新工科背景下物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論課程思政教學(xué)研究與實(shí)踐

顏珍平 顏謙和 劉志成

（湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 株洲 412001）

1 引言

物聯(lián)網(wǎng)是國家新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，也是一門新興技術(shù)學(xué)科。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一門入門課程，能使學(xué)生更快了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)及相關(guān)概念，為后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本課程結(jié)合時(shí)政和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，在教學(xué)中融入大學(xué)生思想政治教育，注重強(qiáng)化對(duì)學(xué)生的工程倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)。

2 課程思政整體設(shè)計(jì)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論課程作為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，是專業(yè)課協(xié)同育人的主陣地，承擔(dān)著重要的知識(shí)技能培養(yǎng)任務(wù)和思政素養(yǎng)教育任務(wù)，要發(fā)揮啟蒙課程鑄魂育人的作用，幫助學(xué)生建立正確的學(xué)習(xí)觀，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生的科技自信和創(chuàng)新意識(shí)，達(dá)到全方位培養(yǎng)學(xué)生的目的。

2.1 無縫對(duì)接課程思政目標(biāo)，將專業(yè)知識(shí)和課程思政有機(jī)融合

課程團(tuán)隊(duì)經(jīng)過調(diào)研分析，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案和新工科專業(yè)特點(diǎn)要求，確定本課程思政的目標(biāo)，主要是培養(yǎng)學(xué)生科技自信、精益求精、愛國情懷、勇于創(chuàng)新的精神。

課程思政整體設(shè)計(jì)如表1所示。

表1 課程思政整體設(shè)計(jì)

2.2 從智慧應(yīng)用場(chǎng)景體驗(yàn)出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生科技自信

在校園安全防疫中，人工登記和手動(dòng)測(cè)溫方式會(huì)大大降低效率，不僅需要花費(fèi)更多的人力和物資，測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)整理困難、人員追溯難，因此為校園提供學(xué)生智能測(cè)溫手環(huán)、人臉識(shí)別測(cè)溫儀的應(yīng)用案例，向同學(xué)介紹中國在疫情中做出的有效措施以及先進(jìn)技術(shù)在疫情中的應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生中國特色社會(huì)主義道路自信、理論自信、制度自信、文化自信，厚植愛國主義情懷。

2.3 采用“問題導(dǎo)向”教學(xué)策略，增強(qiáng)自信心和使命感

采用“問題導(dǎo)向”的教學(xué)策略，講解時(shí)事政治案例，引入科技發(fā)展前沿、實(shí)際生產(chǎn)問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新能力，立志投身物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，加深對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的學(xué)科認(rèn)同。

以“北斗”定位系統(tǒng)為例，介紹中國定位技術(shù)的發(fā)展，讓學(xué)生了解中國科技的創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷、自信心和民族自豪感；武漢東湖高新區(qū)投入了1000輛“北斗高精度測(cè)試用車”，每輛車都配備了北斗導(dǎo)航定位芯片。北斗高精度測(cè)試用車上安裝北斗終端后，運(yùn)營方依托北斗系統(tǒng)的高精度定位功能，可精準(zhǔn)定位車輛位置；并通過電子圍欄和“車+框”

同級(jí)精準(zhǔn)定位技術(shù)，準(zhǔn)確了解車輛是否停入指定的停車區(qū)域，用戶只有把單車停在指定的停車區(qū)域內(nèi)，才可關(guān)鎖結(jié)賬，進(jìn)一步規(guī)范了用戶停車行為。

2.4 依托物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新工作室，幫助學(xué)生樹立正確的發(fā)展觀

依托物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新工作室，組織工作室學(xué)生、畢業(yè)生、企業(yè)工程師，面向低年級(jí)學(xué)生，進(jìn)行“線上+線下”相結(jié)合的物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用開發(fā)交流，讓大一新生了解當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)、企業(yè)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面的需求和要求，幫助學(xué)生做好職業(yè)規(guī)劃，建立個(gè)人發(fā)展必須與國家需求與行業(yè)發(fā)展要求相一致的理念，樹立正確的發(fā)展觀。

3 課程思政教學(xué)單元的實(shí)施

下面以“傳感器精準(zhǔn)檢測(cè)，厚植愛國情懷——分析冷暖自知的傳感器技術(shù)”為例，進(jìn)行課程思政教學(xué)單元的設(shè)計(jì)與實(shí)施。

本案例結(jié)合疫情防控特殊時(shí)代背景，采用智慧生活中的應(yīng)用場(chǎng)景，以“人臉識(shí)別體溫檢測(cè)儀”為載體，分析冷暖自知的傳感器技術(shù)，讓學(xué)生體驗(yàn)體溫檢測(cè)傳感器的智慧應(yīng)用，幫助學(xué)生厘清傳感器概念、掌握傳感器檢測(cè)的原理、分析傳感器技術(shù)的工作原理，介紹中國在疫情中做出的有效措施以及先進(jìn)技術(shù)在疫情中的應(yīng)用，增強(qiáng)民族自豪感，培養(yǎng)學(xué)生的科技自信，厚植愛國主義情懷。

3.1 教學(xué)目標(biāo)

本案例的教學(xué)目標(biāo)是厚植愛國主義情懷，樹立科技報(bào)國的信念，實(shí)現(xiàn)價(jià)值塑造、能力培養(yǎng)、知識(shí)傳授“三位一體”，技能和素養(yǎng)雙重提升，實(shí)現(xiàn)立德樹人潤物細(xì)無聲。

本案例的知識(shí)、技能、素養(yǎng)三維目標(biāo)，如圖1所示。

圖1 教學(xué)的三維目標(biāo)

通過分析發(fā)現(xiàn)，學(xué)生普遍具有積極向上品質(zhì)，但對(duì)自己的專業(yè)和未來的職業(yè)還有點(diǎn)迷茫；作為數(shù)字原住民都具有一定的信息素養(yǎng)，對(duì)信息化工具和手段感興趣，具有查找資料的能力，喜歡即時(shí)的肯定與表揚(yáng)，喜歡展示與分享小組競(jìng)賽活動(dòng)，關(guān)心社會(huì)熱點(diǎn)事件和問題，對(duì)新事物有自己獨(dú)到的觀點(diǎn)與想法[1]。

針對(duì)學(xué)情，借助在線開放課程豐富的微課資源和信息化工具，采用“線上+線下”混合式教學(xué)策略，依托云平臺(tái)、信息化手段，利用設(shè)計(jì)開發(fā)的微課資源，組織實(shí)施了基于微課的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式，注重培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)技能與素質(zhì)雙線培養(yǎng)。

3.2 教學(xué)組織

3.2.1 課前自學(xué)

課前學(xué)生登錄中國大學(xué)MOOC平臺(tái)自主學(xué)習(xí)傳感器的相關(guān)知識(shí)，并進(jìn)行交流討論，如有問題在討論區(qū)中提問，為課中教學(xué)打好基礎(chǔ)，教師隨時(shí)關(guān)注并分析學(xué)生自主學(xué)習(xí)的情況和提出的問題，培養(yǎng)學(xué)生誠實(shí)守信、實(shí)事求是、自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

3.2.2 課上問題解決

任務(wù)引入：播放疫情中使用的“人臉識(shí)別自動(dòng)測(cè)溫儀的應(yīng)用”視頻，引入新課內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)新技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生抗疫的責(zé)任感和使命感，樹立全民防疫態(tài)度，引導(dǎo)作為大學(xué)生應(yīng)該要有奉獻(xiàn)、責(zé)任、擔(dān)當(dāng)意識(shí)，如圖2所示。

圖2 “人臉識(shí)別自動(dòng)測(cè)溫儀的應(yīng)用”視頻

結(jié)合學(xué)校校門、食堂等關(guān)鍵區(qū)域采用人臉識(shí)別自動(dòng)測(cè)溫場(chǎng)景，分析人臉識(shí)別自動(dòng)測(cè)溫儀的作用，減少體溫監(jiān)測(cè)人員的感染風(fēng)險(xiǎn)，解決傳統(tǒng)體溫檢測(cè)人工成本高、測(cè)量效率低、預(yù)警響應(yīng)慢、全局掌控難等弊端。

開啟頭腦風(fēng)暴活動(dòng)，讓學(xué)生說一說傳感器技術(shù)還可應(yīng)用到哪些場(chǎng)景應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生樂于分享、善于溝通交流、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力；通過總結(jié)介紹中國在疫情中做出的有效措施以及先進(jìn)傳感器技術(shù)在疫情中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生科技興國的理想信念和創(chuàng)新精神。

任務(wù)分析：根據(jù)引導(dǎo)視頻，分析“人臉識(shí)別測(cè)溫儀”的工作原理：通過雙目攝像頭識(shí)別人臉，識(shí)別到人臉之后上方的黑體測(cè)溫模塊開始工作，測(cè)出溫度后屏幕上將會(huì)顯示當(dāng)前人體的溫度，實(shí)現(xiàn)“人臉識(shí)別+體溫檢測(cè)”，具體如圖3所示。

圖3 分析“人臉識(shí)別測(cè)溫儀”的工作原理

為方便學(xué)生更好地理解各類傳感器，結(jié)合人體視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺等器官，分析不同類別的傳感器，使傳感器更加形象化、生動(dòng)化，如圖4所示。

圖4 傳感器的分類

觀看國產(chǎn)十大品牌傳感器，引導(dǎo)學(xué)生理解不同類型的傳感器，通過對(duì)國產(chǎn)傳感器類型的觀看和分析，培養(yǎng)學(xué)生民族自豪感、自信心。

下發(fā)過關(guān)測(cè)試題，檢測(cè)學(xué)生對(duì)傳感器原理和類別的學(xué)習(xí)情況，開啟隨機(jī)選人活動(dòng)，請(qǐng)學(xué)生回答各類傳感器所屬的類別；針對(duì)學(xué)生回答，提出傳感器分類還需針對(duì)原理進(jìn)行分析確定，旨在培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范、精益求精的工匠精神。

任務(wù)實(shí)施：利用開發(fā)板和開發(fā)環(huán)境，調(diào)試好預(yù)先準(zhǔn)備好的源程序，并下載到開發(fā)板，采集各傳感器的數(shù)據(jù)，并通過串口傳輸出來，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐、解決問題的能力，如圖5所示。

圖5 利用傳感器采集數(shù)據(jù)

要求學(xué)生利用開發(fā)板搭建開發(fā)環(huán)境、調(diào)試程序，對(duì)人體紅外傳感器、溫濕度傳感器、光照傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并實(shí)時(shí)記錄，培養(yǎng)學(xué)生記錄的良好習(xí)慣，并要求學(xué)生能靈活處理搭建開發(fā)環(huán)境、調(diào)試程序、數(shù)據(jù)采集實(shí)施過程中出現(xiàn)的問題，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)精神及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

針對(duì)學(xué)生任務(wù)實(shí)施過程中出現(xiàn)的問題，引出傳感器設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致“埃及航空”空難事件，提出精益求精、細(xì)節(jié)決定成敗的理念。

任務(wù)評(píng)價(jià)：小組代表進(jìn)行上臺(tái)操作演示、互評(píng)，培養(yǎng)學(xué)生溝通交流能力；下發(fā)自評(píng)活動(dòng)，要求學(xué)生針對(duì)自身課堂表現(xiàn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，培養(yǎng)學(xué)生的擔(dān)當(dāng)和責(zé)任意識(shí)，客觀進(jìn)行自我評(píng)價(jià)。

3.2.3 課后拓展內(nèi)化提升

課后下發(fā)拓展任務(wù)，思考人體紅外傳感器、溫濕度傳感器、光照傳感器信號(hào)采集，三個(gè)不同的傳感器信號(hào)有什么區(qū)別？從而引出開關(guān)量、模擬量、邏輯量傳感器，傳感器按輸出信號(hào)的分類模式等內(nèi)容，要求學(xué)生自主搜索資料完成，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)習(xí)慣和意識(shí)。

整個(gè)教學(xué)實(shí)施過程中采用多樣的教學(xué)方法和手段，把思想政治教育融入課程教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)，形成協(xié)同效應(yīng)，技能和素養(yǎng)雙重培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)立德樹人、潤物細(xì)無聲[2]。

3.3 教學(xué)考核評(píng)價(jià)

本案例實(shí)施過程中將價(jià)值引領(lǐng)、知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)納入課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)中，將思政元素滲透到教學(xué)的全過程，設(shè)置“價(jià)值引領(lǐng)”的觀測(cè)點(diǎn)，融入精益求精、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)精神、創(chuàng)新思維等思政元素，并滲透到教學(xué)各環(huán)節(jié)，通過各類傳感器的精準(zhǔn)檢測(cè)傳輸數(shù)據(jù)，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)，最終實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)的育人目標(biāo)[3]。

考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 課程考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

4 結(jié)語

通過下發(fā)調(diào)研問卷，回收120份問卷，了解學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的收獲，具體如圖6所示。

圖6 課程學(xué)習(xí)的收獲

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論課程思政的教學(xué)改革與實(shí)施，有機(jī)融入家國情懷、精益求精、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、學(xué)以致用等思政元素，幫助學(xué)生樹立正確世界觀、人生觀、價(jià)值觀，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力，提升新工科物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)人才的軟實(shí)力，實(shí)現(xiàn)技能和素養(yǎng)雙重提升，真正做到立德樹人、潤物無聲。