物聯(lián)網(wǎng)工程一流專業(yè)實(shí)踐模式探索

王西鋒,張曉孿

(寶雞文理學(xué)院 計(jì)算機(jī)學(xué)院，陜西 寶雞 721016)

0 引言

隨著新一輪高等教育教學(xué)改革啟動(dòng)，一流專業(yè)建設(shè)已經(jīng)成為高校提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要突破口[1]。一流專業(yè)必須從教學(xué)、科研、人才培養(yǎng)、師資隊(duì)伍及教學(xué)管理等方面開(kāi)展內(nèi)涵式建設(shè)[2]，而實(shí)踐教學(xué)體系與模式建設(shè)是其重要內(nèi)容。我校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，于2017年獲批為陜西省一流專業(yè)培育建設(shè)項(xiàng)目。

1 專業(yè)實(shí)踐現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)生的工程實(shí)踐能力與企業(yè)用人實(shí)際需求的契合，是一流專業(yè)建設(shè)中必須要面對(duì)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。在多年的專業(yè)課程實(shí)踐教學(xué)中，在問(wèn)題可以歸納如下。

(1)對(duì)實(shí)踐教學(xué)重視不足。在以往實(shí)踐教學(xué)中，教師不同程度地存在“重理論、輕實(shí)踐”的觀念，過(guò)多強(qiáng)調(diào)專業(yè)理論知識(shí)，對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力提升的設(shè)計(jì)不夠，導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)手能力不足；

(2)實(shí)踐教學(xué)方式方法單一，沒(méi)有跟上教育信息化發(fā)展的要求。板書和PPT課件仍是主要授課手段，而慕課、翻轉(zhuǎn)課堂、混合式、線上線下和虛擬實(shí)驗(yàn)等新方式?jīng)]有被充分利用；

(3)課程實(shí)踐教學(xué)體系不合理。多數(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以驗(yàn)證性和演示性為主，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)數(shù)量過(guò)少；在實(shí)踐課程體系上，前后課程在實(shí)踐內(nèi)容上缺少關(guān)聯(lián)，各門課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相互獨(dú)立且有重復(fù)，交叉聯(lián)系少，實(shí)踐體系割裂；

(4)實(shí)踐教學(xué)投入不足。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)受開(kāi)設(shè)年限等因素制約，專業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量有限，實(shí)踐教學(xué)的開(kāi)展受到較大限制，教學(xué)質(zhì)量也得不到有效保證；在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)方面，目前也缺少專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)的平臺(tái)。

2 實(shí)踐教學(xué)體系的探索和建設(shè)

實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)和提高一流專業(yè)人才實(shí)踐能力的主要途徑，也是加深物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)生概念理解，增強(qiáng)動(dòng)手能力的重要環(huán)節(jié)[3]。

2.1 建設(shè)實(shí)踐教學(xué)體系新模式，注重培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力

實(shí)踐教學(xué)在人才培養(yǎng)中有著理論教學(xué)不可替代的特殊作用[4]。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)培養(yǎng)方案中實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的安排，學(xué)生依次完成各種實(shí)驗(yàn)任務(wù)，在分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的實(shí)踐中不斷培養(yǎng)動(dòng)手能力。在四年的培養(yǎng)過(guò)程中，根據(jù)實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)的調(diào)整和就業(yè)市場(chǎng)的反饋信息，分別于2012年、2013年、2017年、2019年分別對(duì)專業(yè)培養(yǎng)方案進(jìn)行了修訂和完善，滿足就業(yè)市場(chǎng)的需求，逐漸形成以課程實(shí)驗(yàn)和開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以課程設(shè)計(jì)、學(xué)科競(jìng)賽為拓展，以畢業(yè)設(shè)計(jì)、企業(yè)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)為能力提升的分層式專業(yè)實(shí)踐模式，循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。物聯(lián)網(wǎng)工程一流專業(yè)分層式實(shí)踐體系如圖1所示。

圖1 分層式實(shí)踐教學(xué)模式

在基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)中，課程實(shí)驗(yàn)以專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用練習(xí)為主，針對(duì)專業(yè)技術(shù)知識(shí)點(diǎn)各個(gè)擊破，通過(guò)課程對(duì)應(yīng)的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)提高和補(bǔ)充學(xué)生課外操作技能；在拓展實(shí)踐教學(xué)中，注重培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)分析能力和工程實(shí)踐能力，通過(guò)典型案例，幫助學(xué)生掌握物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)原理和開(kāi)發(fā)方法，通過(guò)課程設(shè)計(jì)和物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)學(xué)科競(jìng)賽，拓展學(xué)生課外知識(shí)，鍛煉動(dòng)手能力；在實(shí)踐模式提升階段中，則通過(guò)企業(yè)實(shí)習(xí)和培訓(xùn)，結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)提高物聯(lián)網(wǎng)綜合工程實(shí)踐能力。在分層式實(shí)踐體系中，我們通過(guò)課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)，項(xiàng)目研發(fā)、賽練結(jié)合等環(huán)節(jié)的綜合訓(xùn)練，逐步建設(shè)合理的實(shí)踐教學(xué)體系。

2.2 采取混合式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

隨著信息技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)工程一流專業(yè)在課程建設(shè)過(guò)程中，不斷引導(dǎo)教師建設(shè)慕課、在線實(shí)驗(yàn)課程和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)資源等，使用雨課堂、智慧樹(shù)、超星、企業(yè)微信等網(wǎng)上平臺(tái)，提升實(shí)踐課程的含金量。

在2020年的新冠疫情期間，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教師在實(shí)施理論課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的同時(shí)，考慮到疫情持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)部分適合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程(如物聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)、WEB程序開(kāi)發(fā)、Java程序設(shè)計(jì)、物聯(lián)網(wǎng)中間件技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等課程)，采用在線形式進(jìn)行教學(xué)。老師通過(guò)教學(xué)平臺(tái)提前把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容推送給學(xué)生，通過(guò)平臺(tái)在線直播把詳細(xì)操作演示展示給學(xué)生，并對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題通過(guò)單獨(dú)連線進(jìn)行指導(dǎo)，促使學(xué)生線上線下全程學(xué)習(xí)；對(duì)于一些家中沒(méi)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備的學(xué)生，通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)來(lái)解決問(wèn)題。在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的部分實(shí)驗(yàn)課程采用混合式方法進(jìn)行教學(xué)并取得不錯(cuò)的效果，實(shí)現(xiàn)了停學(xué)不停課的目標(biāo)，學(xué)生反響良好。

2.3 產(chǎn)教融合，構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研協(xié)同育人新平臺(tái)

“校企合作、產(chǎn)學(xué)結(jié)合”是應(yīng)用型工程人才培養(yǎng)的內(nèi)在本質(zhì)要求[4]，也是一流專業(yè)建設(shè)的需要。作為培養(yǎng)應(yīng)用型人才的地方高校，強(qiáng)化一流專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)離不開(kāi)相關(guān)企業(yè)的全方位參與。

一方面，大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的校外實(shí)習(xí)實(shí)踐基地，建立校企合作長(zhǎng)效機(jī)制，將學(xué)生去企業(yè)的認(rèn)知實(shí)習(xí)、專業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)和企業(yè)教師兼職授課等貫穿于各階段實(shí)踐教學(xué)中；另一方面，建設(shè)產(chǎn)學(xué)協(xié)同育人平臺(tái)，了解企業(yè)用人真實(shí)需求，邀請(qǐng)企業(yè)人員參與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的制訂，將工作崗位對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)知識(shí)、能力及素質(zhì)的要求充分反映到人才培養(yǎng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。目前，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)聘請(qǐng)了3名企業(yè)教師參與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)工作；建立了和上海睿亞訓(xùn)公司產(chǎn)學(xué)合作大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，和廣州粵嵌公司合作的眾創(chuàng)空間平臺(tái)，同西安索爾科技公司合作建設(shè)的校企合作協(xié)同育人項(xiàng)目，對(duì)程序設(shè)計(jì)類課程進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)改革。

2.4 鼓勵(lì)學(xué)生參加科創(chuàng)和比賽

從新生入學(xué)專業(yè)教育開(kāi)始，我們便樹(shù)立物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)優(yōu)秀畢業(yè)生作為榜樣，鼓勵(lì)低年級(jí)學(xué)生課外積極參加各類專業(yè)類學(xué)科比賽，申報(bào)各類創(chuàng)新項(xiàng)目。學(xué)科競(jìng)賽采用專業(yè)技能考核的方式選拔學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)，通過(guò)參加學(xué)校和國(guó)內(nèi)各種專業(yè)學(xué)科比賽、行業(yè)技能競(jìng)賽深化實(shí)踐教學(xué)；通過(guò)各種學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)興趣，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生課外多進(jìn)入專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，充分利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)資源，使學(xué)生的動(dòng)手能力和知識(shí)水平得到較大提高。近年來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生，在多項(xiàng)全國(guó)比賽中也獲得較好成績(jī)。

2.5 對(duì)標(biāo)專業(yè)工程認(rèn)證探索并進(jìn)行思政化建設(shè)

專業(yè)認(rèn)證對(duì)促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐能力提升也有著重要意義，一流專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力也是工程教育認(rèn)證的核心內(nèi)容。在一流專業(yè)建設(shè)時(shí)期，嚴(yán)格對(duì)照物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)踐基地、實(shí)踐環(huán)節(jié)及實(shí)踐目標(biāo)的要求，逐步建立物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)和與體系。課程實(shí)踐教學(xué)中，動(dòng)員教研室教師積極參與，嚴(yán)格按照工程專業(yè)認(rèn)證的要求推進(jìn)課程實(shí)踐教學(xué)改革，不斷提升教學(xué)質(zhì)量。

在對(duì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生布置實(shí)驗(yàn)作業(yè)時(shí)，我們充分結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行思政化建設(shè)。比如UI課程，結(jié)合當(dāng)前實(shí)際情況可以安排學(xué)生來(lái)完成黨的主題教育類的網(wǎng)站設(shè)計(jì)；程序設(shè)計(jì)類的課程提倡學(xué)生開(kāi)發(fā)入黨或?qū)W習(xí)黨的相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)軟件；學(xué)生設(shè)計(jì)的科技作品，可以播放愛(ài)國(guó)歌曲和影視，進(jìn)行黨的政策宣傳；畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題，也可以讓畢業(yè)生結(jié)合黨建來(lái)開(kāi)發(fā)黨員信息管理、黨費(fèi)查詢等系統(tǒng)；在這次疫情期間的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課上，要求學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)諸如“武漢加油”“中國(guó)必勝”“新冠肺炎知識(shí)”等界面，鼓勵(lì)高年級(jí)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)，開(kāi)發(fā)疫情期間每天匯報(bào)健康狀況的App系統(tǒng)等?？傊颜n程的思政化建設(shè)和課程對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力要求完美結(jié)合起來(lái)。

3 完善一流專業(yè)實(shí)踐條件與平臺(tái)建設(shè)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境建設(shè)和完善，可以為一流專業(yè)人才培養(yǎng)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.1 建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)綜合實(shí)訓(xùn)室，解決專業(yè)課程綜合訓(xùn)練不足

逐步建設(shè)并完善以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的系列實(shí)踐平臺(tái)，為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)一流人才培養(yǎng)提供良好的實(shí)踐環(huán)境。物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)硬件資源為核心，輔以嵌入式軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，結(jié)合專業(yè)課程建設(shè)專門的課程實(shí)驗(yàn)室，建成合理的實(shí)踐教學(xué)設(shè)備體系。

目前，物聯(lián)網(wǎng)一流專業(yè)已經(jīng)建設(shè)了RFID實(shí)驗(yàn)室，物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)室，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室等專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。2018年，針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足和無(wú)法開(kāi)展專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)的不足，籌劃并實(shí)施了物聯(lián)網(wǎng)工程綜合實(shí)訓(xùn)室；今后，對(duì)于一些價(jià)格昂貴的物聯(lián)網(wǎng)硬件設(shè)備，本著節(jié)約資源的思路，采取多種方法維修和更新實(shí)驗(yàn)設(shè)備，也規(guī)劃了物聯(lián)網(wǎng)虛擬仿真模擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，讓學(xué)生通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的使用，系統(tǒng)掌握物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)實(shí)踐知識(shí)。

3.2 鼓勵(lì)老師開(kāi)設(shè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)

為了改善課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，提高綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例，為學(xué)生課外實(shí)踐活動(dòng)創(chuàng)造良好的條件，形成對(duì)專業(yè)課實(shí)踐教學(xué)的有力補(bǔ)充。教研室鼓勵(lì)老師和學(xué)生積極申報(bào)和參與物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的各類課程開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)。在開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中，實(shí)行小組講解和實(shí)踐授課，拓展學(xué)生的課外專業(yè)知識(shí)；實(shí)驗(yàn)中，由于小組人數(shù)少，學(xué)生可以在老師的開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)課上，充分交流，親手動(dòng)手設(shè)計(jì)、調(diào)試和完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高個(gè)人實(shí)踐能力。

4 總結(jié)

在一流專業(yè)實(shí)踐模式建設(shè)過(guò)程中，我們以存在的實(shí)踐問(wèn)題為導(dǎo)向，以學(xué)生動(dòng)手能力培養(yǎng)作為實(shí)踐教學(xué)建設(shè)的中心，不斷優(yōu)化實(shí)踐課程體系設(shè)置，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力建設(shè)，探索一流專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)模式，推進(jìn)實(shí)踐教學(xué)的改革，對(duì)一流專業(yè)人才培養(yǎng)提供有力支持。自2017年物聯(lián)網(wǎng)一流專業(yè)獲批開(kāi)始，實(shí)踐模式的探索就已經(jīng)啟動(dòng)實(shí)施。目前，實(shí)施效果明顯，該專業(yè)近三年的畢業(yè)就業(yè)率達(dá)到95%以上并受到用人單位的好評(píng)。