地方應(yīng)用型高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)導(dǎo)論課程改革模式探究
——以滁州學(xué)院為例

李思瑩 劉進軍 陳海寶

（滁州學(xué)院計算機與信息工程學(xué)院，安徽 滁州 239000）

1 引言

物聯(lián)網(wǎng)是一門交叉性強、知識覆蓋范圍面廣的新興技術(shù)，被譽為信息技術(shù)領(lǐng)域的第三次革命。物聯(lián)網(wǎng)作為國家大力倡導(dǎo)的新興產(chǎn)業(yè)，需要大批高水平的技術(shù)人才[1]。國內(nèi)各大高校以此為導(dǎo)向，積極開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)，為行業(yè)培養(yǎng)具備開發(fā)、應(yīng)用、服務(wù)等綜合能力的應(yīng)用型人才[2]。

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)導(dǎo)論是一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，在專業(yè)體系內(nèi)有著舉足輕重的地位和作用。教學(xué)方面，本課程為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生的啟蒙課程，在介紹物聯(lián)網(wǎng)的定義與技術(shù)的同時，應(yīng)幫助學(xué)生初步了解物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)動態(tài)和發(fā)展前景。結(jié)構(gòu)方面，本課程應(yīng)做到幫助學(xué)生建立物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)總體學(xué)習(xí)框架，設(shè)立大學(xué)四年專業(yè)學(xué)習(xí)目標(biāo)，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)方法，為后續(xù)課程打下良好的思想和方法基礎(chǔ)[3]。學(xué)生發(fā)展方面，本課程應(yīng)嚴(yán)肅活潑，使學(xué)生對大學(xué)的專業(yè)學(xué)習(xí)充滿興趣和熱情，對行業(yè)未來發(fā)展充滿信心。但是從目前的實際情況出發(fā)，課程還存在許多不足，使課程目標(biāo)沒有有效達成，課程應(yīng)有的功能和作用沒有得到充分發(fā)揮，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和專業(yè)人才的培養(yǎng)造成了一定的影響。本文結(jié)合滁州學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的教學(xué)改革和實踐工作，分析討論普遍存在的問題，對教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)、授課方式、考核方式和實踐環(huán)節(jié)等進行課程改革的探討。

2 地方應(yīng)用型高校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)導(dǎo)論課存在的不足

2.1 教學(xué)目的設(shè)置不合理

作為一門導(dǎo)論課程，教學(xué)目的是建立對物聯(lián)網(wǎng)知識體系及其應(yīng)用的基本認識，培養(yǎng)學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興趣，訓(xùn)練并幫助學(xué)生形成良好的學(xué)習(xí)方法，幫助學(xué)生形成計算機類專業(yè)學(xué)生必須具備的基本操作能力與文獻檢索能力。有部分高校教學(xué)中將該課程看成是一門普通的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)入門課，更側(cè)重于簡單的基礎(chǔ)知識傳授，學(xué)生大多對這些知識、概念、技術(shù)并沒有一個直觀深刻的認識，也沒有一個清晰的學(xué)習(xí)目標(biāo)，無法養(yǎng)成良好的專業(yè)自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)能力[4]。

2.2 教學(xué)內(nèi)容設(shè)置不合理

部分高校教學(xué)中教學(xué)內(nèi)容過于專業(yè)化。過于強調(diào)從感知、傳輸、管理到應(yīng)用的技術(shù)體系，在學(xué)生尚不具備基本的程序設(shè)計能力、對計算機理論體系尚缺乏基本認識的情況下，學(xué)生很難從技術(shù)角度理解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系。也有高校從多技術(shù)領(lǐng)域角度授課，如傳感器技術(shù)、RFID 技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、云計算、智能處理、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)安全等方面進行知識講授，往往不能清晰展示物聯(lián)網(wǎng)的主線，只對主要知識作流水式的籠統(tǒng)介紹，學(xué)生對課程的理解和接受難度大，造成學(xué)生困惑。教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置應(yīng)該是從宏觀的角度出發(fā)，著重課程整體認識，而不是一味強調(diào)具體的知識應(yīng)用。

2.3 教學(xué)和考核方式單一

傳統(tǒng)的教學(xué)方式下，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)導(dǎo)論課只有一名教師作為主講教師，并且教學(xué)方式以教師講、學(xué)生聽為主，不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在只有一名教師授課的條件下，教學(xué)風(fēng)格和教學(xué)方式較為固定，教師的知識廣度大多從自己本專業(yè)為起點，講授具備交叉學(xué)科知識體系的課程難度較大[5]。并且課堂學(xué)習(xí)環(huán)境較為單調(diào)，所以大多數(shù)學(xué)生較難在課堂上接受大量專業(yè)知識，容易給新生留下“專業(yè)課程內(nèi)容多且枯燥”的印象。在實驗課的設(shè)置上，大多數(shù)高?；蛘卟辉O(shè)置實驗環(huán)節(jié)，或者實驗?zāi)繕?biāo)的設(shè)置存在偏差，無法利用實驗環(huán)節(jié)的教學(xué)達到學(xué)科要求的實踐能力[6]。且學(xué)生考核方式為單一的大論文形式，容易導(dǎo)致學(xué)生對該門課程不重視。

3 課程教學(xué)改革的基本措施

3.1 改革課程教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)滁州學(xué)院專業(yè)人才培養(yǎng)定位與目標(biāo)、課程定位與性質(zhì)，設(shè)計了以培養(yǎng)興趣、訓(xùn)練方法、建立認識等為目的的課程教學(xué)大綱。更新后的課程教學(xué)大綱如表1所示。

表1 課程目標(biāo)及對畢業(yè)要求的支撐

3.2 改革課程教學(xué)內(nèi)容

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)導(dǎo)論課程是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的入門課程，是為學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)提供引導(dǎo)性的課程。改革后的課程主要內(nèi)容包括：（1）理論和方法教學(xué)方面。通過學(xué)習(xí)，讓學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)的基本概念和體系結(jié)構(gòu)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；使學(xué)生了解行業(yè)的發(fā)展趨勢，樹立自身專業(yè)發(fā)展目標(biāo)；培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)方法，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，提升自身職業(yè)素養(yǎng)，滿足物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才社會需求；通過參加物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及應(yīng)用發(fā)展趨勢等相關(guān)講座，幫助學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)動態(tài)和前景，增強對行業(yè)未來發(fā)展的信心。（2）操作技能教學(xué)方面。培養(yǎng)學(xué)生熟練使用工具軟件對數(shù)據(jù)和信息進行編輯和再加工的能力，如：辦公軟件、圖像操作與編輯軟件以及常用工具軟件使用的一般方法，APP應(yīng)用以及基于APP訪問云服務(wù)與內(nèi)容、Web 內(nèi)容的能力；培養(yǎng)學(xué)生具備使用信息技術(shù)工具撰寫報告和設(shè)計文稿的能力。

3.3 改革課程教學(xué)方法

根據(jù)滁州學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)導(dǎo)論學(xué)科定位和學(xué)生發(fā)展的需要，改進后的教學(xué)方式有以下三種：

（1）多師同堂。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)導(dǎo)論包含通信工程、計算機科學(xué)與技術(shù)等多領(lǐng)域?qū)I(yè)知識，是一門典型的具備交叉學(xué)科知識體系的課程。為此，滁州學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)導(dǎo)論課程采用協(xié)同教學(xué)模式，融合各個專業(yè)師資和企業(yè)導(dǎo)師，采取多師同堂的手段完成此課程的教學(xué)任務(wù)。多名教師以講座方式授課，能讓學(xué)生獲得豐富的專業(yè)知識，接觸和感受每位教師的不同教學(xué)風(fēng)格，起到良好的示范效應(yīng)；企業(yè)教師加入課堂教學(xué)，使學(xué)生了解行業(yè)動態(tài)，給學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)帶來正能量、正影響。同時，將企業(yè)的實訓(xùn)項目帶進課堂或者實驗室，讓學(xué)生直觀地了解一個新知識、新技能的應(yīng)用，讓他們知道將來可以做什么、怎么做，對接下來的專業(yè)課程學(xué)習(xí)充滿期待。

（2）角色轉(zhuǎn)換。對傳統(tǒng)的“老師講、學(xué)生聽”的授課模式進行了改進。改變“以教師為中心”的注入式教學(xué)方式，把關(guān)注點放在學(xué)生身上，關(guān)注學(xué)生是否真正理解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生進行獨立思考、自主學(xué)習(xí)。課程中部分課題采用翻轉(zhuǎn)課堂的形式授課，其目的是讓學(xué)生明白物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各自應(yīng)用領(lǐng)域的功能，例如實現(xiàn)特定目標(biāo)需要選擇哪種類型的傳感器，這種傳感器長什么樣子、有什么性能、有哪些公司在生產(chǎn)等，進而更深入地去理解傳感器的定義、分類和性質(zhì)等。

（3）學(xué)科平臺與課程融合。滁州學(xué)院成立居家養(yǎng)老與健康照護團隊（以下簡稱“團隊”），與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用密切相關(guān)。學(xué)生在學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)導(dǎo)論課程之后，可以根據(jù)自身興趣選擇加入團隊，進一步進行研究性學(xué)習(xí)。學(xué)生加入項目團隊后，由教師指導(dǎo)學(xué)生開展學(xué)習(xí)，激發(fā)他們的科研興趣，培養(yǎng)他們的實踐和創(chuàng)新能力。圖1和圖2分別為團隊的智能客廳和智能廚房的老人行為活動檢測系統(tǒng)。

圖1 智能客廳老人行為活動監(jiān)測系統(tǒng)

圖2 智能廚房老人行為活動監(jiān)測系統(tǒng)

團隊的學(xué)生還可以利用項目參加比賽，從而帶動更多的學(xué)生。滁州學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生在指導(dǎo)教師的鼓勵和指導(dǎo)下，積極參與學(xué)科競賽、申報大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目。主要參加的比賽有：中國大學(xué)生計算機設(shè)計大賽、全國軟件與信息技術(shù)專業(yè)人才大賽、中國機器人大賽、全國高校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新大賽等20 余項。從2016 年起，每年本專業(yè)同學(xué)參加競賽獲獎都超過一百人次，學(xué)院也多次獲得各大賽事優(yōu)秀組織獎和突出貢獻獎等獎項。滁州學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)作為國家級一流本科專業(yè)建設(shè)點，學(xué)科平臺和課程緊密融合，以賽促學(xué)，為社會培養(yǎng)了大批適應(yīng)當(dāng)今需要的復(fù)合型應(yīng)用人才。同時，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)導(dǎo)論課構(gòu)造以工程能力和創(chuàng)新能力為核心的教學(xué)模式，拓展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練空間，著力提高學(xué)生的工程素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生工程實踐創(chuàng)新能力。

3.4 實施全過程考核的成績評價方式

為了更加注重對學(xué)習(xí)全過程的考核，改革后將成績分為平時、實驗和期末考核三個部分。基于全過程的成績考核內(nèi)容及所占比重如圖3所示。

圖3 基于全過程的成績考核內(nèi)容

課堂研討是調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的有效方式，精彩的討論能將學(xué)生的知識掌握情況、應(yīng)變能力、團隊合作精神等充分展現(xiàn)出來。創(chuàng)新項目是鼓勵創(chuàng)新思想的一種有效方法。學(xué)生自行組隊并確定研究方向，從項目研究背景與意義、創(chuàng)新性和實用性、方法和技術(shù)路線等方面查閱文獻、思考討論研究形成創(chuàng)新項目報告，各小組在課上匯報展示，極大地活躍了課堂氛圍。實驗報告是實驗成績的重要組成部分，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)、發(fā)展情況和應(yīng)用前景等。如學(xué)生在學(xué)習(xí)傳感器技術(shù)時布置學(xué)生利用傳感器的原理設(shè)計一個溫濕度計，要求給出設(shè)計方案報告并做必要的分析說明，能給出多種合理方案的適當(dāng)加分，書寫實驗報告同時培養(yǎng)學(xué)生熟練使用工具軟件和撰寫報告、設(shè)計文稿的能力。期末考核作業(yè)是一個開放式的作業(yè)，目的是讓學(xué)生對課程理論知識進行梳理總結(jié)，拓展學(xué)習(xí)思路，探索解決問題的辦法。通過作業(yè)，對學(xué)生所反映出的創(chuàng)新能力、應(yīng)用能力和解決問題的能力進行評分。

加大全過程考核，采用多元化評價方式，全面靈活，極大地調(diào)動了學(xué)生的積極性。學(xué)生注重平時學(xué)習(xí)，增強了互動性，真實全面反映了學(xué)習(xí)態(tài)度和素質(zhì)能力，大大提高課堂的效率，讓學(xué)生從一開始就對自己的專業(yè)產(chǎn)生興趣，從而培養(yǎng)學(xué)好專業(yè)的自信。全過程多元化的考核從不同的角度更加全面真實地反映學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)效果，促進學(xué)生及時復(fù)習(xí)、歸納、總結(jié)、提升。

4 課程教學(xué)改革成效

通過對滁州學(xué)院20級物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)班級進行的問卷調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，合計83 份有效問卷中有97.59%的學(xué)生在開始學(xué)習(xí)課程前對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)了解程度不高，甚至基本不了解（如表2）。在課程學(xué)習(xí)后，學(xué)生的專業(yè)能力有了較大提升，主要體現(xiàn)在“對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)了解程度提升”“對本專業(yè)的學(xué)習(xí)感興趣”“對未來幾年專業(yè)學(xué)習(xí)內(nèi)容有所了解”等。通過課程學(xué)習(xí)，專業(yè)學(xué)習(xí)各方面有明顯提升的學(xué)生超過90%（如表3）?？梢?，通過教學(xué)改革，對于學(xué)生宏觀掌握物聯(lián)網(wǎng)知識和激發(fā)專業(yè)學(xué)習(xí)興趣等方面起到較好效果。同時，通過親身體驗，部分學(xué)生也對課堂教學(xué)提出了一些建議和意見（如圖4），有助于任課教師在后續(xù)課程中持續(xù)改進、完善。

表2 物聯(lián)網(wǎng)課前學(xué)情調(diào)研表

表3 教學(xué)改革模式效果評價

圖4 教學(xué)改進意見

通過改革，教學(xué)目的、內(nèi)容和方式更加合理，全過程考核使學(xué)生更有課堂參與感和成就感，理論與實踐相結(jié)合不僅鍛煉了學(xué)生對動手能力，還使學(xué)生有了更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ袒季S。滁州學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)導(dǎo)論課的教學(xué)意義有以下幾點：

教學(xué)方面，在課堂理論學(xué)習(xí)和教學(xué)指導(dǎo)過程中，學(xué)生對知識點領(lǐng)會更加深刻，融會貫通。實驗創(chuàng)新方面，通過書寫創(chuàng)新項目實驗報告，能夠培養(yǎng)學(xué)生思考問題、觀察生活的習(xí)慣。利用學(xué)科平臺，讓學(xué)生在實踐中成長、在體驗中提高，使課堂學(xué)到的理論知識和課后實踐更好融合。鼓勵創(chuàng)新能力強、思維活躍的學(xué)生參加全國高校競賽，帶動更多的學(xué)生，提高學(xué)生對知識的綜合掌握程度。個人發(fā)展方面，改革后的課程深度挖掘?qū)W生的思維技巧，強化學(xué)生認知能力，使學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣，對自身和行業(yè)未來發(fā)展充滿信心。

5 結(jié)語

良好的開端是成功的一半，專業(yè)導(dǎo)論課對打好學(xué)生基礎(chǔ)和提高教師教學(xué)質(zhì)量的重要性是不言而喻的。滁州學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)導(dǎo)論課程通過教學(xué)改革，培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)的全面認知，正確理解大學(xué)期間學(xué)習(xí)要求，了解專業(yè)相關(guān)的行業(yè)職業(yè)崗位，堅定專業(yè)信念和使命感，樹立自主學(xué)習(xí)和終生學(xué)習(xí)的理念，不斷提升自我能力，適應(yīng)未來崗位的需求。未來，物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)導(dǎo)論課程還要不斷加強科學(xué)規(guī)范建設(shè)，這對提高本專業(yè)教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。