物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程改革研究

文/朱永琴

實(shí)踐性教育是應(yīng)用型本科院校的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力等方面具有不可替代的作用，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷革新及廣泛應(yīng)用的大環(huán)境下，市場對于實(shí)踐型人才的需求量呈現(xiàn)出逐年遞增的趨勢，一方面，為相關(guān)專業(yè)的畢業(yè)生提供了大量的就業(yè)機(jī)會，另一方面，也對物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)的教學(xué)提出了新的挑戰(zhàn)[1]。

為了順應(yīng)信息時代發(fā)展，黃河交通學(xué)院結(jié)合自身辦學(xué)特色，開辦了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，將計(jì)算機(jī)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的智能化傳遞與執(zhí)行。無論是新增物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)還是高校改辦專業(yè)，在專業(yè)教學(xué)活動的實(shí)施過程中，均需要充分利用高?，F(xiàn)有的教學(xué)資源、教學(xué)設(shè)備，深入挖掘行業(yè)對人才提出的要求，才能切實(shí)培養(yǎng)出物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的優(yōu)秀人才。盡管部分高校已經(jīng)針對當(dāng)下教學(xué)現(xiàn)狀對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)開展了不同程度的改革，但在實(shí)際的實(shí)施過程中仍存在對于專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程重視程度低的現(xiàn)象，部分高校實(shí)驗(yàn)課程項(xiàng)目較為落后，與行業(yè)應(yīng)用技術(shù)嚴(yán)重脫軌，最終造成教學(xué)效果不理想，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣，無法將理論知識與實(shí)踐操作相結(jié)合。

結(jié)合目前物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)現(xiàn)狀，筆者將從以下五個方面，對專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的改革進(jìn)行研究。

一、設(shè)定實(shí)驗(yàn)課程的層次教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力及知識的接受能力，設(shè)定實(shí)驗(yàn)課程的層次性教學(xué)目標(biāo)，按照實(shí)驗(yàn)課程難易程度，將必修基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)定為一層目標(biāo)，要求學(xué)生按照教學(xué)大綱要求熟練使用常用實(shí)驗(yàn)設(shè)備，了解實(shí)驗(yàn)設(shè)備的工作原理，明確設(shè)備在使用中的參數(shù)檢測情況。

設(shè)定專業(yè)課程獨(dú)立實(shí)驗(yàn)為二層目標(biāo)，要求學(xué)生在課堂中可按照教師的教學(xué)進(jìn)度完成實(shí)驗(yàn)流程。設(shè)定大型綜合類實(shí)驗(yàn)為三層目標(biāo)，要求學(xué)生可具備基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，可根?jù)實(shí)驗(yàn)實(shí)際需求完成檢測或設(shè)計(jì)內(nèi)容，具有獲取數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)等能力。

采用上述設(shè)定層次目標(biāo)的方式，可有效地壓縮實(shí)驗(yàn)課程的課時，減少實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)量，提升獨(dú)立實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的綜合性，結(jié)合教師線下教學(xué)指導(dǎo)，可充分地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，有利于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)自身的不足，切實(shí)做到將專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程由分散性向綜合性方向轉(zhuǎn)換。此外，有助于提升理論知識的實(shí)用性，有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)設(shè)定過程中如涉及實(shí)驗(yàn)設(shè)備安裝及調(diào)試等，均可結(jié)合實(shí)驗(yàn)中實(shí)際情況而定，進(jìn)而滿足物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)要求。

二、增設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)為了降低市場項(xiàng)目的開發(fā)成本，適應(yīng)信息化社會的發(fā)展要求，在確保項(xiàng)目開發(fā)效率及質(zhì)量的基礎(chǔ)上，不遺余力地開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)工程新技術(shù)，與之相匹配的技術(shù)在高校實(shí)驗(yàn)課程中的應(yīng)用，同樣需要物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生有所掌握[2]。為此，在傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)課程中引入市場建設(shè)新技術(shù)，增設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。例如，新技術(shù)在軟件開發(fā)中的應(yīng)用，新技術(shù)的安全維護(hù)性能研究等。結(jié)合實(shí)際課時安排，可將該部分課程作為學(xué)生的選修課程，在課堂上主要以教師演示實(shí)驗(yàn)或課堂小組討論為主，其主要目的是為了拓寬學(xué)生的視野，提高實(shí)驗(yàn)課程與行業(yè)發(fā)展的接軌程度，擴(kuò)展物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生的知識面。

針對學(xué)生實(shí)踐能力及創(chuàng)意能力較差的問題，可采用綜合性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革方式，增加綜合實(shí)驗(yàn)在教學(xué)活動中的數(shù)量，考慮到教師調(diào)研課題內(nèi)容，由于市場所應(yīng)用的部分物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)未經(jīng)過國家標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證[3]。

可引導(dǎo)學(xué)生利用課余時間動手查閱資料，設(shè)計(jì)設(shè)備相關(guān)參數(shù)檢測方法，也可鼓勵學(xué)生針對目前市場上所應(yīng)用的技術(shù)中存在的缺陷進(jìn)行糾錯，提出有效的改進(jìn)措施，提升設(shè)備的綜合性能。

三、開放專業(yè)化實(shí)驗(yàn)室

傳統(tǒng)的校園實(shí)驗(yàn)室只針對專業(yè)教師開放，為了適應(yīng)應(yīng)用型本科院校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的改革需要，引入“7+12”實(shí)驗(yàn)室管理模式，即每周7天，每天12小時開放時間。擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)覆蓋范圍，提高實(shí)驗(yàn)室中網(wǎng)絡(luò)安全性，避免因網(wǎng)絡(luò)爬蟲病毒進(jìn)入造成學(xué)生身份信息泄露。同時，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)配備專業(yè)教師提供學(xué)生線下實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，學(xué)生可結(jié)合自身需要，利用課下時間到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行專業(yè)實(shí)驗(yàn)操作，提升自身的專業(yè)能力。

學(xué)生憑學(xué)生卡進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，由值班教師記錄學(xué)生出入時間，并提供學(xué)生有關(guān)項(xiàng)目案例，依照設(shè)備調(diào)試及實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)流程，完成實(shí)驗(yàn)，打印實(shí)驗(yàn)報告書寫有關(guān)數(shù)據(jù)，由教師給予學(xué)生正確指導(dǎo)[4]。

在上述過程中，學(xué)生不僅獨(dú)立動手操作完成實(shí)驗(yàn)，同時還可以熟練掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)備安裝原理、整理實(shí)驗(yàn)流程，在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及輸出數(shù)據(jù)具有不確定或不可預(yù)計(jì)性，因此可以激發(fā)學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的興趣。除此之外，教師可實(shí)時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，了解學(xué)生的操作情況，有助于制定教學(xué)計(jì)劃，及時調(diào)整實(shí)驗(yàn)課教學(xué)任務(wù)。

四、設(shè)置實(shí)驗(yàn)技能競賽

增設(shè)校園實(shí)驗(yàn)技能競賽，設(shè)置專業(yè)組與非專業(yè)組，專業(yè)組由物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生構(gòu)成，非專業(yè)組由校園內(nèi)其他專業(yè)的學(xué)生構(gòu)成，定期實(shí)施教學(xué)實(shí)踐活動，通過比賽學(xué)生的實(shí)踐能力均有不同程度的提升，同時學(xué)生的專業(yè)技能得到了一定的鍛煉。營造了良好的學(xué)習(xí)氛圍，促進(jìn)學(xué)生之間良性競爭，有利于學(xué)生對于專業(yè)知識的掌握[5]。

對于專業(yè)學(xué)生而言，由于競賽中增加了部分綜合性實(shí)踐項(xiàng)目，而傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容難以滿足學(xué)生對于個性化知識的需求，因此，在競賽開展前期，學(xué)生可采用自愿報名的方式，提出自身興趣點(diǎn)及能力范圍，教師可結(jié)合教學(xué)大綱要求，在教材中抽選綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，通過競賽強(qiáng)化學(xué)生對于知識點(diǎn)的認(rèn)知。對于競賽模式，僅以完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的時間及結(jié)果準(zhǔn)確率為評定標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)完成時間占競賽總成績的40%，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確率占總成績的60%。采用上述方式設(shè)計(jì)校園專業(yè)實(shí)驗(yàn)競賽，不僅能提升應(yīng)用型本科院校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生對理論知識的學(xué)習(xí)熱情，同時也能帶動理論知識掌握能力較差的學(xué)生。對于競賽中取得優(yōu)異成績的學(xué)生，可在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)期成績中給予一定的加分，可調(diào)動學(xué)生的參賽積極性。

五、改革實(shí)驗(yàn)課程評價方式

針對傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程評價方式中存在的評價角度過于單一的問題，下述將開展實(shí)驗(yàn)課程評價方式的改革研究。根據(jù)實(shí)驗(yàn)考評項(xiàng)目的不同，設(shè)定不同的學(xué)生實(shí)驗(yàn)評價指標(biāo)。對于常規(guī)必修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，仍沿用傳統(tǒng)的課程評價方式：學(xué)生課前預(yù)習(xí)情況占總成績的5%，實(shí)驗(yàn)流程熟練程度占總成績的30%；實(shí)驗(yàn)報告數(shù)據(jù)完整度及正確率占總成績的35%。

除此之外，增設(shè)學(xué)生提出實(shí)驗(yàn)合理化意見這一環(huán)節(jié)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的不確定的預(yù)測結(jié)果，學(xué)生可提出合理解決意見，依照意見的可實(shí)施性，對學(xué)生實(shí)施綜合評分，占總成績的10%。根據(jù)學(xué)生參與校內(nèi)技能實(shí)踐獲得的成績及課堂中與教師互動情況，對學(xué)生評分，占總成績的10%。結(jié)合學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)踐的時間及學(xué)生完成的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的情況，對學(xué)生進(jìn)行評分，占總成績的10%。采用上述多維度的評價方式，可促進(jìn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課程中進(jìn)行思考，進(jìn)而滿足學(xué)生全面發(fā)展的要求。

六、結(jié)語

本文從五個方面研究了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程改革，經(jīng)過一段時間的教學(xué)實(shí)踐和整理學(xué)生調(diào)查數(shù)據(jù)，85%以上的學(xué)生實(shí)踐能力有不同程度的提升，部分學(xué)生已經(jīng)進(jìn)入到企業(yè)進(jìn)行頂崗實(shí)習(xí)，企業(yè)管理者表示該部分學(xué)生在工作中具有一定的工作能力與創(chuàng)新意識，符合市場需求，從而證明實(shí)驗(yàn)課程改革是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，需要高校從多維度層面思考實(shí)驗(yàn)課程改革中存在的問題，以滿足教育市場對于人才培養(yǎng)所提出的要求。