作為一個新興的產(chǎn)業(yè)，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，連帶著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)也日新月異，使得教材的內(nèi)容在幾年后，可能不夠全面、新穎。

(3)教學(xué)過程缺少數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)主要的手段是“老師說，學(xué)生聽”，對于不同的知識點(diǎn)，不同的學(xué)生接受的程度是不同的，不同的學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性也是不一樣的。但受限于傳統(tǒng)的技術(shù)手段，通常只能通過和學(xué)生交流來了解大致情況，難以進(jìn)行量化評估。

(4)考核方式單一。由于教學(xué)過程中缺乏可靠數(shù)據(jù)分析，往往只能將課后作業(yè)和考勤納入最終成績，缺乏足夠的調(diào)動學(xué)生積極性的手段。

4 應(yīng)用型“無線傳感網(wǎng)絡(luò)”課程的“慕課”教學(xué)設(shè)想

4.1 合理設(shè)計(jì)課程目標(biāo)，培養(yǎng)應(yīng)用型專業(yè)人才

圍繞上述表1制定的畢業(yè)要求，學(xué)生應(yīng)該掌握“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)”的基礎(chǔ)知識，具備無線傳感器網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的軟硬件的選型、使用、配置和開發(fā)能力等，可以在已有協(xié)議棧、SDK的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)，能夠組隊(duì)合作完成基于多種感知、無線傳輸以及數(shù)據(jù)融合的簡單無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)[6]。

4.2 以成果為導(dǎo)向的實(shí)踐教學(xué)，根據(jù)能力組建團(tuán)隊(duì)

實(shí)踐教學(xué)是為了使學(xué)生將理論應(yīng)用到實(shí)踐中，使學(xué)生真正成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用型人才。在實(shí)踐教學(xué)中，可以考慮根據(jù)學(xué)生的能力和興趣進(jìn)行分組，讓先進(jìn)帶動后進(jìn)，避免弱弱聯(lián)合，以此達(dá)到共同學(xué)習(xí)的目的[7]?？梢詫?shí)踐過程分為幾個階段，每個階段完成不同的任務(wù)并評估，允許每個團(tuán)隊(duì)有自己的特色，或者根據(jù)自己能力的強(qiáng)弱來制定合適的目標(biāo)。

4.3 翻轉(zhuǎn)課堂，在“慕課”上構(gòu)筑新型師生關(guān)系

在翻轉(zhuǎn)課堂中，學(xué)生在上課前通過在線視頻課程完成知識的學(xué)習(xí)，課堂上在老師的指導(dǎo)下完成作業(yè)答疑、小組的實(shí)踐學(xué)習(xí)以及師生之間的深入交流等。在新的教學(xué)模式下，學(xué)生成為主動研究者，老師成為學(xué)習(xí)指導(dǎo)者、促進(jìn)者[8-9]。

4.4 基于“慕課”的多元化考核方式

最終成績由平時成績、實(shí)驗(yàn)成績和期末考試成績等組合而成。平時成績包含學(xué)生在“慕課”上的表現(xiàn)、課堂考勤、參與話題討論等；實(shí)驗(yàn)成績根據(jù)學(xué)生團(tuán)隊(duì)的任務(wù)完成質(zhì)量，及實(shí)驗(yàn)報告的分析說明質(zhì)量來評定成績；期末考試則是綜合考查學(xué)生理論知識和部分實(shí)踐操作基本功的手段。

5 結(jié)語

“慕課”作為一種新的教學(xué)模式，使師生關(guān)系發(fā)生了深刻的變化。對于應(yīng)用型本科高校來說，他可以方便地借鑒更優(yōu)秀的資源，更容易發(fā)現(xiàn)教學(xué)中出現(xiàn)的問題，有利于激發(fā)學(xué)生會的學(xué)習(xí)興趣，提高各類課程的教學(xué)質(zhì)量。