OBE理念在物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用研究

高志華，降 瑋，龐 翠，張 婷

（寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院，寧夏 銀川 750021）

0 引 言

OBE（成果導(dǎo)向教育）理念作為一種以學(xué)生為中心，根據(jù)預(yù)設(shè)目標(biāo)反向進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的方法，其理論內(nèi)涵已被廣泛應(yīng)用于教學(xué)模式創(chuàng)新與改革實(shí)踐中。本文針對(duì)“物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)”課程專業(yè)性強(qiáng)、解決方案綜合度高、應(yīng)用場(chǎng)景復(fù)雜、技術(shù)更新迭代周期短以及貼合市場(chǎng)真實(shí)項(xiàng)目等特點(diǎn)，將OBE理念中學(xué)習(xí)產(chǎn)出的定義、實(shí)現(xiàn)、評(píng)價(jià)及應(yīng)用貫穿于教學(xué)全過(guò)程，使學(xué)習(xí)產(chǎn)出達(dá)成教學(xué)的預(yù)設(shè)目標(biāo)。

1 基于成果導(dǎo)向的教學(xué)模式

1.1 課程性質(zhì)

“物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)”課程面向智慧城市、智慧農(nóng)業(yè)、智慧環(huán)保、智慧交通、智能安防等行業(yè)的綜合方案設(shè)計(jì)、方案銷售與規(guī)劃、工程服務(wù)與管理等工作崗位，通過(guò)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)規(guī)劃與系統(tǒng)集成、智能家居仿真實(shí)驗(yàn)與方案設(shè)計(jì)、智慧農(nóng)業(yè)硬件選型及方案設(shè)計(jì)、智慧環(huán)保總體架構(gòu)及方案設(shè)計(jì)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)綜合方案、智慧交通系統(tǒng)設(shè)計(jì)、基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、基于物聯(lián)網(wǎng)的智能倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)及智慧物流解決方案、智能安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)面向行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)綜合解決方案設(shè)計(jì)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)與營(yíng)銷、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工程施工與調(diào)試等能力，為后續(xù)物聯(lián)網(wǎng)高級(jí)應(yīng)用課程學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.2 教學(xué)模式設(shè)計(jì)思路

基于成果導(dǎo)向的教學(xué)模式將學(xué)習(xí)產(chǎn)出的定義、實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用、評(píng)價(jià)按照課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)實(shí)施以及教學(xué)評(píng)價(jià)等分層展開(kāi)，各層級(jí)間通過(guò)教學(xué)完成知識(shí)學(xué)習(xí)閉環(huán)，總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 基于成果導(dǎo)向的教學(xué)模式總體架構(gòu)

在學(xué)習(xí)產(chǎn)出的定義上以學(xué)生為中心，緊密圍繞人才培養(yǎng)方案展開(kāi)，面向綜合解決方案經(jīng)理、政企MKT等市場(chǎng)“常青藤”崗位。通過(guò)課程學(xué)習(xí)使學(xué)生具備面向行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)綜合方案撰寫、物聯(lián)網(wǎng)通用硬件產(chǎn)品選型以及運(yùn)用虛擬仿真平臺(tái)對(duì)方案進(jìn)行驗(yàn)證的能力，并掌握物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)的體系框架、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、組網(wǎng)規(guī)劃與系統(tǒng)集成等知識(shí)。

實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)產(chǎn)出與應(yīng)用學(xué)習(xí)產(chǎn)出以課堂教學(xué)為主要實(shí)現(xiàn)途徑，采用項(xiàng)目化運(yùn)作、分組教學(xué)及翻轉(zhuǎn)課堂等多元化教學(xué)方式，在教學(xué)內(nèi)容上迭代更新本地特色產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)業(yè)前沿與產(chǎn)業(yè)高端等相關(guān)內(nèi)容，利用智慧職教平臺(tái)、智慧課堂以及微課等資源作為教學(xué)輔助手段，使用物聯(lián)網(wǎng)虛擬仿真平臺(tái)作為方案創(chuàng)新、方案驗(yàn)證的教學(xué)仿真系統(tǒng)，讓學(xué)生在模擬企業(yè)真實(shí)環(huán)境下完成硬件選型、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、方案撰寫及方案宣講等任務(wù)。

學(xué)習(xí)產(chǎn)出的評(píng)價(jià)采用智能打分與人工評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式開(kāi)展。教師組織小組（團(tuán)隊(duì)）內(nèi)部、小組之間互評(píng)，并參考智慧課堂平臺(tái)和虛擬仿真平臺(tái)的打分結(jié)果，從完整性、正確性和可落地性等三個(gè)維度對(duì)解決方案進(jìn)行差異化、針對(duì)性評(píng)價(jià)。如智慧農(nóng)業(yè)重點(diǎn)針對(duì)溫感、煙感、噴淋等硬件選型、組網(wǎng)設(shè)計(jì)是否合理，而一卡通系統(tǒng)則重點(diǎn)關(guān)注虛擬仿真系統(tǒng)中ISO14443庫(kù)文件是否正確引用等。

2 構(gòu)建項(xiàng)目與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合的立體化教學(xué)環(huán)境

采用合理的教學(xué)組織形式是實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)產(chǎn)出目標(biāo)的重要途徑。本文以項(xiàng)目運(yùn)作為導(dǎo)向，突出OBE理念中學(xué)生的主體地位，合理劃分課前、課中和課后教學(xué)層次。典型教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 分層次的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)示例

課前通過(guò)智慧課堂平臺(tái)推送項(xiàng)目背景、典型組網(wǎng)架構(gòu)、應(yīng)用場(chǎng)景及商業(yè)模式等預(yù)習(xí)資料，學(xué)生在線上完成學(xué)習(xí)。以智能家居章節(jié)為例，課前向?qū)W生推送家居門禁系統(tǒng)、可視對(duì)講系統(tǒng)、監(jiān)控及報(bào)警系統(tǒng)的典型應(yīng)用場(chǎng)景，發(fā)布主流的智能家居宣傳體驗(yàn)視頻，并發(fā)送智能家居物聯(lián)云的商業(yè)計(jì)劃書，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

在課堂上首先創(chuàng)設(shè)項(xiàng)目化運(yùn)作的情景，設(shè)定目標(biāo)客戶（政府、企業(yè)或個(gè)人），參考華為“鐵三角”（銷售負(fù)責(zé)人、技術(shù)方案負(fù)責(zé)人及交付負(fù)責(zé)人）模式或中興通訊“一體化項(xiàng)目運(yùn)作”模式劃分團(tuán)隊(duì)角色，營(yíng)造“沉浸式”的教學(xué)氛圍。結(jié)合課前的推送資料，教師從總體架構(gòu)、硬件選型、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、應(yīng)用場(chǎng)景及商業(yè)模式等方面深入分析典型案例，引導(dǎo)學(xué)生自主探索搭建解決方案的架構(gòu)，讓學(xué)生分組完成綜合方案的撰寫，并在虛擬仿真平臺(tái)完成方案驗(yàn)證。結(jié)合智慧課堂平臺(tái)的評(píng)價(jià)結(jié)果（如圖3所示），組織學(xué)生完成內(nèi)部評(píng)價(jià)和小組互評(píng)活動(dòng)；實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂，讓學(xué)生完成方案宣講及推介，加深對(duì)物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)的理解，完成項(xiàng)目運(yùn)作中售前階段的閉環(huán)。

圖3 智慧課堂平臺(tái)評(píng)價(jià)示例

課后推送相關(guān)領(lǐng)域最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，讓學(xué)生線上完成方案偏離度分析。以智慧交通為例，在課后推送交通信號(hào)配置優(yōu)化服務(wù)模式、大數(shù)據(jù)與全域交通綜合治理解決方案、TOD效益的實(shí)現(xiàn)路徑與典型項(xiàng)目進(jìn)展等內(nèi)容，讓學(xué)生從核心產(chǎn)品功能、細(xì)分組網(wǎng)方案及商業(yè)模式等不同維度進(jìn)行方案對(duì)比，完成方案優(yōu)化，進(jìn)而加深對(duì)交通領(lǐng)域前沿知識(shí)的理解。

3 搭建驗(yàn)證方案的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

OBE理念在應(yīng)用學(xué)習(xí)產(chǎn)出方面，強(qiáng)調(diào)將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，能夠?qū)W(xué)習(xí)成果運(yùn)用到工作實(shí)際中。在實(shí)踐教學(xué)階段，傳統(tǒng)方式采用實(shí)際物理設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，如部署RFID接收設(shè)備、IC讀寫器等。這種教學(xué)方式在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力方面有一定優(yōu)勢(shì)，但是組網(wǎng)成本高、應(yīng)用場(chǎng)景固化、硬件更新滯后以及二次開(kāi)發(fā)能力不足等缺陷也較為明顯。

針對(duì)上述問(wèn)題，本文在實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)選用虛擬仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。該平臺(tái)可模擬RFID、WSN、電源、協(xié)調(diào)器等硬件實(shí)訓(xùn)設(shè)備，避免真實(shí)環(huán)境中設(shè)備繁雜、布線混亂及接口不穩(wěn)定等不足，有效降低硬件組網(wǎng)成本；打造從單一產(chǎn)品應(yīng)用到復(fù)雜工程組網(wǎng)等不同物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景，逐步提升學(xué)生的動(dòng)手能力和工程實(shí)踐能力；開(kāi)放數(shù)據(jù)庫(kù)、窗口管理及硬件通信的二次開(kāi)發(fā)接口（如圖4所示），讓學(xué)生自主完成需求拓展和方案驗(yàn)證。

圖4 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)組網(wǎng)及二次開(kāi)發(fā)示例

4 引入符合市場(chǎng)需求的教學(xué)內(nèi)容

近年來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅猛，其應(yīng)用范圍的廣度、應(yīng)用行業(yè)的深度及應(yīng)用場(chǎng)景的復(fù)雜度正發(fā)生著日新月異的變化。因此，在分析典型案例的技術(shù)方案時(shí)，應(yīng)更新迭代符合市場(chǎng)需求的內(nèi)容，使學(xué)習(xí)產(chǎn)出貼近本地產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)高端。

（1）在學(xué)習(xí)章節(jié)中嵌入本地特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史、發(fā)展政策及發(fā)展規(guī)模等，如在智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的建設(shè)背景中增加寧夏九大重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展實(shí)施方案所確定的現(xiàn)代枸杞產(chǎn)業(yè)，在技術(shù)方案中選取枸杞智慧化服務(wù)與管理系統(tǒng)、枸杞產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)綜合信息服務(wù)平臺(tái)、枸杞特色電商等內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生對(duì)家鄉(xiāng)產(chǎn)業(yè)的熱愛(ài)之情。

（2）在方案的實(shí)施路徑中增加相關(guān)產(chǎn)業(yè)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，如在智慧物流系統(tǒng)中的溯源部分增加某科技企業(yè)通過(guò)RFID技術(shù)實(shí)施的自動(dòng)揀選系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了從“人揀貨”轉(zhuǎn)變?yōu)椤柏浀饺恕?，有效提升配送效率，讓學(xué)生體驗(yàn)到技術(shù)更新對(duì)企業(yè)發(fā)展的重要意義。

（3）在商業(yè)模式的創(chuàng)新中增加已培育落地的新模式，如在智能家居項(xiàng)目中探索物聯(lián)云的運(yùn)營(yíng)，將已整合的技術(shù)方案通過(guò)云端拓展市場(chǎng)，使學(xué)生將自己撰寫的技術(shù)方案和運(yùn)營(yíng)結(jié)合起來(lái)，不斷提升技術(shù)自信。

（4）發(fā)揮課程思政在家國(guó)情懷、使命擔(dān)當(dāng)、價(jià)值規(guī)范等諸多方面協(xié)同育人的合力作用，如在講授智慧環(huán)保系統(tǒng)水監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)組網(wǎng)時(shí)，結(jié)合習(xí)近平總書記視察寧夏講話精神，寧夏要“努力建設(shè)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展先行區(qū)”，增強(qiáng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任感和歷史使命感。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文緊密圍繞OBE理念中學(xué)習(xí)產(chǎn)出的定義、實(shí)現(xiàn)、評(píng)價(jià)及應(yīng)用的內(nèi)涵，結(jié)合“物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)”課程的特點(diǎn)，在教學(xué)模式、教學(xué)方法、實(shí)訓(xùn)教學(xué)工具及教學(xué)內(nèi)容上實(shí)現(xiàn)不同維度的創(chuàng)新，使學(xué)生的學(xué)習(xí)效果達(dá)成既定目標(biāo)。