淺談物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓教學改革

文/李惠娜

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于無人超市、智能家居等產(chǎn)業(yè)，人們的生產(chǎn)與生活結(jié)合得越來越密切。為適應(yīng)時代發(fā)展的需要，筆者所在的技工院校開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓是學生在完成相關(guān)專業(yè)課程的理論學習和技能實訓后,綜合運用所學的專業(yè)知識與技能完成并驗證物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)的完整性、綜合性的系統(tǒng)化訓練。其教學目的是學生通過物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的安裝部署與應(yīng)用，提升學生團隊協(xié)作完成物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)備的安裝、調(diào)試與維護的綜合實踐運用能力，利用所學的知識與技能深刻理解物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計原理，以確保實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的正常運作。筆者從改進物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓的教學方式[1]、選擇合適的實訓項目強化教學效果、校企合作提升學生實踐能力和職業(yè)素養(yǎng)等方面淺談個人的看法。

一、結(jié)合學生實際情況將理論知識與實踐教學相融合，實現(xiàn)課程目標

物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓是技工院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學生在高年級的實訓課程，側(cè)重培養(yǎng)學生具備獨立完成物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的安裝、調(diào)試和維護的能力。技工院校學生動手能力強，可以根據(jù)教師布置的實訓任務(wù)，參照教材的實訓操作步驟的要求，能夠很好地完成設(shè)備的安裝以及系統(tǒng)的調(diào)試。但是，學生在實踐過程中，缺乏創(chuàng)新思維以及缺乏對實訓任務(wù)的思考和理解，過度依賴實訓教材中的操作步驟和內(nèi)容，更多是“依葫蘆畫瓢”被動接受實訓教材中的設(shè)計思路。雖然大多數(shù)學生能夠完成實訓任務(wù)，但因原來所學基礎(chǔ)知識掌握得不扎實，并且對理論知識理解得不夠透徹，導致無法真正領(lǐng)會物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計思想。當應(yīng)用系統(tǒng)的需求及應(yīng)用場景發(fā)生變化的時候，往往無法做到融會貫通運用所學知識來完成設(shè)備安裝及系統(tǒng)調(diào)試任務(wù)，不利于綜合實踐能力的提升，無法滿足現(xiàn)代企業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)人才的需要，從而影響學生日后職業(yè)生涯的發(fā)展。開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓課程的目的就是要鞏固學生所學過的專業(yè)知識與技能，并讓其轉(zhuǎn)化為實踐能力，培養(yǎng)學生對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)綜合應(yīng)用的能力。在實訓中應(yīng)當將理論知識與實踐教學相結(jié)合，在對應(yīng)的實訓環(huán)節(jié)適當穿插相關(guān)的理論知識點，加深學生對于當前實訓環(huán)節(jié)中關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容的理解，培養(yǎng)學生的自主思考和實踐能力。通過實踐到理論再到實踐，這一系列的環(huán)節(jié)，讓學生在實踐過程中深刻理解并掌握理論知識[2]。

二、選擇適當?shù)膶嵱栱椖浚嵘龑W生物聯(lián)網(wǎng)項目綜合應(yīng)用能力

實訓教學主要采用以項目為核心的組織方式，實訓內(nèi)容須與前序課程教學內(nèi)容保持一致，確保理論知識與實訓內(nèi)容不脫節(jié)，所設(shè)計的實訓項目需要覆蓋物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用專業(yè)典型的專業(yè)知識點。實訓項目所涉及的知識點是以物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)為核心，涵蓋了感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層。實訓項目教學的目的是讓學生能夠綜合應(yīng)用所學的物聯(lián)網(wǎng)知識完成物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的安裝以及系統(tǒng)的調(diào)試和維護，達到企業(yè)對技工院校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)學生的基本要求。實訓項目的選擇會直接影響到學生實訓的效果。綜上所述，筆者認為所選實訓項目首先應(yīng)該是具備典型性的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)，最常見的有智慧商超、智慧社區(qū)、智能家居等；其次需要具備完整性的項目，涉及的知識點應(yīng)包含物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)三個層次，即感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層。通過項目部署，讓學生對物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的三層次的具體應(yīng)用有深刻的了解，掌握項目的各個環(huán)節(jié)分別屬于物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的哪個層次，培養(yǎng)學生對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的整體認知；再次需要具備應(yīng)用性，指項目應(yīng)有具體的應(yīng)用場景并貼近學生的日常生活易于激發(fā)學生的學習興趣，比如智能環(huán)境監(jiān)測、智能家居、智慧社區(qū)、基于RFID的智慧商超等物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)典應(yīng)用。最后結(jié)合學院物聯(lián)網(wǎng)實訓室的設(shè)備最終確定了智慧商超、智慧社區(qū)、智能空氣環(huán)境監(jiān)測、智能倉儲等四個基礎(chǔ)綜合實訓項目。通過以上四個物聯(lián)網(wǎng)項目實訓的教學，夯實學生專業(yè)知識和專業(yè)技能，進一步提高了學生的學習興趣，切實提升學生在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項目中的綜合實踐能力。

三、采用項目式教學法，提升學生的技能水平

技工院校學生自主學習的能力比較薄弱，學習興趣與熱情本來就不高。一味采用由教師為主體學生為客體的教學模式，就更難激活學生的學習興趣。項目教學法改變了傳統(tǒng)的以老師為主的教學模式，將一個相對獨立的項目交由學生處理，項目功能及需求、設(shè)計的方案、項目具體實施、項目總結(jié)評價等都由學生負責,教師引導學生了解并把握整個項目過程及每個環(huán)節(jié)中的目標要求，讓學生從被動接受變?yōu)橹鲃拥卦诶蠋熤笇峦七M項目進程。項目教學法是“以項目為主線、教師為引導、學生為主體”, 教師與學生共同完成項目，注重理論與實踐相結(jié)合。采用項目式教學法，以工作任務(wù)為中心，讓學生在完成工作任務(wù)的過程中學習相關(guān)知識與技能，提升學生的綜合技能水平。在任務(wù)實施中強調(diào)對學生職業(yè)素養(yǎng)的滲透，改變學生被動的學習觀，由學會到會學。教師在教學過程以選定的項目為基礎(chǔ)通過應(yīng)用情境的故事化來培養(yǎng)學生的學習興趣，在教學過程中根據(jù)項目的需求來學習，讓學生從被動地接受知識到主動地需求知識，通過情景化的應(yīng)用實例來引導學生自主學習。例如，在智能空氣環(huán)境檢測項目中安裝煙霧和火焰?zhèn)鞲衅鞯娜蝿?wù)，教師就設(shè)置了一個圖書館閱覽區(qū)的屋頂情景，當煙霧和火焰躥入室內(nèi)，煙霧傳感器和火焰?zhèn)鞲衅靼l(fā)出警報。通過這個情景的實例應(yīng)用，讓學生更容易掌握傳感器的工作原理，擯棄空洞的理論講解，借助大量的實踐操作來感知、體驗物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用。通過超過所學范圍的擴展模塊來激發(fā)學生的探索欲，提升學生的技能水平和創(chuàng)新能力，進一步提升學生的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)理論與技能的水平。

四、采用分組實訓和考核，提高學生團隊協(xié)作能力、強化學習效果

在目前企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用項目中，一般項目規(guī)模大、需求點比較復(fù)雜、功能點多，項目設(shè)計、部署及維護需要由一個團隊中的成員通過相互配合來分工完成。在傳統(tǒng)的實訓教學課堂上，教師安排的實訓任務(wù)相對簡單而獨立，通常由單個學生可以獨立完成，學生之間缺乏交流、互動與協(xié)作，無法培養(yǎng)學生團隊合作的能力，走上工作崗位后難以適應(yīng)需要團隊協(xié)作的項目要求。項目選定后，由教師根據(jù)學生的特點進行分組，每組4～5名同學，組長由專業(yè)綜合能力強的同學來擔任，并實行組長負責制。由教師設(shè)計考核評價表、任務(wù)完成度評價表、項目總結(jié)三張表格，用以個人評價、小組項目評價以及學習反思。教師指導組長根據(jù)成員的能力特點，進行項目任務(wù)分解。在任務(wù)執(zhí)行過程，由組長協(xié)調(diào)小組成員在項目各個模塊的進度以保證項目順利完成。鼓勵小組成員在項目執(zhí)行中多交流、多溝通，發(fā)揮好團隊合作的作用。遇到技術(shù)問題的時候，由組長負責召開討論會解決問題，而不是直接詢問教師。通過討論會使組員的想法通過碰撞產(chǎn)生了智慧的火花，激發(fā)學生學習的興趣，增強了學生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)了團隊合作的精神。在實訓過程中，教師巡視每個小組，全程跟蹤每位同學在項目組中的工作情況，仔細觀察學生的操作過程，填寫考核評價表并進行相應(yīng)的指導。單個項目完成后，根據(jù)每個小組項目任務(wù)完成的情況，教師填寫任務(wù)完成度評價表并對各小組的實訓情況進行總體評價。教師利用考核評價表的記錄對學生的個人實訓情況進行點評和小結(jié)。學生通過填寫項目總結(jié)進行學習反思，發(fā)現(xiàn)問題解決問題，提高自身實踐能力。

五、發(fā)揮校企合作的作用，提升學生實戰(zhàn)能力及職業(yè)素養(yǎng)

學校應(yīng)主動與省內(nèi)知名物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)建立良好的校企合作關(guān)系，引入企業(yè)技術(shù)員作為行業(yè)專家實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓課程的共同建設(shè)。與企業(yè)共建校外教學實踐基地，充分利用企業(yè)的項目資源優(yōu)勢開展針對性教學實踐活動，同時建立一支由學校牽頭、企業(yè)參與的專兼結(jié)合的教學團隊，形成以“分層次”素質(zhì)培養(yǎng)、“模塊化、項目化”技能實踐、下企業(yè)接受理論實踐相融合的工學結(jié)合一體化教學模式[3]。在物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓教學過程中，適時安排學生到企業(yè)中進行物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項目開發(fā)的實踐，讓學生全面接觸商用物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項目，有利于學生在強化實踐能力的同時，能積累寶貴的實踐經(jīng)驗，使學生對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用項目部署有更加直觀的理解，以便日后就業(yè)時能夠適應(yīng)相關(guān)崗位的工作要求。通過企業(yè)實踐，使學生進一步了解企業(yè)項目開發(fā)部署的規(guī)范并提升了個人的職業(yè)素養(yǎng)。

針對物聯(lián)網(wǎng)綜合實訓這門實踐性很強的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)課程，在教學過程中應(yīng)該針對技工院校學生的學習特質(zhì)，用深入淺出的教學方式灌輸理論知識，加深學生對知識點的理解，用理論指導實踐，通過理論和實踐的結(jié)合調(diào)動學生的學習興趣。引入項目教學法，堅持學生為主體，教師為主導，通過分組實踐培養(yǎng)學生團隊協(xié)作解決問題的能力，通過考核評價、項目總結(jié)讓學生從學會技能轉(zhuǎn)變成會學技能，并能夠總結(jié)反思。培養(yǎng)學生在遇到新的應(yīng)用系統(tǒng)需求、新的應(yīng)用場景下能夠利用所學物聯(lián)網(wǎng)知識融會貫通、靈活應(yīng)變解決新問題的能力。通過校企合作讓學生到項目部署一線接觸企業(yè)的實際工程項目，強化學生實踐能力同時積累寶貴的實踐經(jīng)驗，讓學生能夠滿足現(xiàn)代企業(yè)對于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)人才的需要。